KR102473558B1 - 극자외선 리소그래피용 하프톤 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크 - Google Patents

극자외선 리소그래피용 하프톤 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크 Download PDF

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Abstract

극자외선 리소그래피용 하프톤 위상반전 블랭크 마스크는, LTEM 투명 기판 상에 순차적으로 구비된 다층 반사막, 캡핑막, 제1식각저지막, 위상반전막, 제2식각저지막, 및 흡수막을 구비한다. 위상반전막은 20% 이상의 고반사율을 구비하며, 이에 따라 최종적으로 Wafer Printing시 NILS 및 MEEF 특성이 향상된다.

Description

극자외선 리소그래피용 하프톤 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크 {Half-tone attenuated phase shift blankmask and photomask for EUV lithography}
본 발명은 극자외선 리소그래피용 위상반전 블랭크 마스크(Phase shift Blankmask) 및 포토마스크(Photomask)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, Wafer Printing 시 NILS(Normalized Image Log Slope) 및 MEEF(Mask Error Enhancement Factor) 특성을 우수하게 하기 위하여 노광 파장에 대해 20% 이상의 고반사율을 가지는 극자외선 리소그래피용 하프톤 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크 에 관한 것이다.
최근 반도체 제조를 위한 리소그래피 기술은 ArF, ArFi, MP(Multiple) Lithography 에서 EUV Lithography 기술로의 발전이 이루어지고 있다. EUV Lithography 기술은 13.5nm의 노광파장을 사용함으로서, 해상도(Resolution) 및 공정 단순화가 가능하여, 10nm급 이하 반도체 소자 제조용으로 각광받고 있는 기술이다.
한편, EUV Lithography 기술에 있어서, EUV광은 모든 물질에 대해 잘 흡수되고 또한 이 파장에서 물질의 굴절률은 1에 가깝기 때문에, 기존의 KrF 또는 ArF 광을 사용한 포토리소그래피와 같은 굴절 광학계를 사용할 수 없다. 이 때문에, EUV 리소그래피에서는 반사 광학계를 이용한 포토마스크가 사용된다.
블랭크마스크는 포토마스크의 원재료로서, 반사형 구조를 형성하기 위하여 기판 상에 EUV광을 반사하는 다층 반사막, EUV 광을 흡수하는 흡수막의 2가지 박막을 포함하여 구성된다. 그 외에 다층 반사막을 보호하는 캡핑막(Capping layer), e-chucking을 하기 위한 후면 도전막(Backside conductive layer) 등이 포함될 수 있다. 더욱 구체적으로는, EUV용 블랭크마스크는, SiO2-TiO2계의 저 열팽창계수를 가지는 LTEM(Low Thermal Expansion Material) 기판 상에 Mo/Si로 이루어진 다층 반사막, 다층 반사막 상에 루테늄(Ru)계의 캡핑막, 및 캡핑막 상에 탄탈륨(Ta)계의 흡수막이 형성된 구조를 가진다. 이를 통해 형성되는 포토마스크는 흡수막이 패터닝된 형태로서, 반사막의 반사율과, 흡수막의 반사율의 명암비(Contrast) 차이를 이용하여 Wafer에 패턴을 형성하는 원리를 이용한다.
한편, 최근에는 10nm급 이하, 특히 7nm급 또는 5nm급 이하, 나아가 향후에는 3nm급 이하의 소자 제조를 위한 EUV 블랭크 마스크 개발이 요구되고 있다. 이에 따라, EUV 블랭크 마스크의 특성에 기인하는 NILS(Normalized Image Log Slope), MEEF(Mask Error Enhancement Factor)가 우수한 블랭크 마스크 개발이 요구되고 있다. 기존의 극자외선 리소그래피용 바이너리 마스크(Binary mask)는 32nm pitch 이하의 패턴(Pattern)을 가지는 로직(Logic) 또는 DRAM 소자 노광 시 2.0 이상의 NILS를 확보하기 어려워 Poor한 이미징 특성(Imaging performance)을 가진다.
본 발명의 목적은, NILS 와 MEEF(Mask Error Enhancement Factor) 특성이 우수한 극자외선 리소그래피용 하프톤 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, Dark Area(흡수층이 존재하는 영역)에서 20% 이상, 바람직하게는 20% 내지 60%의 고반사율을 가지는 극자외선 리소그래피용 하프톤 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 극자외선 리소그래피용 하프톤 위상반전 블랭크 마스크는, 투명 기판 상에 순차적으로 구비된 다층 반사막, 캡핑막, 제1식각저지막, 위상반전막, 제2식각저지막, 및 흡수막을 포함한다.
본 발명의 블랭크마스크는, 상기 흡수막 상에 구비된 하드마스크막을 더 포함하여 구성될 수도 있다.
상기 제1식각저지막은 실리콘(Si)의 단독 또는 실리콘(Si)에 산소(O), 질소(N), 탄소(C), 수소(H), 보론(B) 및 금속 중 하나 이상을 포함한다.
상기 제1식각저지막은 1nm 내지 5nm의 두께를 갖는다.
상기 위상반전막은 극자외선 노광 파장에 대하여 20% 이상의 반사율을 갖는 다.
상기 위상반전막은 루테늄(Ru) 단독, 루테늄(Ru)에 산소(O), 질소(N), 탄소(C), 수소(H), 보론(B) 중 하나 이상을 포함하는 화합물, 루테늄(Ru) 및 몰리브데늄(Mo)에 산소(O), 질소(N), 탄소(C), 수소(H), 보론(B) 중 하나 이상을 포함하는 화합물로 이루어진다.
상기 위상반전막은 10nm 내지 50nm의 두께를 갖는다.
상기 제2식각저지막은 크롬(Cr), 또는 크롬(Cr)에 산소(O), 질소(N), 탄소(C), 수소(H), 보론(B) 중 하나 이상이 포함된 크롬(Cr) 화합물로 이루어진다.
상기 제2식각저지막은 1nm 내지 10nm의 두께를 갖는다.
상기 흡수막은 탄탈륨(Ta), 또는 탄탈륨(Ta)에 산소(O), 질소(N), 탄소(C), 수소(H), 보론(B) 중 하나 이상이 포함된 탄탈륨(Ta) 화합물로 이루어진다.
상기 흡수막은 10nm 내지 50nm의 두께를 갖는다.
상기 하드마스막은 크롬(Cr), 또는 또는 크롬(Cr)에 산소(O), 질소(N), 탄소(C), 수소(H), 보론(B) 중 선택되는 1종 이상이 포함된 크롬(Cr) 화합물로 이루어진다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기와 같은 구성의 극자외선 리소그래피용 하프톤 위상반전 블랭크 마스크를 이용하여 제작된 포토마스크가 제공된다.
본 발명의 블랭크마스크는 20% 이상, 바람직하게는 20~60%의 고반사율을 가지는 위상반전막을 구비한다. 이에 따라 Wafer Printing시 NILS 및 MEEF 특성이 향상된다.
도 1은 본 발명에 따른 극자외선 리소그래피용 하프톤 위상반전 블랭크 마스크를 도시한 단면도.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 극자외선 리소그래피용 하프톤 위상반전 블랭크 마스크를 도시한 단면도이다.
본 발명에 따른 극자외선 리소그래피용 하프톤 위상반전 블랭크 마스크는 LTEM 투명 기판(101) 위에 Mo/Si가 40~60층 적층된 다층 반사막(102), Ru을 포함하는 캡핑막(104), 제1식각저지막(106), 위상반전막(108), 제2식각저지막(110), 흡수막(112), 하드마스크막(114), 및 레지스트막(116)이 순차적으로 적층된 구조를 갖는다.
제1식각저지막(106)은 하부에 배치된 Ru을 포함하는 캡핑막(104)에 대하여 10 이상의 식각선택비를 갖는다. 제1식각저지막(106)은 실리콘(Si)의 단독 또는 실리콘(Si)에 산소(O), 질소(N), 탄소(C), 수소(H), 보론(B) 및 금속 중 하나 이상을 포함하여 형성될 수 있으며, 바람직하게는 적어도 실리콘(Si) 및 질소(N)를 포함하는 실리콘(Si) 화합물로 이루어진다. 제1식각저지막(106)은 염소계(Cl) 기반의 식각 가스에 식각되고, 산소(O)가 포함될 경우 Ru가 함께 식각되므로 산소(O)를 포함하지 않는 것이 바람직하다. 제1식각저지막(106)은 1nm 내지 5nm의 두께를 가지며, 바람직하게, 2nm 내지 4nm의 두께를 갖는다. 제1식각저지막(106)이 5nm 이상의 두께를 갖는 경우 최종 패턴이 형성되는 위상반전 패턴의 반사율이 감소하게 되고, 1nm 이하의 두께를 갖는 경우 식각저지막으로의 역할 수행이 어렵다.
위상반전막(108)은 극자외선 노광 파장에 대하여 위상반전 제어(Phase Shift Control)가 용이하면서도 투과도가 높은 물질을 적용한다. 이를 위해, 위상반전막(108)은 루테늄(Ru) 단독 또는 루테늄(Ru)에 산소(O), 질소(N), 탄소(C), 수소(H), 보론(B) 중 하나 이상을 포함하는 화합물로 구성되며, 특히, 질소(N)와 산소(O)를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 위상반전막(108)은 두께에 기인하는 그림자 효과(Shadowing Effect)를 감소시키기 위하여 루테늄(Ru)에 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 코발트(Co), 인듐(In), 니오븀(Nb), 몰리브데늄(Mo), 니켈(Ni), 크롬(Cr) 중 선택되는 1종 이상의 금속을 포함하고, 상기 물질에 산소(O), 질소(N), 탄소(C), 수소(H), 보론(B) 중 하나 이상을 추가로 포함하는 화합물로 구성할 수 있다. 특히, 위상반전막(108)은 상기 물질 중 몰리브데늄(Mo)을 포함하고, 산소(O), 질소(N), 탄소(C), 수소(H), 보론(B) 중 하나 이상을 포함하는 화합물로 구성하는 것이 바람직하다.
위상반전막(108)은 단층 또는 2층 이상의 다층 구조로 형성할 수 있으며, 단일막, 연속막 중 하나의 형태로 형성할 수 있다.
위상반전막(108)은 극자외선 노광 파장에 대하여 120~240°의 위상반전량을 가지며, 바람직하게, 190~240°의 위상반전량을 가진다.
위상반전막(108)은 패턴이 형성된 후, 노광 파장에 대하여 20% 이상의 반사율을 가지며, 바람직하게는 20~60% 이내의 반사율을 가진다.
위상반전막(108)은 10nm 내지 50nm의 두께를 가지며, 바람직하게는 20nm 내지 40nm의 두께를 가진다.
위상반전막(108)은 불소(F)계 식각 가스에 식각된다.
제2식각저지막(110)은 위상반전막(108)의 상부에 구비되며, 탄탈(Ta)을 포함하여 형성된 흡수막(112)에 대하여 10 이상의 식각 선택비를 갖는다.
제2식각저지막(110)은 염소계(Cl) 가스에 식각되는 물질로 형성되고, 특히, 크롬(Cr) 또는 크롬(Cr)에 산소(O), 질소(N), 탄소(C), 수소(H), 보론(B) 중 하나 이상이 포함된 크롬(Cr) 화합물로 구성할 수 있다. 제2식각저지막(110)은 크롬(Cr)에 산소(O)를 포함하여 형성되는 것이 바람직하다. 제2식각저지막(110)은 1nm 내지 10nm의 두께를 가지며, 바람직하게는 5nm 이하, 더욱 바람직하게는 4nm 이하의 두께를 갖는다.
흡수막(112)은 탄탈륨(Ta) 또는 탄탈륨(Ta)에 산소(O), 질소(N), 탄소(C), 수소(H), 보론(B) 중 하나 이상이 포함된 탄탈륨(Ta) 화합물로 구성할 수 있으며, 특히 TaN, TaBN, TaON, TaBON 중 하나로 구성되는 것이 바람직하다. 흡수막(112)은 10nm 내지 50nm, 바람직하게, 10nm 내지 40nm의 두께를 가진다.
하드마스막(114)은 크롬(Cr) 또는 또는 크롬(Cr)에 산소(O), 질소(N), 탄소(C), 수소(H), 보론(B) 중 하나 이상이 포함된 크롬(Cr) 화합물로 형성될 수 있으며, 특히 적어도 크롬(Cr)에 산소(O)를 포함한 화합물로 형성되는 것이 바람직하다.
하드마스막(114)은 1nm 내지 10nm의 두께를 가지며, 바람직하게는 2nm 내지 5nm의 두께를 갖는다.
레지스트막(116)은 40nm 내지 150nm의 두께를 갖는다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 블랭크마스크는, 20% 이상 바람직하게는 20~60%의 고반사율을 가지는 위상반전막을 구비함으로써, 최종적으로 Wafer Printing시 NILS 및 MEEF(Mask Error Enhancement Factor)등의 특성 및 공정 마진(Process margin) 확보가 가능하다.
(실시예)
EUV용 고투과율 위상반전 블랭크 마스크 제조
블랭크 마스크 제조를 위하여, 6 inch x 6 inch x 0.25 inch의 크기를 가지고, 평탄도(TIR: Total Indicated Reading)가 30㎚ 이하로 제어되며, SiO2-TiO2 성분으로 이루어진 LTEM(Low Thermal Expansion Material) 기판(101)을 준비하였다.
이어서, LTEM 기판(101)의 후면에, 도 1 에는 도시되지 않았으나, DC 마그네트론 반응성 스퍼터링 설비를 이용하여 크롬(Cr)을 주성분으로 하는 도전막(Conductive layer)을 형성하였다. 상기 도전막은 3층 구조로서, 각 층은 CrCON, CrN, CrCON으로 구성된다. 구체적으로는, 상기 도전막은 크롬(Cr) 타겟을 이용하고, 기판 후면에 인접한 제1층은 CrCON으로서 Ar : N2 : CO2 = 7sccm : 7sccm : 7sccm 의 가스를 주입하고, 공정 파워 1.0㎾를 사용하여 30nm의 두께로 형성하였다. 이후, 상기 제1층의 CrCON 박막 상에 Ar : N2 = 5sccm : 5sccm의 가스를 주입하고 공정 파워는 1.0kW로 하여 20nm의 두께를 가지는 제2층의 CrN 박막을 형성하였다. 이어서, 상기 제2층의 CrN 박막 상에 다시 Ar : N2 : CO2 = 7sccm : 7sccm : 7sccm의 가스를 주입하고 공정 파워는 1.4kW로 하여 10nm 두께를 갖는 제3층의 CrCON 박막을 형성하였다. 이에 의하여 최종적으로 도전막 형성을 완료하였다. 이때, 상기 도전막의 면저항을 4-Point Probe를 이용하여 측정한 결과, 55Ω/□의 면저항 값을 나타내어 정전척과의 결합(E-Chucking)에 문제가 없음을 확인하였으며, 거칠기를 AFM 장비를 이용하여 1um x 1um의 영역에서 측정한 결과 0.4nmRMS을 나타내었다.
이후, LTEM 기판(101)의 전면부에 이온 빔 증착-저밀도결함(Ion Beam Deposition-Low Defect Density: 이하, 'IBD-LDD' 라고 함) 장비를 이용하여 몰리브데늄(Mo)층과 실리콘(Si)층을 각각 4.8㎚의 두께 및 2.2㎚의 두께로 교대로 성막하여 Mo/Si 가 40층 적층된 다층 반사막(102)을 형성하였다. 다층 반사막(102)은 EUV Reflectometer를 이용하여 측정한 결과 13.5㎚의 파장에서 67.8%의 반사율을 나타내었다. AFM(Atomic Force Microscopy) 장비를 이용하여 측정한 결과 다층 반사막(102)은 0.12㎚RMS의 표면 거칠기를 나타내어, EUV 노광광이 다층 반사막(102)에서 반사 시 표면 거칠기에 의한 난반사가 적게 일어나는 것을 확인할 수 있었다. 또한, Ultra-Flat 장비를 이용하여 다층 반사막(102)의 142㎟ 영역의 평탄도를 측정한 결과 54㎚의 TIR 값을 나타내어, LTEM 기판(101)의 TIR 값이 45㎚임을 고려할 때, 반사막에 의한 패턴 위치 왜곡이 적은 것을 확인할 수 있었다.
다층 반사막(102) 상에 IBD-LDD 장비를 이용하여 루테늄(Ru)을 2.5㎚의 두께로 적층하여 캡핑막(104)을 형성하였다. 캡핑막(104)의 형성 후 다층 반사막(102)에서와 동일한 방식으로 반사율을 측정한 결과 13.5㎚의 파장에서 65.8%의 반사율을 나타내어, 다층 반사막(102)의 반사율 수치였던 67.8%와 대비하여 반사율 변화가 거의 없음을 확인하였다. 또한, 표면 거칠기 및 평탄도를 동일한 방식으로 측정한 결과, 표면 거칠기 값은 0.13㎚RMS를 나타내어, 다층 반사막(102)과 비교하여 거의 변화가 없었다. TIR값 또한 54㎚로 변화가 없음을 확인하였다.
캡핑막(104) 상에, 보론(B)이 도핑된 실리콘(Si) 타겟을 이용하고, Ar : N2 = 5sccm : 3sccm 주입하며, 공정 파워로 0.6kW를 사용하여, 3.5nm 두께를 가지는 SiN의 제1식각저지막(106)을 형성하였다.
제1식각저지막(106) 상에, Ru 타겟을 이용하고, 10sccm의 Ar 가스 및 0.4kW의 공정 파워를 사용하여, 39nm 두께를 가지는 위상반전막(108)을 형성하였다. 위상반전막(108)의 형성 후 13.5nm 파장에서 반사율을 측정한 결과 33.2%를 나타내었다.
위상반전막(108) 상에, Cr 타겟을 이용하고, Ar : N2 : NO = 5sccm : 5sccm : 5sccm 가스를 주입하고, 공정 파워로 0.6kW를 사용하여, 4nm 두께를 가지는 제2식각저지막(110)을 형성하였다.
제2식각저지막(110) 상에, Ta 타겟을 이용하고, Ar : N2 = 9sccm : 1sccm 가스를 주입하고, 공정 파워로 0.6kW를 사용하여, 30nm 두께의 TaN 흡수막(112)을 형성하였다. 흡수막(112)상의 반사율을 13.5nm에서 측정한 결과 1.1%를 나타내어, 흡수막 역할에 문제가 없음을 확인하였다.
흡수막(112) 상에, Cr 타겟을 이용하고, Ar : N2 : NO = 5 : 3 : 5sccm 가스를 주입하고, 공정 파워로 0.6kW를 사용하여, 4nm 두께를 가지는 하드마스크막(114)을 형성하였다.
하드마스크막(114) 상에 e-beam용 레지스트막(116)을 80nm 두께로 하여 Spin Coating 하여 최종적으로 EUV 블랭크마스크(100) 제조를 완료하였다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하였으나, 이는 단지 본 발명의 예시 및 설명을 하기 위한 목적에서 사용된 것이며 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술력 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사항에 의해 정해져야 할 것이다.
101 : LTEM 기판 102 : 다층 반사막
104 : 캡핑막 106 : 제1식각저지막
108 : 위상반전막 110 : 제2식각저지막
112 : 흡수막 114 : 하드마스크막

Claims (13)

  1. 투명 기판 상에 순차적으로 구비된 다층 반사막, 캡핑막, 제1식각저지막, 위상반전막, 제2식각저지막, 및 흡수막을 포함하며,
    상기 위상반전막은 극자외선 노광 파장에 대하여 20% 이상의 반사율을 갖고,
    상기 위상반전막은 루테늄(Ru) 단독으로 이루어지거나, 루테늄(Ru)에 산소(O), 질소(N), 탄소(C), 수소(H), 보론(B) 중 하나 이상이 추가된 화합물로 이루어지거나, 루테늄(Ru) 및 몰리브데늄(Mo)에 산소(O), 질소(N), 탄소(C), 수소(H), 보론(B) 중 하나 이상이 추가된 화합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그래피용 하프톤 위상반전 블랭크 마스크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡수막 상에 구비된 하드마스크막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그래피용 하프톤 위상반전 블랭크 마스크.
  3. 투명 기판 상에 순차적으로 구비된 다층 반사막, 캡핑막, 제1식각저지막, 위상반전막, 제2식각저지막, 및 흡수막을 포함하며,
    상기 캡핑막은 Ru 를 포함하고,
    상기 제1식각저지막은 실리콘(Si)의 단독 또는 실리콘(Si)에 산소(O), 질소(N), 탄소(C), 수소(H), 보론(B) 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그래피용 하프톤 위상반전 블랭크 마스크.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1식각저지막은 1nm 내지 5nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그래피용 하프톤 위상반전 블랭크 마스크.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상반전막은 10nm 내지 50nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그래피용 하프톤 위상반전 블랭크 마스크.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2식각저지막은 크롬(Cr), 또는 크롬(Cr)에 산소(O), 질소(N), 탄소(C), 수소(H), 보론(B) 중 하나 이상이 포함된 크롬(Cr) 화합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그래피용 하프톤 위상반전 블랭크 마스크.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2식각저지막은 1nm 내지 10nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그래피용 하프톤 위상반전 블랭크 마스크.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡수막은 탄탈륨(Ta), 또는 탄탈륨(Ta)에 산소(O), 질소(N), 탄소(C), 수소(H), 보론(B) 중 하나 이상이 포함된 탄탈륨(Ta) 화합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그래피용 하프톤 위상반전 블랭크 마스크.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡수막은 10nm 내지 50nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그래피용 하프톤 위상반전 블랭크 마스크.
  12. 제 2 항에 있어서,
    상기 하드마스크막은 크롬(Cr), 또는 또는 크롬(Cr)에 산소(O), 질소(N), 탄소(C), 수소(H), 보론(B) 중 선택되는 1종 이상이 포함된 크롬(Cr) 화합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 극자외선 리소그래피용 하프톤 위상반전 블랭크 마스크.
  13. 제 1-4, 7-12 항 중 어느 한 항에 따른 극자외선 리소그래피용 하프톤 위상반전 블랭크 마스크를 이용하여 제작된 포토마스크.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023158632A1 (en) * 2022-02-17 2023-08-24 Photronics, Inc. System, method and program product for improving accuracy of photomask based compensation in flat panel display lithography

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6274280B1 (en) * 1999-01-14 2001-08-14 E.I. Du Pont De Nemours And Company Multilayer attenuating phase-shift masks
JP4053263B2 (ja) * 2001-08-17 2008-02-27 株式会社ルネサステクノロジ 半導体装置の製造方法
FR2899697B1 (fr) * 2006-04-07 2009-11-27 Commissariat Energie Atomique Masque de photolitographie en extreme ultra-violet, avec couche d'arret resonante
KR20080001023A (ko) * 2006-06-29 2008-01-03 주식회사 에스앤에스텍 극자외선 반사형 블랭크 마스크와 포토마스크 및 그제조방법
JP5476679B2 (ja) * 2007-09-26 2014-04-23 凸版印刷株式会社 ハーフトーン型ｅｕｖマスク及びハーフトーン型ｅｕｖマスクの製造方法
JP5524828B2 (ja) * 2008-03-31 2014-06-18 Ｈｏｙａ株式会社 反射型マスクブランク、反射型マスク及びその製造方法
EP2416347B1 (en) * 2009-04-02 2018-06-13 Toppan Printing Co., Ltd. Reflective photomask and reflective photomask blank
KR101080008B1 (ko) * 2009-07-07 2011-11-04 주식회사 피케이엘 하드마스크용 원판 및 이를 이용한 하드마스크 제조방법
US9348217B2 (en) * 2012-03-30 2016-05-24 Hoya Corporation Mask blank substrate, substrate with multilayer reflection film, transmissive mask blank, reflective mask blank, transmissive mask, reflective mask, and semiconductor device fabrication method
US8628897B1 (en) * 2012-07-05 2014-01-14 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Extreme ultraviolet lithography process and mask
JP6301127B2 (ja) * 2013-12-25 2018-03-28 Hoya株式会社 反射型マスクブランク及び反射型マスク、並びに半導体装置の製造方法
KR20160002332A (ko) * 2014-06-30 2016-01-07 주식회사 에스앤에스텍 극자외선용 블랭크 마스크 및 이를 이용한 포토마스크
KR20160016098A (ko) * 2014-08-04 2016-02-15 주식회사 에스앤에스텍 극자외선용 블랭크 마스크 및 이를 이용한 포토마스크
TWI623805B (zh) * 2015-08-17 2018-05-11 Ｓ＆Ｓ技術股份有限公司 用於極紫外線微影之空白遮罩及使用其之光罩
KR20180127197A (ko) * 2017-05-18 2018-11-28 주식회사 에스앤에스텍 극자외선용 블랭크 마스크 및 이를 이용한 포토마스크
US10996553B2 (en) * 2017-11-14 2021-05-04 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Extreme ultraviolet mask with reduced wafer neighboring effect and method of manufacturing the same

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