TW202036073A - Optical device, exposure device, and article manufacturing method wherein the optical device includes an optical component, a supporting mechanism, and an operating mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本發明關於光學裝置、曝光裝置以及物品製造方法。The present invention relates to an optical device, an exposure device, and an article manufacturing method.
在藉由支撐機構支撐如透鏡或者反射鏡的光學零件的光學裝置中,光學零件可能由於由其自重等發生的應力而變形。例如,在專利文獻1中,記載了在透鏡和透鏡設置部在多個點接觸的結構中,透鏡變形而光學特性可能惡化。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2001-242364號公報In an optical device in which an optical component such as a lens or a mirror is supported by a supporting mechanism, the optical component may be deformed due to stress caused by its own weight or the like. For example, in
[發明所欲解決的課題] 由於應力引起的光學零件的變形特別在如曝光裝置、大型望遠鏡那樣具有大型的光學零件的光學裝置中,可能對成像性能造成大的影響。另外,即使在具有小型的光學零件的光學裝置中,如果要求的成像性能高,則可能無法忽略由於應力引起的光學零件的變形。 本發明的目的在於提供一種對降低由於對光學零件作用的應力引起的影響有利的技術。 [解決課題的手段] 本發明的1個側面關於光學裝置,前述光學裝置具備:光學零件;支撐機構,具有支撐前述光學零件的支撐部及限制前述光學零件在第1方向上的位置的位置限制部;以及操作機構,用於在與前述第1方向不同的第2方向上對前述光學零件施加力,操作前述光學零件,前述操作機構包括:接觸部,與前述光學零件接觸;操作部,使前述接觸部在前述第2方向上移動;以及連結部,連結前述接觸部和前述操作部,前述連結部構成為能夠在前述第1方向上使前述操作部和前述接觸部相對地移動。 根據本發明,提供對降低由於對光學零件作用的應力引起的影響有利的技術。[The problem to be solved by the invention] Deformation of optical components due to stress may have a large impact on imaging performance, especially in optical devices having large optical components such as exposure devices and large telescopes. In addition, even in an optical device with small optical parts, if the required imaging performance is high, the deformation of the optical parts due to stress may not be ignored. The object of the present invention is to provide a technique that is advantageous in reducing the influence caused by the stress acting on the optical component. [Means to solve the problem] One aspect of the present invention relates to an optical device. The optical device includes: an optical component; a supporting mechanism having a supporting portion for supporting the optical component and a position restricting portion for restricting the position of the optical component in the first direction; and an operating mechanism, For applying force to the optical component in a second direction different from the first direction to operate the optical component, the operating mechanism includes: a contact portion to contact the optical component; an operating portion to make the contact portion in the first Moving in two directions; and a connecting portion connecting the contact portion and the operating portion, and the connecting portion is configured to be able to relatively move the operating portion and the contact portion in the first direction. According to the present invention, there is provided a technique advantageous for reducing the influence caused by the stress acting on the optical component.
以下,參照附圖,詳細說明實施方式。此外,以下的實施方式不限定權利要求書所關於的發明。在實施方式中記載了多個特徵,但這些多個特徵未必在發明中全部必需,另外,多個特徵也可以任意地組合。進而,在附圖中,對同一或者同樣的結構附加同一參照編號,省略重複的說明。
在圖1~圖6中,示意地示出本發明的第1實施方式的光學裝置100的結構。圖1是本發明的第1實施方式的光學裝置100的正面圖,圖2是圖1的A-A剖面圖,圖3是圖1的B-B剖面圖。光學裝置100可以具備1個光學零件111、支撐光學零件111的1個或者多個支撐機構130、以及用於操作光學零件111的1個或者多個操作機構140。在一個例子中,光學裝置100可以具備1個光學零件111、2個支撐機構130、以及2個操作機構140。在此,在將2個支撐機構130相互區分而說明的情況下,記載為支撐機構130a、130b,在不不相互區分它們的情況下,記載為支撐機構130。在簡單地說明為支撐機構130的情況下,支撐機構130的個數可以是1個或者多個。同樣地,在將2個操作機構140相互區分的情況下,記載為操作機構140a、140b,在不相互區分它們的情況下,記載為操作機構140。在簡單地說明為操作機構140的情況下,操作機構140的個數可以是1個或者多個。
支撐機構130可以具有支撐光學零件111的支撐部120、和限制光學零件111在第1方向202上的位置的位置限制部131、132。在此,還將支撐機構130a的支撐部120記載為支撐部120a,將支撐機構130b的支撐部120記載為支撐部120b。2個支撐機構130可以具有關於對稱軸110相互對稱的構造。藉由2個支撐機構130,光學零件111在第2方向203以及第3方向201上的位置可以被限制。第3方向可以是與第1方向202以及第2方向203這雙方不同的方向。在一個例子中,第1方向202、第2方向203以及第3方向201可以是相互成90度的角度。在其他觀點中,第1方向202、第2方向203以及第3方向201可以與XYZ正交坐標系中的X軸方向、Z軸方向、Y軸方向分別對應。
操作機構140可以為了對光學零件111在與第1方向202不同的第2方向203上施加力來操作光學零件111而設置。操作機構140例如可以是對光學零件111在第2方向203上施加力來驅動光學零件111的驅動機構。2個操作機構140可以具有關於對稱軸110相互對稱的構造。對稱軸110可以配置成通過光學零件111的中心。這樣的驅動機構可以藉由未圖示的控制部控制為執行後述應力降低動作。
操作機構140可以包括與光學零件111接觸的接觸部141、使接觸部141在第2方向203上移動的操作部142、以及連結接觸部141和操作部142的連結部145。藉由操作部142在第2方向203上移動,連結部145以及接觸部141也在第2方向203上移動,對光學零件111施加第2方向203的力。由此,光學零件111可以在第2方向203上被驅動。連結部145可以包括固定到操作部142的第1部分146、和固定到接觸部141的第2部分147。連結部145可以構成為能夠在第1方向使操作部142和接觸部141相對地移動。
操作機構140可以用於降低由對光學零件111作用的應力引起的影響(例如光學零件111的變形、或者由此引起的光學零件111的光學性能的變化)。光學零件111可以在使用狀態下藉由2個支撐機構130a、130b支撐。在藉由支撐機構130a、130b支撐光學零件111時,既可能有光學零件111最初接觸到支撐機構130a的支撐部120,接著接觸到支撐機構130b的支撐部120的情況,也可能有與此相反的情況。或者,在藉由支撐機構130的支撐部120支撐光學零件111時,既可能有光學零件111以光學零件111和支撐部120的接觸部位為中心而旋轉的情況,也可能有不旋轉的情況。這樣,利用支撐機構130的支撐部120的光學零件111的支撐的開始狀態各種各樣,不是一定的。因此,最終地對由支撐機構130支撐的光學零件111作用的應力、以及由於該應力引起的影響也各種各樣。因此,操作機構140可以用於降低由對光學零件111作用的應力引起的影響(例如光學零件111的變形、或者由此引起的光學零件111的光學性能的變化)。
在圖4的(a)~圖4的(e)中,例示了用於降低由對光學零件111作用的應力引起的影響的操作(以下還稱為應力降低操作)。操作機構140a、140b構成為能夠變更光學零件111的狀態,該狀態如以下詳述,可以包括由支撐機構130支撐光學零件111的第1狀態、和由操作機構140支撐光學零件111的第2狀態。在光學零件111的設置時,藉由以從第1狀態經由第2狀態轉移到第1狀態的方式決定設置規則,能夠使對光學零件111作用的應力成為恒定。例如,在出廠前的調整時依照設置規則設置光學零件111之後調整光學零件111,之後,在出廠後的調整時也依照設置規則設置光學零件111之後調整光學零件111是有用的。根據這樣的方法,能夠使在出廠前的調整時對光學零件111作用的應力和在出廠後的調整時對光學零件111作用的應力相等,所以能夠使出廠後的調整作業容易化。
以下,參照圖4的(a)~圖4的(e),說明利用操作機構140的操作例。在圖4的(a)~圖4的(e)中,僅示出支撐機構130的構成要素中的支撐部120(120a、120b)。在圖4的(a)中,示出初始狀態。初始狀態與第1狀態相當。在初始狀態下,依賴於利用支撐機構130a、130b的光學零件111的支撐開始時的狀態的應力在光學零件111中可能存在。或者,在初始狀態下,在由支撐機構130a、130b支撐光學零件111的狀態下施加到光學裝置100的衝擊、振動(例如搬運時的衝擊、振動)所引起的應力在光學零件111中可能存在。
首先,如圖4的(b)所示,可以以使光學零件111離開支撐機構130a的支撐部120a的方式,操作操作機構140a。在該狀態下,藉由支撐機構130b的支撐部120b以及操作機構140a支撐光學零件111。
接下來,如圖4的(c)所示,可以藉由操作機構140b,以使光學零件111離開支撐機構130b的支撐部120b的方式,操作操作機構140a。由此,成為藉由操作機構140a、140b支撐光學零件111的第2狀態。
接下來,如圖4的(d)所示,可以以使支撐機構130a的支撐部120a和光學零件111接觸的方式,操作操作機構140a。在該狀態下,藉由支撐機構130b的支撐部120b以及操作機構140b支撐光學零件111。接下來,如圖4的(e)所示,可以以使支撐機構130b的支撐部120b和光學零件111接觸的方式,操作操作機構140b。由此,成為藉由支撐機構130a、130b的支撐部120a、120b支撐光學零件111的第1狀態。即,在圖4的(a)~圖4的(e)的例子中,光學零件111的狀態從第1狀態經由第2狀態成為第1狀態。
圖5是圖4的(b)的C-C剖面圖。操作機構140優選僅在第2方向203上移動,但現實中,可能由於操作機構140的加工誤差、裝配誤差、調整殘差等,如圖5例示,在第2方向203上的操作時在第1方向202上也移動。在操作部142在第1方向202上移動時,針對與操作部142連結的連結部145、與連結部145連結的接觸部141、以及光學零件111作用第1方向202上的操作力151、161、171。圖6是圖4的(b)的D-D剖面圖。光學零件111由於被支撐機構130限制第1方向202的位置,所以對光學零件111作用抵抗操作力171的反力172而光學零件111不移動。另外,接觸部141由於從光學零件111接受抵抗操作力161的反力而不移動。
連結部145可以包括第1部分146和第2部分147。第1部分146和第2部分147能夠在第1方向202的方向上相對地移動。在第1方向上使第1部分146相對於第2部分147相對地移動而所需的力(將其還稱為可動阻力),係小於在光學零件111與接觸部141之間作用的靜止摩擦阻力。可動阻力是在第1方向上使操作部142相對於接觸部141相對地移動而所需的力。換言之,可動阻力是在第1方向上使操作部142和接觸部141相對地移動而所需的力。
第1部分146從操作部142接受操作力151,相對於第2部分147在第1方向202上相對地移動。第2部分147伴隨第1部146移動,藉由上述可動阻力的反作用,在第1方向202上接受操作力152,但由於從接觸部141接受抵抗操作力152的反力而不移動。
如以上前述,伴隨操作部142在第1方向202上移動,第1部分146在第1方向202上移動。關於第2部分147、接觸部141以及光學零件111,由於可動阻力的反作用引起的力、和來自支撐機構130的反力所引起的力在內部平衡,不移動而留在原來的位置。此時,對光學零件111作用的操作力171以及反力172的大小等於可動阻力的大小。
在由於對光學零件111作用的操作力171以及反力172而對光學零件111作用應力時,存在在光學零件111中發生歪斜,光學零件111的光學性能降低的可能性。因此,優選將操作力171以及反力172抑制得較小。操作機構140包括連結部145,藉由其減小可動阻力,從而能夠將操作力171以及反力172抑制得較小。作為結果,對光學零件111作用的應力被抑制得較小,在光學零件111中發生的歪斜減少,光學零件111的光學性能降低被抑制。
在圖7中,示出連結部145的第1結構例。連結部145可以包括固定到操作部142的第1部分246、和固定到接觸部141的第2部分247。第1部分246能夠相對於第2部分247相對地移動。連結部145可以包括能夠在第1方向202使操作部142和接觸部141相對地移動的彈性部。在一個例子中,第1部分246可以由這樣的彈性部構成。在另一例子中,第2部分247可以由這樣的彈性部構成。在又一例子中,第1部分246以及第2部分247可以由這樣的彈性部構成。
在圖7中,示出第1部分246由彈性部構成的例子。第1部分246變形時的阻力(將其還稱為變形阻力)的大小可以成為第1部分246從操作部142接受的操作力251的大小以下。第1部分246從操作部142接受操作力251,在第1方向202變形。第2部分247伴隨第1部分246變形,由於變形阻力的反作用,在第1方向202上接受操作力252,但由於從接觸部141接受抵抗操作力252的反力而不移動。關於接觸部141以及光學零件111,由於變形阻力的反作用引起的力、和來自支撐機構130的反力所引起的力在內部平衡,不移動而留在原來的位置。
此時,對光學零件111作用的操作力271的大小、和來自支撐機構130的反力的大小等於變形阻力的大小。因此,藉由減小變形阻力,能夠將操作力271以及來自支撐機構130的反力抑制得較小。作為結果,對光學零件111作用的應力被抑制得較小,在光學零件111中發生的歪斜減少,光學零件111的光學性能降低被抑制。
在圖8的(a)~圖8的(c)中,示出支撐機構130的其他結構例以及動作例。支撐機構130可以具有支撐光學零件111的支撐部120、限制光學零件111在第1方向202上的位置的位置限制部131、132、以及使位置限制部131、132的位置分別變更的變更機構133、135。在圖8的(a)~圖8的(c)中,示出使在光學零件111中的與位置限制部131、132抵接的區域中作用的應力成為預定的應力狀態,按壓光學零件111而在第1方向202定位的工序。
圖8的(a)是圖4的(c)的E-E剖面圖。在圖8的(b)中,示出從圖8的(a)的狀態,藉由變更機構133、135將位置限制部131、132的位置變更為離開光學零件111的位置的狀態。藉由將位置限制部131、132的位置變更為離開光學零件111的位置,由於位置限制部131、132和光學零件111的接觸對光學零件111作用的應力被去除。此時,光學零件111有時由於去除該應力之前的應力狀態而在第1方向202上移動。在圖8的(b)中,例示光學零件111移動到位置限制部132側的狀態。
在圖8的(c)中,示出從圖8的(b)的狀態,藉由變更機構133、135將位置限制部131、132的位置變更為位置限制部131、132與光學零件111抵接的位置,光學零件111被配置到預定位置的狀態。在該例子中,變更位置限制部132的位置,以使在位置限制部132與光學零件111抵接之後,從虛線所示的位置(圖8的(b)的位置)至實線所示的預定位置為止在按壓光學零件111的同時使光學零件111移動。
在藉由變更機構133、135變更位置限制部131、132的位置後,與光學零件111接觸的接觸部141、以及與接觸部141連結的第2部分147與光學零件111一起移動。另一方面,第1部146和操作部142的摩擦阻力對第1部分146作用,所以第1部分146不移動。藉由位置限制部132按壓光學零件111的按壓力181等於第2部分147相對於第1部分146相對地移動時的阻力(將其還稱為按壓阻力)的大小。
在由於對光學零件111作用的按壓力181而對光學零件111作用應力時,存在在光學零件111中發生歪斜,光學零件111的光學性能降低的可能性,所以優選將按壓力181抑制得較小。操作機構140包括能夠使操作部142和接觸部141相對地移動的連結部145,由此能夠減小按壓阻力,能夠將按壓力181抑制得較小。作為結果,對光學零件111作用的應力被抑制得較小,在光學零件111中發生的歪斜減少,光學零件111的光學性能降低被抑制。
在圖9中,示出作為第1實施方式的第1實施例的光學裝置300的正面圖。光學裝置300可以具備作為光學零件的反射鏡311、支撐反射鏡311的支撐機構330a、330b、以及操作反射鏡311的操作機構340a、340b。光學裝置300進而可以具備固定有支撐機構330a、330b以及操作機構340a、340b的鏡筒301。
圖10是圖9的F-F剖面圖。支撐機構330a可以包括:金屬體331、332,具有用於在與反射鏡311的光軸平行的第1方向402限制反射鏡311的位置的突起;以及帶彈性體的金屬體320,在表面具有用於支撐反射鏡311的重量的彈性片材。支撐機構330b具有與支撐機構330a相同的結構。支撐機構330a、330b可以相對光學裝置300的對稱軸310對稱地配置。對稱軸310可以配置成藉由反射鏡311的中心(光軸)。
圖11是圖9的G-G剖面圖。操作機構340可以包括與反射鏡311接觸的帶彈性體的金屬體341、能夠在與重力方向平行的第2方向203上移動的螺栓(操作部)342、以及連結帶彈性體的金屬體341和螺栓342的連結部345。螺栓342在與鏡筒301螺絲卡合而使螺栓342旋轉時,能夠使連結部345在第203方向上移動。在連結部345在第2方向203上移動時,與連結部345連結的帶彈性體的金屬體341也在第2方向203上移動。
連結部345可以是具有在第1方向202具有自由度的線性滑軌的構造體。連結部345例如可以包括由金屬板348和滑軌343的結合體構成的滑軌部346、以及由滑架344和金屬板349的結合體構成的滑架部347。在一個例子中,該線性滑軌的動摩擦係數在荷重比例為0.1時是0.003,在反射鏡311、帶彈性體的金屬體341的重量作用的狀態下是0.02。在光學裝置300中,藉由經由圖4的(a)至圖4的(e)的一連串的工序,對反射鏡311作用的應力也可以成為基於該工序的預定的應力狀態。
圖12是實施圖4的(b)的工序的曝光裝置300的D-D剖面圖。在此,螺栓342、連結部345以及帶彈性體的金屬體341除了在第2方向203上移動以外,由於加工誤差、裝配誤差、調整誤差等在第1方向202上也可能稍微移動。因此,在圖12中,為便於說明,示出螺栓342在第2方向203上移動的同時在第1方向202上也移動的狀態。
在螺栓342在第1方向202上移動時,針對滑軌部346、滑架部347、帶彈性體的金屬體341以及反射鏡311,在第1方向202作用操作力351、352、361、371。反射鏡311由於被支撐機構320、330限制第1方向202上的位置,所以對反射鏡311作用抵抗操作力371的反力而反射鏡311不移動。帶彈性體的金屬體341由於從反射鏡311接受抵抗操作力361的反力而不移動。滑軌部346從螺栓342接受操作力351,相對於滑架部347,在第1方向202相對地移動。滑架部347伴隨滑軌部346移動,由於前述線性滑軌的阻力的反作用而在第1方向202上接受操作力352,但由於從帶彈性體的金屬體341接受抵抗操作力352的反力而不移動。
如以上前述,伴隨螺栓342在第1方向202上移動,滑軌部346在第1方向202上移動。關於滑架部347、帶彈性體的金屬體341以及反射鏡311,由於前述線性滑軌的阻力的反作用引起的力、和來自支撐機構320、330的反力所引起的力在內部平衡,不移動而留在原來的位置。此時,對反射鏡311作用的操作力371、以及來自支撐機構320、330的反力的大小等於前述線性滑軌的阻力的大小。
在一個例子中,前述線性滑軌的阻力在將藉由反射鏡311和帶彈性體的金屬體341對前述線性滑軌作用的重量之和設為Mg時成為0.02Mg。其是不具有連結部345的結構、即螺栓342和帶彈性體的金屬體341直接結合的結構的10分之1的大小(螺栓342和帶彈性體的金屬體341的動摩擦係數為0.2的情況)。
在由於對反射鏡311作用的操作力371以及來自支撐機構320、330的反力而對反射鏡311作用應力時,存在在反射鏡311中發生歪斜,反射鏡311的光學性能降低的可能性。因此,優選將操作力371以及來自支撐機構320、330的反力抑制得較小。操作機構340包括能夠使操作部342和接觸部341相對地移動的連結部345,由此能夠減小前述線性滑軌的動摩擦係數,能夠將操作力371以及來自支撐機構330的反力372抑制得較小。作為結果,對反射鏡311作用的應力被抑制得較小,在反射鏡311中發生的歪斜減少,反射鏡311的光學性能降低被抑制。
在圖13中,示出作為第1實施方式的第2實施例的光學裝置500的正面圖。光學裝置500可以具備作為光學零件的反射鏡511、支撐反射鏡511的支撐機構530a、530b、以及操作反射鏡511的操作機構540a、540b。光學裝置500進而可以具備固定有支撐機構530a、530b以及操作機構540a、540b的鏡筒501。支撐機構530a、530b的結構可以與光學裝置300的支撐機構330a、330b相同。
圖14是操作機構540的立體圖。圖15是圖13的H-H剖面圖。操作機構540可以包括:帶彈性體的金屬體(接觸部)541,在表面具有用於支撐反射鏡511的重量的彈性片材;以及線性致動器542,具有在與重力方向平行的第2方向上驅動可動部的步進馬達。金屬體(接觸部)541和線性致動器542藉由具有板簧543以及金屬體546、547、548的連結部相互連結。線性致動器542被固定到鏡筒501。在驅動線性致動器542時,能夠使連結部545在第2方向203上移動。伴隨連結部545的移動,帶彈性體的金屬體541也在第2方向603上移動。在光學裝置500中,藉由經由圖4的(a)至圖4的(e)的一連串的工序,對反射鏡511作用的應力也成為基於該工序的預定的應力狀態。
圖16是實施圖4的(b)的工序的第2實施例的光學裝置500的D-D剖面圖。在此,線性致動器542的可動部、連結部545、帶彈性體的金屬體541除了在第2方向203上移動以外,由於加工誤差、裝配誤差、調整誤差等在第1方向202上也可能移動。因此,在圖16中,為便於說明,示出線性致動器542除了在驅動其可動部的第2方向203以外,在第1方向202上也具有驅動分量的狀態。
在線性致動器542在第2方向202上驅動其可動部時,針對板簧543、金屬體547、帶彈性體的金屬體541、反射鏡511作用第2方向202的操作力551、552、561、571。反射鏡511由於被支撐機構520、530限制第1方向202上的位置,所以對反射鏡511作用抵抗操作力571的反力而反射鏡511不移動。帶彈性體的金屬體541由於從反射鏡511接受抵抗操作力561的反力而不移動。板簧543從線性致動器542接受操作力551,在第1方向202變形。金屬體547伴隨板簧543變形,藉由板簧543的彈性力在第2方向202上接受操作力552,但由於從帶彈性體的金屬體541接受抵抗操作力552的反力而不移動。
如以上所述,伴隨線性致動器542使其可動部在第1方向202上移動,板簧543在第1方向202變形。關於金屬體547、帶彈性體的金屬體541、反射鏡511,因為板簧543的彈性力、和來自支撐機構520、530的反力所引起的力在內部平衡,不移動而留在原來的位置。
此時,對反射鏡511作用的操作力571、反力的大小等於板簧543的彈性力的大小。
在一個例子中,能夠使板簧543的與第1方向202有關的最大變形量成為0.10mm,使板簧543的變形部的尺寸成為80mm×67mm,使厚度成為1.6mm,使材質成為比重為7.9、楊氏模量為186GPa的彈簧用不銹鋼SUS304。在該情況下,板簧543的彈性力是約10N。
在不具有連結部545的結構、即線性致動器542和帶彈性體的金屬體541直接結合的結構中,對反射鏡511作用的操作力571在以下敘述的條件下是1000N。
<條件>反射鏡511和帶彈性體的金屬體541對線性致動器542作用的重量之和是500kgf,線性致動器542和帶彈性體的金屬體541的動摩擦係數是0.2。
在由於對反射鏡511作用的操作力571、來自支撐機構520、530的反力而對反射鏡511作用應力時,存在在反射鏡511中發生歪斜,反射鏡511的光學性能降低的可能性。因此,優選將操作力571以及反力572抑制得較小。操作機構540包括能夠使線性致動器542和金屬體541相對地移動的連結部545,由此能夠將操作力571、來自支撐機構520、530的反力抑制得較小。作為結果,對反射鏡511作用的應力被抑制得較小,在反射鏡511中發生的歪斜減少,反射鏡511的光學性能降低被抑制。
在圖17中,示出作為第1實施方式的第3實施例的光學裝置700的正面圖。光學裝置700可以具備作為光學零件的反射鏡711、支撐反射鏡711的支撐機構730a、730b、以及操作反射鏡711的操作機構740a、740b。光學裝置700進而可以具備固定有支撐機構730a、730b以及操作機構740a、740b的鏡筒701。
圖18是圖17的I-I剖面圖。支撐機構730a可以包括作為在與反射鏡711的光軸平行的第1方向202上驅動位置限制部731、732的變更機構的氣缸734、736。支撐機構730a進而可以包括用於將氣缸734、736固定到鏡筒701的金屬制的外殼733、735。支撐機構730b可以具有與支撐機構730a同樣的結構。支撐機構730a、730b可以相對光學裝置700的對稱軸710對稱地配置。對稱軸710可以配置成通過反射鏡711的中心(光軸)。操作機構740a、740b可以具有與第2實施例的操作機構540a、540b同樣的結構。在光學裝置700中,藉由經由圖4的(a)至圖4的(e)的一連串的工序,對反射鏡711作用的應力也成為基於該工序的預定的應力狀態。
在圖19的(a)~圖19的(c)中,示出使對反射鏡711中的與位置限制部731、732抵接的區域作用的應力成為預定的應力狀態,按壓反射鏡711而在第1方向202定位的工序。圖19的(a)是光學裝置700的圖4的(c)的工序的E-E剖面圖。圖19的(b)示出從圖19的(a)的狀態,藉由氣缸734、736將位置限制部731、732的位置變更為離開反射鏡711的位置的狀態。藉由將位置限制部131、132的位置變更為離開反射鏡711的位置,由於位置限制部131、132和反射鏡711的接觸對反射鏡711作用的應力被去除。
在圖19的(c)中,示出從圖19的(b)的狀態,藉由氣缸734、736將位置限制部131、132的位置變更為位置限制部131、132與反射鏡711抵接的位置,將反射鏡711配置到預定的位置的狀態。在藉由氣缸734、736驅動位置限制部131、132並按壓反射鏡711時,支撐反射鏡711的帶彈性體的金屬體541、與帶彈性體的金屬體541連結的金屬體547與反射鏡711一起移動。另一方面,板簧543伴隨金屬體547的移動而變形。氣缸734、736按壓反射鏡711的按壓力781等於板簧543的彈性力。
在一個例子中,板簧543的彈性力在使用在第2實施例中說明的尺寸、材質、最大變形量的板簧543時為約10N。在不具有連結部545的結構、即線性致動器542和帶彈性體的金屬體541直接結合的結構中,為了按壓並驅動反射鏡711而所需的按壓力781在以下敘述的條件下是1000N。
<條件>反射鏡711和帶彈性體的金屬體541對線性致動器542作用的重量之和是500kgf,線性致動器542和帶彈性體的金屬體541的動摩擦係數是0.2。
在由於對反射鏡711作用的按壓力781而對反射鏡711作用應力時,存在在反射鏡711中發生歪斜,反射鏡711的光學性能降低的可能性。因此,優選將按壓力781抑制得較小。操作機構740包括能夠使線性致動器542和金屬體541相對地移動的連結部545,由此能夠將按壓力781抑制得較小。作為結果,對反射鏡711作用的應力被抑制得較小,在反射鏡711中發生的歪斜減少,反射鏡711的光學性能劣化被抑制。
圖20是本發明的第2實施方式的曝光裝置1000的側面圖。曝光裝置1000可以具備照明裝置1100、曝光圖案形成裝置1200、投影光學裝置(投影光學系統)1300、載置台裝置1400、以及電氣控制裝置1500。照明裝置1100、曝光圖案形成裝置1200、投影光學裝置1300、載置台裝置1400以及電氣控制裝置1500可以收容於腔1600。以第1實施方式的光學裝置100等為代表的光學裝置例如可以構成投影光學裝置1300的一部分。
電氣控制裝置1500進行用於將照明裝置1100、曝光圖案形成裝置1200、投影光學裝置1300、載置台裝置1400、腔1600的內部空間的溫度保持為預定的溫度範圍的電氣控制。另外,在曝光時,進行用於使照明裝置1100、曝光圖案形成裝置1200、投影光學裝置1300、載置台裝置1400的操作部連動的電氣控制。
由照明裝置1100生成的曝光光被照射到曝光圖案形成裝置1200,形成曝光圖案。曝光圖案藉由投影光學裝置1300被投影到在載置台裝置1400的載置台上搭載的基板(晶圓或者玻璃板)。
構成光學裝置100的光學零件111,係作為構成投影光學裝置1300的光學系統的一部分,大幅影響使由曝光圖案形成裝置形成的曝光圖案在晶圓、玻璃板上成像時的成像性能。因此,在應力對光學零件111作用時,存在在光學零件111中發生歪斜,前述成像性能降低的可能性。在光學裝置100中,對光學零件111作用的應力被抑制得較小,所以在光學零件111中發生的歪斜降低。作為結果,能夠將光學零件111的成像性能的劣化抑制得較小,能夠提供具有良好的成像性能的曝光裝置1000。
圖21是本發明的第3實施方式的曝光裝置2000的側面圖。曝光裝置2000可以具備照明單元2100、曝光光罩單元2200、投影單元(投影光學系統)2300、載置台單元2400以及電氣控制單元2500。照明單元2100、曝光光罩單元2200、投影單元2300、載置台單元2400以及電氣控制單元2500可以收容於腔2600。以第1實施方式的光學裝置300等為代表的光學裝置可以構成投影單元2300的一部分。
電氣控制單元2500進行用於將照明單元2100、曝光光罩單元2200、投影單元2300、載置台單元2400、腔2600的內部空間的溫度保持為預定的溫度範圍的電氣控制。具體而言,電氣控制單元2500可以根據配置於各部件的內部空間的溫度感測器的值,對向各部件送氣的清潔的乾燥空氣的溫度進行回饋控制。
在進行曝光時,需要使以下敘述的各單元的動作同步。照明單元的動作是照射照明光的時序和照射時間。曝光光罩單元2200的動作是對構成曝光光罩單元2200的曝光光罩進行掃描的時序和掃描的速度。投影單元2300的動作是在構成投影單元2300的投影光學系統中,伴隨驅動的驅動光學系統的時序和驅動的速度。載置台單元2400的動作是對構成載置台單元2400的載置台進行驅動的時序和驅動的速度。電氣控制單元2500進行用於使上述各單元的動作同步的電氣控制。
由照明單元2100生成的曝光光被照射到構成光罩曝光光罩單元2200的曝光光罩2201,透射前述曝光光罩,從而形成以曝光光罩為物面的曝光圖案。曝光圖案藉由投影單元2300被投影到在載置台單元2400的載置台上搭載的玻璃板2401。
構成光學裝置300的反射鏡311,係作為構成投影單元2300的投影光學系統2301的一部分,大幅影響使透射曝光光罩2201的曝光光在塗敷到玻璃板2401的抗蝕劑上成像時的成像性能。因此,在應力對反射鏡311作用時,存在在反射鏡311中發生歪斜,前述成像性能劣化的可能性。在光學裝置300中,對反射鏡311作用的應力被抑制得較小,所以在反射鏡311中發生的歪斜降低。作為結果,能夠將反射鏡311的成像性能的劣化抑制得較小,能夠提供具有良好的成像性能的曝光裝置2000。
以下,說明使用上述曝光裝置製造物品(半導體IC元件、液晶顯示元件、MEMS等)的物品製造方法。可以經由使用上述曝光裝置對塗敷有感光劑的基板(晶圓、玻璃基板等)進行曝光的工序、使該基板的感光劑顯影而形成圖案的工序、以及使用該圖案來處理基板的工序,根據該處理後的基板製造物品。其他公知的工序包括蝕刻、抗蝕劑剝離、切割、接合、封裝等。根據本物品製造方法,能夠製造品質比以往高的物品。
發明不限制於上述實施方式,能夠不脫離發明的精神以及範圍而進行各種變更以及變形。因此,為了公開發明的範圍而添附申請專利範圍。Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the following embodiment does not limit the invention concerning a claim. Although a plurality of features are described in the embodiment, all of these features are not necessarily required in the invention, and a plurality of features may be combined arbitrarily. Furthermore, in the drawings, the same reference numerals are attached to the same or similar structures, and repeated descriptions are omitted.
1 to 6 schematically show the structure of the
100:光學裝置
111:光學零件
131,132:位置限制部
140:操作機構
145:連結部100: Optical device
111:
[圖1]是示意地示出第1實施方式的光學裝置的結構的正面圖。 [圖2]是圖1的A-A剖面圖。 [圖3]是圖1的B-B剖面圖。 [圖4]是例示用於降低由於對光學零件作用的應力引起的影響的操作的圖。 [圖5]是圖4的(b)的C-C剖面圖。 [圖6]是圖4的(b)的D-D剖面圖 [圖7]是示出連結部的第1結構例的圖。 [圖8]是示出支撐機構的其他結構例以及動作例的圖。 [圖9]是示意地示出第1實施方式的第1實施例的光學裝置的結構的正面圖。 [圖10]是圖9的F-F剖面圖。 [圖11]是圖9的G-G剖面圖。 [圖12]是實施圖4的(b)的工序的第1實施例的曝光裝置的D-D剖面圖。 [圖13]是示意地示出第1實施方式的第2實施例的光學裝置的結構的正面圖。 [圖14]是第2實施例的光學裝置的操作機構的立體圖。 [圖15]是圖13的H-H剖面圖。 [圖16]是實施圖4的(b)的工序的第2實施例的曝光裝置的D-D剖面圖。 [圖17]是示意地示出第1實施方式的第3實施例的光學裝置的結構的正面圖。 [圖18]是圖17的I-I剖面圖。 [圖19]是示出第3實施例的光學裝置的動作例的圖。 [圖20]是示出第2實施方式的曝光裝置的結構的圖。 [圖21]是示出第3實施方式的曝光裝置的結構的圖。Fig. 1 is a front view schematically showing the structure of the optical device of the first embodiment. [Fig. 2] is a cross-sectional view taken along the line A-A in Fig. 1. [Fig. [Fig. 3] is a B-B cross-sectional view of Fig. 1. [Fig. [Fig. 4] is a diagram illustrating an operation for reducing the influence due to the stress acting on the optical part. [Fig. 5] is a cross-sectional view taken along line C-C of Fig. 4(b). [Fig. 6] is a cross-sectional view taken along the line D-D of Fig. 4(b) [Fig. 7] is a diagram showing a first configuration example of the connecting portion. [Fig. 8] Fig. 8 is a diagram showing another configuration example and an operation example of the support mechanism. [Fig. 9] Fig. 9 is a front view schematically showing the configuration of the optical device of the first example of the first embodiment. [Fig. 10] is a cross-sectional view taken along the line F-F in Fig. 9. [Fig. 11] is a G-G cross-sectional view of Fig. 9. [Fig. 12] Fig. 12 is a D-D cross-sectional view of the exposure apparatus of the first embodiment that performs the step of Fig. 4(b). [Fig. 13] Fig. 13 is a front view schematically showing the configuration of an optical device according to a second example of the first embodiment. Fig. 14 is a perspective view of the operating mechanism of the optical device of the second embodiment. [Fig. 15] is a cross-sectional view taken along the line H-H in Fig. 13. [Fig. 16] is a D-D cross-sectional view of the exposure apparatus of the second embodiment that implements the step of Fig. 4(b). [Fig. 17] Fig. 17 is a front view schematically showing the configuration of the optical device of the third example of the first embodiment. [Fig. 18] is a cross-sectional view taken along the line I-I in Fig. 17. Fig. 19 is a diagram showing an operation example of the optical device of the third embodiment. [Fig. 20] is a diagram showing the structure of an exposure apparatus according to a second embodiment. [Fig. 21] is a diagram showing the structure of an exposure apparatus according to a third embodiment.
100:光學裝置 100: Optical device
110:對稱軸 110: axis of symmetry
111:光學零件 111: optical parts
120a,120b:支撐部 120a, 120b: support part
130a,130b:支撐機構 130a, 130b: support mechanism
140a,140b:操作機構 140a, 140b: operating mechanism
201:第3方向 201: 3rd direction
202:第1方向 202: 1st direction
203:第2方向 203: 2nd direction
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