TW202417995A - 保持裝置、曝光裝置及物品之製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種保持裝置，將在外周具有平面的光學元件進行保持，具有：鏡筒，其包含抵接於前述平面的抵接面；第1彈性構件，其在前述光學元件的光軸方向上，按壓前述光學元件；以及第2彈性構件，其將前述平面按壓於前述抵接面。
Description
本發明，有關保持裝置、曝光裝置及物品之製造方法。
在液晶面板、有機EL顯示器或半導體裝置等的製造中的微影程序，使用對塗布有感光劑的基板轉印原版的圖案的曝光裝置。對搭載於曝光裝置的光學元件，要求較高的位置精度。然而，由於曝光的光的能量引起的溫度變化，使得光學元件、保持光學元件的保持裝置發生熱脹，可能產生光學元件的位置變化。
在專利文獻1中，揭露了以下內容：即使在光學元件因外部環境變化而在徑向上發生了變化的情況下，亦能以高精度維持光學元件的位置。
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2007-188010號公報
[發明所欲解決之課題]
然而，在專利文獻1中，存在無法精度良好地進行相對於光學元件的光軸進行旋轉的方向的保持之虞。因此，在保持具有非旋轉對稱的特性的光學元件的情況下，存在無法達成期望的光學性能之虞。
因此，本發明，目的在於提供一種保持裝置，在精度良好地進行光學元件的保持方面有利。
[解決問題的技術手段]
為了達成上述目的，作為本發明的一態樣的保持裝置，為一種保持裝置，將在外周具有平面的光學元件進行保持，具有：鏡筒，其包含抵接於前述平面的抵接面；第1彈性構件，其在前述光學元件的光軸方向上，按壓前述光學元件；以及第2彈性構件，其將前述平面按壓於前述抵接面。
本發明的進一步的特徵，將由以下之實施方式(在參照圖式之下)而趨於清楚。
依本發明時，可提供一種保持裝置，在精度良好地進行光學元件的保持方面有利。
於以下，針對本發明的優選的實施方式，基於圖式而詳細說明。另外，各圖中，針對相同的構件，標注相同的參考符號，重複的說明省略。
＜第1實施方式＞
首先，參照圖1～圖4，針對本實施方式的保持裝置進行說明。圖1，為保持裝置101的斜視圖。圖2，為圖1的分解圖。圖3(a)為保持裝置101之側面圖，圖3(b)為保持裝置101的正面圖。圖4，為示於圖3(a)的A-A的截面圖。於本實施方式，將光學元件2的光軸方向定義為Z方向，將相對於Z方向垂直的方向定義為X方向及Y方向。於本實施方式，保持裝置101，保持光學元件2(例如，透鏡、光學濾波器等玻璃構件)。
保持裝置101，具有鏡筒1、間隔物構件3、板簧4(第1彈性構件)、螺絲5、柱塞6(plunger)(第2彈性構件)。光學元件2，隔著環狀的間隔物構件3，被透過板簧4(第1彈性構件)按壓，從而被以在Z方向(光軸方向)上被定位的狀態進行彈性保持。板簧4，透過螺絲5固定於鏡筒1。板簧4，可為了穩定地保持光學元件2，被沿著光學元件的圓周方向配置複數個。
光學元件2，被透過柱塞6(第2彈性構件)按壓，使得以鏡筒1的抵接面1a與光學元件2的平面2a進行抵接的方式，以在X方向且θ方向(以光軸為中心的角度方向)上被定位的狀態被彈性保持。在鏡筒1設有貫通孔，在各個貫通孔中配置有柱塞6。貫通孔及柱塞6可為單數，亦可為複數。柱塞6，可為頂端的球進行動作的球型柱塞、頂端的銷進行動作的銷型柱塞。
另外，本實施方式中的光學元件2，為在外周具有平面2a的非旋轉對稱形狀的元件。抵接面1a與平面2a抵接，從而可保證光學元件2不在Z方向上旋轉。另外，配置間隔物構件3，從而可使來自板簧4的按壓力為均勻而傳遞到光學元件2。另外，配置間隔物構件3，使得光被間隔物構件3遮擋，因此亦可將光學元件2受光的區域設定成為任意的區域。間隔物構件，可具有真圓的開口。另外，在利用平面2a進行彈性保持時，與利用曲面進行彈性保持的情況相比，亦具有容易進行保持的效果。
在本實施方式中，抵接面1a，為起到決定光學元件2的θ方向(以光軸為中心的角度方向)上的位置的作用的面。設置抵接面1a，從而可防止光學元件2在θ方向上旋轉偏差。另外，光學元件2，亦可在外周不僅具有平面2a，亦可進一步具有曲面。
接著，針對板簧4、柱塞6對光學元件2的按壓力進行說明。在此，將板簧4向光學元件2按壓的Z方向的按壓力設為F1。此外，將板簧4向光學元件2按壓的X方向的摩擦力設為Fa。此外，將柱塞6向光學元件2按壓的X方向的按壓力設為F2。此外，將柱塞6向光學元件2按壓的Z方向的摩擦力設為Fb。
在本實施方式中，以成為F1＞Fb且F2＞Fa的方式，設定板簧4和柱塞6的彈性力。即，設定為第2彈性構件對光學元件2的按壓力比第1彈性構件對光學元件2的摩擦力強，且第1彈性構件對光學元件2的按壓力比第2彈性構件對光學元件2的摩擦力強。
透過上述設定，例如即使光學元件2因輸送保持裝置101及光學元件2時的衝擊而在Z方向上移動，仍由於因板簧4產生的按壓力F1比施加於光學元件2的摩擦力Fb大，因此光學元件2返回到被定位在原來的Z方向上的狀態。
另外，即使光學元件2在X方向上移動，由於因柱塞6產生的按壓力F2比施加於光學元件2的摩擦力Fa大，因此使光學元件2返回到被定位在原來的X方向上的狀態。
因而，依本實施方式時，即使保持裝置101受到溫度、輸送的衝擊的影響，光學元件2亦被透過板簧4和柱塞6持續按壓於鏡筒1。由此，光學元件2，不會相對於鏡筒1產生晃動，可精度良好地進行定位。亦即，保持裝置101，可精度良好地進行光學元件2的保持。
＜第2實施方式＞
在本實施方式中，針對利用柱塞對設於光學元件的複數個平面的各者進行彈性保持之例進行說明。另外，在本實施方式不說明的構成方面，和第1實施方式相同，故省略說明。在本實施方式未言及之事項方面，依循第1實施方式。
參照圖5～圖8，針對本實施方式的保持裝置201進行說明。圖5，為保持裝置201的斜視圖。圖6，為圖5的分解圖。圖7(a)為保持裝置201之側面圖，圖7(b)為正面圖。圖8，為示於圖7(a)的A-A的截面圖。
光學元件2，被透過板簧4(第1彈性構件)和柱塞6(第2彈性構件)定位及彈性保持於鏡筒1。再者，光學元件2，被透過柱塞7(第3彈性構件)以設於鏡筒1的抵接面1b(第2抵接面)與光學元件2的平面2b(第2平面)進行抵接的方式，以在Y方向上被定位的狀態進行彈性保持。
亦即，光學元件2，被透過柱塞6及柱塞7，及被透過抵接面1a及抵接面1b，以在X方向、Y方向且θ方向(以光軸為中心的角度方向)上被定位的狀態進行彈性保持。
透過以上的構成，即使光學元件2、保持裝置201因溫度變化而熱脹，光學元件2亦被透過板簧4、柱塞6以及柱塞7持續按壓於鏡筒1。因此，光學元件2，不會相對於鏡筒1產生晃動，上述的定位狀態被維持。
接著，針對板簧4、柱塞6、柱塞7對光學元件2的按壓力進行說明。在此，將板簧4向光學元件2按壓的Z方向的按壓力設為F1。此外，將板簧4向光學元件2按壓的X方向的摩擦力設為Fax，將Y方向的摩擦力設為Fay。此外，將柱塞6向光學元件2按壓的X方向的按壓力設為F2。此外，將柱塞6向光學元件2按壓的Y方向的摩擦力設為Fby，將Z方向的摩擦力設為Fbz。此外，將柱塞7向光學元件2按壓的Y方向的按壓力設為F3。此外，將柱塞7向光學元件2按壓的X方向的摩擦力設為Fcx，將Z方向的摩擦力設為Fcz。
在本實施方式中，以成為F1＞Fbz+Fcz、F2＞Fax+Fcx且F3＞Fay+Fby的方式，設定板簧4、柱塞6、柱塞7的彈性力。即，設定為在Z方向上，第1彈性構件對光學元件2的按壓力比光學元件2受到的摩擦力的合計強。此外，設定為在X方向上，第2彈性構件對光學元件2的按壓力比光學元件2受到的摩擦力的合計強。此外，設定為在Y方向上，第3彈性構件對光學元件2的按壓力比光學元件2受到的摩擦力的合計強。
透過上述設定，例如即使光學元件2因輸送保持裝置201和光學元件2時的衝擊而在Z方向上移動，因板簧4產生的按壓力F1亦比施加於光學元件2的摩擦力Fbz+Fcz大。因此，使光學元件2返回到被定位在原來的Z方向上的狀態。另外，即使光學元件2在X方向上移動，由於因柱塞6產生的按壓力F2比施加於光學元件2的摩擦力Fax+Fcx大，因此使光學元件2返回到被定位在原來的X方向上的狀態。另外，即使光學元件2在Y方向上移動，由於因柱塞7產生的按壓力F3比施加於光學元件2的摩擦力Fay+Fby大，因此使光學元件2返回到被定位在原來的Y方向上的狀態。
因而，依本實施方式時，即使保持裝置201受到溫度、輸送的衝擊的影響，光學元件2亦被透過板簧4、柱塞6及柱塞7持續按壓於鏡筒1。由此，光學元件2，不會相對於鏡筒1產生晃動，可精度良好地進行定位。亦即，保持裝置201，可精度良好地進行光學元件2的保持。
以下，參照圖9，針對曝光裝置500進行說明。以下，雖以曝光裝置為例進行說明，惟只要為在基板上形成圖案的微影裝置即可。曝光裝置500，被採用於半導體裝置、液晶顯示元件的製造程序的微影程序，為在基板形成圖案的微影裝置。曝光裝置500，經由遮罩(原版、倍縮光罩)對基板進行曝光，將遮罩的圖案轉印到基板。
曝光裝置500，如圖9所示，具有照明光學系統510、投影光學系統520、將遮罩530保持而移動的遮罩台540以及將基板550保持而移動的基板台560。再者，曝光裝置500，具有控制部570，該控制部570，由包括CPU、記憶體等的電腦構成，依記憶於記憶部的程序總體地控制曝光裝置500的各部分而使曝光裝置500動作。
照明光學系統510，如圖10所示，為一光學系統，該光學系統，包含複數個透鏡512、蠅眼透鏡513、反射鏡514等光學元件，利用來自光源LS的光對遮罩530(被照明面)進行照明。蠅眼透鏡513，為起到使光均勻化的作用的光學系統。在蠅眼透鏡的出射面，配置有光圈(aperture stop)515，可配置有供於形成環帶狀、4重極狀的二次光源用的光學濾波器。例如，環帶狀的光圈，在玻璃濾光器(glass filter)設有對橢圓形狀的中心部進行遮光的遮光部。在遮光部為橢圓形狀的情況下，相對於玻璃濾光器的光軸旋轉的方向的位置亦為重要，因此亦需要透過在各實施方式中說明的保持裝置101或201高精度地保持角度方向。
照明光學系統510，為位於光源LS的附近的光學系統，因此對於構成照明光學系統510的光學元件、保持該光學元件的保持裝置，會有熱負載作用。另外，光學元件雖可被在被保持裝置保持的狀態下輸送，惟在輸送光學元件時，存在受到衝擊而產生位置偏差之虞。因此，對將構成照明光學系統510的光學元件進行保持的保持裝置，應用在各實施方式中說明的保持裝置101或201。例如，可在將照明光學系統510中的光圈515的光學濾波器進行保持的用途上應用保持裝置101或201。
遮罩530，被遮罩台540保持。在遮罩530，形成有和應形成於基板550的圖案對應的圖案。基板550，被基板台560保持。遮罩530和基板550，被隔著投影光學系統520，配置在光學上大致共軛的位置(投影光學系統520的物面和像面的位置)。投影光學系統520，為將物體投影於像面的光學系統。於投影光學系統520，不僅示於圖9的反射系統，亦可應用折射系統、反射折射系統。投影光學系統520，在本實施方式，具有既定的投影倍率，將形成於遮罩530的圖案投影於基板550。並且，對於遮罩台540及基板台560，在和投影光學系統520的物面平行的方向(例如，X方向)上，以和投影光學系統520的投影倍率相應的速度比進行掃描。據此，可將形成於遮罩530的圖案轉印於基板550。
＜物品之製造方法的實施方式＞
本發明的實施方式之物品之製造方法，例如適於製造平板顯示器(FPD)、半導體裝置、感測器、光學元件等物品。本實施方式的物品之製造方法，包含：使用上述的微影裝置在基板形成圖案的程序(形成程序)；以及對在該程序形成了圖案的基板進行處理的程序(處理程序)。再者，該製造方法，可包含其他周知的程序(氧化、成膜、蒸鍍、摻雜、平坦化、蝕刻、抗蝕劑剝離、切割、接合、封裝等)。本實施方式的物品之製造方法，比起歷來的方法，在物品之性能、品質、生產性、生產成本中的至少一者方面有利。
以上，雖說明有關本發明之優選實施方式，惟本發明當然不限定於此等實施方式，在其要旨之範圍內，可進行各種的變形及變更。保持裝置，例如亦可在將使用於半導體製造裝置(成膜裝置、濺鍍裝置、退火裝置等)、有機EL蒸鍍裝置、奈米壓印裝置等基板處理裝置的光學元件進行保持的用途上使用。
1:鏡筒
1a:抵接面
2:光學元件
2a:平面
4:板簧(第1彈性構件)
6:柱塞(第2彈性構件)
101,201:保持裝置
[圖1]為第1實施方式中的保持裝置的斜視圖。
[圖2]為第1實施方式中的保持裝置的分解圖。
[圖3]第1實施方式中的保持裝置之側面圖與正面圖。
[圖4]為第1實施方式中的保持裝置的截面圖。
[圖5]為第2實施方式中的保持裝置的斜視圖。
[圖6]為第2實施方式中的保持裝置的分解圖。
[圖7]第2實施方式中的保持裝置之側面圖與正面圖。
[圖8]為第2實施方式中的保持裝置的截面圖。
[圖9]為針對作為本發明的一態樣的曝光裝置的構成進行繪示的示意圖。
[圖10]為針對照明光學系統的構成進行繪示的示意圖。
1:鏡筒
2:光學元件
3:間隔物構件
4:板簧(第1彈性構件)
5:螺絲
6:柱塞(第2彈性構件)
101:保持裝置
Claims (13)
- 一種保持裝置，將在外周具有平面的光學元件進行保持， 具有： 鏡筒，其包含抵接於前述平面的抵接面； 第1彈性構件，其在前述光學元件的光軸方向上，按壓前述光學元件；以及 第2彈性構件，其將前述平面按壓於前述抵接面。
- 如請求項1的保持裝置，其中， 因前述第2彈性構件產生的對於前述光學元件的按壓力，比因前述第1彈性構件產生的對於前述光學元件的摩擦力強，且因前述第1彈性構件產生的對於前述光學元件的按壓力，比因前述第2彈性構件產生的對於前述光學元件的摩擦力強。
- 如請求項1的保持裝置，其中， 在前述光學元件與前述第1彈性構件之間，配置有環狀之間隔物構件。
- 如請求項1的保持裝置，其中， 以複數個前述第2彈性構件按壓前述平面。
- 如請求項1的保持裝置，其中， 前述光學元件，進一步具有和前述平面不同的第2平面， 前述鏡筒，進一步包含第2抵接面，該第2抵接面，抵接於前述第2平面，和前述抵接面不同， 進一步具有第3彈性構件，該第3彈性構件，配置於設在前述第2抵接面的貫通孔，按壓前述第2平面。
- 如請求項5的保持裝置，其中， 因前述第3彈性構件產生的對於前述光學元件的按壓力，比因前述第1彈性構件及前述第2彈性構件產生的對於前述光學元件的摩擦力強，因前述第1彈性構件產生的對於前述光學元件的按壓力，比因前述第2彈性構件及前述第3彈性構件產生的對於前述光學元件的摩擦力強，且因前述第2彈性構件產生的對於前述光學元件的按壓力，比因前述第1彈性構件及前述第3彈性構件產生的對於前述光學元件的摩擦力強。
- 如請求項1的保持裝置，其中， 前述第1彈性構件為板簧。
- 如請求項1的保持裝置，其中， 前述第2彈性構件為柱塞。
- 如請求項1的保持裝置，其中， 前述保持裝置，將設有遮光部的光學濾波器進行保持。
- 如請求項1的保持裝置，其中， 前述抵接面，為決定以前述光學元件的光軸為中心的角度方向的位置之面。
- 如請求項1的保持裝置，其中， 前述光學元件，在外周進一步包含曲面， 前述鏡筒，進一步包含抵接於前述曲面之面。
- 一種微影裝置，於基板形成圖案， 包含： 照明光學系統，其對一遮罩進行照明，該遮罩形成有和應形成於前述基板的圖案對應的圖案；以及 保持裝置； 前述照明光學系統，包含光學元件， 前述保持裝置，包含將前述光學元件進行保持的如請求項1至11中任一項的保持裝置。
- 一種物品之製造方法， 包含： 形成程序，其為使用如請求項12的微影裝置在基板形成圖案者；以及 處理程序，其為對在前述形成程序形成了前述圖案的前述基板進行處理者； 從在前述處理程序所處理的前述基板，製造物品。
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2023
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