(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体部品を製造するためのマイクロリソグラフィ用の投影露光装置（１）であり、機械的に制御された形式で作動可能な少なくとも１つの光学素子（８ａ〜８ｋ）と、前記光学素子（８ａ、８ｂ、８ｄ）の前記機械的作動を得るための少なくとも１つのアクチュエータ（１９）とを有する少なくとも１つの光学アセンブリ（９ａ〜９ｋ）が構造体（６）内に取り付けられ、変形操作を含む前記機械的作動を実行するために、少なくとも前記投影露光装置（１）が特定の動作状態にある間は前記光学アセンブリ（９ａ〜９ｋ）に寄生的な機械的効果を及ぼさない制御信号伝達デバイス（１０、１１、２３、３０、３１、３２）および／またはエネルギー伝達デバイス（１０、１２、２３、２６、２９、３０、３１、３２、３５、４２、４５）が設けられ、前記エネルギー伝達デバイス（１２、２３、３５）によりエネルギーの非接触伝達が実現され、前記構造体（６）における前記光学アセンブリ（９ｅ）の少なくとも１つの既存の機械的連結部（１０、１０’、３０）、特にベアリング（１０’）、アクチュエータ（１９）または自重補償デバイス（３０）は、前記制御信号伝達デバイス（１０、１０’、３０）として、または前記制御信号伝達デバイスの一部（１０、１０’、３０）として実施されることを特徴とする、投影露光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の投影露光装置であり、前記制御信号伝達デバイス（１１、２３）により制御信号の非接触伝達が実現されることを特徴とする、投影露光装置。
【請求項３】
請求項２に記載の投影露光装置であり、前記制御信号および／または前記エネルギーの前記非接触伝達は電磁誘導または電磁波を利用して、特に光波または電波を利用して達成されることを特徴とする、投影露光装置。
【請求項４】
請求項１、２または３のいずれか一項に記載の投影露光装置であり、前記制御信号伝達デバイス（１１、２３）は少なくとも１つの送信デバイス（１３、２４、２５）と、少なくとも１つの受信デバイス（１４、２４、２５）とを有することを特徴とする、投影露光装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の投影露光装置であり、前記エネルギー伝達デバイス（１２、２４、２９、３５）は少なくとも１つの送信デバイス（２１、２４、２５、３５）と、少なくとも１つの受信デバイス（２２、２４、２５）とを有することを特徴とする、投影露光装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の投影露光装置であり、前記構造体（６）は、前記制御信号伝達デバイス（１１、２３）および／または前記エネルギー伝達デバイス（１２、２３、３５）の少なくとも１つの送信デバイス（１３、２１、２４）および／または少なくとも１つの受信デバイス（１４、２４、２５、２９）を有することを特徴とする、投影露光装置。
【請求項７】
請求項４、５または６のいずれか一項に記載の投影露光装置であり、前記光学素子（８ａ〜８ｈ）または前記光学アセンブリ（９ａ〜９ｈ）は、前記制御信号伝達デバイス（１１、２３）および／または前記エネルギー伝達デバイス（１２、２３、２５）の少なくとも１つの送信デバイス（１４、２５）および／または少なくとも１つの受信デバイス（２２、２５）を有することを特徴とする、投影露光装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の投影露光装置であり、前記制御信号伝達デバイス（１１）および／または前記エネルギー伝達デバイス（１２）は少なくとも１つの信号処理デバイス（１５、１６）を有することを特徴とする、投影露光装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の投影露光装置であり、前記光学アセンブリ（９ａ、９ｂ、９ｄ）は、前記光学素子（８ａ、８ｂ、８ｄ）の感知のための少なくとも１つのセンサ（２０）を有することを特徴とする、投影露光装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の投影露光装置であり、前記光学素子（８ｂ）および／または前記光学アセンブリ（９ｂ）は、前記光学素子（８ｂ）の前記機械的作動を独立して実行する下位制御／調節デバイス（２７）を有することを特徴とする、投影露光装置。
【請求項１１】
請求項４〜１０のいずれか一項に記載の投影露光装置であり、前記少なくとも１つの送信デバイスは特に制御可能な光電アクチュエータまたは光源（２１、２４、２５）として実施されることを特徴とする、投影露光装置。
【請求項１２】
請求項４〜１１のいずれか一項に記載の投影露光装置であり、少なくとも１つの受信デバイスは光電検出器（２２、２４、２５）として実施されることを特徴とする、投影露光装置。
【請求項１３】
請求項４〜１２のいずれか一項に記載の投影露光装置であり、少なくとも１つの送信デバイスは無線送信機（１３）として実施されることを特徴とする、投影露光装置。
【請求項１４】
請求項４〜１３のいずれか一項に記載の投影露光装置であり、少なくとも１つの受信デバイスは無線受信機（１４）として実施されることを特徴とする、投影露光装置。
【請求項１５】
請求項９〜１４のいずれか一項に記載の投影露光装置であり、前記光学アセンブリ（９ａ、９ｂ、９ｄ）の前記アクチュエータ（１９）は低電力損失を出力することを特徴とする、投影露光装置。
【請求項１６】
請求項９〜１５のいずれか一項に記載の投影露光装置であり、少なくとも１つのアクチュエータはピエゾアクチュエータ（１９）として実施されることを特徴とする、投影露光装置。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の投影露光装置であり、前記光学アセンブリ（９ｂ、９ｃ、９ｄ）はエネルギー貯蔵部（２６、２９）を有することを特徴とする、投影露光装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の投影露光装置であり、前記エネルギー貯蔵部（２６）はエネルギーを供給することによって給電することができることを特徴とする、投影露光装置。
【請求項１９】
請求項１７または１８に記載の投影露光装置であり、前記エネルギー貯蔵部（２６）は前記投影露光装置（１）の特定の動作状態、特に露光停止時に給電することができることを特徴とする、投影露光装置。
【請求項２０】
請求項１に記載の投影露光装置であり、前記制御信号伝達デバイスおよび／もしくは前記エネルギー伝達デバイス、または前記制御信号伝達デバイスおよび／もしくは前記エネルギー伝達デバイスの一部は、制御された能動追跡型回線接続（３１）として実施されることを特徴とする、投影露光装置。
【請求項２１】
半導体部品を製造するためのマイクロリソグラフィ用の投影露光装置（１）であり、機械的に制御された形式で作動可能な少なくとも１つの光学素子（８ａ〜８ｋ）と、前記光学素子（８ａ、８ｂ、８ｄ）の前記機械的作動を得るための少なくとも１つのアクチュエータ（１９）とを有する少なくとも１つの光学アセンブリ（９ａ〜９ｋ）が構造体（６）内に取り付けられ、変形操作を含む前記機械的作動を実行するために、少なくとも前記投影露光装置（１）が特定の動作状態にある間は前記光学アセンブリ（９ａ〜９ｋ）に寄生的な機械的効果を及ぼさない制御信号伝達デバイス（１０、１１、２３、３０、３１、３２）および／またはエネルギー伝達デバイス（１０、１２、２３、２６、２９、３０、３１、３２、３５、４２、４５）が設けられ、前記エネルギー伝達デバイス（１２、２３、３５）によりエネルギーの非接触伝達が実現され、前記制御信号伝達デバイスまたは前記制御信号伝達デバイスの一部は、前記構造体（６）における前記光学アセンブリ（９ｇ）の付加的な機械的連結部（３２）として実施され、前記機械的連結部（３２）は、少なくとも１つのばね要素（３３）および少なくとも１つの吸収体（３４）を有することを特徴とする、投影露光装置。
【請求項２２】
半導体部品を製造するためのマイクロリソグラフィ用の投影露光装置（１）であり、機械的に制御された形式で作動可能な少なくとも１つの光学素子（８ａ〜８ｋ）と、前記光学素子（８ａ、８ｂ、８ｄ）の前記機械的作動を得るための少なくとも１つのアクチュエータ（１９）とを有する少なくとも１つの光学アセンブリ（９ａ〜９ｋ）が構造体（６）内に取り付けられ、変形操作を含む前記機械的作動を実行するために、少なくとも前記投影露光装置（１）が特定の動作状態にある間は前記光学アセンブリ（９ａ〜９ｋ）に寄生的な機械的効果を及ぼさない制御信号伝達デバイス（１０、１１、２３、３０、３１、３２）および／またはエネルギー伝達デバイス（１０、１２、２３、２６、２９、３０、３１、３２、３５、４２、４５）が設けられ、前記エネルギー伝達デバイス（１２、２３、３５）によりエネルギーの非接触伝達が実現され、前記光学アセンブリ（９ｉ、９ｋ）および／または前記光学素子（８ｉ、８ｋ）は、前記光学素子（８ｉ、８ｋ）の前記機械的作動を得るための少なくとも１つのピエゾアクチュエータ（４０、４４）を有し、前記エネルギー伝達デバイスは、前記光学素子（８ｈ、８ｋ）の前記機械的作動を得るために、前記少なくとも１つのピエゾアクチュエータ（４４）に対して粒子放射を所期の形式で放出する放射源（３５、４５）として実施されることを特徴とする、投影露光装置。
【請求項２３】
請求項２２に記載の投影露光装置であり、前記光学素子（８ｉ）は、ピエゾアクチュエータとして、圧電材料で構成された少なくとも１つのモノリシック部分層（４０）すなわち１ピースとして形成される少なくとも１つの部分層を有することを特徴とする、投影露光装置。
【請求項２４】
請求項２２または２３に記載の投影露光装置であり、前記少なくとも１つのピエゾアクチュエータ（４４）は平行六面体の形式で実施され、前記モノリシック部分層（４０）すなわち１ピースとして形成される前記部分層は少なくとも１つの、特に平行六面体状の突起（４１）を有することを特徴とする、投影露光装置。
【請求項２５】
半導体部品を製造するためのマイクロリソグラフィ用の投影露光装置（１）であり、機械的に制御された形式で作動可能な少なくとも１つの光学素子（８ａ〜８ｋ）と、前記光学素子（８ａ、８ｂ、８ｄ）の前記機械的作動を得るための少なくとも１つのアクチュエータ（１９）とを有する少なくとも１つの光学アセンブリ（９ａ〜９ｋ）が構造体（６）内に取り付けられ、変形操作を含む前記機械的作動を実行するために、少なくとも前記投影露光装置（１）が特定の動作状態にある間は前記光学アセンブリ（９ａ〜９ｋ）に寄生的な機械的効果を及ぼさない制御信号伝達デバイス（１０、１１、２３、３０、３１、３２）および／またはエネルギー伝達デバイス（１０、１２、２３、２６、２９、３０、３１、３２、３５、４２、４５）が設けられ、前記エネルギー伝達デバイス（１２、２３、３５）によりエネルギーの非接触伝達が実現され、前記エネルギー伝達デバイスは、前記光学素子（８ｈ、８ｋ）の前記機械的作動を得るために、前記光学素子（８ｈ、８ｋ）に対して熱放射を所期の形式で放出する放射源（３５、４５）として実施されることを特徴とする、投影露光装置。
【請求項２６】
請求項２２、２３または２４のいずれか一項に記載の投影露光装置であり、前記放射源（３５）は粒子放射として電子を放出する電子銃として実施されることを特徴とする、投影露光装置。
【請求項２７】
請求項２２、２３または２４のいずれか一項に記載の投影露光装置であり、前記少なくとも１つのピエゾアクチュエータ（４４）または前記モノリシック部分層（４０）の前記少なくとも１つの突起（４１）を放電するために、前記少なくとも１つのピエゾアクチュエータ（４４）または前記少なくとも１つの突起（４１）に対してＵＶ放射を所期の形式で放出する少なくとも１本の放電ケーブル（４６）またはＵＶ放射源（４７、４８）が設けられることを特徴とする、投影露光装置。
【請求項２８】
請求項２２、２３または２４のいずれか一項に記載の投影露光装置であり、
前記少なくとも１つのピエゾアクチュエータ（４４）または前記少なくとも１つの突起（４１）はエネルギー伝達デバイスとして電極（４２）を備えることを特徴とする、投影露光装置。
【請求項２９】
請求項２２、２３または２４のいずれか一項に記載の投影露光装置であり、所期の形式で放出された前記放射によって達成される前記光学素子（８ｈ、８ｋ）の前記機械的作動は干渉計を利用して測定することができ、または熱画像カメラ（３８）を利用して間接的に測定することができることを特徴とする、投影露光装置。
【請求項３０】
請求項１〜２９のいずれか一項に記載の投影露光装置であり、前記光学素子（８ａ〜８ｋ）の前記機械的作動は位置操作を含むことを特徴とする、投影露光装置。
【請求項３１】
請求項１〜３０のいずれか一項に記載の投影露光装置であり、前記光学素子はミラー（８ａ〜８ｋ）として実施されることを特徴とする、投影露光装置。
【請求項３２】
請求項１〜３１のいずれか一項に記載の投影露光装置であり、前記光学アセンブリ（９ａ〜９ｋ）はローレンツアクチュエータ（１０）を利用して前記構造体（６）内に取り付けられることを特徴とする、投影露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体部品を製造するためのマイクロリソグラフィ用の投影露光装置に関するものである。この投影露光装置では、機械的に制御された形式で作動可能な少なくとも１つの光学素子を有する少なくとも１つの光学アセンブリが構造体内に取り付けられ、機械的作動を実行するために制御信号伝達デバイスおよび／またはエネルギー伝達デバイスが設けられる。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体部品を製造するためのマイクロリソグラフィ用の投影露光装置内の投影対物レンズとして、特にＥＵＶ範囲で使用するような高性能対物レンズの場合は、その内部で使用する光学素子、例えばレンズやミラー素子等が非常に高い位置精度（例えばＥＵＶ範囲で１００ｐｍ未満のオーダー）を有する必要がある。このような位置精度は、とりわけ光学素子および／または光学素子が取り付けられた光学アセンブリに望ましくないまたは寄生的な機械的効果が及ばない場合にしか達成することができない。望ましくないまたは寄生的な機械的効果とは、光学素子の取り付け等に起因しない機械的効果を指す。寄生的な機械的効果には質的に機械的な摩擦および減衰、機械的な応力、機械的な力ならびにモーメントが含まれ、特に、例えばケーブル接続を介した、構造体（ハウジングや測定構造体等）に関する機械的短絡によるもの、更にはより高い周波数範囲の（例えばＥＵＶ範囲で２０Ｈｚを超える）振動または干渉刺激によるものが挙げられる。
【０００３】
半導体リソグラフィ用の投影対物レンズの像収差補正のために、従来技術では現在２つの基本的なタイプのマニピュレータ、すなわち位置マニピュレータおよび変形マニピュレータが利用されている。位置マニピュレータの場合は、光学素子の位置変化に対する光学素子の光学的効果の感受性を利用して、適切な変位であれば所望の波面補正が達成される。これに対して変形マニピュレータの場合は、機械的変形に対する光学素子の光学的効果の感受性を利用して所望の補正効果が得られる。
【０００４】
マイクロリソグラフィ用の投影露光装置の投影対物レンズ内の光学素子に関する変形操作は米国特許出願公開第２００７／００３６４９４Ａ１号に記載されている。
【０００５】
このような機械的作動または操作を可能にするために、光学素子または光学アセンブリに対応するセンサやアクチュエータを設け、該当する場合は制御装置も設ける必要がある。これらの装置にはエネルギーに加えて作動信号および測定信号も供給する必要がある。これに伴う問題は、内部に取り付けた光学素子または機械素子に対して望ましくないまたは寄生的な力およびモーメント、更には振動を導入することなくエネルギーおよび制御信号または調節信号の伝達を実現することである。このような伝達は既知のケーブル接続では保証することができない。
【０００６】
従来技術に関しては米国特許出願公開第２００５／０１４０９５５Ａ１号およびドイツ特許出願公開第１０２００５０６２０８１Ａ１号も参照されたい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７／００３６４９４Ａ１号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００５／０１４０９５５Ａ１号明細書
【特許文献３】ドイツ特許出願公開第１０２００５０６２０８１Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述の背景を出発点として、本発明は、操作対象および／または変形対象であり且つ投影露光装置の構造体内の光学アセンブリ内に配置された光学素子に対する寄生的な力が関与しない制御信号およびエネルギーの伝達を可能にする、冒頭で述べたタイプの投影露光装置を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、この目的は請求項１に記載した特徴を利用して達成される。
【００１０】
本発明によれば、投影露光装置は、機械的作動を実行するために、少なくとも前記投影露光装置が特定の動作状態にある間は前記光学アセンブリに寄生的な機械的効果を及ぼさない制御信号伝達デバイスおよび／またはエネルギー伝達デバイスを有する。
【００１１】
したがって、前記投影露光装置は、該光学素子の操作または変形のためのエネルギーを、少なくともほぼフォースフリーで、すなわち該光学素子に対して付加的な力またはモーメントを作用させずに導入すること、すなわち、例えば当該エネルギーを前記投影露光装置の外部の構造体から内部に配置された操作対象または変形対象の光学要素または機械要素に伝達することを可能にする。システムの測定および調節または制御のためのフォースフリー信号伝達も同様に可能となる。有利なことに、これによって前記投影露光装置内の前記光学素子の高い位置精度または位置安定性が得られる。少なくとも前記投影露光装置の特定の動作状態の間は、エネルギーおよび／または信号伝達により、前記光学素子に望ましくないまたは寄生的な機械的効果、すなわち何らかの点で取り付けに起因する機械的効果以外の機械的効果が及ぶことはない。換言すると、前記光学素子はこのような寄生的な機械的効果と無関係である。
【００１２】
前記制御信号伝達デバイスおよび／または前記エネルギー伝達デバイスにより、それぞれ制御信号および／またはエネルギーの非接触伝達が実現されれば非常に有利である。
【００１３】
直接の機械的接続が存在しないため、有利なことに光学アセンブリに機械的な応力、力またはモーメントが印加されることはない。
【００１４】
制御信号および／またはエネルギーの非接触伝達は電磁誘導（induction）または電磁波を利用して、特に光または電波を利用して達成することができる。機械的接続のない信号伝達およびエネルギー伝達は光または電波を利用して達成することができる。
【００１５】
前記制御信号伝達デバイスおよび／または前記エネルギー伝達デバイスは少なくとも１つの送信デバイスと、少なくとも１つの受信デバイスとを有することができる。前記構造体および／もしくは前記光学要素または前記光学アセンブリは、前記制御信号伝達デバイスおよび／または前記エネルギー伝達デバイスの少なくとも１つの送信デバイスおよび／または少なくとも１つの受信デバイスを有することができる。
【００１６】
前記構造体から前記光学素子へのエネルギー伝達は、前記構造体側の少なくとも１つの送信機と、前記光学素子または前記光学アセンブリ側の１つの受信機とを必要とする。制御信号または作動信号の伝送も同様に前記構造体側の送信機と前記光学素子側の受信機とを必要とする。測定値のフィードバックは前記光学素子または前記光学アセンブリ側の送信機と、前記投影露光装置の前記構造体側の受信機とを必要とする。制御信号または作動信号（所望の値および測定値）は並列的にまたは直列的に伝達することができる。
【００１７】
前記制御信号伝達デバイスおよび／または前記エネルギー伝達デバイスが少なくとも１つの信号処理デバイスを有していれば有利である。前記光学素子または前記光学アセンブリでは取得した作動信号の変換または測定信号の通信を可能にするために、それに対応した信号処理電子回路が必要となる可能性もある。
【００１８】
更に本発明によれば、前記光学素子および／または前記光学アセンブリは、前記光学素子の前記機械的作動を独立して実行し且つステータス信号をフィードバックする下位制御／調節デバイス（subordinate control or regulating device）を有することができる。
【００１９】
したがって、有利なことに、例えば事前定義された所望の作動値への調整を独立して達成する下位または二次調節回路を前記光学素子または前記光学アセンブリ上に直接統合することもできる。その結果、前記光学アセンブリと、特に前記構造体上または前記投影露光装置の外部に配置された中心的な上位制御デバイス（superordinate control device）との間のデータトラフィックを大幅に減少させることが可能となり、それによりエネルギーも節約することが可能となる。前記下位制御／調節デバイスがステータス信号をフィードバックすれば有利である。ステータス信号としては、例えばエラーコード（許容できない調節誤差、アクチュエータ／センサ故障等）の伝達信号またはＲＥＡＤＹ信号（新しい所望の値が無事到達したこと）を挙げることができる。
【００２０】
信号伝達はアナログ形式またはデジタル形式で達成することができる。
【００２１】
前記少なくとも１つの送信デバイスは、特に制御可能な光電アクチュエータまたは光源として実施することができる。
【００２２】
少なくとも１つの受信デバイスは、光電検出器、特にフォトレジスタ、フォトダイオード、太陽電池もしくは光電池、フォトトランジスタ、フォトセル等として実施することができる。したがって、信号伝達は例えばオプトカプラの場合と同様に制御可能な光源と光素子とを用いて実施することができる。エネルギー伝達は光源と、前記光学アセンブリまたは前記光学素子上のエネルギー発生器またはエネルギー変換器としての光電池とを用いて達成することができる。
【００２３】
少なくとも１つの送信デバイスは無線送信機、特にＲＦＩＤ読み取りデバイスとして実施することができる。これに対応して、少なくとも１つの受信デバイスは無線受信機またはＲＦＩＤトランスポンダとして実施することができる。したがって、信号伝達およびエネルギー伝達は無線を利用してＲＦＩＤ（無線自動識別）技術と同等に実施することができる。
【００２４】
前記光学アセンブリまたは前記光学素子は、自律的な光学素子の場合と同様に、下位制御／調節デバイスを利用し制御信号伝達を利用して自由にプログラムすることができる。これに対応して新しい調整アルゴリズム、ソフトウェアアップデート等の通信も可能となる。新しい機能はソフトウェア変更を利用していつでも実装することができる。
【００２５】
前記光学アセンブリは、前記光学素子の前記機械的作動および／または感知のための少なくとも１つのアクチュエータおよび／または少なくとも１つのセンサを有することができる。この場合、エネルギー供給はアクチュエータシステムおよびセンサシステムに加え、特に前記光学アセンブリの信号処理電子回路にとって必要な電力に応じて補償すべきである。したがって、前記光学アセンブリの前記アクチュエータおよび／または前記センサも可能な限り低い電力損失を占有または出力すれば有利である。したがって、電力損失を可能な限り小さくする技術が好ましいはずである。考慮に入れられるアクチュエータとしては、主にスタティックな動作または機械的および静電駆動の場合は特にピエゾアクチュエータ等が挙げられる。
【００２６】
必要なエネルギーを需要に応じて供給できるため、エネルギーの蓄積を生じることはない。
【００２７】
本発明によれば、前記光学アセンブリは代替的にまたは付加的にエネルギー貯蔵部を有することができる。したがって、エネルギー貯蔵部（充電式電池、蓄電器、電池、燃料電池等）を利用してエネルギー供給も保証することができる。
【００２８】
エネルギー貯蔵部は特に一定のエネルギー供給によって充電可能とすることができる。更に、エネルギー貯蔵部は調整または作動中の電力スパイクをバッファすなわち緩衝する働きをする。エネルギー供給は、前記投影露光装置の寿命期間全体にわたりまたは想定される保守間隔までエネルギー貯蔵部（例えば電池）のみを利用して実施することもできる。
【００２９】
前記エネルギー貯蔵部への給電は、前記投影露光装置が特定の動作状態にあるとき、特に露光停止時にとりわけ機械的接触を利用して実行することができれば有利である。
【００３０】
代案として、信号およびエネルギー伝達をそれぞれの要件に最適化した機械的接続を利用して達成することもできる。
【００３１】
前記構造体における前記光学アセンブリの少なくとも１つの既存の機械的連結部、特にベアリング、アクチュエータまたは自重補償デバイスが、制御信号伝達デバイスおよび／もしくはエネルギー伝達デバイスとして、または制御信号伝達デバイスおよび／もしくはエネルギー伝達デバイスの一部として実施することが有利である。したがって、信号および／またはエネルギー伝達は既存の機械的連結部を利用して達成することができる。機械的連結部は前記光学素子のアクチュエータ、重力補償機構およびベアリングである可能性がある。前記光学素子は通常静力学的に決定された形式で前記光学アセンブリ内に取り付けられる。したがって、前記光学素子に寄生的な機械的効果、すなわち静力学的に決定された取り付けに何らかの点で起因する機械的効果以外の機械的効果が及ぶことはない。前記光学素子の製造中は、通常後に前記投影露光装置に生じ且つ取り付けまたは重量による力に起因する変形が既に考慮に入れられており、それに対応して光学特性が調整される。
【００３２】
更に本発明によれば、前記制御信号伝達デバイスおよび／もしくは前記エネルギー伝達デバイス、または前記制御信号伝達デバイスおよび／もしくは前記エネルギー伝達デバイスの一部を制御された能動追跡型回線接続（actively tracked line connection）として実施することができる。
【００３３】
したがって、前記光学素子まで能動的に追跡される回線を設けることができる。前記構造体側の前記回線の連結部は、前記光学素子に寄生的な力またはモーメントが作用しないように移動させる。
【００３４】
前記制御信号伝達デバイスおよび／もしくは前記エネルギー伝達デバイス、または前記制御信号伝達デバイスおよび／もしくは前記エネルギー伝達デバイスの一部を前記構造体における前記光学アセンブリの付加的な機械的連結部として実施し、前記機械的連結部が少なくとも１つのばね要素および少なくとも１つの吸収体を有するようにすれば有利である。したがって、減衰のない結合を得ることを目的として機械的なローパスフィルタとして作用し、前記構造体からの定義済みの周波数を下回る刺激だけを許可する吸収体を間に挟んだばねとして機械的接続を実現し得る実施形態が達成される。
【００３５】
更に本発明によれば、前記エネルギー伝達デバイスは、前記光学素子の前記機械的作動を得るために前記光学素子に対して放射、特に熱放射を所期の形式で放出する放射源として実施することができる。したがって、熱放射を利用してエネルギー入力が達成され且つ熱膨張効果を利用して作動が達成され、それにより前記光学素子の並進運動および変形を達成することができる。
【００３６】
所期の形式で放出された放射によって達成される前記光学素子の前記機械的作動は干渉計を利用して測定することができ、または熱画像カメラを利用して、すなわち前記光学素子の検出された熱配布を利用して間接的に測定することができる。干渉計測法は完全な画像または部分的な画像を利用した走査形式で達成することができる。
【００３７】
前記光学素子の前記機械的作動は位置操作および／または変形操作を含むことができる。前記光学素子は例えばレンズまたはミラーとして実施することができる。
【００３８】
本発明の有利な構成および発展形態は従属請求項を読めば明らかとなる。以下では添付図面を参照して本発明の例示的な実施形態について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】光源、照明系および投影対物レンズを有するＥＵＶ投影露光装置の基本構成を示す図である。
【図２】非接触制御信号伝達デバイスおよびエネルギー伝達デバイスを有する本発明による投影露光装置内の光学アセンブリの概略図である。
【図３】本発明による投影露光装置における制御信号伝送デバイスおよび／またはエネルギー伝達デバイスの光学送受信デバイスの概略図である。
【図４】非接触制御信号伝達デバイスおよび／またはエネルギー伝達デバイスとエネルギー貯蔵部とを有する本発明による投影露光装置内の光学アセンブリの概略図である。
【図５】露出停止時に給電されるエネルギー貯蔵部を有する本発明による投影露光装置内の光学アセンブリの概略図である。
【図６】更なる一実施形態におけるエネルギー貯蔵部を有する投影露光装置内の光学アセンブリの概略図である。
【図７】既存の機械的接続を介してエネルギー伝達を行う本発明による投影露光装置内の光学アセンブリの概略図である。
【図８】能動追跡型回線接続を介してエネルギーおよび制御信号伝達を行う本発明による投影露光装置内の光学アセンブリの概略図である。
【図９】付加的な機械的接続を介してエネルギーおよび／または制御信号伝達を行う本発明による投影露光装置内の光学アセンブリの概略図である。
【図１０】熱放射を利用してエネルギーが入力される本発明による投影露光装置内の光学アセンブリの概略図である。
【図１１】圧電材料で構成されたモノリシック部分層を有し、電極を利用してエネルギーが入力される本発明による投影露光装置内の光学アセンブリの概略図である。
【図１２】ピエゾアクチュエータを有し、電子銃を利用してエネルギーが入力される本発明による投影露光装置内の光学アセンブリの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
図１は、ＥＵＶ投影露光装置１を示す。ＥＵＶ投影露光装置１は、光源２と、構造ベアリングマスク（structure-bearing mask）（図示せず）が配置される物体平面４内の視野を照明するＥＵＶ照明系３と、投影対物レンズ５と、構造体としてのハウジング６と、物体平面４内に配置されたマスクを感光基板７上に撮像して半導体部品を製造するためのビーム経路とを備える。投影対物レンズ５はビーム形成用のミラー８として実施される光学素子を有する。図２および図４〜図１０から分かるように、ミラー８は投影対物レンズ５のハウジング６内の光学アセンブリ９ａ〜９ｈまたはマウント内のミラー８ａ〜８ｈのような形で配置または取り付けることができる。照明系３もビーム形成またはビーム誘導のための対応する光学素子またはアセンブリを有する。しかしながら、照明系３のこれらの要素およびハウジングの細部にわたる具体的な図示は省略する。投影対物レンズ５のハウジング６に加えて、上述の照明系３のハウジングおよび対応するマウントまたは測定構造体も構造体として適している。このタイプの測定構造体は例えばドイツ特許出願公開第１０１３４３８７Ａ１号に記載されている。
【００４１】
以下ではＥＵＶ投影露光装置に基づいて本発明のより詳細な説明を行うものとする。無論、本発明は他の波長範囲で動作する投影露光装置で使用することもできる。
【００４２】
図２は、機械的に制御された形式で作動可能なミラー８ａを有する光学アセンブリ９ａを示しており、この光学アセンブリ９ａはアクチュエータ１０または自重補償デバイス（図示せず）を利用して投影対物レンズ５のハウジング６内に取り付ける。本例ではアクチュエータをローレンツアクチュエータ１０として実施する。しかしながら、他の例示的な実施形態では例えばピエゾアクチュエータのような他のアクチュエータを設けることもできる。機械的作動を実行するために、付加的なまたは寄生的な機械的効果を光学アセンブリ９ａに及ぼさない制御信号伝達デバイス１１およびエネルギー伝達デバイス１２を設ける。これらの制御信号伝達デバイス１１およびエネルギー伝達デバイス１２によりそれぞれ制御信号およびエネルギーの非接触伝達が実現される。制御信号伝達デバイス１１およびエネルギー伝達デバイス１２を利用した制御信号およびエネルギーの非接触伝達はそれぞれ電磁波を利用して達成される。他の例示的な実施形態ではこの非接触伝達を電磁誘導によって達成することができる。制御信号伝達デバイス１１は送信デバイス１３および受信デバイス１４を有する。制御信号伝達デバイス１１の制御信号伝達は電波を利用して達成される。このため送信デバイスは無線送信機１３として実施する。これに対応して受信デバイスも無線受信機１４として実施する。必要となるアンテナデバイスの細部にわたる具体的な図示は省略する。制御信号伝達デバイス１１は信号処理デバイス１５を有する。信号処理デバイス１５はハウジング６の領域内に配置され、投影露光装置１の制御／調節デバイス１７に（点線で示したように）接続されている。更に、光学アセンブリ９ａの信号処理デバイス１６も設ける。信号処理デバイス１６は光学アセンブリ９ａの制御デバイス１８に接続されている。制御デバイス１８はピエゾアクチュエータ１９およびセンサ２０に接続されている。ミラー８ａの機械的に制御された作動はピエゾアクチュエータ１９およびセンサ２０を利用して実行することができる。ピエゾアクチュエータ１９はスタティック動作時に低電力損失を出力する。光学アセンブリ９ａの制御デバイス１８と投影露光装置１の制御デバイス１７との間の双方向通信を可能にするために、無線送信機１３が付加的に受信機能を有し、無線受信機１４が付加的に送信機能を有することもできる。
【００４３】
無線送信機１３および無線受信機１４はＲＦＩＤ（無線自動識別）システム形式で実現することもでき、その場合、データはいわゆるトランスポンダ（例えば無線受信機１４）のような電子データキャリアに記憶される。トランスポンダのエネルギー供給、更にはトランスポンダとＲＦＩＤ送信機または読み取り装置（例えば無線送信機１３）との間のデータ交換は、磁場または電磁場を利用して達成される。原則として、ＲＦＩＤシステムは２つの構成要素すなわちトランスポンダおよび読み取りデバイスを備え、使用する技術によっては読み取りまたは書き込み／読み取りデバイスを備える。読み取りデバイスまたはＲＦＩＤ送信機は無線周波数モジュール（送信機および受信機）と、制御ユニットと、トランスポンダに関するアンテナと、他のシステムとのデータ交換を行うためのインターフェースとを有する。トランスポンダはＲＦＩＤシステムの実際のデータキャリアであり、アンテナおよび該当する場合はマイクロチップも有する。
【００４４】
エネルギー供給デバイス１２は、制御可能な光電アクチュエータまたは光源２１として実施される送信デバイスと、光電検出器または太陽電池２２として実施される受信デバイスとを有する。光電検出器または太陽電池２２は光放射を利用してエネルギーの非接触伝達を可能にする。光放射を利用したエネルギー伝達の原理を図３に詳細に示す。太陽電池２２は受信した光放射を電気エネルギーに変換する。この電気エネルギーは、ミラー８ａの制御された機械的作動をもたらすために圧電アクチュエータ１９およびセンサ２０を作動させるのに使用される。ミラー８ａの機械的作動は位置操作および／または変形操作を含むことができる。更なる例示的な実施形態（図示せず）では、ミラーの代わりにレンズを設けることもできる。他の例示的な実施形態では、制御信号伝達デバイス１１を光学的に実施すること、およびエネルギー伝達デバイス１２を無線リンクとしてまたはＲＦＩＤシステムとして実現することもできる。制御信号伝達とエネルギー伝達の両方を２つのシステムのうちの一方だけを利用して実現することも等しく可能である。
【００４５】
図４は、ミラー８ｂを有する光学アセンブリ９ｂを示す。ミラー８ｂは圧電アクチュエータ１９およびセンサ２０を利用して制御された形式で変形させることができる。非接触制御信号およびエネルギー伝達デバイス２３は、光源および光電検出器を有する送受信デバイス２４と、対応する送受信デバイス２５とを有する。送受信デバイス２４、２５間の通信は光放射を利用して達成される。更に、光学アセンブリはエネルギー貯蔵部２６および点線で示した下位制御／調節デバイス２７も有する。この制御／調節デバイス２７を利用することによりミラー８ｂの機械的作動を独立して実行することが可能となる。制御／調節デバイス２７は、制御信号およびエネルギー伝達デバイス２３に関するステータス信号を投影露光装置１の制御デバイス１７にフィードバックする。有利な一手法では光学的接続２３を介して調節アルゴリズムまたはソフトウェアを制御／調節デバイス２７に導入することまたはアップデートすることができる。エネルギー貯蔵部２６は、制御信号およびエネルギー伝達デバイス２３を利用した一定のエネルギー供給によって給電することができる。エネルギー貯蔵部２６はミラー８ｂの調整中の電力スパイクをバッファする働きをし、充電式電池、蓄電器、燃料電池等として実施することができる。圧電アクチュエータ１９およびセンサ２０はエネルギー貯蔵部２６を利用して作動することができる。
【００４６】
図５に非常に簡略化した形で示したように、エネルギー貯蔵部２６は投影露光装置１の露光停止中、すなわち特定の動作状態の間にデバイス２８を利用して給電することができる。付加的な機械的寄生効果がこのような露光停止時以外に光学アセンブリ９ｃまたはミラー８ｃに及ぼされることはない。
【００４７】
図６は、ミラー８ｄを有するアセンブリ９ｄを示す。アセンブリ９ｄは、アセンブリの寿命期間全体に及ぶまたは想定される保守間隔までのエネルギーを供給するための電池を有する。この電池を利用すれば、外側からの更なるエネルギー供給を必要とせずに圧電アクチュエータ１９およびセンサ２０を作動させることができる。このため、エネルギー貯蔵部または電池２９はエネルギー伝達デバイスと見なすべきである。
【００４８】
簡略化のため、図４〜図１０では信号処理ユニットまたは必要となるアナログ／デジタルコンバータの細部にわたる具体的な図示は省略する。
【００４９】
図７は、ミラー８ｅを有する光学アセンブリ９ｅの一実施形態を示す。この場合、光学アセンブリ９ｅとハウジング６、すなわちベアリング１０’またはローレンツアクチュエータ１０または自重補償デバイス３０との間の既存の機械的連結部は、制御信号伝達デバイスおよび／またはエネルギー伝達デバイスとして実施する。これにより付加的なまたは寄生的な機械的効果が光学アセンブリ９ｅに及ばなくなる。
【００５０】
図８は、ミラー８ｆを有する光学アセンブリ９ｆを示す。光学アセンブリ９ｆはハウジング６内に取り付けられる。制御信号伝達デバイスおよびエネルギー伝達デバイスは制御された能動追跡型回線接続３１として実施する。構造体６の連結部３１’は望ましくない力またはモーメントがミラー８ｆに作用しないように移動させる。
【００５１】
図９は、ミラー８ｇを有する光学アセンブリ９ｇの更なる一実施形態を示す。制御信号伝達および／またはエネルギー伝達のために付加的な機械的連結部３２を設ける。機械的連結部３２は、ばね要素３３および吸収体（absorber mass）３４を有する。
【００５２】
図１０は、ミラー８ｈを有する光学アセンブリ９ｈの更なる変形例を示す。この場合は、エネルギー伝達デバイスとして放射源３５が機械的作動のためにミラー８ｈに対して熱放射を放出する。ミラー８ｈの領域３６では熱放射の高い吸収が達成され、これによる熱膨張効果を利用してミラー８ｈの並進運動および変形を達成することができる。
【００５３】
所期の形式で放出された放射線を利用して達成されるミラー８ｈの機械的作動は干渉計３７を利用して測定することができ、または熱画像カメラ３８を利用して、すなわち検出された光学素子の熱分布を利用して間接的に測定することができる。
【００５４】
図１１は、光学活性層３９を含むミラー８ｉを有する光学アセンブリ９ｉの更なる一実施形態を示す。光学素子８ｉはそれ自体が一体形成されるミラーの一部と見なすこともできる。光学アセンブリ９ｉまたは光学素子８ｉは、圧電アクチュエータとして、光学素子８ｉの機械的作動を得るために圧電材料で構成された１ピースとして形成される部分要素すなわちモノリシック部分要素４０を有する。ここでは層システムもまたモノリシック部分要素４０すなわち１ピースとして形成される部分要素と見なされる。この場合は長手方向すなわち横方向の相互（reciprocal）圧電効果が利用される。更なる例示的な実施形態では、ミラー８ｉを圧電材料のみで構成することもできる。例えば、石英（ほぼ５ｐｍ／Ｖ、Ｔｃ＝５７０℃）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ；ほぼ７００ｐｍ／Ｖ、Ｔｃ＝４００℃）等が圧電材料として適している。更に、モノリシック部分層４０すなわち１ピースとして形成される部分要素は複数の個々の立方形または平行六面体状の突起４１も備える。いずれの場合も、モノリシック部分層４０の突起４１はエネルギー伝達デバイスとして電極４２を有し、したがって、特に平行六面体状の突起４１の上方に位置する光学素子８ｉもしくは光学活性層３９の部分領域の所期の機械的作動および／または変形が得られるように個別に駆動することができる。作動および／または変形の強度は印加電圧の大きさによって定めることができる。有利なことに、このアクチュエータシステムはモノリシック形成の場合と同様にミラー８ｉと一体化される。
【００５５】
これらのアクチュエータ平行六面体アレイおよび電極４２は、精密機械または微小機械（微小電気機械システム／ＭＥＭＳ）方法を利用して構築することができる。この場合は多層システムも利用することができる。温度センサ４３も設けることができる。
【００５６】
図１２は、ミラー８ｋを有する光学アセンブリ９ｋの更なる一実施形態を示す。ミラー８ｋの所期の機械的作動および／または変形を得るために、複数の平行六面体状の圧電アクチュエータ４４をミラー８ｋの下方またはミラー８ｋの裏側に配置する。
【００５７】
エネルギー伝達デバイスとして電子銃４５を設ける。電子銃４５は圧電アクチュエータ４４に対し、粒子放射として電子を所期の形式で放出する。更なる例示的な実施形態（図示せず）では、このような電子銃４５を図１１の光学アセンブリ９用のエネルギー伝達デバイスとして設けることができ、光学素子８ｉの機械的作動を所期の形式で得るために、モノリシック部分層４０すなわち１ピースとして形成される部分要素の突起４１に対し、粒子放射として電子を放出することが可能となる。電子銃４５を利用した電荷の印加は、放出された電子をピエゾアクチュエータ４４の選択された領域に所期の形式で誘導し、後者を帯電させることによって達成される。この場合、あるタイプの走査方法では、電子銃４５はピエゾアクチュエータ４４のアレイ全体を例えばライン単位でまたは蛇行形式で走査することができ、したがって電荷をアレイ全体に印加することができる。
【００５８】
ピエゾアクチュエータ４４またはモノリシック部分層４０の突起４１（図示せず）を放電させるために、特に、微細な放電ケーブル４６（点線参照）、ピエゾアクチュエータ４４に対してＵＶ放射を所期の形式、例えば走査原理に従って放出するＵＶ放射源４７（例えばＵＶレーザスキャナ）、またはピエゾアクチュエータ４４に対してＵＶ放射を局所的に放出するＵＶ放射源４８（点線参照）を設けることができる。したがって、光電効果によるＵＶ放射を利用して、すなわち光の入射によって導通するｐｎ接合を利用して放電または充電の均一化が非接触で達成される。場合によってはグリッド電極における電子の放出または吸収も達成される可能性がある。
【００５９】
ミラー８ａ〜８ｋの所期の機械的作動および／または変形が得られると、有利なことに投影対物レンズ５の光学素子もしくはミラー８ａ〜８ｋの加熱または投影露光装置１内の投影対物レンズ５自体の加熱によって生じる光学特性の変化だけでなく、製造公差に起因する波動も効果的に補償することが可能となる。収差および波面も同様に所期の形式で設定することができる。
【図１】
0005486003.tif 000002
【図２】
0005486003.tif 000003
【図３】
0005486003.tif 000004
【図４】
0005486003.tif 000005
【図５】
0005486003.tif 000006
【図６】
0005486003.tif 000007
【図７】
0005486003.tif 000008
【図８】
0005486003.tif 000009
【図９】
0005486003.tif 000010
【図１０】
0005486003.tif 000011
【図１１】
0005486003.tif 000012
【図１２】
0005486003.tif 000013