KR101353792B1

KR101353792B1 - 노출 공정을 위한 광학 요소 유닛

Info

Publication number: KR101353792B1
Application number: KR1020127006726A
Authority: KR
Inventors: 옌스 쿠글러; 틸만 쉬베르트너; 울리히 빈겔; 구이도 림바흐; 율리안 칼러; 디르크 쉬아퍼; 한스-위르겐 셜레; 베른하르트 겔리히
Original assignee: 칼 짜이스 에스엠테 게엠베하
Priority date: 2005-09-13
Filing date: 2006-08-31
Publication date: 2014-01-22
Also published as: WO2007031413A3; US20080225247A1; KR20120030607A; US20150168846A1; JP2010501997A; KR20080053501A; JP5023064B2; US10203607B2; KR101353868B1; WO2007031413A2; US9046795B2

Abstract

적어도 제1 광학 요소 모듈과 밀봉 장치를 포함하는 광학 요소 유닛이 제공된다. 제1 광학 요소 모듈은 제1 모듈 공간을 차지하며 제1 부품 유형의 제1 모듈 부품과 제2 부품 유형의 연관된 제2 모듈 부품을 포함하며, 상기 제2 부품 유형은 광학 요소이며 상기 제2 부품 유형은 제1 부품 유형과는 다른 것이다. 상기 밀봉 장치는 제1 모듈 공간을 제1 공간과 제2 공간으로 분리하고 제1 공간과 제2 공간 중 한 곳의 물질이 상기 제1 공간과 제2 공간 중 다른 한 곳으로 침입하는 것을 적어도 제1 방향에서 실질적으로 방지한다. 제1 모듈 부품은 제1 공간과 적어도 부분적으로 접촉하나 적어도 광학적으로 사용되는 영역에서는 제2 공간과 접촉하지 않는다. 제2 모듈 부품은 제2 공간과 적어도 부분적으로 접촉한다.

Description

노출 공정을 위한 광학 요소 유닛{OPTICAL ELEMENT UNIT FOR EXPOSURE PROCESSES}

관련 출원의 상호 참조

본 발명은 2005년 9월 13일에 출원된 미국 특허 가출원 제60/716,616호에 대하여 35 U.S.C. 119(e)(1)의 우선권을 주장하며, 그 전체 내용은 본 명세서에서 참고로써 병합된다.

본 발명은 노출 공정을 위한 광학 요소 유닛들 및, 특히 마이크로리소그래피 시스템의 광학 요소에 대한 것이다. 또한 본 발명은 이와 같은 광학 유닛을 포함하는 광학 노출 장치에 관한 것이다. 또한 본 발명은 광학 요소 유닛의 제1 공간을 상기 광학 요소 유닛의 제2 공간에 대하여 밀봉하는 방법에 대한 것이다. 본 발명은 초소형 전자 장치, 특히 반도체 장치를 제조하기 위한 포토미소그래피 공정과 관련하여 또는 포토미소그래피 공정 중에 사용되는 마스크 또는 레티클과 같은 장치를 제조하는 것과 관련하여 사용될 수 있다.

전형적으로, 반도체 장치와 같은 초소형전자 장치를 제조하는 것과 관련하여 사용되는 광학 시스템은 광학 시스템의 광 경로(light path)에 렌즈와 거울 등과 같은 다수의 광학 요소를 포함한다. 이러한 광학 요소들은 보통 마스크, 레티클 등에 형성된 이미지를 웨이퍼와 같은 기판으로 전달하기 위하여 노출 공정에서 협동한다. 상기 광학 요소들은 보통 하나 이상의 기능적으로 특정된 광학 요소의 그룹들로 결합된다. 이러한 특정된 광학 요소 그룹은 특정된 광학 요소 유닛들에 의해 지지될 수 있다.

적어도 대체적으로 렌즈와 같은 굴절 광학 요소들을 포함하는 광학 요소 그룹들은 보통 광학 축으로 호칭되는 광학 요소들의 직선의 공통 대칭축을 대개 가진다. 더욱이, 그와 같은 광학 요소 그룹들을 지지하는 광학 요소 유닛들은 보통 기다란 실질적인 튜브 형태를 가지는데, 이 때문에 상기 광학 요소 유닛들은 보통 렌즈 배럴(lens barrel, 경통)이라고 호칭된다.

반도체 장치가 지속적으로 소형화됨에 따라서 이와 같은 반도체 장치를 제조하는 데 사용되는 광학 시스템의 해상도를 강화할 필요성이 지속적으로 제기된다. 이와 같은 해상도 강화의 필요성으로 인해 광학 시스템의 이미징 정밀도와 수치 구경(numerical aperture)을 증가시킬 필요성이 명백히 강조된다. 또한, 고품질의 반도체 장치를 확실하게 얻기 위하여 높은 수준의 이미징 정밀도를 나타내는 광학 시스템을 제공하는 것뿐만 아니라 노출 공정 전체에 걸쳐서 그리고 광학 시스템의 가동연한에 걸쳐서 이와 같은 높은 수준의 정밀도를 유지하는 것이 필요하다.

수치 구경을 증가시키기 위하여 소위 액침 기술(immersion technique)이 마이크로리소그래피 시스템과 관련하여 제안되었다. 이러한 액침 기술에 의하여 광학 시스템에서 기판에 가장 근접한 맨 끝 광학 요소는, 기판의 액침 구역에 제공되는 대개 청정도가 높은 물인 액침 매체에 액침된다. 이러한 액침 기술에 의해서 수치 구경 NA가 1 보다 큰 값을 가질 수 있다.

맨 끝 광학 요소를 액침하면 여러 문제점이 유발된다. 그 중 하나는 대개 광학 시스템의 다른 부분들을 액침 매체, 액침 매체의 성분 또는 반응 생성물과 접촉되지 않도록 하여 이러한 오렴 물질로 광학 요소들이 오염되는 것을 방지하여야 한다는 점이다. 그렇지 않으면 이러한 오염 물질은 광학 시스템의 광학 성능의 바람직하지 못한 저하를 가져올 수 있다. 따라서 대개는 맨 끝 광학 요소와 상기 맨 끝 광학 요소를 지지하는 광학 요소의 하우징 사이의 접촉 표면은 오염물이 하우징 내부로 침입하는 것을 방지하기 위하여 밀봉된다.

하기와라(Hagiwara) 등의 미국 특허 제6,686,989호 등으로부터 알려진 바와 같이, 보통 렌즈와 그 지지 하우징 사이의 접촉 표면의 밀봉은 렌즈를 하우징에 접착시킴으로써 행해지는데 접착제에 의해 접촉 표면을 밀착 밀봉하게 된다. 그러나 이와 같이 접착을 하게 되면 여러 문제점이 수반된다. 이 중 하나는, 맨 끝 광학 요소와 하우징의 열팽창 계수가 서로 다르기 때문에 접착 밀봉부가 작동 중에 응력 변화를 겪게 된다는 점이다. 이러한 응력 변화는 물론 접착 밀봉부의 사용 연한에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.

또한 접착제 자체는 광학 요소를 오염 시켜 결과적으로 광학 시스템의 광학 성능의 바람직하지 못한 저하를 가져오는 오염원이 될 수 있다.

또 다른 문제점은 맨 끝 광학 요소와 하우징의 서로 다른 열팽창 계수로 인한 맨 끝 렌즈 요소(즉, 기판에 가장 근접한 광학 요소)의 변형에 있다. 이러한 변형은 액침 매체가 없는 종래의 "건식(dry)" 노출 공정에 비해서 이미징 품질에 상당히 지대한 영향을 미친다. 맨 끝 광학 요소의 양 측에 있는 공기 또는 기체에 의한 종래의 "건식" 노출 공정에서, 보상 효과 (compensation effect)는 맨 끝 광학 요소의 양 측에서의 거의 동일한 굴절률(refractive index ratio)로 인한 맨 끝 광학 요소의 변형 시에 발생한다. 액침 매체의 굴절률이 맨 끝 광학 요소의 굴절률과 비슷하게 때문에, 이와 같은 보상 효과는 발생하지 않는다. 따라서 맨 끝 광학 요소의 이러한 열 유도 변형은 최대한 방지되어야 한다.

이와 같은 열 유도 변형을 감소시키는 방법은 맨 끝 광학 요소의 열팽창 계수에 필적할 수 있는 열팽창 계수를 가지는 하우징을 제공하는 것일 수 있다. 그러나 이러한 하우징은 상당히 고가이다.

상이한 공기의 일부가 노출 공정에 사용되는 광학 시스템의 하우징의 내부로 침입하는 문제점은 액침 기술을 사용하는 광학 노출 시스템에만 있는 것은 아니다. 예를 들어, 종래의 "건식" 노출 공정을 위한 소위 진공 자외선 범위의 광을 사용하는 경우, 이와 같은 범위의 광은 산소, 수증기 등과 같은 다양한 물질에 의해서 강력하게 흡수된다. 따라서 시스템의 노출 성능을 유지하기 위하여 광 경로 전체에 걸쳐서 저흡수 공기를 제공하는 것이 필요하다. 따라서 때때로 질소와 같은 저흡수 기체가 광학 시스템의 하우징을 둘러싸는 공기로서 사용되는 한편 예를 들어 열적인 이유로 헬륨 같은 저흡수 기체가 하우징 내의 매체로서 사용된다. 질소의 굴절률이 헬륨의 굴절률에서 상당히 편향되어 있기 때문에, 하우징 내에서 광학 시스템의 안정적인 이미징 특성을 유지하기 위하여 질소가 광학 시스템의 하우징으로 침입하는 것을 방지할 필요가 있다.

또한 니쉬(Nishi)의 미국 공개 특허 제2003/0151728호 등에 공지된 바와 같이, 광학 시스템의 서로 다른 부분들이 하우징의 서로 다른 영역들 내의 서로 다른 기체상 공기(이를테면 질소와 헬륨) 내에서 가동될 수 있다. 따라서 한 하우징 내의 서로 다른 영역들은 확실하게 서로 분리되어야만 할 수 있다.

광학 시스템 하우징의 내측 부분의 이와 같은 오염을 피하기 위하여, 시라이시(Shiraishi)의 유럽공개특허 제1 339 099호에는, 광학 시스템의 하우징과 최단 광학 요소(ultimate optical element)(즉, 하우징의 입구 또는 출구의 광학 요소) 사이에 길고 좁은 축방향 틈을 형성하는 것과 상기 틈을 향해 개방된 배출 채널을 통해서 상기 틈에 들어가는 물질을 배출 또는 빼내는 것이 개시되어 있다. 한편 이러한 방법은 틈에서의 배출 공정 때문에 하우징 내의 압력이 상당히 저하되어 최단 광학 요소의 원하지 않는 변형을 가져올 수 있다는 문제점을 가지고 있다. 또 다른 문제점은, 배출 기구의 파괴 시에 오염물이 손쉽게 하우징 내부로 들어 갈 수 있다는 점에 있다. 더욱이 틈의 폭이 포스트(post)의 고정된 치수에 의해서 정해지기 때문에 틈 폭의 조정이 가능하지 않다. 또한 최단 광학 요소와 하우징 사이의 열팽창 계수의 차이에 의해서도 하우징과 고정 고리(clamping ring) 사이에 고정된 최단 광학 요소서 변형이 유도된다.

또 다른 문제점은, 예를 들어 유해 물질을 제거함으로써 또한 오염원이 될 수 있는 하우징 내의 부분들 때문에 발생한다. 따라서 종종 하우징의 일정 내측 부분을 그 둘레에 대해서 밀봉하는 것이 충분하나 또한 밀봉된 영역을 충분하게 정화하는 것이 필요하다. 이 때문에 예를 들어 하기와라 등의 미국특허 제6,686,989호뿐만 아니라 니쉬의 미국공개특허 제2003/0151728로부터, 오염물을 지속적으로 제거하기 위하여 하우징 내에 형성된 하나 또는 여러 챔버들을 통해 대기를 형성하는 매체의 퍼징 유동(purging flow)을 생성하는 것이 공지되어 있다. 이와 같은 디자인에 의해서 또한 퍼징 유동은 노출 공정에 사용되는 광의 광 경로와 교차한다. 이러한 접근법은, 결국에는 오염물을 확실하게 제거하기 위하여 고유속의 유량(flow rate)이 상당량 필요하다는 문제점을 가지고 있다. 이와 같은 고유속의 고 유량은 광 경로 영역의 대기에서 이미징 품질을 상당히 저하시킬 수 있는 교란을 가져올 수 있다.

따라서 본 발명의 목적은 최소한 일정 정도 상기의 문제점을 극복하고, 광학 시스템, 특히 노출 공정에 사용되는 광학 시스템의 양호하며 장시간 안정적이고 신뢰할 수 있는 이미징 특성을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 광학 요소 유닛, 특히 노출 공정에 사용되는 광학 요소 유닛 내의 광학 시스템을 정비하지 않고서도 사용 연한을 최대화하기 위하여 광학 요소 유닛의 내측 부분에 오염물이 침입하는 것을 손쉽고 신뢰성 있게 방지하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 광학 시스템, 특히 노출 공정에 사용되는 광학 시스템의 양호하며 신뢰할 수 있는 이미징 특성을 제공하기 위하여 단순하며 변형이 최소화된 방식으로 광학 요소 유닛 내의 제1 공간과 제2 공간을 분리하는 것이다.

이러한 목적들은, 한편으로 제1 및 제2 상호 분리된 공간들이 광학 요소 유닛 내에서 한정되어 서로 다른 퍼징 유동들이 광학 요소들의 영역과 광학 요소 유닛의 다른 부품의 영역에 확립될 수 있고 다른 한편으로, 밀봉 구성이 밀봉 구성의 부품들 중 하나로서 광학 요소를 포함하여 밀봉 구성에 사용되는 밀봉 요소들이 이러한 밀봉 요소들을 통해서 광학 요소로 도입될 수 있는 힘을 최소화한다면 양호하며 장시간 신뢰할 수 있는 이미징 특성이 제공될 수 있다는 교시사항에 근거하고 있는 본 발명에 의해 달성될 수 있다.

서로 다른 퍼징 유동, 예를 들어 광학 요소 영역의 제1 퍼징 유동와 광학 요소 유닛의 다른 부품의 영역의 제2 퍼징 유동이 확고해지도록 하는 제1 및 제2 상호 분리된 공간들을 제공하는 것은, 광학 요소 영역의 제1 퍼징 유동이 이미징 품질에 영향을 미치지 않거나 적어도 작게 미치는 중간 유량에서 유지될 수 있기 때문에 특히 오염물을 생성하는 경향이 있는 그러한 부품의 영역에서 상당한 유량의 제2 퍼징 유동은 이미징 품질에 영향을 미치지 않고서도 확립될 수 있는 장점을 가진다. 또한 밀봉 요소를 통해서 광학 요소로 도입될 수 있는 힘, 예를 들어 열 유도 힘의 최소화는 이런 힘이 광학 요소로 도입되는 변형을 최소화 하는 데 도움이 되기 때문에 양호하고 안정적인 이미징 품질을 제공한다.

따라서 본 발명의 제1 태양에 따르면 적어도 제1 광학 요소 모듈과 밀봉 장치를 포함하는 광학 요소 유닛이 제공된다. 상기 제1 광학 요소 모듈은 제1 모듈 공간을 차지하며 제1 부품 유형의 제1 모듈 부품과 제2 부품 유형의 연관된 제2 모듈 부품을 포함하며, 상기 제1 부품 유형은 광학 요소로 한정되며 제2 부품 유형은 제1 부품 유형과 다른 것이다. 상기 밀봉 장치는 제1 모듈 공간을 제1 공간과 제2 공간으로 분리하며 제1 공간과 제2 공간 중 어느 한 곳으로부터 제1 공간과 제2 공간 중 다른 한 곳으로 물질 또는 재료가 운반되어 침입하는 것을 적어도 제1 방향에서 실질적으로 방지한다. 제1 모듈 부품은 제1 공간과 적어도 부분적으로 접촉하나 적어도 광학적으로 사용되는 영역에서는 제2 공간과 접촉하지 않는다. 제2 모듈 부품은 적어도 부분적으로 제2 공간과 접촉한다.

본 발명의 제2 태양에 따르면 마스크에 형성된 패턴의 이미지를 기판에 전달하기 위한 광학 노출 장치가 제공되는데, 상기 장치는 광 경로와, 상기 광 경로 내에 위치하고 마스크를 수용하는 마스크 위치와, 상기 광 경로 단부에 위치하고 기판을 수용하는 기판 위치와, 상기 마스크 위치와 기판 위치 사이의 광 경로 내에 위치한 본 발명의 제1 태양에 따른 광학 요소 유닛을 포함한다.

본 발명의 제3 태양에 따르면, 제1 부품과, 제2 부품과, 밀봉 기구를 포함하는 광학 요소 유닛이 제공된다. 제1 부품은 제2 부품에 인접하여 위치하여 밀봉 틈이 제1 부품과 제2 부품 사이에 형성되며, 제1 공간은 밀봉 틈의 제1 측부에 형성되며 제2 공간은 밀봉 틈의 제2 측부에 형성된다. 밀봉 기구는 밀봉 틈을 통해서 제1 공간과 제2 공간 사이에서 유체가 교환되는 것을 실질적으로 방지한다. 또한, 밀봉 기구는 밀봉 기구를 통해서 제1 부품으로 힘이 도입되는 것을 적어도 제1 방향에서 실질적으로 방지하도록 형성된다.

본 발명의 제4 태양에 따르면 마스크에 형성된 패턴의 이미지를 기판에 전달하기 위한 광학 노출 장치가 제공되는데, 상기 장치는 광 경로와, 상기 광 경로 내에 위치하고 마스크를 수용하는 마스크 위치와, 상기 광 경로 단부에 위치하고 기판을 수용하는 기판 위치와, 상기 마스크 위치와 기판 위치 사이의 광 경로 내에 위치한 본 발명의 제3 태양에 따른 광학 요소 유닛을 포함한다.

본 발명의 제5 태양에 따르면 광학 요소 유닛의 제1 공간을 광학 요소 유닛의 제2 공간에 대해서 밀봉하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 제1 단계에서 광학 요소 유닛을 제공하는 단계를 포함하는데, 상기 광학 요소 유닛은 적어도 제1 광학 요소 모듈을 포함한다. 상기 제1 광학 요소 모듈은 제1 모듈 공간을 차지하며 제1 부품 유형의 제1 모듈 부품과 제2 부품 유형의 연관된 제2 모듈 부품을 포함하며, 상기 제1 부품 유형은 광학 요소로 한정되며 제2 부품 유형은 제1 부품 유형과 다른 것이다. 상기 방법은 제2 단계로서, 제1 공간과 제2 공간 중 어느 한 곳으로부터 제1 공간과 제2 공간 중 다른 한 곳으로 물질이 침입하는 것이 적어도 제1 방향에서 실질적으로 방지되도록 제1 모듈 공간을 제1 공간과 제2 공간으로 분리하는 단계를 추가적으로 포함한다. 제2 단계에서, 제1 모듈 공간은, 제1 모듈 부품이 제1 공간과 적어도 부분적으로 접촉하나 적어도 광학적으로 사용되는 영역에서는 제2 공간과 접촉하지 않도록 또한, 제2 모듈 부품이 적어도 부분적으로 제2 공간과 접촉하도록 분리된다.

본 발명의 제6 태양에 따르면 광학 요소 유닛의 제1 공간을 광학 요소 유닛의 제2 공간에 대해서 밀봉하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 제1 단계에서 광학 요소 유닛을 제공하는 단계를 포함하는데, 상기 광학 요소 유닛은 제1 부품과 제2 부품과 밀봉 기구를 포함한다. 제1 부품은 제2 부품에 인접하여 위치하여 밀봉 틈이 제1 부품과 제2 부품 사이에 형성되며, 제1 공간은 밀봉 틈의 제1 측부에 형성되며 제2 공간은 밀봉 틈의 제2 측부에 형성된다. 상기 방법은 제2 단계로서, 밀봉 기구를 사용하는 단계를 추가적으로 포함하여 밀봉 틈을 통해서 제1 공간과 제2 공간 사이에서 유체가 교환되는 것을 실질적으로 방지하는 한편 밀봉 기구를 통해서 제1 부품으로 힘이 도입되는 것을 적어도 제1 방향에서 실질적으로 방지하도록 한다.

본 발명의 제7 태양에 따르면 소정 패턴의 이미지를 기판으로 전달하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 전달 단계로서 소정 패턴의 이미지를 광학 요소 유닛을 사용하여 기판에 전달하는 단계를 포함하며, 상기 전달 단계에서 광학 요소 유닛의 제1 공간은 본 발명의 제5 또는 제6 태양에 따른 방법을 사용하여 광학 요소 유닛의 제2 공간에 대하여 밀봉된다.

본 발명의 제8 태양에 따르면, 적어도 제1 광학 요소 모듈과 밀봉 장치를 포함하는 노출 광을 사용하는 노출 공정에서 사용하기 위한 광학 요소 유닛이 제공된다. 제1 광학 요소 모듈은 제1 모듈 공간을 차지한다. 밀봉 장치는 제1 모듈 공간을 제1 공간과 제2 공간으로 분리하며 제1 공간과 제2 공간 중 어느 한 곳으로부터 제1 공간과 제2 공간 중 다른 한 곳으로 물질이 침입하는 것을 적어도 제1 방향에서 실질적으로 방지한다. 제1 공간은 노출 광을 수용하는 한편 제2 공간은 노출 광으로부터 실질적으로 자유롭다.

바람직하게는 본 발명의 상기 태양들은 마이크로리소그래피 분야와 관련하여 사용된다. 그러나 본 발명이 또한 광학 노출 공정의 다른 유형에 사용될 수 있다는 것은 당연하다.

본 발명의 또 다른 실시예들은 종속 청구범위와, 첨부한 도면과 관련한 바람직한 실시예에 대한 이하의 설명으로부터 자명하게 될 것이다. 개시된 특징들의 조합은 청구항에서 명확하게 기재되었는지 여부와 관계없이 본 발명의 범위 내에 있다.

도 1은 본 발명에 따른 광학 요소 유닛의 바람직한 실시예를 포함하는 본 발명에 따른 광학 노출 장치의 바람직한 실시예의 개략적인 도면.
도 2는 도 1의 광학 요소 유닛의 부분을 나타낸 개략적인 도면.
도 3은 도 1의 광학 요소 유닛의 또 다른 부분을 나타낸 개략적인 도면.
도 4는 도 1의 광학 요소 유닛에 대해서 광학 요소 유닛의 제1 공간을 상기 광학 요소 유닛의 제2 공간에 대해서 밀봉하는 방법의 바람직한 실시예의 블록 다이어그램.
도 5는 본 발명에 따른 광학 요소 유닛의 또 다른 바람직한 실시예의 부분을 나타내는 개략적인 도면.
도 6은 본 발명에 따른 광학 요소 유닛의 또 다른 바람직한 실시예의 부분을 나타내는 개략적인 도면.
도 7은 본 발명에 따른 광학 요소 유닛의 또 다른 바람직한 실시예의 부분을 나타내는 개략적인 도면.
도 8은 본 발명에 따른 광학 요소 유닛의 또 다른 바람직한 실시예의 부분을 나타내는 개략적인 도면.
도 9는 본 발명에 따른 광학 요소 유닛의 또 다른 바람직한 실시예의 부분을 나타내는 개략적인 도면.
도 10은 본 발명에 따른 광학 요소 유닛의 또 다른 바람직한 실시예의 부분을 나타내는 개략적인 도면.
도 11은 본 발명에 따른 광학 요소 유닛의 또 다른 바람직한 실시예의 부분을 나타내는 개략적인 도면.
도 12는 본 발명에 따른 광학 요소 유닛의 또 다른 바람직한 실시예의 부분을 나타내는 개략적인 도면.
도 13은 도 4의 블록 다이어그램의 상세를 보여주는 블록 다이어그램.

제1 실시예

*이하에서는, 본 발명에 따른 광학 요소 유닛(3)을 구비한 광학 투영 시스템(optical projection system)(2)을 포함하는 본 발명에 따른 광학 노출 장치(1)의 바람직한 제1 실시예를 도 1 내지 도 3을 참고하여 설명한다.

광학 노출 장치(1)는 마스크(4)에 형성된 패턴의 이미지를 기판(5)에 전달하도록 형성된다. 이 때문에 광학 노출 장치(1)는 광학 요소 유닛(3)과 노출 광으로 상기 마스크(4)를 조명하는 조명 시스템(6)을 포함한다. 광학 요소 유닛(3)은 마스크(4)에 형성된 패턴의 이미지를 기판(5), 예를 들어 웨이퍼 등에 투영한다.

이 때문에, 광학 요소 유닛(3)은 서로 다른 다수의 광학 요소 그룹(7, 8, 9, 10) 들을 지지한다. 이러한 광학 요소 그룹(7, 8, 9, 10)들은 겹침 광학 축(folded optical axis)(3.2)을 따라서 광학 요소 유닛(3)의 하우징(3.1) 내에 지지된다. 각각의 광학 요소 그룹(7, 8, 9, 10)은 렌즈, 거울, 격자 등과 같은 하나 또는 다수의 광학 요소(11, 12, 13, 14)를 포함한다.

*광학 요소 유닛(3)의 다른 부품들의 형상뿐만 아니라 광학 요소(11, 12, 13, 14)들의 형상은 도 1에서 극도로 단순화되어 있다. 실제로는 이러한 부품들이 임의의 복잡한 형태를 가질 수 있다는 것은 당연하다. 특히, 광학 요소(11, 12. 13, 14)들은 임의의 복잡한 기하형의 곡선 표면을 가질 수 있다.

하우징(3.1)은 다수의 적층되고 단단히 연결되어 광학 요소 유닛(3)을 형성하는 하우징 모듈(3.3, 3.4)들로 구성된다. 각각의 하우징 모듈(3.3, 3.4)은 하나 이상의 광학 요소(11, 12, 13, 14)들을 지지한다. 하우징 모듈(3.3, 3.4)의 기계적 계면(3.5)은, 광학 요소(11, 12, 13, 14)들을 오염시키고 영향을 미쳐 광학 요소 그룹(7, 8, 9, 10)들의 이미징 특성을 저하시킬 수도 있는 오염물이 하우징(3.1)의 내측 부분(3.6)에 침입하는 것을 방지하기 위하여 밀봉된다.

하우징(3.1)의 내측 부분(3.6) 내에서 오염물이 집중되는 것을 감소시키기 위하여, 퍼징 기구(15)가 제공된다. 이러한 퍼징 기구(15)는 다수의 덕트를 통해서 내측 부분(3.6)에 연결되는데 상기 덕트 중에서 단지 일부만이 도 1과 도 2에 도시되어 있다. 이하에서 보다 상세히 설명하는 바와 같이, 퍼징 기구(15)는 하우징(3.1)의 내측 부분(3.6)으로부터 오염물을 배출시키는 하우징(3.1) 내의 제1 및 제2 퍼징 유동을 확립한다.

광학 투영 시스템(2)은 마스크(4)와 기판(5) 사이의 노출 광의 광 경로의 일부를 수용한다. 그 광학 요소(11, 12, 13, 14)들은 마스크(4)에 형성된 패턴의 이미지를 광 경로 단부에 위치한 기판(5)에 전달하기 위하여 협동한다. 광학 투영 시스템(2)의 수치 구경(NA)을 증가시키기 위하여 광학 투영 시스템(2)은 고도로 정화된 물과 같은 액침 매체로 충전된 액침 구역(16)을 포함할 수 있다.

도 2는 광학 요소 그룹(7)을 수용하는 하우징(3.1) 부분을 개략적으로 나타내는 도면이다. 광학 요소 그룹(7)을 수용하는 광학 요소 유닛(3) 부분은 특히 두 개의 광학 요소 모듈(3.7, 3.8)을 포함하며, 각각의 광학 요소 모듈은 일정한 모듈 공간을 차지한다.

제1 광학 요소 모듈(3.7)은 제1 하우징 모듈(3.3), 고리형상의 제1 광학 요소 홀더(3.9)와 제1 광학 요소(11.1)를 포함한다. 제1 광학 요소(11.1)는 적절한 연결기 수단, 예를 들어 세 개의 연결기에 의해서 제1 광학 요소 홀더(3.9)에 연결된다. 다시 제1 광학 요소 홀더(3.9)는 적절한 연결기 수단, 예를 들어 세 개의 연결기에 의해서 제1 하우징 모듈(3.3)에 연결된다. 제1 하우징 모듈(3.3)은 제1 광학 요소 모듈(3.7)의 외측 벽을 형성한다.

제2 광학 요소 모듈(3.8)은 제2 하우징 모듈(3.4), 고리형상의 제2 광학 요소 홀더(3.10)와 제2 광학 요소(11.2)를 포함한다. 제2 광학 요소(11.2)는 적절한 연결기 수단, 예를 들어 세 개의 연결기에 의해서 제2 광학 요소 홀더(3.10)에 연결된다. 다시 제2 광학 요소 홀더(3.10)는 적절한 연결기 수단, 예를 들어 세 개의 연결기에 의해서 제2 하우징 모듈(3.4)에 연결된다. 제2 하우징 모듈(3.4)은 제2 광학 요소 모듈(3.8)의 외측 벽을 형성한다.

밀봉 장치(17)는 제1 광학 요소 모듈(3.7)의 제1 모듈 공간을 제1 공간(3.11)과 제2 공간(3.12)으로 분리한다. 제1 공간(3.11)은 실질적으로 원통형이며, 한편 제2 공간(3.12)은 실질적으로 상기 원통형 제1 공간(3.11)과 동심인 중공 원통형이다. 또한 제1 공간(3.11)은 노출 공정에 사용되는 노출 광을 수용하는 한편 제2 공간(3.12)은 실질적으로 노출 광으로부터 자유롭다. 즉, 노출 광의 광 경로는 제1 공간(3.11)을 교차하는 한편 제2 공간(3.12)을 교차하거나 이와 접촉하지 않는다.

이와 같은 구성을 달성하기 위하여, 밀봉 장치(17)는 상기 축(3.2)과 동일 선상에 있는 원통 축을 구비한 두 개의 원통형 밀봉 벽 요소(17.1, 17.2)를 포함한다. 두 개의 밀봉 벽 요소(17.1, 17.2)들 모두 일단에서 제1 광학 요소 홀더(3.9)에 거의 접근해 있으며 각각 좁은 원주 방향 밀봉 틈(17.3, 17.4)을 남겨 두고 있다. 상기 밀봉 벽 요소의 각각의 타단부에서 제1 밀봉 벽 요소(17.1)는 하우징(3.1)에 밀봉 방식으로 연결되며 제2 밀봉 벽 요소(17.2)는 제2 광학 요소 홀더(3.10)에 밀봉 방식으로 연결된다.

또한 밀봉 장치(17)는 제2 광학 요소 모듈(3.8)의 제2 모듈 공간을 제3 공간(3.14)과 제4 공간(3.15)으로 분리한다. 제3 공간(3.14)은 실질적으로 원통형이며, 한편 제4 공간(3.15)은 실질적으로 상기 원통형 제3 공간(3.14)과 동심인 중공 원통형이다.

이와 같은 구성을 달성하기 위하여, 밀봉 장치(17)는 상기 축(3.2)과 또한 동일 선상에 있는 원통 축을 구비한 제3 원통형 밀봉 벽 요소(17.5)를 포함한다. 제3 밀봉 벽 요소(17.5)는 일단에서 하우징(3.1)에 거의 접근해 있으며 좁은 원주 방향 밀봉 틈(17.6)을 남겨 두고 있다. 상기 밀봉 벽 요소의 타단부에서 제3 밀봉 벽 요소(17.5)는 제2 광학 요소 홀더(3.10)에 밀봉 방식으로 연결된다.

제1 공간(3.11)과 제3 공간(3.14)은 상호 연통하며 제1 퍼징 공간(15.1)을 형성하다. 다시 제2 공간(3.12)과 제4 공간(3.15)은 상호 연통하며 제4 공간(3.15)과 연통하는 제2 퍼징 공간(15.2)을 형성한다.

제1 부품 유형, 즉 "광학 요소들"유형(다시 말해, 노출 광과만 협동하는 광학 요소들로 구성됨)에 속하는 광학 요소 유닛(3)의 제1 부품으로서 제1 광학 요소(11.1)는 제1 공간(3.11) 내에 완전히 수용되며 따라서 제2 공간(3.12)과 접촉하지 않는다. 또한 제1 부품 유형에 속하는 광학 요소 유닛(3)의 제1 부품으로서 제2 광학 요소(11.2)는 제3 공간(3.14)과는 접촉하지만 제4 공간과는 접촉하지 않는다. 즉, 광학 요소들은 제1 퍼징 공간(15.1)과는 접촉하지만 제2 퍼징 공간(15.2)과는 접촉하지 않는다.

(상세히 도시되지는 않았지만) 액추에이터(18), 센서(19) 및 계면(3.5)을 밀봉하는 밀봉 기구와 같은 다수의 제2 부품들은 하우징 모듈(3.3, 3.4)들의 내측 벽에 장착된다. 따라서 이러한 제2 부품(18, 19)들은 각각 제2 공간(3.12)과 제4 공간(3.15)과 접촉하거나 또는 그 내에 수용된다. 이러한 제2 부품(18, 19)들은 제1 부품 유형과 다른 제2 부품 유형, 즉 "비광학 요소 유형"에 속한다. 종종 이러한 제2 부품(18, 19)들은 오염물을, 예를 들어 이러한 오염물을 제거(outgassing)함으로써 하우징의 내측 부분(3.6)으로 방출하는 경향이 있다.

퍼징 기구(15)는 제1 퍼징 공간(15.1)의 제1 퍼징 유동과 제2 퍼징 공간(15.2)의 다른 제2 퍼징 유동을 확립한다. 이것은 한편으로는 광학 요소(11.1, 11.2)의 광학적으로 사용되는 영역에 확립된 제1 퍼징 유동이 상대적으로 중간 유량과 상대적으로 중간 유속(flow velocity)이 될 수 있다는 장점이 있다. 따라서 이미징 품질에 불리할 수 있는 광 경로 내의 교란 등이 적어도 상당히 방지될 수 있다. 다른 한편으로는 광학 요소(11.1, 11.2)와 접촉하지 않는 영역에 확립된 제2 퍼징 유동이 상대적으로 큰 유량과 상대적으로 높은 유속일 수 있다. 따라서 이미징 품질에 영향을 미지치 않으면서 오염물이 발생하는 바로 그 장소에서 높은 오염물 제거율을 얻을 수 있다.

퍼징 기구(15)는 제1 퍼징 유동과 제2 퍼징 유동을 선택적으로 제어하여 상기 흐름들이 노출 공정을 위한 흐름 요건(current requirement)에 따라 계속적으로 조정될 수 있도록 형성된다. 이 때문에 퍼징 기구(15)는 이러한 흐름 요건을 결정할 수 있도록 하는 대응 센서들을 포함한다.

이러한 장치의 또 다른 장점은, 고도로 민감한 광학 요소(11.1, 11.2)와 접촉하는 제1 퍼징 유동이 민감도가 낮은 부품과 접촉하는 제2 퍼징 유동보다 청정도가 높을 수 있다는 사실에 있다. 이것은 소량의 고청정 퍼징 매체가 필요한 경우가 보통 전체 모듈 공간이 동일한 퍼징 매체로 정화되는 종래의 시스템에서 보다 퍼징 모델 비용이 절감될 수 있게 한다.

본 발명의 다른 실시예에서 제2 퍼징 공간이 광학적으로 사용되지 않은 외주 영역에서 광학 요소와 접촉할 수 있다는 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 유익한 효과를 제공하기 위해서 단지, 제2 퍼징 공간이 그 중 광학적으로 사용되는 영역에서 광학 요소와 접촉하지 않으면 된다. 또한 본 발명의 다른 실시예에서 두 개 이상의 서로 다른 퍼징 공간들이 광학 요소 유닛의 한 모듈 또는 섹션에 형성될 수 있다. 따라서 임의 개수의 별도의 퍼징 유동이 적절한 곳에 확립될 수 있다.

제1 퍼징 유동과 제2 퍼징 유동의 차이점은 단지 유량(flow rate) 및/또는 유속에만 있다. 또한 제1 퍼징 유동의 제1 퍼징 매체와 제2 퍼징 유동의 제2 퍼징 매체는 동일하거나 상이한 화학 성분으로 구성될 수 있다. 또 다른 차이점은 각 성분의 농도에 있을 수 있다.

제1 퍼징 유동은 제1 퍼징 매체(부분적으로만 도시됨)를 제1 퍼징 공간(15.1)으로 이끄는 덕트(15.4, 15.5)들로 제공하는 환기 유닛(15.3)에 의해 확립된다. 제1 퍼징 공간(15.1)을 통과한 후에 제1 퍼징 매체는 환기 유닛(15.3)에 의해 덕트(15.6)를 통해서 배출된다.

제2 퍼징 유동은 제2 퍼징 매체를 제2 퍼징 공간(15.2)으로 이끄는 덕트(15.7)로 제공하는 환기 유닛(15.3)에 의해 확립된다. 제2 퍼징 공간(15.2)을 통과한 후에 제2 퍼징 매체는 환기 유닛(15.3)에 의해 덕트(15.8)를 통해서 배출된다.

제2 퍼징 공간(15.2)으로부터 제1 퍼징 공간(15.1)으로 밀봉 틈(17.3, 17.4, 17.6)을 통해 물질이 침입하는 것을 방지하기 위하여 밀봉 틈(17.3, 17.4, 17.6)은 폭이 약 10 내지 30 ㎛이다. 이것은 이미 상당히 밀봉 틈(17.3, 17.4, 17.6))을 통한 흐름을 제한한다. 또한 환기 유닛(15.3)은 제2 퍼징 공간(15.2) 내에 생성된 제2 정압보다 다소 높은 제1 퍼징 공간(15.1) 내에 형성된 제1 정압을 형성한다. 따라서 제1 퍼징 매체가 제2 퍼징 공간(15.2)으로 미세하게 누출되어 물질이 제1 퍼징 공간(15.1)으로 밀봉 틈(17.3, 17.4, 17.6)을 통해서 이와 같이 침입하는 것을 방지한다. 따라서 다시 말하면 퍼징 기구(15)는 도한 밀봉 장치(17)의 일부를 형성한다.

그러나 본 발명의 다른 실시예에서 밀봉 틈(17.3, 17.4, 17.6)은 적절한 밀봉 장치, 예를 들어 가요성 멤브레인, 접착제들에 의해서 밀봉될 수 있다는 것을 알 수 있다. 특히 이하에서 설명되는 모든 밀봉 장치는 밀봉 틈(17.3, 17.4, 17.6)의 이러한 밀봉 효과를 얻기 위하여 사용될 수 있다.

또한 환기 유닛(15.3)은 제2 퍼징 공간(15.2) 내에 형성된 제2 정압을 제어해서 제2 정압이 하우징(3.1) 외측의 주변 공기의 압력보다 다소 높도록 한다. 이것은 주변 공기의 성분이 제2 퍼징 매체로 확산하는 것을 방지하거나 또는 적어도 감소시킨다.

또 다른 제1 퍼징 공간(15.9, 15.11, 15.13)은 제1 퍼징 공간(15.1)과 유사한 방식으로 퍼징 기구(15)에 의해서 형성되고 정화된다. 비슷하게 또 다른 제2 퍼징 공간(15.10, 15.12, 15.14)은 제2 퍼징 공간(15.2)과 유사한 방식으로 퍼징 기구(15)에 의해서 형성되고 정화된다. 따라서 이러한 또 다른 제1 및 제2 퍼징 공간과 관련하여 본 명세서에서 상기 내용을 참조한다.

또한 서로 다른 광학 요소 그룹(7, 8, 9, 10)들을 지지하는 하우징(3.1)의 섹션들은 서로 상호간에 밀봉된다. 이것은, 이러한 광학 요소 그룹(7, 8, 9, 10)들의 하나 또는 다수의 광학 요소들이 교환되어야 하거나 아니면 외측으로부터 접근할 수 있어야 되는 경우에 나머지 영향 받지 않는 섹션의 공기는 실질적으로 변화되지 않고 유지되는 장점을 가진다. 따라서 특수한 퍼징 프로토콜이 영향 받는 섹션을 위해 뒤따르기만 하면 된다. 이것은 도 1의 광학 요소(12)와 같은 정기적으로 교환될 수 있는 광학 부품이 제공되는 경우에 특히 바람직하다.

도 3은 광학 요소 그룹(10)의 맨 끝 광학 요소(14)를 지지하는 도 1의 맨 끝 광학 요소 모듈(3.16)의 가능한 디자인의 일부를 개략적이지만 보다 상세히 나타낸 도면이다. 맨 끝 광학 요소(14)는 맨 끝 광학 요소 모듈(3.16)의 고리형 맨 끝 광학 요소 홀더(3.17)에 의해 지지된다. 제1 부품으로서 맨 끝 광학 요소(14)는 적절한 연결기 수단, 예를 들어 세 개의 연결기(3.18)에 의해서 제2 부품으로서의 연관된 맨 끝 광학 요소 홀더(3.17)에 연결된다.

제1 공간(20)은 맨 끝 광학 요소(14)에 인접한 하우징(3.1)의 내측 부분에 형성되는 한편 제2 공간(21)은 맨 끝 광학 요소(14)에 인접한 하우징(3.1)의 외측에 형성된다. 맨 끝 광학 요소(14)와 맨 끝 광학 요소 홀더(3.17) 사이에 형성된 좁은 밀봉 틈(23)을 밀봉하기 위한 밀봉 기구(22)가 제공된다.

밀봉 기구(22)는 제1 공간(20)과 제2 공간(21) 사이의 밀봉 틈(23)을 통한 유체 교환을 방지한다. 이 때문에, 밀봉 기구(22)는 동심의 환상 리브(22.1) 형태의 세 개의 돌출부를 포함하는데, 각 돌출부는 맨 끝 광학 요소 홀더(3.17)의 고리형 부분(3.19)의 각각 하나의 환상형의 홈(22.2)으로 들어간다. 리브(22.1)는 맨 끝 광학 요소(14)의 외주에 부착 연결 연결된 고리형 고리 요소(22.3)에 형성된다.

맨 끝 광학 요소(14)와 고리 요소(22.3) 의 열팽창 계수 차이로 인해서 열 유도 응력이 맨 끝 광학 요소(14) 내로 도입되는 것을 방지하기 위하여 고리 요소(22.3)의 열팽창 계수는 맨 끝 광학 요소(14)의 열팽창 계수에 적합하게 된다. 그러나 본 발명의 다른 실시예에서 돌출부는 또한 맨 끝 광학 요소에 직접적으로 형성될 수 있다는 것을 알 수 있다.

환상형의 밀봉 틈(23)은 각 리브(22.1)와 이와 연관된 홈(22.2) 사이에 형성된다. 밀봉 틈(23)은 제1 공간(20)과 제2 공간(21) 사이의 통로의 일부를 형성한다. 제1 공간(20)과 제2 공간(21) 사이의 유체 교환을 방지하기 위하여, 각각의 밀봉 틈은 제1 공간(20)과 제2 공간(21) 사이의 통로를 차단하는 밀봉 요소를 형성하는 점성 유체(22.4)로 충전된다.

점성 유체(22.4)는, 그 점성으로 인해서 점성 유체가 정력(static force)을 고리 요소(22.3) 내로 도입할 수 없으며 따라서 맨 끝 광학 요소(14)의 축 방향(14.1) 또는 광학 요소의 반경 방향(14.2)에서 맨 끝 광학 요소(14)로 정력을 도입할 수 없는 장점을 가진다. 따라서 밀종 기구(22)는 정력이 맨 끝 광학 요소(14) 내로 도입되는 것을 방지한다. 즉 밀봉 기구(22)는 실질적인 정하중 상황에서 영(zero)인 강성을 가진다.

점성 유체(22.4)는 그 점성에 따라서 0이 아진 동적 강성을 가질 수 있다는 것을 알 수 있다.이러한 강성은 전형적으로 리브(22.1)와 홀더(3.17)의 일 부분(3.19) 사이의 상대 운동의 속도에 따라 다르다. 그러나 전형적으로, 단지 무시할 수 없는 크기의 상대 운동은 고리 요소(22.3)와 홀더(3.17) 사이의 열팽창의 차이에 의해서 발생한다는 것을 알 수 있다. 이러한 상대 운동은 일반적으로 상당히 느려서 동적 측면은 보통 무시할 수 있게 된다.

점성 유체(22.4)를 밀봉 틈(23) 내에 유지하기 위하여, 밀봉 틈(23)에 의해 형성되는 통로를 가로지르는 틈 폭(W)은 가능한 작게 유지된다. 바람직하게는, 틈 폭(W)은 200 ㎛ 이하이다. 이와 같은 작은 틈 폭은 한편으로는 점성 유체(22.4)의 자유 표면을 감소시키고 따라서 밀봉 효과의 손실을 점진적으로 가져올 수 있는 증발 효과를 감소시킨다.

밀봉 효과의 이러한 점진적 감소를 그 이상으로 방지하기 위하여 점성 유체의 버퍼 리저버(buffer reservoir)(22.5)가 제공된다. 버퍼 리저버(22.5)는 증발 효과 등을 보상하기 위하여 홈(22.2)과 유체 연통한다. 버퍼 리저버(22.5)는 때때로 가요성 재충전 라인(22.6)을 통해서 재충전될 수 있다.

광학 요소(14)와 또한 하우징(3.1)의 내의 또 다른 광학 요소들의 오염을 방지하기 위하여 배출 라인(24.1)과 억제기 요소(24.2)가 제공된다. 배출 라인(24.1)은 기체상 물질, 예를 들어 점성 유체(22.4)의 증발 생성물을 배출하는 환기 유닛(15.3)과 배출 라인(24.1) 통해서 연결된다. 억제기 요소(24.2)는 기체상 물질이 배출 라인(24.1)을 통해서 현저하게 배출되도록 보장한다.

다른 한편으로 작은 틈 폭은 모세관 효과와 표면력이 제1 공간(20)과 제2 공간(21) 사이의 상당한 압력 차이에서도 점성 유체(22.4)를 밀봉 틈(23) 안에 유지하는 효과를 가진다. 모세관 효과가 점성 유체를 점성 유체가 홈(22)을 나가게 되도록 하는 정도로 위로 끌어당기는 경우에 이러한 효과를 감소 또는 방지하기 위하여 상단부에서 홈이 점진적으로 넓어질 수 있다.

적절한 밀봉 효과를 유지하면서 맨 끝 광학 요소(14)를 반경 방향으로 조정할 수 있도록 하기 위하여 홀더(3.17)의 일 부분(3.19)은 또한 맨 끝 광학 요소(14)의 반경 방향(14.2)으로 조정될 수 있다. 따라서 밀봉 틈(23)은 모든 지점에서 적시에 최적의 폭(W)으로 조정될 수 있다. 조정 가능한 부분(3.19)은 적절한 밀봉 요소(3.20), 예를 들어 탄성 밀봉 접착제 등에 의해서 홀더(3.17)에 대해 밀봉된다.

본 발명의 다른 실시예에서는 돌출부와 점성 유체로 채워진 관련 홈의 개수가 다르게 선택될 수 있음은 당연하다. 특히 점성 유체와 채워진 관련 홈을 구비한 한 개의 돌출부가 충분할 수 있다.

또한 임의의 적절한 점성 유체가 사용될 수 있다는 것을 알 수 있다. 예를 들어, 테프론(등록상표)(PTFE) 그리스, 예를 들어 미국 뉴저지 08086 토로페어(Thorofare)에 위치하는 솔베이 솔렉시스사(Solvay Solexis Inc.)가 폼블린(Fomblin:등록상표)이라는 상표명으로 판매하는 것과 같은 과플루오로폴리에테르(Perfluoropolyether)(PFPE)의 PTFE 입자, 또는 이를테면 액침 매체로서도 사용되는 아주 고도로 정화된 물이 사용될 수 있다.

이하에서는 광학 요소 유닛의 제1 공간을 본 발명에 따라 상기 광학 요소 유닛의 제2 공간에 대하여 밀봉하는 방법의 바람직한 실시예를 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4는 광학 노출 장치(1)의 작동 중, 즉 마스크(4)에 형성되는 패턴의 이미지가 마스크(4)에 형성된 패턴의 이미지를 기판(5)으로 투영하는 광학 요소 유닛(3)을 사용하여 기판(5)으로 전달될 때에 사용되는 본 발명에 따라 광학 요소 유닛의 제1 공간을 상기 광학 요소의 제2 공간에 대해서 밀봉하는 방법의 바람직한 실시예의 블록 다이어그램을 보여주고 있다.

제1 단계(25)에서, 다수의 광학 요소 모듈(3.7, 3.8, 3.16)을 포함하는 광학 요소 유닛(3)이 제공된다. 이러한 광학 요소 모듈(3.7, 3.8, 3.16) 중 적어도 하나는 도 2와 도 3과 관련하여 상술한 바와 같이 제1 유형, 즉 "광학 요소" 유형의 제1 모듈 부품(11.1, 11.2, 14)과 상이한 제2 유형의 연관된 제2 모듈 부품, 즉 액추에이터(18), 센서(19) 및 광학 요소 홀더(3.17)를 포함한다. 제1 모듈 부품(11.1, 11.2)은 단계(25.1)에서 제공되며 한편 제2 모듈 부품(18, 19, 3.17)은 단계(25.2)에서 제공된다.

제2 단계(26)의 단계(26.1)에서, 밀봉 장치(17)는 도 1과 도 2와 관련해서 상술한 바와 같이 광학 요소 모듈(3.7)이 차지하는 모듈 공간을 제1, 제2 , 제3, 제4 공간으로 분리해서 제1 퍼징 공간(15.1)과 제2 퍼징 공간을 제공하기 위하여 구비된다.

단계(26.2)에서 밀봉 기구(22)는 도 1과 도 3과 관련하여 상술한 바와 같이 제1 공간(20)과 제2 공간(21) 사이의 유체 교환을 방지하는 한편 정력이 맨 끝 광학 요소(14)로 도입되는 것을 방지하기 위하여 제공된다.

단계(26.3)에서 퍼징 기구(15)는 도 1과 도 2와 관련하여 상술한 바와 같이 제1 퍼징 공간(15.1)에 제1 퍼징 유동을 확립하며 제2 퍼징 공간(15.2)에 제2의 다른 퍼징 유동을 확립한다.

광학 요소 유닛(3)의 제1 공간(20)을 광학 요소 유닛(3)의 제2 공간(21)에 대해서 밀봉하기 위한 상기의 방법은 또한 광학 요소 유닛(3)과 광학 노출 장치(1) 각각을 제조하는 중에 사용될 수도 있다.

제2 실시예

이하에서는, 본 발명에 따른 광학 요소 유닛(103)의 제2의 바람직한 실시예를 도 5를 참조하여 설명한다. 광학 요소 유닛(103)은 대체적으로 도 1의 광학 요소 유닛(3)과 동일하다. 유일한 차이점은 도 1과 도 3의 맨 끝 광학 요소 모듈(3.16)을 대체하는 맨 끝 광학 요소 모듈(103.16)의 디자인에 있다. 따라서 이러한 차이점에 대해서만 설명한다.

도 5는 도 1의 광학 요소 그룹(10)의 맨 끝 광학 요소(114)를 지지하는 맨 끝 광학 요소 모듈(103.16) 부분의 개략적인 도면이다. 맨 끝 광학 요소(114)는 맨 끝 광학 요소 모듈(103.16)의 고리형 맨 끝 광학 요소 홀더(103.17)에 의해 지지된다. 제1 부품으로서 맨 끝 광학 요소(114)는 적절한 연결기 수단, 예를 들어 세 개의 연결기(103.18)에 의해서 제2 부품으로서 연관된 맨 끝 광학 요소 홀더(103.17)에 연결된다.

제1 공간(120)은 맨 끝 광학 요소(114)에 인접한 하우징(103.1)의 내측 부분에 형성되는 한편 제2 공간(121)은 맨 끝 광학 요소(114)에 인접한 하우징(103.1)의 외측에 형성된다. 밀봉 기구(122)는 맨 끝 광학 요소(114)와 맨 끝 광학 요소 홀더(103.17) 사이에 형성된 좁은 밀봉 틈(123)을 밀봉하기 위하여 제공된다.

밀봉 기구(122)는 밀봉 틈(123)을 통한 제1 공간(120)과 제2 공간(121) 사이의 유체 교환을 방지하기 위하여 제공된다. 이 때문에 밀봉 기구(122)는 고리형 고리 요소(122.3)에 형성된 동심의 환상 리브(122.1)의 형태의 두 개의 돌출부와, 전자기 기구(122.7)와 각각의 환상 리브(122.1)와 전자기 기구(122.7) 사이에 배열된 (자성 유체(magneto-fluid) 액 또는 젤과 같은) 자기 유변성(magneto-rheological) 유체(122.4)의 환상의 레이어에 의해 형성된 밀봉 요소를 포함한다.

각각의 리브(122.1)는 전자기 기구(122.7)의 환상 코어(122.8)의 단부 부분에 거의 이른다. 전자기 기구(122.7)는 맨 끝 광학 요소 홀더(103.17)의 고리형 부분(103.19)에 배열된다. 상기 코어(122.8)는 일반적으로 U자형의 횡단면을 가진다. 코어 중심 부분에서 상기 코어는 측면에 조정가능한 자기장을 코어(122.8)에 발생시키기 위하여 사용되는 권선(winding)(122.9)이 위치하고 있다. 코어(122.8)와 권선(122.9)은 전자기 기구(122.7)의 전자기 실드(122.10) 내에 매입된다. 코어(122.8) 내의 자기장은 권선(122.9) 내의 전류의 방향과 레벨을 조정하는 전자기 기구(122.7)의 제어기 유닛(122.11)을 통하여 조정된다.

리브(122.1)는 맨 끝 광학 요소(114)의 외주에 부착식으로 연결된 고리형 고리 요소(122.3)에 형성된다. 열 유도 응력이 맨 끝 광학 요소(114)와 고리 요소(122.3)의 열팽창 계수 차이로 인해서 맨 끝 광학 요소(114)로 도입되는 것을 방지하기 위하여 상기 고리 요소(122.3)의 열팽창 계수는 맨 끝 광학 요소(114)의 열팽창 계수에 적합하게 된다. 그러나 본 발명의 다른 실시예에서는 돌출부들이 또한 맨 끝 광학 요소에 직접 형성될 수도 있다는 것을 알 수 있다.

상기한 바와 같이 환상 밀봉 틈(123)은 각각의 리브(122.1)와 코어(122.8)의 연관된 단부 섹션 사이에 형성된다. 밀봉 틈(123)은 제1 공간(120)과 제2 공간(121) 사이의 통로의 일부를 형성한다. 제1 공간(120)과 제2 공간(121) 사이의 유체 교환을 방지하기 위하여 각각의 밀봉 틈은 제1 공간(120)과 제2 공간(121) 사이의 통로를 차단하는 밀봉 요소를 형성하는 자기 유변성 점성 유체(122.4)로 채워진다.

점성 유체(122.4)는 그 점성으로 인해서 정력을 고리 요소(122.3) 내로 도입하지 않을 수 있고 따라서 맨 끝 광학 요소(114)의 축 방향(114.1) 또는 광학 요소의 반경 방향(114l.2)의 광학 요소(114) 내로 축력을 도입하지 않을 수 있는 장점이 있다. 따라서 밀봉 기구(122)는 정력이 맨 끝 광학 요소(114) 내로 도입되는 것을 방지한다. 즉, 밀봉 기구(122)는 실질적으로 정하중 상태에서 영인 강성을 가진다.

또한, 자기 유변성 점성 유체(22.4)는 자기 유변성 특성으로 인해서 유체 점성이 전자기 기구(122.7)에 의해서 발생된 자기장을 통해 조정될 수 있는 장점을 가진다. 따라서 결국에 점성 유체(122.4)를 각각의 밀봉 틈(123)으로부터 방출할 수 있는 제1 공간(120)과 제2 공간(121) 사이에 연속적인 상당한 압력 차이가 예상되는 상황에서는 점성은 이러한 효과를 상쇄하기 위하여 자기장을 통해 커질 수 있다. 이것은 밀봉 효과를 유지하면서 밀봉 틈(123)의 디자인 측면에서 노력이 감소되는 장점을 가진다. 예를 들어 밀봉 틈(123)의 크기와 균일성과 관련하여 고려하여 할 오차의 엄격성이 감소한다.

연속적인 상당한 압력 차이가 있는 이러한 상황은 광학 요소 유닛(103)의 장착과 이송 과정에서 예상된다. 이러한 상황에서 점성 유체(122.4)의 점성은 자기장을 통해서 제어기 유닛(122.11)에 의해 높여질 수 있는 한편 다른 상황, 예를 들어 광학 요소 유닛(103)의 정삭 작동 중에는 또 다른 점성 레벨이 선택될 수 있다. 일반적으로 점성 레벨은 제어기 유닛(122.11)에 연결된 적절한 수단에 의해 측정된 압력 차이의 함수로서 연속적으로 선택될 수 있다. 이것은 유체(122.4)의 자기 유변성 특성에 따라서 코어(122.8) 내의 자기장을 완전하게 차단하거나 또는 자기장을 크게 하거나 작게 함으로써, 특히 자기장을 완전히 차단(turning off)함으로써 달성될 수 있다. 전자기 기구가 꺼지거나 또는 고장 나는 경우 점성 유체(122.4)의 영역에 일정한 자기장을 유지하기 위하여 영구 자석이 예를 들어 코어의 일부로서 제공될 수 있다는 것을 알 수 있다.

점성 유체(122.4)는 그 점성에 따라서 0이 아닌 동적 강성을 가질 수 있다는 점을 알 수 있다. 전형적으로 이러한 강성은 홀더(103.17)의 일부분(103.19)과 리브(122.1) 사이의 상대 운동의 속도에 따라 다르다. 그러나 전형적으로, 단지 무시할 수 없는 크기의 상대 운동은 고리 요소(122.3)와 홀더(103.17) 사이의 열팽창의 차이에 의해서 발생한다는 것을 알 수 있다. 이러한 상대 운동은 일반적으로 상당히 느려서 동적 측면은 보통 무시할 수 있게 된다.

또한 고리 요소(122.3)는 부품들의 정렬 오류로 인해서 광학 요소(114)로 힘이 도입되는 것을 강력하게 감소시키기 위하여 광학 요소(114)의 축방향으로 특히 유연성이 있는 상대적으로 얇은 부품일 수 있다.

점성 유체(122.4)를 밀봉 틈(123) 내에 유지하기 위하여, 밀봉 틈(123)에 의해 형성되는 통로를 가로지르는 틈 폭(W)은 가능한 작게 유지된다. 바람직하게는, 틈 폭(W)은 200 ㎛ 이하이다. 이와 같은 작은 틈 폭은 한편으로는 점성 유체(122.4)의 자유 표면을 감소시키고 따라서 밀봉 효과의 손실을 점진적으로 가져올 수 있는 증발 효과를 감소시킨다.

밀봉 효과의 이러한 점진적 감소를 그 이상으로 방지하기 위하여 도 3과 관련하여 설명한 바와 같이 점성 유체의 추가적인 버퍼 리저버(buffer reservoir)가 제공될 수 있다.

광학 요소(114)와 하우징(103.1)의 내의 또 다른 광학 요소들의 오염을 방지하기 위하여 배출 라인(124.1)과 억제기 요소(124.2)가 제공된다. 배출 라인(124.1)은 기체상 물질, 예를 들어 점성 유체(122.4)의 증발 생성물을 배출하는 환기 유닛(15.3)과 배출 라인(124.1) 통해서 연결된다. 억제기 요소(124.2)는 기체상 물질이 배출 라인(124.1)을 통해서 현저하게 배출되도록 보장한다.

다른 한편으로 적절하게 조정된 점성으로 인해서 작은 틈 폭은 모세관 효과와 표면력이 제1 공간(120)과 제2 공간(121) 사이의 상당한 압력 차이에서도 점성 유체(122.4)를 밀봉 틈(123) 안에 유지하는 효과를 가진다. 모세관 효과가 점성 유체를 점성 유체가 홈(22)을 나가게 되도록 하는 정도로 멀리 끌어당기는 경우에 이러한 효과를 감소 또는 방지하기 위하여 밀봉 틈(123)이 상단부에서 점진적으로 넓어질 수 있다.

적절한 밀봉 효과를 유지하면서 맨 끝 광학 요소(114)를 반경 방향으로 조정할 수 있도록 하기 위하여 홀더(103.17)의 일 부분(103.19)은 또한 맨 끝 광학 요소(114)의 반경 방향(114.2)으로 조정될 수 있다. 따라서 밀봉 틈(123)은 모든 지점에서 적시에 최적의 폭(W)으로 조정될 수 있다. 조정 가능한 부분(103.19)은 적절한 밀봉 요소(103.20), 예를 들어 탄성 밀봉 접착제 등에 의해서 홀더(103.17)에 대해 밀봉된다.

본 발명의 다른 실시예에서는 이면 밀봉 장치(two-sided sealing arrangement)가 실현될 수 있다는 것을 알 수 있다. 그러한 이면 밀봉 장치는 제1 전자기 기구와, 파선 윤곽(122.12)으로 도 5에 표시한 바와 같이 고리형 요소(122.3)의 반대편에 배열된 자기 유변성 점성 유체의 제2 고리형 레이어를 포함한다. 다시 고리형 요소는 이때 광학 요소 자체에 의해서 형성될 수 있다. 마지막으로, 자기 유변성 점성 유체의 한 개의 고리가 결국 밀봉 틈을 밀봉하는데 충분할 수 있다는 점을 알 수 있다.

임의의 적절한 자기 유변성 점성 유체가 사용될 수 있다는 것을 또한 알 수 있다. 예를 들어 독일 72669 운테렌싱엔의 페로텍 게엠바하(Ferrotec Gmbh)가 판매하는 VSG 303과 같은 자기 유변성 점성 유체가 사용될 수 있다.

도 1 내지 도 4와 관련하여 상술한 바와 같이 광학 요소 유닛의 제1 공간을 상기 광학 요소 유닛의 제2 공간에 대하여 본 발명에 따라 밀봉하는 방법이 이러한 광학 요소 유닛(103)으로 동일하게 실시될 수 있다는 점을 또한 알 수 있다. 따라서 이와 관련하여서는 상기 설명한 것을 참조하기로 한다.

자기 유변성 유체 대신에 또는 이에 추가하여, 전기 유변성 점성 유체(예를 들면, 액체 또는 젤)가 밀봉 틈을 밀봉하기 위하여 사용될 수 있다는 것을 알 수 있다. 이 경우에, 물론, 전기 유변성 점성 유체의 점성을 제어하기 위하여 적정한 전기장을 발생시키는 적절한 기구가 제공된다.

마지막으로, 자기 유변성 유체 및/또는 전기-유변성 점성 유체에 대신하여 또는 이에 추가하여, 팽창식 실(seal)이 밀봉 틈을 밀봉하기 위하여 사용될 수 있다는 것을 알 수 있다. 이 경우에, 물론, 팽창식 실 내에 적절한 압력을 발생시키는 적절한 기구가 제공된다.

제3 실시예

이하에서는, 본 발명에 따른 광학 요소 유닛(203)의 제3의 바람직한 실시예를 도 6을 참조하여 설명한다. 광학 요소 유닛(203)은 대체적으로 도 2의 광학 요소 유닛(3)과 동일하다. 유일한 차이점은 도 2와 도 3의 맨 끝 광학 요소 모듈(3.16)을 대체하는 맨 끝 광학 요소 모듈(203.16)의 디자인에 있다. 따라서 이러한 차이점에 대해서만 설명한다.

도 6은 도 1의 광학 요소 그룹(10)의 맨 끝 광학 요소(214)를 지지하는 맨 끝 광학 요소 모듈(203.16) 부분의 개략적인 도면이다. 맨 끝 광학 요소(214)는 맨 끝 광학 요소 모듈(203.16)의 고리형 맨 끝 광학 요소 홀더(203.17)에 의해 지지된다. 제1 부품으로서 맨 끝 광학 요소(214)는 적절한 연결기 수단, 예를 들어 세 개의 연결기(203.18)에 의해서 제2 부품으로서 연관된 맨 끝 광학 요소 홀더(203.17)에 연결된다.

연결기(203.18)들이 맨 끝 광학 요소(214)와 접촉하는 장소와 떨어져서 둘레의 밀봉 틈(223)은 맨 끝 광학 요소(214)와 맨 끝 광학 요소 홀더(203.17) 사이에 형성된다.

밀봉 틈(223)의 제1 단부에서, 제1 공간(220)은 맨 끝 광학 요소(214)에 인접한 하우징(203.1)의 내측 부분에 형성된다. 밀봉 틈(223)의 제2 단부에서, 제2 공간(321)은 맨 끝 광학 요소(214)에 인접한 하우징(203.1)의 외측에 형성된다.

밀봉 기구(222)는 밀봉 틈(223)을 통한 제1 공간(220)과 제2 공간(221) 사이의 유체 교환을 방지하는 한편 동시에 밀봉 기구(222)를 통한 맨 끝 광학 요소(214)의 축 방향(214.1)과 반경 방향(214.2)에서 힘의 도입을 실질적으로 방지하기 위하여 제공된다.

이 때문에, 밀봉 기구(222)는 고리형의 얇은 금속 멤브레인 요소(222.13)를 포함한다. 멤브레인 요소(222.13)는 종래의 밀봉 접착제(222.14), 예를 들어 필러 물질과 함께 폴리우레탄(PUR)을 기초로 하는 연성의 탄성 밀봉 복합물의 고리를 통해서 맨 끝 광학 요소(214)에 부착식으로 연결된다. 밀봉 접착제 고리(222.14)는 맨 끝 광학 요소(214)의 외주에서 연장하며 멤브레인 요소(222.13)와 맨 끝 광학 요소(214) 사이에서 유체 밀착 연결부를 형성한다. 멤브레인 요소(222.13)는 그 외주에서 맨 끝 광학 요소 홀더(203.17)에 결합된다. 또한 유체 밀착 연결이 임의의 적절한 공지 방식으로, 예를 들어 부착식으로 확실한 연결(또한 연동 연결로 알려짐) 또는 마찰 연결 또는 이들의 조합으로 실현된다.

맨 끝 광학 요소(214)와 맨 끝 광학 요소 홀더(203.17) 사이에서 축 방향(214.1)으로 변형 차단(deformation decoupling)이 양호하도록 멤브레인 요소(222.13)의 두께가 작게 제공된다. 맨 끝 광학 요소(214)와 맨 끝 광학 요소 홀더(203.17) 사이에서 반경 방향(214.1)으로 변형 차단을 위하여 멤브레인 요소(222.13)는 반경 방향으로 계단식 또는 물결 모양의 형태를 가진다. 일반적으로 변형 차단 특성이 계단 수나 물결 수에 따라 증가한다는 것을 알 수 있다.

이와 관련하여 변형 차단이, 변형 차단 요소, 여기서는 멤브레인 요소(222.13)로 도입된 국부적 또는 전체적인 변화가 이러한 변화에 기인한 힘을 광학 요소로 실질적으로 도입하지 않는 변형 차단 요소의 변형으로 주로 귀결된다는 것 의미한다는 점을 알 수 있다.

멤브레인 요소(222.13)의 필요한 형태와 결과적으로 필요한 변형 차단 특성은 맨 끝 광학 요소의 의도한 사용 분야에 따라 달라질 수 있다. 마이크로리소그래피 분야에 사용하는 경우에는 기타의 상대적으로 낮은 이미징 정밀도로 가동되는 분야보다 요건이 보다 엄격하게 하는 것이 타당하다. 각각의 광학 요소의 의도하는 사용 분야에 따라서 변형의 최대 허용 레벨이 정해질 수 있으며 이에 따라 허용될 수 없는 힘의 레벨이 정해지는데, 상기 힘의 레벨 이상에서는 광학 요소로 도입된 힘이 허용될 수 없는 광학 요소 변형을 가져온다.

허용될 수 없는 힘 레벨에 따라서 멤브레인 요소의 요구되는 변형 차단 특성이 정해질 수 있다. 따라서 보다 강력한 장치에서는 파선 윤곽(222.15)으로 도 6에 표시한 바와 같은 곧은 실질적으로 평탄한 멤브레인 요소가 충분할 수 있다.

마이크로리소그래피 응용 분야 내에서 조차도, 상당한 차이가 존재하는데, 이는 특히 노출 공정에 사용되는 광의 파장에 따라 다르다. 바람직하게는 멤브레인 요소(222.13)는 축 방향(214.1)과 반경 방향(214.2.)으로 0.1 N/mm에서 10 N/mm까지 범위의 강성을 가진다. 또 다른 바람직한 실시예에서는 강성은 축 방향(214.1)과 반경 방향(214.2.)으로 0.1 N/mm 이하의 강성이 될 수도 있다. 또한 바람직하게는 멤브레인 요소(222.13)의 강성은 광학 요소 유닛(203)의 정상 작동 중에, 예를 들어 정상적인 노출 공정에서 밀봉 기구(222)를 통해 맨 끝 광학 요소(214)로 도립되는 최대 힘이 축 방향(214.1)과 반경 방향(214.2) 모두에서 0.01 N 이하가 되도록 선택된다.

밀봉 접착제가 종종 광학 요소를 연관된 광학 요소 홀더에 직접 연결하는 종래의 디자인과는 반대로, 도 6의 장치는 밀봉 접착제(222.14)의 변형이 예를 들어 팽창 또는 수축 효과 등에 의하여 멤브레인 요소(222.13)로 도입되어서 그 멤브레인 요소에 의해 흡수되는 또 다른 장점을 가진다. 즉, 멤브레인 요소(222.13)의 낮은 강성으로 인해서 변형이 광학 요소 홀더로 실질적으로 전달되지 않고 따라서 실질적으로 어떠한 반력도 멤브레인 요소(222.13)를 통해서 광학 요소(213)로 역으로 도입되는 것으로 귀결될 수 없다.

임의의 적절한 금속이 멤브레인 요소(222.13)를 위하여 사용될 수 있다는 것을 또한 알 수 있다. 바람직하게는 멤브레인 요소(222.13)의 열팽창 계수는 열로 유발된 힘이 광학 요소(214)로 도입되는 것을 방지하기 위하여 공지의 방식으로 광학 요소(214)의 열팽창 계수에 적합하게 된다.

도 1 내지 도 4와 관련하여 상술한 바와 같이 광학 요소 유닛의 제1 공간을 상기 광학 요소 유닛의 제2 공간에 대하여 본 발명에 따라 밀봉하는 방법은 이러한 광학 요소 유닛(203)에 의해서도 실행될 수 있다는 것을 알 수 있다. 따라서 이와 관련하여서는 상기의 설명을 참조하기로 한다.

제4 실시예

이하에서는, 본 발명에 따른 광학 요소 유닛(303)의 제4의 바람직한 실시예를 도 7을 참조하여 설명한다. 광학 요소 유닛(303)은 대체적으로 도 6의 광학 요소 유닛(203)과 동일하다. 주요한 차이점은 도 6의 밀봉 기구(222)를 대체하는 밀봉 기구(322)의 디자인에 있다.

도 7은 도 1의 광학 요소 그룹(10)의 맨 끝 광학 요소(314)를 지지하는 맨 끝 광학 요소 모듈(303.16) 부분의 개략적인 도면이다. 맨 끝 광학 요소(314)는 맨 끝 광학 요소 모듈(303.16)의 고리형 맨 끝 광학 요소 홀더(303.17)에 의해 지지된다. 제1 부품으로서 맨 끝 광학 요소(314)는 적절한 연결기 수단, 예를 들어 세 개의 연결기(303.18)에 의해서 제2 부품으로서 연관된 맨 끝 광학 요소 홀더(303.17)에 연결된다.

연결기(303.18)들이 맨 끝 광학 요소(314)와 접촉하는 장소와 떨어져서 둘레의 밀봉 틈(323)은 맨 끝 광학 요소(314)와 맨 끝 광학 요소 홀더(303.17) 사이에 형성된다.

밀봉 틈(323)의 제1 단부에서, 제1 공간(320)은 맨 끝 광학 요소(314)에 인접한 하우징(303.1)의 내측 부분에 형성된다. 밀봉 틈(323)의 제2 단부에서, 제2 공간(321)은 맨 끝 광학 요소(314)에 인접한 하우징(303.1)의 외측에 형성된다.

밀봉 기구(322)는 밀봉 틈(323)을 통한 제1 공간(320)과 제2 공간(321) 사이의 유체 교환을 방지하는 한편 동시에 밀봉 기구(322)를 통한 맨 끝 광학 요소(314)의 축 방향(314.1)과 반경 방향(314.2)에서 힘의 도입을 실질적으로 방지하기 위하여 제공된다.

이 때문에, 밀봉 기구(322)는 탄성의 고리형의 얇은 중합체 멤브레인 요소(322.13)를 포함한다. 멤브레인 요소(322.13)는 종래의 밀봉 접착제(322.14), 예를 들어 필러 물질과 함께 폴리우레탄(PUR)을 기초로 하는 연성의 탄성 밀봉 복합물의 고리를 통해서 맨 끝 광학 요소(314)에 부착식으로 연결된다. 밀봉 접착제 고리(322.14)는 맨 끝 광학 요소(314)의 외주의 홈에서 연장하며 멤브레인 요소(322.13)와 맨 끝 광학 요소(314) 사이에서 유체 밀착 연결부를 형성한다. 멤브레인 요소(322.13)는 그 외주에서 임의의 적절한 물질의 접촉 고리(322.16)를 통해서 맨 끝 광학 요소 홀더(303.17)에 결합된다. 또한 유체 밀착 연결이 임의의 적절한 공지 방식으로, 예를 들어 부착식으로 확실한 연결(positive connection) 또는 마찰 연결 또는 이들의 조합으로 실현된다.

맨 끝 광학 요소(314)와 맨 끝 광학 요소 홀더(303.17) 사이에서 축 방향(314.1)으로 변형 차단(deformation decoupling)이 양호하도록 멤브레인 요소(322.13)의 두께가 작게 제공된다. 맨 끝 광학 요소(314)와 맨 끝 광학 요소 홀더(303.17) 사이에서 반경 방향(314.1)으로 변형 차단을 제공하기 위하여 멤브레인 요소(322.13)는 다시 반경 방향으로 계단식 또는 물결 모양의 형태를 가진다. 일반적으로 동일한 두께에서 중합체 멤브레인 요소(322.13)의 변형 차단 특성이 도 6의 금속 멤브레인 요소(222.13)의 변형 차단 특성을 분명하게 초과한다는 것을 알 수 있다.

임의의 적절한 중합체 물질이 멤브레인 요소(322.13)를 위하여 사용될 수 있다는 것을 또한 알 수 있다. 이와 같은 물질은 천연 또는 합성 고무(예를 들어 NR, 이소프렌, IR로 알려진 것), 폴리클로로프린(Polychloropene)(예를 들어, 네오프린, CR로 알려진 것), 니트릴과 수소화합 니트릴(예를 들어, NBR, HNBR BUNA N으로 알려진 것), 에틸렌 프로필렌(예를 들어 NORDEL, EPM, EPDM으로 알려진 것), 플루오르 탄성체(예를 들어, VITON, FKM으로 알려진 것), 과플루오르 탄성체(예를 들어, KALREZ, FFKM, CHEMRAZ로 알려진 것)가 될 수 있다.

도 1 내지 도 4와 관련하여 상술한 바와 같이 광학 요소 유닛의 제1 공간을 상기 광학 요소 유닛의 제2 공간에 대하여 본 발명에 따라 밀봉하는 방법은 이러한 광학 요소 유닛(303)에 의해서도 실행될 수 있다는 것을 알 수 있다. 따라서 이와 관련하여서는 상기의 설명을 참조하기로 한다.

제5 실시예

이하에서는, 본 발명에 따른 광학 요소 유닛(403)의 제5의 바람직한 실시예를 도 8을 참조하여 설명한다. 광학 요소 유닛(403)은 대체적으로 도 6의 광학 요소 유닛(203)과 동일하다. 주요한 차이점은 도 6의 밀봉 기구(222)를 대체하는 밀봉 기구(422)의 디자인에 있다.

도 8은 도 1의 광학 요소 그룹(10)의 맨 끝 광학 요소(414)를 지지하는 맨 끝 광학 요소 모듈(403.16) 부분의 개략적인 도면이다. 맨 끝 광학 요소(414)는 맨 끝 광학 요소 모듈(403.16)의 고리형 맨 끝 광학 요소 홀더(403.17)에 의해 지지된다. 제1 부품으로서 맨 끝 광학 요소(414)는 적절한 연결기 수단, 예를 들어 세 개의 연결기(403.18)에 의해서 제2 부품으로서 연관된 맨 끝 광학 요소 홀더(403.17)에 연결된다.

연결기(403.18)들이 맨 끝 광학 요소(414)와 접촉하는 장소와 떨어져서 둘레의 밀봉 틈(423)은 맨 끝 광학 요소(414)와 맨 끝 광학 요소 홀더(403.17) 사이에 형성된다.

밀봉 틈(423)의 제1 단부에서, 제1 공간(420)은 맨 끝 광학 요소(414)에 인접한 하우징(403.1)의 내측 부분에 형성된다. 밀봉 틈(423)의 제2 단부에서, 제2 공간(421)은 맨 끝 광학 요소(414)에 인접한 하우징(403.1)의 외측에 형성된다.

밀봉 기구(422)는 밀봉 틈(423)을 통한 제1 공간(420)과 제2 공간(421) 사이의 유체 교환을 방지하는 한편 동시에 밀봉 기구(422)를 통한 맨 끝 광학 요소(414)의 축 방향(414.1)과 반경 방향(414.2)에서 힘의 도입을 실질적으로 방지하기 위하여 제공된다.

이 때문에, 밀봉 기구(422)는 실질적으로 평탄한 탄성의 고리형의 얇은 중합체 멤브레인 요소(422.13)를 포함한다. 멤브레인 요소(422.13)는 내측 둘레에서 밀봉 기구(422)의 계단형 금속 내층 고리(422.17)에 결합된다. 이와 같은 내측 고리(422.17)는 다시 종래의 밀봉 접착제(422.14), 예를 들어 필러 물질과 함께 폴리우레탄(PUR)을 기초로 하는 연성의 탄성 밀봉 복합물의 고리를 통해서 맨 끝 광학 요소(414)에 부착식으로 연결된다. 밀봉 접착제 고리(422.14)는 맨 끝 광학 요소(414)의 외주에서 연장하며 내측 고리(422.17)와 맨 끝 광학 요소(414) 사이에서 유체 밀착 연결부를 형성한다. 멤브레인 요소(422.13)는 그 외주에서 임의의 적절한 물질의 접촉 고리(422.16)를 통해서 맨 끝 광학 요소 홀더(403.17)에 결합된다. 멤브레인 요소(422.13)와 내측 고리(422.17)와 접촉 고리(422.16) 사이의 연결 부위에서 유체 밀착 연결이 임의의 적절한 공지 방식으로 각각, 예를 들어 부착식으로 확실한 연결(positive connection) 또는 마찰 연결 또는 이들의 조합으로 실현된다.

맨 끝 광학 요소(414)와 맨 끝 광학 요소 홀더(403.17) 사이에서 축 방향(414.1)으로 변형 차단(deformation decoupling)이 양호하도록 멤브레인 요소(422.13)의 두께가 작게 제공된다. 맨 끝 광학 요소(414)와 맨 끝 광학 요소 홀더(403.17) 사이에서 반경 방향(414.1)으로도 충분한 변형 차단을 제공하기 위하여 멤브레인 요소(422.13)의 두께와 중합체 물질이 선택된다. 다시, 이것은 광학 요소(414)의 의도한 사용 분야와 그 의도한 사용 과정에서 허용 가능한 최대 변형의 함수로서 행해진다.

내측 고리(422.17)는, 예를 들어 중합체 물질의 잔류 중합 반응 또는 경화에 의한 멤브레인 요소(422.13)의 제조 후에 발생할 수 있는 수축 또는 비틀림 과정이 밀봉 기구(422)의 변형 차단 특성에 영향을 줄 수 있는 밀봉 기구(422)의 상당한 비틀림을 유발하지 않는 장점이 있다. 이것은 10 ㎛ 미만의 기하 오차가 일반적으로 요구되는 마이크로리소그래피 분야와 관련하여 특히 바람직하다.

또한 내측 고리(422.17)는 자체적으로 좋은 변형 차단 특성을 보이는 광학 요소의 강성과 비교했을 때 무시할 수 있는 강성을 가지는 얇은 유연성 있는 부품으로 설계된다. 마지막으로, 임의의 적절한 물질이 내측 고리(422.17)를 위하여 사용될 수 있다는 것을 알 수 있다. 바람직하게는 내측 고리(422.17)의 열팽창 계수는 열에 의해 유발된 힘이 광학 요소(414) 내로 도입되는 것을 방지하기 위하여 공지의 방식으로 광학 요소(414)의 열팽창 계수에 적합하게 된다. 석영(SiO₂) 렌즈가 광학 요소(414)로 사용되는 경우, 불변강(Invar)이 금속으로 선택될 수 있으며 한편 특정 강재 또는 황동이 플루오르화 칼슘(CaF₂) 렌즈와 함께 사용될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서는 도 9를 참조하여 이하에서 설명하는 바와 같이 중합체 멤브레인 요소의 변형 차단 특성을 증가시키기 위하여 멤브레인 요소가 또한 반경 방향으로 계단형 또는 물결형 디자인을 가질 수 있다.

임의의 적절한 중합체 물질이 멤브레인 요소(422.13)를 위하여 사용될 수 있다는 것을 또한 알 수 있다. 이와 같은 물질은 천연 또는 합성 고무(예를 들어 NR, 이소프렌, IR로 알려진 것), 폴리클로로프린(Polychloropene)(예를 들어, 네오프린, CR로 알려진 것), 니트릴과 수소화합 니트릴(예를 들어, NBR, HNBR BUNA N으로 알려진 것), 에틸렌 프로필렌(예를 들어 NORDEL, EPM, EPDM으로 알려진 것), 플루오르 탄성체(예를 들어, VITON, FKM으로 알려진 것), 과플루오르 탄성체(예를 들어, KALREZ, FFKM, CHEMRAZ로 알려진 것)가 될 수 있다.

도 1 내지 도 4와 관련하여 상술한 바와 같이 광학 요소 유닛의 제1 공간을 상기 광학 요소 유닛의 제2 공간에 대하여 본 발명에 따라 밀봉하는 방법은 이러한 광학 요소 유닛(403)에 의해서도 실행될 수 있다는 것을 알 수 있다. 따라서 이와 관련하여서는 상기의 설명을 참조하기로 한다.

제6 실시예

이하에서는, 본 발명에 따른 광학 요소 유닛(503)의 제6의 바람직한 실시예를 도 9를 참조하여 설명한다. 광학 요소 유닛(503)은 대체적으로 도 8의 광학 요소 유닛(403)과 동일하다. 주요한 차이점은 도 8의 밀봉 기구(422)를 대체하는 밀봉 기구(522)의 디자인에 있다.

도 9는 도 1의 광학 요소 그룹(10)의 맨 끝 광학 요소(514)를 지지하는 맨 끝 광학 요소 모듈(503.16) 부분의 개략적인 도면이다. 맨 끝 광학 요소(514)는 맨 끝 광학 요소 모듈(503.16)의 고리형 맨 끝 광학 요소 홀더(503.17)에 의해 지지된다. 제1 부품으로서 맨 끝 광학 요소(514)는 적절한 연결기 수단, 예를 들어 세 개의 연결기(도시되지 않음)에 의해서 제2 부품으로서 연관된 맨 끝 광학 요소 홀더(503.17)에 연결된다.

연결기들이 맨 끝 광학 요소(514)와 접촉하는 장소와 떨어져서 둘레의 밀봉 틈(523)은 맨 끝 광학 요소(514)와 맨 끝 광학 요소 홀더(503.17) 사이에 형성된다.

밀봉 틈(523)의 제1 단부에서, 제1 공간(520)은 맨 끝 광학 요소(514)에 인접한 하우징(503.1)의 내측 부분에 형성된다. 밀봉 틈(523)의 제2 단부에서, 제2 공간(521)은 맨 끝 광학 요소(514)에 인접한 하우징(503.1)의 외측에 형성된다.

밀봉 기구(522)는 밀봉 틈(523)을 통한 제1 공간(520)과 제2 공간(521) 사이의 유체 교환을 방지하는 한편 동시에 밀봉 기구(522)를 통한 맨 끝 광학 요소(514)의 축 방향(514.1)과 반경 방향(514.2)에서 힘의 도입을 실질적으로 방지하기 위하여 제공된다.

이 때문에, 밀봉 기구(522)는 실질적으로 V자형 횡단면의 물결형 탄성 고리형의 얇은 중합체 멤브레인 요소(522.13)를 포함한다. 멤브레인 요소(422.13)는 이 경우에도 내측 둘레에서 밀봉 기구(522)의 금속 내층 고리(522.17)에 결합된다. 이와 같은 내측 고리(522.17)는 다시 종래의 밀봉 접착제(522.14), 예를 들어 필러 물질과 함께 폴리우레탄(PUR)을 기초로 하는 연성의 탄성 밀봉 복합물의 고리를 통해서 맨 끝 광학 요소(514)에 부착식으로 연결된다. 밀봉 접착제 고리(522.14)는 맨 끝 광학 요소(514)의 외주에서 연장하며 내측 고리(522.17)와 맨 끝 광학 요소(514) 사이에서 유체 밀착 연결부를 형성한다. 멤브레인 요소(522.13)는 그 외주에서 임의의 적절한 물질의 접촉 고리(522.16)를 통해서 맨 끝 광학 요소 홀더(503.17)에 결합된다. 멤브레인 요소(522.13)와 내측 고리(522.17)와 접촉 고리(522.16) 사이의 연결 부위에서, 유체 밀착 연결이 임의의 적절한 공지 방식으로 각각, 예를 들어 부착식으로 확실한 연결(positive connection) 또는 마찰 연결 또는 이들의 조합으로 실현된다. 멤브레인 요소(522.13)에 기하적 안정성을 제공하기 위하여, 얇은 탄성의 안정화 고리(522.18)가 멤브레인 요소(522.13)의 바닥 섹션으로 삽입되고 안정적으로 상기 바닥 섹션에 연결된다.

맨 끝 광학 요소(514)와 맨 끝 광학 요소 홀더(503.17) 사이에서 축 방향(514.1)과 반경 방향(514.1)으로도 변형 차단(deformation decoupling)이 양호하도록 작은 두께와 물결형 모양의 멤브레인 요소(522.13)가 제공된다. 다시, 멤브레인 요소(522.13)의 두께와 횡단면은 광학 요소(514)의 의도한 사용 분야와 그 의도한 사용 과정에서 허용 가능한 최대 변형의 함수로서 선택된다.

임의의 적절한 중합체 물질이 멤브레인 요소(522.13)를 위하여 사용될 수 있다는 것을 또한 알 수 있다. 이와 같은 물질은 천연 또는 합성 고무(예를 들어 NR, 이소프렌, IR로 알려진 것), 폴리클로로프린(Polychloropene)(예를 들어, 네오프린, CR로 알려진 것), 니트릴과 수소화합 니트릴(예를 들어, NBR, HNBR BUNA N으로 알려진 것), 에틸렌 프로필렌(예를 들어 NORDEL, EPM, EPDM으로 알려진 것), 플루오르 탄성체(예를 들어, VITON, FKM으로 알려진 것), 과플루오르 탄성체(예를 들어, KALREZ, FFKM, CHEMRAZ로 알려진 것)가 될 수 있다.

도 1 내지 도 4와 관련하여 상술한 바와 같이 광학 요소 유닛의 제1 공간을 상기 광학 요소 유닛의 제2 공간에 대하여 본 발명에 따라 밀봉하는 방법은 이러한 광학 요소 유닛(503)에 의해서도 실행될 수 있다는 것을 알 수 있다. 따라서 이와 관련하여서는 상기의 설명을 참조하기로 한다.

제7 실시예

이하에서는, 본 발명에 따른 광학 요소 유닛(603)의 제7의 바람직한 실시예를 도 10 내지 도 13을 참조하여 설명한다. 광학 요소 유닛(603)은 대체적으로 도 6의 광학 요소 유닛(203)과 동일하다. 주요한 차이점은 도 6의 밀봉 기구(222)를 대체하는 밀봉 기구(622)의 디자인에 있다.

도 10 내지 도 12는 도 1의 광학 요소 그룹(10)의 맨 끝 광학 요소(614)를 지지하는 맨 끝 광학 요소 모듈(603.16)의 부품의 일부를 나타내는 개략적인 도면이다. 상기 부품은 도 13에서 보다 상세하게 도시되어 있는 도 4의 제2 단계(26)의 단계(26.2) 중에 서로 다른 상태에서 도시되어 있다.

맨 끝 광학 요소(614)는 맨 끝 광학 요소 모듈(603.16)의 고리형 맨 끝 광학 요소 홀더(603.17)에 의해 지지된다. 제1 부품으로서 맨 끝 광학 요소(614)는 적절한 연결기 수단, 예를 들어 세 개의 연결기(도시되지 않음)에 의해서 제2 부품으로서 연관된 맨 끝 광학 요소 홀더(603.17)에 연결된다.

연결기들이 맨 끝 광학 요소(614)와 접촉하는 장소와 떨어져서 둘레의 밀봉 틈(623)은 맨 끝 광학 요소(614)와 맨 끝 광학 요소 홀더(603.17) 사이에 형성된다.

밀봉 틈(623)의 제1 단부에서, 제1 공간(620)은 맨 끝 광학 요소(614)에 인접한 하우징(603.1)의 내측 부분에 형성된다. 밀봉 틈(623)의 제2 단부에서, 제2 공간(621)은 맨 끝 광학 요소(614)에 인접한 하우징(563.1)의 외측에 형성된다.

밀봉 기구(622)는 밀봉 틈(623)을 통한 제1 공간(620)과 제2 공간(621) 사이의 유체 교환을 방지하는 한편 동시에 밀봉 기구(622)를 통한 맨 끝 광학 요소(614)의 축 방향(614.1)과 반경 방향(614.2)에서 힘의 도입을 실질적으로 방지하기 위하여 제공된다.

이 때문에, 단계(26.4)에서 전기 전도성 코팅(622.19)의 고리형 레이어(도 10 참조)는 광학적으로 사용되는 않는 외주 영역(614.3)에서 광학 요소(614)에 적층된다. 상기 코팅(622.19)은 코팅(622.19)과 광학 요소(614) 사이에 밀착 연결을 제공하는 스퍼터링(sputtering), 증기 적층 등과 같은 적절한 기술에 의해 가해진다.

단계(26.5)에서 고리형 전기 전도성 보조 몸체(627)는 전기 전도성 방식으로 코팅(622.19)과 광학 요소 홀더(603.17)의 전기 전도성 부분에 연결된다. 광학 요소 홀더(603.17)가 본질적으로 전기 전도성이 아닌 경우에 전기 전도성 코팅은 광학 요소(614)의 전도성 코팅(622.19)과 유사한 방식으로 상기 홀더에 가해질 수도 있었을 것이다. 전체 둘레에 걸쳐서 코팅(622.19)과 광학 요소 홀더(603.17)에 의해서 실질적으로 틈이 없는 연결부가 형성되도록 보조 몸체(627)가 형성되고 배열된다.

단계(26.6)에서 금속 또는 금속 합금은 코팅(622.19)과 보조 몸체(627)와 광학 요소 홀더(603.17)에 동전기 방식(galvanically)으로 적층되어 밀봉 기구(622)를 상기 코팅(622.19) 즉, 광학 요소(614)와, 광학 요소 홀더(603.17)에 유체 밀착 방식으로 연결되도록 형성하는 매우 얇은 금속 멤브레인 요소(622.13)를 형성한다.

단계(26.7)에서는 보조 몸체(627)가 제거, 즉 예를 들어 분해되어 도 12에 도시된 것과 같은 구성을 제공한다. 물결형의 탄성 고리형 얇은 멤브레인 요소(622.13)는 상응하는 보조 몸체(627)의 기하형태에 의해서 임의의 적절한 횡단면이 주어질 수 있다는 것을 알 수 있다.

맨 끝 광학 요소(614)와 맨 끝 광학 요소 홀더(603.17) 사이에서 축 방향(614.1)과 반경 방향(614.1)으로도 변형 차단(deformation decoupling)이 양호하도록 작은 두께와 물결형 모양의 멤브레인 요소(622.13)가 제공된다. 다시, 멤브레인 요소(622.13)의 두께와 횡단면은 광학 요소(614)의 의도한 사용 분야와 그 의도한 사용 과정에서 허용 가능한 최대 변형의 함수로서 선택된다.

마지막으로 적절하게 정합된 멤브레인(coherent membrane)을 형성하기 위하여 동전기로 또는 다른 방법으로 적층될 수 있는 임의의 적절한 금속이 멤브레인 요소(622.13)에 사용될 수 있다는 점을 알 수 있다. 바람직하게는 광학 요소(614) 내로 열에 의해 유발된 힘이 도입되는 것을 방지하기 위하여 멤브레인 요소(622.13)의 열팽창 계수는 공지의 방식으로 광학 요소(614)의 열팽창 계수에 적합하게 된다. 석영(SiO₂) 렌즈가 사용되는 경우, 불변강이 금속으로 선택될 수 있으며 한편 황동 합금이 플루오르화 칼슘(CaF₂) 렌즈와 함께 사용될 수 있다.

도 1 내지 도 4와 관련하여 상술한 바와 같이 광학 요소 유닛의 제1 공간을 상기 광학 요소 유닛의 제2 공간에 대하여 본 발명에 따라 밀봉하는 방법은 이러한 광학 요소 유닛(603)에 의해서도 실행될 수 있다는 것을 알 수 있다. 따라서 이와 관련하여서는 상기의 설명을 참조하기로 한다.

이상에서 본 발명은 광학적 활성 부분, 예를 들어 맨 끝 광학 요소의 투과 부분과 하우징 사이에 적어도 하나의 밀봉 틈이 형성되는 적용례에 관항여서만 기술되었다. 그러나 또한 광학 요소의 광학적 비활성 부분, 예를 들어 유체 밀착 방식으로 맨 끝 광학 요소의 투과 부분과 연결되고 맨 끝 광학 요소로 함께 지지되는 비투과 요소와, 하우징 요소 사이에도 밀봉 틈이 형성될 수 있다. 이와 같은 광학적 비활성 요소는 예를 들어 열팽창 계수가 실질적으로 동일한 고리형 요소일 수 있다.

또한, 본 발명은 임의의 회전 대칭 또는 비회전 대칭 형상의 광학 요소와 관련하여 사용될 수 있다는 것을 알 수 있다. 따라서 예를 들어 광학 요소는 주 연장부의 평면에서 적어도 부분적으로 임의로 굽어지거나 그리고/또는 적어도 부분적으로 다각형 형상을 가질 수 있다.

이상에서, 본 발명은 광학 요소 홀더의 밀봉 틈을 광학 요소 유닛의 외기에 대해 밀봉하는 맨 끝 광학 요소에 관하여만 기술되었다. 그러나 본 발명이 대응하는 하우징 내에 지지된 광학 시스템의 입구 단부에 위치한 제1 광학 요소와 관련해서도 또한 사용될 수 있다는 것을 알 수 있다. 또한 상술한 하우징은 또 다른 하우징과 반드시 공간적으로 분리될 필요는 없다는 것을 알 수 있다. 끝으로 이러한 해결방법은 또한 광학 요소 유닛 내의 서로 다른 구획들이 서로 밀봉되어야만 하는 구성에도 적용될 수 있다.

마지막으로, 이상에서 본 발명은 마이크로리소그래피 분야에 관해서만 기술되었다. 그러나 본 발명은 액침 기술을 사용하거나 또는 사용하지 않는 다른 이미징 공정과 관련해서도 사용될 수 있다는 것을 알 수 있다.

Claims

제1 부품과,
제2 부품과,
밀봉 장치를 포함하며,
상기 제1 부품은, 상기 제1 부품과 상기 제2 부품 사이에 밀봉 틈이 형성되도록 상기 제2 부품에 인접하여 위치하며,
상기 밀봉 틈의 제1 측에 제1 공간이 형성되며,
상기 밀봉 틈의 제2 측에 제2 공간이 형성되며,
상기 밀봉 기구는 상기 밀봉 틈을 통한 상기 제1 공간과 상기 제2 공간 사이의 유체 흐름을 방지하며,
상기 밀봉 기구는 상기 밀봉 기구를 통해서 상기 제1 부품으로 힘이 가해지는 것을 적어도 제1 방향에서 방지하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 요소 유닛.
제1항에 있어서,
상기 밀봉 기구는 상기 밀봉 기구를 통해서 상기 제1 부품으로 제1의 허용될 수 없는 힘 레벨의 힘이 가해지는 것을 적어도 상기 제1 방향에서 방지하도록 형성되며,
상기 제1의 허용될 수 없는 힘 레벨은 상기 제1 부품의 의도한 사용 분야의 함수인 것을 특징으로 하는 광학 요소 유닛.
제2항에 있어서,
상기 제1 부품은 의도한 사용 분야를 가지며,
상기 사용 분야는 상기 제1 부품의 최대 허용 가능한 변형을 한정하며,
상기 제1의 허용될 수 없는 힘 레벨은 상기 최대 허용 가능한 변형의 함수인 것을 특징으로 하는 광학 요소 유닛.
제1항에 있어서,
상기 밀봉 기구는 적어도 상기 제1 방향에서 0.1 N/mm에서 10 N/mm까지의 범위의 강성을 가지는 것을 특징으로 하는 광학 요소 유닛.
제1항에 있어서,
상기 밀봉 기구는 적어도 상기 제1 방향에서 0.1 N/mm 미만의 강성을 가지는 것을 특징으로 하는 광학 요소 유닛.
제1항에 있어서,
상기 밀봉 기구는 상기 밀봉 기구를 통해서 제2 방향에서 상기 제1 부품으로 힘이 가해지는 것을 방지하도록 형성되며,
상기 제2 방향은 상기 제1 방향을 가로질러 연장되는 것을 특징으로 하는 광학 요소 유닛.
제6항에 있어서,
상기 밀봉 기구는 상기 밀봉 기구를 통해서 상기 제1 부품으로 제2의 허용될 수 없는 힘 레벨의 힘이 가해지는 것을 상기 제2 방향에서 방지하도록 형성되며,
상기 제2의 허용될 수 없는 힘 레벨은 상기 제1 부품의 의도하는 사용 분야의 함수인 것을 특징으로 하는 광학 요소 유닛.
제1항에 있어서,
상기 제1 부품은 광학 요소이며,
상기 제2 부품은 상기 광학 요소를 지지하는 지지 구조체의 구조 요소인 것을 특징으로 하는 광학 요소 유닛.
제1항에 있어서,
제1 광학 요소와 제2 광학 요소가 제공되며,
상기 제1 부품은 상기 제1 광학 요소를 지지하는 지지 구조체의 구조 요소이며,
상기 제2 부품은 상기 제2 광학 요소를 지지하는 지지 구조체의 구조 요소인 것을 특징으로 하는 광학 요소 유닛.
제1항에 있어서,
상기 밀봉 기구는 상기 제1 부품과 상기 제2 부품에 연결된 멤브레인 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 요소 유닛.
제10항에 있어서,
상기 멤브레인은 밀봉 요소를 통해서 상기 제1 부품에 부착식으로 연결되는 것을 특징으로 하는 광학 요소 유닛.
제10항에 있어서,
상기 멤브레인은 변형 보상 요소(deformation compensation element)를 통해서 상기 제1 부품에 연결되는 것을 특징으로 하는 광학 요소 유닛.
제12항에 있어서,
상기 변형 보상 요소는 적어도 하나의 얇은 유연한 금속 요소이며 상기 제1 부품에 밀봉 요소를 통해서 부착식으로 연결되는 것을 특징으로 하는 광학 요소 유닛.
제12항에 있어서,
상기 변형 보상 요소의 열팽창 계수는 상기 제1 부품의 열팽창 계수로 조절되는 것을 특징으로 하는 광학 요소 유닛.
제10항에 있어서,
상기 밀봉 기구는 멤브레인 안정화 요소(menbrane stablization element)를 포함하며,
상기 멤브레인 안정화 요소는 상기 멤브레인의 중간 섹션에 연결되는 것을 특징으로 하는 광학 요소 유닛.
제10항에 있어서,
상기 멤브레인은 제1 연결 섹션과 제2 연결 섹션을 구비하며,
적어도 하나의 상기 제1 연결 섹션은 상기 제1 부품에 동전기 방식(galvanically)으로 적층(deposit)되며 상기 제2 연결 섹션은 상기 제2 부품에 동전기 방식으로 적층되는 것을 특징으로 하는 광학 요소 유닛.
제10항에 있어서,
상기 멤브레인 요소는 금속과 중합체로 구성되는 재료 그룹의 재료로 제작되는 것을 특징으로 하는 광학 요소 유닛.
제1항에 있어서,
상기 밀봉 기구는 밀봉 요소를 포함하며,
상기 밀봉 요소는 점성 밀봉 유체에 의하여 형성되며,
상기 밀봉 요소는 상기 제1 공간과 상기 제2 공간 사이의 통로의 적어도 일부를 차단하는 것을 특징으로 하는 광학 요소 유닛.
제18항에 있어서,
상기 통로는 적어도 하나의 슬롯에 의하여 형성되며,
상기 적어도 하나의 슬롯은 제1 부분과 제2 부분 사이에 형성되며,
상기 제1 부분은 상기 제1 부품과 상기 제1 부품에 기계적으로 연결되는 제1 요소 중 하나이며,
상기 제2 부분은 상기 제2 부품과 상기 제2 부품에 기계적으로 연결되는 제2 요소 중 하나인 것을 특징으로 하는 광학 요소 유닛.
제19항에 있어서,
상기 제1 요소 위치가 상기 제1 부품에 대해서 조정 가능한 것과 상기 제2 요소의 위치가 상기 제2 부품에 대해서 조정 가능한 것 중 적어도 하나가 구성된 것을 특징으로 하는 광학 요소 유닛.
제19항에 있어서,
상기 적어도 하나의 슬롯은 돌출부와, 오목부를 형성하는 패인 부분 사이에 형성되며,
상기 돌출부는 상기 오목부 내에 이르며,
상기 돌출부는 상기 제1 부분과 상기 제2 부분 중 하나에 형성되며,
상기 패인 부분은 상기 제1 부분과 상기 제2 부분 중 다른 하나에 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 요소 유닛.
제19항에 있어서,
상기 적어도 하나의 슬롯은 횡방향에서 좁게 형성되며,
상기 횡방향은 상기 적어도 하나의 슬롯에 의해서 형성된 상기 통로를 가로질러 연장되는 것을 특징으로 하는 광학 요소 유닛.
제22항에 있어서,
상기 적어도 하나의 슬롯은 상기 횡방향으로 횡방향 치수를 가지며,
상기 횡방향 치수는, 모세관 효과로 인해서 상기 제1 공간과 상기 제2 공간 사이의 압력이 차이 나는 경우 상기 적어도 하나의 슬롯으로부터 어떠한 밀봉 유체도 누출되지 않도록 선택되는 것을 특징으로 하는 광학 요소 유닛.
제22항에 있어서,
상기 적어도 하나의 슬롯은 상기 횡방향으로 횡방향 치수를 가지며,
상기 횡방향 치수는 200 ㎛ 미만인 것을 특징으로 하는 광학 요소 유닛.
제22항에 있어서,
상기 적어도 하나의 슬롯은 상기 횡방향으로 횡방향 치수를 가지며,
상기 횡방향 치수는 상기 적어도 하나의 슬롯의 단부 부분 중 적어도 한 부분을 향해서 증가하는 것을 특징으로 하는 광학 요소 유닛.
제18항에 있어서,
밀봉 유체 버퍼(sealing fluid buffer)가 제공되며,
상기 밀봉 유체 버퍼는 상기 통로의 상기 차단을 유지하기 위하여 상기 통로에 상기 밀봉 유체를 제공하도록 상기 통로에 연결되는 것을 특징으로 하는 광학 요소 유닛.
제18항에 있어서,
상기 밀봉 유체의 점성은 외부장(external field)을 통해서 조정 가능한 것을 특징으로 하는 광학 요소 유닛.
제27항에 있어서,
상기 외부장은 자기장, 전기장, 열장, 중력장 중의 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 광학 요소 유닛.
제27항에 있어서,
상기 밀봉 요소의 영역에 상기 외부장을 조정가능하게 생성하는 장 생성 기구가 제공되는 것을 특징으로 하는 광학 요소 유닛.
제28항에 있어서,
장 생성 기구가 제공되며,
상기 장 생성 기구는 상기 밀봉 요소의 영역에 상기 외부장을 조정 가능하게 형성하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 요소 유닛.
제18항에 있어서,
배출 기구가 제공되며,
상기 배출 기구는 상기 밀봉 요소와 공간적으로 연관된 적어도 하나의 흡입구를 포함하며,
상기 배출 기구는 상기 적어도 하나의 흡입구를 통해서 상기 밀봉 요소에 의해 방출된 적어도 기체상 물질을 배출하는 것을 특징으로 하는 광학 요소 유닛.
광 경로와,
마스크 위치로서 상기 광 경로 내에 위치하고 상기 마스크를 수용하는 마스크 위치(mask location)와,
기판 위치로서 상기 광 경로 단부에 위치하며 상기 기판을 수용하는 기판 위치(mask location)와,
상기 마스크 위치와 상기 기판 위치 사이에서 상기 광 경로 내에 위치한 제1항에 따른 광학 요소 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크에 형성된 패턴의 이미지를 기판으로 전달하기 위한 광학 노출 장치.
광학 요소 유닛의 제2 공간에 대한 상기 광학 요소 유닛의 제1 공간의 밀봉 방법으로서,
제1 단계에서 제1 부품과 제2 부품과 밀봉 장치를 포함하는 상기 광학 요소 유닛을 제공하며, 상기 제1 부품은 상기 제1 부품과 상기 제2 부품 사이에 밀봉 틈이 형성되도록 상기 제2 부품에 인접하여 위치하며 상기 제1 공간은 상기 밀봉 틈의 제1 측에 형성되며 상기 제2 공간은 상기 밀봉 틈의 제2 측에 형성되며;
제2 단계에서, 상기 밀봉 틈을 통해서 상기 제1 공간과 상기 제2 공간 사이의 유체 교환을 방지하는 한편 적어도 제1 방향에서 상기 밀봉 기구를 통하여 상기 제1 부품으로 힘이 가해지는 것을 방지하도록 상기 밀봉 기구를 사용하는 것을 특징으로 하는 밀봉 방법.
제33항에 있어서,
상기 밀봉 기구는 상기 밀봉 기구를 통해서 상기 제1 부품으로 제1의 허용될 수 없는 힘 레벨의 힘이 가해지는 것을 적어도 상기 제1 방향에서 방지하도록 형성되며,
상기 제1의 허용될 수 없는 힘 레벨은 상기 제1 부품의 의도한 사용 분야의 함수인 것을 특징으로 하는 밀봉 방법.
제33항에 있어서,
상기 밀봉 기구는 적어도 상기 제1 방향에서 0.1 N/mm에서 10 N/mm까지의 범위의 강성을 가지는 것을 특징으로 밀봉 방법.
제33항에 있어서,
상기 밀봉 기구는 적어도 상기 제1 방향에서 0.1 N/mm 미만의 강성을 가지는 것을 특징으로 밀봉 방법.
제33항에 있어서,
상기 밀봉 기구는 상기 밀봉 기구를 통해서 제2 방향에서 상기 제1 부품으로 힘이 가해지는 것을 방지하도록 형성되며,
상기 제2 방향은 상기 제1 방향을 가로질러 연장되는 것을 특징으로 하는 밀봉 방법.
제37항에 있어서,
상기 밀봉 기구는 상기 밀봉 기구를 통해서 상기 제1 부품으로 제2의 허용될 수 없는 힘 레벨의 힘이 가해지는 것을 상기 제2 방향에서 방지하도록 형성되며,
상기 제2의 허용될 수 없는 힘 레벨은 상기 제1 부품의 의도하는 사용 분야의 함수인 것을 특징으로 하는 밀봉 방법.
제33항에 있어서,
상기 제1 부품은 광학 요소이며,
상기 제2 부품은 상기 광학 요소를 지지하는 지지 구조체의 구조 요소인 것을 특징으로 하는 밀봉 방법.
제33항에 있어서,
제1 광학 요소와 제2 광학 요소가 제공되며,
상기 제1 부품은 상기 제1 광학 요소를 지지하는 지지 구조체의 구조 요소이며,
상기 제2 부품은 상기 제2 광학 요소를 지지하는 지지 구조체의 구조 요소인 것을 특징으로 하는 밀봉 방법.
제33항에 있어서,
상기 밀봉 기구는 상기 제1 부품과 상기 제2 부품에 연결되는 멤브레인 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉 방법.
제41항에 있어서,
상기 제2 단계에서 상기 멤브레인은 밀봉 요소를 통해서 상기 제1 부품에 부착식으로 연결되는 것을 특징으로 하는 밀봉 방법.
제41항에 있어서,
상기 제2 단계에서, 상기 멤브레인은 변형 보상 요소(deformation compensation element)를 통해서 상기 제1 부품에 연결되는 것을 특징으로 하는 밀봉 방법.
제43항에 있어서,
상기 변형 보상 요소는 적어도 하나의 얇은 유연한 금속 요소이며 상기 제1 부품에 밀봉 요소를 통해서 부착식으로 연결되는 것을 특징으로 하는 밀봉 방법.
제43항에 있어서,
상기 변형 보상 요소의 열팽창 계수는 상기 제1 부품의 열팽창 계수로 조절되는 것을 특징으로 하는 밀봉 방법.
제41항에 있어서,
상기 밀봉 기구는 멤브레인 안정화 요소를 포함하며,
상기 멤브레인 안정화 요소는 상기 멤브레인의 중간 섹션에 연결되는 것을 특징으로 하는 밀봉 방법.
제41항에 있어서,
상기 멤브레인은 제1 연결 섹션과 제2 연결 섹션을 구비하며,
적어도 하나의 상기 제1 연결 섹션은 상기 제1 부품에 동전기 방식으로 적층되며 상기 제2 연결 섹션은 상기 제2 부품에 동전기 방식으로 적층되는 것을 특징으로 하는 밀봉 방법.
제47항에 있어서,
상기 멤브레인은,
전기 전도성 적층 요소를 상기 제1 부품의 제1 전기 전도성 부분에 연결하고,
상기 멤브레인을 상기 적층 요소와 상기 제1 전기 전도성 부분에 동전기 방식으로 적층하고,
상기 적층 요소를 제거함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 밀봉 방법.
제48항에 있어서,
상기 제1 전기 전도성 부분은 전기 전도성 레이어(layer)를 상기 제1 부품의 적어도 일 부분에 적층함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 밀봉 방법.
제48항에 있어서,
상기 전기 전도성 적층 요소는 상기 제2 부품의 제2 전기 전도성 부분에 연결되며,
상기 멤브레인은 상기 적층 요소와 상기 제1 전기 전도성 부분과 상기 제2 전기 전도성 부분에 동전기 방식으로 적층되는 것을 특징으로 하는 밀봉 방법.
제41항에 있어서,
상기 멤브레인 요소는 금속과 중합체로 구성되는 재료 그룹의 재료로 제작되는 것을 특징으로 하는 밀봉 방법.
제33항에 있어서,
상기 제1 공간과 상기 제2 공간 사이의 통로의 적어도 일 부분을 차단하기 위하여 점성 밀봉 유체가 제공되는 것을 특징으로 하는 밀봉 방법.
제52항에 있어서,
상기 통로는 적어도 하나의 슬롯에 의하여 형성되며,
상기 적어도 하나의 슬롯은 제1 부분과 제2 부분 사이에 형성되며,
상기 제1 부분은 상기 제1 부품과 상기 제1 부품에 기계적으로 연결되는 제1 요소 중 하나이며,
상기 제2 부분은 상기 제2 부품과 상기 제2 부품에 기계적으로 연결되는 제2 요소 중 하나인 것을 특징으로 하는 밀봉 방법.
제53항에 있어서,
상기 제1 요소의 위치는 상기 제1 부품에 대해서 조정 가능한 것과 상기 제2 요소의 위치는 상기 제2 부품에 대해서 조정 가능한 것 중 적어도 하나가 구성된 것을 특징으로 하는 밀봉 방법.
제53항에 있어서,
상기 적어도 하나의 슬롯은 돌출부와, 오목부를 형성하는 패인 부분 사이에 형성되며,
상기 돌출부는 상기 오목부 내에 이르며,
상기 돌출부는 상기 제1 부분과 상기 제2 부분 중 하나에 형성되며,
상기 패인 부분은 상기 제1 부분과 상기 제2 부분 중 다른 하나에 형성되는 것을 특징으로 하는 밀봉 방법.
제53항에 있어서,
상기 적어도 하나의 슬롯은 횡방향에서 좁게 형성되며,
상기 횡방향은 상기 적어도 하나의 슬롯에 의해서 형성된 상기 통로를 가로질러 연장되는 것을 특징으로 하는 밀봉 방법.
제56항에 있어서,
상기 적어도 하나의 슬롯은 상기 횡방향으로 횡방향 치수를 가지며,
상기 횡방향 치수는, 모세관 효과로 인해서 상기 제1 공간과 상기 제2 공간 사이의 압력이 차이 나는 경우 상기 적어도 하나의 슬롯으로부터 어떠한 밀봉 유체도 누출되지 않도록 선택되는 것을 특징으로 하는 밀봉 방법.
제56항에 있어서,
상기 적어도 하나의 슬롯은 상기 횡방향으로 횡방향 치수를 가지며,
상기 횡방향 치수는 200 ㎛ 미만인 것을 특징으로 하는 밀봉 방법.
제56항에 있어서,
상기 적어도 하나의 슬롯은 상기 횡방향으로 횡방향 치수를 가지며,
상기 횡방향 치수는 상기 적어도 하나의 슬롯의 단부 부분 중 적어도 한 부분을 향해서 증가하는 것을 특징으로 하는 밀봉 방법.
제52항에 있어서,
밀봉 유체 버퍼(sealing fluid buffer)가 제공되며,
상기 밀봉 유체 버퍼는 상기 통로의 상기 차단을 유지하기 위하여 상기 통로에 상기 밀봉 유체를 제공하도록 상기 통로에 연결되는 것을 특징으로 하는 밀봉 방법.
제52항에 있어서,
상기 밀봉 유체의 점성은 외부장을 통해서 조정 가능한 것을 특징으로 하는 밀봉 방법.
제61항에 있어서,
상기 외부장은 자기장, 전기장, 열장, 중력장 중의 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 밀봉 방법.
제61항에 있어서,
상기 제2 단계에서, 상기 외부장은 상기 밀봉 요소의 영역에서 조정가능하게 생성되는 것을 특징으로 하는 밀봉 방법.
제52항에 있어서,
상기 제2 단계에서, 상기 밀봉 요소에 의해서 방출된 적어도 하나의 기체상 물질이 상기 밀봉 요소의 영역에서 배출되는 것을 특징으로 하는 밀봉 방법.
기판으로의 소정 패턴의 이미지 전달 방법으로서,
전달 단계에서 상기 패턴의 상기 이미지를 상기 기판으로 광학 요소 유닛을 이용하여 전달하며,
상기 전달 단계에서, 상기 광학 요소 유닛의 제1 공간을 상기 광학 요소 유닛의 제2 공간에 대해서 제33항에 따른 방법을 사용하여 밀봉하는 것을 특징으로 하는 전달 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 방향에서 제1 지지력(support force)에 의해 상기 제1 부품이 지지되며,
상기 밀봉 기구는 적어도 상기 제1 방향에서 정상 작동 중에 상기 밀봉 기구를 통해 상기 제1 부품내로 가해지는 힘의 최대값이 0.01 N 미만이 되게 하는 강성을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 요소 유닛.