【課題を解決するための手段】
【0020】
この目的は、請求項1に記載の特徴により、コンポーネントを位置合わせするデバイスに関しして達成される。従属請求項は、本発明の有利な実施形態及び変形形態に関連する。
【0021】
この目的は、請求項18に記載の特徴により、コンポーネントを位置合わせし、誘導し、且つ/又は作動させるデバイス用の作動設備に関して達成される。
【0022】
本発明によるデバイスの有利な実施形態、変形形態、及び構成を以下でより詳細に示し、以下で示す特徴は、本発明による作動設備でも類似して実現することができる。したがって、これをいずれの場合も別個に強調せずとも、以下の説明は、コンポーネントを位置合わせするための本発明によるデバイスで好適に用いることができる作動設備に関する構成変形形態にも関連する。しかしながら、本発明による作動設備は、特に任意のコンポーネントを誘導し且つ/又は作動させるのにも適している。
【0023】
本発明によるデバイスは、案内部材を備え、案内部材の頭部領域はコンポーネントの固定点に固定され、案内部材の足部領域は作動設備の作動素子の固定点に固定され、作動設備は、コンポーネントに力を伝達する目的で案内部材を運動軸で可動に保持するよう設計される。
【0024】
作動設備は、例えば、特にコンポーネントを操作及び/又は調整及び/又は変形させるリニアモータのアクチュエータであり得る。作動設備は特に、コンポーネントの、特に光学素子の重量補償又は取り付け用の設備でもあり得る。
【0025】
重量又は重力補償設備は、以下ではまとめて重量補償設備と称する。
【0026】
案内部材は、好ましくはトランスレータの一部であり得る。トランスレータは、リニアモータの、例えばプランジャコイルアクチュエータの形態のローレンツアクチュエータの作動素子である。しかしながら、案内部材は、ロータの一部又はピストンの一部、特に作動設備の、例えば重量補償設備の力伝達素子のピストンの一部でもあり得る。原理上、案内部材は、任意の構成を有し得る。通常、案内部材は、2つの固定点間で直線状又は線形に延びる部分を有する。このような構成は、力を伝達するか又は吸収するのに特に適している。この場合、運動軸と固定点間の案内部材のコースとの間の角度αを単純な方法で求めることができる。本発明により同様に包含される特定の一構成で、固定点間の案内部材の部分が直線状又は線形に延びないようになっている場合、角度αを求めるために、2つの固定点を通して直線を引いてそれを案内部材のコースの基準変数として用いることにより、固定点間の案内部材のコースを求めることができる。
【0027】
作動設備は、重力補償設備として且つ/又はコンポーネントの取り付け及び/又は操作及び/又は調整及び/又は変形用のアクチュエータとして具現されることが好ましい。コンポーネントは、例えば光学素子、特に投影露光装置のレンズ素子又はミラーであり得る。しかしながら、本発明はそれに限定されない。本発明による解決手段を用いて、任意のコンポーネントを位置合わせすることができる。
【0028】
重量補償設備は、案内部材により、位置合わせ対象のコンポーネントの重錘力及び/又は対応する反力により位置合わせ対象のコンポーネントに作用する重錘力を吸収するか又は部分的に吸収することができ、場合によってはコンポーネントを位置合わせすることもできる。
【0029】
コンポーネントの重量に加えて、重量補償設備は、コンポーネントに接続された構成部品の、例えばアクチュエータ機構又は重量補償設備自体の部品の重量を補償又は吸収することもできる。本発明によるデバイスは、好ましくは重量補償設備に関連して用いることができる。
【0030】
重量補償用のデバイスをアクチュエータとして用いることもできる。
【0031】
本発明によれば、運動軸と固定点間の案内部材のコースとの間の角度が可変であるように作動素子の固定点を調整するために、調整設備が設けられる。
【0032】
運動軸と案内部材のコースとの間の角度が調整設備により可変であることにより、コンポーネントに作用する力ベクトルを最適に設定することが可能である。好ましくは、運動軸、すなわちそれに沿って案内部材が作動設備により好ましくは両方向に変位可能であるか又は少なくとも可動に保持される軸と、案内部材のコースとの間の角度は、0°である。すなわち、案内部材は、運動軸と平行に位置合わせされるように取り付けられることが意図されることが好ましい。しかしながら、取り付け公差及び部品公差により、これは正確に達成可能ではない。運動軸と案内部材のコースとの間の各角度偏差には、運動軸の方向の力に加えて、さらに別の力ベクトルが、角度偏差により位置合わせ対象のコンポーネントに加わるという効果がある。これは、本発明による解決手段により完全に又は部分的に補正することができるコンポーネントの位置合わせの誤差につながり得る。
【0033】
例として、本発明によるデバイスを用いることができる投影露光装置において、コンポーネントの、この場合は光学素子の位置合わせの誤差又は偏差は通常は許容不可能であるから、位置合わせ時の偏差を補償しなければならない。この目的で、コンポーネントに作用するさらに他のアクチュエータがコンポーネントの位置合わせを補正するのが慣例である。しかしながら、アクチュエータの動作には、特に対応して熱が発生するという欠点があり、特に投影露光装置の場合にはこれをできる限り回避すべきである。
【0034】
特に投影露光装置の場合、重量補償設備が用いられ、重量補償設備はその役割として、コンポーネントの、特に光学素子及び場合によってはさらに他の構成部品の重錘力を吸収して、光学素子の位置合わせ及び/又は操作及び/又は調整及び/又は変形に用いられるアクチュエータが一切の重錘力又は大きな重錘力を吸収しなくてもよいようにする。したがって、上記アクチュエータを、対応して最適化して設計することができる。しかしながら、重量補償設備の案内部材の位置合わせが最適でない場合、すなわち運動軸と案内部材のコースとの間に角度偏差がある場合、本質的に光学素子の位置合わせ(等)のためだけに設けられたアクチュエータが、角度偏差から得られる力ベクトルに付加的かつ永久的に対抗しなければならない。
【0035】
有利には、案内部材を重力方向に沿って位置合わせすることができる。こうして、横方向の力又は他の寄生力が生じないことを確実にすることができる。不所望の寄生力を回避することにより、コンポーネントの重錘力をできる限り吸収することができ、且つ/又は関与するアクチュエータ機構の動きを事実上最適にコンポーネントに伝達することができる。結果として、コンポーネントの位置合わせ用の能動デバイスの消費電流が減ることで、妨害的な発熱が回避されることが期待され得る。さらに、横方向の力がもたらす「振り子効果」の結果としてのコンポーネントの変形を、回避又は少なくとも抑制することができる。特に、デバイスの動特性を、本発明による解決手段により改善することができる。
【0036】
本発明によれば、調整設備は、作動素子の固定点を運動軸に関して直交して調整するよう設計されるものとすることができる。
【0037】
作動素子を運動軸に関して直交して調整することが可能であることにより、特に単純な方法で達成できるのは、好ましくは運動軸と案内部材のコースとの間の角度が0°であるように案内部材が所望通りに位置合わせされるように、案内部材の足部領域が位置決めされることである。
【0038】
本発明によれば、さらに、案内部材が運動軸と平行に、好ましくは同軸上に位置合わせされるように、作動素子の固定点を調整するように調整設備が設計されるものとすることができる。
【0039】
大抵の用途に関して、特に投影露光装置の場合、案内部材が運動軸と平行に、好ましくは同軸上に位置合わせされるように作動素子の固定点が調整されれば有利である。好ましくは、ここでは、案内部材の頭部領域がコンポーネントの固定点に固定されている場合に案内部材の頭部領域がコンポーネントの表面に関して直交して延びるように、運動軸が延びる。
【0040】
本発明によれば、調整設備は、案内部材の足部領域が作動素子の固定点に固定された後に作動素子の固定点を調整するよう設計されるものとすることができる。
【0041】
案内部材の固定後に足部領域を調整することには、案内部材の位置合わせに影響し得る全ての基本的な取り付けステップが実行済みであるときに、これを実行できるという利点がある。こうして、この点で関係する全ての部品及び取り付けステップが実行済みであるときに、案内部材の正確な位置合わせが実行される。換言すれば、最終的な完成に近いシステム又は最終的に完成したシステムで、本発明による固定点の変化をもたらすことができる。システムへのこのような介入は、特に投影露光装置に関して、従来技術からの従来法を用いてこの取り付け時に複雑な方法でしか可能とならないことが多い。
【0042】
本発明によれば、さらに、調整設備は、作動設備を変位させるために調整モジュールを備えるものとすることができる。
【0043】
かかる調整モジュールは、特に調整設備と不動フレーム又は定置ハウジング部品との間に配置することができる。作動素子、ひいては作動素子の固定点が作動設備の一部であるか又は作動設備に接続され得るので、作動設備自体の変位又は調整により、位置合わせ対象のコンポーネントに対する作動素子の固定点を変えることがこのようにして可能である。結果として、作動設備を例えば運動軸に関して直交して調整することができる。調整モジュールは、運動軸の方向に作動設備を調整するよう配置及び/又は設計することもできる。作動設備の傾斜を設けることもできる。特に、調整モジュールは、作動設備を1つ、2つ、又は3つの空間方向に変位させ且つ/又は1つ、2つ、又は3つの軸に関して回転/傾斜させるよう設計され得る。したがって、調整モジュールは、作動設備を全6自由度で調整するよう設計され得る。
【0044】
作動設備は、手動で又はモータで、例えばアクチュエータ又はマニピュレータにより調整され得る。調整は、開ループ又は閉ループ制御下で、特に作動設備の外部からも実行することができる。この場合、調整はいつでも、例えば最初に又はデバイスの動作中にさえも実行することができる。
【0045】
有利には、アクチュエータ又は重量補償設備は、固定点が偏心位置にある場合に生じる付加的モーメントを補償するよう設計され得る。
【0046】
本発明によれば、調整設備は、作動素子に対して作動素子の固定点を変位させるために調整ユニットを備えるものとすることができる。
【0047】
作動素子に対する作動素子の固定点の変位は、技術的かつ経済的に好都合な手法であることが分かっている。特に直線案内式の重量補償設備又はアクチュエータでは、こうした基点補正が有利な解決手段であり得る。作動素子の基点の調整は、作動設備全体の調整よりも構成上単純且つ費用効果的に達成できる。固定点の調整は、運動軸に関して直交して実行されることが好ましい。
【0048】
本発明によれば、コンポーネントを位置合わせするデバイスは、一方では作動設備を変位させる調整モジュールと、他方では作動素子の固定点を変位させる調整ユニットとを備える。
【0049】
この組み合わせは、調整ユニットと調整モジュールとの間で分割された調整を可能にする。
【0050】
本発明によれば、さらに、案内部材の足部領域が固定された後に、また好ましくはそれらの構成部品を含むシステム全体の最終取り付け後にも、調整モジュール及び/又は調整ユニットにアクセス可能であるものとすることができる。
【0051】
調整は手動で、すなわち機械的に実行することができる。しかしながら、調整はアクチュエータにより実行することもできる。言うまでもなく、調整はいつでも、例えば最初に又はデバイスの動作中にさえも行うことができる。
【0052】
本発明によれば、さらに、作動素子の固定点は調整ユニットの一部であるものとすることができる。この実施形態は、調整ユニットが固定点を直接又は直ちに調整することを可能にする。
【0053】
本発明によれば、作動素子の固定点及び/又は調整ユニットは、端部位置で固定するために接着結合可能且つ/又は締着可能且つ/又は螺着可能であるものとすることができる。
【0054】
本発明によれば、さらに、調整ユニットは作動素子の固定点を固定するための孔及び固定手段を有し、固定手段の変位により作動素子の固定点を調整するために、孔は遊びを有するものとすることができる。孔という用語は、この点で任意の形態の穿孔を、特にフライス加工孔又は長孔も包含する。
【0055】
1つ又は複数の孔又は穿孔が設けられるインタフェース板の様式でのこのような調整ユニットにより、固定点を容易に調整及び固定することができる。遊びのある孔が、案内部材の足部領域の固定点を位置合わせすることを特に簡単に可能にする。例えば、孔内で補償される公差範囲内で変位させることができるねじ等を固定手段として用いるようにすることができる。この場合、案内部材が固定される固定点は、ねじに取り付けられる。こうして、孔内でのねじの変位が固定点の変位にもつながる。固定点が対応して位置合わせされるとすぐに、ねじを孔に固定することができ、その目的で、適切な場合にはさらに他のねじ要素が用いられる。ねじを例えば長孔に固定することは、既知の対策である。代替的に、固定点がピン状に具現されて孔内に突出するようにすることもでき、固定点は、要求公差範囲内で繰り返し変位させることができ、対応する位置合わせ後に硬化型接着剤又は発泡体が孔に又は他の接触領域に導入されて硬化後に固定点を固定する。この場合も、固定点をピンで固定することができる。
【0056】
本発明によれば、孔及び固定手段を有する調整ユニットを用いて、固定点が運動軸に関して直交して2方向に調整可能であるものとすることができる。言うまでもなく、調整は1空間方向にのみ行われることもでき、その目的で、長孔を孔として用いることができる。
【0057】
本発明によれば、固定点の傾斜を設けることもできる。この目的で、固定手段を対応した設計にすることができるか、又はテーパ座金若しくは面取りねじナット等の付加的な要素を固定手段と組み合わせて設けることができる。作動素子の固定点の傾斜を、後続の接着結合と組み合わせてピンを用いて達成することもできる。
【0058】
本発明によれば、調整ユニットが少なくとも1つのエキセントリックを備えるものとすることができる。
【0059】
エキセントリックは、従来技術から十分に知られている。エキセントリックを調整すると固定点が偏心運動を行うように固定点をエキセントリックに直接又は間接的に固定することにより、案内部材の足部領域を固定点に固定した後に足部領域の固定点の位置を単純な方法で調整することが可能である。これは、エキセントリックの回転により単純な方法で達成できる。
【0060】
本発明によれば、所望の偏心を設定するために組み立て式の偏心ディスクを用いるものとすることができる。したがって、例えば個々のエキセントリックを用いて、調整ユニットにエキセントリックを交換可能に配置することにより公差範囲内で固定点を設定することが可能であり、固定点が移動可能な半径は、エキセントリックの対応した選択により決定され得る。エキセントリックの選択をエキセントリックの回転と組み合わせることにより、固定点を2空間方向で設定することが可能である。したがって、取り付け工にとって使用可能なエキセントリックの選択肢を含む一種のエキセントリックキットを提供することが可能である。代替的に、エキセントリック及び/又は案内部材及び/又はインタフェース板を専用に製造することができる。
【0061】
本発明によれば、調整ユニットは2つのエキセントリックを備えるものとすることができる。
【0062】
相互に結合された2つのエキセントリックの使用により、エキセントリックの一方に接続された固定点を既定の円内で2空間方向に自由に動かすことが可能となる。
【0063】
本発明によれば、エキセントリックは、偏心スリーブ及び/又は偏心ディスクとして設計され得る。
【0064】
本発明によれば、一方のエキセントリックは、内側エキセントリックとして設計され、外側エキセントリックとして設計された第2エキセントリックの孔内に回転可能に配置され、外側エキセントリックは、調整ユニットの孔内に回転可能に配置されるものとすることができる。
【0065】
内側エキセントリックは、外側エキセントリックの偏心孔内に回転可能に配置されることが好ましい。外側エキセントリックの回転の結果として、内側エキセントリックは、こうして偏心経路上を移動する。内側エキセントリックが外側エキセントリックの孔内で回転する結果として、内側エキセントリック上で偏心して定められた点が、さらに別の偏心円形経路上で移動する。2つの回転運動は、内側エキセントリックの偏心点を規定の円形領域内に任意に配置することを可能にする。この目的で、外側及び内側エキセントリックをいずれの場合もスリーブ又はディスクとして設計することが特に適している。固定点が内側エキセントリックの偏心点に接続される場合、固定点は、それにより技術的に単純に調整することができる。
【0066】
本発明によれば、上側エキセントリックを下側エキセントリックに回転可能に接続し、下側又は上側エキセントリックが調整ユニットに回転可能に配置されるものとすることもできる。したがって、一方のエキセントリックが他方のエキセントリック内に位置するのではなく、一方が他方の上にあるように相互に結合される解決手段も考えられる。
【0067】
本発明によれば、案内部材の足部領域を作動素子の固定点に固定するために継手が設けられるものとすることができる。
【0068】
継手の使用により、特に調整設備と組み合わせて、案内部材の位置合わせをさらに改善することが可能となる。特に、固定点を少なくとも1回転自由度(傾斜自由度とも呼ぶ)拡張することができ、その結果として案内部材の基点で生じ得る応力が回避されるか少なくともさらに低減される。好ましくは、継手は、1つの軸又は相互に関して直角に延びる2つ若しくはそれらの(two or these)軸に関する回転を可能にする。
【0069】
継手は、案内部材が好ましくは全3回転自由度で回転できるように構成され得る。
【0070】
本発明によれば、さらに、継手はスロット付きボール及び案内リングを有し、ボールは案内部材の足部領域を収容し、且つ案内リング内に取り付けられるものとすることができる。
【0071】
このような継手は、玉継手とも称し、技術的に単純な方法で実現できる対策となる。
【0072】
本発明によれば、固定点の位置合わせ後に、継手が調整端部位置に固定される、特に接着結合及び/又は締着及び/又は螺着されるものとすることができる。
【0073】
本発明によれば、重量補償設備としての設計の作動設備は、好ましくは磁気摂動力(magnetic perturbational force)補償設備として設計されるものとすることができる。特に、永久磁石を用いた受動的な磁気重力補償設備を設けることができる。代替的に、コイル等の能動コンポーネント又は永電磁石若しくは電磁石を用いた磁気重力補償設備を設けることもできる。
【0074】
本発明によれば、さらに、位置合わせ対象のコンポーネントは、光学素子、好ましくはミラー又はレンズ素子であるものとすることができる。コンポーネントは、特に投影露光装置内のウェハ、ウェハステージ、又は他の何らかの構成部品でもあり得る。
【0075】
本発明の一実施形態では、重量補償設備は、重錘力の補償に加えて、コンポーネントを撓ませるため且つ/又はコンポーネントにさらに別の力を加えるためにも用いられる。
【0076】
投影露光装置、特にEUV投影露光装置では、実際のアクチュエータとは無関係に光学素子の重量補償を提供することが有利である。実際に用いられることが多い一概念として、光学素子、例えばミラーを保持する磁気重力補償設備、以下では磁気重力コンペンセータを複数、例えば3つ設ける。光学素子の操作は、このとき複数のアクチュエータにより、好ましくは自由度毎に1つとして6つのアクチュエータにより実行され得る。寄生力を回避しつつできる限り理想的な力分布を得るために、本発明による解決手段を上記アクチュエータ及び/又は磁気重力コンペンセータに組み込むことができる。重量補償設備と組み合わせて、アクチュエータ対が用いられることが多い。この場合、本発明を、アクチュエータ対及び/又は重量補償設備で実現することができる。
【0077】
本発明は、案内部材と運動軸に沿って可動に保持された作動素子とを備えた、コンポーネントを位置合わせし、誘導し、且つ/又は作動させるデバイス用の作動設備にも関する。この場合、作動素子は、案内部材の足部領域が固定される作動点を有する。本発明によれば、この場合、作動点を運動軸に関して直交して変位させるために調整設備が設けられ得る。作動設備は、特にコンポーネントを位置合わせするデバイスに適しているが、それに限定されない。作動設備のさらに他の可能な詳細、構成、及び変形形態に関しては、上記説明及び下記説明を参照されたく、特に、本発明によるデバイスの作動設備に関連して述べた構成は、コンポーネントを位置合わせし、誘導し、且つ/又は作動させるデバイス用の本発明による作動設備で類似して実現することもできる。
【0078】
本発明によるデバイスは、放射線源と少なくとも1つの位置合わせ対象の光学素子を有する光学ユニット、特に照明光学ユニットとを有する照明系を備えた、半導体リソグラフィ用の投影露光装置に特に適している。本発明によるデバイスは、位置合わせ対象の光学素子の取り付け及び/又は調整及び/又は操作及び/又は変形に用いることができる。
【0079】
本発明の有利な実施形態及び変形形態を、図面に基づいて例として以下で説明する。