JP6876771B2 - 圧電装置を備える光学結像装置 - Google Patents
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Description
本特許の開示は、米国特許法第119条の下で、2015年9月23日に出願された独
国特許出願第102015218229.0号に基づく利益を主張するものであり、その
全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
ムの光学結像装置に関する。さらに本発明は、光学結像装置の圧電装置の構成部品を支持
する方法、並びに光学結像装置の光学素子の状態を、検出する方法又は能動的に調整する
方法に関する。本発明は、特に半導体デバイスであるマイクロ電子デバイスを製造するた
めのフォトリソグラフィプロセスに関連して、又はそうしたフォトリソグラフィプロセス
の間に使用されるマスク又はレチクルのようなデバイスの製造に関連して、使用されるこ
とができる。
光学系は、光学系の露光光路に配置されたレンズ及びミラー等のような光学素子を備える
複数の光学素子ユニットを備える。そうした光学素子は、通常露光プロセスにおいて協働
し、マスク、レチクル等の上に形成されたパターンの像を、ウエハのような基板上へ転写
する。光学素子は通常、1つ以上の機能的に別個の光学素子グループにおいて組み合わさ
れる。これら別個の光学素子グループは、別個の光学露光ユニットにより保持されること
ができる。特に、主として屈折系においては、そうした光学露光ユニットが、1つ以上の
光学素子を保持する光学素子モジュールのスタックから構成されることが多い。これらの
光学素子モジュールは、通常、略環状の外部支持装置を備える。支持装置は1つ以上の光
学素子ホルダを支持する。そして各光学素子ホルダが光学素子を支持する。
するために使用される光学系の解像度を恒久的に向上させる必要性が存在する。このよう
な解像度向上の必要性は、明らかに、光学系の開口数(NA)増大及び結像精度増大の必
要性を押し上げる。
長を低減することである。近年、極端紫外(EUV)範囲の光、典型的に5nmから20
nmの範囲の波長、多くの場合約13nmの波長の光を使用するアプローチが採られてい
る。このEUV範囲においては、一般的な屈折性光学機器をもはや使用不可能である。こ
れは、このEUV範囲では、屈折光学素子に一般的に使用される材料が、高品質の露光結
果を得るには高すぎる吸収度を示す、という事実による。従ってEUV範囲では、ミラー
等のような反射素子を備える反射系が露光プロセスに使用され、マスク上に形成されたパ
ターンの像を、例えばウエハである基板上へ転写する。
することは、光学結像装置の設計に関する著しい挑戦に至るものである。
of sight)精度、とも称される。視線精度は、典型的に開口数の逆数にほぼ調整される。
従って視線精度は、開口数NA=0.45を備える光学結像装置に対して、開口数NA=
0.33を備える光学結像装置の視線精度よりも1.4ファクタだけ小さい。典型的に視
線精度は、開口数NA=0.45に対して0.5nmを下回る範囲にある。露光プロセス
においてダブルパターニングも又許容される場合、精度は典型的に、更に1.4ファクタ
だけ低減される必要があるであろう。従ってこの場合、視線精度は、0.3nmさえ下回
る範囲であろう。
の間の相対位置に関して、非常に厳しい要求をもたらす。さらに、高品質の半導体デバイ
スを確実に得るためには、高度の結像精度を示す光学系の提供のみが必要なわけではない
。そうした高度の精度を、露光プロセス全体において、かつ系の寿命に亘って維持するこ
とも又必要である。その結果として、例えば露光プロセスにおいて協働する光学結像装置
構成部品、即ち、マスク、光学素子及びウエハは、前述の光学結像装置構成部品の間の所
定の空間的関係を維持し、及び不所望な変形を最小限とし、かつ高品質の露光プロセスを
提供するために、明確に定義された方法で支持されなければならない。
する構成部品、乱流等である)加速質量のような外乱振動の内部源を介して導入された振
動の影響下でも、並びに熱的に誘導された位置変化の影響下でも、全露光プロセスを通じ
て光学結像装置の構成部品の間の所定の空間的関係を維持するために、光学結像装置の特
定の構成部品の間の空間的関係を少なくとも断続的に捕捉し、及び光学結像装置の構成部
品のうちの少なくとも1つの構成部品の位置を、この捕捉プロセスの結果の関数として調
整する必要がある。光学結像装置のこれらの構成部品のうちの少なくとも幾つかの変形に
対しても、同様である。
許第5,986,795号(Chapmanら)からは、変形可能ミラーが既知である。各明細
書の全開示は、参照により本明細書に組み込まれる。ここで、変形可能ミラー装置は、ミ
ラー本体及びミラーの光学表面と反対側のミラー背面上に配置された圧電アクチュエータ
のマトリクスにより形成される。圧電アクチュエータは、典型的に、ミラー本体と(米国
登録特許第5,986,795号に示されたプッシュプル構成における)カウンタ構造と
の間の、光学表面に垂直な方向に作用する。代替的に、ミラー内在変形システムにおいて
、(例えば米国特許出願公開第2002/0048096号に示されるように)圧電アク
チュエータは、ミラー本体の曲げ変形を生成するために(典型的に光学表面に平行な)せ
ん断力を導入するミラー本体のみに作用する。独国特許出願公開第1020040518
38号(Mollerら)からも、類似の構成が既知である。これらの明細書の全開示は、参照
により本明細書に組み込まれる。
における長期間の結像精度に対して不可欠である。ミラー内在システムにおいて最も広く
使用される取り付け方法は、室温又は室温近傍で実施可能な糊付けである。しかしながら
、アクチュエータとミラー本体との間の糊層は、例えば応力緩和、吸湿等に起因してナノ
メータのスケールで長期間の変形にさらされる。これは、光学結像システムの場合に典型
的な繰返応力下で、特に当てはまる事象である。
るセンサ系、及び修正アクションをとる制御系の装備が要求される。そうしたセンサ及び
制御系により、システムの費用及び複雑性が著しく増大する。さらに、センサ及び制御系
が故障した場合、接着層の寸法変化により引き起こされた変形は、もはや補償不能である
。即ち、変形系を非作動としても、システムを更に作動させることができない。
00℃近傍の高温で行なわれる。これは、室温でほぼ応力の無いアセンブリを得るために
、ミラー本体及び圧電アクチュエータが厳密に一致する熱膨張係数(CTE:coefficien
ts of thermal expansion)を示す必要があることを意味する。しかしながら、これによ
り特定の問題が提起される。なぜなら、既知のミラー研磨プロセスに適し、同時に適切な
圧電アクチュエータの熱膨張係数に厳密に一致する熱膨張係数を示す材料としては、ガラ
ス材料は非常に少なく、数個の特殊な金属材料があるのみだからである。
するために必要な電気接続を介してミラー内に導入される寄生応力である。所望されるパ
ターンの複数の電極は、ミラーの背面側に配置され、及びそれぞれの駆動電子機器に配線
され、要求される電界の印加を可能にする。半田付け、超音波ボンディング、導電性接着
剤を使用した糊付けなど、最もよく知られたワイヤ取り付けプロセスは、応力フリーでは
ない。これにより、今度は、(後ろ側の上の電極は、光学フットプリントの真下に配置さ
れる必要があるため)、ミラー表面上の変形が引き起こされる。ミラー表面は、寿命に亘
って更にドリフト及び弛緩にさらされる。
2011077234号(Dingerら)から既知であるような、多層反射光学表面の部分を
形成する正面電極及び背面電極を有する変形層を備える反射系に対して共通するものであ
る。独国特許出願公開第102011077234号の全開示は、参照により本明細書に
組み込まれる。例えば独国特許出願公開第102011081603号(Dingerら)から
既知であるような、光学素子本体と反射光学表面との間に位置する正面電極及び背面電極
を有する変形層を備える系に対しても、同様である。独国特許出願公開第1020110
81603号の全開示は、参照により本明細書に組み込まれる。最後に、これは例えば米
国特許出願公開第2015/0104745号(Huangら)から既知であるような、光学
素子本体に埋め込まれた正面電極及び背面電極を有する変形部分を備える系に対しても、
同様である。米国特許出願公開第2015/0104745号の全開示は、参照により本
明細書に組み込まれる。
用される光学結像装置において、良好かつ長期間信頼可能な結像特性を提供することであ
る。
も維持しながら、光学結像装置のために必要な労力を低減することである。
ば、光学結像装置の結像精度を少なくとも維持しながら、光学結像装置のために必要な労
力を全体的に低減するという技術的な教示に基づくものである。即ちこれらの課題は、第
1電極が、光学素子本体の正面側の上に位置し、及び少なくとも1つの圧電素子が、前述
の光学素子本体自体の少なくとも1つの圧電部分により形成されれば、達成されることが
できる。
、光学素子本体と圧電素子との間の接合プロセスの結果として、光学素子内に(直ちに又
は時間に亘って)導入される外乱が除去される、という利点がある。
接合プロセスの結果として、光学素子内に(直ちに又は時間に亘って)導入される外乱を
最小化可能である。これは、第1電極が、光学素子の背面側に位置する複数の第2電極(
の全て)用の共通対向電極(例えば電気接地に接続された単純な設置電極)として使用さ
れうる、という事実に起因する。その結果、第1電極の関連付けられた回路部品へのコネ
クタを、光学表面の光学フットプリント(即ち、それぞれの結像プロセスに実際に使用さ
れる光学表面の部分)の外側に位置させることが可能である。従って、第1電極に接合さ
れたこのコネクタに起因するいかなる残留応力又は寄生応力も、コネクタと光学フットプ
リントとの間のこの距離により、光学フットプリントに達する前に、既に十分に緩和され
うる。
ることが可能になる。より厳密には、(複数の)第2電極は、光学素子本体からデカップ
ルされた別個の電極キャリア上に形成されることができる。従って、(複数の)第2電極
を、光学素子の背面側で、光学表面の光学フットプリントの投影内部に(光学表面のそれ
ぞれの局所的表面法線に沿って)配置することを可能としつつ、(複数の)第2電極を光
学素子本体から機械的にデカップルすることで、(複数の)第2電極から発生する残留応
力又は寄生応力が、光学素子の光学フットプリントの領域内に導入されることを防止する
。
ットプリントの領域内)へ伝播する残留応力及び寄生応力に起因する、光学結像装置の光
学性能の長期間の劣化の危険性を、非常に簡単かつコスト効率の良い方法で、大幅に低減
可能である。
される。光学素子は光学素子本体を備える。光学素子本体は、光学素子本体の正面側の上
に光学表面を担持する。圧電装置は、第1電極及び少なくとも1つの圧電素子を備える。
少なくとも1つの第2電極が光学素子本体の背面側の上に位置し、及び少なくとも1つの
圧電素子が第1電極と少なくとも1つの第2電極との間に位置する時、第1電極は、少な
くとも1つの圧電素子及び少なくとも1つの第2電極と協働するよう構成される。光学素
子本体の背面側は、光学素子本体の正面側の反対側にある。第1電極は、光学素子本体の
正面側の上に位置する。また、少なくとも1つの圧電素子は、光学素子本体の少なくとも
1つの圧電部分により形成される。好適には、少なくとも1つの第2電極は、光学素子本
体と分離した電極キャリアユニット上に位置する。
、と理解されよう。特に、第1電極が(光学素子を使用して実行される光学結像プロセス
で使用される波長で)適切な光学特性を有するならば、光学素子本体から離れて面する光
学表面の側に位置することさえもできる。特に簡単な変更実施形態では、第1電極は、光
学表面と少なくとも1つの圧電部分との間に位置する。この目的を達成するために、光学
素子本体の一部分が、第1電極を(例えば十分な導電性を提供するために適切にドットさ
れた電極部分により)形成するよう構成されることができる。
い。これらの特に製造が簡単な変更実施形態では、第1電極は、(例えば導電性材料の適
切な堆積プロセスにおいて)光学素子本体の上に形成された簡単な層とすることができる
。
体の上、及び/又は少なくとも1つの圧電部分の上に形成された、少なくとも1つの導電
性材料の層により形成されることができる。
た任意の所望される方法で構成されうる、と理解されよう。特に簡単な変更実施形態では
、光学表面は、第1電極の上に形成された少なくとも1つの反射層により形成される。こ
こで有利にも、従来の光学表面が使用されることができる。
形成される。この機能統合により、システムのための全体的な労力が、大幅に低減される
。
れなければならない一部分に亘ってのみ延在してよい、と理解されよう。これは例えば、
光学素子本体の特定の部分に適切に材料ドッティングを施す、又は光学素子本体を形成す
る個別部分を(本質的に残留応力が無く、かつ長期間安定した態様で)接合することで達
成することができる。この方法により最終的に、複数の個別の圧電部分が形成されうる。
側で光学素子本体を限定する光学素子本体の背面にまで延在する。これにより、特に簡単
な構成が得られる。
リントとも称される)を画定する。光学的使用可能領域は、光学素子を使用して実行され
る光学結像プロセスで使用可能である。また、少なくとも1つの圧電部分は、少なくとも
光学的使用可能領域に亘って延在する。従って光学的使用可能領域が、圧電装置により達
成される効果でカバーされうる。光学結像プロセスは、任意の所望される波長での任意の
光学結像プロセスとすることができる。特に、光学結像プロセスは、特にEUV範囲又は
いわゆる真空紫外(VUV)範囲(典型的に100nmから200nmまで、例えば19
3nm)の光を使用するマイクロリソグラフィプロセスとすることができる。
学素子本体の少なくとも80%、好適には少なくとも90%、更に好適には100%を形
成する。好適には、光学素子本体全体が、少なくとも1つの圧電部分を提供するために、
圧電材料により形成される。特に堅固で製造が簡単な変更実施形態では、光学素子本体は
、圧電材料からなるモノリシック体である。
は、(上記で概説したように、)光学表面は、光学素子の光学的使用可能領域を画定し、
光学的使用可能領域は光学結像プロセスで使用可能である。また、少なくとも光学的使用
可能領域に亘って、光学表面の局所的表面法線に沿う光学素子本体の寸法が、実質的に均
一である。これには、第1電極と第2電極との間で発生される電場が均一に保たれる、と
いう利点がある。
局所的表面法線に沿って変化させることもできる、と理解されよう。
る、と理解されよう。好適には、少なくとも1つの圧電部分は、石英(SiO2)材料の
圧電係数のN倍の圧電係数を有する材料から製造される。Nは、少なくとも2、好適には
少なくとも3乃至8、更に好適には少なくとも10である。圧電装置を使用して変形させ
ると、適切に低く、かつ容易に制御可能な電場又は電圧で、光学素子に十分大きな変形を
もたらす。
も20pm/V、更に好適には30pm/Vから100pm/Vまでの範囲、又更に好適
には30pm/Vから70pm/Vまでの範囲、の圧電係数を有する材料から製造される
。これにより、要求される電圧の所望される変形に対する比に関して、特に良好な結果を
もたらす。
光学表面が圧電部分の上に形成されうるような、従来の光学表面製造プロセスにおける使
用に圧電部分が適する、という利点がある。これにより、光学素子の製造に必要な労力が
、大幅に低減される。
するための、特にEUV範囲又はVUV範囲の波長でのマイクロリソグラフィプロセスに
おける使用に適した光学等級表面を特に製造するための、少なくとも1つの光学表面製造
プロセスを受けるのに適した圧電材料から製造される。
1つの圧電部分は、第1極性の第1電場に反応して収縮し、及び第2極性の第2電場に反
応して拡大する双極性圧電材料から製造される。第2極性は、第1極性とは逆である。そ
うした解決策には、(特定の電圧に対して)達成可能な変形が有利な方法で著しく増加さ
れる、という利点がある。
ニルアラニンペプチドナノチューブ(PNTs)、石英(SiO2)、リン酸ガリウム(
GaPO4)、異極像トルマリン、ガリウムランタンシリケート(La3Ga5SiO1
4、ランガサイトとも呼ばれる)、ガリウム・ゲルマニウム酸カルシウム(Ca3Ga2
Ge4O14)、及びこれらの組み合わせからなる材料群から選択される材料から製造さ
れる。これらの材料は全て、上記に概説した有利な特性の少なくとも幾つかを提供する。
特にニオブ酸リチウム(LiNbO3)は、上記に概説した有利な特性の全てを提供する
。ニオブ酸リチウム(LiNbO3)はガラス状であり、30pm/Vから70pm/V
までの範囲、典型的に約40pm/Vの圧電係数を有する双極性圧電材料である。ニオブ
酸リチウム(LiNbO3)は、研磨して、EUV範囲にまで下がった光学結像プロセス
に適した表面精度をもたらす等の、光学表面製造プロセスを受けることが可能である。
より厳密には、電場に対する応答に関して等方性挙動を有する材料に関して、圧電材料の
配向は本質的に重要でない。一方で電場に対して異方性を有する材料に関しては、例えば
光学表面のそれぞれの局所的表面法線に対して、好適な特定の材料整列があるかもしれな
い。電場に対して異方性応答を有するそうした材料は、典型的に、所与の電場に対する最
大応答において、少なくとも1つの方向を有する。上記に概説したニオブ酸リチウム(L
iNbO3)材料の例では、最大応答のこの方向は、典型的に36°Y‐カット方向と称
される。
基準方向に対して、例えば光学素子の光学表面の局所的表面法線に対して、特定に配向さ
せる。多くの場合、好適には、最大応答のこの方向を、可能な限り完全に光学表面の局所
的表面法線に整列させる。更なる実施形態では、最大応答の方向を配向することで、圧電
部分に特定の変形挙動を発生させることができる。従って、圧電部分の最大応答の方向の
配向が、所与の電場に反応して達成される圧電部分の変形の関数として選択されうる。
方向を有する異方性圧電材料から製造される。ここで、少なくとも1つの圧電部分の材料
は、最大応答の方向と光学表面の局所的表面法線との間の傾斜が、20°未満、好適には
10°未満、更に好適には0°乃至5°であるように配置される。この方法により、圧電
材料が特に効率良く使用されうる。
てよい、と理解されよう。上記に概説したように、しかしながら好適には、圧電装置は電
極キャリアユニットを備える。電極キャリアユニットは、背面側で光学素子本体を限定す
る光学素子本体背面に隣接して位置する。この電極キャリアユニットは、少なくとも1つ
の第2電極を担持する。そうした解決策には、光学素子本体と電極キャリアユニットとの
間を適切にデカップルすることにより、すくなくとも1つの第2電極の電気接続に起因す
るいかなる残留応力又は寄生応力も、光学素子本体内ではなく、むしろ(結像プロセスに
関与しない)電極キャリアユニット内に導入される、という利点を有する。これは、光学
結像装置の全体的な結像品質に関して、高度に有利である。
法で達成されうる。例えば、光学素子本体と、少なくとも1つの第2電極を担持する電極
キャリアユニットとの間に、応力緩和層を介在させることができる。
少なくとも近傍において、光学素子本体背面が電極キャリアユニット及び少なくとも1つ
の第2電極に接触しないよう、間隙が電極キャリアユニットと光学素子本体背面との間に
形成される。従って、少なくとも第2電極を光学素子の光学フットプリントの投影内部に
(光学表面のそれぞれの局所的表面法線に沿って)配置しているにもかかわらず、この投
影内部にある光学素子本体の部分を、光学素子本体と電極キャリアユニットとの間で接触
しないよう保つことができる。従って、寄生応力又は残留応力の高感度領域内への導入が
、有利なことに回避されうる。
ニットとの間の接触を確実に防止する、任意の適切な寸法を有することができる。一方同
時に(例えば光学素子106.3の所与の変形に必要な電力消費を可及的に低く保つため
に)間隙を横切る電場の弱化を、許容可能な最小値に保つ。
の位置において、少なくとも1つの第2電極の近傍において、光学素子本体背面の局所的
表面法線に沿った局所的間隙の幅を画定できる。好適には、局所的間隙の幅は、少なくと
も中立状態において、少なくとも1つの第2電極の近傍において、少なくとも1μm、好
適には少なくとも5μm、更に好適には少なくとも10μmである。これにより、典型的
に、光学結像装置のいかなる通常作動条件下でも、光学素子本体と電極キャリアユニット
との間の接触が確実に防止される。
の第2電極の近傍において、特に、多くとも100μm、好適には多くとも50μm、更
に好適には多くとも20μmである。これにより、典型的に、間隙を横切る電場の弱化が
許容可能な値に保たれる。
有利な結果が達成される。なぜなら、これにより、間隙を横切る電場の損失と製造及び組
立ての容易性との間で、良好な妥協が提供されるためである。
結果として生じる間隙の誘電特性は、圧電装置の性能を調整するために、より厳密には、
第1電極と第2電極との間で発生される電場の容積形状を特定の所望される容積挙動に対
して、例えば達成されるべき光学素子の特定の変形の関数として調整するために、使用さ
れることができる。
中立状態において、少なくとも1つの第2電極の近傍において、少なくとも実質的に均一
であるように、光学素子本体背面の形状に適合される。これらの場合、第1電極と第2電
極との間の電場が均一に保たれることが可能である。そうした解決策は、第1電極と光学
素子本体背面との間の間隔も又実質的に均一である場合に、特に好適とされうる。この場
合、圧電装置が容易に、所与の電圧又は電場に対して、全(有用)領域及び光学フットプ
リントに亘って、同一の反応を示すことができる。
に、流体で充填される。これにより、間隙の特性を、特定の所望される挙動に調整可能で
ある。
、最大電圧を第1電極と少なくとも1つの第2電極との間に印加するよう構成される。ま
た流体は、第1電極と少なくとも1つの第2電極との間に最大電圧が印加された際に、間
隙のアーク放電を防止するために十分な流体誘電率を有する。これにより、いかなる通常
作動条件下でも、圧電装置の適切な作動が保証される。最大電圧が印加された際に間隙の
アーク放電を防止するために十分なこの流体誘電率又は流体の誘電強度は、第1近似で、
最大電圧及び間隙の最小幅(即ちアーキング距離)の簡単な関数である、と理解されよう
。
流体は、乾燥空気、乾燥窒素(N2)、及び六弗化硫黄(SF6)からなるガス群の、少
なくとも1つのガスを含む。代替として流体は、ペルフルオロポリエーテル(PFPE)
、グリセリン、グリセロール(C3H8O3)、及び脱イオン水(H2O)からなる液体
群の、少なくとも1つの液体を含むこともできる。そうした流体、特にそうした液体には
、光学素子内に導入される振動を減衰する減衰機能を提供できる、従って光学素子の振動
挙動を向上させる、という追加的な利点がある。さらに、流体は機械的にデカップルされ
た電極キャリアに対して、光学素子本体からの熱除去を改善する熱キャリアとして有利な
方法で作用できる。その場合流体は、例えば光学結像装置の温度制御装置の部分とするこ
とができる。
も利用されうる。好適には、流体は流体誘電率を有する。また、圧電部分は圧電部分誘電
率を有する。流体誘電率は、圧電部分誘電率から、圧電部分誘電率の多くとも30%、好
適には多くとも5%乃至20%、更に好適には多くとも1%乃至10%だけ逸脱する。こ
れにより、特に簡単な構成が得られる。しかしながら、特定の理由のために必要とされる
場合には、流体誘電率は、圧電部分誘電率の0.1倍から10倍までの範囲としてもよい
。
と理解されよう。加えて、グリセリンは低蒸気圧を有する。低蒸気圧は、光学結像装置の
光学素子の汚染が問題である場合に、特に有利である。
子本体との間で作用し、間隙を周囲雰囲気から封止する。これは、光学結像装置が流体に
よる汚染に敏感である適用例において、特に有利である。好適には、封止装置はラビリン
スシール装置を備える。ラビリンスシール装置は、電極キャリアユニットと光学素子本体
との間の機械的なデカップルを、有利な方法で維持する。
体は、最終的には、光学結像装置のメンテナンスの間にのみ交換されることができる。特
定の実施形態では、圧電装置が、パージ用流体で間隙をパージするよう構成されたパージ
装置を備えることができる。その場合このパージ装置は、例えば、光学結像装置の温度制
御装置の部分とすることができる。
のレベルの精度で)寸法的に安定した任意の材料製とすることができる。こうした材料は
、適切な支持を提供し、好適には、支持された(複数の)第2電極を電気的に分離する。
好適には、電極キャリアユニットは、特に簡単な構成をもたらす電気絶縁材料を含むキャ
リアユニット材料製とする。
Al2O3)、窒化アルミニウム(AlN)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、及びガラ
ス磁器からなるキャリアユニット材料群のキャリアユニット材料製とする。そうした材料
は、典型的に、上記に概説した有利な特性の少なくとも幾つかを提供する。これは特に、
これらの有利な特性の全てを安価に提供する、酸化アルミニウム(Al2O3)に適用さ
れる。
法で形成されうる。好適には、少なくとも1つの第2電極は、電極キャリアユニット上に
堆積された、少なくとも1つの導電性材料の層から製造される。加えて、又は代替的に、
少なくとも1つの第2電極は、プリント回路基板製造プロセスにおいて形成される。これ
により、特に簡単かつ安価な構成がもたらされる。
、光学素子本体支持ユニットを介して支持構造上に支持され、及び電極キャリアユニット
が、電極キャリア支持ユニットを介して支持構造上に支持され、少なくとも1つの第2電
極の少なくとも近傍が、光学素子本体から機械的にデカップルされる。
めに、電極キャリア支持ユニットから分離する。ここで、光学素子本体及び電極キャリア
ユニットは、運動学的に並列な方法で支持されうる。
1つの光学素子本体支持位置で、光学素子本体に接触する。また電極キャリア支持ユニッ
トは、少なくとも1つの光学素子本体支持位置の近傍で、光学素子本体に接触する。電極
キャリアユニットに対する支持力を、光学素子本体に対する支持力の導入に近い位置で、
光学素子本体に導入するこうしたカスケード支持は、電極キャリアユニットに対する支持
力の路長を、光学素子本体を通って最短化する。従って、対応して光学素子本体内に導入
される外乱が生じる。
ユニットは、少なくとも1つの電極キャリア支持位置で、光学素子本体に接触する。また
光学素子本体支持ユニットは、少なくとも1つの電極キャリア支持位置の近傍で、電極キ
ャリアユニットに接触する。これにより、他の運動学的直列支持配置に関連して上記に概
説したのと同様の利点がもたらされる。
ることにより、所望される際に、圧電装置の開ループ制御を可能にすること、と理解され
よう。しかしながら他の実施形態においては、開ループ制御が実行されることもできる。
圧電装置は、特定の所望される変形を光学素子内に導入する変形装置として使用されうる
、と理解されよう。加えて、又は代替的に、圧電装置はセンサ装置としても使用されうる
。
たセンサ装置を備える。センサ情報は、光学素子本体の変形及び/又は配向及び/又は位
置、及び/又は光学素子本体に作用する振動外乱を、空間の全ての6自由度までの少なく
とも1つの自由度で表す。
、作動することができる。好適には、センサ装置は少なくとも1つの第3電極を備える。
少なくとも1つの第3電極は、少なくとも1つの第2電極から電気的に絶縁され、及び少
なくとも1つの第2電極の近傍に位置する。言い換えれば、これらの場合、センサ装置は
圧電作動原理よっても作動する。第3電極は、得るべきセンサ情報の関数として、所望さ
れる適切な任意の方法で配置されうる。好適には、第3電極は第2電極により包囲され、
及び/又は第2電極の重心領域に位置する。これにより、第3電極を特定の第2電極に機
能的に関連付けることが可能になる。これは、特に閉ループ制御の精度の点で、有利であ
る。典型的に、第3電極は、関連付けられた第2電極よりも遥かに小さい。第3電極の表
面は、典型的に、第2電極の表面の1%乃至20%、好適には2%乃至15%、更に好適
には2%乃至10%である。
電極と少なくとも1つの第2電極との間に電圧を印加するように構成されている。この閉
ループ制御は、任意の所望の目的のために使用されうる。特にそれを、光学素子本体の振
動挙動に影響するために、特に光学素子本体の共振周波数を高めるために、使用すること
ができる。
に関連して使用されうる、と理解されよう。特に良好な結果は、UV範囲、特にEUV範
囲の露光光波長で露光光を使用するマイクロリソグラフィで使用されるよう構成された光
学結像装置に関連して達成されることができる。従って好適には、露光光は、5nmから
20nmまでの範囲の露光光の波長を有する。
基板ユニットを備える。照明ユニットは、マスクユニットに受容されたマスクを、露光光
で照明するよう構成される。光学投影ユニットは、マスク上に形成されたパターンの像を
、基板ユニットに受容された基板上へ転写するよう構成される。その場合光学素子は、照
明ユニット及び光学投影ユニットの、いずれかの部分を形成することができる。
2電極、及び少なくとも1つの圧電素子を支持する方法が提供される。光学結像装置は、
光学素子本体を有する光学素子を備える。光学素子本体は、光学素子本体の正面側の上に
光学表面を担持する。方法は、少なくとも1つの第2電極を、光学素子本体の背面側の上
に配置するステップを含む。光学素子本体の背面側は、光学素子本体の正面側の反対側に
ある。さらに方法は、少なくとも1つの圧電素子を、第1電極と少なくとも1つの第2電
極との間に配置するステップを含む。さらに方法は、第1電極を、光学素子本体の正面側
の上に配置するステップ、及び光学素子本体の少なくとも1つの圧電部分により、少なく
とも1つの圧電素子を形成するステップを含む。好適には、少なくとも1つの第2電極を
、光学素子本体とは別個の電極キャリアユニット上に配置する。この方法を使用して、本
発明による光学結像装置に関連して上記に概説した課題、変形実施形態、及び利点を、上
記の記述を参照して明確であるのと同一の範囲で達成することができる。
従って第3態様により、本発明は情報を捕捉する方法に関する。この方法において、本発
明による光学結像装置の光学素子本体の変形及び/又は配向及び/又は位置を表す情報を
、空間の全ての6自由度までの少なくとも1つの自由度で、圧電装置を使用して捕捉する
。この方法を使用して、本発明による光学結像装置に関連して上記に概説した課題、変形
実施形態、及び利点を、上記の記述を参照して明確であるのと同一の範囲で達成すること
ができる。
変形を光学素子内に導入する変形装置として使用されうる、と理解されよう。従って第4
態様により、本発明は、本発明による光学結像装置の光学素子本体の変形及び/又は配向
及び/又は位置を、空間の全ての6自由度までの少なくとも1つの自由度で、圧電装置を
使用して能動的に調整する方法に関する。この方法を使用して、本発明による光学結像装
置に関連して上記に概説した課題、変形実施形態、及び利点を、上記の記述を参照して明
確であるのと同一の範囲で達成することができる。
光光を使用する露光プロセスにおいて、本発明による光学結像装置を使用して、パターン
の像を基板上に転写する。この方法を使用しても、本発明による光学結像装置に関連して
上記に概説した課題、変形実施形態、及び利点を、上記の記述を参照して明確であるのと
同一の範囲で達成することができる。
を表す情報を、空間の全ての6自由度までの少なくとも1つの自由度で、本発明によるそ
うした情報を捕捉する方法を使用して捕捉することができる。
又は配向及び/又は位置を、空間の全ての6自由度までの少なくとも1つの自由度で、本
発明によるそうした動きを発生させる方法を使用して能動的に調整する。
施形態に関する以下の記載から明らかとなる。特許請求の範囲に明示的に記載されている
か否かにかかわらず、開示された特徴の全ての組合せは、本発明の範囲内である。
して説明される。光学結像装置101により、本発明による方法の好ましい実施形態が実
行されうる。以下の説明の理解を容易にするために、xyz座標システムが図に導入され
ている。z方向は垂直方向(即ち重力方向)を示す。
像装置の、正確なスケールでない高度に概略化された図である。光学露光装置101は、
(マスクユニット103のマスクテーブル103.2上に位置する)マスク103.1上
に形成されたパターンの像を、(基板ユニット104の基板テーブル104.2上に位置
する)基板104.1上へ転写するよう適合された光学投影ユニット102を備える。こ
のために光学露光装置101は、反射マスク103.1を、適切な光ガイド系105.2
を介して(主光線105.1で示された)露光光で照明する照明系105を備える。光学
投影ユニット102は、マスク103.1から反射された光を受け取り、及びマスク10
3.1上に形成されたパターンの像を、例えばウエハ等である基板104.1上へ投影す
る。
光学素子ユニット群106を保持する。この光学素子ユニット群106は、光学素子支持
構造102.1内に保持されている。光学素子支持構造102.1は、光学投影ユニット
102のハウジング構造の形態をとることができる。このハウジング構造は、以下におい
て、投影オプティクスボックス構造(projection optics box structure:POB)102
.1とも称される。しかしながらこの光学素子支持構造は、光学素子ユニット群106を
完全に又は均一に(光及び/又は流体)密封する必要性が、必ずしもないことが理解され
よう。むしろ、図示の例の場合のように、部分的に開放構造として形成されてもよい。
れることができる、と理解されよう。しかしながら、そうした光学素子ユニットは、そう
した光学素子を保持するホルダのような、更なる構成部品を備えることもできる。
されている。今度は耐荷構造107.1が、地面又は基礎構造107.2上に支持されて
いる。耐荷構造107.1は、0.05Hzから8.0Hzまで、好適には0.1Hzか
ら1.0Hzまで、更に好適には0.2Hzから0.6Hzまでの範囲の防振共振周波数
に対して防振状態で、地面又は基礎構造107.2上に支持されている。さらに、典型的
には、減衰比が5%から60%まで、好適には10%から30%まで、更に好適には20
%から25%までの範囲から選択される。本例においては、0.25Hz乃至2Hzの防
振共振周波数が15%乃至35%の減衰比で、耐荷構造107を防振状態で保持するため
に選択されている。
ブル支持装置103.3及び基板テーブル104.2を介して、(防振状態で)マスクテ
ーブル103.2をも支持する。しかしながら、本発明の他の実施形態において、耐荷構
造107.1が、(好適には防振状態で)マスクテーブル103.2及び基板テーブル1
04.2をも支持することができる、と理解されよう。
めに少なくとも1つの中間支持構造を介してカスケード式に支持されうる、と理解されよ
う。一般にこれらの防振装置は、広い周波数範囲に亘って良好に防振するために、異なる
隔離周波数を有することができる。
ト106.1、第2光学素子ユニット106.2、第3光学素子ユニット106.3、第
4光学素子ユニット106.4、第5光学素子ユニット106.5、及び第6光学素子ユ
ニット106.6を備える。本実施形態では、各光学素子ユニット106.1乃至106
.6は、以下でミラーM1乃至M6とも称されるミラー形態の光学素子を備える。
に理解されよう。好適には、4乃至8個の光学素子ユニットが装備される。
造102.2により形成された支持構造上に、関連付けられた支持装置108.1乃至1
08.6により支持される。各支持装置108.1乃至108.6は、各ミラー106.
1乃至106.6が定義された制御帯域で能動的に支持されるような能動デバイスとして
形成される。本発明の他の実施形態において、ミラー106.1(M1)乃至106.6
(M6)の一部分のみが能動的に支持されてもよい、と理解されよう。
動的変形可能光学素子である。詳細は、以下に説明される。この目的のためにミラー10
6.3は、圧電装置109の部分を形成する圧電部分を形成する、圧電材料製の光学素子
本体109.1を備える。従って光学素子本体109.1が圧電素子を形成する。圧電素
子は、圧電装置109の制御ユニット109.2により作動される。
は別個に制御ユニット109.2に電気的に接続されている。第1電極109.3は、光
学素子本体109.1の正面側109.5の上に位置する導電性材料の層により形成され
ている。一方第2電極109.4は、光学素子本体109.1の背面側109.6の上に
位置する。第1電極109.3は、第2電極109.4及び第1電極109.3と第2電
極109.4との間に位置する圧電素子109.1と協働するよう構成され、制御ユニッ
ト109.2の制御下で、ミラー106.3を定義された通りに変形させる。詳細は、以
下に説明される。
学表面110と光学素子本体109.1との間に位置する)第1電極109.3の正面1
09.7上に形成された反射光学表面110を担持する。反射光学表面110は、1つ以
上の光学活性層を備えることができる。光学活性層は、(光学素子106.3を使用して
実行される光学結像プロセスに使用される13nmの波長での反射性を提供するために)
従来の反射表面形成プロセスにおいて形成される。さらに正面109.7は、反射光学表
面110の反射系の部分も形成できる。
圧電素子109.1との間の接合プロセスの結果として、光学素子106.3内に(直ち
に又は時間に亘って)導入される外乱が除去される、という利点を有する。
への第1電極109.3のコネクタ109.8との間の任意の接合プロセスの結果として
、光学素子106.3内に(直ちに又は時間に亘って)導入される外乱を最小化可能であ
る。これは、第1電極109.3が、光学素子106.3の背面側に位置する第2電極1
09.4用の共通対向電極(例えば電気接地に接続された単純な設置電極)として使用さ
れる、という事実に起因する。
光学表面110の光学フットプリント(即ち、光学結像装置101により実行される結像
プロセスに実際に使用される光学表面110の部分)の外側に位置させることが可能であ
る。従って、第1電極109.3に接合されたこのコネクタ109.8に起因するいかな
る残留応力又は寄生応力も、コネクタ109.8と光学フットプリントとの間のこの距離
により、光学フットプリントに達する前に、既に十分に緩和されることができる。
デカップルすることが可能である。このために本例においては、第2電極109.4が、
光学素子本体109.1から機械的にデカップルされた別個の電極キャリア111上に形
成されている。従って、一方では第2電極を、光学表面の光学フットプリントの投影内で
(光学表面110のそれぞれの局所的表面法線に沿って)、光学素子106.3の背面側
109.6に配置可能である。また、第2電極109.4を光学素子本体109.1から
機械的にデカップルすることで、第2電極109.4又は第2電極109.4の制御ユニ
ット109.2への電気接続から発生する残留応力又は寄生応力が、光学素子106.3
の光学フットプリントの領域内に導入されることを防止する。
学素子106.3の光学表面110内(特に光学フットプリントの領域内)へ伝播する残
留応力及び寄生応力に起因する、光学結像装置101の光学性能の長期間の劣化の危険性
を、非常に簡単かつコスト効率の良い方法で、大幅に低減可能である。
圧電装置109の効果によりカバーされなければならない一部分に亘ってのみ延在してよ
い、と理解されよう。これは例えば、光学素子本体109.1の特定の部分に適切に材料
ドッティングを施す、又は光学素子本体109.1を形成する個別部分を(本質的に残留
応力が無く、かつ長期間安定した態様で)接合することで達成することができる。この方
法により最終的に、複数の個別の圧電部分が形成されうる。
ック体であるため、圧電部分は、第1電極109.3から、光学素子本体109.1の背
面側で光学素子本体109.1を限定する光学素子本体109.1の背面109.9にま
で延在する。さらに、光学素子本体109.1(即ち圧電部分)は、光学的使用可能領域
又は光学表面110の光学フットプリントに亘って延在する。従って光学的使用可能領域
が、圧電装置109により達成される効果でカバーされる。
線に沿う光学素子本体109.1の寸法は、光学表面110の光学的使用可能領域に亘っ
て実質的に均一である。これには、第1電極109.3と第2電極109.4との間で発
生される電場が均一に保たれる、という利点がある。
10のそれぞれの局所的表面法線に沿って変化させることもできる、と理解されよう。
(即ち圧電部分)のために使用されうる、と理解されよう。好適には光学素子本体109
.1は、石英(SiO2)材料の圧電係数のN倍の圧電係数を有する材料から製造される
。Nは、少なくとも2、好適には少なくとも3乃至8、更に好適には少なくとも10であ
る。これにより、圧電装置109を使用して変形させる場合には、適切に低く、かつ容易
に制御可能な電場又は電圧で、光学素子106.3に十分大きな変形をもたらす。電場又
は電圧はそれぞれ、制御ユニット109.2の制御下で、第1電極109.3と第2電極
109.4との間で発生される。
V、好適には少なくとも20pm/V、更に好適には30pm/Vから100pm/Vま
での範囲、又更に好適には30pm/Vから70pm/Vまでの範囲、の圧電係数を有す
る材料から製造されることが好適である。これにより、要求される電圧の所望される変形
に対する比に関して、特に良好な結果をもたらす。
から製造される。これには、圧電光学素子本体109.1上に堆積された層109.3、
110によって光学表面が形成されうるような従来の光学表面製造プロセスにおける使用
に、圧電部分が適する、という利点がある。これにより、光学素子106.3に製造に必
要な労力が、大幅に低減される。
109.1の光学等級表面を製造するための、少なくとも1つの光学表面製造プロセスを
受けるのに適した圧電材料から製造される。この光学等級表面は、13nmの波長での(
即ちEUV範囲の)マイクロリソグラフィプロセスにおける使用に適するものとする。
1の第1電場EF1に反応して収縮し、及び第2極性P2の第2電場EF2に反応して拡
大する双極性圧電材料から製造される。第2極性P2は、第1極性P1とは逆である。そ
うした解決策には、光学素子本体109.1の(特定の電圧に対して)達成可能な変形が
有利な方法で著しく増加される、という利点がある。
オブ酸リチウム(LiNbO3)、ジフェニルアラニンペプチドナノチューブ(PNTs
)及び石英(SiO2)、リン酸ガリウム(GaPO4)、異極像トルマリン、ガリウム
ランタンシリケート(La3Ga5SiO14、ランガサイトとも呼ばれる)、及びガリ
ウム・ゲルマニウム酸カルシウム(Ca3Ga2Ge4O14)、及びこれらの組み合わ
せからなる材料群から選択される材料から製造される。これらの材料は全て、上記に概説
した有利な特性の少なくとも幾つかを提供する。
てを提供するため、光学素子本体109.1用の材料として使用されている。ニオブ酸リ
チウム(LiNbO3)はガラス状であり、30pm/Vから70pm/Vまでの範囲、
典型的に約40pm/Vの圧電係数を有する双極性圧電材料である。ニオブ酸リチウム(
LiNbO3)は、研磨してEUV範囲の光学結像プロセスに適した表面精度をもたらす
等の、光学表面製造プロセスを受けることが可能である。
本体109.1を限定する光学素子本体背面109.9に隣接して位置する。電極キャリ
アユニット111は、第2電極109.4を担持する。そうした解決策には、光学素子本
体109.1と電極キャリアユニット111との間を適切に機械的にデカップルすること
により、第2電極109.4の電気接続から発生するいかなる残留応力又は寄生応力も、
光学素子本体109.1内ではなく、むしろ(結像プロセスに関与しない)電極キャリア
ユニット111内に導入される、という利点を有する。これは、光学結像装置101の全
体的な結像品質に関して、高度に有利である。
達成するために、本例においては、光学結像装置101の少なくとも中立状態において、
第2電極109.4の少なくとも近傍において、光学素子本体背面109.9が、電極キ
ャリアユニット111と第2電極109のいずれにも接触しないよう、電極キャリアユニ
ット111と光学素子本体背面109.9との間に間隙112が形成される。
110のそれぞれの局所的表面法線に沿って)配置しているにもかかわらず、この投影内
部にある光学素子本体109.1の部分が、光学素子本体109.1と電極キャリアユニ
ット111と第2電極109.4の間で、それぞれに接触しないよう保つことができる。
従って、寄生応力又は残留応力の光学素子106.3の高感度領域内への導入が、有利な
ことに回避されうる。
9.1と電極キャリアユニット111又は第2電極109.4との間の接触を確実に防止
する、任意の適切な寸法を有することができる。一方同時に(光学素子106.3の所与
の変形に必要な電力消費を可及的に低く保つために)間隙112を横切る電場EFの弱化
を、許容可能な最小値に保つ。
いて、光学素子本体背面109.9の局所的表面法線に沿った局所的間隙の幅(local ga
p width)LGWを画定する。好適には、局所的間隙の幅LGWは、少なくとも中立状態
で、少なくとも1つの第2電極の近傍において、少なくとも1μm、好適には少なくとも
5μm、更に好適には少なくとも10μmである。これにより、典型的に、光学結像装置
のいかなる通常作動条件下でも、光学素子本体109.1と電極キャリアユニット111
又は第2電極109.4との間の接触が確実に防止される。さらに、好適には、局所的間
隙の幅LGWは、少なくとも中立状態で、第2電極109.4の近傍において、多くとも
100μm、好適には多くとも50μm、更に好適には多くとも20μmである。これに
より、典型的に、間隙112を横切る電場EFの弱化が許容可能な値に保たれる。
に10μmである際に、有利な結果が達成される。これにより、間隙112を横切る電場
の損失と、装置101の製造及び組立ての容易性との間で、良好な妥協が提供される。
2の形状及び結果として生じる間隙112の誘電特性は、圧電装置109の性能を調整す
るため、より厳密には、第1電極109.3とそれぞれの第2電極109.4との間で発
生される電場EFの容積形状を特定の所望される容積挙動に対して、例えば達成されるべ
き光学素子106.3の特定の変形の関数として調整するために、使用されることができ
る。
隙の幅LGWが、少なくとも中立状態において、第2電極109.4の近傍において実質
的に均一であるよう、光学素子本体背面109.9の形状に適合されている。これらの場
合、第1電極109.3とそれぞれの第2電極109.4との間の電場EFが均一に保た
れることが可能である。従って圧電装置109は、典型的に、所与の電圧又は電場のそれ
ぞれに対して、圧電装置109の全(有用)領域及び光学表面110の光学フットプリン
トに亘って、同一の反応を示す。
に、流体113で充填される。これにより、間隙112の特性を、特定の所望される挙動
に調整可能である。
電圧(maximum voltage)VMAXを第1電極109.3とそれぞれの第2電極109.
4との間に印加するよう構成されている。流体113は流体誘電率(fluid dielectric c
onstant)FDCを有する。流体誘電率FDCは、第1電極109.3とそれぞれの第2
電極109.4との間に最大電圧VMAXが印加された際に、間隙112のアーク放電を
防止するために十分なものである。これにより、いかなる通常作動条件下でも、圧電装置
109の適切な作動が保証される。
態では、流体は、乾燥空気、乾燥窒素(N2)、及び六弗化硫黄(SF6)からなるガス
群の、少なくとも1つのガスを含む。代替として流体は、ペルフルオロポリエーテル(P
FPE)、グリセリン、グリセロール(C3H8O3)、及び脱イオン水(H2O)から
なる液体群の、少なくとも1つの液体を含むこともできる。
する減衰機能を提供できる、従って光学素子106.3の振動挙動を向上させる、という
追加的な利点がある。さらに流体113は、機械的にデカップルされた電極キャリア11
1に対して、光学素子本体からの熱除去を改善する熱キャリアとして有利な方法で作用で
きる。その場合流体113は、例えば、光学結像装置101の温度制御装置116の部分
とすることができる。
メータとしても利用されうる。本例においては、流体は流体誘電率FDCを有する。また
、光学素子本体109.1により形成された圧電部分は、圧電部分誘電率(piezoelectri
c section dielectric constant)PSDCを有する。流体誘電率FDCは、圧電部分誘
電率PSDCから、圧電部分誘電率の多くとも30%、好適には多くとも5%乃至20%
、更に好適には多くとも1%乃至10%だけ逸脱する。これにより、特に簡単な構成が得
られる。
封止装置114は、電極キャリアユニット111と光学素子本体109.1との間で、間
隙112を周囲雰囲気から封止する作用を及ぼす。これは、光学結像装置101が流体1
13による汚染に敏感である適用例において、特に有利である。本例においては、封止装
置114はラビリンスシール装置を備える。ラビリンスシール装置は、電極キャリアユニ
ット111と光学素子本体109.1との間の機械的なデカップルを、有利な方法で維持
する。
へ導入されうる。流体113は、最終的には、光学結像装置101のメンテナンスの間に
のみ交換されることができる。特定の実施形態では、圧電装置109が、電極キャリアユ
ニット111に接続され及び流体113を形成するパージ用流体で間隙112をパージす
るよう構成されたパージ装置116.1を備えることができる。その場合このパージ装置
116.1は、例えば光学結像装置の温度制御装置116の一部とすることができる。
ートルのレベルの精度で)寸法的に安定した任意の材料製とすることができる。こうした
材料は、適切な支持を提供し、好適には、支持された第2電極109.4を電気的に分離
する。好適には、電極キャリアユニット111は、特に簡単な構成をもたらす電気絶縁材
料を含むキャリアユニット材料製とする。
ウム(Al2O3)、窒化アルミニウム(AlN)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、及
びガラス磁器からなるキャリアユニット材料群のキャリアユニット材料製とする。そうし
た材料は、典型的に、上記に概説した有利な特性の少なくとも幾つかを提供する。本例に
おいては、酸化アルミニウム(Al2O3)がこれらの有利な特性の全てを提供するため
、キャリアユニット材料として選択されている。
の導電性材料の層から製造されている。第2電極109.4は、(例えば銅の真空及び電
解析出、続くフォト露光及びその後の選択的エッチングとレジスト剥離による)セラミッ
クのプリント回路基板製造プロセスにおいて、任意の所望されるパターンで形成されるこ
とができる。これにより、特に簡単かつ安価な構成がもたらされる。
、光学素子本体109.1が、光学素子本体支持ユニット108.3を介して支持構造1
02.1上に支持され、一方電極キャリアユニット111が、光学素子本体支持ユニット
108.3とは分離した電極キャリア支持ユニット111.2を介して、(光学素子本体
109.1に対して運動学的に並列な方法で)支持構造102.1上に支持されることに
より達成される。
が選択されうる。ここで、光学素子本体支持ユニット108.3は、光学素子本体支持位
置で、光学素子本体109.1に接触する。また、電極キャリア支持ユニット117は、
各光学素子本体支持位置の近傍において、光学素子本体109.1に接触する。電極キャ
リアユニット111に対する支持力を、光学素子本体109.1に対する支持力の導入に
近い位置で、光学素子本体109.1に導入するこうしたカスケード支持は、電極キャリ
アユニット111に対する支持力の路長を、光学素子本体109.1を通って最短化する
。従って、光学素子本体109.1内に導入される外乱が、対応して生じる。
期的変化を排除することにより、所望される際に、制御ユニット109.2を介して圧電
装置109の開ループ制御を実行可能にすること、と理解されよう。しかしながら他の実
施形態においては、制御ユニット109.2を介して閉ループ制御も実行されうる。
6.3内に導入する変形装置として使用されうる、と理解されよう。加えて、又は代替的
に、圧電装置は、第1電極109.3及びそれぞれの第2電極109.4を使用するセン
サ装置としても使用されることができる。
SIを制御ユニット109.2に提供するよう構成されたセンサ装置109.10を備え
る。センサ情報SIは、光学素子本体109.1の変形及び/又は配向及び/又は位置、
及び/又は光学素子本体109.1に作用する振動外乱を、空間の全ての6自由度までの
少なくとも1つの自由度(degree of freedom)DOFで表す。
するためにセンサ装置109.10は、複数の第3電極109.11を備える。各第3電
極109.11は、個別に制御ユニット109.2に接続されている。各第3電極109
.11は、第2電極109.4に関連付けられ、及び第2電極109.4から電気的に絶
縁されると共に十分に(典型的に2mm乃至10mm)離間され、クロストーク又はアー
ク放電を防止する。光学素子本体109.1のいかなる変形、及び第1電極109.3と
それぞれの第3電極109.11との間の位置におけるいかなる変化もが、これらの電極
109.3と109.11の間の電圧において変化を生成し、これらの電圧の変化がセン
サ情報SIを表す。そのため、制御ユニット109.2がセンサ情報を捕捉できる。
方法で配置されうる。図2及び図3から分かるように、それぞれの第3電極109.11
は、関連付けられた第2電極109.4により包囲されており、かつ第2電極109.4
の重心領域に位置する。これにより、それぞれの第3電極が特定の第2電極109.4に
機能的に関連付けられる。これは、特に制御ユニット109.2を介する閉ループ制御の
精度の点で、有利である。
小さい。第3電極109.11の表面は、典型的に、第2電極109.4の表面の1%乃
至20%、好適には2%乃至15%、更に好適には2%乃至10%である。
とそれぞれの第2電極109.4との間に電圧を印加するように構成されている。この閉
ループ制御は、任意の所望の目的のために使用されうる。特にそれは、光学素子本体10
9.1の振動挙動に影響するために、特に光学素子本体109.1の共振周波数を高める
ために使用されうる。
の部分であった実施形態に関連して本発明が説明された。しかしながら、(図2及び図3
に示されるような)圧電装置109を含む光学素子が、追加的又は代替的に、照明ユニッ
ト105の部分を形成することもできる、と理解されよう。
することが可能である。第1電極109.3とそれぞれの第2電極109.4との間に印
加された3kVの電圧に対して、そうした実施例における変形は、約120nmに達する
。
押し当てるカウンタ素子を有していない。そのために変形は、光学素子本体109.1の
両側上に対称的に現れれる。即ち、変形の半分のみがミラー光学表面110上に現れる。
しかしながら、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)は双極性であるため、隣接する第2電
極109.4を正負の極性で作動させる(即ち、光学素子本体109.1の異なるゾーン
に+/−3kVまで印加する)ことで、山から谷まで120nmの全光学表面の変形を、
依然として達成可能である。
ながら、他の実施形態において、光学表面は、例えば(図示されない)非球状面、又は(
図2において破線輪郭118.1で示されるような)平面形状のような、他の任意の形状
を有してもよい、と理解されよう。後者の場合、光学素子本体は輪郭線118.2で示さ
れるような、単純な平面並行板としてもよい。その場合電極キャリアユニットは、(その
場合には同様に平面である)第2電極109.4及び第3電極109.11を担持する平
面のキャリア表面118.3を形成できる。従って、再度、実質的に均一な幅の間隙11
2が形成される。そうした平面の変形可能ミラーは、例えば反射屈折投影系において、(
例えば157nm又は193nmの)例えばVUV範囲で使用されうる。これは、例えば
国際公開第2005/069055号(Shaferら)から既知である。国際公開第2005
/069055号の全開示は、参照により本明細書に組み込まれる。
本発明による圧電装置の構成部品を支持する方法の好適な実施形態、光学素子本体の変形
及び/又は配向及び/又は位置を表す情報を捕捉する方法の好適な実施形態、及び以下に
図1乃至図4を参照して記述されるような光学素子本体を能動的に調整する方法の好適な
実施形態を使用して、実行することができる。
を、光学結像装置101の光学投影ユニット102を使用し、基板104.1上に転写す
る。これらは、ステップS1において、上記に概説したような構成で提供されている。圧
電装置109の構成部品は、ステップS2において、上記に概説したような構成で支持さ
れている。
、上記に概説したように、センサ情報SIを捕捉する方法を使用して、センサ情報SIが
捕捉される。この捕捉するステップS3の間、上記に概説したように、光学素子106.
3及び圧電装置109の構成部品が、本発明による方法を使用して支持される。
09を制御する。また上記に概説したように、制御装置109.2は最終的に、センサ情
報SIの関数として、光学素子106.3の支持装置108.3も制御する。制御するス
テップS4の直後に続く又は最終的には制御するステップS4に重なる露光するステップ
において、マスク103.1上に形成されたパターンの像が、光学結像装置101を使用
して、基板104.1上へ露光される。
態が記述された。しかしながら結局のところ、複数の分離された正面側の第1電極109
.3を備えることもできる、と理解されよう。
述された。しかしながら、本発明の他の実施形態において、反射素子、屈折素子、又は回
折素子、又はそれらの任意の組み合わせが光学素子ユニットの光学素子として使用されう
る、と理解されよう。
。しかしながら本発明は、任意の種類の光学結像プロセスに関連しても、典型的には同等
に高いレベルの結像精度が要求される光学結像プロセスに関連しても使用されうる、と理
解されよう。特に本発明は、異なる波長で作動する任意の種類の光学結像プロセスに関連
して、特に、いわゆる真空紫外(Vacuum Ultraviolet:VUV)範囲の波長(典型的に、
100nmから200nmまで、例えば193nm)で作動する結像プロセスで、使用さ
れることができる。
Claims (28)
- 光学結像装置であって:
光学素子と;
圧電装置と、を備え;
前記光学素子は光学素子本体を備え、該光学素子本体は、該光学素子本体の正面側の上に光学表面を担持し;
前記圧電装置は、第1電極及び少なくとも1つの圧電素子を備え;
少なくとも1つの第2電極が前記光学素子本体の背面に隣接して位置し、及び前記少なくとも1つの圧電素子が前記第1電極と前記少なくとも1つの第2電極との間に位置する時、前記第1電極は、前記少なくとも1つの圧電素子及び前記少なくとも1つの第2電極と協働するよう構成され、前記光学素子本体の前記背面側は、前記光学素子本体の前記正面側の反対側にあり;
前記第1電極は、前記光学素子本体の前記正面側の上に位置し;
前記少なくとも1つの圧電素子は、前記光学素子本体の少なくとも1つの圧電部分により形成され、
前記圧電装置は、センサ情報を制御装置に提供するよう構成されたセンサ装置を備え、前記センサ情報は、前記光学素子本体の変形及び/又は配向及び/又は位置、及び/又は光学素子本体に作用する振動外乱を、空間の全ての6自由度までの少なくとも1つの自由度で表し;
前記センサ装置は少なくとも1つの第3電極を備え、該少なくとも1つの第3電極は、前記少なくとも1つの第2電極から電気的に絶縁され、前記少なくとも1つの第2電極の近傍に位置する、光学結像装置。 - 請求項1に記載の光学結像装置であって、前記第3電極は、前記第2電極により包囲される、光学結像装置。
- 請求項1または2に記載の光学結像装置であって、前記第3電極は、前記第2電極の重心領域に位置する、光学結像装置。
- 請求項1から3の何れか一項に記載の光学結像装置であって、前記第3電極の表面は、前記第2電極の表面の1%乃至20%である光学結像装置。
- 請求項1から4の何れか一項に記載の光学結像装置であって、
前記第1電極は、前記光学表面と前記少なくとも1つの圧電部分との間に位置し;
及び/又は
前記第1電極は、前記光学表面と前記光学素子本体との間に位置する光学結像装置。 - 請求項1から5の何れか一項に記載の光学結像装置であって、
前記第1電極は、前記光学素子本体の上、及び/又は前記少なくとも1つの圧電部分の上に形成された、少なくとも1つの導電性材料の層により形成され;
及び/又は
前記光学表面は、前記第1電極の上に形成された少なくとも1つの反射層により形成され;
及び/又は
前記光学表面の少なくとも一部分は、前記第1電極の表面により形成される光学結像装置。 - 請求項1〜6の何れか一項に記載の光学結像装置であって、
前記少なくとも1つの圧電部分は実質的に、前記第1電極から、前記光学素子本体の背面側で前記光学素子本体を限定する前記光学素子本体の背面にまで延在し、
及び/又は
前記光学表面は、前記光学素子の光学的使用可能領域を画定し、該光学的使用可能領域は光学結像プロセスで使用可能であり、及び前記少なくとも1つの圧電部分は、少なくとも前記光学的使用可能領域に亘って延在し、
及び/又は
前記少なくとも1つの圧電部分は、前記光学素子本体の少なくとも80%を形成する光学結像装置。 - 請求項1〜7の何れか一項に記載の光学結像装置であって、
前記光学素子本体が、前記少なくとも1つの圧電部分を提供するために、圧電材料により形成され、
及び/又は
前記光学素子本体は、圧電材料からなるモノリシック体である光学結像装置。 - 請求項1〜8の何れか一項に記載の光学結像装置であって、
前記光学表面は、前記光学素子の光学的使用可能領域を画定し、該光学的使用可能領域は光学結像プロセスで使用可能であり、及び少なくとも前記光学的使用可能領域に亘って、前記光学表面の局所的表面法線に沿う前記光学素子本体の寸法が、実質的に均一である光学結像装置。 - 請求項1〜9の何れか一項に記載の光学結像装置であって、
前記少なくとも1つの圧電部分は、石英(SiO2)材料の圧電係数のN倍の圧電係数を有する材料から製造され、Nは、少なくとも2であり;
及び/又は
前記少なくとも1つの圧電部分は、少なくとも10pm/Vまでの範囲、の圧電係数を有する材料から製造され;
及び/又は
少なくとも1つの圧電部分は、ガラス状の圧電材料から製造され;
及び/又は
前記少なくとも1つの圧電部分は、第1極性の第1電場に反応して収縮し、及び第2極性の第2電場に反応して拡大する双極性圧電材料から製造され、前記第2極性は、前記第1極性とは逆であり;
及び/又は
前記少なくとも1つの圧電部分は、前記光学素子本体の光学等級表面を製造するための、少なくとも1つの光学表面製造プロセスを受けるのに適した圧電材料から製造され;
及び/又は
前記少なくとも1つの圧電部分は、電場に対する最大応答の方向を有する異方性圧電材料から製造され、前記少なくとも1つの圧電部分の前記材料は、前記最大応答の方向と前記光学表面の局所的表面法線との間の傾斜が、20°未満であるように配置される光学結像装置。 - 請求項1〜10の何れか一項に記載の光学結像装置であって、
前記少なくとも1つの圧電部分は、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)、ジフェニルアラニンペプチドナノチューブ(PNTs)、石英(SiO2)、リン酸ガリウム(GaPO4)、異極像トルマリン、ガリウムランタンシリケート(La3Ga5SiO14)、ガリウム・ゲルマニウム酸カルシウム(Ca3Ga2Ge4O14)、及びこれらの組み合わせからなる材料群から選択される材料から製造される光学結像装置。 - 請求項1〜11の何れか一項に記載の光学結像装置であって、
前記圧電装置は前記制御装置を備え、該制御装置は、前記センサ情報の関数として、前記第1電極と前記少なくとも1つの第2電極との間に電圧を印加するよう構成され、前記光学素子本体の振動挙動に影響し、前記光学素子本体の共振周波数を高める光学結像装置。 - 請求項1〜12の何れか一項に記載の光学結像装置であって、
該光学結像装置は、UV範囲の露光光波長で露光光を使用するマイクロリソグラフィで使用されるよう構成される光学結像装置。 - 請求項13に記載の光学結像装置であって、前記UV範囲の露光波長は、EUV又はVUVの露光波長である光学結像装置。
- 請求項13に記載の光学結像装置であって、
前記露光光は、5nmから20nmまで、又は100nmから200nmまでの範囲の、露光光の波長を有する光学結像装置。 - 請求項13から15の何れか一項に記載の光学結像装置であって、
照明ユニット、マスクユニット、光学投影ユニット、及び基板ユニットが装備され、前記照明ユニットは、前記マスクユニットに受容されたマスクを、前記露光光で照明するよう構成され、前記光学投影ユニットは、前記マスク上に形成されたパターンの像を、前記基板ユニットに受容された基板上へ転写するよう構成され、前記光学素子は、前記照明ユニット又は前記光学投影ユニットの部分を形成する光学結像装置。 - 光学結像装置の圧電装置の、第1電極、少なくとも1つの第2電極、及び少なくとも1つの圧電素子を支持する方法であって、前記光学結像装置は、光学素子本体を有する光学素子を備え、前記光学素子本体は、前記光学素子本体の正面側の上に光学表面を担持し、前記方法は:
前記少なくとも1つの第2電極を、前記光学素子本体の背面側の上に配置するステップであって、前記光学素子本体の前記背面側は、前記光学素子本体の前記正面側の反対側にあるステップと;
前記少なくとも1つの圧電素子を、前記第1電極と前記少なくとも1つの第2電極との間に配置するステップと;
前記第1電極を、前記光学素子本体の前記正面側の上に配置するステップと;
前記光学素子本体の少なくとも1つの圧電部分により、前記少なくとも1つの圧電素子を形成するステップと;
前記圧電装置のセンサ装置を提供するステップであって、前記センサ装置は、センサ情報を制御装置に提供するよう構成され、前記センサ情報は、前記光学素子本体の変形及び/又は配向及び/又は位置、及び/又は光学素子本体に作用する振動外乱を、空間の全ての6自由度までの少なくとも1つの自由度で表すステップと;
前記センサ装置の少なくとも1つの第3電極を、前記少なくとも1つの第2電極から電気的に絶縁されるように、前記少なくとも1つの第2電極の近傍に配置するステップと
を含む方法。 - 請求項17に記載の方法であって、
前記第1電極は、前記光学表面と前記少なくとも1つの圧電部分との間に位置し;
及び/又は
前記第1電極は、前記光学表面と前記光学素子本体との間に位置する方法。 - 請求項17または18に記載の方法であって、
前記第1電極は、前記光学素子本体の上、及び/又は前記少なくとも1つの圧電部分の上に形成された、少なくとも1つの導電性材料の層により形成され;
及び/又は
前記光学表面は、前記第1電極の上に形成された少なくとも1つの反射層により形成され;
及び/又は
前記光学表面の少なくとも一部分は、前記第1電極の表面により形成される方法。 - 請求項17〜19の何れか一項に記載の方法であって、
前記少なくとも1つの第2電極は、前記光学素子本体とは別個の電極キャリアユニットの上に位置する方法。 - 請求項20に記載の方法であって、
前記電極キャリアユニットは、前記背面側で前記光学素子本体を限定する光学素子本体背面に隣接して位置し;
前記少なくとも1つの第2電極の少なくとも近傍において、前記光学素子本体背面が前記電極キャリアユニット及び前記少なくとも1つの第2電極に接触しないよう、間隙が前記電極キャリアユニットと前記光学素子本体背面との間に形成され、前記間隙が、前記光学結像装置の通常作動の間少なくとも一時的に、流体で充填され、前記間隙は、周囲雰囲気からシールされる方法。 - 請求項20に記載の方法であって、
前記電極キャリアユニットは、前記背面側で前記光学素子本体を限定する光学素子本体背面に隣接して位置し;
前記光学素子本体が光学素子本体支持ユニットを介して支持構造上に支持され、及び前記電極キャリアユニットが電極キャリア支持ユニットを介して前記支持構造上に支持され、前記少なくとも1つの第2電極の少なくとも近傍が、前記光学素子本体から機械的にデカップルされる方法。 - 請求項17〜22の何れか一項に記載の方法であって、前記第3電極は、前記第2電極により包囲される方法。
- 請求項17〜23の何れか一項に記載の方法であって、前記第3電極は、前記第2電極の重心領域に位置する方法。
- 請求項17から24の何れか一項に記載の方法、前記第3電極の表面は、前記第2電極の表面の1%乃至20%である方法。
- 情報を捕捉する方法であって、請求項1〜16の何れか一項に記載の前記光学結像装置の前記光学素子本体の変形及び/又は配向及び/又は位置を表す前記情報を、空間の全ての6自由度までの少なくとも1つの自由度で、前記圧電装置を使用して捕捉する方法。
- 能動的に調整する方法であって、請求項1〜16の何れか一項に記載の前記光学結像装置の前記光学素子本体の変形及び/又は配向及び/又は位置を、空間の全ての6自由度までの少なくとも1つの自由度で、前記圧電装置を使用して能動的に調整する方法。
- 光学結像方法であって、
露光光を使用する露光プロセスにおいて、請求項1〜16の何れか一項に記載の前記光学結像装置を使用して、パターンの像を基板上に転写し、
前記露光プロセスの間、前記光学結像装置の前記光学素子本体の変形及び/又は配向及び/又は位置を表す情報を、空間の全ての6自由度までの少なくとも1つの自由度で、請求項26に記載の方法を使用して捕捉し、
及び/又は
前記露光プロセスの間、前記光学結像装置の前記光学素子本体の変形及び/又は配向及び/又は位置を、空間の全ての6自由度までの少なくとも1つの自由度で、請求項27に記載の方法を使用して能動的に調整する、光学結像方法。
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