KR101281357B1 - 광학 소자 유지 장치, 경통, 노광 장치, 및 디바이스의제조방법 - Google Patents

광학 소자 유지 장치, 경통, 노광 장치, 및 디바이스의제조방법 Download PDF

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Abstract

광학 소자 유지 장치의 프레임 부재 (41) 는, 이너링 (51), 아우터링(52), 6개의 아암 (53a1 … 53c2) 및 각 아암에 연결된 레버 (54) 를 일체로 구비한다. 각 아암은 이너링과 레버에 대하여 회전 가능하게 연결된다. 레버는 아우터링에 대하여 회전가능하다. 변위 모듈에 의한 레버의 변위에 따라, 이너링의 자세와 광학 소자의 자세가 조정된다.
Figure R1020057023168
광학 소자 유지 장치, 레버, 링크, 변위 부재, 경통

Description

광학 소자 유지 장치, 경통, 노광 장치, 및 디바이스의 제조방법{OPTICAL ELEMENT HOLDING DEVICE, LENS BARREL, EXPOSING DEVICE, AND DEVICE PRODUCING METHOD}
기술분야
본 발명은, 광학 소자를 유지하는 광학 소자 유지 장치, 그 유지 장치를 구비한 경통 및 노광 장치, 그리고 그 노광 장치를 사용한 디바이스의 제조방법에 관한 것이다.
배경기술
도 17 및 도 18 은 반도체 소자, 액정 표시 소자, 촬상 소자, 박막 자기 헤드, 레티클, 포토마스크 등의 제조 프로세스에 있어서의 리소그래피 공정에서 사용되는 노광 장치에 형성되는 광학 소자 유지 장치를 나타낸다. 종래의 광학 소자 유지 장치는, 원환 (圓環) 형상의 프레임 (302) 과, 3개의 클램프 부재 (306) 를 구비한다. 프레임 (302) 의 내주면에는, 렌즈 등의 광학 소자 (301) 를 지지하기 위한 3개의 좌면 (座面, 돌기 ; 304) 이 등각도 간격을 두고 형성되어 있다. 프레임 (302) 의 상면에 있어서, 3개의 좌면 (304) 과 대응하는 위치에 3개의 나사구멍 (305) 이 형성되어 있다. 클램프 부재 (306) 가 볼트 (307) 에 의해 나사구멍 (305) 에 장착된다.
볼트 (307) 의 조임에 의해, 광학 소자 (301) 의 바깥 가장자리 (301a) 가 클램프 부재 (306) 와 좌면 (304) 사이에 유지된다.
반도체 소자의 고도 집적화에 수반되어, 보다 미세한 패턴을 노광할 수 있는 노광 장치가 요구되고 있다. 구체적으로는, 파면수차나 디스토션이 매우 적은 투영광학계를 구비한 노광 장치가 요구되고 있다. 이 요구에 따르기 위해서는, 광학 소자 (301) 의 광축을 엄밀하게 위치 결정하여, 투영광학계 내에 광학 소자 (301) 를 장착할 필요가 있다.
종래에는, 광학 소자 (301) 의 위치 결정은 다음과 같이 행해지고 있다. 우선, 광학 소자 (301) 를 프레임 (302) 에 유지시킨다. 그 프레임 (302) 의 외주면과 저면을, 경통의 내주와 받이부에 각각 걸어맞춰, 프레임 (302) 을 경통에 장착한다. 이에 의해, 광학 소자 (301) 의 광축은 위치 결정된다. 프레임 (302) 을 경통에 장착할 때의 자유도는 거의 없고, 프레임 (302) 을 경통에 장착하는 작업은, 세심한 주의를 요하는 번잡한 작업이었다.
광학 소자 (301) 는 클램프 부재 (306) 와 좌면 (304) 에 의해 협지되어, 거의 자유도가 없는 상태에서 프레임 (302) 에 유지된다. 만약 프레임 (302) 이 경통에 대하여 약간 기울어져 장착된 경우에는, 프레임 (302) 은 지나친 하중을 받아 변형될 우려가 있다. 프레임 (302) 이 변형되면, 그 변형에 기인한 예측불능인 응력이 광학 소자 (301) 에 작용하여, 광학 소자 (301) 의 광학면의 정밀도를 저하시킬 우려가 있었다.
최근의 반도체 제조용의 노광 장치는, 보다 미세한 패턴을 고정밀도로 노광하기 위해서, 보다 단파장의 노광광을 사용한다. 예를 들어, i 선 (λ=365㎚) 과 같은 자외광, KrF 엑시머 레이저 (λ=248㎚), ArF 엑시머 레이저 (λ=193㎚) 의 원자외광, 또한 단파장의 F2 레이저 (λ=157㎚) 가 사용된다. 이러한 파장이 짧은 노광광을 사용하는 노광 장치에 있어서, 노광광의 단파장화에 의한 결상 성능을 최대한으로 발휘하기 위해서는, 경통 내의 광학 소자의 위치 조정이 필요하다. 예를 들어, 프레임 (302) 에 대한 광학 소자 (301) 의 자세를 미세하게 조정할 수 있는 광학 소자 유지 장치가 요구되고 있다.
본 발명의 목적은, 광학 소자의 위치 결정을 용이하고 또한 정밀하게 사용할 수 있음과 함께, 광학 소자의 자세를 미세하게 조정할 수 있는 광학 소자 유지 장치를 제공하는 것에 있다. 또한, 본 발명의 그 밖의 목적은, 노광 정밀도를 향상시킬 수 있는 노광 장치를 제공하는 것에 있다. 또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 고집적도의 디바이스를 수율 좋게 생산할 수 있는 디바이스의 제조방법을 제공하는 것에 있다.
발명의 개시
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제 1 태양은, 프레임 부재와, 상기 프레임 부재의 내측에 형성되고, 광학 소자를 유지하는 유지 부재와, 상기 프레임 부재와 상기 유지 부재 사이에 형성되고, 상기 유지 부재를 움직여, 상기 프레임 부재에 대한 상기 광학 소자의 자세를 6개의 자유도를 갖고 조정하는 자세 조정 기구를 구비하는 광학 소자 유지 장치를 제공한다.
본 발명의 제 2 태양은, 프레임 부재와, 상기 프레임 부재의 내측에 형성되 고, 광학 소자를 유지하는 유지 부재와, 상기 프레임 부재에 형성되고, 제 1 변위 방향으로 제 1 변위량으로 변위하는 변위 부재와, 상기 프레임 부재와 상기 유지 부재 사이에 형성되고, 상기 변위 부재의 변위를 받아, 상기 제 1 변위 방향과 교차하는 제 2 변위 방향으로, 상기 제 1 변위량보다 작은 제 2 변위량으로 변위하는 링크 기구를 구비하는 광학 소자 유지 장치를 제공한다.
본 발명의 제 3 태양은, 광축을 갖는 광학 소자의 위치와 상기 광축의 방향을 미조정 (微調整) 가능한 광학 소자 유지 장치를 제공한다. 그 유지 장치는 광학 소자를 지지하는 이너링부, 상기 이너링부의 외측의 아우터링부, 상기 이너링부와 상기 아우터링부를 연결하는 적어도 3개의 링크 기구, 및 상기 아우터링부에 장착되고, 상기 각 링크 기구의 변위량을 조정하는 조정기구를 구비하고, 상기 적어도 3개의 링크 기구는, 상기 이너링부가 상기 아우터링부에 대하여 6개의 자유도로 이동하는 것을 허용하도록 변위 가능하고, 상기 이너링부, 상기 아우터링부, 및 상기 적어도 3개의 링크 기구는 하나의 강체에 일체로 형성되어 있다.
본 발명의 제 4 태양은, 적어도 1개의 광학 소자를 유지하는 광학 소자 유지 장치를 구비하는 경통을 제공한다.
본 발명의 제 5 태양은, 소정 패턴의 이미지가 형성된 마스크와, 상기 이미지를 상기 기판 상에 전사하는 투영광학계를 구비하는 노광 장치에 있어서, 상기 투영광학계가, 적어도 1개의 광학 소자를 유지하는 광학 소자 유지 장치를 구비하고 있는 노광 장치를 제공한다.
본 발명의 제 6 태양은, 상기 노광 장치를 사용한 노광을 포함하는 리소그래 피 공정을 구비하는 디바이스의 제조방법을 제공한다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 본 발명의 일 실시형태의 노광 장치의 개략도이다.
도 2 는 도 1 의 광학 소자 유지 장치의 사시도이다.
도 3 에 있어서, 3a 는 도 1 의 광학 소자 유지 장치의 평면도, 3b 는 도 3a 의 부분확대도이다.
도 4 는 도 3 의 4-4 선을 따른 단면도이다.
도 5 는 도 2 의 프레임 부재의 아암의 확대평면도이다.
도 6 은 도 5 의 부분확대도이다.
도 7 은 도 5 의 7-7 선을 따른 단면도이다.
도 8 은 광학 소자의 광축과 직교하는 평면에 있어서의 도 2 의 프레임 부재의 단면도이다.
도 9 는 도 2 의 각 링크 기구의 모식적 사시도이다.
도 10 은 도 9 의 제 1 링크 기구를 확대하여 나타내는 평면도이다.
도 11 은 도 2 의 이너링 및 아암의 모식적 사시도이다.
도 12 에 있어서, 12a 는 도 2 의 이너링 및 아암의 모식적 평면도, 12b 는 도 12a 의 부분확대도이다.
도 13 은 도 2 의 이너링 및 아암의 모식적 측면도이다.
도 14 는 변경예의 변위 모듈의 단면도이다.
도 15 는 디바이스의 제조공정의 플로우차트이다.
도 16 은 도 15 의 기판 처리 공정의 상세한 플로우차트이다.
도 17 은 종래의 광학 소자 유지 장치의 분해사시도이다.
도 18 은 도 17 의 광학 소자 유지 장치의 단면도이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하에, 본 발명의 1 실시형태에 따른 노광 장치, 경통 및 광학 소자 유지 장치에 관해서 설명한다.
도 1 은 반도체 소자 제조용의 노광 장치 (31) 의 개략도이다. 노광 장치 (31) 는, 광원 (32), 조명광학계 (33), 마스크로서의 레티클 (Rt) 을 유지하는 레티클 스테이지 (34), 투영광학계 (35), 및 기판으로서의 웨이퍼 (W) 를 유지하는 웨이퍼 스테이지 (36) 를 구비한다.
광원 (32) 은, 예를 들어 파장 193㎚ 의 ArF 엑시머 레이저나 파장 157㎚ 의 F2 레이저를 발진한다. 조명광학계 (33) 는, 도시하지 않은 플라이 아이 렌즈나 로드 렌즈 등의 옵티컬 인테그레이터, 릴레이 렌즈, 콘덴서 렌즈 등의 각종 렌즈계 및 개구 조리개를 구비한다. 광원 (32) 으로부터 출사된 레이저는 조명광학계 (33) 를 통과함으로써, 레티클 (Rt) 상의 패턴을 균일하게 조명하는 노광광 (EL) 으로 조정된다.
레티클 스테이지 (34) 는, 그 위에 레티클 (Rt) 이 탑재되는 탑재면을 갖는다. 레티클 스테이지 (34) 는, 조명광학계 (33) 의 사출측, 즉, 투영광학계 (35) 의 물체면측 (노광광 (EL) 의 입사측) 에 있어서, 탑재면이 투영광학계 (35) 의 광축과 거의 직교하도록 배치된다.
투영광학계 (35) 는, 광축이 정렬된 복수의 광학 소자 (37) 를 구비한다. 복수의 광학 소자 (37) 는, 복수의 경통 모듈 (39a) 을 적층하여 조립된 분할 구조의 경통 (39) 내에 수용된다. 각 광학 소자 (37) 는 광학 소자 유지 장치 (38) 에 의해 거의 수평으로 유지된다. 각 경통 모듈 (39a) 에 광학 소자 유지 장치 (38) 가 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 경통 모듈 (39a) 과 광학 소자 유지 장치 (38) 가 일체로 형성되어 있다.
웨이퍼 스테이지 (36) 는, 그 위에 웨이퍼 (W) 가 탑재되는 탑재면을 갖는다. 웨이퍼 스테이지 (36) 의 탑재면은, 투영광학계 (35) 의 이미지면측 (노광광 (EL) 의 출사측) 에 있어서, 투영광학계 (35) 의 광축과 교차한다. 노광광 (EL) 으로 조명된 레티클 (Rt) 상의 패턴의 이미지는, 투영광학계 (35) 를 통과함으로써 소정의 축소 배율로 축소되어, 웨이퍼 스테이지 (36) 상의 웨이퍼 (W) 에 투영되어 전사된다.
다음으로 광학 소자 유지 장치 (38) 에 관해서 설명한다. 도 2 는 광학 소자 유지 장치 (38) 의 사시도이고, 도 3a 는 광학 소자 유지 장치 (38) 의 평면도이고, 도 3b 는 도 3a 의 부분확대도이고, 도 4 는 도 3a 의 4-4 선에 있어서의 단면도이다. 도 4 에 나타내는 바와 같이 광학 소자 (37) 는 합성석영, 형석 등의 소정 이상의 파괴강도를 갖는 초재 (硝材) 로 형성된다. 광학 소자 (37) 의 둘레 가장자리부에 플랜지부 (37a) 가 형성되어 있다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 광학 소자 유지 장치 (38) 는, 다른 광학 소자 유지 장치 (경통 모듈) 와 연결되는 체결부 (40) 를 갖는 프레임 부재 (41) 와, 지지부재 (42) 를 통해 광학 소자 (37) 를 유지하는 렌즈 프레임 (43) 을 구비한다.
도 2 및 도 3a 에 나타내는 바와 같이, 프레임 부재 (41) 와 렌즈 프레임 (43) 은, 모두 대략 원환 형상이다. 도 4 에 나타내는 바와 같이, 렌즈 프레임 (43) 은, 프레임 부재 (41) 의 내측에 배치되어, 프레임 부재 (41) 의 내주면 상에 형성된 계단부 (44) 에 대하여 복수의 볼트 (45) 에 의해 고정되어 있다. 도 3a 에 나타내는 바와 같이, 렌즈 프레임 (43) 상에는, 등각도 간격을 두고 3개의 지지부재 (42) 가 배치되어 있다.
지지부재 (42) 로서는, 주지의 광학 소자의 지지부재, 예를 들어 일본 공개특허공보 2002-162549호에 기재된 광학 소자 유지 장치를 사용할 수 있다. 지지부재 (42) 는 기대 (基臺) 부재 (46 ; 도 4 참조) 와 클램프 부재 (47) 를 갖고, 기대 부재 (46) 와 클램프 부재 (47) 에 의해, 광학 소자 (37) 의 플랜지부 (37a) 가 협지된다. 기대 부재 (46) 는, 지지부재 (42) 의 외부에서 지지부재 (42) 에 전달되어, 광학 소자 (37) 의 광학면의 상태에 영향을 주는 요인 (예를 들어 노광 장치 (31) 의 본체, 프레임 부재 (41) 의 체결부 (40) 등의 미소한 표면 거침, 표면 기복 등) 을 흡수하기 위한 플렉셔 구조를 구비한다. 그 플렉셔 구조에 의해, 광학 소자 (37) 가 지지부재 (42), 렌즈 프레임 (43) 및 프레임 부재 (41) 를 통해 외부 장치에 장착된 상태에 있어서, 광학 소자 (37) 의 광학면이 양호한 상태로 유지된다.
프레임 부재 (41) 는, 유지 부재 및 내측 프레임 부재를 이루는 이너링 (51), 아우터링 (52), 제 1 링크부를 이루는 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2), 제 2 링크부를 이루는 레버 (54), 및 제 3 링크부를 이루는 지지 링크 (55) 를 구비한다. 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 과 레버 (54) 는, 이너링 (51) 의 자세를 조정하여 광학 소자 (37) 의 자세를 조절하는 자세 조정 기구 (50) 를 이루고 있다. 이너링 (51), 아우터링 (52), 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2), 레버 (54) 및 지지 링크 (55) 는, 예를 들면 와이어 커트 및 방전가공에 의해, 하나의 구조체 (강체) 로 이루어지는 프레임 부재 (41) 에 형성된다. 이너링 (51) 과 아우터링 (52) 은, 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 과 레버 (54) 를 통해, 또는 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 과 레버 (54) 와 지지 링크 (55) 를 통해, 상대 이동 가능하게 연결되어 있다.
도 3a 에 나타내는 바와 같이, 아암 (53a1) 과 아암 (53a2) 의 쌍이 제 1링크 기구 (53a) 를 구성하고, 아암 (53b1) 과 아암 (53b2) 의 쌍이 제 2 링크 기구 (53b) 를 구성하고, 아암 (53c1) 과 아암 (53c2) 의 쌍이 제 3 링크 기구 (53c) 를 구성한다. 제 1 ∼제 3 링크 기구 (53a, 53b, 53c) 는, 광학 소자 (37) 의 광축 (AX) 을 중심에 갖는 원 상에, 등각도 간격을 두고 배치된다.
이하, 도 5∼도 7 을 참조하여, 제 1 링크 기구 (53a) 에 관해서 설명한다. 제 2 및 제 3 링크 기구 (53b, 53c) 는 제 1 링크 기구 (53a) 와 동일한 구조이다. 도 5 는 도 3 의 한 쌍의 아암 (53a1, 53a2) 근방의 확대도이다. 도 6 은 아암 (53a1) 의 확대도이다. 도 7 은 도 5 의 7-7선을 따른 단면도이다. 도 5 및 도 6 에 나타내는 바와 같이, 각 아암 (53a1, 53a2) 의 제 1 단부 및 제 2 단부에, 소자측 피봇 (pivot, 제 1 목부; 58) 과 프레임측 피봇 (제 2 목부 ; 59) 이 각각 형성되어 있다. 각 피봇 (58, 59) 은, 한 쌍의 관통구멍 (56) 의 사이에 형성된다. 또한, 각 아암 (53a1, 53a2) 은, 한 쌍의 관통구멍 (56) 과, 각 관통구멍 (56) 으로부터 연장되는 슬릿 (57) 에 의해 구획된다. 소자측 피봇 (58) 은 관련되는 아암 (53a1, 53a2) 을 이너링 (51) 에 대하여 회전 가능하게 연결한다. 프레임측 피봇 (59) 은 관련되는 아암 (53a1, 53a2) 을 레버 (54) 에 대하여 회전 가능하게 연결한다.
도 7 에 나타내는 바와 같이, 프레임 부재 (41) 는, 광학 소자 (37) 의 광축 (AX) 에 대하여 대략 직교하는 제 1 면 (60) 과 제 2 면 (63) 을 갖는다. 제 1 면 (60) 에는, 소자측 피봇 (58) 을 중심에 갖는 소개구 (小開口) 오목부 (61a) 와, 프레임측 피봇 (59) 을 중심에 갖는 대개구 (大開口) 오목부 (컷아웃부 ; 62a) 가 형성되어 있다. 대개구 오목부 (62a) 는, 소개구 오목부 (61a) 의 개구보다 큰 개구를 가짐과 함께, 소개구 오목부 (61a) 보다 깊게 파여져 있다. 소개구 오목부 (61a) 및 대개구 오목부 (62a) 는, 예를 들어 방전가공에 의해 제 1 면 (60) 을 파들어감으로써 형성된다. 제 2 면 (63) 은 제 1 면 (60) 과 평행하고 제 1 면 (60) 의 반대측에 있다. 제 2 면 (63) 에는, 소자측 피봇 (58) 을 중심에 갖는 대개구 오목부 (62b) 와, 프레임측 피봇 (59) 을 중심에 갖는 소개구 오목부 (61b) 가 형성되어 있다. 소개구 오목부 (61b) 및 대개구 오목부 (62b) 는 소개구 오목부 (61a) 및 대개구 오목부 (62a) 와 각각 동일하다.
소개구 오목부 (61a, 61b) 의 깊이가 얕은데 비하여, 대개구 오목부 (62a, 62b) 의 깊이는 깊다. 소자측 피봇 (58) 은 제 1 면 (60) 의 근방에 형성되고, 프레임측 피봇 (59) 은 제 2 면 (63) 의 근방에 형성된다. 이 구조 때문에, 각 아암 (53a1, 53a2) 은, 프레임 부재 (41) 두께의 범위 내에서, 광학 소자 (37) 의 광축 (AX) 에 대하여 경사진 상태에서 배치된 강체와 등가이다.
도 11 에 나타내는 바와 같이, 각 아암 (53a1, 53a2) 에 있어서, 소자측 피봇 (58) 과 프레임측 피봇 (59) 을 연결하는 가상 직선이, 광축 (AX) 을 중심으로 하는 원의 접선을 포함하는 접평면 (제 1 평면 ; Pt) 내에 배치된다. 아암 (53a1) 의 가상 직선과 아암 (53a2) 의 가상 직선은, 광학 소자 (37) 의 광축 (AX) 을 포함하여, 접평면 (Pt) 과 직교하는 평면, 요컨대 광학 소자 (37) 의 직경 방향으로 연장되는 방사평면 (제 2 평면 ; Pr) 에 대하여 대략 대칭이다.
도 3a 에 나타내는 바와 같이, 레버 (54) 는, 제 1∼제 3 링크 기구 (53a, 53b, 53c) 의 사이에 배치되어 있고, 각각이 가늘고 긴 형상을 갖고 있다. 도 5 에 나타내는 바와 같이, 레버 (54) 의 제 1 단부에 있어서, 프레임 부재 (41) 의 내주측에 가까운 일부는, 프레임측 피봇 (59) 을 통해 각 아암 (53a1, 53a2) 의 제 2 단부에 회전 가능하게 연결되어 있다. 또한, 레버 (54) 의 제 1 단부에 있어서, 프레임 부재 (41) 의 외주측에 가까운 일부는, 지점 피봇 (66) 을 통해 아우터링 (52) 에 회전 가능하게 연결되어 있다. 지점 피봇 (66) 은, 프레임 부재 (41) 를 두께 방향으로 관통하는 한 쌍의 관통구멍 (67) 의 사이에 형성된다. 또한, 레버 (54) 는 한 쌍의 관통구멍 (67) 과, 각 관통구멍 (67) 으로부터 연장됨 과 함께 프레임 부재 (41) 를 두께 방향으로 관통하는 한 쌍의 슬릿 (68) 에 의해 구획된다. 또한, 지점 피봇 (66) 은, 그 지점 피봇 (66) 과 프레임측 피봇 (59) 을 연결하는 직선이 프레임측 피봇 (59) 과 소자측 피봇 (58) 을 연결하는 직선과 직교하도록 배치되어 있다.
도 8 에 나타내는 바와 같이, 레버 (54) 의 제 2 단부의 근방에는, 지지 링크 (55) 가 형성되어 있다. 지지 링크 (55) 는, 제 1 지지 링크 (69) 와 제 2 지지 링크 (70) 로 구성되어 있다. 제 1 및 제 2 지지 링크 (69, 70) 는, 프레임 부재 (41) 를 두께 방향으로 관통하는 한 쌍의 관통구멍 (71) 과, 각 관통구멍 (71) 으로부터 연장됨과 함께 프레임 부재 (41) 를 두께 방향으로 관통하는 한 쌍의 슬릿 (72) 에 의해 구획된다.
제 1 지지 링크 (69) 의 제 1 단부는, 선단측 지지 피봇 (73) 을 통해, 레버 (54) 의 제 2 단부의 근방에 회전 가능하게 연결되어 있다. 또한, 제 1 지지 링크 (69) 의 제 2 단부에 있어서, 중간 지지 피봇 (74) 을 통해, 제 2 지지 링크 (70) 의 제 1 단부에 회전 가능하게 연결되어 있다. 중간 지지 피봇 (74) 은 제 2 지지 링크 (70) 와 제 1 지지 링크 (69) 를 직각으로 연결한다. 선단측 지지 피봇 (73), 중간 지지 피봇 (74) 및 레버 (54) 의 지점 피봇 (66) 은 일직선 상에 배치된다.
제 2 지지 링크 (70) 의 제 2 단부는, 기단측 (基端側) 지지 피봇 (75) 을 통해, 프레임 부재 (41) 에 회전 가능하게 연결되어 있다. 기단측 지지 피봇 (75) 은, 선단측 지지 피봇 (73) 및 중간 지지 피봇 (74) 에 비하여 두껍다. 각 지지 피봇 (73, 74, 75) 은 관통구멍 (71) 사이에 형성된다.
도 3b 에 나타내는 바와 같이, 프레임 부재 (41) 의 제 1 면 (60) 에 있어서, 레버 (54) 의 제 2 단부의 근방에, 스프링 수용 오목부 (76) 가 형성되어 있다. 각 스프링 수용 오목부 (76) 내에는 한 쌍의 탄성지지 스프링 (77) 이 배치된다. 각 탄성지지 스프링 (77) 은, 레버 (54) 와 아우터링 (52) 사이에 놓여져 있고, 레버 (54) 의 제 2 단부를 아우터링 (52) 을 향하여 탄성지지시킨다. 또한, 프레임 부재 (41) 의 제 2 면 (63) 에도 스프링 수용 오목부 (76) 및 한 쌍의 탄성지지 스프링 (77) 을 배치해도 된다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 아우터링 (52) 의 체결부 (40) 에는, 다른 경통 모듈 (39a) 과 체결하기 위해 사용되는 복수의 볼트구멍 (80) 이 형성되어 있다. 프레임 부재 (41) 의 제 1 면 (60) 에는, 체결부 (40) 를 따라 연장되는 고리형 홈 (81) 이 형성되어 있다. 고리형 홈 (81) 에는, 복수의 경통 모듈 (39a) 이 적층된 상태로 경통 (39) 의 내부와 외부를 기밀하게 유지하기 위한 O 링 (도시 생략) 이 수용된다.
도 2 및 도 8 에 나타내는 바와 같이, 아우터링 (52) 의 측면에는, 탄성지지 스프링 (77) 의 탄성지지 방향과 거의 같은 방향으로 형성된 변위 모듈 장착 구멍 (83) 에, 변위 부재를 이루는 변위 모듈 (82) 이 수용되어 있다. 변위 모듈 (82) 은, 맞닿음부로서의 변위 로드 (84), 조정 와셔 (85), 조정 버튼 (86) 및, 조정 베이스판 (87) 을 구비한다. 조정 와셔 (85) 와 조정 버튼 (86) 중 적어도 하나가 변경부재로서 기능한다. 변위 모듈 장착 구멍 (83) 에는, 변위 로드 하우징 (89) 이 끼워 넣어져 있다. 변위 로드 (84) 는, 변위 로드 하우징 (89) 내에서 접동 (摺動) 가능하게 삽입되어 있다. 변위 로드 하우징 (89) 의 외면에 장착된 2개의 O 링 (88) 과, 변위 로드 (84) 와 변위 로드 하우징 (89) 사이의 O 링 (90) 에 의해, 프레임 부재 (41) 의 내부와 외부가 기밀하게 유지된다. 변위 로드 (84) 는, 양단면이 평평한 대략 원주 형상이다. 변위 로드 (84) 의 일단면은, 레버 (54) 의 제 2 단부의 근방에 스터드 볼트 (91) 를 통해 장착된 구면 보스 (92) 에 맞닿는다.
지지 볼트 (93) 가 조정 베이스판 (87) 의 중앙을 관통하여 나사 결합되어 있다. 지지 볼트 (93) 의 선단에 조정 와셔 (85) 및 조정 버튼 (86) 이 장착되어 있다. 조정 버튼 (86) 의 선단은 대략 구면 형상이다. 조정 베이스판 (87) 이 위치 결정핀 (94) 에 의해 프레임 부재 (41) 에 장착된 상태에서는, 조정 버튼 (86) 의 선단이 변위 로드 (84) 의 기단면에 맞닿는다.
조정 와셔 (85) 는, 두께가 1㎛ 단위로 다른 복수의 와셔로부터 선택된 하나이고, 조정 버튼 (86) 은, 높이가 0.1mm 단위로 다른 복수의 버튼으로부터 선택된 하나이다. 조정 와셔 (85) 의 두께와 조정 버튼 (86) 의 높이에 따라, 변위 로드 (84) 의 변위량은 변한다. 즉, 다른 두께의 조정 와셔 (85) 와 다른 높이의 조정 버튼 (86) 을 선택함으로써, 변위 로드 (84) 가 레버 (54) 에 가하는 변위력 (구동력 (F)) 을 변경할 수 있다. 변위력이란, 이미 장착되어 있는 조정 와셔 (85) 및 조정 버튼 (86) 을 별도의 조정 와셔 (85) 및 조정 버튼 (86) 으로 교환하였을 때에 발생되는 힘으로, 「구동력 (F)」이라 부른다. 또한, 조정 버튼 (86) 과 조정 와셔 (85) 는, 구동력 (F) 의 조조정 (粗調整) 과 미조정에 각각 사용된다.
도 8 에 나타내는 바와 같이, 아우터링 (52) 의 측면에 있어서, 변위 모듈 장착 구멍 (83) 에 인접하여 형성된 잭업 모듈 장착 구멍 (98) 에, 조정부재로서의 잭업 모듈 (97) 이 수용되어 있다. 잭업 모듈 (97) 은, 잭업 로드 (99), 잭업 하우징 (100), 및 위치 조정 나사 (101) 를 구비한다.
잭업 로드 (99) 는, 잭업 모듈 장착 구멍 (98) 내에 접동 가능하게 삽입통과되어 있다. 잭업 로드 (99) 와 잭업 모듈 장착 구멍 (98) 사이에 형성된 O 링 (102) 에 의해, 프레임 부재 (41) 의 내부와 외부가 기밀하게 유지된다. 잭업 로드 (99) 의 선단은 구면 형상이고, 타단은 평면 (이하, 기단면 (基端面)) 이다. 잭업 로드 (99) 가 레버 (54) 측으로 이동되었을 때에, 잭업 로드 (99) 의 선단은 레버 (54) 의 측면에 맞닿는다. 잭업 로드 (99) 의 기단면에는, 잭업 로드 (99) 의 길이축을 따라 연장되는 나사 구멍 (103) 이 형성되어 있다. 잭업 로드 (99) 의 타단에는, 잭업 모듈 장착 구멍 (98) 의 내주면에 걸어맞춰져 잭업 로드 (99) 의 회전을 저지하는 회전 중지부 (104) 가 형성되어 있다.
잭업 하우징 (100) 은, 잭업 로드 (99) 의 나사 구멍 (103) 에 나사결합되는 위치 조정 나사 (101) 를 유지하는 유지판 (105) 과, 위치 조정 나사 (101) 의 탈락을 저지하는 고정판 (106) 을 포함한다. 유지판 (105) 의 중앙부에는, 단차의 수용 구멍 (107) 이 형성되어 있다. 위치 조정 나사 (101) 는 유지판 (105) 에 회전 가능하게 삽입통과되고, 위치 조정 나사 (101) 의 헤드부 (101a) 는 수용 구멍 (107) 의 계단부 (108) 에 걸어맞춰진다. 또한, 위치 조정 나사 (101) 의 헤드부 (101a) 에는, 육각 렌치 등의 지그가 걸어맞춰지는 렌치 구멍 (101b) 이 형성되어 있다. 고정판 (106) 의 중앙부에 형성된 투과 구멍 (110) 은, 고정판 (106) 과 유지판 (105) 이 접합되어 볼트 (109) 에 의해 프레임 부재 (41) 에 고정된 상태에 있어서, 위치 조정 나사 (101) 의 렌치 구멍 (101b) 에 지그를 삽입하는 것을 허용한다. 투과 구멍 (110) 의 개구 직경은 위치 조정 나사 (101) 의 헤드부 (101a) 의 직경보다 작다. 고정판 (106) 을 유지판 (105) 에 접합한 상태로 프레임 부재 (41) 에 고정함으로써, 위치 조정 나사 (101) 의 탈락이 저지된다.
다음으로, 광학 소자 유지 장치 (38) 의 동작에 관해서, 도 9∼도 13 에 나타내는 모델에 따라 설명한다. 도 9 에는, 아암 (53a1, 53a2 , 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 이 6개의 강체축으로 표시되고, 이너링 (51), 아우터링 (52) 및 각 레버 (54) 가 단순한 형상으로 표시되어 있다. 도 10 은 도 9 의 제 1 링크 기구 (53a) 의 확대도이다.
도 9 에 나타내는 바와 같이, 각 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 은 이너링 (51) 에 대하여 회전 가능하게 연결되고, 또한, 레버 (54) 의 제 1 단부에 대하여 회전 가능하게 연결되어 있다. 또한, 레버 (54) 는 아우터링 (52) 에 회전 가능하게 연결되어 있다. 이것에 의해, 이너링 (51) 의 자세는 아우터링 (52) 에 대하여 6개의 자유도를 갖고 조정 가능하다. 바꿔 말하면, 이너링 (51) 은, 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 과 레버 (54) 에 의해, 아우터링 (52) 에 대하여 키네마틱 (kinematic) 하게 지지된다.
각 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 의 제 2 단부가 레버 (54) 에 연결된다. 변위 로드 (84) 를 변위 로드 하우징 (89) 내에서 변위시키면, 레버 (54) 가 변위되고, 그 변위는 이너링 (51) 에 전달되어, 백러시나 히스테리시스는 생기지 않는다. 6개의 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 의 협동작용에 의해, 이너링 (51) 의 자세가, 백러시나 히스테리시스를 발생시키지 않고 변화된다. 각 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 의 경사 각의 변화량에 따라, 이너링 (51) 의 자세는 변화한다. 또한, 각 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 의 경사각이 변화하더라도, 이너링 (51) 에 예측불능인 변형은 생기지 않는다. 따라서, 각 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 의 변위량으로부터 이너링 (51) 의 자세를 계산할 수 있다.
광학 소자 유지 장치 (38) 에서는, 광학 소자 (37) 가 지지부재 (42) 를 통해 이너링 (51) 에 유지된다. 이너링 (51) 의 자세를 조정함으로써, 광학 소자 (37) 의 자세가 조정된다. 광학 소자 (37) 에 예측불능인 변형을 생기게 하지 않기 위해서는, 이너링 (51) 의 자세를 변경할 때에, 이너링 (51) 에 변형을 생기게 하지 않는 것이 중요하다. 또한, 백러시나 히스테리시스를 수반하지 않고 이너링 (51) 의 자세를 조정할 수 있는 것은, 광학 소자 (37) 의 자세를 고정밀도로 조정하는 데에 있어서 불가결하다.
다음으로, 이너링 (51) 의 자세 조정에 관해서, 보다 구체적으로 설명한다. 도 11 에는, 이너링 (51) 및 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 이 모식적으로 나타나 있다. 도 12a 는 도 11 의 평면도이다.
도 12a 에 나타내는 바와 같이, 6개의 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 에 의해 구성되는 3개의 링크 기구 (53a, 53b, 53c) 는, 광학 소자 (37) 의 광축 (AX) 을 중심으로 하는 원 상에, 등각도 간격을 두고 배치된다. 도 11 에 나타내는 바와 같이, 아암 (53a1 과 53a2, 53b1 과 53b2, 53c1 과 53c2) 의 각 쌍은, 광축 (AX) 에 평행하고 또한 상기 원의 접선을 포함하는 접평면 (Pt) 상에 배치된다. 요컨대, 2개의 아암 (53a1 과 53a2, 53b1 과 53b2, 53c1 과 53c2) 은, 비틀림의 위치에 배치되는 일은 없고, 아암 (53a1 (53b1, 53c1)) 의 연장선과 아암 (53a2 (53b2, 53c2)) 의 연장선이, 관련되는 접평면 (Pt) 내에서 반드시 교차한다. 또한, 아암 (53a1 과 53a2, 53b1 과 53b2, 53c1 과 53c2) 의 각각은, 광축 (AX) 을 포함하고 또한 접평면 (Pt) 에 직교하는 방사평면 (Pr) 에 대하여 대칭이다.
도 11 에 나타내는 바와 같이, 2개의 아암 (53a1 과 53a2 (53b1 과 53b2, 53c1 과 53c2)) 의 프레임측 피봇 (59) 을 지나 광학 소자 (37) 의 광축 (AX) 에 직교하는 평면과, 접평면 (Pt) 과의 교선을, 구동 라인 (L1) 으로 규정하고 있다. 각 프레임측 피봇 (59) 이 구동 라인 (L1) 상을 이동함으로써, 이너링 (51) 은 변위한다.
도 11 에 나타내는 바와 같이, 제 1 링크 기구 (53a) 의 양 아암 (53a1, 53a2) 의 연장선의 교점을 제 1 가상 피봇 (PVa) 으로 한다. 제 2 링크 기구 (53b) 의 양 아암 (53b1, 53b2) 의 연장선의 교점을, 제 2 가상 피봇 (PVb) 으로 한다. 제 3 링크 기구 (53c) 의 양 아암 (53c1, 53c2) 의 연장선의 교점을, 제 3 가상 피봇 (PVc) 으로 한다. 그리고, 3개의 가상 피봇 (PVa, PVb, PVc) 을 포함하는 평면을, 피보탈 (pivotal) 평면 (Ppv) 으로 한다. 피보탈 평면 (Ppv) 은, 도 11 로부터 명확한 바와 같이 각 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 의 각 프레임측 피봇 (59) 에 변위를 주지 않은 상태 (기준 상태) 에서는, 광학 소자 (37) 의 광축 (AX) 에 직교한다. 피보탈 평면 (Ppv) 상에서, 3개의 가상 피봇 (PVa, PVb, PVc) 을 지나는 원의 중심을 관측점 (C) 으로 한다. 관측점 (C) 은, 기준 상태에서는, 광학 소자 (37) 의 광축 (AX) 상에 위치한다.
이하의 직교좌표계를 정의한다. 도 12a, 도 12b 의 파선은 기준 상태를 나타낸다. 기준 상태에 있어서의 관측점 (C) 의 위치를 원점으로 하여, 제 1 링크 기구 (53a) 에 대응하는 접평면 (Pt) 의 법선의 방향을 Y축으로 한다. 원점으로부터 접평면 (Pt) 을 향하는 방향을 정 (正) 의 방향으로 한다. X축은 피보탈 평면 (Ppv) 상에서 Y축에 직교한다. 광학 소자 (37) 의 광축 (AX) 을 Z축으로 한다. Z축에 있어서 상향을 정의 방향으로 한다.
아우터링 (52) 에 대한 이너링 (51) 의 자세 조정에 있어서의 6개의 자유도는, 직교좌표계에서, 각 축을 따른 평행 이동 (시프트 이동) 의 3개의 자유도, 각 축둘레의 회전의 3개의 자유도로 이루어진다. 또한, Z축 둘레의 회전은 피보탈 평면 (Ppv) 의 회전이지만, X축 둘레의 회전과 Y축 둘레의 회전은, 피보탈 평면 (Ppv) 의 틸트에 관련된다.
각 프레임측 피봇 (59) 이 변위되면, 이너링 (51) 의 자세가 변화되어, 관측점 (C) 이 변위된다. 각 축방향을 따른 관측점 (C) 의 변위성분을 (dx, dy, dz) 로 한다. 투영광학계 (35) 의 수차를 제어하기 위한 광학 소자 (37) 의 자 세 조정은, 매우 미소하게 각 광학 소자 (37) 를 변위시킴으로써 행하여진다. 이와 같이, 변위가 매우 미소한 경우에는, 이너링 (51) 의 자세변화는, X, Y, Z 의 각 축 둘레의 회전량 (dθx, dθy, dθz) 으로서 선형분해하여 생각할 수 있다. 각 좌표축 둘레의 회전에 있어서의 부호는, 각 좌표축의 정의 방향에 대하여 오른쪽나사의 법칙에 따르는 것으로 한다. 즉, 각 좌표축의 정의 방향을 보아 우회전 (시계 방향) 의 회전을 정으로 한다. 이상의 정의로부터, 이너링 (51) 의 자세 변화 벡터 ΔI 는, (1)식과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112005070611813-pct00001
첨자 T 는, 6×1 행렬을 1행에 기재하기 위해 전치 (轉置) 한 것을 나타내고 있다.
이에 대하여, 각 아암의 경사각의 변화에 따라 생기는 각 프레임측 피봇 (59) 의 변위는, 구동 라인 (L1) 을 따른 직선이동만이 가능하고, 그 자유도는 1 이다. 6개의 프레임측 피봇 (59) 의 변위량을 각각 δ1∼δ6 으로 정하면, 이너링 (51) 에 대한 입력 변위 벡터 (Δp) 는, (2)식과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112005070611813-pct00002
그리고, 전술한 바와 같이, 각 프레임측 피봇 (59) 에 주어진 변위가 직선적 으로, 백러시나 히스테리시스를 발생시키지 않고 이너링 (51) 에 전달되기 때문에, 입력 변위 벡터 (Δp) 에 대하여, 이너링 (51) 의 자세 변화 벡터 (ΔI) 가 1:1 로 대응한다. 이에 의해, 입력 변위 벡터 (Δp) 와 자세 변화 벡터 (ΔI) 의 관계를 일차변환으로 생각할 수 있고, 변환 행렬을 A (6×6행렬) 로 하면, 자세 변화 벡터 (ΔI) 는, (3)식으로 나타낼 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112005070611813-pct00003
변환행렬 (A) 는 (4)식으로 표시된다.
[수학식 4]
Figure 112005070611813-pct00004
R 은 Z축 둘레의 120°회전행렬, θ 는 각 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 과 구동 라인 (L1) 이 이루는 각의 각도를, r 은 광학 소자 (37) 의 광축 (AX) 을 중심으로 한 가상 피봇 (PVa, PVb, PVc) 의 배열 원의 반경이다. 또한, 각도 θ 및 120°회전 행렬 (R) 을 적절히 정하는 것에 의해, 이너링 (51) 의 자세 조정 정밀도, 분해능 및 가동 범위를 최적화할 수 있다.
변환 행렬 (A) 은, 기하학적 고찰에 의해 용이하게 정식화가 가능하고, 변환 행렬 (A) 에는 역행렬이 존재한다. 따라서, (3)식은 (7)식과 같이 변형이 가능하다.
[수학식 5]
Figure 112005070611813-pct00005
이와 같이, 광학 소자 유지 장치 (38) 에서는, 투영광학계 (35) 의 광학조정의 관점에서 결정되는 광학 소자 (37) 의 자세 변화 벡터 (ΔI) 를 달성하기 위한 각 프레임측 피봇 (59) 의 구동량, 요컨대 입력 변위 벡터 (Δp) 를 간단한 계산에 의해서 구할 수 있다.
다음으로, 각 프레임측 피봇 (59) 의 구동방법에 관해서 설명한다.
도 9 및 도 10 에 나타내는 바와 같이, 아우터링 (52) 의 내측에는, 각각 지점 피봇 (66) 을 통해, 6개의 레버 (54) 가 접속되어 있다. 각 레버 (54) 는, 광학 소자 (37) 의 광축 (AX) 과 직교하는 평면내에서, 관련되는 지점 피봇 (66) 을 지점으로 하여 회전가능하다. 각 레버 (54) 에 있어서, 지점 피봇 (66) 에 연결된 일단부에는, 프레임측 피봇 (59) 을 통해, 관련되는 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 이 연결되어 있다. 레버 (54) 는, 프레임측 피봇 (59) 이, 관련되는 접평면 (Pt) 내에서 변위되도록 배치되어 있다. 레버 (54) 의 길이방향에 있어서, 지점 피봇 (66) 에 연결된 일단부와는 다른 단부 (타단부, 프레임측 피봇 (59) 의 대각 (對角) 위치) 는, 레버 (54) 의 힘점 (力點 ; PF) 이 다. 힘점 (PF) 에 외부로부터 구동력 (F) 이 가해지면, 레버 (54) 는 지점 피봇 (66) 을 중심으로 회전한다.
도 10 에 나타내는 바와 같이, 레버 (54) 는, 사다리꼴과 등가인 기하학적 평면 형상을 갖고 있다. 지점 피봇 (66) 과 프레임측 피봇 (59) 사이의 경사변 (111) 은, 접평면 (Pt) 에 대하여 거의 직각이다. 레버 (54) 의 아우터링 (52) 측의 변 (112) 의 길이, 즉, 지점 피봇 (66) 과 힘점 (PF) 사이의 거리를 α, 경사변 (111) 의 길이를 β 로 한다. 힘점 (PF) 에 구동변위 (ΔL) 를 가하였을 때에, 프레임측 피봇 (59) 에 생기는 변위량 (δL) 은, β/α×ΔL 이 된다. 요컨대, 힘점 (PF) 에 가해진 구동변위 (ΔL) 는, 레버 (54) 의 형상에 의해, 항상 β/α 배로 축소되어 전달된다. 이와 같이, 외부로부터 가해지는 변위는 축소되어 각 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2), 그리고 이너링 (51) 에 전달되기 때문에, 광학 소자 (37) 의 고정밀도, 고분해능에서의 자세 조정이 가능하다. 레버 (54) 는, 구동력 (F) 에 의한 광학 소자 (37) 의 직경 방향의 변위를, 광학 소자 (37) 의 접선방향의 변위로 변환한다.
만약에 레버 (54) 가 지점 피봇 (66) 에 의해서만 아우터링 (52) 에 지지되면, 그 지지강성이 불충분해질 우려가 있다. 도 8 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 레버 (54) 는, 레버 (54) 의 길이방향에 있어서, 지점 피봇 (66) 에 연결된 일단부와는 반대측의 타단부가, 지지 링크 (55) 를 통해 아우터링 (52) 에 지지되어 있다. 이와 같이, 레버 (54) 는, 아우터링 (52) 에 대하여 양측 유지 상태로서, 충분한 강성으로 안정적으로 지지된다.
지지 링크 (55) 의 제 1 지지 링크 (69) 는, 지점 피봇 (66) 과 선단측 지지 피봇 (73) 을 연결하는 직선의 연장선 상에 배치되어 있다. 이 때문에, 힘점 (PF) 에 구동력 (F) 이 주어지고, 레버 (54) 의 일단부가 지점 피봇 (66) 을 중심으로 회전운동하는 경우, 지지 링크 (55) 의 변위에 의해, 레버 (54) 가 안정적으로 회전할 수 있다. 그리고, 제 2 지지 링크 (70) 를 아우터링 (52) 에 지지하는 기단측 지지 피봇 (75) 을, 지지 링크 (55) 의 다른 지지 피봇 (73, 74) 보다 두껍게 함으로써, 레버 (54) 의 회전성능에 영향을 미치게 하는 일없이, 레버 (54) 의 지지 강성을 더욱 향상시킬 수 있다.
다음으로, 광학 소자 (37) 의 자세를 조정하는 조작에 관해서 설명한다.
우선, 잭업 모듈 (97) 의 위치 조정 나사 (101) 의 렌치 구멍에 지그를 걸어맞춘다. 지그를 조작하여, 잭업 로드 (99) 의 선단이 레버 (54) 에 맞닿을 때까지 위치 조정 나사 (101) 를 회전시킨다. 그 후, 변위 모듈 (82) 에 있어서의 조정 베이스판 (87) 을 프레임 부재 (41) 로부터 떼어낸다. 이것 의해, 변위 로드 (84) 로부터 구면 보스 (92) 에 가해진 가압력이 소실되어, 레버 (54) 의 힘점 (PF) 의 구동변위 (ΔL) 가 해제된다. 이 때문에, 레버 (54) 는, 탄성지지 스프링 (77) 의 탄성지지력에 의해 아우터링 (52) 측으로 회전하려고 한다. 그러나, 레버 (54) 는 잭업 로드 (99) 와 맞닿아 있기 때문에, 레버 (54) 는 아우터링 (52) 의 내주면에 맞닿지 않고, 소정 위치에 배치된다.
이 상태로, 조정 베이스판 (87) 과 함께 조정 와셔 (85) 및 조정 버튼 (86) 을 프레임 부재 (41) 로부터 떼어낸다. 또, 조정 와셔 (85) 및 조정 버튼 (86) 을 뗀 상태라도, 변위 로드 (84) 는 변위 로드 하우징 (89) 을 통해, 변위 모듈 장착 구멍 (83) 내에 멈춰져 있다. 변위 로드 (84) 와 변위 로드 하우징 (89) 사이, 및 변위 로드 하우징 (89) 과 변위 모듈 장착 구멍 (83) 의 내주면과의 사이에는, 각각 O 링 (88, 90) 이 끼워져 있다. 이 때문에, 조정 와셔 (85) 및 조정 버튼 (86) 을 뗀 상태에 있어서도, 광학 소자 유지 장치 (38) 의 내외의 기밀성이 유지된다.
조정 와셔 (85) 및 조정 버튼 (86) 을 적절한 두께의 것으로 교환하여, 조정 베이스판 (87) 을 프레임 부재 (41) 에 장착한다. 조정 와셔 (85) 및 조정 버튼 (86) 의 두께에 따라, 변위 모듈 장착 구멍 (83) 에서의 변위 로드 (84) 의 위치가 변경된다. 변위 로드 (84) 의 변위에 의해, 구면 보스 (92) 의 위치가 변화되어, 레버 (54) 의 힘점 (PF) 에 대한 가압력이 변화하여, 레버 (54) 에 구동변위 (ΔL) 가 가해진다. 구동변위 (ΔL) 만큼 레버 (54) 가 회전함으로써, 각 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 의 각 프레임측 피봇 (59) 이 관련되는 구동 라인 (L1) 을 따라 변위된다.
이 때, 변위 모듈 (82) 에 의해 가해진 구동변위 (ΔL) 는, 소정 배율로 축소되어, 각 프레임측 피봇 (59) 에 전달된다. 각 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 의 변위는, 각 소자측 피봇 (58) 을 통해 이너링 (51) 에 있어서 합성된다. 이에 의해, 이너링 (51) 의 자세는, 예를 들어 도 12a 및 도 13 에 파선으로 나타내는 상면이 광학 소자 (37) 의 광축과 직교하는 평면 상에 있는 자세로부터, 실선으로 나타내는 상면이 광축 (AX) 에 대하여 기울어진 자세로 변경된다. 그리고, 이너링 (51) 의 자세변화에 따라, 광학소자 (37) 의 자세가 조정된다.
이너링 (51) 의 자세 변경을, 각 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 의 변위와 관련지어 간단히 설명한다.
예를 들어, 각 링크 기구 (53a, 53b, 53c) 에 있어서, 쌍을 이루는 각 아암 (53a1 와 53a2, 53b1 과 53b2, 53c1 과 53c2) 의 프레임측 피봇 (59) 을, 서로 접근하도록 동일한 변위량만큼 변위시키면, 이너링 (51) 은, 소자측 피봇 (58) 을 통해 광학 소자 (37) 의 광축 (AX) 을 따라 상방으로 평행이동된다. 반대로, 쌍을 이루는 각 아암 (53a1 과 53a2, 53b1 과 53b2, 53c1 과 53c2) 의 각 프레임측 피봇 (59) 을, 서로 이간 (離間) 되도록 동일한 변위량만큼 변위시키면, 이너링 (51) 은, 소자측 피봇 (58) 을 통해 광학 소자 (37) 의 광축방향 하방으로 평행이동된다. 또한, 쌍을 이루는 각 아암 (53a1 과 53a2, 53b1 과 53b2, 53c1 과 53c2) 의 각 프레임측 피봇 (59) 을, 함께 동일 방향으로 동일 변위량만큼 변위시키면, 이너링 (51) 은, 소자측 피봇 (58) 을 통해 광학 소자 (37) 의 광축 (AX) 과 직교하는 평면내에서 회전한다. 또한, 복수의 링크 기구 (53a, 53b, 53c) 에서, 각 프레임측 피봇 (59) 의 변위량을 다르게 한 것에 의해, 소자측 피봇 (58) 을 통해, 이너링 (51) 을 광학 소자 (37) 의 광축 (AX) 에 대하여 원하는 각도로 기울일 수 있다.
이와 같이, 6개의 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 의 각 프레임측 피봇 (59) 의 변위량을 각각 설정함으로써 광학 소자 (37) 를 임의의 자세로 조정할 수 있다. 각 프레임측 피봇 (59) 의 변위량은, 프레임측 피봇 (59) 에 레버 (54) 를 통해 걸어맞추는 변위 모듈 (82) 에 있어서 가해지는 구동변위 (ΔL) 에 따라 결정된다. 구동변위 (ΔL) 는, 변위 모듈 (82) 에 내포되는 조정 와셔 (85) 및 조정 버튼 (86) 의 두께를 변경함으로써, 용이하게 조정할 수 있다.
본 실시형태에 의하면, 이하의 이점이 얻어진다.
(1) 광학 소자 유지 장치 (38) 는, 프레임 부재 (41) 와, 프레임 부재 (41) 의 내측에 광학 소자 (37) 를 유지하는 지지부재 (42) 를 구비한다. 프레임 부재 (41) 와 지지부재 (42) 사이에, 프레임 부재 (41) 에 대하여, 지지부재 (42) 의 자세와 광학 소자 (37) 의 자세를 6개의 자유도를 갖고 조정 가능한 자세 조정 기구 (50) 가 형성되어 있다. 광학 소자 (37) 를 경통 (39) 내에 장착한 상태에서, 광학 소자 (37) 의 자세의 조정이 가능하다. 또한, 광학 소자 (37) 의 위치 결정을 용이하고 또한 정밀하게 실행할 수 있다. 경통 모듈 (39a) 을 적층하여 경통 (39) 을 형성할 때에도, 프레임 부재 (41) 의 체결부 (40) 의 면정밀도에 의하지 않고, 광학 소자 (37) 의 광학면을 양호한 상태로 조정할 수 있다. 또한, 프레임 부재 (41) 를 경통 내에 수용하는 경우에는, 프레임 부재 (41) 가 장착되는 경통의 내주면의 형상에 관계없이, 광학 소자 (37) 의 광학면을 양호한 상태로 유지할 수 있다. 광학 소자 (37) 를 경통 (39) 내에 수용한 상태에서, 각 광학 소자 (37) 의 상대위치를 미세하게 조정할 수 있다. 따라서, 광학 소자 유지 장치 (38) 는, 투영광학계 (35) 의 광학성능을 향상시킬 수 있다.
(2) 광학 소자 (37) 가 장착된 렌즈 프레임 (43) 을 유지하는 이너링 (51), 고정측의 아우터링 (52), 및 양 링 (51, 52) 사이에 배치되는 자세 조정 기구 (50) 가 하나의 구조체에 일체로 형성되어 있다. 이 때문에, 부품점수의 증대나 장치의 대형화를 초래하는 일없이, 광학 소자 (37) 의 자세 조정을 할 수 있다. 자세 조정 기구 (50) 가 하나의 구조체로 형성되어 있는 점에서, 그 작동시에 백러시나 히스테리시스를 발생시키는 일이 없다. 따라서, 광학 소자 유지 장치 (38) 는, 광학 소자 (37) 의 자세 조정을, 고정밀도로 실행할 수 있다.
(3) 자세 조정 기구 (50) 는 각각이 이너링 (51) 에 대하여 회전 가능하게 연결된 제 1 단부를 갖는 6개의 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 을 포함한다. 각 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 의 제 2 단부는 레버 (54) 의 회전에 의해 변위된다. 레버 (54) 에 구동력이 가해지면, 각 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 의 제 2 단부가 변위되어, 이 변위에 따라 광학 소자 (37) 의 자세가 조정된다. 6개의 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 을 각각 연동시킴으로써, 광학 소자 (37) 가 키네마틱하게 유지된다. 이에 의해, 광학 소자 (37) 의 자세를 자유롭게 또한 고정밀도로 조정할 수 있다.
(4) 6개의 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 이, 3개의 링크 기구 (53a, 53b, 53c) 를 형성한다. 각 링크 기구 (53a, 53b, 53c) 는, 광학 소자 (37) 의 광축 (AX) 를 중심으로 하는 원 상에 소정 간격으로, 또한 광축 (AX) 을 중심으로 하는 원의 접선을 포함하는 접평면 (Pt) 내에 배치되어 있다. 각 링크 기구 (53a, 53b, 53c) 의 2개의 아암 (53a1 과 53a2 (53b1 과 53b2, 53c1 과 53c2)) 은, 광축 (AX) 을 포함하고 또한 접평면 (Pt) 과 직교하는 방사평면 (Pr) 에 대하여 대략 대칭이다. 이 때문에, 간소한 구성을 갖고, 광학 소자 (37) 를 키네마틱하게 유지할 수 있다.
(5) 프레임 부재 (41) 는, 광학 소자 (37) 의 광축 (AX) 에 대하여 대략 직교하는 제 1 면 (60) 과, 제 1 면 (60) 과 대략 평행한 제 2 면 (63) 을 갖고 있다. 각 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 은, 소자측 피봇 (58) 과, 프레임측 피봇 (59) 을 구비하고 있다. 소자측 피봇 (58) 은, 제 1 면 (60) 으로부터 파내기 가공된 소개구 오목부 (61a) 에 의해 형성되고, 이너링 (51) 에 연결되어 있다. 프레임측 피봇 (59) 은, 제 2 면 (63) 으로부터 파내기 가공된 소개구 오목부 (61b) 에 의해 형성되어 있다. 이 때문에, 렌즈 프레임 (43) 을 유지하는 이너링 (51) 과, 이너링 (51) 을 키네마틱하게 유지하는 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 을, 용이하게 하나의 구조체 (프레임 부재 (41)) 에 형성할 수 있다.
(6) 자세 조정 기구 (50) 가 프레임 부재 (41) 에 형성되고, 구동력 (F) 에 의해 변위되는 변위 모듈 (82) 과, 제 1 단부가 아우터링 (52) 에 회전 가능하게 장착되고, 제 2 단부가 변위 모듈 (82) 에 걸어맞춰지는 레버 (54) 를 갖고 있다. 그리고, 각 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 의 제 2 단부가, 레버 (54) 에 회전 가능하게 연결되어 있다. 변위 모듈 (82) 을 변위시키는 것에 의해, 레버 (54) 가 아우터링 (52) 에 대하여 회전되고, 레버 (54) 의 회전에 의해 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 의 제 2 단부가 변위된다. 이에 의해, 변위 모듈 (82) 에 의해 주어진 변위를, 레버 (54) 를 통해 소정 변위로 변 환한 뒤에, 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 에 전달할 수 있다. 따라서, 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 에 있어서의 설계의 자유도를 향상시킬 수 있다.
(7) 레버 (54) 와 아우터링 (52) 의 장착부인 지점 피봇 (66) 이, 레버 (54) 의 두께 방향으로 연장되는 한 쌍의 관통구멍 (56) 의 사이에 형성된다. 이 때문에, 간단한 구성으로 레버 (54) 를 아우터링 (52) 에 대하여 회전 가능하게 연결할 수 있다.
(8) 변위 모듈 (82) 은, 레버 (54) 에 맞닿는 변위 로드 (84), 구동력 (F) 에 의해 레버 (54) 에 부여하는 변위량을 변경하는 조정 버튼 (86) 및 조정 와셔 (85) 를 갖고 있다. 이 때문에, 변위 모듈 (82) 로부터 가해지는 소정의 구동력 (F) 이, 변위 로드 (84) 를 통해 레버 (54) 에 전달된다. 그리고, 전달된 구동변위 (ΔL) 에 의해 레버 (54) 가 회전되고, 각 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 의 경사각이 변화함으로써, 이너링 (51) 의 자세를 조정할 수 있다. 레버 (54) 에 전달되는 구동변위 (ΔL) 를 조정 와셔 (85) 및 조정 버튼 (86) 에 의해 임의로 변경할 수 있기 때문에, 이너링 (51), 즉 광학 소자 (37) 의 자세를 고정밀도로 조정할 수 있다.
(9) 광학 소자 유지 장치 (38) 에서는, 프레임 부재 (41) 에 변위 모듈 (82) 이 형성되어 있다. 그리고, 프레임 부재 (41) 의 아우터링 (52) 과 이너링 (51) 사이에는, 레버 (54) 및 제 1∼제 3 링크 기구 (53a, 53b, 53c) 가 형성되어 있다. 이들 레버 (54) 및 제 1∼제 3 링크 기구 (53a, 53b, 53c) 는, 변위 모 듈 (82) 로부터의 변위량을 축소하고, 또한 변위 모듈 (82) 의 변위 방향에 대하여 교차하는 방향으로 변위된다.
이 때문에, 광학 소자 (37) 를 경통 (39) 내에 장착한 상태로, 광학 소자 (37) 를, 변위 모듈 (82) 의 변위에 의해, 레버 (54), 각 링크 기구 (53a, 53b, 53c) 및 이너링 (51) 을 통해, 임의의 자세로 조정할 수 있다. 이에 의해, 광학 소자 (37) 의 위치 결정을 용이하고 또한 정밀하게 실행할 수 있음과 함께, 프레임 부재 (41) 의 면정밀도에 의하지 않고, 광학 소자 (37) 의 광학면을 양호한 상태로 조정할 수 있다. 또한, 프레임 부재 (41) 를 경통 (39) 내에 수용하는 경우이더라도, 프레임 부재 (41) 가 장착되는 경통 (39) 의 내주면의 형상에 관계없이, 광학 소자 (37) 의 광학면을 양호한 상태로 조정할 수 있다.
변위 모듈 (82) 의 변위에 근거하는 구동력 (F) 은, 레버 (54) 및 각 링크 기구 (53a, 53b, 53c) 를 통해 축소되어 이너링 (51) 에 전달된다. 이 때문에, 광학 소자 (37) 가 원하는 자세로 되도록 미세하게 조정할 수 있다. 따라서, 광학 소자 (37) 를 경통 (39) 내에 수용한 상태에서, 각 광학 소자 (37) 의 상대위치를 미세하게 제어할 수 있다.
(10) 광학 소자 유지 장치 (38) 에서는, 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 의 제 1 단부가 이너링 (51) 에 회전 가능하게 장착되어 있다. 또한, 레버 (54) 는, 제 1 단부가 아우터링 (52) 에 회전 가능하게 장착되고, 또한 제 2 단부가 변위 모듈 (82) 에 걸어맞춰져 있다. 그리고 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 의 제 2 단부가, 레버 (54) 에 회전 가능하게 연결되어 있다. 이 때문에, 변위 모듈 (82) 의 변위에 의해 레버 (54) 에 가해지는 구동력 (F) 을, 레버 (54) 의 회전에 의해 방향을 변환하면서, 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 을 통해 이너링 (51) 에 전달할 수 있다. 그리고, 구동력 (F) 에 의해 광학 소자 (37) 의 자세를 조정할 때에, 구동력 (F) 의 전달구성에 있어서의 설계의 자유도를 증대시킬 수 있다. 구동력 (F) 의 전달구성은 간소한 것이다.
(11) 변위 모듈 (82) 의 변위에 의해 레버 (54) 의 제 2 단부에 광학 소자 (37) 의 직경 방향의 구동력 (F) 을 부여한다. 그리고, 변위 모듈 (82) 로부터의 구동변위 (ΔL) 에 의해, 레버 (54) 를 통해 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 의 프레임측 피봇 (59) 이, 광학 소자 (37) 의 접평면 (Pt) 내에서 이동한다. 이와 같이, 구동력 (F) 을 레버 (54) 에 대하여 광학 소자 (37) 의 직경 방향으로부터 가함으로써, 프레임 부재 (41) 내에 구동력 (F) 을 가하기 위한 개구부 (여기서는 변위 모듈 장착 구멍 (83)) 의 개구 면적을, 구동력을 광학 소자 (37) 의 둘레방향에 가하는 경우에 비교하여 작게 할 수 있다. 이 때문에, 구동력 (F) 을 전달하기 위한 변위 로드 (84) 및 변위 모듈 (82) 주위의 기밀성을 얻기 위한 시일 구성의 간소화를 꾀할 수 있다. 그리고, 변위 모듈 (82) 주위의 설계의 자유도를 향상시킬 수 있다.
(12) 렌즈 프레임 (43) 을 유지하는 이너링 (51) 이, 프레임 부재 (41) 의 내측에 형성되어 있다. 그리고, 아우터링 (52), 이너링 (51), 이너링 (51) 으로 변위 모듈 (82) 의 변위를 전달하는 레버 (54) 및 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 이 프레임 부재 (41) 에 일체로 형성되어 있다. 이 때문에, 부품점수는 증대하지 않고, 광학 소자 유지 장치 (38) 는 대형화되지 않고, 게다가, (1)∼(10) 의 효과가 얻어진다. 특히, 아우터링 (52), 이너링 (51), 레버 (54), 및 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 이, 하나의 구조체에 형성되어 있는 것에 의해, 변위 모듈 (82) 의 변위가, 백러시나 히스테리시스를 발생시키지 않고, 이너링 (51) 에 전달된다. 이에 의해, 광학 소자 (37) 의 자세를 정밀하게 제어할 수 있다.
(13) 이너링 (51) 의 상면이, 아우터링 (52) 의 제 1 면과 대략 동일 평면 내에 배치되어 있다. 이 때문에, 광학 소자 유지 장치 (38) 의 경통 모듈 (39a) 을 적층하여 경통 (39) 을 구성시켰을 때에 있어서의 광학 소자 (37) 의 광축방향으로의 대형화를 억제할 수 있어, 노광 장치 (31) 의 대형화를 억제할 수 있다.
(14) 광학 소자 유지 장치 (38) 는, 레버 (54) 를 아우터링 (52) 측으로 탄성지지하는 탄성지지 스프링 (77) 과, 탄성지지 스프링 (77) 의 탄성지지력을 조정하는 잭업 모듈 (97) 을 갖고 있다. 이 때문에, 변위 모듈 (82) 의 변위의 전달에 의한 구동력 (F) 이 해제된 상태에 있어서, 탄성지지 스프링 (77) 의 탄성지지력에 의해 레버 (54) 가 아우터링 (52) 측으로 변위된다. 그리고, 잭업 모듈 (97) 에 의해, 탄성지지 스프링 (77) 의 탄성지지력을 조정함으로써, 레버 (54) 를 변위 모듈 (82) 로부터의 구동력 (F) 이 해제된 상태에서 소정의 위치에 유지해 둘 수 있다. 이 때문에, 레버 (54) 를 변위 모듈 (82) 로부터의 구동력이 해제된 상태에서 소정 위치에 유지하여 놓을 수 있다.
잭업 모듈 (97) 을 사용하지 않고, 변위 모듈 (82) 로부터 다시 구동력 (F) 을 레버 (54) 에 대하여 부여하고자 하는 경우, 다음과 같은 것이 우려된다. 즉, 변위 모듈 (82) 로부터의 구동력 (F) 이 해제된 상태 (본 실시형태에서는 조정 베이스판 (87) 이 떼어진 상태) 에 있어서도, 변위 모듈 (82) 내의 조정 와셔 (85), 조정 버튼 (86), 변위 로드 (84) 및 레버 (54) 측의 구면 보스 (92) 사이에 탄성지지 스프링 (77) 의 탄성지지력이 작용한다. 레버 (54) 는, 탄성지지 스프링 (77) 의 탄성지지력에 의해 아우터링 (52) 측에 맞닿아진 상태로 된다. 이 상태로, 조정 와셔 (85) 및 조정 버튼 (86) 을 이미 장착되어 있는 것으로부터 별도의 것으로 교환한다. 그리고, 다시 레버 (54) 에 구동력 (F) 을 가하기 위해, 탄성지지 스프링 (77) 의 탄성지지력에 저항하여, 조정 베이스판 (87) 을 프레임 부재 (41) 에 장착하면, 조정 와셔 (85), 조정 버튼 (86), 변위 로드 (84) 및 구면 보스 (92) 가 서로 꽉 누르는 상태에서 슬라이딩한다. 이 때문에, 이들 조정 와셔 (85), 조정 버튼 (86), 변위 로드 (84) 및 구면 보스 (92) 의 접촉면에 미소한 변형이 생길 우려가 있다.
이에 대하여, 광학 소자 유지 장치 (38) 를 사용하면, 다음과 같은 순서로 레버 (54) 에 대한 구동력 (F) 의 복귀작업을 한다. 즉, 잭업 모듈 (97) 을 사용하여 레버 (54) 를 소정 위치에 유지한 상태에서, 조정 와셔 (85) 및 조정 버튼 (86) 의 교환과, 조정 베이스판 (87) 을 장착한다. 그리고, 잭업 모듈 (97) 에 의한 레버 (54) 의 유지를 해제하여, 탄성지지 스프링 (77) 의 탄성지지력에 의해 레버 (54) 측의 구면 보스 (92) 와 변위 모듈 (82) 의 변위 로드 (84) 를 맞닿게 한다. 이와 같이 함으로써, 레버 (54) 에 대한 구동력 (F) 의 조정에 수반되어, 변위 모듈 (82) 내의 조정 와셔 (85), 조정 버튼 (86), 변위 로드 (84) 및 레버 (54) 측의 구면 보스 (92) 의 접촉면이 영향을 받는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 레버 (54) 에 가해지는 구동변위 (ΔL) 를 보다 정확하게 설정할 수 있어, 광학 소자 (37) 자세의 제어정밀도를 향상시킬 수 있다.
일련의 구동력 (F) 의 조정작업을, 탄성지지 스프링 (77) 의 탄성지지력을 해제한 상태에서 실행할 수 있기 때문에, 조정 베이스판 (87) 의 탈착이 용이한 것으로 되어, 변위 모듈 (82) 에 있어서의 구동력 (F) 의 조정작업을 용이하게 실행할 수 있다.
(15) 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 이, 광학 소자 (37) 의 광축 (AX) 에 대하여 경사져 형성되어 있다. 이 때문에, 광학 소자 (37) 를, 간단한 구성으로, 광학 소자 (37) 의 광축 (AX) 과 직교하는 면내에만 그치지 않고, 광축 (AX) 과 소정 각도를 갖고 교차하는 면 상으로도 변위시킬 수 있다. 따라서, 간단한 구성으로, 광학 소자 (37) 를 임의의 자세로 조정할 수 있어, 광학 소자 (37) 의 변위의 자유도를 늘릴 수 있다.
(16) 프레임 부재 (41) 의 제 2 면 (63) 측에는, 소자측 피봇 (58) 을 중심으로 하도록, 제 1 면 (60) 측의 소개구 오목부 (61a) 보다도 큰 개구 면적을 갖는 대개구 오목부 (62b) 가 형성되어 있다. 또한, 프레임 부재 (41) 에 있어서, 프레임측 피봇 (59) 을 중심으로 하도록, 제 1 면 (60) 측에는 대개구 오목부 (62a) 가, 제 2 면 (63) 측에는 소개구 오목부 (61b) 가 개구되어 있다. 이에 의해, 소자측 피봇 (58) 및 프레임측 피봇 (59) 에 있어서의 대개구 오목부 (62a, 62b) 의 저면에 대응하는 부분이 계단부를 갖지 않고 형성되기 때문에, 각 피봇 (58, 59) 의 근방에 있어서의 강성의 지나친 저하를 억제할 수 있다.
(17) 레버 (54) 가, 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 에 연결되는 프레임측 피봇 (59) 의 변위 방향을 규제하는 역할도 하고 있다. 따라서, 프레임측 피봇 (59) 을, 항상 소정 방향으로 변위시킬 수 있어, 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 을 안정적으로 변위시킬 수 있다.
(18) 각 레버 (54) 는 가늘고 긴 형상을 갖고, 제 1 단부에 있어서의 일방의 모서리부에서 지점 피봇 (66) 을 통해 아우터링 (52) 에 대하여 회전 가능하게 장착되고, 타방의 모서리부의 근방에서 프레임측 피봇 (59) 을 통해 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 의 제 1 단부에 대하여 회전 가능하게 연결되어 있다. 레버 (54) 의 제 2 단부가, 아우터링 (52) 과의 장착부를 이루는 지점 피봇 (66) 을 중심으로 하여 회전 운동 가능하게 형성되어 있다. 따라서, 제 2 단부에 있어서의 구동력 (F) 이 가해지는 힘점 (PF) 과 지점 피봇 (66) 의 거리 α 와, 지점 피봇 (66) 과 프레임측 피봇 (59) 의 거리 β의 비에 따라, 변위 모듈 (82) 로부터 가해져 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 에 전달되는 구동력 (F) 을 축소할 수 있다. 그리고, 레버 (54) 는, 간단한 구성이다.
(19) 광학 소자 유지 장치 (38) 는, 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 과 레버 (54) 를 갖고 있다. 그리고, 각 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 의 축선과, 레버 (54) 에 있어서의 지점 피봇 (66) 과 프레임측 피봇 (59) 과의 사이의 사변부 (斜邊部; 112) 가, 거의 직교하도록 배치되어 있다. 이 때문에, 레버 (54) 의 회전에 의해, 각 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 을, 광학 소자 (37) 의 광축 (AX) 을 중심으로 하는 원의 접평면 (Pt) 상에서 변위시킬 수 있다. 따라서, 레버 (54) 의 제 2 단부에 있어서 광학 소자 (37) 의 지름 방향으로 가해진 구동변위 (ΔL) 를, 간단한 구성으로 광학 소자 (37) 의 접선방향의 변위로 변환할 수 있다.
(20) 레버 (54) 에 있어서의 지점 피봇 (66) 을 통해 아우터링 (52) 에 연결되는 제 1 단부와는 반대측의 제 2 단부가, 광학 소자 (37) 의 광축방향으로 소정 두께를 갖는 L 자 형상의 지지 링크 (55) 를 통해 아우터링 (52) 에 지지되어 있다. 이 때문에, 레버 (54) 를 그 양단부에서 아우터링 (52) 으로 지지할 수 있어, 레버 (54) 의 광학 소자 (37) 의 광축방향에서의 지지강성이 높아질 수 있다. 이에 의해, 레버 (54) 의 회전동작을 보다 안정하게 할 수 있다.
(21) 지지 링크 (55) 가, 레버 (54) 에 있어서의 지점 피봇 (66) 과 선단측 지지 피봇 (73) 을 연결하는 직선의 연장선 상에 배치되는 제 1 지지 링크 (69) 와, 제 1 지지 링크 (69) 에 대하여 직교하도록 배치된 제 2 지지 링크 (70) 로 이루어져 있다. 레버 (54) 가 회전되면, 지지 링크 (55) 측에서는, 주로 제 1 지지 링크 (69) 가 선단측 지지 피봇 (73) 과 중간 지지 피봇 (74) 사이에서 변위된다. 그리고, 아우터링 (52) 에 연결되는 제 2 지지 링크 (70) 는, 제 1 지지 링크 (69) 의 변위에 수반되는 코사인 오차를 흡수한다. 이 코사인 오차는 제 2 지지 링 크 (70) 가 약간 변위됨으로써 흡수할 수 있는 정도로 작은 것이다. 이 때문에, 제 2 지지 링크 (70) 에 있어서의 레버 (54) 의 변위에 수반되는 변위량을 작게 설정할 수 있어, 고정상태로 비가동의 아우터링 (52) 에 대한 제 2 지지 링크 (70) 의 상대변위량을 작게 할 수 있다. 따라서, 아우터링 (52) 과 제 2 지지 링크 (70) 사이의 기단측 지지 피봇 (75) 에 있어서, 레버 (54) 의 회전에 의해 생기는 변형량을 작게 할 수 있다.
(22) 지지 링크 (55) 에 있어서의 제 1 지지 링크 (69) 의 양단의 선단측 지지 피봇 (73) 및 중간 지지 피봇 (74) 보다도, 제 2 지지 링크 (70) 와 아우터링 (52) 사이의 기단측 지지 피봇 (75) 이 두껍다. 이 때문에, 레버 (54) 를 보다 높은 강성을 갖고 아우터링 (52) 에 지지할 수 있다. 특히, (21) 에 기재한 구성 하에서는, 기단측 지지 피봇 (75) 의 두께를 크게 하였다고 해도, 제 2 지지 링크 (70) 자체의 변위량이 작기 때문에, 제 1 지지 링크 (69) 및 레버 (54) 의 변위에 지장을 초래하는 일은 없다. 반대로, 레버 (54) 의 회전 동작을, 더욱 안정된 것으로 할 수 있다.
(23) 변위 모듈 (82) 에 있어서의 조정 베이스판 (87), 조정 와셔 (85) 및 조정 버튼 (86) 이, 프레임 부재 (41) 에 대하여 착탈 가능하게 장착되어 있다. 이 때문에, 변위 모듈 (82) 에 의해 구동력 (F) 을 변경할 때에, 변위 모듈 (82) 의 일부를 프레임 부재 (41) 로부터 뗀 상태에서 작업할 수 있어, 작업성의 향상을 꾀할 수 있다.
(24) 경통 (39) 의 광학 소자 (37) 는, (1)∼(23) 에 기재된 뛰어난 효과를 갖는 광학 소자 유지 장치 (38) 에 의해 유지된다. 이 때문에, 경통 (39) 내에 유지한 광학 소자 (37) 의 자세를 미세하게 제어할 수 있어, 광학 소자 (37) 를 포함하는 투영광학계 (35) 의 결상성능을 향상시킬 수 있다. 이에 의해, 레티클 (Rt) 상의 패턴의 이미지를, 웨이퍼 (W) 상에 보다 고정밀도로 전사 노광할 수 있어, 노광 장치 (31) 의 노광 정밀도를 향상시킬 수 있다.
(변경예)
본 발명의 실시형태는 아래와 같이 변경해도 된다.
일 실시형태에서는, 각 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 이, 광학 소자 (37) 의 광축 (AX) 을 중심으로 하는 원의 접평면 (Pt) 상에 배치되고, 프레임측 피봇 (59) 의 구동 라인 (L1) 이 접평면 (Pt) 상에 설정되어 있다. 이에 대하여, 각 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 을, 접평면 (Pt) 으로부터 벗어난 위치에 배치해도 된다.
특히, 프레임 부재 (41) 의 외경에 대해 소직경의 광학 소자를 유지하는 경우에는, 접평면 (Pt) 에서의 제 1 면 (60) 측 또는 제 2 면 (63) 측을 광학 소자 (37) 의 광축 (AX) 에 접근시킴으로써 경사진 평면 상에 배치해도 된다. 이와 같이 구성함으로써, 소직경의 광학 소자 (37) 를 유지하는 경우에, 대형의 렌즈 프레임 (43) 을 사용하지 않고, 소형의 렌즈 프레임 (43) 으로 광학 소자 (37) 를 유지할 수 있다. 이 결과, 구동되는 광학 소자 (37) 주위의 중량의 증대를 피할 수 있어, 광학 소자 (37) 의 자세 조정이 용이한 것으로 된다.
프레임측 피봇 (59) 의 구동 라인 (L1) 이, 접평면 (Pt) 상에서 벗어나도 된다. 각 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 이 2개로 쌍을 이루지 않고, 적어도 하나가 다른 아암과 독립하여 배치되어도 된다.
일 실시형태에서는, 각 링크 기구 (53a, 53b, 53c) 의 2개의 아암 (53a1 과 53a2 (53b1 과 53b2, 53c1 과 53c2)) 이 방사평면 (Pr) 에 대하여 대칭이다. 이에 대하여, 2개의 아암 (53a1 과 53a2 (53b1 과 53b2, 53c1 과 53c2)) 은, 방사평면 (Pr) 에 대하여 비대칭이어도 된다.
각 링크 기구 (53a, 53b, 53c) 는 광학 소자 (37) 의 광축 (AX) 을 중심으로한 원 상에 등각도 간격으로 배치되지 않아도 된다. 요컨대, 광학 소자 유지 장치 (38) 가, 유지하는 광학 소자 (37) 의 자세를 6자유도를 갖고 조정할 수 있는 기구를 가지고 있으면 된다. 보다 구체적으로는, 고정부측의 프레임 부재 (41) 와, 광학 소자 (37) 를 지지하는 지지부재 (42) 에 대하여 회전 가능하게 연결되는 6개의 아암을 구비하고, 6개의 아암을 각 아암의 연장선이 1점에서 교차하지 않도록 배치한 광학 소자 유지 장치이면 된다.
실시형태에서는, 각 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 의 양단의 소자측 피봇 (58) 과 프레임측 피봇 (59) 을 연결하는 직선과, 레버 (54) 의 일단의 프레임측 피봇 (59) 과 지점 피봇 (66) 을 연결하는 직선인 2개의 직선을 규정하고 있다. 그리고, 이들 2개의 직선이 직교하도록, 소자측 피봇 (58), 프레임측 피봇 (59), 및 지점 피봇 (66) 이 배치되어 있다. 이에 대하여, 2개의 직선이 직교하지 않도록, 각 피봇 (58, 59, 66) 을 배치해도 된다. 2개의 직선이 직교하지 않는 배치로 하였을 때에는, 2개의 직선이 이루는 각이 직각으로부터 벗 어남에 따라, 레버 (54) 의 힘점 (PF) 에 가해지는 구동력 (F) 을 더욱 축소하여, 각 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 에 전달시킬 수 있다.
실시형태에서는, 변위 모듈 (82) 에 있어서의 구동력 (F) 의 조정을, 복수의 조정 와셔 (85) 및 조정 버튼 (86) 중에서 적절히 선택하여 교환함으로써, 변위 로드 (84) 를 변위시킴으로써 실행하고 있다. 이에 대하여, 변위 모듈 (82) 내에, 예를 들어 마이크로미터를 장비 (裝備) 하여, 그 마이크로미터의 진퇴에 의해 변위 로드 (84) 를 변위시키는 구성으로 해도 된다. 이와 같이 한 경우, 구동력 (F) 의 조정 작업이 용이한 것으로 됨과 함께, 미조정도 용이하다.
도 14 에 나타내는 바와 같이, 변위 모듈 (121) 내에, 피에조 소자 (122) 와 같은 액츄에이터를 장비하여, 피에조 소자 (122) 의 구동에 의해 변위 로드 (84) 를 변위시켜도 된다. 원격 조작 가능한 피에조 소자 (122) 를 사용하면, 광학 소자 (37) 의 자세를 떨어진 위치에서 제어할 수 있다. 또한, 예를 들어 노광 장치 (31) 의 가동 중에 얻어지는 수차정보, 광학 소자 (37) 의 조사 이력, 노광 장치 (31) 가 배치되는 환경 조건의 변화, 조명조건 등의 노광조건의 변화 등에 기인하여 생성된 제어신호에 따라, 광학 소자 (37) 의 자세를 제어하면, 수차의 보정을 보다 미세하게 또한 실시간으로 실행할 수 있다. 이에 의해, 노광 장치 (31) 에 있어서의 노광 정밀도의 향상과, 다운 타임의 단축에 의한 작업처리량의 향상을 꾀할 수 있다. 피에조 소자 (122) 대신에, 유체압 액츄에이터를 사용해도 된다.
광학 소자 (37) 의 자세를 검출하는 센서를 형성해도 된다. 이와 같이 한 경우, 광학 소자 (37) 의 보다 정확한 자세 제어가 가능하다. 특히, 경통 (39) 내의 기밀성을 확보할 필요가 있는 경우에는, 프레임 부재 (41) 의 외주면 상에 광학창을 형성하여, 그 광학창을 통해 광학 소자 (37) 또는 렌즈 프레임 (43) 에 장착한 스케일을, 경통 (39) 외에 배치한 헤드로 판독하는 광학인코더식, 또는, 정전용량식 등의 센서가 바람직하다. 이 경우, 센서에 접속되는 코드나 센서의 기판 등을 경통 (39) 내에 배치할 필요가 없어져, 경통 (39) 내를 청정하게 유지할 수 있다.
체결부 (40) 의 접합면이 고정밀도로 가공 및 마무리 가능한 경우, O 링을 생략하여, 2개의 프레임 부재 (41) 의 체결부 (40) 를 직접 체결해도 된다.
체결부 (40) 의 접합면 사이에 개스킷을 장착함과 함께, 체결부 (40) 의 접합부분을 커버로 덮고, 그 커버와 체결부 (40) 의 외주면과의 사이에 O 링을 배치해도 된다.
변형되기 쉬운 중공 (中空) 구조의 O 링을 끼워 경통 모듈 (39a) 을 겹쳐 쌓으면, 경통 모듈 (39a) 의 심내기 작업을 용이하게 실행할 수 있다.
실시형태에 있어서, 렌즈 프레임 (43) 을 생략하여, 아암 (53a1, 53a2, 53b1, 53b2, 53c1, 53c2) 의 제 1 단부를, 소자측 피봇 (58) 을 통해 지지부재 (42) 에 직접 연결해도 된다.
제 1 지지 링크 (69) 와 제 2 지지 링크 (70) 는, 90도보다 작은 각도나 90도보다 큰 각도로 교차해도 된다. 또, 지지 링크 (55) 를 생략해도 된다. 또, 지지 링크 (55) 대신에, 예를 들어 L 자 형상의 판스프링을 형성해도 된다. 이 경우, 판스프링은, 프레임 부재 (41) 와 동일하게 구조물에 와이어 커트 및 방전가공에 의해 구획형성해도 된다. 또한, 실시형태에서는, 제 1 지지 링크 (69) 를, 레버 (54) 양단의 지점 피봇 (66) 과 선단측 지지 피봇 (73) 을 연결하는 직선의 연장선 상에 연장되도록 형성하였지만, 제 1 지지 링크 (69) 를 직선의 연장선으로부터 벗어나도록 배치해도 된다.
실시형태에서는, 변위 모듈 (82) 에 있어서의 변위 로드 (84) 의 외주면과 변위 로드 하우징 (89) 과의 사이, 및 변위 로드 하우징 (89) 의 외주면과 변위 모듈 장착 구멍 (83) 의 내주면과의 사이에 O 링 (90, 88) 이 장착되어 있다. O 링 (90, 88) 대신에, 예를 들어 자성 유체 시일을 사용해도 된다. 이와 같이 한 경우, 히스테리시스 요소가 배제되기 때문에, 노광 장치 (31) 의 동작중에 광학 소자 (37) 의 자세를 제어하는 구성에 있어서, 특히 유효하다.
실시형태에서는, 변위 로드 (84) 를 변위 로드 하우징 (89) 내에 수용한 상태로 프레임 부재 (41) 의 변위 모듈 장착 구멍 (83) 내에 수용하였지만, 변위 로드 하우징 (89) 을 생략하고, 변위 로드 (84) 를 직접 변위 모듈 장착 구멍 (83) 내에 장착해도 된다.
실시형태에서는, 변위 로드 (84) 의 광학 소자 (37) 의 직경 방향으로의 이동 (병진운동) 에 의해, 레버 (54) 에 구동력 (F) 을 부여하는 구성으로 하였다. 이에 대하여, 예를 들어 변위 로드 (84) 를, 회전시키는 것, 또는 광축방향 또는 그 밖의 방향으로 이동시키는 것, 또는 프레임 부재 (41) 의 둘레방향으로 회전 운동시킴으로써, 레버 (54) 에 구동력을 부여하는 구성으로 해도 된다.
실시형태에서는, 소자측 피봇 (58) 이 제 1 면 (60) 으로부터의 소개구 오목부 (61a) 와, 제 2 면 (63) 으로부터의 대개구 오목부 (62b) 에 의해 구획된다. 또한, 프레임측 피봇 (59) 이 제 2 면 (63) 으로부터의 소개구 오목부 (61b) 와, 제 1 면 (60) 으로부터의 대개구 오목부 (62a) 에 의해 구획된다. 이에 대하여, 소자측 피봇 (58) 및 프레임측 피봇 (59) 중 적어도 일방은, 소개구 오목부 (61a, 61b) 와, 대개구 오목부 (62a, 62b) 의 저부에 형성되는 별도의 소개구 오목부에 의해 구획되어도 된다. 이 경우, 프레임 부재 (41) 의 제 1 면 (60) 또는 제 2 면 (63) 으로부터 파내는 양이 커지는 측의 오목부에서는, 소정 깊이까지 절삭가공에 의해 대개구 오목부 (62a, 62b) 를 형성한다. 그리고, 그 저부로부터 방전가공에 의해 별도의 소개구 오목부 (61a, 61b) 를 형성함으로써, 각 피봇 (58, 59) 의 양측에 소개구 오목부 (61a, 61b) 를 용이하게 형성할 수 있다. 이 때문에, 각 피봇 (58, 59) 의 양측에 소개구 오목부 (61a, 61b) 를 형성하는 경우이더라도, 가공시간의 단축을 꾀할 수 있다.
이와 같이 구성한 경우, 각 피봇 (58, 59) 에 있어서의 목부의 양측의 한 쌍의 소개구 오목부 (61a, 61b) 를 동일한 파내기 가공으로 형성함으로써, 각 피봇 (58, 59) 에 예측불능인 변형이 남는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 광학 소자 유지 장치 (38) 에 있어서의 광학 소자 (37) 의 자세제어의 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다.
실시형태에서는, 광학 소자 (37) 로서 렌즈가 예시되어 있지만, 광학 소자 (37) 는 평행평판, 미러, 하프 미러 등의 다른 광학 소자이어도 된다.
본 발명의 광학 소자 유지 장치 (38) 는, 실시형태의 노광 장치 (31) 의 투영광학계 (35) 에 있어서의 가로로 놓는 타입의 광학 소자 (37) 의 유지 구성에 한정되지 않고, 예를 들어 노광 장치 (31) 의 조명광학계 (33) 에 있어서의 광학 소자의 유지 구성, 세로로 놓는 타입의 광학 소자 (37) 의 유지 구성으로 구체화해도 된다. 또한, 다른 광학기계, 예를 들어 현미경, 간섭계 등의 광학계에서의 광학 소자의 유지 구성으로 구체화해도 된다.
노광 장치로서, 투영광학계를 사용하는 일없이, 마스크와 기판을 밀접시켜 마스크의 패턴을 노광하는 컨택트 노광 장치, 마스크와 기판을 근접시켜 마스크의 패턴을 노광하는 프록시미티 노광 장치의 광학계에도 적용할 수 있다. 또한, 투영광학계로서는, 전굴절 타입에 한정하지 않고, 반사 굴절 타입이어도 된다.
또한, 본 발명의 노광 장치는, 축소노광형의 노광 장치에 한정되지 않고, 예를 들어 등배 노광형, 확대 노광형의 노광 장치이어도 된다.
반도체 소자 등의 마이크로디바이스 뿐만 아니라, 광노광 장치, EUV 노광 장치, X 선 노광 장치, 및 전자선 노광 장치 등에서 사용되는 레티클 또는 마스크를 제조하기 위해, 마더 (mother) 레티클로부터 유리기판이나 규소웨이퍼 등으로 회로 패턴을 전사하는 노광 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다. DUV (심자외 ; deep ultraviolet) 나 VUV (진공자외) 광 등을 사용하는 노광 장치에서는 일반적으로 투과형 레티클이 사용되고, 레티클 기판으로서는, 석영유리, 불소가 도핑된 석영유리, 형석, 불화마그네슘, 또는 수정 등이 사용된다. 또한, 프록시미티 방식의 X선 노광 장치나 전자선 노광 장치 등에서는, 투과형 마스크 (스텐실 마스크, 멤브레인 마스크) 가 사용되고, 마스크 기판으로서는 규소웨이퍼 등이 사용된다. 물론, 반도체 소자의 제조에 사용되는 노광 장치뿐만 아니라, 액정 표시 소자 (LCD) 등을 포함하는 디스플레이의 제조에 사용되어 디바이스 패턴을 유리플레이트 상으로 전사하는 노광 장치에도, 본 발명을 적용할 수 있다. 또한, 박막 자기 헤드 등의 제조에 사용되고, 디바이스 패턴을 세라믹 웨이퍼 등으로 전사하는 노광 장치, 및 CCD 등의 촬상 소자의 제조에 사용되는 노광 장치 등에도 본 발명을 적용할 수 있다.
또한, 본 발명은, 마스크와 기판이 상대이동한 상태에서 마스크의 패턴을 기판에 전사하고, 기판을 순차 스텝 이동시키는 스캐닝·스테퍼에 적용할 수 있다. 또한, 본 발명은, 마스크와 기판이 정지한 상태에서 마스크의 패턴을 기판에 전사하여, 기판을 순차 스텝 이동시키는 스텝·앤드·리피트 방식의 스테퍼에도 적용할 수 있다.
노광 장치의 광원으로서는, 실시형태에 기재된 ArF 엑시머 레이저 (193㎚), F2 레이저 (157㎚) 외에, 예를 들어 g 선 (436㎚), i 선 (365㎚), KrF 엑시머 레이저 (248㎚), Kr2 레이저 (146㎚), Ar2 레이저 (126㎚) 등을 사용해도 된다. 또, DFB 반도체 레이저 또는 화이버 레이저로부터 발진되는 적외 영역, 또는 가시 영역의 단일 파장 레이저광을, 예를 들어 에르븀 (또는 에르븀과 이테르븀의 쌍방) 이 도핑된 화이버 증폭기로 증폭하여, 비선형 광학결정을 사용하여 자외광으로 파장변환한 고조파를 사용해도 된다.
실시형태의 노광 장치 (31) 는, 예를 들어 다음과 같이 제조된다. 즉, 우선, 조명광학계 (33), 투영광학계 (35) 를 구성하는 복수의 렌즈 또는 미러 등의 광학 소자 (37) 의 적어도 일부를 실시형태 또는 각 변형예의 광학 소자 유지 장치 (38) 로 유지하여, 조명광학계 (33) 및 투영광학계 (35) 를 노광 장치 (31) 의 본체에 내장하여 광학조정을 한다. 이어서, 다수의 기계부품으로 이루어지는 웨이퍼 스테이지 (36 ; 스캔 타입의 노광 장치의 경우는, 레티클 스테이지 (34) 도 포함한다) 를 노광 장치 (31) 의 본체에 장착하여 배선을 접속한다. 그리고, 노광광의 광로 내에 가스를 공급하는 가스 공급 배관을 접속한 후에, 다시 종합 조정 (전기조정, 동작확인 등) 을 한다.
광학 소자 유지 장치 (38) 를 구성하는 각 부품은, 초음파 세정 등에 의해, 가공유나, 금속물질 등의 불순물을 제거한 후에 형성된다. 또, 노광 장치 (31) 의 제조는, 온도, 습도나 기압이 제어되고, 또한 클린도가 조정된 클린룸 내에서 실시하는 것이 바람직하다.
실시형태에 있어서의 초재로서, 형석, 석영 등을 예로 설명하였지만, 불화리튬, 불화마그네슘, 불화스트론튬, 리튬-칼슘-알루미늄-플루오라이드, 및 리튬-스트론튬-알루미늄-플루오라이드 등의 결정이나, 지르코늄-바륨-란탄-알루미늄으로 이루어지는 불화유리나, 불소를 도핑한 석영유리, 불소에 더하여 수소도 도핑된 석영유리, OH 기가 함유된 석영유리, 불소에 더하여 OH 기를 함유한 석영유리 등의 개량 석영을 사용한 경우에도, 실시형태의 광학 소자 유지 장치 (38) 를 적용할 수 있다.
다음으로, 전술한 노광 장치 (31) 를 리소그래피 공정에서 사용한 디바이스의 제조방법의 실시형태에 관해서 설명한다. 도 15 는 디바이스 (IC 나 LSI 등의 반도체 소자, 액정 표시 소자, 촬상 소자 (CCD 등), 박막 자기 헤드, 마이크로머신 등) 의 제조예의 플로우차트이다. 도 15 에 나타내는 바와 같이, 우선, 단계 S201 (설계 단계) 에 있어서, 디바이스 (마이크로 디바이스) 의 기능·성능 설계 (예를 들어, 반도체 디바이스의 회로 설계 등) 를 하여, 그 기능을 실현하기 위한 패턴을 설계한다. 계속해서, 단계 S202 (마스크 제작 단계) 에 있어서, 설계한 회로 패턴을 형성한 마스크 (레티클 (Rt) 등) 를 제작한다. 또한, 단계 S203 (기판 제조 단계) 에 있어서, 규소, 유리플레이트 등의 재료를 사용하여 기판 (규소 재료를 사용한 경우에는 웨이퍼 (W) 가 된다) 을 제조한다.
다음으로, 단계 S204 (기판 처리 단계) 에 있어서, 단계 S201∼S203 에서 준비한 마스크와 기판을 사용하여, 리소그래피 기술 등에 의해 기판 상에 실제의 회로 등을 형성한다. 이어서, 단계 S205 (디바이스 조립 단계) 에 있어서, 단계 S204 에서 처리된 기판을 사용하여 디바이스를 조립한다. 단계 S205 에는, 다이싱 공정, 본딩 공정, 및 패키징 공정 (칩봉입 등) 등의 공정이 필요에 따라 포함된다.
마지막으로, 단계 S206 (검사 단계) 에 있어서, 단계 S205 에서 제작된 디바이스의 동작 확인 테스트, 내구성 테스트 등의 검사를 한다. 이러한 공정을 거친 후에 디바이스가 완성되고, 이것이 출하된다.
도 16 은 반도체 디바이스의 경우에 있어서의, 도 15 의 단계 S204 의 상세한 플로우의 일례를 나타낸다. 도 16 에 있어서, 단계 S211 (산화 단계) 에서는, 웨이퍼 (W) 의 표면을 산화시킨다. 단계 S212 (CVD 단계) 에서는, 웨이퍼 (W) 표면에 절연막을 형성한다. 단계 S213 (전극 형성 단계) 에서는, 웨이퍼 (W) 상에 전극을 증착에 의해 형성한다. 단계 S214 (이온 주입 단계) 에서는, 웨이퍼 (W) 에 이온을 주입한다. 이상의 단계 S211∼S214 의 각각은, 웨이퍼 처리의 각 단계의 전(前) 처리공정을 구성하고 있고, 각 단계에서 필요한 처리에 따라 선택되어 실행된다.
웨이퍼 프로세스의 각 단계에서, 전술한 전처리공정이 종료되면, 아래와 같이 하여 후처리 공정이 실행된다. 후처리 공정에서는, 우선, 단계 S215 (레지스트 형성 단계) 에 있어서, 웨이퍼 (W) 에 감광제를 도포한다. 계속해서, 단계 S216 (노광 단계) 에 있어서, 먼저 설명한 리소그래피 시스템 (노광 장치 (31)) 에 의해 마스크 (레티클 (Rt)) 의 회로 패턴을 웨이퍼 (W) 상에 전사한다. 다음에, 단계 S217 (현상 단계) 에서는 노광된 웨이퍼 (W) 를 현상하고, 단계 S218 (에칭 단계) 에 있어서, 레지스트가 잔존하고 있는 부분 이외의 부분의 노출 부재를 에칭에 의해 제거한다. 그리고, 단계 S219 (레지스트 제거 단계) 에 있어서, 에칭이 종료하여 불필요하게 된 레지스트를 제거한다.
전처리 공정과 후처리 공정을 반복 실행함으로써, 웨이퍼 (W) 상에 다중으로 회로 패턴이 형성된다.
이상 설명한 본 실시형태의 디바이스 제조방법을 이용하면, 노광 공정 (단계 S216) 에 있어서 상기 노광 장치 (31) 가 사용되고, 진공자외영역의 노광광 (EL) 에 의해 해상력의 향상이 가능해지고, 게다가 노광량 제어를 고정밀도로 실행할 수 있다. 따라서, 결과적으로 최소 선폭이 0.1㎛ 정도의 고집적도의 디바이스를 높은 수율로 생산할 수 있다.

Claims (29)

  1. 프레임 부재,
    상기 프레임 부재의 내측에 형성되고, 광학 소자를 유지하는 유지 부재,
    상기 프레임 부재와 상기 유지 부재 사이에 형성되고, 상기 유지 부재를 움직여, 상기 프레임 부재에 대한 상기 광학 소자의 자세를 6개의 자유도를 갖고 조정하는 자세 조정 기구 및
    상기 프레임 부재의 측면에 형성되는 장착 구멍에 수용되고, 상기 자세 조정 기구에 맞닿게 되고, 상기 자세 조정 기구를 사용하여 상기 프레임 부재에 대하여 상기 유지 부재를 변위시키는 변위 부재를 구비하고,
    상기 자세 조정 기구는, 각각이 상기 유지 부재에 대해 회전 가능하게 연결된 제 1 단부를 갖는 제 1 링크부와, 상기 프레임 부재에 회전 가능하게 장착된 제 1 단부 및 상기 변위 부재에 걸어 맞추는 제 2 단부를 갖는 제 2 링크부를 포함하고, 상기 제 1 링크부는 상기 제 2 링크부에 회전 가능하게 장착된 제 2 단부를 포함하고, 상기 프레임 부재의 장착 구멍과 상기 변위 부재 사이에 장착되는 시일 부재가 포함되는, 광학 소자 유지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 자세 조정 기구는, 상기 광학 소자의 자세를, 상기 광학 소자의 광축과 평행한 방향 및 상기 광축과 교차하는 방향으로 조정하는, 광학 소자 유지 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 자세 조정 기구는, 6개의 제 1 링크부와 6개의 제 2 링크부를 포함하는, 광학 소자 유지 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 6개의 제 1 링크부는, 각각이 2개의 제 1 링크부로 이루어지는 제 1, 제 2, 및 제 3 링크 기구를 형성하고,
    상기 제 1, 제 2, 및 제 3 링크 기구는, 상기 광학 소자의 광축의 주위에 등각도 간격을 두고 배치되어 있는, 광학 소자 유지 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    각 링크 기구를 형성하는 2개의 제 1 링크부는, 상기 광축을 중심에 갖는 원의 접평면과 평행한 제 1 평면 내에 배치되고, 또한, 상기 광축을 포함하고 또한 상기 제 1 평면과 직교하는 제 2 평면에 대하여 서로 대칭인, 광학 소자 유지 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 프레임 부재, 상기 유지 부재, 및 상기 자세 조정 기구의 일부가 하나의 구조체에 일체로 형성되고,
    상기 하나의 구조체는,
    상기 광학 소자의 광축과 직교하는 제 1 면과,
    상기 제 1 면과 평행한 제 2 면을 포함하고,
    적어도 1개의 제 1 링크부는, 상기 제 1 면에 형성된 제 1 오목부에 의해 구획된 제 1 목부와, 상기 제 2 면에 형성된 제 2 오목부에 의해 구획되는 제 2 목부를 구비하고,
    상기 적어도 1개의 제 1 링크부는, 상기 제 1 목부에서 상기 유지 부재에 연결되는, 광학 소자 유지 장치.
  8. 삭제
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 링크부는, 상기 제 2 링크부의 두께 방향으로 연장되는 한 쌍의 관통구멍과, 각 관통구멍으로부터 연장되는 한 쌍의 슬릿에 의해 구획되는 피봇을 구비하고,
    상기 피봇은 상기 제 2 링크부를 상기 프레임 부재에 대하여 회전 가능하게 연결하는, 광학 소자 유지 장치.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 변위 부재는, 상기 제 2 링크부에 맞닿는 맞닿음부와, 상기 제 2 링크부에 부여하는 변위량을 변경하는 변경부재를 갖는, 광학 소자 유지 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 변경부재는, 제어신호에 따라서 상기 제 2 링크부에 부여하는 변위량을 변경하는 액츄에이터인, 광학 소자 유지 장치.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 면에서 상기 제 2 목부와 대응하는 위치에 형성되고, 상기 제 2 오목부의 개구 면적보다도 큰 개구 면적을 갖는 제 1 컷아웃부와,
    상기 제 2 면에서 상기 제 1 목부와 대응하는 위치에 형성되고, 상기 제 1 오목부의 개구 면적보다도 큰 개구 면적을 갖는 제 2 컷아웃부를 더 구비하는, 광학 소자 유지 장치.
  13. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 링크부가 상기 제 1 링크부의 제 1 단부의 변위 방향을 규제하는, 광학 소자 유지 장치.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 피봇과는 다른 위치에 형성되고, 상기 제 2 링크부와 상기 프레임 부재를 연결하는 L 자 형상의 제 3 링크부를 더 구비하는, 광학 소자 유지 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 3 링크부는,
    상기 제 2 링크부와 상기 제 3 링크부의 연결부와, 상기 피봇을 연결하는 직선의 연장선 상에 배치되는 제 1 지지 링크와,
    상기 제 1 지지 링크에 대하여 직교하도록 배치된 제 2 지지 링크를 포함하는, 광학 소자 유지 장치.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 변위 부재는 상기 프레임 부재로부터 분리 가능한, 광학 소자 유지 장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 변위 부재는, 상기 프레임 부재의 직경 방향에 따르는 제 1 변위 방향으로 제 1 변위량으로 변위하고,
    상기 자세 조정 기구는,
    상기 변위 부재의 변위를 받아, 상기 제 1 변위 방향과 교차하는 제 2 변위 방향으로, 상기 제 1 변위량과는 다른 제 2 변위량으로 변위되는, 광학 소자 유지 장치.
  18. 삭제
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 변위 부재는, 상기 제 2 링크부의 제 2 단부를 상기 광학 소자의 직경 방향으로 변위시키고,
    상기 제 2 링크부와 상기 제 1 링크부의 연결부는, 상기 광학 소자의 접선을 포함하는 면과 평행한 면내에서 이동하는, 광학 소자 유지 장치.
  20. 제 17 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 유지 부재는, 상기 프레임 부재의 내측에 형성되는 내측 프레임 부재이고,
    상기 프레임 부재, 상기 내측 프레임 부재, 및 상기 제 1 링크부 및 제 2 링크부는 하나의 구조체에 일체로 형성되는, 광학 소자 유지 장치.
  21. 제 17 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 광학 소자의 광축에 대하여 직교하는 상기 프레임 부재의 일면과, 상기 광축에 대하여 직교하는 내측 프레임 부재의 일면은, 동일 평면 내에 배치되는, 광학 소자 유지 장치.
  22. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 링크부를 상기 프레임 부재를 향하여 탄성지지하는 탄성지지 부재와,
    상기 탄성지지 부재의 탄성지지력을 조정하는 조정 부재를 더 구비하는, 광학 소자 유지 장치.
  23. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 링크부는 상기 광학 소자의 광축에 대하여 경사져 있는, 광학 소자 유지 장치.
  24. 제 1 항에 있어서,
    상기 자세 조정 기구는,
    상기 유지 부재와 상기 프레임 부재를 연결하는 적어도 3개의 링크 기구, 및
    상기 프레임 부재에 장착되고, 상기 각 링크 기구의 변위량을 조정하는 조정기구를 구비하고,
    상기 적어도 3개의 링크 기구는, 상기 유지 부재가 상기 프레임 부재에 대하여 6개의 자유도로 이동하는 것을 허용하도록 변위 가능하고, 상기 유지 부재, 상기 프레임 부재, 및 상기 적어도 3개의 링크 기구는 하나의 강체 (剛體) 로 일체로서 형성되어 있는, 광학 소자 유지 장치.
  25. 제 24 항에 있어서,
    각 링크 기구는,
    아암,
    레버,
    상기 아암과 상기 유지 부재를 회전 가능하게 연결하는 제 1 피봇,
    상기 아암과 상기 레버를 회전 가능하게 연결하는 제 2 피봇, 및
    상기 레버와 상기 프레임 부재를 회전 가능하게 연결하는 제 3 피봇을 포함하는, 광학 소자 유지 장치.
  26. 적어도 1개의 광학 소자와,
    상기 적어도 1개의 광학 소자를 유지하는, 제 1 항, 제 2 항, 제 17 항, 제 19 항, 제 24 항, 또는 제 25 항 중 어느 한 항에 기재된 광학 소자 유지 장치를 구비하는, 경통.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 광학 소자는, 마스크 상에 형성된 소정 패턴의 이미지를 기판 상에 투영하는 투영광학계를 구성하는 복수의 광학 소자 중 하나인, 경통.
  28. 소정 패턴의 이미지를 기판 상에 노광하는 노광 장치로서,
    상기 소정 패턴의 이미지가 형성된 마스크와,
    상기 이미지를 상기 기판 상에 전사하는 투영광학계를 구비하고,
    상기 투영광학계는, 적어도 1개의 광학 소자와, 상기 적어도 1개의 광학 소자를 유지하는 제 1 항, 제 2 항, 제 17 항, 제 19 항, 제 24 항, 또는 제 25 항 중 어느 한 항에 기재된 광학 소자 유지 장치를 구비하는, 노광 장치.
  29. 제 28 항에 기재된 노광 장치를 사용한 노광을 포함하는 리소그래피 공정을 구비하는, 디바이스의 제조방법.
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