KR20220108720A

KR20220108720A - 광학계, 노광 장치 및 물품 제조 방법

Info

Publication number: KR20220108720A
Application number: KR1020220006331A
Authority: KR
Inventors: 도모키 유이; 마사토 하기리; 가즈키 기무라; 도모후미 니시카와라; 미츠루 세키; 교헤이 시라하타
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2021-01-27
Filing date: 2022-01-17
Publication date: 2022-08-03
Also published as: CN114815514A; TW202230046A; JP2022114974A

Abstract

제1 광학 소자 및 제2 광학 소자를 포함하는 광학계는, 상기 제1 광학 소자를 지지하는 복수의 제1 지지부와, 상기 제2 광학 소자를 지지하는 복수의 제2 지지부와, 상기 복수의 제1 지지부의 위치를 각각 조정하는 복수의 제1 리니어 조정 기구와, 상기 복수의 제2 지지부의 위치를 각각 조정하는 복수의 제2 리니어 조정 기구를 구비한다. 상기 복수의 제1 리니어 조정 기구에 의한 상기 복수의 제1 지지부의 위치의 조정에 의해, 상기 제1 광학 소자가 적어도 제1 축에 관하여 조정되고, 상기 복수의 제2 리니어 조정 기구에 의한 상기 복수의 제2 지지부의 위치의 조정에 의해, 상기 제2 광학 소자가, 적어도 상기 제1 축과는 다른 제2 축에 관하여 조정된다.

Description

광학계, 노광 장치 및 물품 제조 방법{OPTICAL SYSTEM, EXPOSURE APPARATUS AND ARTICLE MANUFACTURING METHOD}

본 발명은, 광학계, 노광 장치 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.

특허문헌 1에는, 원판의 패턴을 기판에 투영하는 투영 광학계가 기재되어 있다. 해당 투영 광학계는, 원판과 기판 사이의 광로 중에 배치된 제1 오목면 미러, 볼록면 미러, 제2 오목면 미러와, 제1 오목면 미러 및 제2 오목면 미러를 지지하는 지지 기구를 구비하고 있다. 해당 지지 기구는, 상부 부재, 중간단 부재, 하부 부재 및 그들의 단부를 연결하는 측부 부재를 포함하는 선반 형상의 프레임체를 포함하고, 해당 제1 오목면 미러는, 해당 상부 부재 및 해당 중간단 부재에 의해 지지되고, 해당 제2 오목면 미러는, 해당 하부 부재에 의해 지지된다. 이러한 구성에 의해 제1 오목면 미러 및 제2 오목면 미러의 독립된 위치 어긋남에 의한 결상 성능의 저하가 억제된다.

제1 광학 소자 및 제2 광학 소자를 갖는 광학계에 있어서, 제1 광학 소자와 제2 광학 소자의 상대적인 배치를 조정 가능한 구성은, 광학계의 광학 성능을 조정하기 위해 중요하다. 특허문헌 1에서는, 제1 오목면 미러와 제2 오목면 미러의 상대적인 배치를 조정하는 것에 대해서는 언급되어 있지 않다.

본 발명은, 광학계를 구성하는 제1 광학 소자와 제2 광학 소자의 상대적인 배치를 조정하기 위해 유리한 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제1 측면은, 제1 광학 소자 및 제2 광학 소자를 포함하는 광학계에 관한 것으로, 상기 광학계는, 상기 제1 광학 소자를 지지하는 복수의 제1 지지부와, 상기 제2 광학 소자를 지지하는 복수의 제2 지지부와, 상기 복수의 제1 지지부의 위치를 각각 조정하는 복수의 제1 리니어 조정 기구와, 상기 복수의 제2 지지부의 위치를 각각 조정하는 복수의 제2 리니어 조정 기구를 구비하고, 상기 복수의 제1 리니어 조정 기구에 의한 상기 복수의 제1 지지부의 위치의 조정에 의해, 상기 제1 광학 소자가 적어도 제1 축에 관하여 조정되고, 상기 복수의 제2 리니어 조정 기구에 의한 상기 복수의 제2 지지부의 위치의 조정에 의해, 상기 제2 광학 소자가, 적어도 상기 제1 축과는 다른 제2 축에 관하여 조정된다.

본 발명의 제2 측면은, 노광 장치에 관한 것으로, 상기 노광 장치는, 원판의 패턴을 기판에 투영하는 투영 광학계로서 구성된 상기 제1 측면에 관한 광학계와, 상기 원판을 보유 지지하는 원판 스테이지와, 상기 기판을 보유 지지하는 기판 스테이지와, 상기 원판을 조명하는 조명 광학계를 구비한다.

본 발명의 제3 측면은, 물품 제조 방법에 관한 것으로, 상기 물품 제조 방법은, 상기 제2 측면에 관한 노광 장치를 사용하여 기판을 노광하는 노광 공정과, 상기 노광 공정에서 노광된 상기 기판을 현상하는 현상 공정과, 상기 현상 공정을 거친 상기 기판을 처리하여 물품을 얻는 처리 공정을 포함한다.

본 발명에 따르면, 광학계를 구성하는 제1 광학 소자와 제2 광학 소자의 상대적인 배치를 조정하기 위해 유리한 기술이 제공된다.

도 1은 제1 실시 형태의 광학계의 구성을 도시하는 도면.
도 2는 제2 실시 형태의 광학계의 구성을 도시하는 도면.
도 3은 제1 광학 소자 및 제2 광학 소자의 구성예를 도시하는 사시도.
도 4는 제1 지지부의 구성예를 도시하는 도면.
도 5는 제2 지지부의 구성예를 도시하는 도면.
도 6은 리니어 조정 기구의 구성예를 도시하는 도면.
도 7은 노광 장치의 구성예를 도시하는 도면.

이하, 첨부 도면을 참조하여 실시 형태를 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태는 특허 청구의 범위에 관한 발명을 한정하는 것은 아니다. 실시 형태에는 복수의 특징이 기재되어 있지만, 이들 복수의 특징 전부가 발명에 필수적인 것만은 아니며, 또한 복수의 특징은 임의로 조합되어도 된다. 또한, 첨부 도면에 있어서는, 동일 혹은 마찬가지의 구성에 동일한 참조 번호를 붙이고, 중복된 설명은 생략한다.

본 명세서 및 도면에 있어서, 방향은 XYZ 좌표계에 있어서 도시된다. XYZ 좌표계의 Z축은, 예를 들어 연직 방향에 평행하다. 특허 청구의 범위에 기재되어 있는 제1 축, 제2 축, 제3 축은, Y축, X축, Z축에 각각 대응할 수 있다. 제1 축, 제2 축, 제3 축은, 서로 다른 축, 예를 들어 서로 직교하는 축을 설명하기 위해 사용되는 용어이다.

도 1의 (a), (b)는 제1 실시 형태의 광학계(100)의 구성을 도시하는 측면도, 단면도이다. 도 1의 (b)는 도 1의 (a)에 있어서의 쇄선에 의해 광학계(100)를 절단한 단면을 도시하고 있다. 광학계(100)는, 예를 들어 노광 장치에 있어서의 투영 광학계, 즉, 원판의 패턴을 기판에 투영하는 투영 광학계로서 적용될 수 있다. 광학계(100)는, 제1 광학 소자(1) 및 제2 광학 소자(2)를 구비할 수 있다. 광학계(100)의 물체면을 사출한 광은, 제1 광학 소자(1)에 입사한 후에 제2 광학 소자(2)에 입사하고, 광학계(100)의 상면(像面)에 입사할 수 있다. 다른 관점에 있어서, 광학계(100)의 물체면과 상면 사이의 광로에 제1 광학 소자(1)가 배치되고, 해당 광로에 있어서의 제1 광학 소자(1)와 상면 사이에 제2 광학 소자(2)가 배치될 수 있다.

제1 광학 소자(1) 및 제2 광학 소자(2)는, 수차를 적어도 부분적으로 상쇄 가능할 수 있다. 제1 광학 소자(1) 및 제2 광학 소자(2)에 의해 수차가 적어도 부분적으로 상쇄되는 기능은, 제1 광학 소자(1)와 제2 광학 소자(2)의 상대 배치가 목표 상대 배치로 조정됨으로써 실현될 수 있다. 해당 수차는, 예를 들어 배율 수차 및 왜곡 수차를 포함할 수 있는데, 다른 수차여도 된다.

광학계(100)는, 제1 광학 소자(1)를 지지하는 복수의 제1 지지부로서, 예를 들어 복수의 제1 지지부(105)와, 하나 또는 복수의 제1 지지부(106)를 구비할 수 있다. 복수의 제1 지지부(105)는, 제1 광학 소자(1)를 하방으로부터 지지할 수 있다. 하나 또는 복수의 제1 지지부(106)는, 제1 광학 소자(1)를 그 상방에 있어서 지지할 수 있다. 광학계(100)는, 제2 광학 소자(2)를 지지하는 복수의 제2 지지부로서, 예를 들어 2개의 제2 지지부(110)를 구비할 수 있다. 복수의 제2 지지부(110, 110)는, 제2 광학 소자(2)를 하방으로부터 지지할 수 있다. 광학계(100)는, 제2 광학 소자(2)를 지지하는 하나 또는 복수의 제3 지지부(111)를 구비해도 된다. 하나 또는 복수의 제3 지지부(111)는, 제2 광학 소자(2)를 그 상방에 있어서 지지할 수 있다.

도 3에 예시되는 바와 같이, 제1 광학 소자(1)의 외형은, 제1 원호(401)와 제1 현(402)에 의해 규정되는 도형으로부터 제1 현(402)의 일단측의 제1 부분(411)과 제1 현(402)의 타단측의 제2 부분(412)을 절결한 형상을 가질 수 있다. 제1 광학 소자(1)는, 복수의 제1 지지부(105, 105, 106)에 의해 지지되는 제1 피지지부(421), 제2 피지지부(422) 및 제3 피지지부(423)를 포함할 수 있다. 제1 피지지부(421)는, 제1 부분(411)에 배치되며 복수의 제1 지지부(105, 105, 106) 중 하나의 제1 지지부(105)에 의해 지지될 수 있다. 제2 피지지부(422)는, 제2 부분(412)에 배치되며 복수의 제1 지지부(105, 105, 106) 중 다른 하나의 제1 지지부(105)에 의해 지지될 수 있다. 제3 피지지부(423)는, 복수의 제1 지지부(105, 105, 106) 중 또 다른 하나의 제1 지지부(106)에 의해 지지될 수 있다. 제1 광학 소자(1)는, 제1 현(402)을 하측, 제1 원호(401)를 상측으로 하도록 복수의 제1 지지부(105, 105, 106)에 의해 지지될 수 있다. 이러한 구조는, 2개의 제1 지지부(105) 및 그들의 위치를 조정하는 후술하는 제1 조정 기구(113)의 배치를 용이하게 하기 위해 유리하다.

제1 피지지부(421)는, 제1 광학 소자(1)가 복수의 제1 지지부(105, 105, 106)에 의해 지지된 상태에 있어서 수평한 피지지면을 가질 수 있다. 제2 피지지부(422)는, 제1 광학 소자(1)가 복수의 제1 지지부(105, 105, 106)에 의해 지지된 상태에 있어서 수평한 피지지면을 가질 수 있다. 이러한 수평한 피지지면은, 제1 광학 소자(1)가 복수의 제1 지지부(105, 105, 106)에 의해 지지되었을 때의 제1 광학 소자(1)의 변형을 억제하기 위해 유리하다. 제1 광학 소자(1)의 Z축 방향의 위치는, 2개의 제1 지지부(105)가 제1 광학 소자(1)를 보유 지지하기 위해 갖는 보유 지지면의 위치에 의해 정해진다.

제2 광학 소자(2)의 외형은, 제2 원호(451)와 제2 현(452)에 의해 규정되는 형상을 갖고, 제2 광학 소자(2)는 제2 원호(451)를 하측, 제2 현(452)을 상측으로 하도록 복수의 제2 지지부(110, 110, 111)에 의해 지지될 수 있다.

광학계(100)는, 제1 광학 소자(1)를 지지하는 복수의 제1 지지부(105, 105, 106)의 위치를 각각 조정하는 복수의 제1 리니어 조정 기구(113, 113, 112)를 구비할 수 있다. 복수의 제1 리니어 조정 기구(113, 113, 112)에 의한 복수의 제1 지지부(105, 105, 106)의 위치의 조정에 의해, 제1 광학 소자(1)가 적어도 Y축(제1 축)에 관하여 조정될 수 있다. 광학계(100)는, 제2 광학 소자(2)를 지지하는 복수의 제2 지지부(110, 110)의 위치를 각각 조정하는 복수의 제2 리니어 조정 기구(114, 114)를 구비할 수 있다. 광학계(100)는, 제2 광학 소자(2)를 지지하는 하나 또는 복수의 제3 지지부(111)를 조정하는 하나 또는 복수의 제3 리니어 조정 기구를 구비해도 된다. 복수의 제2 리니어 조정 기구(114, 114)에 의한 복수의 제2 지지부(110)의 위치의 조정에 의해, 제2 광학 소자(2)가 적어도 X축(제2 축)에 관하여 조정될 수 있다. 복수의 제2 리니어 조정 기구(114, 114)는, 예를 들어 중간체(117, 117)를 통해 복수의 제2 지지부(110, 110)를 지지하고, 복수의 제2 지지부(110, 110)의 위치를 조정할 수 있다.

제1 실시 형태에 있어서, 복수의 제1 리니어 조정 기구(113, 113, 112)는, 복수의 제1 리니어 조정 기구(113, 113, 112) 중 하나의 제1 리니어 조정 기구가 복수의 제1 지지부(105, 105, 106) 중 하나에 할당되도록 배치될 수 있다. 또한, 복수의 제2 리니어 조정 기구(114, 114)는, 복수의 제2 리니어 조정 기구(114, 114) 중 하나의 제2 리니어 조정 기구가 복수의 제2 지지부(110, 110) 중 하나에 할당되도록 배치될 수 있다. 다른 관점에 있어서, 복수의 제1 지지부(105, 105, 106)의 각각의 위치는, 그것에 대해 할당된 제1 리니어 조정 기구 이외에 의해서는 조정되지 않는다. 복수의 제2 지지부(110, 110)의 각각의 위치는, 그것에 대해 할당된 제2 리니어 조정 기구 이외에 의해서는 조정되지 않는다. 또 다른 관점에 있어서, 복수의 제1 리니어 조정 기구(113, 113, 112)는, Y축 방향(제1 방향)에 관해서만 조정 축을 가질 수 있고, 복수의 제2 리니어 조정 기구(114, 114)는, X축 방향(제2 방향)에 관해서만 조정 축을 가질 수 있다. 복수의 제1 리니어 조정 기구(113, 113, 112)가 복수의 제1 지지부(105, 105, 106)의 각각의 위치를 조정하는 방향은, Y축 방향(제1 방향)에 평행할 수 있다. 복수의 제2 리니어 조정 기구(114, 114)가 복수의 제2 지지부(110, 110)의 위치를 조정하는 방향은, Y축 방향(제1 방향)과 다른 X축 방향(제2 방향)에 평행할 수 있다.

광학계(100)는, 프레임체(101)를 구비하고, 프레임체(101)는 복수의 제1 리니어 조정 기구(113, 113, 112) 및 복수의 제2 리니어 조정 기구(114, 114)를 지지할 수 있다. 다른 관점에 있어서, 프레임체(101)는, 복수의 제1 지지부(105, 105, 106) 및 복수의 제2 지지부(110)를 지지한다. 또 다른 관점에 있어서, 프레임체(101)는 제1 광학 소자(1) 및 제2 광학 소자(2)를 지지한다. 복수의 제1 리니어 조정 기구(113, 113)는, 프레임체(101)에 의해 지지된 베이스(115)에 의해 지지되어도 되고, 프레임체(101)에 의해 직접적으로 지지되어도 된다. 복수의 제2 리니어 조정 기구(114, 114)는, 프레임체(101)에 의해 지지된 베이스(116)에 의해 지지되어도 되고, 프레임체(101)에 의해 직접적으로 지지되어도 된다.

광학계(100)는, 제1 광학 소자(1)의 위치 및 자세 및 제2 광학 소자(2)의 위치 및 자세를 측정하기 위한 측정 시스템을 구비할 수 있다. 그러한 측정 시스템은, 예를 들어 복수의 측거 센서(118, 119, 120)를 포함할 수 있다. 복수의 측거 센서(118, 119, 120)는, 각각 베이스(116), 베이스(115), 프레임체(101)에 설치될 수 있다. 일례에 있어서, 광학계(100)는 베이스(116)에 의해 지지된 복수의 측거 센서(118), 베이스(115)에 의해 지지된 복수의 측거 센서(119), 프레임체(101)에 의해 지지된 복수의 측거 센서(120)를 구비할 수 있다. 복수의 측거 센서(118)는, 상호의 상대 위치가 기지일 수 있다. 복수의 측거 센서(119)는, 상호의 상대 위치가 기지일 수 있다. 복수의 측거 센서(120)는, 상호의 상대 위치가 기지일 수 있다.

도 4에는 제1 지지부(105)의 구성예가 도시되어 있다. 제1 지지부(105)는, 예를 들어 제1 광학 소자(1)의 중량을 수용하는 수용 부재(102)와, 한 쌍의 규제 부재(103)와, 한 쌍의 규제 부재(103)를 연결하여 수용 부재(102)를 지지하는 연결 부재(104)를 포함할 수 있다. 수용 부재(102)는, 제1 광학 소자(1)의 제1 피지지부(421) 또는 제2 피지지부(422)의 피지지면과 접촉하여, 제1 광학 소자(1)의 Z축 방향(제3 축 방향)의 위치를 규제한다. 수용 부재(102)는, 나일론 또는 POM(폴리아세탈)으로 구성될 수 있다. 한 쌍의 규제 부재(103)는, 제1 광학 소자(1)의 Y축 방향(제1 축 방향)의 위치를 규제한다. 한 쌍의 규제 부재(103)는, 예를 들어 제1 광학 소자(1)와 접촉하는 돌기부를 갖고, 해당 돌기부는, 나일론 또는 POM(폴리아세탈)으로 구성될 수 있다. 한 쌍의 규제 부재(103)는, 예를 들어 돌기부를 지지하는 스프링부를 갖고, 제1 광학 소자(1)에 대해 그것을 사이에 끼우는 방향으로 힘을 가할 수 있다. 연결 부재(104)는, 수용 부재(102)를 통해 제1 광학 소자(1)를 지지한다.

도 5에는, 제2 지지부(110)의 구성예가 도시되어 있다. 제2 지지부(110)는, 예를 들어 제2 광학 소자(2)의 중량을 수용하는 수용 부재(107)와, 한 쌍의 규제 부재(108)와, 한 쌍의 규제 부재(108)를 연결하여 수용 부재(107)를 지지하는 연결 부재(109)를 포함할 수 있다. 수용 부재(107)는, 제2 광학 소자(2)의 외주(원호)와 접촉하여, 제2 광학 소자(2)의 Z축 방향(제3 축 방향)의 위치 및 X축 방향(제2 축 방향)의 위치를 규제한다. 수용 부재(107)는, 나일론 또는 POM(폴리아세탈)으로 구성될 수 있다. 한 쌍의 규제 부재(108)는, 제2 광학 소자(2)의 Y축 방향(제1 축 방향)의 위치를 규제한다. 한 쌍의 규제 부재(108)는, 예를 들어 제2 광학 소자(2)와 접촉하는 돌기부를 갖고, 해당 돌기부는, 나일론 또는 POM(폴리아세탈)으로 구성될 수 있다. 한 쌍의 규제 부재(108)는, 예를 들어 돌기부를 지지하는 스프링부를 갖고, 제2 광학 소자(2)에 대해 그것을 사이에 끼우는 방향으로 힘을 가할 수 있다. 연결 부재(109)는, 수용 부재(107)를 통해 제2 광학 소자(2)를 지지한다.

제1 지지부(106)는, 제1 광학 소자(1)의 상부를 지지하고, 제1 광학 소자(1)의 Y축 방향(제1 축 방향)의 위치를 규제한다. 제1 지지부(106)와 제1 광학 소자(1) 사이에는, Z축 방향에 관하여 간극이 마련될 수 있다. 이에 의해, 제1 광학 소자(1)는, X축 주위의 회전(ωX축)에 관하여 자유도가 부여될 수 있다. 제3 지지부(111)는, 제2 광학 소자(2)의 상부를 지지하고, 제2 광학 소자(2)의 Y축 방향(제1 축 방향)의 위치를 규제한다. 제3 지지부(111)와 제2 광학 소자(2) 사이에는, Z축 방향에 관하여 간극이 마련될 수 있다. 이에 의해, 제2 광학 소자(2)는 Z축에 관하여 자유도가 부여될 수 있다.

전술한 바와 같이, 복수의 제1 리니어 조정 기구(113, 113, 112)는, Y축 방향(제1 방향)에 관해서만 조정 축을 가질 수 있다. 복수의 제1 리니어 조정 기구(113, 113, 112)는, 예를 들어 리니어 가이드, 나사 기구(이송 나사 기구) 또는 탄성 힌지로 구성될 수 있는데, 다른 기구에 의해 구성되어도 된다. 복수의 제1 지지부(105, 105, 106)의 각각의 위치는, 그것에 대해 할당된 단일의 제1 리니어 조정 기구에 의해서만 조정될 수 있다. 이러한 구성은, 각 제1 지지부의 위치가 2 이상의 축을 갖는 조정 기구(예를 들어, 2 이상의 리니어 조정 기구의 조합)에 의해 조정 가능한 구성에 비해, 높은 강성으로 제1 광학 소자(1)를 지지하기 위해 유리하다.

제1 리니어 조정 기구(113, 113, 112)에 의한 제1 지지부(105, 105, 106)의 위치의 조정에 의해, 제1 광학 소자(1)가 Y축(제1 축)을 포함하는 3개의 축에 관하여 조정될 수 있다. 해당 3개의 축은, Y축(제1 축), X축(제2 축)의 주위의 회전(ωX축), Z축(제3 축)의 주위의 회전(ωZ축)일 수 있다. 여기서, 제1 조정 기구(113, 113, 112)에 의해 제1 지지부(105, 105, 106)를 각각 Y축을 따라 이동시키는 방향 및 이동량을 동일하게 함으로써 제1 광학 소자(1)를 Y축 방향을 따라 이동시킬 수 있다. 또한, 제1 조정 기구(113, 113)에 의해 제1 지지부(105, 105)를 Y축을 따라 이동시키는 방향 또는 이동량과, 제1 조정 기구(112)에 의해 제1 지지부(106)를 Y축을 따라 이동시키는 방향 또는 이동량을 다르게 할 수 있다. 이에 의해, 제1 광학 소자(1)를 X축의 주위, 즉 ωX축에 대해 회전시킬 수 있다. 또한, 하나의 제1 조정 기구(113)에 의해 제1 지지부(105, 105)를 Y축을 따라 이동시키는 방향 또는 이동량과 다른 제1 조정 기구(113)에 의해 제1 지지부(105, 105)를 Y축을 따라 이동시키는 방향 또는 이동량을 다르게 할 수 있다. 이에 의해, 제1 광학 소자(1)를 Z축의 주위, 즉 ωZ축에 대해 회전시킬 수 있다.

전술한 바와 같이, 복수의 제2 리니어 조정 기구(114, 114)는, X축 방향(제2 방향)에 관해서만 조정 축을 가질 수 있다. 복수의 제2 리니어 조정 기구(114, 114)는, 예를 들어 리니어 가이드, 나사 기구(이송 나사 기구) 또는 탄성 힌지로 구성될 수 있는데, 다른 기구에 의해 구성되어도 된다. 복수의 제2 지지부(110, 110)의 각각의 위치는, 그것에 대해 할당된 단일의 제2 리니어 조정 기구에 의해서만 조정될 수 있다. 이러한 구성은, 각 제2 지지부의 위치가 2 이상의 축을 갖는 조정 기구(예를 들어, 2 이상의 리니어 조정 기구의 조합)에 의해 조정 가능한 구성에 비해, 높은 강성으로 제2 광학 소자(2)를 지지하기 위해 유리하다.

제2 리니어 조정 기구(114, 114)에 의한 제2 지지부(110, 110)의 위치의 조정에 의해, 제2 광학 소자(2)가 X축(제2 축)을 포함하는 3개의 축에 관하여 조정될 수 있다. 제2 리니어 조정 기구(114, 114)에 의해 제2 광학 소자(2)를 조정 가능한 3개의 축은, 제1 리니어 조정 기구(113, 113, 112)에 의해 제1 광학 소자(1)를 조정 가능한 3개의 축 전부와 다를 수 있다. 제2 리니어 조정 기구(114, 114)에 의한 제2 지지부(110, 110)의 위치의 조정에 의해 제2 광학 소자(2)를 조정 가능한 3개의 축은, X축(제2 축), Z축(제3 축), Y축(제1 축) 주위의 회전(ωY축)일 수 있다.

여기서, 하나의 제2 조정 기구(113)에 의해 제2 지지부(110)를 X축을 따라 이동시키는 방향 및 이동량을 다른 제2 조정 기구(113)에 의해 제2 지지부(110)를 X축을 따라 이동시키는 방향 및 이동량과 동일하게 할 수 있다. 이에 의해 제2 광학 소자(2)를 X축 방향을 따라 이동시킬 수 있다. 또한, 하나의 제2 조정 기구(113)에 의해 제2 지지부(110)를 X축을 따라 이동시키는 이동량을 다른 제2 조정 기구(113)에 의해 제2 지지부(110)를 X축을 따라 이동시키는 이동량과 동일하게 하고, 방향을 역방향으로 할 수 있다. 이에 의해 제2 광학 소자(2)를 Z축 방향을 따라 이동시킬 수 있다. 또한, 하나의 제2 조정 기구(113)에 의해 제2 지지부(110)를 X축을 따라 이동시키는 방향 및 이동량 중 적어도 이동량을 다른 제2 조정 기구(113)에 의해 제2 지지부(110)를 X축을 따라 이동시키는 방향 및 이동량과 다르게 할 수 있다. 이에 의해 제2 광학 소자(2)를 Y축의 주위, 즉 ωY축에 대해 회전시킬 수 있다.

이상과 같은 기구에 의해, 제1 광학 소자(1) 및 제2 광학 소자(2)를 높은 강성으로 지지하면서 제1 광학 소자(1)와 제2 광학 소자(2)의 상대적인 배치를 6축(6 자유도)에 관하여 조정할 수 있다.

복수의 측거 센서(120)는, 제1 광학 소자(1)의 복수의 개소의 Y축 방향의 위치(기준 위치로부터 해당 복수의 개소까지의 Y축 방향에 있어서의 거리)를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 프로세서(PRC)는, 복수의 측거 센서(120)의 출력에 기초하여, 제1 광학 소자(1)의 ωX축, ωZ축에 관한 회전량을 얻을 수 있다. 복수의 측거 센서(119)는, 제2 광학 소자(2)의 복수의 개소의 Z축 방향의 위치(기준 위치로부터 해당 복수의 개소까지의 Z축 방향에 있어서의 거리)를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 프로세서(PRC)는, 복수의 측거 센서(119)의 출력에 기초하여, 제2 광학 소자(2)의 Z축 방향의 위치 및 ωY축에 관한 회전량을 얻을 수 있다. 복수의 측거 센서(118)는, 제2 광학 소자(2)의 복수의 개소의 X축 방향의 위치(기준 위치로부터 해당 복수의 개소까지의 X축 방향에 있어서의 거리)를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 프로세서(PRC)는, 복수의 측거 센서(118)의 출력에 기초하여, 제2 광학 소자(2)의 X축 방향의 위치를 취득할 수 있다.

프로세서(PRC)는, 광학계(100)의 결상 성능의 평가 결과에 기초하여, 제1 광학 소자(1)의 위치 및 자세를 조정하기 위해 복수의 제1 리니어 조정 기구(113, 113, 112)의 구동량을 결정할 수 있다. 프로세서(PRC)는, 광학계(100)의 결상 성능의 평가 결과에 기초하여, 제2 광학 소자(2)의 위치 및 자세를 조정하기 위해 복수의 제2 리니어 조정 기구(114, 114)의 구동량을 결정할 수 있다. 프로세서(PRC)는, 그 구동량과 측정 시스템을 사용하여 얻어지는 제1 광학 소자(1) 및 제2 광학 소자(2)의 위치 및 자세에 기초하여 복수의 제1 리니어 조정 기구(113, 113, 112) 및 복수의 제2 리니어 조정 기구(114, 114)를 피드백 제어할 수 있다. 이에 의해, 제1 광학 소자(1)와 제2 광학 소자(2)의 상대적인 배치(위치 및 자세)를 조정할 수 있다.

도 6의 (a), (b)에는, 제1 리니어 조정 기구(113) 및 제2 리니어 조정 기구(114, 114)의 구성예가 도시되어 있다. 도 6의 (a)에는 리니어 가이드가 예시되어 있다. 리니어 가이드는, 제1 지지부 또는 제2 지지부에 결합되는 이동자(301)와, 프레임체(101)측에 결합되는 고정자(302)를 포함할 수 있다. 이동자(301)는, 고정자(302)에 대해 1축 방향으로 이동 가능하다. 도 6의 (b)에는, 나사 기구가 예시되어 있다. 나사 기구는, 제1 지지부 또는 제2 지지부에 결합되는 이동자(303)와, 프레임체(101)측에 결합되는 고정자(302)와, 고정자(302)에 대해 1축 방향으로 이동자(303)를 이동시키는 나사(305)를 포함할 수 있다.

이하, 제2 실시 형태의 광학계(100)의 구성을 설명한다. 제2 실시 형태로서 언급하지 않는 사항은, 제1 실시 형태에 따를 수 있다. 도 2의 (a), (b)는 제2 실시 형태의 광학계(100)의 구성을 도시하는 측면도, 단면도이다. 도 2의 (b)는 도 2의 (a)에 있어서의 쇄선에 의해 광학계(100)를 절단한 단면을 도시하고 있다.

제2 실시 형태에서는, 제1 광학 소자(1)의 위치 및 자세 및 제2 광학 소자(2)의 위치 및 자세를 측정하기 위한 측정 시스템은, 복수의 측거 센서(120, 201, 202)를 포함한다. 제2 실시 형태에서는, 복수의 측거 센서(120, 201, 202) 전부가 프레임체(101)에 직접적으로 설치되어 있다. 복수의 측거 센서(120, 201, 202) 전부는, 프레임체(101)에 마련된 하나의 위치 기준에 대해 위치 정렬되어 있고, 복수의 측거 센서(120, 201, 202)의 모든 상호의 상대 위치가 기지이다. 따라서, 프로세서(PRC)는, 프레임체(101)의 해당 위치 기준으로 하여, 제1 광학 소자(1) 및 제2 광학 소자(2)의 위치 및 자세를 나타내는 정보를 취득할 수 있다.

복수의 측거 센서(120)는, 제1 광학 소자(1)의 복수의 개소의 Y축 방향의 위치(기준 위치로부터 해당 복수의 개소까지의 Y축 방향에 있어서의 거리)를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 프로세서(PRC)는, 복수의 측거 센서(120)의 출력에 기초하여, 제1 광학 소자(1)의 ωX축, ωZ축에 관한 회전량을 얻을 수 있다.

복수의 측거 센서(202)는, 제1 광학 소자(1) 및 제2 광학 소자(2)의 복수의 개소의 Z축 방향의 위치(기준 위치로부터 해당 복수의 개소까지의 Z축 방향에 있어서의 거리)를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 프로세서(PRC)는, 복수의 측거 센서(202)의 출력에 기초하여, 제1 광학 소자(1) 및 제2 광학 소자(2)의 Z축 방향의 위치 및 ωY축에 관한 회전량을 얻을 수 있다. 복수의 측거 센서(201)는, 제1 광학 소자(1) 및 제2 광학 소자(2)의 복수의 개소의 X축 방향의 위치(기준 위치로부터 해당 복수의 개소까지의 X축 방향에 있어서의 거리)를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 프로세서(PRC)는, 복수의 측거 센서(201)의 출력에 기초하여, 제1 광학 소자(1) 및 제2 광학 소자(2)의 X축 방향의 위치를 취득할 수 있다.

이하, 도 7을 참조하면서, 제1 실시 형태 또는 제2 실시 형태에 의해 대표되는 광학계(100)를 적용한 노광 장치(EXP)에 대해 설명한다. 노광 장치(EXP)는, 원판(50)(레티클)을 보유 지지하는 원판 스테이지(51)와, 도시하지 않은 조명 광학계에 의해 조명되는 원판(50)의 패턴을 기판(58)에 투영하는 투영 광학계(PO)와, 기판(58)을 보유 지지하는 기판 스테이지(59)를 구비할 수 있다.

투영 광학계(PO)는, 광학계(100)의 적용예이다. 투영 광학계(PO)는, 원판(50)과 기판(58) 사이의 광로 중에 원판(50)의 측으로부터 차례로 배치된 제1 오목면 미러(54), 볼록면 미러(56), 제2 오목면 미러(57)를 포함할 수 있다. 또한, 투영 광학계(PO)는, 볼록면 미러(56)의 수차를 보정하기 위해 메니스커스 렌즈(55)를 포함할 수 있다. 제1 오목면 미러(54)의 곡률 중심, 볼록면 미러(56)의 곡률 중심 및 제2 오목면 미러(57)의 곡률 중심을 연결하는 선은 전형적으로 수평하다. 투영 광학계(PO)는, 등배계로서 구성되어도 되고, 배율 변경계로서 구성되어도 된다. 일례에 있어서, 투영 광학계(PO)는, 1보다 큰 투영 배율을 가질 수 있다. 제1 오목면 미러(54)는 제1 광학 소자(1)의 적용예이고, 제2 오목면 미러(57)는 제2 광학 소자(2)의 적용예이다. 투영 광학계(PO)는, 광학 성능의 향상을 위해 굴절 광학계(52)를 포함해도 된다. 투영 광학계(PO)는, 광축을 절곡하기 위한 하나 또는 복수의 미러(53)를 포함해도 된다.

투영 광학계(PO)가 배율 변경계로서 구성되는 경우, 제1 오목면 미러(54)의 반사면과 볼록면 미러(56)의 반사면의 제1 거리와, 제2 오목면 미러(57)의 반사면과 볼록면 미러(56)의 제2 거리가 서로 다를 수 있다. 일례에 있어서, 제1 거리는 제2 거리보다 작다. 이러한 투영 광학계(PO)에서는, 제1 오목면 미러(54)와 제2 오목면 미러(57)가 독립적으로 움직임으로써, 배율·왜곡 수차와 같은 결상 성능이 변화되어 버린다. 결상 성능의 변화를 억제하기 위해서는, 제1 오목면 미러(54)와 제2 오목면 미러(57)의 강성을 확보한 채 상대 위치 정렬을 행할 필요가 있다.

제1 또는 제2 실시 형태에 의해 대표되는 광학계(100)가 적용된 투영 광학계(PO)에 의하면, 제1 오목면 미러(54) 및 제2 오목면 미러(57)의 강성 저하를 억제하면서 제1 오목면 미러(54) 및 제2 오목면 미러(57)를 2 자유도 이상에 관하여 상대 위치 정렬을 행할 수 있다.

이하, 실시 형태의 물품 제조 방법을 설명한다. 물품 제조 방법은, 예를 들어 액정 디바이스 등의 마이크로 디바이스나 미세 구조를 갖는 소자 등의 물품을 제조하기에 적합하다. 물품 제조 방법은, 박막 형성 전 세정 공정, 박막 형성 공정, 레지스트 도포 공정, 노광 공정, 현상 공정, 처리 공정(예를 들어, 에칭 공정), 레지스트 박리 공정의 반복과, 그 후에 실시되는 검사, 수정 공정을 포함할 수 있다. 박막 형성 전 공정에서는, 유리 기판을 세정한다. 레지스트 도포 공정에서는, 박막 상에 레지스트를 도포한다. 노광 공정에서는, 상기한 노광 장치(EXP)를 사용하여 기판을 노광하여 레지스트에 잠상 패턴을 형성한다. 현상 공정에서는, 기판을 현상하여 잠상 패턴을 물리적인 패턴으로 바꾼다. 처리 공정은, 패턴이 형성된 기판을 처리하여 물품을 얻는 공정이다. 처리 공정은, 예를 들어 에칭 공정 및 그것에 후속되는 공정을 포함할 수 있다. 에칭 공정에서는, 전술한 물리적인 패턴의 개구에 노출되어 있는 박막을 에칭한다. 레지스트 박리 공정에서는, 전술한 물리 패턴으로서의 레지스트를 박리한다. 이상의 박막 형성 전 세정 공정으로부터 레지스트 박리 공정의 반복에 의해 액정 표시 디바이스가 형성된다. 검사, 수정 공정에서는, 액정 표시 디바이스를 검사하여, 문제를 갖는 액정 표시 디바이스를 수정한다. 본 실시 형태의 물품 제조 방법은, 종래의 방법과 비교하여, 물품의 성능·품질·생산성·생산 비용 중 적어도 하나에 있어서 유리하다.

발명은 상기 실시 형태에 제한되는 것은 아니며, 발명의 정신 및 범위로부터 이탈하는 일 없이 다양한 변경 및 변형이 가능하다. 따라서, 발명의 범위를 명확하게 하기 위해 청구항을 첨부한다.

1: 제1 광학 소자
2: 제2 광학 소자
105: 제1 지지부
106: 제1 지지부
110: 제2 지지부
112: 제1 리니어 조정 기구
113: 제1 리니어 조정 기구
114: 제2 리니어 조정 기구

Claims

제1 광학 소자 및 제2 광학 소자를 포함하는 광학계이며,
상기 제1 광학 소자를 지지하는 복수의 제1 지지부와,
상기 제2 광학 소자를 지지하는 복수의 제2 지지부와,
상기 복수의 제1 지지부의 위치를 각각 조정하는 복수의 제1 리니어 조정 기구와,
상기 복수의 제2 지지부의 위치를 각각 조정하는 복수의 제2 리니어 조정 기구를 구비하고,
상기 복수의 제1 리니어 조정 기구에 의한 상기 복수의 제1 지지부의 위치의 조정에 의해, 상기 제1 광학 소자가 적어도 제1 축에 관하여 조정되고,
상기 복수의 제2 리니어 조정 기구에 의한 상기 복수의 제2 지지부의 위치의 조정에 의해, 상기 제2 광학 소자가, 적어도 상기 제1 축과는 다른 제2 축에 관하여 조정되는,
것을 특징으로 하는 광학계.
제1항에 있어서,
상기 복수의 제1 리니어 조정 기구는, 상기 복수의 제1 리니어 조정 기구 중 하나의 제1 리니어 조정 기구가 상기 복수의 제1 지지부 중 하나의 제1 지지부에 할당되도록 배치되고,
상기 복수의 제2 리니어 조정 기구는, 상기 복수의 제2 리니어 조정 기구 중 하나의 제2 리니어 조정 기구가 상기 복수의 제2 지지부 중 하나의 제2 지지부에 할당되도록 배치되어 있는,
것을 특징으로 하는 광학계.
제2항에 있어서,
상기 복수의 제1 지지부의 각각의 위치는, 그것에 대해 할당된 제1 리니어 조정 기구 이외에 의해서는 조정되지 않고,
상기 복수의 제2 지지부의 각각의 위치는, 그것에 대해 할당된 제2 리니어 조정 기구 이외에 의해서는 조정되지 않는,
것을 특징으로 하는 광학계.
제1항에 있어서,
상기 복수의 제1 리니어 조정 기구가 상기 복수의 제1 지지부의 위치를 조정하는 방향은, 제1 방향에 평행하고,
상기 복수의 제2 리니어 조정 기구가 상기 복수의 제2 지지부의 위치를 조정하는 방향은, 상기 제1 방향과 다른 제2 방향에 평행한,
것을 특징으로 하는 광학계.
제4항에 있어서,
상기 복수의 제1 리니어 조정 기구에 의한 상기 복수의 제1 지지부의 위치의 조정에 의해, 상기 제1 광학 소자가 상기 제1 축을 포함하는 3개의 축에 관하여 조정되고,
상기 복수의 제2 리니어 조정 기구에 의한 상기 복수의 제2 지지부의 위치의 조정에 의해, 상기 제2 광학 소자가 상기 제2 축을 포함하는 3개의 축에 관하여 조정되는,
것을 특징으로 하는 광학계.
제5항에 있어서,
상기 복수의 제2 리니어 조정 기구에 의한 상기 복수의 제2 지지부의 위치의 조정에 의해 상기 제2 광학 소자를 조정 가능한 상기 3개의 축은, 상기 복수의 제1 리니어 조정 기구에 의한 상기 복수의 제1 지지부의 위치의 조정에 의해 상기 제1 광학 소자를 조정 가능한 상기 3개의 축 전부와 다른,
것을 특징으로 하는 광학계.
제6항에 있어서,
상기 제1 축과 상기 제2 축은, 서로 직교하고,
상기 복수의 제1 리니어 조정 기구에 의한 상기 복수의 제1 지지부의 위치의 조정에 의해 상기 제1 광학 소자를 조정 가능한 상기 3개의 축은, 상기 제1 축, 상기 제2 축의 주위의 회전, 상기 제1 축 및 상기 제2 축에 직교하는 제3 축의 주위의 회전이고,
상기 복수의 제2 리니어 조정 기구에 의한 상기 복수의 제2 지지부의 위치의 조정에 의해 상기 제2 광학 소자를 조정 가능한 상기 3개의 축은, 상기 제2 축, 상기 제3 축, 상기 제1 축의 주위의 회전인,
것을 특징으로 하는 광학계.
제1항에 있어서,
상기 제1 광학 소자의 외형은, 제1 원호와 제1 현에 의해 규정되는 도형으로부터 상기 제1 현의 일단측의 제1 부분과 상기 제1 현의 타단측의 제2 부분을 절결한 형상을 갖고,
상기 제1 광학 소자는, 상기 제1 부분에 배치되며 상기 복수의 제1 지지부 중 하나에 의해 지지되는 제1 피지지부와, 상기 제2 부분에 배치되며 상기 복수의 제1 지지부 중 다른 하나에 의해 지지되는 제2 피지지부를 포함하고,
상기 제1 광학 소자는, 상기 제1 현을 하측, 상기 제1 원호를 상측으로 하도록 상기 복수의 제1 지지부에 의해 지지되는,
것을 특징으로 하는 광학계.
제8항에 있어서,
상기 제1 피지지부는, 상기 제1 광학 소자가 상기 복수의 제1 지지부에 의해 지지된 상태에 있어서 수평한 피지지면을 갖고,
상기 제2 피지지부는, 상기 제1 광학 소자가 상기 복수의 제1 지지부에 의해 지지된 상태에 있어서 수평한 피지지면을 갖는,
것을 특징으로 하는 광학계.
제8항에 있어서,
상기 제2 광학 소자의 외형은, 제2 원호와 제2 현에 의해 규정되는 형상을 갖고,
상기 제2 광학 소자는, 상기 제2 원호를 하측, 상기 제2 현을 상측으로 하도록 상기 복수의 제2 지지부에 의해 지지되는,
것을 특징으로 하는 광학계.
제1 광학 소자 및 제2 광학 소자를 포함하는 광학계이며,
상기 제1 광학 소자를 지지하는 복수의 제1 지지부와,
상기 제2 광학 소자를 지지하는 복수의 제2 지지부를 구비하고,
상기 제1 광학 소자의 외형은, 제1 원호와 제1 현에 의해 규정되는 도형으로부터 상기 제1 현의 일단측의 제1 부분과 상기 제1 현의 타단측의 제2 부분을 절결한 형상을 갖고,
상기 제1 광학 소자는, 상기 제1 부분에 배치되며 상기 복수의 제1 지지부 중 하나에 의해 지지되는 제1 피지지부와, 상기 제1 부분에 배치되며 상기 복수의 제1 지지부 중 다른 하나에 의해 지지되는 제2 피지지부를 포함하고,
상기 제1 광학 소자는, 상기 제1 현을 하측, 상기 제1 원호를 상측으로 하도록 상기 복수의 제1 지지부에 의해 지지되는,
것을 특징으로 하는 광학계.
제11항에 있어서,
상기 제1 피지지부는, 상기 제1 광학 소자가 상기 복수의 제1 지지부에 의해 지지된 상태에 있어서 수평한 피지지면을 갖고,
상기 제2 피지지부는, 상기 제1 광학 소자가 상기 복수의 제1 지지부에 의해 지지된 상태에 있어서 수평한 피지지면을 갖는,
것을 특징으로 하는 광학계.
제11항에 있어서,
상기 제2 광학 소자의 외형은, 제2 원호와 제2 현에 의해 규정되는 형상을 갖고,
상기 제2 광학 소자는, 상기 제2 원호를 하측, 상기 제2 현을 상측으로 하도록 상기 복수의 제2 지지부에 의해 지지되는,
것을 특징으로 하는 광학계.
제1항에 있어서,
상기 제1 광학 소자 및 제2 광학 소자는, 오목면 미러인,
것을 특징으로 하는 광학계.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 광학 소자 및 상기 제2 광학 소자는, 수차를 적어도 부분적으로 상쇄 가능한,
것을 특징으로 하는 광학계.
제15항에 있어서,
상기 수차는, 배율 수차 및 왜곡 수차를 포함하는,
것을 특징으로 하는 광학계.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 광학 소자의 위치 및 자세 및 상기 제2 광학 소자의 위치 및 자세를 측정하기 위한 측정 시스템을 더 구비하는,
것을 특징으로 하는 광학계.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 제1 리니어 조정 기구는, 리니어 가이드, 나사 기구 및 탄성 힌지 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 복수의 제2 리니어 조정 기구는, 리니어 가이드, 나사 기구 및 탄성 힌지 중 적어도 하나를 포함하는,
것을 특징으로 하는 광학계.
원판의 패턴을 기판에 투영하는 투영 광학계로서 구성된 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 광학계와,
상기 원판을 보유 지지하는 원판 스테이지와,
상기 기판을 보유 지지하는 기판 스테이지와,
상기 원판을 조명하는 조명 광학계
를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제19항에 기재된 노광 장치를 사용하여 기판을 노광하는 노광 공정과,
상기 노광 공정에서 노광된 상기 기판을 현상하는 현상 공정과,
상기 현상 공정을 거친 상기 기판을 처리하여 물품을 얻는 처리 공정
를 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 제조 방법.