(57)【要約】  国際出願時に記載なし。【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に半導体素子製造用投影露光システムの投影レンズハウジングにおける、光学要素を取り付けるためのハウジング構造であって、支持構造に接続するための接続部品を有する取り付け箇所が、構造要素上に設けられており、さらに、支持構造（１１）に接続するための取り付けフランジ（１３）を備えた支持要素（１２）が、支持力、特に重量力が、圧力及びせん断力により基本的に吸収されるように、構造要素上（９、１０）で機能することを特徴とするハウジング構造。
【請求項２】
構造要素（９、１０）と、支持要素（１２）と、付随する取り付けフランジ（１３）との間の接続が、基本的に接着面（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）によって可能となることを特徴とする請求項１に記載のハウジング構造。
【請求項３】
構造要素（９、１０）が、ガラス、セラミック及びガラスセラミックを含むグループが属する部材で製作されていることを特徴とする請求項１に記載のハウジング構造。
【請求項４】
支持要素（１２）が金属製の支持要素（１２）を含むことを特徴とする請求項１に記載のハウジング構造。
【請求項５】
周囲に分配された、少なくとも３個の支持要素（１２）が、構造要素（９、１０）に作用することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のハウジング構造。
【請求項６】
支持要素（１２）が、少なくともほぼ中央に配置された構造強化プレート（１０）に作用することを特徴とする請求項５に記載のハウジング構造。
【請求項７】
支持要素（１２）がそれぞれ、少なくともほぼＬ字型であり、取り付けフランジ（１３）を備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のハウジング構造。
【請求項８】
付随する構造要素（９、１０）が、Ｌ字型の水平脚上に位置し、さらにＬ字型の垂直脚が構造要素（９、１０）の外周に接しており、取り付けフランジ（１３）が少なくともほぼ水平方向に、Ｌ字型の垂直脚に接していることを特徴とする請求項７に記載のハウジング構造。
【請求項９】
支持要素（１２）のＬ字型の２つの脚と、付随する構造要素（９、１０）との間に、接着面が配されていることを特徴とする請求項８に記載のハウジング構造。
【請求項１０】
Ｌ字型の水平脚部分における構造要素（９、１０）に貫通穴（２０）が提供されており、予め応力が加えられたネジ（１８ａ）が該貫通穴を貫通しており、さらに該ネジがＬ字型の水平脚（１５）に接続されていることを特徴とする請求項７、８又は９に記載のハウジング構造。
【請求項１１】
Ｌ字型の垂直脚（１６）部分における構造要素（９、１０）に貫通穴（２１）が提供されており、予め応力が加えられたネジ（１８ｂ）が該貫通穴を貫通しており、さらに該ネジによりＬ字型の垂直脚（１６）が構造要素（９、１０）に接続されていることを特徴とする請求項７、８又は９に記載のハウジング構造。
【請求項１２】
支持要素（１２）が、断面で見るとＵ字型であり、さらに該支持要素から固定フランジ（１３）が分岐しており、付随する構造要素（９、１０）がＵ字型の２つの脚の間に納まっていることを特徴とする請求項１〜５の１つに記載のハウジング構造。
【請求項１３】
構造要素（９、１０）に貫通穴（２０）が提供されており、ネジ（１８ｃ）が該貫通穴を貫通しており、さらに該ネジが支持要素（１２）のＵ字型の２つの脚に接続され、この２つの脚（１５、２２）が、予め加えられた応力を、構造要素（９、１０）に及ぼすことを特徴とする請求項１２に記載のハウジング構造。
【請求項１４】
支持要素（１２）は、互いに距離を置いて配置された２つの固定プレート（１５、２２）を有しており、該固定プレートの間には付随する構造要素（９、１０）が納まっており、また周辺プレート（１６）が構造要素（９、１０）の外壁に平行に配置されており、さらに取り付けフランジ（１３）が２つの固定プレート（１５、２２）と周辺プレート（１６）とに接続されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のハウジング構造。
【請求項１５】
取り付けフランジ（１３）が少なくともほぼＴ字型であり、該Ｔ字型の１つの脚は取り付けフランジを形成しており、この脚と直角に配置された脚（２４）に接続要素が配置され、さらにこの接続要素によって、２つの固定プレート（１５、２２）と周辺プレート（１６）が取り付けフランジ（１３）に接続されていることを特徴とする請求項１４に記載のハウジング構造。
【請求項１６】
接続要素がバネ要素（１９）を有するネジ（１８ｅ）として設計されていることを特徴とする請求項１５に記載のハウジング構造。
【請求項１７】
接着面（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）が、固定プレート（１５、２２）と、周辺プレート（１６）と、構造要素（９、１０）との間に配置されていることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか１つに記載のハウジング構造。
【請求項１８】
２つの固定プレート（１５、２２）にネジ（１８ｄ）が提供されており、該ネジが構造要素（９、１０）に締め込まれており、さらに予め加えられた応力が接着面（１７ａ、１７ｃ）上に及ぶことを特徴とする請求項１４〜１７の１つに記載のハウジング構造。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、特に半導体素子製造用投影露光システムの投影レンズハウジングにおける、光学要素を取り付けるためのハウジング構造に関する。取り付け箇所は、構造要素に提供されており、支持構造に接続するため、複数の接続部品を有している。
【０００２】
前述の種類のハウジング構造は、EP 1 278 089 A2に記述されている。投影露光システムにおけるハウジング構造は、投影レンズのハウジングを構成しており、該ハウジングは、例えばレンズ要素及びミラーなどの複数の光学要素を搭載している。ハウジング構造又は投影レンズハウジングには、構造要素上に取り付け箇所が提供されている。ハウジング構造は投影露光システムの中へ吊るされるため、該取り付け箇所では、ハウジング構造は接続要素を介し、該投影露光システムの支持構造上でハウジング構造の重量ごと支持される。このため、力学的に定められた取り付けが可能な方法で、取り付け箇所も提供すべきである。また、交換可能性も確保する必要がある。
【０００３】
様々な理由から、特に紫外線の領域での投影露光システムにおいては、該ハウジング構造はガラスセラミック構造で製作されている。一方、該投影露光システムの支持構造は、異なる材料で製作されており、一般に金属が使用されている。つまり、ハウジング構造と支持構造との接続は、特に安定性、熱膨張係数、及び温度差の点で、部材が異なることが問題となる。
【０００４】
先行技術の詳細は、US 2003/0162484 A1及び EP 1 338 911 A2を参照のこと。
本発明は、支持構造に接続するための取り付け箇所を有するハウジング構造を製作することを目的とし、その取り付けは、前記の欠点又は問題点を排除するものである。また、特に該取り付けにより、分離が容易で安定した接続が可能となり、さらに多大な製作費用を出費することなく、付随して生じる大きな力を消散させることが可能となる。
【０００５】
本発明により、支持構造に接続するために取り付けフランジを備えた支持要素が、構造要素上で、支持力、特に重量力が、基本的に圧力及びせん断力によって吸収されるように機能するという事実に基づき、本目的は達成される。
【０００６】
ハウジング構造又はレンズハウジングの製作及び支持により、引張応力及び圧縮応力に加え、トルク力も発生する。該トルク力は、なかでも、ハウジング構造と支持構造の間の取り付け箇所又はフランジ接続箇所と、重量力コンポーネントとの間に、様々な作用点が存在するという事実に基づくものである。
【０００７】
本発明の支持要素により、応力及び曲げを起こすトルク力は大いに回避されるため、光学システムの画像品質は損なわれない。
本発明により、基本的にせん断力と圧力のみが生じるように支持要素を設計すれば、接着面を使うことにより、比較的単純な方法で接続することが可能となる。これにより、対象とする用途において、単純且つ安定した接続が実現する。このことは特に、本発明の一構成において、ハウジング構造が少なくとも部分的にガラスセラミック製で、さらに構造要素もガラスセラミック製であり、また支持構造が金属製である場合に、言えることである。この場合、支持要素も金属で製作され、構造要素と支持要素との間の接着接続は、それに応じて行われる。
【０００８】
本発明の支持要素の製作設計は、各支持要素が少なくともほぼＬ字型であり、取り付けフランジを有していてもよい。
Ｌ字型の代わりに、各支持要素の断面がＵ字型となるようにし、該Ｕ字型から取り付けフランジを分岐させ、付随する構造要素をＵ字型の２つの脚の間に納めるという方法で、支持要素を構成することも可能である。
【０００９】
本発明のさらに詳細な構成は、距離を置いて配置された２つの固定プレートを支持要素が有し、この２つの固定プレートの間に付随する構造要素が納められ、せん断プレートが構造要素の外壁に平行に設置され、さらに取り付けフランジが２つの取り付けプレート及びせん断プレートに接続されてもよい。
【００１０】
他のサブクレームから、及び図を参照しながら以下に原則を記述している実施例から、有利な展開及び構成が導き出される。
図１からわかるように、極紫外線（ＥＵＶ）投影露光システム１は、光源２と、構造物が作り付けられたマスクが配置されている平面４上の領域を照射するためのＥＵＶ照射システム３と、平面４上の構造物が作り付けられたマスクを感光基板６上に転写するための投影レンズ５とを備えている。投影レンズ５は、レンズハウジング８内に、特に特殊ミラー７など、数多くの光学要素を有している。
【００１１】
図２及び３では、レンズハウジング８の簡単な構成を、それぞれ拡大斜視図で示している。
ハウジング構造として設計されているレンズハウジング８は、支持支柱及び支持プレートとして機能する、多数の構造要素９を有している。中央部に配置されているのは、光学軸に対して垂直方向に配置されている構造強化プレート１０であり、該構造強化プレート１０は個々の構造体を相互に接続することにより、安定した装置を形成している。図３に示している構造強化プレート１０、及び該構造強化プレート１０の構造要素９への接続をさらに明確に示すため、図２では図面の前面に位置する構造要素を省いている。
【００１２】
取り付け箇所を介してレンズハウジング８を該投影露光システム１の支持構造１１に取り付けたり、あるいは吊り下げたりするために、構造強化プレート１０を設けている。図４〜７では、支持構造１１の一部のみを示している。
【００１３】
図４〜７は、支持構造に接続するための、取り付け箇所及び支持要素１２の構成に関する様々な実施例を示している。図３からわかるように、構造要素である構造強化プレート１０上に３つの支持要素１２をそれぞれ離して配置している。この支持要素１２によって、支持構造１１への運動学的に定められた接続が可能となる。構造要素、即ち構造支柱及びサイドプレート９、並びに横方向に配されている構造強化プレート１０は、一般的に、ガラス、セラミック、又はZerodur等のガラスセラミックといった部材で製作されている。各支持要素１２には、金属製の取り付けフランジ１３が備わっており、該取り付けフランジは、図中には詳細に示されていないが、一般的に同じく金属製の支持構造に接続される。この目的のために、例えばネジを使った接続などを提供することができる。
【００１４】
取り付けフランジ１３と構造要素９及び１０との材料が異なるため、これら２つの部分の接続に際し、温度差が生じた場合、熱膨張係数が異なるために問題が発生しないようにする必要がある。さらに、例えばガラスセラミックの場合、接続技術が同様に問題になるという事実に注意を払う必要がある。また、例えば、さらに投影レンズ５の画像品質に悪影響を与えかねない、応力の発生にも、同様に注意を要する。
【００１５】
図４の実施例は、取り付けフランジ１３を有するＬ字型の支持要素１２を示している。支持構造１１に接続するため、取り付けプレート１４を該支持要素１２に連結している。
レンズハウジング８を垂直に配置した場合、Ｌ字型の水平部分は、構造強化プレート１０の支持プレート１５となる。Ｌ字型の垂直部分は周辺プレート１６となり、その外側に取り付けプレート１４が取り付けられている。取り付けフランジ１３は、一体型設計にすることが可能である。接着層１７ａ及び１７ｂは、支持プレート１５と構造強化プレート１０との間、及び周辺プレート１６と構造強化プレート１０との間のそれぞれ全面に設けられている。構造強化プレート１０と支持構造１１は、２つの接着層１７ａ及び１７ｂにより接続可能となる。接着層１７ａの接着面上に、レンズハウジング８の重量力による圧力とともに、せん断力が作用する。垂直に配置された接着層１７ｂには、せん断力のみが作用する。
【００１６】
レンズハウジング８の重量力Gの外側に、矢印で示した支持力が作用することから、また図示したような取り付けのタイプにより、さらにトルク力が生じる。圧力とせん断のみが生じるように、また接着層１７ａ及び１７ｂに受容できない応力ピークが生じないように、ボルト又はネジ１８ａ及び１８ｂが追加されている。これらは、バネ要素１９により予め応力が加えられている。ネジ１８ａは、構造強化プレート１０の貫通孔２０を垂直方向に貫通しており、支持プレート１５に固定されている。また、ネジ１８ａのヘッドは、予め応力が加えられている状態で、構造強化プレート１０の上側に位置している。
【００１７】
ネジ１８ｂは、周辺プレート１６の水平孔を貫通し、構造強化プレート１０に接着された水平方向の金属製ネジ式軸受け筒２１に固定されている。ネジ１８ｂのヘッドは、周辺プレート１６の、構造強化プレート１０と反対側の側面で、バネ要素１９によって予め応力が加えられている。
【００１８】
図５は、底部支持プレート１５と上部固定プレート２２とを有するＵ字型１３ａを有する支持要素１２の構成図である。底部支持プレート１５と上部固定プレート２２は、U字型の２つの脚部をそれぞれ形成している。取り付けプレート１４ａは、取り付けプレート１４と同様に、２つの脚部を接続するＵ字型の接続部分から分岐している。支持構造１１との接続も、取り付けプレート１４ａによって可能となる。接着層１７ａも同様に、支持プレート１５と構造強化プレート１０との間に位置する。垂直接着層１７ｂのかわりに、構造強化プレート１０と固定プレート２２との間の構造強化プレート１０の一面に、接着層１７ｃが位置する。構造強化プレート１０の固定フランジ１３ａへの接続も、接着層１７ａと１７ｃとによって可能となる。接着接続１７ａ及び１７ｃには、基本的にせん断力のみが加わる。このことは、図４のネジ１８ａに事実上対応するボルト又はネジ１８ｃが追加された場合に、特に言えることである。
【００１９】
この目的のために、ネジ１８ｃも同様に、バネ要素１９で予め応力が加えられ、支持プレート１５に固定されている。
トルク力が生じるのを防ぐため、接着の隙間は、接着層１７ａ、１７ｂ又は１７ｃでそれぞれ完全に埋める必要がある。
【００２０】
図６は、基本的に図４の実施例に対応した構成を示しているが、図６では、Ｕ字型は「分割」されている。このため、図示のように、支持プレート１５と固定プレート２２は、接続プレート、又は構造強化プレート１０に接続されている接続部品を経由して接続されておらず、構造強化プレート１０の外周壁上の垂直接着層１７ｂを使用していない。代わりに、支持構造１１に接続するための取り付けプレート１４を有するＴ字型の取り付けフランジ１３が、支持構造１１に面する側に配置されている。支持プレート１５と、固定プレート２２と、周辺プレート１６は、それぞれ固定フランジ１３に面した側で、連結アーム２３を介し、取り付けフランジ１３に接続されている。該連結アーム２３により、偏心支持力が原因で接着面１７ａ、１７ｂ及び１７ｃにトルク力が生じることはなく、せん断力のみとなる。これは、支持プレート１５と、固定プレート２２と、周辺プレート１６が、支持構造１１にしっかりと接続された取り付けフランジ１３に対して、それぞれ位置調整ができるためである。
【００２１】
連結アーム２３は、何らかの方法で、支持プレート１５と、固定プレート２２と、周辺プレート１６と、取り付けフランジ１３とに接続するよう、設計することが可能である。しかし、前記の各部品は全て、一体化して同じ金属部材で製作した方が有利である。
【００２２】
この場合も、図４のネジ１８ａ及び図５のネジ１８ｃと同様の効果を持つ、ネジ１８ｄを追加することができる。同様の目的で、バネ要素１９も提供されている。２個のネジ１８ｄのうち、一方が上部固定プレート２２を貫通し、もう一方のネジ１８ｄが反対側の支持プレート１５を下から貫通している。双方のネジ１８ｄは、構造強化プレート１０内に設けられたネジ締め込み穴によって、構造強化プレート１０に接続されている。
【００２３】
図７は、図６に関連して記述した実施例と同様の構成を示している。そのため、同じ部品に関しては同じ参照番号を使用している。しかし、連結アーム２３のかわりに、支持プレート１５と固定プレート２２を固定フランジ１３に接続するネジ１８ｅが、接続要素として提供されている。この場合、周辺プレート１６は存在しない。この場合、周辺プレート１６の持つ機能は、Ｔ字型に設計された取り付けフランジ１３のＴ字の垂直脚２４が担っている。取り付けフランジ１３の水平部分は、支持構造１１に接続するため、取り付けプレート１４ａの役割を担っている。
【００２４】
２個のネジ１８ｅも、バネ要素１９によりそれぞれ予め応力が加えられ、Ｔ字の垂直脚２４を完全に貫通し、構造強化プレート１０のネジ締め込み穴に固定されている。図示のようなタイプの接続を行うことにより、構造強化プレート１０と取り付けフランジ１３の接続は確実となり、基本的にせん断力のみが接着面１７ａ、１７ｂ及び１７ｃに生じ、耐力によって生じる応力は２個のボルト又はネジ１８ｅを介して吸収される。
【００２５】
本発明は一般的に、負荷を除去するフランジを、応力の導入が少ない脆性部材で製作されたコンポーネントに接続する場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】投影レンズを有する投影露光システムの概略図を示している。
【図２】図１のハウジング構造としての投影レンズを示している。
【図３】図２のハウジング構造の構造プレートを示している。
【図４】第１構成における取り付け箇所及び支持要素の拡大図を示している。
【図５】第２構成における取り付け箇所及び支持要素の拡大図を示している。
【図６】第３構成における取り付け箇所及び支持要素の拡大図を示している。
【図７】第４構成における取り付け箇所及び支持要素の拡大図を示している。
【図１】
2007524130.tif 000002
【図２】
2007524130.tif 000003
【図３】
2007524130.tif 000004
【図４】
2007524130.tif 000005
【図５】
2007524130.tif 000006
【図６】
2007524130.tif 000007
【図７】
2007524130.tif 000008