KR101122881B1

KR101122881B1 - 마이크로리소그래픽 투사 노출 시스템의 투사 렌즈

Info

Publication number: KR101122881B1
Application number: KR1020067015741A
Authority: KR
Inventors: 쥐르겐 피쉐르
Original assignee: 칼 짜이스 에스엠테 게엠베하
Priority date: 2004-02-20
Filing date: 2005-02-01
Publication date: 2012-03-20
Also published as: WO2005091077A2; WO2005091077A3; KR20060123509A; US20070036494A1; JP4776551B2; EP1716455B1; EP1716455A2; US20090225296A1; JP2007523485A; US7545482B2

Abstract

마이크로리소그래픽 투사 노출 시스템의 투사 렌즈는 다수의 광학 요소(15, 16, 18, 20, L1, L2, L3, L4)를 포함한다. 액추에이터(30, 130, 330, 430, 530)에 의해 형성된 기계적 힘을 발생시킴으로써, 선택된 광학 요소(20), 가령 거울은 변형될 수 있다. 매니퓰레이터(26a, 26b, 26c, 126a, 126b, 226a, 226b, 326a, 326b, 326c, 426a, 426b, 426c, 526b)를 이용하여, 광학 요소들 중 하나, 특히 변형된 광학 요소(20)의 공간 위치가, 액추에이터(30; 130, 330, 430, 530)에 의해 발생하는 힘에 따라서 바뀔 수 있다. 이에 따라 장착(22a 22b, 22c, 122a, 122b, 222a, 222b)의 상호 작용과, 부분적으로 한번은 취소될 액추에이터(30, 130, 330, 430, 530)에 의해 발생하는 힘으로 인하여 발생하는 기울어지는 움직임, 또는 위치의 그 밖의 다른 변화가 가능해진다.

Description

마이크로리소그래픽 투사 노출 시스템의 투사 렌즈{PROJECTION LENS OF A MICROLITHOGRAPHIC PROJECTION EXPOSURE SYSTEM}

본 발명은 가령, 대규모 집적 전기 회로(large-scaled integrated electrical circuit) 및 그 밖의 다른 미세 구조 구성요소를 생산하기 위해 사용되는 마이크로리소그래피 투사 노출 장치의 투사 대물렌즈에 관한 것이다.

본 발명은 특히 액추에이터를 이용하여 변형되는 하나 이상의 광학 요소를 포함하는 투사 대물렌즈에 관한 것이며, 이러한 투사 대물렌즈의 광학 속성을 보정하는 방법에 관한 것이다.

마이크로리소그래피 투사 노출 장치에서의 투사 대물렌즈를 사용하는 목적은, 지지대 상에 공급되는 감광성 층 위에 위치하는 마스크(mask)에 내포된 구조물의 축소된 이미지를 투사하기 위함이다. 이미징될 구조물의 작은 크기 때문에 상기 투사 대물렌즈의 이미징 속성에 대해 매우 엄격한 요구사항이 존재한다. 동 출원인의 US 6 388 823은 투사 대물렌즈에 관한 것이며, 이때 광학 요소의 둘레에 할당되는 액추에이터를 이용하여, 광학 요소로 힘이 가해진다. 이러한 힘에 의해, 가령 렌즈, 또는 거울 같은 광학 요소가 휘어질 수 있다. 이러한 휘어짐은 광학 요소의 두께에 영향을 주지 않는다. 특히, 휘어질 수 있는 이러한 광학 요소를 이용하여 비점수차 이미징 에러(astigmatic imaging error)가 보정될 수 있다.

그러나 이러한 휘어짐이 바람직한 정정 효과를 발생시키는 것뿐 아니라, 투사 대물렌즈의 이미징 속성의 바람직하지 않은 손상까지도 초래할 수 있다. 이는 특히 지각 평형 상태로(isostatically) 장착되는 광학 요소에 있어 적용된다. 지각 평형 상태 장착은 광학 요소가 둘레를 따라 120도씩 떨어져 있는 3개의 장착 포인트에서만 고정된다는 사실로 구별된다.

그러나 종래 기술에서 알려진 바와 같이, 이미징 에러를 보정하기 위해 휘어지지 않는, 또는 변형되는 광학 요소에 의해, 이미징 속성의 바람직하지 않은 손상이 초래될 수 있다.

본 발명의 목적은 마이크로리소그래픽 투사 노출 장치의 투사 대물렌즈를 제공하는 것이며, 이때 광학 요소의 변형으로 인한 이미징의 손상이 방지된다.

본 발명의 목적은 또한 투사 대물렌즈의 광학 속성을 보정하기 위한 개선된 방법을 제공하는 것이다.

상기 첫 번째 목적은 다수의 광학 요소와 하나 이상의 액추에이터를 갖는 투사 대물렌즈에 의해 성취되며, 상기 하나 이상의 액추에이터에 의해, 투사 대물렌즈의 선택된 광학 요소가 변형될 수 있다. 본 발명에 따라서, 투사 대물렌즈는, 광학 요소를 변형시킬 때 발생하는 광학 요소의 위치 변화를 보상할 수 있도록, 상기 다수의 광학 요소 중 하나 이상의 광학 요소의 위치를 자동으로 수정하는 하나 이상의 매니퓰레이터를 갖는다.

방법에 관련해서는, 투사 대물렌즈에서, 상기 다수의 광학 요소 중 하나 이상의 광학 요소의 위치를 자동으로 수정하는 방식으로 상기 목적이 성취된다.

가령, 지각 평행 상태 장착의 경우에서와 같이, 관련 광학 요소가 비교적 적은 지점에서만 장착될 때, 액추에이터는 상기 광학 요소를 변형시킬 뿐 아니라 공간 위치도 역시 변경시키는 힘을 발생시킨다. 위치 변화의 종류는 특히 광학 요소가 고정되는 지점에 의존하고, 상기 액추에이터에 의해 생성되는 힘이 상기 광학 요소 상에서 작용하는 지점에 의존한다. 둘레를 따라 120도만큼 이격된 3개의 장착 지점이 제공되는 상기 광학 요소의 지각 평형 장착을 이용하여, 예를 들자면, 비점수차(astigmatism)를 보정하기 위하여 안장 형태로 휘어질 때, 광학 요소의 기울어짐이 광학 요소의 교축(transverse axis)에 대하여 발생한다. 광학 요소가 장착되고, 액추에이터가 작동하는 지점의 서로 다른 위치를 이용하여, 대칭 축에 수직인 평면에서, 위치 변화는 광학 요소의 변환 대체를 포함할 수 있다.

그러나 광학 요소가 매우 많은 지점에서 장착될 경우, 변형에 따른 의도되지 않은 위치 변화가 발생할 수 있다. 왜냐하면, 일반적으로, 제작 허용 오차와, 장착에 따른 비대칭 때문이다.

본 발명에 따른 하나 이상의 매니퓰레이터를 이용하여, 이미징 속성의 손상을 초래하는 광학 요소의 위치 변화에 대한 보상이 가능하다. 대부분의 경우에 있어서, 단 하나의 매니퓰레이터로는 충분치 않다. 따라서 다수의 매니퓰레이터가 제공될 것이며, 광학 요소 상에서 나타나는 결과가 적절하게 조정될 것이다.

하나 이상의 매니퓰레이터가, 변형에 따른 의도되지 않은 위치 변화가 발생한 선택된 광학 요소에 반응하는 것이 바람직하다. 그럼에도 불구하고, 변형에 따른 선택된 광학 요소의 위치 변화에 의해 초래되는 결과를 보상하기 위해서, 변형된 광학 요소가 아닌 광학 요소가 기울어지고, 대체되는 것이 가능하며, 하나 이상의 매니퓰레이터를 이용하여 변화된 위치를 갖는 것이 가능하다.

광학 요소를 변형시킬 수 있는 하나 이상의 액추에이터와, 위치 변화를 일으키는 하나 이상의 매니퓰레이터 모두는 유체공학적으로, 즉, 유압력으로(hydraulically), 또는 기압력으로(pneumatically) 작동될 수 있으며, 하나 이상의 액추에이터와 하나 이상의 매니퓰레이터는 모두 유압에 의해 동시에 작동될 수 있도록, 유압 시스템(fluidic pressure system)으로 연결되는 것이 바람직하다. 특히, 유압 시스템은 시스템 내부에서 서로 다른 위치에서 동시에 동작할 수 있는 기회를 제공한다. 상기 압력 시스템을 적절히 설계함으로써, 하나 이상의 매니퓰레이터를 이용하여 자동 위치 변화를 일으키는 것이 가능하며, 따라서, 하나 이상의 액추에이터가 작동할 때, 추가적인 제어, 또는 조정 없이, 상기 하나 이상의 매니퓰레이터는 광학 요소의 바람직한 위치 변화를 야기시키도록 요구되는 힘을 제공할 수 있다.

하나 이상의 액추에이터와 하나 이상의 매니퓰레이터의 동시 동작은, 상기 액추에이터에게 제공되는 유압의 변화가 상기 매니퓰레이터에 제공되는 유압의 변화를 야기시키도록 압력 시스템을 설계함으로써 가능해지며, 이는 예를 들자면, 압력 시스템에서, 상기 매니퓰레이터를 액추에이터에 병렬로 연결함으로써 이뤄진다.

본 발명의 특히 바람직한 구성에서, 압력 변화에 따른 변형을 전송 요소를 통해, 하나 이상의 매니퓰레이터로 전송시키는 복원성 있는 보상 요소들은 하나의 액추에이터로 뻗어 있는 압력 라인으로 일체화된다. 압력 라인의 유압을 변경시키는 것이 아니라, 보상 요소에 연결되어 있는 전송 요소를 통한 기계적 방식으로, 상기 매니퓰레이터는 동작한다. 복원성 있는 보상 요소(예를 들어, 벨로스(bellows) 종류일 수 있음)의 사용 목적은, 압력 시스템과 투사 대물렌즈의 하우징의 공급 장치로부터 액추에이터의 연결을 해제하여, 선택된 광학 요소로 진동이 전송되지 않도록 하는 것이다. 이러한 보상 요소의 압력 변화가 변형을 야기시키고, 그에 따라 움직임을 야기시키기 때문에, 하나 이상의 매니퓰레이터를 이용하여, 광학 요소의 위치를 변화시키기 위해 사용될 수 있는 기계적 힘이 상기 보상 요소, 또는 그에 연결되어 있는 압력 라인으로부터 제공된다.

상기 보상 요소로부터 하나 이상의 매니퓰레이터로의 힘의 전송이 제공되지 않을 경우, 압력이 변화하면 발생되는 변형시키는 힘에 의해 상호 보상되도록 서로에 관련하여 배열된 압력 라인에서, 다수의 복원성 있는 보상 요소의 일체화에 의해, 광학 요소로부터의 압력 라인의 해제를 개선하는 것은 일시적일 수 있다. 따라서 보상 요소에서 압력이 변화할 때 발생 되는 변형시키는 힘이 광학 요소로 전송되는 것은 바람직하지 않다. 압력 시스템의 공급 장치로 광학 요소의 힘이 전달되지 않는 연결이 본 발명에 따르는 매니퓰레이터에 독립적으로 사용될 수 있는 것이 바람직하다.

압력 유입 라인과 압력 방출 라인에 함께 연결되어 있는 2개의 보상 요소가 서로 정확하게 마주보고 놓여 있을 경우, 이러한 배열은 가장 간단해질 수 있다. 단 하나의 추가적인 보상 요소만이 이러한 배열에서 요구된다.

하나 이상의 매니퓰레이터가 광학 요소 상에서 직접 동작할 수 있거나, 또는 그 위에 위치하는 홀더를 통해 동작할 수 있다. 상기 홀더는 선택된 광학 요소를 내포한다. 하나 이상의 매니퓰레이터가 홀더 상에서 동작할 경우, 상기 하나 이상의 매니퓰레이터가 동작할 때, 이로써 홀더와 광학 요소 간의 관련된 움직임이 야기되고, 한편으로는 홀더와 대물렌즈의 하우징 간의 관련된 움직임이 야기된다.

홀더가 대물렌즈의 하우징에 관련하여 고정된 프레임 내에서 지탱될 경우, 하나 이상의 매니퓰레이터가 이러한 프레임 상에서도 동작할 수 있다. 이러한 방식으로, 홀더 내의 광학 요소 장착은 상기 하나 이상의 매니퓰레이터에 의해 영향받지 않게 된다.

유압 시스템을 대신하여, 다른 제어 요소를 이용하여 하나 이상의 액추에이터와 하나 이상의 매니퓰레이터가 작동될 수 있다. 예를 들어, 압전성(piezoelectric) 요소를 이용하여, 정확하게 조정 가능한 힘이 발생할 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 하나 이상의 액추에이터와 하나 이상의 매니퓰레이터를 구동하기 위한 제어, 또는 조정 장치가 제공되는 것이 필수적이다.

도 1은 자오선 단면(meridian section)에서의, 거울 유닛을 갖는 마이크로리소그래픽 노출 장치의 반사굴절 투사 대물렌즈를 도식한다.

도 2는 본 발명의 첫 번째 실시예에 따르는 도 1의 투사 대물렌즈를 위한 거울 유닛을 확대 도식한 측면도이다.

도 3은 도 2의 거울 유닛의 라인 III-III을 따르는 단면도이다.

도 4는 도 2에서 나타난 거울 유닛을 도식하며, 이때 액추에이터에 의해 생성되는 휘어짐으로 인한 경사가 나타난다.

도 5는 매니퓰레이터에 의해 경사가 복원되는 도 4의 거울 유닛을 도식한다.

도 6은 본 발명의 두 번째 실시예에 따르는 도 1에서 나타낸 투사 대물렌즈를 위한 거울 유닛을 확대 도식한 측면도이다.

도 7은 본 발명의 세 번째 실시예에 따르는 도 1에서 나타낸 투사 대물렌즈를 위한 거울 유닛을 확대 도식한 측면도이다.

도 8은 유체 시스템을 이용하는 도 1 ~ 5에서 나타낸 거울 유닛을 도식한다.

도 9는 또 다른 유체 시스템을 이용하는 도 1 ~ 5에서 나타낸 거울 유닛을 도식한다.

도 10은 변형되지 않은 상태로 추가적인 유체 시스템을 이용하여, 도 1 ~ 5에서 나타낸 거울 유닛을 도식한다.

도 11은 경사 보정을 하는 변형 상태에서의, 도 10의 거울 유닛을 도식한다.

도 12는 압력 라인을 통과하여 하우징으로의 거울 유닛의 힘이 전달되지 않는 연결을 위한 보상 유닛을 도식한다.

도 1은 마이크로리소그래픽 투사 노출 장치의 투사 대물렌즈(10)를 통한 자오선 단면의 간략한 도식을 나타낸다. 동 출원인의 PCT/EP03/04015에서 또한 설명된 바와 같이, 기판(13) 상에 공급되는 포토레지스트로 구성된 감광성 층(12) 상에 위치하는 레티클(11)에 내포된 축소된 구조물의 이미지를 투사하도록, 투사 대물렌즈가 사용된다. 상기 레티클(11)은 대물 평면 OP에서 배열되고, 감광성 층(12)은 투사 대물렌즈(10)의 이미지 평면 IP에 배열된다.

상기 레티클(11)을 통과한 후에, 도 1에서 점선으로 나타내는 투사 광(14)은 투사 노출 장치의 조사 장치(illuminating device)에 의해 발생하며, 바람직한 실시예에서 157㎚의 파장을 갖고, 평면에 대해 평행인 플레이트(15)와 렌즈 L1을 거쳐 빔 스플리터 큐브(beam splitter cube)(16)로 이동한다. 그곳에서, 편광-선택적 빔 스플리터 층(polarisation-selective beam splitter layer)(17)에 의해 상기 투사 광(14)은 반사되어, 렌즈 L2와, 쿼터-웨이브(quarter-wave) 플레이트(18)와 두 개의 추가적인 렌즈 L3와 L4를 통과하고, 구형 거울(spherical mirror)(20)과 홀더(holder)를 갖는 거울 유닛(19) 상으로 전송된다. 이는 다음에서 더욱 상세하게 설명될 것이다.

상기 구형 거울(20)에 의해 반사된 후, 투사 광(14)은 렌즈 L4 및 L3와, 쿼터-웨이브 플레이트(18)와, 렌즈 L2를 반대로 통과하여, 편광-선택적 빔 스플리터 층(17)에 도달한다. 그러나 상기 투사 광(14)은 반사되는 것이 아니라 전송되는 것이다. 왜냐하면 쿼터-웨이브 플레이트(18)를 통한 2배 변환(double transit)에 의해, 상기 투사 광(14)의 편광이 90도만큼 회전하기 때문이다. 상기 투사 광(14)은 빔 스플리터 큐브(16)로부터, 평면 거울(21)을 통해, 굴절 광학 요소가 광학 축(25)을 따라 배열된 투사 대물렌즈(10)의 순수 굴절 파트(23)로 이동한다.

도 2와 3은 본 발명의 첫 번째 실시예에 따르는 투사 대물렌즈(10)용 거울 유닛(19)을 나타내며, 각각 평면도와 라인 III-III를 따르는 측면 단면도이다. 상기 거울 유닛(19)의 거울(20)은 지각 평형 상태 홀더에 내포되어 있으며, 이는 3개의 장착 유닛(22a, 22b, 22c)에 의해 형성된다. 도 3에서 나타내는 바와 같이, 거울(20)의 둘레에서, 상기 장착 유닛(22a, 22b, 22c)은 120도의 간격으로 분산되어 있다. 지각 평형 상태 장착 때문에, 홀더에 힘이 가해지지 않고, 상기 거울(20)은 견고하게 내포된다. 장착 유닛(22a, 22b, 22c)의 가능한 설계가 선행 기술에서 알려져 있으며, EP 1 245 982 A2(US 2002176094)가 있다.

장착 유닛(22a, 22b, 22c)은 둥근 베이스 형태를 갖는 프레임(24) 상에서 고정된다. 선행기술 EP 1 245 982 A2에서 알려진 바와 같이, 지각 평형 상태 장착을 이용하기 위해, 삼각형 베이스 형태를 사용하는 것도 가능하다.

가상 이등변 삼각형의 꼭짓점에 배열되는 3개의 매니퓰레이터(26a, 26b, 26c)를 통해, 프레임(24)은 투사 대물렌즈(10)의 하우징(28)에 고정된다. 바람직한 실시예에서 상기 매니퓰레이터(26a, 26b, 26c)는 각각 두 개의 유압에 의해 접어진 실린더를 포함함으로써, 상기 매니퓰레이터(26a, 26b, 26c)의 길이가 기계적으로 변화할 수 있다. 상기 매니퓰레이터(26a, 26b, 26c)의 적절히 운용하여, 투사 대물렌즈(10)의 광학 축(25)에 수직인 임의의 축에 대하여, 프레임(24)이 하우징(28)에 관련하여 기울어질 수 있다.

거울(20)을 휘게 할 수 있는 액추에이터 유닛(30)이 상기 거울(20)의 하부 측 상에 배열된다. 상기 액추에이터 유닛(30)은 광학 축(25) 주위에 배치되는 다수의 개별 액추에이터를 포함한다. 상기 개별 액추에이터가 둘레로부터 거울(20)에 따라 움직이도록 상기 액추에이터 유닛(30)이 설계될 수 있다. 다수의 개별 액추에이터를 갖는 액추에이터 유닛(30)의 가능한 실시예가 DE 198 59 634 A1(US 6 307 688)과 DE 198 27 603 A1(US 6 388 823)에서 공개되었다.

바람직한 실시예에서, 상기 액추에이터 유닛(30)을 이용하여 2차 비점수차(second-order astigmatism)가 보정될 수 있다. 이러한 목적으로, 상기 액추에이터 유닛(30)에 포함된 상기 개별 액추에이터들이 거울(20)을 작동시켜, 그에 따라 발생하는 휘어짐의 순간에 의해 상기 거울(20)이 안장 형태로 휘어질 수 있다. 이러한 안장 형태의 휘어짐이 도 3에서 대문자 H와 T가 표시된 원에 의해 나타난다. 문자 H가 표기된 원은, 프레임(24)으로부터 멀리 떨어져 있는 한, 가장 높은 거울(20) 상의 위치를 나타낸다. 문자 T가 표기된 원은, 상기 프레임(24)으로부터 최소한의 거리를 두고 존재하는, 가장 낮은 거울(20) 상의 위치를 나타낸다.

이러한 안장 형태의 휘어짐을 만들어내기 위해, 180도 만큼을 두고 서로 마주보게 놓여 있는 두개의 지점에서 광학 축(25)의 방향으로의 압축력이 발생하도록, 액추에이터 유닛(30)의 개별 액추에이터들은 배열되고 발동되는 반면에, 90도만큼 떨어진 두 개의 지점에서 마주보는 방향의 힘은 거울(20)에 반응한다.

도 3에서 명확하게 나타나는 바와 같이, 지각 평행 상태 장착에서 이러한 힘이 수평 축(34)에 대하여 거울(20)을 경사지게 하며, 이는 낮게 위치하는 지점 T를 통과하여 뻗어간다. 경사의 방향은 도 3의 화살표(36)로 표시된다. 이러하게 경사를 만드는 이유는, 장착 유닛(22a, 22b, 22c)에서 장착의 3-폴드 대칭(three-fold symmetry)에 부합하기 위하여 힘의 2-폴드 대칭(two-fold symmetry)이 이뤄질 수 없기 때문이다. 적합하게 선택된 4개의 지점에서의 장착을 이용하여, 이러한 경사가 발생하지 않을 것이다. 그러나 지각 평행 장착(isostatic mounting)에 비교하여, 4개의 지점에서의 장착은 여러 가지 측면에서 바람직하지 않다고 알려져 있다. 축(34)에 대하여 경사지는 것이 장착 유닛(22a, 22b, 22c)에 의해 보정되며, 이러한 목적으로, EP 1 245 982 A2(US 2002176094 A1에 대응)에서 서술되었던 바와 같이, 상기 장착 유닛들은 복원 속성을 지닌다.

도 4는 도 2에 대응하는 측면도로서 거울(20)을 나타낸다. 전술한 방식으로 안장 형태의 휘어짐(도 4에서는 나타나지 않음)으로 인하여 상기 거울(20)이 축(34)에 대하여 기울어져 있다. 경사에 의해, 투사 대물렌즈(20)의 광학 축(25)과 일치하는 상기 거울(20)의 대칭 축(32)이 본래의 설정 포인트 위치에 비하여, 경사 각만큼 이격된다. 이러한 경사 각은 명료성 차원에서 매우 과장돼서 표시된다.

3개의 매니퓰레이터(26a, 26b, 26c)가 구동되어, 거울(20)의 경사진 대칭 축(32)이 설정포인트 위치로 되돌아올 수 있다. 이러한 목적을 위해, 경사 축 외부 배열되는 매니퓰레이터(26a, 26b, 26c)가 조정되어, 고정되는 장착 유닛(22a, 22b, 22c)과 내포된 거울(20)을 포함하는 전체 프레임(24)에 요구되는 보상 각도만큼 반대로 경사가 가해진다. 크기 측면에서, 상기 보상 각도는, 휘어지는 동안, 거울(20)이 프레임(24)에 대하여 기울어지는 경사 각도와 일치한다. 3개의 매니퓰레이터(26a, 26b, 26c)에 의해 발생하는 보상성을 띄는 경사 때문에, 도 5에서 명료하게 나타내는 바와 같이, 거울(20)의 대칭 축(32)이 휘어진 후에도 도 5에서 수직으로 위쪽을 가리키는 설정포인트 위치에 놓여 있다. 따라서 휘어짐에 의해 발생하 는 장착 유닛(22a, 22b, 22c)에서 거울(20)의 경사가 거울(20)의 이미징 속성을 훼손하지 않는다.

도 6은 두 번째 바람직한 실시예에 따르는 투사 대물렌즈(10)에 적합한 거울 유닛(19)을 도식하고 있다. 첫 번째 실시예의 부분과 같은 부분이 같은 참조 번호로 표시되고, 서로 대응되는 부분은 100이 증가된 참조 숫자로서 표시된다.

거울 유닛(119)에서, 휘어짐으로 인한 기우는 움직임에 대한 보상을 목적으로, 이에 대응하여 기울어지는 것은 프레임(24)이 아니고, 거울(20)뿐이다. 이러한 목적으로, 3개의 장착 유닛의 길이를 조정하는 매니퓰레이터(126a, 126b, 126c)가 각각 2개의 장착 유닛(122a, 122b)과 제 3의 장착 유닛(도 6에서는 장착 유닛(122b)에 의해 감춰짐)으로 통합된다. 한편 프레임은 연결 요소(38a, 38b)를 통해 하우징(28)에 견고하게 연결되어 있다. 거울(20)의 기울어짐을 수정하기 위해, 거울 유닛(19)에 대하여 도 4에서 나타냈던 바와 같이, 매니퓰레이터(126a)와 그 뒤쪽에 놓인 매니퓰레이터(도 6에서는 보이지 않음)가 수축되고, 매니퓰레이터(126b)가 확장되어, 그들의 길이가 각각 감소하고, 증가할 것이다.

본 발명의 세 번째 실시예에 따라, 도 7이 투사 대물렌즈(10)에 적합한 거울 유닛(219)을 도식한다. 거울 유닛(19)에서와 같은 부분은 같은 참조 번호로서 표시되고, 서로 대응하는 부분은 200이 증가된 참조 번호에 의해 표시된다.

도 7에서 나타난 거울 유닛(219)은, 장착 유닛(222a, 222b)이 매니퓰레이터(226a, 226b)를 통해 투사 대물렌즈(10) 상에 직접 고정된다는 사실, 즉 투사 대물렌즈(10) 상에 중간에 프레임(24)을 배치하지 않는다는 점에서 도 6에서 나타난 거울 유닛(119)과 다르다.

본 발명의 네 번째 실시예에 따르는 투사 대물렌즈(10)에 적합한 거울 유닛(319)을 도 8이 나타낸다. 거울 유닛(19)에서와 동일한 부분은 같은 참조 번호로 표시되고, 서로 대응하는 부분은 300이 증가된 참조 번호로 표시된다.

거울 유닛(319)은 도 2에서 나타내는 거울 유닛(19)에 대응한다. 액추에이터 유닛(330)과 매니퓰레이터(326a, 326b, 326c)로 유압액(hydraulic liquid)을 공급하기 위한 유압 장치(hydraulic device)(40)가 나타난다.

상기 유압 장치(40)는 밸브를 통해, 액추에이터 유닛(30)에 속하는 개별 액추에이터와 매니퓰레이터(26a, 26b, 26c)를 작동시키기 위해 사용되는 상기 유압액의 압력을 제어하는 제어기(42)를 내포한다. 이러한 목적으로, 거울 유닛(319)에서, 액추에이터 유닛(30)에 포함되는 4개의 개별 액추에이터는 각각 독립적인 제 1 압력 라인(44a, 44b, 44c, 44d)을 통해 유압 장치(40)에 연결되어 있다.

상기 유압 장치(40)는 제 2 압력 라인(46a, 46b, 46c)을 통해 매니퓰레이터(326a, 326b, 326c)에 연결되어 있다. 벨로스 형태인 보상 요소(48)가 제 1 압력 라인(44a, 44b, 44c, 44d)과 제 2 압력 라인(46a, 46b, 46c)의 각각으로 통합된다. 보상 요소의 목적은, 유압 장치(40)를 액추에이터 유닛(330)과 매니퓰레이터(326a, 326b, 326c)로부터 해제하여, 유압 장치(40)에서 밸브, 또는 펌프에 의해 발생되거나, 투사 대물렌즈 하우징(28)에 의해 발생되는 진동이 제 1 압력 라인(44a ~ 44d)와 제 2 압력 라인(46a ~ 46c)을 통해 상기 거울(20)에 전달되지 못하도록 하는 것이다.

유압 장치(40)의 제어기(42)는, 액추에이터 유닛(330)의 작동이 매니퓰레이터(326a ~ 326c)의 작동과 동시에 발생하도록 설계된다. 이러한 목적으로, 액추에이터 유닛(330)에 내포된 개별 액추에이터의 다수의 설정을 저장하기 위해, 매니퓰레이터(326a ~ 326c)의 설정포인트 동작이 저장되는 저장 테이블을, 제어기(42)가 액세스한다. 상기 매니퓰레이터(326a ~ 326c)의 설정포인트 동작은 액추에이터 유닛(330)에 의해 발생하는 휘어짐으로 인하여 거울(20)이 기울어지는데 필수적이다.

도 9는 본 발명의 다섯 번째 실시예에 따르는 투사 대물렌즈(10)에 적합한 거울 유닛(419)을 도식한다. 거울 유닛(19)과 동일한 부분은 동일한 참조 번호로 표시되며, 대응하는 부분은 400 만큼 증가된 참조 번호로 표시된다.

거울 유닛(419)은 도 8의 거울 유닛(319)과 다르며, 그 중에서도 특히, 제어기(42)가 조정기(42')로 대체되며, 상기 조정기(42')는 라인(49)을 통해 거울(20)의 공간적 위치를 기록하는 위치 센서로 연결되어 있다. 추가로 단 하나의 압력 라인(50)이 유압 장치(40')로부터 액추에이터 유닛(430)으로 이어져 있다. 상기 액추에이터 유닛은 추가적인 압력 라인(52)을 통해, 매니퓰레이터(426a ~ 426c)와 직렬로 연결되어 있다. 압력 라인(50)에서의 임의의 압력 변화가 그에 대응하는 액추에이터 유닛(430)과 매니퓰레이터(426a ~ 426c)에서의 압력 변화를 야기시킨다. 액추에이터 유닛(430)의 개별 액추에이터와 매니퓰레이터(426a ~ 426c)에 할당되는 설정 밸브를 통해 획득될 수 있는 효과는, 압력 라인(50)의 유압액의 압력을 변경시킴으로써, 거울(20)의 바람직한 변형뿐 아니라, 동시에 하우징(28)에 관련된 프레임(24)의 경사를 설정한다는 것이다. 액추에이터 유닛(430)과 매니퓰레이터(426a ~ 426c)가 더 이상 서로에 대해 독립적으로 제어되지 않음에도 불구하고, 거울 유닛(419)의 제어가 상당히 간단해진다.

도 10 및 도 11은 본 발명의 여섯 번째 실시예에 따르는 투사 대물렌즈(10)에 적합한 거울 유닛(519)을 도식하며, 각각 휘어지지 않는 거울과 휘어지는 거울을 갖고 있다. 거울 유닛(19)에서와 동일한 부분은 동일한 참조 번호로 표시되고, 대응하는 부분은 500만큼 증가된 참조 번호로 표시된다.

거울 유닛(519)에서, 매니퓰레이터(526b)가 능동적으로(actively) 설정된다. 한편, 나머지 두 개의 매니퓰레이터(526a, 526c)는 길이 변화를 수동으로(passively) 설정하며, 적용되는 유압력을 변화시킴으로써 능동적으로 길이를 변화시키는 것이 불가능하다.

액추에이터 유닛(530)에 포함되는 개별 액추에이터를 작동시키기 위해, 압력 라인(56)에서 상기 유압액의 압력이 증가하면, 이에 따라, 도 11의 양쪽 화살표(58)에 의해 나타내지는 바와 같이, 복원성이 있는 보상 요소(48)의 확장이 야기된다. 지레 수단(54)을 통해, 화살표(60)에 의해 나타나는 바와 같이, 이러한 확장(58)이 프레임(24)의 기울어지는 움직임으로 변환된다. 거울(20)이 휘어질 때마다, 추가적인 제어, 또는 조정 장치 없이, 바람직한 방법으로 프레임(24)은 자동으로 기울어진다. 상기 지레 수단(54)을 적절히 설정함으로써, 경사 각도에 즉시 적응하는 것이 가능하다.

도 8에 따르는 거울 유닛(319)의 경우에서와 같이, 매니퓰레이터에 의해 생성되는 기울어지는 움직임이 액추에이터 유닛(30)에 독립적으로 제어가능하게 의도 될 경우, 제 1 압력 라인(44a ~ 44d)과 제 2 압력 라인(46a ~ 46c)에서의 보상 요소(48)를 보상 유닛(48')으로 대체하는 것이 바람직하다(도 12 참조). 상기 보상 유닛(48')은 압력 라인(44)을 두 개의 평행하는 압력 라인(66, 68)로 나누는 제 1 T-피스(64)를 포함한다. 보상 요소(48a), 또는 보상 요소(48b)는 각각의 평행 압력 라인(66, 68)으로 일체화되고, 특히, 보상 요소(48a, 48b)가 서로 마주보며 놓여 있도록 일체화된다. 제 2 T-피스(70)를 통해, 평행 압력 라인(66, 68)이 보상 요소(48a, 48b)의 하향인 압력 라인(44')으로 재-조합된다.

상기 보상 요소(48a, 48b)가 서로 대칭을 이뤄 마주보기 때문에, 양쪽 화살표(72, 74)가 나타내는 바와 같이, 상기 보상 요소(48a, 48b)의 길이 변화가, 압력 라인(44')의 세로 방향에서 제 2 T-피스(70)로부터 시작되는 힘을 발생시키지 않는다. 2개의 보상 요소(48a, 48b) 사이에 놓여 있는 상기 제 2 T-피스(70)를 통한 분리에 의해, 압력 라인(44')과 액추에이터 유닛과 매니퓰레이터를 통해 거울(20)로 전해지는 힘의 바람직하지 않은 제어를 방지하는 힘의 균형 상태가 이뤄진다.

Claims

마이크로리소그래픽 투사 노출 장치의 투사 대물렌즈에 있어서, 상기 투사 대물렌즈는

다수의 광학 요소(15, 16, 18, 20, L1, L2, L3, L4),

투사 대물렌즈(10)의 선택된 광학 요소(20)가 변형됨으로써 발생하는 기계적 힘이 발생하기 위한, 하나 이상의 액추에이터(30; 130; 330; 430; 530)

를 포함하며,

광학 요소를 변형시킬 때 발생하는 광학 요소의 위치 변화를 보상할 수 있도록, 상기 다수의 광학 요소 중 하나 이상의 광학 요소의 위치를 자동으로 수정하는 하나 이상의 매니퓰레이터(26a, 26b, 26c; 126a, 126b; 226a, 226b; 326a, 326b, 326c; 426a, 426b, 426c; 526b)를 갖는 것을 특징으로 하는 투사 대물렌즈.
제 1 항에 있어서,

하나 이상의 매니퓰레이터(26a, 26b, 26c; 126a, 126b; 226a, 226b; 326a, 326b, 326c; 426a, 426b, 426c; 526b)에 의해, 광학 요소(20)는 광학 요소(20)의 대칭 축(32)에 수직인 축(34)에 대하여 기울어질 수 있는 것을 특징으로 하는 투사 대물렌즈.
삭제
제 1 항에 있어서, 공간적 위치가 수정될 수 있는 광학 요소는 선택된 광학 요소(20)임을 특징으로 하는 투사 대물렌즈.
제 1 항에 있어서, 하나 이상의 액추에이터(30; 130; 330; 430; 530)가 유체공학적으로(fluidically) 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는 투사 대물렌즈.
제 1 항에 있어서, 하나 이상의 매니퓰레이터(26a, 26b, 26c; 126a, 126b; 226a, 226b; 326a, 326b, 326c; 426a, 426b, 426c; 526b)가 유체공학적으로 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는 투사 대물렌즈.
제 5 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 액추에이터(30; 130; 330; 430; 530)와 하나 이상의 매니퓰레이터(26a, 26b, 26c; 126a, 126b; 226a, 226b; 326a, 326b, 326c; 426a, 426b, 426c; 526b)가 유압 시스템(fluidic pressure system)(40; 40')에 연결되어 있어, 상기 액추에이터와 상기 매니퓰레이터 모두 동시에 유체공학적으로 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는 투사 대물렌즈.
제 7 항에 있어서, 하나 이상의 액추에이터(430; 530)에게 적용되는 유압의 변화가 하나 이상의 매니퓰레이터(426a, 426b, 426c; 526b)에 적용되는 유압의 변화를 자동으로 일으키도록 압력 시스템(40')이 설계되는 것을 특징으로 하는 투사 대물렌즈.
제 8 항에 있어서, 압력 시스템에서, 하나 이상의 매니퓰레이터(426a, 426b)는 하나 이상의 액추에이터(430)에 직렬로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 투사 대물렌즈.
제 1 항에 있어서, 하나 이상의 액추에이터(430)에 의해 발생하는 힘의 함수로서 상기 광학 요소(20)의 위치 변화를 조정하기 위한 조정기(42')를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투사 대물렌즈.
제 1 항에 있어서, 하나 이상의 액추에이터(330)에 의해 발생하는 힘의 함수로서 상기 광학 요소(20)의 위치 변화를 제어하기 위한 제어기(40)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투사 대물렌즈.
제 5 항에 있어서, 압력 변화에 의한 변형이 전송 요소(55)를 통해 하나 이상의 매니퓰레이터(526b)로 전송될 수 있는 복원성 있는 보상 요소(48)가 하나 이 상의 액추에이터(530)로 뻗어 있는 압력 라인(556)으로 일체화되는 것을 특징으로 하는 투사 대물렌즈.
제 1 항에 있어서, 하나 이상의 매니퓰레이터는 광학 요소 상에서 직접 동작하는 것을 특징으로 하는 투사 대물렌즈.
제 1 항에 있어서, 하나 이상의 매니퓰레이터(126a, 126b; 226a, 226b)는 상기 광학 요소(20)를 내포하는 홀더(122a, 122b; 222a, 222b) 상에서 동작하는 것을 특징으로 하는 투사 대물렌즈.
제 1 항에 있어서, 하나 이상의 매니퓰레이터(26a, 26b, 26c; 426a, 426b, 426c; 526a, 526b, 526c)는 상기 광학 요소(20)를 내포하는 홀더(22a, 22b, 22c)가 지탱되는 프레임(24) 상에서 동작하는 것을 특징으로 하는 투사 대물렌즈.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 복원성 있는 다수의 보상 요소(48a, 48b)는 압력 라인(44)에서 일체화되고, 압력 변화로 인해 보상 요소(48a, 48b) 내에 형성되는 변형력이 상호 보상될 수 있도록 서로에 대해 배열되는 것을 특징으로 하는 투사 대물렌즈.
제 16 항에 있어서, 압력 유입 라인(44)과 압력 방출 라인(44')에 함께 연결 되어 있는 2개의 보상 요소(48a, 48b)는 서로의 완전한 반대편 위치에 배열되는 것을 특징으로 하는 투사 대물렌즈.
다수의 광학 요소(15, 16, 18, 20, L1, L2, L3, L4)를 포함하며, 투사 대물렌즈(10)의 선택된 광학 요소(20)를 변형시킬 수 있는 하나 이상의 액추에이터(30; 130; 330; 430; 530)를 포함하는, 마이크로리소그래픽 투사 노출 장치의 투사 대물렌즈(10)의 광학 속성을 보정하기 위한 방법에 있어서, 이때

하나 이상의 매니퓰레이터(26a, 26b, 26c; 126a, 126b; 226a, 226b; 326a, 326b, 326c; 426a, 426b, 426c; 526b)에 의해, 광학 요소를 변형시킬 때 발생하는 광학 요소의 위치 변화를 보상할 수 있도록 상기 다수의 광학 요소 중 하나 이상의 광학 요소의 위치를 자동으로 수정하는 것을 특징으로 하는 마이크로리소그래픽 투사 노출 장치의 투사 대물렌즈(10)의 광학 속성을 보정하기 위한 방법.