KR20110133571A - 광학 리소그래피 장치 - Google Patents

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Abstract

집적회로들의 형성 동안 광학 포토리소그래피를 최적화하기 위한 장치, 이 장치를 디자인하는 방법, 이 장치를 사용하는 툴 및 이 장치를 사용하는 방법이 개시된다. 상기 장치는, 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트(115)를 포함한다. 상기 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트(115)는 제1 축(x)을 중심으로 등거리에 있고 거울상들인 제1 및 제2 오프닝들(215A, 215B) - 상기 제1 및 제2 오프닝들은 실질적으로 동일한 제1 면적을 가지며 또한 선택된 광의 파장에 관하여 동일한 제1 광학 밀도를 가짐 -; 및 제2 축(y)을 중심으로 등거리에 있고 거울상들인 제3 및 제4 오프닝들(220A, 220B) - 상기 제3 및 제4 오프닝들은 실질적으로 동일한 면적을 가지며, 상기 선택된 광의 파장에 관하여 동일한 제2 광학 밀도를 가짐 -; 을 포함하되, 여기서 상기 제1 축은 상기 제2 축에 수직이며, 상기 제1 및 제2 광학 밀도들은 서로 다르다.

Description

광학 리소그래피 장치{OPTICAL LITHOGRAPHY APPARATUS}
본 발명은 일반적으로는 집적회로 제조 분야와 관련되고, 더 구체적으로는, 집적회로들의 형성 동안 광학 포토리소그래피를 최적화하기 위한 장치, 이 장치를 디자인하는 방법, 이 장치를 사용하는 툴 그리고 이 장치를 사용하는 방법과 관련된다.
리딩 에지(leading edge) 집적회로 기술은 광학 리소그래피가 그것의 이론적인 해상도 한계 가까이에서 작업될 것을 요구한다. 이를 수행하는 많은 방법들이 제안되어 왔으나, 만약 인쇄된 상들(images)의 길이 대 폭의 비가 매우 높지 않다면, 그러한 방법들은 타이트한 상 크기 제어 목표를 달성하지 못하며, 또한 그것들은 최소 치수들을 갖는 상들과, 동일한 노출 필드에서의 최소 치수들보다 상당히 더 큰 치수를 갖는 상들의 혼합이 있는 경우에는 더 나빠진다. 따라서, 당해 기술 분야에서는 위에서 기술된 결점들 및 한계점들을 경감하거나 제거할 필요가 있다.
본 발명의 제1 측면은 광학 리소그래피 장치로서, 이 광학 리소그래피 장치는 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트(asymmetrical complementary dipole element)를 포함하며, 상기 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트는 제1 축을 중심으로 등거리(equidistant)에 있고 거울상들(mirror images)인 제1 및 제2 오프닝들(openings) - 상기 제1 및 제2 오프닝들은 실질적으로(essentially) 동일한 제1 면적, 그리고 선택된 광의 파장에 관하여(reletive to) 동일한 제1 광학 밀도(optical density)를 가짐 -; 및, 제2 축을 중심으로 등거리에 있고 거울상들인 제3 및 제4 오프닝들 - 상기 제3 및 제4 오프닝들은 실질적으로 동일한 제2 면적, 그리고 상기 선택된 광의 파장에 관하여 동일한 제2 광학 밀도를 가짐 -; 을 포함하며, 상기 제1 축은 상기 제2 축에 수직이며, 상기 제1 및 제2 광학 밀도들은 서로 다르다.
본 발명의 제2 측면은 포토레지스트층 상에 광 패턴을 제공하는 방법으로서,
이 방법은 선택된 파장의 광을 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트의 오프닝들을 통해 통과시키는 단계를 포함하며, 상기 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트는, 제1 축을 중심으로 등거리에 있고 거울상들인 제1 및 제2 오프닝들 - 상기 제1 및 제2 오프닝들은 실질적으로 동일한 제1 면적 및 상기 선택된 광의 파장에 관하여 동일한 제1 광학 밀도를 가짐 -; 및 제2 축을 중심으로 등거리에 있고 거울상들인 제3 및 제4 오프닝들 - 상기 제3 및 제4 오프닝들은 실질적으로 동일한 제2 면적, 그리고 상기 선택된 광의 파장에 관하여 동일한 제2 광학 밀도를 가짐 -; 을 포함하고, 상기 제1 축은 상기 제2 축에 수직이며, 상기 제1 및 제2 광학 밀도들은 서로 다르며,
상기 광을 상기 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트를 통해 통과시킨 후, 상기 광을 패턴된 포토마스크를 통해 통과시키는 단계를 포함하며; 상기 광을 상기 패턴된 포토마스크를 통해 통과시킨 후, 상기 광을 상기 포토레지스트층 상에 투사(project)하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제3 측면은 포토레지스트층 상에 제1 및 제2 강도들(intensities)을 갖는 광 패턴을 제공하는 장치로서, 이 장치는, 광원(light source)과 포토마스크 사이에 정렬(align)된 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트를 포함하며, 상기 포토마스크는 상기 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트와 상기 포토레지스트층 사이에 정렬되며, 상기 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트는, 제1 축을 중심으로 등거리에 있고 거울상들인 제1 및 제2 오프닝들 - 상기 제1 및 제2 오프닝들은 실질적으로 동일한 제1 면적, 그리고 상기 선택된 광의 파장에 관하여 동일한 제1 광학 밀도를 가짐 -; 제2 축을 중심으로 등거리에 있고 거울상들인 제3 및 제4 오프닝들 - 상기 제3 및 제4 오프닝들은 실질적으로 동일한 제2 면적, 그리고 상기 선택된 광의 파장에 관하여 동일한 제2 광학 밀도를 가짐 -; 을 포함하고, 상기 제1 축은 상기 제2 축에 수직이며, 상기 제1 및 제2 광학 밀도들은 서로 다르다.
본 발명의 제4 측면은 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트를 디자인하는 방법으로서, 상기 방법은 (a) 집적회로 제조 레벨의 포토마스크의 크리티컬 디자인 상들(critical design images)을 선택하는 단계; (b) 초기 비대칭 상보 다이폴 디자인을 선택 또는 발생시키고, 상기 초기 디자인 비대칭 상보 다이폴 디자인을 현재의 비대칭 상보 다이폴 디자인으로 지정(designate)하는 단계 - 상기 현재의 비대칭 상보 다이폴 디자인은 광의 제1 강도를 통과시키는 적어도 제1의 다이폴 및 광의 제2 강도를 통과시키는 제2 다이폴을 가지며, 광의 상기 제1 강도는 광의 상기 제2 강도와 서로 다름 -; (c) 상기 크리티컬 디자인 상들의 시뮬레이션된 상들을 발생시키기 위해, 상기 크리티컬 디자인 상들을 기술하는 제1 파라미터들 및 상기 현재 비대칭 상보 다이폴 디자인을 기술하는 제2 파라미터들을 사용하여 포토레지스트층의 노출을 시뮬레이션하는 단계; (d) 상기 시뮬레이션된 상을 기술하는 제3 파라미터들을 평가(evaluate)하는 단계; (e) 만약 상기 파라미터들이 허용가능(acceptable)하지 않다면, 상기 제2 파라미터들 중 하나 또는 그 이상을 수정(modify)하고 단계 (c) 및 (d)를 반복하며, 만약 상기 제3 파라미터들이 허용가능하다면, 상기 현재의 비대칭 상보 다이폴 디자인을 선택하는 단계를 포함한다.
이제 본 발명의 실시예들은 첨부된 도면들을 참조하여 기술될 것인데, 이러한 실시예들 및 첨부된 도면들은 본 발명을 단지 예를 들어 설명하기 위한 것임에 유의하여야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트를 포함하는 광학 포토리소그래피 툴의 일 예를 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트를 사용하여 포토리소그래피적으로 인쇄될 디자인 상의 일 예의 평면도이다.
도 3과 도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 동일한 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트의 평면도들이다.
도 5a 및 5b는 도 4에서 각각 라인들 5A-5A 및 5B-5B를 통해 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트에 대한 제1의 예시적 구조를 도시하는 단면도들이다.
도 5c는 도 4의 라인 5C-5C를 통과하는 단면도로서, 이는 도 5b에 도시된 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트에 대한 대체 구조를 도시한다.
도 5d 및 5e는 도 4에서 라인들 5D-5D 및 5E-5E를 통해 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트에 대한 제2의 예시적 구조를 도시하는 단면도들이다.
도 5f는 도 4의 라인 5F-5F를 통과하는 단면도로서, 이는 도 5e에 도시된 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트에 대한 대체 구조를 도시한다.
도 6a는 싱글 다이폴 엘리먼트를 사용하는 인쇄 상의 시뮬레이션이고, 도 6b는 본 발명의 실시예들에 따른 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트를 사용하는 인쇄 상의 시뮬레이션이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따라 도 4의 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트와 함께 더블 다이폴 포토리소그래피에 사용되는 것에 따른 한 짝의(companion) 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따라 더블 다이폴 포토리소그래피 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따라 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트들을 디자인하는 방법이다.
도 10은 범용 컴퓨터의 개략적 블록도이다.
일반적으로 반도체 산업에 있어서, 웨이퍼들은 얇고, 100 내지 300의 직경을 갖는 디스크 형상의 기판들을 가지며, 반도체 기반의 재료로 구성된다. 그러나, 웨이퍼들은 다른 형상들 및/또는 크기들로 가정될 수 있다. 웨이퍼들의 예들은 벌크 실리콘 기판들 및 실리콘-온-인슐레이터(silicon-on-insulator, SOI) 기판들 - 여기서 실리콘층은 절연층에 의해 지지 실리콘 기반의 실리콘 기판으로부터 분리됨 -을 포함한다. 웨이퍼들은 도핑된 반도체 영역 및 도핑되지 않은(undoped) 반도체 영역, 도핑된 에피택셜층 및 도핑되지 않은 에피택셜층들, 전기적 도전체들을 포함하는 유전체층들, 및 집적회로의 제조의 특정 단계에 의존하여 상기 반도체 재료 내에/상에(in/on) 형성된 트랜지스터들과 같은 피쳐들(features)을 포함한다.
포토리소그래피 프로세스는 포토레지스트층이 표면(예를 들어, 웨이퍼의 표면)에 도포(apply)되고, 상기 포토레지스트층이 패턴된 포토마스크를 통해 화학선 방사(actinic radiation)에 노출되며, 상기 노출된 포토레지스트층이 현상(develop)되어, 패턴된 포토레지스트층을 형성하는 것이다. 상기 포토레지스트층이 포지티브 포토레지스트를 포함하는 경우, 현상제(developer)는 상기 화학선 방사에 노출된 포토레지스트의 영역들을 용해시키고, 상기 패턴된 포토마스크가 상기 포토레지스트층에 영향을 주는(impinge) 것을 차단한(또는 상기 방사의 강도를 크게 약화시킨) 영역들을 용해시키지 않는다. 상기 포토레지스트층이 네거티브 포토레지스트를 포함하는 경우, 상기 현상제는 상기 화학선 방사에 노출된 포토레지스트의 영역들을 용해시키지 않고, 상기 패턴된 포토마스크가 상기 포토레지스트층에 영향을 주는 것을 차단한(또는 상기 방사의 강도를 크게 약화시킨) 영역들을 용해시킨다. 추가 공정(예, 식각 또는 이온 주입) 후, 상기 패턴된 포토레지스트는 제거된다.
패턴된 포토마스크는 일반적으로 내부에 오프닝들의 패턴을 갖는 화학선 방사에 실질적으로 불투명한 층을 포함한다. 상기 층은 상기 화학선 방사에 실질적으로 투명한 기판 상에 형성된다. 화학선 방사는 상기 층에서의 오프닝들을 통해 그리고 상기 오프닝들에 노출된 기판을 통해 지나갈 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트를 포함하는 광학 포토리소그래피 툴의 일 예를 도시한다. 도 1에서, 포토리소그래피 툴(100)은 화학선 방사원(예, UV 광원)(105) - 이는 광 빔(예, 193nm 파장의 UV 광)(110)을 발생시킴 -, 비대칭 상보 다이폴(asymmetric complementary dipole, ACD) 엘리먼트(115), 리플렉터(120), 선택적 고정 슬릿(fixed slit)(125), 레티클 스캔 메커니즘(130), 리덕션 엘리먼트(reduction element)(140) - 이는 리덕션 렌즈들(145)을 포함함 -, 스캔가능한 스텝퍼 스테이지(150) 및 제어 유닛(155) - 이는 레티클 스캔 메커니즘(130)과 스테이지(150)의 움직임을 조정하기 위한 것임 - 을 포함한다. 포토리소그래피 툴(100)은 리덕션 노출 툴의 일 예인데, 여기서 광 빔(110)은 리덕션 엘리먼트(140)로부터 나오는 감소된 광 빔(110A)보다 N배 더 넓다. 그래서 레티클(135) 상의 패턴은 인쇄될 패턴보다 N배 더 크다. 일 예에서, N = 5이다. ACD 엘리먼트(115A)는 회절 광학 엘리먼트(diffractive optical element, DOE)의 새로운 유형이다.
집적회로들(ICs)의 제조에 있어서, 비록 레티클(이는 포토마스크의 한 유형임)이 단지 몇 안되는 IC 칩들을 위한 패턴들을 포함하지만, 몇 백 개의 개별 IC 칩들까지의 2차원 배열이 제조된다. 따라서, 각각의 노출 후 웨이퍼는 이동되어야 한다(즉, 스텝핑되어야 한다). 또한, 상기 레티클 상의 패턴은 그 포토리소그래피 툴의 렌즈들의 최대 사용가능 필드 내에 포함될 수 있는 것보다 더 클 수 있으므로, 상기 레티클은 이동(즉, 스캔)되어야 하고, 그래서 상기 페티클 상의 패턴의 단지 일부분들이 어떤 주어진 순간에 투사된다. 따라서, 도 1에서, 웨이퍼(170)(이는 그 상에 형성된 포토레지스트층을 가짐) 상의 IC 칩(165)의 영역(160)은 감소된 광 빔(110A)에 노출된다. IC 칩(165)은 스캔될 것이고(현재 예에서, 좌에서 우로), 그런 다음 웨이퍼(170)는 그 다음 IC 칩으로 스텝핑되고, 상기 스캐닝 프로세스는 반복된다. 도 1의 맨 아래에서, "칩의 평면도(top view)" 다이어그램은 IC 칩(165)의 영역(175)이 노출되었음을 보여주는데, 여기서 영역(160)은 노출되고 있고, 영역(180)은 시간의 특정 순간에 노출되도록 남아 있다.
본 발명의 ACD 엘리먼트(115)는 도 1에 예시된 특정 프로젝션 툴 이외에 어떤 수의 프로젝션 포토리소그래피 툴들에서도 사용될 수 있다는 것을 이해해야 할 것이다(예를 들어, 전체 IC 칩 프로젝션 스텝퍼 툴들(N>1), 스캔 프로젝션 툴들(N=1)). 나아가, ACD 엘리먼트(115)의 특정 위치는 도 1에 예시된 것과 다를 수 있다. 예를 들어, ACD(115)는 슬릿(125)에 인접하여 위치할 수 있고, 또는 슬릿(125)을 대신할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트를 사용하여 포토리소그래피적으로 인쇄될 디자인 상들의 일 예의 평면도이다. 도 2에서, 포토레지스트층에 형성될 패턴의 일부분을 구성하는 디자인 상들(205)의 어레이(200)는 X-방향을 따르는 행들(rows) 및 Y-방향을 따르는 열들(columns)에 배열된다. X 및 Y-방향들은 서로 수직이다. X-방향은 수평 및 길이방향을 정의하고 Y-방향은 수직 및 폭방향을 정의한다. 각각의 상은 X-방향으로 길이 L +/- d1을 가지며 Y-방향으로 폭 W +/- d2를 갖는다. 여기서, d1은 L의 규격 한계(specification limit)이고, d2는 W의 규격 한계이다. 상들(205)은 X-방향으로 거리 Sx로 간격져(space apart) 있고, Y-방향으로 거리 Sy로 간격져 있다. 따라서, X-방향으로 상들(205)의 피치 Px는 L+Sx와 같고, Y-방향으로 상들의 피치 Py는 W+Sy와 같다. W<L, Py<Px, 및 T2<T1이라는 조건이 주어진 경우, 상 크기 제어 및 패턴 밀도 면에서 크리티컬 방향(critical direction)은 Y-방향이다. 이것은 매우 중요하다. 왜냐하면, 본 발명의 실시예들에 따른 ACD 엘리먼트들이 제1(즉, 크리티컬) 다이폴 - 이는 상기 크리티컬 방향으로 상 해상도 향상(image resolution enhancement)을 수행함 - 및 제2(즉, 상보) 다이폴 - 이는 상기 크리티컬 방향이 아닌 방향(즉, 상기 크리티컬 방향에 수직인 방향)으로 상 해상도 향상을 수행함 - 을 포함하기 때문이다.
도 3 및 4는 본 발명의 실시예들에 따른 동일한 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트의 평면도들이다. 도 3에서, ACD 엘리먼트(115A)(이는 도 1의 ACD 엘리먼트(115)를 표현함)는 불투명층(210A) 또는 플레이트(210B) 및 네 개의 오프닝들(215A, 215B, 220A, 220B)를 포함한다. 상기 네 개의 오프닝들을 통해 광이 통과할 수 있다. 제1 및 제2 오프닝들(215A 및 215B)은 실질적으로 아크-형상이고 X-축을 중심으로(X-방향을 따라 연장(extend)됨) 거울상들(mirror images)이다. 제3 및 제4 오프닝들(220A 및 220B)은 실질적으로 원호-형상이고 Y-축을 중심으로(Y-방향을 따라 연장됨) 거울상들이다. 중심점(220)은 X-축과 Y-축의 교점으로 정의된다. 제1 및 제2 오프닝들(215A 및 215B)은 A1도(degree)의 원호 길이를 갖는 동심 원호들(concentric arcs)에 의해 제1 및 제2 사이드들 상에 정의되고, 중심점(225)으로부터의 거리 Ri1에서 거리 Ro1까지(여기서 Ro1>Ri1임) 연장되는 방사상의 길이를 갖는 평행하지 않는 선들에 의해 제3 및 제4 사이드들 상에 정의된다. 제3 및 제4 오프닝들(220A 및 220B)은 A2도(degree)의 원호 길이를 갖는 동심 원호들에 의해 제1 및 제2 사이드들 상에 정의되고, 중심점(225)으로부터의 거리 Ri2에서 거리 Ro2까지(여기서 Ro2>Ri2임) 연장되는 방사상의 길이를 갖는 평행하지 않는 선들에 의해 제3 및 제4 사이드들 상에 정의된다. 따라서, 오프닝들(215A 및 215B)의 면적은 실질적으로 동일하고, 오프닝들(220A 및 220B)의 면적은 실질적으로 동일하며 오프닝들(215A 및 215B)보다는 더 작다.
ACD 엘리먼트(115A)는 도 2의 어레이(200)를 노출시키기 위해 사용되도록 하기 위한 것인데, 그래서 오프닝들(215A 및 215B)은 크리티컬 다이폴을 형성하고 오프닝들(220A 및 220B)은 상보 다이폴을 형성한다.상기 크리티컬 다이폴의 오프닝들(215A 및 215B)은 주로 논-크리티컬 방향(non-critical direction)을 따라 연장되고, 오프닝들(220A 및 220B)은 주로 크리티컬 방향 - 이는 도 2와 관련하여 앞서 정의됨 - 을 따라 연장된다. 오프닝들(220A 및 220B)(상보 다이폴)을 통과하는 것보다 더 많은 단위 시간당 광 에너지(예, mJ/sec)가 오프닝들(215A 및 215B)(크리티컬 다이폴)을 통과한다는 것은 본 발명의 중요한 특징이다. 상기 크리티컬 및 상보 다이폴들을 통과하는 광의 상대적 량은 비 A1/A2의 함수이다. 오프닝들(215A 및 215B)의 광학 밀도(optical density, OD)가 ODCRIT로 주어지고 오프닝들(220A 및 220B)의 OD가 ODCOMP로 주어진 경우, 상기 크리티컬 및 상보 다이폴들을 통과하는 광의 상대적 량은 비 ODCRIT/ODCOMP의 함수이다. 0(zero)인 OD는 100% 투명(clear)하며, 즉 모든 광이 통과하고, 1인 OD는 100% 불투명하며, 아무런 광도 통과하지 못한다. 제2 제어는 오프닝들(215A 및 215B)의 면적들 대 오프닝들(220A 및 220B)의 면적들의 비이다. 일 예에서, A1은 A2보다 더 크다. 일 예에서, ODCOMP는 ODCRIT보다 더 크다. 일 예에서, A1은 A2보다 더 크고 또한 ODCOMP는 ODCRIT보다 더 크다. 일 예에서, A1은 약 45°와 약 120°사이에 있고 A2는 약 20°와 약 50°사이에 있다.
도 4는 도 3에 도시된 X-축과 Y-축 표시들이 제거되었고 단면 표시들이 추가되었다는 점을 제외하고는 도 3과 유사하다.
도 5a 및 도 5b는 각각의 라인들 5A-5A 및 5B-5B를 통해, 도 4의 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트에 대한 제1 구조의 예를 도시하는 단면도들이다. 도 5a에서, ACD 엘리먼트(115A)는 불투명층(210A)을 포함하는데, 이 불투명층(210A)은 투명한 기판(230)(예, 0에 가까운 OD를 가짐)의 탑 표면(227) 상에 형성된다. 기판(230)의 탑 표면(227)은 오프닝들(215A 및 215B)의 바텀에 노출된다. 엄밀히 말하자면, 오프닝들(215A 및 215B)의 OD는 0이지만, 기판(230)의 OD는 오프닝들(215A 및 215B)을 통과하는 광의 감쇄의 원인이 된다. 그래서 ODCRIT는 기판(230)의 OD와 동일하다. 일 예에서, ODCRIT는 약 0.1보다 더 작다.
도 5b에서, 기판(230)의 탑 표면(227)은 오프닝들(220A 및 220B)의 바텀에 노출되지 않는다. 왜냐하면, 불투명층(210)의 영역(232)이 오프닝들(220A 및 220B)의 바텀에 남아 있기 때문이다. 층(210)은 두께(T0)를 가지며 영역(232)은 두께(T1)을 가지며, 여기서 T0>T1이다. 그리고 오프닝들(220A 및 220B)의 OD는 도 5a의 오프닝들(215A 및 215B)의 OD보다 더 크다. 일 예에서, 층(210)은 크롬(chrome)을 포함하고, 기판(230)은 석영(quartz)을 포함한다. 엄밀히 말하자면, 오프닝들(220A 및 220B)의 OD는 0이지만, 기판(230)의 OD 및 영역(232)의 OD 둘 모두는 오프닝들(220A 및 220B)을 통과하는 광의 감쇄의 원인이 된다. 그래서 ODCOMP는 기판(230)의 OD 플러스(plus) 영역(232)의 OD와 동일하다. 일 예에서, ODCOMP는 약 0.2와 약 0.9 사이에 있다. 일 예에서, ODCOMP는 약 0.2와 약 0.9 사이에 있고 ODCRIT는 약 0.1보다 더 작다.
도 5c는 도 5b에 예시된 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트에 대한 대체 구조를 도시하는, 도 4의 라인 5C-5C를 통한 단면도이다. 도 5c에서, 오프닝들(220A 및 220B)은 기판(230)의 탑 표면(227)까지 연장되지만 광 감쇄 재료(235)로 채워진다(또 다르게는 부분적으로 채워질 수도 있음). 재료(235)는 0보다 크지만 1보다 작은 OD를 갖는다. 일 예에서, 재료(235)의 OD는 약 0.1과 약 0.9 사이에 있다. 일 예에서, 재료(235)의 OD는 약 0.2와 약 0.5 사이에 있다. 엄밀히 말하자면, 오프닝들(220A 및 220B)의 OD는 0이지만, 기판(230)의 OD 및 재료(235)의 OD 둘 모두는 오프닝들(220A 및 220B)을 통과하는 광의 감쇄의 원인이 된다. 그래서 ODCOMP는 기판(230)의 OD 플러스 재료(235)의 OD와 동일하다. 일 예에서, ODCOMP는 약 0.2와 약 0.9 사이에 있다. 일 예에서, ODCOMP는 약 0.2와 약 0.9 사이에 있고 ODCRIT는 약 0.1보다 더 작다.
도 5d 및 5e는 도 4에서 각각 라인 5D-5D 및 5E-5E를 통한 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트에 대한 제2의 예시적 구조를 도시하는 단면도들이다. 도 5d에서, ACD 엘리먼트(115A)는 오프닝들(215A 및 215B)을 갖는 불투명 플레이트(210)를 포함한다. 일 예에서, 플레이트(210B)는 알루미늄, 스테인레스 스틸, 또는 세라믹을 포함한다. 일 예에서, 오프닝들(215A 및 215B)의 OD는 0이다. 그래서 ODCRIT는 0과 동일하다.
도 5e에서, 오프닝들(220A 및 220B)은 광 감쇄 재료(235)로 채워진다(다르게는, 부분적으로 채워질 수 있음). 오프닝들(220A 및 220B)의 OD는 재료(235)의 OD이다. 그래서 ODCOMP는 재료(235)의 OD와 동일하다. 일 예에서, ODCOMP는 약 0.2와 약 0.9 사이에 있다. 일 예에서, ODCOMP는 약 0.2와 약 0.9 사이에 있고 ODCRIT는 0이다.
도 5f는 도 5e에 예시된 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트에 대한 대체 구조를 예시하는 도 4의 라인 5F-5F를 통한 단면도이다. 중간 밀도 필터들(neutral density filters)(235A)이 플레이트(210) 아래에 배치된다. 오프닝들(220A 및 220B)의 OD는 필터들(235A)의 OD이다. 그래서, ODCOMP는 필터들(235A)의 OD와 동일하다. 일 예에서, ODCOMP는 약 0.2와 약 0.9 사이에 있다. 일 예에서, ODCOMP는 약 0.2와 약 0.9 사이에 있고 ODCRIT는 약 0.1보다 더 작다.
도 6a는 싱글 다이폴 엘리먼트를 사용하는 인쇄 상(printed image)의 시뮬레이션이고, 도 6b는 본 발명의 실시예들에 따른 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트를 사용하는 인쇄 상의 시뮬레이션이다. 시뮬레이션 모델들은, 실제 제품 생산에서 예상될 수 있는 중간(mean)에 가까운 한도(limits)(예, 3 시그마) 및 중간 상 치수들(mean image dimensions)과 같은 상 파라미터들을 시뮬레이션하는 복잡한 컴퓨터 프로그램들이다. 상기 시뮬레이션 모델은 또한 포토마스크 상들을 제조하는 경우 그 디자인 상들에 추가되는 광 근접 보정(optical proximity corrections, OPC) 및 식각 바이어스(etch bias)와 같은 포토마스크 보상을 고려할 수도 있다. 시뮬레이션 모델은 상기 포토마스크 상의 상들(images)에 관한 정보(예, 치수들, 기하구조들, 및 상 변화들(image variations)), 포토레지스트 조성물 및 포토레지스트 프로세스들에 의해 발생되는 변화들(예, 노출 시간/강도, 프로세스 온도, 현상 파라미터들 등) 및포토리소그래피 툴의 특성들(예, 해상도 및 상 왜곡들 및 DOE 효과들)을 포함할 수 있고 시뮬레이션된 상을 발생시킨다.
도 6a에서, 시뮬레이션된 인쇄 상의 중간 크기의 형상(240A), 최대 크기의 형상(240B) 및 최소 크기의 형상(240C)은 도 4에 도시된 것과 유사한 간단한 다이폴 엘리먼트를 사용하여 디자인 형상(205)(도 2 참조)에 겹쳐져 있다. 그러나, 여기서는 단지 오프닝들(215A 및 215B)만 가지며 오프닝들(220A 및 220B)은 갖지 않는다. 도 6b에서, 시뮬레이션된 인쇄 상의 중간 크기의 형상(245A), 최대 크기의 형상(245B) 및 최소 크기의 형상(245C)은 도 4에 도시된 ACD 엘리먼트(115A)를 사용하여 디자인 형상(205)(도 2 참조)에 겹쳐져 있다. 간단한 다이폴 엘리먼트와 ACD 엘리먼트 사이의 차이점들 이외에는, 도 6a 및 6b의 시뮬레이션 모델은 동일하다. 도 2를 참조하면, 두 개의 시뮬레이션들에서, W는 약 20nm이고, L은 약 40nm이며, Sx는 약 20nm이고 Sy는 약 20nm이다. 도 3을 참조하면 도 6a로 표현된 시뮬레이션에 있어서, A1은 약 90°이었고 오프닝들(215A 및 215B)의 OD는 약 0이었으며, 여기에는 오프닝들(220A 및 220B)이 없다. 다시 도 3을 참조하면, 도 6b로 표현된 시뮬레이션에 있어서, A2는 약 30°이었고, 오프닝들(215A 및 215B)의 OD는 약 0이었으며, 오프닝들(220A 및 220B)의 OD는 약 0.3이었다. 도 6a 및 도 6b에 관해 검토해 보면, 상기 싱글 다이폴 시뮬레이션은 결국 상기 크리티컬 방향(즉, Y-방향)과 상기 상보 방향(즉, X-방향) 둘 모두에서 디자인 상(205)에 관하여 좋지 못한 상 크기 제어(평균(mean) 및 그 평균에 대한 허용오차(tolerance))를 초래했으며 상기 상보 방향으로의 큰 상 크기 변화들을 보였다는 것이 드러난다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따라 도 4의 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트와 함께 더블 다이폴 포토리소그래피에 사용하기 위한 한 짝의(companion) 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트의 평면도이다. 본 발명의 실시예들에 따른 ACDs는 상기 크리티컬 상 치수 방향으로 조정된 크리티컬 다이폴과 상기 상보 상 치수 방향(이는 상기 크리티컬 방향에 대해 노멀하게 수직임)으로 조정된 상보 다이폴을 갖는다. 그러나, 집적회로 디자인들은 Y-방향이 크리티컬 방향(도 2에서와 같이)인 일부 상들 그리고 크리티컬 치수가 X-방향인 다른 상들을 가질 수 있다. 그러므로, 두 개의 마스크들 및 두 개의 ACD 엘리먼트들은 싱글 포토레지스트층에 정확하게 노출할 것이 요구된다. 수평 바 상들(horizontal bar images)(205)(도 2 참조)을 갖는 제1 마스크(200) - 여기서는 Y-방향이 그리티컬 방향임 - 는 ACD 엘리먼트(115A)(도 3 참조)를 사용하여 노출될 것이고, 수직 바 상들(vertical bar images)을 갖는 제2 마스크(도 2의 엘리먼트들(205)을 90°로 회전하고, Y-방향이 크리티컬 방향임)는 도 7의 ACD 엘리먼트(115B)를 사용하여 노출될 것이다. ACD 엘리먼트들(115A 및 115B)의 사용은 도 8을 참조하여 이하에서 설명된다. ACD 엘리먼트(115B)는 광이 통과할 수 있는 네 개의 오프닝들(215C, 215D, 220C 및 220D)을 갖는다. 오프닝들(215C 및 215D)은 크리티컬 다이폴을 형성하고, 오프닝들(220C 및 220D)은 상보 다이폴을 형성한다. ACD 엘리먼트(115B)를 도 4의 ACD 엘리먼트(115A)와 비교하면, 크리티컬 다이폴과 상보 다이폴의 위치의 90°회전이 주요 차이점임을 알 수 있다. 도 4 및 7의 예에서, ACD(115A)(도 4 참조) 및 ACD 엘리먼트(115B)는 크리티컬 다이폴들의 90°회전 오프셋을 제외하고는 일치한다(도 4의 오프닝들(215A 및215B) 그리고 도 7의 오프닝들(215C 및215D). 그러나, ACD(115B)는 ACD 엘리먼트(115A)(도 4 참조)와 일치할 필요가 없다. ACD 엘리먼트들(도 4 의 115A 및 115B)은, 다른 ACD 엘리먼트의 조정에 관계없이 그것들이 각각의 크리티컬 방향들에서 사용되도록 의도되는 마스크들의 크리티컬 형상들 및 간격들로 개별적으로 조정될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 더블 다이폴 포토리소그래피의 방법을 도시하는 흐름도이다. 단계 250에서, 포토레지스트층을 갖는 웨이퍼가 노출 툴(노광 툴) 내로 로드된다. 단계 255에서, 제1 크리티컬 방향에서의 그러한 상들의 크리티컬 패턴을 갖는 제1 레티클은 상기 노출 툴의 광학 경로에서의 위치 내로 로드되고, 상기 제1 크리티컬 방향에 관하여 배향되고 조정된 크리티컬 다이폴을 갖는 제1 ACD 엘리먼트는 상기 노출 툴의 광학 경로에서의 위치 내에 로드된다. 단계 260에서, 포토레지스트층의 제1 노출은 상기 제1 레티클 및 상기 제1 ACD 엘리먼트를 사용하여 수행된다. 단계 265에서, 제2 크리티컬 방향(상기 제1 크리티컬 방향에 대해 수직임)에서의 그러한 상들의 크리티컬 패턴을 갖는 제2 레티클은 상기 노출 툴의 광학 경로에서의 위치 내에 로드되고 상기 제2 크리티컬 방향에 관하여 배향되고 조정된 크리티컬 다이폴을 갖는 제2 ACD 엘리먼트는 상기 노출 툴의 광학 경로에서의 위치 내에 로드된다. 단계 270에서, 상기 포토레지스트층의 제2 노출은 상기 제2 레티클 및 상기 제2 ACD 엘리먼트를 사용하여 수행된다. 단계 275에서, 상기 웨이퍼는 상기 포토리소그래피 툴로부터 제거되고, 상기 두 개의 노출들에 의해 형성된 잠재된(latent) 상은 현상된다. 그런 다음, 추가 공정(예, 식각, 이온 주입, 레지스트 제거 등)이 수행될 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트들을 디자인하는 방법이다. 단계 300에서, IC 제조 레벨의 디자인의 크리티컬 디자인 상들이 선택된다. 파라미터들(W, L, Sx 및 Sy)(또는 W, L, Px 및 Py)(도 2 참조)이 상기 시뮬레이션 모델에 입력된다. 단계 305에서, 초기 ACD 디자인이 선택 또는 발생되고, 파라미터들(A1, A2, Ri1, Ri2, Ro2, ODCRIT 및 ODCOMP)(도 3 참조)이 상기 시뮬레이션 모델에 입력된다. 상기 초기의 비대칭 상보 다이폴 디자인은 현재의 비대칭 상보 다이폴 디자인으로서 정해진다. 단계 310에서, 상기 시뮬레이션 모델이 실행되고, 단계 315에서 그 결과들의 평가(예를 들어, 도 6b 참조)가 수행된다. 선택적으로는, 단계 320에서, 상기 현재의 ACD 디자인은 ACD 디자인 파일(325)에 저장된다. 단계 330에서는, 단계 315에서 수행된 평가에 기초하여, 상기 현재의 ACD 디자인이 결국 허용가능한 이미징 성능(imaging preformance)을 가져오는지가 결정된다. 만약 이 단계에서 상기 이미징 성능이 허용가능하다면, 단계 335에서 상기 현재의 디자인에 기초하여 ACD 엘리먼트가 제조되고, 그렇지 않으면 상기 방법은 단계 340으로 진행된다. 단계 340에서, 상기 현재의 ACD 디자인이 변경되어야 하는지 그리고 상기 시뮬레이션이 다시 수행되어야 하는지가 결정된다. 만약 단계 340에서 상기 현재의 ACD 디자인을 변경한다고 결정되면, 단계 345에서 파라미터들(A1, A2, Ri1, Ro1, Ri2, Ro2, ODCRIT 및 ODCOMP) 중 하나 또는 그 이상이 변경되고, 상기 방법은 단계 310으로 진행된다. 만약 그렇지 않다면, 상기 방법은 단계 350으로 진행된다. 단계 350에서, 최선의 ACD 디자인 수행이 ACD 디자인 파일(325)로부터 선택되고, 단계 335에서 ACD는 상기 선택된 디자인에 기초하여 제조된다.
일반적으로, 여기에서 본 발명의 실시예들에 따른 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트들에 관해 기술된 방법은 범용 컴퓨터로 실행되고, 도 4의 흐름도들에서 앞서 기술된 방법들은 상기 범용 컴퓨터에서 사용하기 위한 착탈식 또는 하드 매체 상에서 명령들의 세트로 코딩될 수 있다.
도 10은 범용 컴퓨터의 개략적 블록도이다. 도 10에서, 컴퓨터 툴(400)은 적어도 하나의 마이크로프로세서 또는 중앙처리장치(CPU)(405)를 갖는다. CPU(405)는 랜덤 억세스 메모리(RAM)(415), 읽기 전용 메모리(ROM)(420), 착탈식 데이터 및/또는 프로그램 스토리지 디바이스(430) 및 대용량 데이터 및/또는 프로그램 스토리지 디바이스(435)를 연결시키기 위한 입력/출력(I/O) 어댑터(425), 키보드(445)와 마우스(450)를 연결시키기 위한 사용자 인터페이스 어댑터(440), 데이터 포트(460)를 연결시키기 위한 포트 어댑터(455), 및 디스플레이 디바이스(470)를 연결시키기 위한 디스플레이 어댑터(465)에 툴 버스(410)를 통해 상호연결된다.
ROM(420)은 컴퓨터 툴(400)을 위한 기본 운영 툴(operating tool)을 포함한다. 또 다르게는 상기 운영 툴은 RAM(415)에 상주할 수도 있고, 그렇지 않으면 당해 기술 분야에서 알려진 바와 같을 수 있다. 착탈식 데이터 및/또는 프로그램 스토리지 디바이스(630)의 예들은 플로피 드라이브들과 같은 자기 매체 그리고 CD ROM 드라이브들과 같은 광학 매체를 포함한다. 대용량 데이터 및/또는 프로그램 스토리지 디바이스(435)의 예들은 전자, 자기, 광학, 전자기, 적외선, 및 반도체 디바이스들을 포함한다. 컴퓨터-판독가능 매체의 예들은 반도체 또는 솔리드-스테이드 메모리, 자기 테이프, 착탈식 컴퓨터 디스켓, 랜덤 억세스 메모리(RAM), 읽기 전용 메모리(ROM), 리지드 자기 디스크 및 광 디스크를 포함한다. 현재로서의 광 디스크들의 예들은 컴팩트 디스크-읽기 전용 메모리(CD-ROM), 컴팩트 디스크-읽기/쓰기(CD-R/W) 및 DVD를 포함한다. 키보드(445) 및 마우스(450)에 추가로, 트랙볼들(trackballs), 라이팅 타블렛들(writing tablets), 프레셔 패드들(pressure pads), 마이크로폰들, 광 펜들 및 포지션-센싱 스크린 디스플레이들과 같은 기타 사용자 입력 디바이스들이 사용자 인터페이스(440)에 연결될 수 있다. 디스플레이 디바이스들의 예들은 음극선관(CRT) 및 액정디스플레이들(LCD)을 포함한다.
본 발명의 실시를 간략화하기 위해, 적절한 어플리케이션 인터페이스를 갖는 컴퓨터 프로그램은 당해 기술 분야에서 숙련된 자에 의해 작성될 수 있고 또한 상기 툴 또는 데이터 및/또는 프로그램 스토리지 디바이스 상에 저장될 수 있다. 동작시, 본 발명에 대한 정보 또는 본 발명을 실행하기 위해 작성된 컴퓨터 프로그램은 상기 적절한 착탈식 데이터 및/또는 프로그램 스토리지 디바이스(430) 상에 로드되고, 데이터 포트(460)를 통해 공급되고, 또는 키보드(445)를 사용하여 타이핑된다.
따라서, 본 발명의 실시예들은, 집적회로들의 형성 동안 광학 포토리소그래피를 최적화하기 위한 장치, 이 장치를 디자인하는 방법, 이 장치를 사용하는 툴 및 이 장치를 사용하는 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예들에 관한 설명은 단지 본 발명에 관한 이해를 돕고자 위에서 제공되어졌다. 따라서, 본 발명은 여기에 기술되는 특정 실시예들로 한정되는 것이 아니고 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서도 여러 가지 변형, 재배열 및 치환 예들이 가능할 수 있다는 것이 이해되어야 할 것이고, 이는 당해 기술 분야에서 숙련된 자들에게는 자명하다 할 것이다. 그러므로, 이하의 청구항들은 발명의 진정한 사상 및 범위 내에 들어오는 그러한 모든 변형 및 변경 예들을 다 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (21)

  1. 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트(asymmetrical complementary dipole element)를 포함하고, 상기 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트는,
    제1 축을 중심으로 등거리(equidistant)에 있고 거울상들(mirror images)인 제1 및 제2 오프닝들 - 상기 제1 및 제2 오프닝들은 실질적으로(essentially) 동일한 제1 면적을 가지며, 또한 선택된 광의 파장에 관하여(relative to) 동일한 제1 광학 밀도(optical density)를 가짐 -; 및
    제2 축을 중심으로 등거리에 있고 거울상들인 제3 및 제4 오프닝들 - 상기 제3 및 제4 오프닝들은 실질적으로 동일한 제2 면적을 가지며, 또한 상기 선택된 광의 파장에 관하여 동일한 제2 광학 밀도를 가짐 -; 을 포함하되,
    상기 제1 축은 상기 제2 축에 수직이며, 상기 제1 및 제2 광학 밀도들은 서로 다른,
    광학 리소그래피 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 및 제2 오프닝들은 실질적으로 원호-형상(arc-shaped)이고, 상기 제3 및 제4 오프닝들은 실질적으로 원호-형상이며;
    중심점은 상기 제1 및 제2 축들의 교점에 의해 정의되며;
    상기 제1 및 제2 오프닝들은 제1 원호 길이를 갖는 동심 원호들(concentric arcs)에 의해 제1 및 제2 사이드들 상에 정의되고 또한 상기 중심점으로부터의 제1 거리에서부터 제2 거리 - 상기 제2 거리는 상기 제1 거리보다 더 큼 - 로 연장되는 방사상 길이(radial length)를 갖는 비평행 선들(nonparallel lines)에 의해 제3 및 제4 사이드들 상에 정의되고,
    상기 제3 및 제4 오프닝들은 제2 원호 길이를 갖는 동심 원호들에 의해 제1 및 제2 사이드들 상에 정의되고 또한 상기 중심점으로부터의 제3 거리에서부터 제4 거리 - 상기 제4 거리는 상기 제3 거리보다 더 큼 - 로 연장되는 방사상 길이를 갖는 비평행 선들에 의해 제3 및 제4 사이드들 상에 정의되는,
    광학 리소그래피 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 제1 원호 길이는 상기 제2 원호 길이보다 더 큰,
    광학 리소그래피 장치.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 제1 원호 길이는 45°와 120°사이이고 상기 제2 원호 길이는 20°와 50°사이인,
    광학 리소그래피 장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 면적은 상기 제2 면적보다 더 큰,
    광학 리소그래피 장치.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 광학 밀도는 0.1보다 작고, 상기 제2 광학 밀도는 0.2와 0.9 사이인,
    광학 리소그래피 장치.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 광학 밀도는 0이고, 상기 제2 광학 밀도는 0.2와 0.9 사이인,
    광학 리소그래피 장치.
  8. 포토레지스트층 상에 광 패턴을 제공하는 방법에 있어서,
    선택된 파장의 광을 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트(asymmetrical complementary dipole element)의 오프닝들을 통해 통과시키는 단계;
    상기 광을 상기 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트롤 통해 통과시킨 후, 상기 광을 패턴된 포토마스크를 통해 통과시키는 단계; 및
    상기 광을 상기 패턴된 포토마스크를 통해 통과시킨 후, 상기 광을 포토레지스트층 상에 투사(project)하는 단계를 포함하되,
    상기 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트는, 제1 축을 중심으로 등거리(equidistant)에 있고 거울상들(mirror images)인 제1 및 제2 오프닝들 - 상기 제1 및 제2 오프닝들은 실질적으로(essentially) 동일한 제1 면적을 가지며, 또한 상기 선택된 광의 파장에 관하여(relative to) 동일한 제1 광학 밀도(optical density)를 가짐 -, 및 제2 축을 중심으로 등거리에 있고 거울상들인 제3 및 제4 오프닝들 - 상기 제3 및 제4 오프닝들은 실질적으로 동일한 제2 면적을 가지며, 또한 상기 선택된 광의 파장에 관하여 동일한 제2 광학 밀도를 가짐 - 을 포함하며,
    상기 제1 축은 상기 제2 축에 수직이며, 상기 제1 및 제2 광학 밀도들은 서로 다른,
    광 패턴 제공 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 및 제2 오프닝들을 통과하는 상기 광은 제1 강도(intensity)로 존재하고, 상기 제3 및 제4 오프닝들을 통과하는 상기 광은 제2 강도로 존재하며, 상기 제1 강도는 상기 제2 강도보다 더 큰,
    광 패턴 제공 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 및 제2 오프닝들은 실질적으로 원호-형상(arc-shaped)이고, 상기 제3 및 제4 오프닝들은 실질적으로 원호-형상이며;
    중심점은 상기 제1 및 제2 축들의 교점에 의해 정의되며;
    상기 제1 및 제2 오프닝들은 제1 원호 길이를 갖는 동심 원호들(concentric arcs)에 의해 제1 및 제2 사이드들 상에 정의되고 또한 상기 중심점으로부터의 제1 거리에서부터 제2 거리 - 상기 제2 거리는 상기 제1 거리보다 더 큼 - 로 연장되는 방사상 길이(radial length)를 갖는 비평행 선들(nonparallel lines)에 의해 제3 및 제4 사이드들 상에 정의되고,
    상기 제3 및 제4 오프닝들은 제2 원호 길이를 갖는 동심 원호들에 의해 제1 및 제2 사이드들 상에 정의되고 또한 상기 중심점으로부터의 제3 거리에서부터 제4 거리 - 상기 제4 거리는 상기 제3 거리보다 더 큼 - 로 연장되는 방사상 길이를 갖는 비평행 선들에 의해 제3 및 제4 사이드들 상에 정의되는,
    광 패턴 제공 방법.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 제1 원호 길이는 상기 제2 원호 길이보다 더 큰,
    광 패턴 제공 방법.
  12. 청구항 8에 있어서, 상기 광 패턴 제공 방법은,
    상기 선택된 광의 파장을 추가의 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트의 오프닝들을 통해 통과시키는 단계;
    상기 광을 상기 추가의 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트를 통해 통과시킨 후, 상기 광을 추가의 패턴된 포토마스크를 통해 통과시키는 단계; 및
    상기 광을 상기 추가의 패턴된 포토마스크를 통해 통과시킨 후, 상기 광을 상기 포토레지스트층 상에 투사하는 단계를 더 포함하되,
    상기 추가의 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트는, 제3 축을 중심으로 등거리에 있고 거울상들인 제5 및 제6 오프닝들 - 상기 제5 및 제6 오프닝들은 실질적으로 동일한 제3 면적을 가지며, 또한 상기 선택된 광의 파장에 관하여 동일한 제3 광학 밀도를 가짐 -, 및 제4 축을 중심으로 등거리에 있고 거울상들인 제7 및 제8 오프닝들 - 상기 제7 및 제8 오프닝들은 실질적으로 동일한 제4 면적을 가지며, 또한 상기 선택된 광의 파장에 관하여 동일한 제4 광학 밀도를 가짐 - 을 포함하며,
    상기 제3 축은 상기 제4 축에 수직이며, 상기 제3 축은 상기 제2 축과 동일한 공간을 차지(coextensive), 상기 제4 축은 상기 제1 축과 동일한 공간을 차지하며, 상기 제3 및 제4 광학 밀도들은 서로 다른,
    광 패턴 제공 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1 및 제2 오프닝들은 실질적으로 원호-형상이고, 상기 제3 및 제4 오프닝들은 실질적으로 원호-형상이며;
    중심점은 상기 제1 및 제2 축들의 교점에 의해 정의되고;
    상기 제1 및 제2 오프닝들은 제1 원호 길이를 갖는 동심 원호들에 의해 제1 및 제2 사이드들 상에 정의되고 또한 상기 중심점으로부터의 제1 거리에서부터 제2 거리 - 상기 제2 거리는 상기 제1 거리보다 더 큼 - 로 연장되는 방사상 길이를 갖는 비평행 선들에 의해 제3 및 제4 사이드들 상에 정의되고,
    상기 제3 및 제4 오프닝들은 제2 원호 길이를 갖는 동심 원호들에 의해 제1 및 제2 사이드들 상에 정의되고 또한 상기 중심점으로부터의 제3 거리에서부터 제4 거리 - 상기 제4 거리는 상기 제3 거리보다 더 큼 - 로 연장되는 방사상 길이를 갖는 비평행 선들에 의해 제3 및 제4 사이드들 상에 정의되며,
    상기 제5 및 제6 오프닝들은 실질적으로 원호-형상이고, 상기 제7 및 제8 오프닝들은 실질적으로 원호-형상이며;
    상기 제5 및 제6 오프닝들은 제3 원호 길이를 갖는 동심 원호들에 의해 제1 및 제2 사이드들 상에 정의되고 또한 상기 중심점으로부터의 제5 거리에서부터 제6 거리 - 상기 제5 거리는 상기 제6 거리보다 더 큼 - 로 연장되는 방사상 길이를 갖는 비평행 선들에 의해 제3 및 제4 사이드들 상에 정의되며,
    상기 제7 및 제8 오프닝들은 제4 원호 길이를 갖는 동심 원호들에 의해 제1 및 제2 사이드들 상에 정의되고 또한 상기 중심점으로부터의 제7 거리에서부터 제8거리 - 상기 제8 거리는 상기 제7 거리보다 더 큼 - 로 연장되는 방사상 길이를 갖는 비평행 선들에 의해 제3 및 제4 사이드들 상에 정의되는,
    광 패턴 제공 방법.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 제1 원호 길이는 상기 제2 원호 길이보다 더 크며, 상기 제3 원호 길이는 상기 제4 원호 길이보다 더 큰,
    광 패턴 제공 방법.
  15. 포토레지스트층 상에 제1 및 제2 강도들(intensities)을 갖는 광 패턴을 제공하는 장치에 있어서,
    광원과 포토마스크 사이에 정렬된 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트(asymmetrical complementary dipole element) - 상기 포토마스크는 상기 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트와 상기 포토레지스트층 사이에 정렬됨 - 를 포함하는,
    광 패턴 제공 장치.
  16. 비대칭 상보 다이폴 엘리먼트(asymmetrical complementary dipole element)를 디자인하는 방법에 있어서,
    (a) 집적회로 제조 레벨의 디자인의 크리티컬 디자인 상들(critical design images)을 선택하는 단계;
    (b) 초기의 비대칭 상보 다이폴 디자인을 선택 또는 발생시키고, 상기 초기 디자인 비대칭 상보 다이폴 디자인을 현재의 비대칭 상보 다이폴 디자인으로 지정(designate)하는 단계 - 상기 현재의 비대칭 상보 다이폴 디자인은 광의 제1 강도를 통과시키는 적어도 제1 다이폴 및 광의 제2 강도를 통과시키는 제2 다이폴을 가지며, 광의 상기 제1 강도는 광의 상기 제2 강도와 서로 다름 -;
    (c) 상기 크리티컬 디자인 상들의 시뮬레이션된 상들(simulated images)을 발생시키기 위해, 상기 크리티컬 디자인 상들을 기술하는 제1 파라미터들 및 상기 현재의 비대칭 상보 다이폴 디자인을 기술하는 제2 파라미터들을 사용하여 포토레지스트층의 노출을 시뮬레이션하는 단계;
    (d) 상기 시뮬레이션된 상을 기술하는 제3 파라미터들을 평가(evaluate)하는 단계; 및
    (e) 만약 상기 파라미터들이 허용가능(acceptable)하지 않다면, 상기 제2 파라미터들 중 하나 또는 그 이상을 수정(modify)하고 단계 (c) 및 (d)를 반복하며, 만약 상기 제3 파라미터들이 허용가능하다면, 상기 현재의 비대칭 상보 다이폴 디자인을 선택하는 단계를 포함하는,
    방법.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 초기 및 현재의 비대칭 상보 다이폴 디자인은,
    제1 축을 중심으로 등거리(equidistant)에 있고 거울상들(mirror images)인 제1 및 제2 오프닝들 - 상기 제1 및 제2 오프닝들은 실질적으로(essentially) 동일한 제1 면적을 가지며, 또한 선택된 광의 파장에 관하여(relative to) 동일한 제1 광학 밀도(optical density), ODCRIT를 가짐 -; 및
    제2 축을 중심으로 등거리에 있고 거울상들인 제3 및 제4 오프닝들 - 상기 제3 및 제4 오프닝들은 실질적으로 동일한 제2 면적을 가지며, 또한 상기 선택된 광의 파장에 관하여 동일한 제2 광학 밀도, ODCOMP를 가짐 -; 을 포함하되,
    상기 제1 축은 상기 제2 축에 수직이며, ODCRIT 및 ODCOMP는 서로 다른 값을 갖는,
    방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 제1 및 제2 오프닝들은 실질적으로 원호-형상(arc-shape)이고, 상기 제3 및 제4 오프닝들은 실질적으로 원호-형상이며,
    중심점은 상기 제1 및 제2 축들의 교점에 의해 정의되고,
    상기 제1 및 제2 오프닝들은 제1 원호 길이, A1을 갖는 동심 원호들(concentric arcs)에 의해 제1 및 제2 사이드들 상에 정의되고 또한 상기 중심점으로부터의 제1 거리, Ri1에서부터 제2 거리, Ro1 - 상기 Ro1은 상기 Ri1보다 더 큼 - 로 연장되는 방사상 길이(radial length)를 갖는 비평행 선들(nonparallel lines)에 의해 제3 및 제4 사이드들 상에 정의되며,
    상기 제3 및 제4 오프닝들은 제2 원호 길이, A2를 갖는 동심 원호들에 의해 제1 및 제2 사이드들 상에 정의되고 또한 상기 중심점으로부터의 제3 거리, Ri2에서부터 제4 거리, Ro2 - 상기 Ro2은 상기 Ri2보다 더 큼 - 로 연장되는 방사상 길이를 갖는 비평행 선들에 의해 제3 및 제4 사이드들 상에 정의되는,
    방법.
  19. 청구항 18에 있어서, 상기 제2 파라미터들은 A1, A2, Ri1, Ro1, Ri2, Ro2, ODCRIT 및 ODCOMP 중 하나 또는 그 이상을 포함하는,
    방법.
  20. 청구항 16에 있어서,
    상기 제1 파라미터들은 상기 디자인 상들의 폭, W 및 길이, L을 포함하고, X-방향에서 상기 디자인 상들 중 인접한 상들 사이의 제1 간격, Sx, 및 Y-방향에서 상기 디자인 상들 중 인접한 상들 사이의 제2 간격, Sy을 포함하고,
    상기 제3 파라미터들은 상기 시뮬레이션된 상들의 중간 크기의 형상, 최대 크기의 형상 및 최소 크기의 형상을 기술하는,
    방법.
  21. 청구항 16에 있어서, 제2 방향에서 상기 크리티컬 디자인 상들의 해상도를 향상시키기 위해 상기 제1 다이폴은 제1 방향에서 제1 축을 중심으로 대칭이고, 상기 제1 방향에서 상기 크리티컬 디자인 상들의 해상도를 향상시키기 위해 상기 제2 다이폴은 상기 제2 방향에서 제2 축을 중심으로 대칭이며, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 수직인,
    방법.
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