KR20170132086A

KR20170132086A - 보유 디바이스, 리소그래피 디바이스 및 물품 제조 방법

Info

Publication number: KR20170132086A
Application number: KR1020170059890A
Authority: KR
Inventors: 아키히토 하시모토; 쵸쇼쿠 사이; 스나오 엔도
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2016-05-23
Filing date: 2017-05-15
Publication date: 2017-12-01
Also published as: CN107422608B; CN107422608A; KR102198592B1; JP2017211409A

Abstract

광학 소자의 원주 부분에 제공된 복수의 보유 부분을 사용하여 베이스 부재에 광학 소자를 보유하도록 구성된 보유 디바이스이며, 복수의 보유 부분은 광학 소자를 6 자유도로 보유하도록 구성된 복수의 제1 보유 부분과, 6 자유도 중에서 광학 소자의 광학 축 방향의 자유도를 규제하도록 구성된 복수의 제2 보유 부분을 포함하고, 복수의 제2 보유 부분에 의해 광학 소자의 광학 축 방향의 자유도를 규제하도록 사용되는 힘은 다른 자유도를 규제하도록 사용되는 힘보다 크다.

Description

보유 디바이스, 리소그래피 디바이스 및 물품 제조 방법{HOLDING DEVICE, LITHOGRAPHIC DEVICE, AND ARTICLE MANUFACTURING METHOD}

본 발명은, 보유 디바이스, 리소그래피 디바이스 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.

반도체 디바이스 등을 제조하기 위해 사용되는 리소그래피 디바이스나 천체 망원경 등에 사용되는 광학 소자를, 그 위치 및 자세가 조정될 수 있도록, 또한 의도하지 않는 변형이 발생하지 않도록 보유하기 위한 기술이 요구되고 있다. 미국 특허 번호 6873478 명세서의 렌즈 마운트는, 광학 소자가 광학 소자 상의 클램핑력을 감소시키면서 6 자유도로 제어되게 하도록 구성된다.

그러나, 전술된 렌즈 마운트는 감소된 클램핑력을 가지기 때문에, 렌즈 마운트는 외부의 진동에 의해 쉽게 영향을 받는다. 진동의 영향을 억제하기 위해 클램프 힘이 강화(과-구속)되는 경우, 광학 소자가 변형될 수 있고, 그러므로 광학 소자가 탈착되었을 때의 위치 재현성이 저하될 수 있다.

본 발명은, 예를 들어 외측으로부터의 진동에 의해 쉽게 영향을 받지 않는 보유 디바이스를 제공한다.

본 발명의 보유 디바이스는 광학 소자의 원주 부분에 제공된 복수의 보유 부분을 사용하여 베이스 부재에 광학 소자를 보유하도록 구성된 보유 디바이스이며, 복수의 보유 부분은 광학 소자를 6 자유도로 보유하도록 구성된 복수의 제1 보유 부분과, 6 자유도 중에서 광학 소자의 광학 축 방향의 자유도를 규제하도록 구성된 복수의 제2 보유 부분을 포함하고, 복수의 제2 보유 부분에 의해 광학 소자의 광학 축 방향의 자유도를 규제하도록 사용되는 힘은 다른 자유도를 규제하도록 사용되는 힘보다 크다.

본 발명의 추가적인 특징은 첨부된 도면을 참조하여 예시적인 실시예의 후속하는 설명으로부터 명확해질 것이다.

도 1은 제1 실시예에 관한 보유 디바이스의 개략도이다.
도 2는 제1 보유 부분의 세부사항을 도시하는 도면이다.
도 3은 제2 보유 부분의 세부사항을 도시하는 도면이다.
도 4는 제1 실시예에 관한 보유 디바이스를 Z 방향으로부터 본 도면이다.
도 5는 보유된 광학 소자의 진동 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 제2 실시예에 관한 제2 보유 부분을 도시하는 도면이다.
도 7은 제3 실시예에 관한 제2 보유 부분을 도시하는 도면이다.

이하에서, 본 발명을 실시하기 위한 모드가 도면 등을 참조하여 설명될 것이다.

(제1 실시예)

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 보유 디바이스의 개략도이다. 보유 디바이스는 제1 보유 부분(100)과, 제2 보유 부분(200)을 가지며, 광학 소자(300)를 보유한다. 제1 보유 부분(100) 및 제2 보유 부분(200) 중 하나는 광학 소자(300)의 원주 부분에 고정되고, 그 중 다른 하나는 지지부(베이스 부재)(400)에 고정된다. 본 실시예에서는, 광학 소자(300)로서 원형 소자가 사용되고 있지만 직사각형 형상이나 다각형과 같은 다른 형상도 적용될 수 있다. 또한, 보유 디바이스는 노광에 의해 몰드 상에 형성된 패턴을 전사하는 노광 디바이스와 기판 상에 임프린트 재료(레지스트)의 패턴을 형성하는 임프린트 디바이스와 같은 리소그래피 디바이스, 천체 망원경 등에도 적용될 수 있다. 지지부(400)는, 노광 디바이스에 적용될 때 노광광을 투영하도록 구성된 광학 시스템의 내측에 제공된다. 또한, 지지부(400)는, 높은 고유 진동수를 가지도록(진동하기 어렵게 함) 주물이나 표면 판 등이 바람직하다.

도 2는 제1 보유 부분(100)의 세부사항을 도시하는 도면이다. 제1 보유 부분(100)은 프레임(110 , 111) 및 탄성 부분(112 , 113)의 세트를 하나의 다리로서 가지는 바이 포드형의 보유 부분이며, 광학 소자(300)가 6 자유도(X, Y, Z, θX, θY, θZ)로 자세의 변화를 가지는 것을 허용하도록 구성된 소위 교차 기구이다. 여기서, 광학 소자(300)의 표면에 수직인 방향은 Z 방향으로 설정되고, 이 방향에 수직인 방향은 각각 X 방향 및 Y 방향으로 설정된다다. 제1 보유 부분(100)의 일단부는 광학 소자(300)에 고정된 플랜지(310)에 부착된다. 플랜지(310)는 제1 보유 부분(100)과 일체화될 수 있다. 또한, 이 경우 플랜지(310)는 광학 소자(300)에 부착된다. 광학 소자(300)를 수평하게 지지하기 위해서, 다리 사이의 각도는 플랜지(310)의 중심선이 각도의 이등분선이도록 형성된다. 또한, 본 실시예에서는, 제1 보유 부분(100)이 광학 소자(300)를 중심으로 120도만큼 분리된 세 위치에서 광학 소자(300)를 둘러싸도록 제공된다. 다리에 의해 형성된 각도나 제1 보유 부분(100)의 배치는, 광학 소자(300)의 두께나 무게 중심의 위치 등을 사용하여 조정될 수 있음을 유의한다.

제1 보유 부분(100)은 전술된 구성뿐만 아니라 다리를 연결하도록 구성된 마운트(114)와, 마운트(114) 및 플랜지(310)를 연결하도록 구성된 연결 부분(115)을 갖는다. 이러한 구성에 의해, 광학 소자(300)의 반경 방향(Y 방향)의 팽창을 통해 제1 보유 부분(100)이 받는 힘을 제거할 수 있다.

도 3은 제2 보유 부분(200)의 세부사항을 도시하는 도면이다. 제2 보유 부분(200)은 탄성 부분(210)과 부착 부분(220)을 갖는다. 개구(OP₁)가 탄성 부분(210)에 제공된다. 탄성 부분(210)과 부착 부분(220)은 일체형 부재일 수도 있다. 본 실시예에서는, 탄성 부분(210)으로서 판 스프링이 사용된다. 탄성 부분(210)은 Z 방향으로 길고, X 방향으로 짧은 직사각형의 판 스프링이며, Y 방향의 길이(두께)는 X 방향의 길이보다도 짧다. 판 스프링의 재료로서 열 변형을 고려하여 SUS304와 같은 오스테나이트계 스테인리스강이 사용될 수 있다.

본 실시예에서, 제2 보유 부분(200)은 나사를 사용하여 광학 소자(300)에 고정된다. 각각의 개구(OP₁)의 형상은, 나사가 X 방향에서 개구(OP₁)와 접촉하도록, 그리고 Z 방향인 위치에서 임의의 개수의 나사가 조여지는 것이 가능하도록 대응하게 형성된다. 즉, 개구(OP₁)는 Z 방향으로 긴 형상을 가진다. 지지부(400)에 고정된 광학 소자(300)의 위치 변위가 반송 중 일어날 수 있다. 특히 광학 축 방향(Z 방향)에서의 광학 소자(300)의 위치 변위에 의해 광학 특성이 매우 영향받게 된다. 전술된 구성에 따라서, Z 방향의 그의 위치를 조정함으로써 이러한 위치 변위가 수정될 수 있다. 또한, Z 방향에서의 과-구속은 느슨해질 수 있고 변형이 억제될 수 있다. 부착 부분(220)은 두께를 갖는 블록 형상을 가지고, 지지부(400)에 대하여 고정 혹은 마찰을 통해 보유된다.

전술된 구성에 의해, 제2 보유 부분(200)의 경우, Z 방향의 이동을 규제하도록 사용되는 구속력이 유지되는 동안 X 방향 및 Y 방향으로의 이동을 규제하도록 사용되는 구속력은 탄성 부분(210)의 탄성력으로 인해 Z 방향의 구속력에 비해 약하다. 그러므로, 광학 소자(300)와 제1 보유 부분(100)으로 구성되는 시스템의 고유 진동수가 개선되면서(쉽게 진동하지 않으면서), 광학 소자(300)에 대한 과-구속으로 인한 변형 및 위치 재현성의 저하가 억제될 수 있다.

도 4는, 제1 실시예에 관한 보유 디바이스를 Z 방향으로부터 볼 때의 도면이다. 도 4에서 도시된 바와 같이, 복수의 제2 보유 부분(200)은 광학 소자(300)의 원주 방향으로 제1 보유 부분들(100)의 사이에서 광학 소자(300)의 측방향 표면에 부착된다. 제2 보유 부분(200)의 개수는 이것에 제한되지 않는다. 또한, 하나 또는 복수의 제2 보유 부분이 필요성과 공간의 규제가 허용하하기만 하다면 배치될 수 있다.

도 5는 본 실시예의 보유 디바이스에 의해 보유되는 광학 소자의 진동 상태를 도시한 도면이다. 도 5는 제1 보유 부분(100) 및 제2 보유 부분(200)에 보유된 광학 소자(300)를 Y 방향으로부터 본 도면이다. 설명을 용이하게 하기 위하여, 복수의 보유 부분 중 일부만이 도시된다. 여기서, 광학 소자(300)의 광학 성능에 상당히 기여하는 진동 구성요소로서 X 방향의 진동(V_x), Z 방향의 진동(V_z), 그리고 Y축을 회전축으로 사용하는 진동(V_θy)이 설명될 것이다.

제1 보유 부분(100)은 광학 소자(300)의 6 자유도로의 자세의 변화를 허용한다. 그러므로, 제1 보유 부분(100)만을 사용한 보유의 수행시 외측으로부터의 진동 등으로 인해 Z 방향의 위치 변위가 더 쉽게 발생한다. 본 실시예에서, 제2 보유 부분(200)을 추가함으로써 Z 방향의 이동을 규제하도록 사용되는 구속력이 광학 소자(300)에 제공된다. 그러므로, Z 방향의 진동(V_z)이 억제될 수 있다. 또한, Z 방향의 진동(V_z)의 억제력은 X 방향의 진동(Vx) 및, Y축을 회전축으로서 사용하는 진동(V_θy)의 억제에도 기여한다.

또한, 광학 소자(300)의 변형에 관하여, 전술한 바와 같이, 제2 보유 부분(200)의 경우, X 방향 및 Y 방향으로의 이동을 규제하도록 사용되는 구속력이 Z 방향의 구속력에 비해 약하다. 그러므로, 변형은 광학 소자(300)의 과-구속 없이 억제된다. 본 실시예에 따르면, 외측으로부터의 진동에 쉽게 영향을 받지 않는 보유 디바이스가 제공될 수 있다.

(제2 실시예)

제2 보유 부분(200)은 Z 방향의 구속력이 강하고 다른 방향의 구속력이 Z 방향의 구속력보다도 약하기만 하다면 채택될 수 있다. 도 6은 제2 실시예에 관한 제2 보유 부분(500)을 도시하는 도면이다. 도 6에 도시되는 제2 보유 부분(500)은 부착 부분(510)과 탄성 힌지(520, 540)와 프레임(530, 550)을 포함한다. 전술된 개구(OP₁)와 유사한 개구(OP₂)가 부착 부분(510)에 제공된다. 제2 보유 부분(500)은 부착 부분(510)을 통해 광학 소자(300)에 고정되며, 프레임(550)을 통하여 지지부(400)에 고정된다. 탄성 힌지(520)는 부착 부분(510)과 프레임(530)을, Z 방향의 상대 거리가 변화하지 않도록 연결하고, 탄성 힌지(540)는 프레임(530, 550)을, Z 방향의 상대 거리가 변화하지 않도록 연결한다. 또한, 탄성 힌지(520, 540)는 X 방향이나 Y 방향의 이동, 그리고 Z축 둘레의 회전을 규제하지 않는다. 전술된 제2 보유 부분(500)이 사용되는 경우, 제1 실시예의 그것과 유사한 효과가 획득될 수 있다.

(제3 실시예)

도 7은 제3 실시예에 관련된 제2 보유 부분(600)을 도시하는 도면이다. 도 7에 도시된 제2 보유 부분(600)은 부착 부분(610)과, 탄성 로드부(620)와, 프레임(630)을 포함한다. 전술된 개구(OP₁)와 유사한 개구(OP₃)가 부착 부분(610)에 제공된다. 제2 보유 부분(600)은 부착 부분(610)을 통해 광학 소자(300)에 고정되며 프레임(630)을 통해 지지부(400)에 고정된다. 탄성 로드부(620)는 부착 부분(610)과 프레임(630)을, Z 방향의 상대 거리가 변하지 않도록 연결하고, X 방향이나 Y 방향의 이동 및 Z축둘레의 회전을 규제하지 않는다. 전술된 제2 보유 부분(600)이 사용되는 경우, 제1 실시예의 그것과 유사한 효과가 얻어질 수 있다.

제1 보유 부분(100)은 바이 포드형의 보유 부분에 제한되지 않으며, 보유 부분이 6 자유도의 자세 변화를 허용하기만 한다면 채택될 수 있다는 것을 유의한다. 또한, 전술된 실시예에서, 광학 소자(300)가 직접 보유되는 경우가 설명되었지만, 본 경우 광학 소자(300)를 고정하도록 구성된 고정 부분의 보유부와 같이 광학 소자(300)를 간접적으로 보유하는 경우에도 적용될 수 있다. 고정 부분은 열로 인한 변형을 최소화하기 위해서 저열 팽창 재료로 바람직하게 만들어진다.

(물품 제조 방법)

본 발명의 실시예에 따른 물품 제조 방법은 예컨대 반도체 디바이스 등과 같은 물품 또는 마이크로구조를 가지는 소자와 같은 물품을 제조하는 것에 바람직하다. 본 실시예의 물품 제조 방법은 전술된 노광 장치를 사용하여 전술된 보유 디바이스에 의해 보유되는 기판 상에 패턴을 형성하는(노광시키는) 단계; 그리고 이전 단계에서 패턴이 형성된 기판을 처리하는(현상하는) 단계를 포함한다. 리소그래피 장치가 임프린트 장치인 경우, 물품 제조 방법은 예컨대 현상 단계 대신에 잔여막을 제거하는 단계를 포함한다. 또한, 물품 제조 방법은 다른 공지된 단계(산화, 막 형성, 증착, 도핑, 평탄화, 에칭, 레지스트 박리, 다이싱, 본딩, 및 패키징)를 포함할 수 있다. 본 실시예의 물품 제조 방법은 성능, 질, 생산성 및 물품의 생산 가격 중 적어도 하나에서, 종래의 물품 생산 방법과 비교할 때 이점을 가진다.

본 발명은 예시적 실시예를 참조로 설명되었지만, 본 발명은 개시된 예시적 실시예에 제한되지 않음을 이해해야 한다. 이하의 청구항의 범주는 그러한 변경예 및 등가적 구조예 및 기능예 모두를 포함하도록 가장 광의의 해석에 따라야 한다.

본 출원은, 그 전문이 본원에 참조로서 포함된, 2016년 5월 23일에 출원된 일본 특허 출원 번호 2016-102276의 혜택을 주장한다.

Claims

광학 소자의 원주 부분에 제공된 복수의 보유 부분을 사용하여 베이스 부재에 상기 광학 소자를 보유하도록 구성된 보유 디바이스이며,
상기 복수의 보유 부분은 6 자유도로 상기 광학 소자를 보유하도록 구성된 복수의 제1 보유 부분과 상기 6 자유도 중 상기 광학 소자의 광학 축 방향의 자유도를 규제하도록 구성된 복수의 제2 보유 부분을 포함하고,
상기 복수의 제2 보유 부분에 의해서, 상기 광학 소자의 상기 광학 축 방향의 상기 자유도를 규제하도록 사용된 힘이 다른 자유도를 규제하도록 사용된 힘보다 큰 보유 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 복수의 제2 보유 부분이 제공된 개구를 사용함으로써 상기 광학 소자에 고정되고, 상기 개구의 상기 광학 축 방향으로의 길이는 상기 원주 부분을 따르는 방향으로의 길이보다 큰 상기 보유 디바이스.
제2항에 있어서, 상기 복수의 제2 보유 부분은 상기 개구를 통해 나사를 사용하여 상기 광학 소자에 고정되고, 상기 개구의 상기 광학 축 방향으로의 길이는 상기 나사의 직경보다 큰 보유 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 복수의 제2 보유 부분은 탄성 부분을 갖고, 상기 탄성 부분은 상기 광학 축 방향으로 탄성력을 가지지 않는 판 스프링인 상기 보유 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 복수의 제2 보유 부분은 탄성 부분을 갖고, 상기 탄성 부분은 탄성 힌지를 갖는 상기 보유 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 복수의 제2 보유 부분은 탄성 부분을 갖고, 상기 탄성 부분은 탄성 로드를 가지는 상기 보유 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 복수의 제1 보유 부분은 탄성 부분을 통해 상기 베이스 부재에 연결되는 복수의 제1 부재와 상기 광학 소자에 연결되는 제2 부재를 포함하는 상기 보유 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 복수의 제1 보유 부분은 상기 광학 소자의 무게 중심 위치에 기초하여 상기 원주 부분에 제공되는 상기 보유 디바이스.
광학 소자를 가지는 광학 시스템을 포함하는 리소그래피 디바이스이며,
상기 광학 소자 중 적어도 하나가 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따르는 상기 보유 디바이스에 의해 보유되는 리소그래피 디바이스.
물품을 제조하기 위한 방법이며, 상기 물품 제조 방법은:
리소그래피 디바이스를 사용하여 기판 상에 패턴을 형성하는 단계; 그리고
상기 물품을 제조하기 위해, 상기 패턴이 형성된 상기 기판을 처리하는 단계를 포함하고,
상기 리소그래피 디바이스는 보유 디바이스에 의해 보유되는 광학 소자를 포함하는 광학 시스템을 포함하며,
상기 형성하는 단계에서, 상기 보유 디바이스는 상기 광학 소자의 원주 부분에 제공된 복수의 보유 부분을 사용하여 베이스 부재에 상기 광학 소자를 보유하도록 구성되고,
상기 복수의 보유 부분은 6 자유도로 상기 광학 소자를 보유하도록 구성된 복수의 제1 보유 부분과 상기 6 자유도 중 상기 광학 소자의 광학 축 방향의 상기 자유도를 규제하도록 구성된 복수의 제2 보유 부분을 포함하고,
상기 복수의 제2 보유 부분에 의해서, 상기 광학 소자의 상기 광학 축 방향의 상기 자유도를 규제하도록 사용된 힘이 다른 자유도를 규제하도록 사용된 힘보다 큰 물품 제조 방법.