KR101737241B1 - 광학 장치, 광학 모듈, 및 하우징에 광학 모듈을 정확하게 위치 결정시키기 위한 방법 - Google Patents

광학 장치, 광학 모듈, 및 하우징에 광학 모듈을 정확하게 위치 결정시키기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광학 장치에 관한 것으로, 상기 광학 장치는 광학 모듈 및 하우징(8)을 포함하고, 광학 모듈은 적어도 하나의, 특히 반사 광학 소자, 및 복수의 제 1 장착 요소(7a)가 부착되는 제 1 캐리어 바디를 갖고, 하우징(8)은, 특히 진공 하우징이며, 적어도 하나의 추가의, 특히 반사 광학 소자를 위한 제 2 캐리어 바디를 갖고, 복수의 제 2 장착 요소(18a)가 캐리어 바디에 부착되고, 또한 이동 디바이스에 부착되며, 이동 디바이스는 광학 모듈이 하우징(8)으로부터 제거될 수 있는 제거 위치(E)와, 이동 디바이스가 제 2 장착 요소(18a)에 대해 제 1 장착 요소(7a)를 가압하는 장착 위치(G) 사이에서 이동 방향(23)으로, 특히 수직 이동 방향으로, 제 2 캐리어 바디에 관하여 제 1 캐리어 바디를 옮겨 놓기 위한 것이다. 본 발명은 또한 광학 모듈 및 하우징(8)에 광학 모듈을 정확하게 위치 결정시키기 위한 방법에 관한 것이다.

Description

광학 장치, 광학 모듈, 및 하우징에 광학 모듈을 정확하게 위치 결정시키기 위한 방법{OPTICAL ARRANGEMENT, OPTICAL MODULE AND A METHOD FOR CORRECTLY POSITIONING AN OPTICAL MODULE IN A HOUSING}
본 발명은 광학 모듈을 갖고 하우징, 특히 진공 하우징을 갖는 광학 장치, 광학 모듈, 및 하우징에 광학 모듈을 정확하게 위치 결정시키기 위한 방법에 관한 것이다.
광학 소자의 동작 동안에 또는 광학 장치의 광학 어셈블리 그룹의 동작 동안에, 이들은 오염 물질이 이들의 광학 표면 상에 퇴적하기 때문에 오염될 수 있다. 특히, 이러한 문제는 소위 EUV 리소그래피 시스템에서 발생하고, 이 시스템에서, EUV 방사선의 생성을 위해, 구동 레이저 시스템의 레이저 빔이 타겟 물질이 제공되는 타겟 위치로 향하고, 레이저 빔이 조사될 때 타겟 물질은 플라즈마 상태로 변환되어, 이에 따라 EUV 방사선을 방출한다. 이와 같은 EUV 리소그래피 시스템은, 예를 들어, US 8,173,985 B2에 기술되어 있다. 레이저 빔이 조사될 때, 타겟 물질(예컨대, 주석)의 일부분이 통상적으로 기화되고, 타겟 위치 부근에 배치된 광학 소자의 광학 표면 상에 퇴적된다.
이러한 문제에 대응하기 위해서, CO2 레이저가 일반적으로 이와 같은 광학 장치의 구동 레이저로서 이용된다. 대략 10.6 ㎛의 긴 파장 때문에, CO2 레이저 방사선이 또한 주석 퇴적물이 발생됨에 따라, 상대적으로 거친 광학 표면을 갖는 반사 광학 소자에 의해 반사된다. 일부 타겟 물질의 경우, 예를 들어, 주석의 경우, CO2 레이저 형태의 구동 레이저의 이용은 부가적으로 구동 레이저의 입력 전력과 EUV 방사선의 출력 전력 사이에 높은 변환 효율을 허용한다.
앞서 기술된 EUV 리소그래피 시스템에서, 또한 다른 광학 장치에서, 예를 들어, 광학 소자를 세정하기 위해서 또는 비오염 광학 소자로 광학 소자를 교체하기 위해서, 광학 어셈블리 그룹 또는 광학 소자 상에 유지보수 작업을 수행하는 것이 이따금 필요할 수 있다. 광학 어셈블리 그룹이 폐쇄 하우징에, 예를 들어, 진공 하우징에 배치되면, 이것은 단지 일반적으로 비교적 높은 경비로 분해될 수 있다. 예를 들어, 유지보수 개구부에 의한, 광학 어셈블리 그룹으로의 직접 액세스가 가용 공간으로 인해 가능하지 않으면, 유지보수 작업을 수행하기 위해서 하우징으로부터 광학 어셈블리 그룹 또는 광학 모듈을 제거할 필요가 있다.
하우징으로부터 광학 모듈을 제거하는 것은, 유지보수 작업이 완료되었을 때, 광학 모듈, 보다 구체적으로, 광학 모듈의 광학 소자가 하우징에 남아 있는 광학 소자들에 관하여 높은 정확도로 다시 위치 결정되어야 한다는 문제가 생기게 한다. 진공 하우징의 경우, 진공에 의해 발생되는 하우징 벽의 변형이 또한 있을 수 있고, 이는 광학 소자 또는 광학 모듈의 정확한 위치 결정을 더욱 어렵게 만든다. 그러므로, 유지보수 작업이 완료되었을 때, 광학 모듈의 광학 소자의 정확한 위치 결정를 위해 복잡하고 지루한 조정이 통상적으로 필요하다.
본 발명의 목적은 광학 모듈을 갖고 하우징을 갖는 광학 장치, 광학 모듈, 및 하우징에 광학 모듈의 광학 소자의 정확한 위치 결정을 용이하게 하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른의 목적은 광학 장치에 의해 달성되고, 광학 장치는 광학 모듈 및 하우징을 포함하고, 광학 모듈은 광학 소자, 특히 반사 광학 소자, 및 복수의 제 1 장착 요소가 부착되는 제 1 캐리어 바디를 갖고, 하우징은, 특히 진공 하우징이며, 적어도 하나의 추가의, 특히 반사 광학 소자를 위한 제 2 캐리어 바디를 갖고, 복수의 제 2 장착 요소는 캐리어 바디에 부착되고, 또한 이동 디바이스에 부착되며, 이동 디바이스는 광학 모듈이 하우징으로부터 제거될 수 있는 제거 위치와 이동 디바이스가 제 2 장착 요소에 대해 제 1 장착 요소를 가압하는 장착 위치 사이에서 이동 방향으로, 특히 수직 이동 방향으로, 제 2 캐리어 바디에 관하여 제 1 캐리어 바디를 옮겨 놓기 위한 것이다.
장착 위치에서 제 2 장착 요소에 대한 제 1 장착 요소의 가압은, 그 목적을 위해 필요한 복접한 조정 없이, 제 2 캐리어 바디에 부착된 (진공) 하우징의 적어도 하나의 광학 소자에 관하여 광학 모듈의 적어도 하나의 광학 소자의 재현 가능하고 정확한 위치 결정을 야기하는 것을 가능하게 만든다. 캐리어 바디에 장착 요소를 부착함으로써, 광학 소자를 장착하기 위해 하우징 내에 캐리어 구조물을 생성하는 것이 부가적으로 가능하고, 하우징은 진공 하우징의 경우에 특히 유리한 것으로 발견되었다. 광학 모듈의 캐리어 바디 및 이에 완고하게 연결된 광학 소자는 적어도 세 쌍의 장착 요소를 통한 장착에 의해 정적으로 결정되고, 따라서 하우징에 재현 가능하게 장착된다.
장착 위치에서, 광학 모듈은 통상적으로 하우징으로부터 제거될 수 없는데, 왜냐하면 장착 요소가 서로 관련되어 있거나, 장착면이 서로 인접해 있기 때문이다. 하우징으로부터 광학 소자를 제거하기 위해서, 이것은 장착 위치로부터 제거 위치로 이동되고, 제거 위치에서 장착 요소는 더 이상 서로 관련이 없고, 충분한 공간이 제거를 위해 이용 가능하다. 이동 방향(따라서, 장착 요소의 접촉 방향)은 가로 방향 힘이 없는 장치를 보장하기 위해서 수직 방향으로 연장되는 것이 바람직하다.
제거 위치는 특히 장착 위치 아래에 있을 수 있다. 이 경우에, 광학 장치의 동작 동안에, 이동 디바이스는 정적 캐리어 바디의 장착 요소에 대해 위쪽으로 중력에 반하여 광학 모듈의 장착 요소를 가압한다. 장착 위치로부터 제거 위치로 캐리어 바디를 이동시키기 위해서, 캐리어 바디는 이동 디바이스에 의해 낮아진다. 제거 위치와 장착 위치 사이의 광학 모듈의 이동 경로는 수 밀리미터일 수 있다. 제거 위치로부터 시작하는 하우징으로부터 광학 모듈의 제거는 특히 수평 방향에서 변위 이동에 의해 발생할 수 있다.
일 실시예에서, 캐리어 바디는 복수의 롤러 및/또는 슬라이딩 요소가 제공되는 캐리어 슬라이드를 포함한다. 롤러에 의해, 캐리어 슬라이드는, 통상적으로 수평적으로 연장되는 하우징의 지지면을 따라, 제거 위치로부터 시작하여, 간단한 방식으로 옮겨지거나, 굴려질 수 있어, 그 결과, 하우징으로부터 광학 모듈의 제거는 용이하게 된다. 변위 이동 동안에 롤러 중 하나가 하우징과의 접촉이 끊기자 마자, 광학 모듈의 중량은 추가적인 지지 롤러, 가이드 로드, 및/또는 하우징의 지지면에 인접한 보조면에 의해 취해질 수 있다. 예를 들어, 러너(runner)의 형태인 슬라이딩 요소의 이용이 또한 가능하다.
본 실시예의 다른 개발에서, 롤러 및/또는 슬라이딩 요소는 제거 위치에서 하우징 상의 지지면에 얹혀 있고, 장착 위치에서 지지면으로부터 이격되어 있다. 제거 위치로부터, 광학 모듈은 통상적으로 수평으로 연장되는 지지면을 따라 롤러 또는 슬라이딩 요소에 의해 옮겨질 수 있다. 장착 위치에서, 롤러 또는 슬라이딩 요소와 하우징 간에 어떠한 직접적인 접촉이 없어, 하우징의 변형이 광학 모듈에 직접적으로 전송되지 않는다.
다른 실시예에서, 광학 모듈은 진공 하우징에 광학 모듈의 진공 밀봉 고정(vacuum-tight fastening)을 위한 진공 하우징 컴포넌트를 갖는다. 광학 모듈이 제거 위치에 (또는 장착 위치로 적절한 곳에) 있는 경우, 예를 들어, 커버 플레이트의 형태인 진공 하우징 컴포넌트는, 진공 하우징이 진공 밀봉 방식으로 폐쇄되도록 진공 하우징에 피팅되고, 광학 장치의 동작 동안에 배기될 수 있다.
진공 하우징 컴포넌트는 가요성 진공 요소에 의해 제 1 캐리어 바디에 부착되는 것이 바람직하다. 가요성 진공 요소로서 예를 들어 주름진 금속 연장 벨로우즈(corrugated metal expansion bellows)(주름진 벨로우즈)가 이용될 수 있다. 가요성 연결은, 광학 모듈의 캐리어 바디가 진공 하우징으로부터 분리되어, 진공에 의해 생성되고 진공 요소 상에 가해진 힘이 캐리어 바디에 전송되지 않거나, 이에 연결된 광학 소자에 전송되지 않는 것을 의미한다. 광학 모듈의 광학 소자에 방사선을 공급하기 위한 개구부가 캐리어 바디 상에 제공될 수 있고, 이러한 방사선은 진공 하우징 밖에 배치된, 예를 들어, 방사선 소스, 특히, 레이저 소스에 의해 생성된다. 캐리어 바디의 변위 이동 동안에, 개구부는 진공 하우징에 완고하게 연결된 진공 요소에 관하여 옮겨진다.
추가의 실시예에서, 제 1 장착 요소는 적어도 하나의 평면 베어링 면을 갖고, 제 2 장착 요소는 적어도 하나의 만곡된 베어링 면을 갖거나, 그 반대로도 구성될 수 있다. 제 1 장착 요소는 제 2 장착 요소의 베어링 면과의 맞물림을 위한 리세스를 갖는 것이 바람직하다. 이 리세스는 반전 원뿔대의 형태로 있을 수 있고, 이의 측면은 원주 방향으로 복수의 평면 베어링 면을 갖는, 베벨(bevel)을 형성할 수 있다. 원뿔대의 베이스는 다각형으로서, 예를 들면, 정사각형이다. 제 1 장착 요소의 리세스의 원뿔대형의 기하학적 구조의 결과로서, 제 2 장착 요소가 제 1 장착 요소의 리세스에 맞물릴 때, 셀프 센터링(self-centring)이 발생할 수 있다. 제 2 정적 장착 요소는 적어도 하나의 만곡된 베어링 면을 갖고, 바람직하게는 볼록 곡선 (왕관형) 베어링 면, 특히, 구형 또는 타원형 만곡된 베어링 면을 갖는다. 제 1 장착 요소가 이동 방향으로 이동할 때, 만곡된 베어링 면은 장착 위치에 도달할 때까지 개개의 평면 베어링 면을 따라 슬라이딩할 수 있고, 장착 위치에서, 베어링 면들은 서로에 관하여 고정적으로 배치될 수 있고, 서로에 대해 가압된다. 각기둥 모양 리세스의 평탄면 상에 곡면을 장착한 결과로서, 캐리어 바디의 위치는 정적으로 결정되고, 이에 따라서, 광학 모듈은 정적 캐리어 바디 상에 재현 가능하게 장착된다. 특히, 이러한 장착을 달성하기 위해서 임의의 유형의 정적으로 결정된 장착 또는 정적으로 중복 결정된 장착이 가능하다. 특히, 예를 들어, 제 1 장착 요소 상의 만곡된 베어링 면 및 제 2 장착 요소 상의 평면 베어링 면이 또한 가능하다.
추가의 실시예에서, 변위 디바이스는 제 1 장착 요소를 이에 연관된 제 2 장착 요소에 대해 각각 가압하기 위한 적어도 하나의 리프팅 디바이스, 바람직하게는, 복수의 리프팅 디바이스를 갖는다. 리프팅 디바이스는 제거 위치로부터 장착 위치로 들어 올리기 위해서, 바람직하게 제 1 캐리어 바디의 밑면에서, 특히, 캐리어 슬라이드의 밑면에 작용하는 것이 바람직하다. 제 2 장착 요소에 대한 제 1 장착 요소의 가압을 위해, 리프팅 디바이스 및 제 2 장착 요소가 이동 방향으로 연장된 공통 축(리프팅 축)을 따라 배치된다면 이것은 유리하다. 예를 들어, 수직 이동 방향 또는 리프팅 축의 경우에, 리프팅 디바이스는 제 2 장착 요소 아래 제거 위치에 위치될 수 있다. 리프팅 디바이스는 통상적으로 선형적으로 변위 가능한 리프팅 요소를 통해, 캐리어 바디, 보다 구체적으로, 캐리어 슬라이드의 밑면에 작용한다. 변위 가능한 리프팅 요소는, 예를 들어, 연장 벨로우즈의 형태로 가요성 진공 요소에 의해, 진공 하우징에 연결될 수 있다. 이런 식으로, 리프팅 요소 내부는 진공 하우징 내부의 진공 환경으로부터 밀폐하여 분리될 수 있다. 평평한 리프팅 요소를 갖는 단일 리프팅 디바이스가 또한 캐리어 바디를 들어 올리기 위해 제공될 수 있고, 이러한 리프팅 요소가 대응하는 정적 장착 요소에 대해 광학 모듈의 3개(또는 그 이상)의 장착 요소를 가압한다는 것이 이해될 것이다.
추가의 실시예에서, 적어도 하나의 리프팅 디바이스는 적어도 하나의 바이어스된 스프링 요소를 갖는다. 바이어스는 제거 위치로부터 장착 위치로의 제 1 캐리어 바디의 이동을 통해 리프팅 이동을 실현하고, 장착 위치에 접촉력을 인가하기 위해 모두 이용될 수 있다. 이런 식으로, 광학 장치의 동작 동안에 제 2 장착 요소에 대해 제 1 장착 요소를 유지 또는 가압하기 위해 에너지를 공급할 필요가 없다. 캐리어 바디를 제거 위치로 이동시키기 위해서, 외부 에너지가 액추에이터에 의해 인가되고, 이러한 외부 에너지는 스프링 요소의 바이어스를 극복하고 스프링 요소의 힘의 작용에 반하여 리프팅 디바이스의 이동 방향으로 변위 가능한 리프팅 요소를 옮겨 놓는다.
추가의 발전에서, 적어도 하나의 리프팅 디바이스는 압력 챔버를 갖고, 적어도 하나의 스프링 요소의 바이어스에 대향하는 힘을 생성하기 위해서 압력 챔버에 압력 매체(압력 유체)가 적용될 수 있다. 예를 들어, 압축 기체 또는 압축 유체를 이용하여, 유체 압력을 생성함으로써, 바이어스는 극복될 수 있고, 스프링 요소는 장착 요소가 더 이상 서로 관련이 없을 때까지, 추가로 압축될 수 있다. 스프링 요소는 특히 판 스프링의 형태일 수 있고, 이들을 압축하기 위해서 이의 스프링 플레이트에 유체 압력이 직접적으로 적용될 수 있다. 바람직하게, 캐리어 슬라이드는, 롤러 또는 휠 및/또는 슬라이딩 요소가 제가 위치의 지지면에 얹혀 있을 정도로 압축 유체에 의해 낮아져서, 광학 모듈은 간단한 방식으로 하우징 밖으로 이동될 수 있다.
바람직하게, 광학 모듈의 적어도 하나의 광학 소자는 레이저 방사선의 반사를 위해 구성된다. 특히, 광학 모듈은 레이저 빔, 특히, CO2 레이저 빔의 빔 유도를 위해 설계될 수 있다. 앞서 기술된 바와 같이, CO2 레이저 방사선을 반사하는 광학 소자는, 타겟 물질이 기화되는 타겟 위치의 부근에 배치될 수 있는데, 타겟 물질에 의한 광학 표면의 오염은 반사율에 비교적 작은 영향을 미친다. CO2 레이저 방사선의 반사를 위한 광학 소자는, 예를 들어, 구리의 금속 기판을 가질 수 있고, 이는 그 자체가 반사면의 역할을 할 수 있다. 레이저 방사선에 대한 반사율을 더욱 증가시키기 위해 반사 코팅이 금속 기판에 적용될 수 있다.
추가의 실시예에서, 제 2 캐리어 바디에 부착된 적어도 하나의 추가의 광학 소자는 EUV 방사선의 반사를 위해 구성된다. 특히, 추가의 광학 소자는 타겟 물질의 조사에 의해 타겟 위치에서 생성된 EUV 방사선을 위한 소위 컬렉터 미러(collector mirror)일 수 있다. EUV 방사선을 반사하기 위해서, 다층 코팅이 통상적으로 광학 소자에 적용되고, 코팅은 교대로 높고 낮은 굴절률의 복수의 교번층을 갖는다.
제 1 캐리어 바디 또는 제 2 캐리어 바디에 부착된 광학 소자는 반드시 반사 광학 소자로서 구성될 필요는 없지만, 투과형 광학 소자로서 구성될 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 특히, 그것은 광학 소자가 EUV 파장 범위(즉, 대략 5 nm 내지 대략 50 nm 사이의 파장에서)와는 상이한 파장 범위에서 또는 IR 파장 범위(예컨대, 10.6 ㎛에서)에서 방사선의 투과 또는 반사를 위해 구성되는 경우이다. 또한, IR 파장 범위에서 투과하는 광학 모듈 상의 광학 소자, 예를 들어, 셀렌화 아연의 광학 소자를 제공하는 것이 가능하다.
본 발명은 또한 앞서 기술된 바와 같은 광학 장치를 위한 광학 모듈에 관한 것으로, 적어도 하나의, 특히 반사 광학 소자 및 복수의 제 1 장착 요소가 부착되는 캐리어 바디를 포함하고, 캐리어 바디는 하우징으로부터, 특히 진공 하우징으로부터 광학 모듈의 제거를 위해 복수의 롤러 및/또는 슬라이딩 요소를 갖는 캐리어 슬라이드를 갖는다. 캐리어 슬라이드 또는 롤러/슬라이딩 요소의 이용은, 제거 위치로부터/로 광학 모듈의 변위를 용이하게 하는 것을 가능하게 한다. 광학 소자는 통상적으로 캐리어 바디에 완고하게 연결되어서, 캐리어 바디의 정의된 장착의 결과로서, 광학 소자는 또한 정의된 위치에 배치될 수 있다.
추가의 실시예에서, 광학 모듈은 진공 하우징에 광학 모듈의 진공 밀봉 고정을 위한 진공 하우징 컴포넌트를 포함한다. 진공 하우징 컴포넌트는, 예를 들어, 판 형태일 수 있고, 통상적으로 밀봉 방식으로 진공 하우징에 대해 그 주변 에지에 고정된다. 유리한 추가의 개발에서, 진공 하우징 컴포넌트는 가요성 진공 요소, 예를 들어, 연장 벨로우즈를 통해 캐리어 바디에 부착된다. 이런 식으로, 진공 하우징 컴포넌트는 제거 위치와 장착 위치 사이에서 피팅된 상태로 캐리어 바디를 옮겨 놓기 위해서 캐리어 바디에 관하여 옮겨질 수 있다.
본 발명은 또한 앞서 기술된 바와 같은 광학 장치의 하우징에 광학 모듈을 정확하게 위치 결정시키기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 방법은, 하우징의 액세스 위치로부터 제거 위치로 광학 모듈의 캐리어 바디를 이동시키는 단계; 및 제거 위치로부터 장착 위치로 광학 모듈의 캐리어 바디를 이동시키는 단계를 포함하고, 제 1 장착 요소가 제 2 장착 요소에 대해 가압된다. 통상적으로, 광학 모듈 또는 캐리어 바디가 액세스 위치로부터 제거 위치 또는 장착 위치로 이동된 이후에, 진공 하우징 컴포넌트는 광학 장치의 동작 동안에 진공 하우징이 배기되도록 허용하기 위해서 진공 하우징에 연결된다.
방법의 변형에서, 액세스 위치로부터 제거 위치로 캐리어 바디를 이동시키기 위해서, 광학 모듈의 캐리어 슬라이드가 하우징의 지지면을 따라 (바람직하게, 롤링 및/또는 슬라이딩에 의해) 옮겨진다. 지지면을 따른 변위를 용이하게 하기 위해서, 캐리어 바디는 앞서 기술된 바와 같이, 롤러 및/또는 슬라이딩 요소가 제공된 캐리어 슬라이드를 가질 수 있다.
본 발명의 추가의 장점은 상세한 설명 및 도면으로부터 명백해질 것이다. 마찬가지로, 앞서 언급된 특징 및 후술되는 특징은 개별적으로 또는 복수의 특징들의 임의의 조합으로 이용될 수 있다. 도시되고 설명된 실시예들은 완전한 열거로서 해석되는 것이 아니라, 대신에 본 발명을 나타내기 위한 예시적인 성격을 갖는다.
도 1은 EUV 리소그래피 장치의 빔 생성 시스템의 형태인 광학 장치의 진공 하우징에 사용하기 위한 광 모듈의 개략도를 도시한다.
도 2는 진공 하우징에 피팅된 상태의 도 1의 광학 모듈의 개략도를 도시한다.
도 3a 및 도 3b는 진공 하우징으로부터 이격된 액세스 위치에서 및 제거 위치에서 광학 모듈의 캐리어 슬라이드를 갖는 진공 하우징의 하우징 부분을 도시한다.
도 4a는 광학 모듈의 캐리어 바디를 장착 위치로 들어 올리기 위한 3개의 리프팅 디바이스를 갖는 진공 하우징의 일부를 도시한다.
도 4b는 장착 위치에 운반된 3개의 장착 요소가 광학 모듈의 3개의 장착 요소와 관련성을 갖게 하는 컬렉터 미러에 대한 캐리어 바디를 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 장착 위치(도 5a)에서 및 제거 위치(도 5b)에서 광학 모듈의 캐리어 슬라이드를 갖는 리프팅 디바이스를 도시한다.
도 1은 빔 입구 개구부(3)에서 광학 모듈(1)에 진입하는 CO2 레이저 빔(2)의 빔 유도를 위한 광학 모듈(1)을 도시한다. 광학 모듈(1)은 캐리어 슬라이드(5) 및 캐리어 요소(5a)(캐리어 프레임)을 포함하는 강성 캐리어 바디(4)를 갖는다. 본 예에서, 통상적으로 수평 이동 방향으로 광학 모듈(1)의 롤링 이동을 허용하기 위해서 4개의 롤러(6)가 캐리어 슬라이드(5)에 부착된다. 캐리어 슬라이드(5)에 슬라이딩 요소, 예를 들어, 러너의 부착이 또한 가능하다. 3개의 장착 요소(7a 내지 7c)가 또한 도 2에 도시된 하우징(8)에 광학 모듈(1)을 정확하게 위치 결정시키기 위해 캐리어 바디(4)에 부착되고, 보다 구체적으로 캐리어 슬라이드(5)에 부착된다.
레이저 빔(2)의 빔 유도를 위해, 광학 모듈(1)은 3개의 광학 소자(9, 10, 11)를 갖고, 이들 중 제 1 광학 소자 및 제 2 광학 소자(9, 10)는 도 1에 도시된 표현에서 캐리어 바디(4)에 의해 감추어져 있다. 제 1 광학 소자 및 제 2 광학 소자(9, 10)는 타겟 위치(더욱 상세하게 도시되지 않음) 상에 레이저 빔(2)을 집중시키는데 이용되고, 타겟 위치 상에는 타켓 물질, 이 경우에, 주석이 제공되어, 레이저 빔(2)이 조사되는 경우 플라즈마 상태로 변환되어, 이에 의해, EUV 방사선을 방출한다. 제 3 광학 소자는 타겟 위치 쪽으로 집중된 레이저 빔(2)을 편향시키기 위한 평면 미러(11)이다. 레이저 빔(2)의 조사시에, 타겟 물질의 일부분이 기화되어 타겟 위치의 부근에 배치된 광학 소자(9, 10, 11)의 광학 표면 상에 퇴적될 수 있다. 예를 들어, 이것은 도 1에 도시된 평면 미러(11)의 광학 표면(11a)을 이용하는 경우일 수 있는데, 3개의 광학 소자(9, 10, 11) 중 평면 미러(11)가 타겟 위치로부터 가장 짧은 거리에 있다.
도 2는 EUV 방사선을 생성하기 위한 빔 생성 시스템의 형태로 광학 장치(12)의 하우징(8)에 피팅된 상태의 광학 모듈(1)을 도시한다. 광학 장치(12)에서 생성된 EUV 방사선은 구성된 요소(마스크)가 배치된 이미지 필드를 가능한 한 균일하게 조명하기 위해서 조명 시스템(도시되지 않음)으로 공급된다. 투영 시스템(또한 도시되지 않음)이 감광성 기판(웨이퍼) 상에 마스크의 구조물을 재현하는데 이용된다. 빔 생성 시스템(12), 조명 시스템, 및 투영 시스템은 감광성 기판(웨이퍼)의 구조화를 위해 EUV 리소그래피 기기를 함께 형성한다.
생성된 EUV 방서선의 기상 물질에 의한 흡수를 최소화하기 위해서, 하우징(8)은 진공 하우징의 형태이고, 펌프 디바이스(도시되지 않음)에 의해 배기될 수 있다. 진공 밀봉 방식으로 광학 모듈(1)과 진공 하우징(8)을 폐쇄하기 위해서, 커버 플레이트(13)(도 1에 도시되지 않음, 도 2 참조)의 형태인 진공 하우징의 컴포넌트가 광학 모듈(1)에 부착되고, 진공 밀봉 방식으로 진공 하우징(8)에 연결된다. 커버 플레이트(13)의 외측 에지를 따라 연장되는 나사 연결(도시되지 않음) 및 해당 씰(seal)이 진공 밀봉 방식으로 커버 플레이트(13)를 진공 하우징(8)에 연결하는데 이용된다.
커버 플레이트(13)는 금속 연장 벨로우즈(14)(도 2에 나타남)에 의해 캐리어 바디(4)에 연결되고, 금속 연장 벨로우즈(14)는 가요성 진공 하우징 컴포넌트의 역할을 하고, 커버 플레이트(13)가 고정된 이후에도 캐리어 바디(4)가 진공 하우징(8)에 관하여 이동하도록 허용한다. 이와 같은 이동은, 이하에서 더욱 상세히 논의되는 바와 같이, 제거 위치에서부터 장착 위치로 진공 하우징(8) 내에 통합된 광학 모듈(1)을 이동시키기 위해서 필요하다. 공정 챔버(15)가 또한 도 2에 도시되고, 이 공정 챔버에 타겟 위치로부터 나오는 EUV 방사선을 캡처하기 위한, 화살표로 나타난, 컬렉터 미러(16)가 수용된다.
광학 소자(9, 10, 11)의 광학 표면을 세정하기 위해서, 또는 광학 소자(9, 10, 11) 중 하나 이상을 교체하기 위해서, 광학 모듈(1)은 진공 하우징(8)에 대한 커버 플레이트(13)의 연결을 해제하고, 진공 하우징(8)으로부터 광학 모듈(1)을 제거함으로써, 하우징(8)으로부터 제거될 수 있다.
진공 하우징(8)에서 광학 모듈(1)의 재거 및 재위치 결정 동안, 광학 모듈(1)은 진공 하우징(8) 상에 제공되고 도 3a 및 도 3b에 도시되는 평면의 수평 지지면(17)을 따라 옮겨 질 수 있다. 간략화를 위해, 도 3a는 액세스 위치(B)에서, 즉 유지 보수가 수행될 수 있는 하우징(8)으로부터 이격된 위치에서, 롤러(6)를 갖는 캐리어 슬라이드(5)만을 도시하지만, 도 3b는 캐리어 슬라이드가 커버 플레이트(13)에 의해 진공 하우징(8) 내에, 보다 구체적으로, 쐐기 모양의 부분 내에 통합될 수 있는 위치에서, 하우징(8) 내에 삽입된 캐리어 슬라이드(5)를 도시한다.
도 3a에 도시된 위치로부터 도 3b에 도시된 위치(및 후면)로 캐리어 슬라이드(5)를 옮겨 놓기 위해서, 보조면(도시되지 않음)이 제공될 수 있고, 이는 캐리어 슬라이드(5), 또는 광학 모듈(1)이 가능한 한 수평적으로 이동하도록 허용한다. 예를 들어, 평면 지지판이 보조면으로 제공될 수 있고, 이의 상부측은 진공 하우징(8)의 지지면(17)에 맞추어 정렬된다. 또한, 추가의 지지 롤러가 무게를 취하기 위해서 캐리어 슬라이드(5)에 부착될 수 있다. 또한, 가이드 레일이 광학 모듈(1)의 변위를 용이하게 하기 위해 이용될 수 있다.
도 3b에 도시된 캐리어 슬라이드(5)의 위치에서, 장착 요소(7a 내지 7c)는 수직적으로 장착 요소(18a 내지 18c) 아래에 위치하고, 장착 요소(18a 내지 18c)는 컬렉터 미러(16)를 위해 캐리어 바디의 역할을 하는 도 4b에 도시된 캐리어 플레이트(19)에 부착된다. 레이저 방사선을 위한 관통 개구부의 에지에서, 그리고 장착 요소(18a 내지 18c)의 부근에서, 컬렉터 미러(16)를 유지하기 위한 3개의 장착점(20a 내지 20c)이 캐리어 플레이트(19)에 부착된다. 광학 모듈(1)을 위한 장착 요소(18a 내지 18c)에 대한 장착 점(20a 내지 20c)의 상대적 근접성은 동적 및 정적 강성을 향상시킨다.
도 4a에 도시된 진공 하우징(8) 부분의 상부 측은 도 4b에 도시된 캐리어 플레이트(19)에 고정되어 이에 고정적으로 연결된다. 캐리어 플레이트(19), 및 따라서 이에 부착된 장착 요소들(18a 내지 18c, 20a 내지 20c)은 빔 형성 시스템(12)의 정적 부분이고, 이에 관하여 광학 소자(9, 10, 11)는 빔 형성 시스템(12)에 통합될 때 정확하게 위치되어야 한다.
캐리어 플레이트(19)(따라서, 컬렉터 미러(16))에 관하여, 광학 모듈(1), 보다 구체적으로, 광학 소자(9, 10, 11)를 정확하게 배향하기 위해서, 이동 디바이스(21)가 빔 형성 시스템(12) 상에 제공되고, 이러한 이동 디바이스(21)는 광학 모듈(1)의 캐리어 바디(4)를 도 5a에 도시된 장착 위치(G)와 도 5b에 도시된 제거 위치(E) 사이에서, 수직 방향으로 연장된 리프팅 축(23)을 따라 앞뒤로 이동시키기 위한 3개의 리프팅 디바이스(22a 내지 22c)를 갖는다. 도 5b에 도시된 제거 위치(E)에서, 광학 모듈(1)은 앞서 기술된 방식으로 진공 하우징(8)으로부터 제거될 수 있다.
장착 요소들의 제 1 쌍(7a, 18a)에 의해 도 5a에 도시된 것처럼, 도 5a에 도시된 장착 위치(G)에서, 광학 모듈(1)의 3개의 장착 요소(7a 내지 7c)는 캐리어 플레이트(19)(도 5a에 도시되지 않음)의 연관된 장착 요소(18a 내지 18c)에 대하여 중력에 반하여 가압된다. 높은 정밀도의 장착을 보장하기 위해서, 제 1 장착 요소(7a 내지 7c) 각각은 2개의 평면 베어링 면(24)을 갖고, 2개의 평면 베어링 면은 정사각형 베이스를 갖는 (반전) 원뿔대의 (각기둥 모양) 형태로 있는 리세스(25)의 에지 또는 베벨을 형성한다. 캐리어 플레이트(19)의 장착 요소(18a 내지 18c) 상에 주변적 구형 만곡된 베어링 면(26)이 형성된다. 장착 위치(G)에서, 광학 모듈(1)의 장착 요소(7a 내지 7c)의 평면 베어링 면(24)은 캐리어 플레이트(19)의 장착 요소(18a 내지 18c)의 구형 베어링 면(26)에 인접해 있다. 장착 위치(G)에서, 광학 모듈(1)의 장착 요소(7a 내지 7c)의 베어링 면(24)은 캐리어 플레이트(19)의 장착 요소(18a 내지 18c)에 대하여 리프팅 디바이스(22a 내지 22c)에 의해 가압된다. 효과적으로 가압하기 위해서, 논의중인 리프팅 디바이스(22a 내지 22c)의 리프팅 요소(27)가 캐리어 슬라이드(5)의 밑면에 대하여 가압된다.
평면 베어링 면(24)의 각기둥 모양 배치 및 구형 베어링 면(26)에 의해 달성된 캐리어 바디(4)의 장착의 정확도는 마이크로미터 범위 내에 있다. 이와 같은 정확도는, 정적 광학 소자에 관하여, 특히, 컬렉터 미러(16)에 관하여, 광학 모듈(1)의 광학 소자(9, 10, 11)를 배향시키는 경우, 캐리어 플레이트(19)에 관하여, 캐리어 바디(4) 또는 캐리어 슬라이드(5)의 추가의 조정이 불필요하게 만들 수 있다.
도 5a에서 또한 볼 수 있듯이, 캐리어 슬라이드(5)의 롤러 또는 휠(6)은 장착 위치(G)에서 지지면(17)에서 들어 올려 진다. 리프팅 디바이스(22a 내지 22c)의 리프팅 축(23)을 따라 변위 가능한 리프팅 요소(27)는, 가요성 진공 요소(28)에 의해 진공 하우징(8)에 부착되고, 이러한 리프팅 요소(27)는 캐리어 슬라이드(5)의 밑면에 대하여 가압하며, 가요성 진공 요소(28)는 또한 연장 벨로우즈의 형태로 있다. 가요성 진공 요소는 주변에 대하여 진공 씰의 역할을 한다.
도 5a에 도시된 장착 위치(G)에서 캐리어 슬라이드(5)를 유지하기 위해서, 바이어스된 판 스프링(29)이 정적 베이스 바디(30)와 리프팅 요소(27) 사이에서 리프팅 디바이스(22a 내지 22c)에 제공된다. 도 5a에 도시된 장착 위치(G)로부터 도 5b에 도시된 제거 위치(E)로 리프팅 요소(27)(및, 이에 따라 캐리어 슬라이드(5))를 이동시키기 위해서, 액추에이터가 이용되고, 제거 위치에서 캐리어 슬라이드(5)의 롤러(6)는 지지면(17)에 얹혀 있으며, 이러한 액추에이터는 이동 디바이스(21)의 일부분이다.
리프팅 디바이스(27)의 하향 변위의 경우, 본 실시예에서 압축 공기인 압력 매체가 리프팅 디바이스(22a 내지 22c)에 형성된 압력 챔버(31) 내에 도입된다. 압력 매체는 판 스프링(29)의 상부 측 상에 힘을 가하고, 이러한 힘은 리프팅 요소(27)와 캐리어 슬라이드(5)의 밑면 사이에 간극이 형성될 정도로 판 스프링(29)을 압축하기에 충분히 커서, 캐리어 슬라이드(5)는 더 이상 리프팅 디바이스(22a 내지 22c)에 의해 지지되지 않고, 롤러(6)는 지지면(17)에 얹혀 있다. 따라서, 장착 요소들(7a 내지 7c, 18a 내지 18c)은 또한 제거 위치(E)에서 더 이상 서로 관련이 없어, 광학 모듈(1)은 지지면(17)을 따라 그리고 진공 하우징(8) 밖으로 굴려질 수 있다.
캐리어 바디(4)의 하강 시에, 압력 매체는 통상적으로 3개의 리프팅 디바이스(22a 내지 22c)의 압력 쳄버(31)에 잇따라 적용된다. 이것은 리프팅 축(23)을 따른 이동 경로가 일반적으로 수 밀리미터의 범위에 있기 때문에 가능하여, 왜곡된 위치로 영향을 받는 경우 광학 모듈(1)이 진공 하우징(8)에 끼워지게 되는 위험이 없다. 압력 매체는, 3개의 리프팅 디바이스(22a 내지 22c)의 리프팅 요소(27)의 동기식 하강을 유발하기 위해서, 이에 따라, 지지면(17)에 평행한 캐리어 슬라이드(5)의 하강을 유발하기 위해서, 리프팅 디바이스(22a 내지 22c)의 3개의 압력 쳄버(31) 모두에 (제어된 방식으로) 동시에 적용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 압력 매체는 레이디얼 보어(radial bore)에 의해 압력 쳄버(31)에 공급된다.
제거 위치(E)에서, 광학 모듈(1)은, 예를 들어, 광학 소자(9, 10, 11) 중 하나를 다른 것으로 교체하기 위해서, 이용 가능한 공간의 제한에도 불구하고, 간단한 방식으로 진공 하우징(8)으로부터 제거될 수 있다. 장착 위치(G)에서, 광학 소자(9, 10, 11)의 재현 가능한 장착 또는 배향이 이러한 목적을 위해 필요한 추가의 조정 없이 가능하다.

Claims (15)

  1. 광학 장치(12)에 있어서,
    광학 모듈(1) 및 하우징(8)을 포함하고,
    상기 광학 모듈(1)은 레이저 빔(2)의 빔 유도를 위한 적어도 하나의 광학 소자(9, 10, 11) 및 복수의 제 1 장착 요소(7a 내지 7c)가 부착되는 제 1 캐리어 바디(4)를 갖고,
    상기 하우징(8)은 적어도 하나의 추가의 광학 소자(16)를 위한 제 2 캐리어 바디(19)를 갖고,
    복수의 제 2 장착 요소(18a 내지 18c)가 상기 제 2 캐리어 바디(19)에 부착되고, 또한 이동 디바이스(21)에 부착되며,
    상기 이동 디바이스(21)는, 상기 광학 모듈(1)이 상기 하우징(8)으로부터 제거될 수 있는 제거 위치(E)와, 상기 이동 디바이스(21)가 상기 제 2 장착 요소(18a 내지 18c)에 대해 제 1 장착 요소(7a 내지 7c)를 가압하는 장착 위치(G) 사이에서 이동 방향(23)으로 상기 제 2 캐리어 바디(19)에 관하여 상기 제 1 캐리어 바디(4)를 옮겨 놓기 위한 것이고,
    상기 적어도 하나의 추가의 광학 소자(16)는 EUV 방사선의 반사를 위해 구성되는 것인, 광학 장치(12).
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 캐리어 바디(4)는 복수의 롤러(6) 및 슬라이딩 요소 중 적어도 하나가 제공되는 캐리어 슬라이드(5)를 포함하는 것인, 광학 장치(12).
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 롤러(6) 및 슬라이딩 요소 중 적어도 하나는 상기 제거 위치(E)에서 상기 하우징(8) 상의 지지면(17)에 얹혀 있고, 상기 장착 위치(G)에서 상기 지지면(17)으로부터 이격되어 있는 것인, 광학 장치(12).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학 모듈(1)은 상기 하우징(8)에 상기 광학 모듈(1)의 진공 밀봉 고정을 위한 진공 하우징 컴포넌트(13)를 갖는 것인, 광학 장치(12).
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 진공 하우징 컴포넌트(13)는 가요성 진공 요소(14)에 의해 상기 제 1 캐리어 바디(4)에 부착되는 것인, 광학 장치(12).
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 장착 요소(7a 내지 7c)는 적어도 하나의 평면 베어링 면(24)을 갖고, 상기 제 2 장착 요소(18a 내지 18c)는 적어도 하나의 만곡된 베어링 면(26)을 갖거나, 그 반대로도 구성될 수 있는 것인, 광학 장치(12).
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이동 디바이스(21)는 제 1 장착 요소(7a 내지 7c)를 이와 연관된 제 2 장착 요소(18a 내지 18c)에 대하여 각 경우에서 가압하기 위한 적어도 하나의 리프팅 디바이스(들)(22a 내지 22c)을 포함하는 것인, 광학 장치(12).
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 리프팅 디바이스(22a 내지 22c)는 적어도 하나의 바이어스된 스프링 요소(29)를 갖는 것인, 광학 장치(12).
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 리프팅 디바이스(22a 내지 22c)는 압력 챔버(31)를 갖고, 상기 적어도 하나의 스프링 요소(29)의 바이어스에 대향하는 힘을 생성하기 위해서 상기 압력 챔버에 압력 매체가 적용되는 것인, 광학 장치(12).
  10. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학 모듈(1)의 상기 적어도 하나의 광학 소자(9, 10, 11)는 레이저 방사선의 반사를 위해 구성되는 것인, 광학 장치(12).
  11. 삭제
  12. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 광학 장치(12)를 위한 광학 모듈(1)에 있어서,
    적어도 하나의 광학 소자(9, 10, 11) 및 복수의 제 1 장착 요소(7a 내지 7c)가 부착되는 캐리어 바디(4)를 포함하고,
    상기 캐리어 바디(4)는 하우징(8)으로부터 상기 광학 모듈(1)의 제거를 위해 복수의 롤러(6) 및 슬라이딩 요소 중 적어도 하나를 갖는 캐리어 슬라이드(5)를 갖는 것인, 광학 모듈(1).
  13. 제 12 항에 있어서,
    가요성 진공 요소(14)에 의해 상기 캐리어 바디(4)에 부착되는 진공 하우징 컴포넌트(13)
    를 더 포함하는 광학 모듈(1).
  14. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 광학 장치(12)의 하우징(8)에 광학 모듈(1)을 정확하게 위치 결정시키기 위한 방법에 있어서,
    상기 하우징(8)에서 액세스 위치(B)로부터 제거 위치(E)로 상기 광학 모듈(1)의 캐리어 바디(4)를 이동시키는 단계; 및
    상기 제거 위치(E)로부터 장착 위치(G)로 상기 광학 모듈(1)의 상기 캐리어 바디(4)를 이동시키는 단계로서, 제 1 장착 요소(7a 내지 7c)가 제 2 장착 요소(18a 내지 18c)에 대해 가압되는 것인, 상기 광학 모듈(1)의 상기 캐리어 바디(4)를 이동시키는 단계
    를 포함하는 광학 모듈(1)을 정확하게 위치 결정시키기 위한 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 액세스 위치(B)로부터 상기 제거 위치(E)로 상기 캐리어 바디(4)를 이동시키기 위해서, 상기 광학 모듈(1)의 캐리어 슬라이드(5)가 상기 하우징(8)의 지지면(17)을 따라 옮겨지는 것인, 광학 모듈(1)을 정확하게 위치 결정시키기 위한 방법.
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