JP2014529043A

JP2014529043A - 減衰装置

Info

Publication number: JP2014529043A
Application number: JP2014523297A
Authority: JP
Inventors: マルクス　ハウフ; ハウフマルクス
Original assignee: カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー
Priority date: 2011-08-03
Filing date: 2012-07-30
Publication date: 2014-10-30
Anticipated expiration: 2032-07-30
Also published as: WO2013017558A1; JP6310844B2; US9593733B2; DE102011080318A1; US20140202812A1

Abstract

本発明は、システム、特にマイクロリソグラフィック投影露光装置における素子の振動エネルギーを消散させる減衰装置であって、減衰装置は安定な装着手段により素子（ 110、 210、 310、 410、 510、 610、 710）に対して装着された振動吸収体質量（ 115、 215、 315、 415、 515、 615、 715）を具えており、減衰装置では、振動吸収体質量（ 115、 215、 315、 415、 515、 615、 715）が素子内に存在する空洞内に配置されているとともに、空洞内に存在する流体（120、 220、 320、 420、 520、 620、 720）により少なくとも部分的に囲まれており、振動吸収体質量（ 115、 215、 315、 415、 515、 615、 715）により質量‐ばねシステムが形成され、質量‐ばねシステムは、振動吸収体質量（ 115、 215、 315、 415、 515、 615、 715）の連結点に存在する素子（ 110、 210、 310、 410、 510、 610、 710）の振動の並進運動成分を減衰させるようになっており、安定な装着手段は、電気的に制御しうる又は電界或いは磁界を介して制御しうるレオロジー流体で形成されている、減衰装置に関するものである。

Description

本発明は、システム、特にマイクロリソグラフィック投影露光装置における素子の振動エネルギーを消散させる減衰装置に関するものである。

[関連出願の相互参照]
本出願は、ドイツ国特許出願ＤＥ10 2011 080 318.1及び米国特許出願ＵＳ61/514,550の優先権を主張するものであり、これらは双方とも２０１１年８月３日に出願されたものである。これらの出願の内容は参考のためにここに導入されるものである。

従来のマイクロリソグラフィー技術は、例えば、集積回路又はＬＣＤのような微細構造素子を製造するのに用いられている。マイクロリソグラフィー処理は、照明装置及び投影レンズを有する、いわゆる投影露光装置において行われている。この場合、照明装置により照明されたマスクの像（レチクル）が投影レンズにより基板（例えば、シリコンウエハ）上に投影される。この基板には感光性の層（フォトレジスト）が被覆されているとともにこの基板は投影レンズの像平面内に配置され、マスク構造が基板の感光性の層（被膜）に転写されるようになっている。

ＥＵＶに対して（すなわち、１５nmよりも短い波長を有する電磁放射に対して）設計された投影露光装置においては、光透過性材料の入手不足の為に結像処理用の光学的な構造素子としてミラーが用いられている。

特にＥＵＶシステムの場合で投影露光装置を動作させるには、このシステムの光学性能にとって動力学に関する機構が益々重要となってきている。振動によって生ぜしめられる機械的な障害が光学的な構造素子の位置的な安定性に常に悪影響を及ぼしている。このシステムにおける僅かに減衰する機械的な共振（共鳴）により、共振振動数の範囲内で、妨害スペクトルに局部的な過大な増大を生ぜしめるとともに、これに関連して、受動的に装着された構造素子の位置的な安定性に且つ能動的に制御される構造素子の位置的な安定性にも妨害を及ぼす。更に、制御システムの場合の共振によれば、制御ループを不安定にするおそれがある。

機械的な共振により生ぜしめられる制御上の不安定性を排除する可能性のある手段、例えば、状況に応じて制御帯域幅を減少させるか又は局部抑制フィルタ（いわゆる“ノッチフィルタ”）を導入するような手段は、制御式の光学素子の制御性能及びこれに関連する位置の安定性に劇的な効果を及ぼすには不利である。最悪の場合、上述したシステムはもはや全く安定に制御できない。更なる悪化要因は、開口数が増大するにつれて、ミラーや支持及び測定構造体の寸法が増大すると、機械構造体の固有振動スペクトルが、益々大きく低振動数の方向にシフトするということである。従って、振動が生じることにより、システムの性能や、前述したように能動的な位置制御をもはや安定に動作させることができないようにする妨害に関する問題を大きくする。

必要とする真空耐性（バキュームレジスタンス）に関してＥＵＶシステムで許容されている（例えば、金属又はセラミック）材料自体が有している固有の振動減衰力はほんの僅かである為、上述した問題を解決又は緩和させるには更なる振動減衰手段が必要となる。従来技術においては種々の振動減衰概念が知られている。この点においては、例えば、ＷＯ 2006/084657 Ａ１、ＷＯ 2007/006577 Ａ１、ＤＥ 10 2008 041 310 Ａ１、ＤＥ 10 2009 005 954 Ａ１及びＵＳ 4,123,675を参照されたい。

図８ａ及び８ｂは、従来の代表的な手段を示している。

図８ａによれば、ばね１１により構造体５に対して弾性的に懸架された質量（質量体）１０を有する質量‐ばねシステムは、質量１０と構造体５との間にばね１１と並列に連結された振動減衰素子１２により減衰される。しかし、ＥＵＶ投影露光装置においては、必要とする真空耐性に関して、充分な固有の減衰性を有する減衰素子に対し適切な材料を選択することは制限されていた。又、これらの材料の剛性やこれらの材料の減衰特性も時間とともに変化するおそれがあるという事実から、更なる問題が生じるおそれがある。

図８ｂによれば、他のばね１３により質量１０に弾性的に連結された振動吸収体質量１５と、ばね１３に対し並列に連結された減衰素子１４とにより振動減衰が達成されるものであり、この場合、一方では振動吸収体質量１５及びばね１３より成る質量‐ばねシステムと、他方では質量１０及びばね１１より成る質量‐ばねシステムとのそれぞれの共振振動数を互いに同調させて有効な減衰を達成するようにしている。

振動吸収体質量による減衰は、例えば、フルオロエラストマのような入手しうる材料を用いて図８ａに示すような基準システムに振動減衰体（ダンパ）により機械的に連結することが不可能である状態においては特に有利であるが、これらは、所望の減衰効果に加えて、不所望に大きい寄生の固有剛性を有し、更にこの剛性は、時間的にはシステムの寿命を通じて変化するか、又は気圧が変化した場合に変化し、従ってその結果として所望の減衰効果以外に、減衰装置の共振振動数も変化するおそれがあり、その結果、減衰させるべき素子の、又はこれに関連する質量‐ばねシステムの共振振動数に対する上述した所要の同調がもはや得られなくなるという問題が依然として生じるおそれがある。

ＷＯ 2006/084657 Ａ１ＷＯ 2007/006577 Ａ１ＤＥ 10 2008 041 310 Ａ１ＤＥ 10 2009 005 954 Ａ１ＵＳ 4,123,675

本発明の目的は、システム、特にマイクロリソグラフィック投影露光装置における素子の振動エネルギーを消散させる減衰装置であって、有効で時間的に安定な減衰を可能にする減衰装置を提供することにある。

この目的は、特許請求の範囲の請求項１に記載の特徴に基づく減衰装置により達成される。

システム、特にマイクロリソグラフィック投影露光装置における素子の振動エネルギーを消散させる減衰装置は、
‐安定な装着手段により前記素子に対して装着された振動吸収体質量を具えており、
この減衰装置では、
‐前記振動吸収体質量が前記素子内に存在する空洞内に配置されているとともに、この空洞内に存在する流体により少なくとも部分的に囲まれており、
‐前記振動吸収体質量により質量‐ばねシステムが形成され、この質量‐ばねシステムは、前記振動吸収体質量の連結点に存在する前記素子の振動の並進運動成分を減衰させるようになっており、
‐前記安定な装着手段は、電気的に制御しうる又は電界或いは磁界を介して制御しうるレオロジー流体で形成されている。

前記連結点は、減衰させるべき振動モードに応じて、前記素子の重心とするか、又は（例えば、自在な振動モードの振動波腹の場合の）重心外の位置とし、減衰さすべき振動モードに応じて連結点を適切に選択しうるようにすることができる。従って、本発明は、前記素子があらゆる状態を、例えば、回転振動モード、振子振動モード、ひずみ（応力変形）振動モードを実行する状態をも含むものである。従って、本発明による減衰は、並進又は回転剛体モードの減衰や、ひずみ振動モードの減衰に対して用いることができる。

本発明は特に、システム、特にマイクロリソグラフィック投影露光装置において、（例えば、構造素子又は駆動素子としうる）素子の並進運動の減衰を、安定な装着手段により空洞内の素子に対し装着された振動吸収体質量がこの振動吸収体質量を少なくとも部分的に囲む流体により粘性減衰を受けるという事実より、実現させるという概念に基づくものである。本発明の上述した概念によれば、安定な装着手段は、電気的に制御しうる又は電界或いは磁界を介して制御しうるレオロジー流体により形成する。

素子に振動が生じた際に、振動吸収体質量がこの素子に対し変位する場合には、空洞内に位置する流体がこの振動吸収体質量の周囲を流れ、これにより粘性減衰（すなわち、振動吸収体質量と素子との双方又は何れか一方対速度に比例する減衰）を生ぜしめる。減衰定数の絶対値は、流体の粘性と、振動吸収体質量及びこれを囲む空洞より成る構成の具体的な寸法（ギャップ寸法等）との双方に依存する為、これらのパラメータを適切に選択することにより、本発明により構成する振動吸収体の固有振動数と、減衰させるべき関連の振動素子の機械的な連結の固有振動数とを互いに最適に適合させることができる。

この場合、上述したことに加えて、追加の大きな剛性の導入が回避でき、これにより、システム中の固有振動数を下げるとともに、達成される減衰効果の時間的な安定性を充分なものとすることに関する要件を考慮するようにすることもできるようになる。

他の観点によれば、本発明は、システム、特にマイクロリソグラフィック投影露光装置における素子の振動エネルギーを消散させる減衰装置であって、この減衰装置は、安定な装着手段により前記素子に対して装着された振動吸収体質量を具えており、この振動吸収体質量は前記素子内に存在する空洞内に配置されているとともに、この空洞内に存在する流体により少なくとも部分的に囲まれており、この振動吸収体質量により質量‐ばねシステムが形成され、この質量‐ばねシステムは、前記振動吸収体質量の連結点に存在する前記素子の振動の並進運動成分を減衰させるようになっている減衰装置にも関するものである。

本発明は、特にマイクロリソグラフィック投影露光装置において実現しうるが、これに限定されるものではない。本発明による減衰装置は、他の（光学的な又は非光学的な）システム、特に精密システムにおいて用いることもできる。

本発明の一例によれば、素子の減衰さすべき少なくとも１つの共振振動数に対する、振動吸収体質量により形成された質量‐ばねシステムの共振振動数の相違を、振動数で最大１ディケイドとするか、好ましくは最大でその半分とする。

振動吸収体質量の前記安定な装着手段は、原理的に、適切な任意のばねシステムの形態の弾性的な懸架により実現しうる。

本発明の１つの好適な構成例によれば、前記安定な装着手段を、空洞内に位置する流体として選択したフェロ流体で構成する。

既知のように、フェロ流体は磁界に反応する流体であり、液体キャリア内に懸濁された（代表的に数ナノメートルの大きさの）磁性粒子から成っている。磁界内では、このようなフェロ流体自体が、エネルギー的に最適に（すなわち、磁界強度が最大の領域内に）配置されるものであり、フェロ流体は、例えば円柱状の棒磁石の磁極端において、エネルギー的に最適な最小表面積を有するほぼ楕円形状となる。

本発明は、前記素子内に存在する空洞内の振動吸収体質量の上述した配置においては、この振動吸収体質量に対する安定な軸受（ベアリング）をフェロ流体により形成でき、特に振動吸収体質量に対するフェロ流体のセルフセンタリング特性を用いることにより形成しうるという他の見識に基づくものである。

換言すれば、本発明により用いる流体をフェロ流体の形態で構成すると、このフェロ流体は、第１に、磁界内でフェロ流体により得られる剛性により振動吸収体質量の弾性的な懸架手段又は安定な装着手段を形成し、第２に、振動吸収体質量に沿って流れる際に粘性減衰をもたらすという二重の機能を実行するものである。

この場合、本発明によりフェロ流体内に装着された振動吸収体質量で形成された振動吸収体の共振振動数を、減衰さすべき共振振動数に所要通りに同調させるのを、磁界強度を適切に選択するとともに空洞内の幾何学的な寸法（特に振動吸収体質量と空洞の壁部との間のギャップの厚さ）を適切に規定することにより明確に達成しうる。その理由は、軸受剛性が磁界の強度と、振動吸収体質量に向かって空洞内に維持されているとともにフェロ流体を収容するギャップの寸法とに依存する為である。

本発明の一例によれば、減衰装置が少なくとも１つの磁石を有するようにする。この場合、空洞内で移動可能に懸架された磁石により振動吸収体質量を形成しうる。

しかし、他の例では、磁石を関連の素子に固定結合させることもでき、この場合振動吸収体質量を非磁性材料から形成する。このような構成には、特に、本発明により上述したように構成した振動吸収体を複数個互いに並べて配置するのを、このような配置の実行において隣接させる磁石が不所望に相対的に移動させられることなく実現しうるという利点がある。更に、磁石は固定されているので、本発明による減衰装置と関連する漏洩磁界を抑圧するために、（例えば、鉄板等の形態の）磁石終端素子を設け、機械的な短絡が達成されるまでこのような磁石終端素子と磁石との間を不所望に相対移動させることがないようにすることができる。

本発明の一例によれば、振動吸収体質量の弾性的な懸架手段又は安定な装着手段が、減衰させるべき素子の共振振動数に相当する共振振動数を有し、有効な減衰を達成しうるようにする。

この点において、幾つかの数学的な関係を図７ａ及び図７ｂにつき以下に説明する。図７ａは、第１の質量‐ばねシステムを、共振振動数に関してこの第１の質量‐ばねシステムに同調させた第２の質量‐ばねシステムにより減衰させる概念を説明するための線図を示すものであり、この場合、図７ａ及び他の数式に用いられている変数の定義は以下の表１から明らかである。

減衰さすべき質量ｍの変位量qxに対しては、以下の関係式が質量m1及びm2の動きの基本方程式から得られる。

以下の式は、F_B（基部に加わる力）に対するF_E（外乱又は加振力）の関連する伝達関数に対し当てはまる。

図７ｂは、図７ａのシステムに関して、第１の質量‐ばねシステム（m₁，k₁）の共振振動数f₁に対して対数目盛で正規化された振動数軸に対する、パラメータf₂及びζ₂（質量‐ばねシステムの減衰度）の種々の組合せの場合の、F_B（基部に加わる力）に対するF_E（外乱又は加振力）の伝達関数をdBの単位で示しており、この場合、以下の表２から明らかなパラメータ化を実行した。図７ｂの線図では、最初に、質量‐ばねシステム（m₂，k₂）の共振振動数f₂をそれぞれの場合に、質量‐ばねシステム（m₁，k₁）の共振振動数f₁に対して“同調”させ、次に更に、第１の質量‐ばねシステムの極めて弱い減衰度（ζ₁＝１０^-3）を基礎として取入れて、補助質量m₂の質量‐ばねシステム（m₂，k₂）の減衰度を変えた。この場合、図７ｂの線図では、それぞれに示した質量‐ばねシステム（m₂，k₂）の共振振動数f₂を質量‐ばねシステム（m₁，k₁）の共振振動数f₁に対して正規化してある。

補助質量m₂より成る質量‐ばねシステム（m₂，k₂）の減衰度は図７ｂの上側の行の線図から下側の行の線図に向けて、すなわち、図７ｂにおける上側の行の線図に対する低い値ζ₂＝０．０１から下側の行の線図に対する値ζ₂＝１０に増大する。同様に理解しうるように、補助質量m₂より成る質量‐ばねシステム（m₂，k₂）の減衰度の増大により、質量‐ばねシステム（m₁，k₁）の共振振動数の付近に最初に存在する（すなわち、減衰度が低い場合の）２つの“サイドピーク”の減少をもたらすが、減衰度が更に増大すると再び、共振のより高い顕著なピークを、すなわち共振のより顕著な鮮鋭度をもたらす。（最適値に対して）補助質量m₂より成る質量‐ばねシステム（m₂，k₂）の減衰度ζ₂が低い値（図７ｂにおける上側の行のζ₂＝０．０１）になるか又は高い値（図７ｂにおける下側の行のζ₂＝１０）になると、減衰効率が低くなる。この最後に述べた影響は、補助質量m₂より成る質量‐ばねシステム（m₂，k₂）の減衰度が過度に高い場合には、エネルギーの消散をもたらす移動がもはや実際に生じない為にエネルギーの消散が抑制されるという事実により説明しうる。

更に、減衰度を適切に選択して図７の線図を比較することから明らかなように、補助質量、すなわち振動吸収体質量の振動離調に関して高いロバスト性（すなわち、広い振動数スペクトルに亘っても有効な減衰）を得ることができる。特に、図７ｂにおける中央の行は、減衰度ζ₂をほぼζ₂≒０．３の値に増大させることにより、検査した全ての振動数の値f₂に対し良好な減衰を達成するシステムが得られることを示している。

補助質量m₂より成る質量‐ばねシステム（m₂，k₂）の同調に関しては、f₂＝１の際に、すなわち補助質量m₂より成る質量‐ばねシステムの共振振動数が、減衰さすべき質量‐ばねシステム（m₁，k₁）の共振振動数f₁に一致する場合に、最適なエネルギー消散の抑制が得られる。

結論として、補助質量より成る質量‐ばねシステムの共振振動数を同調させる以外にも、このシステムの減衰度の最適化が達成されること明らかである。

本発明の一例によれば、振動吸収体質量の安定な装着手段又は弾性的な懸架手段は、これが前記素子を２つの異なる自由度で弾性的に懸架するための少なくとも２つの分離した軸受を有するように構成する。特に、これらの軸受は、前記素子の素子軸線に対して軸線向に作用する少なくとも１つの軸受と、この素子軸線に対し径方向に作用する少なくとも１つの軸受とを有するようにしうる。この場合、振動吸収体質量より成る質量‐ばねシステムが、少なくとも２つの前記異なる自由度に対し、異なる共振振動数と異なる減衰度との双方又は何れか一方を有するようにするのが好ましい。

本発明は更に、本発明による減衰装置を有する投影露光装置に関するものである。この投影露光装置は、より実際的にＥＵＶで動作するように設計することができる。他の適用分野では、投影露光装置をＶＵＶ範囲で動作するように、例えば、２００nmよりも短い、特に１６０nmよりも短い波長に対し設計することもできる。

本発明の更なる構成は、本発明の記述及び従属請求項の組み合わせから得ることができる。本発明を、添付図面に示す代表的な実施例に基づいて以下に詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施例による減衰装置の構成を説明するための線図である。図２は、本発明の第２の実施例による減衰装置の構成を説明するための線図である。図３は、本発明の他の実施例による減衰装置の構成を説明するための線図である。図４は、本発明の更に他の実施例による減衰装置の構成を説明するための線図である。図５は、本発明の更に他の実施例による減衰装置の構成を説明するための線図である。図６は、本発明の更に他の実施例による減衰装置の構成を説明するための線図である。図７ａは、第１の質量‐ばねシステムを、その共振振動数に関してこの第１の質量‐ばねシステムに同調させた第２の質量‐ばねシステムにより減衰させる構成を示す線図である。図７ｂは、第１の質量‐ばねシステムを、その共振振動数に関してこの第１の質量‐ばねシステムに同調させた第２の質量‐ばねシステムにより減衰させる概念を説明するための線図である。図８ａは、従来の減衰装置の一例を説明するための構成図である。図８ｂは、従来の減衰装置の他の例を説明するための構成図である。

最初に、本発明の第１の実施例による減衰装置を、図１を参照して以下に説明する。本発明による減衰装置は図１の右側部分に示してあり、この減衰装置を比較の目的で図１の左側部分に示す振動吸収体を用いた従来の減衰装置と対比させた。

図１による減衰装置１００は、システム、特にマイクロリソグラフィック投影露光装置における素子１１０の振動エネルギーを消散させる作用をする。この素子１１０は例えば、光学素子（特にミラー）、このような光学素子を操作する作用をするアクチュエータの構成要素、アーティキュレーテッド素子、リアクション又はフィルタ質量或いは任意の構造素子、例えば、支持フレーム又は測定フレームとすることができる。

代表的な実施例（本発明はこれに限定されるものではない）では、素子１１０をミラーとし、このミラーは、支持構造体１０５に対し、所定の共振振動数を有し振動する質量‐ばねシステムを構成しており、この質量‐ばねシステムのばねを図１では“１１１”で示してある。

図１によれば、素子１１０がその内部に密封空洞を有しており、この密封空洞内には振動吸収体質量１１５が弾性的な懸架手段により装着されており、この弾性的な懸架手段は本例では、ばねシステム１１３により形成した。更に、前記密封空洞内に流体（例えば、オイル）を配置し、この流体により振動吸収体質量１１５を少なくとも部分的に（図１の例では完全に）囲んでいる。

図１における減衰装置１００では、素子１１０で生じる振動の結果、振動吸収体質量１１５が素子１１０に対する相対運動を実行し、その結果として空洞の壁部に対して残存するギャップ領域内で振動吸収体質量１１５に沿って空洞内を流れる流体１２０が粘性減衰（すなわち、振動吸収体質量１１５及び素子１１０の相対速度に比例する減衰）をもたらす。

この場合、あらゆる移動自由度において、振動吸収体質量１１５及び周囲のギャップの幾何学的形状により、減衰定数をそれぞれの条件に最適に適合させることができる。補助質量又は振動吸収体質量の代表的なグラム数を、目的の用途に応じて、例えば、ばね素子及びピンを減衰させる場合のような数グラム（ｇ）から比較的大型の支持構造体を減衰させる場合のような数キログラム（kg）までの範囲内にすることができる。

更に、ばねシステム１１３の剛性は、この減衰装置より成る振動吸収体の共振振動数が、素子１１０及びばね１１１より成る質量‐ばねシステムの、減衰さすべき共振振動数に一致するように選択することができる。

更に、ばねシステム１１３の剛性と、流体により生ぜしめられる粘性減衰の減衰定数とは、この減衰装置より成る振動吸収体の共振振動数及び減衰度が、素子１１０及びばね１１１より成る質量‐ばねシステムの、減衰さすべき共振振動数に対し最適な減衰効果を生ぜしめるように選択することができる。

更に、ばねシステム１１３の剛性と、流体により生ぜしめられる粘性減衰の減衰定数とを、方向に依存するように選択し、その結果として振動吸収体を、この振動吸収体の位置で振動数及び変位方向において一般に異なる、質量‐ばねシステムの減衰さすべき振動モードに最適に同調させうるようにしうる。

又、本発明の更なる実施例を、図２〜７の線図を参照して以下に説明する。これらの実施例は、特に選択した流体が、それ自体既知のように液体キャリア内に懸濁された磁性粒子を有しているフェロ流体であり、各々の場合にその表面領域がエネルギー的に最適であるものと仮定することにより、このフェロ流体が磁界に反応する点で、図１の実施例と相違する。

図２〜７により以下に説明する実施例は、その各々において、振動エネルギーを本発明による減衰装置により消散させる意図のある関連の素子内の空洞内では、磁界を存在させた場合にフェロ流体により得られる剛性によりそれぞれの振動吸収体質量の安定な装着が既に可能となっており、これにより追加の“従来の”ばねシステムを必要としなくなっているという認識に基づくものである。

以下に図２につき説明する実施例ではフェロ流体を用いているが、本発明はこれに限定されるものではない。一般的には、選択する流体は（安定な装着を実現させるためにも）、電気的に制御しうる或いは電界又は磁界を介して制御しうる（電気レオロジー流体又は磁気レオロジー流体とすることのできる）レオロジー流体により形成しうる。

特に図２における代表的な実施例では、（“Ｓ”極及び“Ｎ”極を有する）永久磁石が素子２１０内に形成された空洞内に配置されており、この代表的な実施例ではこの永久磁石自体が、フェロ流体２２０により素子２１０に対して又は空洞を囲むこの素子の壁部に対して安定に装着された振動吸収体質量２１５を形成している。図２に簡単に示していることから明らかなように、この装着は、フェロ流体２２０自体が各々の場合に振動吸収体質量２１５を形成する磁石の磁極端に“エネルギー的に最適に”配置されているという事実に基づくものである。その理由は、各々の場合、この個所に最大の磁界強度の領域が存在する為である。フェロ流体が、振動吸収体質量２１５と素子２１０との間に残存しているギャップ領域内に拘束されないと、磁極端の領域におけるフェロ流体２２０の幾何学的形状は、各々の場合、楕円の形状に類似するようになる。これに対し、図２における減衰装置２００において、空洞内で振動吸収体質量２１５と素子２１０との間に拘束されたフェロ流体２２０は、振動吸収体質量２１５に対し安定なセルフセンタリング軸受を形成し、セルフセンタリング効果が、素子２１０の素子軸線ＥＡに対する軸線方向ギャップと、この素子軸線ＥＡに対する径方向ギャップとの双方により得られる。

図２による減衰装置２００においてフェロ流体２２０により形成された軸受の、振動吸収体質量２１５に対する剛性は、存在する磁界強度と、選択したフェロ流体と、このフェロ流体２２０を収容している空洞の領域内のギャップ寸法とに依存するとともに、これらのパラメータを適切に設定することにより、減衰させるべき共振振動数（すなわち、素子２１０及びばね２１１より成る質量‐ばねシステムの共振振動数）に最適に同調しうる。

図２につき上述した代表的な実施例では、フェロ流体に作用する磁界を発生するのに必要とする磁石が振動吸収体質量２１５自体により形成されているが、本発明はこれに限定されるものではない。他の実施例では、振動吸収体質量自体を非磁性材料から形成することもでき、この際必要とする磁界を各々の場合で少なくとも１つの追加の磁石により発生させる。

このような代表的な実施例を図３に示してあり、ここでは図１と類似する又は機能的にほぼ同じ構成要素を図１の参照数字に“２００”を加えて示してある。

図３による代表的な実施例は、この図３による減衰装置３００が、（非磁性材料から形成した）振動吸収体質量３１５に加えて、素子軸線ＥＡに対して軸線方向で互いに反対にある空洞の端部に配置された２つの永久磁石３３１及び３３２を有し、これら永久磁石が素子３１０に固定されているという点で図２の実施例と相違している。この代表的な実施例では、フェロ流体３２０が振動吸収体質量３１５と永久磁石３３１及び３３２とのそれぞれの間に残存するギャップ領域内に拘束されており、従って、（この点では図２の実施例に類似するように）振動吸収体質量３１５に対し安定なセルフセンタリング特性の軸受を形成する。この場合、図３により光学素子に対して磁石３３１及び３３２を固定配置することにより、有利なことに、複数のこのような装置を互いに並べて配置するとともに、磁気短絡効果を生ぜしめうるまで関連の磁石を不所望に移動させることなく、（鉄板等より成る）適切な磁界終端素子を配置するようにしうる。

図４は、本発明の他の実施例による減衰装置４００を示しており、ここでは図１に比べて類似する又は機能的にほぼ同じ構成要素を図１の参照数字に“３００”を加えて示してある。

図４による減衰装置４００は、フェロ流体４２０に作用する磁界を発生する作用をする（且つ図２と同様に振動吸収体質量４１５を形成する）磁石を、素子軸線ＥＡに対し軸線方向にテーパーを付した区分をもって具現化し、図４の線図から明らかなように、フェロ流体４２０が互いに分離された軸受区分を形成するようにした点で、図２の減衰装置２００とかなり相違している。

振動吸収体質量４１５を形成する磁石の軸線方向端部の領域におけるフェロ流体４２０は、素子４１０内に位置する空洞内に拘束されないと、各々の場合ほぼ楕円の形状を成し、一方、磁石のテーパーが付された区分に移行する領域におけるフェロ流体４２０はほぼＯリングの形状を成す。これに対し、フェロ流体４２０が空洞内に又はこの空洞に隣接する素子４１０の壁部と振動吸収体質量４１５との間に残存するギャップ領域内に拘束されている為に、図４に簡単に示す幾何学的形状が形成され、フェロ流体４２０が素子軸線ＥＡに対し軸線方向に作用する軸受４２１と、この軸受４２１から分離するとともに径方向に作用する軸受４２２とを形成する。

この装置によれば、軸線方向及び径方向にそれぞれ存在する剛性を、それぞれの条件に応じて、特に振動吸収体質量４１５の対応設計により軸受４２１及び４２２に対するギャップ寸法を適切に選択することにより、互いに独立して設計することができる。

図５は、本発明の他の実施例による減衰装置５００の線図を示している。本例の場合、図１の実施例に比べて類似する又は機能的にほぼ同じ構成要素を図１の参照数字に“４００”を加えて示してある。

この減衰装置５００は、図３の減衰装置３００に類似するように、非磁性材料から形成された振動吸収体質量５１５と、フェロ流体５２０に作用する磁界を発生する２つの分離した磁石５３１及び５３２とを有している。しかし、図５による減衰装置５００の場合には、図３の減衰装置３００とは相違して、前記の磁石５３１及び５３２がリング磁石として構成されている。この図５から明らかなように、この場合もフェロ流体５２０自体が前記の磁石５３１及び５３２の磁極端の領域内に配置されており、この際フェロ流体が振動吸収体質量５１５と、素子５１０と、磁石５３１及び５３２との壁部により空洞内に拘束されている。

図６は、本発明による減衰装置６００の他の実施例を示しており、ここでは、図１と類似する又は機能的にほぼ同じ構成要素を、図１の参照数字に“５００”を加えて示してある。図６による減衰装置６００は、例えばアクチュエータのピンのような任意の要素を貫通させることができる貫通孔を、リング磁石として構成した磁石６３１及び６３２の各々に設けている点で、図５による減衰装置５００と相違している。このような要素を図６では単に“６４０”で示してある。

他の態様によれば、本発明は、システム、特にマイクロリソグラフィック投影露光装置における素子の振動エネルギーを消散させる減衰装置であって、この減衰装置は、
‐素子（１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０）に対して安定な装着手段により装着された振動吸収体質量（２１５、４１５、５１５、７１５）を具えており、
この減衰装置において、
‐振動吸収体質量（２１５、４１５、５１５、７１５）は、前記素子内に存在する空洞内に配置されているとともに、この空洞内に位置する流体（１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０、７２０）により少なくとも部分的に囲まれており、
‐前記振動吸収体質量（２１５、４１５、５１５、７１５）により質量‐ばねシステムが形成され、この質量‐ばねシステムは、前記振動吸収体質量（２１５、４１５、５１５、７１５）の連結点に存在する前記素子（１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０）の振動の並進運動成分を減衰させるものであり、
‐前記振動吸収体質量（２１５、４１５、５１５、７１５）は、前記空洞内で移動可能に懸架された磁石で形成されている、
当該減衰装置にも関するものである。

更に他の態様によれば、本発明は、システム、特にマイクロリソグラフィック投影露光装置における素子の振動エネルギーを消散させる減衰装置であって、この減衰装置は、
‐素子（１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０）に対して安定な装着手段により装着された振動吸収体質量（１１５、２１５、３１５、４１５、５１５、６１５、７１５）を具えており、
この減衰装置において、
‐振動吸収体質量（１１５、２１５、３１５、４１５、５１５、６１５、７１５）は、前記素子内に存在する空洞内に配置されているとともに、この空洞内に位置する流体（１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０、７２０）により少なくとも部分的に囲まれており、
‐前記振動吸収体質量（１１５、２１５、３１５、４１５、５１５、６１５、７１５）により質量‐ばねシステムが形成され、この質量‐ばねシステムは、前記振動吸収体質量（１１５、２１５、３１５、４１５、５１５、６１５、７１５）の連結点に存在する前記素子（１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０）の振動の並進運動成分を減衰させるものであり、
‐前記素子（１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０）は、アクチュエータの構成要素である、
当該減衰装置にも関するものである。

本発明は、特定の実施例に基づいて上述したが、例えば、これらの個々の実施例を組み合わせたり特徴事項を交換させたりすることにより、種々の変形及びその他の実施例が可能であること、当業者にとって明らかである。従って、このような変形及びその他の実施例は本発明に含まれること、当業者にとって明らかであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲が意味するところ及びその等価の範囲内にのみ制限されるものである。

Claims

マイクロリソグラフィック投影露光装置とするのが好ましいシステムにおける素子の振動エネルギーを消散させる減衰装置であって、この減衰装置は、
‐安定な装着手段により前記素子（１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０）に対して装着された振動吸収体質量（１１５、２１５、３１５、４１５、５１５、６１５、７１５）を具えており、
この減衰装置では、
‐前記振動吸収体質量（１１５、２１５、３１５、４１５、５１５、６１５、７１５）が前記素子内に存在する空洞内に配置されているとともに、この空洞内に存在する流体（１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０、７２０）により少なくとも部分的に囲まれており、
‐前記振動吸収体質量（１１５、２１５、３１５、４１５、５１５、６１５、７１５）により質量‐ばねシステムが形成され、この質量‐ばねシステムは、前記振動吸収体質量（１１５、２１５、３１５、４１５、５１５、６１５、７１５）の連結点に存在する前記素子（１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０）の振動の並進運動成分を減衰させるようになっており、
‐前記安定な装着手段は、電気的に制御しうる又は電界或いは磁界を介して制御しうるレオロジー流体で形成されている、
減衰装置。
請求項１に記載の減衰装置において、前記素子（１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０）の減衰さすべき少なくとも１つの共振振動数に対する、前記質量‐ばねシステムの共振振動数の相違を、振動数で最大２分の１ディケイドとするのが好ましい最大で１ディケイドとしたことを特徴とする減衰装置。
請求項１又は２に記載の減衰装置において、前記空洞内に存在する流体（２２０、３２０、４２０、５２０、６２０、７２０）をフェロ流体としたことを特徴とする減衰装置。
請求項３に記載の減衰装置において、前記安定な装着手段がフェロ流体（２２０、３２０、４２０、５２０、６２０、７２０）により形成されていることを特徴とする減衰装置。
請求項１〜４の何れか一項に記載の減衰装置において、この減衰装置が更に少なくとも１つの磁石を有していることを特徴とする減衰装置。
請求項５に記載の減衰装置において、前記振動吸収体質量（２１５、４１５、５１５、７１５）が、前記空洞内で移動可能に懸架された前記磁石により形成されていることを特徴とする減衰装置。
請求項５に記載の減衰装置において、前記磁石（３３１、３３２、６３１、６３２）は前記素子（３１０、６１０）に固定結合されており、前記振動吸収体質量（３１５、６１５）は非磁性材料から形成されていることを特徴とする減衰装置。
請求項１〜７の何れか一項に記載の減衰装置において、前記振動吸収体質量（１１５、２１５、３１５、４１５、５１５、６１５、７１５）の前記安定な装着手段が、前記素子（１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０）の減衰さすべき共振振動数に一致する共振振動数を有することを特徴とする減衰装置。
請求項１〜８の何れか一項に記載の減衰装置において、前記前記安定な装着手段は、前記素子（４１０）を異なる自由度で弾性的に懸架するための少なくとも２つの分離した軸受（４２１、４２２）を有するように構成されていることを特徴とする減衰装置。
請求項９に記載の減衰装置において、前記振動吸収体質量により形成された前記質量‐ばねシステムが、少なくとも２つの前記自由度に対して、異なる共振振動数と異なる減衰度との双方又は何れか一方を有していることを特徴とする減衰装置。
請求項９又は１０に記載の減衰装置において、前記軸受は、前記素子の素子軸線に対して軸線方向に作用する少なくとも１つの軸受（４２１）と、前記素子軸線に対して径方向に作用する少なくとも１つの軸受（４２２）とを具えていることを特徴とする減衰装置。
請求項１〜１１の何れか一項に記載の減衰装置において、前記素子（１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０）は、ミラーとするのが好ましい光学素子としたことを特徴とする減衰装置。
請求項１〜１２の何れか一項に記載の減衰装置において、前記素子（１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０）は、アクチュエータの構成要素としたことを特徴とする減衰装置。
請求項１〜１３の何れか一項に記載の減衰装置において、前記素子（１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０）は、支持フレーム又は測定フレームとしたことを特徴とする減衰装置。
請求項１〜１４の何れか一項に記載の減衰装置において、前記投影露光装置は、１６０nmよりも短くするのが好ましい２００nmよりも短い動作波長で動作させるように設計されていることを特徴とする減衰装置。
請求項１〜１５の何れか一項に記載の減衰装置において、前記投影露光装置は、１５nmよりも短い動作波長で動作させるように設計されていることを特徴とする減衰装置。
マイクロリソグラフィック投影露光装置において、このマイクロリソグラフィック投影露光装置が請求項１〜１６の何れか一項に記載の減衰装置を有していることを特徴とするマイクロリソグラフィック投影露光装置。