最後更新:2026年10月8日曝光・微影EUV 曝光・微影中國大陸:掩模版

光罩(Reticle)是什麼

Reticle / Photomask

光罩(Reticle/Photomask)是將電路圖案轉印到晶圓上的原版。在石英基板上以鉻或相移材料描繪圖案,由曝光機一般以1/4縮小投影。1片光罩對應1層導線層,因此製造先進晶片需要數十~上百片以上;EUV 用光罩為反射式,光罩保護膜的處理方式也不同。

目錄5 項
  1. 定義與原理
  2. 常見問題
  3. 相關企業
  4. 相關用語
  5. 比較文章

定義與原理

光罩(Reticle)是半導體微影所使用的一種光罩(photomask),是將電路圖案轉印到晶圓上的「原版」。在石英(SiO₂)基板上以鉻(Cr)或相移材料描繪電路圖案,由曝光機縮小投影到晶圓上(一般為4倍縮小,4× 光罩)。1片光罩包含1個世代的導線層圖案,製造先進晶片會使用數十~上百片以上的光罩。

光罩的製造流程依序為「電子束(EB)描繪」→「顯影與蝕刻」→「檢測與修補」→「清洗」。EB 描繪使用 NuFlare Technology 或 JEOL 的光罩描繪設備,其中 NuFlare 擁有超過80%的全球市占率,市場地位壓倒性。描繪後的缺陷檢測使用 Lasertec 的光罩檢測設備,特別是 EUV 光罩用的「Actinic(實際波長)檢測機」,Lasertec 是全球唯一的供應商。

EUV 光罩與 DUV 光罩在結構上根本不同。DUV 光罩為穿透式(讓光通過),EUV 光罩則是反射式,在 Mo/Si 多層膜反射鏡基板上形成 Ru、TaN 吸收層圖案。此外,EUV 光連大氣中的氧氣與水分都會吸收,因此搬運與保管需使用專用的 EUV 光罩盒(EUV 光罩專用 SMIF)。EUV 光罩基板(blank)的主要供應商為信越化學與 SK Electronics。

OPC(Optical Proximity Correction:光學鄰近效應修正)是光罩圖案設計的重要技術。為了修正因光的繞射與干涉,使實際轉印圖案偏離設計值的「光學鄰近效應」,會事先刻意使光罩上的圖案變形。先進邏輯有數十億個以上的 OPC 修正點,需要以 EDA(電子設計自動化)工具進行高效能運算。反向微影(Inverse Lithography)與運用 AI 的 OPC 等新方法的研究也在進行中。

光罩的管理與保護也是半導體製造的重要課題。會在光罩表面裝上稱為光罩保護膜(Pellicle)的薄膜,防止微粒附著造成圖案缺陷。DUV 用光罩保護膜較容易製造,但 EUV 用光罩保護膜難以同時兼顧對 EUV 光的高穿透率(90%以上)與耐熱性、耐久性,三井化學、旭化成與 ASML 正在競相開發。

光罩(Reticle)的常見問題

Reticle 與 Photomask 有什麼不同?
嚴格來說,以1:1方式帶有晶圓全面圖案的稱為 photomask,以縮小投影方式曝光部分區域(shot)的稱為 reticle。目前的縮小投影曝光幾乎全部使用 reticle,因此在實務上兩者幾乎是同義詞,中文都稱為光罩。
1片光罩大約多少錢?
成熟節點用的簡單光罩約數十萬日圓,但先進邏輯用的相移光罩或施加 OPC 的光罩,1片可達數千萬日圓,EUV 用光罩則更加昂貴。1個先進晶片產品需要數十~上百片以上的光罩組,合計可達數億~數十億日圓的規模。
EUV 光罩與傳統光罩有何不同?
EUV 光會被所有物質吸收,因此不是讓光穿透的傳統型,而是以多層膜反射鏡反射光的反射式光罩。在堆疊約40~50對的 Mo/Si 多層膜上以吸收層描繪圖案,且只能在真空中處理。光罩保護膜也難以兼顧穿透率與耐熱性,這是 EUV 特有的課題。

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