KR20200011018A

KR20200011018A - 광학 장치, 투영 광학계, 노광 장치 및 물품의 제조 방법

Info

Publication number: KR20200011018A
Application number: KR1020190084912A
Authority: KR
Inventors: 유고 시바타; 스나오 엔도; 나오토 후세
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2018-07-23
Filing date: 2019-07-15
Publication date: 2020-01-31
Also published as: CN110750034B; JP7075302B2; KR102500506B1; CN110750034A; JP2020016708A

Abstract

광학 소자의 위치를 조정하는 조정 기구를 마련하였을 때의 해당 광학 소자의 진동의 점에서 유리한 기술을 제공한다.
광학 소자의 위치를 조정하는 조정 기구를 구비한 광학 장치에 있어서, 상기 조정 기구는, 상기 광학 소자의 광축에 수직인 면 내에 있어서의 제1 방향으로, 상기 광학 소자의 이동을 안내하는 제1 안내부와, 상기 면 내에 있어서 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향으로, 상기 광학 소자의 이동을 안내하는 제2 안내부와, 상기 면 및 상기 광축과 교차하는 제3 방향으로, 상기 광학 소자의 이동을 안내하는 제3 안내부를 포함한다.

Description

광학 장치, 투영 광학계, 노광 장치 및 물품의 제조 방법 {OPTICAL APPARATUS, PROJECTION OPTICAL SYSTEM, EXPOSURE APPARATUS, AND METHOD OF MANUFACTURING ARTICLE}

본 발명은, 광학 소자의 위치를 조정하는 조정 기구를 구비한 광학 장치, 투영 광학계, 노광 장치 및 물품의 제조 방법에 관한 것이다.

액정 패널 등의 표시 소자나 반도체 디바이스 등의 제조 공정(리소그래피 공정)에서 사용되는 장치의 하나로서, 마스크의 패턴을 기판 상에 투영하여 해당 기판을 노광하는 노광 장치가 있다. 특허문헌 1에는, 볼록 거울이나 오목 거울 등의 복수의 광학 소자를 사용하여 마스크의 패턴상을 기판 상에 투영하는 투영 광학계를 갖는, 소위 반사 미러형(미러 프로젝션형) 노광 장치가 개시되어 있다.

일본 특허 공개 제2016-109741호 공보

투영 광학계에서는, 비점 수차 등의 결상 성능을 조정하기 위해, 광학 소자(예를 들어 볼록 거울)의 위치를 조정하는 조정 기구가 마련되는 것이 바람직하다. 그러나, 조정 기구를 마련함으로써, 외란의 영향을 받았을 때의 광학 소자의 진동이 커져 버리면, 마스크의 패턴상을 기판 상에 고정밀도로 투영하기가 곤란해질 수 있다.

그래서, 본 발명은 광학 소자의 위치를 조정하는 조정 기구를 마련하였을 때의 해당 광학 소자의 진동의 점에서 유리한 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면으로서의 광학 장치는, 광학 소자의 위치를 조정하는 조정 기구를 구비한 광학 장치이며, 상기 조정 기구는, 상기 광학 소자의 광축에 수직인 면 내에 있어서의 제1 방향으로, 상기 광학 소자의 이동을 안내하는 제1 안내부와, 상기 면 내에 있어서 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향으로, 상기 광학 소자의 이동을 안내하는 제2 안내부와, 상기 면 및 상기 광축과 교차하는 제3 방향으로, 상기 광학 소자의 이동을 안내하는 제3 안내부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 추가적인 목적 또는 그 밖의 측면은, 이하, 첨부 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시 형태에 의해 밝혀질 것이다.

본 발명에 따르면, 예를 들어 광학 소자의 위치를 조정하는 조정 기구를 마련하였을 때의 해당 광학 소자의 진동의 점에서 유리한 기술을 제공할 수 있다.

도 1은, 노광 장치의 개략도이다.
도 2는, 조정 기구의 구성예를 도시하는 도면이다.
도 3은, 조정 기구의 구성예를 도시하는 도면이다.
도 4는, 제3 조정부(제3 안내부)를 도시하는 도면이다.
도 5는, 볼록 거울의 위치를 조정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은, 종래의 조정 기구와 본 실시 형태의 조정 기구의 비교를 도시하는 도면이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서, 동일한 부재 내지 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략한다.

<제1 실시 형태>

본 발명에 관한 제1 실시 형태에 대하여 설명한다. 도 1은, 본 실시 형태에 있어서의, 투영 광학계(PL)를 포함하는 노광 장치(10)의 개략도이다. 본 실시 형태의 노광 장치(10)는, 마스크(M)와 기판(S)(예를 들어 유리 기판)을 Y 방향으로 상대적으로 이동시키면서, 마스크(M)에 형성된 패턴의 상을, 포토레지스트가 도포된 기판(S)에 투영하여, 기판(S)을 노광한다. 노광 장치(10)는, 마스크(M)를 조명하는 조명 광학계(IL)와, 마스크(M)의 패턴을 기판 상에 투영하는 투영 광학계(PL)와, 제어부(CNT)를 갖는다. 제어부(CNT)는, 예를 들어 CPU나 메모리 등을 포함하는 컴퓨터에 의해 구성되며, 노광 장치(10)의 각 부를 제어한다.

투영 광학계(PL)는, 마스크(M)로부터의 광을 반사하는 복수의 광학 소자에 의해 구성될 수 있다. 구체적으로는, 투영 광학계(PL)는, 제1 반사면(11a) 및 제2 반사면(11b)을 갖는 다면 광학 부재(11)와, 제1 오목 반사면(12a) 및 제2 오목 반사면(12b)을 갖는 오목 거울(12)과, 반사면(13a)을 갖는 볼록 거울(13)을 포함할 수 있다. 다면 광학 부재(11), 오목 거울(12) 및 볼록 거울(13)은, 마스크(M)(물체면)의 패턴을 기판(S)(상(像)면) 상에 결상하는 결상 광학계를 구성한다. 오목 거울(12) 및 볼록 거울(13)의 광축(14)은 공통이며, 도 1에서는 일점쇄선에 의해 도시되어 있다. 또한, 투영 광학계(PL)는, 이들 광학 소자를 수납하는 경통(15)을 갖는다.

여기서, 본 실시 형태에서는, 연직 방향(예를 들어 기판(S)의 면과 수직인 방향)을 Z 방향이라고 하고, 수평면 내(예를 들어 기판(S)의 면과 평행인 면 내)에 있어서 서로 직행하는 2개의 방향을 X 방향, Y 방향이라고 한다. 또한, 본 실시 형태의 Y 방향은, 볼록 거울(13)(오목 거울(12))의 광축(14)과 평행인 방향(광축 방향)인 것으로서 정의된다.

다면 광학 부재(11)는, 예를 들어 YZ 단면이 삼각 형상 또는 사다리꼴 형상의 부재이며, 제1 반사면(11a), 제2 반사면(11b) 및 이면(11c)을 포함하는 복수의 평면으로 구성된다. 다면 광학 부재(11)의 제1 반사면(11a), 제2 반사면(11b)에는 반사막이 형성되고, 입사광을 반사시켜, 광로를 절곡시키는 기능을 갖는다. 또한, 본 실시 형태의 다면 광학 부재(11)에는, 볼록 거울(13)을 지지하는 지지 부재(16)가 관통하는 관통 구멍(11d)이 마련되어 있다.

조명 광학계(IL)로부터 -Z 방향으로 사출된 광은, 마스크(M)를 투과하고, 마스크(M)의 하방에 배치된 다면 광학 부재(11)의 제1 반사면(11a)에서 +Y 방향으로 절곡된다. 다면 광학 부재(11)의 제1 반사면(11a)에서 절곡된 광은, 제1 오목 반사면(12a), 볼록 거울(13)의 반사면(13a), 제2 오목 반사면(12b), 제2 반사면(11b)의 순으로 반사되어, 기판(S)에 입사된다. 즉, 투영 광학계(PL)에서는, 물체면으로부터의 광이, 제1 반사면(11a), 제1 오목 반사면(12a), 반사면(13a), 제2 오목 반사면(12b), 제2 반사면(11a)의 순으로 반사되도록, 다면 광학 부재(11), 오목 거울(12) 및 볼록 거울(13)이 구성될 수 있다.

볼록 거울(13)은, 지지 부재(16)에 의해 지지될 수 있다. 지지 부재(16)는, 볼록 거울(13)의 광축(14)의 방향(Y 방향)을 따라 연신된 부재이며, 한쪽의 단부는, 투영 광학계(PL)의 경통(15)에 접속되고, 다른 쪽의 단부는, 볼록 거울(13)의 반사면(13a)의 반대측의 면에 조정 기구(20)를 통하여 접속된다. 즉, 지지 부재(16)는, 한쪽의 단부가 경통(15)에 지지되고, 다른 쪽의 단부로 볼록 거울(13)을 지지하는 외팔보의 구조로 되어 있다.

[조정 기구의 구성]

투영 광학계(PL)에서는, 비점 수차 등의 결상 성능(광학 성능)을 조정하는 광학 장치에 있어서, 광학 소자(예를 들어 볼록 거울(13))의 위치를 3축 방향(X 방향, Y 방향, Z 방향)으로 조정하기 위한 기구가 마련되는 것이 바람직하다. 본 실시 형태에서는, 볼록 거울(13)의 위치를 조정하기 위한 조정 기구(20)가, 볼록 거울(13)과 지지 부재(16)의 사이에 마련될 수 있다. 그러나, 조정 기구(20)를 마련함으로써 볼록 거울(13)의 지지 강성이 저하되어, 외란의 영향을 받았을 때의 볼록 거울(13)의 진동이 커져 버리면, 마스크(M)의 패턴상을 기판 상에 고정밀도로 투영하기가 곤란해질 수 있다. 그래서, 본 실시 형태의 조정 기구(20)는, 볼록 거울(13)의 지지 강성의 저하를 억제할 수 있도록 구성되어 있다.

도 2 및 도 3은, 본 실시 형태의 조정 기구(20)의 구성예를 도시하는 도면이다. 도 2는, 조정 기구(20)를 X 방향으로 본 도면이고, 도 3은, 조정 기구(20)를 Z 방향으로 본 도면이다. 본 실시 형태의 조정 기구(20)는, 예를 들어 볼록 거울(13)의 광축 방향(Y 방향)을 따라 직렬로 배치된 제1 조정부(20a), 제2 조정부(20b) 및 제3 조정부(20c)를 포함할 수 있다. 도 2 및 도 3에 도시하는 조정 기구(20)의 구성예에서는, 볼록 거울(13)측으로부터 제1 조정부(20a), 제2 조정부(20b), 제2 조정부(20c)의 순으로 배열되어 있지만, 각 조정부(20a 내지 20c)의 배열순은 임의일 수 있다.

제1 조정부(20a)는, 볼록 거울(13)의 광축(14)에 수직인 면 내(본 실시 형태에서는 XZ면 내)에 있어서의 제1 방향(본 실시 형태에서는 Z 방향)으로, 볼록 거울(13)의 위치를 조정하기 위한 기구이다. 제1 조정부(20a)는, 볼록 거울(13)의 자세를 유지하면서, 제1 방향(Z 방향)을 따른 볼록 거울(13)의 병진 이동을 안내하는 제1 안내부(21)를 포함한다. 제1 안내부(21)는, 예를 들어 Z 방향으로 연신된 가이드 레일(21a)(고정 부재)과, 가이드 레일(21a)을 따라 이동 가능한 이동체(21b)(가동 부재)를 포함하는 리니어 가이드에 의해 구성될 수 있다. 가이드 레일(21a)은, 볼록 거울(13)에 설치된 베이스판(24)에 고정되고, 이동체(21b)는, 베이스판(25)에 고정될 수 있다. 여기서, 제1 안내부(21)에서는, 볼록 거울(13)의 자세 변동을 저감하기 위해, 도 3에 도시하는 바와 같이, X 방향으로 이격된 복수(본 실시 형태에서는 2개)의 리니어 가이드가 마련되면 된다. 제1 안내부(21)는, 리니어 가이드를 사용하는 구성 이외에도, 크로스 롤러 가이드를 사용하는 구성이나, V자형 홈에 볼을 배치하는 구성, 도브테일 홈 가이드를 사용하는 구성, 무급유 가이드를 사용하는 구성 등을 적용할 수 있다.

또한, 제1 조정부(20a)는, 제1 안내부(21)를 따라 볼록 거울(13)을 제1 방향(Z 방향)으로 구동하는 제1 구동부를 포함할 수 있다. 제1 구동부는, 예를 들어 스테핑 모터나 리니어 모터 등의 액추에이터를 포함하고, 제1 안내부(21)의 가이드 레일(21a)과 이동체(21b)를 Z 방향으로 상대적으로 구동함으로써, 볼록 거울(13)을 Z 방향으로 구동할 수 있다. 스테핑 모터는, 범용 액추에이터이기 때문에 비교적 저렴하며, 또한 구동 펄스수로 위치를 제어할 수 있기 때문에, 위치 조정 제어가 용이하다는 점에서 우수하다. 리니어 모터는, 직선 구동 액추에이터이기 때문에, 스테핑 모터와 같은 회전 구동 액추에이터를 사용하는 경우에 필요한 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 기구가 불필요하여, 제1 구동부의 구성을 간소화할 수 있다고 하는 점에서 우수하다. 본 실시 형태의 제1 구동부는, 예를 들어 제1 안내부(21)의 가이드 레일(21a)을 고정자로 하고, 이동체(21b)를 가동자로 하는 리니어 모터에 의해 구성될 수 있다.

여기서, 제1 구동부는, 조립 시나 메인터넌스 시에 있어서 볼록 거울(13)의 위치를 조정하는 경우에는, 액추에이터 이외에도, 푸시 풀 나사나, 푸시 나사와 인장 스프링으로 여압(餘壓)을 변경하는 기구 등, 수동으로 볼록 거울(13)을 구동하는 구성이어도 된다. 제1 구동부를 상기 수동 기구로 구성한 경우, 제1 구동부의 구성을 간소화할 수 있음과 함께, 저렴하게 제작할 수 있다. 또한, 액추에이터 등의 발열원이 없기 때문에, 발열에 의한 투영 광학계(PL)의 결상 성능의 열화를 저감할 수도 있다.

또한, 제1 조정부(20a)는, 조정 후의 볼록 거울(13)의 위치를 보유 지지(유지)하기 위한 보유 지지부를 포함해도 된다. 해당 보유 지지부는, 예를 들어 제1 안내부(21)의 가이드 레일(21a)과 이동체(21b)의 상대 위치를 로크(고정)하는 로크 기구(고정 기구)를 포함할 수 있다. 로크 기구로서는, 예를 들어 에어 클램퍼 등이 사용되며, 이 경우, 가이드 레일(21a)과 이동체(21b)의 상대 위치를 원격으로 로크할 수 있다. 또한, 로크 기구는, 나사 체결에 의해 가이드 레일(21a)과 이동체(21b)의 상대 위치를 로크하는 기구여도 된다. 이 경우, 제1 조정부(20a)에 의한 볼록 거울(13)의 지지 강성을 향상시킬 수 있다.

제2 조정부(20b)는, 볼록 거울(13)의 광축(14)에 수직인 면 내(XZ면 내)에 있어서 제1 방향과 상이한 제2 방향(본 실시 형태에서는, 제1 방향(Z 방향)에 수직인 X 방향)으로, 볼록 거울(13)의 위치를 조정하기 위한 기구이다. 제2 조정부(20b)는, 볼록 거울(13)의 자세를 유지하면서, 제2 방향(X 방향)을 따라 볼록 거울(13)의 병진 이동을 안내하는 제2 안내부(22)를 포함한다. 제2 안내부(22)는, 예를 들어 X 방향으로 연신된 가이드 레일(22a)(고정 부재)과, 가이드 레일(22a)을 따라 이동 가능한 이동체(22b)(가동 부재)를 포함하는 리니어 가이드에 의해 구성된다. 가이드 레일(22a)은, 제1 안내부(21)의 이동체(21b)가 고정된 베이스판(25)에 고정되고, 이동체(22b)는, 베이스판(26)에 고정될 수 있다. 여기서, 제2 안내부(22)에서는, 볼록 거울(13)의 자세 변동을 저감하기 위해, 도 2에 도시하는 바와 같이, Z 방향으로 이격된 복수(본 실시 형태에서는 2개)의 리니어 가이드가 마련되면 된다. 제2 안내부(22)는, 제1 안내부(21)와 마찬가지로, 리니어 가이드를 사용하는 구성 이외의 구성을 적용할 수 있다.

또한, 제2 조정부(20b)는, 제2 안내부(22)를 따라 볼록 거울(13)을 제2 방향(X 방향)으로 구동하는 제2 구동부를 포함할 수 있다. 제2 구동부는, 예를 들어 스테핑 모터나 리니어 모터 등의 액추에이터를 포함하고, 제2 안내부(22)의 가이드 레일(22a)과 이동체(22b)를 X 방향으로 상대적으로 구동함으로써, 볼록 거울(13)을 X 방향으로 구동할 수 있다. 본 실시 형태의 제2 구동부는, 제1 구동부와 마찬가지로, 예를 들어 제2 안내부(22)의 가이드 레일(22a)을 고정자로 하고, 이동체(22b)를 가동자로 하는 리니어 모터에 의해 구성될 수 있지만, 리니어 모터 이외의 액추에이터나 상기 수동 기구 등으로 구성되어도 된다. 또한, 제2 조정부(20b)는, 조정 후의 볼록 거울(13)의 위치를 보유 지지(유지)하기 위한 보유 지지부를 포함해도 된다. 해당 보유 지지부는, 제1 조정부(20a)와 마찬가지로, 제2 안내부(22)의 가이드 레일(22a)과 이동체(22b)의 상대 위치를 로크하는 로크 기구를 포함할 수 있다.

제3 조정부(20c)는, 볼록 거울(13)의 광축 방향(본 실시 형태에서는 Y 방향)으로 볼록 거울(13)의 위치를 조정하기 위한 기구이다. 제3 조정부(20c)는, 볼록 거울(13)의 자세를 유지하면서, 볼록 거울(13)의 광축(14)에 수직인 면(XZ면) 및 볼록 거울(13)의 광축(14)에 교차하는 제3 방향(본 실시 형태에서는 Y' 방향)을 따른 볼록 거울의 병진 이동을 안내하는 제3 안내부(23)를 포함한다. 또한, 이하에서는, 볼록 거울(13)의 광축(14)에 수직인 면을 「수직면」이라고 칭하는 경우가 있다.

여기서, 제3 방향은, 수직면(XZ면)에 대하여 기울어진 방향이며, 본 실시 형태에서는, 제1 방향(Z 방향)과 볼록 거울(13)의 광축 방향(Y 방향)을 포함하는 면 내(YZ면 내)에 있어서의 일방향(Y' 방향)으로서 정의될 수 있다. 그러나, 제3 방향은, YZ면 내의 일방향에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 제2 방향(X 방향)과 볼록 거울(13)의 광축 방향(Y 방향)을 포함하는 면 내(XY면 내)에 있어서의 일방향 등, 수직면(XZ면)에 교차하는 방향이면 된다. 또한, 수직면(XZ면)과 제3 방향(Y' 방향)의 사이의 각도 θ는, 실험이나 시뮬레이션에 의해 얻어진 볼록 거울(13)의 지지 강성(대 진동 성능)과 볼록 거울(13)의 광축 방향으로의 이동 스트로크의 관계로부터, 0.6도 이상 또한 30도 이하의 범위 내이면 좋다. 보다 바람직하게는, 2.5도 이상 또한 3.5도 이하의 범위 내이면 좋다.

제3 안내부(23)는, 예를 들어 Y' 방향으로 연신된 가이드 레일(23a)(고정 부재)과, 가이드 레일(23a)을 따라 이동 가능한 이동체(23b)(가동 부재)를 포함하는 리니어 가이드에 의해 구성될 수 있다. 가이드 레일(23a)은, 제2 안내부(22)의 이동체(22b)가 고정된 베이스판(26)에 고정 부재(28)를 통하여 고정되고, 이동체(23b)는, 지지 부재(16)에 설치된 베이스판(27)에 고정 부재(29)를 통하여 고정될 수 있다. 고정 부재(28)는, 베이스판(26)에 대한 접촉면과 가이드 레일(23a)에 대한 접촉면이 각도 θ를 이루도록 구성되고, 고정 부재(29)도 마찬가지로, 베이스판(27)에 대한 접촉면과 이동체(23b)에 대한 접촉면이 각도 θ를 이루도록 구성된다. 이에 의해, 가이드 레일(23a)과 이동체(23b)를 Y' 방향으로 상대적으로 이동시켜, Y' 방향으로의 볼록 거울(13)의 병진 이동을 안내할 수 있다. 여기서, 제3 안내부(23)에서는, 볼록 거울(13)의 자세 변동을 저감하기 위해, 도 3에 도시하는 바와 같이, X 방향으로 이격된 복수(본 실시 형태에서는 2개)의 리니어 가이드가 마련되면 된다. 제2 안내부(22)는, 제1 안내부(21)와 마찬가지로, 리니어 가이드를 사용하는 구성 이외의 구성을 적용할 수 있다.

또한, 제3 조정부(20c)는, 제3 안내부(23)를 따라 볼록 거울(13)을 제3 방향(Y' 방향)으로 구동하는 제3 구동부를 포함할 수 있다. 제3 구동부는, 예를 들어 스테핑 모터나 리니어 모터 등의 액추에이터를 포함하고, 제3 안내부(23)의 가이드 레일(23a)과 이동체(23b)를 Y' 방향으로 상대적으로 구동할 수 있다. 본 실시 형태의 제3 구동부는, 제1 구동부와 마찬가지로, 예를 들어 제3 안내부(23)의 가이드 레일(23a)을 고정자로 하고, 이동체(23b)를 가동자로 하는 리니어 모터에 의해 구성될 수 있지만, 리니어 모터 이외의 액추에이터나 상기 수동 기구 등으로 구성되어도 된다. 또한, 제3 조정부(20c)는, 조정 후의 볼록 거울(13)의 위치를 보유 지지(유지)하기 위한 보유 지지부를 포함해도 된다. 해당 보유 지지부는, 제1 조정부(20a)와 마찬가지로, 제3 안내부(23)의 가이드 레일(23a)과 이동체(23b)의 상대 위치를 로크하는 로크 기구를 포함할 수 있다.

[볼록 거울의 이동 성분]

이와 같이 구성된 조정 기구(20)에서는, 제3 안내부(23)에 의해 볼록 거울(13)의 이동이 제3 방향(Y' 방향)으로 안내되면, 볼록 거울(13)에는, 광축 방향(Y 방향)에 대한 이동 성분에 추가하여, 제1 방향(Z 방향)에 대한 이동 성분이 생길 수 있다. 그 때문에, 3축 방향(X 방향, Y 방향, Z 방향)에 있어서의 볼록 거울(13)의 위치의 목표 조정량을, 각 조정부(20a 내지 20c)에서의 조정량(즉, 가이드 레일과 이동체의 상대 이동량)으로서 그대로 사용할 수 없다. 즉, 본 실시 형태의 조정 기구(20)를 사용하는 경우, 볼록 거울(13)의 위치의 목표 조정량에 기초하여, 각 조정부(20a 내지 20c)에서의 조정량을 결정할 필요가 있다. 이하에, 각 조정부(20a 내지 20c)에서의 조정량의 결정 처리에 대하여, 도 4를 참조하면서 설명한다. 여기서, 각 조정부(20a 내지 20c)의 조정량은, 제어부(CNT)에 의해 결정되어도 된다. 이 경우, 제어부(CNT)는, 결정한 조정량에 기초하여, 각 조정부(20a 내지 20c)의 구동부를 제어할 수 있다.

도 4는, 제3 조정부(20c)(제3 안내부(23))를 도시하는 도면이다. 또한, 각 방향에 있어서의 볼록 거울(13)의 목표 조정량, 각 조정부(20a 내지 20c)에서의 조정량, 제3 조정부(20c)에 의한 위치 조정으로 생긴 볼록 거울(13)의 이동 성분을 이하와 같이 정의한다.

Sz: Z 방향에 있어서의 볼록 거울의 목표 조정량

Sx: X 방향에 있어서의 볼록 거울의 목표 조정량

Sy: Y 방향에 있어서의 볼록 거울의 목표 조정량

Tz: 제1 조정부에서의 조정량

Tx: 제2 조정부에서의 조정량

Ty': 제3 조정부에서의 조정량

Y'z: 제3 조정부에 의한 위치 조정으로 생긴 Z 방향에 대한 볼록 거울의 이동 성분

Y'y: 제3 조정부에 의한 위치 조정으로 생긴 Y 방향에 대한 볼록 거울의 이동 성분

θ: XZ면과 Y' 방향의 사이의 각도

이 경우, 제3 조정부(20c)에 의한 위치 조정으로 생긴 Z 방향에 대한 볼록 거울(13)의 이동 성분 Y'z 및 Y 방향에 대한 볼록 거울(13)의 이동 성분 Y'y는, 이하의 식 (1)에 의해 나타낼 수 있다.

또한, 각 방향에 있어서의 볼록 거울(13)의 목표 조정량과, 각 조정부(20a 내지 20c)에서의 조정량의 관계는, 이하의 식 (2)에 의해 나타낼 수 있다.

따라서, 상기 식 (1) 및 식 (2)로부터, 각 조정부(20a 내지 20c)에서의 조정량을, 이하의 식 (3)에 기초하여 결정할 수 있다.

[볼록 거울의 위치 보정]

상술한 바와 같이, 제3 안내부(23)에 의해 볼록 거울(13)의 이동이 제3 방향(Y' 방향)으로 안내되면, 볼록 거울(13)에는, 광축 방향(Y 방향)에 대한 이동 성분에 추가하여, 제1 방향(Z 방향)에 대한 이동 성분이 생길 수 있다. 이와 같이 제3 안내부(23)에 의해 볼록 거울(13)의 이동이 안내되었을 때의 제1 방향(Z 방향)에 대한 이동 성분은, 제1 안내부(21)로 안내되는 볼록 거울(13)의 이동에 의해 보정할 수 있다. 즉, 제3 조정부(20c)에 의한 조정으로 생긴 Z 방향에 대한 이동 성분을, 제1 조정부(20a)에 의한 조정으로 보정 가능하다. 이하에, 그 보정 방법에 대하여, 도 5를 참조하면서 설명한다. 여기서, 이하에 나타내는 보정 방법은, 제어부(CNT)에 의해 각 조정부(20a 내지 20c)의 구동부를 제어함으로써 행해져도 된다.

도 5는, 볼록 거울(13)의 위치를 조정하는 방법을 설명하기 위한 도면이며, 볼록 거울(13)의 위치를 +Y 방향으로 목표 조정량 Ya만큼 조정하는 예를 도시하고 있다. 도 5의 (a)는, 볼록 거울(13)의 좌표가 (X,Y,Z)=(0,0,0)인 조정 전의 상태를 도시하고 있다. 또한, 도 5의 (b)는, 제3 조정부(20c)에 의한 조정을 행한 후의 상태를 도시하고 있고, 도 5의 (c)는, 제1 조정부(20a)에 의한 보정을 행한 후의 상태를 도시하고 있다.

볼록 거울(13)의 위치를 +Y 방향으로 목표 조정량 Ya만큼 조정하는 경우, 제3 조정부(20c)의 조정량 Ty'a(즉, Y' 방향에 있어서의 가이드 레일(23a)과 이동체(23b)의 상대 이동량)를, 이하의 식 (4)에 의해 구할 수 있다. 또한, 제3 조정부(20c)에 의해 조정을 행하였을 때 생기는 Z 방향에 대한 볼록 거울(13)의 이동 성분 Tza는, 이하의 식 (5)에 의해 구해진다. 따라서, 구한 조정량 Ty'a만큼, 제3 조정부에 의해 볼록 거울(13)을 Y' 방향으로 이동시키면, 도 5의 (b)에 도시하는 바와 같이, 볼록 거울(13)의 좌표가 (X,Y,Z)=(0,Ya,-Tza)로 된다.

이와 같이 제3 조정부(20c)에 의해 볼록 거울(13)을 +Y 방향으로 목표 조정량 Ya만큼 조정하면, Z 방향에 대한 볼록 거울(13)의 이동 성분 Tza가 생긴다. 그 때문에, 당해 이동 성분 Tza가 보정되도록, 제1 조정부(20a)에 의해 볼록 거울(13)을 Z 방향으로 이동시킨다. 이에 의해, 도 5의 (c)에 도시하는 바와 같이, 볼록 거울(13)의 좌표를 (X,Y,Z)=(0,Ya,0)으로 할 수 있다.

여기서, 제3 방향이, YZ면 내에 없는 경우에는, 제3 안내부(23)에 의해 볼록 거울(13)의 이동이 안내되었을 때, 제2 방향(X 방향)에 대한 이동 성분이 생기는 경우가 있다. 이 경우에는, 제2 안내부(22)로 안내되는 볼록 거울(13)의 이동에 의해, 제2 방향에 대한 이동 성분을 보정할 수 있다. 즉, 제3 조정부(20c)에 의한 조정으로 생긴 XZ 방향에 대한 이동 성분을, 제1 조정부(20a) 및 제2 조정부(20b)를 사용하여 보정할 수 있다.

[효과]

이어서, 본 실시 형태의 조정 기구(20)의 구성에 있어서의 효과에 대하여 설명한다. 도 6은, 종래의 조정 기구(30)와 본 실시 형태의 조정 기구(20)의 비교를 도시하는 도면이다. 도 6의 (a)는, 종래의 조정 기구(30)의 구성을 도시하는 개략도이고, 도 6의 (b)는, 본 실시 형태의 조정 기구(20)의 구성을 도시하는 개략도이다. 또한, 도 6의 (c)는, 종래의 조정 기구(30)와 본 실시 형태의 조정 기구(20)에 있어서의 고유 진동수의 비교를 도시하는 도면이다.

종래의 조정 기구(30)에서는, 도 6의 (a)에 도시하는 바와 같이, 3축 방향의 각각에 대하여 안내부가 마련되어 있었다. 구체적으로는, Z 방향으로의 볼록 거울(13)의 이동을 안내하는 안내부(31)와, X 방향으로의 볼록 거울(13)의 이동을 안내하는 안내부(32)와, Y 방향으로의 볼록 거울(13)의 이동을 안내하는 안내부(33)가 마련되어 있었다. 그에 비해, 본 실시 형태의 조정 기구(20)에서는, 도 6의 (b)에 도시하는 바와 같이, Y 방향으로의 볼록 거울의 이동을 안내하는 안내부 대신에, Y' 방향(제3 방향)으로의 볼록 거울(13)의 이동을 안내하는 제3 안내부(23)가 마련된다. 이에 의해, 도 6의 (c)에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태의 조정 기구(20)에서는, 도 6의 (c)에 도시하는 바와 같이, 종래의 조정 기구(30)와 비교하여 고유 진동수를 크게 하고, 볼록 거울(13)의 지지 강성(예를 들어, ωx 방향, ωz 방향)을 높일 수 있다.

<물품의 제조 방법의 실시 형태>

본 발명의 실시 형태에 관한 물품의 제조 방법은, 예를 들어 반도체 디바이스 등의 마이크로 디바이스나 미세 구조를 갖는 소자 등의 물품을 제조하기에 적합하다. 본 실시 형태의 물품의 제조 방법은, 기판에 도포된 감광제에 상기 노광 장치를 사용하여 잠상 패턴을 형성하는 공정(기판을 노광하는 공정)과, 이러한 공정으로 잠상 패턴이 형성된 기판을 현상(가공)하는 공정을 포함한다. 또한, 이러한 제조 방법은, 다른 주지의 공정(산화, 성막, 증착, 도핑, 평탄화, 에칭, 레지스트 박리, 다이싱, 본딩, 패키징 등)을 포함한다. 본 실시 형태의 물품의 제조 방법은, 종래의 방법에 비하여, 물품의 성능ㆍ품질ㆍ생산성ㆍ생산 비용 중 적어도 하나에 있어서 유리하다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이들 실시 형태에 한정되지 않는다는 것은 물론이며, 그 요지의 범위 내에서 다양한 변형 및 변경이 가능하다.

11: 다면 광학 부재
12: 오목 거울
13: 볼록 거울
14: 광축
16: 지지 부재
20: 조정 기구
21: 제1 안내부
22: 제2 안내부
23: 제3 안내부

Claims

광학 소자의 위치를 조정하는 조정 기구를 구비한 광학 장치이며,
상기 조정 기구는,
상기 광학 소자의 광축에 수직인 면 내에 있어서의 제1 방향으로, 상기 광학 소자의 이동을 안내하는 제1 안내부와,
상기 면 내에 있어서 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향으로, 상기 광학 소자의 이동을 안내하는 제2 안내부와,
상기 면 및 상기 광축과 교차하는 제3 방향으로, 상기 광학 소자의 이동을 안내하는 제3 안내부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광학 장치.
제1항에 있어서,
상기 광학 소자를 지지하는 지지 부재를 더 포함하고,
상기 조정 기구는, 상기 지지 부재와 상기 광학 소자의 사이에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는, 광학 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 안내부, 상기 제2 안내부 및 상기 제3 안내부는, 상기 광학 소자의 광축 방향을 따라 직렬로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는, 광학 장치.
제1항에 있어서,
상기 면과 상기 제3 방향의 사이의 각도는, 0.6도 이상 또한 30도 이하의 범위 내인 것을 특징으로 하는, 광학 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 안내부, 상기 제2 안내부 및 상기 제3 안내부는 각각, 상기 광학 소자의 자세를 유지하면서, 상기 광학 소자의 병진 이동을 안내하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 광학 장치.
제1항에 있어서,
상기 조정 기구는, 상기 제3 안내부로 상기 광학 소자의 이동을 안내하였을 때의 상기 제1 방향의 이동 성분을, 상기 제1 안내부로 안내되는 상기 광학 소자의 이동에 의해 보정 가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 광학 장치.
제1항에 있어서,
상기 조정 기구는, 상기 제3 안내부로 상기 광학 소자의 이동을 안내하였을 때의 상기 제2 방향의 이동 성분을, 상기 제2 안내부로 안내되는 상기 광학 소자의 이동에 의해 보정 가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 광학 장치.
제1항에 있어서,
상기 조정 기구는, 상기 제1 안내부를 따라 상기 광학 소자를 구동하는 제1 구동부와, 상기 제2 안내부를 따라 상기 광학 소자를 구동하는 제2 구동부와, 상기 제3 안내부를 따라 상기 광학 소자를 구동하는 제3 구동부를 포함하고,
상기 광학 장치는, 상기 광학 장치의 위치의 목표 조정량에 기초하여, 상기 제1 구동부, 상기 제2 구동부 및 상기 제3 구동부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 광학 장치.
마스크의 패턴상을 기판 상에 투영하는 투영 광학계이며,
광의 반사면을 갖는 광학 소자와,
상기 광학 소자의 위치를 조정하는 조정 기구를 구비한, 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 광학 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 투영 광학계.
제9항에 있어서,
상기 투영 광학계는, 오목 거울 및 볼록 거울을 포함하고,
상기 조정 기구는, 상기 광학 소자로서 상기 볼록 거울의 위치를 조정하는 것을 특징으로 하는, 투영 광학계.
기판을 노광하는 노광 장치이며,
마스크를 조명하는 조명 광학계와,
상기 마스크의 패턴상을 상기 기판 상에 투영하는, 제9항에 기재된 투영 광학계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
제11항에 기재된 노광 장치를 사용하여 기판을 노광하는 공정과,
상기 공정에서 노광이 행해진 상기 기판을 현상하는 공정을 포함하고,
현상된 상기 기판으로부터 물품을 제조하는 것을 특징으로 하는, 물품의 제조 방법.