KR20110046527A

KR20110046527A - 오염이 적은 광학 배열체

Info

Publication number: KR20110046527A
Application number: KR1020117005637A
Authority: KR
Inventors: 임-분 파트릭 콴; 슈테판 살터
Original assignee: 칼 짜이스 에스엠테 게엠베하
Priority date: 2008-08-11
Filing date: 2009-08-11
Publication date: 2011-05-04
Also published as: DE102009034166A1; US20110194091A1; CN102171617B; EP2321700A2; KR101645750B1; EP2321700B1; JP5215467B2; WO2010017952A2; WO2010017952A3; CN102171617A; JP2011530820A; US9316930B2

Abstract

광학 배열체는 복수의 광학 소자(8, 8')를 갖고, 광학 소자(8, 8')는 빔(10)을 전달할 수 있고, 광학 소자(8, 8')로부터 방사하는 빔의 방향, 또는 광학 소자 상에 입사하는 빔의 방향으로 광학 소자(8, 8')의 표면으로부터 연장되고 형상이 빔의 형상에 적응되는 적어도 하나의 부분 하우징(9, 9')이 제공되고, 적어도 하나의 부분 하우징(9, 9')은 기계적으로 분리된 측정 구조물(11)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이고, 측정 구조물(11)은 적어도 하나의 센서(12, 17)를 갖는다.

Description

오염이 적은 광학 배열체 {LOW-CONTAMINATION OPTICAL ARRANGEMENT}

본 발명은 광학 배열체에 관한 것이고, 특히 반도체 리소그래피를 위한 투영 노광 시스템 또는 예컨대 투사 대물부와 같은 이러한 투영 노광 시스템의 부분에 관한 것이고, 이 시스템 또는 부분은 오염에 대하여 그리고 이에 따른 표면의 반사율의 감소에 대하여 반사 표면의 최적 보호를 제공한다.

EUV 리소그래피를 위한 투사 광학계는 나노 미터 범위 또는 심지어 그 이하의 정밀도로 서로에 대해 제 위치에 보유되어야 하는 복수의 반사 광학 소자, 즉 거울로 일반적으로 구성된다. 정밀도와 안정성에 대한 이러한 높은 요구를 충족시키고 장기적 영향을 보상하기 위해 미세한 광학 세팅을 착수할 가능성을 제공하기 위해, 광학 소자들 중 하나 이상은 최대 6 자유도로 작동되고 그리고/또는 조작될 수 있다. 광학 소자 또는 거울 및/또는 그들의 관련 액추에이터는 "렌즈 배럴(lens barrel)"이라고도 불리는 구조에 의해 이 경우에 바람직한 위치에 보유된다. 이러한 구조는 예컨대 미국 특허 제6,750,949호에 개시된다. 언급된 문헌에서, 액추에이터 및 관련 센서 양자 모두는 동일 구조물에 배열되고, 결과적으로 광학계가 어려움 없이 기능을 하도록 구조물의 충분한 동적 및 열적 안정성이 보장되어야 한다. 이 때문에 이러한 구조물의 제1 고유 주파수(또는 제1 고유 진동수)가 액추에이터의 제어 대역보다 높은, 특히 5배만큼 더 높은 것이 대개 필요하다. 열적 안정성은, 모든 인식 가능한 사용 상태 하에서 이미지 위치가 1 nm보다 큰 만큼 변위되지 않도록 선택되어야 하고 이미지 위치의 교정들 사이에서 0.5 nm보다 작은 변위가 존재하는 것이 바람직하다.

한가지 대안의 가능성이 US 6,864,988에 개시되어 있으며, 여기서 전술된 구조물은 2개의 부품으로 분할되고, 즉 정적 또는 동적 하중을 흡수하는 소위 힘 프레임과, 메트로프레임(metroframe) 또는 센서 프레임으로서 또한 표시되고 복수의 센서를 위한 기준으로서 기능을 하는 측정 구조물로 분할되고, 복수의 센서에 의해 거울 위치가 측정된다. 이 실시예에서, 높은 동적 및 열적 요구는 측정 구조물에만 적용되고 힘 프레임에는 적용되지 않는다. 이 경우에, 측정 구조물은 측정 구조물이 방해(disturbance)에 대한 투사 광학계의 안정성 및/또는 내성을 결정하도록 진동 및 열적 영향 모두에 대해 힘 프레임으로부터 분리된다.

제3 가능성은 US 7,221,460에 개시되고, 여기서 하나 이상의 측정 구조물은 힘 프레임에 운동학적으로 연결된다. 이 변형예는 전술된 실시예의 이론적으로 이상적인 격리 특성을 갖지 않는다는 것이 사실이지만, 기계적으로 생성하는 것이 실질적으로 더 쉽다.

더욱이, US 6,549,270, US 6,593,585 및 JP 2004-327807은 이러한 EUV 투사 광학계의 액추에이터 및 센서의 디자인의 다양한 구성을 설명한다.

광학 소자와, 특히 광학 소자의 표면이 장치의 센서 및 액추에이터와 함께 공통 공간에 배열되는 것은 모든 전술된 실시예에 공통적이고, 그 결과 상기 요소들에서 일어나는 오염으로 인해 광학계의 서비스 수명 기간이 실질적으로 단축된다.

따라서, 본 발명의 목적은 광학 배열체, 특히 EUV 반도체 리소그래피를 위한 투사 대물부에서의 광학 소자 상의 오염의 해로운 영향의 개선된 억제를 달성하는 장치를 구현하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 임의의 오염 영향의 상기 개선된 억제의 장점을 또한 가지면서, EUV 투영 노광 시스템을 더 개선하는 것이다.

이러한 목적은 청구항 제1항, 제17항 및 제18항에 기술된 특징부를 갖는 EUV 투영 노광 시스템 및 광학 배열체에 의해 달성된다. 각각의 종속항은 본 발명의 유용한 실시예 및 변형예와 관련된다.

본 발명의 EUV 투영 노광 시스템은 광학 배열체를 포함하고, 광학 배열체는 본체를 각각 갖는 복수의 광학 소자를 포함한다. 본체는 대상물을 이미지에 투영하는 빔을 전달하기 위한 적어도 하나의 반사 표면을 포함한다. 또한, 배열체는 복수의 광학 소자 중 제1 광학 소자의 적어도 하나의 반사 표면으로부터, 제1 광학 소자의 반사 표면 상에 입사되고 그리고/또는 반사되는 빔의 방향으로 연장되는 제1 부분 하우징을 포함한다. 제1 부분 하우징이 각각의 방향 또는 방향들로 빔을 둘러싸고, 제1 부분 하우징과 제1 광학 소자의 본체 사이의 갭을 갖는 상태로 제1 부분 하우징이 제1 광학 소자의 적어도 하나의 반사 표면을 둘러싸도록, 제1 부분 하우징의 형상은 빔의 형상 및 제1 광학 소자의 형상에 적응된다. 부가적으로, 제1 부분 하우징은 제1 장착부에 의해 적어도 제1 광학 소자를 전체적으로 지지하도록 구성된다.

또한, 청구항 제18항에 따른 본 발명의 광학 배열체는 복수의 광학 소자를 포함하고, 광학 소자는 빔을 전달할 수 있다. 또한, 광학 배열체는 광학 소자 중 적어도 하나의 광학 소자의 표면으로부터, 적어도 하나의 광학 소자로부터 방사되는 빔의 방향, 또는 적어도 하나의 광학 소자 상에 입사하는 빔의 방향으로 연장되는 적어도 하나의 부분 하우징을 포함한다. 이 경우, 부분 하우징의 형상은 빔의 형상에 적응되고, 적어도 하나의 부분 하우징은 측정 구조물에 의해 완전히 또는 적어도 부분적으로 둘러싸이고, 측정 구조물은 각각 부분 하우징으로부터 기계적으로 또는 기계적 및 열적으로 분리된다. 측정 구조물 또는 적어도 하나의 광학 소자는 측정 구조물(11, 110)에 대한 적어도 하나의 광학 소자(8, 8',80)의 위치 및/또는 배향을 결정하기 위한 적어도 하나의 센서 또는 적어도 하나의 센서 부품을 포함한다. 특히, 센서는 위치 센서이다. 특히, 부분 하우징은 전술된 바와 같이 측정 구조물에 의해 완전히 둘러싸일 수 있고, 이 경우에 바람직하게, 측정 구조물과 부분 하우징의 기계적인 분리는 장점을 갖는다.

본원에서의 부분 하우징은 대상물을 이미지에 투영하는 빔의 부분 체적을 둘러싸도록 설계되는 하우징이다.

다시 말하면, 부분 하우징은 일종의 "국소 환경"을 발생시킨다. 부분 하우징의 체적은 이 경우에 광학 소자의 표면 및 이 표면으로부터 방사하거나 이 표면에 입사하는 빔을 정확하게 또는 꼭 맞게 둘러싸는 효과에 최적화된다. 이 경우에 상기 빔에 의해 요구되는 부분 하우징의 공간은 부분 하우징의 전체 체적의 일정 비율, 특히 70% 내지 99%의 비율을 요구할 수 있다. 따라서, 국소 환경은 가능한 오염 환경에 대하여 방사에 의해 횡단되는 공간 영역의 효율적인 차폐를 만들고, 그 결과 광학 소자의 서비스 수명은 실질적으로 연장될 수 있다. 어떻게 부분 하우징이 본 발명에 따라 적응되는지의 이러한 일반적 설명 이외에, 더 상세한 설명이 도 7과 관련하여 아래에 주어진다. 특히, 국소 환경의 결과로서, 예컨대 광학 소자의 광학적으로 비관련된 표면, 액추에이터, 위치 센서, 케이블, 장착부, 연결 소자 또는 기계적 커플링 등과 같은, 오염을 야기하는 부품은 광학 소자의 광학 표면으로부터 효과적으로 차폐된다. 특히 예컨대 EUV 투영 노광 시스템을 작동시키기 위해 거울을 광학 소자로서 사용하는 경우에, 이러한 차폐는 바람직하다.

더욱이, 앞서 개요설명된 오염 부품의 배열체는, 예컨대 방출되는 배출가스가 효율적으로 배기될 수 있도록 상기 부품들이 효율적으로 접근 가능하게 되는 긍정적인 효과를 갖는다.

광학적 활성 표면의 오염을 방지하기 위한 추가적 조치로서, 정화 가스를 연속적으로 또는 간헐적으로 부분 하우징을 통해 유동시킬 수 있다. 이 경우, 정화 가스는 EUV 파장 영역에서 적절한 광 투과율을 가져야 한다. 저압에서의 수소는 특히 이에 적합한 것으로 증명되었다.

여기에서, 부분 하우징은 특히 광학 방사선의 진입 및 방출을 위한 작은 개구 또는 창을 가질 수 있다. 게다가, 광학적 활성 표면, 즉 유용한 광학 방사선이 적용되는 표면과 부분 하우징 사이의 영역에, 갭 시일(gap seal)로서 작용하고 환경에 의한 변형에 대항하여 광학 소자의 광학적 활성 표면을 보호하는 작은 갭을 제공하는 것이 필요할 수 있다. 적절한 경우, 정화 가스를 위한 입구 및 출구가 또한 제공될 수 있다.

광학 배열체가 개구 조리개와 같은 교체 가능한 광학 소자를 포함하는 경우에, 갭 시일은 교체 가능한 광학 소자의 영역에도 제공되어야 한다.

본 발명은 교체 가능한 광학 소자 및/또는 개구 조리개와 같은 광학 배열체의 부품, 열 제어 요소 또는 액추에이터가 부분 하우징에 배열될 수 있게 한다. 즉, 부분 하우징 또는 복수의 부분 하우징으로 구성된 구조물은 지지 구조물, 즉 힘 프레임으로서 사용된다. EUV 투영 노광 시스템에 사용된 결상 거울은 부분 하우징과의 기계 접촉을 하지 않으면서, 예컨대 로렌츠 액추에이터와 같은 비접촉 힘 액추에이터를 사용하여 이 경우에 제 위치에 보유된다. 공간에서 웨이퍼에 인접하고 부분 하우징과 기계 접촉하게 될 수 있는 거울에 있어서는 이 경우에 예외일 수 있다. 지지 구조물의 동적 거동의 중요성은 비접촉 힘 액추에이터를 사용함으로써 이 경우에 없어지게 된다. 이는 동적 요동을 초래할 수 있는 추가 기능적 요소를 지지 구조물 상에, 즉 부분 하우징 상에 배열할 가능성을 열어둔다. 이것의 예는 물 도관, 정화 가스를 위한 입구 및 출구, 케이블 또는 유사물이 있다. 더욱이, 지지 구조물은 예컨대 진동으로부터 고립되지 않은 투영 노광 시스템의 프레임에 연결될 수 있다. 더욱이, 측정 구조물뿐만 아니라 지지 구조물을 메트로프레임 상에, 즉 진동으로부터 고립되고 상부에 투영 노광 시스템의 스캐너 테이블이 또한 위치되는 프레임 상에 배열할 가능성이 있다.

이미 전술된 바와 같이, 측정 구조물 또는 센서 프레임은 지지 구조물의 외측에 배치된다. 측정 구조물은, 비작동된 거울을 또한 포함하는 측정 시스템 및/또는 위치 센서가 열적으로 그리고 기계적으로 또는 동적으로 안정한 방식으로 서로에 대해, 그리고 시스템의 기준 프레임에 대해 정착되는 것을 보장한다. 이미 전술된 바와 같이, 비접촉 힘 액추에이터의 사용은, 광학 소자를 정확한 위치에 유지하는 것은 가상으로 전적으로 센서 프레임의 안정성에 따라 좌우되고 힘 프레임의 안정성에 따라 좌우되지 않는다는 사실로 이어지고, 그 결과 힘 프레임에 대한 기계적 요구의 감소를 가져온다. 따라서, 분리된 측정 구조물을 사용하는 경우에 지지 구조물에 대한 높은 기계적 요구로부터 기인하는 설계 제한이 존재하지 않기 때문에, 특히 측정 구조물의 사용은 지지 구조물이 부분 하우징으로서 또는 부분 하우징의 조합으로서 설계될 수 있게 한다. 반대로, 그의 전체 공간이 광학 표면 및 광학 경로를 차폐하도록 요구되는 최소 치수로 수축된다는 점에서 부분 하우징의 사용은, 지지 구조물을 실질적으로 형성하는 부분 하우징을 둘러싸는 방식으로 측정 구조물을 구현할 가능성을 최초로 열었다.

부분 하우징의 구조는 사용된 광학 방사선으로 인해 가열된 광학 소자에 의해 방출되는 열 방사에 대하여 효율적으로 주위 측정 구조물을 격리시킨다. 더욱이, 예컨대 스텐레스 강 또는 알루미늄과 같은 금속 재료와 같은 높은 열 전도성의 재료를 부분 하우징을 위해 선택하는 긍정적인 효과가 있고; 높은 열 전도성을 갖는 다른 -비금속- 재료의 사용도 또한 인식할 수 있다. 물 냉각기에 의해 열적으로 부분 하우징을 접지하는 유리한 가능성이 또한 열려있고, 이를 위해 22℃의 온도가 적절하다. 선택된 재료의 높은 열 전도성은 이 경우에 물 냉각기의 유효성에 대해 유리한 효과를 갖는다.

높은 열 전도성의 재료를 사용할 때의 추가 장점은, 특히 측정 구조물에 있어서, 비교적 균일한 온도 분포가 이러한 재료에서 빨리 설정되고 이에 따라 약한(또는 낮은) 열 전도성 물질을 사용할 때에 비해 더 낮은 공간 분해능을 나타내는 일 세트의 온도 센서를 이용하여 작동시킬 가능성을 열어둔다는 점이다. 그 결과로 측정 구조물에서의 온도 분포와 관련하여 신뢰할 수 있는 진술을 할 수 있고, 이 때문에 비교적 적은 개수의 열 센서로 충분하다.

부분 하우징은 전자 연마된(electropolished) 스텐레스 강으로 적어도 부분적으로 구성될 수 있고, 스텐레스 강의 우수한 가공성은 생산 공학적인 면에서 유용성 있게 얻어진다. 더욱이, 이에 의해 오염은 감소되고, 수소 가스에 대한 부분 하우징의 견고성은 증가된다. 특히, 다수의 부분 하우징은 가상으로 전체 광학 경로가 부분 하우징에 의해 둘러싸이도록, 서로 연결될 수 있고 특히 나사 결합될 수 있다. 나사 결합된(일반적으로 기계적으로 연결된) 부분 하우징은 측정 구조물에 의해 적어도 부분적으로 또는 완전히 둘러싸일 수 있다.

200 Hz보다 큰 값은 측정 구조물의 자연적 기계 주파수에 유리하다.

더욱이, 측정 구조물을 위해, 100 W/mK보다 큰 열 전도율과 5 ppm/K보다 작은 열 팽창 계수를 갖는 재료를 선택하는 것이 바람직하다.

경량의 구성(building) 재료는 센서 프레임(또는 측정 구조물)에 있어서 모두 적절하고; 이들은 작은 열 팽창 계수와 우수한 열 전도율과 관련하여 높은 정도의 강성을 나타낸다. 명명될 수 있는 예는 보강된 섬유, 특히 보강된 탄소 섬유, 배출가스를 감소시키기 위한 니켈 코팅을 갖는 PEEK 또는 에폭시 수지, 보강된 섬유, 특히 보강된 탄소 섬유, 세라믹스, 근청석(cordierite), 제로더(Zerodur), ULE, 인바(Invar) 또는 실리콘 카바이드 또는 실리콘/실리콘 카바이드이다.

더욱이, 부분 하우징은 열 교환기, 특히 물 냉각기를 가질 수 있다. 상기에 기재된 바와 같이, 부분 하우징 또는 지지 구조물의 열적 안정성이 종속적 역할만 한다는 것은 사실이다. 측정 구조물이 예컨대 방사로 인해 가열되는 광학 소자의 표면으로부터 일어날 수 있는 열적 영향에 대하여 추가로 차폐될 수 있다는 점에서, 냉각의 장점이 있다. 결과적으로, 본 발명의 부분 하우징은 적어도 3개의 부분 기능을 포함하는데, 첫째로 광학 소자와 장치의 추가 부품을 위한 지지 구조물로서 기능을 하고, 더욱이 오염을 억제하기 위한 상기 "국소 환경"을 생성하고, 마지막으로 열 차폐부로서 작용한다. 특정 응용에 따라, 이들 기능은 디자인에 대한 상응 효과를 갖는 다양한 가중을 받을 수 있다.

광학 소자를 조작하기 위해, 부분 하우징에 배열되고 일부분으로서 열 교환기, 특히 물 냉각기를 가질 수 있는 비접촉 힘 액추에이터를 사용하는 것이 유용하게 가능하다. 이 경우에, 힘 액추에이터의 물 냉각기는 전용 냉각 회로를 가질 수 있다. 이 측정은, 액추에이터가 동일 크기의 비냉각식 액추에이터와 관련하여 예컨대 더 높은 작동 힘 또는 파워를 갖는 더 강한 디자인을 가질 수 있다는 추가적 효과를 갖는다.

더욱이, 측정 구조물은 측정 구조물의 위치에서 온도를 결정하기 위한 적어도 하나의 온도 센서를 가질 수 있고, 온도 센서에 그리고 적어도 하나의 로렌츠 액추에이터에 제어/조절 유닛이 연결되고, 제어/조절 유닛은 온도 센서에 의해 측정된 온도에 기초하여 적어도 하나의 로렌츠 액추에이터에 의하여 측정 구조물의 열적으로 야기된 변형의 수정을 행하는데 적절하다. 이 수정은 측정 구조물의 기계적인 파라미터의 지식과 관련하여 모델을 기초로 하여 순수하게 수행될 수 있다. 따라서, 측정 온도를 기초로 하여 측정 구조물의 얻어진 변형을 결정하기 위해, 그리고 모델로부터 결정된 데이터를 기초로 하여 단독으로 액추에이터를 통해 상응하는 수정을 행하기 위해 사용될 수 있는, 측정 구조물의 기계적 모델을 제어/조절 유닛에 저장하는 것이 가능하다.

더욱이, 측정 구조물은 환경으로부터의 열적 영향을 억제하기 위해, 특히 22℃의 온도에서 열 차폐부에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸일 수 있고, 그 결과 특히 외부 열적 영향에 대하여 본 발명의 장치의 견고성을 더 증가시킨다.

이미 전술된 바와 같이, 본 발명은 반도체 리소그래피를 위한 투영 노광 시스템에서, 특히 EUV 투영 노광 시스템에서, 또는 이러한 투영 노광 시스템의 부분에서 특정한 장점을 갖고 사용될 수 있다.

본 발명의 추가적 특징, 장점 및 개선은 이하의 도면과 관련된 예시적인 실시예의 이하의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다. 그러나, 예시적인 실시예에 의한 본 발명의 이하의 설명은 단지 예시적인 것이고 결코 본 발명과 그의 적용예를 제한하도록 의도되지 않는다. 도시된 바와 같이, 다양한 실시예의 특징은 또한 이하의 예시적인 실시예를 위해 또한 유지되는 본 발명의 추가적 실시예를 얻기 위해 교체되고 그리고/또는 조합된다.

본 발명은 도면에 의해 아래에 추가로 설명된다.

도 1은 광원, 조명 시스템과 투사 대물부를 갖는 EUV 투영 노광 시스템의 디자인 원칙을 도시한다.
도 2는 반도체 리소그래피를 위한 투영 노광 시스템을 도시하고 이 경우 본 발명의 개념이 구현된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 부분 하우징을 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시예의 세부를 개략적으로 도시한다.
도 5는 부분 하우징이 측정 구조물로부터 열적으로 또한 분리되는 본 발명의 일 실시예에 따른 부분 하우징을 도시한다.
도 6은 다양한 부분 체적을 갖는 투사 빔에 적응되고 조립체의 거울에 적응되는 부분 하우징을 갖는 본 발명에 따른 광학 조립체를 도시한다.
도 7a는 도 6에 도시된 바와 같이 제1 부분 체적을 둘러싸도록 설계되는 제1 부분 하우징을 사시도로 개략적으로 도시한다.
도 7b는 도 6에 도시된 바와 같이 제2 부분 체적을 둘러싸도록 구성되는 제2 부분 하우징을 추가로 도시한다.
도 7c는 도 7a 및 도 7b에 도시된 제1 및 제2 부분 하우징의 연결을 도시한다.
도 8은 거울의 장착과 함께 본 발명의 실시예의 더 상세한 도면을 개략적으로 도시한다.

도면에서, 동일 요소는 동일한 도면 부호로 표시된다.

도 1은 광원(2), 구조화된 마스크가 배열된 대상물 평면(4)에서 필드를 조명하기 위한 EUV 조명 시스템(3), 하우징(6)을 갖는 투사 대물부(5), 반도체 부품을 제조하기 위해 대상물 평면(4)에서의 구조화된 마스크를 감광 기판(7) 상으로 이미징하기 위한 빔(10)을 구비한 종래 기술에 따른 EUV 투영 노광 시스템(1)을 도시한다. 투사 대물부(5)는 빔 형성 목적을 위해 거울(8)로서 설계되는 광학 소자를 갖는다. 조명 시스템(3)은 또한 빔 형성 및 빔 유도를 위한 이러한 광학 소자를 갖는다. 그러나, 이들은 도 1에서 더 상세히 도시되지 않는다.

도 2는 반도체 리소그래피를 위한 투영 노광 시스템을 도시하고, 이 경우 본 발명의 개념이 구현된다. 도 2에 도시된 EUV 투영 노광 시스템은, 광학 경로(10)가 캡슐화되도록 광학 소자(8, 8')가 부분 하우징(9, 9')에 의해 둘러싸여 있다는 점에서 도 1에 도시된 종래 기술에 따른 시스템과 상이하다. 이 경우에 부분 하우징(9, 9')은 광학 소자(8, 8')의 광학적 활성 표면이 부분 하우징(9, 9')에 의해 둘러싸이는 정도로 광학 소자(8, 8')를 둘러싼다. 특히, 부분 하우징(9, 9') 또는 광학 소자(8, 8')에서 발생하는 기계 효과 없이 부분 하우징(9, 9')에 대한 광학 소자(8, 8')의 이동을 가능하게 하는 갭을 부분 하우징(9, 9')과 광학 소자(8, 8') 사이에 유지하는 것이 가능하다. 이러한 갭은 0.5 mm 내지 약 5 mm 범위의 폭을 일반적으로 갖는다. 폭은 광학 소자(8, 8')의 표면(또는 본체)과 부분 하우징(9, 9') 사이에 최단 거리를 제공한다. 광학 소자(8')를 이용하는 예로써 도시된 바와 같이, 광학 소자(8')는 비접촉 힘 액추에이터(16)를 통해 접촉하지 않으면서 보유될 수 있다. 이 경우에 부분 하우징(9, 9')은 그의 접촉 지점에서 서로 나사 결합된다. 부분 하우징(9, 9') 및 광학 소자(8, 8')로 구성되는 배열체는 예로써 위치 센서(12) 및 온도 센서(17)를 지지하는 측정 구조물(11)에 의해 추가로 둘러싸여 있다. 이 경우에 위치 센서(12)는 측정 구조물(11)에 대한 광학 소자(8')의 위치를 결정하고, 예로써 비접촉 센서로서 설계될 수 있고, 온도 센서(17)는 온도가 그것을 둘러싸는 측정 구조물(11)의 영역에서 결정될 수 있게 한다. 서로 연결되는 부분 하우징(9, 9')이 전체적으로 광학 소자(8, 8')를 위한 지지 구조물, 즉 힘 프레임을 형성한다는 것을 도 2에서 알 수 있다. 더욱이, 부분 하우징(9')은 그의 공급 및 방출 도관(14 및 15)뿐만 아니라 물 냉각기(13)를 지지한다. 측정 구조물(11)의 기하학적 구조가 열적 효과로 변하는 경우, 그로부터 발생하는 측정 구조물(11)의 기하학적 구조의 변화는 측정 구조물(11)에 배열되는 온도 센서(17)에 의해 결정된 측정값으로부터 결정될 수 있다. 측정 구조물(11)의 기하학적 구조의 변화를 결정하기 위해, 특히 측정 구조물(11)의 열역학적 거동의 제어/조절 유닛(18)에 저장되는 모델을 사용하는 것이 가능하다. 따라서, 이후, 계산된 측정 구조물(11)의 기하학적 구조의 변화는 광학 소자(8, 8')의 위치를 결정하기 위해 고려될 수 있다. 측정 구조물(11) 및 부분 하우징(9 및 9')으로 구성된 전체 배열체는 환경에서 발생한 외부 영향으로부터 열 차폐 목적을 위해 열 차폐부(20)에 의해 둘러싸인다.

도 3은 가열 광학 소자(8)로부터 생기거나 다른 국부 열 공급원 또는 방사 공급원으로부터 생기는 열적 효과에 대하여 추가의 강력한 방법으로 설계되는 부분 하우징(9)이 예시적으로 도시된 본 발명의 실시예를 도시한다. 다시 부분 하우징(9)은 광학 소자(8) 및 잠재적 추가 구성요소를 지지하기 위해 힘 프레임 또는 지지 구조물을 추가적으로 형성하는 "국소 환경(mini-environment)"으로서 설계된다. 도 3에 도시된 부분 하우징(9)에는, 예컨대 알루미늄을 포함할 수 있고 일반적으로 금속으로 제조된 플레이트형 또는 디스크형 요소(21)가 배열된다. 요소(21)는 예컨대 가열 광학 소자(8) 또는 다른 열 방사 공급원에 의해 방출되는 열 방사선에 대하여 부분 하우징(9)의 부품을 적어도 차폐한다. 액추에이터 장치가 그들이 본 발명의 일 실시예에 따르는 바와 같이 "국소 환경"(9) 외측에 있을지라도, 이러한 다른 열 방사선 공급원은 예컨대 액추에이터이다. 디스크형 요소는 열이 그들로부터 소멸되어야 하도록 그 자체를 예열한다(warm up). 이는 고열 또는 추가 높은 열 전도성을 갖는 재료로 제조될 수 있는 열 전도체(23)에 의해 발생된다. 열전도체(23) 그 자체는 냉각 유닛(22)과 연결되고, 이에 의해 얻어진 열이 주변 영역으로 전도된다.

도 5는 도 3에 도시된 실시예와 유사하지만 플레이트형 또는 디스크형 요소(21)가 측정 구조물(11)과 부분 하우징(9) 사이에 배열되는 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 이는 특히 임의의 액추에이터가 그들이 본 발명의 몇몇 실시예에 따르는 바와 같이 부분 하우징(9)의 외부에 장착되면, 측정 구조물(11)이 부분 하우징(9)으로부터 열 차폐되는 장점을 갖는다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 부분 하우징(9)이 광학 소자(8)의 장착을 위한 지지 구조물 또는 힘 프레임을 또한 형성한다는 것이 이미 언급되었다. 일반적으로, 이러한 지지 구조물은 측정 구조물(11)로부터 기계적으로 분리되고, 이는 예컨대 도 3에 도시된 실시예의 경우이다. 도 5에 도시된 실시예에서, 부분 하우징(9)은 측정 구조물(11)로부터 기계적 및 열적으로 분리된다. 본 발명의 이러한 실시예에서, 유리하게는, 예컨대 광학 소자(8)의 위치 및/또는 배향 측정 및/또는 변형 측정과 같은 측정의 정밀도가 더 향상될 수 있다.

도 4는 광학 장치 또는 배열체가 반도체 리소그래피를 위한 EUV 투영 노광 시스템의 부품으로서 설계되는 본 발명의 실시예를 예시적으로 도시한다. 광학 소자(80)의 영역에 상태들이 있고, 본 경우에 적어도 하나의 코팅으로 선택적으로 코팅되는 거울(80)이 도시된다. 도시된 실시예에서, 코팅 거울(80)은 액추에이터(160)에 의해 부분 하우징(90)에 대해 비접촉 위치 설정되거나 고정된다. 이에 의해 갭(100)은 코팅 거울(80)과 부분 하우징(90) 사이에 형성된다. 이에 의해 코팅 거울(80), 부분 하우징(90) 및 액추에이터(160)의 조립체는 측정 구조물(110)에 의해 둘러싸인다. 측정 구조물(110)은 거울(80)의 적어도 하나의 자유도의 비접촉 측정을 위한 위치 센서(120)를 포함한다. 일반적으로, 측정 구조물(11, 110) 및/또는 제1 부분 하우징(9, 90) 및/또는 제1 광학 소자(8, M1)(도 6 참조)가 센서의 적어도 하나의 센서(160) 및/또는 적어도 하나의 센서 부품을 포함하는 앞서 전술된 실시예와의 조합으로서 또는 그의 대안으로서 본 발명의 다양한 실시예가 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 측정 구조물(11, 110)은 도 4에 또한 개략적으로 도시된 바와 같이 제1 부분 하우징(9, 90)을 적어도 부분적으로 둘러싼다. 대안적으로 또는 부가적으로, 측정 구조물(11, 110)은 제1 부분 하우징(9, 90)으로부터 기계적 또는 열적으로 분리된다. 이는 측정 구조물(11, 110)에 대한, 부분 하우징(9, 90) 또는 그에 장착된 임의의 대상물, 예컨대 적어도 하나의 광학 소자(8, M1)의 상대 위치 및/또는 배향의 임의의 측정이 고정밀도로 행해질 수 있다는 장점을 갖는다. 유리하게 더 높은 측정 정밀도를 완전하게 사용하기 위해, 측정 구조물(11, 110)은 150 Hz보다 높거나 300 Hz보다 높거나 600 Hz보다 높거나 1000 Hz보다 높거나 1500 Hz보다 높게 구성되는 그룹에서 선택된 주파수 대역에서 기계적 진동의 최저 고유 진동수를 갖는다.

도 4에 도시된 바와 같이, 측정 구조물(110)은 부분 하우징(90) 및/또는 광학 소자(80)의 외부 윤곽에 추가로 적응될 수 있다. 이로 인해, 광학 소자(80) 상에 위치되는 기준면(121)과 비접촉 위치 센서(120) 사이의 거리는 작게 이루어질 수 있고 예컨대 50 mm보다 작고 특히 20 mm보다 작다. 이러한 작은 거리는 광학 인코더를 비접촉 위치 센서(120)로서 사용할 수 있게 한다. 인코더의 스케일 또는 패턴과, 스케일 또는 패턴을 판독하기 위한 인코더의 센서 배열체(광원 및 센서를 통상 포함함)이 50 mm보다 작은 서로에 대한 거리를 갖는다면, 이러한 인코더는 100 pm (100 피코미터)보다 우수한 정밀도로 측정 구조물(110)에 대한 광학 소자(80)의 상대 위치를, 적어도 하나의 자유도로 또는 적어도 하나의 방향으로 측정하는 장점을 갖는다. 유리하게, 인코더로서 설계된다면, 비접촉식 센서(120)의 규모 또는 패턴은 광학 소자(80)의 기준면(121) 상에 형성되거나 기준면에 부착되는 한편, 센서(120)의 센서 배열체는 측정 구조물(110)에 부착된다.

도 4에 도시되지 않는 본 발명의 다른 실시예에서, 부분 하우징(90)은 광학 소자(80)를 적어도 부분적으로 둘러쌀 수 있다. 이 경우에 각각의 창 또는 개구는, 비접촉식 센서(120)가 측정 구조물(110)에 대한 광학 소자(80)의 공간 위치 및/또는 배향을 측정할 수 있도록 부분 하우징(90)에 제공된다.

도 4에서 또한 개략적으로 액추에이터(160)가 도시된다. 바람직하게, 액추에이터(160)는 부분 하우징(90)의 외측에 배열된 로렌츠 액추에이터와 같은 비접촉 액추에이터이다. 이는 장착부 및/또는 액추에이터의 부품 및 재료 또는 액추에이터에 의해 야기되는, 그리고 광학 소자의 오염을 야기할 수 있는 탈기(outgasing) 화학 물질의 임의의 공급원이 부분 하우징(90)에 의해 형성된 국소 환경의 외측에 배열된다는 장점을 갖는다. 부분 하우징(90) 외측에 있는 액추에이터 배열의 추가적 장점은, 액추에이터 배열이 서비스 및/또는 교체를 위해 잘 접근할 수 있다는 것이다. 로렌츠 액추에이터와 같은 비접촉 액추에이터의 사용 경우에, 광학 소자(80)는 갭(100)에 의해 개략적으로 도시되는 비접촉 방법으로 작동된다.

대안적으로 또는 부가적으로, (도 4에 도시되지 않은) 광학 소자(80)와 직접적이거나 간접적인 방법으로 접촉하는 액추에이터는 광학 소자(80)의 작동 및/또는 변형을 위해 사용될 수 있지만, 그러나 액추에이터는 부분 하우징(90)의 외측에 배열된다.

부분 하우징(9, 9')에 의한 광학 경로 또는 빔 통로(10)의 상기 전술된 (도 2 참조) 캡슐화는 도 6에 더 상세히 기술된다.

도 6은 본 발명에 따른 투사 대물부(5)와 같은 EUV 투영 노광 시스템의 광학 배열체를 도시한다. 도시된 광학 배열체는 본체를 각각 갖는 복수의 광학 소자(M1, M2, M3, M4)를 포함한다. 각각의 광학 소자(M1, M2, M3, M4)의 본체는 광학 조립체(5)를 통해 빔(10)을 전달하기 위한 적어도 하나의 반사 표면(81)(도 8 참조)을 포함한다. 빔(10)은 대상물(OF)를 이미지(IF) 내로 광학적으로 투영한다. 도 6에서, 어떻게 부분 하우징(9)(9', 9", 9"')이 본 발명에 따라 광학 경로 또는 빔 통로(10)의 형상에 적응되고 그리고/또는 적어도 하나의 (제1) 광학 소자(8)에 적응되는지를 추가로 도시한다. 도 6은 마스크(M)와 같은 구조물 상의 대상물 지점(OP)이 반도체 웨이퍼(W)와 같은 감광 기판(7) 상에 있는 이미지 지점(IP)에 어떻게 투영되는지를 개략적으로 도시한다. 이 투영은 투영 빔(10)을 이용하여 EUV 투영 노광 시스템의 투사 대물부(5)에 의해 행해진다. 투영 빔(10)은 광선(10')의 번들로 구성되고, 대상물 지점(OP) 근처에 그리고 이미지 지점(IP) 근처에 광선(10')의 번들의 일부만이 도 6에 도시된다. 도 6은 광학 소자(8, 8')로서의 4 거울(M1, M2, M3 및 M4)을 갖는 대물부(5)를 예로 도시한다. 제1 거울(M1)은 빔(10)이 대상물 지점(OP)을 통과한 후 제1 반사 표면으로서 작용하고 거울(M4)은 이미지 지점(IP)이 형성되기 바로 전에 최종 반사 표면으로서 작용하도록, 4개의 거울은 빔(10)의 전파 방향을 따라 배열된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 또한 제1 거울(M1)은 대상물 지점(OP) 옆에, 또는 마스크(M) 옆에 있는 거울일 필요는 없다. 도시된 대물부(5)에서, 제2 거울(M2)은 대상물 지점(OP)에 훨씬 더 가깝고, M2는 대상물 지점(OP) 또는 마스크(M)에 옆에 있다. 거울(M3 및 M4)은 이미지 지점(IP)까지의 그들의 거리에 관하여 유사하게 행동한다.

대물부(5)는 다른 파라미터 중에 대물부(5)의 해상도 한계를 결정하고 NA=sin(α)로 나타내어지는 개구수(NA)를 갖고, 여기서 α는 이미지 지점(IP)에서 광선(10')의 번들의 개구의 각도를 나타낸다. 보통, 대물부(5)는 대상물 지점(OP)에서의 광선(10')의 번들이 α와 상이한 개구 각도(Ω)를 갖는다는 점에서 기인한 배율 인자(β)를 갖는다. 대상물 지점의 이러한 개구수(NAO)는 NAO=sinΩ로 주어지고, NAO = NA*│β│이다. 보통, 배율 인자(β)의 절대값은 약 0.25 범위에 있다. 이 경우, 대상물 지점(OP)에서의 개구수(NAO)는 NAO = 0.25*NA이다. 이 예에서, 대상물 지점(OP)의 광선(10')의 번들의 개구 각도(Ω)는 이미지 지점(IP)에서의 개구 각도(α)보다 더 작다.

대상물 지점(OP)으로부터 각각의 이미지 지점(IP)까지의 광선(10')의 번들의 전파의 방법이 또한 투사 대물부(5)의 개구 또는 개구 조리개(또는 퓨필)의 위치에 의해 규정된다는 것이 언급된다. 특히 광선(10')의 번들의 활동적인 중심 광선의 방향 또는 주된 광선의 방향은, 투사 대물부(5)의 광학 설계에 의존하는 전술된 개구의 위치에서의 이미지 지점(IP)에 그리고 대상물 지점(OP)에 의존한다.

또한, 광선(10')의 번들의 전파의 전술된 방법은 또한 어떻게 대상물 지점(OP)이 조명되는지의 조명 조건에 좌우된다.

리소그래피 투영 공정 동안, 보통 마스크(M) 상의 대상물 필드(OF)(또는 대상물)는 웨이퍼(W) 상의 이미지 필드(IF)(또는 이미지) 내로 투영된다. 대상물 필드(OF)의 대상물 지점(OP) 각각으로부터, 1차 근사로 - 개구 각도(Ω)를 갖는 광선(10')의 번들은 이미지 필드(IF) 상의 각각 이미지 지점(IP)으로 전파한다. 이미지 지점(IP)은 전술된 바와 같이, [투영 대물부(5)의 개구수(NA)로 주어지는] α의 개구 각도를 (1차 근사로) 갖는다. 대상물 필드(OF)의 모든 대상물 지점(OP)의 광선(10')의 모든 번들의 총합 또는 통합은 이미지가 형성되는 웨이퍼 상으로 대상물을 투영하기 위해 거울(M1, M2, M3, M4)(또는 광학 소자)에 의해 투영 대물부(5)를 통해 전달되는 빔(10)을 형성한다. 빔 또는 전달 빔(10)이 도 6에 개략적으로 도시된다. 이 빔(10)은 이 빔(10)의 에너지의 중심의 전파의 수직인 단면을 갖는다. 이 단면은 빔(10)의 에너지의 중심의 전파에 의해 형성되는 전파 경로를 따라 위치에 좌우된다. 이 단면은 대상물(OF)로부터 이미지(IF)까지의 전파 경로를 따라 투영 빔(10)의 체적(V)을 형성한다. 투영 빔(10)의 이 체적(V)은 부분 체적으로 분할될 수 있다. 도 6은 이러한 분할의 예를 도시한다. 제1 부분 체적(V1)은 마스크(M)와 제1 거울 또는 제1 광학 소자(M1) 사이에서 전파 경로를 따라 빔(10)의 단면의 통합에 의해 형성된다. 제2 부분 체적(V2)은 제1 거울 또는 제1 광학 소자(M1)와 제2 거울 또는 제2 광학 소자(M2) 사이에서 전파 경로를 따라 빔(10)의 단면의 통합에 의해 형성된다. 또한, 제3 부분 체적(V3) 및 제4 부분 체적(V4)은 제2 거울(M2)과 제3 거울(M3) 사이에서, 그리고 제3 거울(M3)과 제4 거울(M4) 사이에서 전파 경로를 따라 빔(10)의 단면의 통합에 의해 형성된다. 또한, 제5 부분 체적(V5)은 제4 거울(M4)과 웨이퍼(W) 상의 이미지 필드(IF) 또는 이미지 사이에서 전파 경로를 따라 빔(10)의 단면의 통합에 의해 형성된다.

본 발명에 따르면, 제1 부분 하우징으로 또한 표시된 적어도 하나의 부분 하우징(9, 9', 9", 9"')(도 6 참조)은, 거울(8, M1, M2, M3, M4)과 같은 적어도 하나의 광학 소자의 표면, 바람직하게는 반사 표면으로부터, 제1 광학 소자로 또한 표시된 적어도 하나의 광학 소자의 표면 또는 반사 표면 상에 입사되고 그리고/또는 반사되는 빔(10)의 방향으로 연장된다. 제1 부분 하우징(9)의 형상은 빔(10)의 형상에 적응된다. 이 적응으로 인해 적어도 하나 또는 제1 부분 하우징(9)은 각각의 방향 또는 방향들로 빔(10)을 둘러싼다. 이것은 부분 하우징(9)이 빔(10)의 각각의 부분 체적(V1)을 적어도 둘러싼다는 것을 의미한다. 그 결과 빔(10)의 부분 체적(V1)의 외부 표면과 각각의 부분 하우징(9)의 내부 표면 사이의 최단 거리는, 한쪽으로는 어떠한 확산 광도 감소시키고 다른 쪽으로는 부분 하우징(9)의 제조를 위해 너무 타이트한 기계적 공차를 갖지 않도록 약 1 mm보다 더 크게 선택된다. 최단 거리가 3 mm보다 큰 경우에, 확산 광의 생성은 추가로 감소된다. 그러나, 어떤 오염도 효율적으로 억제되도록 효율적 국소 환경을 형성하기 위해, 최단 거리는 가능한 한 작아야 하지만, 그러나 이 상태는 더 많은 확산 광이 이미지에 있다는 단점을 갖는다. 이러한 이유로 이미지(IF) 내의 확산 광의 허용할 수 있는 양과 부분 하우징(9) 내의 허용 가능한 오염 사이의 절충안이 선택되어야 한다.

실험 및 연산은 최단 거리가 부분 하우징(9)의 체적의 크기에 따라서 1 mm 내지 10 mm 범위에 있어야 한다는 것을 보여준다. 많은 실시예에서는 3 mm 내지 5 mm가 바람직하다. 구성의 규칙으로서, 빔(10)의 부분 체적(V1)의 외부 표면과 각각의 부분 하우징(9)의 내부 표면 사이의 거리 변화(D)는 언급된 범위 내에 선택되어야 한다. 이것은 빔(10)의 부분 체적(V1)에 비해 부분 하우징(9)의 체적이 약 1% 내지 30% 큰 결과를 초래한다.

빔(10)의 임의의 부분 체적(V1)에 대한 부분 하우징(9)의 적응에 대한 전술된 추천은, 이미지에서의 가장 높은 개구수(NA)가 달성되도록, 가장 큰 가능한 개구를 갖는 개구 조리개가 투사 대물부(5)에 적용되는 경우를 위한 것이다.

개구 조리개가 교환될 수 있고, 이에 따라 더 작은 개구를 갖는 개구 조리개로 대체될 수 있는 경우에, 빔(10)의 부분 체적(V1)의 외부 표면과 각각의 부분 하우징(9)의 내부 표면 사이의 상기 주어진 거리 변화(D)는 더 크게 될 것이고, 상기 범위 또는 상기 체적 비를 초과할 수 있다. 그러나, 이 경우에, 가장 큰 가능한 개구를 갖는 개구 조리개를 이용하여 적응이 행해졌다면, 본 발명의 부분 하우징(9)은 적응되는 것과 같이 여전히 처리된다.

또한, 본 발명에 따르면, 제1 부분 하우징과 거울(M1)과 같은 제1 광학 소자의 본체 사이의 갭(G)을 가진 상태로 제1 부분 하우징이 제1 광학 소자의 적어도 하나의 반사 표면을 둘러싸도록, 적어도 하나 또는 제1 부분 하우징(9)의 형상은 적어도 하나 또는 제1 광학 소자(8, M1)의 형상에 적응된다. 갭(G)은 바람직하게는 약 0.5 mm 내지 약 5 mm 범위 또는 1 mm 내지 10 mm 범위의 폭을 갖는다. 갭(G)의 폭의 이러한 범위는, 광학 소자(M1)의 표면(또는 본체)과 부분 하우징(9) 사이의 최단 거리로부터 최장 거리까지의 갭(G)의 폭 변화를 나타낸다. 이러한 갭(G)은 도 6에 개략적으로 도시된다.

도 7a는 도 6에 도시된 바와 같이 제1 부분 체적(V1)을 둘러싸도록 설계되는 제1 부분 하우징(9)을 사시도로 개략적으로 도시한다. 도시된 예시적인 실시예에서, 우수한 근사의 대상물 필드 또는 대상물(OF)은 직사각형 형상을 갖는다. 물론 다른 형상도 또한 가능하다. 또한, 대상물(OF)을 이미지(IF)에 투영하는 빔(10)은 점선으로 도시된다. 전술된 바와 같이, 부분 하우징(9)은 마스크(M)와 제1 거울(M1) 사이의 빔(10)에 적응된다. 빔(10)의 부분 체적(V1)의 외부 표면과 각각의 부분 하우징(9)의 내부 표면 사이의 거리 변화(D)는 또한 다양한 위치에서 보여진다. 또한, 거울(M1)과 부분 하우징(9) 사이의 갭(G)이 도시된다. 또한, 부분 하우징(9)은 빔(10)이 부분 하우징(9)의 체적으로부터 나오는 것을 허용하기 위해 개구(71)를 갖는다. 일반적으로, 제1 부분 하우징은 빔(10)을 위한 입구 및/또는 출구로서 기능을 하는 적어도 하나의 개구를 포함한다. 개구(71)의 형상 및 치수는 투사 대물부(5)의 광학 설계에 좌우된다.

본 발명에 따르면, 제1 부분 하우징(9)은, 도 8의 기술과 관련하여 더 상세히 기술될 제1 장착부(82)에 의해 제1 광학 소자 또는 제1 거울(M1)을 적어도 완전히 보유하도록 구성된다. 부가적으로, 장착부(82)는 적어도 하나의 액추에이터(160)를 포함할 수 있다.

도 7b는 도 6에 기술된 바와 같이 제2 부분 체적(V2)을 둘러싸도록 구성된 제2 부분 하우징(9')을 추가로 도시한다. 상기에 주어진 파라미터 범위 내에서 빔(10)의 부분 체적(V2)의 외부 표면과 각각의 부분 하우징(9')의 내부 표면 사이의 거리 변화(D)가 다시 있도록, 제2 부분 하우징(9')은 빔(10) 및 이러한 각각의 부분 체적(V2) 및 제2 거울(M2)을 둘러싼다. 또한, 제2 거울(M2)과 제2 부분 하우징(9') 사이의 갭(G)이 또한 도시된다.

일반적으로, 본 발명에 따른 EUV 투영 노광 시스템은 제2 부분 하우징(9') 또는 추가적 부분 하우징을 포함한다. 제2 또는 추가적 부분 하우징의 형상은 전파 경로의 부분을 따라 빔(10)의 부분의 형상에 적응된다. 부가적으로, 형상은 추가적 광학 소자(M2)의 형상에 적응되어서, 제2 또는 추가적 부분 하우징(9')은 빔(10)의 부분의 제2 추가적 부분 체적(V2)을 둘러싼다. 또한, 제2 또는 추가적 부분 하우징(9')과 추가적 광학 소자(M2)의 본체 사이의 갭(G)을 가진 상태로, 제2 또는 추가적 부분 하우징(9')은 추가적 광학 소자(M2)의 적어도 하나의 반사 표면을 둘러싼다. 더욱이, 제2 또는 추가적 부분 하우징(9')은 제2 또는 추가적 장착부(82)에 의해 추가의 광학 소자(M2)를 적어도 완전히 지지하도록 구성된다. 제2 또는 추가적 장착부는 도 8과 함께 더 상세히 기술된 제1 장착부의 다양한 실시예에 따라 형성된다. 제2 또는 추가적 장착부는 제1 장착부의 이 다양한 실시예의 조합에 의해 또한 형성될 수 있다.

바람직하게, 그러나 필수적이지는 않지만, 제1 및 제2 부분 하우징(9 및 9')은 그들이 예컨대 나사 결합된 조인트에 의해 서로 연결될 수 있는 방식으로 서로에 대해 기하학적으로 배열된다. 결합한 후에, 부분 하우징(9, 9') 양자 모두는 본 발명에 따라 빔(10)에 또한 적응되지만 2개의 광학 소자 또는 거울(M1, M2)를 포함하는 새로운 부분 하우징을 형성한다. 연결된 제1 및 제2 부분 하우징(9, 9')은 도 7c에 개략적으로 사시도로 도시된다. 개략적으로 도 6에 도시된 바와 같이, 추가적 부분 하우징(9" 및 9'")이 제2 하우징(9')에 연결될 수 있다.

광학 조립체의 각각 광학 소자가 도 6, 도 7a, 도 7b 및 도 7c와 관련하여 논의된 바와 같이 본 발명에 따라 부분 하우징에 의해 둘러싸인다면, 그리고 이 모든 부분 하우징이 서로에 연결된다면, 이 후 빔(10) 및 그의 체적은 이들 부분 하우징에 의해 둘러싸이거나 거의 둘러싸인다. 각각이 투영 빔(10)의 각각의 부분 체적(V1, V2, V3, V4, V5)을 적어도 둘러싸는 이러한 연결된 부분 하우징은 투영 빔(10)을 위한 하우징을 형성한다. 또한, 이 하우징은 도 8과 함께 기술된 바와 같이 광학 소자를 위한 힘 프레임 또는 지지 구조물을 형성한다. 본 발명에 따르면, 광학 배열체를 포함하는 EUV 투영 노광 시스템이 또한 있고, 광학 배열체는 각각이 본체를 갖는 복수의 광학 소자를 포함한다. 각 본체는 대상물을 이미지에 투영하는 빔을 전달하기 위한 적어도 하나의 반사 표면을 포함한다. 이 광학 배열체는 광학 소자의 반사 표면으로부터, 광학 소자의 반사 표면 상에 입사되고 그리고/또는 반사되는 빔의 방향으로 연장된다. 하우징의 형상은 빔의 형상에 적응된다. 또한, 하우징의 형상은 광학 소자의 형상에 적응된다. 적응으로 인해, 하우징은 각각의 방향 또는 방향들로 빔을 둘러싸고, 하우징은 하우징과 광학 소자의 본체 사이의 각각의 갭을 가진 상태로 광학 소자의 적어도 하나의 반사 표면을 둘러싼다. 더욱이, 하우징은 각각의 장착부에 의해 광학 소자를 완전히 지지하도록 구성된다. 전술한 바와 같이, 하우징은 본 발명의 실시예에 따른 여러 부분 하우징을 포함할 수 있거나, 하우징은 단일편으로 제조된다.

본 발명의 광학 배열체의 추가적 실시예는 도 6으로부터 알 수 있다. 부분 체적(V3 및 V4)은 부분 하우징(9" 및 9"')에 둘러싸인다. 그러나, 이들 2개의 부분 하우징은 2개 대신에 1개의 부분 하우징의 결과를 가져오는 단일편으로 또한 형성될 수 있다. 제1 부분 하우징으로 취급될 수 있는 이렇게 형성된 하나의 부분 하우징(9", 9"')은 거울(M2)(제1 거울임) 및 거울(M3)(제2 거울임)과 같은 2개의 거울로부터 연장될 수 있다.

일반적으로, 제1 부분 하우징은 복수의 광학 소자 중 적어도 하나의 추가적 제2 광학 소자의 적어도 하나의 반사 표면으로부터, 제2 광학 소자의 반사 표면 상에 입사되고 그리고/또는 반사되는 빔의 제2 방향으로 연장된다. 이 경우에 또한 제1 부분 하우징의 형상은, 제1 부분 하우징이 제2 광학 소자와 관련된 제2 방향 또는 방향들로 빔을 또한 둘러싸기 위해, 빔의 형상 및 제2 광학 소자의 형상에 적응된다. 또한, 제1 부분 하우징은 제1 부분 하우징과 제2 광학 소자의 본체 사이의 갭을 갖는 상태로, 제2 광학 소자의 적어도 하나의 반사 표면을 또한 둘러싼다.

도 7a, 도 7b 및 도 7c에서 알 수 있는 바와 같이, 부분 하우징(9, 9')은 반드시 프리즘 또는 원통 형상일 필요는 없다. 일반적으로, 부분 하우징의 형상은 예컨대 대상물 필드(OF)에서의 대략 직사각형 형상인 단면으로부터 대략 원형 및/또는 타원 형상인 단면으로 변형되는 빔(10)의 형상을 따른다. 이 후에, 단면은 이미지 필드(IF)에서의 대략 직사각형 형상인 단면으로 다시 돌아간다. 이 변형 중에, 단면의 치수는 빔(10)의 전파 경로를 따라 변한다.

도 8은 본 발명의 실시예의 더 상세한 도면을 개략적으로 도시한다. 부분 하우징(9)은 거울(M1)과 같은 제1 광학 소자(8, M1)을 둘러싼다. 거울(M1)은, 갭(G, 100)(또한 도 4를 참조)이 부분 하우징(9)과 거울(M1)의 본체 사이에 형성되도록 부분 하우징(9)에 의해 둘러싸이는 적어도 하나의 반사 표면(81)을 포함한다. 바람직하게는, 대안적으로 또는 부가적으로, 갭(G, 100)은 부분 하우징(9)과 반사 표면(81) 사이에 형성된다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 제1 부분 하우징(9)은 제1 광학 소자(8, M1)를 제1 장착부(82)에 의해 적어도 지지할 수 있는 그러한 방법으로 구성된다. 이것은 제1 부분 하우징이 광학 소자(8, M1)를 위한 지지 구조물 또는 힘 프레임을 형성하는 것을 의미한다. 부분 하우징(9)이 광학 소자(8, M1)를 완전히 지지할 수 있다는 표현은, 광학 소자가 어떻게 공간에서 위치 설정되고 배향되는지에 상관없이 각각의 반작용 힘 또는 모멘트에 의해, 광학 소자(8, M1)에 의해 생성되는 모든 힘 및 모멘트를 완전히 보상할 수 있는 부분 하우징(9)에 의해서만 광학 소자(8, M1)가 보유된다는 것을 의미한다. 그것은 예컨대 광학 소자(8, M1)가 예컨대 스트러트(strut)에 의해 현수되고 그리고/또는 지지되는지 여부에 상관없다는 것을 의미한다. 이러한 이유로, 유리하게, 어떠한 추가적 지지 구조물 또는 보유 구조물도 광학 소자를 보유할 필요가 없다.

그러나, 부분 하우징이 광학 소자를 완전히 지지할 수 있는 특징은 부분 하우징에 대한 몇몇 요구를 필요로 한다.

예컨대 하나의 요구는, 부분 하우징(9)의 기계적 진동의 최저 고유 진동수가 일정 값보다 높다는 것이다. 바람직하게는 최저 고유 진동수는 50 내지 100 Hz, 100 내지 150 Hz, 100 내지 200 Hz, 100 내지 300 Hz, 200 내지 400 Hz 또는 200 내지 500 Hz로 구성되는 그룹에서 선택된 주파수 대역에 있다. 이는 부분 하우징이 요구된 고유 진동수를 갖도록 일정한 강성을 필요로 한다는 것을 의미한다. 고유 진동수는 적어도 하나의 자유도로의 제1 광학 소자(8, M1)의 작동을 위해, 그리고 제1 광학 소자(8, M1)의 변형을 위해, 부분 하우징(9, 90)에서 배열되는 선택적 액추에이터(160)의 대역폭에 좌우된다.

또한, 부분 하우징(9, 90)이 2개 이상의 광학 소자(M1, M2, M3, M4)를 지지하고 이들 광학 소자들 중 적어도 하나가 적어도 하나의 자유도로 적어도 하나의 액추에이터에 의해 작동될 수 있고 그리고/또는 변형될 수 있는 경우에, 부분 하우징(9, 90)의 충분히 높은 최저 고유 진동수는 2개 이상의 광학 소자(M1, M2, M3, M4)의 진동 커플링을 방지한다.

본 발명의 일 실시예에서, 제1 장착부(82)는 자기장 또는 자기장들을 기반으로 하는 비접촉 장착부로서 구성된다. 이는 어떤 직접적인 기계 접촉도 없이 부분 하우징(9, 90)에서 이 장착부에 의해 제1 광학 소자(8, M1)가 완전히 지지된다는 것을 의미한다. 이러한 장착부를 위한 예는 예컨대 장착부(82) 및/또는 부분 하우징(9, 90)이 적어도 하나의 액추에이터(160)를 포함하는 경우이다. 이러한 경우에, 액추에이터(160)는 정전 효과를 기반으로 자기 구동 유닛, 리니어 모터, 로렌츠 액추에이터 또는 액추에이터들로 구성되는 그룹에서 선택된다. 대안적으로 또는 부가적으로, 제1 장착부(82)는 제1 광학 소자(8, M1)와 기계적으로 또한 접촉한다. 이러한 장착부(82)를 위한 예는 예컨대 장착부(82) 및/또는 부분 하우징(9, 90)이 적어도 하나의 액추에이터(160)을 포함하는 경우이다. 이러한 경우에, 액추에이터(160)는 압전 및/또는 자기 변형 효과를 기반으로 한다.

본 발명의 일 실시예에서, 광학 소자(M1, M2, M3, M4)의 반사 표면의 오염을 감소시키기 위해, 액추에이터(160)는 도 7a 및 도 8에 개략적으로 도시된 바와 같이 제1 부분 하우징(9, 90)의 빔(10)을 둘러싸지 않는 부분 하우징(9, 90)의 외측 표면 상에 바람직하게 배열된다.

본 발명의 다른 실시예에서 광학 소자(M1, M2, M3, M4)의 반사 표면의 오염을 부가적으로 감소시키기 위해, 제1 광학 소자(8, M1)와 같은 광학 소자의 본체의 표면의 적어도 25%는, 제1 부분 하우징(9, 9', 90)과, 제1 광학 소자(8, M1)의 적어도 하나의 반사 표면과, 제1 부분 하우징(9, 9', 90)과 제1 광학 소자(8, M1)의 본체 사이의 갭(100, G)에 의해 형성되는 체적부 외측에 배열된다. 이는 도 8에서 볼 수 있고, 여기에서 부분 하우징(9)과, 광학 소자(8, M1)의 반사 표면(81)과, 부분 하우징(9)과 소자(8, M1)의 본체 사이의 갭(100, G)로부터 얻어지는 부분 체적(V1)의 외측에 거울(8, M1)의 본체의 비 반사 부분이 배열된다.

Claims

광학 배열체를 포함하는 EUV 투영 노광 시스템(1)이며,
대상물(OF)을 이미지(IF)에 투영하는 빔(10)을 전달하기 위한 적어도 하나의 반사 표면을 포함하는 본체를 각각 갖는 복수의 광학 소자(8, 8', 80, M1, M2, M3, M4)와,
복수의 광학 소자(8, 8', 80, M1, M2, M3, M4) 중 제1 광학 소자(8, M1)의 적어도 하나의 반사 표면으로부터, 제1 광학 소자(8, M1)의 반사 표면 상에 입사되고 그리고/또는 반사되는 빔(10)의 방향으로 연장되는 제1 부분 하우징(9, 9', 90)을 포함하고,
제1 부분 하우징(9, 9', 90)이 각각의 방향 또는 방향들로 빔(10)을 둘러싸고, 제1 부분 하우징(9, 9', 90)과 제1 광학 소자(8, M1)의 본체 사이의 갭(100, G)을 갖는 상태로 제1 부분 하우징(9, 9', 90)이 제1 광학 소자(8, M1)의 적어도 하나의 반사 표면을 둘러싸도록, 제1 부분 하우징(8, M1)의 형상은 빔(10)의 형상 및 제1 광학 소자(8, M1)의 형상에 적응되고,
제1 부분 하우징(9, 9', 90)은 제1 장착부에 의해 적어도 제1 광학 소자(8, M1)를 전체적으로 지지하도록 구성되는
EUV 투영 노광 시스템.
제1항에 있어서,
제1 부분 하우징(9, 9', 90)은 빔(10)을 위한 입구 및/또는 출구를 형성하는 적어도 하나의 개구(71)를 포함하는
EUV 투영 노광 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,
제1 부분 하우징(9, 9', 90)은 복수의 광학 소자 중 적어도 하나의 추가적 제2 광학 소자(M2, M3, M4)의 적어도 하나의 반사 표면으로부터, 제2 광학 소자(M2, M3, M4)의 반사 표면 상에 입사되고 그리고/또는 반사되는 빔(10)의 제2 방향으로 부가적으로 연장되고,
제1 부분 하우징(9, 9', 90)이 제2 광학 소자(M2, M3, M4)와 관련된 각각의 제2 방향 또는 방향들로 빔(10)을 또한 둘러싸고, 제1 부분 하우징(9, 9', 90)과 제2 광학 소자(M2, M3, M4)의 본체 사이의 갭(100, G)을 갖는 상태로 제1 부분 하우징(9, 9', 90)이 제2 광학 소자(M2, M3, M4)의 적어도 하나의 반사 표면을 둘러싸도록, 제1 부분 하우징(9, 9', 90)의 형상은 빔(10)의 형상 및 제2 광학 소자(M2, M3, M4)의 형상에 적응되는
EUV 투영 노광 시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
제1 장착부(82)는 자기장 또는 자기장들에 기반을 둔 비접촉 장착부인
EUV 투영 노광 시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
제1 장착부(82)는 제1 광학 소자(8, M1)와 기계적으로 접촉하는
EUV 투영 노광 시스템.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
부분 하우징(9, 90)은 적어도 하나의 자유도로의 제1 광학 소자(8, M1)의 작동을 위한 그리고/또는 제1 광학 소자(8, M1)의 변형을 위한 적어도 하나의 액추에이터(160)를 포함하는
EUV 투영 노광 시스템.
제6항에 있어서,
적어도 하나의 액추에이터(160)는 자기 구동 유닛, 리니어 모터, 로렌츠 액추에이터, 압전, 자기 변형 또는 정전 효과를 기반으로 한 액추에이터 타입으로 구성되는 그룹에서 선택되는
EUV 투영 노광 시스템.
제6항 또는 제7항에 있어서,
액추에이터(160)는 제1 부분 하우징(9, 9', 90)의 빔(10)을 둘러싸지 않으면서, 부분 하우징(9, 9', 90)의 외측 표면에 배열되는
EUV 투영 노광 시스템.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
제1 광학 소자(8, M1)의 본체의 표면의 적어도 25%는, 제1 부분 하우징(9, 9', 90)과, 제1 광학 소자(8, M1)의 적어도 하나의 반사 표면과, 제1 부분 하우징(9, 9', 90)과 제1 광학 소자(8, M1)의 본체 사이의 갭(100, G)에 의해 형성되는 체적부 외측에 배열되는
EUV 투영 노광 시스템.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
제1 부분 하우징(9, 9', 90)은 50 내지 100 Hz, 100 내지 150 Hz, 100 내지 200 Hz, 100 내지 300 Hz, 200 내지 400 Hz 또는 200 내지 500 Hz로 구성되는 그룹에서 선택된 주파수 대역에서 기계적 진동의 최저 고유 진동수를 갖는
EUV 투영 노광 시스템.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
제1 부분 하우징(9, 9', 90)으로부터 기계적으로 또는 기계적 및 열적으로 분리되는 측정 구조물(11, 110)을 더 포함하는
EUV 투영 노광 시스템.
제11항에 있어서,
측정 구조물(11, 110) 및/또는 제1 부분 하우징(9, 9', 90) 및/또는 제1 광학 소자(8, M1)는 적어도 하나의 센서(120) 및/또는 적어도 하나의 센서 부품을 포함하는
EUV 투영 노광 시스템.
제11항 또는 제12항에 있어서,
측정 구조물(11, 110)은 150 Hz보다 높거나 300 Hz보다 높거나 600 Hz보다 높거나 1000 Hz보다 높거나 1500 Hz보다 높게 구성되는 그룹에서 선택되는 주파수 대역에서 기계적 진동의 최저 고유 진동수를 갖는
EUV 투영 노광 시스템.
제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
측정 구조물(11, 110)은 제1 부분 하우징(9, 9', 90)을 적어도 부분적으로 둘러싸는
EUV 투영 노광 시스템.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
제2 부분 하우징(9')을 포함하고,
제2 부분 하우징(9')이 전파 경로의 부분을 따른 빔(10)의 부분을 둘러싸고, 제2 부분 하우징(9')과 추가적 광학 소자(M2, M3, M4)의 본체 사이의 갭(100, G)을 갖는 상태로 제2 부분 하우징(9')이 추가적 광학 소자(M2, M3, M4)의 적어도 하나의 반사 표면을 둘러싸도록, 제2 부분 하우징(9')의 형상은 전파 경로의 부분을 따른 빔(10)의 상기 부분의 형상 및 추가적 광학 소자(M2, M3, M4)의 형상에 적응되고,
제2 부분 하우징(9')은 제2 장착부에 의해 적어도 추가적 광학 소자(M2, M3, M4)를 전체적으로 지지하도록 구성되는
EUV 투영 노광 시스템.
제15항에 있어서,
제2 장착부는 제1 장착부(82)와 유사하게 형성되는
EUV 투영 노광 시스템.
광학 배열체를 포함하는 EUV 투영 노광 시스템이며,
대상물(OF)을 이미지(IF)에 투영하는 빔(10)을 전달하기 위한 적어도 하나의 반사 표면을 포함하는 본체를 각각 갖는 복수의 광학 소자(M1, M2, M3, M4)와,
광학 소자(M1, M2, M3, M4)의 반사 표면으로부터, 광학 소자(M1, M2, M3, M4)의 반사 표면 상에 입사되고 그리고/또는 반사되는 빔의 방향으로 각각 연장되는 하우징을 포함하고,
하우징이 각각의 방향 또는 방향들로 빔(10)을 둘러싸고, 하우징과 광학 소자(M1, M2, M3, M4)의 본체 사이의 각각의 갭(100, G)을 갖는 상태로 하우징이 광학 소자(M1, M2, M3, M4)의 적어도 하나의 반사 표면을 둘러싸도록, 하우징의 형상은 빔(10)의 형상 및 광학 소자(M1, M2, M3, M4)의 형상에 적응되고,
하우징은 각각의 장착부에 의해 광학 소자(M1, M2, M3, M4)를 전체적으로 지지하도록 구성되는
EUV 투영 노광 시스템.
복수의 광학 소자(8, 8', 80)를 포함하는 광학 배열체이며,
광학 소자(8, 8',80)는 빔(10)을 전달할 수 있고, 광학 배열체는 광학 소자(8, 8', 80) 중 적어도 하나의 광학 소자의 표면으로부터, 적어도 하나의 광학 소자(8, 8', 80)로부터 방사되는 빔의 방향, 또는 적어도 하나의 광학 소자 상에 입사하는 빔의 방향으로 연장되는 적어도 하나의 부분 하우징(9, 9', 90)을 포함하고, 부분 하우징의 형상은 빔(10)의 형상에 적응되고, 적어도 하나의 부분 하우징(9, 9', 90)은 측정 구조물(11, 110)에 의해 완전히 또는 적어도 부분적으로 둘러싸이고, 측정 구조물(11, 110)은 각각 부분 하우징(9, 9', 90)으로부터 기계적으로 또는 기계적 및 열적으로 분리되고, 측정 구조물(11, 110) 또는 적어도 하나의 광학 소자(8, 8', 80)는 측정 구조물(11, 110)에 대한 적어도 하나의 광학 소자(8, 8',80)의 위치 및/또는 배향을 결정하기 위한 적어도 하나의 센서(12, 17, 120) 또는 적어도 하나의 센서 부품을 포함하는
광학 배열체.
제18항에 있어서,
열 제어 요소(13) 또는 액추에이터(16)와 같은 광학 배열체의 부품이 부분 하우징(9,9') 상에 배열되는
광학 배열체.
제18항 또는 제19항에 있어서,
부분 하우징(9, 9')은 금속, 특히 스텐레스 강 또는 알루미늄으로 적어도 부분적으로 구성되거나 포함하는
광학 배열체.
제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
다수의 부분 하우징(9, 9')은 서로 연결되고 특히 나사 결합되는
광학 배열체.
제18항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
측정 구조물(11)은 200 Hz보다 큰 자연적 기계 주파수를 갖는
광학 배열체.
제18항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
측정 구조물(11)의 재료는 100 W/(m·K)보다 큰 열 전도율을 갖는
광학 배열체.
제18항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
측정 구조물(11)의 재료는 5 ppm/K보다 작은, 바람직하게는 1 ppm/K 보다 작은 열 팽창 계수를 갖는
광학 배열체.
제18항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
부분 하우징(9,9')은 열 교환기(13), 특히 물 냉각기를 갖는
광학 배열체.
제18항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
부분 하우징(9,9')은 광학 소자를 조작하기 위해 비접촉 힘 액추에이터, 특히 로렌츠 액추에이터(16)를 갖는
광학 배열체.
제26항에 있어서,
로렌츠 액추에이터(16)는 열 교환기, 특히 물 냉각기를 갖는
광학 배열체.
제18항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 온도 센서(17)는 측정 구조물(11)의 위치에서 온도를 결정하기 위해 존재하는
광학 배열체.
제28항에 있어서,
온도 센서(17) 및 적어도 하나의 비접촉 힘 액추에이터(16)에 제어/조절 유닛이 연결되고,
광학 소자(8, 8')의 위치를 결정하기 위해, 제어/조절 유닛(18)은 온도 센서(17)에 의해 측정된 온도에 기초하여 계산된 측정 구조물(11)의 기하학적 구조의 변화를 고려하도록 적용되는
광학 배열체.
제18항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
측정 구조물(11)은 환경으로부터의 열적 영향을 억제하기 위해 열 차폐부(20)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이는
광학 배열체.
제30항에 있어서,
열 차폐부(20)는 22℃의 온도를 갖는
광학 배열체.
제18항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
광학 배열체는 반도체 리소그래피를 위한 투영 노광 시스템, 특히 EUV 투영 노광 시스템, 또는 이러한 투영 노광 시스템의 부분인
광학 배열체.
제18항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
서로 나사 결합되는 적어도 하나의 부분 하우징(9,9') 또는 부분 하우징들(9,9')은 측정 구조물에 의해 완전히 둘러싸이는
광학 배열체.
제18항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서,
센서(12)는 위치 센서로 설계되는
광학 배열체.
제34항에 있어서,
센서(12)는 비접촉 위치 센서로 설계되는
광학 배열체.