KR20080075902A - 대물 렌즈, 특히 반도체 리소그래피용 투사 대물 렌즈 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 대물 렌즈, 특히 반도체 리소그래피에 있어서의 투사 대물렌즈는 광축(z-축)을 가지며, 대물 렌즈 하우징(10)에 장착된 광학 소자(20)가 제공된다. 중간 부품(23)을 통해 외측 부품(21)에 연결된 내측 부품에 적어도 하나의 광학 소자가 장착된다. 외측 부품(21)과 중간 부품(23) 사이의 상대 이동 및 중간 부품(23)과 내측 부품(22) 사이의 상대 이동이 가능하도록 조정 장치(26, 27)가 제공되고, 이것은 광축(z)에 직각인 평면 내에서의 광학 소자 병진이동 및 광축(z)에 평행한 광학 소자의 병진이동을 실현할 수 있고, 광축(z)에 대한 틸팅을 실시할 수 있다.

반도체 리소그래피, 대물 렌즈, 조정 장치, 광학 소자, 레버 기구

Description

대물 렌즈, 특히 반도체 리소그래피용 투사 대물 렌즈 {OBJECTIVE, IN PARTICULAR PROJECTION OBJECTIVE FOR SEMICONDUCTOR LITHOGRAPHY}

본 발명은 대물 렌즈, 특히 광축 및 대물 렌즈 하우징에 장착된 광학 소자를 갖는 반도체 리소그래피용 대물 렌즈에 관한 것이다. 본 발명은 또한 대물 렌즈를 가진 투사 노광 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 광학 소자를 위한 안내 및 조정 시스템에 관한 것이다.

대물 렌즈의 경우에, 특히 반도체 소자를 제조하기 위한 반도체 리소그래피에 있어서의 투사 대물렌즈의 경우에, 이미징 정밀성을 위한 요건이 극히 엄격하기 때문에, 예를 들어 렌즈와 미러 등의 광학 소자를 매우 정확하게 정렬할 필요가 있다. 이러한 이유에서, 보정의 목적 및/또는 이미징 정밀성의 목적을 위해 소위 매니퓰레이터에 의해 개별 광학 소자가 작동시에 조정될 필요가 종종 있다. 이러한 목적을 위해, 대응하여 조정되거나 변위될 광학 소자는 복수의 자유도로 이동 가능하여야 한다. 이러한 목적을 위해, 광학 소자가 한 방향으로, 또는 1의 자유도로, 또는 그 밖에도 적절하다면 2의 자유도로 각각 이동하는 것을 가능하게 하는 매니퓰레이터 또는 조정 장치가 공지되어 있다. 광학 소자에 요구되는 자유도의 수에 따라, 예를 들어 광축(x-축, y-축)에 대해 직각이고 광축(z-축)에 대해 평행한 방 향으로의 광학 소자 변위 또는 그 밖에 광축에 대한 틸팅을 가능하게 하기 위해서 대응하는 수의 매니퓰레이터가 필요하다. 이 경우에 있어서의 단점은 비교적 많은 수의 매니퓰레이터가 요구되고, 이에 더하여 각각의 조정들이 서로 영향을 미칠 수 있으며, 따라서 다중적인 보정이 필요하다는 사실이다.

복수의 자유도를 가지며 따라서 광학 소자를 복수의 자유도로 변위시킬 수 있는 매니퓰레이터도 또한 이미 공지되어 있다. 그러나, 이것은 특히 전자 기기와 관련하여 높은 비용을 필요로 한다. 여기에서도 역시 상이한 매니퓰레이터들에 의한 조정의 경우에, 상호 영향이 발생하고 따라서 복잡한 추가 보정이 마찬가지로 요구될 위험성이 있다.

이 경우에, 각각의 자유도에 대해 센서가 또한 요구된다. 각각의 센서 및 각각의 구동부는 대물 렌즈의 인터페이스들을 통해 타입-오더형(type-ordered) 제어 전자 기기에 연결되어야 한다. 이것은 자유도의 수와 함께 구조적 공간 및 전자 기기에 관련된 비용도 현저히 증가한다는 것을 의미한다. 그러나, 제한된 수의 조종 가능한 자유도만이 대물 렌즈에서 실현될 수 있다.

매니퓰레이터에 의해 광학 소자를 조정하는 것에 대한 상술한 가능성 또는 조정 가능성에 관한 종래 기술에 대해서는 DE 195 39 581 A1, US 2001-00385090 A1, US-A 5,428,482, US-A 6,307,688, US-A 6,473,245, US-A 5,822,133 및 EP 665 389를 참조한다.

본 발명은 광학 소자들이 조정 장치에 의해 극히 높은 정밀도와 비교적 적은 비용으로 복수의 자유도로 이동 또는 조정될 수 있는 대물 렌즈, 특히 반도체 리소그래피용 투사 대물 렌즈를 제공하는 목적에 기초한다.

본 발명에 따르면, 이러한 목적은 대물 렌즈가 광축과, 대물 렌즈 하우징에 장착되는 광학 소자를 갖는 경우에, 적어도 하나의 광학 소자가 중간 부품을 거쳐 외측 부품에 연결된 내측 부품에 장착되고, 조정 장치가 제공되며, 조정 장치가 그 작용에 따라 광축(z)에 평행한 평면 내에서의 그리고 광축(z)에 평행한 방향으로의 외측 부품과 중간 부품 사이의 상대 이동 및 중간 부품과 내측 부품 사이의 상대 이동과 광축(z)에 대한 틸팅을 실현하는 것을 가능하게 하는 것에 의해 달성된다.

내측 부품과 외측 부품에 광학 소자를 장착하는 종래의 방법과 대조적으로, 본 발명에 따른 중간 부품에 의해 그리고 상기 중간 부품을 내측 부품 및 외측 부품에 연결하는 것에 의해 극히 높은 조정 정밀성이 달성되고, 일 방향으로의 조정이나 변위, 또는 1의 자유도의 변경은 다른 자유도에 영향을 미치지 않는다.

본 발명에 따른 광학 소자의 구성 또는 장착에 의해, 상기 광학 소자는 모든 병진이동 자유도뿐만 아니라 회전 자유도에 있어서도 안내되고 조작될 수 있다. 이 경우에, 광학 소자의 개별 변위 또는 조정은 변경이 요구되지 않는 방향 또는 회전 또는 비틀림에 있어서 영향력이 발생하지 않도록 수행될 수 있다.

본 발명의 매우 유리한 구성에 있어서, 조정 장치가 외측 부품 상에 지지되고 레버 기구에 각각 작용하는 경우에, 조정 장치의 회전 중심은 중간 부품에 고정 연결된다. 레버 기구에 의해, 조정의 스텝-다운 및 스텝-업 비율이 또한 개별 레버의 길이에 따라 단순한 방식으로 달성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 조정 장치의 작용시에 외측 부품과 중간 부품 사이에서 광축(z)에 직각인 평면 내에서만 그리고/또는 광축(z)에 평행한 방향으로만 상대 이동이 발생하고, 내측 부품과 중간 부품 사이에서 광축(z)에 대한 틸팅만이 발생하도록, 3개의 레버를 가진 레버 기구가 중간 부품 상에 지지된다.

만약 광학 소자가 렌즈로서 실시된다면, 내측 부품, 외측 부품 및 중간 부품은 유리하게는 동심형으로 배치된 링들로서 각각 실시되고, 조정 장치는 대체로 서로에 대해 120°의 거리로 원주 상에 분포되는 방식으로 배치된다. 이러한 경우에, 조정 장치를 위한 3개의 레버 기구 모두의 회전 중심은 각각 중간 링에 고정 연결될 수 있다.

만약, 본 발명의 매우 유리한 발전형에서, 중간 부품이 복수의 링 세그먼트, 바람직하게는 3개의 링 세그먼트로 형성된다면, 광학 소자를 조정하는 것에 관한 가능성이 훨씬 커진다. 이는 특히 각각의 링 세그먼트가 전용 조정 장치를 가질 때 더욱 그러하다. 개별 링 세그먼트는 폐쇄된 링을 형성하며, 이 경우에 링 세그먼트들은 강성 또는 탄성 연결 부품에 의해 서로 연결될 수 있다.

이러한 구성에 의해, 예를 들어 광축에 직각인 축 방향으로의 광학 소자의 조정을 광축에 평행한 조정과 조합하는 것이 가능하다. 또한, 현장의 개별 자유도의 실패에 관하여 대물 렌즈 내에 중복성을 구성하기 위해 자유도의 개별 구성이 사용될 수 있다. 환언하면, 만약 시스템 내의 다른 광학 소자에서 조정의 가능성이 실패하면, 적절한 경우에 그것의 임무는 본 발명에 따른 장치에 동시에 맡겨질 수 있다.

본 발명에 따른 구성의 다른 중요한 이점은 구동되어야 할 자유도의 수가 대물 렌즈 내의 조종 가능한 자유도의 개별 구성에 의해 최소화될 수 있다는 것이다. 따라서, 이것은 액츄에이터 시스템의 최소화, 감소된 센서 시스템, 그리고 마찬가지로 제어 전자 기기의 최소화를 가져온다. 생산 비용 및 구조적 공간도 이러한 방식으로 감소될 수 있다.

본 발명에 따른 다른 특징들을 나타내는 본 발명의 실시예들이 도면을 참고하여 이하에 설명된다.

도1은 투사 대물 렌즈를 가진 투사 노광 장치의 개략도이다.

도2는 조정될 광학 소자인 렌즈의 평면도이다.

도3은 도2의 선 III-III을 따른 단면도이다.

도4는 센서 시스템을 나타내는, 도2에 따른 광학 소자를 관통하는 단면도이다.

도5는 힘과 방향의 조정을 나타내는, 도3의 좌측 절반을 확대한 도면이다.

도6은 레버 기구 대신에 조정 장치를 위한 단일체 형태로 만들어진 침식 부품을 가진, 도3의 좌측 절반을 확대한 도면이다.

도7은 상이한 실시예에 있어서 도2에 대응하는 평면도이다.

도8은 선 VIII-VIII를 따른 도7의 단면도이다.

도9는 도7에 도시된 것과 유사한 구성의 평면도이다.

도10은 도3에 도시된 것과 유사한 구성의 단면도이다.

도1은 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치(1)를 도시한다. 이것은 감광성 재료로 코팅된 기판 상의 구조물을 노광하는 역할을 하며, 일반적으로 기판은 주로 규소를 포함하고, 예를 들어 컴퓨터 칩과 같은 반도체 부품의 생산을 위한 웨이퍼(2)로 지칭된다.

이 경우에, 투사 노광 장치(1)는 기본적으로 조명 장치(3), 격자형 구조물이 제공된 마스크를 수용하고 정확히 위치 설정하기 위한 장치(4), 격자형 구조물이 축소된 스케일로 웨이퍼(2) 상에 이미지화되게 하는 소위 레티클(5), 웨이퍼(2)의 장착, 이동 및 정확한 위치설정을 위한 장치(6), 및 이미징 장치, 즉 투사 대물 렌즈(7)를 포함하고, 투사 대물 렌즈는 예를 들어 렌즈 및 미러와 같은 복수의 광학 소자를 가지며, 이들은 홀더(9)에 의해 투사 대물 렌즈(7)의 대물 렌즈 하우징(10)에 장착된다. 간단함을 위해, 도1에는 하나의 광학 소자(20)만이 도시되어 있다.

노광이 실시된 후에, 웨이퍼(2)는 화살표 방향으로 단계적으로 더 이동하고, 그리하여 레티클(5)에 의해 사전 결정된 구조를 각각 가진 다양한 개별 필드가 동일한 웨이퍼(2) 상에 노광될 수 있다. 투사 노광 장치(1) 내에서의 웨이퍼(2)의 단계적 전진 이동때문에, 투사 노광 장치(1)는 스텝퍼로도 불린다.

조명 장치(3)는 예를 들어 빛 또는 전자기 방사선과 같은, 웨이퍼(2) 상에 레티클(5)을 이미지화하는데 필요한 투사 빔(11)을 제공한다. 예를 들어 레이저가 상기 방사선의 공급원으로 사용될 수 있다. 방사선은 투사 빔(11)이 레티클(5) 상에 충돌할 때 직경, 편광, 파면의 형상 등에 관하여 원하는 특성을 갖도록 조명 장 치(3) 내의 광학 소자에 의해 형상이 만들어진다.

레티클(5)의 이미지는 투사 빔(11)에 의해 생성되며, 이미 상술한 바와 같이 투사 대물 렌즈(7)에 의해 대응하여 축소되는 방식으로 웨이퍼(2)에 전사된다. 투사 대물 렌즈(7)는 예를 들어 렌즈, 미러, 프리즘, 차단판 등의 다양한 개별 굴절성, 회절성 및/또는 반사성 광학 소자를 갖는다.

도2 및 그 다음의 도면들은 조정 가능한 광학 소자[이 경우에는 렌즈(20)임]를 관련 조정 장치들과 함께 투사 대물 렌즈(7) 내에 장착하는 것을 나타내고 있다. 장착 및 조정 장치는 동심형으로 배치된 3개의 링, 즉 투사 대물 렌즈(7)의 대물 렌즈 하우징(10)에 고정 연결된 외측 부품인 외측 링(21), 내측 부품인 내측 링(22), 및 중간 부품인 중간 링(23)을 갖는다. 내측 링(22)은 광학 소자(20)에 고정 연결된다. 중간 링(23)은 안내 시스템에 의해 내측 링(22) 및 외측 링(21)에 대해 장착된다.

도2에서 볼 수 있는 바와 같이, 6개의 안내 시스템이 예를 들어 60°의 거리로 원주를 따라 분포되는 방식으로 제공된다. 물론, 상대적인 연결 및 안내에 요구되는대로 다른 수의 시스템이 제공될 수도 있다. 각각의 안내 시스템은 광축에 대해 직각인 평면, 즉 x/y 평면에 놓인 2개의 판 스프링(24)을 가지며, 각각의 판 스프링(24)은 원주 측에 배치된다. 따라서, 이것은 본 경우에 광학 소자(20)가 수직 상태임을 가정하여, 중간 링(23)의 상면 및 하면 상에 배치되는 것을 의미한다. 각 안내 시스템의 2개의 판 스프링(24)은 내측 링(22)의 상부 측면과 하부 측면 상에 마찬가지로 연결된다. 2개의 판 스프링(24)은 각각 동심형 링 또는 그 외에 원 주를 따라 분포되는 방식으로 배치된 개별 링 세그먼트로서 실시될 수 있다. 2개의 판 스프링(24)에 대해 직각으로, 각각의 안내 시스템은 원주를 따라 분포되는 방식으로 배치된 복수의 개별 링 세그먼트로부터, 또는 원주를 따라 분포된 복수의 개별 요소(예를 들어, 탄성 핀)로부터 형성된 안내 요소(25)를 갖는다. 도3에서 볼 수 있는 바와 같이, 안내 요소(25)의 종방향 축은 광축, 즉 z-축에 대해 평행하게 연장된다.

2개의 판 스프링(24)은 그 구성과 위치때문에 x/y 평면 내에서 높은 강성을 갖지만, 대조적으로 광축 방향으로는 낮은 강성을 가지며, 따라서 광축 방향으로의 이동 또는 광축에 대해 평행한 이동을 허용한다.

대조적으로, 안내 요소(25)는 z-방향으로 높은 강성을 가지며, x/y 평면으로 낮은 강성을 가지며, 따라서 x/y 평면 내에서의 이동을 허용한다.

3개의 매니퓰레이터 또는 액츄에이터(26)가 120°의 거리로 배치되고, 외측 링(21) 상에 또는 그 안에 각각 장착된다. 물론, 액츄에이터(26)도 예시일뿐임을 유의하여야 한다. 액츄에이터(26)의 작용력은 레버 기구(27)를 통해 내측 링(22) 및 그에 따라 광학 소자(20)에 전달된다.

각각의 레버 기구(27)는 3개의 관절 포인트를 갖는다. 하나의 관절 포인트(28)가 관절 방식으로 액츄에이터(26)에 연결되는 한편, 제2 관절 포인트(29)가 관절 방식으로 내측 링(22)에 연결된다. 마찬가지로 관절식인 제3 관절 포인트(30)가 중간 링(23) 상에 위치하고, 관절 포인트(28, 29)를 위한 고정된 회전 중심을 구성한다.

광학 소자(20)의 조정을 측정하기 위해, 도4에서 볼 수 있는 바와 같이, 센서(31a, 31b 및 32a, 32b)가 제공된다. 센서들은 내측 링(22)과 외측 링(21) 사이에 배치되고, 2개의 센서(31a, 31b)는 외측 링(21)에 대한 내측 링(22)의 광축 방향(z-방향) 상대 이동을 측정하고, 2개의 센서(32a, 32b)는 x/y 평면 내에서의 내측 링(22)과 외측 링(21) 간의 상대 이동을 측정한다. 다양한 가능성들이 센서로서 사용될 수 있다. 대체로, 용량성 또는 증분성 변위 센서나 그 외에 압전 효과에 기초한 센서가 사용될 것이다. 이들의 작동 방법은 일반적으로 공지되어 있으므로, 본 발명에서는 상세히 설명하지 않는다.

광학 소자(20)의 정지 중량력(Fg)은 내측 링(22)과 함께 스프링 요소(33)에 의해 지지된다(도3 및 확대도인 도5를 참조하기 바람). 예를 들어 나선형 스프링이 스프링 요소(33)로 사용될 수 있고, 복수의 나선형 스프링이 원주 상에 분포되는 방식으로 내측 링(22)의 절결부(34) 내에 배치된다.

광학 소자(20)의 조정 기능이 도5를 참조하여 이하에서 설명된다. 원주상에 분포된 3개의 액츄에이터(26)는 각각 관련 레버 기구(27) 상에 반경방향 힘(Fa)을 발생시키며, 이 힘은 레버 기구(27)를 중간 링(23)에 연결하고, 선회축으로도 작용하는 관절 포인트(30)에 힘(Fz)을 가하는 것에 의해 지지된다. 관절 포인트(29)에서의 반경방향 힘(Fa)의 인가 포인트와 중간 링(23)의 관절 포인트(30) 사이의 높이 오프셋(Ha)은 관절 포인트(29)에서 수직방향 힘(Fb)에 의해 지지되는 레버 기구에 모멘트를 유발한다.

Hb는 광축에 대해 수직인 평면 내에서의 관절 포인트(29, 30)들 사이의 거리 를 나타낸다.

원주를 따라 분포되는 방식으로 배치된 모든 레버 기구(27)의 관절 포인트(30)에 있는 회전 중심의 위치는 중간 링(23)에서 서로에 대해 고정적으로 규정된다. 만약 회전 대칭 구성이 고려된다면, 어떠한 기생력도 발생하지 않으며 3개의 지지력(Fz)은 크기에 있어서 동일하다. 대칭 구성에서, 수직방향 힘(Fb)은 마찬가지로 크기에 있어서 동일하고, 그 결과 액츄에이터 힘(Fa)도 크기에 있어서 동일하다.

중량 힘(Fg)은 원주 상에 분포되는 방식으로 배치된 스프링 요소(33)에 의해 지지되고, 각각의 지지력은 Fg/n이다. 이 경우에, n은 원주 상에 분포되는 방식으로 배치된 스프링 요소(33)의 수를 나타낸다.

다음의 조정 가능성들은 액츄에이터(26) 및 레버 기구(27)에 의해 가능하다.

케이스 1 - z-방향(광축 방향)으로의 조정:

3개의 액츄에이터(26)를 모두 균일하게 작동시키는 것의 결과로서, 중간 링(23)은 제 위치에 유지된다. 모든 레버 기구(27)는 선회축인 관절 포인트(30)를 중심으로 선회하며, 그 결과 내측 링(22)은 z-방향으로 이동한다.

케이스 2 - x/y 평면 내에서의 조정:

관절 포인트(28)가 서로에 대한 상대 거리를 유지하도록 하는 방식으로 액츄에이터(26)가 이동하면, 모든 관절 포인트(28)의 변위와 유사하게, 중간 링(23)도 레버 기구(27) 및 내측 링(22)과 함께 x/y 평면 내에서 임의대로 변위된다. 이러한 목적을 위해, 원주 상에 분포되는 방식으로 배치되는 3개의 센서(32a, 32b)들은 x/y 평면 내에서의 이동을 검출할 수 있도록 배치된다. 액츄에이터가 관절 포인트(28)에서 상이한 크기로 변위를 겪게 됨에 따라서, x/y 평면 내에서 원하는 방향으로 각각 조정을 실행하는 것이 가능하며, 모든 관절 포인트(28)들이 변위 동안 서로 상대 거리를 유지하도록 관리하기만 하면 된다. 이러한 목적을 위해, 물론 액츄에이터들이 120°의 거리로 배치되는 경우, 각각의 변위 방향에 대해 상이한 각도 위치가 고려되어야 한다. 각각 3개씩 원주상에 분포되는 방식으로 배치된 센서(31a, 31b)는 z-방향으로의 변위 및/또는 x/y 평면 내에서의 변위를 측정한다.

제어 동작 및 케이스 1과 케이스 2의 조합에 의해, 광학 소자(20)는 임의대로 그리고 높은 비용을 사용하지 않고 x-/y-/z-방향으로 변위될 수 있다.

스텝-다운 비율 및 스텝-업 비율은 레버 기구(27)의 관절 포인트(28, 29, 30)의 서로에 대한 거리 및 수직방향 위치와 그리고 그에 따라 이들의 기하학적 설계에 의해 시작될 수 있다. 이것은 특히 2개의 관절 포인트(29, 30)의 Ha 및 Hb와 관절 포인트(28, 30)들 사이의 거리에 의존한다.

원칙적으로는, 적절히 민감하게 작동하는 어떠한 구동 유닛도 액츄에이터(26)용으로 가능하다. 이들은 그러나 자동으로 잠기는 것이 바람직하다. 이와 관련한 하나의 가능성은 예를 들어 피에조-스텝퍼 구동부이다.

판 스프링(26) 대신에, 원주 상에 균일하게 배치된 관절형 조인트들도 또한 안내 시스템의 환경에서 가능하다. 이는 회전 대칭 벤딩 또는 관절형 조인트 빔으로서 제공될 수 있는 안내 요소(25)에도 동일하게 적용된다. 예를 들어 L-섹션과 같은 침식 섹션을 가진 안내부도 또한 가능하다.

도6에서는 단일체 구성의 침식된 부품인 레버 기구(27)와 함께 안내 시스템을 볼 수 있다. 이러한 목적을 위해, 액츄에이터(26)의 수에 대응하는 방식으로, 단일체 블록(35)들이 내측 링(22)과 외측 링(21) 사이에 제공되고, 각각의 블록(35)은 중간 링(23) 상에 지지된다. 또한, 블록(35)은 내측 링(22)과 외측 링(21)에 연결된다. 대응하는 연장된 구멍을 단부에 갖는 침식 섹션들에 의해, 대응하는 직경 감소 그리고 그에 따른 탄성 연결이 달성되어, 판 스프링(24) 및 안내 요소(25)를 가진 안내 시스템과 관절 포인트(28, 29, 30)를 가진 레버 기구(27)를 대체한다. 그러나, 도시의 목적을 위해, 동일한 도면부호를 가진 대응 부품들이 블록(35) 내에 삽입되었으며, 이는 결국 블록(35)이 원칙적으로 동일한 구조를 갖고 주로 동일한 효과를 발생시키기 때문이다. 침식 섹션 및 절결부 또는 구멍은 예를 들어 레이저에 의해 도입될 수 있다.

도7 및 도8은 또다른 조정의 가능성을 나타내는 실시예를 도시한다. 개별 자유도가 능동적으로 구동될 수 있는 상술한 실시예에서 설명된 공식화된 문제는 원칙적으로 동일하다. 그러나, 상술한 실시예에서는, z-틸팅 매니퓰레이터 또는 액츄에이터의 틸팅 자유도가 x/y 자유도로 대체될 수 있다는 것이 강조되었다. 문제 해법의 보다 일반적인 형태는 이하에 설명되는 실시예에 의해 가능하다.

도시된 바와 같이, 내측 링(22) 및 외측 링(21)이 여기에서도 마찬가지로 존재한다. 그러나, 중간 링은 3개의 링 세그먼트(23a, 23b, 23c)로 분할된다. 외측 링(21)은 역시 대물 렌즈 하우징에 고정 연결되는 한편, 내측 링(22)은 광학 소자, 즉 렌즈(20)를 지지한다.

안내 시스템 및 액츄에이터는 다양한 방법으로 2개의 링(21, 22)과 링 세그먼트(23a, 23b, 23c) 사이에 장착될 수 있다. 이 경우에, 판 스프링(24a, 24b, 24c)은 제1 실시예의 판 스프링(24)에 대응하며, 동일한 방식으로 내측 링(22)과 대응 분할된 중간 링의 개별 링 세그먼트(23a, 23b, 23c) 사이에 조정 가능한 연결부를 구성한다. 판 스프링(24a, 24b, 24c)은 링 세그먼트(23a, 23b, 23c)를 반경방향으로 안내한다. 연결 부품(36)은 3개의 링 세그먼트(23a, 23b, 23c)를 연결하여 폐쇄된 링을 형성하며, 따라서 이것은 제1 실시예의 중간 링(23)에 대응한다. 연결 부품(36)은 선택에 따라 강성 연결부, 탄성 연결부로서 실시될 수 있고, 또한 작동 구동부로서도 실시될 수 있다.

도9는 연결 부품(36)에 작동 구동부(37)가 각각 제공된 구성을 도시한다. 작동 구동부(37)는 예를 들어 원주 방향으로의 변위를 가능하게 하는 안내 요소를 가진 리니어 모터로서 실시될 수 있다. 예를 들어 기계식 장치, 전자기계식 장치, 유압식 장치 또는 압전식 장치와 같은 다양한 장치가 리니어 구동부로서 사용될 수 있다. 각도방향 이동을 보상하기 위해, 관절식 조인트 연결부(38)가 작동 구동부(37)와 연결 부품(36) 사이에 제공될 것이다. 작동 구동부의 구성 및 작동 방법은 일반적으로 공지되어 있으므로, 본원에서는 상세히 설명되지 않는다.

제1 실시예에서와 같은 방식으로, 여기에서도 레버 기구(27)가 3개의 링 세그먼트(23a, 23b, 23c) 중 하나와 내측 링(22)과 외측 링(21) 사이에 각각 존재한다. 레버 기구(27)는 마찬가지로 액츄에이터(도시되지 않음)에 의해 작동될 수 있다. 제1 실시예에서와 같은 기능을 가진 안내 요소(25a)가 3개의 링 세그먼 트(23a, 23b, 23c)의 z-방향으로의 안내를 위해 동일한 방식으로 작용한다.

도7 및 도8에 따른 제2 실시예의 구성 원리는 대물 렌즈 조정에 관한 요건들에 각각 적합한 상이한 액츄에이터를 구성하는 것을 가능하게 한다. 여기에서 개별 자유도는 능동적으로 구동될 수 있거나, 그 외에 수동 안내부로서 실시되거나 또는 심지어 완전히 금지될 수 있다. 3개의 링 세그먼트로 분할된 중간 링 덕분에, 여기에서는 변형예의 가능성이 상당히 크다. 이것은 특히 3개의 링 세그먼트에 서로 개별적으로 또는 그 외에 독립적으로 액츄에이터가 제공될 수 있고, 따라서 조정의 가능성의 수가 증가하기 때문이다.

상술한 바와 같은 안내 시스템의 구성은 반대가 될 수도 있다. 이것은 외측 링(21)과 중간 링(23) 사이의 상대 이동이 z-방향으로만 발생하고, 내측 링(22)과 중간 링(23) 사이의 상대 이동이 x/y 평면 내에서만 발생함을 의미한다. 도10에서 명백한 바와 같이, 이 경우에 판 스프링(24)은 중간 링(23)과 외측 링(21) 사이에 배치되며, 도3에 따른 안내 요소(25)에 대응하는 안내 요소(25')는 중간 링(23) 상에 고정 배치되며, 내측 링(22)의 절결부 내로 돌출한다.

안내 시스템 및 구동부 또는 액츄에이터는 또한 상호 교환가능하며, 서로 조합될 수 있다.

Claims (37)

1. 반도체 리소그래피용 투사 대물렌즈이며,

   광축(z-축) 및 대물 렌즈 하우징(10) 내에 장착된 광학 소자를 가지며, 중간 부품(23)을 통해 외측 부품(21)에 연결된 내측 부품(22)에 적어도 하나의 광학 소자(20)가 장착되고, 조정 장치(26, 27)가 제공되며, 상기 조정 장치는 외측 부품(21)과 중간 부품(23) 사이의 상대 이동 및 중간 부품(23)과 내측 부품(22) 사이의 상대 이동을 가능하게 하고, 광축(z)에 대해 수직인 평면 내에서의 광학 소자의 병진이동 및 광축(z)에 대해 평행한 광학 소자 병진이동과, 광축에 대한 틸팅을 실현할 수 있는 대물렌즈.
2. 제1항에 있어서, 조정 장치는 외측 부품(21)과 중간 부품(23)에 작용하는 레버 기구(27)를 가지며, 레버 기구(27)의 회전 중심은 관절 포인트(30)를 거쳐 중간 부품(23)에 고정 연결되는 대물렌즈.
3. 제2항에 있어서, 조정 장치는 외측 부품(21) 상에 지지되고, 각각의 경우에 레버 기구(27)에 작용하는 대물렌즈.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 레버 기구(27)는, 조정 장치의 작동시에, 외측 부품(21)과 중간 부품(23) 사이의 상대 이동이 광축(z)에 대해 하나의 각도에서만 실현되고 중간 부품(23)과 내측 부품(22) 사이에 광축과 평행한 방향만으로의 상대 이동 및/또는 광축에 대한 틸팅이 성립되도록 중간 부품(23) 상에 지지되는 대물렌즈.
5. 제4항에 있어서, 외측 부품(21)과 중간 부품(23) 사이의 상대 이동은 광축(z)에 직각인 평면 내에서 실현될 수 있는 대물렌즈.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 외측 부품(21)과 중간 부품(23)과 내측 부품(22) 사이의 연결을 위해 탄성 안내 시스템이 제공되는 대물렌즈.
7. 제6항에 있어서, 안내 시스템은, 원주를 따라 배치되고 광축에 대해 직각인 평면 내에서 높은 강성을 갖고 광축에 대해 평행한 방향으로 낮은 강성을 갖는 하나 또는 복수의 판 스프링(24) 또는 관절 조인트 빔을 갖는 대물렌즈.
8. 제7항에 있어서, 하나 또는 복수의 판 스프링(24) 또는 관절 조인트 빔은 중간 부품(23)과 내측 부품(22) 사이에 배치되는 대물렌즈.
9. 제6항 또는 제7항에 있어서, 안내 시스템은 광축(z)에 대해 평행한 방향으로 높은 강성을 가지며 광축에 대해 직각인 평면 내에서 낮은 강성을 갖는 적어도 하나의 관절 조인트 또는 굽힘 빔(25)을 갖는 대물렌즈.
10. 제9항에 있어서, 적어도 하나의 관절 조인트 또는 굽힘 빔(25)은 외측 부품(21)과 중간 부품(23) 사이에 배치되는 대물렌즈.
11. 제2항 또는 제3항에 있어서, 레버 기구(27)는, 조정 장치의 작동시에, 광축(z)에 대해 평행한 방향만으로의 외측 부품(21)과 중간 부품(23) 사이의 상대 이동 및/또는 광축(z)에 대한 틸팅을 실현하는 것이 가능하도록, 중간 부품(23) 상에 각각 지지되고, 이 경우에 내측 부품(22)과 중간 부품(23) 사이에서는, 광축에 대해 하나의 각도로만 상대 이동을 실현하는 것이 가능한 대물렌즈.
12. 제11항에 있어서, 상기 각도는 광축에 대해 직각인 대물렌즈.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 외측 부품(21), 중간 부품(23) 및 내측 부품(22)은 동심형 링으로서 실시되는 대물렌즈.
14. 제1항 또는 제2항에 있어서, 내측 부품(22) 및 외측 부품(21)은 각각 동심형 링으로서 실시되고, 중간 부품은 적어도 3개의 링 세그먼트(23a, 23b, 23c)로부터 형성되는 대물렌즈.
15. 제14항에 있어서, 적어도 3개의 링 세그먼트(23a, 23b, 23c)는 연결 부 품(36)에 의해 서로 연결되는 대물렌즈.
16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 레버 기구(27)를 가진 조정 장치는 적어도 3개의 링 세그먼트(23a, 23b, 23c) 각각에 대해 작용하는 대물렌즈.
17. 제15항에 있어서, 연결 부품(36)에는 작동 구동부(37)가 제공되는 대물렌즈.
18. 제7항에 있어서, 판 스프링(24) 또는 관절 조인트 빔은 이들을 연결하는 부분과 일체로 실시되는 대물렌즈.
19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 안내 시스템 및 레버 기구(27)는 단일체 관절 조인트를 가진 침식 부품(35)으로부터 형성되는 대물 렌즈.
20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 원주 상에 균일하게 분포되는 방식으로 배치된 적어도 3개의 조정 장치가 제공되는 대물 렌즈.
21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 외측 부품(21)과 내측 부품(22) 사이에 센서(31, 32)가 배치되는 대물 렌즈.
22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 광학 소자(20)의 중량력(Fg)을 흡수하기 위해 외측 부품(21) 상에 지지되는 스프링 요소(33)가 제공되는 대물 렌즈.
23. 제22항에 있어서, 원주를 따라 분포되는 방식으로 배치되는 복수의 나선형 스프링이 스프링 요소(33)로서 제공되고, 상기 스프링 요소는 내측 부품(22)의 절결부(34) 내에서 안내되는 대물 렌즈.
24. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 안내 시스템 및 조정 장치는 상호 교환가능한 대물 렌즈.
25. 제1항에 있어서, 조정 장치는 수동으로 작동될 수 있는 대물 렌즈.
26. 제1항에 있어서, 조정 장치는 제어 루프에 의해 구동될 수 있는 대물 렌즈.
27. 제26항에 있어서, 조정 장치는 반능동적으로 구동될 수 있는 대물 렌즈.
28. 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 따른 대물 렌즈를 가진, 반도체 소자를 생산하기 위한 반도체 리소그래피용 투사 노광 장치.
29. 광축(z-축)을 가진 대물 렌즈 하우징에 배치되는 광학 소자용 안내 및 조정 시스템이며,

    중간 부품(23)을 거쳐 외측 부품(21)에 연결된 내측 부품(22)에 광학 소자(20)가 장착되고, 조정 장치(26, 27)가 제공되며, 상기 조정 장치는 외측 부품(21)과 중간 부품(23) 사이의 상대 이동 및 중간 부품(23)과 내측 부품(22) 사이의 상대 이동을 가능하게 하고, 광축에 대해 수직인 평면 내에서의 광학 소자 병진이동 및 광축(z)에 대해 평행한 광학 소자 병진 이동과, 광축에 대한 틸팅을 실현할 수 있는 안내 및 조정 시스템.
30. 제29항에 있어서, 조정 장치는 레버 기구(27)를 가지며, 상기 레버 기구는 외측 부품(21) 및 중간 부품(23)에 작용하고, 상기 레버 기구의 회전 중심은 관절 포인트(30)를 거쳐 중간 부품(23)에 고정 연결되는 안내 및 조정 시스템.
31. 제30항에 있어서, 조정 장치는 외측 부품(21) 상에 지지되고, 레버 기구(27)에 각각 작용하는 안내 및 조정 시스템.
32. 제30항에 있어서, 조정 장치의 작동시에 외측 부품(21)과 중간 부품(23) 사이의 상대 이동이 광축(z)에 대해 하나의 각도로만 실시될 수 있고, 중간 부품(23)과 내측 부품(22) 사이에 광축(z)에 평행한 방향만으로의 상대 이동 및/또는 광축에 대한 틸팅이 실현되도록, 레버 기구(27)가 중간 부품(23) 상에 지지되는 안내 및 조정 시스템.
33. 제29항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 외측 부품(21)과 중간 부품(23)과 내측 부품(22) 사이의 연결을 제공하기 위해 탄성 안내 시스템이 제공되는 안내 및 조정 시스템.
34. 제29항에 있어서, 안내 시스템은, 원주를 따라 배치되고 광축에 직각인 평면 내에서 높은 강성을 갖고 광축에 평행한 방향으로 낮은 강성을 갖는 하나 또는 복수의 판 스프링(24) 또는 관절 조인트 빔을 갖는 안내 및 조정 시스템.
35. 제34항에 있어서, 하나 또는 복수의 판 스프링(24) 또는 관절 조인트 빔은 중간 부품(23)과 내측 부품(22) 사이에 배치되는 안내 및 조정 시스템.
36. 제29항에 있어서, 안내 시스템은 광축에 대해 평행한 방향으로 높은 강성을 갖고 광축에 대해 수직인 평면 내에서 낮은 강성을 갖는 적어도 하나의 관절 조인트 또는 벤딩 빔(25)을 갖는 안내 및 조정 시스템.
37. 제36항에 있어서, 적어도 하나의 관절 조인트 또는 벤딩 빔(25)은 외측 부품(21)과 중간 부품(23) 사이에 배치되는 안내 및 조정 시스템.

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