アクティニック検査とは
アクティニック検査とは、露光に使うのと同じ波長の光でマスクを検査することです。 EUV露光であれば波長13.5nmのEUV光で検査し、実際に転写される欠陥だけを検出します。
EUVマスクには、表面が平らなまま多層膜の内部で反射光の位相をずらす位相欠陥があり、表面の凹凸を測る検査はこれを素通りします。そのため検査の波長を露光にそろえます。
判断の基準は転写されるかどうかで、波長を変えると拾う欠陥が入れ替わる
Section titled “判断の基準は転写されるかどうかで、波長を変えると拾う欠陥が入れ替わる”検査の目的は、転写されて困る欠陥を見つけることです。マスクの見た目のきれいさより、露光したときに写るかどうかが判断の基準になるので、露光と同じ条件で検出するのが最も確かです。アクティニック検査は露光光と同じ波長で検査することを指し、特に波長13.5nmのEUV光を使うEUVパターンマスク検査1で使う語です。
波長を変えれば、検出される欠陥の顔ぶれも入れ替わります。可視光でEUVマスクを検査すると、EUV露光では転写を免れる微小な表面の凹凸を欠陥として拾う一方、EUVでは確実に転写される欠陥を見落とす場合があります。前者は欠陥レビューの負担を増やし、後者は不良を素通りさせます。
位相欠陥は、表面が平らなまま多層膜の内部で反射光をずらす
Section titled “位相欠陥は、表面が平らなまま多層膜の内部で反射光をずらす”EUVマスクは多層膜で光を反射させる構造を持ちます。多層膜の内部に乱れがあると、表面は平らなまま反射する光の位相がずれ、干渉の仕方が変わって転写されるパターンが崩れます。表面の凹凸を測る検査は、この欠陥を素通りします。
位相欠陥2は多層膜の周期を乱して反射光の位相へ影響する欠陥で、露光時の転写パターンに寸法変化を生じさせます。異物のように反射を阻害して反射光の強度へ影響する欠陥は、振幅欠陥と呼び分けます。強度が落ちる欠陥は明るさの差として立ちますが、位相だけがずれる欠陥ではその差がごくわずかです。この差が、検査の光学系を分ける理由になります。
周期約7nmの多層膜で、数nmの段差が寸法を10%動かす
Section titled “周期約7nmの多層膜で、数nmの段差が寸法を10%動かす”多層膜（ML）は、EUV光が通常の物質で反射しにくいため、異なる物質を交互に積んで反射材とした膜で、モリブデンとシリコンの40対以上が一般に使われます。この多層膜は周期約7nm・40周期以上で、Mo/Si多層膜の反射率は理論値でも70%強にとどまります3。
位相欠陥は多層膜の平坦性が崩れた段差で生じ、1.5から2nmの段差が干渉によって暗部を作ります。この段差はおもに超低膨張ガラス基板の表面が持つ起伏から来ており、幅25nm・高さ3nmの段差はハーフピッチ22nmのパターンで10%の寸法誤差を招きます。周期7nmの膜に対して1.5nmの段差は、1層の厚みの数分の1にあたります。基板の研磨で残った起伏が、そのまま転写結果へ届きます。
平成21年度の報告時点で、EUV波長を使うアクティニック欠陥検査装置の開発は進んでおり、DUV光や電子線を使うパターン欠陥検査はハーフピッチ22nmまで目処の立った段階にとどまっていました。開発課題の1位は、光源から無欠陥マスクへ移っています。修正側にも代償があり、黒欠陥をFIBで除去する従来の手法ではGaが基板へ打ち込まれて多層膜が劣化し、反射率が下がります。
レーザーテックには、ブランクス向けABICSとパターン付き向けACTISの2系列がある
Section titled “レーザーテックには、ブランクス向けABICSとパターン付き向けACTISの2系列がある”レーザーテックは、アクティニックEUVパターン付きマスク検査システムとしてACTIS A300シリーズ、ACTIS A150、ACTIS A200HiTシリーズを、EUVマスクブランクスの検査およびレビューシステムとしてABICSシリーズを出しています4。
ABICS E1205は2017年4月3日発表で、λ=13.5nmのEUV光源、Mo/Si多層膜の内部にある転写性の位相欠陥の高感度検出、暗視野光学系を掲げ、2017年十大新製品賞「日本力賞」と半導体・オブ・ザ・イヤー2018の半導体製造装置部門グランプリを受けました。ACTIS A1506は2019年9月12日発表の世界初のEUVパターンマスク欠陥検査装置で、波長13.5nmのEUV光源で従来のDUV光源より欠陥検出感度を大幅に上げたとしています。ウェハ露光機と同じ波長の光源で露光時に転写される欠陥を高い感度で拾うとし、ペリクル付きEUVマスクの検査にも対応します。
ACTIS A300シリーズ7は2023年11月24日発表で、High NA世代のEUVマスクと現行開口数のEUVマスクの双方の欠陥検査に対応し、「URASHIMA」光源と高効率の光学設計で高い生産性を実現したとしています。ABICS E3208は2024年12月2日発表で、λ=13.5nmのEUV光源、40倍の暗視野光学系による高感度かつ高速な検査、1500倍のレビューによる高精度の欠陥座標測定、明視野と暗視野のレビューによる欠陥の分類と疑似欠陥の切り分けを掲げます。ACTIS A200HiTシリーズ9は2025年10月31日発表で、ACTIS A150の3倍の検査速度と、ウェハファブでEUVマスクの運用中に生じる転写性欠陥の検出を掲げます。
ブランクスの段階で位相欠陥を見つけられれば、描画の費用をかける前にそのブランクスを弾けます。パターンを描いたあとで見つかればそのマスク1枚が無駄になるため、段階を分けて検査します。この前段の検査がABI（Actinic Blank Inspection）で10、EUV露光装置と同じ波長のEUV光（13.5nm）を使うマスクブランクス検査、またはその装置を指します。
波長・倍率・検査段階・速度の4つで、感度とコストが引き換えになる
Section titled “波長・倍率・検査段階・速度の4つで、感度とコストが引き換えになる”検査波長を13.5nmへそろえれば転写される欠陥だけを拾えますが、EUV光源とすべて反射式の光学系が要るため、装置の構成が大がかりになります。193nmや電子線を選べば構成は軽くなり、レーザーテックのMATRICS X9ULTRAのようにハイパワー193nmレーザーで微小異物へ届く形も取れます。代わりに、位相だけがずれる欠陥の明るさの差がごくわずかなぶん、取りこぼしが増えます。
倍率では、ABICS E320の40倍の暗視野光学系が広い視野で速く走る側、1500倍のレビューが欠陥座標を細かく詰める側を受け持ちます。検査倍率を上げれば感度は上がりますが、1枚の走査時間が伸びます。レビュー倍率を上げれば座標の精度が上がり、欠陥ミチゲーション（吸収体パターンの配置で欠陥を隠す手当て）へ渡せる情報が増える代わりに、1点あたりの時間が増えます。
検査する段階では、ブランクスで弾けば描画費用を守れますが、描画とその後の工程で生じる欠陥は素通りします。パターン付きで検査すれば最終形に近い状態を測れる代わりに、そこで落とすとマスク1枚分の費用が飛びます。ACTIS A200HiTがウェハファブでの運用中の転写性欠陥を対象にしているのは、この段階のさらに後ろにも検査の場があるからです。
速度では、ACTIS A150に対するA200HiTの3倍という値が、同じ時間で3倍の枚数を回せることを意味します。定期的な品質点検の頻度を上げれば運用中に育つ欠陥を早く見つけられますが、その分だけマスクが露光機を離れる時間が増え、ラインの流れが細ります。
関連するデータ・ツール
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よくある質問（FAQ）
Section titled “よくある質問（FAQ）”アクティニック検査とは何ですか？
露光に使うのと同じ波長の光でマスクを検査することです。EUV露光であれば波長13.5nmのEUV光で検査し、特にEUVパターンマスク検査で使う語です。
なぜ同じ波長で検査するのですか？
波長が変われば、検出される欠陥の顔ぶれも入れ替わるためです。可視光で検査すると、EUV露光では転写を免れる欠陥を拾ったり、逆にEUVでは転写される欠陥を見落としたりします。転写されるかどうかが判断の基準になる以上、露光と同じ条件が要ります。
位相欠陥とは何ですか？
EUVマスクの多層膜の内部にある乱れが、反射する光の位相をずらす欠陥です。多層膜の周期を乱して反射光の位相へ影響する欠陥を位相欠陥、異物のように反射を阻害して反射光の強度へ影響する欠陥を振幅欠陥と呼び分けます。表面は平らなままなので、表面の凹凸を測る検査はこの乱れを素通りします。
位相欠陥はどれだけ小さくても寸法を動かしますか？
JEITAの半導体技術ロードマップ専門委員会は平成21年度報告で、多層膜の平坦さが崩れた段差のうち1.5から2nmのものが干渉によって暗部を作り、幅25nm・高さ3nmの段差がハーフピッチ22nmのパターンで10%の寸法誤差を招くと見積もっています。
なぜEUVで特に重要なのですか？
EUVマスクが反射で使われるためです。透過で使うDUVマスクでは、遮光膜のパターンそのものを見れば足ります。EUVマスクは多層膜で反射させる構造のため、膜の内部の状態が転写結果を左右します。
アクティニック検査の装置はありますか？
あります。レーザーテックが、アクティニックEUVパターン付きマスク検査システムとしてACTIS A300シリーズ、A150、A200HiTシリーズを、EUVマスクブランクスの検査およびレビューシステムとしてABICSシリーズを出しています。
ブランクスの段階でも検査しますか？
します。パターンを描く前の多層膜の状態で位相欠陥を見つけられれば、描画の費用をかける前に弾けます。レーザーテックのABICSシリーズがこの用途にあたり、EUV露光装置と同じ波長のEUV光（13.5nm）を使うブランクス検査をABI（Actinic Blank Inspection）と呼びます。
検査速度はどれだけ違いますか？
2025年10月31日発表のACTIS A200HiTシリーズは、ACTIS A150の3倍の検査速度を達成したとされています。レーザーテックは、ウェハファブでEUVマスクの運用中に生じる転写性欠陥を検出する用途に向けています。
比較・違いを学ぶ
Section titled “比較・違いを学ぶ”- レチクルとフォトマスクの材料── マスクの材料と構造
- レーザーテック ACTIS A200HiT ── EUVマスク検査装置の深掘り
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- 1SEAJ：半導体製造装置用語集（リソグラフィ）seaj.or.jp ↩
- 2レーザーテック：用語解説「位相欠陥」lasertec.co.jp ↩
- 3JEITA 半導体技術ロードマップ専門委員会：平成21年度報告 第6章 WG5 リソグラフィsemicon.jeita.or.jp ↩
- 4レーザーテック：半導体関連製品lasertec.co.jp ↩
- 5レーザーテック：ABICS E120lasertec.co.jp ↩
- 6レーザーテック：ACTIS A150lasertec.co.jp ↩
- 7レーザーテック：ACTIS A300lasertec.co.jp ↩
- 8レーザーテック：ABICS E320lasertec.co.jp ↩
- 9レーザーテック：ACTIS A200HiTlasertec.co.jp ↩
- 10レーザーテック：用語解説「ABI」lasertec.co.jp ↩