フォトマスクとは
フォトマスクは半導体製造に欠かせない部材の一つです
半導体の回路パターンをウエハ上に転写する際に原版として使用されます。
表面にクロムなどの金属遮光膜が形成された基板に、回路パターンが電子ビームやレーザーで描画されています。
フォトマスクの使用方法
フォトマスクに加工された回路パターンはDUVやEUVにより、シリコンウエハ上のフォトレジストに転写されます。この工程を露光と呼びます。その後、現像、エッチング、成膜などのウエハ加工を行います。半導体製造では、各工程に対応したフォトマスクを入れ替えながら、露光と加工を何度も繰り返し、微細な回路を積み重ねて半導体チップを完成させます。
露光時には、フォトマスク上の回路パターンは縮小レンズを通じて、マスクパターンの1/4から1/5のサイズでウエハ上に転写されます。半導体チップのさらなる微細化を実現するためには、フォトマスクにも高度な微細加工技術と、安定した高い品質が求められます。
No Photomask, No Chip.
フォトマスクなしに、半導体チップを作ることはできないのです。
フォトマスクの製造工程例
研磨された合成石英ガラスがフォトマスクの基板となります。
ガラス基板上にクロム原子を蒸着させ、厚さ数十ナノメートル程度の遮光膜を形成します。この状態のガラス基板をフォトマスクブランクスと呼びます。
フォトマスクブランクスの表面にレジスト（感光性樹脂）を塗布し、電子ビームを用いて回路パターンを描画します。
現像と洗浄を行うことで、電子ビームによって露光されたレジストを除去します（レジストの種類によっては、逆に露光しなかった部分が除去される場合もあります）。
ブランクス上にプラズマを浴びせ、薬液の浸透性を高め、現像工程でレジストが除去されクロム遮光膜が露出した部分を反応性ガスによる化学反応（ドライエッチング）により加工します。
最後にレジストを除去してフォトマスクは完成します。このあと、いくつもの厳しい検査を経てフォトマスクは出荷されます。