KR20060054053A

KR20060054053A - 광학 소자 유지 장치, 경통, 노광 장치 및 디바이스의 제조방법

Info

Publication number: KR20060054053A
Application number: KR1020050097838A
Authority: KR
Inventors: 나오키 무라사토
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2004-10-18
Filing date: 2005-10-18
Publication date: 2006-05-22
Also published as: JP2006113414A; US20060082907A1; US7116500B2; KR100749034B1; US20060198036A1; US7345834B2

Abstract

본 명세서에는, 광학 소자 유지 장치, 이것과 함께 사용가능한 경통, 그리고 이것과 함께 사용가능한 노광장치 및 노광방법이 개시되어 있다. 바람직한 하나의 형태에 있어서, 광학 소자 유지 장치는, 상기 광학 소자의 외주에 배치되어 적어도 1쌍의 부위를 이용해서 상기 광학 소자를 지지하는 고리 형상의 안쪽 유지 부재를 포함한다. 상기 광학 소자 유지 장치는, 상기 안쪽 유지 부재의 외주에 배치되어 복수 지점에서 상기 안쪽 유지 부재에 결합된 고리형상의 바깥쪽 유지 부재를 더 포함한다. 상기 안쪽 유지 부재는, 액츄에이터를 개입시켜 상기 광학 소자를 지지하는, 상기 액츄에이터를 갖춘 적어도 1쌍의 구동부를 지닌다.

Description

광학 소자 유지 장치, 경통, 노광 장치 및 디바이스의 제조 방법{OPTICAL ELEMENT HOLDING SYSTEM, BARREL, EXPOSURE APPARATUS, AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}

도 1은 본 발명의 제 1실시예에 의한 광학 소자 유지 장치의 전반적인 구성의 사시도

도 2는 도 1에 표시한 제 1실시예의 안쪽 유지 부재(2)의 구성을 예시한 부분확대도

도 3은 도 1에 표시한 제 1실시예의 구동부(3)의 상세를 예시한 부분확대도

도 4A 및 도 4B는 각각 도 1에 표시한 제 1실시예의 안쪽 유지 부재(2)와 탄성 부재(4)의 배치를 설명하기 위한 단면도

도 5A 및 도 5B는 각각 도 1에 표시한 제 1실시예의 변형예에 있어서의 안쪽 유지 부재(2)와 탄성 부재(4)의 배치를 설명하기 위한 단면도

도 6은 도 4에 표시한 실시예에 있어서의 안쪽 유지 부재(2)의 변형량을 설명하는 그래프

도 7은 도 5에 표시한 실시예에 있어서의 안쪽 유지 부재(2)의 변형량을 설명하는 그래프

도 8은 본 발명의 제 2실시예에 의한 광학 소자 유지 장치에 있어서의 구동 부의 구성을 설명하기 위한 부분 모식도

도 9는 본 발명이 적용되는 노광장치의 전반적인 구성의 모식도

도 10은 반도체 디바이스 제조의 전체적인 절차를 설명하는 순서도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 광학 소자 2: 안쪽 유지 부재

2 a: 부위 3: 구동부

3a: 용접 벨로즈 3b, 3c: 레버 부재

4: 탄성 부재 5: 바깥쪽 유지 부재

6: 센서부

본 발명은, 예를 들면, 렌즈나 미러 등의 광학 소자를 유지하는 광학 소자 유지 장치에 관한 것이다. 다른 측면에 있어서, 본 발명은 이러한 광학 소자 유지 장치를 지닌 경통 또는 노광 장치, 그리고, 이러한 노광장치를 이용하는 디바이스의 제조방법에 관한 것이다.

근년, 반도체 칩의 칩 패턴의 미세화와 고집적화에 더욱 부응하기 위해, 축소 투영형의 반도체 노광 장치에서는 엑시머 레이저(excimer laser)에 의거한 단파장의 광원이 이용되고 있다. 이 반도체 노광 장치는, 회로 패턴을 가지는 원판(레티클)을 기판(실리콘 웨이퍼)에 전사하는 장치이지만, 축소 투영 렌즈를 이용함 으로써 이 회로 패턴을 기판상에 노광에 의해 전사할 수 있다.

매우 미세한 동시에 고집적화된 회로를 작성하기 위해서, 투영 렌즈는 매우 높은 해상력을 지닐 필요가 있다. 이것을 확실하게 하기 위해, 상기 투영 렌즈의 수차는, 극히 낮은 레벨까지 보정될 필요가 있다.

종래, 이러한 투영렌즈계에 있어서는, 렌즈나 미러 등의 광학 소자가 이하의 방법에 의해 렌즈 경통 내부에 유지되고 있다.

1) 금속 프레임 등의 프레임을 이용해서 광학 소자가 그의 전체 둘레를 따라 지지되고, 해당 프레임을 위쪽으로부터 나사 고리를 이용해서 압압함으로써, 상기 광학 소자가 압압 고정되는 압압 고정 방법.

2) 광학 소자가 그의 원주 방향을 따라 등간격으로 배치된 3점에서 지지되는 3점 지지법.

일본국 공개특허 제 2002-343576호 공보에는, 렌즈 등의 광학 소자를 직접 지지하는 금속 프레임과 그 금속 프레임의 바깥쪽에 배치된 지지 부재와의 사이에 탄성 부재를 설치하는 다른 방법이 개시되어 있다. 이 방법에 의하면, 온도 변화에 의한 또는 조립에 의해 기인되는 광학 소자의 어떠한 변형도 탄성 부재에 의해 억제될 수 있다.

그러나, 이들 방법에서는, 그의 전체 둘레를 따라 또는 원주상의 3점에서 지지되는 렌즈의 면 형상은 렌즈 자체의 중량에 의해 변형된 상태로 되어, 렌즈의 면 형상을 조절하는 기능이 없다.

따라서, 본 발명의 목적은, 광학 소자의 면 형상을 조절가능한 유일하고 개량된 광학 소자 유지 기술을 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 광학 소자를 유지하기 위한 유지 장치에 있어서, 상기 광학 소자의 외주에 배치되어 적어도 1쌍의 부위를 이용해서 상기 광학 소자를 지지하는 고리형상의 안쪽 유지 부재; 및 상기 안쪽 유지 부재의 외주에 배치되어 복수 지점에서 상기 안쪽 유지 부재에 결합된 고리형상의 바깥쪽 유지 부재를 구비하고; 상기 안쪽 유지 부재는 액츄에이터를 개입시켜 상기 광학 소자를 지지하는, 상기 액츄에이터를 갖춘 적어도 1쌍의 구동부를 지니는 것을 특징으로 하는 광학 소자 유지 장치가 제공된다.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 광학 소자를 내부에 수용하는 경통에 있어서, 상기 광학 소자를 유지하기 위한 상기 유지장치를 구비한 것을 특징으로 하는 경통이 제공된다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 기판을 노광하는 장치에 있어서, 기판이 노광될 때 개재하게 되는 투영광학계; 및 광을 향하게 하는 작용을 지니는 광학 소자를 유지하기 위한 상기 유지 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 노광장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 노광장치를 이용해서 기판을 노광하는 공정; 상기 노광된 기판을 현상하는 공정; 및 상기 현상된 기판을 처리해서 디바이스를 제조하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 디바이스의 제조방법이 제 공된다.

본 발명의 이들 및 기타 목적과, 특징 및 이점은, 첨부도면과 관련해서 취한 본 발명의 바람직한 실시형태의 이하의 설명을 고려하면 더욱 명백해질 것이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 첨부도면을 참조하면서 설명한다.

본 발명의 제 1실시예에 있어서, 본 발명의 광학 소자 유지 장치는, 노광 장치용의 투영 광학계에 적용하고 있지만, 노광 장치의 조명 광학계, 또는 그 외 어떠한 광학계에 적용해도 된다.

도 1은 본 발명의 제 1실시예에 의한 광학 소자 유지 장치의 전반적인 구성의 사시도이다.

(1)로 표시되는 광학 소자는, 반사, 굴절, 회절 등의 광학 기능을 지니며, 전형적으로는 미러, 렌즈 또는 회절격자이어도 된다. 안쪽 유지 부재(2)는, 바깥쪽 유지 부재(5)의 안쪽에 유지되고, 1쌍 이상의 부위(2a)를 이용해서 광학 소자(l)를 고정적으로 유지하도록 배치되어 있다. 안쪽 유지 부재(2)에는, 예를 들면, 렌즈 등의 광학 소자(1)에 하중 및 변위의 적어도 한쪽을 부여함으로써, 광학 소자(1)의 자세 및/또는 면 형상을 제어하도록 1쌍의 구동부(3)가 설치되어 있다. 안쪽 유지 부재(2)의 변형에 의한 광학 소자(1)의 자세의 어떠한 변화도, 구동부 (3)에 의해 인가될 하중량 및 변위량의 적어도 한쪽을 조절함으로써 상쇄될 수 있다.

광학 소자(1)와 안쪽 유지 부재(2)는 도 2에 표시된 부위(2a)에서 서로 직접 접촉된다. 안쪽 유지 부재(2)에 대해 180˚피치로 서로 대향해서 배치된 2개의 지점에 상기 부위(2a)가 배치된다. 스프링을 가진 탄성 부재(4)는, 바깥쪽 유지 부재(5)와 안쪽 유지 부재(2)와의 사이의 복수 지점에 배치된다. 탄성 부재(4)는 반경 방향으로 변형을 흡수하도록 배치되지만, 광축방향 및 접선 방향에 대해서는, 고강성을 지닌다.

주로 광학 소자(l)의 형상을 조절하도록 제공되는 구동부(3)의 배치에 따라, 부위(2a)의 배치 및 이들의 개수는 변경해도 된다.

본 제 1실시예에서는, 광학 소자(1)를 90°피치로 대칭 형상으로 변형시키는 것을 목적으로 하므로, 구동부(3)는, 180˚피치로 2개의 지점에 배치된다.

이하, 광학 소자(1)를 유지하는 방법을 더욱 상세히 설명한다. 광학 소자(1)는, 그의 광학적으로 유효한 영역의 외주부에서 부위(2a)와 접촉한다. 여기서, 광학 소자(1)에 입사하는 광의 편향 방향에 의존해서 굴절률이 변화하는 복굴절은 광학 소자(1)에 인가되는 하중에 비례해서 발생하고, 하중이 인가된 지점으로부터 방사상으로 복굴절이 분포한다. 이 점을 고려해서, 광학 소자(1)가 부위(2a)와 접촉하는 위치로부터 광학 소자(1)의 유효 영역까지의 거리는, 광학 소자(1)의 중량, 제조 공정상의 허용도 내에서 가능한 한 긴 것이 매우 바람직하다. 또, 광축에 대해서 수직으로 하중이 인가되면, 복굴절의 발생량이 증대한다. 이 점을 고려해서, 부위(2a)가 광학 소자(1)와 접촉하는 위치는 광학 소자(l)의 아래쪽 면이다. 만약 유지력이 부족해서 이것을 보충하기 위해 추가의 부위를 설치하는 경우, 이들은, 광학 소자(1)를 그의 바닥면 또는 상부면의 어느 한쪽으로부터 압압하지만 광학 소자(1)의 측면에서는 압압하지 않는 구성을 지닐 필요가 있다.

또, 각 부위(2a)는, 예를 들면, 광학 소자(1) 표면의 긁힘 가능성을 피하기 위해 충분히 작은 면적을 지니도록 하는 것이 바람직하다. 이것은 렌즈의 중량에 의한 변형량을 CAE의 변형 산출결과와 대략 유사하게 될 필요가 있기 때문이다.

게다가 소망의 유지력을 얻기 위해서, 광학 소자(l)와 안쪽 유지 부재(2)는, 접착제에 의해 그것들의 주변 전체 사이의 틈을 채움으로써 서로 연결되어도 된다. 이것은, 안정적인 유지를 보증해준다. 그 경우, 적당한 접착제는, 가스제거특성, 경화수축특성 및 탄성 오차를 충분히 고려해서 선택할 필요가 있다. 본 실시예에서는, 불소계 2액 접착제를 이용하였다.

구동부(3)는, 안쪽 유지 부재상의 상호 대향하는 2개의 지점에 설치되고, 광학 소자(1)에 소망의 변위 및/또는 소망의 하중을 부여하도록 구성된다.

도 3은, 하나의 구동부(3)의 상세를 표시하고 있다. 해당 도면에서는, 보다 이해하기 쉽도록 광학 소자(1)는 생략되어 있다.

안쪽 유지 부재(2) 상에는, 액츄에이터로서 용접된 벨로즈(bellows)(3a)가 탑재되어 있다. 벨로즈(3a)의 내부 공간을 공기를 이용해서 가압함으로써, 벨로 즈는, 그 압력에 비례하는 힘을 발생할 수 있다. 이 힘이 레버 부재(3b), (3c)를 통해서 광학 소자(1)에 전달될 수 있어, 소망의 면 형상 및 소망의 자세를 얻을 수 있다. 레버 부재(3b)는, 그의 안쪽 유지 부재(2) 쪽에 형성된 노치를 지녀 적당한 스프링특성을 얻을 수 있다. 이 부분의 강성이 높다면, 벨로즈(3a)가 여분의 발생력을 생성할 필요가 있다. 따라서, 강성은, 고유치가 너무 낮게 되지 않는 한 낮추어야만 한다.

레버(lever)부재(3c)는, 벨로즈(3a)에 의해 발생된 발생력에 의해 변형되는 일없이 광학 소자(1)에 힘을 전달하는 기능을 제공할 필요가 있다. 따라서, 예를 들면, 세라믹 등의 고강성 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 이 레버부재(3c)는, 스페이서를 사용해서 위치결정되어 있으므로, 그의 초기 상태에서는, 광학 소자(1)의 바닥면에 접해서 위치된다. 레버부재(3c)의 자유 단부는, R형상이므로 광학 소자(1)에는 하나의 지점 또는 선을 따라 접촉한다.

벨로즈(3a)가 레버 부재(3c)와 접촉하는 위치에 따라서, 지레 작용(레버 비), 즉, 벨로즈(3a)의 발생력과 광학 소자(1)에 인가된 하중 간의 비가 변화한다. 따라서, 벨로즈(3a)의 압력과 광학 소자(1)의 변위량 간의 관계는, 미리 측정해두어도 되고, 벨로즈(3a)의 위치는, 미세 조절해서 적절한 지레 작용을 부여하도록 한다.

다음에, 안쪽 유지 부재(2)와 투영계의 바깥쪽에 위치하는 바깥쪽 유지 부재(5)에 대해서 더욱 상세히 설명한다.

바깥쪽 유지 부재(5)는, 투영계의 광학 소자들 중의 관련된 것을 유지하는 각 유닛을 직접 결합하는 역할을 하므로, 그의 상하결합면의 평면도 및 그의 외형의 원형도(진원도)가 가능한 한 고정밀도일 필요가 있다. 따라서, 기계가공에 대해서 고강성인 재료를 이용하는 것이 바람직하다. 바깥쪽 유지 부재(5)와 안쪽 유지 부재(2)는, 120도 피치의 3개의 지점에서 서로 탄성 부재(4)를 이용해서 결합한다. 각 탄성 부재(4)는, 그의 판스프링 수단에 의해 반경 방향으로 적절한 탄성을 지니지만, 광축 방향 및 접선방향으로 고강도를 제공한다. 이러한 구성에 의하면, 안쪽 유지 부재(2)와 바깥쪽 유지 부재(5) 간의 선팽창 계수의 차에 기인하는 어떠한 응력뿐만 아니라 조립시 발생하는 어떠한 응력도, 안쪽 유지 부재(2)를 통해서 광학 소자(1)에 전달되는 것이 방지된다.

또, 탄성 부재(4)의 강성에 대해서는, 충분한 회피량을 확보하기 위해, 안쪽 유지 부재(2)의 강성보다도 낮게 할 필요가 있다. 또한, 어떠한 외부의 교란에 기인하는 진동도 피하기 위해서, 탄성 부재(4)는, 충분히 높은 고유진동수를 지닐 필요가 있다. 각 탄성 부재(4)는 안쪽 유지 부재(2)에 120도 피치로 3개의 지점에서 결합된다.

다음에, 탄성 부재(4)의 배치에 대해서 상세히 설명한다.

구동부(3)로부터 광학 소자(1)에 하중을 인가한 때에, 반력도 안쪽 유지 부재(2)에 동시에 인가된다. 이것은 안쪽 유지 부재(2)의 변형을 초래한다. 바깥쪽 유지 부재(5)를 기준으로 고려하면, 그러한 변형에 의해서 안쪽 유지 부재(2)와 광학 소자(1)의 경사를 일으킬 가능성이 있다.

이 점을 고려하고, 또한, 경사를 최소화하기 위해서, 1쌍(또는 그 이상)의 부위(2a)와 1쌍(또는 그 이상)의 구동부(3)를 교대로 배치하고, 각 탄성 부재(4)와 등간격으로 떨어져 있는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 도 4A에 표시한 바와 같이, 탄성 부재(4)는, 2개의 대향하는 부위(2a)를 연결하는 선에 대해서 대칭으로 배치되는 것이 바람직하다. 또는 도 5A에 표시한 바와 같이, 2개의 대향하는 구동부(3)를 연결하는 선에 대해서 대칭으로 배치되는 것이 바람직하다.

다음에, 도 4A 및 도 5A의 배치예에 대해서, 안쪽 유지 부재(2)의 변형이어떻게 광학 소자(1)의 자세의 변화를 일으키는 지를 상세히 설명한다.

렌즈를 지지하는 4개의 지점과 안쪽 유지 부재(2)의 금속 프레임을 지지하는 탄성 부재의 3개의 지점 간의 위상관계에 대해서는, 안쪽 유지 부재의 변형에 기인한 광학 소자의 자세의 변화를 고려하면서 주의 깊게 결정할 필요가 있다.

광학 소자와 직접 접촉하는 안쪽 유지 부재의 4개의 지점 중 어느 하나의 지점에서, 안쪽 유지 부재는 광학 소자에 인가된 하중의 반력에 의해 변형될 수 있다. 특히, 4개의 지점 중 2개의 지점에 있는 고정 부위에서는 조절을 행하는 것이 불가능하고, 그의 변형량은, 광학 소자의 자세에 악영향을 미친다. 이것을 고려해서, 2개의 지점에 고정편을 바람직하게 배치해서 탄성 부재에 등간격으로 배치하는 것이 보다 바람직하다.

한편, 구동부의 나머지 2개의 지점에 대해서는, 액츄에이터의 출력을 조절함 으로써 안쪽 유지 부재(2)의 변형은 상쇄될 수 있다.

벨로즈(3a)가 어떠한 발생력도 발생하지 않은 때에는, 광학 소자(1)는 대략 2개의 지점에서 지지된다. 발생력이 점차로 증가함에 따라, 그의 중앙부에서, 광학 소자(1)는 4개의 지점에서 지지된다. 발생력을 더욱 증가시키면, 초기의 지지상태와는 반대로 2개의 지점에서 지지된다.

이들 경우에 발생될 안쪽 유지 부재(2)의 변형량에 대해서는, 도 4A/도 4B의 구성의 경우의 변형량이 도 6에 표시되어 있고, 도 5A/도 5B의 구성의 경우의 변형량이 도 7에 표시되어 있다.

도 6에 표시한 예에 있어서는, 초기의 2점 지지상태일 때에, 탄성 부재(4)로부터 멀리 떨어진 부위(2a)의 위치가 광학 소자(1)의 중량에 의해 아래쪽으로 변형된다. 발생력이 더욱 커져서 최종적으로 광학 소자(1)가 구동부(3)에 의해 2점에서 지지되면, 부위(2a)는 광학 소자(1)의 중량으로부터 자유롭게 되어 위쪽으로 변형된다. 초기의 상태에 비해서 가장 큰 변형은, 탄성 부재(4)로부터 멀리 떨어진 부위(2a)에서 일어난다. 이것에 의해서, 안쪽 유지 부재(2) 및 광학 소자(1)에서도 경사가 발생한다.

이것에 대해서, 도 7에 표시한 예에 있어서는, 2개의 부위(2a)가 탄성 부재(4)로부터 등간격에 있으므로, 발생된 변형이 거의 균일한 양을 지니게 된다. 이것에 의해서는 거의 경사가 일어나지 않는다.

가장 큰 변형은, 탄성 부재(4)로부터 더욱 떨어진 구동부(3)에서 발생한다. 하지만, 이것은 한쪽만 벨로즈(3a)의 발생력을 증가시킴으로써, 광학 소자의 경사 를 보정하도록 조절될 수 있다. 따라서, 안쪽 유지 부재(2)의 변형량을 고려하면서 도 5에 표시한 바와 같은 제 1실시예의 변형예를 참조해서 설명한 방법으로 판 스프링 부재(4)를 배치함으로써, 광학 소자(1)의 수차를 최소로 억제하는 것이 가능하다.

다음에, 광학 소자(1)의 자세 및 면 형상의 변형을 검출하는 방법에 대해서 설명한다.

구동부(3)에 의해 인가되는 하중 및 변위 중의 적어도 한쪽의 조정량은, 센서에 의해 검출가능한 구동부(3)의 가동부의 위치에 의거해서 피드백 제어하면 된다. 이 센서는 광학 소자(1)의 변위를 직접 검출할 수도 있다.

이 검출에는, 예를 들면, 정전용량형 센서를 이용해도 된다. 또는, 이 검출에는, 광학 소자(1)의 자세 혹은 면 형상에 비례해서 검출할 수 있다면 레이저 간섭계 또는 변형계(strain gauge), 리니어 스케일(linear scale) 등의 다른 형태의 센서를 이용해도 된다. 또는, 구동부(3)의 변형가능부에 변형계를 설치해서 세미클로즈드(semi-closed) 제어해도 된다.

본 명세서의 제 1실시예에서는 정전용량형 센서를 이용하는 예를 참조로 해서 설명한다. 설치될 지점에 대해서는, 구동부(3)의 2개의 지점에 센서를 배치해도 된다. 도 1은 센서부(6)를 예시한 것이다. 이 예에 있어서, 각 센서부(6)는 배치의 편의상 구동부(3)로부터 수 ° 회전된 위치에 배치되어 있으나, 구동부(3)상에 중첩해서 배치되거나 거의 밀접하게 배치되는 것이 바람직하다. 센서를 부 착하는 부재는, 광학 소자(1)의 외경에 접착제를 이용해서 접합되어 있어도 된다. 광학 소자(1)의 변형 및 복굴절의 관점으로부터, 나사를 이용하는 등의 하중을 부여하는 방법은 바람직하지 못하다.

검출의 기준에 관해서는, 바깥쪽 유지 부재(5)가 기준으로서 이용되는 것이 바람직하다. 그러나, 재현성이 확보된다면, 외란의 영향을 받기 어렵기 때문에, 안쪽 유지 부재(2)를 기준으로 이용해도 된다.

다음에, 본 발명의 제 2실시예에 의한 광학 소자 유지 장치에 대해 설명한다. 제 1실시예의 구동부(3)에 대해서, 액츄에이터는, 벨로즈(3a) 대신에 고강성 및 고응답성을 지닌 압전소자(3d)를 포함하고 있어도 된다.

도 8은, 본 발명의 제 2실시예에 의한 광학 소자 유지 장치용의 구동부를 설명하는 도면이다. 압전소자(3d)의 위치에 관해서는, 제 1실시예의 용접 벨로즈(3a)의 경우와 마찬가지로 레버부재(3b) 밑에 배치해도 된다. 하지만, 압전소자(3d)는 작은 스트로크를 지니므로, 그의 발생력이 레버 부재(3b)의 변형에 의해 흡수된다. 이것을 고려해서, 압전소자는 레버 부재(3c) 아래쪽에 배치하는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의해서, 압전소자(3d)의 변위를 광학 소자(1)에 손실 없이 직접 전달하는 것이 확보된다. 압전 소자(3d)의 초기 위치결정은, 나사 혹은 스페이서를 이용함으로써 얻어질 수 있다. 압전소자(3d)는, 광학 소자(1)의 바닥면에 가능한 한 가깝게 배치할 필요가 있다. 또는, 압전 소자(3d)는 해당 압전소자(3d)에 수 ㎛ 또는 서브 ㎛ 차수의 작은 변위가 인가된 경우 광학 소자의 바 닥면에 대항해서 인접하게 할 수 있다.

도 9는, 본 발명이 적용되는 반도체 디바이스 제조용의 노광장치를 나타내고 있다.

이 노광장치는, 예를 들면, 반도체 소자(예를 들면, 반도체 집적회로), 마이크로머신 또는 박막자기 헤드 등의 미세 패턴이 그 위에 형성되어 있는 마이크로디바이스의 제조에 이용할 수 있다. 이 노광장치에서는, 광원(61)으로부터 공급되는 노광에너지로서의 노광광(예를 들면, 가시광선, 자외선, EUV광, X-선, 전자빔 및 하전입자빔)을 레티클(R)(원판)에 조명하고, 레티클(R)로부터의 광은 투영렌즈(62)(예를 들면, 굴절렌즈, 반사렌즈, 굴절반사렌즈계, 하전입자렌즈 등을 포함해도 됨)를 지닌 투영계를 통해서 반도체 웨이퍼(W)(기판)에 투영됨으로써, 소망의 패턴이 기판 위에 형성된다.

상기 노광장치는, 안내부(52)를 지닌 베이스 테이블(51)과 이것에 고착된 리니어 모터 스테이터(21)를 포함한다. 리니어 모터 스테이터(21)는, 다상 전자코일을 지니는 한편, 리니어 모터 가동소자(11)는, 영구자석군을 포함한다. 리니어 모터 가동부(11)는, 가동부(53)로서 가동안내부(54)(스테이지)에 접속되고, 리니어 모터(M1)의 구동을 통해서, 가동 안내부(54)는, 도면의 종이와 법선 방향으로 이동될 수 있다. 가동부(53)는, 베이스 테이블(51)의 상부면을 기준으로 하고, 안내부(52)의 측면을 기준으로 해서 스태틱(static) 베어링(55)에 의해 지지된다.

가동 안내부(54)를 걸치도록 배치된 스테이지 부재인 가동 스테이지(57)는, 스태틱 베어링(58)에 의해 지지된다. 이 가동 스테이지(57)는, 마찬가지의 리니어 모터(M2)에 의해서 구동되므로, 가동 스테이지(57)가 도면에서 볼 때 좌우로 이동하는 한편, 가동안내부(54)를 기준으로 한다. 가동 스테이지(57)의 이동은, 간섭계(60)와, 가동스테이지(57)에 고정된 미러(59)에 의해서 측정된다.

웨이퍼(기판)(W)는 가동 스테이지(57) 위에 설치된 척에 유지되고, 레티클(R)의 패턴은, 스텝-앤드-리피트 방법 또는 스텝-앤드-스캔 방법에 따라, 광원(61) 및 투영광학계(62)에 의해서 웨이퍼(W) 위의 상이한 영역으로 축소전사된다.

본 발명에 의한 광학 소자 유지 장치는 마스크를 이용하지 않고도 반도체 웨이퍼에 회로패턴을 직접 그려서 그 위의 레지스트를 노광하는 노광장치에도 마찬가지로 적용가능하다.

본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 있어서, 본 발명은, 상기와 같은 투영광학계(62)의 경통 등의 1개 이상의 광학 소자를 지지하는 경통에 적용되고, 상기 경통은, 상기 설명한 적어도 1개의 광학 소자 유지 장치를 포함한다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 있어서, 본 발명은, 상기 설명한 바와 같은 노광장치를 이용해서 디바이스를 제조하는 방법을 포함해도 되는 디바이스의 제조방법에 적용된다.

상기 설명한 바와 같이, 배럴, 노광장치 및 디바이스의 제조방법에 적용되는 본 발명의 이들 실시예에 의하면, 광학 소자의 면 형상을 제어할 수 있어, 수차를 보정하는 것이 가능하다. 따라서, 고정밀한 패턴전사가 보증된다.

다음에, 상기 노광장치를 이용하는 디바이스의 제조방법의 실시형태를 설명한다.

도 10은, 반도체의 제조를 위한 전반적인 절차를 설명하기 위한 순서도이다. 스텝 1은, 반도체 디바이스의 회로를 설계하는 설계공정이다. 스텝 2는 설계한 회로패턴에 의거해서 마스크를 제작하는 공정이다.

한편, 스텝 3은, 실리콘 등의 재료를 이용해서 웨이퍼를 제조하는 공정이다. 스텝 4는, 전(前)공정이라고 불리는 웨이퍼 프로세스이고, 여기서는, 이와 같이 해서 제작된 마스크와 웨이퍼를 이용해서 리소그라피에 의해 웨이퍼상에 실제로 회로를 형성한다. 이것에 이은 스텝 5는, 후공정이라고도 불리고, 여기서는, 스텝 4에서 처리된 웨이퍼를 반도체칩으로 형성하는 조립공정이다. 이 스텝은, 어셈블리(다이싱 및 본딩)공정과 패키징(칩봉인)공정을 포함한다. 스텝 6은 스텝 5에서 작성된 반도체 디바이스의 동작 시험, 내구성 시험 등을 행하는 검사공정이다. 이들 공정을 통해, 반도체 디바이스가 제조되고, 최종적으로 출하된다(스텝 7).

보다 구체적으로는, 상기 설명한 스텝 4의 웨이퍼 프로세스는, (i) 웨이퍼의 표면을 산화하는 산화공정; (ii) 웨이퍼 표면에 절연막을 형성하는 CVD공정; (iii) 증착에 의해 웨이퍼상에 전극을 형성하는 전극형성공정; (iv) 웨이퍼에 이온을 주입하는 이온주입공정; (v) 웨이퍼에 레지스트(감광재)를 도포하는 레지스트처리공정; (vi) 상기 노광장치에 의해서 웨이퍼 상에 마스크의 회로패턴을 노광하는 노광공정; (vii) 노광한 웨이퍼를 현상하는 현상공정; (viii) 현상한 레지스트상 이외의 부분을 제거하는 에칭공정; (ix) 에칭 공정의 실시 후 웨이퍼상에 남아 있는 레 지스트 재료를 제거하는 레지스트 박리공정을 포함한다. 이들 공정을 반복함으로써, 웨이퍼 위에 회로패턴이 중첩해서 형성된다.

이상 설명한 바와 같이 광학 소자 유지 장치 및 경통에 적용되는 본 발명의 이들 실시형태에 의하면, 광학 소자의 형상을 조절할 수 있고, 렌즈의 자세의 변화를 억제할 수 있고, 또는 소망의 광학 성능이 보장되는 광학계가 제공된다.

또, 상기 설명한 바와 같이 노광장치 및 디바이스의 제조방법에 적용되는 본 발명의 이들 실시형태에 의하면, 보다 고정밀도의 패턴 전사 또는 패턴 형성이 보장된다.

이상 본 명세서에 개시된 구성을 참조해서 본 발명을 설명하였으나, 이 출원은, 상기 상세한 설명으로 한정되지 않고, 개량의 범주나 이하의 청구범위내에 들어가는 그러한 변형이나 수정도 망라하고자 한다.

Claims

광학 소자를 유지하기 위한 유지 장치에 있어서,

상기 광학 소자의 외주에 배치되어 적어도 1쌍의 부위를 이용해서 상기 광학 소자를 지지하는 고리형상의 안쪽 유지 부재; 및

상기 안쪽 유지 부재의 외주에 배치되어 복수 지점에서 상기 안쪽 유지 부재에 결합된 고리형상의 바깥쪽 유지 부재를 구비하고;

상기 안쪽 유지 부재는 액츄에이터를 개입시켜 상기 광학 소자를 지지하는, 상기 액츄에이터를 갖춘 적어도 1쌍의 구동부를 지니는 것을 특징으로 하는 광학 소자 유지 장치.
제 1항에 있어서, 상기 안쪽 유지 부재를 지지하는 3개의 탄성 부재를 또 구비하고, 상기 안쪽 유지 부재는, 서로 대향해서 배치된 상기 1쌍의 부위를 이용해서 상기 광학 소자를 지지하고, 상기 1쌍의 구동부는 상기 안쪽 유지 부재에 서로 대향해서 해당 안쪽 유지 부재의 상기 대향하는 1쌍의 부위 사이에 규정된 2개의 지점에 설치되어 있고, 상기 1쌍의 구동부는 상기 광학 소자에 대해 힘을 인가하도록 동작가능하며, 상기 3개의 탄성 부재는, 상기 바깥쪽 유지 부재와 상기 안쪽 유지 부재 사이에, 서로 대향하는 상기 1쌍의 부위를 연결하는 선(i)과 서로 대향하는 상기 1쌍의 구동부를 연결하는 선(ii) 중의 한쪽에 대해서 대칭으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 소자 유지 장치.
제 2항에 있어서, 상기 탄성 부재는, 상기 광학 소자의 광축 방향 및 상기 광학 소자의 외형에 대한 접선방향보다도 상기 광학소자의 반경 방향으로 작은 강성을 지니는 것을 특징으로 하는 광학 소자 유지 장치.
제 2항에 있어서, 상기 광학 소자의 위치를 검출하기 위한 센서를 또 구비하고, 상기 센서의 출력에 의거해서 상기 1쌍의 구동부에 의해 인가될 힘을 제어가능한 것을 특징으로 하는 광학 소자 유지 장치.
제 1항에 있어서, 상기 적어도 1쌍의 구동부는 벨로즈(bellows)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 소자 유지 장치.
제 1항에 있어서, 상기 적어도 1쌍의 구동부는, 압전소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 소자 유지 장치.
제 4항에 있어서, 상기 센서는 용량형 센서, 레이저 간섭계, 변형계(strain gauge) 및 리니어 스케일(linear scale)중의 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 소자 유지 장치.
광학 소자를 내부에 수용하는 경통에 있어서,

상기 광학 소자를 유지하기 위한 제 1항에 기재한 유지장치를 구비한 것을 특징으로 하는 경통.
기판을 노광하는 장치에 있어서,

기판이 광으로 노광될 때 개재하게 되는 투영광학계; 및

광을 향하게 하는 작용을 지니는 광학 소자를 유지하기 위한 제 1항에 기재된 유지 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 9항에 기재된 노광장치를 이용해서 기판을 광으로 노광하는 공정;

상기 노광된 기판을 현상하는 공정; 및

상기 현상된 기판을 처리해서 디바이스를 제조하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 디바이스의 제조방법.