JP5291002B2 - 取替可能なダイアフラムを備える結像装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも１つのハウジングと、ハウジング内に交換可能に収容された少なくとも１つのダイアフラムと、ダイアフラムを対物レンズスペース内外へ移動させるために取外し可能に配置することのできる少なくとも１つの収容部を有する少なくとも１つの搬送手段とを備えるマイクロリソグラフィのための結像装置、特にＥＵＶ（極紫外線）投影露光装置に関する。さらに本発明は、対応する結像装置を作動するため、または結像装置においてダイアフラムを取替可能に挿入し、かつ／またはダイアフラムを交換するための方法に関する。

国際公開第２００５／０５０３２２号パンフレットにより、マイクロリソグラフィで用いるＥＵＶＬ対物レンズのためのダイアフラム取替装置が公知である。この装置では、供給手段によって、ダイアフラム用マガジンから、対応して選択されたダイアフラムを対物レンズ内へ装入することができる。供給手段は、単一に、または二重に構成されたグリッパからなっており、グリッパは、対応して１つまたは同時に２つのダイアフラムを把持し、移動させることができる。供給手段は、対物レンズスペース内で対応したダイアフラムを保持・持上げ手段に引き渡し、この保持・持上げ手段は、ダイアフラムを対物レンズの作動時に望ましい位置に保持し、供給手段は再び対物レンズから取り除かれる。

対応するダイアフラムのための２つの収容部を備える供給装置の二重グリッパ構成により取替速度を高めることのできるにもかかわらず、対応するダイアフラム取替装置または対応して設けられた対物レンズは、達成可能な取替速度および効率の観点ではまだ改良の余地がある。

グリッパを１つしか備えていない国際公開第２００５／０５０３２２号パンフレットの実施形態では、搬送手段（供給手段）はまず対物レンズ内に移動され、そこに位置するダイアフラムは保持・持上げ手段によって受け取られ、対物レンズから取り除かれる。それまで使用されていたダイアフラムをマガジンに載置した後に、搬送手段は新しいダイアフラムを受け取り、再び対物レンズ内に移動する。そこでダイアフラムは保持・持上げ手段に引き渡され、空のグリッパを備える案内手段が再び対物レンズから取り出される。したがって、単一グリッパの場合にはこの供給手段は対物レンズ内外への距離を４回移動する。これにはかなりの時間を要するのみならず、移動される部分によって対物レンズ内に粒子が入り込み、汚染につながりかねないという危険をもはらんでいる。

既に述べた二重グリッパでは、移動は２回の移動、すなわち、挿入および取出による移動に減じることができる。なぜなら、グリッパに設けられた２つのダイアフラム収容部により、第１の収容部内に新しいダイアフラムを載置することができ、第２の収容部はそれまでに使用されていたダイアフラムを保持するために空いているからである。したがって、グリッパは一度だけ対物レンズ内に移動し、そこでそれまで使用されていたダイアフラムを保持・持上げ手段から受け取り、次いで新しいダイアフラムを第２の収容部から保持・持上げ手段に引き渡すだけでよい。取替が完了した後にはじめて、対応する二重グリッパは対物レンズ外に移動し、これにより、２回の移動を省略することができる。しかしながら、この方法においても供給手段から保持・持上げ手段への対応した引渡し工程は必要である。

欧州特許出願公開第０９６９３２７号明細書により、マイクロリソグラフィ装置のための照明系が公知である。この照明系では、種々異なるダイアフラムを光路に挿入することができる。欧州特許出願公開第０９６９３２７号明細書の対応した装置では、種々異なるダイアフラム装置が設けられた回動可能または摺動可能なディスクが使用される。対応したディスクの摺動または回動により、種々異なるダイアフラムを光路に挿入することができる。

この解決方法では、外部のマガジンから対物レンズスペース内へのダイアフラムの搬送は不要であるが、これにより可変性が著しく制限される。なぜなら、対応ディスクには種々異なるダイアフラムを限定数しか設けることができないからである。とりわけこのような装置は極めて大きいスペースを必要とする。さらに、ダイアフラムの取替可能性は不十分である。

国際公開第２００５０５０３２２号パンフレット 欧州特許出願公開第０９６９３２７号明細書

本発明の課題は、結像装置のためのダイアフラム取替手段またはマイクロリソグラフィのために対応して装備された結像装置、特に極紫外線を使用した結像装置において、使用されるダイアフラムに可能な限り可変性がある場合に、複数のダイアフラムの素早く効果的なダイアフラム取替が可能なものを提案することである。さらに、装置は、装置および装置の作動によりできる限りわずかな汚染物質しか結像装置のハウジング内に入り込まないように構成されていることが望ましい。このことは、特に真空下に作動されるＥＵＶ投影露光装置においては重要である。さらにダイアフラムを交換し、取り替えるための対応した方法が提案される。装置および装置の作動または対応した方法は容易に実施可能であり、装置は特に容易に製造可能であることが望ましい。

この課題は、請求項１に記載の特徴を有する結像装置、請求項２５に記載の特徴を有する投影露光装置ならびに請求項２６または３１に記載の特徴を有する方法により解決される。有利な構成が従属請求項の対象である。

本発明は、結像装置のハウジング内における保持および／または位置決めの機能を供給または搬送手段に組み込むことにより、著しい効率上昇を達成できるという認識に基づいており、この場合に、一方では国際公開第２００５０５０３２２号パンフレットに記載の装置の場合のような付加的な保持・持上げ手段を省略することができ、さらに、供給または搬送手段から保持・持上げ手段への引渡し工程も省略することができる。さらにこのような実施形態では、単一グリッパ、またはダイアフラムのための唯一の収容部を備える搬送手段においても搬送工程を著しく制限することができる。したがって、ダイアフラムのための単一の収容部を備える搬送手段においてもダイアフラムの交換のためには２つの搬送工程しか必要ない。搬送手段の少なくとも収容部は作動中に結像装置のハウジング内に留まるので、ダイアフラムの取替のためには、まずそれまでに使用されていたダイアフラムをハウジング外に移動し、ハウジングの外部で対応するダイアフラムマガジンにおけるダイアフラムの交換後に再びハウジング内に移動する。例えば、国際公開第２００５０５０３２２号パンフレットに記載の装置の場合に必要であるようないわゆる空搬送距離は、これにより不要となる。

本発明では、「結像装置」は、照明系および投影露光装置の投影対物レンズである。さらに結像装置は、光学素子アセンブリの形態の照明系または投影対物レンズの単に一部に関するものであってもよい。

さらに本出願明細書においては、「対物レンズ」の概念は、所定の形式の結像装置で限定的に用いるのではなく、むしろ光学素子からなるあらゆる形式のアセンブリのためのシステムに関して用いる。

対応して「対物レンズスペース」および「結像装置のハウジング」の概念は同様の意味で用いられ、対物レンズスペースは、光学素子のアセンブリを配置する閉じられた領域であり、ハウジングは対応したスペースを完全または部分的に取り囲む。

搬送手段は、本発明では取外し可能に配置されたダイアフラムを対物レンズの対物レンズスペースまたは結像装置のハウジング内に移動することを可能にするあらゆる搬送または移動手段である。収容部は、ダイアフラムを取外し可能に収容するか、または保持することを可能にするあらゆる装置または手段を意味する。ダイアフラムは、一部材からなるダイアフラムまたは複数部材からなるダイアフラムとして、特に例えばダイアフラムの把持部を有するダイアフラムユニットとして形成されていてもよい。さらに、種々異なるダイアフラム、例えば孔付ダイアフラム、環状ダイアフラムなどを使用することができる。

本発明の構成によれば、ダイアフラム取替手段は、結像装置内外にダイアフラムを搬送するための搬送手段に、結像装置におけるダイアフラムの保持および／または位置決め機能が組み込まれている構成となっているので、独立して、および本発明の他の観点と組み合わせて保護されることを求める本発明のさらなる観点によれば、搬送手段は、結像装置におけるダイアフラムの正確な位置決めが可能であるように堅固に形成されている。従来技術によれば、搬送手段は搬送のために十分な程度のわずかな剛性しか有していない。本発明によれば、結像装置でダイアフラムを保持し、位置決めするために十分な剛性を有する搬送手段が提案される。搬送手段および／または少なくとも収容部が固有周波数≧１００Ｈｚ、好ましくは≧３００Ｈｚを有している場合にこのような剛性が得られる。

対応した結像装置がダイアフラム取替時間≦１５ｓ、特に≦１０ｓ、好ましくは≦５ｓを可能にする。これにより、特に投影露光装置の照明系においても投影対物レンズにおいても素早いダイアフラム取替、ひいては全体として素早い設定変更が可能である。

搬送手段は、１つのみの収容部ではなく複数の収容部、特に２つの収容部を有しており、これにより、さらなる搬送工程が省略され、ダイアフラム取替時間がさらに短縮される。特に２つ以上の収容部により、搬送手段は、現在使用されているダイアフラムを備える収容部がハウジング内に配置されており、別の１つ以上の収容部がハウジングの外部に位置しており、そこで収容部におけるダイアフラムの取替またはダイアフラムの配置を行うことができるように構成されていてもよい。

しかしながら、２つ以上の収容部がハウジング内に設けられており、現在使用されているダイアフラムを備える収容部が光路に位置し、２つ以上の収容部が光路の外部で別の頻繁に使用されるダイアフラムと共に待機位置に位置し、短い移動により光路内に挿入されるように構成されていてもよい。

搬送手段は、種々異なった移動形式によりハウジング内外へダイアフラムの搬送を行うことができる。特に、搬送手段および／または搬送手段に割り当てられた収容部は、回転または旋回移動および／または線形の並進移動を行うことができる。種々異なる移動形式の組み合わせ、例えば線形移動と回転または旋回移動との組み合わせは、特に広範な可変性を提供する。

搬送手段および／または搬送手段に割り当てられた収容部は、空間で任意の移動、特に直交する空間軸線に沿って、または平面およびこの平面に垂直な方向に線形移動を行うことができる。例えば、ｘ−ｙ平面の移動を結像装置内外への移動のために利用し、これに対して垂直方向のｚ方向の移動を、結像装置においてダイアフラムを正確に位置決めし、かつ／または固定するために利用することができる。

１つ以上の収容部は、搬送手段の残り部分と堅固に、または取外し可能に結合されていてよい。取外し可能な配置の場合、例えば搬送手段の残り部分との連結箇所が収容部および収容部に配置されたダイアフラムをハウジングの領域で分離することができるように設けられており、したがって、結像装置の使用中に振動または衝撃が搬送手段の残り部分から結像装置に伝達されることはあり得ない。例えば、収容部のためのレール案内部では、収容部と連結可能であり、レール内を移動可能な操作素子が設けられていてもよい。ダイアフラムを備える収容部の位置決め後に、操作素子は収容部から分離することができるが、ハウジング内に留まる。連結箇所をハウジング外部またはハウジングに設けることにより、連結工程により結像装置の内部スペースに粒子が発生することをさらに防止することができる。

収容部と搬送手段との堅固な結合により、手間のかかる連結・連結解除工程を省略することができる。

搬送手段は、結像装置のハウジング内外へのダイアフラムの移動を可能にするのに適した機構をそれぞれ有している。このような操作機構または伝動装置は、特に平行四辺形案内部、伸縮式案内部、レール案内部、ローラ案内部および／または磁気ホルダを備え、これらは、本発明による搬送手段において使用する場合に、達成可能な剛性（例えば平行四辺形案内部）または位置決めエラーの補償（例えば磁気ホルダ）に関する好適な作用により、特に有利である。

さらなる構成では、搬送手段の残り部分と連結可能な複数の収容部を同一の搬送手段により移動させ、これにより、場合により時間のかかる収容部におけるダイアフラム取替工程を省略することができるか、または独立して、かつ／または結像装置から離間して行うことができる。

結像装置に、特に種々異なった空間方向に作用し、１つ以上の収容部または搬送手段と協働する１つ以上のストッパ素子を設けてもよく、これにより、ストッパへの対応した接近またはストッパに対する収容部および／または搬送手段のクランプにより、結像装置におけるダイアフラムの所定の正確な位置決めおよび／または固定が可能である。ストッパは種々異なった形式で構成してもよく、好ましくは運動学的な過剰規定、すなわち、運動自由度を超える過剰規定が回避される。これにより、運動学的に過剰規定された支承部により生じる恐れのあるダイアフラムへの力作用によりダイアフラムの位置決めエラーおよび／または変形が生じることが防止される。

特に収容部が搬送手段の残り部分と堅固に結合されている場合には、ハウジング内のストッパ素子の代わりに、搬送手段に関連するストッパ素子または係止装置を設けてもよい。

搬送手段を堅固に構成し、かつ／または対応したストッパ素子を設けることにより、目標位置からの偏差、すなわち、例えばダイアフラムの中心またはその他の基準点と所定位置との間隔が、≦１ｍｍ、好ましくは≦５００μｍ、特に≦２５０、最も好ましくは≦１００μｍとなるようにダイアフラムを正確に配置することができる。対応して、マイクロリソグラフィ用投影露光装置では、照明系および／または投影対物レンズは、ダイアフラムの目標位置との偏差が≦１ｍｍ、好ましくは≦５００μｍ、特に≦２５０μｍ、最も好ましくは≦１００μｍの範囲で補償可能であるか、または許容されるように構成されている。

この許容差は、このようなわずかな偏差を光路が自動的に許容するように投影露光装置または構成部材の設計をあらかじめ設定しておくことにより得られる。さらに能動的な補償を行うことも可能であり、偏差および／または偏差により生じる結像エラーを検出し、制御ユニットにより制御される対応したアクチュエータを介して補償する対応したセンサ手段または制御ユニットを設けることもできる。

付加的または代替的には、例えば光学素子の移動または締付けにより光学的な補償をもたらすことのみならず、ダイアフラム位置の偏差またはダイアフラムの移動を検出し、制御ユニットにより制御されるアクチュエータにより補償することができることにより、ダイアフラム位置の偏差に対して直接に作用を及ぼすことが可能である。リアルタイム制御により、このようにしてダイアフラムまたは搬送手段の対応した振動をも補償することができる。

単一の搬送手段を設ける他に、好ましくはハウジングに対して鏡面対称的に配置された複数の、特に２つの搬送手段を設けてもよい。これにより、例えば一方の搬送手段の収容部における着脱が、他方の搬送手段の収容部が使用中のダイアフラムと共にハウジング内に配置されている間に可能となる。２つの搬送手段により、一方の搬送手段の着脱による振動または衝撃が、別個に設けられた他方の搬送手段に伝達されず、容易かつ良好な振動遮断が可能である。

本発明によるダイアフラム取替手段または対応した結像装置は、複数のダイアフラムを提供する少なくとも１つ、２つまたはそれよりも多いマガジンを備えていてもよく、１つ以上のマガジン内には、ダイアフラムまたはダイアフラム装置を個々に保管することができるか、または、取外し可能な収容部の場合にはあらかじめ複数の収容部に保管することができる

好ましくは、搬送手段の収容部は、ダイアフラムを直接にマガジンから受け取り、かつ／またはマガジンに載置することができるように構成されている。

このことは、例えば、マガジンが可動であり、特に様々な空間方向に、特に直交する空間方向に線形に可動に構成されていることにより可能である。したがって、マガジンを降下させることにより、仕切り内に配置されたダイアフラムが収容部に位置し、そこで、例えば対応したセンタリング装置などにより正確な位置に載置されるように、マガジンを収容部の上部に配置することができる。

択一的または付加的には、独立した引渡し手段、例えばマガジンから搬送手段の収容部へ、または搬送手段の収容部からマガジンへのダイアフラムの位置決めを行うロボットアームなどを設けてもよい。

ダイアフラム取替装置は、好ましくはＥＵＶ投影露光装置において使用することができるので、ハウジングの外部に配置された構成部分、例えば搬送手段および／またはマガジンおよび／または引渡し手段などは、ハウジング内またはハウジングに配置された真空チャンバ内に設けられていてもよく、これにより、ハウジング内に形成された真空は、取替工程により損なわれることはない。

さらに、結像装置、またはハウジングには、ハウジング内外へダイアフラムを案内するために必要な開口を閉鎖またはシールすることができる閉鎖素子および／またはロック手段を設けてもよい。これにより、ハウジング内の大気をさらに保持し、さらにこれらの手段は、汚染物質、例えば粒子などの進入からの保護を提供する。

本発明による結像装置または対応して結像装置に設けられたダイアフラム取替手段は、第１ステップでダイアフラムが搬送手段の収容部に取り付けられ、第２ステップでこのダイアフラムが搬送手段により結像装置のハウジング内に移動され、第３ステップでダイアフラムを備える収容部がハウジング内に固定される形式で作動することができる。この状態で、ダイアフラムを備える結像装置を作動することができる。ダイアフラムの対応した取替またはそれまでに使用されていたダイアフラムの取外しのためには、第４ステップで、ダイアフラムの固定が、例えばストッパ素子に対するクランプの解除により解除され、すでに固定装置を解除するために使用することのできる搬送手段によって、第５ステップでダイアフラムはハウジングから除去され、次いで第６ステップでダイアフラムを再び収容部から取り外すことができる。収容部が再び新しいダイアフラムを配置するために準備されるとすぐに、対応した方法ステップを新たに実施することができる。

本方法を実施するための搬送手段が複数の収容部、特に２つの収容部を有している場合、両方の収容部において種々異なる方法ステップを同時に実施することもできる。これにより、例えば一方のダイアフラムの挿入と他方のダイアフラムの取出しとを同時に行うこともできる。このことは、例えば、回転テーブルの形態の回動可能な搬送手段により実施することができ、結像装置から一方のダイアフラムを回動により取り出す場合に自動的に第２の収容部の他方のダイアフラムは結像装置内へ回動される。

さらにハウジング内の第１収容部を固定または解除する間に同時に第２収容部においてハウジングの外部で収容部の着脱を行うことができる。このことは、対応した固定ステップの間には第２収容部の着脱による振動または衝撃は、結像装置作動時の対応した振動または衝撃に比べて決定的とならないので特に有利である。

本発明のさらなる利点、特性、特徴が、図面に基づく以下の実施例の詳細な説明に明らかである。

本発明による対物レンズの第１実施形態の一部の側面図である。 本発明による対物レンズの第２実施形態の平面図である。 本発明による対物レンズの第３実施形態の平面図である。 本発明による対物レンズの第４実施形態の平面図である。 本発明による対物レンズの第５実施形態の平面図である。 図１の搬送手段の一部を示す平面図である。 投影露光装置の概略図である。 部分図ａ，ｂは、平行四辺形案内部を含む搬送手段を備える本発明による結像装置のさらなる実施形態の平面図である。 伸縮式案内部を備える搬送手段の実施形態の側面図である。 部分図ａは、ローラ案内部を備える搬送手段の断面図であり、部分図ｂは、側面図である。 部分図ａは、磁気支承部を備える搬送手段の断面図であり、部分図ｂは、側面図である。

図１は、取替可能なダイアフラム２を備える本発明による対物レンズの対物レンズスペース１の一部を概略的にのみ示している。対物レンズスペース１は、詳細に図示しない壁、例えば円筒管状スリーブによって取り囲まれている。円筒管状スリーブはスリット状の開口１３を有し、この開口１３を介してダイアフラム２を対物レンズスペース１の内部に挿入し、対物レンズスペース１から取り出すことができる。ダイアフラム２は、回転可能な回転テーブル３の収容部３１に支承されており、回転テーブル３は、ダイアフラム２を対物レンズスペース１に挿入し、対物レンズスペース１からから取り出すための搬送手段としての役割を果たす。

対物レンズスペース１には、ダイアフラム２を対物レンズペース１の内部に固定することができるストッパ７が設けられている。このために、ストッパ７は、双方向矢印７１で示すように可動に構成されており、ダイアフラム２に当接すように対物レンズの光学軸線（ｚ軸線に対応する）に沿って移動することができる。これにより、ダイアフラム２を所定位置に確実に固定することができる。

代替的には、例えば回転テーブル３を双方向矢印３７により示すｚ方向に対応して移動させることにより、固定されたストッパ７の方向にダイアフラム２を移動させることも可能である。

さらに、ダイアフラム２を重力のみにより収容部３１およびそこに設けられた、回転テーブル３のセンタリング手段（図示しない）に載置し、したがってｚ方向の付加的固定手段を設けないことも可能である。

さらにｘ方向およびｙ方向の位置決めまたは固定のために、ダイアフラム２および／または回転テーブル３と直接に協働するストッパ（図示しない）を設けることもできる。このようなストッパまたは固定手段は、回転テーブル３の駆動装置、例えば対応した制動装置によって実施してもよい。本発明の基本思想によれば、対物レンズスペース１において回転テーブル３の収容部３１にダイアフラム２が固定され、ダイアフラム２が対物レンズ内で使用される間、回転テーブル３の収容部３１は対物レンズスペース１に留まることが重要である。

回転テーブル３は、矢印３８に従った、収容部３１の旋回または回動を可能にする鉛直方向の回転軸線３３を有している。

回転テーブル３の平面図を示す図６からもわかるように、回転軸線３３に関し、収容部３１には第２の収容部３２が向かい合って位置している。

収容部３２には、さらなるダイアフラム２を配置することができる。矢印３８に従った、回転軸線３３を中心とした回転テーブル３の旋回または回動により、収容部３１を対物レンズスペース１の内部へ旋回させるのと同時に、収容部３２を対物レンズスペース１の外部へ旋回させることができ、またはその逆もできる。両方の収容部３１のいずれか一方は、他方の収容部３１が対物レンズスペース１の内部に配置されている場合には、対物レンズスペース１の外部に配置されている。これにより、第１のダイアフラムが第１の収容部に挿入されている状態で対物レンズを使用している間に、対物レンズスペース１の外部に配置された収容部に、第２のダイアフラムを装着するか、またはこれを取り外す、すなわち、交換することが可能である。

この場合に対物レンズが衝撃を受けることを阻止するために、回転テーブル３において収容部３１および３２は、振動緩衝器３４および３５を介して回転軸３３に結合されている。振動緩衝器３４および３５により、例えば収容部３２にダイアフラム２を装着することにより生じる衝撃が対物レンズスペース内に位置する向かい合った収容部３１に伝達されることはない。

振動緩衝器３４，３５の代わりに、収容部３１，３２を回転テーブル３の残り部分から分離するための連結素子（図示しない）を設けてもよい。

収容部３１または３２への装着は、例えば、対応把持工具を有する把持アームまたはロボットアームとして構成されていてもよい独立した引渡し手段６によって行うことができる。引渡し手段６は、マガジン４の内部に載置されているダイアフラム２を保持し、マガジン４から取り出し、収容部３２または３１の内部または収容部３２または３１に載置することができ、またその逆を実施することもできる。

代替的には、独立した引渡し手段６を省略し、回転テーブル３を双方向矢印３６に従って移動可能に構成するか、またはマガジン４を対応して可動に設けることも可能である。双方向矢印４１，４２および４３に従って、好ましくはそれぞれの直交する空間方向ｘ，ｙおよびｚにマガジン４を移動することができ、例えば、収容部３２がダイアフラム２の下方に位置するように回転テーブル３の方向に移動することができる。双方向矢印３７に従ってマガジンを対応して降下させるか、または回転テーブル３を上昇させ、対応したダイアフラム２を収容部３２の内部に単に載置することにより、収容部３２に引き渡すことができる。

マガジン４を回転テーブル３の近傍に配置し、軸線３３を中心として回転テーブル３を旋回または回動させることにより、収容部が直接にマガジン内でダイアフラム２の下方に位置するようにすることも可能である。

このような交換可能なダイアフラムは、特にＥＵＶ光（極紫外線）によって作動される対物レンズのために設けられるので、対物レンズスペース１の内部には真空またはほぼ真空が提供されている。対応して、対物レンズスペース１に隣接して真空チャンバ５が設けられており、真空チャンバ５は、マガジン４および回転テーブル３の形態の搬送手段ならびに引渡し手段６を収容する。これにより、交換用間隙１３の開口によるダイアフラムの取替によって対物レンズスペース１の内部の真空条件が破壊されることが阻止される。

対物レンズスペース１の内部に汚染物質が到達することを防止するために、ダイアフラム２を交換するための間隙１３には閉鎖手段が設けられていてもよい。閉鎖手段は、双方向矢印１５および１４に従って対物レンズ軸線に沿って移動可能に構成された２つの閉鎖可能なスリーブ１１および１２を備える。対応して、収容部３１のそれぞれ任意の高さ位置でダイアフラムを交換するためのスリット１３を閉鎖素子１１および１２によりシールすることができる。

図１による対物レンズは、対物レンズ１の望ましい結像条件に応じて、対応するダイアフラム２をマガジン４から対物レンズの光路または対物レンズスペース１に挿入することができるような機能形式となっている。

このために、引渡し手段６によって、またはマガジン４から搬送手段３への直接の引渡しにより、ダイアフラム２はマガジン４から回転テーブル３（搬送手段）に引き渡され、ダイアフラム２は、例えば収容部３２に載置される。

収容部３２に配置されたダイアフラム２が対物レンズ、ひいては対物レンズスペース１に挿入されることが望ましい場合には、回転テーブル３は回転軸３３を中心として回動され、同時にそれまで対物レンズ内に配置されていた収容部３１のダイアフラム２は、対物レンズから取り出される。

収容部３１の内部のダイアフラム２がストッパ７に向けて押圧された場合、テーブル３の回動前に、ストッパ７を双方向矢印７１に対応してｚ方向に移動させるか、または回転テーブル３を双方向矢印３７に対応してｚ方向に移動させることにより、ダイアフラム２の固定を解除する必要がある。

好ましい構成では、衝撃または振動により対物レンズの結像の質を損うことなしに、固定の解除工程中に反対側の収容部３２の装着を同時に行うこともできる。

回転軸３３を中心とした回転テーブル３の回動が終了するとすぐに、収容部３２に載った新しいダイアフラム２が対物レンズスペース１の内部に配置され、それまでに使用されたダイアフラム２は対物レンズスペースの外部に配置される。

いまや新しく挿入されたダイアフラム２を再びストッパ７に対して対応して接近させることにより対物レンズスペース１に固定することができる。同時に、向かい合った収容部のダイアフラムの取外しまたは交換を行うことができる。

図２は、交換可能なダイアフラムを備える本発明による対物レンズの別の実施形態を示しており、図２は、実施形態の平面図を示しており、回転可能な回転テーブルの代わりに、直線的に可動な摺動装置の形態の搬送手段３００が実施されている。

図２の実施形態の搬送手段３００は、チェーン駆動装置を備えるレール装置の形の線形移動ユニット３３０、または無接触式リニアモータを有しており、これに沿って、レール装置の収容部３３１は矢印３３６により示すように線形に往復運動することができる。

収容部３３１は、対物レンズスペース１００と、複数のダイアフラムがスタックまたは保管されているマガジン４００との間で移動することができる。

マガジン４００は、図示の矢印４４２および４４３に従い、レール装置３３０に対して横方向、特に垂直方向に、かつ／または像平面に対して垂直方向に移動することができ、マガジン４００の内部に収容されたダイアフラムは、対応して移動させることにより搬送手段３００の収容部３３１の内部に配置することができる。

対物レンズスペース１００にはここでもストッパ７００が設けられており、ストッパ７００は、収容部３３１および／または収容部３３１に配置されたダイアフラムの正確な位置決めを可能にする。ストッパ７００は、図１の実施形態におけるストッパ７と同様に、対応して移動可能であるか、または定置に取り付けられていてもよい。図２の実施形態のストッパ７００または図１の実施形態のストッパ７は、好ましくは、運動学的な過剰規定なしに正確な位置決めが可能であるように構成されている。すなわち、ダイアフラムまたは対応した収容部は正確に位置決めされていて、もはや自由度を有していないが、過剰規定を回避することにより、力作用による位置決めエラーおよび／または変形が回避される。

図２の実施形態の機能形式は次のとおりである。まず、収容部３３１が、搬送手段３００を介してレール装置３３０の左側でマガジン４００の領域に配置され、マガジン４００の対応した移動および降下によって、ダイアフラム２は収容部３３１に配置される。次いで収容部３３１は、収容部３３１および／または収容部３３１に配置されたダイアフラム２が、ダイアフラムの正確な位置を規定するストッパ７００に当接するまで、搬送手段３００のレール装置３３０に沿って、線形の並進運動により対物レンズスペース１００の内部に移動する。これにより、対物レンズの作動のためにダイアフラムが固定される。選択されたダイアフラムによる対物レンズ作動の終了後には、ダイアフラムは搬送手段３００によって対物レンズスペース１００から外部に移動され、マガジン４００の領域でダイアフラムの交換が行われ、この場合、まずそれまで使用されていたダイアフラムが取り外され、新しいダイアフラムが収容部３３１に収容される。次いで収容部３３１は再び対物レンズスペース００の内部に移動する。

例えば、国際公開第２００５／０５０３２２号パンフレットに記載のような従来技術に対し、ダイアフラムが対物レンズ内で収容部３３１に配置されていることにより、内外への収容部３３１の移動ならびに対物レンズ内における対応した受取り手段または保持手段が省略される。従来技術では、まずダイアフラムが対物レンズ内で、内方に移動された搬送手段または収容部に引き渡され、次いで最後に使用されたダイアフラムが搬送手段によって外方に移動される。これにより、既に２回の内方・外方移動工程が生じたことになる。次いでマガジン４００における交換が行われ、この場合、搬送手段はダイアフラムを再び対物レンズ内に挿入し、そこで受取り手段または保持手段に引き渡し、次いで再び対物レンズから外方に移動される。これにより、本発明によればいまや省略される付加的な内方・外方移動が生じる。構成部材の移動のたびに対物レンズスペース内に粒子などによる汚染物質がもたらされる恐れがあるので、移動の省略により、清潔さに関してより大きい効果が得られる。対物レンズ内における受取り手段または保持手段の付加的構成部材を省略することができ、このことは一方では手間を減らすことに、他方では汚染物質の低減にも貢献する。

図３には、本発明による対物レンズの第３実施形態が示されている。図３は、対物レンズスペース１０００ならびに対物レンズスペース１０００に対して鏡面対称的に配置された２つのマガジン４０００および４００１を示している。

これらには、レール装置３０３０を備える搬送手段３０００が割り当てられており、レール装置３０３０に沿って、収容部３０３１および３０３２を備える二重収容部を移動させることができる。二重収容部３０３１，３０３２は、連結部材３０３９により互いに結合されており、これにより、収容部３０３１および３０３２の同期的な移動が行われる。連結部材３０３９には振動遮断をもたらす緩衝部材３０４０が設けられている。対応して、マガジン４００１の領域でマガジン４００１の対応した移動により矢印４０４２および４０４３に沿って収容部３０３２にダイアフラムが装着されるか、または収容部３０３２からダイアフラムが取り外され、同時に対物レンズスペース１０００の内部の収容部３０３１には、対応して配置されたダイアフラムが設けられる。

対物レンズスペース１０００の内部のダイアフラムを取り替えることが必要になるとすぐに、両方の収容部３０３１および３０３２からなる装置は、連結部材３０３９によって双方向矢印３０３６に従いレール装置３０３０に沿って移動し、これにより、例えば収容部３０３１はマガジン４０００の領域に移動し、収容部３０３２は対物レンズスペース１０００の領域に移動する。収容部３０３１のダイアフラムは、次いでマガジン４０００の領域で取り外すか、または新しいダイアフラムと交換することができ、対物レンズスペース１０００の内部の収容部３０３２のダイアフラムは、対物レンズによる結像のために使用できる。

対物レンズスペース１０００にはここでもストッパ７０００が設けられており、ストッパ７０００は、ダイアフラムおよび／または対応した収容部３０３１または３０３２の正確な位置決めを可能にする。

レール装置３０３０に設けられた、連結部材３０３９の緩衝部材３０４０および緩衝部材３０３４および３０３５によって、マガジン４０００または４００１の領域における収容部３０３１または３０３２のいずれか一方の着脱を、これにより生じる振動または衝撃が、対物レンズスペース１０００の対応した別の収容部に伝達されることなしに行うことができる。これにより、対物レンズの結像特性が損なわれることが回避される。

付加的または代替的に、対物レンズスペース１０００の外部に配置された収容部の着脱も、常に衝撃または振動が決定的とならない時点で、例えば、対物レンズスペース１０００におけるダイアフラムの固定が解除された場合に行われる。

図４の実施形態は、図３の実施形態と類似して構成されており、ここでも２つのマガジン４０００および４００１が対物レンズスペース１０００に隣接して鏡面対称的に設けられている。搬送手段３０００だけが、それぞれ１つの収容部３３３１または３３３２を備え、双方向矢印３３３６に沿って移動することができる２つの搬送手段３３００および３３０１によって代替されている。２つの搬送手段３３００および３３０１が独立して配置されており、衝撃または振動の伝達を広範囲に防止することができるので、緩衝素子を省略することができる。さらに、収容部３３３１および３３３２は互いに無関係に移動させることができ、これにより、両方の収容部を非同期的に移動させることも可能である。これは、収容部の連結が省略される場合には、図３の実施形態でももちろん実施可能である。

図５は、本発明による対物レンズの第５実施形態を示している。ここでも搬送手段３００００には２つの収容部３００３１および３００３２が設けられており、これらの収容部は互いに連結されており、双方向矢印３００３６に従いレール装置３００３０に沿って移動させることができる。しかしながら、この実施形態では両方のマガジンは対物レンズスペース１００００の両側に配置されているのではなく、対物レンズスペース１００００の一方側に互いに隣接して配置されている。対応して対物レンズスペース１００００は、両方の収容部３００３１および３００３２を対物レンズスペース１００００に配置することができるように、より大きく選択されている。

この実施形態では、ダイアフラム取替のためには、まず対物レンズスペース１００００から離れる必要はない。なぜなら、両方の連結された収容部３００３１および３００３２をずらすことにより、第２の収容部を光路１０００１に移動させることができるからである。２つのダイアフラムが極めて頻繁に使用される場合には、これにより、移動または内外への往復工程を著しく省略する可能性が得られる。なぜなら、収容部３００３１および３００３２は対物レンズスペース１００００の内部で移動することができるからである。

第３のダイアフラムまたはさらなるダイアフラムを使用することが望ましい場合にのみ、連結された収容部３００３１および３００３２は対物レンズスペース１００００の外に移動され、マガジン４００００および４０００１の領域で同時に新しいダイアフラムを装着することができる。このために、マガジン４００００および４０００１は矢印４００４２および４００４３に従って移動させることができる。したがって、２つの収容部３００３１および３００３２の装着を同時に行うことにより装着時間が減少する。

図７は、極紫外線領域（ＥＵＶ）からの電磁光線によって作動させることができ、本発明を使用することができる投影露光装置を示している。

図７の投影露光装置は光源２０１を有し、この光源の光は照明系２０２によってレチクル２０３に向けられ、そこに所定の角度で一様に分配されて入射する。

レチクル２０３は、基板２０４に結像されるべきパターンを有している。このために、レチクルは投影対物レンズ２０５の物体平面に配置されており、投影対物レンズ２０５により、基板２０４の表面へのレチクル２０３の結像が行われる。

図７の投影露光装置は、参照により本出願明細書に完全に組み入れられるドイツ国特許出願公開第１０３４３３３３号明細書に詳細に記載されている。

本発明は、投影対物レンズ２０５においても、照明系２０２においても、特に部分対物レンズ２０６の瞳孔中間平面２０７においても実施することができる。

図８、図９、図１０および図１１は、ダイアフラム取替のための搬送手段において実施することができるような運動機構または伝動装置のための実施例を示している。

図８は、投影対物レンズのハウジング１の断面を平面図で示している。この投影対物レンズにはダイアフラム２が取替可能に収容されている。部分図ａおよびｂには、平行四辺形案内部５０が、収容部５１を備える搬送手段の一部として示されており、平行四辺形案内部５０がどのように収容部５１およびダイアフラム２と共に投影対物レンズのハウジング１の外部に配置されており、収容部５１を投影対物レンズのハウジング１の内部へどのように移動させるかが示されている。図８の部分図ａおよびｂには、投影対物レンズのハウジング１に加えて、投影対物レンズ１が収容されている投影露光装置または投影露光装置の部分の周囲に設けられている真空壁６０の一部がそれぞれ示されている。真空チャンバ壁６０を通ってダイアフラムを案内するために、真空チャンバ壁６０には閉鎖可能な開口６１が設けられている。

特に図８の部分図ｂからわかるように、平行四辺形案内部５０は、互いに剪断運動を行うことができるように互いにジョイントで結合された全部で４つの平行四辺形ロッドを有しており、これにより、ダイアフラム２のための収容部５１を備える保持ロッド５２は、線形運動を行うことができる。

図９は、搬送手段のための操作機構を実施するためのさらなる可能性を示す側面図である。図９の実施例によれば、端部にダイアフラム２を収容するための収容部１５１を備える伸縮式案内部１５０が設けられている。伸縮式案内部は、図示の実施例では３つの伸縮アーム１５２，１５３および１５４を有しており、これらの伸縮アームは、収容部１５１に向かい合った端部で組付けプレート１５５に固定可能である。伸縮アーム１５２〜１５４を入れ子状に縮めることにより、また伸縮アーム１５２〜１５４を伸長させることにより、ダイアフラム２を備える収容部１５１を同様に線形に移動させて投影対物レンズのハウジング１の内外へ移動させることが可能である。ここでも付加的な真空チャンバ壁６０に、搬送手段１５０のために対応して閉鎖可能かつシール可能な開口部が設けられている。

同じことが図１０の実施例についてもいえる。ここでは、搬送手段の一部としてローラ案内部２５０が実施されており、ローラ案内部２５０は、真空チャンバ壁６０の内部に配置されていてもよいローラホルダ２５３を備えている。真空チャンバ壁の対応した開口を通って、端部にダイアフラム２のための収容部２５１を備える案内ロッド２５２を摺動させることができ、案内ロッド２５２はローラホルダ２５３を介して案内され、保持される。特にローラホルダおよび案内ロッド２５２の断面図を備える部分図ａから明らかなように、複数のローラ体または転動体がローラホルダ２５３と案内ロッド２５２との間に設けられていてもよく、これにより、点線で示すように、案内ロッド２５２の摩擦の少ない正確な線形移動が可能となる。

搬送手段のための運動機構または操作機構のさらなる実施形態が図１１の部分図ａおよびｂに示されている。ここでは、磁気支承部またはリニアモータが実施されており、これにより、案内ロッド３５２は、ここでも真空チャンバ壁６０の内部に配置されていてもよい磁気ホルダ３５３の内部で線形に摺動可能に収容されている。案内ロッド３５２には、ここでも部分図ｂの側面図に示すようにダイアフラムを投影対物レンズのハウジング１の内部に挿入し、ハウジング１から取り出すためにダイアフラム２のための収容部３５１が設けられている。

図１１の部分図ａは、案内ロッド３５２が収容されたマグネットホルダまたはマグネットホルダ３５３を備えるリニアモータ３５０の断面図を示す。マグネットホルダ３５３および案内ロッド３５２にマグネットが同極的に配置されていることにより、これらのマグネットは互いに間隔をおいて無接触に保持することができ、これにより、ここでも線形移動が可能となる。電磁石として実装された磁石の対応した制御により、とりわけ案内ロッド３５２の長手方向の駆動力を生じさせることができる。磁気支承部またはリニアモータによる駆動装置は、アクチュエータとしての磁石を相応に制御することによりダイアフラム２の支承位置を相応に適合させることが可能となる。

本発明を添付の図面に基づき詳細に説明したが、記載の特徴の除外または異なる組合わせによる変化例または補足が、添付の請求項の保護範囲を逸脱することなしに可能であることが専門家にであれば容易にわかるであろう。

Claims (31)

1. 少なくとも１つのハウジング（１）と、該ハウジング内に交換可能に収容された少なくとも１つのダイアフラム（２）と、前記ハウジング内外に移動させるために前記ダイアフラムを取外し可能に配置することができる少なくとも１つの収容部（３１；３２；３３１；３０３１；３０３２；３３３１；３３３２；３００３２）を有する少なくとも１つの搬送手段（３；３００；３０００；３３００；３３０１；３００００）とを備える結像装置、特に、マイクロリソグラフィ用のＥＵＶ投影露光システムにおいて、
   前記ダイアフラムを取外し可能に配置することができる、前記搬送手段の前記少なくとも１つの収容部が、前記ハウジング内に前記ダイアフラムを位置決めするためのダイアフラムホルダの素子として形成されており、
   前記搬送手段が、固有周波数≧１００Ｈｚを有しており、
   前記ダイアフラムが、目標値との偏差が≦１ｍｍとなるような精度で配置可能であることを特徴とする結像装置。
2. 請求項１に記載の結像装置において、
   前記搬送手段が、ダイアフラム取替時間が≦１５ｓ、特に≦１０ｓ、好ましくは５ｓとなるように構成されている結像装置。
3. 請求項１または２に記載の結像装置において、
   前記搬送手段が、少なくとも２つの前記収容部を有している結像装置。
4. 請求項３に記載の結像装置において、
   前記搬送手段が、少なくとも１つの前記収容部がハウジングの外部に配置可能であり、少なくとも１つの前記収容部が前記ハウジングの内部に配置可能であるように構成されている結像装置。
5. 請求項３に記載の結像装置において、
   前記搬送手段が、２つまたは全ての前記収容部が前記ハウジングの内部に配置可能であるように構成されている結像装置。
6. 請求項１から５までのいずれか一項に記載の結像装置において、
   前記搬送手段および／または前記収容部が、線形に、かつ／または回動または旋回移動により可動である結像装置。
7. 請求項１から６までのいずれか一項に記載の結像装置において、
   前記搬送手段および／または前記収容部が、平面内、および、該平面に対して垂直に可動である結像装置。
8. 請求項１から７までのいずれか一項に記載の結像装置において、
   前記収容部が、前記搬送手段の内部に堅固に収容されている結像装置。
9. 請求項１から８までのいずれか一項に記載の結像装置において、
   前記収容部が、前記搬送手段の内部に取外し可能に収容されており、前記搬送手段の操作素子がハウジング内で支承可能である結像装置。
10. 請求項１から９までのいずれか一項に記載の結像装置において、
    前記搬送手段が、平行四辺形案内部、伸縮式案内部、レール案内部、ローラ案内部および／または磁気ホルダを含む結像装置。
11. 請求項１から１０までのいずれか一項に記載の結像装置において、
    特に様々な空間方向に作用する少なくとも１つの、好ましくは複数のストッパ素子（７；７００；７０００；７００００）が、前記ハウジング内に設けられており、前記収容部および／または前記搬送手段と相互に作用する結像装置。
12. 請求項１から１１までのいずれか一項に記載の結像装置において、
    前記ダイアフラムが、目標値との偏差が≦５００μｍとなるような精度で配置可能である結像装置。
13. 請求項１から１２までのいずれか一項に記載の結像装置において、
    前記搬送手段が、少なくとも１つのセンサと、少なくとも１つのアクチュエータと制御手段とを備え、目標位置との偏差および／または前記ダイアフラムの移動が検出され、前記アクチュエータの補正操作により補償される結像装置。
14. 請求項１から１３までのいずれか一項に記載の結像装置において、
    好ましくは前記ハウジングに対して鏡面対称的に配置された少なくとも２つの前記搬送手段が設けられている結像装置。
15. 請求項１から１４までのいずれか一項に記載の結像装置において、
    複数の前記ダイアフラムを準備しておくための少なくとも１つのマガジン（４，４００，４０００，４００１，４００００，４０００１）が設けられている結像装置。
16. 請求項１５に記載の結像装置において、
    前記収容部が、前記マガジンから直接に前記ダイアフラムを受け取り、かつ／または前記マガジンに載置することができるように構成されている結像装置。
17. 請求項１から１６までのいずれか一項に記載の結像装置において、
    前記ハウジングに対して鏡面対称的に配置された２つの前記マガジンが設けられている結像装置。
18. 請求項１から１７までのいずれか一項に記載の結像装置において、
    １つ以上の前記マガジンが、特に直線的に、少なくとも１つの空間方向に、好ましくは３つの全ての空間方向に可動である結像装置。
19. 請求項１から１８までのいずれか一項に記載の結像装置において、
    前記マガジンから前記収容部へ、かつ該収容部から前記マガジンへダイアフラムを引き渡すための引渡し手段（６）が設けられている結像装置。
20. 請求項１から１９までのいずれか一項に記載の結像装置において、
    少なくとも１つの閉鎖手段（１４，１５）および／またはロック手段が、前記ハウジングに設けられている結像装置。
21. 請求項１から２０までのいずれか一項に記載の結像装置において、
    前記搬送手段および／または前記マガジンが、特に前記ハウジングに隣接して設けられた真空チャンバ（５）の内部に配置されている結像装置。
22. 請求項１から２１までのいずれか一項に記載の結像装置において、
    前記搬送手段の駆動装置が、前記ハウジングまたは前記真空チャンバの外部に配置されている結像装置。
23. 請求項１から２２までのいずれか一項に記載の結像装置において、
    該結像装置が、マイクロリソグラフィ用投影露光装置のための照明系もしくは投影対物レンズ、または前記照明系もしくは前記投影対物レンズの一部である結像装置。
24. 請求項１から２３までのいずれか一項に記載の結像装置において、
    該結像装置が、マイクロリソグラフィ用ＥＵＶ投影露光装置である結像装置。
25. 照明系および投影対物レンズを備え、前記照明系および／または前記投影対物レンズのために少なくとも１つのダイアフラム取替装置が設けられているマイクロリソグラフィ用投影露光装置において、
    前記ダイアフラム取替装置は、前記投影露光装置内でダイアフラムの保持および位置決め機能が組み込まれ、
    ダイアフラム取替時間が≦１５ｓであることを特徴とするマイクロリソグラフィ用投影露光装置。
26. 好ましくは請求項１から２５までのいずれか一項に記載の結像装置、特にマイクロリソグラフィ用ＥＵＶ投影露光装置でダイアフラムを取替可能に挿入し、かつ／または交換するための方法において、
    第１ステップでダイアフラムを搬送手段の収容部に取外し可能に取り付け、第２ステップで前記搬送手段によって結像装置のハウジング内に移動し、第３ステップで前記収容部と共に前記ハウジング内に固定することを特徴とする方法。
27. 請求項２６に記載の方法において、
    第４ステップで、前記ハウジング内における前記ダイアフラムの固定を解除し、第５ステップで、前記搬送手段により前記ダイアフラムを前記ハウジングから取り出し、第６ステップで前記収容部の前記ダイアフラムを取り外す、マイクロリソグラフィ用ＥＵＶ投影露光装置において用いる方法。
28. 請求項２６または２７に記載の方法において、
    前記第６ステップの後に前記第１ステップ〜第５ステップを新たに実施する方法。
29. 請求項２６から２８までのいずれか一項に記載の方法において、
    前記搬送手段の第１収容部に関する前記第５ステップと、第２収容部に関する前記第２ステップとを同時に実施する方法。
30. 請求項２６から２９までのいずれか一項に記載の方法において、
    前記搬送手段の第１の収容部に関する第３ステップおよび／または第４ステップと同時に、前記搬送手段の第２収容部に関する第１ステップおよび／または第６ステップを実施する方法。
31. 照明系および投影対物レンズを備えるマイクロリソグラフィ用投影露光装置を作動し、前記照明系および／または前記投影対物レンズのために少なくとも１つのダイアフラム取替手段を設ける方法において、
    前記ダイアフラム取替手段は、前記投影露光装置内でダイアフラムの保持および位置決め機能が組み込まれ、
    前記投影対物レンズおよび／または前記照明系からのダイアフラムの取外しおよび新しいダイアフラムの挿入を≦１５ｓの時間内に行うことを特徴とする方法。

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