定義
光罩（photomask）是在石英或玻璃基板上鍍不透光膜，並蝕刻出 IC 元件圖案的微影模板。曝光機透過光罩把設計圖案轉印到晶圓光阻上；在 EUV 微影中，光罩由傳統穿透式改為多層膜反射式，是 技術_High-NA EUV 的關鍵限制之一。
圖解
圖說：光罩製程從 photomask blank、電子束／雷射寫入、顯影、蝕刻到去阻清洗與檢測。
圖說：Binary mask、PSM 與 EUV mask 分類；EUV 因 13.5nm 光無法用傳統透鏡聚焦，需採反射式光罩。
圖說：High-NA EUV absorber 材料候選需在折射率 n 與消光係數 k 之間取捨，Ru／Mo 系材料用量可能提高。
製程流程
光罩製造通常分五步：
| 步驟 | 說明 |
|---|---|
| 1. Blank | 在石英／玻璃基板上沉積數十奈米 absorber，形成 photomask blank |
| 2. 曝光寫入 | 在 blank 表面塗佈光阻，用電子束（EB）或雷射寫入 LSI 電路圖案 |
| 3. 顯影 | 移除曝光區或未曝光區光阻，依正型／負型光阻而定 |
| 4. 蝕刻 | 對露出的 absorber 層進行乾式蝕刻，形成圖案 |
| 5. 去阻、清洗、檢測 | 去除殘留光阻並清洗，通過缺陷檢測後出貨 |
光罩分類
| 類型 | 應用 | 特性 |
|---|---|---|
| Binary mask | 130nm 以上 | 結構相對簡單，圖案區只有透明／不透明兩種狀態 |
| PSM（Phase Shift Mask，相位移光罩） | 成熟節點 | 控制相位與透過率，提高解析度與 depth of focus |
| EUV mask | 7nm 以下 | 反射式多層膜光罩，需控制 multilayer 缺陷、absorber、capping layer 與背膜 |
High-NA EUV absorber 變更
傳統 EUV 光罩 absorber 以 TaBN 等鉭系材料為主。隨尺寸縮小，mask 3D effect 變得更明顯，High-NA EUV 需要降低 absorber 造成的成像偏差，因此業界研究更多 Ru／Mo 系材料，尤其是 attenuated phase-shifting mask（attPSM）方向。
材料邏輯： - Binary mask 希望 absorber 折射率實部接近 1.0、消光係數 k 夠高，以使用較薄 absorber 並降低 3D effect。 - attPSM 需要 absorber 保留適度反射，因此 k 不能過高，候選材料集中在 Ru／Mo 等材料或合金。 - 若 absorber 使用更多 Ru，原本常用於 capping layer 的 Ru 也可能需要替代材料，以維持蝕刻選擇比。
不過野村認為 absorber 變更對光罩廠加值有限。原因是光罩價格主要由 photomask blank 的缺陷品質決定，無缺陷 EUV mask 已經可以非常昂貴；Ru／Mo 系材料本來就存在於 EUV mask stack，變更更像材料配比調整，而不是光罩廠價值量大幅重估。
關鍵參數 / 判斷指標
| 指標 | 意義 | 觀察重點 |
|---|---|---|
| Blank 缺陷密度 | 決定高階光罩價值 | EUV mask 無缺陷 blank 稀缺且昂貴 |
| CD / OVL 量測 | 控制圖案尺寸與疊對 | 先進節點對量測與修補要求提高 |
| EUV 反射率 | 影響劑量與 throughput | 多層膜與 absorber 材料共同決定 |
| Mask 3D effect | 影響成像偏差 | High-NA EUV 更敏感 |
| 寫入能力 | 決定複雜版圖周轉 | EB direct writing 與 multi-beam 技術 |
關鍵廠商
| 環節 | 廠商 | 角色 |
|---|---|---|
| 光罩 / blank | Hoya、Toppan、DNP、PKL、SKE、LG-IT | 全球主要 photomask / blank 供應商，上游材料以日本、韓國主導 |
| 鍍膜 / 蝕刻設備 | TEL、Applied Materials | 光罩前段製程設備 |
| EB 寫入 | Nuflare、JEOL、IMS | 電子束直寫設備 |
| 雷射寫入 | Applied Materials、Mycronic | 雷射 direct writing |
| 缺陷檢測 | KLA、Lasertec、Nuflare | 光罩缺陷檢測 |
| 修補 / 驗證 | Zeiss、Hitachi、V Technology | 高階 EB repair 與驗證，Zeiss 主導高階修補 / 驗證 |
| EUV Pellicle 穿透率量測 | 6937_天虹（市） | 與台積合作的 EUV Transmission Tool（二代機進客戶認證）；量測光罩 Pellicle 穿透率變化，協助延長 EUV 設備壽命、延後 High-NA EUV 採購 |
技術瓶頸 / 風險
- EUV mask 是反射式多層膜結構，缺陷一旦埋在 multilayer 內很難修補。
- High-NA EUV 入射角與 half-field 設計放大光罩端成像誤差，mask 3D effect 與 absorber 選擇更重要。
- 光罩廠需同時理解 fabless 設計需求與 foundry／IDM 製程規則，缺乏統一標準使相容性與 R&D 能力成為競爭關鍵。
應用場景
- 成熟節點邏輯、功率、顯示與 MEMS 元件
- 先進邏輯與記憶體 EUV 微影
- High-NA EUV 的 half-field、stitching 與 attPSM 相關光罩設計
相關技術
來源
- 260521_nmr_semi-renaissance，野村《Greater China Semi: A Guide to Semi Renaissance in 2026–30F》，2026-05-21
- 活動_天虹_小場_20260521，2026-05-21（天虹 EUV Pellicle 穿透率量測設備）