KR20170048509A - 방향 선택적 광 감쇠를 부여하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

포토마스크에 방향 선택적 광 감쇠를 부여하는 방법. 본 발명은 상이한 입사 방향의 광선에 상이한 감쇠 레벨을 지정하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 또한 상기 광선의 입사의 방향에 따라, 지정된 상이한 감쇠 레벨을 가지고 상기 광선을 감쇠하도록 쉐이딩 요소의 어레이를 연산하는 단계를 포함할 수 있다. 본 발명은 상기 포토마스크의 기판내에서 쉐이딩 요소의 어레이를 기입하는 단계를 더 포함할 수 있다.

Description

방향 선택적 광 감쇠를 부여하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR IMPARTING DIRECTION-SELECTIVE LIGHT ATTENUATION}
본 발명은 일반적으로 리소그래피 프로세스용 미세 광 제어에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 방향 선택적 광 감쇠기를 만들기 위한 장치 및 방법과 그 방향 선택적 광 감쇠기에 관한 것이다. 본 발명의 실시예는 포토마스크에 방향 선택적 광 감쇠를 부여하는 것에 관하여 기재된다.
포토리소그래피 기법의 발달로, 기판의 포토레지스트 층에 기록된 패턴의 피쳐(feature)는 점점 더 작아지고 있다.
포토리소그래피 프로세스에서 웨이퍼상에 작은 디테일들의 명확하고 미세한 패턴을 투영할 능력은 사용된 조사의 파장 및 조명된 마스크로부터 충분한 회절 차수를 포착하기 위한 감소 광학 소자의 능력(사용된 광학 렌즈의 개구수에 영향받음)에 의해 제한된다.
그 예측된 값에 대한, 임계 치수(CD)에서의 변동, 즉, 제조된 웨이퍼 상의 피쳐 사이즈의 변동은 프로세스 윈도우(process window) 및 산출량(yield)을 손상시킬 수 있다.
다양한 기법이 CD에서의 변동을 극복하도록 도입되었다. 예컨대, 조사의 노광 선량을 최적화하는 것이 포토마스크 상에 적용되어 웨이퍼 상에 생성된 상이한 부분의 예측된 CD와 실제 CD는 더욱 상응한다.
CD 변동을 다루는 다른 방법은 가변 광학 밀도를 갖는 패턴 부분들 위에서 포토마스크 기판내의 특정 위치에 쉐이딩 요소들을 플랜팅 하는 것(planting)을 포함한다.
특정 실시예에 따라, 포토마스크에 방향 선택적 광 감쇠를 부여하는 방법이 제공된다. 본 발명은 상이한 입사 방향의 광선에 상이한 감쇠 레벨을 지정하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 또한 상기 광선의 입사의 방향에 따라, 지정된 상이한 감쇠 레벨을 갖는 상기 광선을 감쇠하도록 쉐이딩 요소의 어레이를 연산하는 단계를 포함할 수 있다. 본 발명은 상기 포토마스크의 기판내에서 쉐이딩 요소의 어레이를 기입하는 단계(inscribing)를 더 포함할 수 있다.
특정 실시예에서, 상이한 입사 방향은 상이한 방위각 방향을 포함할 수 있다.
특정 실시예에서, 상이한 입사 방향은 상이한 입사각을 포함할 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에서, 상기 쉐이딩 요소들의 어레이는 상이한 방향의 광의 입사 광선에 상이한 산란 단면을 제공하도록 설계될 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에서, 상기 쉐이딩 요소들의 어레이의 하나의 또는 복수의 특징은 쉐이딩 요소들의 어레이에 걸쳐 국부적으로 변한다.
특정 실시예에서, 상기 쉐이딩 요소들의 어레이의 하나의 또는 복수의 특징은 픽셀 사이즈, 형상, 픽셀 배향, 어레이의 픽셀 밀도 및 상기 어레이에서의 쉐이딩 요소의 배열으로 구성되는 특징들의 그룹으로부터 선택될 수 있다 본 명세서의 맥락에서 "픽셀"은 일반적으로 쉐이딩 요소들의 어레이의 하나의 요소를 지칭한다.
특정 실시예에 있어서, 쉐이딩 요소들의 어레이는 쉐이딩 요소의 적어도 2개의 시프트된 실질적으로 평행한 2차원 대형을 포함할 수 있다.
특정 실시예에서, 상기 쉐이딩 요소들의 적어도 2개의 시프트된 실질적으로 평행한 2차원 대형은 쉐이딩 요소들의 3개의 2차원 대형을 포함할 수 있다.
특정 실시예에서, 상기 쉐이딩 요소의 3개의 2차원 대형은 쉐이딩 요소들의 2개의 외부 2차원 대형 및 외부 대형들 사이의 쉐이딩 요소들의 제 3의 2차원 대형을 포함할 수 있으며, 상기 2개의 외부 대형은 실질적으로 정렬될 수 있되, 상기 제 3 대형은 2개의 외부 대형에 관한 시프터(shifter)일 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에 있어서, 상기 쉐이딩 요소의 적어도 2개의 시프트된 실질적으로 평행하는 2차원 대형은 서로에 관하여 시프트될 수 있다.
특정 실시예에서, 2차원 대형의 쉐이딩 요소들은 실질적으로 비대칭일 수 있다.
특정 실시예에서, 상기 쉐이딩 요소들의 어레이의 일부 또는 모든 쉐이딩 요소는 상기 기판 상에서 패터닝된 코팅 층으로부터 40 미크론 내지 100 미크론 내에 위치될 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에 있어서, 포토마스크에 방향 선택적 광 감쇠를 부여하는 장치가 제공된다. 상기 장치는 레이저 원; 빔 전달 시스템 및 포커싱 광학 소자; 및 제어 유닛을 포함하고, 상기 제어 유닛은 상기 레이저 원, 빔 전달 시스템 및 포커싱 광학 소자를 사용하여, 상기 포토마스크의 기판내에 쉐이딩 요소들의 어레이를 기입하도록 구성되고, 상기 쉐이딩 요소의 어레이는 상기 광선의 입사의 방향에 따라 상이한 감쇠 레벨에서 상기 광선을 감쇠하도록 구성된다.
특정 실시예에서, 기판 내에서 쉐이딩 요소들의 어레이를 갖는 투명 기판을 포함하는 포토마스크가 제공되고, 쉐이딩 요소들의 각각은 상기 광선의 입사의 방향에 따라, 상이한 감쇠 레벨에서 광선을 선택적으로 감쇠하도록 구성될 수 있다.
본 발명을 더 잘 이해하고, 그 실제 응용을 인식하기 위해, 다음의 도면을 제공하며 이후 참조한다. 도면은 오직 예로서 주어진 것이며, 어떤 식으로든 본 발명의 범위를 제한하지 않음을 주목해야 한다. 유사한 구성요소는 유사한 참조번호로 표시한다.
도 1은 본 발명의 특정 실시예에 따라 패터닝된 포토마스크를 통해 전파하는 광의 선택적인 감쇠 방법을 도시한다.
도 2는 포토마스크의 웨이퍼 노광 필드에 걸친 CD 변동을 도시한다.
도 3a는 포토마스크의 기판을 통과하는 광을 감쇠하기 위한 쉐이딩 요소의 사용을 도시한다(선행 기술).
도 3b는 본 발명의 특정 실시예에 따른 포토마스크를 통과하는 광의 방향 선택적 감쇠를 위한 쉐이딩 요소의 어레이를 갖는 포토마스크의 기판이 도시된다.
도 3c는 본 발명의 특정 기타 실시예에 따라, 포토마스크를 통과하는 광의 방향 선택적 감쇠를 위한 쉐이딩 요소들의 어레이를 갖는 포토마스크의 기판을 도시한다.
도 3d는 본 발명의 특정 실시예에 따라, 동일한 입사 각을 갖되 쉐이딩 요소들의 어레이에 관하여 상이한 방위각 방향으로부터 나오는 4개의 광선을 구체적으로 표시하는 방향 선택적 광 감쇠기상으로 보내지는 광 빔의 동공 평면을 도시한다.
도 3e는 본 발명의 일정 기타 실시예에 따라, 포토마스크를 통과하는 상이한 입사각 및 상이한 방위 각의 광선의 방향 선택적 감쇠를 위한 쉐이딩 요소들의 어레이(307)를 갖는 포토마스크의 기판을 도시한다.
도 3f는 본 발명의 특정 실시예에 따라 상이한 방위각 방향 및 입사각의 광선에 대한 방향 선택적 광 감쇠기로 보내지는 광 빔(340)의 동공 평면을 도시한다.
도 3g는 본 발명의 특정 실시예에 따라 쉐이딩 요소들의 어레이의 일부는 흡수제의 존(zone) 위에서 흡수제에 가깝게 위치되고, 여기서 패턴의 일부는 미세한 디테일로 조밀하게 밀집되는(densely populate), 쉐이딩 요소들의 어레이를 갖는 포토마스크를 도시한다.
도 4a 본 발명의 특정 실시예에 따라, 쉐이딩 요소들의 어레이에 대한 주기적 2차원 배열의 평면도(top view)를 도시한다.
도 4b는 본 발명의 특정 실시예에 따라, 쉐이딩 요소들의 어레이에 대한 비주기적 2차원 배열의 평면도를 도시한다.
도 4c는 본 발명의 특정 실시예에 따라, 쉐이딩 요소들의 어레이에 대한 비주기적 2차원 배열의 평면도를 도시하며, 상기 배열은 도 4b의 어레이의 동일한 배열이되 (90°) 회전된 것이다.
도 4d는 본 발명의 특정 실시예에 따라, 2개의 직교 배향의 형성된 픽셀을 갖는, 쉐이딩 요소의 어레이에 대한 비주기적 2차원 배열의 평면도를 도시한다.
도 4e는 본 발명의 특정 실시예에 따라, 상이한 배향의 형성된 픽셀을 갖는, 쉐이딩 요소들의 어레이에 대한 비주기적 2차원 배열의 평면도를 도시한다.
도 4f는 본 발명의 특정 실시예에 따라, 상이한 형상, 사이즈 및/또는 배향을 갖는, 쉐이딩 요소들의 어레이에 대한 비주기적 2차원 배열의 평면도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 특정 실시예에 따른 방향 선택적 광 감쇠기를 제조하는 시스템을 도시한다.
도 6은 본 발명의 특정 실시예에 따라 포토마스크 내에서 쉐이딩 요소에 의한 쉐이딩의 "스필오버(spilover)" 효과를 도시한다.
도 7은 본 발명의 특정 실시예에 따라 흡수제 상의 특정 위치에서의 광 감쇠에 대한 쉐이딩 요소들의 어레이의 상이한 부분의 기여를 도시한다.
도 8은 본 발명의 특정 실시예에 따라 감쇠 함수 Ai(p) 및 콘볼루션(convolution)의 단순한 기하학적 유사(analogy)를 도시한다.
도 9는 본 발명의 특정 실시예에 따라 주어진 표적을 갖는 2개의 동공 선택기에 있어서, 동공 프로파일, 기록 밀도 맵 및 생성된 쉐이드를 도시한다.
도 10은 본 발명의 특정 실시예에 따른 동공 광선에 대한 산란 다이어그램의 예시를 도시한다.
도 11은 본 발명의 특정 실시예에 따라 주어진 표적을 갖는 2개의 동공 셀렉터에 있어서, 동공 프로파일, 기록 밀도 맵 및 생성된 쉐이드를 도시하고, 코큘레어 쉐이드(corculare shade)를 갖는 것이 요구된다.
도시의 단순함 및 명료함을 위하여, 도면에 도시된 요소들은 반드시 실 축적대로 도시된 것이 아님이 이해될 것이다. 예컨대, 요소들 중 일부의 치수는 명료함을 위해 기타 요소에 비해 과장될 수 있다. 또한, 적절하게 고려될 시에, 참조 번호는 상응하거나 유사한 요소들을 표시하기 위하여 도면들 간에 반복될 수 있다.
다음의 상세한 설명에서, 방법 및 장치의 철저한 이해를 제공하기 위해 수많은 특정 세부 내용을 제시할 것이다. 당업자는, 본 발명이 이들 특정 세부 내용 없이도 실행될 수 있음을 이해할 것이다. 다른 경우로, 잘 알려진 방법, 절차, 구성요소는 상세하게 기재하지 않아 본 방법 및 장치를 불명료하게 하지 않았다.
본 발명에서 개시되고 논의된 예시는 이런 점으로 제한되지 않을지라도, 본 명세서에서 사용되는 용어, "복수" 및 "복수의"는 예컨대 "다수" 또는 "둘 이상"을 포함할 수 있다. 용어, "복수" 또는 "복수의"는 본 명세서 전반적으로 사용할 수 있어서, 둘 이상의 구성요소, 디바이스, 요소, 유닛, 파라미터 등을 기재할 수 있다. 명시적으로 언급하지 않는다면, 본 명세서에서 기재한 방법의 예시는 특정한 순서나 시퀀스로 제한되지 않는다. 또한, 기재한 방법의 예시나 그 요소 중 일부는 시간적으로 동일한 지점에서 발생하거나 실행될 수 있다.
본 발명의 실시예는 포토마스크의 광 감쇠에 관하여 이하에서 주로 기재되나, 포토마스크에 관련되지 않은 본 발명의 기타 응용이 가능한 점이 주목된다. 따라서, 본 발명은 포토마스크에만 관련되거나 이에 한정되는 것으로 이해되어서는 안된다.
집적 회로(IC)의 제조에서 사용되는 포토마스크(종종 "레티클"로도 지칭됨)는 석영 또는 용융 실리카 플레이트 상에 퇴적되는 크롬 층으로 구성되고, 이것은 포토리소그래피 프로세스에서, 종래의 포토그래피에서의 인쇄 프로세스과 유사하게 "네거티브(negative)"로서 사용을 위해 후속하여 패터닝된다.
포토리소그래피 프로세스에서, 자외선(UV) 광은 포토마스크의 크롬 층 상에 기입된 패턴을 통과하며 이미지는 실리콘 웨이퍼의 윗면 상에서 포토레지스트 층 내에 형성된다. 일부 경우에, 위상 이동 포토마스크 상의 패턴은 산화 크롬(chromium oxide)(Cr2O3), 질화 크롬(CrN) 또는 몰리브덴 실리사이드(MoSi) 층 상에 기입된다.
보호 층, 반사 방지 층 또는 MoSi와 같이 임베드된 위상 이동 층과 같은 추가 층이 종종 크롬 층을 동반할 수 있다.
IC와 유사한 추가 응용은 데이터 스토리지용 하드 디스크 드라이브에서 사용되는 박막 자기 판독/기록 헤드용 리소그래피 프로세스이다.
프론트-엔드(front-end) IC 프로세스는 통상적으로 실리콘 웨이퍼 상에서 마스크 오브젝트로부터 인쇄된 이미지로 1:4의 광학 축소(감소) 인수를 갖는 서브-미크론(sub-micron) 해상도를 요구한다.
이러한 서브-미크론 프로세스는, 웨이퍼 상에 인쇄된 특징의 임계 치수(CD)가 엄격한 규격(stric specification)을 갖고 균일해야 할 것을 요한다.
그러나, 리소그래피 프로세스는 CD 변동(CD variation)의 가능성이 있고, 이는 종종 조건 및 요건을 초과하는 것이 반도체 산업 전반에서 잘 알려져 있다.
모든 CD 변동이 포토마스크 자체 상의 패터닝의 균질도에 고유한 것은 아니다. 실제로, CD 변동의 큰 부분은 포토리소그래피 프로세스에서 사용되는 예컨대 광학적 셋업과 같은 외부적 요인으로 인한 것일 수 있다. CD 변동에 대한 다양한 소스가 존재하며, 이들의 일부는 렌즈 수차, 포토마스크 상의 균일하지 않은 패터닝, 조명 설계, 포토레지스트 코팅 및 현상, 에칭 프로세스 등이다.
CD 변동의 면밀한 연구로, 변동이 대부분의 경우에 노광 필드의 특정 구역으로 나뉘는(segment) 것으로 알려져 있다. 노광 필드는 웨이퍼 상의 마스크의 일 투영에 상당하므로, 단일 웨이퍼는 동일한 마스크의 다수의 노광 필드를 포함한다. 우수한 수치적 모델은 각각의 구역에 대한 CD 편차의 퍼센트의 수를 명시할 수 있다.
CD 변동은, 활성화를 위한 포토레지스트 스레스홀드가 일정한 경사도를 갖고 노광 선량(exposure dose)의 로그(logarithm)에 의해 선형으로 변한다는 사실의 장점을 취함으로써 개선될 수 있다.
변동이 특정 값 이상의 수 퍼센트일 경우, UV 조사 선량의 감소는 인쇄된 라인의 폭(또는 콘텍트 홀 직경)과 같은 CD 값을 변경할 것이며 이것을 요구된 값에 가깝게 할 것이다.
그 후측에서, 포토마스크에대한 선량 감소 패턴을 적용하는 일 가능 방법은 마스크의 후측 표면상에 그루브 또는 홀을 패터닝하는 것이다.
그러나, 이러한 방법은 그 동적 범위에 있어서 제약이 있으며 프로세스가 느려지고 높은 장비 비용에 시달린다.
웨이퍼 상의 평균 CD를 결정하는, 포커스/노광 (선량) 프로세스-윈도우 최적화와 같이, 반도체 산업에서 흔히 사용되는 CD 제어를 위한 기타 방법이 존재한다. 그러나, 이러한 방법은 일반적으로 웨이퍼 상의 노광 필드 내에서 그리고 이에 걸친 CD 변동(인트라 필드 CD 변동)을 제어하기에 적절하지 않다.
CD 제어용 기타 방법은 예컨대 Dosicom - 스캐너 슬릿 모션을 따른 선량 제어 - 및 Unicom - 슬릿을 가로지르는 선량 제어 - 를 포함한다. 이러한 방법은 선량 제어의 높은 공간 해상도를 허용하지 않으며 슬릿 방향에서, 이 방향을 따라서 그리고 이를 가로지르는 것을 특징으로 할 수 있는 CD 변동 부분을 교정할 수 있다.
레이저 기입된 쉐이딩 요소는 CD 변동이 미리 결정된 표적 값보다 더 큰 웨이퍼 노광 필드의 영역과 상호 관련되는 영역에서의 포토마스크의 기판내에 제공될 수 있고, 웨이퍼 노광 필드의 적절한 영역에서의 CD 변동을 보상하기 위해 국부적으로 조사 선량을 감쇠할 수 있는 것이 먼저 증명되었다.
쉐이딩 요소는 포토마스크 기판의 상호 관련된 영역을 가로질러 교정 패턴을 형성하며 픽셀의 어레이를 포함하고, 각각의 어레이는 영역들 중 하나를 가로질러 연장한다. 다수의 목적에 있어서, 픽셀 어레이는 2차원이며 지정된 교정 사이트에서 단일 층으로 형성된다. 본 명세서의 맥락에서의 "쉐이딩 요소"는 이하에서 본 발명의 다양한 실시예에 있어서, 예컨대, 기재된 바와 같이 쉐이딩 요소들의 어레이의 어레이 요소를 형성하는 하나 픽셀의 그룹 또는 하나의 픽셀을 지칭할 수 있다.
종종, 포토마스크는 상이한 CD 프로파일의 피쳐(이하에서 CD 피쳐)를 포함한다. 따라서, 웨이퍼의 노광 필드에 걸친 다양한 위치에서 균일하게 제공되는 조사 감쇠를 구성하는 CD 교정(CDC)을 적용할 때, 상이한 CD 변동 프로파일로 인하여 CDC의 성능에 있어서 불가피한 절충이 발생한다.
과거에는, 포토마스크의 노광 필드에 걸친 CD 변동에 대한 보상을 위하여, 미리 결정된 픽셀 사이즈, 미리 결정된 측방향 사이즈, 픽셀의 밀도, 층의 수 및 생성된 쉐이딩 레벨의 어레이를 제공하는 것이 제안되었다.
본 발명의 특정 실시예는 상이한 방위각 방향을 갖되 동일한 입사 각을 갖는 선택적으로 감쇠하는 광선에 관한 것이다.
본 발명의 기타 실시예는 상이한 입사각을 갖는 선택적으로 감쇠하는 광선에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 특정 실시예에 따라 포토마스크에 방향 선택적 광 감쇠를 부여하는 방법(100)을 도시한다. 방법(100)은 상이한 입사 방향의 광선에 감쇠 레벨을 지정하는 단계(102)를 포함할 수 있다. 방법(100)은 광선의 입사 방향에 따라, 지정된 상이한 감쇠 레벨로 광선을 감쇠하도록 쉐이딩 요소들의 어레이를 연산하는 단계(104)를 또한 포함할 수 있다. 방법(100)은 포토마스크의 기판 내에서 쉐이딩 요소들의 어레이를 기입하는 단계(106)를 또한 포함할 수 있다.
"입사 방향의 광선"은, 본 명세서의 맥락에서, 일반적으로, 광선이 보내지는 포토마스크의 마주하는(facing) 표면에 관하여 상이한 입사 방향을 갖는 광의 광선을 지칭한다. "광"은 일반적으로 포토마스크와 관련하여 사용되는 임의의 전자기 방사선을 지칭한다.
본 발명의 특정 실시예에 있어서, 쉐이딩 요소들의 어레이를 연산하는 단계에서, 다양한 픽셀 및 쉐이딩 요소 설계가 고려될 수 있고, 이들 중 일부는 이하에서 기재된다.
본 발명의 맥락에서, "연산"은 계산에 의한 결정 그리고 특히 예컨대, 쉐이딩 요소들의 어레이의 쉐이딩 요소의 형상, 사이즈, 배향, 쉐이딩 요소들 각각의 위치, 쉐이딩 요소의 어레이의 형상, 사이즈, 커버리지(coverage), 배향 및 위치 등과 같은 쉐이딩 요소들의 어레이에 관한 다양한 특징 및 특성의 (예컨대, 처리 유닛을 사용한) 자동화된 계산을 의미한다.
도 2는 포토마스크의 웨이퍼 노광 필드에 걸친 CD 변동을 도시한다. 포토마스크(200)는 기판(202) 및 기입된 패턴(206)을 포함하는 코팅 층(204)을 포함한다. 패턴의 임계 피쳐가 변하고 그리고 결과적으로, 광(220)(예컨대 자외선 - UV - 광)이 포토마스크(200) 상에 조사될 때, 포토마스크로부터 발생하는 생성된 광 패턴은 광 피크(peak)에서의 변동을 포함하고, 일부 광 피크(210)는 좁고 나머지 광 피크(212)는 다소 넓은 반면에, 일부 다른 광 피크(214)는 더 넓고, 균일한 폭을 보이는 대신에 CD 변동을 갖지 않는다.
도 3a는 포토마스크의 기판을 통과하는 광을 감쇠하기 위한 쉐이딩 요소의 사용을 도시한다(선행 기술). 완전히 또는 부분적으로 (지정된 광학적 특성, 예컨대 지정된 파장의 광에 있어서) 투명한(transparent) 물질로 구성된 기판(202)은 쉐이딩 요소들(301)의 어레이(305)를 포함한다. 패터닝된 코팅 층은 간결성을 위해 도시되지 않지만 통상적으로 기판의 하부에 위치된다. 쉐이딩 요소들(301)은 본 발명의 특정 실시예에 있어서, 각각의 픽셀에 지정된 위치에 포커싱되는 예컨대 레이저 빔(예컨대, 펨토초 레이저 빔)에 의해 기판 내에 기록된 픽셀이며, 이는, 그 픽셀의 지정된 위치에서 기판의 반사율 및 투명도의 변화를 야기하는 상기 위치에서의 손상을 야기한다. 본 도면에 도시된 픽셀의 형상은 눈물(tear)의 형태로 세장되되, 실제로는 다소 더욱 복잡한 형상을 갖는다. 본 도면에서 오직 쉐이딩 요소들의 단일 로우(row)만 도시되되, 통상적으로 쉐이딩 요소의 어레이는 쉐이딩 요소들(301)의 2차원 대형으로 배열되고, 로우 및 칼럼의 주기적 구조를 한정한다. 일부 기타 실시예에서, 예컨대, 쉐이딩 요소들의 어레이는 쉐이딩 요소들의 2차원 대형에 배열되고, 비주기적인 의사 랜덤 구조 또는 공간적 스펙트럼 프리 구조(spatialspectrum free structure)를 한정한다.
쉐이딩 요소들(픽셀들)은 CDC 목적으로 또는 기타 목적으로 설계될 수 있다. 예컨대, 통상적으로, CDC용 쉐이딩 요소는 비교적 낮은 에너지의 포커싱된 레이저 빔에 의해 생성되며 축방향으로 대칭이다. 이러한 쉐이딩 요소들의 길이와 폭 비 사이의 종횡비는 통상적으로 작다. 결과적으로, 이러한 쉐이딩 요소는 광 감쇠의 주어진 레벨에서의 픽셀의 지정된 위치에서의 기판 물질의 최소 팽창(minimal expansion)을 유도할 것이다.
본 발명의 다른 실시예에서, 등록/오버레이 제어(registration/overlay control)를 위해 기판에 픽셀을 플랜팅(planting)할 때, 이러한 픽셀은 포토마스크용 쉐이딩 요소들을 생성하기 위하여 사용되는 에너지보다 더 높은 에너지의 레이저 빔을 사용하여 통상적으로 생성된다. 그 형상은 통상적으로 CDC용 픽셀보다 더 길고, 그 종횡비가 더 크며 임베드되는 기판 볼륨의 팽창을 유발한다. 팽창(이러한 경우에 컴팩션(compaction))은 이러한 픽셀을 조사하는 광에 의해 유도된 기판 모폴로지(morphology) 변화의 결과이다. 또한, 생성된 레이저 빔은 비대칭 팽창을 성취하도록 특정 형상의 픽셀을 얻도록 형상화될 수 있다.
광 빔(310)(예컨대, UV 광)은 포토마스크의 기판(202)상에 일반적인 방향(화살표로 표시됨)으로 조사된다. 입사 광 빔이 처리되어서, 선택된 입사 방향의 광선들 만이,예를 들면, 광선(302 및 304)이 포토마스크에 도달하게 허용하고, 이들은 기판(202)에 관하여 동일한 평면에 있으며 상이한 방위각 방향(광선(302 및 304)의 화살표 머리로 표시됨)을 갖되, 쉐이딩 요소들의 어레이의 측방향 치수에 대하여 입사의 동일한 각도(306)(표면 법선 또는 법선으로도 지칭되는 수직선 - 파선 - 에 관하여 측정됨)를 갖는다. 조명 제어의 다양한 알려진 방식이 존재한다. 일반적으로, 마이크로리소그래피에서, 고레벨의 필드 균일도가 요구되며 동공 조명의 분포가 제어된다. 당업자에게 단순한 방식은 켤레 동공 평면에서의 원치 않은 방향으로의 모든 광선을 블록하는 감쇠 마스크이지만, 이것은 광의 큰 손실을 야기하여 스캐너 처리량을 감소시킨다. 대안적인 방식은, 요구되는 바와 같이 광원으로부터 특정 방향의 복수의 광선으로 나오는 광선의 번들(bundle)을 나누는 일종의 회절 광학 요소(DOE)이다.
쉐이딩 요소들의 어레이의 측방향 치수에 수직인 대부분의 광선(본 도면에 미도시)은 서로 영향을 주지 않고 또는 미미한 감쇠를 야기하거나 감쇠를 야기하지 않는 쉐이딩 요소에 의해 거의 영향을 받지 않는 것이 명백하다. 다른 측면에서, 예컨대 광선(302 및 304)와 같이 쉐이딩 요소의 어레이에 대한 수직선에 관하여 입사의 각도를 갖는 광선은 쉐이딩 요소에 의해 영향을 받으므로 이러한 광선의 감쇠를 야기한다.
도 3b는 본 발명의 특정 실시예에 따라 포토마스크를 통과하는 광의 방향 선택적 감쇠를 위한 쉐이딩 요소의 어레이(307)를 갖는 포토마스크의 기판이 도시된다.
이러한 도면에 도시된 예시에서 쉐이딩 요소들의 어레이(307)는 실질적으로 대칭인 쉐이딩 요소(픽셀)의 2개의 시프트(shift)된 2차원 대형(301 및 303)을 포함하고, 이것의 대칭은 각각의 쉐이딩 요소의 길이방향 축에 대한 것이다. 본 도면에는 쉐이딩 요소들의 각각의 대형의 단일 로우만이 도시되되, 통상적으로 쉐이딩 요소들의 어레이의 각각의 대형은 쉐이딩 요소들의 2차원 배열(301)에 배열된다. "시프트된" 이라는 의미는, 본 명세서의 맥락에서, 쉐이딩 요소의 하나의 2차원 대형의 쉐이딩 요소가 다른 2차원 대형의 쉐이딩 요소에 관하여 다소 오프셋 되는 것을 의미한다. "다소"는, 시프트(shift)가 동일한 대형의 2개의 인접한 쉐이딩 요소들 사이의 거리보다 작은 것을 의미한다. 시프트는 실제로 광선의 각도에 따르며 이것은 적게 쉐이딩하는 경향이 있다. 최신 스캐너에서, 웨이퍼에서의 최대 조명 각도는 NA웨이퍼 = sin(각도) = 1.35에 의해 주어지고, 여기서 "NA"는 개구수이며 "각도"는 조명각이다. 마스크 레벨에서, 이것은 4배 미만이며 NA마스크 = NA웨이퍼/4 = 0.34이다. 유리(glass)에서, NA유리 = NA마스크/R = 0.22(R은 동작 파장에서의 용융 실리카 굴절율 -1.5이다. 이것은 최대 각도이되 통상적으로 조금 더 작은, 즉, 통상적인 조명 다이폴에 있어서 0.2인 조명각이다. 그러므로, 이러한 경우에, 상응하는 픽셀에 대한 각도는 sin(각도) = 0.2 -> 각도 -0.2*180/3.141592 = 11°이어야 한다). 각각의 대형의 로우의 쉐이딩 요소가 동일한 거리만큼 분리되는, 일정한 위상인 본 발명의 실시예에서, 시프트는 그 위상보다 더 작다고 한다.
쉐이딩 요소들의 어레이의 측방향 치수에 수직인 기판(202)상으로 조사되는 광(310)의 대부분의 광선은 서로 영향을 주지 않거나 쉐이딩 요소에 의해 거의 영향받지 않고, 이것은 미미한 감쇠를 야기하거나 감쇠를 야기하지 않는다. 다른 측면에서, 예컨대 광선(302 및 304)과 같은 쉐이딩 요소들의 어레이에 대한 수직선에 관한 입사각을 갖는 광선은 쉐이딩 요소들에 의해 영향을 받으며, 이러한 광선들의 감쇠를 초래한다. 그러나, 도 3a에 도시된 상황과 반대로, 쉐이딩 요소의 어레이(307)의 배열은 광선(302 및 304) 상의 상이한 효과를 야기한다.
광선(302 및 304)은 실질적으로 상호 같은 평면에 있으며 어레이(307)의 쉐이딩 요소의 2개의 로우(301 및 303)와 실질적으로 동일한 평면에 있다.
비대칭 배열로 인하여, 광선(304)은 광선(302)보다 더 적은 정도로 영향을 받는다. 광선(304)이 쉐이딩 요소들의 대형(301)의 단일 쉐이딩 요소에 의해 산란되는 동안, 광선(302)은 2개의 쉐이딩 요소 - 쉐이딩 요소들의 대형(301)의 단일 쉐이딩 요소 및 쉐이딩 요소들의 대형(303)의 단일 쉐이딩 요소 - 에 의해 산란된다. 이것은, 광선(302)이 광선(304)보다 더욱 감쇠되게 한다. 따라서, 광의 방향 선택적 감쇠가 얻어지고, 특정 방향과 입사 각의 광선은 이러한 광선과 동일 평면상의 다른 광선보다 더욱 감쇠되며 또한 쉐이딩 요소들의 어레이를 만드는 쉐이딩 요소들의 대형들의 각각의 쉐이딩 요소들의 로우와 동일한 평면이다.
도 3c는 본 발명의 특정 기타 실시예에 따라, 포토마스크를 통과하는 광의 방향 선택적 감쇠를 위한 쉐이딩 요소들의 어레이(307)를 갖는 포토마스크의 기판을 도시한다. 여기서, 쉐이딩 요소들의 어레이(319)는 3개의 쉐이딩 요소 대형(301, 303 및 309)을 포함하고, 대형(301 및 309)은 실질적으로 수평으로 정렬되는 반면에 대형(303)은 대형(301 및 309)의 픽셀들의 상응하는 위치들에 관하여 오프셋된 픽셀의 쌍들의 로우를 포함한다. 이러한 배열은 상호 동일한 평면에 있으며 또한 쉐이딩 요소들의 어레이의 상응하는 로우들과 동일한 평면에 있는 광선(302 및 304)이 (상이한 방향이지만) 유사한 산란 효과를 유도하는 쉐이딩 요소들의 대칭 배열로 인하여 유사하게 감쇠하여 동일한 감쇠를 갖도록 한다.
도 3d는 방향 선택적 광 감쇠기로 보내지는 광 빔(310)의 동공 평면을 도시하고, 본 발명의 특정 실시예에 따라, 구체적으로, 동일한 입사 각을 갖되 쉐이딩 요소들의 어레이에 관하여 상이한 방위각 방향으로부터 나오는 4개의 광선을 표시한다.
빔(310)에서의 특정 광선들(A, B, C, D)은 쉐이딩 요소들의 어레이에 관하여 동일한 입사각을 갖되 상이한 방향으로부터 나온다. 광선(A 및 B)은 개별적으로 광선(304 및 302)(도 3a, 도 3b 및 도 3c를 참조)에 상응하고, 이들은 상호 동일한 평면에 있고 또한 기판의 쉐이딩 요소들의 어레이의 쉐이딩 요소 대형(301)(도 3a 참조)의 또는 대형(301, 303 및 309)(도 3b 및 도 3d 참조)의 쉐이딩 요소들의 로우와 동일한 평면에 있다. 광선(C 및 D)은 또한 상호 동일한 평면에 있되, 광선(C 및 D)은 또한 동일한 평면에 있되, 기판의 쉐이딩 요소들의 어레이의 쉐이딩 요소 대형(301)(또는 대형(301, 303 및 309))의 쉐이딩 요소들의 로우와 동일한 평면에 있지 않다.
도 3a, 도 3b 및 도 3c에 도시된 바와 같이 쉐이딩 요소 어레이의 배열들의 각각의 감쇠 효과는 이하와 같다:
도 3a의 쉐이딩 요소들의 어레이는, 어레이에 걸친 쉐이딩 요소 어레이의 산란 단면이 동일한 입사각을 갖되 상이한 입사 방향으로부터 나오는 모든 광선에 있어서 동일하므로 모든 광선(A, B, C 및 D)(도 3d에서 미도시) 상에서 동일한 효과를 갖는다.
도 3b의 쉐이딩 요소들의 어레이는 광선(A, C 및 D) 상에서 동일한 효과(감쇠가 없거나 미미한 감쇠)를 갖되, 상이한 광선(B)에 영향을 주며, 이것을 광선(A, C 및 D)의 레벨보다 더 낮게 감쇠한다. 이것은 어레이에 걸친 쉐이딩 요소 어레이의 산란 단면은 선택적으로 광선(A, C 및 D)보다 광선(B)을 산란(하고 그러므로 감쇠)하기 때문이다.
도 3c의 쉐이딩 요소 어레이는 광선(C 및 D)에서 동일한 효과(감쇠가 없거나 미미한 감쇠)를 갖되, 광선(A 및 B)에 상이하게 영향을 주며, 이것은 광선(C 및 D)의 레벨보다 더 낮은 레벨로 이러한 광선을 감쇠한다. 이것은 어레이에 걸친 쉐이딩 요소 어레이의 산란 단면은 선택적으로 광선(C 및 D)보다 광선(A 및 B)을 산란(하고 그러므로 감쇠)하기 때문이다.
종종, 포토마스크 상에 조사된 광은 상이한 입사 각도의 광선을 포함해야 한다. 이것은, 상이한 기간의 디테일, 예컨대, 라인의 연속을 포함하는 포토마스크의 조사를 계획(plan)하고, 각각의 라인의 연속은 라인들 간의 상이한 분리 거리를 갖는 경우이다.
도 3e는 본 발명의 일정 기타 실시예에 따라, 포토마스크를 통과하는 상이한 입사각 및 상이한 방위각 방향의 광선의 방향 선택적 감쇠에 대한 쉐이딩 요소들의 어레이(307)를 갖는 포토마스크의 기판을 도시한다. 광 빔(340)은 광 선(400, 402, 404 및 406)만이 포토마스크에 도달하는 것을 허용하도록 처리된다. 여기서, 쉐이딩 요소들의 어레이(317)는 3개의 쉐이딩 요소 대형(303 및 309)을 포함하고, 여기서, 대형(303)은 대형(309)의 픽셀들의 상응하는 위치에 관하여 오프셋되는 픽셀 쌍들의 로우를 포함한다. 이러한 배열은 상호 동일한 평면에 있으며 또한 쉐이딩 요소들의 어레이의 상응하는 로우들과 동일한 평면에 있는 광선(400 및 404)이 (상이한 방향이지만) 유사한 산란 효과 및 그러므로 동일한 감쇠를 유도하는 쉐이딩 요소들의 대칭 배열로 인하여 유사하게 감쇠되게 한다. 광선(400 및 404)과 동일한 평면인 광선(402 및 406)은 광선(400 및 404)의 입사각과 상이한 방위각 및 입사각을 갖는다. 광선(400 및 404)은 쉐이딩 요소들의 어레이(317)에 의해 더욱 영향을 받으며 더 큰 감쇠를 갖는다.
도 3f는 본 발명의 특정 실시예에 따라 상이한 방위 방향 및 입사각의 광선을 위한 방향 선택적 광 감쇠기로 보내지는 광 빔(340)의 동공 평면을 도시하고, 구체적으로, 광선의 2개의 쌍(A-B 및 A'-B')인 4개의 광선을 표시하고, 각각의 쌍은 동일한 입사각을 갖되 쉐이딩 요소들의 어레이에 관하여 상이한 방위각으로부터 나온다. 또한, 광선의 쌍(A-B)의 방위각 입사각은 광선의 다른 쌍(A'-B')의 입사각과 상이하다.
쉐이딩 요소(317)의 어레이의 효과는 광선(A 및 B)을 특정 강도 레벨로 감쇠하고 추가로 광선(A')(도 3e의 광선(404)에 상응함) 및 광선(B')(도 3e의 광선(400)에 상응함)을 더 낮은 강도 레벨로 감쇠하는 것이다.
쉐이딩 요소 어레이의 실질적인 감쇠 효과는, 상이한 방향의 입사 광선에 선택적인 산란 단면을 표시하도록 쉐이딩 요소들의 어레이를 설계함으로써(예컨대 어레이의 하나의 또는 복수의 쉐이딩 요소들에서의 상응하는 쉐이딩 요소의 대칭 또는 비대칭 배열) 쉐이딩 요소들의 대형들 또는 쉐이딩 대형의 상응하는 하나의 또는 복수의 로우와 동일한 평면에 있는 광선에 대하여 성취될 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에 있어서, 예컨대, 형성된 입력 빔을 사용하여, 쉐이딩 요소들이 다양한 형상으로 생성될 수 있다. 특정 실시예에서, 픽셀은 축방향 대칭을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 픽셀은 축방향 대칭을 가질 수 없다. 픽셀은 XY 평면의 하나 또는 하나 이상의 방향으로(포토마스크를 가로질러) 또는 공간에서(3차원) 배향된 세장된 사이즈를 가질 수 있다. 픽셀의 배향은 기록 빔 형상을 변경함으로써 제어될 수 있다.
특정 실시예에서, 쉐이드 요소들의 하나 또는 복수의 특성은 국부적으로 변할 수 있다.
쉐이딩 요소들의 어레이의 하나 이상의 특성 - 픽셀 사이즈, 형상, 어레이의 픽셀 배향 픽셀 밀도 및 어레이에서의 쉐이딩 요소들의 배열 - 을 선택함으로써, 상이한 방위각 방향으로부터 나오는 광의 감쇠를 선택적으로 제어하는 것이 가능할 수 있다.
쉐이딩 요소들의 어레이의 선택된 특성들의 조합, 예컨대, 상이한 픽셀 형상을 갖는 3차원 픽셀 배열은 더 큰 자유도를 제공하고 입사 광의 상이한 방위각 방향에 대하여 더 높은 감쇠 콘트라스트를 허용할 수 있다. 대부분의 경우에, 레이저 빔에 의해 기록된 쉐이딩 요소는 광을 흡수하지 않는다. 광은 변경된 굴절률을 갖는 구역에 걸쳐 산란된다. 쉐이딩 요소가 광선을 감쇠한다고 할 때, 이것은 이러한 광선에서 전파하는 광의 양이 작아지는 것을 의미한다. 특정 경우에, 입사광의 산란으로 야기된 2차 광선은 또한 이미징 평면에 도달하여, 생성된 이미지 대형에 참여하여 바람직하게 고려되어야 한다. 쉐이딩 제어의 또 다른 측면은 마스크 기판내의 쉐이딩 요소의 위치로부터 기인한다. 동일한 쉐이딩 요소에 의해 쉐이딩된 상이한 방위 방향으로부터 나오는 광선은 상이한 패턴 위치를 효율적으로 조명한다. 동시에, 이러한 위치들 중 하나에서의 감쇠가 또한 다른 쉐이딩 요소의 쉐이딩의 결과가 될 수 있다. 영향을 받은 쉐이딩의 느린 공간적 변동의 경우에 이것은 무시될 수 있다. 다른 경우에, 이것은 패턴 레벨에서의 요구된 쉐이딩을 유발하는 쉐이딩 요소들의 분포의 결정 문제를 해결해야 한다.
도 4a 본 발명의 특정 실시예에 따라, 쉐이딩 요소들의 어레이(500)에 대한 주기적 2차원 배열의 평면도를 도시한다. 본 명세서의 맥락에서, "평면도"는 포토마스크의 기판 내로 그리고 기입된 패턴 상으로 보내진 입사광의 일반적인 방향으로부터 보여지는 도면을 의미한다. 쉐이딩 요소들의 단일 층 어레이를 사용할 때, 쉐이딩 요소들의 어레이와 관련된 광의 입사빔의 방향에 의존하는 선택적인 감쇠는 본 예시에서 세장형 픽셀들(502)의 형상으로 인해 얻어진다. 어레이의 픽셀의 길이방향 축(픽셀의 더욱 긴 측면)과 동일한 평면인 입사 광선이 픽셀의 길이방향 축과 동일한 평면이 아닌 다른 방향으로 보내진 광선보다 더 큰 감쇠를 갖는다. 후자에 있어서, 픽셀의 길이방향 축에 수직인 평면과 동일한 평면인 광선은 최소 감쇠를 경험한다. 전체 감쇠 프로파일은 일반적으로 쉐이딩 요소의 어레이의 기간 배열에 상응하게 마찬가지로 주기적이다.
도 4b는 본 발명의 특정 실시예에 따라, 쉐이딩 요소들의 어레이(501)에 대한 비주기적 2차원 배열의 평면도를 도시한다. 여기서, 픽셀(502)의 미리결정된 위치는 어레이의 쉐이딩 프로파일을 결정한다. 이러한 배열에서 픽셀들의 감쇠의 선택은 각각의 픽셀의 형태에 의해 결정된다.
도 4c는 본 발명의 특정 실시예에 따라, 쉐이딩 요소들의 어레이(503)에 대한 비주기적 2차원 배열의 평면도를 도시하며, 상기 배열은 도 4b의 어레이의 동일한 배열이되 (90°) 회전된 것이다. 어레이(503)의 픽셀(504)은 어레이(501)의 픽셀들(502)에 관하여 90°만큼 회전된다(도 4b). 배열을 회전하는 것은 상기 어레이의 방향 선택적 감쇠의 프로파일이 또한 도 4b의 어레이의 감쇠 프로파일에 관하여 회전하게 한다.
도 4d는 본 발명의 특정 실시예에 따라, 2개의 직교 배향의 형성된 픽셀(502 및 504)을 갖는, 쉐이딩 요소의 어레이(505)에 대한 비주기적 2차원 배열의 평면도를 도시한다. 이러한 배열에서, 수직으로 배향된 픽셀(502)에 의해 영향받는 방향 선택적 감쇠는 수평으로 배향된 픽셀(504)에 의해 영향을 받은 방향 선택적 감쇠와 상이하다. 어레이의 픽셀들(502)의 수직의 길이방향 축과 동일한 평면의 입사 광선은, 픽셀(502)의 수직 축과 동일한 평면이 아닌 다른 방향으로 보내지는 광선보다 더 큰 감쇠를 경험하는 반면에, 어레이의 픽셀들(504)의 수평 길이방향 축과 동일한 평면인 입사 광선은 픽셀들(502)의 수평 축과 동일한 평면이 아닌 다른 방향으로 보내진 광선보다 더 큰 감쇠를 경험한다.
도 4e는 본 발명의 특정 실시예에 따라, 상이한 배향의 형성된 픽셀(502 및 504)을 갖는, 쉐이딩 요소들(507)의 어레이에 대한 비주기적 2차원 배열의 평면도를 도시한다. 이러한 배열에서, 방향 선택적 감쇠는 수직으로 배향된 픽셀(502)에 의해, 수평으로 배향된 픽셀(504)에 의해 그리고 사선으로(diagonally) 배향된 픽셀(506)에 의해 상이하게 영향 받는다.
도 4f는 본 발명의 특정 실시예에 따라, 상이한 형상, 사이즈 및/또는 배향을 갖는, 쉐이딩 요소들(509)의 어레이에 대한 비주기적 2차원 배열의 평면도를 도시한다. 방향 선택적 감쇠는 상기 기재된 방식으로 수직으로 배향된 픽셀(502)에 의해, 수평으로 배향된 픽셀(504)에 의해 그리고 사선으로 배향된 픽셀(506)에 의해 상이하게 영향 받는다. 원형인 픽셀(510)은 이러한 원형 픽셀의 위치에서 쉐이딩 요소들의 어레이 내에서 국부적인 비 선택적 감쇠를 제공하도록 포함된다. 픽셀(504a 및 506a)은 픽셀(504 및 506)에 상응하되 그 사이즈에 있어서 상이하다. 픽셀의 사이즈가 더 클수록 광의 감쇠 (및 산란)에 더 많이 영향을 준다.
도 4a 내지 도 4f에 도시된 픽셀 형상 및 어레이 배열은 오직 예시로서 주어진다. 본 발명의 특정 실시예에 따라, 어레이의 기타 특성뿐만 아니라 쉐이딩 요소들의 배열 및 픽셀의 형상을 선택하여 원하는 방향 선택적 감쇠 프로파일과 부합하는 것이 가능하다. 픽셀 및 어레이 특성은 예컨대 어레이에서의 픽셀 사이즈, 형상 및 픽셀 밀도, 픽셀의 배향 및 1차원, 2차원 또는 3차원의 어레이의 배향 및 어레이의 픽셀의 특정 배열을 포함할 수 있다.
여러 목적을 위하여, 쉐이딩 요소들의 어레이는 기판의 중심에 대하여 위치될 수 있다. 통상적으로, 다수의 경우에, 쉐이딩 요소들은 흡수제(absorber)(패터닝된 코팅 층)으로부터 일정 2500 미크론 내지 3500 미크론(예컨대 포토마스크의 통상적인 두께의 절반인 3175 미크론)에 위치될 수 있다. 이러한 배열은, 쉐이딩 요소들의 어레이의 각각의 쉐이딩 요소가 흡수제의 상이한 위치를 쉐이딩하는 것을 의미한다. 흡수제 상의 패턴의 상세가 서서히 변화할 때(낮은 공간적 해상도), 이것은 허용가능하며 그 목적에 적합하다. 그러나, 더 큰 공간적 해상도가 요구될 때, 각각의 쉐이딩 요소의 공간적 커버리지를 감소시키기 위해 흡수제에 가깝게 쉐이딩 요소들을 위치시키는 것이 제안된다. 예컨대, 일부 경우에, 쉐이딩 요소들의 어레이의 쉐이딩 요소의 일부 또는 전부가 흡수제로부터 수 미크론(예컨대, 40 내지 100 미크론) 이내에 위치될 수 있다. 이것은, 쉐이딩 요소들(330)의 어레이를 갖는 포토마스크를 도시하는 도 3g에 도시된다. 쉐이딩 요소들의 어레이(330)의 일부(330a)는 흡수제의 존(204a) 위에서 흡수제(204)에 가깝게 위치되고, 여기서 패턴의 일부는 미세한 디테일로 조밀하게 밀집된다. 본 발명의 기타 실시예에서, 쉐이딩 요소들의 전체 어레이는 흡수제 상의 패턴이 미세 디테일을 포함할 때 흡수제에 가깝게 위치될 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에 따른 방향 선택적 광 감쇠기를 제조하는 시스템을 도시하는 도 5가 참조된다. 기판(7)(본 예시에서 포토마스크)은 이동가능한 XYZ 스테이지(9) 상의 홀더 상에 위치될 수 있다.
시스템은 울트라 초 펄스 펨토초 레이저(1)와 같은 레이저 원을 포함할 수 있고, 여기서 중앙 컴퓨터화된 제어 유닛(central computerized control unit)(21)은 광원의 펄스의 타이밍을 제어할 수 있다.
레이저 펄스의 기본 주파수는 고주파 생성기(harmonics generator)(2)에 의해 높은 고주파까지 곱해질 수 있고, 이것은 또한 출력 에너지를 제어하기 위하여, 가변 감쇠기(3)를 동반할 수 있다.
감쇠된 레이저 빔은 빔 전달 시스템내로 보내지고, 상기 빔 전달 시스템은 갈보 스캐너(galvo-scanner) 또는 압전 액추에이터 타입 스캐너 또는 음향 광학(acousto-optic) 편향기(5)와 같이 스캐너 및 빔 쉐이퍼를 포함할 수 있고, 이것은 레이저 펄스 타이밍 및 3-축 이동 스테이지(9)를 갖고, 중앙 컴퓨터화된 제어 유닛(21)에 의해 동기화된다.
후속하여, 빔은 포토마스크(7)의 기판내로 포커싱 광학 소자(예컨대, 주 오브젝티브 렌즈(6))에 의해 포커싱되어서, 본 발명의 특정 실시예에 따라 방향 선택적 감쇠 특성을 갖는 쉐이딩 요소들의 어레이를 기판 내에 기록한다.
동일한 오브젝티브 렌즈(6)는 원 위치(in-situ) 기계 시각 시스템(machine vision system)에 사용될 수 있고, 이것은 높은 배율을 갖는 현미경의 역할을 한다. 이러한 현미경은 기판 내에서 레이저 파괴 프로세스(laser breakdown process)의 모니터링뿐만 아니라 픽셀 사이즈 및 형상을 측정하는 것에 사용될 수 있다. 또한, 기판 내에서 지정된 위치에 관하여 쉐이딩 요소들을 정확하게 위치시키기 위하여 또한 사용될 수 있다.
포토마스크는 광 가이드(10) 그리고 가변 어퍼쳐 스탑(11)을 통해 광원(13)에 의해 조명된다.
픽셀 구역, 형상 및 위치는, 결과적으로 포토마스크가 사용되는 포토리소그래피 프로세스의 개구수 및 조명 모드를 매칭하도록 선택된다.
광은 포토마스크의 패터닝된 층(8) 상에 콘덴서 렌즈를 통해 시준될 수 있다.
이미지는, 결과적으로, 오브젝티브(6), 빔 스플리터(4) 및 튜브 렌즈(18)를 통해 형성되며, 이것은 광을 CCD 카메라(19)로 보낸다.
이미지는 연속하는 프레임 그래버(frame-grabber)(20)에 의해 그래빙되며(grabbed) 중앙 컴퓨터화된 제어 유닛(21)에서 처리될 수 있다.
UV 소스(16) 및 감지 시스템(17)은 기판 내에 패터닝된 각각의 쉐이딩 구역의 UV 조사 감쇠 레벨을 측정하고 판독한다.
낮은 배율을 갖는 (광원(14)을 사용하는) 추가 이미징 시스템(15)은 포토마스크에 걸친 조종(navigation) 및 정렬 마스크의 좌표를 결정하는 것을 위해 사용될 수 있으므로, XY 정렬 좌표를 포함할 수 있는 CD 변동 테이블이 컴퓨터에 로딩될 수 있으며 레이저 패터닝 프로세스에 매칭될 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에 있어서, 연산적 예시가 이하에서 주어진다.
국부적 동공 조명 제어는 입사각 감쇠 의존의 추가에 의한 국부적 강도 제어에 관련된다. 이것은 구조화된 조명에 대해 중요할 수 있는 더 많은 자유도를 개방할 수 있다. 더욱이, 하나의 광선 근사로 인하여 CDC에서 먼저 개념적으로 불가능했던 높은 공간적 해상도 제어가 얻어질 수 있다.
표적 감쇠를 야기하는 쉐이딩 요소들의 어레이를 설계하는 것의 문제를 공식화하는 것에 있어서, 이하에서 단순한 연산적 해법을 제시하는 방법이 기재된다.
다수의 단일 픽셀 및 픽셀 그룹의 감쇠/산란의 경우에, 수치 행렬 기재를 분석적으로 기재하는 것이 불가능할 경우 실질적으로 어렵고, 이것은 연산 방법에 적절할 수 있다.
쉐이딩 효과에 대한 기하학적 근사를 갖는 낮은 공간적 해상도 프로세스와 같은 CDC의 단순한 예시 및 산란 효과를 함께 갖는 복잡한 동공 감쇠 효과의 더욱 포괄적인 예시는 간략함을 위해 여기서 고려된다. 오브젝트로서, 표준 6" 마스크가 고려되고, 마이크로리소그래피에서 193nm로 사용된다.
선택된 쉐이딩 요소들은 통상적인 REGC 픽셀의 그룹과 유사하고, 이것의 치수는 x 및 y에서 대략 0.8μ 내지 1.2μ이며 z에서 대략 3μ 내지 10μ이다(x, y 및 z는 직교 축임). 고려된 조명 타입은 마이크로리소그래피에서 193으로 사용된 표준 조명에 관한 것이다. 편광 효과는 단순성을 위해 고려되지 않는다.
낮은 공간적 해상도를 위한 연산적 접근
모든 쉐이딩 요소가 상이한 패턴 위치의 조명에 영향을 준다는 사실이 무시된다. 이러한 근사는 CDC 프로세스의 경우와 마찬가지로 픽셀 기록 밀도의 느린 변동의 경우에 유효하다. 이러한 가정은 연산을 다소 단순하게 한다. 생성된 조명 효과는 모든 쉐이딩 요소들의 기여의 선형 조합이다. 상이한 조명 광선들의 N개의 표적이 고려될 경우, 선형 독립 효과를 갖는 N개의 상이한 쉐이딩 요소들은 N개의 표적에 상응하게 제공될 것이다. 예시로서, 단순한 4중극 조명(도 3d 참조)을 상상하고 극의 수평 쌍(A, B)보다 1.2배 더 강한 극의 수직 쌍(C, D)을 감쇠하는 것이 요구된다고 가정한다. 수평 이중극(A, B)에 대한 표적 5% 감쇠 및 수직 이중극(C, D)에 대한 6%의 감쇠를 고려한다. 다시 말해서, 광선에 대한 2개의 표적((A, B) 및 (C, D))이 존재한다.
도 3c에 제시된 방식으로 그루핑되는 기록 픽셀들을 고려한다. 픽셀 치수는 조명 파장보다 크므로 쉐이딩 효과의 기하학적 추정(geometrical estimation)이 적용될 수 있다. 광선(C 및 D)의 감쇠(도 3d)는 광선(A 및 B)의 감쇠보다 더 작은 것이 언급될 수 있다. 이것을 쉐이딩 요소(P)로 부른다.
z 축을 기준으로 90°회전된 쉐이딩 요소(P)를 픽셀의 보조 그룹핑으로서 선택하는 것보다, 이것이 광선(3 및 4)의 강도의 2배 만큼 광선(2 및 3)을 감쇠할 것이다. 이것을 쉐이딩 요소(S)로 부른다. 이것은 표적 광선에 대한 선형 독립 효과를 제공하는 2개의 쉐이딩 요소를 이끌어 낸다.
밀도 1을 갖는 쉐이딩 요소(P)가 광선(A, B)에 대하여 1%의 감쇠 및 광선(C, D)에 대하여 0.5%의 감쇠를 유도했다고 하자. 따라서, 쉐이딩 요소(S)의 기록의 동일한 양은 광선(C, D)에 대하여 1%의 감쇠 및 광선(A, B)에 대하여 0.5%의 감쇠를 유도한다. 1차 방정식(linear equation)의 시스템을 해결함으로써, 쉐이딩 요소(P)의 14/3 기록 밀도와 쉐이딩 요소(S)의 8/3 기록 밀도의 중첩이 광선(A, B)에 대하여 5%의 감쇠 및 광선(C, D)에 대하여 6%의 감쇠를 산출할 것임을 이끌어 낸다.
높은 공간적 해상도에 대한 연산적 접근
다수의 경우에, '스필오버(spillover)' 효과는 원하는 쉐이딩의 표적 공간적 변동이 스필오버보다 더 정교한 해상도를 요할 때 고려되어야 한다.
그 굴절률(R)이 1.5608인 (예컨대, 193nm 광에 있어서, 용융 실리카) 투명 기판(604)로 구성된 포토마스크(600) 내에서 쉐이딩 요소의 쉐이딩의 스필오버 효과를 도시하는 도 6을 고려한다. 쉐이딩 요소(602)의 어레이는 포토마스크의 흡수제(606)로부터 3175nm의 거리(D)에, 중앙에 실질적으로 위치된 기판(604)에 제공된다.
단일 픽셀은 흡수제의 패턴에 걸쳐 스패닝하는(span) 쉐이드의 생성에 기여하고, 이것은 "스필오버"(S)로 간주된다. NA(W)=1.35의 웨이퍼에서의 조명 레벨(개구수는 NA로 지칭됨) 및 NA(M)=NA(W)/4=0.34의 포토마스크에서의 조명 레벨 그리고 기판내에서 NA(G)=NA(M)/R인 것에 있어서, 스필오버 길이(S)는 S=2*NA(M)*D/R이고, 상기 주어진 파라미터에 있어서 1373nm가 되도록 계산된다.
다음으로, 흡수제(704) 상의 특정 위치에서의 광 감쇠에 대한 쉐이딩 요소들(702)의 어레이의 상이한 부분의 기여를 도시하는 도 7을 고려한다.
각각의 동공 광선의 기여는 상응하는 픽셀 위치의 효율적인 감쇠에 의해 곱해지며 이러한 기여는 이하와 같이 합해진다:
Figure pct00001
(1).
Figure pct00002
I(r,p)는 생성된 조명 변화이며, I(p)는 실제 동공 조명 강도이며, Di는 픽셀의 i 타입의 밀도이며, Ai(p)는 i 타입의 픽셀에 의해 동공의 p 광선의 감쇠가다. 식(1)에서, p는 동공 좌표이며, r은 패턴 좌표이며 x(r, p)는 기하학적 쉐이딩에 의해 한정되고,
Figure pct00003
이며,
여기서 d는 패턴에 대한 픽셀 층의 거리이다.
도 8은 감쇠 함수 Ai(p) 및 콘볼루션 (1)의 단순한 기하학적 유사(analogy)를 도시한다. 도 8에 도시된 예시에서, 환형 조명(802)이 제시되며 쉐이딩 요소의 시스템은 위치의 쉐이드 대형에 기여한다. 동공 평면은 804로 표시되었다. 픽셀 좌표(x(r,p))는 806으로 표시된다. 효율적인 감쇠 커넬(kernal) 행렬(A(p))은 808로 표시된다. 픽셀화된 평면(쉐이딩 요소들의 어레이가 놓임)은 810으로 표시된다. 패턴 좌표(r)는 812로 표시된다. 패턴 평면은 814로 표시된다.
역 문제는 주어진 감쇠 함수(Ai (p))에 대해 생성된 조명 변화를 제공하는 픽셀 밀도의 정의(Di)로서 공식화된다. 요구된 표적(
Figure pct00004
It(r,p))에 대한 문제의 수치적으로 정확한 해법은 존재하지 않을 수 있다. 따라서, 표적에 가까운 결과를 제공하는 최고의 해법이 구해진다.
Figure pct00005
(2).
문제(2)에 대한 해법은 상이한 방법을 사용하여 구해질 수 있다. 간단히, 선형 최적화의 공역 구배(conjugate gradient)의 방법이 고려된다. 연산 방법을 사용하도록, 픽셀 층에서의 요구된 공간적 해상도가 선택될 수 있다. x 및 y 동공 그리드가 피턴 레벨에서 x 및 y 연산 그리드와 매칭되어야 하므로 이것은 자동으로 동공 평면 해상도를 한정한다. 매칭은 상기 한정된 기하학적 투영(x(r,p))에 의해 설명된다. 표적(
Figure pct00006
It(r,p))은 셀렉터 행렬에 의해 기재되는 모든 선택된 동공 광선 또는 그의 조합에 대한 행렬의 세트가 되도록 취해진다. 동공 함수(I(p))는, 동공 함수가 패턴 위치에 의존하지 않는다는 것(균일한 조명)이 가정되는 그 근사에서 동공 조명 타입에 의해 한정되며 행렬로서 표시된다. 기록 모드(i)에 대한 감쇠 프로파일(Ai)은 측정되거나 시뮬레이션 되고 그리고 또한 행렬로서 표시될 수 있다. 이러한 공식에서, 행렬의 세트(Di)가 구성될 수 있으며 이것은 표적 함수(Φ)를 최소화한다.
이것은 단순한 예시에 의해 증명될 수 있다. 모든 동공 광선의 광선들의 2개의 세트만이 제어되는 것이 요구되는 것을 상상한다. 이들은 동공 평면에서 셀렉터 행렬로서 제시될 수 있다(동공 셀렉터 A 및 B). 표적은 셀렉터(A)에 대한 감쇠 단계를 갖고 셀렉터(B)에 대하여 일정한 것을 상상한다. 2개의 상이한 생성 동공 프로파일(1 및 2)이 얻어질 수 있도록 픽셀 쉐이딩 요소들의 커플 조합이 기존 동공을 감쇠하도록 규정하는 것을 상상한다. 이로써, 문제(2)를 해결함으로써, 최적 픽셀 기록 밀도 맵(1) 및 맵(2)이 얻어지면서 셀렉터(A) 및 셀렉터(B)에 대해 생성된 쉐이드를 제공한다.
당업자는 문제 바이어싱의 허용에 의해 네거티브 기록 밀도의 제약을 완화할 수 있다. 도 9는 본 발명의 특정 실시예에 따라 주어진 표적을 갖는 동공 선택기에 있어서, 동공 프로파일, 기록 밀도 맵 및 생성된 쉐이드를 도시한다.
픽셀 밀도 맵(1 및 2)은 3% 값으로 바이어스되되 표적과 실질적으로 동일한 생성된 쉐이드 프로파일을 제공한다.
상기 논의에서, 광 산란의 기여가 무시될 수 있으며 순수한 광 감쇠가 주가 되는 것이 가정되었다. 다수의 경우에서, 이러한 가정은 충분히 정확하지 않으므로 만들어질 수 없다.
픽셀은 투영 동공 밖의 산란에 의해 감쇠할 뿐만 아니라 상이한 동공 방향으로 광의 일부를 산란하는 것으로 고려될 경우, 식(1)은 필수 구성요소의 추가를 요구한다:
Figure pct00007
(3).
다시, 역 문제는, 주어진 동공 강도에 있어서, 감쇠 함수(Ai) 및 주어진 산란 함수(Si(ρ,ρ'))가 요구된 변화에 대한 조명 함수의 가장 가까운 변화를 제공하는 것을 밀도 함수(Di(x))를 한정하는 것을 요구한다.
Figure pct00008
(4).
산란 연산자(scattering operator)(S(p,p'))는 픽셀 바디를 통한 굴절률의 픽셀 및 구배의 실제 형상이 샘플링 불가능하므로 분석 식을 사용하여 유도될 수 없다.
도 10은 본 발명의 특정 실시예에 따른 동공 광선에 대한 산란 다이어그램의 예시를 도시한다. 예시의 간소화를 위하여, 산란 연산자(S(p,p'))는 차(ρ-ρ')에만 따르며 가우스 함수에 의해 근사될 수 있음이 가정될 수 있다.
넓은 스펙트럼의 옵션을 증명하도록, 원형이 제 2 표적 및 3중 동공 감쇠 함수이다 - 도 11 참조.
도 11은 본 발명의 특정 실시예에 따라 주어진 표적을 갖는 2개의 동공 셀렉터에 있어서, 동공 프로파일, 기록 밀도 맵 및 생성된 쉐이드를 도시하고, 코큘레어 쉐이드(corculare shade)를 갖도록 요구된다.
편광된 조명의 경우, 감쇠 및 산란 행렬 연산자에 따른 편광이 도입된다.
Figure pct00009
(5)
Figure pct00010
(6).
상이한 실시예를 본 명세서에서 개시한다. 특정 실시예의 특성은 다른 실시예의 특성과 결합할 수 있어서; 특정 실시예는 다수의 실시예의 특성의 결합일 수 있다. 본 발명의 실시예에 대한 앞선 기재는 예시 및 기재를 위해서 제공하였다. 이것은 배타적이거나 본 발명을 개시한 바로 그러한 형태로 제한하고자 하지 않는다. 당업자는, 많은 변경, 변형, 대체, 변화 및 등가가 앞선 교훈에 비춰볼 때 가능함을 이해해야 한다. 그러므로, 수반하는 청구범위는 본 발명의 진정한 사상 내에 속하는 것으로 그러한 모든 변경과 변화를 포함하고자 함을 이해해야 한다.
본 발명의 특정 특성이 본 명세서에서 예시되고 기재되었지만, 많은 변경, 대체, 변화 및 등가가 당업자에게 일어날 것이다. 그러므로, 수반하는 청구범위는 본 발명의 진정한 사상 내에 속하는 것으로 그러한 모든 변경과 변화를 포함하고자 함을 이해해야 한다.

Claims (37)

  1. 포토마스크에 방향 선택적 광 감쇠(light-attenuation)를 부여하는(impart) 방법으로서,
    상이한 입사 방향의 광선에 상이한 감쇠 레벨을 지정하는 단계;
    광선의 입사 방향에 따라, 지정된 상이한 감쇠 레벨로 광선을 감쇠시키도록 쉐이딩 요소(shading element)들의 어레이를 연산하는 단계; 및
    상기 포토마스크의 기판 내에 쉐이딩 요소들의 어레이를 기입하는(inscribe) 단계를 포함하는, 포토마스크에 방향 선택적 광 감쇠를 부여하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 상이한 입사 방향은 상이한 방위각 방향인, 포토마스크에 방향 선택적 광 감쇠를 부여하는 방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 상이한 입사 방향은 상기 포토마스크 상의 상이한 입사각을 포함하는, 포토마스크에 방향 선택적 광 감쇠를 부여하는 방법.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 쉐이딩 요소들의 어레이는 상이한 방향의 광의 입사 광선에 대해 상이한 산란 단면(scattering cross section)을 제공하도록 설계되는, 포토마스크에 방향 선택적 광 감쇠를 부여하는 방법.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 쉐이딩 요소들의 어레이의 하나의 또는 복수의 특징은 상기 쉐이딩 요소들의 어레이에 걸쳐 국부적으로 변하는, 포토마스크에 방향 선택적 광 감쇠를 부여하는 방법.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 쉐이딩 요소들의 어레이의 상기 하나의 또는 복수의 특징은 픽셀 사이즈, 형상, 픽셀 배향, 상기 어레이의 픽셀 밀도 및 상기 어레이에서의 쉐이딩 요소들의 배열로 구성되는 특징의 그룹으로부터 선택되는, 포토마스크에 방향 선택적 광 감쇠를 부여하는 방법.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 쉐이딩 요소들의 어레이는 쉐이딩 요소들의 적어도 2개의 시프트된 실질적으로 평행한 2차원 대형(formation)을 포함하는, 포토마스크에 방향 선택적 광 감쇠를 부여하는 방법.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 쉐이딩 요소들의 상기 적어도 2개의 시프트된 실질적으로 평행한 2차원 대형은 쉐이딩 요소들의 3개의 2차원 대형을 포함하는, 포토마스크에 방향 선택적 광 감쇠를 부여하는 방법.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 쉐이딩 요소들의 상기 3개의 2차원 대형은 쉐이딩 요소들의 2개의 외부 2차원 대형 및 외부 대형들 사이의 쉐이딩 요소들의 제 3의 2차원 대형을 포함하며, 상기 2개의 외부 대형은 실질적으로 정렬되되, 상기 제 3의 대형은 2개의 외부 대형에 관한 시프터(shifter)인, 포토마스크에 방향 선택적 광 감쇠를 부여하는 방법.
  10. 청구항 7에 있어서, 상기 쉐이딩 요소의 상기 적어도 2개의 시프트된 실질적으로 평행한 2차원 대형은 서로에 관하여 시프트되는, 포토마스크에 방향 선택적 광 감쇠를 부여하는 방법.
  11. 청구항 7에 있어서, 상기 2차원 대형의 쉐이딩 요소들은 실질적으로 비대칭인, 포토마스크에 방향 선택적 광 감쇠를 부여하는 방법.
  12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서, 상기 쉐이딩 요소들의 어레이의 쉐이딩 요소들의 일부 또는 전부는 상기 기판상의 패터닝된 코팅 층으로부터 40 미크론 내지 100 미크론 내에 위치되는, 포토마스크에 방향 선택적 광 감쇠를 부여하는 방법.
  13. 포토마스크에 방향 선택적 광 감쇠를 부여하는 장치로서,
    레이저 원;
    빔 전달 시스템 및 포커싱 광학 소자(focusing optics); 및
    제어 유닛을 포함하고, 상기 제어 유닛은:
    상기 레이저 원, 빔 전달 시스템 및 포커싱 광학 소자를 사용하여, 상기 포토마스크의 기판 내에 쉐이딩 요소들의 어레이를 기입하도록 구성되고, 상기 쉐이딩 요소들의 어레이는, 광선의 입사 방향에 따라 상이한 감쇠 레벨로 광선을 감쇠시키도록 구성되는, 포토마스크에 방향 선택적 광 감쇠를 부여하는 장치.
  14. 청구항 13에 있어서, 상이한 방향은 상이한 방위각 방향을 포함하는, 포토마스크에 방향 선택적 광 감쇠를 부여하는 장치.
  15. 청구항 13에 있어서, 상이한 방향은 상이한 입사각을 포함하는, 포토마스크에 방향 선택적 광 감쇠를 부여하는 장치.
  16. 청구항 13 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서, 상기 쉐이딩 요소들의 어레이는 상이한 방향의 광선에 대해 상이한 산란 단면을 제공하도록 설계되는, 포토마스크에 방향 선택적 광 감쇠를 부여하는 장치.
  17. 청구항 13 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 있어서, 상기 쉐이딩 요소들의 어레이의 하나의 또는 복수의 특징은 상기 쉐이딩 요소들의 어레이에 걸쳐 국부적으로 변하는, 포토마스크에 방향 선택적 광 감쇠를 부여하는 장치.
  18. 청구항 17에 있어서, 상기 쉐이딩 요소들의 어레이의 상기 하나의 또는 복수의 특징은 픽셀 사이즈, 형상, 픽셀 배향, 상기 어레이의 픽셀 밀도 및 상기 어레이에서의 쉐이딩 요소들의 배열로 구성되는 특징의 그룹으로부터 선택되는, 포토마스크에 방향 선택적 광 감쇠를 부여하는 장치.
  19. 청구항 13 내지 청구항 18 중 어느 한 항에 있어서, 상기 쉐이딩 요소들의 어레이는 쉐이딩 요소들의 적어도 2개의 시프트된 실질적으로 평행한 2차원 대형을 포함하는, 포토마스크에 방향 선택적 광 감쇠를 부여하는 장치.
  20. 청구항 19에 있어서, 상기 쉐이딩 요소들의 상기 적어도 2개의 시프트된 실질적으로 평행한 2차원 대형은 쉐이딩 요소들의 3개의 2차원 대형을 포함하는, 포토마스크에 방향 선택적 광 감쇠를 부여하는 장치.
  21. 청구항 20에 있어서, 상기 쉐이딩 요소들의 상기 3개의 2차원 대형은 쉐이딩 요소들의 2개의 외부 2차원 대형 및 외부 대형들 사이의 쉐이딩 요소들의 제 3의 2차원 대형을 포함하며, 상기 2개의 외부 대형은 실질적으로 정렬되되, 상기 제 3의 대형은 2개의 외부 대형에 관한 시프터인, 포토마스크에 방향 선택적 광 감쇠를 부여하는 장치.
  22. 청구항 19 내지 청구항 21 중 어느 한 항에 있어서, 상기 쉐이딩 요소들의 상기 적어도 2개의 시프트된 실질적으로 평행한 2차원 대형은 서로에 관하여 시프트되는, 포토마스크에 방향 선택적 광 감쇠를 부여하는 장치.
  23. 청구항 21에 있어서, 상기 2차원 대형의 쉐이딩 요소들은 실질적으로 비대칭인, 포토마스크에 방향 선택적 광 감쇠를 부여하는 장치.
  24. 청구항 13 내지 청구항 23 중 어느 한 항에 있어서, 상기 쉐이딩 요소들의 어레이의 쉐이딩 요소들의 일부 또는 전부는 상기 기판상의 패터닝된 코팅 층으로부터 40 미크론 내지 100 미크론 내에 위치되는, 포토마스크에 방향 선택적 광 감쇠를 부여하는 장치.
  25. 투명 기판 - 내부에 쉐이딩 요소들의 어레이를 가짐 - 을 포함하는 포토마스크로서, 상기 쉐이딩 요소들의 어레이는, 상기 광선의 입사 방향에 따라, 상이한 감쇠 레벨로 광선을 선택적으로 감쇠시키도록 구성되는, 포토마스크.
  26. 청구항 25에 있어서, 상이한 방향은 상이한 방위각 방향을 포함하는, 포토마스크.
  27. 청구항 27에 있어서, 상이한 방향은 상이한 입사각을 포함하는, 포토마스크.
  28. 청구항 25 내지 청구항 27 중 어느 한 항에 있어서, 상기 쉐이딩 요소들의 어레이의 미리 결정된 배열은 상이한 방향의 광선에 대해 상이한 산란 단면을 제공하도록 설계되는, 포토마스크.
  29. 청구항 25 내지 청구항 28 중 어느 한 항에 있어서, 상기 쉐이딩 요소들의 어레이의 하나의 또는 복수의 특징은 상기 쉐이딩 요소들의 어레이에 걸쳐 국부적으로 변하는, 포토마스크.
  30. 청구항 29에 있어서, 상기 쉐이딩 요소들의 어레이의 상기 하나의 또는 복수의 특징은 픽셀 사이즈, 형상, 픽셀 배향, 상기 어레이의 픽셀 밀도 및 상기 어레이에서의 쉐이딩 요소들의 배열로 구성되는 특징의 그룹으로부터 선택되는, 포토마스크.
  31. 청구항 25 내지 청구항 30 중 어느 한 항에 있어서, 상기 쉐이딩 요소들의 어레이는 쉐이딩 요소들의 적어도 2개의 시프트된 실질적으로 평행한 2차원 대형을 포함하는, 포토마스크.
  32. 청구항 31에 있어서, 상기 쉐이딩 요소들의 상기 적어도 2개의 시프트된 실질적으로 평행한 2차원 대형은 쉐이딩 요소들의 3개의 2차원 대형을 포함하는, 포토마스크.
  33. 청구항 32에 있어서, 상기 쉐이딩 요소들의 상기 3개의 2차원 대형은 쉐이딩 요소들의 2개의 외부 2차원 대형 및 외부 대형들 사이의 쉐이딩 요소들의 제 3의 2차원 대형을 포함하며, 상기 2개의 외부 대형은 실질적으로 정렬되되, 상기 제 3의 대형은 2개의 외부 대형에 관한 시프터인, 포토마스크.
  34. 청구항 31 내지 청구항 33 중 어느 한 항에 있어서, 상기 쉐이딩 요소들의 상기 적어도 2개의 시프트된 실질적으로 평행한 2차원 대형은 서로에 관하여 시프트되는, 포토마스크.
  35. 청구항 31 내지 청구항 34 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2차원 대형의 쉐이딩 요소들은 실질적으로 비대칭인, 포토마스크.
  36. 청구항 25 내지 청구항 35 중 어느 한 항에 있어서, 상기 쉐이딩 요소들의 어레이의 쉐이딩 요소들의 일부 또는 전부는 상기 기판 상의 패터닝된 코팅 층으로부터 40 미크론 내지 100 미크론 내에 위치되는, 포토마스크.
  37. 방향 선택적 광 감쇠기의 제조 방법으로서,
    상이한 입사 방향의 광선에 상이한 감쇠 레벨을 지정하는 단계;
    광선의 입사 방향에 따라, 지정된 상이한 감쇠 레벨로 광선을 감쇠시키도록 쉐이딩 요소들의 어레이를 연산하는 단계; 및
    상기 감쇠기 내에서 쉐이딩 요소들의 어레이를 기입하는 단계를 포함하는, 방향 선택적 광 감쇠기의 제조 방법.
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