KR20070102743A - 광 리소그래피 렌즈 지지 장치용 진동 감쇄 장치 - Google Patents

광 리소그래피 렌즈 지지 장치용 진동 감쇄 장치 Download PDF

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KR20070102743A
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칼 짜이스 에스엠테 아게
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Abstract

본 발명은 상호 진동 방식으로 지지된 두 개의 구성 요소 사이의 연결 장치에 관한 것이며, 상기 연결 장치는 두 개의 구성 요소를 연결하는 적어도 하나의 연결 소자와, 두 개의 구성 요소 사이에 위치하고 그 내부에 매체가 위치된 갭을 갖는다. 상기 갭은, 두 개의 구성 요소 사이의 비교적 신속한 상대 운동 중에, 갭 내에서 매체의 변위를 대부분 방지하기에 충분히 작은 폭을 갖는다.
연결 장치, 구성 요소, 매체, 지지 장치, 광학 소자

Description

광 리소그래피 렌즈 지지 장치용 진동 감쇄 장치 {Vibration Damping for Photolithographic Lens Mount}
본 발명은 두 개의 구성 요소를 연결하는 적어도 하나의 연결 소자를 갖는,마이크로리소그래피를 위한 대물 렌즈에서 상호 진동 방식으로 지지된 두 개의 구성 요소 사이의 연결 장치에 관한 것이다. 또한 본 발명은 광학 소자용 지지 장치와, 적어도 두 개의 부분 조립체를 갖는 투영 대물 렌즈와, 프레임 내에 유지된 적어도 하나의 부분 조립체를 갖는 투영 대물 렌즈와, 기기 프레임 및 측정 프레임을 갖는 측정기에 관한 것이다.
US 6,191,898호에는 내측 링 내에 지지된 광학 소자를 갖는 투영 대물 렌즈가 기재되어 있다. 내측 링은 회전 조인트, 조절 나사 및 판 스프링을 포함하는 복수의 연결 소자를 통해 외측 링에 연결된다.
상기 투영 대물 렌즈의 경우 이미지 형성될 구조의 크기가 점점 더 작아지고 있기 때문에, 광학 소자의 진동에 의해 유발되는 대물 렌즈의 콘트라스트 손실 감소가 더욱 절실히 요구되고 있다. 이러한 요건들은 광학 소자의 진동 진폭을 감소시킴으로써 충족될 수 있다. 반면, 마이크로리소그래피를 위한 투영 대물 렌즈의 경우, 항상 더 크고 또한 그렇기 때문에 더 무거운 광학 소자가 사용되며, 그 결과 자연 진동수 수준으로 저하된다. 그러나 상대적으로 대역폭 여기가 존재하는 경우, 이러한 비교적 낮은 자연 진동수는 비교적 큰 진동 진폭을 수반한다. 따라서, 이러한 투영 대물 렌즈를 사용하여 이미지 형성될 패턴들이 감소되는 경우, 서로 상충하는 문제들을 극복할 필요가 있다는 사실이 명백해진다.
광학 소자를 유지하는 구성 요소의 진동 진폭을 감소시키기 위해, 견고한 제한 요소 및/또는 액추에이팅 소자를 사용하여 두 개의 구성 요소 사이의 연결 강도, 즉 상술된 투영 대물 렌즈의 지지 장치의 경우 내측 링과 외측 링 사이의 연결 강도를 증가시킬 수 있다. 그러나, 더 큰 강도의 제한 요소는 내측 링과 외측 링 사이에 제공된 조작기의 조절에 필요한 더욱 큰 힘을 유발한다. 그 결과, 광학 소자의 더욱 큰 변형을 유발하고, 이는 다시 광학 소자의 이미지 형성 품질을 악화시킨다. 또한, 조절 장치 내의 액추에이팅 힘 및 응력은 증가되고, 이는 상기 지지 장치의 설계에 적지 않은 문제점들을 수반한다. 변형-분리 지지 장치의 경우 더욱 큰 강도의 제한 요소는 변형-분리 작용에서의 감소를 유발하며 이는 상기 지지 장치의 목적에 반하는 것이다.
진동 진폭을 감소시키는 다른 가능성은 감쇄를 증가시키는 것이다. 그러나 진동 진폭은 단지 나노미터 범위에서만 발생하기 때문에, 예를 들어 점탄성 감쇄, 오일 감쇄 또는 고무 감쇄 장치에 의해 달성될 수 있는 바와 같은 수동 감쇄는 효과적이지 않은데, 이는 진동 시스템으로부터 충분한 에너지를 도출해 내지 못하기 때문이다. 한편, US 6,700,715 B2호에 기재된 바와 같은 능동 감쇄는 비교적 높은 비용을 포함하는데, 이러한 경우에 사용되는 센서, 액추에이터 및 필요한 제어에 매우 높은 요건들이 필요하기 때문이다. 실제로 제어 장치를 세팅하여 불안정성을 방지하는 것이 비교적 어려운 것으로 드러났다. 또한, 상기 능동 감쇄는 케이블 연결에, 동력 공급에, 그리고 결과적으로 전체적인 시스템을 위해 필요한 공간에 비교적 많은 비용을 필요로 한다.
한편, 투영 대물 렌즈 또는 다른 측정기는 조립되기 전에 서로 정렬되어야 하는 복수의 부분 조립체를 부분적으로 포함한다. 작동 중에 이들 부분 조립체는 서로에 대해 진동할 수 있지만, 이는 투영 대물 렌즈의 경우 이미지 형성 품질을 악화시키고 측정기의 경우 측정 품질을 악화시키기 때문에 바람직하지 않다.
US 6,529,264 B1호에 기재된 투영 대물 렌즈의 경우, 두 개의 부분 조립체의 상대적 진동 진폭이 이들 부분 조립체 사이의 견고한 연결에 의해 감소된다. 이러한 목적을 위해, 예를 들어 부분 조립체들을 견고하게 상호 연결하는 스트럿이 제공된다. 또한, 유사한 투영 대물 렌즈가 US 6,473,245 B1호에 기술되어 있다. 목적하는 높은 수준의 경도를 달성하기 위해, 부분 조립체들은 복수의 지점에서 서로 나사 고정되어야 하고, 그리고 존재할 수도 있는 지지 프레임에 나사 고정되어야 한다. 이는 부분 조립체들이 서로 정적으로 과도하게 결정된 고정을 야기하며, 그 결과 연결 소자들을 해당 부분 조립체에 고정시키는 경우, 연결 소자들 내부에 피할 수 없는 제조 공차 및 마찬가지로 피할 수 없는 지지 공차가 상호 연결된 부분 조립체들에서 왜곡 및 변형을 유발한다. 한편, 이러한 왜곡 및 변형은 조절 과정 중에 반복되는 장착 및 해체 과정에서 이미지 형성 및 이미지 복재의 품질을 악화시킨다.
US 4,597,475호에는 자이로스코프 시스템용으로 만능 운동 가능한 현가 부품이 기재되어 있으며, 감쇄를 달성하기 위한 목적으로 회전 디스크와 자이로스코프 시스템 사이에는 여기서 오일로 충전된 더블 벨로우즈가 제공된다. 그러나, 투영 리소그래피 또는 측정기의 경우에 발생하는 진동 진폭은 너무 작아서 소산 에너지의 목적을 위해 상기 문헌에 기술된 방식으로 감쇄시킬 수가 없다.
따라서, 본 발명의 목적은 두 개의 구성 요소들 사이에 공차의 균형을 유지할 수 있고 두 개의 구성 요소들 사이에 발생하는 진동을 감소시킬 수 있는 연결부를 두 개의 구성 요소 사이에 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 내측 링 및 외측 링을 갖는 광학 소자용 지지 장치를 위해, 적어도 두 개의 부분 조립체를 갖는 투영 대물 렌즈를 위해, 그리고 기기 프레임과 측정 프레임을 갖는 측정기를 위해, 상호 연결될 두 개의 구성 요소의 적합한 연결부를 제공하는 것이다.
상기 제1 목적은 본 발명에 따라, 두 개의 구성 요소를 연결하는 적어도 하나의 연결 소자와, 두 개의 구성 요소 사이에 위치한 갭을 갖고, 갭 내에 매체가 위치하며, 두 개의 구성 요소 사이의 비교적 신속한 상대 운동 중에, 상기 갭은 갭 내에서 매체의 변위를 대부분 방지하기에 충분히 작은 폭을 갖는, 마이크로리소그래피용 대물 렌즈에서 상호 진동 방식으로 지지된 두 개의 구성 요소 사이의 연결 수단에 의해 달성된다.
또한, 상기 제1 목적은, 두 개의 구성 요소를 연결하고 상기 구성 요소들에 견고하게 연결된 연결 소자를 갖고, 상부 구성 요소와 연결 소자 사이에 갭이 위치하며, 갭 내에 매체가 위치하며, 두 개의 구성 요소 사이의 비교적 신속한 상대 운동 중에, 상기 갭은 갭 내에서 매체의 변위를 대부분 방지하기에 충분히 작은 폭을 갖는, 마이크로리소그래피용 대물 렌즈에서 상호 진동 방식으로 지지된 두 개의 구성 요소 사이의 연결 수단에 의해 달성된다.
본 발명은 두 개의 구성 요소 사이의 작은 진동 진폭, 특히 나노미터 범위의 진폭이 제공되고 높은 진동 주파수가 제공되면, 매체의 분자가 서로에 대해 변위되지 않기 때문에, 매체가 뚜렷한 감쇄 효과를 전혀 갖지 않는다는 발견에 기초한다. 따라서, 감쇄 효과 대신에 매체는 오히려 탄성 효과를 갖는다. 즉, 두 개의 구성 요소 사이의 특정 진동 주파수가 초과된 후, 매체는 갭 내에서 변위될 수 있는 시간을 전혀 갖지 않고 계속해서 유동하지만, 탄성적으로 압축되고 팽창되어, 마치 스프링 처럼 작용함으로써 두 개의 구성 요소 사이의 운동을 방지한다. 그 결과, 매체의 유동 저항 및 매우 높은 압축 강도를 유발하고, 이는 낮은 진폭 및 높은 주파수의 진동이 제공되면 두 개의 구성 요소 사이에 연결 강도의 증가를 유도한다. 결국, 해당 작동 상태에서 두 개의 구성 요소의 자연 주파수는 증가되고, 두 개의 구성 요소 사이의 진동 진폭은 감소된다.
그러나, 영구적인 연결을 통해 두 개의 구성 요소를 연결하는 연결 소자의 강도 증가와는 대조적으로, 두 개의 구성 요소의 진폭이 위에서 언급된 높은 주파수 진동의 경우보다 사실상 큰 경우, 갭 내에 위치한 매체는 두 개의 구성 요소 사이의 느리거나 낮은 주파수 운동을 가능하게 한다. 즉, 낮은 주파수 운동의 경우 매체는 갭으로부터 또는 갭 내에서 변위될 수 있는 충분한 시간을 갖게 되고, 연결은 견고하지 않게 된다. 따라서, 두 개의 구성 요소는 특정 시간 이후 서로에 대해 변형 없이 지지된다.
따라서, 요약하면, 그 내부에 본 발명에 따라 사용되는 매체가 위치하는 협소한 갭은 선형적 특성을 나타내지 않는데, 이러한 연결은 작고 빠른 운동이 제공되면 견고하고, 크고 느린 운동이 제공되면 매우 부드러워지기 때문이다.
그러나, 본 발명에 따른 탄성 연결은 두 개의 구성 요소 사이의 단지 느린 운동만 가능하게 할 뿐만 아니라, 또한 두 개의 구성 요소와 연결 소자에 견고하지 않게 연결된 구성 요소 사이에 균형 공차를 제공하여, 어떠한 유형의 응력도 두 개의 구성 요소 사이의 연결부 내에 도입되지 않게 된다. 본 발명에 따른 해결 방안에 의해 두 개의 구성 요소 사이에 추가의 견고한 연결부가 생략될 수 있기 때문에, 두 개의 구성 요소의 정적 과도 결정이 존재하지 않는 장점이 있다.
따라서, 매체가 갭 내에 매우 얇은 필름을 형성할 수 있도록, 두 개의 구성 요소 사이의 또는 연결 소자와 하나의 구성 요소 사이의 갭은 매우 협소할 필요가 있다. 이로써, 매체는 높은 주파수에서 갭으로부터 빠져나갈 수 없으므로 압축되는 것이 보장된다. 그렇지 않으면, 비교적 낮은 주파수의 경우에서와 같이, 매체는 단지 양호하게 운동하여 감쇄 효과만을 갖는다.
바람직하게, 점성 매체가 사용하며, 가장 바람직하게는 높은 점도를 갖는 액체가 사용된다.
또한, 매체로서 낮은 점도를 갖는 액체가 사용될 수도 있다. 이러한 경우, 갭은 유동 제한 요소를 포함한다.
매체의 점도는 압축에 대한 매체의 저항에 기여하는데, 점도가 증가하면 갭으로부터 빠져나갈 가능성이 감소하기 때문이다. 이와 관련하여, "갭의 폭"은 두 개의 구성 요소 사이의 최소 거리를 의미한다. 따라서, 특정 진동 주파수가 초과된 이후 연결 강도는 단지 갭의 폭뿐만 아니라 매체의 점도의 함수이며, 높은 점도는 강도를 증가시킨다. 점성 매체의 변위와 관련하여 "대부분"이라는 표현이 선택되었는데, 몇몇 상황에서는 상기 매체의 약간의 변위가 방지될 수 없기 때문이다. 그러나, 항상 이러한 변위는 기술된 작동 모드에 대해 무시해도 좋을 범위에 존재한다.
한편, 액체에 대한 대안으로서, 기체가 매체로서 사용될 수도 있다. 이러한 경우, 갭은 필요한 유동 저항을 제공하기 위해 유동 제한 요소를 포함한다.
광학 소자를 유지하기 위한 지지 장치의 제1 구성 요소가 내측 링이고 제2 구성 요소가 외측 링인 경우 본 발명에 따른 연결이 바람직하게 적용된다.
본 발명의 설계에서 액체가 오일인 것이 제공될 수 있다. 이는 위에서 더욱 상세하게 설명된 점성 매체의 특성과 관련하여 특히 유리한 것으로 판명되었다.
상술된 제2 목적은, 광학 소자용 지지 장치는 광학 소자를 유지하기 위한 내측 링과, 적어도 하나의 연결 소자에 의해 내측 링에 연결된 외측 링을 갖는 지지 장치에 의해 달성되며, 내측 링과 외측 링 사이에 갭이 위치하고, 갭 내에는 매체가 위치하며, 두 개의 구성 요소 사이의 비교적 신속한 상대 운동 중에, 상기 갭은 갭 내에서 매체의 변위를 대부분 방지하기에 충분히 작은 폭을 갖는다.
상술된 제2 목적의 다른 해결 방안은, 적어도 하나의 광학 소자가 배치되고 적어도 하나의 연결 소자 내에 상호 연결된 적어도 두 개의 하우징을 갖는 투영 대물 렌즈이며, 연결 소자는 하우징 중 하나에 견고하게 연결되며, 다른 하우징과 연결 소자 사이에 갭이 위치하고, 갭 내에는 매체가 위치하며, 두 개의 구성 요소 사이의 비교적 신속한 상대 운동 중에, 상기 갭은 갭 내에서 매체의 변위를 대부분 방지하기에 충분히 작은 폭을 갖는다.
상술된 제2 목적의 다른 해결 방안은, 적어도 하나의 광학 소자가 배치되고 프레임 내에 유지되는 적어도 하나의 부분 조립체를 갖는 투영 대물 렌즈이며, 부분 조립체와 프레임 사이에 갭이 위치하고, 갭 내에는 매체가 위치하며, 두 개의 구성 요소 사이의 비교적 신속한 상대 운동 중에, 상기 갭은 갭 내에서 매체의 변위를 대부분 방지하기에 충분히 작은 폭을 갖는다.
상술된 제2 목적의 다른 해결 방안은, 기기 프레임과, 적어도 하나의 연결 소자에 의해 기기 프레임에 연결된 측정 프레임을 갖는 측정기로 이루어지며, 연결 소자는 기기 프레임 또는 측정 프레임에 견고하게 연결되며, 연결 소자와 측정 프레임 사이에 갭이 위치하고, 갭 내에는 매체가 위치하며, 두 개의 구성 요소 사이의 비교적 신속한 상대 운동 중에, 상기 갭은 갭 내에서 매체의 변위를 대부분 방지하기에 충분히 작은 폭을 갖는다.
이하, 원칙적으로 본 발명의 실시예는 첨부되는 도면을 사용하여 기술된다.
도1은 본 발명에 따른 연결 수단에 의해 상호 연결된 내측 링과 외측 링을 갖는 광학 소자용 지지 장치를 도시한 도면이다.
도2는 도1의 직선 II-II에 따른 단면도이다.
도3은 도2에 대한 대안 실시예를 도시한 도면이다.
도4는 도2에 대한 다른 대안 실시예를 도시한 도면이다.
도5는 본 발명에 따른 연결 장치를 사용하여 상호 연결된 복수의 부분 조립체를 갖는 카타디옵트릭(catadioptric) 투영 대물 렌즈를 도시한 도면이다.
도6은 각각 적어도 하나의 광학 소자를 갖고 본 발명에 따른 연결 장치에 의해 상호 연결된 복수의 부분 조립체를 갖는 투영 대물 렌즈를 도시한 도면이다.
도7은 측정기와, 본 발명에 따른 연결 장치에 의해 상호 연결된 기기 프레임 및 측정 프레임을 도시한 도면이다.
도1 및 도2에는 본 실시예의 경우 렌즈로서 설계되고 지지 장치(2) 내에 유지되는 광학 소자(1)가 도시된다. 지지 장치(2)는 두 개의 지지 구성 요소를, 구체적으로는 광학 소자(1)가 고정되는 내측 링(3)과, 액추에이팅 소자(4)를 통해 내측 링(3)에 연결되는 외측 링(5)을 갖는다. 예를 들어 US 6,191,898 B1호에 상세하게 기술된 유형일 수 있고 조작기로서 언급될 수 있는 액추에이팅 소자(4)는 광학 소자(1)의 위치가 변경될 수 있도록 내측 링(3)을 특정한 한계 내에서 운동시키기 위해 사용될 수 있다. 또한, 내측 링(3)은 제한 요소(6)를 통해 외측 링(5)에 연결되며, 상기 제한 요소의 기능은, 그 기재 내용이 본원의 대상을 완전히 제공하는 US 6,191,898 B1호에 상세하게 기술된 바와 같다. 따라서, 액추에이팅 소자(4) 및 제한 요소(6)는 내측 링(3)과 외측 링(5) 사이의 연결 소자를 구성한다. 또한, 광학 소자(1)는 렌즈로서 설계되는 대신 거울로서 설계될 수도 있다.
도2에는, 내측 링(3)과 외측 링(5)을 갖고 그 사이에 액추에이팅 소자(4)(도2에 도시되지 않음) 및 제한 요소(6)가 배치되며 광학 소자(1)를 유지하기 위해 사용되는 지지 장치(2) 이외에, 용기(7)가 도시되며, 도2의 실시예에서 용기 내에는 높은 점도를 갖는 액체인 매체(8)가 위치한다. 점성 액체, 예를 들어 오일은 내측 링(3)과 외측 링(5) 사이의 갭(9) 내에서 액체가 특정 높이에 위치하도록 용기(7) 내부에 소정의 높이에 존재한다. 액추에이팅 소자(4)에 의해 외측 링(5)과 관련하여 내측 링(3)을 조절해야 하는 경우, 두 개의 구성 요소 사이에 낮은 주파수와 연결되어 외측 링(5)에 대해서와 같이 내측 링(3)의 비교적 큰 진폭이 존재하며, 따라서 점성 매체(8)는 상기 조절이 발생하는 경우 갭으로부터 변위된다. 결국, 내측 링(3) 및 그에 따라 또한 광학 소자(1)는 점성 매체(8)가 면제된 경우보다 더욱 강하게 변형되지 않는다.
임의의 여기에 의해 외부로부터 전달될 수 있는 바와 같이, 내측 링(3)과 외측 링(5) 사이에 더 높은 주파수의 진동 및/또는 더 빠른 상대 운동의 경우, 내측 링(3)과 외측 링(5) 사이의 연결 강도는, 내측 링(3)과 외측 링(5) 사이의 비교적 신속한 상대 운동 중에 상기 갭(9)이 갭(9) 내에서 점성 매체(8)의 변위를 대부분 방지하기에 충분히 작은 폭을 갖는다는 사실에 기인한다. 높은 점도로부터 발생하는 점성 매체(8)의 이러한 유동 저항은 내측 링(3)과 외측 링(5) 사이에 추가의 강도를 유도하며, 이는 내측 링(3)과 외측 링(5) 사이의 자연 주파수를 증가시키고 진동 진폭을 감소시킨다.
따라서, 내측 링(3)과 외측 링(5) 사이의 높은 진동 주파수는 이들 두 개의 구성 요소 사이의 매우 높은 연결 강도를 야기하는 반면, 낮은 주파수의 경우 갭(9) 내에 위치한 점성 매체(8)는 내측 링(3) 및 그에 따라 광학 소자(1)의 변형 없이 두 개의 구성 요소 사이의 운동을 허용한다.
지지 장치(2)가 변형-분해된 지지 장치로서 설계되는 경우, 점성 매체(8)는 외측 링(5)과 제한 요소(6)의 소위 정적 변형을 방지하지 않지만, 그럼에도 불구하고 지지 장치(2)의 높은 자연 주파수는 나노미터 범위의 진동을 보장한다.
도3에는 도2에 대한 대안 실시예가 도시된다. 또한, 본 실시예에서도 점성 매체(8)는 액체이지만, 낮은 점도를 갖는 액체이다. 도2의 실시예에 따른 높은 점성의 액체를 사용하여 얻어진 바와 유사한 유동 저항을 얻기 위해, 갭(9)은 유동 저항 소자(9a)를 포함하며, 본 실시예에서 매체(8)의 바로 위에서 갭(9)의 상부에 위치하는 상기 유동 저항 소자는 링 형태를 갖고 매체(8)의 유동을 제한한다. 갭(9)의 개구를 통해 매체(8)가 유동하며 상기 갭의 개구의 단면은 매체(8)의 목적하는 유동 제한에 맞게 적응될 수 있다. 또한, 이러한 유동 저항의 조절은, 지지 장치(2)의 사용 중 개방 또는 폐쇄 루프 조절에 의해 조절되거나 제어될 수 있는 유동 제한 요소(9a)에 의해 달성될 수 있다. 또한, 매체(8)의 점도는 목적하는 유동 제한에 맞게 적응될 수 있다. 또한, 유동 제한 요소를 갭(9)의 원주 방향에 적용하는 것도 가능하다.
도4에는 도2 및 도3에 대한 대안 실시예가 도시된다. 이러한 실시예에서, 매체(8)는 예를 들어 공기와 같은 기체이다. 도3의 실시예와 유사하게, 도2의 실시예의 고점성 액체를 사용하여 얻어지는 바와 같은 유동 저항을 달성하기 위해, 갭(9)은 유동 제한 요소(9b)를 포함한다. 유동 제한 요소(9b)는 갭(9)의 상부 및 하부에 위치하며, 매체(8)가 유동하는 갭(9)의 개구의 단면을 감소시킨다. 다시 갭(9)의 개구의 단면은 매체(8)의 목적하는 유동 제한에 맞게 적응될 수 있다. 이러한 실시예의 경우, 상술된 효과를 달성하기 위해, 즉 내측 링(3)과 외측 링(5) 사이의 더 높은 주파수의 진동 및/또는 더 빠른 상대 운동의 경우 내측 링(3)과 외측 링(5) 사이의 연결 강도는, 내측 링(3)과 외측 링(5) 사이의 비교적 신속한 상대 운동 중에 상기 갭(9)의 개구가 갭(9) 내에서 매체(8)의 변위를 대부분 방지하기에 충분히 작은 폭을 갖는다는 사실로부터 발생하는 것을 달성하기 위해, 갭(9)의 개구는 극도로 협소하다. 또한, 유동 제한 요소(9a, 9b)는 이들이 매체(8)에 적용되는 유동 제한을 변경하기 위해 설계될 수도 있다.
도5에는 반도체 구성 요소를 제조하기 위한 또는 마이크로리소그래피에 사용하기 위한 카타디옵트릭 투영 대물 렌즈(10)가 도시되며, 본 실시예에서 상기 대물 렌즈는 각각 하나 이상의 광학 소자(14)가 배치된 세 개의 부분 조립체(11, 12, 13)를 갖는다. 광학 소자(14)는 거울이거나 렌즈일 수 있다. 부분 조립체(11, 12 및 13)는 본 실시예의 경우 다중 부품 방식으로 설계된 프레임(15) 내에 유지된다. 물론, 예를 들어 카타디옵트릭 투영 대물 렌즈(10)가 세 개 미만의 부분 조립체(11, 12, 및 13)를 갖는 경우 단일 부품 프레임(15)으로 존재할 수도 있다. 또한, 원칙적으로 카타디옵트릭 투영 대물 렌즈(10)는 세 개의 부분 조립체(11, 12 및 13) 중 단지 하나만을 가질 수도 있다.
본 실시예에서 부분 조립체(13)와 프레임(15) 사이의 연결은 더 낮은 부분 조립체(13)에 대한 예로써 도시되어 있다. 여기서 프레임(15)은 매체(17)로 충전되거나 그 내부에 매체(17)가 위치한 절결부(16)를 갖는다. 매체(17)는 상술된 매체(8)와 동일할 수 있으며, 예를 들면, 오일일 수 있다. 그러나 또한, 상술된 바와 같이 낮은 점도를 갖는 액체이거나 기체일 수 있다. 부분 조립체(13)에 고정된 돌출부(18)는 절결부(16)와 맞물림으로써 갭(19)을 형성하고, 갭 내에는 매체(17)가 위치한다.
임의의 여기에 의해 외부로부터 전달될 수 있는 바와 같이, 부분 조립체(13)와 프레임(15) 사이에 더 높은 주파수의 진동 또는 더 빠른 상대 운동의 경우, 부분 조립체(13)와 프레임(15) 사이의 연결 강도는, 부분 조립체(13)와 프레임(15) 사이의 비교적 신속한 상대 운동 중에 상기 갭(19)이 갭(19) 내에서 매체(17)의 변위를 대부분 방지하기에 충분히 작은 폭을 갖는다는 사실에 의해 제공된다. 이는 부분 조립체(13)와 프레임(15) 사이에 추가의 강도를 유도하며, 이는 부분 조립체(13)와 프레임(15) 사이의 진동 진폭을 감소시킨다.
부분 조립체(13)와 프레임(15) 사이의 높은 진동 주파수의 경우, 결국 두 개의 구성 요소들 사이의 매우 높은 연결 강도를 가져오는 반면, 낮은 주파수의 경우, 갭(19) 내에 위치하는 매체(17)는 두 개의 구성 요소들의 변형 없이 구성 요소들 사이의 지지 공차의 균형을 허용한다.
도6에는 반도체 구성 요소를 제조하기 위해 사용되는 투영 대물 렌즈(20)가 도시된다. 투영 대물 렌즈(20)는 그 자체가 익히 공지되어 있기 때문에 본원에는 더 상세히 기재되지 않는 방식으로 투영 대물 렌즈(20) 하부에 위치한 웨이퍼(22)에 래티클(21)의 이미지 형성을 위해 사용된다. 투영 대물 렌즈(20)는 연결 소자(25)에 의해 상호 연결된 두 개의 하우징(23 및 24)을 갖는다. 적어도 하나의 광학 소자(26)는 각각의 하우징(23 및 24) 내에 배치된다.
연결 소자(25)는 하나의 하우징(23)에 견고하게 연결된다. 도5와 관련하여 기술된 바와 유사한 방식으로, 하우징(24)은 그 내부에 매체(28)가 위치한 절결부(27)를 갖는다. 반면, 연결 소자(25)에는 절결부(27)와 함께 갭(30)을 형성하는 돌출부(29)가 고정되며, 갭 내에 매체(28)가 위치한다. 매체(28)는 상술된 매체(8)와 동일할 수 있으며, 예를 들면, 오일일 수 있다. 그러나 또한, 상술된 바와 같이 낮은 점도를 갖는 액체이거나 기체일 수 있다. 도1, 도2, 도3, 도4 또는 도5와 관련하여 기술된 바와 같이 연결부는 하우징(24)과 연결 소자(25) 사이에 제공된다.
임의의 여기에 의해 외부로부터 전달될 수 있는 바와 같이, 연결 소자(25)와 하우징(24) 사이에 또는 두 개의 하우징(23 및 24) 사이에 더 높은 주파수의 진동 또는 더 빠른 상대 운동의 경우, 두 개의 하우징(23 및 24) 사이의 연결 강도는, 두 개의 하우징(23 및 24) 사이의 비교적 신속한 상대 운동 중에 상기 갭(30)이 갭(30) 내에서 매체(28)의 변위를 대부분 방지하기에 충분히 작은 폭을 갖는다는 사실에 의해 제공된다. 이는 두 개의 하우징(23 및 24) 사이에 추가의 강도를 유도하며, 자연 주파수를 증가시킴으로써, 두 개의 하우징(23 및 24) 사이의 진동 진 폭을 감소시킨다.
따라서, 두 개의 하우징(23 및 24) 사이의 높은 진동 주파수의 경우, 결국 두 개의 구성 요소들 사이의 매우 높은 연결 강도를 가져오는 반면, 낮은 주파수의 경우, 갭(30) 내에 위치하는 매체(28)는 두 개의 구성 요소들의 변형 없이 구성 요소들 사이의 지지 공차의 균형을 가능하게 한다.
도7에는 기기 프레임(32)과, 기기 프레임(32)에 연결된 측정 프레임(33)을 갖는 측정기(31)가 도시된다. 여기서, 기기 프레임(32)은 예를 들어 강으로 이루어 지고, 측정 프레임(33)은 제로두어(Zerodur)로 이루어진다. 그러나, 다른 적합한 재료들도 상기 두 개의 구성 요소를 위해 고려될 수 있다. 측정 프레임(33)의 변형을 유도하지 않는 기기 프레임(32) 내부의 운동을 가능하게 하기 위해, 기기 프레임(32)에는 절결부(34)가 제공되며, 상기 절결부 내에 매체(35)가 위치한다. 절결부(34) 내에 돌출부(36)가 맞물리며, 상기 돌출부는 측정 프레임(33)에 고정되고 절결부(34)와 함께 갭(37)을 형성하며, 상기 갭 내에 매체(35)가 위치한다. 매체(35)는 상술된 매체(8)와 동일할 수 있으며, 예를 들면, 오일일 수 있다. 그러나 또한, 상술된 바와 같이 낮은 점도를 갖는 액체이거나 기체일 수 있다. 적합한 경우, 또한 절결부(34)는 측정 프레임(33)에 할당될 수 있으며, 돌출부(36)는 기기 프레임(32)에 할당될 수 있다.
임의의 여기에 의해 외부로부터 전달될 수 있는 바와 같이, 기기 프레임(32)과 측정 프레임(33) 사이에 더 높은 주파수의 진동 또는 더 빠른 상대 운동의 경우, 기기 프레임(32)과 측정 프레임(33) 사이의 연결 강도는, 기기 프레임(32)과 측정 프레임(33) 사이의 비교적 신속한 상대 운동 중에 상기 갭(37)이 갭(37) 내에서 매체(35)의 변위를 대부분 방지하기에 충분히 작은 폭을 갖는다는 사실에 의해 제공된다. 이는 두 개의 기기 프레임(32)과 측정 프레임(33) 사이에 추가의 강도를 유도하며, 자연 주파수를 증가시킴으로써, 기기 프레임(32)과 측정 프레임(33) 사이의 진동 진폭을 감소시킨다.
따라서, 기기 프레임(32)과 측정 프레임(33) 사이의 높은 진동 주파수의 경우, 결국 상기 두 개의 구성 요소들 사이의 매우 높은 연결 강도를 가져오는 반면, 낮은 주파수의 경우, 갭(37) 내에 위치하는 매체(35)는 두 개의 구성 요소들의 변형 없이 구성 요소들 사이의 운동을 가능하게 한다.

Claims (33)

  1. 마이크로리소그래피를 위한 대물 렌즈에서 상호 진동 방식으로 지지된 두 개의 구성 요소 사이의 연결 장치이며, 두 개의 구성 요소를 연결하는 적어도 하나의 연결 소자와, 두 개의 구성 요소 사이에 위치하고 그 내부에 매체가 위치된 갭을 구비하며, 갭은 두 개의 구성 요소 사이의 비교적 신속한 상대 운동 중에 갭 내에서 매체의 변위를 대부분 방지하기에 충분히 작은 폭을 갖는 연결 장치.
  2. 제1항에 있어서, 매체는 점성 매체, 바람직하게는 높은 점도를 갖는 액체인 연결 장치.
  3. 제1항에 있어서, 매체는 낮은 점도를 갖는 액체이고, 갭은 유동 제한 요소를 포함하는 연결 장치.
  4. 제1항에 있어서, 매체는 기체이고, 갭은 유동 제한 요소를 포함하는 연결 장치.
  5. 제1항에 있어서, 제1 구성 요소는 광학 소자를 유지하기 위한 지지 장치의 내측 링이고, 제2 구성 요소는 외측 링인 연결 장치.
  6. 제5항에 있어서, 내측 링 및 외측 링은 매체로 충전된 용기 내에 배치되는 연결 장치.
  7. 제5항에 있어서, 적어도 하나의 연결 소자는 내측 링과 외측 링 사이에 배치된 탄성 소자로서 설계되는 연결 장치.
  8. 제5항에 있어서, 적어도 하나의 연결 소자는 내측 링과 외측 링 사이에 액추에이팅 소자로서 설계되는 연결 장치.
  9. 제2항 또는 제3항에 있어서, 액체가 오일인 연결 장치.
  10. 마이크로리소그래피를 위한 대물 렌즈에서 상호 진동 방식으로 지지된 두 개의 구성 요소 사이의 연결 장치이며, 두 개의 구성 요소를 연결하고 구성 요소 중 하나에 견고하게 연결된 연결 소자를 가지며, 다른 구성 요소와 연결 소자 사이에 갭이 존재하고 갭 내에 매체가 위치하며, 갭은 두 개의 구성 요소 사이의 비교적 신속한 상대 운동 중에 갭 내에서 매체의 변위를 대부분 방지하기에 충분히 작은 폭을 갖는 연결 장치.
  11. 제10항에 있어서, 매체는 점성 매체, 바람직하게는 높은 점도를 갖는 액체인 연결 장치.
  12. 제10항에 있어서, 매체는 낮은 점도를 갖는 액체이고, 갭은 유동 제한 요소를 포함하는 연결 장치.
  13. 제10항에 있어서, 매체는 기체이고, 갭은 유동 제한 요소를 포함하는 연결 장치.
  14. 제10항에 있어서, 두 개의 구성 요소는 각각 적어도 하나의 광학 소자를 갖는 투영 대물 렌즈의 부분 조립체인 연결 장치.
  15. 제10항에 있어서, 연결 소자는, 그 내부에 매체가 위치된 하나의 구성 요소 내에서 절결부 내에 맞물리는 돌출부를 갖는 연결 장치.
  16. 제11항 또는 제12항에 있어서, 액체가 오일인 연결 장치.
  17. 광학 소자를 유지하는 내측 링과, 적어도 하나의 연결 소자에 의해 내측 링에 연결된 외측 링을 갖는 광학 소자용 지지 장치이며, 내측 링과 외측 링 사이에 갭이 존재하고 갭 내에 매체가 위치하며, 갭은 두 개의 구성 요소 사이의 비교적 신속한 상대 운동 중에 갭 내에서 매체의 변위를 대부분 방지하기에 충분히 작은 폭을 갖는 광학 소자용 지지 장치.
  18. 제17항에 있어서, 매체는 점성 매체, 바람직하게는 높은 점도를 갖는 액체인 광학 소자용 지지 장치.
  19. 제17항에 있어서, 매체는 낮은 점도를 갖는 액체이고, 갭은 유동 제한 요소를 포함하는 광학 소자용 지지 장치.
  20. 제17항에 있어서, 매체는 기체이고, 갭은 유동 제한 요소를 포함하는 광학 소자용 지지 장치.
  21. 적어도 하나의 광학 소자와, 제17항 내지 제20항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 광학 소자용 지지 장치를 갖는 투영 대물 렌즈.
  22. 적어도 하나의 광학 소자가 배치되고 적어도 하나의 연결 소자로 상호 연결된 적어도 두 개의 하우징을 갖는 투영 대물 렌즈이며, 연결 소자는 하우징 중 하나에 견고하게 연결되며, 다른 하우징과 연결 소자 사이에 갭이 존재하고 갭 내에 매체가 위치하며, 갭은 두 개의 구성 요소 사이의 비교적 신속한 상대 운동 중에 갭 내에서 매체의 변위를 대부분 방지하기에 충분히 작은 폭을 갖는 투영 대물 렌즈.
  23. 제22항에 있어서, 매체는 점성 매체, 바람직하게는 높은 점도를 갖는 액체인 투영 대물 렌즈.
  24. 제22항에 있어서, 매체는 낮은 점도를 갖는 액체이고, 갭은 유동 제한 요소를 포함하는 투영 대물 렌즈.
  25. 제22항에 있어서, 매체는 기체이고, 갭은 유동 제한 요소를 포함하는 투영 대물 렌즈.
  26. 적어도 하나의 부분 조립체를 갖는 투영 대물 렌즈이며, 부분 조립체 내에 적어도 하나의 광학 소자가 배치되고 부분 조립체는 프레임 내에 유지되며, 부분 조립체와 프레임 사이에 갭이 존재하고 갭 내에 매체가 위치하며, 갭은 두 개의 구성 요소 사이의 비교적 신속한 상대 운동 중에 갭 내에서 매체의 변위를 대부분 방지하기에 충분히 작은 폭을 갖는 투영 대물 렌즈.
  27. 제26항에 있어서, 매체는 점성 매체, 바람직하게는 높은 점도를 갖는 액체인 투영 대물 렌즈.
  28. 제26항에 있어서, 매체는 낮은 점도를 갖는 액체이고, 갭은 유동 제한 요소를 포함하는 투영 대물 렌즈.
  29. 제26항에 있어서, 매체는 기체이고, 갭은 유동 제한 요소를 포함하는 투영 대물 렌즈.
  30. 기기 프레임과, 적어도 하나의 연결 소자에 의해 기기 프레임에 연결된 측정 프레임을 갖는 측정기이며, 연결 소자는 기기 프레임 또는 측정 프레임에 견고하게 연결되며, 연결 소자와 측정 프레임 또는 기기 프레임 사이에 갭이 존재하고 갭 내에 매체가 위치하며, 갭은 두 개의 구성 요소 사이의 비교적 신속한 상대 운동 중에 갭 내에서 매체의 변위를 대부분 방지하기에 충분히 작은 폭을 갖는 측정기.
  31. 제30항에 있어서, 매체는 점성 매체, 바람직하게는 높은 점도를 갖는 액체인 측정기.
  32. 제30항에 있어서, 매체는 낮은 점도를 갖는 액체이고, 갭은 유동 제한 요소를 포함하는 측정기.
  33. 제30항에 있어서, 매체는 기체이고, 갭은 유동 제한 요소를 포함하는 측정기.
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