JP2001074991A - 分散支持体および半径方向屈曲部を備えた運動学的レンズ取付機構及びレンズを保持するための構造体の組立方法 - Google Patents
分散支持体および半径方向屈曲部を備えた運動学的レンズ取付機構及びレンズを保持するための構造体の組立方法Info
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Abstract
ル内に取り付けるレンズ取り付け構造体を提供する。 【解決手段】 レンズを取り付けるための構造体が、レ
ンズ10を保持するレンズセル20と、半径方向屈曲マ
ウント22と1組のソフトマウント38とを含む。半径
方向屈曲マウント22は、重力または振動によるねじり
モーメントが屈曲マウントにもたらされることを防止す
る受座34と、該マウントの両端から延在する1組の屈
曲部28、30を含む。屈曲部28、30は、温度変化
によりレンズがセルに対して半径方向に伸張または収縮
することを許容する。ソフトマウント38は、レンズを
過度に拘束せずに重力荷重を分散するためのばね部材を
含む。
Description
し、特に、重力および温度因子によるレンズの歪み(デ
ィストーション)を最小限にするための、レンズ周囲に
準運動学的に分散されたレンズ取付組立体に関する。
ンズシステムの設計者は、多くの用途のための、例え
ば、半導体装置を製造するための半導体リソグラフィー
に用られる、より強力でより正確な、そしてそれゆえに
より精巧なシステムを発展させている。これらのレンズ
システムは、非常に精密でなければならず、また、シス
テムを組立、保存および搬送する間の、そしてさらに、
レンズシステムを動作する間の、温度変化と、個々のレ
ンズおよびレンズ組立体の両方にかかる重力の作用とに
よる個々のレンズの歪みを最小限にしなければならな
い。
付けられる。レンズセルは、個々のレンズを均一に支持
し、かつ、システムの組立中に生じる機械的な問題と、
温度変化により生じることがある機械的な問題とを最小
限にするように設計されている。一般に、各レンズは、
レンズを環状に支持する独立したレンズセルに取り付け
られる。レンズは様々な方法で取り付けられることがで
き、例えば、クランプ、クリップ、ねじなどの機械的要
素を、単独でまたは組み合わせて、あるいは保持リング
もしくはエポキシなどの接着剤を用いることにより取り
付けられることができる。取り付け要素により生じる応
力、重力、そして特に、温度変化によるレンズ及びセル
の伸張および収縮により生じる応力および歪みは、光学
特性と、それによりレンズシステムの動作とに重大な影
響を与えることになる。
テムを形成するために複数のレンズセルを互いに積み重
ねて載置することにより増幅される。10〜20の個々
のセルを含むことができるレンズセルが、一般にレンズ
バレル(鏡筒)組立体中で、一体的に組み合わされる。
組立体は、レンズの各々を正確に位置合わせおよび位置
決めし、かつ軸方向および半径方向の両方において厳密
な許容差範囲内で適切な光学的位置合わせを維持しなけ
ればならない。レンズを個々にセル内に取り付けて、次
いで個々のレンズの光学面への影響を最小限にしつつ、
セルをレンズシステムに正確に組み付けることができる
ことが好ましい。
置において用いられる個々のレンズおよびレンズ取付構
造体に対する応力および歪みを最小限にすることが特に
望ましい。かかる装置は、集積回路における極めて小さ
い特徴寸法の構造体をフォトリソグラフィにより形成す
るために用いられる。これらの特徴寸法は1ミクロン未
満にまで縮小され続けて、現在は、一般に、数分の1ミ
クロンである。したがって、これらのレンズシステムの
レンズにおいては、非常に小さい歪みでさえも、かかる
精密な用途における重大な精度/位置合わせの問題をも
たらすことになる。
ンズバレル組立体に組み込むための構造体の例が、バサ
イヒ(Bacihi)に付与された米国特許第4,733,94
5号に開示されている。バサイヒは、レンズをセルに、
セル内に形成されたカンチレバータイプの屈曲部の上に
配置された3つの受座地点にて接着している。セルおよ
びレンズは温度変化によって互いに伸張および収縮する
ため、カンチレバー屈曲部は、曲がるようにされてお
り、それによりレンズが機械的応力により歪曲しない。
しかし、ある用途に関しては、バサイヒの構造体は幾つ
かの欠点を有する。第1に、バサイヒのレンズは、セル
により、セル周上の3つの位置にて載置(マウント)お
よび支持されているため、レンズが重力によりマウント
地点間で撓むことがある。撓みの問題は、バサイヒの構
造体にさらなる受座を追加することにより解決され得る
であろうが、このような受座を追加することにより、そ
れに付随する問題が生じ得る。例えば、さらなる受座を
追加することは、光学軸方向においてレンズを過度に拘
束することになり得る。また、機械加工が不完全である
ことより、レンズ受座が同一平面上にないことがあり、
これが、また機械的応力およびレンズの歪曲をもたらす
ことがある。
ンチレバータイプの屈曲部が、光学軸方向の荷重による
ねじり応力を受けることである。これは、レンズ受座の
光学軸方向の剛性を減少させ、それにより、屈曲部の固
有振動数を減少させる。もし固有振動数が低すぎると、
それは、レンズの望ましくない振動と、それによりレン
ズシステムの光学特性の歪みとを増大させることになり
得る。カンチレバー屈曲部もまた非対称の形状を有し、
これが、屈曲部が曲がるときにレンズに幾分かの回転ト
ルクを生じさせることになる。
ずに接着剤によりレンズに取り付けられた3つ以上の半
径方向屈曲部を用いている。これは、先に論じた、機械
加工の許容差がもたらす誤差を実質的に排除するが、こ
れらの設計は、なお、不均等な加熱の影響に敏感であ
り、また、セルの歪みをレンズに直接伝達する。
付け設計は、レンズの半径方向の可撓性を抑制する。接
着剤が用いられる場合には、ガス抜き、長期間の安定
性、硬化中の収縮および配置安定性、硬化時間が長いこ
とによる長い組立時間、ならびに、分解、調整および再
組立中の困難性に関する問題が生じることになる。
されたレンズ支持体を用いて、セル内に運動学的または
準運動学的に取り付け、歪みの量を最小限にし、かつ、
レンズ取付構造体による過度の拘束、取り付けられたレ
ンズにおける重力の作用、温度変化により生じる応力を
回避することを達成することが望ましい。
えば、レンズを取り付けるための構造体であって、レン
ズセル部材であって、該部材の周上でレンズを保持する
ことができるレンズセル部材と、レンズセル部材に取り
付けられた複数の半径方向屈曲マウントであって、各々
が、半径方向屈曲マウントの両端部から延在する1組の
屈曲部と、レンズ外周部を載置するために半径方向屈曲
マウントに取り付けられた受座とを含む半径方向屈曲マ
ウントと、隣り合う半径方向屈曲マウントの間に配置さ
れた複数のソフトマウントであって、各々が、レンズ外
周部に接触してレンズの重量の少なくとも一部を支持す
る弾性支持部を含む複数のソフトマウントとを含み、上
記1組の屈曲部の端部がレンズセル部材に固定され、か
つ、屈曲部が、温度変化によるレンズセル部材の伸張ま
たは収縮に対応し、かつレンズにかかる応力を最小にす
るように半径方向に曲がることができるレンズ取付構造
体が提供される。
温度因子によるレンズの歪みを最小限にするための、支
持体がレンズ周方向に分散された準運動学的なレンズ取
付組立体である。レンズ取付組立体は、レンズをその中
に取り付けるためのセルを含む。次いで、複数のセルが
互いに組み合わされて、レンズシステムまたはレンズバ
レル組立体を形成する。各セルは、セル内に形成された
半径方向屈曲支持体に取り付けられた受座の組を含む。
屈曲部は、温度変化によりレンズおよびセルが異なるよ
うに伸張および収縮することを許容し、かつ、レンズ要
素にかかる力と、それによるレンズ要素の歪みとを最小
限にする。温度変化が均一である間は、レンズの中心は
セルに対して移動しない。受座は各半径方向屈曲マウン
トに取り付けられて、重力、レンズとセルの異なる伸張
または振動による、屈曲部におけるねじりモーメントま
たは曲げモーメントを防止する。
等に間隔をあけて配置された3つの取り付け受座を有す
る。受座は、レンズの面の輪郭(例えば、平面、円錐
面、球面など)に整合するように機械加工される。各受
座の寸法は、最小化されて、係合しない面の過度の拘束
作用を、レンズ材料の許容可能な接触圧力を超えること
なく低減する。あるいは、レンズ材料が接触応力に耐え
ることができるならば、受座において点接触が用いられ
て(例えば、球面レンズ上の平坦な受座、または、平坦
なレンズ面上の凸状の受座)、過度の拘束の可能性をさ
らに低減し得る。
となく重力荷重をさらに分散させるために、受座の他に
ソフトマウントの組を含むことができる。ソフトマウン
トは、好ましくは、レンズ周囲にて半径方向屈曲マウン
トの間に均等に間隔をあけて配置される。ソフトマウン
トは、高度の可撓性を有し、レンズの側部を支持して重
力の作用に抗する。各ソフトマウントは、レンズに対し
て加えられる力が、受座およびソフトマウントの総数に
より分散されるレンズの総重量に等しいように、予め荷
重がかけられている。これは、レンズの重量が全ての受
座およびソフトマウントにより均等に支持されることを
保証する。
および収縮するとき、接線方向屈曲マウントは、レンズ
に機械的歪曲を生じさせる高い荷重を受けないように半
径方向に曲がる。各レンズは、関連する各半径方向屈曲
マウントの受座に取り付けられる。受座は、力、例えば
重力または機械的振動によるねじりモーメントが屈曲部
に実質的にもたらされないように配置されている。レン
ズ受座は、半径方向の伸張によるねじりモーメントが屈
曲部にもたらされないように半径方向屈曲マウントの実
質的に中央に配置される。屈曲部は、異なる伸張による
レンズの回転を防止する接線方向屈曲構造を有する。
に影響を与えずにレンズ受座に締め付けられる。一具体
例において、可撓性のクランプがレンズを各受座に付勢
する。このクランプが可撓性であるため、レンズをセル
受座に対して締め付ける締付け力は、機械加工許容差、
組立技術および温度変化に対して比較的影響されない。
可撓性クランプは、また、レンズにおける半径方向また
は接線方向の力またはモーメントを最小限にする。この
機械的締付けは、また、接着剤を塗布しあるいは接着剤
による結合を破壊することなくセルを繰り返し組立およ
び分解することを可能にする。
体及び方法が提供される。本発明の第2の態様に従え
ば、レンズを取り付けるための構造体であって、レンズ
を保持することができるレンズセル部材と、レンズセル
部材と一体的に形成された複数の半径方向屈曲マウント
であって、各々が、レンズを取り付けるために半径方向
屈曲マウント上に形成された受座と、半径方向屈曲マウ
ントの両端部から延在する1組の屈曲部とを含む複数の
半径方向屈曲マウントと、半径方向屈曲マウントの各々
の上に取り付けられるばね組立体であって、各々が、レ
ンズを受座上に固定するための弾性クランプを含むばね
組立体とを含み、上記屈曲部は、半径方向屈曲マウント
が半径方向に曲がって、温度変化によるレンズセル部材
の伸張または収縮に適合することを可能にするレンズ取
付構造体が提供される。
り付けるための構造体であって、レンズを保持すること
ができるレンズセル部材と、レンズの重量の少なくとも
一部を支持するための複数のソフトマウントであって、
ソフトマウントが光学軸方向において位置ずれを生じる
ことに対して構造体が実質的に影響されないように光学
軸方向に撓む複数のソフトマウントとを含むレンズ取付
構造体が提供される。
持するための構造体を組み立てるための方法であって、
前記構造体が、セル部材と、セル部材に連結された半径
方向屈曲マウントと、半径方向屈曲マウント上に形成さ
れた受座と、半径方向屈曲マウント上に取り付けられた
締付組立体とを含み、半径方向屈曲マウントが、抗トル
ク工具と係合するための特性を含み、締付組立体を、半
径方向屈曲マウントに、少なくとも1つのねじ付き部材
を回転させ、締付組立体を通して半径方向屈曲マウント
にねじ込むことにより取り付けることと、抗トルク工具
を半径方向屈曲マウントに係合させ、同時に、前記ねじ
付き部材を回転させることによりトルクを前記抗トルク
工具に加えて、半径方向屈曲マウントに加えられるトル
クを相殺することとを含む前記方法が提供される。
明の具体例を説明する。異なる図における同一の参照番
号は、構造的および/または機能的に類似または同一の
要素を示すように用いられている。
が断面図で示されている。一具体例において、レンズ1
0は半導体リソグラフィ装置(図示せず)において用い
られることができる。レンズ10は、典型的には、直径
Dが約200〜300mm(約12インチ)であり、重
量が約1〜5kgである。しかし、本発明の範囲内で、
他の寸法および重量を用いまた考慮することもできる。
レンズ10は、好ましくは、レンズ10の周縁14上に
形成された周方向のリッジ(隆起部)12を含む。リッ
ジ12は必要ではないが、レンズ10の有用な光学面を
増大させるために、機械的締め付け力による、レンズ1
0の縁部の光学的変形を実質的に低減するために、そし
て、レンズ10への締め付け力の半径方向の成分を除去
するために有利である。先行技術において、レンズは、
しばしば、レンズの周面部16で締め付けられまたは固
定される。これはレンズ周囲の光学面を遮蔽し、レンズ
面を変形させることになる。また、周面部16にて締め
付けられたレンズ面は湾曲するため、このような締付け
方法は、レンズに半径方向の力を加え、それもまた歪み
を生じさせることになる。レンズ10がリッジ12にて
保持されかつ締付けられることにより、以下に記載す
る、機械的締付けにより生じるレンズ10の光路の変形
および歪みは、いずれも最小限にされる。
取り付けるための改良されたセル20の第1の具体例が
示されている。セル20は、精密な材料、例えば真鍮か
ら形成されており、この材料は、これはレンズのための
非常に安定した取付構造を形成するだけでなく、必要で
あれば精密に機械加工することができる。セル20は、
レンズ10がその上に取り付けられる半径方向に撓曲す
る複数の取付構造体(マウント)22を含む。半径方向
屈曲マウント22は、各々、セル20の本体すなわちリ
ング24から、本体24内に形成されたスロット(溝
孔)26に沿って分離されている。しかし、半径方向屈
曲マウント22は、半径方向屈曲マウント22の両端に
ある屈曲部28,30を介して本体24に一体的に結合
されている。半径方向屈曲マウント22は、セル本体2
4の内壁32に形成されている。好ましくは、3つの半
径方向屈曲マウントが、セル20の内壁32に形成され
る。半径方向屈曲マウント22は、各々、半径方向屈曲
マウント22の中央点に一体的に形成されまたは取り付
けられたレンズ受座34を含む。この中央取付位置は、
実質的に、レンズ10とセル本体24との異なる半径方
向伸張により生じる、半径方向屈曲マウント22におけ
るねじりモーメントを排除する。屈曲部28,30は、
半径方向屈曲マウント22が半径方向において低い剛性
ならびに接線方向および軸方向(鉛直方向)において高
い剛性を有するように、同一平面上にある薄い平板とし
て構成されている。さらに、図2(c)に示すように、
屈曲部28,30は、屈曲部28,30により画成され
る平面が受座34のほぼ中央を横切るように配置されて
いる。この配置は、接線方向および軸方向(鉛直方向)
の力が半径方向屈曲マウント22にモーメントを生成す
ることを防止する。さらに、半径方向屈曲マウント22
は、ばね組立体がその内部に取り付けられることができ
るロケータ(位置決め)スロット23を含む。ばね組立
体については以下に説明する。この半径方向屈曲マウン
ト22の構造は、レンズ10のための望ましい3点取り
付けプラットフォームをもたらす。
ントのための切欠き36を含む。切欠き36は、図3に
示すように、複数のソフトマウントすなわち支持体38
と共に用いられる。切欠き36は、各々、それぞれの通
路40を通じてセル本体24の内部と連通している。各
ソフトマウント38は、弾性の舌状部すなわち板ばね4
2を含む。板ばね42は、切欠き36に取り付けられた
ときに通路40を通って延在する寸法にされている。板
ばね42は、固定装置、例えばボルト48により互いに
締め付けられた、上側ブロック44と下側ブロック46
との間に保持されている。板ばね42は角度θを有して
配置されている。角度θは、板ばね42と、セル本体2
4の内壁32と直交する面とにより、板ばねがレンズ1
0の重量の望ましい割合の重量により変形されるときに
板ばね42の先端部50がレンズ10のリッジ12の面
と平行になるように画定される。このことは図13に示
されている。図13中、レンズ10がセル20に装填さ
れていないときの板ばね42の位置を仮想線で示してあ
る。ボルト48は、また、ソフトマウント38を切欠き
36内に取り付けるために用いられる。板ばね42の先
端部50は通路40を通って延在し、かつ、半径方向屈
曲マウントの受座34に加えて、レンズ10のための複
数の支持部材を構成する。
を分散するために、ソフトマウント38の組が選択され
る。図4に示すような好ましい一具体例において、これ
らのソフトマウント38は、レンズ10の重量の一部を
光学軸方向において支持するための9個のカンチレバー
板ばね42を含む。カンチレバー板ばね42は光学軸方
向に撓む。したがって、板ばね42は、半径方向屈曲マ
ウント22上の3つの受座34により決定されるレンズ
の位置決めを過度に拘束しない。むしろ、板ばね42
は、単に、レンズ10をより分散して支持して、重力に
よる歪みを防止する。ソフトマウントの可撓性のさらな
る利点は、機械加工許容差に対して支持力が低感度であ
ることである。また、セル20が、例えば平坦でない面
に対して押し付けられることにより歪曲されても、セル
の歪みは、それによるレンズの重大な歪みを引き起こさ
ない。特に、もしセルの歪みがレンズ受座34の1つの
位置を変化させることがあっても、レンズ10が光学方
向において過度に拘束されていないため、レンズ10に
生じた歪みはいずれも最小限にとどまるであろう。
た、異なる伸張差を許容するために半径方向に撓むべき
である。カンチレバーばねは半径方向において撓まず、
それゆえ、望ましくない半径方向の力を生じることがあ
る。しかし、レンズ10にかかる望ましくない最大の力
は、小さい接触力と、カンチレバーばね先端部50とレ
ンズ10との小さい摩擦係数とにより制限される。別の
ソフトマウントばねも可能であり、それは圧縮または伸
張されたコイルばね、磁石または他の適切なばねを含
み、これらが半径方向の可撓性を有してもよく、または
有さずともよい。
フトマウントの板ばね42の組が、3個1組で、3つの
半径方向屈曲マウント22の各々の間に均等に間隔をあ
けて配置されている。これは、荷重を分散し、かつ、ほ
ぼ対称な支持をレンズ受座34と共にもたらす。各板ば
ね42および各受座34は、レンズ10の重力荷重の1
/12を支持するように設計されている。ソフトマウン
ト38の他の組、例えば、3個、6個または9個以上の
組もまた用いることができ、それらのマウント38もま
た、受座34により均等に間隔をあけて配置されること
ができる。
置かれるが、好ましくは、ばね組立体52により半径方
向屈曲マウント22に機械的に締め付けられる。ばね組
立体52は、図3,5,6A〜Cおよび7に示されてい
る。ばね組立体52はばね部材54を含む。ばね部材5
4は、変形された状態で図6A〜Cに最も分かり易く示
されている。ばね部材54は、複数のスロット58を有
して一方向に曲がるように設計された第1のばね部56
を含む。ばね部56は、反対方向に曲がる第2のばね部
60から、長手方向のスロット62により分離されてい
る。
されており、ばね部材54、ロケータプレート64、締
め付けブロック66およびスペーサブロック68を含
む。プレート64は、スペーサブロック68を配置する
ための開口部70と、取付開口部72と、プレート端部
76のロケータスロット74とを含む。ばね部材54と
ブロック66とは、互いに対応する取付開口部78,8
0を有する。ブロック66は、さらに、他の部材と組み
合う位置決め部82を含む。位置決め部82は、ばね組
立体52が半径方向屈曲マウント22に取り付けられる
ときに、部材54に支持されかつロケータスロット74
に嵌めこまれる。ばね組立体52が半径方向屈曲マウン
ト22に取り付けられるときに、締付ブロック66の位
置決め部82は、半径方向屈曲マウントのロケータスロ
ット23に嵌り込む。ばね組立体52はボルト84と共
に固定されかつボルト84と共に取り付けられる。ボル
ト84は、例えば、図示されているような六角ソケット
ヘッドボルトである。ばね組立体52は、ボルト84お
よび適切なレンチ86を用いて取り付けられる。レンチ
86は、ボルトを半径方向屈曲マウント22内のねじ付
き通路88(図2B)に締め入れるために用いられる。
半径方向屈曲マウント22またはレンズ10にかかるト
ルクを回避するために、抗トルク工具90が、半径方向
屈曲マウント22の頂部に形成された1組の開口部92
(図2Bおよび2C)に嵌め込まれている。工具90
は、ピンまたはロッド96を各々が含む1組のアーム9
4を含み、ピンまたはロッド96は開口部92に嵌り込
んで、ボルト84が締め付けられるときの応力を防止す
る。工具90はハンドル98を含み、ハンドル98から
アーム94が延びている。ハンドル98は、ばね組立体
52を組立および分解中に適切な位置に維持するために
用いられる。
明の改良されたレンズセル100の第2の具体例が示さ
れている。セル100の全体の構造はセル20に非常に
類似しており、同一の、または機能的に同一の要素は同
一の番号を用いて示されている。セル100およびその
取付構造体における主要な違いのみを詳細に説明する。
セル100は複数の半径方向屈曲マウント102を有す
る。半径方向屈曲マウント102は半径方向屈曲マウン
ト22に非常に類似しているが、異なるばね組立体10
4を支持するように形成されている。ばね組立体104
はばね組立体52と機能的に類似しているが、ばね組立
体104の構造は以下に記載するように異なる。
したようなレンズ受座34を含む。さらに、半径方向屈
曲マウント102および屈曲部109,110は、先に
記載した具体例と同様に、スロット106によりセル本
体108内に形成されている。しかし、この第2の具体
例においては、薄片状のクランプばね116が締付け力
をレンズ10にもたらす。クランプばね組立体104は
細長いクランプブロック112を含む。クランプブロッ
ク112は、その片側に形成された切り欠き114を有
して、薄片状のクランプばね116の取付および屈曲に
適応する。
2の切り欠き118内に取り付けられる。切り欠き11
8は、ブロック112の底部に形成され、かつ切り欠き
114を超えて延在している。ばね部材116は、上側
アーム121,下側アーム123を有するレンズ締付ブ
ロック120を弾性的に付勢してレンズ10(図示せ
ず)をレンズ受座34に締め付ける。レンズ締付ブロッ
ク120は、半径方向屈曲マウント102内に形成され
た位置合わせスロット122内にスライド可能に嵌め込
まれる。クランプばね組立体104は、1組のボルト8
4を用いて半径方向屈曲マウント102上に取り付けら
れる。ボルト84は、半径方向屈曲マウント102の頂
部に形成された、ボルト84と係合するねじ付き通路8
8にねじ込まれる。
付ブロック120は、上側アーム121の上面および下
面に形成された2つのスロット125を有する。2つの
スロット125は屈曲ヒンジ127を画成している。屈
曲ヒンジ127は、締め付けられたときに、レンズ10
または半径方向屈曲マウント102の機械的寸法のわず
かな変化がクランプの接触面を妨げないように、レンズ
締付ブロック120のレンズ接触面129をレンズ10
に適合させる。
立体104は、また、ボルト84と共に、抗トルク工具
124を用いてトルク応力に抗して位置合わせされて取
り付けられる。工具124は、また、各々が従動ロッド
96を含む1組のアーム126,128を有する。従動
ロッド96もまた、半径方向屈曲マウント102に形成
された開口部92に嵌め入れられる。工具124もま
た、クランプばね組立体104の組立および分解中に半
径方向屈曲マウント102にかかるトルク応力を実質的
に排除する。
第1の具体例に関して先に記載したソフトマウント38
と機能的に均等である複数のソフトマウント130を含
む。マウント130は板ばね42を含み、板ばね42
は、1組のダブテイル(ありつぎ)ブロック132およ
び134に挿入される1組のボルト48によって締め付
けられる。ブロックの組の一方のブロック134は、1
組の端部切り欠き136,138を含み、切り欠き13
6,138は、それらと相補する形状の1組のフィンガ
ー部140,142と係合する。ブロック132および
134により形成されるダブテイル構造は、ボルト48
が締め付けられるときにブロック132および134と
ブレードばね42とが互いにスリップしないことを保証
する。
6に準運動学的に拘束される、機械的に締め付けられた
レンズ10を含む。セル20または100は、小さい領
域の受座34に3点マウントを設けて、受座34により
もたらされる平面接触によりレンズ10が過度に拘束さ
れることを回避する。受座34は、各々、レンズ10の
半径方向の伸張を可能にする半径方向屈曲マウント22
または102の部分であり、鉛直方向および接線方向の
両方においては剛性を有してレンズ10の高度の取付剛
性を維持し、これは、望ましい高周波の共振モードをも
たらす。
0を直接、受座34上に機械的に締め付けて、締め付け
力と受座の力とのずれにより生じ得るモーメントを全て
除去する。レンズ10を機械的に締め付けることによ
り、接着剤に固有のガス抜きおよび分解の際に破壊しな
ければならない問題が回避される。ばね組立体52また
は104に、開示した可撓性の締付機構を設けることに
より、機械的許容差に起こり得る機械的および寸法的差
が幾らかあっても、締付力は、実質的に均等かつ一定に
加えられる。締付機構は、半径方向屈曲マウント22ま
たは102に取り付けられて、レンズ10およびセル2
0または100の伸張差によるレンズ10の過度の拘束
を防止する。
体52または104およびレンズ受座34の位置は、セ
ル20または100上の他の場所に変更することができ
る。例えば、各レンズ受座34が、内壁32に、ばね組
立体52または104がレンズ受座34上に設けられた
状態で設けることができる。この配置においては、半径
方向屈曲マウント22または102は、半径方向の位置
合わせをもたらすようにのみ機能する。
よりもたらされる支持構造にソフトマウント38または
130を追加することは、重力荷重を、3つの受座34
から、さらなる数の地点、好ましくは先に述べたように
12の地点に、さらに拡散させる。出願人は、レンズ荷
重を分析して、レンズ10上の周方向の12の支持点
が、実質的に、重力変形を防止するための最適な性能を
もたらすことが分かった。当業者は、レンズが、より大
きく、かつ/もしくはより薄く、またはより緊縮したレ
ンズ変形規格を有するならば、さらなるソフトマウント
が必要となるであろうことを認識するであろう。ソフト
マウント38または130の板ばね42は、好ましく
は、非常に精密な厚さを有する平坦な材料(例えば、金
属、セラミックまたは他の適切に平坦な材料)から形成
された高弾性のカンチレバータイプのばねである。精密
な厚さは、板ばね42における剛性の変化を最小にす
る。厚みの変化は、また、板ばね42の幅を変えて望ま
しい均一な剛性を維持することにより補償することもで
きる。スロット26および106ならびに板ばね42
は、好ましくは、非常に精密で材料に内部応力を生じな
いワイヤ電子放電機械加工(EDM)を用いることによ
り形成される。あるいは、板ばね42は、コイルばねま
たは他のタイプの付勢機構(図示せず)に替えられ得
る。
ォトリソグラフィシステム(露光装置)、例えば、走査
型フォトリソグラフィシステムに適用可能である。この
システムは、基板上にマスクパターンを、マスクステー
ジ上に保持されたマスクと基板ステージ上に保持された
基板とを同期して移動させることにより露光する(米国
特許第5,473,410号を参照のこと)。さらに、
本発明は、ステップアンドリピートタイプのフォトリソ
グラフィシステム、すなわち、マスクおよび基板が静止
している間にマスクパターンで基板を露光し、次の工程
で基板を移動させるシステムに適用可能である。さら
に、本発明は、投影光学系を用いずに、マスクおよび基
板に近接させることによりマスクパターンを基板上に露
光するプロキシミティフォトリソグラフィシステムにも
適用可能である。
導体製造におけるフォトリソグラフィシステムに限定さ
れる必要はない。例えば、フォトリソグラフィシステム
は、液晶ディスプレイ装置パターンを矩形のガラスプレ
ート上に露光するLCDフォトリソグラフィシステム
と、薄膜状の磁気ヘッドを製造するためのフォトリソグ
ラフィシステムに広く適用されることができる。
の光源としては、g−線(436nm)、i−線(36
5nm)、KrFエキシマレーザ(248nm)、Ar
Fエキシマレーザ(193nm)およびF2レーザ(1
57nm)を用いることができるだけでなく、荷電粒子
ビーム、例えばx線および電子ビームも用いることがで
きる。例えば、電子ビームを用いる場合には、熱電子放
出タイプの六ホウ化ランタン(LaB6)またはタンタ
ル(Ta)を電子銃として用いることができる。さら
に、電子ビームを用いる場合には、システムの構造は、
マスクが用いられるか、または、マスクを用いずにパタ
ーンが基板上に直接形成されるような構造であり得る。
影光学系の倍率に関しては、システムは、縮小系に限定
される必要はない。倍率1倍または拡大系であり得る。
エキシマレーザが用いられるときには、ガラス材料、例
えば紫外線を透過させる水晶および蛍石が用いられるこ
とが好ましい。F2タイプのレーザまたはx線を用いる
ときには、光学系は、好ましくは、カタディオプトリッ
クまたは屈折型にすべきであり(レチクルもまた、好ま
しくは反射タイプであるべきである)、電子ビームを用
いるときには、電子光学素子は、好ましくは、電子レン
ズおよび偏光器から構成されるべきである。いうまでも
なく、電子ビームの光路は真空状態にすべきである。
いて、リニアモータ(米国特許第5,623,853号
または5,528,118号を参照のこと)が基板ステ
ージまたはマスクステージに用いられるときに、リニア
モータは、エアベアリングを用いる空気浮上タイプ、ま
たは、ローレンツ力もしくは誘導抵抗力を用いる磁気浮
上タイプであることができる。さらに、ステージは、ガ
イドに沿って移動し得、または、ガイドを用いないガイ
ドレスタイプのステージであり得る。
により駆動させる平坦なモータにより駆動され得る。こ
の電磁力は、対向する位置にある、2次元的に配置され
た磁石を有する磁石ユニットと、2次元的に配置された
コイルを有するアーマチュアコイルユニットとにより発
生される。このタイプの駆動システムにより、磁石ユニ
ットまたはアーマチュアコイルユニットのいずれか一方
がステージに連結され、他方がステージの移動面側に取
り付けられる。
トリソグラフィシステムの性能に影響を与えることがあ
る反作用力を発生させる。ウェーハ(基板)ステージ運
動により発生する反作用力は、米国特許第5,528,
118号、および特開平8−166475号に記載され
ているようなフレーム部材の使用により、フロア(地
面)から機械的に離隔することができる。さらに、レチ
クル(マスク)ステージ運動により発生する反作用力
は、米国特許第5,874,820号、および特開平8
−330224号に記載されているようなフレーム部材
の使用により、フロア(地面)から機械的に離隔するこ
とができる。
ォトリソグラフィシステムは、特許請求の範囲に記載さ
れた各要素を含む種々のサブシステム(構成部品)を、
規定された機械的精度、電気的精度および光学的精度が
維持されるように組み立てることにより構築することが
できる。種々の精度を維持するために、組立ての前後
に、全ての光学系が、その光学的精度を達成するように
調整される。同様に、全ての機械系および全ての電気系
が、それぞれの機械的精度および電気的精度を達成する
ように調整される。各系をフォトリソグラフィシステム
に組み立てるプロセスは、各系間の機械的インタフェイ
ス、電気回路配線連結、および空気圧配管連結を含む。
いうまでもなく、種々の各系からフォトリソグラフィシ
ステムを組み立てる前の、各系が組み立てられるプロセ
スがまたある。種々の系を用いてフォトリソグラフィシ
ステムが組み立てられたならば、完成したフォトリソグ
ラフィシステムにおいて全ての精度が維持されるため
に、全体的な調整が行われる。さらに、温度および清浄
度が調節されているクリーンルーム内で露光装置を製造
することが望ましい。
体が示されたプロセスにより、上記装置を用いて加工す
ることができる。段階1201において、デバイスの機
能および性能特性が設計される。次に、段階1202に
おいて、パターンを有するマスク(レチクル)が、その
前の設計段階に従って設計され、また、並行する段階1
203において、ウェーハがシリコン材料から製造され
る。段階1202において設計されたマスクパターン
は、段階1204において、段階1203で加工された
ウェーハ上に、本文において先に記載した、本発明に従
うフォトリソグラフィシステムにより露光される。段階
1205において、半導体装置が組み立てられて(ダイ
シングプロセス、ボンディングプロセスおよびパッケー
ジングプロセスを含む)、最後に、デバイスは段階12
06において検査される。
してかなり詳細に記載してきたが、他の具体例も可能で
あることが理解されるであろう。当業者には、本発明の
構造における多くの変更が、本発明の精神および範囲か
ら逸脱せずに提示されることが理解されるであろう。し
たがって、特許請求の範囲の精神および範囲は、特許請
求の範囲に包含される好ましい具体例の記載に限定され
るものではない。
ば、重力および温度因子によるレンズの歪みを最小限に
することができる。特に、屈曲マウントの屈曲部は、温
度変化によりレンズおよびセルが異なるように伸張およ
び収縮することを許容し、かつ、レンズにかかる力と、
それによるレンズ要素の歪みとを最小限にすることがで
きる。それゆえ、半導体デバイスなどのリソグラフィー
工程に用いられる露光装置に本発明のレンズ取付組立体
を備えることにより、極めて高い露光精度で微細パター
ンの露光を実行することができる。
り付けられるレンズの一具体例の断面図である。
けるためのセルの一具体例の斜視図であり、図2(B)
は、図2(A)のセルの部分拡大斜視図であり、図2
(C)は、本発明に従う半径方向屈曲マウントの拡大上
面図である。
斜視図である。
向屈曲レンズ支持体とによりセルに取り付けられたレン
ズの上面図である。
生じずに取り付けるために用いられる工具の操作を示
す。
対して締め付ける締付ばねの一具体例を示す。
の分解部分図であり、該レンズセルの組立を示す。
2具体例を示す拡大斜視図である。
クの詳細を示す拡大側面斜視図である。
バイスを加工するための方法を示すフローチャートであ
る。
支持する様子を示す拡大部分断面図である。
Claims (13)
- 【請求項1】 レンズを取り付けるための構造体であっ
て、 レンズセル部材であって、該部材の周上でレンズを保持
することができるレンズセル部材と、 レンズセル部材に取り付けられた複数の半径方向屈曲マ
ウントであって、各々が、半径方向屈曲マウントの両端
部から延在する1組の屈曲部と、レンズ外周部を載置す
るために半径方向屈曲マウントに取り付けられた受座と
を含む半径方向屈曲マウントと、 隣り合う半径方向屈曲マウントの間に配置された複数の
ソフトマウントであって、各々が、レンズ外周部に接触
してレンズの重量の少なくとも一部を支持する弾性支持
部を含む複数のソフトマウントとを含み、 上記1組の屈曲部の端部がレンズセル部材に固定され、
かつ、屈曲部が、温度変化によるレンズセル部材の伸張
または収縮に対応し、かつレンズにかかる応力を最小に
するように半径方向に曲がることができるレンズ取付構
造体。 - 【請求項2】 上記ソフトマウントが、レンズの重量の
一部をその末端部にて弾性的に支持するカンチレバー板
部材を含む請求項1に記載の構造体。 - 【請求項3】 上記ソフトマウントが、レンズの重量の
一部をその末端部にて弾性的に支持するばね部材を含む
請求項1に記載の構造体。 - 【請求項4】 各受座は、半径方向屈曲マウントの中心
点から、レンズが屈曲部の平面の位置にて受座に支持さ
れるように延在し、それにより、レンズの軸方向の移動
が半径方向屈曲マウントに反作用をもたらさない請求項
1に記載の構造体。 - 【請求項5】 半径方向屈曲マウントが、レンズを受座
上に弾性的に締め付けるための、半径方向屈曲マウント
上に取り付けられたばね組立体を含む請求項1に記載の
構造体。 - 【請求項6】 パターンを基板上に写す露光装置であっ
て、請求項1に記載のレンズ取付構造体を含む露光装
置。 - 【請求項7】 レンズを取り付けるための構造体であっ
て、 レンズを保持することができるレンズセル部材と、 レンズセル部材と一体的に形成された複数の半径方向屈
曲マウントであって、各々が、レンズを取り付けるため
に半径方向屈曲マウント上に形成された受座と、半径方
向屈曲マウントの両端部から延在する1組の屈曲部とを
含む複数の半径方向屈曲マウントと、 半径方向屈曲マウントの各々の上に取り付けられるばね
組立体であって、各々が、レンズを受座上に固定するた
めの弾性クランプを含むばね組立体とを含み、 上記屈曲部は、半径方向屈曲マウントが半径方向に曲が
って、温度変化によるレンズセル部材の伸張または収縮
に適合することを可能にするレンズ取付構造体。 - 【請求項8】 レンズを取り付けるための構造体であっ
て、 レンズを保持することができるレンズセル部材と、 レンズの重量の少なくとも一部を支持するための複数の
ソフトマウントであって、ソフトマウントが光学軸方向
において位置ずれを生じることに対して構造体が実質的
に影響されないように光学軸方向に撓む複数のソフトマ
ウントとを含むレンズ取付構造体。 - 【請求項9】 ソフトマウントが可撓性の構造体を含
み、該可撓性構造体が、レンズ外周部を支持し、かつ、
レンズを、レンズの半径方向において実質的に拘束しな
い請求項8に記載の構造体。 - 【請求項10】 前記可撓性構造体が、レンズの重量の
少なくとも一部を支持するための少なくとも1つのばね
部材を含む請求項9に記載の構造体。 - 【請求項11】 前記可撓性構造体が、レンズの重量の
少なくとも一部を支持するための少なくとも1つのカン
チレバー板を含む請求項9に記載の構造体。 - 【請求項12】 レンズを保持するための構造体を組み
立てるための方法であって、前記構造体が、レンズセル
部材と、レンズセル部材に連結された半径方向屈曲マウ
ントと、半径方向屈曲マウント上に形成された受座と、
半径方向屈曲マウント上に取り付けられた締付組立体と
を含み、半径方向屈曲マウントが、抗トルク工具と係合
するための特性を含み、 締付組立体を、半径方向屈曲マウントに、少なくとも1
つのねじ付き部材を回転させ、締付組立体を通して半径
方向屈曲マウントにねじ込むことにより取り付けること
と、 抗トルク工具を半径方向屈曲マウントに係合させ、前記
ねじ付き部材を回転させることによりトルクを前記抗ト
ルク工具に加えて、半径方向屈曲マウントに加えられる
トルクを相殺することとを含む前記方法。 - 【請求項13】 締付組立体が、締付ブロックに連結さ
れたばね部材を含み、該ばね部材が締付ブロックをレン
ズに付勢してレンズを受座上に締め付ける請求項12に
記載の方法。
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