KR100597039B1 - 높은 개구수 시스템을 위한 정적 및 동적 방사상 횡단 전자 편광기 디바이스, 리소그래피 투영장치 및 그 제조방법 - Google Patents

높은 개구수 시스템을 위한 정적 및 동적 방사상 횡단 전자 편광기 디바이스, 리소그래피 투영장치 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

방사상 횡단 전기 편광기(radial transverse electric polarizer)는, 제1굴절률을 갖는 재료의 제1층; 제2굴절률을 갖는 재료의 제2층; 및 방위각으로 주기적으로 이격되어 있고 상기 제1층과 상기 제2층 사이에 배치되는 복수의 세장요소를 포함한다. 상기 복수의 세장요소들은 방사선의 전자기파와 상호작용하여, 방사선의 전자기파의 횡단 전기 편광을 투과시킨다. 편광기 디바이스는 예를 들어, 묘화해상도를 증가시키도록 리소그래피 투영장치에 사용될 수 있다. 디바이스 제조방법은 방사선 빔을 횡단 전기 편광으로 편광시키는 단계를 포함한다.

Description

높은 개구수 시스템을 위한 정적 및 동적 방사상 횡단 전자 편광기 디바이스, 리소그래피 투영장치 및 그 제조방법 {STATIONARY AND DYNAMIC RADIAL TRANSVERSE ELECTRIC POLARIZER DEVICE FOR HIGH NUMERICAL APERTURE SYSTEMS, LITHOGRAPHIC PROJECTION APPARATUS AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 투영장치를 개략적으로 도시하는 도면;
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사상 편광기(radial polarizer)를 개략적으로 예시하는 도면;
도 2b는 도 2a에 도시된 편광기의 일 영역에서 격자를 도시한 확대도;
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방사상 편광기를 가로로 확대한 도면;
도 4는 도 2a 및 도 3에 도시된 실시예에 따른 TE 편광기로부터의 출력 및 우선 편광 방향(preferential polarization direction)을 나타내는 벡터 다이어그램;
도 5는 비교 예시 1에 대한 노광 관용도(exposure latitude) 대 초점심도(depth of focus)의 도면;
도 6은 본 발명의 예시 1에 대한 노광 관용도 대 초점심도의 도면;
도 7은 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 방사상 편광기를 개략적으로 예시 한 도면;
도 8은 본 발명의 방사상 TE 편광기를 활용하는 리소그래피 시스템의 일 실시예를 개략적으로 도시하는 도면;
도 9a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 편광 구성요소 및 흡수재를 갖는 횡단 편광기를 개략적으로 예시하는 도면;
도 9b는 도 9a의 편광기에서 사용되는 편광 구성요소의 일 실시예를 개략적으로 예시하는 도면;
도 9c는 도 9a의 편광기에서 사용되는 편광 구성요소의 또 다른 실시예를 개략적으로 예시하는 도면;
도 10은 본 발명에 따른 디바이스 제조방법을 나타내는 플로우차트; 및
도 11은 본 발명에 따른 편광기의 또 다른 실시예를 개략적으로 예시하는 도면이다.
본 발명은 일반적으로 광학 편광기, 보다 상세하게는 높은 개구수 리소그래피를 위한 편광기에 관한 것이다.
예를 들어, 리소그래피 투영장치는 집적회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 이러한 경우, 상기 패터닝수단은 IC의 개별층에 해당하는 회로패턴을 생성할 수 있으며, 상기 패턴은 한 층의 방사선감응재(레지스트)로 코팅된 기판(실리콘 웨이퍼) 상의 타겟부(예를 들면, 1이상의 다이로 구성되는)에 묘화될 수 있다. 일반적으로 한장의 웨이퍼 즉 기판에는 인접하여 있는 여러 개의 타겟부로 구성된 전체적인 네트워크를 포함하며, 이들 타겟부는 투영시스템을 통하여 한번에 하나씩 연속적으로 조사된다.
여기서 사용되는 "패터닝수단(patterning means)" 이라는 용어는 기판의 타겟부에 생성되어야 할 패턴에 대응하는 패터닝된 단면을 입사하는 방사선빔에 부여하도록 사용될 수 있는 수단을 의미하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 또한 본 명세서에서 "광 밸브(light valve)"라는 용어로도 사용될 수 있다. 일반적으로, 상기 패턴은 집적회로 또는 여타의 디바이스와 같이 타겟부에 생성될 디바이스내의 특정기능층에 해당할 것이다.
이러한 패터닝 수단의 일례로는 마스크가 있다. 마스크의 개념은 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리형, 교번 위상시프트형 및 감쇠 위상시프트형 마스크와 다양한 하이브리드 마스크형식도 포함된다. 방사선빔내에 이러한 마스크가 놓이면, 마스크상의 패턴에 따라 마스크에 입사되는 방사선의 선택적인 투과(투과마스크의 경우) 또는 반사(반사마스크의 경우)가 이루어진다. 마스크의 경우, 상기 지지구조체는 일반적으로 마스크테이블이 될 것이며, 이는 입사되는 투영빔 내의 소정위치에 마스크가 잡혀 있을 수 있게 하며, 필요한 경우에는 마스크가 상기 빔에 대하여 이동될 수 있다.
패터닝 디바이스의 또 다른 일례로는 프로그램가능한 거울 어레이가 있다. 이러한 어레이의 일례는 점탄성제어 층(viscoelastic control layer)과 반사면을 구비한 매트릭스-어드레서블 표면이 있다. 이러한 장치의 기본원리는, (예를 들어) 반사면의 어드레스된 영역(addressed area)에서는 입사광을 회절광으로 반사하는 한편, 어드레스되지 않은 영역에서는 입사광을 비회절광으로 반사하는 것이다. 적절한 필터를 사용하면, 반사된 빔 중에서 상기 비회절광을 필터링하여 회절광만 남게 할 수 있다. 이러한 방식으로 빔은 매트릭스-어드레서블 표면의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다.
프로그래밍가능한 거울 어레이의 대안적인 실시예는 적절히 국부화된 전기장을 가하거나 압전작동수단(piezoelectric actuation mean)을 채용하여 축을 중심으로 각각의 거울이 개별적으로 기울어질 수 있는 작은 거울들의 매트릭스 배치를 채용하는 것이다. 마찬가지로, 상기 거울은 매트릭스 어드레서블이며, 어드레스된 거울은 입사되는 방사선빔을 어드레스되지 않은 거울과는 다른 방향으로 반사한다. 이러한 방식으로, 상기 반사된 빔은 상기 매트릭스 어드레서블 거울의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 이때 요구되는 매트릭스 어스레싱은 적절한 전자수단을 사용하여 수행될 수 있다. 상기에 서술된 두 가지 상황 모두에서, 패터닝수단은 1이상의 프로그래밍가능한 거울배열을 포함할 수 있다. 이러한 거울배열에 관한 더 많은 정보는, 예를 들어 미국특허 US 5,296,891호, US 5,523,193호 및 PCT 특허출원 WO 98/38597호, WO 98/33096호로부터 얻을 수 있으며, 본 명세서에서 인용참조되고 있다. 프로그래밍가능한 거울 어레이의 경우, 상기 지지구조체는 예를 들어, 필요에 따라 고정되거나 움직일 수 있는 프레임 또는 테이블로써 구현될 수 있다.
패터닝 디바이스의 또 다른 일례는 LCD 어레이이다. 이러한 구성의 일례는 미국특허 US 5,229,872호에 개시되어 있다. 상기와 마찬가지로, 이 경우의 상기 지지구조체는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 움직일 수 있는 프레임 또는 테이블로써 구현될 수 있다.
설명을 간단히 하기 위하여, 본 명세서의 나머지 부분 중 어느 곳에서는 그 자체가 마스크 및 마스크테이블을 포함하는 예시적인 용어로서 지칭될 수도 있다. 하지만, 그러한 예시에서 논의된 일반적인 원리는 상술한 바와 같은 패터닝수단의 광의의 개념으로 이해되어야 한다.
현재 통용되는 장치에서, 마스크테이블상의 마스크에 의한 패터닝을 채택하는 데에는, 두 가지 서로 다른 형식의 기계로 구분될 수 있다. 한 가지 형태의 리소그래피 투영장치에서는 타겟부상에 전체 마스크패턴을 한번에 노광함으로써 각 타겟부가 조사되는데, 이러한 장치를 통상 웨이퍼 스테퍼(wafer stepper)라고 한다. 통상, 스텝-앤드-스캔 장치(step-and-scan apparatus)라고 불리워지는 대체장치에서는 투영빔하에서 소정의 기준방향("스캐닝" 방향)으로 마스크 패턴을 점진적으로 스캐닝하는 한편, 이 방향과 같은 방향 또는 반대방향으로 기판을 동기화시켜 스캐닝함으로써 각 타겟부가 조사된다. 일반적으로 투영시스템은 배율인자 Ｍ(일반적으로 <1)을 가지므로 기판테이블이 스캐닝되는 속도 V는 마스크테이블이 스캐닝되는 속도의 인자 Ｍ배가 된다. 여기에 서술된 리소그래피장치와 관련된 보다 많은 정보는, 예를 들어 US 6,046,792호로부터 얻을 수 있다.
리소그래피 투영장치를 사용하는 제조공정에서, (예를 들어, 마스크의) 패턴은 방사선감응재(레지스트)의 층이 최소한의 부분에라도 도포된 기판상에 묘화된다. 이 묘화단계(imaging step)에 앞서, 기판은 전처리(priming), 레지스트도포 및 소프트 베이크와 같은 여러가지 과정을 거칠 수 있다. 노광 후에는, 노광후 베이크(PEB), 현상, 하드 베이크 및 묘화된 배선(imaged feature)의 측정/검사와 같은 또 다른 과정을 거치게 된다. 이러한 일련의 과정은, 예를 들어 IC 디바이스의 개별층을 패터닝하는 기초로서 사용된다. 그런 다음, 이렇게 패터닝된 층은 에칭, 이온주입(도핑), 금속화, 산화, 화학-기계적 폴리싱 등과 같은, 모두가 개별층을 마무르도록 하는 여러 공정을 거친다. 여러 개의 층이 요구된다면, 새로운 층마다 전체공정 또는 그것의 변형된 공정이 반복되어져야만 하고 여러 적층된 층의 오버레이(병치(juxtaposition))가 가능한 한 정확히 실행되어야 할 것이다. 이를 위해, 작은 기준 마크가 웨이퍼상의 1이상의 위치들에 제공됨에 따라 웨이퍼상의 좌표계의 원점을 정의한다. 기판 홀더 위치설정 디바이스(이후, "정렬시스템"이라 함)와 조합한 광학 및 전자 디바이스를 사용함으로써, 이 마크는 기존의 층위에 병치되어야 할 새로운 층을 매시간마다 재위치시킬 수 있고 정렬 기준으로서 사용될 수 있다. 그 결과로, 기판(웨이퍼)상에는 디바이스의 어레이가 존재하게 될 것이다. 이들 디바이스는 다이싱 또는 소잉 등의 기술에 의하여 서로 분리되고, 이들 각각의 디바이스는 캐리어에 장착되고 핀 등에 접속될 수 있다. 이와 같은 공정에 관한 추가 정보는, 예를 들어 "Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing" (3판, Peter van Zant 저, McGraw Hill출판사, 1997년, ISBN 0-07-067250-4)으로부터 얻을 수 있다.
설명을 간단히 하기 위하여, 상기 투영시스템은 이후에 "렌즈"라고 언급될 것이다. 하지만 이 용어는, 예를 들어 굴절광학, 반사광학 및 카타디옵트릭 (catadioptric) 시스템을 포함한 다양한 형태의 투영시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 또한, 상기 방사선시스템은 방사선 투영빔의 지향, 성형 또는 제어하기 위한 임의의 설계방식에 따라 동작하는 구성요소를 포함할 수 있고, 이후의 설명에서는 이러한 구성요소들을 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고 언급할 것이다. 더 나아가, 상기 리소그래피장치는 2이상의 기판테이블(및/또는 2 이상의 마스크테이블)을 구비하는 형태가 될 수도 있다. 이러한 "다수 스테이지" 장치에서는 추가 테이블이 병행으로 사용될 수 있으며, 1이상의 테이블이 노광에서 사용되고 있는 동안 1이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다. 예를 들어 US 특허 제 5,969,441호 및 제 6,262,796호에는 듀얼스테이지 리소그래피장치가 개시되어 있다.
리소그래피 분야의 새로운 툴 및 방법의 발전은 디바이스, 예를 들어 IC상에 패터닝된 묘화된 배선들의 분해능의 향상을 가져왔다. 광학 리소그래피 분야의 툴 및 기술은 개속 개선되어, 50㎚ 미만의 분해능을 가능하게 되었다. 이는 비교적 높은 개구수(NA) 렌즈(0.75 NA보다 큼), 157㎚ 아래의 파장 및 위상 시프트 마스크, 비전통적(non-conventional) 조명 및 진보된 포토레지스트 공정들와 같은 많은 기술들을 이용하여 달성될 수 있다.
서브-파장 분해능에서의 제조 공정들의 성공은, 낮은 변조 이미지 (modulation image)를 프린트하는 능력 또는 허용가능한 리소그래피 수율을 제공하는 레벨까지 이미지 변조를 증가시키는 능력에 달려 있다.
통상적으로, 해당 업계는 프로세스의 분해능 및 초점심도 능력을 평가하기 위해서 레일리 기준(Rayleigh criterion)을 사용하여 왔다. 분해능 및 초점심도(DOF)는 다음과 같은 수식으로 주어진다.
Figure 112004009698213-pat00001
및
Figure 112004009698213-pat00002
여기서, λ는 조명 소스의 파장이고, k1 및 k2는 특정한 리소그래피 공정에 대한 상수이다.
그러므로, 특정 파장에서, 보다 높은 NA 툴의 사용하여 분해능이 증가되면, 초점심도는 감소될 수 있다. 높은 NA에서의 DOF의 손실은 잘 알려져 있다. 하지만, 높은 NA 부분 간섭성 시스템들용 편광 타겟들은 시험되지 않았다. 다음의 수학식에 따르면,
Figure 112004009698213-pat00003
여기서, 포토레지스트와 같은 주어진 필름내의 이미지(I)는 위치(r)의 함수이고 주어진 포커스 위치(Z0)에 대하여 특정하다. 이 수학식은 모든 NA에 대하여 유효하며, 상기 이미지는 모든 편광 상태(i)들의 합이다. J로 정의된 소스 분포에 대하여 적분한다. 괄호안의 푸리에 항은 출구 퓨필에서의 전기장 분포를 나타낸다. 괄호안의 4개의 항은, 각각 레티클 패턴의 스펙트럼(O), 편광 함수(P), 필름 함수(F) 및 퓨필 함수(H)이다.
이 수학식에 따르면, 높은 NA 묘화는 편광 상태 및 박막 구조와 본질적으로(intrinsically) 연계되며, 여기에서 전기장 커플링 및 포토레지스트 필름에 의하여 흡수된 파워는 과감하게(drasically) 변경될 수 있다. 입사 평면에 의하여 흡수된 파워는 상기 필름을 현상하는 데 필요한 노광에 비례한다.
"Optical Lithography into Millennium: Sensitivity to Aberrations, Vibrations and Polarization(Donis G. Flagello 외, 25th Annual International Symposium on Microlithography, SPIE, February 27-March 3, 2002, Santa Clara, CA, USA)"란 제목으로 발행된 논문은, 2개의 직교 편광((횡단 전자 편광(Transverse Electric polarization; TE) 및 횡단 자기 편광(Transverse Magnetic Polarization; TM))이 높은 NA에서 25% 파워 변화까지 광범위하게 발산하는 것을 보여주었다. 묘화 시스템은 다수의 입사각을 포함한다면, 이 효과를 감소시킨다. 하지만, 교번 위상 시프트 마스크(PSM)는 작은 부분 간섭성을 필요로 하는 데, 이는 전체 각도수(number of angles)를 제한하고 이에 따라 유사한 노광 변화들을 생성할 수 있다.
완전히 편광된 상태와 편광되지 않은 상태에서의 임계 치수 차이는 개구수(NA)에 종속한다는 것을 보여주는 시뮬레이션을 통하여 결과들이 얻어졌다. 또한, 상기 결과들은, 교번 위상 시프트 마스크(PSM)로 생성된 조밀한 라인들이 가장 중요한 배선이고, 이는 퓨필 구성이 본질적으로 웨이퍼 레벨에서 2-빔 간섭을 생성한다는 사실에 의하여 설명되며, 이 경우는 편광의 영향을 최대화하는 경향이 있다는 것을 보여주었다. 예를 들어, 0.85(비교적 높음)의 개구수가 선택되고 시스템적인 임계 치수(CD) 오차를 3% 미만으로 제한할 필요가 있는 경우, 잔류 편광(residual polarization)은 10%로 제한된다. 임계 치수(CD)는 라인의 최소폭 또는 디바이스의 제작시에 허용되는 2개의 라인들 사이의 최소 공간이다. 또한, 시뮬레이션 결과들은 퓨필 필링(pupil filling)의 레벨을 나타내고, 부분 간섭성은 편광의 영향을 감소시킬 수 있다. 이는 종래의 조명을 이용하는 배선들에 관한 작은 편광 영향을 보여주었다.
그러므로, 보다 많은 위상 마스크가 사용되고 작은 간섭성 레벨들을 요구하는 묘화 기술이 사용된다면, 렌즈에 대한 보다 새로운 메트롤로지 기술이 요구될 수 있다. 예를 들어, 높은 NA 편광 영향은 리소그래피 툴에서의 조명 편광에 관한 명세를 매우 까다롭게 할 수 있다.
"액 침지(liquid immersion)"이라 불리우는 분해능-향상 기술(RET)의 출현은, 조명 소스(레이저) 또는 마스크 기술의 변화 없이, 157㎚ 광학 리소그래피를 70㎚이하로, 가능하게는 50㎚이하로 되게 하는 것을 약속한다. "Immersion Lithography at 157㎚(M.Switkes 외, J. VAC. Sci. Technology B19(6), Nov.Dec 2001년에 출판됨)"이라는 MIT(Massachusetts Institute of Technology) 논문에 따르면, 액 침지 기술은, 극자외선(EUV) 및 전자 투영 리소그래피(EPL)과 같은 차세대 리소그래피(NGL) 기술에 대한 필요성을 잠재적으로 밀어낼 수 있다. 액 침지 기술은 분해능을 좋게 하는 화학제 및 레지스트를 이용하는 것을 수반한다. 침지 리소그래피는 침지 유체(immersion fluid)의 굴절률까지의 개구수를 갖는 투영 광학 시스템의 분해능을 향상시킬 수 있다. 개구수(NA)는 매질의 지수(n)와 웨이퍼에서 포인트 이미지로 수렴하는 광의 콘(cone)의 절반각도(θ)의 사인을 곱한 것과 같다(NA = n sinθ). 따라서, NA가 지수 n을 증가시킴으로써 증가되는 경우, 분해능이 증가될 수 있다(수학식 참조:
Figure 112004009698213-pat00004
). 하지만, 상술된 바와 같이, 보다 높은 개구수는 리소그래피 툴에서의 조명 편광에 관한 명세를 매우 까다롭게 할 수 있다. 그러므로, 편광은 침지 리소그래피에서 역할이 증대된다.
본 발명의 일 실시형태는, 제1굴절률을 갖는 물질로 된 제1층, 제2굴절률을 갖는 물질로 된 제2층 및 방위각으로(azimuthally) 그리고 주기적으로 이격되며 상기 제1층과 제2층 사이에 놓인 복수의 세장요소(elongated element)들을 포함하는 방사산 횡단 전자 편광기 디바이스를 제공하는 것이다. 상기 복수의 세장요소들은 방사선의 전자기파의 횡단 전기 편광을 투과시키기 위해 방사선의 전가기파와 상호작용한다.
일 실시예에서, 제1굴절률은 제2굴절률과 같다. 또 다른 실시예에서, 복수의 세장요소들은 복수의 갭을 형성한다. 이들 갭은, 예를 들어, 제3굴절률을 갖는 공기 또는 물질을 포함할 수 있다. 또 다른 실시에에서, 세장요소들은 횡단 전기 편광시 방사선의 전자기파를 편광시키도록 선택된 주기를 가지면서 주기적으로 이격되어 있다. 일 실시예에서, 전자기방사선은 자외선일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태는, 제1굴절률을 가지는 기판 물질 및 상기 기판 물질에 결합되고 방위각으로 방위가 잡혀 있으며 제2굴절률을 가지는 복수의 세장 요소들을 포함하는 방사상 횡단 전기 편광기를 제공하는 것이다. 상기 복수의 요소들은, 방사상 횡단 전기 편광기 디바이스가 제1 및 제2편광을 가지는 전자기방사선과 상호작용하여, 제1편광의 모든 방사선을 실질적으로 반사시키고 제2편광의 모든 방사선을 실질적으로 투과시키도록 복수의 갭을 형성하기 위해 주기적으로 이격된다.
본 발명의 일 실시예에서, 제1편광은 횡단 자기 편광(TM)이고 제2편광은 횡단 전기(TE) 편광이다. 복수의 세장요소들은, 예를 들어 알루미늄, 크롬, 은 및 금으로 구성될 수 있다. 기판 물질은, 예를 들어, 쿼츠, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 갈륨비소, 유전 물질 및 그 조합일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 방사상 횡단 전기 편광기는 얇은 층의 흡수재료(absorbing material)를 선택적으로 더 포함한다. 복수의 세장요소들은 전자기방사선의 파장에서 흡수하는 얇은 층의 흡수재료로 코팅된다. 상기 얇은 층의 흡수재료는, 제2편광의 2차 방사선으로 변형될 수 있는 제1편광의 반사된 방사선의 일부가 실질적으로 얇은 층의 흡수재료에 의하여 흡수되도록 선택된다. 이 방식으로, 얇은 층의 흡수재료는 제2편광의 투과된 방사선의 편광 플레어(polarization flare)를 실질적으로 제거할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태는 편광 구성요소 및 상기 편광 구성요소의 뒤쪽에 배치된 흡수재(absorber)를 포함하는 편광기 디바이스를 제공하는 것이다. 편광 구성요소는, 제1 및 제2편광을 포함하는 전자기방사선과 상호작용하여, 제1편광의 모든 방사선을 실질적으로 반사시키고 제2편광의 모든 방사선을 실질적으로 투과시 킨다. 흡수재는 전자기방사선의 파장에서 흡수하는 물질을 포함한다. 상기 물질은 제2편광의 모든 방사선을 실질적으로 흡수한다. 편광기는 반사형 리소그래피 장치에 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 편광 구성요소는 방사각으로 방위가 잡힌 복수의 세장요소들을 포함한다. 상기 복수의 요소들은 복수의 갭을 형성하기 위해 주기적으로 기격되어 있다. 복수의 세장요소들은, 예를 들어 전자기방사선의 파장에서 도전성일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1편광은 횡단 자기 편광이고 제2편광은 횡단 전기 편광이다.
또 다른 실시예에서, 편광 구성요소는 동심적으로 배치되고 주기적으로 이격된 복수의 링을 포함한다. 예시적인 실시예에서, 제1편광은 횡단 전기 편광이고 제2편광은 횡단 자기 편광이다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 리소그래피 투영장치가 제공되고, 상기 장치는, 방사선의 투영빔을 제공하도록 구성되고 배치된 방사선 시스템, 필요한 패턴에 따라 상기 투영빔을 패터닝하도록 구성되고 배치된 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성되고 배치된 지지구조체, 기판을 유지하는 기판테이블, 상기 기판의 타겟부상에 패터닝된 빔을 투영하도록 구성되고 배치된 투영시스템 및 횡단 전기 편광 방향으로 방사선의 빔을 편광시키도록 구성되고 배치된 편광기 디바이스를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서는, 기판을 부분적으로 또는 전체적으로 덮는 방사선감응재층의 타겟부상에 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계; 및 횡단 전기 편광시에 방사선의 빔을 편광시키는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법이 제공된다. 본 발명의 또 다른 실시형태는 상기의 방법을 이용하여 제조된 디바이스를 제공하는 것이다.
본 명세서에서는 IC의 제조에 있어서의 본 발명에 따른 장치의 사용례에 대하여 언급하였으나, 이러한 장치가 다른 여러 가능한 응용례를 가지고 있음이 명백히 이해되어야 할 것이다. 예를 들어, 상기 장치는 집적 광학시스템, 자기영역메모리용 유도 및 검출패턴, 액정표시패널, 박막자기헤드 등의 제조에도 이용될 수 있다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용례와 관련하여, 본 명세서에서 사용되는 "레티클", "웨이퍼" 또는, "다이"와 같은 용어가 각각 "마스크", "기판" 및 "타겟부" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어로 대체되고 있음을 이해할 수 있다.
본 명세서에서, "방사선" 및 "빔"이란 용어는 자외선(예를 들어, 파장이 365, 248, 193, 157 또는 126㎚ 인) 및 EUV(극자외선, 예를 들어 파장이 5 내지 20㎚ 범위인)를 포함한 모든 형태의 전자기방사선 뿐만 아니라 이온빔이나 전자빔과 같은 입자빔까지도 포괄하여 사용된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 현재 바람직한 예시적인 실시예들을 보다 상세히 설명함으로써, 본 발명의 이들 목적 및 그 밖의 목적 및 특징들을 보다 명확히 설명한다.
몇몇 기술들이 편광된 빔을 생성하는 데 사용되었다. 자연 광빔, 즉 편광되지 않은 광을 편광시키는 기술은 기본적으로 4가지이다. 첫번째 기술은 복굴절(birefringent) 또는 2축(biaxial) 물질에 기초한다. 두번째 기술은 "폴라로이드(polaroid)"와 같은 이색성(dichroic) 물질의 사용에 기초한다. 세번째 기술은 박막 기술을 채택하고 브루스터 효과(Brewster's effect)를 이용한다. 네번째 기술은 와이어 그리드(wire grid) 또는 도전성 격자에 기초한다.
광을 편광시키기 위한 복굴절 물질의 사용은 복굴절 편광기들을 생산하는데 있어 알려져 있다. 복굴절 편광기들은 다수의 크리스탈로 만들어지고 또한 소정의 스트레치된 폴리머(stretched polymer)로도 만들어질 수 있다. 복굴절 물질은 다른 방향에 비해 한 방향으로 상이한 광학 지수를 갖는 물질이다. 2개의 방향 사이의 광학 지수의 차이의 정도는 광의 파장에 따라 변한다. 지수의 차이는 다른 선형 편광으로부터 하나의 선형 편광의 빔들을 분리시키는 데 사용된다. 복굴절 편광기의 사용은 비효율적이고, 파장 종속적인 성능을 가지며 높은 시준 광(collimated light)을 필요로 하는 것을 특징으로 들 수 있다. 이러한 이유로, 복굴절 편광기들은 통상적으로 광학 투영시스템에 사용되지 않는다.
이색성 편광기는 하나의 편광을 흡수하고 다른 하나를 투과시키도록 디자인된 편광기이다. 가장 통상적으로 사용되는 이색성 편광기들은, 그 분자를 배향시키도록 스트레치되고 요오드 및/또는 여타의 물질 또는 화학제로 처리된 폴리머 시트(polymeric sheet)로 구성되어 있어, 분자들이 일 방위의 편광을 흡수한다. 스트레치된 폴리머들은 하나의 편광의 모든 세기 및 투과된 편광의 15%이상을 흡수한다. 광이 폴리머 물질내에 화학제 변화를 유도하여 상기 물질이 노랗게 되게 하거나 깨지기 쉽게 되게 하므로, 스트레치된 폴리머 편광기들은 시간에 따라 열화된 다. 또한, 이색성 편광기들은 열과 여타의 환경적인 변화에 민감하다.
지난 10년 동안, 스트레치된 폴리머 시트가 복굴절로 만들어지는 편광기 디바이스를 개발해 왔다. 이들 스트레치된 시트들은 하나의 편광을 반사시키고 다른 것을 통과시킨다. 이 편광기 기술의 한 가지 문제점은 그것의 거의 15의 낮은 흡광비(extinction ratio)이다. 몇몇 적용에는 유용할 지라도, 이 흡광비는 2차 편광기 없이 묘화에 적용하기에는 적합하지 않다. 또한, 이 형태의 편광기는 상술된 환경적인 문제들을 거친다.
박막 편광기 기술은, 유리, 플라스틱 등등과 같은 물질의 표면상에 브루스터 각도(거의 45도)로 입사하는 광빔이 2개의 편광된 빔으로 분리되어 하나는 투과되고 다른 하나는 반사되는 브루스터 효과를 이용한다. 하지만, 박막 편광기 기술은 광 빔 입사의 각도 범위를 제한한다. 허용 각도 범위는 최근의 디바이스에서 작은 각도로 매우 좁게 제한된다. 또한, 박막 편광기 기술은, 입사 광의 파장에 대한 브루스터 각도의 의존성으로 인하여 파장에 의존한다.
편광된 광빔의 적용들이 추구되는 이미지 투영시스템에는, 보다 밝은 빔이 항상 필요하다. 편광된 빔의 휘도(brightness)는 무수한 인자들에 의하여 결정되며, 그 인자들 중 하나는 광원 자체이다. 편광기를 채용하는 시스템에 대한 또 다른 인자는 수용각(angle of acceptance)이다. 좁거나 제한된 수용각을 갖는 편광기는 넓은 수용각을 채용하는 시스템에서만큼 발산 소스로부터의 많은 광을 수용할 수 없다. 큰 수용각을 갖는 편광기는 투영 광학시스템의 설계에 있어서 유연성을 허용한다. 이는, 편광기가 광원과 관련된 좁은 범위의 수용각내에 위치되고 방위가 잡혀질 필요가 없기 때문이다.
편광기의 또 다른 바람직한 특징은 다른 구성요소로부터 편광의 하나의 구성요소를 효과적으로 분리하는 것이다. 이는, 흡광비라 불리며, 바람직하지 않은 편광 구성요소의 빛의 양과 우선 편광 구성요소의 빛의 양의 비이다. 다른 바람직한 특징으로는 편광기의 효율성을 약화시키기 않고 광학 투영시스템에 편광기를 위치시키고 및/또는 빔 등의 배향과 같은 시스템상의 추가적인 제한을 도입시키는 자유를 포함한다.
또다른 편광기술은 도전격자(conductive grating) 또는 와이어 그리드를 활용한다. 와이어 그리드 편광기는 그 길이가 그들의 폭보다 훨씬 크고 도전요소들간의 간격이 입사광선 빔의 가장 높은 주파수의 광선 요소의 파장보다 작은 균등하게 이격되고 평행한 전도체의 평탄한 조립체이다. 이 기술은 수년동안 무선 주파수 도메인과 스펙트럼의 적외선영역에까지 성공적으로 사용되어 왔다. 도전체와 평행한 편광(S 편광)을 지닌 파장은 반사되는 반면, 직교 편광(P 편광)의 파장은 격자를 통해 전달된다. 와이어 그리드 편광기는 주로 레이더, 마이크로웨이브 및 적외선 분야에서 사용된다.
와이어 그리드 편광기 기술은 가시 파장 영역에서의 몇몇 경우를 제외하고 보다 짧은 파장에 대해서는 사용되지 않았다. 예를 들어, 미국특허 제6,288,840호에는, 가시 스펙트럼을 위한 와이어 그리드 편광기가 개시되어 있다. 와이어 그리드 편광기는 유리와 같은 재료내에 매입되고, 재료의 제1층과 제2층 사이에 끼워진 평행하고 세장형의 이격된 요소들의 어레이를 포함한다. 상기 세장요소는 제1층의 굴절지수보다 작은 굴절지수를 제공하는 요소들 사이에 복수의 갭을 형성한다. 요소들의 어레이는 가시 스펙트럼내의 전자기파와 상호작용하도록 구성되어 제1편광의 빛을 대부분 반사시키고 제2편광의 빛의 대부분을 전달한다. 상기 요소들은 0.3미크론보다 작은 주기 및 0.15미크론보다 작은 폭을 갖는다.
미국특허 제5,383,053호에는, 가시 스펙트럼에서의 편광을 위해 와이어 그리드 편광기가 사용되는 또 다른 예가 개시되어 있다. 와이어 그리드 편광기는 종래의 빔 분해기(splitter)에 대한 반사 및 전달 효율을 향상시키기 위하여 가상 이미지 디스플레이에 사용된다. 와이어 그리드 편광기는 온-액시스(on-axis)의 편광된 가상 이미지 디스플레이의 빔 분해(splitting) 요소로서 사용된다. 격자 편광기의 흡광비는, 이미지가 이미 편광되었기 때문에 본 적용례에서는 관심의 대상이 아니며, 본 적용례에 있어서 상대적으로 높은 반사 및 투과의 효율만이 관심의 대상이다.
'Lopez et al., in an article published in Optics Letters, Vol.23, No.20, pp.1627-1629'는 와이어 그리드 기술과 유사한 표면-릴리프(surface relief) 격자 편광의 사용에 대하여 기술하고 있다. Lopez 등은, 수직 입사에서 1/4 웨이브 플레이트 편광기(위상 지체(phase retardance), π/2)로 그리고 40°입사각에서 편광 빔 분해기(PBS)로서의 (He-Ne의 632.8nm로 출력된) 가시 스펙트럼에서의 격자 편광의 사용에 대해 기술하고 있다. 편광기는 0.3미크론 및 50%의 듀티 사이클을 갖는 1차원의 표면-릴리프 격자이다. 격자재료는 용해된 석영 기판상의 2개층의 Si3N4(굴절지수 2.20) 사이에 샌드위치된 단일층의 SiO2(굴절지수 1.457)이다.
하지만, 와이어 그리드 편광기 기술은 극자외선 파장영역, 즉 가시 하한 파장인 400nm보다 짧은 파장영역에서 사용하기 위하여 제안되지는 않았다. 상술된 바와 같이, 극자외선에 대한 편광기의 개발은 리소그래피 투영시스템의 분해능을 향상시키고, 보다 특별하게는 침지 리소그래피 시스템과 같은 큰 NA를 갖는 리소그래피 투영시스템의 분해능을 향상시킨다.
'Ferstl et al., in an article published in SPIE Vol.3879, Sept.1999, pp.138-146'은 편광요소로서 "높은-주파수(high-frequency)"의 격자의 사용에 대해 개시하고 있다. 650nm의 조명파장 보다 작은 배선 크기를 갖는 바이너리 격자는, 연속적인 리액턴스 이온 에칭으로 조합되는 직사(direct) 전자빔 라이팅을 사용하는 기술들을 마이크로스트럭처링하여 석영 유리로 제조된다. 편광빔 분해기에서, 횡단 전자 TE 편광에 대하여 -1차에서는 80%정도의 회절효율이, 횡단 자기 TM 편광에 대하여 0차에서는 90%정도의 회절효율이 얻어진다.
파의 편광 상태는 2개의 파라미터 θ와 φ에 의하여 정의될 수 있으며, 여기서, θ는 TE와 TM의 상대적인 크기를, φ는 상대적인 위상을 정의한다. 입사 파는 다음의 1쌍의 방정식으로 표현할 수 있다:
ATE = cosθ 및 ATM = ejφsinθ
따라서, φ = 0에 대하여, 상기 파는 각도 θ에서 선형으로 편광된다. 원형 편광은 θ = π/4이고 φ = ±π/2일 때 얻어진다. TE 편광된 파는 θ = 0으로 나 타내어진다. TM 파는 θ = π/2로 나타내어진다. 상기 TE 및 TM 편광은 기본적인 편광 구성요소들이다.
편광시스템 및 편광렌즈에 대하여 상세히 들어가기 전에, 그것의 적용례의 배경, 즉 리소그래피 툴 및 방법의 배경에서 편광을 다루는데 신중을 기해야한다.
도 1은 본 발명의 특정 실시예에 따른 리소그래피 투영장치(1)를 개략적으로 도시하고 있다. 상기 장치(1)는, 방사선(예를 들어, EUV방사선)의 투영빔(PB)을 공급하는 방사선시스템(Ex,IL)(이 경우에는 특별히 방사원(LA)도 포함함); 마스크(MA)(예를 들어, 레티클)를 잡아주는 마스크홀더가 마련되어 있고, 투영시스템(PL)에 대하여 마스크를 정확히 위치시키는 제1위치설정수단(PM)에 연결된 제1대물테이블(마스크테이블)(MT); 기판(W)(예를 들어, 레지스트 코팅된 실리콘 웨이퍼)을 잡아주는 기판홀더가 마련되어 있고, 투영시스템(PL)에 대하여 기판을 정확히 위치시키는 제2위치설정수단(PW)에 연결된 제2대물테이블(기판테이블)(WT)을 포함한다. 투영시스템("렌즈")(PL)(예를 들어, 거울 그룹)은 기판(W)의 (예를 들어, 1이상의 다이를 포함하는)타겟부(C)에 마스크(MA)의 조사된 부분을 묘화하도록 구성 및 배열된다.
도시된 바와 같이, 상기 장치는 (투과마스크를 구비한) 투과형이다. 하지만, 일반적으로는, 예를 들어 (반사마스크를 구비한) 반사형일 수도 있다. 대안적으로, 상기 장치는 상술된 바와 같은 형식의 프로그램가능한 거울배열과 같은 그 밖의 다른 종류의 패터닝수단을 채택할 수도 있다.
소스(LA)(예를 들어, 방전 또는 레이서 생성 플라즈마 소스)는 방사선의 빔을 생성한다. 상기 빔은 맞바로 조명시스템(일루미네이터)(IL)에 들어 가거나, 예를 들어 빔 익스펜더(Ex)와 같은 컨디셔닝 수단을 거친 다음에 조명시스템으로 들어간다. 상기 일루미네이터(IL)는 빔내의 세기 분포의 외반경 및/또는 내반경 크기(통상 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)를 설정하는 조정수단(AM)을 포함하여 이루어진다. 또한 이것은 일반적으로 적분기(integrator, IN) 및 콘덴서(CO)와 같은 여타의 다양한 구성요소들을 포함하고 있다. 이러한 방식으로, 마스크(MA)에 도달하는 빔(PB)은 그 단면에 소정의 균일성과 세기 분포를 갖게 된다.
도 1과 관련하여, 상기 방사원(LA)은 리소그패피 투영장치의 하우징내에 놓이지만(흔히 예를 들어, 방사원(LA)이 수은램프인 경우에서 처럼), 그것이 리소그래피 투영장치로부터 멀리 떨어져 있어서 그것이 만들어 낸 방사선빔이 (가령, 적절한 지향 거울에 의해) 장치 내부로 들어오게 할 수도 있다. 후자의 시나리오는 방사원(LA)이 대개 엑시머레이저인 경우이다. 본 발명과 청구 범위는 이들 시나리오를 모두 포함하고 있다.
이후, 상기 빔(PB)은 마스크테이블(MT)상에 잡혀 있는 마스크(MA)를 통과한다. 마스크(MA)를 지난 빔(PB)은 렌즈(PL)를 통과하여 기판(W)의 타겟부(C)위에 상기 빔(PB)을 포커싱한다. 제2위치설정수단(및 간섭계측정수단(IF))에 의하여, 기판테이블(WT)은, 예를 들어 빔(PB)의 경로내에 상이한 타겟부(C)를 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제1위치설정수단은 예를 들어, 마스크 라이브러리로부터 마스크(MA)를 기계적으로 회수한 후에, 또는 스캔하는 동안에, 빔(PB)의 경로에 대하여 마스크(MA)를 정확히 위치시키도록 사용될 수 있다. 일반 적으로 대물테이블(MT, WT)의 이동은, 도 1에 명확히 도시되지는 않았지만, 장행정모듈(long-stroke module)(개략 위치설정) 및 단행정모듈(미세 위치설정)의 도움을 받아 실현될 것이다. 하지만, (스텝-앤드-스캔 장치와는 대조적으로) 웨이퍼스테퍼의 경우에 마스크테이블(MT)이 단행정액추에이터에만 연결되거나 또는 고정될 수도 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크(M1,M2) 및 기판 정렬 마크(P1 ,P2)를 사용하여 정렬될 수도 있다.
도시된 장치는 두가지 상이한 모드로 사용될 수 있다. 스텝 모드에서는, 마스크테이블(MT)은 기본적으로 정지상태로 유지되며, 전체 마스크 이미지는 한번에(즉, 단일 "섬광"으로) 타겟부(C)에 투영된다. 그 후 기판테이블(WT)이 X 및/또는 Y 방향으로 쉬프트되어 다른 타겟부(C)가 빔(PB)에 의하여 조사될 수 있다.
스캔 모드에서는, 소정 타겟부(C)가 단일 "섬광"으로 노광되지 않는 것을 제외하고는 기본적으로 동일한 시나리오가 적용된다. 그 대신에, 마스크테이블(MT)이 v의 속도로 소정 방향(소위 "스캔방향", 예를 들어 Y 방향)으로 이동 가능해서, 투영빔(PB)이 마스크 이미지의 모든 부분을 스캐닝하도록 되고, 이와 함께 기판테이블(WT)은 속도 V=Mv로, 동일한 방향 또는 그 반대 방향으로 동시에 이동하는데, 이 때 M은 렌즈(PL)의 배율(통상 M=1/4 또는 M=1/5)이다. 이러한 방식으로, 분해능을 떨어뜨리지 않고도 비교적 넓은 타겟부(C)가 노광될 수 있다.
현재, 투영 리소그래피에 사용되는 렌즈들은 TE 편광기를 사용하지 않는다. 그들은 선형 편광 또는 원형 편광 중 어느 하나를 갖는다. 본 발명 이전에 사용된 리소그래피 툴의 편광 상태는 선형, 원형 또는 편광되지 않은 것 중 어느 하나였다. 본 발명인들은 분해능을 향상시키고 NA가 1보다 큰 침지 리소그래피에서와 같은 큰 NA 하에 보다 나은 묘화를 실현하기 위하여, 모든 배선 방위에 대하여 TM 편광의 억제를 필요로 한다고 결론지었다. 그렇지 않으면, 실행가능한 묘화를 파괴하기에 충분할 정도로 콘트라스트의 손실이 심하게 될 것이다.
리소그래피 투영에 있어 TM 편광을 제거하고 TE 편광만을 사용하기 위하여, 본 발명인들은 원형 대칭의 렌즈에 방사상의 편광기들을 사용하면 TM 편광 구성요소를 선택적으로 제거할 수 있다는 것을 발견하였다. 방사상 편광기들의 제조는 상술된 와이어 그리드 기술에 대한 것과 유사하다. 이는, 예를 들어 렌즈요소상이나 상기 렌즈요소내에 매입되는 크롬 또는 은과 같은 방사상 주기성 금속 라인, 유전체 또는 다중층의 제조에 의하여 달성된다.
도 2a는 본 발명에 따른 방사상 편광기의 일 실시예에 대한 개략도이다. 방사상 편광기(20)는 방사상 대칭의 패턴으로 배열되는 주기 격자(22)를 갖는다. 격자의 주기는 사용되는 방사선의 특정 파장 및 여타 바람직한 매개변수들에 따라 선택될 수 있다. 본 실시예에서는, 격자들이 기판(24)상에 배치되며, 이는 유리 또는 여타 재료들일 수 있다. 격자(22)는, 전자기 방사선 빔의 파장에서 도전성인 알루미늄, 크롬, 은, 금과 같은 재료 또는 여타 재료일 수 있다. 격자는 또한, 유전체 또는 예를 들어 용융된 쿼츠(fused-quartz) 기판상의 2개층의 Si3N4 사이에 샌드위치된 단일 층의 SiO2(이로 제한되지는 않음)와 같은 다중층 구조체의 조합으로 이루 어질 수 있다. 또한, 격자(22)는 예를 들어 GaAs의 기판으로 이송되는 패턴에 따라 전자 빔을 사용하여 에칭될 수도 있다.
도 2b는 편광기(20)의 영역 26에서의 격자(22)의 확대도이다. 도 2b에 나타낸 바와 같이, 격자(22)는 편광기의 직경을 따라 TE 편광 세기의 균일성을 유지하기 위해 편광효과의 원활한 전이(transition)가 이루어지도록 얽혀있다 (interlace).
도 2a에서 편광기(22)는 디스크 형상을 갖는 것으로 예시되어 있으나, 상기 편광기(22)는 직사각형, 6각형(이들로 제한되는 것은 아님)과 같은 다각형으로 이루어질 수도 있다.
도 3은 방사상 편광기의 또다른 실시예의 확대측면도이다. 방사상 편광기(30)는 제1굴절지수를 갖는 재료(32)로 이루어진 제1층 및 제2굴절지수를 갖는 재료(34)로 이루어진 제2층을 포함한다. 상기 제1층(32)과 제2층(34) 사이에는 방위적으로 그리고 주기적으로 이격된 복수의 세장요소(36)들이 배치된다. 상기 복수의 세장요소(36)들은 횡단 전기 TE 편광을 전달하고 TM 편광을 반사 또는 흡수하기 위한 빛 또는 방사선의 전자기 파와 상호작용한다. 상기 복수의 세장요소(36)들은 예를 들어 이산화 실리콘으로 만들어질 수 있고, 제1층(32) 및/또는 제2층(34)은 또는 방사선의 전자기 빔의 파장에서 유전 재료 또는 예를 들어 석영, 실리콘, 이산화물, 질화 실리콘, 비소화 갈륨 등을 포함하는 여느 재료로 만들어질 수 있다. 선행 실시예와 유사하게, 세장요소(36)들간의 간격 또는 주기는 편광기의 사용의도, 즉 특정 파장에 따라 선택되거나 리소그래피 시스템에서의 여타 파라미터에 따라 선택될 수 있다.
이와 유사하게, 도 3에서는 편광기(30)가 디스크 형상을 갖는 것으로 예시되어 있으나, 상기 편광기(30)는 직사각형, 육각형(이들로 제한되는 것은 아님) 등과 같은 다각형으로 이루어질 수도 있다.
수직에 가까운 입사로 편광기(20,30)상에 입사되는 광은, 투과된 편광 상태의 출력이 편광기(20,30)내의 격자 라인(22,36)의 방향에 수직하도록 바뀐 편광상태를 가진다.
도 4는 우선 편광 방향(41) 및 TE 편광기(20)로부터의 출력을 갖는 벡터 도(40)이다. 퓨필의 에지에서 큰 NA를 갖는 TE 편광에 대한 요구가 더 크기 때문에 편광의 중심을 향해 더 큰 오차 및 결함이 허용될 것이다. 밀집된 라인들(레티클 이미지 라인들)을 통해 조명되는 간섭성 광은 3개 차수의 회절을 생성한다. 42에는 0차 회절의 빛의 빔의 위치가 있고, 44 및 45에는 수직 라인에 대하여 각각 +1차 회절 및 -1차 회절의 위치가 있다. 46 및 47에는 수평 라인에 대하여 각각 +차 회절 및 -1차 회절 위치가 있다. 상기 +1 및 -1차는 웨이퍼에 도달하는 조명에서의 밸리(valley) 및 피크들을 발생시키는 것을 방해한다. TE 편광이 사용되면, 수직 및 수평 라인 모두에 대하여 간섭 패턴이 발생되어 높은 콘트라스트를 가져오고, 따라서 라인들의 양호한 분해능을 형성시킨다.
반면, 선형 편광의 경우에는 수직 및 수평 방향의 라인들 만이 높은 콘트라스트를 갖는 깨끗한 간섭 패턴에 이르게 할 것이다. 여타의 수직 및 수평방향의 라인은 정확하게 편광되지 않고 간섭 패턴을 형성시키기 않기 때문에, 콘트라스트가 다소 떨어진다. 높고 낮은 콘트라스트 이미지들의 조합은 그 결과를 평균냄으로써 전체 패턴에 대해 낮은 선명도(definition) 및 분해능의 묘화를 가져온다. 웨이퍼에서의 간섭의 부재 또는 작은 간섭을 가져오는 구성요소를 제거하기 위하여, 본 발명인들은 방사상의 렌즈에서 어떠한 방위각의 방향으로도 간섭 패턴들이 발생될 수 있도록 하는 TE 편광기를 사용하였다. 이는, 각 구성요소가 2개의 직교하는 선형 편광들의 조합이긴 하나 위치의 함수로서 고정된 방식으로의 공간상 회전(turning)으로서 생각될 수 있는 원형 편광을 갖는 경우가 아니다. 따라서, 원형 편광의 사용은, 웨이퍼 평면에서 원형 편광이 선형 편광으로 바뀌기 때문에 간섭 라인들을 가져오지 않고, 결과적으로 리소그래피 시스템들을 위한 높은 분해능의 묘화에는 적합하지 않으며, 이것의 결점에 대해서는 본 절에서 상술되었다.
침지 리소그래피 시스템, 즉 큰 NA를 갖는 리소그래피 시스템에서, 밀집된 라인들을 묘화하기에 적합한 분해능을 얻기 위해서는 TE 편광기의 사용이 요구될 수 있다. 도 5는 50nm로 밀집된 라인들을 묘화하는 비교대상인 예시 1의 비편광(unpolarized) 침지 리소그래피 시스템에 대한 프로세스 윈도우를 나타낸다. 본 예시에서 사용되는 파장은 193nm이다. 사용되는 침지 유체는 1.437의 굴절지수(NA=1.437)를 갖는 물이다. 공기의 등가 개구수(NA)는 1.29이다. 매칭된 기판상의, 본 예시에서 사용되는 레지스트는 Par710이다. 조명은 σ=0.9/0.7을 갖는 환형이다. 도 5는 비교대상인 예시 1에 대한 초점심도 대 노광 관용도의 플롯이다. 상기 플롯은 0.0의 초점심도에서의 노광 관용도가 사용불가한 레벨인 5.6% 정도라는 것을 나타낸다. 다른 초점심도에서는 노광 관용도가 훨씬 더 감소하여 리소 그래피 시스템에서 비편광 빛을 큰 NA에서 사용할 수 없도록 한다.
도 6은 본 발명의 예시 1에 따른 침지 광학기 및 TE 비편광 빛을 이용하는 50nm로 밀집된 라인들에 대한 프로세스 윈도우를 나타낸다. 본 예시에서 사용되는 파장은 193nm이다. 사용되는 침지 유체는 1.437의 굴절지수(NA=1.437)를 갖는 물이다. 매칭된 기판상의, 본 예시에서 사용되는 레지스트는 Par710이다. 조명은 σ=0.9/0.7을 갖는 환형이다. 도 6는 초점심도에 대한 노광 관용도의 양의 플롯이다. 상기 플롯은 0.0의 초점심도에서의 노광 관용도가 사용불가한 레벨인 9.9% 정도라는 것을 나타낸다. 비교대상인 예시 1과 비교하여 본 발명의 예시 1의 TE 방사상 편광 시스템을 사용하는 경우에 노광 관용도에서 75%의 향상이 얻어진다. 따라서, 본 발명의 TE 편광기의 사용에 의하여 증가 처리된 윈도우가 가능해진다. 다른 초점심도에서는 노광 관용도는 감소하고 초점심도는 증가한다.
도 7은 본 발명에 따른 방사상 편광기의 또 다른 실시예의 개략도이다. 방사상 TE 편광기(70)는 복수의 플레이트 편광기(plate polarizer)들로 구성되어 있다. 방사상 편광기(70)는 선형 편광 우선(linear polarization preference)을 갖는 플레이트 편광기(72)를 커팅함으로써 제조된다. 그 다음, 플레이트 편광기들(72a-h)이 방사상 편광기(70)를 형상하도록 조립된다. 각각의 플레이트 섹터(72a-h)는 선형 편광 벡터 상태(vector state)(74a-h)를 가지기 때문에, 이러한 형식으로 플레이트 섹터들(72a-h)들을 조립함으로써 방사상 편광 구조가 형성되도록 선형 벡터 편광(74a-h)이 회전된다. 하지만, 플레이트 섹터들은 개별 요소들이기 때문에, "연속적인" TE 방사상 편광을 얻기 위해서는 편광기(70)가 플레이트들 사이에서 광학 경로의 차이를 무작위화하고(randomize) 균일성을 확보하도록 회전되는 것이 바람직하다. 상기 편광기의 회전은 필요불가결한 것은 아니어서, 몇몇 경우에는 균일성을 더하고 상기 회전이 어떻게 구현되는지에 따라 회전의 속도가 매우 느리거나 매우 빠르게 선택될 수 있다. 상기 회전을 수행하기 위하여, 편광기(70)는 예를 들어, 공기 베어링상에 장착될 수 있다. 리소그래피 시스템의 적어도 일부가 진공내에 있는 EUV 리소그래피의 경우에는, 대안적으로 장착된 솔루션이 제공된다. 예를 들어, 편광기(70)는 공기 베어링 대신에 자기 베어링 시스템상에 장착될 수 있다. 회전의 속도가 편광의 균일성을 지배한다. 일반적으로, 회전속도는 균일성을 확보하기 위해 플레이트들 사이의 광학 경로의 차이를 무작위화하기에 충분히 커야 한다.
도 8은 본 발명의 방사상 TE 편광기를 활용하는 리소그래피 시스템의 실시예를 개략적으로 나타낸다. 상술된 바와 같이, 리소그래피 시스템(80)은 조명 또는 방사선 시스템 소스(81), 마스크 또는 레티클(82), 투영렌즈(83), 기판 또는 웨이퍼(84) 및 방사상 TE 편광기(20, 30 또는 70)를 포함한다. 본 실시예에서는, 방사상 TE 편광기(20, 30 또는 70)가 퓨필 평면에 최적으로 근접한 투영렌즈의 입구에 위치하는 것으로 나타내어져 있지만, 당업자라면 방사상 편광기(20, 30 또는 70)가, 가령 레티클 또는 마스크(82)와 투영렌즈(83) 사이에서와 같은 투영렌즈의 내외측 어디에나 위치할 수 있다는 것을 이해할 것이다.
방사상 편광기에 대한 최상의 성능은, 상기 편광기가 완벽한 도전 격자(예를 들어, 와이어 격자 또는 세장요소)를 갖는 이상적인 편광기일 때에 달성된다. 상기 상황에서, 방사상 편광기는 하나의 편광의 빛(예를 들어, TM 편광)을 전체적으로 반사시키는 완전 거울로서 기능하거나, 다른 편광을 갖는 빛(예를 들어, TE 편광)에 대해 완전하게 투명하다. 우선 편광(TE 편광)은 투과되지만 바람직하지 않는 편광(TM 편광)은 반사될 것이다.
하지만, 방사상 편광기가 레티클(82)과 투영렌즈(83) 사이에 배치된다면, 예를 들어 바람직하지 않은 편광(TM 편광)을 갖고 반사된 광은 레티클(82)로 되돌아갈 수도 있다. 상기 바람직하지 않는 편광을 갖고 반사된 광은 레티클(82)상에 입사하고 방사상 편광기를 향해 뒤로 반사된다. 이 프로세스에서, 레티클에 의하여 반사된 빛의 일부는 편광의 변화를 겪을 수도 있다. 예를 들어, 레티클(82)에 의하여 반사된 빛의 편광은 빛의 적어도 일부가 TE 편광(우선 편광)으로 변화된다면, TE 편광을 갖는 빛이 통과될 수 있도록 방사상 편광기가 구성되기 때문에 TE 편광을 갖는 빛의 상기 부분(2차 광)이 방사상 편광기에 의하여 투과될 수 있다. TE 편광된 빛의 상기 부분은, 방사상 편광기를 가장 먼저 통과하는 TE 편광을 갖는 빛(1차 TE 편광된 광)보다 세기가 덜하기는 하지만, 방사상 편광기를 통과할 수 있고 결국에는 기판(84)에 도달 할 수도 있다. 이러한 반사 현상은 그 자체가 다양한 방식으로 반복되어 방사상 편광기의 앞뒤 경로에서 편광의 변화를 가져온다. 이는, 2차 TE 편광된 빛이 방사상 편광기를 먼저 거쳐간 TE 편광된 빛(1차 TE 편광된 광)에 더해지기 때문에 플레어의 생성을 야기할 수도 있다. 편광 플레어는 궁극적으로 묘화시 블러(blurr)를 가져오기 때문에 묘화 분해능에 손실을 초래한다.
본 발명인들은, 묘화시의 편광 플레어의 발생 가능성을 최소화하기 위해서 는, 얇은 흡수재 층을 갖는 방사상 편광기의 도전 격자(예를 들어 와이어 그리드)들을 코팅하는 것이 편광기 또는 리소그래피 장치내의 기타 물체들, 예를 들어 레티클(82)로부터의 후방 반사(back reflection)를 줄이는데 도움을 주는 것으로 판정하였다.
일 실시예에서, 얇은 흡수재 층은 도 2a에 예시된 방사상 편광기의 격자(22)상에 최적으로 코팅된다. 격자(22)는, 예를 들어 알루미늄, 크롬, 은, 금 또는 그들의 조합으로부터 만들어진 도전요소들일 수 있다. 상기 얇은 흡수재 층은, 예를 들어 사용되는 방사선의 파장에서 흡수되고 있는 어떠한 재료일 수도 있는데, 예컨대 Al2O3 및 양극 산화된 알루미늄을 들 수 있다. 상기 얇은 흡수재 층은 또한 반사율이 낮은 화합물을 포함할 수 있다. 반사율이 낮은 적절한 화합물로는 독일 Zeiss의 프로세스에 의해 만들어진 BILATAL을 들 수 있다. 반사율이 낮은 여타의 적절한 화합물로는 AlN 및 CrOx(x는 정수임)을 포함한다.
얇은 흡수재 층으로 편광기의 격자(22)를 코팅함으로써, 방사상 편광기로부터 그리고 레티클로부터의 후방 반사(2차 TE 편광)들은 얇은 층에 의해 흡수되는 한편, 1차 TE 편광된 광은 얇은 흡수재 층에 의해 최소로 흡수된다. 이는 후방 반사 광(2차 TE 편광된 광)이 1차 TE 편광된 광보다 덜 강렬하기 때문에, 얇은 흡수재 층에 의해 비교적 쉽게 흡수된다. 흡수재 층의 두께 및/또는 재료는 후방 반사 2차 TE 편광된 광의 소정의 흡광(extinction)을 얻기 위하여 선택되거나 또는 조정될 수 있다.
상기 예시적인 실시예에서는, 방사상 편광기와 레티클 사이에서 발생하는 후방 반사를 흡수하는 것이 언급되었으나, 이는 반사된 편광 경로에 있는 어떠한 물체와 방사상 편광기 사이에서 발생할 수 있는 후방 반사의 경우에도 적용될 수 있음은 자명하다.
방사상 편광기와 연계하여 흡수 매체를 이용하여 원하지 않는 편광을 제거하는 상기 공정은 투과형 리소그래피 툴을 이용하는 묘화 어플리케이션들에 유용하며, 이러한 예시가 도 1에 예시되어 있다. 하지만, 반사형 리소그래피 툴의 경우에는, 원하지 않는 편광을 제거하기 위하여 또 다른 구성예가 이용된다. 반사형 리소그래피에서, 묘화를 위해 사용되는 것은 바로 반사된 편광이다. 따라서, 이는 흡수되거나 또는 제거될 지도 모르는 원하지 않는 투과된 편광이다.
도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 흡수재를 구비한 편광기의 개략적인 예시를 보여준다. 편광기(90)는 편광 구성요소(92) 및 흡수재(94)를 포함한다. 흡수재(94)는 입사광(96)에 대하여 편광 구성요소(92)의 뒷면 상에 배치된다. 흡수재(94)는 편광 구성요소(92)의 뒷면과 직접 접촉되어 배치되거나 또는 편광기 요소(92)로부터 약간 이격되어 배치될 수 있다. 흡수재(94)는 사용된 방사선의 파장에서, 즉 입사광(96)의 파장에서 흡수하는 재료를 포함한다. 입사광(96)은 TE 성분 편광 및 TM 성분 편광 모두를 포함한다.
앞서 언급된 바와 같이, 반사형 리소그래피에서, 반사된 편광은 묘화에 이용되는 한편, 투과된 편광은 투과된다. 이 경우, 예를 들어 TE 편광 구성요소(97)(원하는 편광)는 편광 구성요소(92)에 의해 반사되는 한편, TM 편광 구성요소(98)(원 하지 않는 편광)는 예컨대 편광 구성요소(92)에 의해 투과된다.
투과된 TM 편광은 그 경로에서 리소그래피 장치내의 여타의 광학 묘화 요소와 같은 물체와 만날 수도 있다. 이에 따라, TM 편광된 광의 일부분은 편광 구성요소(92)를 향하여 후방 반사될 수 있다. 상기 TM 편광된 광의 일부분은 편광 구성요소(92)를 횡단하는데, 그 이유는 편광 구성요소(92)가 TM 편광에 대해 "투명(transparent)"하기 때문이다. 상기 TM 편광된 광의 일부분은, TE 편광된 광(원하는 편광)보다 덜 강렬하지만, 원하는 TE 편광에 더해지고 또한 그것과 혼합되어, 묘화 분해능의 열화를 초래할 수 있다.
리소그래피 툴 내의 기타 광학 요소들로부터의 가능성 있는 후방 반사를 제거하기 위하여, 원하지 않는 TM 편광된 광(98)의 광 경로에 흡수재(94)가 도입된다. 이러한 방식으로, TM 편광된 광은 흡수재(94)의 두께 ta를 따라 흡수재(94)에 의해 흡수되어, TM 편광을 반사시킬 수 있는 리소그래피 장치 내의 물체에 도달하지 않는다. 또한, TM 편광된 광이 흡수재(94)의 두께 ta를 통해 광의 제1통과시 전체적으로 제거되지 않더라도, 흡수재(94)의 바닥면(94B)에서 반사될 수 있는 나머지 TM 편광된 광(99)은 흡수재(94)의 두께 ta를 통해 제2통과시 흡수될 수 있다. 이에 따라, 원하지 않는 TM 편광은 흡수재(94)에 의해 두 번 흡수되어, TM 편광 구성요소의 이차(quadratic) 흡수/흡광을 초래한다. 이는 TM 편광 구성요소의 증대된 흡광을 허용한다. 후방 반사 2차 TE 편광된 광의 소정의 흡광을 얻기 위하여, 흡수재의 두께 ta 및/또는 재료가 선택되거나 또는 조정될 수 있다.
대안적인 실시예에서, 편광 구성요소(92)는 흡수재(94) 대신에 투과 기판의 최상부 위에 배치될 수 있다. 편광 구성요소(92)가 투과 기판의 최상부 상에 배치되면, 원하지 않는 TM 편광을 흡수하기 위하여 기판의 후방에 1/4 웨이브 플레이트가 배치된다. 어떠한 실시예에서도, 흡수재, 흡수 재료 또는 1/4 웨이브 플레이트의 통합에 의하여 TM 편광 구성요소의 흡광이 달성된다.
도 9a에 도시된 편광 구성요소(92)는 도 9b에 개략적으로 예시된 격자 편광기(92A)의 구조 또는 도 9c에 개략적으로 예시된 링 편광기(92B)의 구조를 가질 수 있다. 격자 편광기(92A)는 도 2a에 도시된 방사상 편광기(20)와 유사할 수 있다. 격자 편광기(92A)는 방위각으로 이격된 방사상 대칭 패턴으로 배열된 주기 격자(93)를 가진다. 도 9b의 실선 화살표는 TE 편광 구성요소의 구성/방위를 보여주고, 점선 화살표는 TM 편광 구성요소의 구성/방위를 보여준다. 앞서 언급된 바와 같이, 격자(그리드-라인 또는 세장요소)에 수직한 방위를 가지는 편광 성분은 투과되는 한편, 그리드-라인에 평행한 편광 성분은 반사된다. 따라서, 격자 편광기(92A)는 TM 편광이 반사되고 TE 편광이 투과되도록 한다. TE 편광은 (도 9a에 도시된) 흡수재(94)에 의해 결국 흡수된다. 이 경우, 묘화에 사용된 구성요소는 TM 편광 구성요소이다. 하지만, 이러한 흡수 요소(92)의 구성은 반사형 리소그래피에 좀처럼 사용되지 않는다.
이와는 대조적으로, 반사형 리소그래피에서는 대부분 도 9c에 도시된 링 편광기(92B)의 구성이 사용된다. 상기 링 편광기(92B)는 흡수재(94)(도 9a에 도시됨)상에 배치되거나 또는 상술된 바와 같이 투과 기판 상에 배치될 수 있는 링(95)을 가진다. 상기 링(95)은 동심적으로 배치되고 주기적으로 이격되어 있다. 도 9c의 실선 화살표는 TE 편광 구성요소의 구성/방위를 보여주고, 점선 화살표는 TM 편광 구성요소의 구성/방위를 보여준다. 앞서 언급된 바와 같이, 격자에 수직인, 즉 링의 접선에 수직인 방위를 가진 편광 성분은 투과되는 한편, 링에 접하는 편광 성분은 반사된다. 이 경우, TM 편광은 투과되는 한편, TE 편광은 반사된다. TM 편광은 결국 흡수재(94)(도 9a에 도시됨)에 의해 흡수된다. 이 경우, 묘화에 사용된 구성요소는 TE 편광 구성요소이다.
도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 디바이스 제조방법은 방사선감응재 층에 의해 적어도 부분적으로 커버된 기판을 제공하는 단계(S110), 방사선시스템을 이용하여 방사선의 투영빔을 제공하는 단계(S120), 패터닝 디바이스를 이용하여 상기 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계(S130), 방사선감응재 층의 타겟부 상에 방사선의 패터닝된 빔을 투영시키는 단계(S140), 및 상기 방사선의 빔을 횡단 전기 편광으로 편광시키는 단계(S150)를 포함한다.
도 11은 접선 편광을 생성하는데 사용된, 본 발명에 따른 편광기(100)의 또 다른 실시예의 개략적인 실시예이다. 종래의 편광 시스템들은 빔-분해 큐브(beam-splitting cube)들과 같은 편광 유닛을 이용하기 위하여 공지되어 있다. 빔-분해 큐브는 파면 왜곡(wave front distortion)을 최소화하기 위하여 서로 조심스럽게 접합된 한 쌍의 용융 실리카 정직각 프리즘(fused silica precision right-angle prism)들로 구성되어 있다. 프리즘들 중 하나의 빗변(hypotenuse)은 특정 파장에 대해 최적화된 (복굴절 재료와 같은) 다층 편광 빔-분해기 코팅물로 코팅된다. 상기 빔-분해기는 상당한 입사광을 허비(throw away)하고, 상기 큐브로부터의 출구에서, 2개의 분기 중 하나로, 상기 광이 선형으로 편광된다. 전통적으로, 수평 및 수직 라인들을 프린팅할 때의 차이를 막기 위하여, 묘화 시스템의 퓨필에서, 1/4 웨이브 플레이트에 의해 상기 편광은 원형이 된다.
하지만, 앞서 언급한 바와 같이, 원형 편광은 기본적인 편광 성분 TE 및 TM 양자 모두로 이루어져 있다. 본 발명에 따르면, 편광기 플레이트(102)는 큐브 빔-분해기(103)를 포함하는 묘화 시스템의 퓨필 내에 도입된다. 일 실시예에서, 플레이트 편광기(102)는 2개의 1/2 웨이브 플레이트(104A, 104B)를 포함한다. 상기 플레이트 편광기(102)는 선형 편광된 광을 제1의 s-편광된 광(S1) 및 제2의 s-편광된 광(S2)으로 편광시켜, 상기 제1의 s-편광된 광의 웨이브 벡터(S1) 및 제2의 s-편광된 광의 웨이브 벡터(S2)가 서로 수직이도록 한다. 상기 플레이트 편광기는 상기 큐브 빔-분해기(103)의 단부에 배치되어, 하나의 편광 방향이 단지 2개의 1/4 퓨필에만 제한되도록 한다. 이는 수평 라인들을 프린트하기에 적합한데, 그 이유는 편광이 웨이퍼 상에 s-편광으로 도달하기 때문이다. 나머지 2개의 1/4 세그먼트에서는, (45°아래의) 복굴절을 통해서 1/2 웨이브 위상 시프트가 도입된다. 화살모양(sagital)이었던 편광은 90°이상으로 회전하고, 또한 접하게(tangential) 된다. 이는 수직 라인들을 프린트하기에 적합하다. 다시 말해, 제1의 s-편광된 광(S1)은 수평방향으로 웨이퍼 상에 라인들을 프린트하는데 사용되고, 제2의 s-편광된 광(S2)은 수직방향으로 웨이퍼 상에 라인들을 프린트하는데 사용된다. 이러한 방식으로, 수직 및 수평 라인들을 위한 S-편광 또는 TE 편광이 달성된다.
나아가, 당업자라면 다양한 수정 및 변경들을 용이하게 실행할 수 있기 때문 에, 본 발명을 본 명세서에 기술한 정확한 구조 및 동작에 국한시키는 것은 바람직하지 않다. 또한, 본 발명의 공정, 방법 및 장치와 리소그래피 분야에서 사용된 이와 관련된 장치 및 공정들은 그 속성상 복잡해지는 경향이 있어, 주어진 응용예에 대한 최적의 설계를 달성하기 위해서는, 종종 작동 파라미터들의 적절한 값들을 경험적으로 결정하거나 또는 컴퓨터 시뮬레이션들을 수행함으로써 최적으로 실행되기도 한다. 이에 따라, 여타의 적절한 수정예 및 등가예들은 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에 있는 것으로 간주되어야 한다.
본 발명에 따르면, 제1굴절률을 갖는 재료의 제1층; 제2굴절률을 갖는 재료의 제2층; 및 방위각으로 주기적으로 이격되어 있고 상기 제1층과 상기 제2층 사이에 배치되는 복수의 세장요소를 포함하여, 방사선의 전자기파의 횡단 전기 편광을 투과시킬 수 있는 방사상 횡단 전기 편광기 디바이스를 제공한다.

Claims (47)

  1. 방사상 횡단 전기 편광기 디바이스(radial transverse electric polarizer device)에 있어서,
    제1굴절률을 갖는 재료의 제1층;
    제2굴절률을 갖는 재료의 제2층; 및
    방위각으로 주기적으로 이격되어 있고 상기 제1층과 상기 제2층 사이에 배치되는 복수의 세장요소를 포함하고,
    상기 복수의 세장요소들은 방사선의 전자기파와 상호작용하여, 방사선의 전자기파의 횡단 전기 편광을 투과시키는 것을 특징으로 하는 방사상 횡단 전기 편광기 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1굴절률은 상기 제2굴절률과 동일한 것을 특징으로 하는 방사상 횡단 전기 편광기 디바이스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 세장요소들은 복수의 갭들을 형성하는 것을 특징으로 하는 방사상 횡단 전기 편광기 디바이스.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 갭들은 공기를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사상 횡단 전기 편광기 디바이스.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 갭들은 제3굴절률을 갖는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사상 횡단 전기 편광기 디바이스.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 세장요소들은 제4굴절률을 갖는 것을 특징으로 하는 방사상 횡단 전기 편광기 디바이스.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 세장요소들은 상기 광의 전자기파를 횡단 전기 편광으로 편광시키도록 선택된 주기를 갖도록 주기적으로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 방사상 횡단 전기 편광기 디바이스.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전자기 방사선은 자외선 방사선인 것을 특징으로 하는 방사상 횡단 전기 편광기 디바이스.
  9. 방사상 횡단 전기 편광기 디바이스에 있어서,
    제1굴절률을 갖는 기판재료; 및
    상기 기판재료에 결합된, 방위각으로 방향이 잡힌 복수의 세장요소를 포함하고, 상기 세장요소들은 제2굴절률을 갖고,
    상기 복수의 요소들은, 상기 방사상 횡단 전기 편광기 디바이스가 제1 및 제2편광을 포함하는 전자기 방사선과 상호작용하도록 복수의 갭을 형성하기 위하여 주기적으로 이격되어, 상기 제1편광의 모든 방사선을 실질적으로 반사시키고 상기 제2편광의 모든 방사선을 실질적으로 투과시키는 것을 특징으로 하는 방사상 횡단 전기 편광기 디바이스.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1편광은 횡단 자기 편광이고, 상기 제2편광은 횡단 자기 편광인 것을 특징으로 하는 방사상 횡단 전기 편광기 디바이스.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 세장요소는 상기 전자기 방사선의 파장에서 전기적인 도전재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 방사상 횡단 전기 편광기 디바이스.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 전기적인 도전재료는 알루미늄, 크롬, 은 및 금의 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방사상 횡단 전기 편광기 디바이스.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 기판재료는 상기 전자기 방사선의 파장에서 유전재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 방사상 횡단 전기 편광기 디바이스.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 유전재료는 석영, 실리콘산화물, 실리콘질화물, 갈륨비소 및 그 조합의 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방사상 횡단 전기 편광기 디바이스.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 기판재료는 유전재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방사상 횡단 전기 편광기 디바이스.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 전자기 방사선의 파장에서 방사선을 흡수하는 박층의 흡수재료를 더 포함하고,
    상기 복수의 세장요소들은 상기 박층의 흡수재료로 코팅되는 것을 특징으로 하는 방사상 횡단 전기 편광기 디바이스.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 박층의 흡수재료는, 제2편광의 2차 방사선으로 전환되는 상기 제1편광의 반사된 방사선의 부분이 실질적으로 상기 박층의 흡수재료에 의하여 흡수되도록 선택되는 것을 특징으로 하는 방사상 횡단 전기 편광기 디바이스.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제2편광의 방사선은 상기 박층의 흡수재료에 의하여 최소한으로 흡수되는 것을 특징으로 하는 방사상 횡단 전기 편광기 디바이스.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 박층의 흡수재료는 실질적으로 제2편광의 투과된 방사선내의 편광 플레어를 제거하는 것을 특징으로 하는 방사상 횡단 전기 편광기 디바이스.
  20. 제9항에 있어서,
    상기 제2편광은 횡단 전기 편광인 것을 특징으로 하는 방사상 횡단 전기 편광기 디바이스.
  21. 제16항에 있어서,
    상기 박층의 흡수재료는 Al2O3 및 양극 산화된 알루미늄(anodic oxidized aluminum)의 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방사상 횡단 전기 편광기 디바이스.
  22. 리소그래피 투영장치에 있어서,
    방사선의 투영빔을 제공하도록 구성된 방사선 시스템;
    필요한 패턴에 따라 상기 투영빔을 패터닝시키도록 구성된 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성된 지지구조체;
    기판을 유지하도록 구성된 기판테이블;
    상기 기판의 타겟부상으로 상기 패터닝된 빔을 투영시키도록 구성된 투영시스템; 및
    상기 방사선 빔을 횡단 전기 편광방향으로 편광시키도록 구성 및 배치된 편광기 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 편광기 디바이스,
    제1굴절률을 갖는 재료의 제1층;
    제2굴절률을 갖는 재료의 제2층; 및
    방위각으로 주기적으로 이격되어 있고 상기 제1층과 상기 제2층 사이에 배치 되는 복수의 세장요소를 포함하고,
    상기 복수의 세장요소들은 상기 방사선 빔과 상호작용하여, 상기 방사선 빔의 횡단 전기 편광을 투과시키는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 편광기 디바이스는,
    제1굴절률을 갖는 기판재료; 및
    상기 기판재료에 결합된, 방위각으로 방향이 잡힌 복수의 세장요소를 포함하고, 상기 세장요소들은 제2굴절률을 갖고,
    상기 복수의 요소들은, 상기 방사상 횡단 전기 편광기 디바이스가 제1 및 제2편광을 포함하는 방사선 빔과 상호작용하도록 복수의 갭을 형성하기 위하여 주기적으로 이격되어, 상기 제1편광의 모든 방사선을 실질적으로 반사시키고 상기 제2편광의 모든 방사선을 실질적으로 투과시키는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 편광기 디바이스는 상기 전자기 방사선의 파장에서 방사선을 흡수하는 박층의 흡수재료를 더 포함하고,
    상기 복수의 세장요소들은 상기 박층의 흡수재료로 코팅되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 박층의 흡수재료는, 제2편광의 2차 방사선으로 전환되는 상기 제1편광의 반사된 방사선의 부분이 실질적으로 상기 박층의 흡수재료에 의하여 흡수되도록 선택되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 제2편광의 방사선은 상기 박층의 흡수재료에 의하여 최소한으로 흡수되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 박층의 흡수재료는 실질적으로 제2편광의 투과된 방사선내의 편광 플레어를 제거하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  29. 제25항에 있어서,
    상기 제2편광은 횡단 전기 편광인 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  30. 제25항에 있어서,
    상기 박층의 흡수재료는 Al2O3 및 양극 산화된 알루미늄의 그룹으로부터 선택 되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  31. 제22항에 있어서,
    상기 전자기 방사선은 자외선 방사선인 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 파장범위는 365nm 내지 126nm 사이인 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  33. 제31항에 있어서,
    상기 파장범위는 극자외선내에 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
  34. 제1편광의 모든 방사선을 실질적으로 반사시키고 제2편광의 모든 방사선을 실질적으로 투과시키도록 상기 제1 및 제2편광을 포함하는 전자기 방사선과 상호작용하는 방사상 횡단 전기 편광기 디바이스에 있어서,
    각각 복수의 평행한 선형 편광방위를 한정하는 복수의 섹터형상 선형 편광기플레이트를 포함하고,
    상기 복수의 섹터형상 선형 편광기 플레이트는 상기 복수의 평행한 선형 편 광방위들이 회전하여 방사 편광구성을 형성하도록 방위각으로 배치되는 것을 특징으로 하는 방사상 횡단 전기 편광기 디바이스.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 방사상 횡단 편광기는 상기 방사상 횡단 편광기에 의하여 형성된 평면에 수직한 축선을 중심으로 회전하도록 구성 및 배치되는 것을 특징으로 하는 방사상 횡단 전기 편광기 디바이스.
  36. 디바이스 제조방법에 있어서,
    적어도 부분적으로 기판을 덮고 있는 방사선감응재층의 타겟부상으로 방사선의 패터닝된 빔을 투영시키는 단계; 및
    상기 방사선 빔을 횡단 전기 편광으로 편광시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
  37. 제36항의 방법에 따라 제조된 디바이스.
  38. 접선(tangential) 편광기 디바이스에 있어서,
    입사하는 광의 적어도 일부를 선형 편광된 광으로 편광시키도록 구성 및 배치된 입방체 빔-분해기 편광기; 및
    2개의 1/2 웨이브 플레이트를 포함하는 편광 플레이트를 포함하고,
    상기 편광 플레이트는 상기 선형 편광된 광을 제1 s-편광된 광 및 제2 s-편광된 광으로 편광시키도록 상기 입방체 빔-분해기 편광기의 끝단부에 배치되어, 상기 제1 s-편광된 광의 웨이브 벡터 및 상기 s-편광된 광의 웨이브 벡터가 서로 수직이 되는 것을 특징으로 하는 접선 편광기 디바이스.
  39. 제38항에 있어서,
    상기 제1 s-편광된 광은 수평방향으로 웨이퍼상에 라인들을 인쇄하는데 사용되고, 상기 s-편광된 광은 수직방향으로 웨이퍼상에 라인들을 인쇄하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 접선 편광기 디바이스.
  40. 편광기 디바이스에 있어서,
    편광 성분; 및
    상기 편광 성분의 배면에 배치된 흡수재(absorber)를 포함하고,
    상기 편광성분은 제1편광의 모든 방사선을 실질적으로 반사시키고 제2편광의 모든 방사선을 실질적으로 투과시키도록 상기 제1 및 제2편광을 포함하는 전자기 방사선과 상호작용하고, 상기 흡수재는 상기 전자기 방사선의 파장에서, 상기 제2편광의 모든 방사선을 실질적으로 흡수하는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 편광기 디바이스.
  41. 제40항에 있어서,
    상기 편광 성분은 방위각으로 방향이 잡힌 복수의 세장 성분을 포함하고, 상기 복수의 요소들은 복수의 갭들을 형성하도록 주기적으로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 편광기 디바이스.
  42. 제41항에 있어서,
    상기 복수의 세장요소들은 상기 전자기 방사선의 파장에서 전기적으로 도전성을 갖는 것을 특징으로 하는 편광기 디바이스.
  43. 제40항에 있어서,
    상기 제1편광은 횡단 자기 편광이고, 상기 제2편광은 횡단 전기 편광인 것을 특징으로 하는 편광기 디바이스.
  44. 제40항에 있어서,
    상기 편광 성분은 동심적으로 배치된 복수의 링을 포함하고, 상기 링들은 주기적으로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 편광기 디바이스.
  45. 제44항에 있어서,
    상기 제2편광은 횡단 전기 편광이고, 상기 제2편광은 횡단 자기 편광인 것을 특징으로 하는 편광기 디바이스.
  46. 제40항에 따른 편광기 디바이스를 이용하는 반사형 리소그래피장치.
  47. 제40항에 있어서,
    상기 전자기 방사선의 파장에서 상기 흡수하는 재료는 Al2O3 및 양극 산화된 알루미늄의 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 편광기 디바이스.
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