JP6612439B2 - 圧電装置を備える光学結像装置 - Google Patents
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Description
本特許の開示は、米国特許法第119条の下で、2015年9月23日に出願された独国特許出願第102015218229.0号に基づく利益を主張するものであり、その全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
Claims (36)
- 光学結像装置であって:
光学素子と;
圧電装置と、を備え;
前記光学素子は光学素子本体を備え、該光学素子本体は、該光学素子本体の正面側の上に光学表面を担持し;
前記圧電装置は、第1電極及び少なくとも1つの圧電素子を備え;
少なくとも1つの第2電極が前記光学素子本体の背面に隣接して位置し、及び前記少なくとも1つの圧電素子が前記第1電極と前記少なくとも1つの第2電極との間に位置する時、前記第1電極は、前記少なくとも1つの圧電素子及び前記少なくとも1つの第2電極と協働するよう構成され、前記光学素子本体の前記背面側は、前記光学素子本体の前記正面側の反対側にあり;
前記第1電極は、前記光学素子本体の前記正面側の上に位置し;
前記少なくとも1つの圧電素子は、前記光学素子本体の少なくとも1つの圧電部分により形成され;
前記少なくとも1つの第2電極は、前記光学素子本体と分離した電極キャリアユニット上に位置する光学結像装置。 - 請求項1に記載の光学結像装置であって、
前記第1電極は、前記光学表面と前記少なくとも1つの圧電部分との間に位置し;
及び/又は
前記第1電極は、前記光学表面と前記光学素子本体との間に位置する光学結像装置。 - 請求項1または2に記載の光学結像装置であって、
前記第1電極は、前記光学素子本体の上、及び/又は前記少なくとも1つの圧電部分の上に形成された、少なくとも1つの導電性材料の層により形成され;
及び/又は
前記光学表面は、前記第1電極の上に形成された少なくとも1つの反射層により形成され;
及び/又は
前記光学表面の少なくとも一部分は、前記第1電極の表面により形成される光学結像装置。 - 請求項1〜3の何れか一項に記載の光学結像装置であって、
前記少なくとも1つの圧電部分は実質的に、前記第1電極から、前記光学素子本体の背面側で前記光学素子本体を限定する前記光学素子本体の背面にまで延在し、
及び/又は
前記光学表面は、前記光学素子の光学的使用可能領域を画定し、該光学的使用可能領域は光学結像プロセスで使用可能であり、及び前記少なくとも1つの圧電部分は、少なくとも前記光学的使用可能領域に亘って延在し、
及び/又は
前記少なくとも1つの圧電部分は、前記光学素子本体の少なくとも80%を形成する光学結像装置。 - 請求項1〜4の何れか一項に記載の光学結像装置であって、
前記光学素子本体が、前記少なくとも1つの圧電部分を提供するために、圧電材料により形成され、
及び/又は
前記光学素子本体は、圧電材料からなるモノリシック体である光学結像装置。 - 請求項1〜5の何れか一項に記載の光学結像装置であって、
前記光学表面は、前記光学素子の光学的使用可能領域を画定し、該光学的使用可能領域は光学結像プロセスで使用可能であり、及び少なくとも前記光学的使用可能領域に亘って、前記光学表面の局所的表面法線に沿う前記光学素子本体の寸法が、実質的に均一である光学結像装置。 - 請求項1〜6の何れか一項に記載の光学結像装置であって、
前記少なくとも1つの圧電部分は、石英(SiO2)材料の圧電係数のN倍の圧電係数を有する材料から製造され、Nは、少なくとも2であり;
及び/又は
前記少なくとも1つの圧電部分は、少なくとも10pm/Vまでの範囲、の圧電係数を有する材料から製造され;
及び/又は
少なくとも1つの圧電部分は、ガラス状の圧電材料から製造され;
及び/又は
前記少なくとも1つの圧電部分は、第1極性の第1電場に反応して収縮し、及び第2極性の第2電場に反応して拡大する双極性圧電材料から製造され、前記第2極性は、前記第1極性とは逆であり;
及び/又は
前記少なくとも1つの圧電部分は、前記光学素子本体の光学等級表面を製造するための、少なくとも1つの光学表面製造プロセスを受けるのに適した圧電材料から製造され;
及び/又は
前記少なくとも1つの圧電部分は、電場に対する最大応答の方向を有する異方性圧電材料から製造され、前記少なくとも1つの圧電部分の前記材料は、前記最大応答の方向と前記光学表面の局所的表面法線との間の傾斜が、20°未満であるように配置される光学結像装置。 - 請求項1〜7の何れか一項に記載の光学結像装置であって、
前記少なくとも1つの圧電部分は、ニオブ酸リチウム(LiNbO 3 )、ジフェニルアラニンペプチドナノチューブ(PNTs)、石英(SiO 2 )、リン酸ガリウム(GaPO 4 )、異極像トルマリン、ガリウムランタンシリケート(La 3 Ga 5 SiO 14 )、ガリウム・ゲルマニウム酸カルシウム(Ca 3 Ga 2 Ge 4 O 14 )、及びこれらの組み合わせからなる材料群から選択される材料から製造される光学結像装置。 - 請求項1〜8の何れか一項に記載の光学結像装置であって、
前記圧電装置は前記電極キャリアユニットを備え;
前記電極キャリアユニットは、前記背面側で前記光学素子本体を限定する光学素子本体背面に隣接して位置し;
前記電極キャリアユニットは、前記少なくとも1つの第2電極を担持する光学結像装置。 - 請求項9に記載の光学結像装置であって、
前記少なくとも1つの第2電極の少なくとも近傍において、前記光学素子本体背面が前記電極キャリアユニット及び前記少なくとも1つの第2電極に接触しないよう、間隙が前記電極キャリアユニットと前記光学素子本体背面との間に形成され;
前記間隙は、前記少なくとも1つの第2電極の前記近傍における前記光学素子本体背面の任意の位置において、前記光学素子本体背面の局所的表面法線に沿った局所的間隙の幅を画定し;
前記局所的間隙の幅は、前記少なくとも1つの第2電極の前記近傍において、少なくとも1μmである光学結像装置。 - 請求項9に記載の光学結像装置であって、
前記少なくとも1つの第2電極の少なくとも近傍において、前記光学素子本体背面が前記電極キャリアユニット及び前記少なくとも1つの第2電極に接触しないよう、間隙が前記電極キャリアユニットと前記光学素子本体背面との間に形成され;
前記間隙は、前記少なくとも1つの第2電極の前記近傍における前記光学素子本体背面の任意の位置において、前記光学素子本体背面の局所的表面法線に沿った局所的間隙の幅を画定し;
前記局所的間隙の幅は、前記少なくとも1つの第2電極の前記近傍において、多くとも100μmである光学結像装置。 - 請求項9に記載の光学結像装置であって、
前記少なくとも1つの第2電極の少なくとも近傍において、前記光学素子本体背面が前記電極キャリアユニット及び前記少なくとも1つの第2電極に接触しないよう、間隙が前記電極キャリアユニットと前記光学素子本体背面との間に形成され;
前記間隙は、前記少なくとも1つの第2電極の前記近傍における前記光学素子本体背面の任意の位置において、前記光学素子本体背面の局所的表面法線に沿った局所的間隙の幅を画定し;
前記電極キャリアユニットの形状は、前記局所的間隙の幅が、前記少なくとも1つの第2電極の前記近傍において、少なくとも実質的に均一であるように、前記光学素子本体背面の形状に適合される光学結像装置。 - 請求項10〜12の何れか一項に記載の光学結像装置であって、
前記間隙が、前記光学結像装置の通常作動の間少なくとも一時的に、流体で充填され;
前記圧電装置は、前記光学結像装置の通常作動の間に、最大電圧を前記第1電極と前記少なくとも1つの第2電極との間に印加するよう構成され、及び前記流体は、前記第1電極と前記少なくとも1つの第2電極との間に前記最大電圧が印加された際に、前記間隙のアーク放電を防止するために十分な流体誘電率を有する光学結像装置。 - 請求項10〜12の何れか一項に記載の光学結像装置であって、
前記間隙が、前記光学結像装置の通常作動の間少なくとも一時的に、流体で充填され;
前記流体は、乾燥空気、乾燥窒素(N 2 )、及び六弗化硫黄(SF 6 )からなるガス群の、少なくとも1つのガスを含み、又は前記流体は、ペルフルオロポリエーテル(PFPE)、グリセリン、グリセロール(C 3 H 8 O 3 )、及び脱イオン水(H 2 O)からなる液体群の、少なくとも1つの液体を含む光学結像装置。 - 請求項10〜12の何れか一項に記載の光学結像装置であって、
前記間隙が、前記光学結像装置の通常作動の間少なくとも一時的に、流体で充填され;
前記流体は流体誘電率を有し、及び前記圧電部分は圧電部分誘電率を有し、前記流体誘電率は、前記圧電部分誘電率から、前記圧電部分誘電率の多くとも30%だけ逸脱する光学結像装置。 - 請求項10〜15の何れか一項に記載の光学結像装置であって、
前記圧電装置は封止装置を備え、該封止装置は、前記電極キャリアユニットと前記光学素子本体との間で作用し、前記間隙を周囲雰囲気から封止し、及びラビリンスシール装置を備え;
及び/又は
前記圧電装置は、パージ用流体で前記間隙をパージするよう構成されたパージ装置を備える光学結像装置。 - 請求項9〜16何れか一項に記載の光学結像装置であって、
前記電極キャリアユニットは、電気絶縁材料を含むキャリアユニット材料製である光学結像装置。 - 請求項9〜17何れか一項に記載の光学結像装置であって、
前記電極キャリアユニットは、セラミック材料、酸化アルミニウム(Al 2 O 3 )、窒化アルミニウム(AlN)、酸化ジルコニウム(ZrO 2 )、及びガラス磁器からなるキャリアユニット材料群のキャリアユニット材料製である光学結像装置。 - 請求項9〜18何れか一項に記載の光学結像装置であって、
前記少なくとも1つの第2電極は、前記電極キャリアユニット上に堆積された、少なくとも1つの導電性材料の層から製造される光学結像装置。 - 請求項9〜19何れか一項に記載の光学結像装置であって、
前記少なくとも1つの第2電極は、プリント回路基板製造プロセスにおいて形成される光学結像装置。 - 請求項9〜20の何れか一項に記載の光学結像装置であって、
前記光学素子本体が、光学素子本体支持ユニットを介して支持構造上に支持され、及び前記電極キャリアユニットが、電極キャリア支持ユニットを介して前記支持構造上に支持され、前記少なくとも1つの第2電極の少なくとも近傍が、前記光学素子本体から機械的にデカップルされ;
前記光学素子本体支持ユニットは、前記電極キャリア支持ユニットから分離する光学結像装置。 - 請求項9〜20の何れか一項に記載の光学結像装置であって、
前記光学素子本体が、光学素子本体支持ユニットを介して支持構造上に支持され、及び前記電極キャリアユニットが、電極キャリア支持ユニットを介して前記支持構造上に支持され、前記少なくとも1つの第2電極の少なくとも近傍が、前記光学素子本体から機械的にデカップルされ;
前記光学素子本体支持ユニットは、少なくとも1つの光学素子本体支持位置で、前記光学素子本体に接触し、及び前記電極キャリア支持ユニットは、前記少なくとも1つの光学素子本体支持位置の近傍で、前記光学素子本体に接触する光学結像装置。 - 請求項9〜20の何れか一項に記載の光学結像装置であって、
前記光学素子本体が、光学素子本体支持ユニットを介して支持構造上に支持され、及び前記電極キャリアユニットが、電極キャリア支持ユニットを介して前記支持構造上に支持され、前記少なくとも1つの第2電極の少なくとも近傍が、前記光学素子本体から機械的にデカップルされ;
前記電極キャリア支持ユニットは、少なくとも1つの電極キャリア支持位置で、前記光学素子本体に接触し、及び前記光学素子本体支持ユニットは、前記少なくとも1つの電極キャリア支持位置の近傍で、前記電極キャリアユニットに接触する光学結像装置。 - 請求項1〜23の何れか一項に記載の光学結像装置であって、
前記圧電装置は、センサ情報を制御装置に提供するよう構成されたセンサ装置を備え、前記センサ情報は、前記光学素子本体の変形及び/又は配向及び/又は位置、及び/又は光学素子本体に作用する振動外乱を、空間の全ての6自由度までの少なくとも1つの自由度で表し;
前記センサ装置は少なくとも1つの第3電極を備え、該少なくとも1つの第3電極は、前記少なくとも1つの第2電極から電気的に絶縁され、及び前記少なくとも1つの第2電極の近傍に位置し、前記第3電極は、前記第2電極により包囲され、及び/又は前記第2電極の重心領域に位置し;前記第3電極の表面は、前記第2電極の表面の1%乃至20%である光学結像装置。 - 請求項1〜23の何れか一項に記載の光学結像装置であって、
前記圧電装置は、センサ情報を制御装置に提供するよう構成されたセンサ装置を備え、前記センサ情報は、前記光学素子本体の変形及び/又は配向及び/又は位置、及び/又は光学素子本体に作用する振動外乱を、空間の全ての6自由度までの少なくとも1つの自由度で表し;
前記圧電装置は前記制御装置を備え、該制御装置は、前記センサ情報の関数として、前記第1電極と前記少なくとも1つの第2電極との間に電圧を印加するよう構成され、前記光学素子本体の振動挙動に影響し、前記光学素子本体の共振周波数を高める光学結像装置。 - 請求項1〜25の何れか一項に記載の光学結像装置であって、
該光学結像装置は、UV範囲、特にEUV又はVUV範囲の露光光波長で露光光を使用するマイクロリソグラフィで使用されるよう構成される光学結像装置。 - 請求項26に記載の光学結像装置であって、
前記露光光は、5nmから20nmまで、又は100nmから200nmまでの範囲の、露光光の波長を有する光学結像装置。 - 請求項26に記載の光学結像装置であって、
照明ユニット、マスクユニット、光学投影ユニット、及び基板ユニットが装備され、前記照明ユニットは、前記マスクユニットに受容されたマスクを、前記露光光で照明するよう構成され、前記光学投影ユニットは、前記マスク上に形成されたパターンの像を、前記基板ユニットに受容された基板上へ転写するよう構成され、前記光学素子は、前記照明ユニット又は前記光学投影ユニットの部分を形成する光学結像装置。 - 光学結像装置の圧電装置の、第1電極、少なくとも1つの第2電極、及び少なくとも1つの圧電素子を支持する方法であって、前記光学結像装置は、光学素子本体を有する光学素子を備え、前記光学素子本体は、前記光学素子本体の正面側の上に光学表面を担持し、前記方法は:
前記少なくとも1つの第2電極を、前記光学素子本体の背面側の上に配置するステップであって、前記光学素子本体の前記背面側は、前記光学素子本体の前記正面側の反対側にあるステップと;
前記少なくとも1つの圧電素子を、前記第1電極と前記少なくとも1つの第2電極との間に配置するステップと;
前記第1電極を、前記光学素子本体の前記正面側の上に配置するステップと;
前記光学素子本体の少なくとも1つの圧電部分により、前記少なくとも1つの圧電素子を形成するステップと;
前記少なくとも1つの第2電極を、前記光学素子本体とは別個の電極キャリアユニット上に配置するステップと、を含む方法。 - 請求項29に記載の方法であって、
前記第1電極は、前記光学表面と前記少なくと1つの圧電部分との間に位置し;
及び/又は
前記第1電極は、前記光学表面と前記光学素子本体との間に位置する方法。 - 請求項29または30に記載の方法であって、
前記第1電極は、前記光学素子本体の上、及び/又は前記少なくとも1つの圧電部分の上に形成された、少なくとも1つの導電性材料の層により形成され;
及び/又は
前記光学表面は、前記第1電極の上に形成された少なくとも1つの反射層により形成され;
及び/又は
前記光学表面の少なくとも一部分は、前記第1電極の表面により形成される方法。 - 請求項29〜31の何れか一項に記載の方法であって、
前記少なくとも1つの第2電極は、前記電極キャリアユニットの上に位置し、該電極キャリアユニットは、前記背面側で前記光学素子本体を限定する光学素子本体背面に隣接して位置し;
前記少なくとも1つの第2電極の少なくとも近傍において、前記光学素子本体背面が前記電極キャリアユニット及び前記少なくとも1つの第2電極に接触しないよう、間隙が前記電極キャリアユニットと前記光学素子本体背面との間に形成され、前記間隙が、前記光学結像装置の通常作動の間少なくとも一時的に、流体で充填され、前記間隙は、周囲雰囲気からシールされる方法。 - 請求項29〜31の何れか一項に記載の方法であって、
前記少なくとも1つの第2電極は、前記電極キャリアユニットの上に位置し、該電極キャリアユニットは、前記背面側で前記光学素子本体を限定する光学素子本体背面に隣接して位置し;
前記光学素子本体が光学素子本体支持ユニットを介して支持構造上に支持され、及び前記電極キャリアユニットが電極キャリア支持ユニットを介して前記支持構造上に支持され、前記少なくとも1つの第2電極の少なくとも近傍が、前記光学素子本体から機械的にデカップルされる方法。 - 情報を捕捉する方法であって、請求項1〜28の何れか一項に記載の前記光学結像装置の前記光学素子本体の変形及び/又は配向及び/又は位置を表す前記情報を、空間の全ての6自由度までの少なくとも1つの自由度で、前記圧電装置を使用して捕捉する方法。
- 能動的に調整する方法であって、請求項1〜28の何れか一項に記載の前記光学結像装置の前記光学素子本体の変形及び/又は配向及び/又は位置を、空間の全ての6自由度までの少なくとも1つの自由度で、前記圧電装置を使用して能動的に調整する方法。
- 光学結像方法であって、
露光光を使用する露光プロセスにおいて、請求項1〜28の何れか一項に記載の前記光学結像装置を使用して、パターンの像を基板上に転写し、
前記露光プロセスの間、前記光学結像装置の前記光学素子本体の変形及び/又は配向及び/又は位置を表す情報を、空間の全ての6自由度までの少なくとも1つの自由度で、請求項34に記載の方法を使用して捕捉し、
及び/又は
前記露光プロセスの間、前記光学結像装置の前記光学素子本体の変形及び/又は配向及び/又は位置を、空間の全ての6自由度までの少なくとも1つの自由度で、請求項35に記載の方法を使用して能動的に調整する、光学結像方法。
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