NL1030153C2

NL1030153C2 - Toestel voor belichten van een substraat, fotomasker en aangepast belichtingssysteem van het toestel, en werkwijze voor vormen van een patroon op een substraat onder gebruikmaking van het toestel.

Info

Publication number: NL1030153C2
Application number: NL1030153A
Authority: NL
Inventors: Ho-Chul Kim
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2004-10-11
Filing date: 2005-10-10
Publication date: 2007-04-20
Also published as: TWI282484B; CN101634813A; US20060083996A1; KR20060031999A; JP4955248B2; KR100614651B1; CN1760755A; TW200628971A; JP2006113583A; NL1030153A1; DE102005048380B4; DE102005048380A1; US20090180182A1; CN101634813B

Description

t «

Korte aanduiding: Toestel voor belichten van een substraat, fotomasker en aangepast belichtingssysteem van het toestel, en werkwijze voor vormen van een patroon op een substraat onder gebruikmaking van het toestel.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een belichtingstoestel van fotolithografische apparatuur die wordt gebruikt bij het vervaardigen van een halfgeleiderinrichting of dergelijke. Meer in het bijzonder heeft de onderhavige uitvinding 5 betrekking op een fotomasker en een verlichtingssysteem van het belichtingstoestel.

Het vervaardigen van een geïntegreerde schakeling van een halfgeleiderinrichting omvat een fotolithografieprocédé waarbij een patroon van een fotomasker wordt overgeschreven naar fotogevoelige % 10 laklaag op een wafel (Eng.: wafer fotoresist, WPR), dat wil zeggen een laag van fotogevoelige lak die een wafer bekleedt. Meer in het bijzonder wordt het fotomasker verlicht onder gebruikmaking van een lichtbron en een verlichtingssysteem om een beeld van het patroon van het fotomasker op te nemen. Het patroon van het fotomasker komt 15 overeen met een schakelingpatroon dat dient te worden gevormd op de wafer.

Een schakelingpatroon met lijnen en tussenruimten stelt de schakelingspatronen voor die typisch worden gevormd op een wafer. Een fotomasker ten gebruike in vormen van een dergelijk schakelingpatroon 20 met lijnen en tussenruimten is weergegeven in Figuren 1 en 2. Een lijn/tussenruimtepatroon 18 van het fotomasker 10 van Figuur 1 bestaat uit een patroon van lijnen 14 die evenwijdig aan elkaar in een horizontale richting (de richting van de X-as) lopen en die van elkaar zijn gescheiden door middel van tussenruimten 16. De lijnen 14 25 zijn vervaardigd van chroom en zijn gevormd op een kwartssubstraat 12. Anderszijds bestaat het lijn/tussenruimtepatroon 28 van het fotomasker 10 volgens Figuur 2 uit een patroon van lijnen 24 die evenwijdig aan elkaar lopen in een verticale richting (de richting van de Y-as) en die van elkaar zijn gescheiden door middel van tussenruimten 26. De 30 lijnen 24 zijn vervaardigd van chroom en zijn gevormd op een kwartssubstraat 22.

103 0 1 53 - 2 -

Het licht dat wordt gebruikt om het fotomasker te belichten wordt zodanig op de wafer gericht dat de WPR wordt belicht met het beeld. De WPR wordt ontwikkeld in een procédé dat selectief de belichte of niet-belichte gedeelten van de WPR verwijderd, waarbij er 5 een WPR-patroon wordt gevormd. Het aldus door middel van het fotolithografieprocédé gevormde WPR-patroon wordt gebruikt als een masker voor etsen van een laag materiaal dat onder de WPR is verschaft.

In dit procédé is de lijnbreedte van het WPR-patroon de 10 belangrijkste technische variabele in schatten van de mate waarin de uiteindelijke halfgeleiderinrichting kan worden geïntegreerd. De mate van integratie bepaalt de prijs van de halfgeleiderinrichting.

Derhalve is uiteenlopend onderzoek uitgevoerd naar minimaliseren van de lijnbreedte van het WPR-patroon.

15 In het bijzonder is veel van het onderzoek geconcentreerd rond verhogen van het oplossende vermogen van de optiek van het belichtingstoestel. De vergelijking van Rayleigh (vergelijking 1 hieronder) suggereert manieren om het oplossende vermogen Wmin van de optiek te verbeteren.

20 [Vergelijking 1]

Wmin= Κιλ/ΝΑ waarin K2 een constante is die hoort bij het belichtingsprocédé, λ de golflengte van het licht is dat wordt uitgezonden door de lichtbron 25 van het belichtingstoestel en NA de numerieke apertuur is van de optiek van het belichtingstoestel.

Teneinde een hoog oplossend vermogen in een belichtingsprocédé te verkrijgen is het derhalve noodzakelijk om de golflengte λ van het licht en de contante Kx te minimaliseren, en om de numerieke apertuur ! 30 (NA) te maximaliseren. Inspanningen die gericht waren op minimaliseren van de golflengten van het licht hebben de ArF-laser opgeleverd die licht kan uitzenden met een golflengte van 193 nm, komende vanaf 436 nm wat de golflengte was van licht dat werd uitgezonden door de G-lijn lichtbronnen die in 1982 overheersten in 35 belichtingstoestellen. Een F2-laser die in staat is om licht uit te zenden met een golflengte van 157 nm kan ook naar verwachting vroeger of later worden geïmplementeerd. Verder nog hebben recente verbeteringen in het fotomasker, lenssysteem van het belichtingstoestel, samenstelling van de fotogevoelige lak en 1030153 c , - 3 - besturingen van het belichtingsprocédé de procédéconstante Ki omlaag gebracht tot wel 0,45.

Anderzijds is de NA recentelijk verhoogd tot niet minder dan 0,7 in belichtingstoestellen die gebruikmaken van een ArF-laser (193 5 nm), tot meer dan 0,3 in belichtingstoestellen die gebruikmaken van een G-lijn lichtbron, en tot 0,6 in belichtingstoestellen die gebruikmaken van een KrF-laser (248 nm). Verdere toenamen in de NA worden verwacht wanneer de golflengte van het licht die van de extreme ultraviolet(EUV)-band (13,5 nm) benaderd. Een lichtbron die 10 licht uitzendt met golflengten van 193 nm zal naar verwachting voor lange tijd worden gebruikt in belichtingstoestellen die zogenaamde immersietechniek gebruiken.

In aanvulling daarop moet de defocusseer-vrijheidsgraad (degree of freedom, DOF), voorgesteld door vergelijking 2, hoog zijn 15 indien een zeer klein patroon met een stabiel profiel en een kleine lijnbreedte dient te worden gevormd op een wafer.

[Vergelijking 2] DOF=K2* (Wmin)2/ λ 20

Een aangepast verlichtingssysteem is recentelijk gebruikt om een hoge DOF te verschaffen, die vereist is voor vormen van een stabiel zeer klein patroon met een kleine lijnbreedte. Het aangepaste verlichtingssysteem verzamelt een grote hoeveelheid licht, waarin 25 interferentie is gevormd door middel van het fotomasker, en richt het licht naar de WPR. Derhalve maakt het aangepaste verlichtingssysteem het mogelijk dat meer van de informatie omtrent het schakelingpatroon verschaft door het fotomasker wordt overgebracht naar de WPR.

Bovendien heeft de uniformiteit van de lijnbreedte van het 30 WPR-patroon een beduidend effect op de productieopbrengst; derhalve heeft verminderen van de lijnbreedte van de WPR zonder uniformiteit in de lijnbreedte te handhaven geen voordelen. Dienovereenkomstig zijn uiteenlopende technieken voorgesteld voor verbeteren van de uniformiteit van de lijnbreedte van het WPR-patroon. Echter, zoals 35 bovengenoemd, wordt het WPR-patroon vervaardigd door overschrijven van een patroon van een fotomasker naar de fotogevoelige laklaag. Dienovereenkomstig wordt de vorm van het WPR-patroon beïnvloed door de kenmerken van en vorm van het patroon van het fotomasker. Derhalve moet de lijnbreedte van het patroon van het fotomasker eerst uniform 40 zijn voordat enige techniek die is gericht op verbeteren van de 103 0 1 53 _ 4 - uniformiteit van de lijnbreedte van het WPR-patroon doelmatig kan zi jn.

; Figuur 3 is en stroomdiagram dat typische prodédé's bij de vervaardiging van een fotomasker weergeeft. Onder verwijzing naar 5 Figuur 3 wordt er een schakelingpatroon van een halfgeleiderinrichting ontworpen onder gebruikmaking van een computerprogramma {zoals een CAD of OPUS-programma). Het ontworpen schakelingpatroon wordt opgeslagen in een vooraf bepaald geheugen als elektronische gegevens Dl. Vervolgens wordt er een belichtingsprocédé 10 (S2) uitgevoerd waarbij een elektronenstraal of een laser een vooraf bepaald gedeelte van een fotogevoelige lakfilm bestraalt die ligt over een chroomlaag op een kwartssubstraat. Het gebied dat is bestraald door het belichtingsprocédé (S2) wordt bepaald door belichtingsgegevens D2 die worden onttrokken aan de gegevens Dl van 15 het ontworpen schakelingpatroon. De belichte fotogevoelige laklaag wordt vervolgens ontwikkeld (S3). Het ontwikkelprocédé (S3) verwijdert geselecteerde gedeelten van de fotogevoelige lakfilm, zoals die welke werden bestraald, teneinde daardoor een fotoresistpatroon te vormen. Het fotoresistpatroon legt de 20 onderliggende chroomfilm bloot. De blootgelegde chroomfilm wordt vervolgens droog geëtst onder gebruikmaking van het fotoresistpatroon als een masker teneinde een (chroom)maskerpatroon te vormen dat overeenkomt met het schakelingpatroon en op zijn beurt het kwartssubstraat belicht (S4). Vervolgens wordt het fotoresistpatroon 25 verwijderd waarna het fotomasker voltooid is.

Figuur 4 geeft schematisch een schakelingpatroon 480 met loodrechte lijnen/tussenruimten weer, welk een ander type patroon is dat typisch dient te worden gevormd op een wafer teneinde een hoog geïntegreerde halfgeleiderinrichting te vormen. Het schakelingpatroon 30 480 met loodrechte lijnen/tussenruimten bestaat uit een schakelingpatroon 480a van lijnen/tussenruimten die in een horizontale richting (de richting van de X-as) zijn georiënteerd, alsmede een schakelingpatroon 480b van lijnen/tussenruimten die in een verticale richting (de richting van de Y-as) zijn georiënteerd en 35 dat het patroon 480a van lijnen/tussenruimten snijdt. Elk van de schakelingpatronen 480, 480b van lijnen/tussenruimten bestaat uit een reeks evenwijdige lijnen 470 die van elkaar zijn gescheiden door middel 'van tussenruimten 460.

Twee fotomaskers en belichtingsprocédés zijn vereist om het 40 schakelingpatroon 480 van loodrechte lijnen/tussenruimten te vormen.

103 0 1 53

- 5 - I

De fotomaskers zijn weergegeven in Figuren 5A en 5B. Figuur 5A geeft een eerste fotomasker 50a weer, met inbegrip van een lijn/tussenruimtepatroon 58a dat zich in horizontale richting uitstrekt (de richting van de X-as). Het lijn/tussenruimtepatroon 58a 5 omvat een patroon van lijnen 54a uit chroom die zich evenwijdig aan elkaar uitstrekken op een kwartssubstraat 52a en die zijn gescheiden door middel van tussenruimten 56a. Figuur 5B geeft een tweede fotomasker 50b weer, met inbegrip van een lijn/tussenruimtepatroon 58b dat zich in een verticale richting (de richting van de Y-as) 10 uitstrekt. De lijn/tussenruimteschakeling (het lijn/tussenruimtepatroon: bew.) 58b omvat een patroon van lijnen 54b uit chroom die zich evenwijdig aan elkaar uitstrekken op een kwartssubstraat 52b en die zijn gescheiden door middel van tussenruimten 56b.

15 Allereerst wordt een fotoresist-laag op een wafer (WPR) blootgesteld aan licht dat door het eerste fotomasker 50a wordt gericht via een eerste aangepaste belichtingssysteem in een eerste belichtingsprocédé. Vervolgens wordt de WPR blootgesteld aan licht dat gericht wordt door het tweede fotomasker 50b via een tweede 20 aangepaste belichtingssysteem in een tweede belichtingsprocédé.

Vervolgens wordt de WPR ontwikkeld teneinde een fotoresistpatroon te vormen dat overeenkomt met het schakelingpatroon 480 van loodrechte lijnen/tussenruimten volgens Figuur 4. In dit geval dienen de lichtdoorlatende gebieden van de aangepaste verlichtingssystemen zich 25 te bevinden op verschillende relatieve posities aangezien de lijn/tussenruimtepatronen van het eerste fotomasker 50a en het tweede fotomasker 50b georiënteerd zijn in verschillende richtingen ten opzichte van elkaar. Bijvoorbeeld, zoals getoond in Figuur 6A, wordt een dipool verlichtingssysteem 60a met lichtdoorlatende gebieden 61a 30 die gerangschikt zijn in een verticale richting (de richting van de Y-as) gebruikt om het eerste fotomasker 50a te belichten. Anderzijds, zoals getoond in Figuur 6B, wordt een dipool verlichtingssysteem 60b, met lichtdoorlatende gebieden 61b die zijn gerangschikt in een horizontale richting (de richting van de X-as) gebruikt om het tweede 35 fotomasker 50b te belichten.

De opbrengst van het fotolithografieprocédé wordt derhalve sterk beperkt door de noodzaak om de bovenbeschreven eerste en tweede belichtingsprocédés uit te voeren. In aanvulling daarop treden er onvermijdelijk andere vervaardigingsproblemen op ten gevolge van de 40 vertraging tussen de eerste en tweede belichtingsprocédés en ten 10 3 0 1 53 ! i ‘ ’ - 6 - gevolge van een overlap in de relatieve posities van het eerste fotomasker en het tweede fotomasker, die optreedt tijdens de respectieve belichtingsprocédés.

Een doel van de onderhavige uitvinding is om de 5 bovenbeschreven beperkingen van de stand van de techniek te overwinnen.

Meer in het bijzonder is een doel van de onderhavige uitvinding om een belichtingstoestel en -werkwijze te verschaffen die in staat zijn om te worden gebruikt om een schakelingpatroon met 10 loodrechte lijnen/tussenruimten te vormen door middel van slechts een enkel belichtingsprocédé.

Een ander doel van de onderhavige uitvinding is om een fotomasker te verschaffen dat een scherp beeld van een lijn/tussenruimtepatroon met een kleine kritische dimensie kan 15 overbrengen op een laag fotoresist (fotogevoelige lak).

Nog een ander doel van de onderhavige uitvinding is om een fotomasker te verschaffen dat de vorming van een schakelingpatroon met loodrechte lijnen/tussenruimten door middel van slechts een enkel belichtingsprocédé kan vergemakkelijken.

20 Nog een ander doel van de onderhavige uitvinding is om een aangepast belichtingssysteem te verschaffen dat de overdracht van het beeld van een patroon met loodrechte lijnen/tussenruimten van een fotomasker naar een laag fotoresist kan verbeteren.

Volgens één aspect van de uitvinding is er verschaft een 25 fotomasker omvattende een doorzichtig substraat, een lijnen/tussenruimtenpatroon van ondoorlatend materiaal op het substraat, en een rasterpatroon van ondoorlatend materiaal dat de tussenruimten van het lijnen/ruimtenpatroon inneemt. Het rasterpatroon is een reeks strepen die zich loodrecht op de lijnen 30 van het lijnen/tussenruimtenpatroon uitstrekken, en de strepen hebben een lijnafstand die kleiner is dan die van de golflengte van het belichtingslicht. Dienovereenkomstig werkt het rasterpatroon als een polarisator. Derhalve wordt het beeld van het

lijnen/tussenruimtenpatroon opgenomen door licht dat is gepolariseerd I

35 in een richting evenwijdig aan de lijnen van het lijnen/tussenruimtenpatroon. Bijvoorbeeld, indien het 1 lijnen/tussenruimtenpatroon is georiënteerd in de richting van een X-as, strekken de strepen van het rasterpatroon zich uit in de richting van een Y-as loodrecht op de X-as. De lijnafstand van het 1030153 ' - 7 - rasterpatroon in de richting van de Y-as is kleiner dan de golflengte van het belichtingslicht.

Volgens een ander aspect van de uitvinding is het lijnen/tussenruimtenpatroon een schakelingpatroon met loodrechte 5 lijnen/tussenruimten, met inbegrip van een eerste lijnen/tussenruimtenpatroon dat gericht is in een eerste richting en een tweede lijnen/tussenruimten dat gericht is in een tweede richting loodrecht op de eerste richting. In een dergelijk geval neemt het eerste rasterpatroon de tussenruimten in van het eerste 10 lijnen/tussenruimtenpatroon, en neemt een tweede rasterpatroon de tussenruimten van het tweede lijnen/tussenruimtenpatroon in.

Volgens een ander aspect van de onderhavige uitvinding is er verschaft een samengesteld polarisatiebelichtingssysteem voor belichten van een fotomasker met lijnen/tussenruimtenpatronen die 15 gericht zijn in eerste en tweede richtingen. Het samengestelde polarisatiebelichtingssysteem is een combinatie van een eerste aangepaste belichtingssysteem met een lichtdoorlatend gebied dat is geïmplementeerd als een polarisator die licht polariseert in de eerste richting, en een tweede aangepaste belichtingssysteem met een 20 lichtdoorlatend gebied dat is geïmplementeerd als een polarisator die licht polariseert in de tweede richting. Bij voorkeur staat de tweede richting loodrecht op de eerste richting. Derhalve zal het samengestelde polarisatiebelichtingssysteem het patroon met loodrechte lijnen/tussenruimten van het fotomasker tijdens een 25 belichtingsprocédé belichten op een wijze die geoptimaliseerd is voor de lijnen/tussenruimtenpatronen.

Volgens een ander aspect van de uitvinding kan elk lichtdoorlatend gebied een dipoolvorm hebben, of kan een lichtdoorlatend gebied een dipoolvorm hebben terwijl het andere 30 lichtdoorlatende gebied een ringvormige vorm heeft. Ook kunnen de lichtdoorlatende gebieden overlappen. In dit geval wordt licht dat niet is gepolariseerd uitgezonden vanuit het gebied van overlap van de lichtdoorlatende gebieden.

Volgens nog een ander aspect van de onderhavige uitvinding is 35 er een belichtingssysteem verschaft omvattende een lichtbron, een fotomasker met een substraat dat doorlatend is voor het licht dat wordt uitgezonden door de lichtbron, een eerste lijnen/tussenruimtenpatroon dat is gericht in een eerste richting, en een tweede lijnen/tussenruimtenpatroon dat is gericht in een tweede 40 richting, alsmede een aangepast belichtingssysteem dat verschaft is 103 0 1 53 - 8 - ! tussen de lichtbron en het fotomasker voor belichten van een j geselecteerd gebied van het fotomasker. Het aangepaste belichtingssysteem omvat eerste en tweede polarisatoren die het daarop vallende licht polariseren in de eerste respectievelijk tweede 5 richting. Het fotomasker heeft bij voorkeur tevens een eerste rasterpatroon dat de tussenruimten van het eerste lijnen/tussenruimtenpatroon inneemt, en een tweede rasterpatroon dat de tussenruimten van het tweede lijnen/tussenruimtenpatroon inneemt.

Het eerste rasterpatroon is in de vorm van een reeks strepen die zich |

10 loodrecht op de eerste richting uitstrekken. Op soortgelijke wijze is J

het tweede rasterpatroon in de vorm van een reeks strepen die zich j loodrecht op de tweede richting uitstrekken. Elke reeks strepen heeft j een lijnafstand die kleiner is dan de golflengte van het licht dat j wordt uitgezonden door de lichtbron. ! 15 Volgens de onderhavige uitvinding zoals boven beschreven kan er een schakelingpatroon met multidirectionele lijnen/tussenruimten, zoals een schakelingpatroon met loodrechte lijnen/tussenruimten, worden gevormd onder gebruikmaking van slechts één fotomasker en een enkel belichtingsprocédé.

20 Deze en andere doelen, kenmerken en voordelen van de onderhavige uitvinding zullen beter begrepen worden uit de gedetailleerde beschrijving van de voorkeursuitvoeringsvormen daarvan die nu volgen onder verwijzing naar de bijgaande tekening. In de | tekening: 25 Zijn Figuren 1 en 2 bovenaanzichten van fotomaskers met respectieve schakelingpatronen met lijnen en tussenruimten, ten gebruike bij vormen van zeer kleine schakelingpatronen op een wafer;

Figuur 3 is een stroomdiagram van een procédé uit de stand van de techniek voor vervaardiging van een fotomasker; 30 Figuur 4 is een bovenaanzicht van een schakelingpatroon met loodrechte lijnen/tussenruimten gevormd op een wafer;

Figuren 5A en 5B zijn bovenaanzichten van respectieve fotomaskers die worden gebruikt voor vormen van het schakelingpatroon met loodrechte lijnen/tussenruimten volgens Figuur 4; 35 Figuren 6A en 6B zijn elk een bovenaanzicht van een aangepast dipoolverlichtingssysteem;

Figuur 7A is een bovenaanzicht van een uitvoeringsvorm van een fotomasker volgens de onderhavige uitvinding;

Figuur 7B is een doorsnedeaanzicht van het fotomasker, genomen 40 langs de lijn I-I' van Figuur 7A; 103015? - 9 -

Figuur 8 is een bovenaanzicht van een gedeelte van een andere uitvoeringsvorm van een fotomasker volgens de onderhavige uitvinding, die een patroon met loodrechte lijnen/tussenruimten van het fotomasker weergeeft; 5 Figuur 9 tot en met 11 zijn bovenaanzichten van andere uitvoeringsvormen van fotomaskers volgens de onderhavige uitvinding;

Figuur 12 is een stroomdiagram dat een uitvoeringsvorm weergeeft van een procédé voor het vervaardigen van een fotomasker volgens de onderhavige uitvinding; 10 Figuur 13 geeft schematisch een uitvoeringsvorm weer van een samengesteld aangepast polarisatiebelichtingssysteem volgens de onderhavige uitvinding, ten gebruike bij belichten van een fotomasker dat een schakelingpatroon met loodrechte lijnen/tussenruimten heeft, zoals getoond in figuur 8; 15 Figuur 14 geeft schematisch een andere uitvoeringsvorm weer van een samengesteld aangepast polarisatiebelichtingssysteem volgens de onderhavige uitvinding, ten gebruike bij belichten van een fotomasker dat een schakelingpatroon met loodrechte lijnen/tussenruimten heeft, zoals getoond in figuur 8; 20 Figuur 15 is een schematisch diagram van een belichtingstoestel volgens de onderhavige uitvinding;

Figuur 16A tot en met 15G geven bundels weer die uiteenlopende ruimtelijke profielen hebben;

Figuur 17A is een bovenaanzicht van een hologrampatroon van 25 een bundelvormer volgens de onderhavige uitvinding;

Figuur 17B geeft een ruimtelijke intensiteitverdeling weer van een gedeeltelijke bundel die is gevormd onder gebruikmaking van een bundelvormer met het hologrampatroon dat is weergegeven in Figuur 17A; 30 Figuren 18A tot en met 18C geven een eerste uitvoeringsvorm 1 weer van een polarisatiebesturing volgens de onderhavige uitvinding; en

Figuren 19A en 19B geven een tweede uitvoeringsvorm weer van een polarisatiebesturing volgens de onderhavige uitvinding.

35 Onder verwijzing naar Figuur 7A omvat een fotomasker 70 volgens de onderhavige uitvinding een lijnen/tussenruimtenpatroon 78 dat is gericht in een tweede richting (de richting van de Y-as) en een lijnenpatroon 79 dat is gericht in een eerste richting (de richting van de X-as). De lijnen 74 van het 40 lijnen/tussenruimtenpatroon 78 en het rasterpatroon 79 zijn 103 0 1 53 - 10 - ondoorlatend en zijn gevormd op een doorzichtig kwartssubstraat 72. het lijnen/tussenruimtenpatroon 87 bestaat uit een reeks evenwijdige lijnen 74 die zich uitstrekken in de tweede richting en tussenruimten 76 die zijn gedefinieerd tussen de lijnen 74. Het rasterpatroon 79 5 neemt de tussenruimten 76 in die zijn gedefinieerd tussen de lijnen 74 van het lijnen/tussenruimtenpatroon 78 en bestaat uit strepen die zich loodrecht op de lijnen 74 uitstrekken. De lijnafstand Pi van het lijnen/tussenruimtenpatroon 78 is groter dan de golflengte λ van het licht dat wordt uitgezonden door de lichtbron van het 10 belichtingsgestel waarvoor het fotomasker 70 is ontworpen. De lijnafstand P2 van het rasterpatroon 79 is kleiner dan de golflengte λ van de lichtbron. Derhalve werkt het rasterpatroon 79 als een polarisator voor doorlaten van slechts die componenten van licht die trillen in een richting loodrecht op de richting van het 15 rasterpatroon 79. Met andere woorden, het rasterpatroon 79 laat slechts die componenten van licht door die evenwijdig trillen aan de lijnen 74 van het lijnen/tussenruimtenpatroon 78, zoals in meer detail zal worden beschreven onder verwijzing naar Figuur 7B.

Licht kan worden voorgesteld als de som van twee componenten 20 dit trillen in vlakken die loodrecht op elkaar staan. In het geval van licht dat invalt op het fotomasker zullen de beschouwde componenten een component zijn die trilt in een vlak evenwijdig aan het invalsvlak en een component die trilt in een vlak loodrecht op het invalsvlak. De component die trilt in een vlak evenwijdig aan het 25 invalsvlak zal P-polarisatie (P-mode) worden genoemd en de component die trilt in een vlak loodrecht op het invalsvlak zal S-polarisatie (S-mode) worden genoemd.

i

Verwijzend naar Figuur 7B laat het rasterpatroon 79 slecht de S-polarisatie (de S-mode) door aangezien de lijnafstand P2 van het 30 rasterpatroon 79 kleiner is dan de golflengte λ van het licht 701. Als een gevolg daarvan, en volgens de onderhavige uitvinding, is het mogelijk om het beeld van het lijnen/tussenruimtenpatroon 78 op te pikken met slechts de S-mode van het licht. Derhalve kan een nauwkeurig beeld van het lijnen/tussenruimtenpatroon 78 worden 35 overgeschreven op een wafer.

Figuur 8 geeft een fotomasker weer met inbegrip van een patroon 88 met loodrechte lijnen/tussenruimten volgens de onderhavige uitvinding. Het patroon 88 met loodrechte lijnen/tussenruimten omvat lijnen/tussenruimtenpatronen 88a en 88b die gericht zijn in 40 verschillende richtingen. Meer in het bijzonder is het 1030155 ' - 11 - lijnen/tussenruimtenpatroon 88a gericht in een eerste richting (de richting van de X-as) en het lijnen/tussenruimtenpatroon 88b is gericht in een tweede richting (de richting van de Y-as) loodrecht op de eerste richting. Een eerste rasterpatroon 89a, bestaande uit 5 strepen die zich uitstrekken in de tweede richting (de richting van de Y-as) neemt tussenruimten 86a in tussen de lijnen 84a van het lijnen/tussenruimtenpatroon 88a. Een tweede rasterpatroon 89b, bestaande uit strepen die zich uitstrekken in de eerste richting (de richting van de X-as) neemt tussenruimten 86b in tussen de lijnen 84b 10 van het lijnen/tussenruimtenpatroon 88b.

Het eerste rasterpatroon 89a, dat is gericht in de tweede richting, laat alleen componenten van het licht door die trillen in de eerste richting (gepolariseerd in de richting van de X-as). Het tweede rasterpatroon 89b, dat is gericht in de eerste richting, laat alleen 15 componenten van het licht door die trillen in de tweede richting (gepolariseerd in de richting van de Y-as). Derhalve worden scherpe afbeeldingen van zowel het lijnen/tussenruimtenpatroon 88a als het lijnen/tussenruimtenpatroon 88b opgenomen door de S-mode van het licht. Dienovereenkomstig hoeft er slechts één belichtingsprocédé te 20 worden uitgevoerd volgens de onderhavige uitvinding teneinde hetzelfde effect voort te brengen als dat welk volgens de stand van de techniek slechts kan worden voortgebracht door uitvoeren van twee belichtingsprocédés.

Figuur 9 tot en met 11 geven uiteenlopende fotomaskers weer 25 volgens de onderhavige uitvinding. Onder verwijzing naar Figuur 9 omvat een fotomasker 90 lijnen/tussenruimtenpatronen 98a en 98b die zijn gericht in verschillende richtingen (eerste en tweede richtingen loodrecht op elkaar); echter, de lijnen/tussenruimtenpatronen 98a en 98b zijn van elkaar gescheiden (discreet) in tegenstelling tot het 30 fotomasker van Figuur 8. Onder verwijzing naar Figuur 10 omvat een fotomasker 100 een patroon 108 van loodrechte lijnen/tussenruimten opgebouwd uit lijnen/tussenruimtenpatronen die zijn gericht in eerste I en tweede richtingen die loodrecht op elkaar staan, een discreet lijnen/tussenruimtenpatroon 108a dat is gericht in de eerste richting, 35 en een discreet lijnen/tussenruimtenpatroon 108b dat is gericht in de tweede richting. Onder verwijzing naar Figuur 11 omvat een fotomasker 110 een rechthoekig lijnen/tussenruimtenpatroon 118.

Werkwijzen voor ontwerpen en vervaardigen van de bovengenoemde fotomaskers zullen nu worden beschreven. Als een voorbeeld zal een 40 werkwijze voor ontwerpen en vervaardigen van het fotomasker met het 10 3 0 1 53 - 12 - patroon van loodrechte lijnen en tussenruimten getoond in Figuur 8 worden beschreven onder verwijzing naar Figuren 8 en 12. De werkwijzen voor ontwerpen en vervaardigen van fotomaskers met de andere lijnen/tussenruimtenpatronen zijn soortgelijk aan de werkwijze volgens 5 Figuur 12. Derhalve zullen gedetailleerde beschrijvingen daarvan worden weggelaten.

Onder verwijzing naar Figuur 12 wordt een schakelingpatroon met loodrechte lijnen/tussenruimten van een halfgeleiderinrichting ontworpen onder gebruikmaking van een computerprogramma zoals een CAD 10 of OPUS programma. Het ontworpen schakelingpatroon met loodrechte lijnen/tussenruimten, alsmede gegevens van het belichtingstoestel, bijvoorbeeld de golflengte van het licht dat wordt uitgezonderd door de lichtbron, worden als elektronische gegevens opgeslagen in een geheugeninrichting. Volgens de onderhavige uitvinding worden de 15 elektronische ontwerpgegevens verwerkt teneinde ontwerpgegevens Dl van een fotomasker te vormen. De ontwerpgegevens Dl omvatten eerste gegevens die het lijnen/tussenruimtenpatroon 88a voorstellen, tweede ontwerpgegevens die het lijnen/tussenruimtenpatroon 88b voorstellen, derde ontwerpgegevens die het eerste rasterpatroon 89a voorstellen dat 20 de tussenruimten 86a gedefinieerd tussen de lijnen 84a van het lijnen/tussenruimtenpatroon 88a innemen, en vierde ontwerpgegevens die het tweede rasterpatroon 89b voorstellen, dat de tussenruimten 86b die zijn gedefinieerd tussen de lijnen 84b van het lijnen/tussenruimtenpatroon 84b (89b: bew.) innemen.

25 Vervolgens wordt er een belichtingsprocédé S2 uitgevoerd. In het belichtingsprocédé S2 wordt een vooraf bepaald gebied van een fotoresistlaag die is aangebracht op een kwartssubstraat belicht met een elektronenbundel. Het gebied dat wordt bestraald in het belichtingsprocédé S2 wordt bepaald door middel van 30 belichtingsgegevens D2 die worden onttrokken aan de ontwerpgegevens Dl. De belichte fotoresistlaag ondergaat vervolgens een ontwikkelprocédé S3 teneinde een fotoresistpatroon te vormen dat een chroomlaag belicht die is verschaft onder de fotoresistlaag.

Vervolgens wordt de belichte chroomlaag droog plasmageëtst (S4) 35 teneinde een chroompatroon te vormen dat het kwartssubstraat belicht.

Het droogetsprocédé S4 wordt uitgevoerd onder gebruikmaking van het fotoresistpatroon als een etsmasker en het fotoresistpatroon wordt verwijderd na het etsprocédé. Aldus wordt er een patroon met loodrechte lijnen/tussenruimten, met inbegrip van diffractiepatronen 40 die werken als een polarisator, gevormd.

i 103 0 1 53 - 13 -

Vervolgens wordt een dergelijk lijnen/tussenruimtenpatroon belicht onder gebruikmaking van een aangepast belichtingssysteem, zodanig dat een beeld van het lijnen/tussenruimtenpatroon wordt overgeschreven naar een fotoresistlaag op een wafer (WPR).

5 Hierna zal een dergelijk aangepast belichtingssysteem volgens de onderhavige uitvinding worden beschreven. Het aangepaste belichtingssysteem wordt géoptimaliseerd voor het lijnen/tussenruimtenpatroon van het fotomasker. Bijvoorbeeld, wanneer het fotomasker een lijnen/tussenruimtenschakelingpatroon heeft dat is 10 gericht in een eerste richting (de richting van de X-as), wordt er een aangepast dipool belichtingssysteem gebruikt waarin twee lichtdoorlatende gebieden van het systeem zijn opgesteld in de eerste richting (de richting van de X-as) en die zijn geïmplementeerd als polarisatoren die licht doorlaten dat is gepolariseerd in de eerste 15 richting. Op soortgelijke wijze wordt er, wanneer het fotomasker een lijnen/tussenruimtenpatroon heeft dat is gericht in een tweede richting (de richting van de Y-as), een aangepast dipool belichtingssysteem gebruikt waarin twee lichtdoorlatende gebieden van het systeem zijn opgesteld in de tweede richting (de richting van de 20 Y-as) en die zijn geïmplementeerd als polarisatoren die licht doorlaten dat is gepolariseerd in de tweede richting.

Anderzijds, wanneer het fotomasker lijnen/tussenruimtenpatronen heeft die loodrecht ten opzichte van elkaar zijn gericht, kunnen een aangepast ringvormig belichtingssysteem en een aangepast dipool 25 belichtingssysteem worden gebruikt. In dit geval is het ringvormige lichtdoorlatende gebied van het aangepaste ringvormige belichtingssysteem geïmplementeerd als een polarisator die licht doorlaat dat is gepolariseerd in een eerste van de richtingen, en de twee lichtdoorlatende gebieden van het aangepaste 30 dipoolbelichtingssysteem zijn opgesteld in de eerste richting op tweede richting en zijn geïmplementeerd als polarisatoren die licht doorlaten dat is gepolariseerd in de tweede richting. De gebieden waar de lichtdoorlatende gebieden van de aangepaste ringvormige en dipoolbelichtingssystemen overlappen laten bij voorkeur licht door dan 35 niet gepolariseerd is. Alternatief kan er een aangepast een quadrupool belichtingssysteem worden gebruikt. In dit geval zijn er twee lichtdoorlatende gebieden opgesteld in de eerste richting en zijn deze geïmplementeerd als polarisatoren die licht doorlaten dat is gepolariseerd in de eerste richting, alsmede twee lichtdoorlatende 40 gebieden opgesteld in de tweede richting en die zijn geïmplementeerd 1030153 - 14 - als polarisatoren die licht doorlaten dat is gepolariseerd in de tweede richting. Deze belichtingssystemen kunnen worden verwezenlijkt in de vorm van samengestelde polarisatiebelichtingssystemen.

Dergelijke samengestelde polarisatiebelichtingssystemen volgens de 5 onderhavige uitvinding zullen nu in meer detail worden beschreven.

Onder verwijzing naar Figuur 13 bestaat een samengesteld polarisatiebelichtingssysteem 130 uit een eerste aangepast dipoolbelichtingssysteem 130a met twee lichtdoorlatende gebieden 132a_l en 132a_2, opgesteld in de eerste richting (de richting van de 10 X-as) in een afschermend (ondoorlatend) gebied 134a, alsmede een tweede aangepast dipoolbelichtingssysteem 130b met twee lichtdoorlatende gebieden 130b_l en 130b_2, opgesteld in de tweede richting (de richting van de Y-as) in een afschermend (ondoorlatend) gebied 134b. In Figuur 13 duid verwijzingscijfer 134 het resulterende 15 afschermende (ondoorlatende) gebied aan.

De lichtdoorlatende gebieden 132a_l en 132a_2 van het eerste aangepaste dipoolbelichtingssysteem 130a zijn geïmplementeerd als polarisatoren die licht doorlaten dat is gepolariseerd in de eerste richting (de richting van de X-as). Anderzijds zijn de 20 lichtdoorlatende gebieden 132b_l en 132b_2 van het tweede aangepaste dipoolbelichtingssysteem 130b geïmplementeerd als polarisatoren die licht doorlaten dat is gepolariseerd in de tweede richting (de richting van de Y-as) . Wanneer het fotomasker volgens Figuur 8 wordt verlicht door licht dat wordt doorgelaten door het samengestelde 25 polarisatiebelichtingssysteem 130 wordt derhalve licht dat is gepolariseerd in de eerste richting, dat wil zeggen de component van licht die door de lichtdoorlatende gebieden 132a_l en 132a_2 gaat, geblokkeerd door het tweede rasterpatroon 89b van het fotomasker 80.

De component van het licht die is gepolariseerd in de tweede richting, 30 dat wil zeggen de component van het licht dat door de lichtdoorlatende gebieden 132b_l en 132b_2 gaat, wordt geblokkeerd door het eerste rasterpatroon 89a van het fotomasker 80. De afbeelding van het lijnen/tussenruimtenpatroon 88a wordt derhalve opgenomen door het licht dat door de lichtdoorlatende gebieden 132a_l en 132a_2 gaat en 35 de afbeelding van het lijnen/tussenruimtenpatroon 88b wordt opgenomen door licht dat gaat door de lichtdoorlatende gebieden 132b_l en 132b_2 tijdens een belichtingsprocédé.

Een aangepast quadrupool belichtingssysteem kan worden gebruikt in plaats van twee aangepaste dipoolbelichtingssystemen. Het 40 aangepaste quadrupool belichtingssysteem heeft twee lichtdoorlatende 1030153 - 15 - gebieden die zijn opgesteld in de eerste richting (de richting van de X-as) en twee lichtdoorlatende gebieden die zijn opgesteld in de tweede richting (de richting van de Y-as). De lichtdoorlatende gebieden in de eerste richting zijn geïmplementeerd als polarisatoren 5 die licht doorlaten dat is gepolariseerd in de eerste richting (de richting van de X-as). Anderzijds zijn de lichtdoorlatende gebieden in de tweede richting geïmplementeerd als polarisatoren die licht doorlaten dat is gepolariseerd in de tweede richting (de richting van de Y-as) .

10 Een dergelijk: samengesteld polarisatiebelichtingssysteem 130 kan worden gebruikt voor belichten van een schakelingpatroon met loodrechte lijnen/tussenruimten, dat geen rasterpatronen heeft. In een dergelijk geval kan het licht dat wordt doorgelaten door de lichtdoorlatende gebieden 132b_l en 132b_2, die zijn opgesteld in de 15 tweede richting, de opname van het beeld van het lijnen/tussenruimtenpatroon dat in de eerste richting is gericht beïnvloeden.

Figuur 14 geeft een andere uitvoeringsvorm weer van een aangepast samengesteld polarisatiebelichtingssysteem volgens de 20 onderhavige uitvinding. Het aangepaste samengestelde polarisatiebelichtingssysteem 140 volgens deze uitvoeringsvorm bestaat uit twee aangepaste belichtingssystemen 140a en 140b die zijn geïmplementeerd als polarisatoren die licht doorlaten dat is gepolariseerd in verschillende richtingen. Het eerste aangepaste 25 belichtingssysteem 140a heeft een ringvormig doorlatingsgebied 142a binnen een afschermend (ondoorlatend) gebied 144a. Het ringvormige doorlatingsgebied is geïmplementeerd als een polarisator die licht doorlaat dat is gepolariseerd in de eerste richting (de richting van de X-as). Het tweede aangepaste belichtingssysteem 140b is een 30 aangepast dipoolbelichtingssysteem met twee doorlatende gebieden 142b_l en 142b_2 die zijn opgesteld in de tweede richting (de richting van de Y-as) binnen een afschermend (ondoorlatend) gebied 144b. De doorlatende gebieden 142b_l en 142b_2 zijn geïmplementeerd als polarisatoren die licht doorlaten dat is gepolariseerd in de tweede 35 richting (de richting van de Y-as). Gebieden 146 waarin het lichtdoorlatende gebied 14a en de lichtdoorlatende gebieden 142b_l en * 142b_2 overlappen laten licht door dat niet is gepolariseerd (of licht van de oorspronkelijke lichtbron). De overlappende lichtdoorlatende gebieden 146 laten licht door met een intensiteit die twee keer die is 40 van het licht dat wordt uitgezonden door de oorspronkelijke lichtbron.

10 3 0 1 53 - 16 -

Hoewel de lichtdoorlatende gebieden van het quadrupoolbelichtingssysteem en het dipoolbelichtingssysteem zijn getoond als zijnde cirkelvormig in de figuren, is de onderhavige uitvinding ook daartoe niet beperkt. Daarentegen kunnen de 5 lichtdoorlatende gebieden uiteenlopende vormen hebben.

Figuur 15 geeft een belichtingstoestel 150 weer volgens de onderhavige uitvinding. Het belichtingstoestel 150 omvat een lichtbron 151 voor opwekken van een lichtbundel met een vooraf bepaalde golflengte λ, een condensorlens 153 voor bundelen van de lichtbundel 10 die wordt uitgezonden door de lichtbron 151, een aangepast belichtingssysteem 155, een fotomasker 157 dat een patroon draagt dat overeenkomt met een schakelingpatroon, een verkleinende projectielens 159 voor het fotomasker 157 en een wafertafel 165 waarop een wafer 163 die is bekleed met een laag fotoresist 161 is aangebracht.

15 Het belichtingssysteem 155 is geïmplementeerd als polarisatoren die het licht dat wordt uitgezonden door de lichtbron 151 polariseren in verschillende richtingen. Een werkwijze voor ruimtelijk besturen van de polarisatietoestand van het licht en een systeem daarvoor zullen worden beschreven met betrekking tot Figuren 16A-16G.

20 Het belichtingssysteem 155 omvat een bundelvormer voor omzetten van een bundel die is opgewekt door de lichtbron 151 in een deelbundel L' (horend bij lichtdoorlatende gebieden) met een ruimtelijk profiel, zoals dat welk is geïllustreerd in elk van de Figuren 16A tot en met 16G. Bij voorkeur wordt de bundel in het bovenbeschreven 25 dipoolbelichtingssysteem omgezet in twee gedeelten en wordt in het quadrupoolbelichtingssysteem omgezet in vier gedeelten. Bij voorkeur zet de bundelvormer de lichtbundel met diffractie om in een deelbundel. De bundelvormer kan derhalve een optisch diffractie-element (diffraction optical element, DOE) of een optisch 30 hologramelement (hologram optical element, HOE) omvatten.

Figuur 17A is een bovenaanzicht dat een hologrampatroon weergeeft dat wordt gebruikt door de bundelvormer (bijvoorbeeld de HOE) volgens de onderhavige uitvinding. Het hologrampatroon is voor het vormen van de deelbundel L' met de vorm die is weergegeven in 35 Figuren 16E of Figuur 17B. Zoals weergegeven in Figuur 18A (een vergroting van het gebied 99 van Figuur 17A) omvat het hologrampatroon en de ruimtelijke verdeling van deelgebieden 10b, 10b met verschillende fysische kenmerken. Bijvoorbeeld bestaat het hologrampatroon uit eerste deelgebieden 10a en tweede deelgebieden 10b 40 met verschillende dikten, zoals weergegeven in Figuren 18A en 18B.

103 0 1 53 - 17 -

De dikten van de deelgebieden 10a en 10b worden bepaald door middel van berekenen van de optische kenmerken van die gedeelten van het licht die door de respectieve deelgebieden gaan. Berekeningen van deze soort worden typisch uitgevoerd met een computer onder 5 gebruikmaking van Fourier transformaties. De bundelvormer wordt vervolgens vervaardigd door een substraat 200 te onderwerpen aan fotolithografie/etsprocédés nadat de dikten van de deelgebieden aldus zijn berekend. De berekende dikten worden gebruikt voor bepalen van de diepte tot welke elk van de gebieden van het substraat 200, horende 10 bij de deelgebieden wordt geëtst.

Onder verwijzing aan Figuur 18B hebben de eerste deelgebieden 10a elk een eerste dikte ti en hebben de tweede deelgebieden 10b elk een tweede dikte t2 die groter is dan de eerste dikte ti. Echter kunnen de deelgebieden 10a en 10b meer dan twee verschillende dikten hebben. 15 De bundelvormer vormt een polarisatiebesturing voor omzetten van de invallende lichtbundel in een gepolariseerde deelbundel. Voor dat doel omvat de bundelvormer een polarisatiepatroon 210 op een oppervlak van het substraat 200. Meer in het bijzonder is het polarisatiepatroon 210 een unidirectioneel patroon dat is gevormd op 20 de deelgebieden 10a, 10b. Als een gevolg daarvan is de deelbundel die wordt doorgelaten door de bundelvormer gepolariseerd.

Het polarisatiepatroon 210 kan een reeks strepen omvatten met een hoogte h en een vooraf bepaalde lijnafstand P zoals weergegeven in de Figuren 18B en 18C. De strepen worden bij voorkeur gevormd uit een 25 materiaal met een brekingsindex van ongeveer 1,3 tot 2,5 en een uitdovingindex k van ongeveer 0 tot 0,2. Bijvoorbeeld kunnen de strepen van het polarisatiepatroon 210 bestaan uit een materiaal gekozen uit de groep bestaande uit ArF fotoresist, SiN en SiON.

Figuren 19A en 19B geven een polarisatiebesturing 303 weer 30 volgens de onderhavige uitvinding, voor vormen van een deelbundel met twee gebieden die zijn gepolariseerd in onderling loodrechte richtingen. De polarisatiebesturing 303 kan zijn verwezenlijkt als een combinatie van een eerste virtuele polarisatiebesturing 301 die een eerste gedeelte van een deelbundel kan vormen dat is gepolariseerd in 35 een eerste vooraf bepaalde richting alsmede een tweede virtuele polarisatiebesturing 302 die een tweede gedeelte van een deelbundel kan vormen dat is gepolariseerd in een tweede richting loodrecht op de eerste richting, zoals weergegeven in Figuur 19A. Elk van de eerste en tweede virtuele polarisatiebesturingen 301 en 302 bestaan uit eerste 40 deelgebieden 10a en tweede deelgebieden 10b die dikker zijn dan de 10 3 0 1 53 - 18 - eerste deelgebieden 10a (zoals was weergegeven in Figuur 18B). De eerste en tweede virtuele polarisatiebesturingen 301 en 302 kunnen derhalve op dezelfde wijze worden vervaardigd als de bundelvormer van

Figuren 18A en 18B. De polarisatiebesturing 303 hoeft echter niet te 5 worden vervaardigd uit de virtuele polarisatiebesturingen 301 en 302.

Meer in het bijzonder heeft de polarisatiebesturing 303 meerder deelgebieden 30. Elk van de respectieve deelgebieden 30 van de polarisatiebesturing 303 is een combinatie van de deelgebieden 10a en/of 10b die zich bevinden in de bijbehorende gedeelten van de eerste 10 en tweede virtuele polarisatiebesturingen 301 en 302, zoals weergegeven in Figuur 19Δ.

Zoals bij de bundelvormer volgens Figuur 18A en 18B bepaalt de verdeling van de dikten van de eerste en tweede virtuele polarisatiebesturingen 301 en 302 de profielen van de deelbundels die 15 door de eerste en tweede virtuele polarisatiebesturingen 301 respectievelijk 302 gaan. De richting van de polarisatiepatronen op de eerste en tweede virtuele polarisatiebesturingen 301 en 302 bepaalt de polarisatie van de deelbundels. Derhalve vertonen de gedeelten van de bundels die door de respectieve deelgebieden 30 van de 20 polarisatiebesturing 303 gaan fysische kenmerken (bijvoorbeeld profiel en polarisatie) van de deelbundels die afzonderlijk kunnen worden gevormd door de eerste en tweede virtuele polarisatiebesturingen 301 en 302.

Dat wil zeggen, volgens de uitvoeringsvorm van de onderhavige 25 uitvinding die is weergegeven in Figuur 19A bestaan de deelgebieden 30 van de polarisatiebesturing 303 uit eerste subgebieden 30a en tweede subgebieden 30b. De eerste subgebieden 30a hebben een dikte gelijk aan de dikte van de deelgebieden die zich bevinden in de bijbehorende gedeelten van de eerste virtuele polarisatiebesturing 301 en de tweede 30 subgebieden 30b hebben een dikte gelijk aan de dikte van de deelgebieden die zich bevinden in de bijbehorende gedeelten van de tweede virtuele polarisatiebesturing 302. Als een gevolg daarvan is het profiel van de deelbundel die door de polarisatiebesturing 303 gaat hetzelfde als het profiel dat zou zijn verkregen door combineren 35 van de deelbundels die door de eerste en tweede virtuele polarisatiebesturingen 301 respectievelijk 302 gaan.

Ook omvatten de eerste subgebieden 30a en de tweede subgebieden 30b eerste polarisatiepatronen 210a en tweede polarisatiepatronen 210b die zijn gericht in dezelfde richtingen als de polarisatiepatronen van 40 de deelgebieden 10a en/of 10b, die zich bevinden in de bijbehorende 1030153 - 19 - gedeelten van de eerste en tweede virtuele polarisatiebesturingen 301 en 302. Derhalve hebben de gedeelten van de bundel die door de eerste subgebieden 30a gaan dezelfde polarisatietoestanden als de bundel die door de eerste virtuele polarisatiebesturing 301 gaat, en hebben de 5 gedeelten van de bundel die door de tweede subgebieden 30b gaan dezelfde polarisatie toestanden als de bundel die gaat door de tweede virtuele polarisatiebesturing 302.

De polarisatiebesturing volgens de onderhavige uitvinding kan als volgt worden gegeneraliseerd, zodat een polarisatiebesturing kan 10 worden vervaardigd die voor een ingewikkeld geval kan worden gebruikt. Meer in het bijzonder kan de polarisatiebesturing volgens de onderhavige uitvinding worden geconcipieerd als omvattende n (n^l) deelgebieden 30. Elk van de deelgebieden 30 bestaat uit m (m^l) subgebieden. Aldus bestaat de polarisatiebesturing uit nxm 15 subgebieden.

In dit geval is het aantal subgebieden 30 dat welk vereist is voor vormen van een deelbundel met een gewenst profiel. De subgebieden zullen derhalve uiteenlopende dikten hebben teneinde bundelgedeelten te vormen met verschillende profielen. Volgens de 20 onderhavige uitvinding is de dikte van het k-de (l^k^m) subgebied een parameter die het profiel van het gedeelte van de deelbundel die door het k-de subgebied gaat vastlegt. Volgens de onderhavige uitvinding zijn er tevens polarisatiepatronen die dezelfde polarisatierichting verschaffen verschaft op het j-de subgebied (l^j<m) van het i-de 25 (l^i^m) deelgebied en het j-de subgebied van het k-de (k^i en l^k^n) deelgebied. Derhalve is in elk deelgebied een soortgelijk streeppatroon 210 verschaft.

Zoals boven beschreven is het volgens de onderhavige uitvinding mogelijk om slechts een belichtingsprocédé uit te voeren 30 teneinde hetzelfde effect te verkrijgen dat volgens de stand van de techniek slechts kan worden verkregen door twee belichtingsprocédés uit te voeren. Derhalve wordt de opbrengst van het fotolithografische procédé dramatisch verbeterd door de onderhavige uitvinding toe te passen.

35 Hoewel de onderhavige uitvinding in het bijzonder is getoond en beschreven onder verwijzing naar de voorkeursuitvoeringsvormen daarvan zal het tenslotte door de vakman op het gebied worden begrepen dat uiteenlopende veranderingen in vorm en details daaraan kunnen worden uitgevoerd zonder buiten de ware geest en 1030153 5 - 20 - beschermingsomvang van de uitvinding zoals gedefinieerd door de bijgevoegde conclusies te treden.

! j ί j 1030153

Claims

1. Een fotomasker ten gebruike bij overbrengen van een beeld overeenkomend met dat van een schakelingpatroon indien belicht I met licht met een bepaalde golflengte, waarbij het fotomasker omvat: een substraat dat doorzichtig is met betrekking tot het licht | 5 met de bepaalde golflengte; i ten minste één lijnen/tussenruimtenpatroon dat is verschaft op een oppervlak van het substraat, waarbij het lijnen/tussenruimtenpatroon reeksen lijnen omvat die zich uitstrekken in een richting evenwijdig aan elkaar teneinde tussenruimten 10 daartussen te definiëren, waarbij de lijnen in hoofdzaak ondoorlatend zijn met betrekking tot het licht; en een respectief rasterpatroon dat de tussenruimten inneemt die zijn gedefinieerd tussen de lijnen van elk van de lijnen/tussenruimtenpatronen, waarbij het rasterpatroon wordt gevormd 15 door een reeks strepen die in hoofdzaak ondoorlatend zijn met betrekking tot het licht en zich uitstrekken loodrecht op de richting waarin de lijnen van het lijnen/tussenruimtenpatroon zich uitstrekken, waarbij de strepen van het rasterpatroon een lijnafstand hebben die kleiner is dan de golflengte van het licht. 20

2. Fotomasker volgens conclusie 1, waarbij het ten minste ene lijnen/tussenruimtenpatroon een eerste lijnen/tussenruimtenpatroon omvat omvattende een eerste reeks lijnen die zich evenwijdig aan elkaar uitstrekken in een eerste richting, alsmede een tweede 25 lijnen/tussenruimtenpatroon omvattende een reeks lijnen die zich evenwijdig aan elkaar uitstrekken in een tweede richting loodrecht op de eerste richting.

3. Fotomasker volgens conclusie 2, waarbij de eerste en 30 tweede reeksen lijnen aaneensluitend zijn.

4. Een aangepast samengestelde-polarisatiebelichtingssysteem voor belichten van een fotomasker onder gebruikmaking van licht van een lichtbron, waarbij het belichtingssysteem omvat: een afschermend 35 gebied dat in hoofdzaak ondoorlatend is met betrekking tot het licht, alsmede meerdere lichtdoorlatende gebieden die zijn gedefinieerd binnen het gebied van het afschermende gebied, waarbij de lichtdoorlatende gebieden in hoofdzaak doorlatend zijn met betrekking 1030153 - 22 - tot het licht en polarisatoren omvatten die het daarop invallende licht polariseren in respectieve verschillende richtingen, waarbij de lichtdoorlatende gebieden overlappen, en het gebied van overlap van de lichtdoorlatende gebieden invallend licht doorlaat dat niet is 5 gepolariseerd.

5. Aangepast samengestelde-polarisatiebelichtingssysteem volgens conclusie 4, waarbij de polarisatoren licht dat invalt op de doorlatingsgebieden polariseren in richtingen die loodrecht op elkaar 10 staan.

6. Aangepast samengestelde-polarisatiebelichtingssysteem volgens een van de conclusies 4 of 5, waarbij de lichtdoorlatende gebieden elkaar overlappen, en het gebied van overlap van de 15 lichtdoorlatende gebieden invallend licht doorlaten dat niet is gepolariseerd.

7. Aangepast samengestelde-polarisatiebelichtingssysteem volgens een van de conclusies 4-6, waarbij de lichtdoorlatende 20 gebieden een eerste stel openingen in het gebied van het afschermende gebied die in een eerste richting op een afstand van elkaar liggen omvatten, alsmede een tweede stel openingen in het gebied van het afschermende gebied die in een tweede richting op een afstand van elkaar liggen, waarbij de polarisatoren de respectieve stellen 25 openingen innemen.

8. Aangepast samengestelde-polarisatiebelichtingssysteem volgens conclusie 7, waarbij de eerste en tweede richtingen loodrecht op elkaar staan en waarbij de polarisator die het eerste stel 30 openingen inneemt het daarop vallende licht polariseert in de eerste richting, en de polarisator die het tweede stel openingen inneemt het daarop vallende licht polariseert in de tweede richting.

9. Aangepast samengestelde-polarisatiebelichtingssysteem 35 volgens een van de conclusies 4-8, waarbij de lichtdoorlatende gebieden een eerste ringvormige opening in het gebied van het afschermende gebied omvatten, alsmede een stel openingen in het gebied van het afschermende gebied die in een eerste richting op een afstand van elkaar liggen, waarbij de polarisatoren de ringvormige opening 40 respectievelijk het stel openingen innemen. - 23 -

10. Aangepast samengestelde-polarisatiebelichtingssysteem j volgens conclusie 9, waarbij de eerste en tweede richtingen loodrecht op elkaar staan, en de polarisator die het stel openingen inneemt het 5 daarop vallende licht polariseert in de eerste richting, en de polarisator die de ringvormige opening inneemt het daarop vallende licht polariseert in een tweede richting loodrecht op de eerste richting.

11. Aangepast samengestelde-polarisatiebelichtingssysteem volgens conclusie 9 of 10, waarbij elk van de openingen van het eerste stel openingen de ringvormige opening overlapt in het gebied van het afschermende gebied, en het gebied van overlap invallend licht doorlaat dat niet is gepolariseerd. 15

12. Belichtingstoestel omvattende: een lichtbron die licht met een bepaalde golflengte uitzendt; een fotomasker dat in het belichtingstoestel is geplaatst, zodanig dat licht dat wordt uitgezonden door de lichtbron daarop 20 invalt, waarbij het fotomasker een substraat omvat dat doorlatend is met betrekking tot het licht dat wordt uitgezonden door de lichtbron, een eerste lijnen/tussenruimtenpatroon omvattende een eerste reeks lijnen die zich evenwijdig aan elkaar uitstrekken in een eerste richting teneinde daartussen tussenruimten te definiëren, een tweede 25 lijnen/tussenruimtenpatroon omvattende een tweede reeks lijnen die zich evenwijdig aan elkaar uitstrekken in een tweede richting teneinde tussenruimten daartussen te definiëren, waarbij de lijnen van het eerste en tweede lijnen/tussenruimtenpatroon in hoofdzaak ondoorlatend zijn met betrekking tot het licht dat wordt uitgezonden door de 30 lichtbron; en een aangepast belichtingssysteem dat in het belichtingstoestel tussen de lichtbron en het fotomasker is geplaatst teneinde een gebied van het fotomasker te belichten met het licht dat wordt uitgezonden door de lichtbron, waarbij het aangepaste belichtingssysteem eerste en 35 tweede polarisatoren omvat die het daarop vallende licht in de eerste respectievelijk tweede richting polariseren; waarbij het aangepaste belichtingssysteem een aangepast samengestelde-polarisatiebelichtingssysteem omvat met een afschermend gebied dat in hoofdzaak ondoorlatend is met betrekking tot het licht, 40 alsmede meerdere lichtdoorlatende gebieden die zijn gedefinieerd - 24 - binnen het gebied van het afschermende gebied, waarbij de lichtdoorlatende gebieden in hoofdzaak doorlatend zijn met betrekking tot het licht en eerste en tweede polarisatoren omvatten die het daarop vallende licht polariseren in de eerste respectievelijk tweede 5 richtingen; j i waarbij de lichtdoorlatende gebieden overlappen, en het gebied j van overlap van de lichtdoorlatende gebieden opvallend licht doorlaat ^ dat niet is gepolariseerd. i

13. Belichtingstoestel volgens conclusie 12, waarbij elk van j de lichtdoorlatende gebieden een dipoolvorm heeft.

14. Belichtingstoestel volgens een van de conclusies 12-13, j waarbij een van de lichtdoorlatende gebieden een dipoolvorm heeft en j 15 het andere van de lichtdoorlatende gebieden een ringvormige vorm I heeft.

15. Belichtingstoestel volgens een van de conclusies 12-14, waarbij het fotomasker tevens omvat een eerste rasterpatroon dat de 20 tussenruimten inneemt die zijn gedefinieerd tussen de lijnen van het eerste lijnen/tussenruimtenpatroon, alsmede een tweede rasterpatroon dat de tussenruimten inneemt die zijn gedefinieerd tussen de lijnen van het tweede lijnen/tussenruimtenpatroon, waarbij het eerste rasterpatroon wordt gevormd door een reeks eerste strepen die in 25 hoofdzaak ondoorlatend zijn met betrekking tot het licht en zich loodrecht uitstrekken op de richting waarin de lijnen van het eerste lijnen/tussenruimtenpatroon zich uitstrekken, waarbij de eerste strepen een lijnafstand hebben die kleiner is dan de golflengte van het licht, en waarbij het tweede rasterpatroon wordt gevormd door een 30 reeks tweede strepen die in hoofdzaak ondoorlatend zijn met betrekking tot het licht en zich uitstrekken loodrecht op de richting waarin de lijnen van het tweede lijnen/tussenruimtenpatroon zich uitstrekken, j waarbij de tweede strepen een lijnafstand hebben die kleiner is dan de ! golflengte van het licht. j 35 i

16. Belichtingstoestel volgens conclusie 15, waarbij de lichtdoorlatende gebieden overlappen, en het gebied van overlap van de lichtdoorlatende gebieden invallend licht doorlaat dat niet is gepolariseerd. 40 - 25 -

17. Belichtingstoestel volgens conclusie 15 of 16, waarbij elk van de lichtdoorlatende gebieden een dipoolvorm heeft.

18. Belichtingstoestel volgens conclusie 15 of 16, waarbij 5 een van de lichtdoorlatende gebieden een dipoolvorm heeft en het andere van de lichtdoorlatende gebieden een ringvormige vorm heeft.

19. Belichtingstoestel volgens een van de conclusies 12-18, waarbij de eerste en tweede richtingen loodrecht op elkaar staan. 10

20. Een werkwijze voor vormen van een schakelingpatroon met lijnen/tussenruimten, waarbij de werkwijze omvat: verschaffen van een substraat met een laag fotoresist daarop; voortbrengen van licht met een bepaalde golflengte; 15 richten van het licht op de laag fotoresist door een fotomasker dat een substraat omvat dat doorlatend is met betrekking tot het licht, een eerste lijnen/tussenruimtenpatroon omvattende een eerste reeks lijnen die zich evenwijdig aan elkaar uitstrekken in een eerste richting teneinde daartussen tussenruimten te definiëren, en een 20 tweede lijnen/tussenruimtenpatroon omvattende een tweede reeks lijnen die zich evenwijdig aan elkaar in een tweede richting uitstrekken teneinde tussenruimten daartussen te definiëren, waarbij de eerste en tweede richtingen niet-evenwijdig zijn en de lijnen van het eerste en tweede lijnen/tussenruimtenpatroon in hoofdzaak ondoorlatend zijn met 25 betrekking tot het licht dat wordt uitgezonden door de lichtbron, waardoor het beeld van de lijnen/tussenruimtenpatronen van het fotomasker wordt opgenomen door het licht en overgeschreven op de laag fotoresist; polariseren van het licht in de eerste en tweede richtingen 30 voordat het licht wordt doorgelaten vanaf het fotomasker; ontwikkelen van de belichte laag fotoresist teneinde daardoor een fotoresistpatroon te vormen; en etsen van het substraat onder gebruikmaking van het fotoresistpatroon als een masker. 35 1030153