JP4611720B2

JP4611720B2 - シャドーイング要素を含むフォトマスク、及びそれに関連した方法とシステム

Info

Publication number: JP4611720B2
Application number: JP2004339143A
Authority: JP
Inventors: 舜鎬金; 成雲崔; 誠庸文; 珍洪朴
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2003-11-26
Filing date: 2004-11-24
Publication date: 2011-01-12
Anticipated expiration: 2024-11-24
Also published as: US20040214094A1; US7241539B2; DE102004057180B4; US20070122751A1; US20070273855A1; JP2005157375A; CN1621941A; US7605906B2; US7604927B2; DE102004057180A1; CN100559269C

Description

本発明は集積回路に係り、より詳細には集積回路のパターニングに用いられるフォトマスク及びそれに関連した方法とシステムに関する。

フォトマスクは集積回路素子のパターニングに用いられるものであり、従来のフォトマスクは透明基板上に微細イメージを含むことができる。図９に示したように、フォトマスク９０１は透明基板９０３（例えば、ガラス及び／または石英基板）、及び透明基板９０３の表面上のパターン層９０５（例えば、クロムパターン層）によって微細イメージを含むことができる。微細イメージは、パターニングのための照射（例えば、光。以下、パターニング照射）がフォトマスクを通って感光層に伝達されるフォトリソグラフィ技術により、フォトマスクから集積回路ウェーハ上の感光層（例えば、フォトレジスト）に転写される。したがって、クロムパターン層９０５内の開口部に対応する感光層部分はパターニング照射に選択的に露出され、パターン層のクロム部分に対応する感光層部分はパターニング照射に対してマスキングされる。フォトマスクを通じてパターニング照射に露出させた後、感光層を現像して感光層内に所望のパターンを形成しうる。所望のパターンを有する感光層は、集積回路素子の他の層を形成するためのエッチングマスクとして用いられる。

ところで、集積回路パターンの微小寸法（あるいは、臨界寸法）は、製造される素子に重要なものと特定されたラインまたはスペースの幅で定義されうる。透明基板９０３上のパターンの一部はフォトマスク９０１の他の部分と同一の微小寸法を含むことができ、微小寸法は集積回路素子の多数の部分にわたっている感光層に均一に再現されることが理想的である。しかし、同一フォトマスクを使用しても、集積回路素子の他の部分に形成された微小寸法、同一半導体ウェーハ上の他の集積回路素子に形成された微小寸法、及び他の半導体ウェーハ上に形成された微小寸法の均一性が変わることがある。

現在のフォトリソグラフィ技術によれば、フォトマスクは単一集積回路素子、または少数の隣接した集積回路素子の層のためのパターンを含むことはできるが、ウェーハ上のあらゆる集積回路素子のためのパターンを含むことはできない。したがって、同一ウェーハ上の同一感光層の異なる部分を個別的に露光するために、フォトマスクをスキャニングまたはステッピングさせる必要がある。単一集積回路素子の層のためのパターンを含むフォトマスクの場合、フォトマスクをウェーハ上の各集積回路素子に順次に位置合わせして、パターニング照射を各集積回路素子に個別的に提供する必要がある。

同一マスクを使用する半導体ウェーハ内及び／またはウェーハ間微小寸法の不均一性は、例えば感光層コーティングでの変化、パターニング照射への感光層露光での変化、露光後の感光層現像での変化、感光層のベーキングでの変化、及び／またはパターニングされた感光層をマスクとして用いたウェーハ上層のエッチングにおける変化に起因する。一方、同一集積回路素子内での微小寸法の不均一性は、例えば集積回路素子上の感光層に到達するパターニング照射の強度の差に起因する。

フォトマスクのパターン層の微小寸法が誤差なく提供されても、露光装置及び／またはフォトマスクの特性が、感光層上に形成される微小寸法の不均一性を招くことがある。例えば、集積回路素子の中心にある感光層内に形成されたパターンの微小寸法は、同一集積回路素子の縁部にある同一感光層内に形成されたパターンの微小寸法より大きいことが一般的である。このような効果は、フォトマスクのパターン層を通過する間にパターニング照射が回折を起こすためである。

図１０に示したように、パターニング照射１００１がパターン層１００７反対側の透明基板１００５の裏面に提供される。パターニング照射１００１は実線１０２１で示したようにかなり均一な照明強度の分布で提供される。パターニング照射１００１は、また、実線１０２３で示したように均一な照明強度の分布を維持しながら透明基板１００５内を進行する。しかし、パターン層１００７の開口部を通る照明強度の均一性は点線１０２５で示したように基板全体にわたって変わることがある。例えば、パターン層１００７の開口部を通る光の回折がフォトマスク１００３の縁部より中心でより強いので、パターン層１００７の開口部を通る照明強度の均一性が変わってしまう。その結果、パターニングされた素子での微小寸法ＣＤ（ＣｒｉｔｉｃａｌＤｉｍｅｎｓｉｏｎ）の分布は実線１０２７で示したようになる。

本発明が解決しようとする課題は、パターニング照射を用いて集積回路素子をパターニングするためのフォトマスクを提供するところにある。

本発明が解決しようとする他の課題は、パターニング照射を用いて集積回路素子をパターニングするためのフォトマスク製造方法を提供するところにある。

本発明が解決しようとするさらに他の課題は、集積回路素子パターニング方法を提供するところにある。

本発明が解決しようとするさらに他の課題は、パターニング照射を用いて集積回路素子をパターニングするためのシステムを提供するところにある。

前記の目的を達成するために、本発明の実施の形態によるフォトマスクは透明基板、照射遮断パターン、及びシャドーイング要素の第１及び第２アレイを含む。前記透明基板は対向する第１面及び第２面を有し、前記照射遮断パターンは前記透明基板の前記第１面及び第２面の少なくとも１つの上に形成されたものである。そして、前記照射遮断パターンは集積回路素子に転写されるパターンを定義する。前記シャドーイング要素の第１及び第２アレイは前記第１面と第２面間の前記透明基板の内部に提供され、前記第１及び第２アレイのシャドーイング要素はそれぞれ前記透明基板とは異なる光透過特性を有する。そして、前記シャドーイング要素の第１及び第２アレイをそれぞれ含む前記透明基板の部分を通過するパターニング照射の透過率は約２０％より高く、前記シャドーイング要素の第２アレイを含む前記透明基板の部分を通過するパターニング照射の透過率は前記第１アレイを含む前記透明基板の部分を通過するパターニング照射の透過率と異なる。

前記シャドーイング要素は前記透明基板とは異なる屈折率を有することができ、前記第１及び第２アレイ内の前記シャドーイング要素の中心間平均距離は少なくとも約６μｍでありうる。さらに具体的に、前記第１及び第２アレイ内の前記シャドーイング要素の中心間平均距離は少なくとも約８μｍでありうる。

さらに、前記シャドーイング要素の第１アレイは前記集積回路素子の第１部分のための第１照明条件を提供するものであり、前記シャドーイング要素の第２アレイは前記集積回路素子の第２部分のための第２照明条件を提供するものであり、前記第１及び第２照明条件は相異なりうる。前記第１アレイ内の前記シャドーイング要素の中心間平均距離は前記第２アレイ内の前記シャドーイング要素の中心間平均距離と異なりうる。そして、前記シャドーイング要素の第１及び第２アレイをそれぞれ含む前記透明基板の部分を通過するパターニング照射の透過率は約７０％より高い。

前記照射遮断パターンはクロムのような金属パターンでありうる。前記第１及び第２アレイ内のシャドーイング要素の直径は約０．１μｍないし４μｍであって、特に約０．３μｍないし１μｍでありうる。

前記の他の目的を達成するために、本発明の他の実施の形態によるフォトマスク製造方法は、透明基板を提供する段階、照射遮断パターンを形成する段階、及びシャドーイング要素の第１及び第２アレイを形成する段階を含む。前記透明基板は対向する第１面及び第２面を有し、前記照射遮断パターンは前記透明基板の前記第１面及び第２面の少なくとも１つの上に形成する。そして、前記照射遮断パターンは集積回路素子に転写されるパターンを定義する。前記シャドーイング要素の第１及び第２アレイは前記第１面と第２面間の前記透明基板の内部に提供され、前記第１及び第２アレイのシャドーイング要素はそれぞれ前記透明基板とは異なる光透過特性を有する。そして、前記シャドーイング要素の第１及び第２アレイをそれぞれ含む前記透明基板の部分を通過するパターニング照射の透過率は約２０％より高く、前記シャドーイング要素の第２アレイを含む前記透明基板の部分を通過するパターニング照射の透過率は前記第１アレイを含む前記透明基板の部分を通過するパターニング照射の透過率と異なる。

前記方法はまた前記透明基板上にペリクルを提供する段階をさらに含み、前記シャドーイング要素の第１及び第２アレイは前記基板上に前記ペリクルを維持する間に形成されうる。前記シャドーイング要素の第１及び第２アレイを形成する段階は、前記第１及び第２アレイのシャドーイング要素が形成される前記透明基板の部分にレーザ照射を提供する段階を含みうる。特に、前記第１及び第２アレイの前記シャドーイング要素それぞれに対して約１０^−１５秒のパルス照射時間を有するレーザ照射を提供でき、前記レーザ照射は約１０^６〜１０^７Ｗ／ｃｍ^２でありうる。さらには、前記第１及び第２アレイのシャドーイング要素のための前記透明基板の部分にレーザ照射を提供する段階は、前記アレイの前記シャドーイング要素が形成される前記透明基板内にミクロ爆発を発生させられる。

前記シャドーイング要素は前記透明基板とは異なる屈折率を有することができ、前記第１及び第２アレイ内の前記シャドーイング要素の中心間平均距離は少なくとも約６μｍでありうる。さらに具体的に、前記アレイ内の前記シャドーイング要素の中心間平均距離は少なくとも約８μｍである。前記シャドーイング要素の第１及び第２アレイを含む前記透明基板の部分を通過するパターニング照射の透過率は約７０％より高い。

前記のさらに他の目的を達成するために、本発明のさらに他の実施の形態による集積回路素子パターニング方法は感光層を上面に有する集積回路基板を提供する段階と、フォトマスクを通じて前記集積回路基板上の前記感光層にパターニング照射を投影する段階と、を含む。特に、前記フォトマスクは透明基板、照射遮断パターン、及びシャドーイング要素の第１及び第２アレイを含む。前記透明基板は対向する第１面及び第２面を有し、前記照射遮断パターンは前記透明基板の前記第１面及び第２面の少なくとも１つの上に形成されたものである。そして、前記照射遮断パターンは集積回路素子に転写されるパターンを定義する。前記シャドーイング要素の第１及び第２アレイは前記第１面と第２面間の前記透明基板の内部に提供され、前記第１及び第２アレイのシャドーイング要素はそれぞれ前記透明基板とは異なる光透過特性を有する。そして、前記シャドーイング要素の第１及び第２アレイをそれぞれ含む前記透明基板の部分を通過するパターニング照射の透過率は約２０％より高く、前記シャドーイング要素の第２アレイを含む前記透明基板の部分を通過するパターニング照射の透過率は前記第１アレイを含む前記透明基板の部分を通過するパターニング照射の透過率と異なる。

前記のさらに他の目的を達成するために、本発明のさらに他の実施の形態による集積回路素子をパターニングするためのシステムは、チャック、フォトマスク、及び照射ソースを含む。前記チャックは感光層を上面に有する集積回路基板を受容するものであり、前記フォトマスクは透明基板、照射遮断パターン、及びシャドーイング要素の第１及び第２アレイを含む。前記透明基板は対向する第１面及び第２面を有し、前記照射遮断パターンは前記透明基板の前記第１及び第２面の少なくとも１つの上に形成されたものである。そして、前記照射遮断パターンは集積回路素子に転写されるパターンを定義する。前記シャドーイング要素のアレイは前記第１面と第２面間の前記透明基板の内部に提供され、前記第１及び第２アレイのシャドーイング要素はそれぞれ前記透明基板とは異なる光透過特性を有する。そして、前記シャドーイング要素の第１及び第２アレイをそれぞれ含む前記透明基板の部分を通過するパターニング照射の透過率は約２０％より高く、前記シャドーイング要素の第２アレイを含む前記透明基板の部分を通過するパターニング照射の透過率は前記第１アレイを含む前記透明基板の部分を通過するパターニング照射の透過率と相異なる。前記システムは前記フォトマスクを通じて前記集積回路基板上の前記感光層にパターニング照射を投影する照射ソースをさらに含む。

本発明によるフォトマスクは、基板内にシャドーイング要素のアレイを含むことにより、これを透過する照明の強度、形状、及び／または成分を自由に調節しうる。したがって、露光システムまたは光学システム毎に異なって要求される光学的な特性を満足させられる。

本発明の利点及び特徴、そして、本発明を達成する方法は、添付される図面と共に詳細に後述されている実施の形態を参照すれば明確になるであろう。しかし、本発明は以下に開示される実施の形態に限定されずに相異なる多様な形態で具現でき、単に本実施の形態は本発明の開示が完全であるようにして、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によって定義される。明細書全体にわたって同一参照符号は同一構成要素を指す。

本発明の実施の形態による集積回路基板をパターニングするためのフォトマスク１１１が図１の断面図に示されている。フォトマスク１１１は透明基板１０１（例えば、ガラスや石英基板）、透明基板１０１の対向する第１面と第２面間の透明基板１０１部内にあるシャドーイング要素のアレイ１０５、及び透明基板１０１の第１面及び第２面のうち少なくとも１つの上に形成された照射遮断（または不透明）パターン１０３を含む。照射遮断パターン１０３は集積回路基板に転写されるパターンを定義し、アレイ１０５内のシャドーイング要素それぞれは透明基板１０１の隣接部分とは異なる光透過特性を有する。

具体的には、アレイ１０５のシャドーイング要素は、透明基板１０１の隣接部分とは相異なる屈折率を有しうる。さらに、シャドーイング要素のアレイ１０５を含む透明基板部分を通過するパターニング照射（たとえば、パターニングのための光）の透過率は少なくとも約５０％である。また、照射遮断パターン１０３はクロムのような金属パターンであり、アレイ１０５内のシャドーイング要素の直径は約０．１μｍないし４μｍであって、特に、約０．３μｍないし１μｍでありうる。

シャドーイング要素のアレイ１０５は図１に示したように２次元であるので、複数のシャドーイング要素がフォトマスク内のほぼ同一面にありうる。特に、一のアレイのシャドーイング要素は他のアレイのシャドーイング要素とは異なる中心間距離を有して、行及び列に沿って配列され、フォトマスクの多数の部分で異なる透過特性を提供しうる。例えば、シャドーイング要素のアレイ１０５は、第１アレイ１０５ａ及び第２アレイ１０５ｂ，１０５ｃをさらに含み、フォトマスク中心部のシャドーイング要素の第１アレイ１０５ａの中心間距離は、フォトマスクの縁部にあるシャドーイング要素の第２アレイ１０５ｂ，１０５ｃの中心間距離より小さいことがある。したがって、フォトマスク中心部の第１アレイ１０５ａを通るパターニング照射の透過率は、フォトマスクの縁部にある第２アレイ１０５ｂ，１０５ｃを通るパターニング照射の透過率より小さくなりうる。

マスクの異なる部分に異なる透過率を提供することにより、フォトマスク１１１を通って伝達されるパターニング照射強度の均一度が改善でき、集積回路素子上にパターニングされた微小寸法の均一度が改善されうる。前記のように、照射遮断パターン１０３によって発生した回折は、フォトマスク１１１の異なる部分を異なって通るパターニング照射の減衰に影響を与えうる。例えば、照射遮断パターン１０３によって発生した回折は、フォトマスクの中心よりフォトマスクの縁部でのパターニング照射の減衰をさらに大きく起こしうる。シャドーイング要素のアレイ１０５はフォトマスクの中心部にあるアレイ１０５ａを通る大きい減衰、及びフォトマスクの縁部にあるアレイ１０５ｂ，１０５ｃを通る小さい減衰を提供することにより、このような減衰での不均一を補償しうる。特定の実施の形態によれば、シャドーイング要素のアレイ１０５を含む透明基板部分を通るパターニング照射の透過率は約９０％ないし１００％の範囲内で変化し、パターニングされる集積回路素子に提供されるパターニング照射の均一性を改善しうる（シャドーイング要素のない透明基板部分を通るパターニング照射の透過率は１００％）。

図２に示したように、パターニング照射ソース（たとえば、光源）はフォトマスク１１１全体にわたって均一な強度のパターニング照射２０１を提供しうる。実線２０７は透明基板１０１に入っていくパターニング照射２０１の照明強度分布がフォトマスク全体にわたって均一であることを示す。前記のように、シャドーイング要素のアレイ１０５は透明基板１０１の中心部でシャドーイング要素の密度が高く、前記基板の中心部からの距離が長くなるほどシャドーイング要素の密度が低下するように配列されうる。したがって、アレイ１０５を含む透明基板部分を通るパターニング照射の透過率は基板の縁部で最も高く、基板の中心部で最も低くなりうる。

実線２０３は、シャドーイング要素のアレイ１０５の異なる部分を通るパターニング照射の透過率における相対的な減衰を図示する。前記のように、照射遮断パターン１０３を通るパターニング照射の回折は点線２０５で示したようにフォトマスク１１１の縁部でのパターニング照射をさらに大きく減衰させられる。したがって、シャドーイング要素のアレイ１０５の異なる部分を通る透過率が変化する効果と照射遮断パターン１０３を通る回折効果とが相殺され、実線２１１で示したように均一な強度のパターニング照射が基板１０１及び照射遮断パターン１０３を通って伝達される。さらに、実線２０９はパターニングされる集積回路素子の微小寸法ＣＤが本発明の実施の形態によるシャドーイング要素のアレイを用いてほぼ均一になることを示す。

そして、照射遮断パターン１０３を通る回折とは異なる要因が、パターニングされる集積回路素子上の微小寸法の均一性に影響を及ぼしうる。図３に示したように、シャドーイング要素のないフォトマスク３１１を使用する際に、感光層パターン３０１（例えば、フォトレジスト）の微小寸法ＣＤ１、ＣＤ２、及びＣＤ３はパターニングされる集積回路素子３０３の一方では相対的に小さく（ＣＤ１）、パターニングされる集積回路素子３０３の他方では相対的に大きく（ＣＤ３）変わりうる。感光層パターン３０１の実線はフォトマスク３１１内にシャドーイング要素を形成する前に形成した寸法を示す。

シャドーイング要素のないフォトマスクを使用する際に微小寸法の不均一性がもたらされることが分かるので、ＣＤ均一度を改善するためのシャドーイング要素の設計を決定しうる。フォトマスク３１１は透明基板３１５及び透明基板３１５上の照射遮断パターン３１７（例えばクロムパターン）を含む。図示したように、照射遮断パターン３１７は集積回路素子３０３上の感光層３０１に転写されるパターンを定義する。微小寸法の不均一性を測定してシャドーイング要素の設計を決定した後に、シャドーイング要素のアレイ３１９ａ及び３１９ｂを透明基板３１５の第１面と第２面間に形成しうる。例えば、シャドーイング要素は後述するようにフェムト（ｆｅｍｔｏ）秒レーザを用いて形成しうる。例えば、シャドーイング要素の間隔、大きさ、及び／または配列は試行錯誤及び／またはシミュレーションを用いて実験的に決定しうる。

図３に示したように、シャドーイング要素のない透明基板３１５の領域はそれを通過するパターニング照射の相対的に高い透過率を提供し、シャドーイング要素のアレイ３１９ｂを含む透明基板３１５の領域はそれを通過するパターニング照射の相対的に低い透過率を提供しうる。シャドーイング要素のアレイの３１９ａを含む透明基板３１５の領域は、シャドーイング要素のない領域を通過する相対的に高い透過率とシャドーイング要素のアレイ３１９ｂを含む領域を通過する相対的に低い透過率間の中間透過率を提供しうる。前記のように、パターニング照射３２１に対して基板の全領域が９７％以上の透過率を提供すれば、透過率差の絶対的な値は比較的に小さくなりうる。シャドーイング要素のアレイを追加することによって、パターニングされる感光層３０１での微小寸法の均一度は点線で示したように改善されうる。

前記のように他のアレイ内のシャドーイング要素間の間隔を変化させて、シャドーイング要素のアレイを含む透明基板部分のパターニング照射の透過率は変化させることができる。図３に示したように、例えば、アレイ３１９ａ内のシャドーイング要素間の間隔がアレイ３１９ｂ内の間隔より広くなりうる。また、透過率は、１つのアレイには第１の大きさ（サイズ）のシャドーイング要素を提供し、他のアレイには第２の大きさのシャドーイング要素を提供することによって変化させることもある。例えば、アレイ３１９ａのシャドーイング要素はアレイ３１９ｂ内のシャドーイング要素より大きくなりうる。さらに、透過率は、異なるアレイ内に異なる層数のシャドーイング要素を提供しても変化させられる。例えば、アレイ３１９ａは１層のシャドーイング要素を含むが、アレイ３１９ｂは複数の層のシャドーイング要素を含みうる。本発明の実施の形態によって、フォトマスク性能を改善するためにシャドーイング要素の間隔の差、シャドーイング要素の大きさの差、シャドーイング要素の層数の差及び／またはシャドーイング要素のアレイの他の特性での差を単独で、または組み合わせて利用しうる。

また図１を参照すれば、アレイ１０５内のシャドーイング要素の中心間平均間隔は少なくとも約６μｍであり、より具体的には、シャドーイング要素の中心間平均間隔は少なくとも約８μｍでありうる。シャドーイング要素のアレイを含む透明基板の部分を通過するパターニング照射の透過率は約７０％より高く、特定の実施の形態では９７％より高くなりうる。前記のように、シャドーイング要素のアレイを含む透明基板部分を通るパターニング照射の透過率は約９８％ないし１００％の間で変化しうる（シャドーイング要素のない透明基板部分を通るパターニング照射の透過率は１００％）。

図１のフォトマスクは透明基板１０１の中心部で第１面と第２面間にシャドーイング要素の第１アレイ１０５ａを、透明基板１０１の縁部で第１面と第２面間にシャドーイング要素の第２アレイ１０５ｂを含みうる。そして、第１及び第２アレイ１０５ａ及び１０５ｂをそれぞれ含む透明基板部分を通るパターニング照射の透過率は約５０％より高くなりうる。しかし、第２アレイ１０５ｂを含む透明基板部分を通るパターニング照射の透過率は、第１アレイ１０５ａを含む透明基板部分を通るパターニング照射の透過率と異なりうる。前記のように、照射遮断パターン１０３による回折に起因する照明強度の差を補償するために、例えば、第２アレイ１０５ｂを含む透明基板部分を通るパターニング照射の透過率が、第１アレイ１０５ａを含む透明基板部分を通るパターニング照射の透過率より高くなりうる。特に、シャドーイング要素の異なるアレイを通る透過率は約９８％ないし１００％の間で変化しうる（シャドーイング要素のない透明基板部分を通るパターニング照射の透過率は１００％）。例えば、他のアレイ内のシャドーイング要素の中心間平均間隔を異ならせて、異なる透過率を提供しうる。

追加するか、あるいは、代替するかして、パターニングされる集積回路素子の異なる領域のための異なる照明条件の提供に、異なるアレイが使われうる。具体的には、集積回路メモリ素子（例えば、ＤＲＡＭ素子）の製造において、メモリセルアレイ領域及び周辺回路領域のために相異なる照明条件が提供されうる。例えば、シャドーイング要素の第１アレイ１５０ａは集積回路メモリ素子のメモリセル領域（第１部分）のための双極状の光量分布を有する双極照明条件（第１条件）を提供し、シャドーイング要素の第２アレイ１５０ｂは同一な集積回路メモリ素子の周辺回路領域（第２部分）のための輪帯状の光量分布を有する環状照明条件（第２条件）を提供しうる。

従来、照明条件はパターニング照射がフォトマスクに到達する前に通過する開口によって決定され、パターニングされる集積回路素子の全体にわたって同一に提供される。本発明の実施の形態によれば、フォトマスク内の相異なるシャドーイング要素のアレイが、同一の露光段階の間に集積回路素子の他の部分上に異なる照明条件を提供するのに利用されうる。フォトマスクの透明基板内のシャドーイング要素のアレイは、例えば、輪帯状の光量分布を有する環状照明条件、双極状の光量分布を有する双極照明条件、四重極状の光量分布を有する四重極照明条件、または、特注方式の照明条件のうち１つを提供しうる。このようにフォトマスク内の異なるシャドーイング要素のアレイは、パターニングされる集積回路素子の他の領域上に異なる照明条件を提供することに利用されうる。別の例で、フォトマスク内のシャドーイング要素のアレイはパターニング照射ソースとフォトマスク間に特定の開口がなくても、パターニングされる集積回路素子にわたって均一な照明条件（例えば環状照明条件、双極照明条件、四重極照明条件、または特注方式の照明条件）を提供することに利用されうる。

例えば、集積回路メモリ素子は長方形セルアレイ領域とそのメモリセルアレイ領域とを分離する周辺回路領域を含みうる。したがって、図４に示したように、そのような素子のパターニングに利用されるフォトマスク４０１はメモリセルアレイ領域４０３ａ，４０３ｂ，４０３ｃ，４０３ｄと、メモリセルアレイ領域を分離する周辺回路領域４０５と、を含む。フォトマスク表面上の照射遮断パターンは、集積回路メモリ素子上の感光層に転写されるパターンを定義でき、透明な表面間のシャドーイング要素の複数のアレイまたは１つのアレイはパターニングされる集積回路メモリ素子の特定部分のための１つ以上の照明条件を提供しうる。例えば、同一なマスキング段階の間に、フォトマスク４０１のメモリセルアレイ領域４０３ａ，４０３ｂ，４０３ｃ，４０３ｄ内のシャドーイング要素の第１アレイは集積回路メモリ素子のメモリセルアレイ領域のための双極照明条件を提供でき、周辺回路領域４０５内のシャドーイング要素の第２アレイは集積回路メモリ素子の周辺回路領域のための環状照明条件を提供しうる。

追加するか、あるいは、代替するかして、１つ以上のシャドーイング要素のアレイは、パターニングされる集積回路素子上のホログラム発生に用いられるホログラフィックパターンを提供できうる。そして、同一のフォトマスク内に異なるシャドーイング要素のアレイを提供することによって異なるホログラフィックパターンを提供しうる。同様に、１つ以上のシャドーイング要素のアレイがフレネルレンズを構成でき、同一なフォトマスク内に異なるシャドーイング要素のアレイを提供することによって異なるフレネルレンズを提供しうる。

次に、シャドーイング要素の製造方法について述べる。シャドーイング要素は、図５に示したようなシステムを用いて本発明の実施の形態によって製造されうる。図１ないし図３を参照して説明したように、フォトマスクは透明基板上に照射遮断パターン（例えば、クロム層パターン）を含みうるが、前記照射遮断パターンは集積回路素子上の感光層に転写されるパターンに対応される。そして、いかなる微小寸法の不均一が補正されるかを決定するために、シャドーイング要素を形成する前にテスト感光層のパターニングに前記フォトマスクが利用されうる。

パターニングされたテスト感光層から得た情報に基づいて、前記フォトマスクのための望ましいシャドーイング要素のアレイを決定しうる。照射遮断パターンを形成した後にシャドーイング要素を形成することによって、シャドーイング要素を照射遮断パターンに配列させられる。そして、照射遮断パターンを形成した後ではあるが、テスト感光層をパターニングする前に、そしてシャドーイング要素を形成する前に、ペリクルをフォトマスク上に設置させられる。なお、ペリクルとは、たとえば、フォトマスクのクロム層パターンを保護する膜であり、通常フッ素系の膜を使う。したがって、照射遮断パターンはシャドーイング要素を形成する前にも、形成する間にも埃から保護されうる。

フォトマスクの照射遮断パターン上にペリクルを維持した状態で透明基板の表面間にシャドーイング要素５１１を形成しうる。図５に示してはいないが、照射遮断パターン及びペリクルはレーザ照射が導入される透明基板５０１表面の反対側の表面に位置しうる。レーザ照射はレーザソース５０３（例えば、フェムト秒レーザ）から発生して１つ以上のエクスパンダ（拡大器）５０５を用いて拡大されうる。ビーム操縦装置５０７は拡大されたレーザ照射を透明基板５０１方向に向かわせ、フォーカシング装置５０９はレーザ照射をシャドーイング要素が形成される特定地点にフォーカシングしうる。

ビーム操縦装置５０７を用いるか、または、透明基板５０１を物理的にＸ−Ｙ方向（レーザ照射方向に垂直方向）に動かすことにより、レーザ照射は、透明基板５０１上の特定のシャドーイング要素のＸ−Ｙ座標（横方向）を変えることができる。レーザ照射は、フォーカシング装置５０９によって提供される焦点深度を用いるか、または、透明基板５０１を物理的にＺ方向（レーザ照射方向に平行方向）に動かすことにより、透明基板５０１内の特定のシャドーイング要素のＺ座標（深さ）を変えることができる。

各シャドーイング要素は、透明基板５０１の第１面と第２面間の透明基板内部に向けられてフォーカシングされたパルスレーザ照射を用いて形成されうる。例えば、シャドーイング要素の形成に用いられるパルスレーザ照射は約１０^−１５秒のパルス照射時間を有しうる。前記パルスレーザ照射は透明基板内の所定位置にミクロ爆発を発生させられる。なお、ここでいうミクロ爆発については後述する。透明基板の第１面と第２面間の透明基板５０１内部に２次元及び／または３次元のシャドーイング要素のアレイを形成するには、シャドーイング要素配列の電算化された制御が利用されうる。

それぞれのシャドーイング要素５１１の形成において、レーザソース５０３は１０^−１５秒水準のパルス照射時間を有するパルスレーザ照射を発生させ、レーザ照射は１つ以上のエクスパンダ５０５によって拡大されてフォーカシング装置５０９を用いてフォーカシングされうる。ビーム操縦装置５０７は透明基板の所望のＸ−Ｙ座標にレーザ照射を向かわせ、フォーカシング装置５０９は透明基板内の所望の深さ（Ｚ座標）にレーザ照射をフォーカシングさせうる。

ここで、ミクロ爆発について簡単に説明する。フォーカシング装置５０９は、レーザ照射をフォーカシングしてシャドーイング要素が形成される透明基板内の深さに、約１０^６〜１０^７Ｗ／ｃｍ^２程度のレーザ強度を集中させられる。このようなエネルギー濃度でのレーザ照射では、アバランシュ型フォトン吸収及び／またはイオン化が、（基板を溶融及び／または蒸発させずに）透明基板内にプラズマ領域を発生させうる。言い換えれば、レーザ照射による局部的な加熱及び冷却はプラズマを発生させ、プラズマ化により生じる衝撃波は透明基板５０１の周辺部分とは形態的に完全に異なる構造の損傷区域をもたらしうる。前記損傷区域は透明基板５０１の周辺部分とは異なる（高いか低い）屈折率を有しうるシャドーイング要素５１１を提供する。このように形成されたシャドーイング要素５１１での光散乱は、それを通るパターニング照射のイメージング強度を変化させることに利用されうる。

前記のように形成したそれぞれのシャドーイング要素の直径は約０．１μｍないし４．０μｍであり、特に約０．３μｍないし１．０μｍでありうる。シャドーイング要素の大きさは、例えば、レーザ照射の強度、レーザ照射の持続時間、及び／またはシャドーイング要素の形成に使われたレーザ照射パルスの数を変化させることにより、変化させられる。追加するか、あるいは、代替するかして、シャドーイング要素５１１の大きさは、シャドーイング要素を２つ以上重ねることで大きくさせられる。

さらに、ビーム操縦装置５０７及びフォーカシング装置５０９は、透明基板の反対側面に予め形成された照射遮断パターンを用いて透明基板５０１の内部にシャドーイング要素を配列しうる。そして、シャドーイング要素を形成する間に照射遮断パターン上にペリクルを維持して照射遮断パターンを埃から保護しうる。一方、シャドーイング要素は、照射遮断パターンを形成する前に形成できる。そして、照射遮断パターンをシャドーイング要素に対して配列させうる。または、照射遮断パターン及びシャドーイング要素いずれも、照射遮断パターン及び／またはシャドーイング要素に独立して形成された他の位置決めマークに対して配列させうる。

前記のように形成されたシャドーイング要素のアレイが、図６Ａないし図６Ｄに示されている。図６Ａで、シャドーイング要素は約４．０μｍの中心間平均間隔で行及び列に沿ってアレイ状に配置されている。図６Ｂで、シャドーイング要素は約６．０μｍの中心間平均間隔で行及び列に沿ってアレイ状に配置されている。図６Ｃで、シャドーイング要素は約８．０μｍの中心間平均間隔で行及び列に沿ってアレイ状に配置されている。図６Ｄで、シャドーイング要素は約１０．０μｍの中心間平均間隔で行及び列に沿ってアレイ状に配置されている。

図７のグラフは、図６Ａないし６Ｄに示したようなシャドーイング要素のアレイを含む基板を通る照射（２４８ｎｍ波長）の測定透過率を図示したものである。具体的に、各サンプル透明基板が４．０μｍ、６．０μｍ、８．０μｍ、１０．０μｍの中心間平均間隔を有する４つのシャドーイング要素のアレイを含むようにして３つのサンプルを製作した。図示したように、約４．０μｍの中心間平均間隔を有するシャドーイング要素のアレイは約２０％ないし４０％の透過率範囲を提供しうる。約６．０μｍの中心間平均間隔を有するシャドーイング要素のアレイは約５０％ないし６０％の透過率範囲を提供しうる。約８．０μｍの中心間平均間隔を有するシャドーイング要素のアレイは約７０％ないし８０％の透過率範囲を提供しうる。約１０．０μｍの中心間平均間隔を有するシャドーイング要素のアレイは約８５％ないし９０％の透過率範囲を提供しうる。１００％透過率を示す基準ＲＥＦはシャドーイング要素のない基板部分に対して測定したものである。そして、微小寸法ＣＤの誤差許容度の改善には約２％の透過率減少が十分である。

前記のように、フォトマスクの透明基板内でのシャドーイング要素の深さは、フォーカシング装置に対する透明基板の位置及びフォーカシング装置からのレーザ照射の焦点で決定されうる。そして、（パターニングされる）集積回路素子でシャドーイング要素（またはシャドーイング要素のアレイ）による影響を受けるシャドーイング領域は、照射遮断パターンを有する透明基板の表面からシャドーイング要素（またはシャドーイング要素のアレイ）までの距離に依存しうる。照射遮断パターンを有する透明基板の表面に近づけて、透明基板内にシャドーイング要素を提供することによって、パターニングされる集積回路素子上のシャドーイング領域が減少されうる。その結果、微小寸法ＣＤの制御は、約１．２６ｍｍより低い解像度で提供されうる。換言すれば、本発明の実施の形態によるフォトマスクのシャドーイング要素は改善された解像度を提供できるが、これはシャドーイング要素と照射遮断パターンの層とがフォトマスクの透明基板の全体厚さより小さく分離できるためである。したがって、微小寸法均一性の制御が改善されうる。その結果、シャドーイング要素の異なるアレイは、集積回路で密に配置された領域（例えば、セルアレイ及び周辺回路領域）上に、異なる微小寸法制御及び／または異なる照明条件を提供しうる。

本発明の実施の形態によるフォトマスクは、例えば、図８に示したように感光層のパターニングに利用されうる。ソース８０１は、たとえば、約２４８ｎｍの波長を有する照射のようなパターニング照射８０３ａを発生させる。パターニング照射８０３ａは、透明基板８０５ｂの内部にシャドーイング要素８０５ａを有するフォトマスク８０５を通過する。照射遮断パターン８０５ｃ（例えば、クロムパターン）は変形されたパターニング照射８０３ｂを用いて集積回路基板８０７ｂ上の感光層８０７ａに転写されるパターンを定義する。そして、集積回路基板８０７ｂはチャック８０９を用いてソース８０１とフォトマスク８０５間の適当な位置に維持されうる。

特に、ソース８０１からのパターニング照射８０３ａは（シャドーイング要素８０５ａ及び照射遮断パターン８０５ｃを有する）フォトマスク８０５を通りつつ変形する。例えば、照射遮断パターン８０５ｃは感光層に転写されるパターンを定義し、シャドーイング要素８０５ａは照射遮断パターン８０５ｃによる回折で引き起こされる効果を補償するアレイ状に提供されうる。追加するか、あるいは、代替するかして、シャドーイング要素８０５ａは１つ以上の照明条件（双極照明条件、四重極照明条件、環状照明条件、及び／または特注方式の照明条件）を提供するか、感光層８０７ａ上にホログラフィックパターンを提供するか、フレネルレンズを提供するか、または異なる照明強度を提供しうる。フォトマスク８０５は、図５ないし図７を参照して前記のように形成され、図１ないし図４を参照して前記のような１つ以上の機能を提供しうる。

図面及び実施の形態では、本発明の典型的で望ましい実施の形態が開示されており、たとえ特定の用語を使用してはいるものの、これは単に一般的、且つ描写的な意味で使われたものにすぎず、特許請求の範囲によって定まる本発明の思想を制限するために使われたものではない。

本発明によるフォトマスクは、多様な集積回路素子の製造に適用される。集積回路素子には、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ素子などの高集積回路半導体メモ素子、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒＵｎｉｔ）、ＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＣＰＵ及びＤＳＰの組み合わせなどのプロセッサ、ＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）、ＭＥＭ’ｓ（ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌ）素子、光電子素子、ディスプレイ素子などがある。

本発明の実施の形態によるフォトマスクの断面図である。本発明の実施の形態によるフォトマスクを用いた照明強度の変化を示した断面図である。本発明の実施の形態による他のフォトマスクの断面図である。本発明の実施の形態により複数の領域を含むフォトマスクの部分平面図である。本発明の実施の形態によりシャドーイング要素のアレイを形成するシステム及び方法を示した構成図である。ＡないしＤは、本発明の実施の形態によるシャドーイング要素のアレイを示した写真である。本発明の実施の形態による相異なるシャドーイング要素のアレイの透過率を示したグラフである。本発明の実施の形態によるパターニングシステム及び方法を示した構成図である。従来のフォトマスクの断面図である。従来のフォトマスク、及びそれを通過するパターニング照射の相対的な減衰を示す断面図である。

符号の説明

１０１，３１５，５０１，８０５ｂ透明基板、
１０３，３１７，８０５ｃ照射遮断パターン、
１０５，１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，３１９ａ，３１９ｂアレイ、
１１１，３１１，４０１，８０５フォトマスク、
２０１，３２１，８０３ａ，８０３ｂパターニング照射、
３０１，８０７ａ感光層、
３０３集積回路素子、
４０５周辺回路領域、
４０３ａ，４０３ｂ，４０３ｃ，４０３ｄメモリセルアレイ領域、
５０３レーザソース、
５０５エクスパンダ、
５０７ビーム操縦装置、
５０９フォーカシング装置、
５１１，８０５ａシャドーイング要素、
８０１ソース、
８０７ｂ集積回路基板、
８０９チャック。

Claims

対向する第１面及び第２面を有する透明基板と、
前記透明基板の前記第１面及び第２面のうち少なくとも１つの上に形成されたものであって、集積回路素子に転写されるパターンを定義する照射遮断パターンと、
前記第１面と第２面間の前記透明基板の内部に形成されたシャドーイング要素の第１及び第２アレイと、を含み、
前記第１及び第２アレイのシャドーイング要素はそれぞれ前記透明基板とは異なる光透過特性を有し、前記シャドーイング要素の第１及び第２アレイをそれぞれ含む前記透明基板の部分を通過するパターニング照射の透過率は約２０％より高く、前記シャドーイング要素の第２アレイを含む前記透明基板の部分を通過するパターニング照射の透過率は前記第１アレイを含む前記透明基板の部分を通過するパターニング照射の透過率と異なることを特徴とするパターニング照射を用いて集積回路素子をパターニングするためのフォトマスク。
前記シャドーイング要素は前記透明基板とは異なる屈折率を有することを特徴とする請求項１に記載のフォトマスク。
前記第１及び第２アレイ内の前記シャドーイング要素の中心間平均間隔は少なくとも約６μｍであることを特徴とする請求項１または２に記載のフォトマスク。
前記第１及び第２アレイ内の前記シャドーイング要素の中心間平均間隔は少なくとも約８μｍであることを特徴とする請求項３に記載のフォトマスク。
前記シャドーイング要素の第１アレイは前記集積回路素子の第１部分のための第１照明条件を提供するものであり、前記シャドーイング要素の第２アレイは前記集積回路素子の第２部分のための第２照明条件を提供するものであり、前記第１及び第２照明条件は相異なることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のフォトマスク。
前記第１アレイ内の前記シャドーイング要素の中心間平均間隔は前記第２アレイ内の前記シャドーイング要素の中心間平均間隔と異なることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のフォトマスク。
前記シャドーイング要素の第１及び第２アレイをそれぞれ含む前記透明基板の部分を通過するパターニング照射の透過率は約７０％より高いことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のフォトマスク。
前記照射遮断パターンは金属パターンを含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のフォトマスク。
前記金属はクロムを含むことを特徴とする請求項８に記載のフォトマスク。
前記第１及び第２アレイ内のシャドーイング要素の直径は約０．１μｍないし４μｍであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のフォトマスク。
前記第１及び第２アレイ内のシャドーイング要素の直径は約０．３μｍないし１μｍであることを特徴とする請求項１０に記載のフォトマスク。
対向する第１面及び第２面を有する透明基板を提供する段階と、
集積回路素子に転写されるパターンを定義する照射遮断パターンを前記透明基板の前記第１面及び第２面のうち少なくとも１つの上に形成する段階と、
前記第１面と第２面間の前記透明基板の内部にシャドーイング要素の第１及び第２アレイを形成する段階と、を含み、
前記第１及び第２アレイのシャドーイング要素はそれぞれ前記透明基板とは異なる光透過特性を有し、前記シャドーイング要素の第１及び第２アレイをそれぞれ含む前記透明基板の部分を通過するパターニング照射の透過率は約２０％より高く、前記シャドーイング要素の第２アレイを含む前記透明基板の部分を通過するパターニング照射の透過率は前記第１アレイを含む前記透明基板の部分を通過するパターニング照射の透過率と異なることを特徴とするパターニング照射を用いて集積回路素子をパターニングするためのフォトマスク製造方法。
前記シャドーイング要素の第１及び第２アレイを形成する段階の前に前記透明基板上にペリクルを提供する段階をさらに含み、
前記シャドーイング要素の第１及び第２アレイは前記透明基板上に前記ペリクルを維持する間に形成されることを特徴とする請求項１２に記載のフォトマスク製造方法。
前記シャドーイング要素の第１及び第２アレイを形成する段階は、前記第１及び第２アレイのシャドーイング要素が形成される前記透明基板の部分にレーザ照射を提供する段階を含むことを特徴とする請求項１２または１３に記載のフォトマスク製造方法。
前記シャドーイング要素の第１及び第２アレイを形成する段階は、前記第１及び第２アレイの前記シャドーイング要素それぞれに対して約１０^−１５秒のパルス照射時間を有するレーザ照射を提供する段階を含むことを特徴とする請求項１４に記載のフォトマスク製造方法。
前記シャドーイング要素の第１及び第２アレイを形成する段階は、約１０^６〜１０^７Ｗ／ｃｍ^２のレーザ照射を提供する段階を含むことを特徴とする請求項１４に記載のフォトマスク製造方法。
前記シャドーイング要素が形成される前記透明基板の部分にレーザ照射を提供する段階は、前記アレイのシャドーイング要素が形成される前記透明基板内にミクロ爆発を発生させることを特徴とする請求項１４に記載のフォトマスク製造方法。
前記シャドーイング要素は前記透明基板とは異なる屈折率を有することを特徴とする請求項１２〜１７のいずれか１項に記載のフォトマスク製造方法。
前記第１及び第２アレイ内の前記シャドーイング要素の中心間平均間隔は少なくとも約６μｍであることを特徴とする請求項１２〜１８のいずれか１項に記載のフォトマスク製造方法。
前記第１及び第２アレイ内の前記シャドーイング要素の中心間平均間隔は少なくとも約８μｍであることを特徴とする請求項１９に記載のフォトマスク製造方法。
前記シャドーイング要素の第１アレイは前記集積回路素子の第１部分のための第１照明条件を提供するように形成され、前記シャドーイング要素の第２アレイは前記集積回路素子の第２部分のための第２照明条件を提供するように形成され、前記第１及び第２照明条件は相異なることを特徴とする請求項１２〜２０のいずれか１項に記載のフォトマスク製造方法。
前記第１アレイ内の前記シャドーイング要素の中心間平均間隔は前記第２アレイ内の前記シャドーイング要素の中心間平均間隔と異なることを特徴とする請求項１２〜２１のいずれか１項に記載のフォトマスク製造方法。
前記シャドーイング要素の第１及び第２アレイをそれぞれ含む前記透明基板の部分を通過するパターニング照射の透過率は約７０％より高いことを特徴とする請求項１２〜２２のいずれか１項に記載のフォトマスク製造方法。
前記照射遮断パターンは金属パターンを含むことを特徴とする請求項１２〜２３のいずれか１項に記載のフォトマスク製造方法。
前記金属はクロムを含むことを特徴とする請求項２４に記載のフォトマスク製造方法。
前記第１及び第２アレイ内のシャドーイング要素の直径は約０．１μｍないし４μｍであることを特徴とする請求項１２〜２５のいずれか１項に記載のフォトマスク製造方法。
前記第１及び第２アレイ内のシャドーイング要素の直径は約０．３μｍないし１μｍであることを特徴とする請求項２６に記載のフォトマスク製造方法。
前記シャドーイング要素の第１及び第２アレイを形成する段階は、前記照射遮断パターンを形成する段階の前に行うことを特徴とする請求項１２に記載のフォトマスク製造方法。
感光層を上面に有する集積回路基板を提供する段階と、
フォトマスクを通じて前記集積回路基板上の前記感光層にパターニング照射を投影する段階と、を含み、前記フォトマスクは、
対向する第１面及び第２面を有する透明基板と、
前記透明基板の前記第１面及び第２面のうち少なくとも１つの上に形成されたものであって、集積回路素子に転写されるパターンを定義する照射遮断パターンと、
前記第１面と第２面間の前記透明基板の内部に形成されたシャドーイング要素の第１及び第２アレイと、を含み、
前記第１及び第２アレイのシャドーイング要素はそれぞれ前記透明基板とは異なる光透過特性を有し、前記シャドーイング要素の第１及び第２アレイをそれぞれ含む前記透明基板の部分を通過するパターニング照射の透過率は約２０％より高く、前記シャドーイング要素の第２アレイを含む前記透明基板の部分を通過するパターニング照射の透過率は前記第１アレイを含む前記透明基板の部分を通過するパターニング照射の透過率と異なることを特徴とする集積回路素子のパターニング方法。
前記シャドーイング要素は、前記透明基板とは異なる屈折率を有することを特徴とする請求項２９に記載の方法。
前記第１及び第２アレイ内の前記シャドーイング要素の中心間平均間隔は少なくとも約６μｍであることを特徴とする請求項２９または３０に記載の方法。
前記第１及び第２アレイ内の前記シャドーイング要素の中心間平均間隔は少なくとも約８μｍであることを特徴とする請求項３１に記載の方法。
前記シャドーイング要素の第１アレイは前記集積回路基板の第１部分のための第１照明条件を提供するものであり、前記シャドーイング要素の第２アレイは前記集積回路基板の第２部分のための第２照明条件を提供するものであり、前記第１及び第２照明条件は相異なることを特徴とする請求項２９〜３２のいずれか１項に記載の方法。
前記第１アレイ内の前記シャドーイング要素の中心間平均間隔は前記第２アレイ内の前記シャドーイング要素の中心間平均間隔と異なることを特徴とする請求項２９〜３３のいずれか１項に記載の方法。
前記シャドーイング要素の第１及び第２アレイをそれぞれ含む前記透明基板の部分を通過するパターニング照射の透過率は約７０％より高いことを特徴とする請求項２９〜３４のいずれか１項に記載の方法。
前記照射遮断パターンは金属パターンを含むことを特徴とする請求項２９〜３５のいずれか１項に記載の方法。
前記金属はクロムを含むことを特徴とする請求項３６に記載の方法。
前記第１及び第２アレイ内のシャドーイング要素の直径は約０．１μｍないし４μｍであることを特徴とする請求項２９〜３７のいずれか１項に記載の方法。
前記第１及び第２アレイ内のシャドーイング要素の直径は約０．３μｍないし１μｍであることを特徴とする請求項３８に記載の方法。
感光層を上面に有する集積回路基板を受容するチャックと、
対向する第１面及び第２面を有する透明基板、前記透明基板の前記第１及び第２面のうち少なくとも１つの上に形成されたものであって、集積回路素子に転写されるパターンを定義する照射遮断パターン、及び前記第１面と第２面間の前記透明基板の内部に形成されたシャドーイング要素の第１及び第２アレイを含み、前記第１及び第２アレイのシャドーイング要素はそれぞれ前記透明基板とは異なる光透過特性を有し、前記シャドーイング要素の第１及び第２アレイをそれぞれ含む前記透明基板の部分を通過するパターニング照射の透過率は約２０％より高く、前記シャドーイング要素の第２アレイを含む前記透明基板の部分を通過するパターニング照射の透過率は前記第１アレイを含む前記透明基板の部分を通過するパターニング照射の透過率と相異なるフォトマスクと、
前記フォトマスクを通じて前記集積回路基板上の前記感光層にパターニング照射を投影する照射ソースと、を含むことを特徴とするパターニング照射を用いて集積回路素子をパターニングするためのシステム。
前記シャドーイング要素は前記透明基板とは異なる屈折率を有することを特徴とする請求項４０に記載のシステム。
前記第１及び第２アレイ内の前記シャドーイング要素の中心間平均間隔は少なくとも約６μｍであることを特徴とする請求項４０または４１に記載のシステム。
前記第１及び第２アレイ内の前記シャドーイング要素の中心間平均間隔は少なくとも約８μｍであることを特徴とする請求項４２に記載のシステム。
前記シャドーイング要素の第１アレイは前記集積回路基板の第１部分のための第１照明条件を提供するものであり、前記シャドーイング要素の第２アレイは前記集積回路基板の第２部分のための第２照明条件を提供するものであり、前記第１及び第２照明条件は相異なることを特徴とする請求項４０〜４３のいずれか１項に記載の方法。
前記第１アレイ内の前記シャドーイング要素の中心間平均間隔は前記第２アレイ内の前記シャドーイング要素の中心間平均間隔と異なることを特徴とする請求項４０〜４４のいずれか１項に記載のシステム。
前記シャドーイング要素の第１及び第２アレイをそれぞれ含む前記透明基板の部分を通過するパターニング照射の透過率は約７０％より高いことを特徴とする請求項４０〜４５のいずれか１項に記載のシステム。
前記照射遮断パターンは金属パターンを含むことを特徴とする請求項４０〜４６のいずれか１項に記載のシステム。
前記金属はクロムを含むことを特徴とする請求項４７に記載のシステム。
前記第１及び第２アレイ内のシャドーイング要素の直径は約０．１μｍないし４μｍであることを特徴とする請求項４０〜４８のいずれか１項に記載のシステム。
前記第１及び第２アレイ内のシャドーイング要素の直径は約０．３μｍないし１μｍであることを特徴とする請求項４９に記載のシステム。