KR20230082682A - 광학 구성요소 및 광학 구성요소를 정렬하기 위한 방법, 및 투영 노광 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 헥사포드로서 설계된 장착부에 의해 베이스 요소(27)에 연결되는 광학 요소(25)를 갖고, 연결 평면(28)에서 적어도 하나의 헥사포드 레그(20)와 상기 2개의 요소(25, 27) 중 하나 사이의 접촉점(29)을 참조하기 위한 장치(31)를 갖는 광학 구성요소(19)에 관한 것이다. 장치(31)는 서로를 향한 2개의 요소(25, 27)의 통합 방향으로 유연하도록 설계된다. 본 발명은 부가적으로 반도체 기술용 투영 노광 시스템(1, 101) 및 광학 구성요소(19)를 조정하기 위한 방법에 관한 것이다.

Description

광학 구성요소 및 광학 구성요소를 정렬하기 위한 방법, 및 투영 노광 장치

본 특허 출원은 그 내용이 본 명세서에 완전히 참조로서 합체되어 있는 독일 특허 출원 DE 10 2020 212 870.7호의 우선권을 주장한다.

본 발명은 광학 구성요소 및 광학 구성요소를 정렬하기 위한 방법, 및 투영 노광 장치에 관한 것이다.

이러한 장치는 특히 반도체 구성요소 또는 다른 마이크로구조화 구성요소 부분 상에 극도로 미세한 구조를 생성하기 위해 사용된다. 상기 장치의 동작 원리는 일반적으로 감광성 재료가 제공되는 구조화될 요소, 소위 웨이퍼 상에 소위 레티클이라 칭하는 것을 사용하여, 마스크 상의 구조의 이미징을 일반적으로 감소시키는 것을 통해 나노미터 범위까지 매우 미세한 구조의 생성에 기초한다. 생성된 구조의 최소 치수는 사용된 광의 파장에 직접적으로 의존한다. 지금까지 이미징을 위해 사용된 파장은 주로 100 nm 내지 300 nm 범위에 있었지만, 소위 DUV 범위에서는 수 나노미터 정도, 예를 들어 1 nm 내지 120 nm, 특히 13.5 nm 정도의 발광 파장을 갖는 광원이 최근에 증가된 사용이 밝혀졌다. 설명된 파장 범위는 또한 EUV 범위라고도 지칭된다.

예를 들어, 전술된 용례를 위한 이미징을 위해 사용되는 광학 요소는, 예를 들어 조립 공차의 보상을 위해 요구되는 매니퓰레이터의 이동을 가능한 한 작게 유지하기 위해 광학 구성요소와 관련하여 매우 정밀하게 조립되어야 한다. 광학 요소는 하우징 내에, 일반적으로 렌즈 하우징 내에 배열되고, 기준점의 보조에 의해 조립된다. 이 맥락에서, 기준점은 하우징 상의 표시된 지점을 의미하는 것으로 이해되고, 이에 기초하여 서로에 대한 그리고 하우징에 관한 광학 요소의 위치 및 배향을 확인하는 것이 가능하다. 특히, 기준점은 예를 들어 핀 형상이거나 슬리브의 형태로 구현될 수도 있는 기계적 기준 요소의 형태일 수 있다.

헥사포드(hexapod)의 사용은 렌즈 하우징 내에 광학 요소의 통합 및 그 정렬을 위한 최선의 재현 가능한 방법인 것으로 밝혀졌다. 그러나, 광학 요소, 예를 들어, 미러의 충분히 정확한 교환을 보장하도록 의도된 광학 요소를 위치설정할 때 높은 반복 정확성의 요구 사항은 개별 헥사포드 레그에 대한 디커플링을 설계할 때 제한을 초래한다. 기준 요소로서의 슬리브는 Z-방향에서 헥사포드 레그의 종축에 수직이고 연결 평면에 걸쳐 있는 X-방향 및 Y-방향을 고정하기 위해 종래 기술에서 사용된다. 상기 슬리브는 광학 구성요소의 미러 또는 렌즈 하우징에 연결된다. 이들은 Z-방향에서 헥사포드 레그에 대한 가이드로서 역할을 하고, 이를 위해 슬리브 내에서 안내되는 핀이 상기 헥사포드 레그 상에 형성된다. 개별 헥사포드 레그의 길이를 조절함으로써 6 자유도로 광학 요소를 정렬하기 위해 교환될 수 있는 교환 가능한 스페이서가 미러와 렌즈 하우징 사이에 배열된다. 광학 요소의 통합 방향, 즉, 그 조립 또는 분해 중에 광학 요소가 이동하는 방향이 헥사포드 레그의 종축에 평행하지 않으면, 헥사포드 레그는 헥사포드 레그의 종축에 수직으로 통합 중에 슬리브 내의 핀의 강제 안내에 의해 s-형 방식으로 변형되어야 한다. 일반적으로, 광학 요소는 복수의 비평행한 헥사포드 레그를 통해 하우징에 동시에 연결되고, 따라서 이 경우가 반드시 발생한다. 이용 가능한 설치 공간과 같은 다른 전제 조건이 고려될 때, 통합 방향은 이들 상황에서 헥사포드 레그의 어느 것도 과도하게 변형되지 않는 이러한 방식으로 일반적으로 선택되고, 그 결과 각각의 헥사포드 레그가 전술된 s-형 변형을 경험한다. s-형 변형 중에 디커플링 조인트에서 발생하는 응력은 미러의 통상의 위치설정의 결과로서 동작 중에 발생하는 디커플링 요소에서 발생하는 응력보다 상당히 높다. 그 결과, 이어서, 헥사포드 레그의 디커플링 조인트는 광학 구성요소의 연결을 위해 필요하거나 바람직한 것보다 더 연성으로 설계되어야 한다. 다른 단점은 슬리브 내의 핀의 강제 안내 중에 입자의 가능한 발생에 있다.

본 발명의 목적은 전술된 종래 기술의 결점을 개선하는 광학 구성요소 및 투영 노광 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 광학 구성요소를 정렬하기 위한 방법을 지정하는 것으로 이루어진다.

이 목적은 독립항의 특징을 갖는 장치 및 방법에 의해 달성된다. 종속항은 본 발명의 유리한 개선 및 변형예에 관한 것이다.

본 발명에 따른 광학 구성요소는 헥사포드 형태의 장착부에 의해 베이스 요소에 연결되는 광학 요소를 포함한다. 더욱이, 광학 구성요소는 연결 평면에서 적어도 하나의 헥사포드 레그와 2개의 요소 중 하나 사이의 접촉점을 참조하기 위한 장치를 포함한다. 본 발명에 따르면, 장치는 서로에 대한 2개의 요소의 통합 방향으로 연성 실시예를 갖는다. 이 맥락에서, 그로부터 발생하는 장치의 약간의 이동성/변형성의 방향이 통합 방향에서의 성분을 가지면 이미 충분할 수도 있다. 이것이 달성할 수 있는 것은 특히, 광학 요소의 통합/분해 동안 전술된 s-형 변형의 정도가 감소된다는 것이다.

미러로서 설계된 광학 요소가 통합되는 경우, 헥사포드 레그는 제1 조립의 범위 동안 초기에 베이스 요소에 연결되고 미러가 이후에 통합되는데, 즉, 이어서 헥사포드 레그를 통해 베이스 요소에 연결된다. 원리적으로, 헥사포드 레그는 또한 초기에 광학 요소 또는 미러에 연결될 수도 있고 헥사포드 레그는 이후에 베이스 요소에 연결될 수 있다.

기본 절차를 설명하기 위해, 광학 요소가 초기에 베이스 요소에 연결되어 있는 변형예만이 간단화를 위해 이하에 설명된다. 통합 범위 내에서, 광학 요소와 헥사포드 레그는 이어서 연결 평면에 배열된 접촉점에서 연결된다. 본 경우에, 연결 평면은 헥사포드 레그의 베이스 지점과 광학 요소가 큰 정확성 및 반복성을 갖고 서로에 대해 배향되어야 하는 헥사포드 레그의 종축에 수직인 평면을 의미하는 것으로 이해된다. 연결 평면에서 헥사포드 레그와 광학 요소 사이의 접촉점은 통합 중에 조절되는 헥사포드 레그의 유효 길이에 독립적으로, 광학 요소 상의 동일한 위치에 위치되어야 한다. 이 경우에, 헥사포드 레그의 유효 길이는 조절 중에 사용되는 헥사포드 레그의 기하학적 길이와 스페이서의 두께의 합을 의미하는 것으로 이해된다. 광학 요소와 헥사포드 레그가 처음으로 공칭 위치에 연결된 후, 마찬가지로 그 공칭 위치에서, 즉 통합 방향에서 편향되지 않고, 헥사포드 레그와 광학 요소 사이에 예를 들어 평행 가이드의 형태로 장치를 조립하는 것이 가능하다. 헥사포드 레그와 광학 요소 사이에 배열된 스페이서를 교환함으로써 통합 범위 내에서 헥사포드 레그의 유효 길이가 조정되게 하면, 연결 평면의 접촉점이 장치에 의해 정의된다. 동시에, 통합 방향에서 연성인 장치는, 헥사포드 레그의 디커플링 요소 중 하나를 변형시키지 않고 따라서 광학 요소 내에 응력 또는 변형을 도입하지 않고 헥사포드 레그와 광학 요소 사이의 스페이서의 교환을 위한 간극이 조정될 수 있다는 점에서 유리하다. 따라서, 헥사포드 레그는 유리하게는 조립된 광학 구성요소의 요구 사항에 따라 설계될 수 있다. 이 맥락에서, 연성이라는 것은, 다른 공간 방향에서 구성요소의 강성과 비교하여, 강성이 하나의 방향에서 더 낮다는 것을 의미하도록 의도된다.

더욱이, 장치는 적어도 하나의 리프 스프링(leaf spring)을 포함할 수도 있다. 특히, 적어도 하나의 리프 스프링은 연결 평면에 배열될 수 있다. 그 결과, 그 리프 평면의 방향에서 강성인 리프 스프링은 연결 평면의 광학 요소와 관련하여 헥사포드 레그의 종단점을 정의할 수 있다. 더욱이, 리프 스프링은 리프 평면에 수직으로 연성이라는 점에서 구별된다. 종축에 대한 회전 강성은 마찬가지로 리프 평면의 강성과 비교하여 연성이고 서로에 대한 2개의 구성요소의 정렬을 프로세스에서 상당히 변화하지 않고 통합 중에 헥사포드 레그에 관한 광학 요소의 약간의 회전을 보상하는 것이 가능하다. 헥사포드 레그가 광학 요소로부터 해제되는 경우, 리프 스프링이 통합 방향으로 약간 변형될 수 있고, 그 결과 헥사포드 레그와 광학 요소 사이의 접촉이 성가신 마찰 없이 해제될 수 있다. 전술된 바와 같이, 헥사포드 레그는 이 경우 종축에 대해 비수직으로 변형된다. 헥사포드 레그와 광학 요소의 후속 연결 중에, 리프 스프링이 종축을 따른 변형을 갖지 않는 경우, 즉, 굴곡 또는 리플렉스 프로파일을 갖지 않는 경우 2개의 구성요소는 서로에 대해 동일한 배향으로 위치된다.

본 발명의 다른 실시예에서, 장치는 특히 모놀리식 조인트(monolithic joints)의 형태일 수도 있는 적어도 2개의 조인트를 갖는 기구학적 시스템(kinematic system)을 포함한다. 조인트는 기구학적 시스템과 광학 요소 또는 헥사포드 레그 사이의 전이점에 배열될 수도 있고 리프 스프링과 비교하여 강성인 플레이트 또는 바아에 연결될 수 있고, 조인트는 단지 하나의 축에 대한 이동만을 허용한다. 제1 근사치로, 기능은 리프 스프링의 기능에 대응하고, 장치의 회전점은 리프 스프링의 굴곡이 아닌 조인트의 배열에 의해 정의되고 미러의 통합 이동에 조절되는 것이 가능하다.

더욱이, 장치는 평행 가이드로 설계될 수 있다. 평행 가이드는 모든 자유도 바아 하나가 가이드에 의해 차단된다는 점, 즉 리프 스프링이 굴곡 또는 리플렉스 프로파일을 갖지 않을 때마다, 즉 이들 리프 스프링이 직선일 때마다 연결 평면에서 광학 요소 상의 헥사포드 레그의 베이스 지점의 정렬이 항상 접촉점에 대응한다는 점에서 유리하다.

특히, 평행 가이드는 상이한 길이의 가이드 요소를 포함할 수도 있다. 가이드 요소의 상이한 길이는 헥사포드 레그와 관련하여 광학 요소의 궤적에 평행 가이드를 조절하는 데 사용될 수 있고, 그 결과 가이드 요소는 리플렉스 프로파일이 아니라 순수 굴곡을 경험하게 된다.

본 발명의 유리한 실시예에서, 장치는 장치의 종축의 방향에서 장치의 연결 요소의 위치를 조정하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 연결 요소는 장치를 광학 요소에 연결하는 데 사용되는 요소이다. 통합 범위가 스페이서에 의해 공칭 길이에 관한 헥사포드 레그의 유효 길이의 연장 또는 단축을 포함하면, 이는 장치의 종축의 방향에서의 기여도 및 통합 방향에서의 기여도를 야기한다. 장치의 종축의 방향으로의 기여도를 보정하기 위해, 연결 요소의 위치는 수단의 보조에 의해 조절될 수 있다. 통합 방향의 변화는 리프 스프링 또는 장치의 기구학적 시스템의 변형에 의해 보상된다. 이어서, 이는 그 결과 그 종방향에서 장치의 단축을 갖고, 기여도는 대부분의 경우 중요하지 않고 따라서 무시할 수 있다. 따라서, 헥사포드의 종축에 수직인 평면에서 광학 요소에 관한 헥사포드 레그의 위치설정의 반복 정확성의 범위 내에서 오류를 감소시키기 위해 기여도를 계속 고려하는 것이 가능하다. 리프 스프링의 경우 리프 스프링 또는 장치의 기구학적 시스템의 길이(l), 스페이서의 두께 변화(a) 및 광학 요소의 통합 방향에 관한 헥사포드의 종축의 각도(α)를 사용하여, 다음과 같이 장치의 길이 보정에 대한 기여도(b)를 계산하는 것이 가능하다.

리플렉스 프로파일_z = a * cos α, 통합 방향에서 장치와 헥사포드의 베이스 지점의 위치 사이의 거리에 대응함.

리플렉스 프로파일_y = (3 * 리플렉스 프로파일_Z ²)/(5 * l)

b = a * sin α + 리플렉스 프로파일_Y, 이는 보정될 길이에 대응함.

a = 0.5 mm, l = 100 mm 및 α = 50°인 경우, 이는 다음을 야기한다:

리플렉스 프로파일_Z = 0.5 mm * cos 50° = 0.32 mm

리플렉스 프로파일_Y = (3 *(0.32 mm)²/(5*100 mm)) = 6 * 10^-4mm = 0.61 ㎛

b = 0.5　mm * sin 50° + 6 * 10-4 = 0.38　mm

전술된 바와 같은 장치 및 광학 구성요소를 정렬하기 위한 본 발명에 따른 방법은 이하의 방법 단계:

- 광학 요소로부터 헥사포드 레그를 해제하는 단계,

- 광학 요소의 연결 요소의 위치를 조정하기 위한 수단을 해제하는 단계,

- 베이스 요소로부터 이격하여 광학 요소를 이동시키는 단계,

- 미리 결정된 두께를 갖는 스페이서를 삽입하는 단계,

- 삽입된 스페이서의 두께에 기초하여 장치의 연결 요소의 새로운 위치를 결정하는 단계,

- 수단에 의해 연결 요소의 새로운 위치를 조정하는 단계,

- 광학 요소를 베이스 요소에 더 근접하게 유도하는 단계,

- 헥사포드 레그를 광학 요소에 고정하는 단계를 포함한다.

가능하게는 예를 들어 미러의 형태인 광학 요소와 헥사포드 사이의 간극은 헥사포드 레그가 동결된 응력을 해제한 결과로서 또는 중력으로 인해 해제될 때 이미 발생할 수도 있다. 이 간극은 스페이서가 삽입될 수 있는 이격 이동(예를 들어, 현수된 광학 요소의 경우 광학 요소를 하강할 때) 중에 이러한 정도까지 증가된다. 스페이서는 헥사포드 레그의 유효 길이를 연장하거나 단축시키고, 그 결과 광학 요소가 베이스 요소를 향해 이동할 때(즉, 현수된 광학 요소의 경우 들어올릴 때) 헥사포드 레그의 종축에 수직인 평면에서 동일한 위치가 도달되지 않는다. 보상 목적으로, 연결 요소의 위치는 전술된 바와 같이, 스페이서의 두께 변화에 기초하여 결정될 수 있고, 예를 들어 가이드 및 세트 스크류(set screw)로서 구현된 정지부를 포함할 수도 있는 수단을 사용하여 조정될 수 있다. 모든 6개의 헥사포드 레그가 그 길이의 관점에서 조절되면, 베이스 요소에 관한 광학 요소의 위치와 배향을 조정하는 것이 가능하다.

특히, 연결 요소의 위치를 조정할 때 장치의 종축의 방향에서 리플렉스 프로파일의 기여도가 고려될 수 있다. 스페이서의 두께를 변화시킴으로써, 헥사포드 레그의 종축과 광학 요소의 통합 방향 사이의 각도에 따라, 헥사포드 레그의 종축에 수직인 평면에 2차 오차가 존재한다. 상기 각도는 위치의 순수 기하학적 변위와 같이, 마찬가지로 통합 방향에 수직으로 보정될 수 있어, 헥사포드 레그의 종축에 수직인 평면 내의 동일한 위치에서 헥사포드 레그와 광학 요소의 연결의 개선된 반복성을 야기한다.

더욱이, 장치는 평행 가이드로 설계될 수 있다. 평행 가이드는 비변형 가이드 요소의 경우 헥사포드 레그와 미러 사이의 위치를 고유하게 정의할 수 있고, 그 결과 서로에 대해 2개의 구성요소를 위치설정할 때 매우 높은 반복 정확성을 야기한다.

특히, 평행 가이드는 상이한 길이의 가이드 요소를 포함할 수도 있다. 이 경우, 평행 가이드의 가이드 요소는 가이드 요소의 간단한 굴곡으로 미러의 궤적을 따르도록 설계될 수 있다. 리플렉스 프로파일의 결과로서 기생력은 유리하게는 그 결과 최소로 감소될 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시예 및 변형예가 도면을 참조하여 이하에 더 상세히 설명되고, 여기서:
도 1은 본 발명이 구현될 수 있는 DUV 투영 노광 장치의 기본 구조를 도시하고 있다.
도 2는 본 발명의 구현될 수 있는 EUV 투영 노광 장치의 기본 구조를 도시하고 있는 도면.
도 3은 종래 기술로부터 알려진 광학 구성요소의 상세도를 도시하고 있다.
도 4a 및 도 4b는 연결 평면에서 헥사포드 레그와 광학 요소 사이의 위치를 정의하기 위한 장치의 기능을 설명하기 위한 도면을 도시하고 있다.
도 5는 장치의 상세도를 도시하고 있다.
도 6은 본 발명에 따른 정렬 방법에 대한 흐름도를 도시하고 있다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 예시적인 투영 노광 장치(1)를 도시하고 있다. 투영 노광 장치(1)는 컴퓨터 칩과 같은 반도체 구성요소의 생산을 위해, 감광성 재료로 코팅되고 일반적으로 주로 실리콘으로 이루어지고 웨이퍼(2)라 칭하는 기판 상의 구조의 노광을 위한 역할을 한다.

이 경우에, 투영 노광 장치(1)는 실질적으로 대물 평면(9)에서 대물 필드(8)를 조명하기 위한 조명 디바이스(3), 구조가 제공되고 대물 평면(9)에 배열된 마스크를 수용하고 정확하게 위치설정하기 위한 레티클 홀더(6)로서, 상기 마스크는 웨이퍼(2)의 후속 구조를 결정하는 데 사용되는 소위 레티클(7)인, 레티클 홀더(6), 상기 웨이퍼(2)를 정밀하게 장착, 이동 및 정확하게 위치설정하기 위한 웨이퍼 홀더(10), 및 투영 광학 유닛(13)의 렌즈 하우징(16) 내에 장착부(15)에 의해 유지되는 복수의 광학 요소(14)를 갖는 이미징 디바이스, 즉, 투영 광학 유닛(13)을 포함한다.

기본 기능 원리는 이 경우에, 레티클(7) 내로 도입된 구조가 웨이퍼(2) 상에 이미징되는 것을 제공하는데, 이미징은 일반적으로 스케일을 축소한다.

조명 디바이스(3)의 광원(4)은 전자기 방사선 형태의 투영 빔(17)을 제공하고, 상기 투영 빔은 이미지 평면(12)의 이미지 필드(11)의 영역에 배열된 웨이퍼(2) 상에 대물 평면(9) 내에 배열된 레티클(7)의 이미징을 위해 요구되고, 상기 전자기 방사선은 특히 100 nm 내지 300 nm의 파장 범위에 있다. 예로서, 레이저가 이 방사선에 대한 소스(4)로서 사용될 수 있다. 방사선은 투영 빔(17)이 대물 평면(9) 내에 배열된 레티클(7) 상에 입사할 때, 대물 필드(8)를 파면의 직경, 편광, 형상 등과 관련하여 원하는 특성으로 조명하는 이러한 방식으로 조명 디바이스(3)의 조명 광학 유닛(5) 내에서 광학 요소(18)에 의해 성형된다.

레티클(7)의 이미지는 투영 빔(17)에 의해 발생되고, 투영 광학 유닛(13)에 의해 대응적으로 축소된 후, 이미 전술된 바와 같이, 이미지 평면(12) 내에 배열된 웨이퍼(2)로 전사된다. 이 경우에, 레티클(7) 및 웨이퍼(2)는 동기식으로 이동될 수 있어, 레티클(7)의 영역이 소위 주사 동작 중에 사실상 연속적으로 웨이퍼(2)의 대응 영역 상에 이미징되게 된다. 투영 광학 유닛(13)은 예를 들어, 렌즈 요소, 미러, 프리즘, 종료 플레이트(terminating plate) 등과 같은, 다수의 개별 굴절, 회절 및/또는 반사 광학 요소(14)를 갖고, 상기 광학 요소(14)는 예를 들어 도면에 별도로 도시되어 있지 않은 하나 이상의 액추에이터 장치에 의해 작동되는 것이 가능하다.

도 2는 본 발명이 마찬가지로 용례를 발견할 수 있는 마이크로리소그래피 EUV 투영 노광 장치(101)의 기본 셋업을 예로서 도시하고 있다. 투영 노광 장치(101)의 구조 및 대물 평면(109) 내에 배열된 레티클(107) 상의 구조를 이미지 필드(111) 내에 배열된 웨이퍼(102) 상에 이미징하는 원리는 도 1에 설명된 구조 및 절차에 상응한다. 동일한 구성요소 부분은 도 1에 비해 100만큼 증가된 참조 기호에 의해 지정되는데, 즉, 도 2의 참조 기호는 101로 시작한다. 도 1에 설명된 바와 같은 투과광 장치와 대조적으로, 1 nm 내지 120 nm 범위, 특히 13.5 nm의 사용된 EUV 방사선(117)의 단파장으로 인해, 단지 미러로서 구현된 광학 요소(114, 118)만이 EUV 투영 노광 장치(101)에서 이미징을 위해 및/또는 조명을 위해 사용될 수 있다.

투영 노광 장치(101)의 조명 디바이스(103)는 광원(104) 이외에, 대물 평면(109) 내의 대물 필드(108)의 조명을 위한 조명 광학 유닛(105)을 포함한다. 광원(104)에 의해 발생된 광학 사용된 방사선의 형태의 EUV 방사선(117)은, 필드 파셋 미러(120) 상에 입사되기 전에 중간 초점 평면(119)의 영역에서 중간 초점을 통과하는 이러한 방식으로, 광원(104) 내에 통합된 집광기에 의해 정렬된다. 필드 파셋 미러(120)의 하류측에서, EUV 방사선(117)은 동공 파셋 미러(121)에 의해 반사된다. 동공 파셋 미러(121)와, 미러(118)를 갖는 광학 조립체(122)의 보조에 의해, 필드 파셋 미러(120)의 필드 파셋은 대물 필드(108) 내로 이미징된다. 미러(114)의 사용과는 별개로, 하류측 투영 광학 유닛(113)의 셋업은 원리적으로 도 1에 설명된 셋업과 상이하지 않고 따라서 더 상세히 설명되지 않는다.

도 3은 헥사포드 레그(20)를 통한 단면도로 도시되어 있는 종래 기술로부터 알려진 광학 구성요소(19)의 상세도를 도시하고 있다. 헥사포드 레그(20)는 도시되어 있는 예에서 미러(25)의 형태의 광학 요소를 프레임(27)의 형태의 베이스 요소에 연결하고, 헥사포드 레그(20)의 종축(21)의 방향에서 하나씩 모든 자유도 바아를 디커플링하도록 설계된 2개의 디커플링 요소(22.x)를 포함한다. 도시되어 있는 예에서, 도면에 별도로 표기되지 않은 2개의 굴곡 베어링의 직렬 조합이 사용된다. 광학 구성요소(19)의 통합 중에, 헥사포드 레그(20)는 초기에 프레임(27)에 나사 결합된다. 미러(25)는 이후에 헥사포드 레그(20) 방향에서 접촉점(29)에 통합되는데, 즉, 도 3에서 화살표에 의해 나타낸 통합 방향(I)으로 이동한다. 접촉점(29), 즉, 헥사포드 레그(20)와 미러(25)가 서로 연결되는 위치는 미러(25)를 향해 지향된 헥사포드 레그(20)의 베이스 지점(23)에 배열된 핀(24)과 미러(25) 내에 또는 상에 배열된 슬리브(26)에 의해 정의된다. 접촉점(29)은 헥사포드 레그(20)의 종축(21)에 수직으로 배향된 연결 평면(28)으로서 알려진 곳에 위치된다. 헥사포드 레그(20)와 미러(25) 사이의 연결은 헥사포드 레그(20)의 베이스 지점(23)과 미러(25) 사이에 배열된 스페이서(30)에 의해 헥사포드 레그(20)의 유효 길이를 조정하기 위해 통합 중에 다수회 해제되어야 하고, 그 결과 미러(25)의 위치 및 배향이 프레임(27)에 대해 정렬될 수 있다. 핀(24) 및 슬리브(26)는 상이한 두께를 갖는 스페이서가 연결 평면(28) 내에 삽입되는 결과로서 접촉점(29)이 연결 평면(28) 내에서 변위되지 않는 것을 보장한다. 도 3에 도시되어 있는 경우에, 헥사포드 레그(20)의 종축(21)은 통합 방향(I)에 대해 0°가 아닌 각도(α)로 형성되고, 그 결과 미러(25)에 대면하는 헥사포드 레그(20)의 베이스 지점(23)은 슬리브(26)로부터 핀(24)을 해제하기 위해 연결 평면(28) 내에서 편향되어야 한다. 그 결과, 헥사포드 레그(20)는 도 3에 점선에 의해 표시된 바와 같이, 리플렉스 프로파일로 변형되고, 그 결과 높은 응력이 이어서 디커플링 요소(22.x)에서 발생한다.

연결 평면(28)에 헥사포드 레그(20)와 광학 요소(25) 사이의 접촉점(29)을 정의하기 위한 장치(31.1)의 기능을 설명하기 위해, 도 4a 및 도 4b는 각각 본 발명에 따른 광학 구성요소(19)의 상세도를 도시하고 있다.

여기서, 도 4a는 제1 스페이서, 소위 공칭 스페이서(30.1)를 갖는 광학 구성요소(19)의 제1 조립 이후의 상태를 도시하고 있다. 헥사포드 레그(20), 프레임(27)의 형태의 베이스 요소 및 미러(25)의 형태의 광학 요소의 구조 및 배열은 도 3에 도시되어 있는 것과 동일하다. 그러나, 도 3에 사용된 핀(24) 대신에, 도시되어 있는 예의 광학 구성요소(19)는 연결 평면(28)에 접촉점(29)을 정의하기 위한 장치(31.1)를 포함한다. 장치(31.1)는 헥사포드 연결부(34)를 사용하여 헥사포드 레그(20)의 베이스 지점(23)에 연결되고 헥사포드 연결부(34) 및 연결 요소(35)에 연결되는 2개의 리프 스프링(33)을 갖는 평행 가이드(32)를 포함한다. 연결 요소(35)는 장치(31.1)를 미러(25)에 연결하고 장치(31.1)의 종축의 방향에서 장치(31.1)의 길이를 조정하기 위한 수단을 포함한다. 후자는 이어서 가이드(36) 및 정지부(37)를 포함하고, 리프 스프링(33)의 베이스 지점(38)은 장치(31.1)의 길이를 조절하기 위해 가이드(36)에서 장치(31.1)의 종축(39)의 방향으로 이동되는 것이 가능한 연결 요소(35)를 향해 지향된다. 정지부(37)는 마찬가지로 장치(31.1)의 종축(39)의 방향으로 이동될 수 있고 예를 들어 클램프에 의해 각각의 위치에서 잠금될 수 있다. 리프 스프링(33)의 베이스 지점(38)과 정지부(37)는 마찬가지로 나사 연결(여기에는 도시되어 있지 않음)에 의해 서로 견고하게 연결될 수 있다. 리프 스프링(33)은 도 4a에 도시되어 있는 공칭 위치에서 변형되지 않는다.

도 4b는 헥사포드 레그(20)와 미러(25) 사이의 계면이 해제되었고, 헥사포드 레그(20)의 유효 길이를 조절하기 위해, 미리 결정된 두께를 갖는 스페이서(30)가 그 결과로서 발생한 간극 내로 도입되어 있는 경우를 도시하고 있다. 장치(31.1)의 리프 스프링(33)은 도 4b에서 양방향 화살표로 도시되어 있는 통합 방향에서의 이동의 결과로서 리플렉스 프로파일로 변형되어 있다. 리프 스프링(33)의 가이드(36)와 정지부(37) 사이의 연결은 마찬가지로 해제되어 있고, 그 결과 리프 스프링(33)의 단축이 리플렉스 프로파일에 의해 보상된다. 도 4a의 공칭 스페이서(30.1)와 비교하여 스페이서(30.2)의 두께의 변화는 통합 방향이 유지되는 경우 미러(25)와 헥사포드 레그(20)가 연결 평면(28) 내의 동일한 접촉점(29)에서 서로 접촉하지 않게 한다. 편차는 정지부(37)를 조정함으로써 보상될 수 있다. 이 경우, 스페이서(30.x)의 두께 변화에 기초하는 정지부(37)의 위치의 조절은 장치(31.1)의 종축(39)의 방향에서의 기여도 및 리플렉스 프로파일의 결과로서 리프 스프링(33)의 단축으로 구성된다. 리플렉스 프로파일은, 통합 방향에서 리프 스프링(33)의 변형의 결과로서 장치(31.1)의 종축(39)에 수직인 스페이서(30.x)의 변화하는 두께에 의해 야기된 기여도의 보상에 의해 발생한다. 통합 중에, 리프 스프링(33)의 베이스 지점(38)은 가이드(36)에서 정지부(37)로 밀려난다. 미러(25)는 평행 가이드(32)에 의해 강제로 안내되고 그 결과 미러(25)와 헥사포드 레그(20)는 스페이서(30.x)의 교체 전과 동일한 접촉점(29)에서 다시 한번 접촉하게 된다. 스페이서(30.x)의 두께의 보상에 의해 야기되는 리플렉스 프로파일은 리프 스프링에 남아 있다. 정지부(37)의 변위는 다음과 같이 계산된다:

리플렉스 프로파일_z = a * cos α

리플렉스 프로파일_y = (3 * 리플렉스 프로파일_Z ²)/(5 * l)

b = a * sin α + 리플렉스 프로파일_Y

여기서, a는 스페이서(30.x)의 두께의 변화에 대응하고, α는 헥사포드 레그(20)의 종축과 통합 방향(I) 사이의 각도에 대응하고, l은 리프 스프링(33)의 길이에 대응하고, b는 정지부의 위치의 변화에 대응한다.

a = 0.5 mm, l = 100 mm 및 α = 50°인 경우, 이는 다음을 야기한다:

리플렉스 프로파일_Z = 0.5 mm * cos 50° = 0.32 mm

리플렉스 프로파일_Y = (3 *(0.32 mm)²)/(5*100 mm)) = 6 * 10-4 mm = 0.61 ㎛

b = 0.5　mm * sin 50° + 6 * 10-4 = 0.38　mm

도 5는 미러(25)가 단지 부분적으로 도시되어 있는 헥사포드 레그(20)와 함께 조립된 위치에 도시되어 있는 대안적인 장치(31.2)의 상세도를 도시하고 있다. 도 4a 및 도 4b에 설명된 장치(31.1)와 대조적으로, 장치(31.2)는 평행 가이드(32) 대신에, 각각 2개의 조인트(42)를 갖는 2개의 아암(41.x)을 갖는 기구학적 시스템(40)을 포함한다. 2개의 각각의 조인트(42)는 각각의 경우에 베이스 지점(38) 및 헥사포드 연결부(34)에 배열되고 아암(41.x)을 이들에 연결한다. 스페이서(30.x)를 교체하기 위한 미러(19)의 편향 중에, 아암은 편향되고 4개의 조인트(42)를 중심으로 피봇한다. 도 4a 및 도 4b에 도시되어 있는 리프 스프링(33.x)과 비교하여, 아암(41.x)은 그 종방향 범위에 수직인 비교적 강성 실시예를 갖는다. 또한, 이들 아암은, 스페이서(30)의 두께의 작은 변화에 대해, 헥사포드 레그(20)의 베이스 지점(23)에 대해, 그와 연결된 원형 이동에 의해 야기된 장치(31.2)의 종축의 방향에서의 어떠한 이동도 변형에 의해 보상할 필요가 없는 이러한 상이한 길이를 갖는다. 그 결과, 탄성 요소의 변형에 의한 부가의 응력의 도입이 회피된다.

도 6은 헥사포드의 형태의 장착부에 의해 베이스 요소에 연결되는 광학 요소를 갖는 광학 구성요소를 정렬하기 위한 가능한 방법, 및 헥사포드 레그의 종축에 수직인 평면에서 베이스 요소 또는 광학 요소에 관한 헥사포드 레그 중 적어도 하나의 위치를 정의하기 위한 장치를 설명하고 있는데, 장치는 광학 요소의 통합 방향에서 연성 실시예를 갖고 장치의 길이를 조정하기 위한 수단을 포함한다.

헥사포드 레그(20)는 제1 방법 단계(51)에서 광학 요소로부터 해제된다.

광학 요소(25)에 대한 연결 요소(35)의 위치를 조절하기 위한 수단(36, 37)은 제2 방법 단계(52)에서 해제된다.

광학 요소(25)는 제3 방법 단계(53)에서 하강된다.

제4 방법 단계(54)에서, 미리 결정된 두께를 갖는 스페이서(30.2)가 헥사포드 레그(20)와 광학 요소(25) 사이에 삽입된다.

제5 방법 단계(55)에서, 연결 요소(35)의 새로운 위치는 삽입된 스페이서(30.2)의 두께에 기초하여 결정된다.

연결 요소(35)의 새로운 위치는 제6 방법 단계(56)에서 수단(36, 37)에 의해 조정된다.

광학 요소는 제7 방법 단계(57)에서 상승된다.

헥사포드 레그(20)는 제8 방법 단계(58)에서 광학 요소(25)에 연결된다.

장치(31.x)는 또한 헥사포드 레그(20)와 베이스 요소(37) 사이에 배열될 수도 있고, 그 결과 방법이 그에 따라 조절되어야 할 것이다.

1: DUV 투영 노광 장치 2: 웨이퍼
3: 조명 디바이스 4: 광원
5: 조명 광학 유닛 6: 레티클 홀더
7: 레티클 8: 대물 필드
9: 대물 평면 10: 웨이퍼 홀더
11: 이미지 필드 12: 이미지 평면
13: 투영 광학 유닛 14: 광학 요소(투영 광학 유닛)
15: 장착부 16: 렌즈 하우징
17: 투영 빔 18: 광학 요소(조명 디바이스)
19: 광학 구성요소 20: 헥사포드 레그
21: 헥사포드 레그의 종축 22.x: 디커플링 수단
23: 헥사포드 레그의 베이스 지점 24: 핀
25: 미러 26: 슬리브
27: 프레임 28: 연결 평면
29: 접촉점 30, 30.1, 30.2: 스페이서
31.x: 장치 32: 평행 가이드
33.1, 33.2: 리프 스프링 34: 헥사포드 레그 연결부
35: 연결 요소 36: 가이드
37: 정지부 38: 리프 스프링 베이스 지점
39: 장치의 종축 40: 기구학적 시스템
41.1, 41.2: 아암 42: 조인트
51: 방법 단계 1 52: 방법 단계 2
53: 방법 단계 3 54: 방법 단계 4
55: 방법 단계 5 56: 방법 단계 6
57: 방법 단계 7 58: 방법 단계 8
101: EUV 투영 노광 장치 102: 웨이퍼
103: 조명 디바이스 104: 광원
105: 조명 광학 유닛 106: 레티클 홀더
107: 레티클 108: 대물 필드
109: 대물 평면 110: 웨이퍼 홀더
111: 이미지 필드 112: 이미지 평면
113: 투영 광학 유닛 114: 광학 요소(투영 광학 유닛)
115: 장착부 116: 렌즈 하우징
117: 투영 빔 118: 광학 요소(조명 디바이스)
119: 중간 초점 120: 필드 파셋 미러
121: 동공 파셋 미러 122: 광학 조립체

Claims (13)

1. 헥사포드의 형태의 장착부에 의해 베이스 요소(27)에 연결되는 광학 요소(25)를 갖고, 연결 평면(28)에서 적어도 하나의 헥사포드 레그(20)와 상기 2개의 요소(25, 27) 중 하나 사이의 접촉점(29)을 참조하기 위한 장치(31)를 갖는 광학 구성요소(19)에 있어서,
   장치(31)는 서로에 대한 상기 2개의 요소(25, 27)의 통합 방향(I)에서 연성 실시예를 갖는 것을 특징으로 하는 광학 구성요소(19).
2. 제1항에 있어서,
   장치(31)는 적어도 하나의 리프 스프링(33)을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 구성요소(19).
3. 제2항에 있어서,
   적어도 하나의 리프 스프링(33)은 연결 평면에 배열되는 것을 특징으로 하는 광학 구성요소(19).
4. 제1항에 있어서,
   장치(31)는 적어도 2개의 조인트(42)를 갖는 기구학적 시스템(40)을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 구성요소(19).
5. 제4항에 있어서,
   조인트(42)는 모놀리식 조인트의 형태인 것을 특징으로 하는 광학 구성요소(19).
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   장치(31)는 평행 가이드의 형태인 것을 특징으로 하는 광학 구성요소(19).
7. 제6항에 있어서,
   평행 가이드는 상이한 길이의 가이드 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 구성요소(19).
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   장치는 장치(31)의 종축의 방향에서 광학 요소에 대한 장치(31.x)의 연결 요소(35)의 위치를 조정하기 위한 수단(36, 37)을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 구성요소(19).
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 광학 구성요소(19)를 포함하는, 반도체 기술용 투영 노광 장치(1, 101).
10. 헥사포드의 형태의 장착부에 의해 베이스 요소(27)에 연결된 광학 요소(25), 및 헥사포드 레그(20)의 종축에 수직인 평면에서 베이스 요소(27) 또는 광학 요소(25)에 관한 적어도 하나의 헥사포드 레그(20)의 위치를 정의하기 위한 장치(31)로서, 장치(31)는 장치의 길이를 조정하기 수단을 포함하는 장치(31)를 갖는 광학 구성요소(19)를 정렬하기 위한 방법이며, 방법은 이하의 방법 단계:
    - 광학 요소(25)로부터 헥사포드 레그(20)를 해제하는 단계,
    - 연결 요소(35)의 위치를 조정하기 위한 수단을 해제하는 단계,
    - 베이스 요소(27)로부터 이격하여 광학 요소(25)를 이동시키는 단계,
    - 미리 결정된 두께를 갖는 스페이서(30, 30.1)를 삽입하는 단계,
    - 삽입된 스페이서(30, 30.1)의 두께에 기초하여 장치(31)의 연결 요소(35)의 새로운 위치를 결정하는 단계,
    - 수단(37)에 의해 연결 요소(35)의 새로운 위치를 조정하는 단계,
    - 광학 요소(25)를 베이스 요소(27)에 더 근접하게 유도하는 단계,
    - 헥사포드 레그(20)를 광학 요소(25)에 고정하는 단계를 포함하는, 방법.
11. 제10항에 있어서,
    연결 요소(35)의 위치를 조정할 때 장치(31)의 종축의 방향에서 리플렉스 프로파일의 기여도가 고려되는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    장치(31)는 평행 가이드의 형태인 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제12항에 있어서,
    평행 가이드는 상이한 길이의 가이드 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

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