レチクルとフォトマスクの違い：言葉の範囲・縮小倍率・大きさ・ペリクルを比較
フォトマスクは、回路のパターンを描いた露光用の原版をまとめて指す言葉です。レチクルはその一種で、もともとはウエハの一部(1個から数個のチップ分)のパターンだけを持ち、ステッパーやスキャナーで位置をずらしながら繰り返し露光する原版を指します。現在の量産の露光装置はパターンを1/4に縮小して投影するので、レチクル上のパターンはウエハ上の4倍の大きさです。これに対して、マスクアライナなどで使う等倍のフォトマスクは、ウエハ全面のパターンを同じ大きさで持ち、1回で全面を露光します。量産の現場ではレチクルのこともふつうに「マスク」と呼ぶため、2つの言葉はしばしば同じ意味で使われます。
| 項目 | レチクル(縮小投影用) | 等倍のフォトマスク(ウエハ全面用) |
|---|---|---|
| 言葉の範囲 | フォトマスクの一種。ウエハの一部の領域のパターンを持ち、位置をずらして繰り返し露光する原版 | 露光用の原版の総称。狭い意味では、ウエハ全面のパターンを等倍で持つマスクを指す |
| 使う露光装置 | ステッパー(ステップ・アンド・リピート)やスキャナー(ステップ・アンド・スキャン) | マスクアライナ(密着露光・近接露光)や、等倍の投影露光装置 |
| ウエハ上のパターンとの倍率 | 一般に4倍(投影光学系で1/4に縮小する)。古いステッパーでは5倍や10倍もあった | 1倍。マスク上の寸法がそのままウエハに写る |
| 1回に露光する範囲 | 1ショット分。スキャナーではウエハ上で最大約26 mm × 33 mmで、ショットを繰り返してウエハ全面を覆う | ウエハ全面を一度に露光する |
| 基板の大きさと材料 | 6インチ角(約152 mm)・厚さ約6 mmの合成石英が標準。EUV用は低熱膨張ガラスに多層膜をつけた反射型 | ウエハより一回り大きい角形のガラス板(ソーダ石灰ガラスや石英)。クロムでパターンをつくるものが多い |
| ペリクル | DUVでは付けるのが標準。EUV用には厚さ数十nmの極薄の膜が開発されている | 密着露光や近接露光では、マスクをウエハのすぐ近くに置くので付けられない |
| 誤差と欠陥の影響 | 原版の寸法の誤差や小さな異物は、ウエハ上では縮小される。ただし欠陥は、すべてのショットの同じ位置に繰り返し転写される | 誤差や欠陥がそのままの大きさで転写される。密着露光ではレジストとの接触で汚れや傷がつきやすく、洗浄や交換が必要 |
| 主な使われ方 | 先端のLSI(ロジック・メモリ)の量産で、微細な層をつくる | MEMS、パワーデバイス、LED、研究開発など、寸法がµmオーダーの層 |
| 現場での呼び方 | 露光装置まわりでは「レチクル」(レチクルステージ、レチクルリミットなど)。設計やマスクの製造では「マスク」(マスクセット、マスク枚数など)と呼ぶことも多い | 研究室やMEMSの工程では、単に「マスク」「フォトマスク」と呼ぶことが多い |
数値は代表的な目安で、世代や製品によって異なります。