JP2003029117A

JP2003029117A - レンズシステム

Info

Publication number: JP2003029117A
Application number: JP2002130425A
Authority: JP
Inventors: Karlfrid Osterried; カールフリート・オースターリード; Thomas Petasch; トーマス・ペタッシュ; Jens Kugler; イェンス・クーグラー
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2001-05-02
Filing date: 2002-05-02
Publication date: 2003-01-29
Also published as: DE10121346A1; US20020167740A1; US7061698B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】光学部材とマウントもしくはマウントに接続さ
れた部品との間を、粘着しないで接続する。【解決手段】レンズシステム、特に半導体リソグラフィ
ーのための投影レンズシステムの場合、少なくとも１つ
の光学部材、特に、端板３の形状の、ビーム方向の最終
的な光学部材を交換することが可能である。交換可能な
光学部材３を調節するために、装着面６を備えた光学品
質装着は、光学部材３とマウント５もしくはマウントに
接続された部分との間に設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レンズシステム、
特に、半導体リソグラフィーのための、少なくとも１つ
の交換可能な光学部材、特に、エンドプレートの形態を
備えた投影レンズシステムと、更に、端板の形状の、ビ
ーム方向の最終的な光学部材とに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体リソグラフィーのレンズシステム
の場合、その時々に、収差をなくすか、結像の精度を上
げるために、これに続く補正（correction）を行うこと
が必要である。従って、個々の光学部材、例えば端板
が、例えばレンズシステムの収差が最適化されるよう
に、交換可能にデザインされることが、可能である。同
じことが、損傷を受けるか磨耗された光学部材の場合に
も当てはまる。これは、特に、投影レンズジシステム内
の端板の場合に当てはまる。しかし、本発明は、このよ
うな交換の場合に、新しい誤差が生じないようにして、
再現性を果たす。

【０００３】このために、米国特許５、９７３、８６３
号は、投影システムの球面収差もしくは他の収差を補正
可能にするような、交換可能な方法での、半導体リソグ
ラフィーのレンズシステムの端板の、マウントへの接続
を、既に開示している。板とマウントとの間のねじ接続
は、このために提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】レンズシステムの光学
部材を交換可能にするためには、基本的に、光学部材と
マウントとの間の、粘着接続以外の接続方法を提供する
のが、一般に公知である。このために、例えば、押込み
ばめ（wringing）ことによって端部材が隣接した光学部
材に接続されている、先願１９９２９４０３．８号を
参照されるとよい。本発明の目的は、光学部材と、これ
に関連したマウントもしくはマウントに接続された部品
とを、必要であれば、高い再現性を有して光学部材の簡
単な交換を可能にして、粘着しないで接続する方法を、
提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係われば、この
ような目的は、少なくとも１つの交換可能な光学部材と
マウントとを有し、この光学部材は、装着面を有する光
学品質装着（opticalquality fit）内で、マウントに対
して位置付けられているレンズシステムによって、果た
される。言い換えれば、装着面を有する光学レジスター
は、交換可能な光学部材と、マウントもしくはマウント
に接続された部品との間に位置されている。

【０００６】本発明の好ましいモードでは、マウント
は、光学品質仕上げの形状及び表面を有する表面領域を
備え、この表面領域に、光学部材を適合している。本発
明の好ましいモードでは、交換可能な光学部材が、半導
体リソグラフィーのための投影レンズシステム内に配置
されている。本発明の更なる好ましいモードでは、交換
可能な光学部材は、端板の形状の、ビーム方向の最終的
な光学部材である。本発明に係われば、粘着しない接続
は、特に、マウントもしくはこのマウントに接続された
部品が、インターフェロメトリーな／光学のスケールで
同じレジスターもしくは光学品質装着を、光学部材とし
て有するような状況を果たす。このように、以下の要件
を果たすことが可能である。

【０００７】取り付け及び圧力差による、光学の放出も
しくは緊張及び変形と、かくして、結像特性の改良。除
去及び取り付け中の、レンズシステムの結像特性の再現
性。光学的に等しい部材（例えば、中心の厚さ、半径、
屈折率、二重運送の波面）のための実地の交換可能性。
光学部材としての端板の場合、もしくは、薄いレンズの
場合、これが“全側で締め付けられている”状態で設け
られることによる、内圧に起因する曲がりの、大きな減
少。汚れ及び、３６０℃マウントの場合に粘着シールを
なくすことにより粘着保護をなくすことによる、透過性
の改良。＜２０ｎｍの、レジスターもしくは光学品質装
着が、本発明に係わって、一様に設けられている。

【０００８】光学部材の取り付けは、デザインの条件
を、以下の解決法によって果たされる。１．空気圧の負圧を発生させる。２．表面の装着間の粘着力、いわゆる絞り（wringing）
による。３．クランプ接続、例えば、弾性部材を備えたクランプ
リングによる。また、適当であれば、３つの解決法は、互いに組み合わ
されることが可能である。個々の解決法は、取り付け力
が、光学部材を運搬誘導偏心に対して保護するのに、及
び、適当であれば光学部材をシールするか、もしくは光
学部材を内圧及び重量に抗するように保持するのに、十
分であるように実現される。

【０００９】安全性から、更に、光学部材のための取着
ブラケットを与えることが、有利に可能である。変形の
分離が望ましい場合、交換可能な光学部材のためのマウ
ントは、２部構成にされる、即ち、面装着部を備えた光
学レジスターのために設けられた内側マウントと、これ
に対応した比較的堅い外側マウントとを有するようにさ
れ得る。

【００１０】光学品質装着、もしくは装着面あるいは面
装着部を備えたレジスターのために設けられたマウント
は、光学部材の所与のマウント、あるいは、隣接した光
学部材のマウントでもよい。本発明の効果的な発展及び
配置は、他の従属請求項と、図面を参照して原則が以下
に説明される典型的な実施形態とから、得られる。

【００１１】

【発明の実施の形態】半導体リソグラフィーのための投
影レンズシステム１（部分的にのみ示されている）は、
複数のレンズ２（最終的な１つのレンズのみが示されて
いる）と、最終的な光学部材としての端板３（エンドプ
レート; end plate）とを有する。このレンズ２は、特
別に図示されていない手段で投影レンズシステム１の外
側マウント５に接続された内側マウント４内に、装着さ
れている。

【００１２】前記端板３に対する装着面、即ち、面装着
部６は、光学的平面である。これは、マウント５内に空
気圧チャネル８の分配システム（distributor system）
を形成している複数のボア７によって中断されている。
これは、端板３の表面領域全体に渡って均一な力を作用
させることが目的であり、局所的な曲がりを回避するこ
とを意図している。これらボア７の数、サイズ、並びに
密度は、応用例と気体の圧力とに依存する。ボア開口の
形状は、連続的な面装着部が、またボアのエッジで果た
されるというような構成条件に合わせて、選択されるこ
とができる。このため、ガラスもしくはセラミック材料
が、マウント５のために特に適した材料であることが判
っている。夫々のチャネル８が、１つのみの供給ライン
１０が圧力供給のために必要であることから、単一の環
状チャネル９によって互いに接続されている。この環状
チャネル９は、雌ねじを備えたねじ留め式リング１１に
形成された環状溝によって構成されている。このねじ留
め式リングは、マウント５にねじで取り付けられてい
る。このねじ接続は、気密構造でなくてはならない。ま
た、ねじ留め式リング１１は、供給ライン１０のための
接続部を有している。

【００１３】例えば運搬中に、端板３を取着するため
に、１以上の取着ブラケット１２が、独立した構成部品
として設けられ、マウント５の機械加工を続いて完成す
るように取着され得る。この取着ブラケット１２は、端
板３の重量に持ちこたえなくてはならないので、弾性形
態で３つの周方向に配された個々のブラケットを有する
構造が、取着部材１２の取り付けが面装着部６としての
接続面の適合品質に逆効果を与えないことから、十分で
ある。

【００１４】適当であれば、これら取着ブラケット１２
は、対応する延長部によって、ねじ留め式リング１１と
一体的に結合されることが可能である。必要であれば、
ねじ留め式リング１１は、また、中心合わせするために
使用され得る。このために、このリングには、対応する
中心付けカラーが設けられ得る。また、同様のことが、
端板３の中心付けカラーにも当てはまる。破点線で示さ
れた取り付けボックス１３によって、取り付け中に中心
合わせが果たされ得る。

【００１５】図３乃至７は、複数の弾性部材１５を有す
るクランプリング１４を備えたクランプ装置の形状をし
た、交換可能な光学部材としての端板３のための接続手
段を提供する。これら弾性部材１５は、端板３を、マウ
ント５の面装着部６上に押圧する。前記クランプリング
１４は、Ｌ字形状の断面を有している。また、弾性部材
１５は、径方向の切込みによって形成され、これの上
に、端板３が乗っている。Ｌ字形の他方の脚部は、これ
の端に、弾性の係合突起（ラメラ（lamellae）、即ち係
合突起（barb））１６を有し、これらによって、クラン
プリング１４は、マウント５の対応する肩部にラッチさ
れている。必要であれば、マウント５の環状の肩部の代
わりに、歯部形状のタイプのものを与えることも可能で
あり、このような場合には、係合突起１６は、歯部と係
合する。前記端板３を交換するためのクランプリング１
４の分離は、係合突起１６が歯部に対してずれを生じさ
せられるまで僅かに回転されるクランプリング１４によ
って、簡単な方法で果たされる。バイヨネット閉塞ある
タイプの差込みクロージャは、このようにして形成され
る。

【００１６】前記マウント５は、鋼もしくは、更に好ま
しくは、ガラス、石英、フッ化カルシウムもしくはセラ
ミック材料で形成され得る。同様に、マウント５は、２
つの材料から形成されることも可能である。マウント５
内のこれら材料の継ぎ（transition）は、対応する隔離
部材によって果たされ得る。拡大された図６に見られる
ように、前記弾性部材１５は、湾曲された表面１５によ
って夫々下側から端板３に圧接している。この端板は、
低い静止摩擦係数の接触面を使用した場合には、横方向
の変位が可能であり、このために、接触面は研磨されて
いる。

【００１７】図７は、図６に示す構成の変形例を示す。
この図に見られるように、接触押圧リング１８が、前記
端板３と、個々の弾性部材１５との間に配設されてい
る。この接触押圧リング１８は、前記端板３に平坦な状
態で当接している。この接触押圧リングと弾性部材１５
との接続は、尖端と溝との接続によりなされており、こ
の結果、高精度の位置付けが果たされている。このため
に、接触押圧リング１８は、弾性部材の所定領域に形成
された対応する溝、即ち、環状の溝１９を下側に有す
る。そして、前記弾性部材１５は、これらの先端に接触
押圧先端２０を有し、これら先端２０は、前記環状溝１
９の中へ入って接触押圧リングを押圧している。

【００１８】個々の弾性部材１５と係合突起１６とを有
する前記クランプリング１４は、腐蝕カット（ｅｒｏｄ
ｉｎｇｃｕｔｓ）により形成され得、この結果、個々
の接触押圧力が発生される。複数の弾性部材１５は、端
板３の全周に渡って均一な接触押圧を生じさせる。上記
したような接続のためには、端板３の直径を大きくする
ことが一般に必要である。このために設置スペースが過
度に大きくならないように、端板は、レンズ２が内側マ
ウント４の支持脚部（ｂｅａｒｉｎｇｆｅｅｔ）２２
の上に位置された領域に、環状に形成された凹所（ａｎ
ｎｕｌａｒｍｉｌｌｅｄｒｅｃｅｓｓ）３‘（図１
で破線で示されている）の形態の減じられた厚さの状態
で、設けられ得る。このようにして、この端板３は、必
要とされる設置スペースの大きさを減じるために、レン
ズ２により接近するように上方に移動され得る。

【００１９】これの変形として、設置スペースに関する
問題を避けるために、レンズ２に径方向の傾斜面（ｒａ
ｄｉａｌｂｅｖｅｌ）が形成され得る。この傾斜面に
前記支持脚部２２が作用する（図１で破線で示されてい
る）。図８は、レンズシステム１の底部の形状を示し、
端板３は、複合部分のマウント５内に装着されている。
ここでは、端板３との直接の接触がフランジリング５ａ
により果たされている。このフランジリングには，接続
のために、装着面、即ち、面装着部を備えた光学品質装
着部、即ち、レジスターが設けられている。前記フラン
ジリング５ａの、端板３とは離れた側の端部には、環状
の分離部材５ｂが接続されている。この分離部材は、変
形を分離するように機能し、熱膨張係数が異なることに
対して補償をなしている。この環状の分離部材５ｂに
は、スチール製のマウント部５ｃが接続されている。前
記フランジリング５ａは、好ましくはガラスもしくはセ
ラミック材で形成されている。前記端板３の装着面６で
の接続、即ち、装着は、押込みばめ、もしくは、破線に
より示されるように、図３ないし７に示すクランプリン
グ１４を有するクランプ装置により、果たされ得る。

【００２０】しかし、勿論、図１並びに２で説明された
ような流圧接続でも果たすことが可能である。図９は、
図８のフランジリング５ａの変形例の平面図である。こ
こで使用されている端板３に対する装着面６の形態の接
続部は、周方向に均一に分布し、支持面６‘の形態の３
つの接続面により構成されている。これら接続面間の、
ギャップ２３（図８の左側に破線で示されている）の形
態の領域は、液体、好ましくは高粘性液体により、シー
ルされている。使用される高粘性液体は、例えば、充分
なシールを果たすグリースにより、得ることができる。

【００２１】勿論、図８に示す３つの部分の装着の代わ
りに、単一の材料、例えばセラミック材により形成され
る全体に渡るマウントも可能である．セラミック材によ
るこのマウントの効果は、非常に硬いのにも係わらず、
軽く、所望の光学精度に機械加工され得ることである。
さらに、前記端板３と同じ熱膨張係数を有するセラミッ
ク材料が利用され得る。図１０は、２つの部分から成る
端板３を断面で示し、図１１は、これの斜視図を示す。
示されているように、２つの部分からなる端板３は、厚
い板部分３ａ、比較的小さくて相当に薄い板部分３ｂと
を有する。薄い板部分３ｂは、厚い板部分３ａに押し込
みばめされ得る。この厚い板部分３ａは、必要な機械的
安定性を確実にし、また、薄い板部分３ｂは、適当であ
れば、シート形状にデザインされることもでき、光学活
動領域に位置され得る。これは、交換するという目的の
ためには、板部材３ｂが交換されることのみが必要であ
ることを意味する。板部分３ｂは、丸いか、長方形でよ
い。勿論、厚い板部分３ａに押し込みばめされる代わり
に、他の固定方法、例えば粘着結合もしくは接合（ceme
nting）がまた考えられる。薄い板部分３ｂは、厚い板
部分３ｂに、本来の状態で適合され得る。これは、薄い
板部分３ｂが、面平行であることを必要とする。この実
施形態の利点は、厚い板部分３ａのシールが、これが取
り付けられた状態に維持され得ることから、単純化され
る点である。この典型的な実施形態では、装着面６を備
えた光学品質装着が、２つの端板３ａ、３ｂの間に設け
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、端板を有するレンズシステムの底領域
を通る、（部分的な）長軸方向の断面を示す。

【図２】図２は、請求項１に係わるレンズシステムの、
底領域の、基本的な説明のための平面図を示す。

【図３】図３は、クランプ装置を備えた端板の詳細を示
す。

【図４】図４は、請求項３に係わるクランプリングの、
下からの図を示す。

【図５】図５は、弾性部材を備えたクランプリングの、
拡大詳細側面図を示す。

【図６】図６は、図３のＶＩに対応した、弾性部材の接
触押圧領域の拡大詳細図を示す。

【図７】図７は、図６に対応した、異なった構成の拡大
詳細図を示す。

【図８】図８は、レンズシステムの底部の構成を示す。

【図９】図９は、図８の乗法（multiplication）内のフ
ランジリングの平面図を示す。

【図１０】図１０は、２つの部分から成る端板を断面で
示す。

【図１１】図１１は、図１０に係わる、２つの部分から
成る端板の、下から見た斜視図を示す。

【符号の説明】

１…レンズシステム、３…端板、５…マウント、６…装
着面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者カールフリート・オースターリードドイツ連邦共和国、デー−73431 アーレン、シュタオフェンベルクシュトラーセ 40エー (72)発明者トーマス・ペタッシュドイツ連邦共和国、デー−73431 アーレン、ヘーゲルシュトラーセ 111／２ (72)発明者イェンス・クーグラードイツ連邦共和国、デー−73540 ホイバッハ、ゲーツェンバッハシュトラーセ１Ｆターム(参考） 2H044 AA01 AA09 AA11 AA14 AE01 AJ05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１つの交換可能な光学部材
と、マウントとを具備し、この光学部材は、前記マウン
トに対して、装着面で光学品質装着で位置付けられてい
るレンズシステム。
【請求項２】光学部材とマウントとを具備し、このマ
ウントは、光学品質仕上げの形状及び表面を有し、光学
部材の装着面に装着されている表面領域を有しているレ
ンズシステム。
【請求項３】前記マウントの表面領域は、このマウン
トの調節可能な部分に位置されている、請求項２のレン
ズシステム。
【請求項４】前記交換可能な光学部材は、半導体リソ
グラフィーのための投影レンズシステムに配置されてい
る、請求項１乃至３のいずれか１のレンズシステム。
【請求項５】前記交換可能な光学部材は、端板の形状
をした、ビーム方向の最終的な光学部材である、請求項
４のレンズシステム。
【請求項６】装着面との光学品質装着のために、マウ
ントもしくはマウントに接続された調節可能な部分に
は、研磨面が設けられている、請求項１乃至５のいずれ
か１のレンズシステム。
【請求項７】前記マウントは、ガラスもしくはセラミ
ック材料でできている、請求項１乃至６のいずれか１の
レンズシステム。
【請求項８】前記調節可能な部分は、ガラスもしくは
セラミック材料でできている、請求項３のレンズシステ
ム。
【請求項９】前記交換可能な光学部材のためのマウン
トは、内側マウントと外側マウントとを有し、この内側
マウントは、交換可能な光学部材に対して面装着部を備
えた光学レジスターを形成しており、また、変形分離部
材が、これら内側マウントと外側マウントとの間に配置
されている、請求項４のレンズシステム。
【請求項１０】前記光学部材は、取着ブラケットによ
って、落ちないように取着されている、請求項４のレン
ズシステム。
【請求項１１】前記交換可能な端板は、直径が拡大さ
れた領域を有し、この領域は、マウントに対する装着面
を備えた光学品質装着を形成している、請求項５のレン
ズシステム。
【請求項１２】ミルで形成された環状の凹部が、前記
端板の直径が拡大された領域に形成されている、請求項
１１のレンズシステム。
【請求項１３】前記光学部材とマウントとの間の、装
着面を備えた光学品質装着は、周方向に配置された複数
の支持面によって形成され、また、シール用の液体でシ
ールされた中間ギャップが、夫々に支持面間に設けられ
ている、請求項４のレンズシステム。
【請求項１４】装着面を備えた前記光学品質装着は、
押し込みばめによって形成される、請求項４のレンズシ
ステム。
【請求項１５】装着面を備えた前記光学品質装着は、
空気圧装置によって形成され、この空気圧装置は、交換
可能な光学部材とマウントとの間に負圧を発生させる、
請求項４のレンズシステム。
【請求項１６】前記マウント中に、空気圧供給ライン
が配置され、この空気圧供給ラインは、環状ラインに接
続され、この環状ラインは、装着面の領域に位置された
チャネルとボアとに接続されている、請求項１５のレン
ズシステム。
【請求項１７】ねじ留め式リングが、シールするため
に設けられている、請求項１５のレンズシステム。
【請求項１８】装着面を備えた前記光学品質装着に
は、クランプ装置が設けられている、請求項４のレンズ
システム。
【請求項１９】前記交換可能な光学部材には、クラン
プ装置として、複数の弾性部材を備えたクランプリング
が設けられている、請求項１８のレンズシステム。
【請求項２０】前記クランプリングは、Ｌ字形状の断
面を有し、前記弾性部材は、径方向の切り込みによっ
て、Ｌ字の一方の脚部に形成され、この上に、光学部材
が集まっており、また、Ｌ字の他方の脚部は、係合突起
形状の、マウントに対する接続を果たしている、請求項
１９のレンズシステム。
【請求項２１】前記弾性部材には、丸い支持面が形成
されている、請求項１９のレンズシステム。
【請求項２２】前記弾性部材には、夫々接触押圧チッ
プが設けられ、これらチップは、接触押圧リングの環状
の溝中に押圧され、この接触押圧リングは、弾性部材と
交換可能な光学部材との間に配置されている、請求項１
９のレンズシステム。
【請求項２３】前記径方向の切り込みは、鋸切りか腐
食カットによって、クランプリングに形成されている、
請求項２０のレンズシステム。
【請求項２４】前記交換可能な端板は、厚い板部分と
薄い板部分とから構成されており、厚い板部分がマウン
トとの接続部を形成し、薄い板部分が、光学活動領域内
に位置され、また、面装着部を備えた光学レジスター
は、厚い板部分と薄い板部分との間に形成されている、
請求項５のレンズシステム。
【請求項２５】前記薄い板部分は、厚い板部分に押し
込みばめされている、請求項２４のレンズシステム。
【請求項２６】前記マウントは、フランジリングが、
面装着部によって交換可能な光学部材に接続されてお
り、また、フランジリングは、環状分離部材と隣接し、
この環状分離部材は、鋼マウント部に接続されている、
複合部分デザインを有する、請求項４のレンズシステ
ム。