JP2006319047A - Fine adjustment device and optical element adjuster - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、精密な駆動装置、特に半導体や液晶デバイスを製造する工程において使用する露光装置の光学素子（レンズやミラーなど）の位置、姿勢を微調整するための微動装置及び光学素子調整装置に関する。特に露光装置において、光学素子を原版（マスク、レチクル等）の像を対象物（ウェハ等）に投影露光する際、正確な結像関係を得るために光学素子の位置、姿勢の微調整を行う駆動装置及びそれを用いる露光装置等に関する。 The present invention relates to a fine movement device and an optical element adjustment device for finely adjusting the position and posture of an optical element (lens, mirror, etc.) of an exposure apparatus used in a process for manufacturing a precise drive device, particularly a semiconductor or a liquid crystal device. . In particular, in an exposure apparatus, when an image of an optical element (mask, reticle, etc.) is projected and exposed on an object (wafer, etc.), the position and orientation of the optical element are finely adjusted to obtain an accurate imaging relationship. The present invention relates to a driving device and an exposure apparatus using the driving device.
半導体露光装置は、数多くの異なる種類のパターンを有する原版（レチクル）をシリコンウエハ（基盤）に転写する装置である。高集積度の回路を作成するためには、解像性能だけでなく重ね合わせ精度の向上が不可欠である。 A semiconductor exposure apparatus is an apparatus for transferring an original (reticle) having many different types of patterns onto a silicon wafer (substrate). In order to create a highly integrated circuit, it is essential to improve not only the resolution performance but also the overlay accuracy.
露光装置等において、露光装置外部からの振動が光学素子（ＥＵＶ露光装置のミラー等）に伝わってしまうと、解像性能や重ね合わせ精度が低下してしまう。そこで、その解像性能や重ね合わせ精度を向上させるために、外部からの振動が光学素子に伝わらないように振動の伝播を抑制する制振装置が開発されてきた。 In an exposure apparatus or the like, if vibration from the outside of the exposure apparatus is transmitted to an optical element (such as a mirror of an EUV exposure apparatus), resolution performance and overlay accuracy are degraded. Therefore, in order to improve the resolution performance and overlay accuracy, a vibration control device has been developed that suppresses the propagation of vibrations so that external vibrations are not transmitted to the optical element.
そのような制振装置に代表される微動機構を駆動する駆動装置としては、圧電素子を用いたアクチュエータが広く用いられている。そのようなアクチュエータを使用する際には、アクチュエータに対して与圧をかける必要がある。与圧をかける方法としては、光学素子の自重を利用する方法や特許文献１のようにバネを用いて与圧をかける方法が挙げられる。
しかしながら、特許文献１で用いられているような与圧方式では、図１のような光学素子保持機構に用いると、光学素子１を支える中間ブロック２に局所的な大変形を生じてしまうことで問題が生じる。また、光学素子の自重による与圧方式においても、自重がアクチュエータの引っ張り方向に働く場合には与圧として用いることは出来ない。 However, in the pressurization method used in Patent Document 1, when used in the optical element holding mechanism as shown in FIG. 1, a large local deformation occurs in the intermediate block 2 that supports the optical element 1. Problems arise. Further, even in the pressurization method by the self-weight of the optical element, it cannot be used as the pressurization when the self-weight acts in the pulling direction of the actuator.
本発明は、上記問題点に着目してなされたものであって、どのような状況においても効果的にアクチュエータに与圧をかけることの出来る微動装置及び光学素子調整装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to the above problems, and an object thereof is to provide a fine movement device and an optical element adjustment device capable of effectively applying pressure to an actuator in any situation. To do.
かかる課題は本発明の以下の手段により解決することができる。 Such a problem can be solved by the following means of the present invention.
圧電素子を用いたアクチュエータを組み込んだ光学素子調整機構において、磁石を用いてアクチュエータに対して与圧をかける与圧方式による。 In an optical element adjustment mechanism incorporating an actuator using a piezoelectric element, a pressurization method is used in which a pressure is applied to the actuator using a magnet.
前記光学素子調整機構にひとつ以上の第一の磁石があるのがよい。 Preferably, the optical element adjustment mechanism has one or more first magnets.
前記磁石は複数個あり、概ね同心円状に配置されることが好ましい。 It is preferable that there are a plurality of the magnets and are arranged substantially concentrically.
前記真空環境中に配置された光学素子調整機構に前記第１または前記第２記載の磁石を用いた位置決め微動ステージを用いることが望ましい。 It is desirable to use a fine positioning stage using the first or second magnet for the optical element adjusting mechanism disposed in the vacuum environment.
すなわち本発明は、ピエゾアクチュエータを用いた微動装置において、与圧のかけ方として磁石を用いて天板に荷重をかけることを特徴とする微動装置である。 That is, the present invention is a fine movement apparatus using a piezoelectric actuator, wherein a load is applied to the top plate using a magnet as a method of applying pressure.
本発明によれば様々な状態において使用することが想定される圧電アクチュエータに対して効果的に与圧を負荷することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to effectively apply a pressure to a piezoelectric actuator that is assumed to be used in various states.
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to examples.
（第一の実施例）
図２に本発明の光学素子１の保持手段３および姿勢調整機構（調整装置、位置決め装置）８が搭載される露光装置の全体概要図を示す。
(First embodiment)
FIG. 2 shows an overall schematic diagram of an exposure apparatus in which the holding means 3 of the optical element 1 and the attitude adjustment mechanism (adjustment device, positioning device) 8 of the present invention are mounted.
この露光装置は、一例として紫外線よりも更に波長が短い波長１０〜１５ｎｍ程度の極端紫外光（ＥＵＶ光）を用いた縮小投影露光装置（ＥＵＶ露光装置）である。この極端紫外線を用いる露光装置の内部（特にＥＵＶ光の光路）はほぼ真空に保たれている。また、この露光装置は、発光装置（不図示）と、発光装置からの光でレチクルを照明する照明光学系（不図示）と、レチクルからの光をウェハに導く反射型の投影光学系（少数の屈折光学素子、回折光学素子を含むように構成しても構わないが、好ましくは反射光学素子のみで構成するのが好ましい）とを有する。本発明の光学素子保持・調整システム９は、この投影光学系内、もしくは照明光学系内に配置されており、光学素子１（ここではミラー）を保持し、同時に投射光学系もしくは照明光学系の光学特性を所望の光学特性を満足するように（光学系の収差が所定の範囲内に収まるように）姿勢調整を行う。 This exposure apparatus is, for example, a reduction projection exposure apparatus (EUV exposure apparatus) using extreme ultraviolet light (EUV light) having a wavelength of about 10 to 15 nm, which is shorter than ultraviolet light. The inside of the exposure apparatus that uses extreme ultraviolet rays (particularly, the optical path of EUV light) is kept almost vacuum. The exposure apparatus also includes a light emitting device (not shown), an illumination optical system (not shown) that illuminates the reticle with light from the light emitting device, and a reflective projection optical system (a small number) that guides the light from the reticle to the wafer. However, it may be configured to include a refracting optical element and a diffractive optical element, but preferably includes only a reflecting optical element). The optical element holding / adjusting system 9 according to the present invention is disposed in the projection optical system or the illumination optical system, holds the optical element 1 (here, a mirror), and simultaneously uses the projection optical system or the illumination optical system. Posture adjustment is performed so that the optical characteristics satisfy the desired optical characteristics (so that the aberration of the optical system falls within a predetermined range).
また、この図２の露光装置において、床１０に対して除振装置１１を介して構造体フレーム１２を設置するようにしており、更に、その構造体フレームが投影光学系の鏡筒１３を支持するように構成されている。この図２において、構造体フレーム１２が支持しているのは投影光学系だけであるが、もちろん照明光学系を支持するように構成しても構わないし、照明光学系、投影光学系の両者を支持するように構成しても構わない。 In the exposure apparatus of FIG. 2, a structure frame 12 is installed on the floor 10 via a vibration isolator 11, and the structure frame supports the lens barrel 13 of the projection optical system. Is configured to do. In FIG. 2, the structure frame 12 supports only the projection optical system. Of course, the structure frame 12 may be configured to support the illumination optical system, and both the illumination optical system and the projection optical system may be supported. You may comprise so that it may support.
図１は光学素子保持・調整システム９の一例である。光学素子１は、中間ブロック２に３箇所の保持手段３を介して保持されており、この中間部ロック２が姿勢調整機構８によって位置、姿勢を調整可能に構成されている。その結果、姿勢調整機構を制御することにより、光学素子１の位置や姿勢を調整することが可能となるように構成されている。 FIG. 1 shows an example of an optical element holding / adjusting system 9. The optical element 1 is held by the intermediate block 2 via three holding means 3, and the intermediate portion lock 2 is configured so that the position and posture can be adjusted by the posture adjusting mechanism 8. As a result, the position and posture of the optical element 1 can be adjusted by controlling the posture adjustment mechanism.
ここで、三つの保持手段３が作る幾何学的な三角形の重心と、光学素子１の重心とが前述の三角形が作る平面と垂直な方向の成分を除いてほぼ一致している。このようにすることによって、光学素子の荷重を３つの保持手段にほぼ均等に配分することができる。また光学素子１の熱膨張などによる変形を軽減したり、組み立て再現性を向上させたりする目的で、この保持手段３それぞれは、球とＶ溝の組み合わせや、球とコーン（円錐状の凹み）の組み合わせや、球と多角錐（三角錐が好ましいが、四角錘、互角錘出会っても構わない。）の凹みの組み合わせ等を有するキネマチックなマウント方法を用いても良い。ここで、球とは、完全な球体である必要はなく、Ｖ溝、コーン、多角錐と接する部分だけが球体状であるほぼ球体であれば構わない。 Here, the centroid of the geometric triangle formed by the three holding means 3 and the centroid of the optical element 1 substantially coincide except for the component in the direction perpendicular to the plane formed by the triangle. By doing so, the load of the optical element can be distributed almost evenly to the three holding means. Further, for the purpose of reducing deformation due to thermal expansion of the optical element 1 and improving assembly reproducibility, each of the holding means 3 includes a combination of a sphere and a V groove, a sphere and a cone (conical recess). Or a kinematic mounting method including a combination of a sphere and a polygonal pyramid (a triangular pyramid is preferable, but a quadrangular pyramid or a monogonal pyramid may be encountered). Here, the sphere does not need to be a complete sphere, and may be an almost sphere in which only a portion in contact with the V groove, the cone, and the polygonal pyramid is a sphere.
本実施例で用いる姿勢調整機構８は、一例として弾性ヒンジ５と駆動手段４などからなる一般的なバイポッド型のパラレルリンク機構である。このパラレルリンク機構は、６個の駆動手段４がそれぞれ任意に動作する（伸縮する）ことにより、その可動部７（ここでは中間ブロック２、保持手段３、および光学素子１）を固定ブロック６に対して６自由度に駆動する（位置、姿勢を調整する）ことができる。この駆動手段４としては、積層型の圧電素子が一般的に考えられるが、シリンダやベローズなどの流体アクチュエータ、もしくはモータ、送りねじなどを用いてもよい。この姿勢調整機構の構成はこの限りではなく、中間ブロック２の位置、姿勢を６自由度に調整可能な構成なら他の構成を用いても構わない。 The posture adjusting mechanism 8 used in the present embodiment is a general bipod type parallel link mechanism including an elastic hinge 5 and a driving means 4 as an example. In this parallel link mechanism, each of the six driving means 4 arbitrarily operates (expands and contracts), whereby the movable portion 7 (here, the intermediate block 2, the holding means 3, and the optical element 1) is fixed to the fixed block 6. On the other hand, it can be driven with 6 degrees of freedom (position and orientation can be adjusted). As the driving means 4, a laminated piezoelectric element is generally considered, but a fluid actuator such as a cylinder or bellows, a motor, a feed screw, or the like may be used. The configuration of the posture adjustment mechanism is not limited to this, and other configurations may be used as long as the position and posture of the intermediate block 2 can be adjusted to six degrees of freedom.
図３および図４は本発明を光学素子の姿勢調整機構に適用した概念図である。与圧用磁石１４の発生する磁力により光学素子１を乗せた天板が引き寄せられ、ピエゾアクチュエータに対して与圧をかける構成となっている。 3 and 4 are conceptual diagrams in which the present invention is applied to an attitude adjustment mechanism for an optical element. The top plate on which the optical element 1 is placed is attracted by the magnetic force generated by the pressurizing magnet 14 to apply pressure to the piezo actuator.
１ 光学素子
２ 中間ブロック
３ 保持手段
４ 駆動手段
５ 弾性ヒンジ
６ 固定ブロック
７ 可動部
８ 姿勢調整機構
９ 光学素子保持・調整システム
１０ セル
１１ 床
１２ 除振装置
１３ 構造体フレーム
１４ 与圧用磁石
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical element 2 Intermediate | middle block 3 Holding means 4 Driving means 5 Elastic hinge 6 Fixed block 7 Moving part 8 Attitude adjustment mechanism 9 Optical element holding | maintenance adjustment system 10 Cell 11 Floor 12 Vibration isolator 13 Structure frame 14 Pressure magnet
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| JP2005138627A JP2006319047A (en) | 2005-05-11 | 2005-05-11 | Fine adjustment device and optical element adjuster |
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| JP2005138627A Withdrawn JP2006319047A (en) | 2005-05-11 | 2005-05-11 | Fine adjustment device and optical element adjuster |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE43292E1 (en) | 2003-10-17 | 2012-04-03 | Pacbyte Software Pty Limited | Data compression system and method |
| EP2682798A1 (en) * | 2012-07-02 | 2014-01-08 | Axis AB | Focusing device |
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| CN105467546A (en) * | 2015-12-22 | 2016-04-06 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | Micro-motion adjustment device for optical component with slit flexible structure |
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2005
- 2005-05-11 JP JP2005138627A patent/JP2006319047A/en not_active Withdrawn
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