KR20160124102A

KR20160124102A - 특히 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치 내의 광학 시스템의 서브조립체

Info

Publication number: KR20160124102A
Application number: KR1020167022360A
Authority: KR
Inventors: 틸만 슈베르트너; 스테이시 피구에레도
Original assignee: 칼 짜이스 에스엠테 게엠베하
Priority date: 2014-02-21
Filing date: 2015-02-11
Publication date: 2016-10-26
Also published as: WO2015124471A1; TWI663479B; US20160334719A1; JP2017507358A; DE102014203144A1; TW201533545A; CN106062633A

Abstract

본 발명은 특히 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치 내의 광학 시스템의 서브조립체에 관한 것으로서, 요소(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70) 및 이 요소의 온도를 제어하기 위한 적어도 하나의 온도-제어 디바이스를 갖고, 이 온도-제어 디바이스는 적어도 하나의 튜브형 부분을 갖는 폐쇄 회로에 냉각 매체를 갖고, 이 냉각 매체는 2상 전이를 수행하면서 튜브형 부분 내의 요소로부터 이격하여 또는 요소로 운반 가능하고, 가열 디바이스(15, 25)가 냉각 매체를 가열함으로써 냉각 매체의 운반을 중단하기 위해 제공된다.

Description

특히 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치 내의 광학 시스템의 서브조립체 {SUBASSEMBLY OF AN OPTICAL SYSTEM, IN PARTICULAR IN A MICROLITHOGRAPHIC PROJECTION EXPOSURE APPARATUS}

관련 출원의 상호 참조

본 출원은 2014년 2월 21일 출원된 독일 특허 출원 DE 10 2014 203 144.3의 우선권을 주장한다. 이 독일 출원의 내용은 본 명세서에 참조로서 합체되어 있다.

발명의 분야

본 발명은 특히 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치 내의 광학 시스템의 서브조립체에 관한 것이다.

마이크로리소그래피는 예를 들어 집적 회로 또는 LCD와 같은 마이크로구조화된 구성요소의 제조를 위해 사용된다. 마이크로리소그래픽 프로세스는 조명 디바이스 및 투영 렌즈를 갖는 투영 노광 장치로서 공지되어 있는 것에서 수행된다. 조명 디바이스에 의해 조명되는 마스크(= 레티클)의 화상은 이에 의해 감광층(포토레지스트)으로 코팅된 기판(예를 들어, 실리콘 웨이퍼) 상에 투영 렌즈에 의해 투영되고, 기판의 감광 코팅에 마스크 구조를 전사하기 위해, 투영 렌즈의 화상 평면 내에 배열된다.

EUV 범위에 대해, 즉 예를 들어 대략 13 nm 또는 대략 7 nm의 파장에서 설계된 투영 렌즈에 있어서, 미러가 적합한 투광 굴절성 재료의 이용 가능성의 결여에 기인하여 촬상 프로세스를 위한 광학 구성요소로서 사용된다.

실제에서 발생하는 문제점은, 특히 EUV 광원에 의해 방출된 방사선의 흡수의 결과로서, EUV 미러는 가열 및 수반하는 열팽창 또는 변형을 경험하는데, 이는 이어서 광학 시스템의 촬상 특성을 손상하는 결과를 가질 수도 있다는 것이다.

EUV에서 작동을 위해 설계된 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치의 조명 디바이스에서, 포커싱 구성요소로서 필드 파셋 미러 및 동공 파셋 미러(pupil facet mirror)의 형태의 파셋 미러의 사용이 특히 예를 들어 DE 10 2008 009 600 A1로부터 공지되어 있다. 이러한 파셋 미러는 특정 분포의 조명각을 실현하기 위한 조정 등의 목적으로 굴곡부에 의해 경사 가능하도록 각각 설계될 수 있는 다수의 개별 미러 또는 미러 파셋으로 구성된다. 이들 미러 파셋은 이어서 이들에 대해서는 복수의 마이크로 미러를 포함한다. 더욱이, 규정된 조명 세팅(즉, 조명 디바이스의 동공 평면 내의 강도 분포)의 세팅에 대한 VUV 범위 내의 파장에서 작동을 위해 설계된 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치의 조명 디바이스 내에서 서로 독립적으로 설정될 수 있는 다수의 미러 요소를 포함하는 미러 장치를 사용하는 것이 예를 들어, WO 2005/026843 A2로부터 또한 공지되어 있다.

특히, 복수의 미러 요소를 포함하는 이러한 미러 장치의 경우에, 서두에 언급된 열 부하의 방산은 상당히 국한된 설치 공간 및 개별 미러 요소에서 발생하는 비교적 높은 열 부하에 주로 기인하여, 곤란한 과제를 표현한다. 따라서, 예를 들어, 가요성으로 장착된 작동 가능한 미러 요소의 열 부하를 제거할 때, 이 열 제거가 어려운 것으로 판명되는 이유들 중 하나는, 예를 들어 가요성 판 스프링(leaf spring)과 같은 고정밀도 위치설정 또는 작동을 위해 사용된 굴곡부의 상당히 작은 단면이 단지 주위 구조체에 비교적 열악한 열 방산만을 허용한다는 것이다.

달리 말하면, 적어도 1 자유도로 조정 가능한(예를 들어, 적어도 하나의 경사축 둘레로 경사 가능함) 미러 요소를 갖는 미러 장치에서, 광학 시스템의 작동 중에 미러 요소 상에서 발생하는 열 부하의 효과적인 제거와 가요성 조정 가능성을 조합하는 것은 특히 곤란한 과제를 제시하는 요인이다. 이 문제점은 통상적으로 부닥치는 진공 조건(및 가능하게는 존재하는 불활성 가스 분위기)이 대류의 형태의 열 복사의 비율이 통상적으로 무시할만하여, 본질적으로 단지 열 전도의 프로세스가 상기 열 부하의 제거를 위해 이용 가능하게 되는 결과를 갖는 사실에 의해 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치의 작동시에 더 악화된다.

전술된 열 제거와는 별개로, 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치를 작동할 때, 하나 이상의 미러 요소가 또한 주위와 비교하여 더 높은 온도로 설정될 수 있는 이러한 방식으로 특정하게 성취된 온도 제어를 구현할 필요성이 가능하게는 또한 존재한다. 이는 예를 들어 미러 요소의 광학 유효면의 영역에서 "제로-교차 온도(zero-crossing temperature)"로서 알려져 있는 것을 설정하기 위해 바람직할 수도 있다. 이 "제로-교차 온도"에서, 열팽창 계수는 그 주위에서 미리 기판 재료의 열팽창이 발생하지 않거나, 또는 미러 기판 재료의 단지 무시할만한 열팽창만이 발생하는, 그 온도에서 제로 교차 의존성을 갖는다. 따라서, 예를 들어, 이 "제로-교차 온도"가 미러 요소의 단지 "냉각" 대신에, 관련된 미러 요소의 주위의 온도 또는 일반적인 시스템 온도를 초과하는 값을 가지면, 전술된 종류의 온도 제어가 또한 바람직할 수도 있다.

종래 기술로서, 단지 예로서, DE 10 2012 200 733 A1, DE 10 2004 046 764 A1, US 8,188,595 B2, US 4,467,861 및 US 2003/0192669 A1을 참조한다.

상기 배경기술을 배경으로, 본 발명의 목적은 광학 시스템의 작동 중에 전자기 방사선이 충돌하는 적어도 하나의 요소의 향상된 온도 제어를 허용하는, 특히 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치 내의 광학 시스템의 서브조립체를 제공하는 것이다.

이 목적은 독립 청구항의 특징에 따른 배열에 의해 성취된다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 본 발명은 특히 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치 내의 광학 시스템의 서브조립체이며,

- 요소, 및

- 이 요소의 온도를 제어하기 위한 적어도 하나의 온도-제어 디바이스를 갖고,

- 이 온도-제어 디바이스는 적어도 하나의 튜브형 부분을 갖는 폐쇄 회로에 냉각 매체를 갖고, 이 냉각 매체는 2상 전이를 수행하면서 튜브형 부분 내의 요소로부터 이격하여 또는 요소로 운반 가능하고,

- 가열 디바이스가 냉각 매체를 가열함으로써 냉각 매체의 운반을 중단하기 위해 제공되는 서브조립체에 관한 것이다.

본 발명은 특히 2상 전이를 수행하면서 폐쇄 회로 내에서(예를 들어, 이하에 또한 더 상세히 설명되는 바와 같이, 히트 파이프로서 공지된 것 내에서) 운반될 수 있는 냉각 매체를 갖는 구조체를 기초로서 취하고, 중단(즉, 말하자면 회로의 또는 히트 파이프의 "스위칭 오프")이 가열 디바이스에 의해 유도될 수 있는 이러한 방식으로 요소(예를 들어, 미러 요소와 같은 광학 요소)의 온도의 제어를 구현하는 개념에 특히 기초한다.

냉각 매체의 운반은 예를 들어, 모세관 작용을 사용함으로써, 액체 상태와 기체 상태 사이의 대류에 의해 유도된 압력차의 결과로서 안정 또는 불안정 유동을 사용함으로써, 또는 증기 챔버 내부의 대류에 의해 유도된 액체 차압을 사용함으로써 발생할 수도 있고, 전술된 차압이 중력 차압과 조합하여 사용되는 것도 또한 가능하다. 더욱이, 전술된 차압은 수동 형태로(즉, 펌프를 필요로 하지 않음) 또는 능동 형태로(즉, 펌프를 사용함) 구현될 수도 있다. 더욱이, 예를 들어, 열교환 이 회로와 수동 회로(요소에 나란히 또는 아래에 배열됨) 사이에 발생하는 동안, 다른 또는 2차 폐쇄 회로 내에서 작동하는 펌프를 제공함으로써, 조합이 또한 가능하다.

이 경우에, 본 발명은 히트 파이프의 형태로 구현되는 폐쇄 냉각 매체 회로에 한정되지 않고, 오히려 2상 전이를 포함하는 모든 열 운반 시스템[예를 들어, 또한 마찬가지로 이하에 또한 더 상세히 설명되는 2상 열사이펀(thermosiphon)]과 함께 사용될 수 있다. 이들 시스템은 각각의 경우에, 폐쇄 회로(즉, 예를 들어 히트 파이프) 내에 존재하는 액체 냉각 매체가 가열될 때 기체 상태로 변화하고 냉각될 때 액체 상태로 재차 변화하는 그 자체로 공지된 기본 원리에 기초한다.

전술된 기본 원리를 기초로서 취하여, 본 발명은 따라서, 폐쇄 회로 내에 존재하는 온도 구배가 본 발명에 따라 사용된 가열 디바이스에 의해 특정 방식으로 변화될 수 있다는 사실을 활용한다. 이러한 변화는 특히 예를 들어, 요소와 쿨러 사이의 냉각 매체를 가열하는 것이 냉각 매체의 운반 또는 2상 전이에 관련된 온도 구배가 가열 영역과 쿨러 사이에 존재하는 상황을 생성하는 효과를 갖는 것을 제공함으로써 발생할 수 있다(반면에, 회로의 방향에서, 광학 요소는 본질적으로 쿨러의 온도를 더 이상 "확인"할 수 없고, 대신에 가열 디바이스에 의해 가열되는 영역에 대응하는 온도를 확인함). 요소가 관련되는 한, 이러한 구성은 이어서 회로 또는 히트 파이프의 "스위칭 오프"와 동의어이고, 그 결과 이 광학 요소는 광학 시스템의 작동 중에 작용하는 열 부하에 기인하여 대응적으로 가열될 수 있다.

더욱이, 냉각 매체를 가열함으로써, 가열 디바이스에 의해, 전체 회로 내의 냉각 매체가 기체 상태에 있는 구성을 셋업하는 것이 또한 가능하다. 이러한 구성은 관련된 2상 열 운반 시스템(예를 들어, 히트 파이프)의 기능성이 완전히 스위칭 오프되고, 따라서 임의의 열전달이 단지 관련된 가스 또는 이 가스를 둘러싸는 (파이프) 벽에 의한 열전도의 효과에 제한되는 결과를 갖는다.

본 발명에 따른 가열 디바이스는 특히 전기 가열 디바이스(바람직하게는 스위칭 온 및 오프될 수 있음)로서 구성될 수도 있다.

일 실시예에 따르면, 이 튜브형 부분의 길이와 외경 사이의 비는 적어도 5:1, 더 구체적으로 적어도 10:1이다.

일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 온도-제어 디바이스의 튜브형 부분은 탄성 변형 가능하다. 특히, 이 튜브형 부분의 길이와 외경 사이의 비는 적어도 50:1, 더 구체적으로 적어도 80:1이다.

이 추가의 접근법에 따라 성취된 튜브형 부분의 탄성 변형 가능성의 결과로서(특히, 길이에 관련하여 작은 외경을 갖도록 제조되는 튜브형 부분 또는 히트 파이프에 기인하여), 상당한 강성의 감소, 및 따라서 기생력(parasitic force)의 바람직하지 않은 영향이 성취될 수 있고, 그 결과 광학 시스템의 수명 전체에 걸쳐 진동의 도입(예를 들어, 연결된 냉각 시스템으로부터의)을 회피하거나 또는 감소시키면서 탄성 변형을 성취하는 것이 가능하다. 그 결과, 예를 들어, 파셋 미러와 같은 미러 장치의 조정 가능한 미러 요소의, 본 발명에 따라 가능해진 전술된 온도 제어는 따라서 이 조정 가능성을 위해 요구되는 이동성의 구현과 조합될 수 있다.

본 발명에 따른 2상 열 운반 시스템(예를 들어, 히트 파이프)의 가요성 구성의 바로 전술된 태양은 또한 그 결과로서 가능해지는 2상 열 운반 시스템 또는 히트 파이프의 스위칭 오프 또는 가열 디바이스에 독립적으로 유리하다. 따라서, 다른 태양에 따르면, 본 발명은 또한, 특히 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치 내의 광학 시스템의 서브조립체이며,

- 요소, 및

- 이 온도-제어 디바이스는 적어도 하나의 튜브형 부분을 갖는 폐쇄 회로에 냉각 매체를 갖고, 이 냉각 매체는 2상 전이를 수행하면서 튜브형 부분 내의 요소로부터 이격하여 또는 광학 요소로 운반 가능하고,

- 튜브형 부분은 탄성 변형 가능한 서브조립체에 관한 것이다.

더욱이, 본 발명은 또한 특히 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치 내의 광학 시스템의 서브조립체이며,

- 요소, 및

- 튜브형 부분의 길이와 외경 사이의 비는 적어도 50:1인 서브조립체에 관한 것이다.

일 실시예에 따르면, 서브조립체는 적어도 하나의 경사축 둘레에서의 요소의 경사를 허용하는 적어도 하나의 굴곡부를 갖는다.

일 실시예에서, 이 굴곡부는 튜브형 부분에 형성된다. 이 방식으로, 요소의 조정 가능성(예를 들어, 경사)을 구현하기 위해 요구되는 운동부가 폐쇄 회로의 형성을 위해 존재하는 튜브형 부분 내에 일체화될 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 다른 실시예에서, 요소의 조정 가능성을 구현하기 위해 요구되는 운동부는 또한 튜브형 부분에 독립적으로 또는 추가하여 제공될 수도 있고, 그 결과 관련된 운동부는 이어서 부가의 열 기능성을 착수할 필요 없이 설계될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 튜브형 부분은 가변 단면을 갖는다.

일 실시예에 따르면, 더욱이, 회로 내에 존재하는 냉각 매체 압력을 조작하기 위한 펌핑 디바이스가 제공된다. 이는 2상 열 운반 시스템(예를 들어, 히트 파이프)의 단순한 스위칭 온 및 오프를 넘어, 2상 열 운반 시스템의, 또는 그에 의해 유도된 열 운반의 기능성의 연속적인 설정을 성취하는 것을 가능하게 한다. 그러나, 본 발명은 "능동 펌핑된" 시스템에 한정되는 것은 아니라, 심지어 펌핑 디바이스가 없는 또는 수동 유동을 갖는 시스템도 본 발명에 의해 커버된다.

일 실시예에 따르면, 온도-제어 디바이스는 히트 파이프로서 구성된다.

일 실시예에 따르면, 온도-제어 디바이스는 2상 열사이펀으로서 구성된다.

일 실시예에 따르면, 요소는 반사 광학 요소이다. 다른 실시예에서, 요소는 또한 EUV 광원의 집광기 미러 또는 마이크로리소그래픽 마스크일 수도 있다.

특히, 요소는 서로 독립적으로 조정 가능한 복수의 미러 요소를 포함하는 미러 장치의 미러 요소일 수도 있다.

일 실시예에 따르면, 미러 장치는 파셋 미러, 특히 필드 파셋 미러 또는 동공 파셋 미러이다.

일 실시예에 따르면, 요소는 30 nm 미만, 특히 15 nm 미만의 작동 파장에 대해 설계된다.

본 발명은 또한 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치, 특히 조명 디바이스 또는 투영 렌즈의 광학 시스템이며, 전술된 특징을 갖는 서브조립체를 갖는 광학 시스템에 관한 것이고, 또한 이러한 광학 시스템을 갖는 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치에 관한 것이다.

본 발명의 추가의 구성이 상세한 설명 및 종속 청구항으로부터 취해질 수 있다.

본 발명은 첨부 도면에 표현되어 있는 예시적인 실시예에 기초하여 이하에 더 상세히 설명된다.
도 1 내지 도 7은 본 발명의 다양한 실시예에서 본 발명에 따른 서브조립체의 구조를 설명하기 위한 개략도를 도시한다.
도 8은 본 발명이 예를 들어 실현될 수 있는 EUV 내에서 작동을 위해 설계된 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치의 개략도를 도시한다.

본 발명의 제1 실시예에서 본 발명에 따른 서브조립체의 구조가 먼저 도 1을 참조하여 이하에 설명된다.

도 1에 단지 개략적으로만 표현된 바와 같이, 예를 들어, 파셋 미러와 같은 미러 장치의 미러 요소일 수도 있는 광학 요소(10)가 기계적 커플링(12)을 경유하여 지지 구조체(11)에 결합된다. 다른 실시예에서 또한 상세히 설명된 바와 같이, 광학 요소(10)는 특히 적어도 1 자유도로 조정 가능하도록(예를 들어, 적어도 하나의 경사축 둘레로 경사 가능함) 설계될 수도 있다.

광학 요소(10)의 온도를 제어하기 위해, 도 1에 표현된 서브조립체는 2상 전이(예를 들어, 모세관 작용에 의해 전술된 바와 같이)를 수행하면서 냉각 매체(도시 생략)가 그 내에서 광학 요소(10)로부터 이격하여 또는 광학 요소(10)로 운반될 수 있는 튜브형 부분을 갖는 폐쇄 회로를 형성하는 히트 파이프(13)의 형태의 온도-제어 디바이스를 또한 갖는다. 자체로 공지되어 있는 방식으로, 폐쇄 회로에서, 이는 액체 냉각 매체가 가열될 때[더 따뜻한 단부에서 또는 광학 요소(10)의 영역에서] 기체 상태로 진행하고 더 차가운 단부에서 또는 지지 구조체(11)(또는 거기에 존재할 수도 있는 쿨러)의 영역에서 냉각될 때 액체 상태로 재차 변화하는 것을 수반한다.

더 따뜻한 단부 또는 광학 요소(10)의 영역으로, 즉 증발의 위치로의 재차 액체 냉각 매체의 운반은 예를 들어 모세관 작용을 사용하여 여기서 발생할 수도 있다.

다른 실시예에서, 냉각 매체의 운반은 또한 액체 상태와 기체 상태 사이의 대류 등에 의해 발생된 차압의 결과로서 안정 또는 불안정 유동을 사용함으로써 또는 증기 챔버 내부의 대류에 의해 발생된 액체 차압을 사용함으로써 발생할 수도 있다.

액체 또는 기체 상태에서 냉각 매체의 전후 유동을 담당하는 채널은 원리적으로 원하는 임의의 기하학적 구조로 배열될 수도 있고, 단지 예로서, 히트 파이프(13)의 경우에서와 같이 하나가 다른 하나의 내부에 포개질 수도 있고 또는 다른 실시예에서 부닥치는 2상 열사이펀의 경우에서와 같이, 서로로부터 공간적으로 분리되어 소정 거리 이격하여 배열될 수도 있다.

회로 내에 위치된 냉각 매체는 히트 파이프(13)의 원하는 온도 범위에 따라, 적합하게 선택될 수 있는데, 메탄올 또는 에탄올이 적합한 냉각 매체의 예이다(그러나, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아님). 예를 들어, 구리(Cu) 또는 은(Ag)과 같은 연성(즉, 높은 장기 가요성을 가짐) 및 내부식성 재료가 바람직하게는 히트 파이프(13) 또는 튜브형 부분의 재료로서 적합하다. 다른 실시예에서, 알루미늄(Al) 또는 고등급강이 또한 히트 파이프(13) 또는 튜브형 부분의 재료로서 사용될 수도 있다. 더욱이, 히트 파이프(13)는 또한 상이한 재료로 구성될 수도 있다(예를 들어, 외부벽의 영역에는 연성 재료 및 내부벽의 영역에는 예를 들어 고등급강의 메시). 특정 치수에 따라 그리고 사용된 냉각 매체에 따라, 예를 들어 실리콘(Si) 함유 재료를 포함하는 세라믹 재료가 또한 히트 파이프(13) 또는 튜브형 부분을 위해 사용될 수도 있다.

더욱이, 도 1에 표현되어 있는 서브조립체는 냉각 매체의 가열을 허용하는 전기 가열 디바이스(15)를 갖는다. 냉각 매체의 이러한 가열은, 냉각 매체의 운반이 광학 요소(10)로부터 이격하여 또는 광학 요소(10)까지 정지하여, 히트 파이프(13)의 기능성이 스위칭 오프되게 하고, 그 결과 광학 요소(10)가 열 부하 작용에 기인하여 광학 시스템의 작동 중에 가열하게 되는 효과를 성취할 수 있다. 스위칭 온 및 오프될 수 있는 가열 디바이스(15)는, 히트 파이프(13)를 거친 열 전도가 따라서 스위칭 가능하게 될 수 있고, 이에 따라 광학 요소(10)의 온도가 특정 방식으로 제어 가능할 수 있다는 것을 의미한다.

예를 들어, 단지 예로서, 전자기 방사선이 광학 시스템의 작동 중에 광학 요소(10)의 광학 유효면 상에 입사하는 결과로서 광학 요소(10)의 온도는 35℃일 수도 있다. 가열 디바이스(15)의 스위칭 온은 광학 요소(10)에 대면하는 그 단부와 지지 구조체(11)에 대면하는 그 단부 사이의 중간 영역이 예를 들어, 50℃의 온도까지 가열되게 한다. 이 결과로서, 이어서 광학 요소(10)로부터 지지 구조체(11)[히트 파이프(13)의 원래 열 기능성에 대응함]로 열의 임의의 유출이 더 이상 존재하지 않고, 대신에 가열 디바이스(15)의 영역으로부터 지지 구조체(11)로[그리고 더욱이, 또한 가열 디바이스(15)의 영역으로부터 광학 요소(10)로]의 유출이 존재하는데, 그 결과 광학 요소(10)는 입사 전자기 방사선의 열 부하에 기인하여 그리고 가열 디바이스(15)에 의해 공급된 열에 기인하여 가열된다.

광학 요소(10)의 이러한 가열은, 예를 들어 광학 요소(10)의 또는 미러 요소의 광학적 유효면의 영역에 전술된 "제로-교차 온도"를 설정하기 위해 발생할 수도 있는데, 이 제로-교차 온도에서는, 이 제로-교차 온도가 일반적인 시스템 온도 또는 관련되는 미러 요소의 주위의 온도를 초과하는 한, 미러 기판 재료의 어떠한 열팽창도 발생하지 않거나 또는 단지 무시할만한 열팽창만이 발생한다.

본 발명의 다른 실시예에서, 복수의 온도-제어 디바이스 또는 히트 파이프(10)가 또한 예를 들어, 매트릭스형 배열("어레이"로서)로 도 1과 유사에 의해 또한 제공될 수도 있다. 이 방식으로, 공간 분해능이 있는 온도 제어가 또한 성취될 수 있다[예를 들어, 광학 요소(10)의 단면 영역에 걸쳐 변동하는 광학 요소(10)의 열 유도 변형을 성취하기 위해].

도 1에 도시되어 있는 서브조립체의 추가의 태양은 폐쇄 회로를 형성하는 튜브형 부분이 가요성 또는 탄성 변형 가능한 구성을 갖는 것이다. 이는 적어도 50:1, 특히 적어도 80:1인 튜브형 부분의 외경과 길이 사이의 비에 의해 예시적인 실시예에서 성취된다. 예를 들어, 튜브형 부분의 길이는 (50 내지 100) mm의 범위의 값을 가질 수도 있고, 반면에 외경은 예를 들어, 1 mm일 수도 있다.

실시예에서, 히트 파이프(13) 또는 그 튜브형 부분은 가변 단면 및/또는 나선형 기하학적 구조를 또한 가질 수도 있고, 여기서 기계적 가요성이 증가될 수 있고(또는 강성이 감소됨), 가능하게는 또한 추가의 실시예와 함께 또한 설명될 운동학적 기능성이 보조될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 광학 요소의 조정 가능성(예를 들어, 경사)을 구현하기 위해 요구된 운동부가 도 2 내지 도 7을 참조하여 다양한 실시예에 기초하여 이하에 또한 더 상세히 각각 설명되는 바와 같이, 그에 추가하여(예를 들어, 병행하여) 제공될 폐쇄 회로 등의 형성을 위해 존재하는 튜브형 부분 내에 일체화될 수 있다.

도 2는 마찬가지로, 본 발명에 따른 서브조립체를 단지 개략도로서 도시하고 있는데, 도 1과 비교하여 유사하거나 본질적으로 기능적으로 동일한 구성요소는 "10"만큼 증가된 도면 부호로 나타내고 있다. 이 경우, 도 2로부터의 서브조립체는, 한편으로는 온도-제어 디바이스를 형성하는 2상 열 운반 시스템이 히트 파이프로서 도 1에서와 같이 구성되지 않고, 2상 열사이펀(23)으로서 알려진 것으로서 구성되어 있고, 서로로부터 이격되어 있는 평행한 튜브형 부분이 2상 열 운반을 위해 제공되어 있다는 점[그 중 하나는 광학 요소(20)로부터 이격하여 증발된 냉각 매체를 운반하고, 그 중 다른 하나는 광학 요소(20)에 액체 냉각 매체를 운반함]에서 도 1로부터의 것과는 상이하다.

더욱이, 도 2로부터의 서브조립체에서, 적어도 1 자유도에서 광학 요소(20)의 조정 가능성을 구현하기 위한(예를 들어, 적어도 하나의 경사축 둘레의 경사를 구현하기 위한) 굴곡부(26)가 튜브형 부분 내에 형성되거나 그 내에 일체화되고, 관련된 튜브형 부분은 적합한 점에서 감소된 직경을 갖고(즉, "수축부"를 갖고) 제조된다.

도 2에 따른 서브조립체에서, 더욱이, 광학 요소(20)의 온도 제어는 직접 발생하지 않고, 대신에 광학 요소(20)를 지지하는 장착부 또는 지지 구조체(24)를 경유하여 발생한다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니라, 본 실시예에서 설명되는 추가의 실시예에서와 같이, 광학 요소의 온도 제어는 선택적으로 직접적으로(예를 들어, 도 1에 따른 것과 같이) 또는 간접적으로(예를 들어, 도 2에 따른 것과 같이) 발생할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 서브조립체의 추가의 가능한 실시예를 개략도로서 도시하고 있는데, 도 2와 비교하여 유사하거나 본질적으로 기능적으로 동일한 구성요소는 "10"만큼 증가된 도면 부호로 나타내고 있다. 도 3으로부터의 서브조립체는, 한편으로는 온도-제어 디바이스가 이어서 히트 파이프(33)로서 구성되는 점에서(이 점에서는 도 1과 유사함) 도 2로부터의 것과는 상이하다. 더욱이, 광학 요소(30)의 조정 가능성(예를 들어, 경사 가능성)을 구현하기 위해 요구되는 운동부는 회로를 생성하는 튜브형 부분 또는 히트 파이프(33)로부터 개별적으로 구성된 대응 굴곡부(36)에 의해 도 3에 따라 제공된다.

이 기능적 분리의 결과로서, 운동부[즉, 특히 굴곡부(36)]는 따라서 또한 열 제어의 기능성을 동시에 착수해야 할 필요 없이 설계될 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니라, 선택적으로 2상 열 운반 시스템[(예를 들어, 히트 파이프), 이 점에서는 도 2와 유사함] 내에 일체화되거나 또는 그로부터 개별적으로(이 점에서는 도 3과 유사함), 다른 실시예들에서와 같이, 이를 위해 요구되는 굴곡부의 운동부 또는 형태가 대안적으로 여기서 발생할 수도 있다.

더욱이, 도 3에 따르면, 2상 열 운반 시스템 또는 히트 파이프(33)를 경유하는 열 요소(10)의 열적 커플링은 지지 구조체(31)에 직접 발생하지 않고, 대신에 도 3에 단지 지시되어 있는 냉각액(39a)에 의해 유동하고 단열층(38)에 의해 지지 구조체(31)로부터 분리되어 있는 쿨러(39)로 발생한다. 그러나, 다른 실시예에서와 같이, 여기서 2상 열 운반 시스템을 경유하는 광학 요소(30)의 열적 커플링은 선택적으로 쿨러를 경유하여(이 점에서는 도 3과 유사함) 또는 지지 구조체로 직접(이 점에서는 도 2와 유사함) 발생할 수도 있다.

도 4는 본 발명에 따른 서브조립체의 추가의 가능한 실시예를 개략도로서 도시하고 있는데, 도 3과 비교하여 유사하거나 본질적으로 기능적으로 동일한 구성요소는 "10"만큼 증가된 도면 부호로 나타내고 있다. 도 4로부터의 조립체는, 도 4에 따르면 히트 파이프(43)에 의한 광학 요소(40)의 온도 제어가 장착부 또는 지지 구조체(34)를 경유하여 간접적으로 도 3에서와 같이 발생하지 않고, 대신에 직접적으로 발생한다는 점에서만, 도 3과 상이하다.

도 5는 본 발명에 따른 서브조립체의 추가의 가능한 실시예를 개략도로서 도시하고 있는데, 도 4와 비교하여 유사하거나 본질적으로 기능적으로 동일한 구성요소는 "10"만큼 증가된 도면 부호로 나타내고 있다. 도 5에 따른 서브조립체의 구성은 도 2로부터의 것에 본질적으로 상응하지만, 도 2로부터의 서브조립체에 존재하는 가열 디바이스(25)는 생략되어 있다.

도 6은 본 발명에 따른 서브조립체의 추가의 가능한 실시예를 개략도로서 도시하고 있는데, 도 5와 비교하여 유사하거나 본질적으로 기능적으로 동일한 구성요소는 "10"만큼 증가된 도면 부호로 나타내고 있다. 도 6으로부터의 서브조립체의 구성은, 한편으로는 굴곡부(66)(수축부의 형태의)가 히트 파이프(63) 내에 일체화되고, 즉 이어서 적어도 1 자유도(예를 들어, 적어도 하나의 경사축 둘레로 경사)에서 광학 요소(60)의 조정 가능성을 구현하기 위해 요구되는 운동부가 폐쇄 회로의 형성을 위해 제시된 온도-제어 디바이스의 튜브형 부분에 일체화되는 점에서, 도 1로부터의 것과는 상이하다. 다른 한편으로는, 도 6에서, 도 1에 제시된 가열 디바이스(15), 및 따라서 히트 파이프(63)를 스위칭 온 및 오프하는 능력은 생략되어 있다.

도 7은 본 발명에 따른 서브조립체의 추가의 가능한 구성을 개략도로서 도시하고 있는데, 도 6과 비교하여 유사하거나 본질적으로 기능적으로 동일한 구성요소는 "10"만큼 증가된 도면 부호로 나타내고 있다. 도 7로부터의 서브조립체는, 광학 요소(70)의 조정 가능성(예를 들어, 경사성)을 구현하기 위한 굴곡부(76)가 히트 파이프(73) 내에 일체화되지 않고, 대신에 개별 운동부의 형태로 제공된다는 점만이 도 6으로부터의 것과는 상이하다.

도 8은 본 발명이 구현될 수 있는 EUV에서 작동을 위한 예로서 설계된 투영 노광 장치의 개략도를 도시한다. 다른 예시적인 실시예에서, 본 발명은 또한 예를 들어 EUV 광원에 구현될 수 있다(예를 들어, 통상적으로 마찬가지로 높은 열 부하에 노출되는, 그 내에 존재하는 집광기 미러의 온도 제어를 성취하기 위해).

도 8에 따르면, 단지 예로서 제공된 실시예에서, EUV를 위해 설계된 투영 노광 장치(800) 내의 조명 디바이스는 필드 파셋 미러(803) 및 동공 파셋 미러(804)를 갖는다. 플라즈마 광원(801) 및 집광기 미러(802)를 포함하는 광원 유닛의 광은 필드 파셋 미러(803) 상에 지향된다. 광로 내에서 동공 파셋 미러(804)의 하류측에는 미러(805)와 미러(806)가 배열된다. 광로 내에서 그 다음에는 편향 미러(807)가 배열되는데, 이 편향 미러는 그 위에 입사된 방사선을 6개의 미러(851 내지 856)를 포함하는 투영 렌즈의 대물 평면 내에 대물 필드 상에 지향한다. 대물 필드의 위치에서 마스크 테이블(820) 상에는 반사 구조체 지지 마스크(821)가 배열되는데, 이 마스크의 화상은 투영 렌즈의 보조로 화상 평면 내에 투영되고, 이 화상 평면에는 감광층(포토레지스트)으로 코팅된 기판(861)이 웨이퍼 테이블(860) 상에 위치되어 있다.

도 8로부터의 투영 노광 장치(800)에서 본 발명의 구현예는 단지 예로서, 광학 요소가 본 명세서에 설명된 방식으로 제어되기 때문에, 필드 파셋 미러(803)의 또는 동공 파셋 미러(804)의 개별 미러 요소 또는 미러 파셋의 온도에 의해 발생할 수도 있다. 그러나, 본 발명은 이 용례에 한정되는 것은 아니고, 임의의 다른 원하는 광학 요소에 적용될 수 있다. 동시에, 용례는 반사 광학 요소에 한정되는 것은 아니고, 대신에 임의의 다른 원하는 광학 요소(예를 들어, 250 nm 미만, 특히 200 nm 미만에서 DUV 범위 내에서 작동을 위한 굴절 광학 요소)와 함께 또한 가능하다.

본 발명이 특정 실시예에 기초하여 설명되었지만, 수많은 변형 및 대안 실시예가 예를 들어 개별 실시예의 특징을 조합하고 그리고/또는 교환함으로써 통상의 기술자에게 명백하다. 이에 따라, 이러한 변형 및 대안 실시예는 또한 본 발명에 의해 커버되고, 본 발명의 범주는 단지 첨부된 특허 청구범위 및 이들의 등가물의 제약에 의해서만 제한된다는 것이 통상의 기술자에게 자명하다.

Claims

특히 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치 내의 광학 시스템의 서브조립체이며,
· 요소(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70), 및
· 상기 요소의 온도를 제어하기 위한 적어도 하나의 온도-제어 디바이스를 갖고,
· 상기 온도-제어 디바이스는 적어도 하나의 튜브형 부분을 갖는 폐쇄 회로에 냉각 매체를 갖고, 상기 냉각 매체가 2상 전이를 수행하면서 상기 튜브형 부분 내의 요소로 또는 그로부터 이격되게 운반 가능하고,
· 가열 디바이스(15, 25)가 상기 냉각 매체를 가열함으로써 상기 냉각 매체의 운반을 중단하기 위해 제공되는 서브조립체.
제1항에 있어서, 상기 가열 디바이스(15, 25)는 전기 가열 디바이스인 것을 특징으로 하는 서브조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 튜브형 부분은 탄성 변형 가능한 것을 특징으로 하는 서브조립체.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 튜브형 부분의 길이와 외경 사이의 비는 적어도 5:1, 특히 적어도 10:1인 것을 특징으로 하는 서브조립체.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 튜브형 부분의 길이와 외경 사이의 비는 적어도 50:1, 특히 적어도 80:1인
것을 특징으로 하는 서브조립체.
특히 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치 내의 광학 시스템의 서브조립체이며,
· 요소(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70), 및
· 상기 요소의 온도를 제어하기 위한 적어도 하나의 온도-제어 디바이스를 갖고,
· 상기 온도-제어 디바이스는 적어도 하나의 튜브형 부분을 갖는 폐쇄 회로에 냉각 매체를 갖고, 상기 냉각 매체가 2상 전이를 수행하면서 상기 튜브형 부분 내의 요소로 또는 그로부터 이격되게 운반 가능하고,
· 상기 튜브형 부분은 탄성 변형 가능한 서브조립체.
특히 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치 내의 광학 시스템의 서브조립체이며,
· 요소(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70), 및
· 상기 요소의 온도를 제어하기 위한 적어도 하나의 온도-제어 디바이스를 갖고,
· 상기 온도-제어 디바이스는 적어도 하나의 튜브형 부분을 갖는 폐쇄 회로에 냉각 매체를 갖고, 상기 냉각 매체는 2상 전이를 수행하면서 상기 튜브형 부분 내의 요소로 또는 그로부터 이겨되게 운반 가능하고,
· 상기 튜브형 부분의 길이와 외경 사이의 비는 적어도 50:1인 서브조립체.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 서브조립체는 적어도 1 자유도에서 상기 요소의 조정을 허용하는 적어도 하나의 굴곡부(26, 36, 46, 56, 66, 76)를 갖는 것을 특징으로 하는 서브조립체.
제8항에 있어서, 상기 굴곡부(26, 56, 66)는 튜브형 부분에 형성되는 것을 특징으로 하는 서브조립체.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 튜브형 부분은 가변 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 서브조립체.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 펌핑 디바이스가 또한 제공되는 것을 특징으로 하는 서브조립체.
제11항에 있어서, 상기 펌핑 디바이스는 상기 회로 내에 존재하는 냉각 매체 압력을 조작하기 위해 구성되는 것을 특징으로 하는 서브조립체.
제11항에 있어서, 상기 펌핑 디바이스는 제1 회로와 열교환하는 2차 회로 내에 제공되는 것을 특징으로 하는 서브조립체.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 온도-제어 디바이스는 히트 파이프(13, 33, 43, 63, 73)로서 구성되는 것을 특징으로 하는 서브조립체.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 온도-제어 디바이스는 2상 열사이펀(23, 53)으로서 구성되는 것을 특징으로 하는 서브조립체.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 특히 매트릭스형 배열의 복수의 온도-제어 디바이스를 갖는 것을 특징으로 하는 서브조립체.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 요소(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70)는 반사 광학 요소인 것을 특징으로 하는 서브조립체.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 요소는 EUV 광원의 집광기 미러인 것을 특징으로 하는 서브조립체.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 요소는 마이크로리소그래픽 마스크인 것을 특징으로 하는 서브조립체.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 요소(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70)는 서로 독립적으로 조정 가능한 복수의 미러 요소를 포함하는 미러 장치의 미러 요소인 것을 특징으로 하는 서브조립체.
제20항에 있어서, 상기 미러 장치는 파셋 미러, 특히 필드 파셋 미러(803) 또는 동공 파셋 미러(804)인 것을 특징으로 하는 서브조립체.
제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 요소(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70)는 30 nm 미만, 특히 15 nm 미만의 작동 파장에 대해 설계되는 것을 특징으로 하는 서브조립체.
마이크로리소그래픽 투영 노광 장치, 특히, 특히 조명 디바이스 또는 투영 렌즈의 광학 시스템이며, 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 따른 서브조립체를 갖는 광학 시스템.
제23항에 따른 광학 시스템을 갖는 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치(800).