(57)【要約】【課題】第１の方向の回路パターン及び第２の方向のライン／スペース回路パターンを一回の露光に形成するための露光システムを提供する。【解決手段】本発明の露光システムは、フォトマスク及び複合偏光変形照明系を含む。フォトマスクは、ウェーハに実際に転写される第１の方向のライン／スペース回路パターン及び第２の方向のライン／スペース回路パターンそして偏光子として作用し、スペースに設けられ、ラインに垂直である格子パターンを含む。複合偏光変形照明系は、第１の方向の偏光に具現される第１の照明系及び第２の方向の偏光に具現される第２の照明系を含む。これにより、一回の露光工程に相異なる第１の方向及び第２の方向の回路パターンをウェーハに転写できる。【選択図】図８
2006113583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ライン／スペース回路パターンと、
前記ライン／スペース回路パターンのスペースに設けられ、前記回路パターンのラインパターンが走る方向に垂直であり、光源の波長より短いピッチを有する格子パターンと、を含むことを特徴とするフォトマスク。
【請求項２】
前記回路パターンは、少なくとも互いに垂直である第１の方向及び第２の方向に走り、
前記格子パターンは、前記第１の方向の回路パターンのスペースに設けられ、前記第１の方向に垂直である第１の格子パターン及び前記第２の方向の回路パターンのスペースに設けられ、前記第２の方向に垂直である第２の格子パターンを含むことを特徴とする請求項１に記載のフォトマスク。
【請求項３】
前記回路パターンは、第１の方向に走り、
前記フォトマスクは、前記第１の方向に垂直である第２の方向に走るさらに他のライン／スペース回路パターンをさらに含み、
前記第１の方向の回路パターンは、それのスペースに設けられ、前記第１の方向に垂直である第１の格子パターンを含み、
前記第２の方向のさらに他の回路パターンは、それのスペースに設けられ、前記第２の方向に垂直である第２の格子パターンを含むことを特徴とする請求項１に記載のフォトマスク。
【請求項４】
前記フォトマスクの露光領域を調節するための照明系であって、
前記照明系は、前記回路パターンが走る方向の個数に相応する個数の変形照明系を含み、
前記変形照明系のそれぞれは、光を前記回路パターンが走る方向に偏光することを特徴とする請求項１に記載のフォトマスク。
【請求項５】
前記フォトマスクの露光領域を調節するための照明系であって、
前記照明系は、
前記第１の格子パターンによって光を前記第１の方向に偏光する第１の変形照明系と、
前記第２の格子パターンによって光を前記第２の方向にの偏光する第２の変形照明系と、を含むことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のフォトマスク。
【請求項６】
前記第１の変形照明系の透過領域及び前記第２の変形照明系の透過領域が重畳される領域は、偏光されていない光を生成することを特徴とする請求項５に記載のフォトマスク。
【請求項７】
光源によって露光されるフォトマスクの露光領域を調節するための照明系であって、
前記照明系は、相異なる方向の偏光にする複数の変形照明系を含むことを特徴とする複合偏光変形照明系。
【請求項８】
前記変形照明系が重畳される領域は、偏光されていない光を生成することを特徴とする請求項７に記載の複合偏光変形照明系。
【請求項９】
前記変形照明系は、第１の変形照明系及び第２の変形照明系を含み、
前記第１の変形照明系は、光を第１の方向に偏光し、
前記第２の変形照明系は、光を前記第１の方向に垂直である第２の方向に偏光することを特徴とする請求項７に記載の複合偏光変形照明系。
【請求項１０】
前記変形照明系が重畳される領域は、偏光されていない光を生成することを特徴とする請求項９に記載の複合偏光変形照明系。
【請求項１１】
前記フォトマスクは、前記第１の方向及び第２の方向に走るライン／スペース回路パターンと、
前記第１の方向に走る回路パターンに垂直であり、前記スペースに設けられ、前記光源の波長より短いピッチを有する第１の格子パターンと、
前記第２の方向に走る回路パターンに垂直であり、前記スペースに設けられ、前記光源の波長より短いピッチを有する第２の格子パターンと、を含むことを特徴とする請求項９に記載の複合偏光変形照明系。
【請求項１２】
前記フォトマスクは、第１の方向に第１のライン／スペース回路パターン及び第１の方向に垂直である第２の方向の第２のライン／スペース回路パターンを含み、
前記フォトマスクは、
前記第１の回路パターンのラインパターンに垂直であり、状態で前記第１の回路パターンのスペースに設けられ、前記光源の波長より短いピッチを有する第１の格子パターンと、
前記第２の回路パターンのラインパターンに垂直であり、前記第２の回路パターンのスペースに設けられれば、前記光源の波長より短いピッチを有する第２の格子パターンと、を含むことを特徴とする請求項９に記載の複合偏光変形照明系。
【請求項１３】
前記フォトマスクは、ライン／スペース回路パターンを含み、前記回路パターンは、前記変形照明系の個数に相応する個数の方向に走ることを特徴とする請求項７に記載の複合偏光変形照明系。
【請求項１４】
前記フォトマスクは、ライン／スペース回路パターンを含み、前記回路パターンは、前記変形照明系の個数に相応する個数及び方向のライン／スペース回路パターンを含むことを特徴とする請求項７に記載の複合偏光変形照明系。
【請求項１５】
請求項１のフォトマスクを露光するための照明系具現方法は、
前記ライン／スペース回路パターン及び格子パターンを露光する照明系を具現し、前記照明系は、前記ライン／スペース回路パターンが走る方向の個数に対応する個数の照明系を含み、
前記照明系のそれぞれは、光を前記ライン／スペース回路パターンが走る個々の方向に相応するように偏光し、
前記照明系の光透過領域中互いに重畳される領域は、偏光されていない光を生成することを特徴とする複合偏光照明系具現方法。
【請求項１６】
請求項２のフォトマスクを露光するための照明系具現方法は、
第１の方向のライン／スペース回路パターン及び第１の格子パターンを露光する第１の照明系は、光を第１の方向に偏光し、
第２の方向のライン／スペース回路パターン及び第２の格子パターンを露光する第２の照明系は光を第２の方向に偏光し、
前記第１の照明系の光透過領域及び前記第２の照明系の光透過領域が重畳される領域は偏光していない光を生成することを特徴とする複合偏光照明系具現方法。
【請求項１７】
請求項３のフォトマスクを露光するための照明系具現方法は、
第１の方向のライン／スペース回路パターン及び第１の格子パターンを露光する第１の照明系は光を第１の方向に偏光し、
第２の方向のさらに他のライン／スペース回路パターン及び第２の格子パターンを露光する第２の照明系は光を第２の方向に偏光し、
前記第１の照明系の光透過領域及び前記第２の照明系の光透過領域が重畳される領域は偏光していない光を生成することを特徴とする複合偏光照明系具現方法。
【請求項１８】
請求項１のフォトマスクを製作するためのフォトマスク設計方法は、
前記ライン／スペース回路パターンが配置される位置を規定するフォトマスクの第１の設計データを準備し、
前記格子パターンが配置される位置を規定するフォトマスクの第２の設計データを準備し、
前記設計データを用いて回路パターン及び前記格子パターンを形成するための露光座標を規定する露光データを準備することを含むことを特徴とするフォトマスク設計方法。
【請求項１９】
請求項２のフォトマスクを製作するためのフォトマスク設計方法は、
前記第１の方向のライン／スペース回路パターンが配置される位置を規定するフォトマスクの第１の設計データを準備し、
前記第１の格子パターンが配置される位置を規定するフォトマスクの第２の設計データを準備し、
前記第２の方向のライン／スペース回路パターンが配置される位置を規定するフォトマスクの第３の設計データを準備し、
前記第２の格子パターンが配置される位置を規定するフォトマスクの第４の設計データを準備し、
前記設計データを用いて前記第１の方向及び第２の方向の回路パターン及び前記第１及び第２の格子パターンを形成するための露光座標を規定する露光データを準備することを含むことを特徴とするフォトマスク設計方法。
【請求項２０】
請求項３のフォトマスクを製作するためのフォトマスク設計方法は、
前記第１の方向のライン／スペース回路パターンが配置される位置を規定するフォトマスクの第１の設計データを準備し、
前記第１の格子パターンが配置される位置を規定するフォトマスクの第２の設計データを準備し、
前記第２の方向のさらに他のライン／スペース回路パターンが配置される位置を規定するフォトマスクの第３の設計データを準備し、
前記第２の格子パターンが配置される位置を規定するフォトマスクの第４の設計データを準備し、
前記設計データを用いて前記第１の方向及び第２の方向の回路パターン及び前記第１及び第２の格子パターンを形成するための露光座標を規定する露光データを準備することを含むことを特徴とするフォトマスク設計方法。
【請求項２１】
露光のための光源と、
前記光現によって露光され、少なくとも互いに垂直である第１の方向及び第２の方向に走るライン／スペース回路パターンを有し、前記第１の方向の回路パターンのスペースに設けられ、前記第１の方向に垂直であり、前記光源の波長より短いピッチを有する第１の格子パターン及び前記第２の方向の回路パターンのスペースに設けられ、前記第２の方向に垂直であり、前記光源の波長より短いピッチを有する第２の格子パターンを含むフォトマスクと、
前記光源及び前記フォトマスクの間に設けられ、前記フォトマスクの露光領域を調節し、前記第１の格子パターンによって光を前記第１の方向に偏光する第１の変形照明系及び前記第２の格子パターンによって光を前記第２の方向に偏光する第２の変形照明系を含む複合偏光変形照明系と、を含むことを特徴とする露光システム。
【請求項２２】
前記第１の変形照明系及び前記第２の変形照明系が重畳される領域は、偏光されていない光を生成することを特徴とする請求項２１に記載の露光システム。
【請求項２３】
前記第１の変形照明系及び前記第２の変形照明系は、独立的に、アニュラー照明系、ダイポール照明系、又はクワドロポール照明系のうちいずれか一つであることを特徴とする請求項２１に記載の露光システム。
【請求項２４】
ウェーハに第１の方向及び第２の方向のライン／スペース回路パターンを転写するためのフォトマスク設計方法であって、
前記第１の方向のライン／スペース回路パターンが配置される位置を規定するフォトマスクの第１の設計データを準備し、
前記第１の方向のライン／スペース回路パターンのラインパターンに垂直であり、それのスペースに配置される第１の格子パターンの位置を規定するフォトマスクの第２の設計データを準備し、
前記第２の方向のライン／スペース回路パターンが配置される位置を規定するフォトマスクの第３の設計データを準備し、
前記第２の方向のライン／スペース回路パターンのラインパターンに垂直であり、それのスペースに配置される第２の格子パターンの位置を規定するフォトマスクの第４の設計データを準備し、
前記設計データを用いて前記第１の方向及び第２の方向の回路パターン及び前記第１及び第２の格子パターンを形成するための露光座標を規定する露光データを準備することを含むことを特徴とするフォトマスク設計方法。
【請求項２５】
前記第１の設計データ及び第３の設計データが重複される位置には、前記第１及び第２の格子パターンのための第２及び第４の設計データを省略することを特徴とする請求項２４に記載のフォトマスク設計方法。
【請求項２６】
請求項２４又は請求項２５の露光データを使用してフォトマスクを形成する方法は、
マスク膜が形成された透明な基板を準備し、
前記マスク膜上にフォトレジスト膜を形成し、
前記露光データを使用して前記フォトレジスト膜を露光し、
露光されたフォトレジスト膜を現像してフォトレジストパターンを形成し、
前記フォトレジストパターンによって露出されたマスク膜をエッチングすることを含むことを特徴とするフォトマスク形成方法。
【請求項２７】
請求項２６によって形成されたフォトマスクを露光するための照明系具現方法は、
第１の方向のライン／スペース回路パターン及び第１の格子パターンを露光する第１の照明系は、光を第１の方向に偏光し、
第２の方向のライン／スペース回路パターン及び第２の格子パターンを露光する第２の照明系は、光を第２の方向に偏光し、
前記第１の照明系の光透過領域及び前記第２の照明系の光透過領域が重畳される領域は、偏光していない光を生成することを特徴とする複合偏光照明系具現方法。
【請求項２８】
フォトマスクであって、
互いに離隔されて平行に配置された第１の方向の第１のラインパターン；
前記第１の方向のラインパターンの間のスペースに設けられ、互いに離隔されて平行な前記第１の方向に直角である第２の方向の第２のラインパターン；
を含み、
前記第１のラインパターンのピッチは、前記フォトマスクを露光するための光源の波長より長く、前記第２のラインパターンのピッチは前記光源の波長より短いことを特徴とするフォトマスク。
【請求項２９】
第１の方向の第１のライン／スペース回路パターンと、
第２の方向の第２のライン／スペース回路パターンと、
前記第１のライン／スペース回路パターンのスペースに配置され、前記第１の方向に垂直である第１の回折パターンと、
前記第２のライン／スペース回路パターンのスペースに配置され、前記第２の方向に垂直である第２の回折パターンと、を含み、
前記第１及び第２の回折パターンのピッチは、光源の波長より短いことを特徴とするフォトマスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光システムに関するものであり、より詳しくは、半導体製造工程の露光システムに使用されるフォトマスク及び照明系に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の製造工程は、フォトマスク（ｐｈｏｔｏｍａｓｋ）に図案となった回路パターンをウェーハ上に塗布されたウェーハフォトレジスト膜（ｗａｆｅｒ  ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ  ｌａｙｅｒ；ＷＰＲ）に転写させる写真工程の段階を含む。フォトマスクに図案となった回路パターンを照明系を使用して露光してフォトマスクの回路パターンの情報をウェーハフォトレジスト膜に伝達する。写真工程を通じて形成されるウェーハフォトレジストパターン（ＷＰＲ  ｐａｔｔｅｒｎ）は、その下部に載った物質膜をエッチングするためのマスクとして使用される。この際、ウェーハフォトレジストパターンの線幅は、半導体製品の集積度を決定する一番重要な技術的変数であり、集積度は半導体製品の価格に影響を与える主立った技術的要因である。従って、ウェーハフォトレジストパターンの線幅を縮めるための多様な研究が進行されている。
【０００３】
線幅を縮めるためには、より高い解像度を有する光学装置が必要になった。下の数式１のレーリーの方程式（Ｒａｙｌｅｉｇｈ’ｓ  ｅｑｕａｔｉｏｎ）は、光学装置の解像度Ｗｍｉｎを高めるための本質的な方法を提示する。
【０００４】
【数１】
2006113583.tif 000003
【０００５】
すなわち、高解像度を得るためには、光の波長λと工程定数ｋ１は小さくし、開口数ＮＡは大きくすることが必要である。光の波長を短くするための努力の結果として、露光装置で使用される光線の波長は、１９８２年のＧ−ｌｉｎｅ（４３６ｎｍ）から最近のＡｒＦレーザー波長１９３ｎｍまで短くし、そのうちにＦ２レーザー波長１５７ｎｍまで短くする予定である。また、改善されたフォトマスク、改善されたレンズ、優秀なフォトレジスト、改善された工程制御及び解像度増加技術などが露光工程に使用されることによって工程定数ｋ１は、最近には０．４５まで減少された。
【０００６】
一方、開口数ＮＡは、Ｇ−ｌｉｎｅの時期の０．３、ＫｒＦ（２４８ｎｍ）時期の０．６を越えて最近ＡｒＦ（１９３ｎｍ）では、０．７以上まで増加している。こうした開口数の増加は、少なくとも極紫外線（Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ；ＥＵＶ（１３．５ｎｍ））を使用する前までは継続されることと予想されている。また、液体浸し（ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ）技術が使用される場合、１９３ｎｍの光はより長い間半導体露光装置の光源として使用されることと期待される。
【０００７】
線幅を縮めることに劣らなく微細パターンを安定的に形成するためには、下の数式２に記述される脱焦点余裕度（ＤＯＦ）を高める必要があり、このため最近変形照明系を使用している。
【０００８】
【数２】
2006113583.tif 000004
【０００９】
変形照明系は、フォトマスクから発生する干渉光をウェーハ上のフォトレジスト膜側へ多く集めってフォトマスクの情報をより多く伝達するので微細パターンを安定的に形成できる。
【００１０】
ウェーハ上に形成される微細回路パターンの代表的なことであって、ライン／スペース（ｌｉｎｅ／ｓｐａｃｅ）回路パターンがあり、このためのフォトマスクが図１及び図２に示されている。図１のフォトマスク１０のライン／スペース回路パターン１８は、横（ｘ軸方向）に走り（伸び）、スペース１６によって離隔された互いに平行なラインパターン１４より成る。ラインパターン１４は、クロムより成り、石英基板１２上に形成される。他方、図２のフォトマスク１０のライン／スペース回路パターン２８は、縦（ｙ軸方向）に走り、スペース２６によって離隔された互いに平行なラインパターン２４より成る。
【００１１】
一方、ウェーハフォトレジストパターンの線幅均一性（ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）は、製品の収率に非常に影響を及ぼすので、線幅の均一性での向上に伴わない集積度の増加は何等技術的利点がない。これにより、集積度の増加に相応するように線幅の均一性を向上させるための多様な技術が提案されている。特に、ウェーハフォトレジストパターンは、フォトマスクに図案となった回路パターンが写真工程を通じて転写された結果物なので、ウェーハフォトレジストパターンの形態的特性は、フォトマスクの相応する特性に本質的に影響を受ける。これにより、ウェーハフォトレジストパターンの線幅均一性を向上させるための方法に、フォトマスクに図案となった回路パターンの線幅均一性を向上させる方法が考慮されている。
【００１２】
図３は、このようなフォトマスクを製作する一般的な過程を説明するための順序図である。図１を参照すると、ＣＡＤ又はＯＰＵＳなどのようなコンピュータプログラムを使用して半導体製品の回路パターンを設計する。設計された回路パターンは、所定の記憶装置に電子的データ（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｄａｔａ）で貯蔵される（Ｄ１）。この後、電子ビームを使用して石英基板上に形成されたフォトレジスト膜の所定領域を照らす（ｉｒｒａｄｉａｔｅ）露光工程（Ｓ２）を実施する。露光工程（Ｓ２）で照らされる領域は、設計データから抽出された露光データ（Ｄ２）によって決定される。露光されたフォトレジスト膜は、現像工程（Ｓ３）を通じて、その下部のクロム膜を露出させるフォトレジストパターンを形成する。次いで、露出されたクロム膜をプラズマ乾式エッチングして、石英基板を露出させるクロムパターンを形成する（Ｓ４）。乾式エッチング工程（Ｓ４）は、フォトレジストパターンをエッチングマスクとして使用して実施され、フォトレジストパターンはエッチング工程以後除去される。
【００１３】
このような方式に製造されたフォトマスクを変形照明系を使用して露光してフォトマスクの回路パターンの情報をウェーハ上のフォトレジスト膜に伝達する。
【００１４】
図４は、実際ウェーハ上に形成される垂直なライン／スペース回路パターン４８０を概略的に示す。垂直なライン／スペース回路パターン４８０は、横（ｘ軸方向）に走るライン／スペース回路パターン４８０ａ及びここに連結され、縦（ｙ軸方向）に走るライン／スペース回路パターン４８０ｂから構成される。このような垂直ライン／スペース回路パターン４８０を形成するためには、二枚のフォトマスク及びこれらそれぞれについての露光工程を必要にする。すなわち、垂直ライン／スペース回路パターン４８０を形成するためには、二枚のフォトマスク及び二回の露光工程が要求される。垂直ライン／スペース回路パターン４８０のためのフォトマスクが図５Ａ及び図５Ｂに示されている。図５Ａは、石英基板５２ａ上に横方向（ｘ軸方向）のライン／スペース回路パターン５８ａを備えた第１のフォトマスク５０ａを示し、図５Ｂは石英基板５２ｂ上に縦方向（ｙ軸方向）のライン／スペース回路パターン５８ｂを備えた第２のフォトマスク５０ｂを示す。
【００１５】
先ず、第１のフォトマスク５０ａを第１の変形照明系を使用して露光し、次いで第２のフォトマスク５０ｂを第２の変形照明系を使用して露光する。次いで、ウェーハ上のフォトレジスト膜を現像して図４の垂直ライン／スペース回路パターン４８０に対応するフォトレジストパターンを形成する。第１のフォトマスク５０ａ及び第２のフォトマスク５０ｂは、相異なる方向なので、相異なる位置の光透過領域を有する変形照明系が使用される。例えば、第１のフォトマスク５０ａを露光するために縦方向（ｙ軸方向）に配列された光透過領域６１ａを有する図６Ａのダイポール（ｄｉｐｏｌｅ）照明系６０ａが使用され、第２のフォトマスク５０ｂを露光するために横方向（ｘ軸方向）に配列された光透過領域６１ｂを有する図６ｂのダイポール照明系６０ｂが使用される。
【００１６】
このような二重マスク使用及び二重露光は、収率減少を必然的に伴い、１次露光及び２次露光の間の遅延による影響そして第１のフォトマスク及び第２のフォトマスクの間の重畳と関連した問題などを有する。
【００１７】
他方、図４の垂直ライン／スペース回路パターン４８０に相応する回路パターンを有するフォトマスクを使用して一回の露光に図４の垂直ライン／スペース回路パターン４８０を形成することを考慮してみることができる。だが、この場合ｘ軸方向のライン／スペース回路パターンは、それに最適な露光だけではなく、ｙ軸方向のライン／スペース回路パターンに最適な露光も受ける。その反対の場合も同様である。従って、精密な垂直ライン／スペース回路パターンを形成できない。すなわち、ｘ軸方向のライン／スペース回路パターンは、それに最適の露光であるｘ軸方向の偏光による露光だけではなく、ｙ軸方向の偏光による露光も受ける。同様にｙ軸方向のライン／スペース回路パターンもｘ軸方向の偏光による露光も受ける。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の技術的課題は、一回の露光に垂直ライン／スペースパターンを形成できる露光装置及び方法、そこに使用されるフォトマスク及びその設計方法、そして照明系及びその具現方法を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前述した技術的課題を達成するための本発明の実施形態は、フォトマスクを提供する。このフォトマスクは、ライン／スペース回路パターンと、ライン／スペース回路パターンのスペースに設けられ、回路パターンのラインパターンが走る方向に垂直であり、光源の波長より短いピッチを有する格子パターンと、を含む。
【００２０】
このような回路パターンで格子パターンは、偏光子として作用し、従ってライン／スペース回路パターンのラインパターンが走る方向の偏光によってフォトマスクが露光される効果を得る。
【００２１】
例えば、回路パターンがｘ軸（又はｙ軸）方向に走ると、格子パターンはｘ軸（又はｙ軸）方向のラインパターンの間のスペースに設けられ、ｘ軸（又はｙ軸）方向のラインパターンに直交するようにｙ軸（又はｘ軸）方向に走り、ｙ軸（又はｘ軸）方向の格子パターンのピッチは光源の波長より短い。
【００２２】
一実施形態において、ライン／スペース回路パターンは、第１の方向及び第１の方向に垂直である第２の方向に走る垂直ライン／スペース回路パターンである。この場合、格子パターンは、第１の方向の回路パターンのスペースに設けられ、第１の方向に垂直である第１の方向の第１の格子パターン及び第２の方向の回路パターンのスペースに設けられ、第２の方向に垂直である第１の方向の第２の格子パターンを含む。
【００２３】
本発明の実施形態は、垂直ライン／スペース回路パターンを備えるフォトマスクを設計する方法を提供する。この方法は、第１の方向のライン／スペース回路パターンが配置される位置を規定するフォトマスクの第１の設計データを準備し、第１の方向のライン／スペース回路パターンのラインに垂直であり、それのスペースに配置される第１の格子パターンの位置を規定するフォトマスクの第２の設計データを準備し、第２の方向のライン／スペース回路パターンが配置される位置を規定するフォトマスクの第３の設計データを準備し、第２の方向のライン／スペース回路パターンのラインに垂直であり、それのスペースに配置される第２の格子パターンの位置を規定するフォトマスクの第４の設計データを準備し、設計データを用いて第１の方向及び第２の方向の回路パターン及び第１及び第２の格子パターンを形成するための露光座標を規定する露光データを準備することを含む。
【００２４】
本発明の実施形態は、垂直ライン／スペース回路パターンの露光を調節するための複合偏光変形照明系を提供する。この複合偏光変形照明系は、第１の格子パターンによって光を第１の方向に偏光する第１の変形照明系と、第２の格子パターンによって光を第２の方向に偏光する第２の変形照明系と、を含む。
【００２５】
従って、このような複合偏光変形照明系を使用すると、一回の露光にライン／スペースパターンの第１の方向及び第２の方向についてそれぞれ最適の露光が成されることができる。すなわち、第１の変形照明系は、第１の方向の偏光に露光され、第２の方向のライン／スペースパターンの第２の格子パターンが第２の方向の偏光子として作用するので、第１の変形照明系による第１の方向の偏光は、第２の方向のライン／スペースパターンに影響を与えない。同様に、第２の変形照明系は、第２の方向の偏光に露光され、第１の方向のライン／スペースパターンの第１の格子パターンが第１の方向の偏光子として作用するので、第２の変形照明系による第２の方向の偏光は、第１の方向のライン／スペースパターンに影響を与えない。
【００２６】
一実施形態において、第１の変形照明系の透過領域及び第２の変形照明系の透過領域が重畳される領域は、偏光されていない光を生成（形成）する。
【００２７】
本発明の実施形態は、光を相異なる方向に偏光するた複数の変形照明系を含む複合偏光変形照明系を提供する。
【００２８】
一実施形態において、複合偏光変形照明系は、第１の変形照明系及び第２の変形照明系を含み、第１の変形照明系は、光を第１の方向に偏光し、第２の変形照明系は、光を第１の方向に垂直である第２の方向に偏光する。
【００２９】
このような複合偏光変形照明系を使用すると、互いに垂直である第１の方向のライン／スペースパターン及び第２の方向のライン／スペースパターンを含むライン／スペースパターンを一回の露光工程にウェーハ上のフォトレジスト膜に転写させうる。また、第１の方向及び第２の方向のライン／スペース回路パターンをそれぞれ別個のフォトマスクに製作する必要がない。
【００３０】
本発明の実施形態は、露光システムを提供する。この露光システムは、露光のための光源と、光源によって露光され、少なくとも互いに垂直である第１の方向及び第２の方向に走るライン／スペース回路パターンを有し、第１の方向の回路パターンのスペースに設けられ、第１の方向に垂直であり、光源の波長より短いラインピッチを有する第１の格子パターン及び第２の方向の回路パターンのスペースに設けられ、第２の方向に垂直であり、光源の波長より短いラインピッチを有する第２の格子パターンを含むフォトマスクと、光源及びフォトマスクの間に設けられ、フォトマスクの露光領域を調節し、第１の格子パターンのための第１の方向の偏光に具現される第１の変形照明系及び第２の格子パターンのための第２の方向の偏光に具現される第２の変形照明系を含む複合偏光変形照明系と、を含む。
【００３１】
このような露光システムによれば、一枚のフォトマスク及び一回の露光工程によって垂直ライン／スペース回路パターンが形成できる。
【発明の効果】
【００３２】
以上で説明した本発明によれば、一回の露光工程に二重露光の効果を得ることができて、収率向上を期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明の利点及び特徴、そしてそれらを達成する方法は添付する図面と共に詳細に後述している実施形態を参照すれば明確になる。しかしながら、本発明は、以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、相異なる多様な形態で具現されるものであり、本実施形態は、本発明の開示が完全となり、当業者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は、特許請求の範囲の記載に基づいて決められなければならない。なお、明細書全体にかけて同一参照符号は同一構成要素を示すものとする。
【００３４】
以下、添付した図面を参照して本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。
【００３５】
また、本明細書の多様な実施形態で第１の方向、第２の方向などの用語がライン／スペースパターン、格子パターンなどが走る方向を記述するために使用されたが、これらパターンがこのような用語によって限定されてはいけない。また、これら用語は、単にいずれか方向のパターンを他の方向のパターンと区別させるために使用されただけである。従って、いずれか一つの実施形態への第１の方向に言及された膜質が異なる実施形態では、第２の方向に言及されることもできる。
【００３６】
（フォトマスク及びその設計）
図７Ａは、本発明の一実施形態によるフォトマスクを概略的に示し、図７Ｂは図７Ａの線Ｉ−Ｉ’に沿って切断したときのフォトマスクを概略的に示す。
【００３７】
図７Ａを参照して、本発明の一実施形態によるフォトマスク７０は、第１の方向（ｙ軸方向）のライン／スペース回路パターン７８及び第２の方向（ｘ軸方向）の格子パターン７９を含む。ライン／スペース回路パターン７８及び格子パターン７９は不透明であり、透明な石英基板７２上に形成される。ライン／スペース回路パターン７８は、互いに離隔された第１の方向のラインパターン７４より成ると、これらラインパターン７８の間にスペース７６が限定される。ラインパターン７４の間のスペース７６に格子パターン７９が設けられ、格子パターン７９はラインパターン７４に垂直である。ライン／スペース回路パターン７８のピッチｐ１は、光源の波長λより長く、格子パターン７９のピッチｐ２は光源の波長λより短い。従って、格子パターン７９は、偏光子として作用し、それの方向に垂直である方向（第１の方向）の光のみを透過させる。言い換えれば、ラインパターン７４に水平な方向の光を透過させる。これを図７Ｂを参照して説明する。
【００３８】
光の全ての偏光状態は、互いに直交する二つ偏光成分の和に示すことができる。この際、入射平面（入射光線、屈折光線、反射光線及び法線を含む垂直切断面に平行である偏光を水平偏光（Ｐモード）といい、入射平面に垂直である偏光を垂直偏光（Ｓモード）という。Ｓモードは格子パターンの方向に垂直でありうる。言い換えれば、ライン／スペースパターンの方向に平行である。反対に、Ｐモードは格子パターンの方向に水平でありうる。言い換えれば、ライン／スペースパターンの方向に垂直である。
【００３９】
図７Ｂを参照して、光源７０１の波長λより格子パターン７９のピッチｐ２が短いので格子パターン７９は、それの方向に垂直である光（Ｐモード）のみを透過させる。すなわち、格子パターン７６は、ライン／スペース回路パターン７８の方向に水平である光（Ｓモード）のみを透過させる。結局、本発明によれば、ライン／スペース回路パターン７８をＰモード偏光された光でのみ露光する効果を得ることができる。従って、ライン／スペース回路パターン７８より精密にウェーハ上に転写させうる。
【００４０】
図８は、本発明のさらに他の実施形態による垂直なライン／スペース回路パターンを備えるフォトマスク８０を概略的に示す。本実施形態によるフォトマスク８０の垂直なライン／スペース回路パターン８８は、相異なる方向のライン／スペース回路パターン８８ａ，８８ｂを含む。ライン／スペース回路パターン８８は、第１の方向（ｘ軸方向）のライン／スペース回路パターン８８ａ及びここに垂直である第２の方向（ｙ軸方向）のライン／スペース回路パターン８８ｂより成る。第１の方向（ｘ軸方向）のライン／スペース回路パターン８８ａのラインパターン８４ａの間のスペース８６ａには、第２の方向（ｙ軸方向）の格子パターン８９ａが設けられる。そして、第２の方向（ｙ軸方向）のライン／スペース回路パターン８８ｂのラインパターン８４ｂの間のスペース８６ｂには、第１の方向（ｘ軸方向）の第２の格子パターン８９ｂが設けられる。
【００４１】
第２の方向の第１の回折パターン８９ａは、それの方向に垂直である方向（第１の方向）の光のみを透過させ、第１の方向の第２の回折パターン８９ｂは、それの方向に垂直である方向（第２の方向）の光のみを透過させる。従って、第１の方向のライン／スペース回路パターン８８ａ及び第２の方向のライン／スペース回路パターン８８ｂが全てＳモード偏光に露光される効果を得ることができる。すなわち、一回の露光工程に従来二回の露光工程による効果を得ることができる。
【００４２】
図９〜図１１には、本発明の多くの実施形態による多様なフォトマスクを示す。図９を参照すると、図８のフォトマスクとは違って、図９のフォトマスク９０は、互いに分離されており、相異なる方向の（第１の方向及び第２の方向）ライン／スペース回路パターン９８ａ，９８ｂを含む。図１０を参照すると、フォトマスク１００は、第１の方向及び第２の方向の垂直なライン／スペース回路パターン９８、第１の方向のライン／スペース回路パターン９８ａ及び第２の方向のライン／スペース回路パターン９８ｂを含む。図１１を参照すると、フォトマスク１１０は、四角ループ形態のライン／スペース回路パターン１１８を含む。
【００４３】
次いで、前述した多くのフォトマスクを設計する方法について説明する。一例として図８の垂直なライン／スペース回路パターンを設計する方法を図８及び図１２を参照して説明する。他の形態のライン／スペース回路パターンの設計方法は、以下で説明される図１２を参照して説明される垂直なライン／スペース回路パターンを設計する方法と大同小異なので省略する。
【００４４】
図１２を参照して、ＣＡＤ又はＯＰＵＳなどのようなコンピュータプログラムを使用して半導体製品の図８に示された格子パターンを備える垂直なライン／スペース回路パターンを設計する。設計された垂直なライン／スペース回路パターンは、所定の記憶装置に電子的データで貯蔵される（Ｄ１）。本発明によれば、第１の方向のライン／スペース回路パターン８４ａのためのフォトマスクの第１の設計データ、第２の方向のライン／スペース回路パターン８４ｂのためのフォトマスクの第２の設計データ、第１の方向のライン／スペース回路パターン８４ａのスペースに設けられる第２の方向の第１の格子パターン８９ａのためのフォトマスクの第３の設計データ、そして第２の方向のライン／スペース回路パターン８４ｂのスペースに設けられる第１の方向の第２の格子パターン８９のためのフォトマスクの第４の設計データが準備されて所定の記憶装置に電子的データで貯蔵される。図７Ａ及び図７Ｂのフォトマスク７０の場合、フォトマスクの第１及び第３のデータが準備されることである。
【００４５】
以後、電子ビームを使用して石英基板８２上に形成されたフォトレジスト膜の所定領域を照らす露光工程（Ｓ２）を実施する。露光工程（Ｓ２）から照らされる領域は、第１〜第４の設計データから抽出された露光データ（Ｄ２）によって決定される。露光されたフォトレジスト膜は、現像工程（Ｓ３）を通じて、その下部のクロム膜を露出させるフォトレジストパターンを形成する。次いで、露出されたクロム膜をプラズマ乾式エッチングして、石英基板を露出させるクロムパターンを形成する（Ｓ４）。乾式エッチング工程（Ｓ４）は、フォトレジストパターンをエッチングマスクとして使用して実施され、フォトレジストパターンはエッチング工程以後除去される。これにより、偏光子としての機能をする回折パターンを備えた垂直なライン／スペース回路パターンが完成される。
【００４６】
以後、照明系を使用してこのような回路パターンを露光してウェーハ上に形成されたフォトレジスト膜に回路パターンを転写させる。
【００４７】
（照明系及びその具現）
以下では、本発明の一実施形態による照明系を説明する。本発明の実施形態による照明系によれば、所定方向のライン／スペース回路パターンに最適な変形照明系を偏光に具現する。例えば、第１の方向（ｘ軸方向）のライン／スペース回路パターンをダイポール変形照明系を使用する場合、ダイポール変形照明系の二個の光透過領域は、第１の方向（ｘ軸方向）に整列され、第１の方向の偏光に具現される。同様に第２の方向（ｙ軸方向）のライン／スペース回路パターンをダイポール変形照明系を使用する場合、ダイポール変形照明系の二個の光透過領域は、第２の方向（ｙ軸方向）に整列され、第２の方向の偏光に具現される。
【００４８】
また、ライン／スペース回路パターンが相異なる方向の回路パターンを有する場合、そこに対応して最適な相異なる偏光に具現された変形照明系が同時に使用される。例えば、アニュラー変形照明系とダイポール変形照明系とを使用できる。この際、二つ変形照明系の光透過領域が一部重畳される場合重畳される領域は、偏光されていない光を生成することが好ましい。
【００４９】
他の方法に、互いに垂直なライン／スペース回路パターンを有するフォトマスクのためにクワドロポール（ｑｕａｄｒｕｐｏｌｅ）変形照明系を使用できる。この際、第１の方向（ｘ軸方向）に整列された二個の光透過領域は、第１の方向（ｘ軸方向）の偏光に具現し、第２の方向（ｙ軸方向）に整列された二個の光透過領域は、第２の方向（ｙ軸方向）の偏光に具現する。
【００５０】
このような本発明の複合偏光変形照明系は、また前述したフォトマスクを露光するときさらに効果的である。
【００５１】
以下で図１３及び図１４を参照して本発明の実施形態による複合偏光変形照明系を説明する。図１３は、図８の垂直なライン／スペース回路パターン８８を有するフォトマスクを露光するための本発明の一実施形態によるダイポール複合偏光変形照明系１３０を概略的に示す。図１３を参照すると、複合偏光変形照明系１３０は、第１の方向（ｘ軸方向）に配列された二個の光透過領域１３０ａ＿１，１３０ａ＿２を有する第１のダイポール変形照明系１３０ａ及び第２の方向（ｙ軸方向）に配列された二個の光透過領域１３０ｂ＿１，１３０ｂ＿２を有する第２のダイポール変形照明系１３０ｂより成る。図面で参照番号１３４は遮光領域である。
【００５２】
第１のダイポール変形照明系１３０ａの第１の方向の光透過領域１３０ａ＿１，１３０ａ＿２は、第１の方向（ｘ軸方向）の偏光に具現される。反面、第２のダイポール変形照明系１３０ｂの第２の方向の光透過領域１３０ｂ＿１，１３０ｂ＿２は、第２の方向（ｙ軸方向）の偏光に具現される。従って、このような複合偏光変形照明系１３０を使用して図８の垂直なライン／スペース回路パターン８８を露光すると、第２の方向に配列された光透過領域１３０ｂ＿１，１３０ｂ＿２を透過した第２の方向の偏光は、第１の方向のライン／スペース回路パターン８８ａの第１の格子パターン８９ａによって遮断される。同様に、第１の方向に配列された光透過領域１３０ａ＿１，１３０ａ＿２を透過した第１の方向の偏光は、第２の方向のライン／スペース回路パターン８８ｂの第２の格子パターン８９ｂによって遮断される。従って、１回の露光に第１の方向のライン／スペース回路パターン８８ａは、第１の方向に配列された光透過領域１３０ａ＿１，１３０ａ＿２を透過した第１の方向の偏光によって露光される効果を、第２の方向のライン／スペース回路パターン８８ｂは第２の方向に配列された光透過領域１３０ｂ＿１，１３０ｂ＿２を透過した第２の方向の偏光によって露光される効果を得ることができる。
【００５３】
ここで、二個のダイポール変形照明系を使用する代わりに一つのクワドロポール変形照明系を使用できる。クワドロポール変形照明系は、第１の方向（ｘ軸方向）に配列された二個の光透過領域及び第２の方向（ｙ軸方向）に配列された二個の光透過領域を有する。
【００５４】
第１の方向の光透過領域は、第１の方向（ｘ軸方向）の偏光に具現される。反面、第２の方向の光透過領域は第２の方向（ｙ軸方向）の偏光に具現される。
【００５５】
このような複合偏光変形照明系１３０は、回折パターンを有しない垂直なライン／スペース回路パターンを露光するために使用されることもできる。この場合、第１の方向の回路パターンを露光することに第２の方向に配列された光透過領域１０３ｂ＿１，１３０ｂ＿２を透過した偏光が影響を与えることもできる。
【００５６】
図１４は、本発明のさらに他の実施形態による複合偏光変形照明系１４０を示す。本実施形態の複合偏光変形照明系１４０は、相異なる方向の偏光に具現される二個の変形照明系１４０ａ，１４０ｂより成る。図１４を参照すると、本実施形態の照明系１４０は、第１の方向（ｘ軸方向）の偏光に具現されるアニュラー第１の変形照明系１４０ａ及び第２の方向（ｙ軸方向）の偏光に具現されるダイポール第２の変形照明系１４０ｂより成る。アニュラー照明系１４０ａは、円形の光透過領域１４２ａを備える。ダイポール照明系１４０ｂは、第２の方向に配列された二個の光透過領域１４２ｂ＿１，１４２ｂ＿２を備える。光透過領域１４２ａ及び光透過領域１４２ｂ＿１，１４２ｂ＿２が重畳される領域１４６は、無偏光（又は元来の光源）に具現される。また、重畳光透過領域１４６には、元来の光源の強度の２倍の強度に具現される。
【００５７】
図面では、クワドロポール照明系及びダイポール照明系の光透過領域が円形を示したが、これは単に例示的なことに過ぎなく、多様な形状を示すことができる。
【００５８】
図１５は、本発明の一実施形態による露光システム１５０を概略的に示す。本発明の露光システム１５０は、所定波長λの光線（ｌｉｇｈｔ  ｂｅａｍ）を生成させる光源（ｌｉｇｈｔ  ｓｏｕｒｃｅ）１５１、光源１５１から照らされた光を集光する集光レンズ１５３と、露光領域を調節するための変形照明系１５５と、回路パターンが図案となったフォトマスク１５７と、フォトマスク１５７の下に設けられる縮小投影レンズ１５９と、フォトレジスト膜１６１が塗布されたウェーハ１６３と、ウェーハ１６３を装着するウェーハステージ１６５と、を含む。
【００５９】
前述した本発明の照明系は、相異なる方向の偏光に具現される。このような光の偏光状態を空間的に制御する方法及びシステムについて説明する。
【００６０】
照明系１５５は、光源１５１から生成された光線Ｌを、図１６Ａ〜図１６Ｇに示されたような、多様な空間的輪郭（ｓｐａｔｉａｌ  ｐｒｏｆｉｌｅ）の部分光線（ｐａｒｔｉａｌ  ｂｅａｍ）Ｌ’（光透過領域に対応）に変換させるためのビーム形状装置（ｂｅａｍ  ｓｈａｐｅｒ）を含む。ビーム形状装置は、光源１５１から生成された光線Ｌを相異なる部分経路を有する複数の部分光線に分離する。例えば、二本の部分光線に分離すれば、前述したダイポール照明系に対応し、四本の部分光線に分離すればクワドロポール照明系に対応する。こうした分離のため、ビーム形状装置は、光の回折現像を用いることが好ましく、回折光学装置（Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｅｌｅｍｅｎｔ；ＤＯＥ）又はホログラム光学装置（Ｈｏｌｏｇｒａｍ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｅｌｅｍｅｎｔ；ＨＯＥ）などがビーム形状装置として使用できる。
【００６１】
図１７Ａは、本発明に従うビーム形状装置（例えば、ホログラム光学装置（ＨＯＥ））で発見できるホログラム縞を示す平面図であって、図１６Ｅ又は図１７Ｂに示された形を有する部分光線Ｌ’を形成するためのホログラム縞に該当する。（図１７Ａの所定領域９９を拡大した）図１８Ａで示されたように、ビーム形状装置は複数の部分区域に分けられることができる。この場合、ホログラム縞は、相異なる物理的構造（例えば、厚さ）を有する部分区域が空間的に分布された結果である。すなわち、ホログラム縞は、図１８Ａ及び図１８Ｂに示されたように、相異なる厚さを有する第１の部分区域１０ａと第２の部分区域１０ｂとから構成される。
【００６２】
部分光線Ｌ’が図１６Ａ〜図１６Ｇに示された空間的輪郭を形成できるように、部分区域は、位置によって異なる厚さを有する。部分区域１０ａ，１０ｂの厚さは、各部分区域を通過する光線の光学的特性を計算して決定され、こうした計算には、一般にコンピュータを使用してフーリエ変換（Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を遂行する段階が含まれる。ビーム形状装置を製造する段階は、各部分区域の厚さを計算した後、写真／エッチング工程を含む所定のパターニング段階をさらに含む。計算された厚さは、パターニング段階でビーム形状基板（ｂｅａｍ  ｓｈａｐｉｎｇ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）２００のエッチング深さを決定することに用いられる。
【００６３】
図１８Ｂは、本発明に従うビーム形状装置の断面を図１８ＡのＩ−Ｉ’の点線に沿って示す斜視図である。図１８Ｂを参照すると、各部分区域は第１の厚さｔ１を有する第１の部分区域１０ａであるか、或いは第１の厚さｔ１より厚い第２の厚さｔ２を有する第２の部分区域１０ｂでありうる。だが、部分区域１０ａ，１０ｂがさらに広い厚さのうちの一つを有するように形成する実施形態やはり可能である。
【００６４】
ビーム形状装置は、光線を少なくとも一本の偏光制御された部分光線に変える偏光制御器（ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を構成する。このため、ビーム形状装置の表面には、所定の偏光パターン２１０が形成される。偏光パターン２１０は、一方向を有しながら部分区域上に形成され、その結果ビーム形状装置を通過した部分光線は、同一な偏光状態を有する。
【００６５】
偏光パターン２１０は、図１８Ｂ及び図１８Ｃに示されたように所定のピッチＰを有するバーパターン（ｂａｒ  ｐａｔｔｅｒｎ）でありうる。バーパターン２１０は、大略１．３〜２．５の屈折係数（ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｉｎｄｅｘ）ｎ及び大略０〜０．２の吸光係数（ｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎ  ｉｎｄｅｘ）ｋを有する物質で形成されることが好ましい。例えば、バーパターン２１０は、ＡｒＦフォトレジスト、シリコン窒化膜ＳｉＮ及びシリコン酸化窒化膜ＳｉＯＮの中で選択された少なくとも一つの物質でありうる。
【００６６】
図１９Ａは、互いに垂直な偏光状態を有する部分光線を形成するための偏光制御器３０３を説明するための図面であり、図１９Ｂは、本発明に従うビーム形状装置の構造を図１９Ａの点線Ｉ−Ｉ’に沿って示す斜視図である。このように互いに垂直な偏光状態を有する部分光線を形成するための偏光制御器３０３は、示されたように、所定の第１の方向の偏光状態を作ることができる第１の仮想偏光制御器３０１と第１の方向に垂直な第２の方向の第２の偏光状態を作ることができる第２の仮想偏光制御器３０２を併合する過程を通じて製造できる。この際、第１及び第２の仮想偏光制御器３０１，３０２の製作方法は、前述した図１８Ａ及び図１８Ｂで説明されたビーム形状製作方法と同一である。だが、第１及び第２の仮想偏光制御器３０１，３０２は、偏光制御器３０３を製造する一つの容易な方法を説明するため導入された構造であるので、これらが実際に製作される必要はない。
【００６７】
より詳しくは、偏光制御器３０３は、複数の部分区域３０を有し、第１及び第２の仮想偏光制御器３０１，３０２は、図１８Ｂで説明したように、第１の部分区域１０ａ及び第１の部分区域１０ａより厚い第２の部分区域１０ｂから構成される。この際、偏光制御器３０３の各部分区域３０は、図１９Ａに示されたように、第１及び第２の仮想偏光制御器３０１，３０２の相応する位置の部分区域を併合した結果物である。
【００６８】
一方、第１及び第２の仮想偏光制御器３０１，３０２の厚さ分布は、これらを通過する部分光線の形を決定し、第１及び第２の仮想偏光制御器３０１，３０２に形成された偏光パターンの方向は、部分光線の偏光状態を決定する。従って、これらの併合された結果物である偏光制御器３０３の各部分区域３０を通過する光線は、第１及び第２の仮想偏光制御器３０１，３０２を用いて個別的に作ることができる部分光線の重畳された物理的特性（例えば、光線の形状及び偏光状態）を有する。
【００６９】
示された本発明の実施形態によれば、偏光制御器３０３の部分区域３０は、第１の下部区域３０ａと第２の下部区域３０ｂとから構成され、第１の下部区域３０ａは第１の仮想偏光制御器３０１の相応する位置の部分区域と同一な厚さを有し、第２の下部区域３０ｂは、第２の仮想偏光制御器３０２の相応する位置の部分区域と同一な厚さを有する。結果的に、偏光制御器３０３を透過する部分光線の形は、第１及び第２の仮想偏光制御器３０１，３０２をそれぞれ透過した部分光線を重畳させた結果と同一である。
【００７０】
また、第１の下部区域３０ａと第２の下部区域３０ｂは、図１９Ｂに示されたように、第１及び第２の仮想偏光制御器３０１，３０２の相応する位置の部分区域に形成された偏光パターンと同一な方向を有する第１の偏光パターン２１０ａ及び第２の偏光パターン２１０ｂをそれぞれ備える。これにより、第１の下部区域３０ａを通過して形成された部分光線は、第１の仮想偏光制御器３０１を通過する光線と同一な偏光状態を有し、第２の下部区域３０ｂを通過して形成される部分光線は、第２の仮想偏光制御器３０２を通過する光線と同一な偏光状態を有する。
【００７１】
本発明に従う偏光制御器は一般化されることができる。こうした一般化された構造は、さらに複雑な場合のため使用できる偏光制御器を設計／製作することを可能にする。本発明に従う偏光制御器は、少なくとも１より大きいか、或いは同じであるｎ個の部分区域３０を含み、各部分区域３０は、少なくとも１より大きいか、同じであるｍ個の下部区域から構成される。結果的に、偏光制御器は、ｎＸｍ個の下部区域から構成される。
【００７２】
この際、下部区域の個数は、所望のビーム形を形成することに要求される部分光線の数であることが好ましい。所望の形の部分光線を作るため、下部区域は多様な厚さで形成されることができる。本発明によれば、各部分区域でｋ（１≦ｋ≦ｍ）番目下部区域の厚さは、ｋ番目部分光線の形を決定するパラメータである。
【００７３】
また、本発明によれば、ｉ（１≦ｉ≦ｎ）番目部分区域のｊ番目下部区域とｋ（ｋ≠ｉでありながら１≦ｋ≦ｎ）番目部分区域のｊ番目下部区域は、同一な偏光特性を提供できる偏光パターンが配置される。例えば、これら領域には、同一な方向を有するバーパターン２１０が配置される。これにより、ｊ番目下部区域によって決定されるｊ番目部分光線は、ｊ番目下部区域に形成されたバーパターン２１０によって決定された偏光特性を有する。
【００７４】
以上の詳細な説明は、本発明を例示し説明することである。また、前述した内容は、本発明の好適な実施形態を示し説明することに過ぎなく、前述したように本発明は多様な異なる組合、変更及び環境で使用でき、本明細書に開示された発明の概念の範囲、前述した開示内容と均等な範囲及び／又は当業界の技術又は知識の範囲内で変更又は修正が可能である。前述した実施形態は、本発明を実施することにおいて、最善の状態を説明するためのことであり、本発明のような他の発明を用いることに当業界に知られた他の形態への実施、そして発明の具体的な適用分野及び用度で要求される多様な変更も可能である。従って、以上の発明の詳細な説明は、開示された実施形態に本発明を制限しようとする意図ではない。また、特許請求の範囲は他の実施形態も含むことと解析されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】ウェーハ上に形成される代表的な微細回路パターンのためのライン／スペース回路パターンを備えるフォトマスクを概略的に示す図面である。
【図２】ウェーハ上に形成される代表的な微細回路パターンのためのライン／スペース回路パターンを備えるフォトマスクを概略的に示す図面である。
【図３】フォトマスクを製作する一般的な過程を説明するための順序図である。
【図４】ウェーハ上に形成される垂直なライン／スペース回路パターンを概略的に示す図面である。
【図５Ａ】図４の垂直ライン／スペース回路パターン形成に使用される二枚のフォトマスクを示す図面である。
【図５Ｂ】図４の垂直ライン／スペース回路パターン形成に使用される二枚のフォトマスクを示す図面である。
【図６Ａ】ダイポール変形照明系を示す図面である。
【図６Ｂ】ダイポール変形照明系を示す図面である。
【図７Ａ】本発明の一実施形態によるフォトマスクを概略的に示す図面である。
【図７Ｂ】図７Ａの線Ｉ−Ｉ’に沿って切断したときのフォトマスクを概略的に示す図面である。
【図８】本発明のさらに他の実施形態による垂直なライン／スペース回路パターンを備えるフォトマスクを概略的に示す図面である。
【図９】本発明の多くの実施形態による多様なフォトマスクを示す図面である。
【図１０】本発明の多くの実施形態による多様なフォトマスクを示す図面である。
【図１１】本発明の多くの実施形態による多様なフォトマスクを示す図面である。
【図１２】本発明の一実施形態による垂直ライン／スペース回路パターンを備えるフォトマスクを製作する過程を説明するための順序図である。
【図１３】図８の垂直なライン／スペース回路パターンを有するフォトマスクを露光するための本発明の一実施形態による複合偏光変形照明系を概略的に示す図面である。
【図１４】図８の垂直なライン／スペース回路パターンを有するフォトマスクを露光するための本発明のさらに他の実施形態によるアニュラー照明系及びダイポール照明系を採択した複合偏光変形照明系を概略的に示す図面である。
【図１５】本発明の一実施形態による露光システムを概略的に示す図面である。
【図１６Ａ】多様な空間的輪郭を有する光線を示す図面である。
【図１６Ｂ】多様な空間的輪郭を有する光線を示す図面である。
【図１６Ｃ】多様な空間的輪郭を有する光線を示す図面である。
【図１６Ｄ】多様な空間的輪郭を有する光線を示す図面である。
【図１６Ｅ】多様な空間的輪郭を有する光線を示す図面である。
【図１６Ｆ】多様な空間的輪郭を有する光線を示す図面である。
【図１６Ｇ】多様な空間的輪郭を有する光線を示す図面である。
【図１７Ａ】本発明に従うビーム形状装置で発見できるホログラム縞を示す平面図である。
【図１７Ｂ】図１７Ａに示されたホログラム縞を用いて形成される光線の空間的強度分布を示す図面である。
【図１８Ａ】本発明の一実施形態による偏光制御器を説明するための図面である。
【図１８Ｂ】本発明の一実施形態による偏光制御器を説明するための図面である。
【図１８Ｃ】本発明の一実施形態による偏光制御器を説明するための図面である。
【図１９Ａ】本発明の第２の実施形態による偏光制御器を説明するための図面である。
【図１９Ｂ】本発明の第２の実施形態による偏光制御器を説明するための図面である。
【符号の説明】
【００７６】
８０：フォトマスク
８４ａ：ラインパターン
８６ａ：スペース
８８，８８ａ，８８ｂ：ライン／スペース回路パターン
８９ａ，８９ｂ：格子パターン
【図１】
2006113583.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2006113583.tif 000019
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１６Ｄ】
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【図１６Ｅ】
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【図１６Ｆ】
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【図１６Ｇ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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