特表 2024-510874 回転運動、真空シール、および圧力シールのための垂直回旋金属ベローズ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-03-12

(54)【発明の名称】回転運動、真空シール、および圧力シールのための垂直回旋金属ベローズ

(51)【国際特許分類】

   G12B 5/00 20060101AFI20240305BHJP

   G03F 1/84 20120101ALI20240305BHJP

   G03F 7/20 20060101ALI20240305BHJP

   G01N 23/00 20060101ALI20240305BHJP

   G01N 21/84 20060101ALI20240305BHJP

【ＦＩ】

G12B5/00 T

G03F1/84

G03F7/20 503

G03F7/20 521

G01N23/00

G01N21/84 C

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023547048

(86)(22)【出願日】2022-02-09

(85)【翻訳文提出日】2023-08-22

(86)【国際出願番号】 US2022015718

(87)【国際公開番号】W WO2022177780

(87)【国際公開日】2022-08-25

(31)【優先権主張番号】63/151,800

(32)【優先日】2021-02-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】17/568,057

(32)【優先日】2022-01-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】500049141

【氏名又は名称】ケーエルエー コーポレイション

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ボーチャーズ ブルース

【テーマコード（参考）】

2F078

2G001

2G051

2H195

2H197

【Ｆターム（参考）】

2F078CA08

2F078CB09

2F078CB11

2F078CC01

2F078CC20

2G001AA03

2G001CA03

2G001JA14

2G001KA03

2G001LA11

2G001QA01

2G051AA51

2G051DA07

2H195BA08

2H195BA10

2H195BD02

2H195BD19

2H195CA11

2H197CA09

2H197CA10

2H197FA01

2H197FB01

2H197GA01

2H197GA16

2H197GA20

2H197GA23

2H197GA24

2H197HA03

2H197JA07

2H197JA18

(57)【要約】

真空封止を伴う回転運動のためのシステムおよび方法が提供される。システムは、真空チャンバと、真空チャンバ内に配置された部品マウントと、ベースとを含む。ベローズは、ベースと部品マウントとの間に配置され、ベローズは、ベースと部品マウントとの間にシールを提供する。ベローズ、ベース、および部品マウントは、それらの間にアクチュエータ区画を画定する。アクチュエータは、アクチュエータ区画内に配置される。アクチュエータは、部品マウント上に配置された部品を位置合わせするために、ベースに対して部品マウントを回転させるように構成される。ベースに対する部品マウントの回転は、ベローズのねじり弾性変形を引き起こす。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

システムであって、
真空チャンバと、
前記真空チャンバ内に配置される部品マウントと、
ベースと、
前記ベースと前記部品マウントとの間に配置されたベローズであって、前記ベローズ、前記ベース、及び前記部品マウントが、それらの間にアクチュエータ区画を画定し、前記ベースと前記部品マウントとの間にシールを提供する、ベローズと、
前記アクチュエータ区画に配置され、前記ベースに対して前記部品マウントを回転させるように構成されるアクチュエータと、
を備え、前記ベースに対する前記部品マウントの回転は、前記ベローズのねじり弾性変形を引き起こす、システム。

【請求項2】

前記ベースおよび前記ベローズの第１の端部に固定された第１のフランジと、
前記部品マウント及び前記ベローズの第２の端部に固定された第２のフランジと、
をさらに含む請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記第１のフランジは、円周溶接によって前記ベローズの前記第１の端部に固定され、
前記第２のフランジは、円周溶接によって前記ベローズの前記第２の端部に固定される、請求項２に記載のシステム。

【請求項4】

前記第１のフランジおよび前記第２のフランジの少なくとも一方は、シールグランドを備え、前記シールグランド内にシールリングが配置される請求項２に記載のシステム。

【請求項5】

前記ベローズは、前記第１の端部セクションと前記第２の端部セクションとの間に配置された回旋セクションを備え、前記回旋セクションは、前記第１の端部のセクションから前記第２の端部のセクションまで延在する垂直リブを備える請求項１に記載のシステム。

【請求項6】

前記回旋セクションの周囲は、前記垂直リブによって画定される正弦波形状を有する請求項５に記載のシステム。

【請求項7】

前記ベローズはニッケルコバルト合金製である請求項１に記載のシステム。

【請求項8】

前記ベローズは電鋳によって製造される請求項１に記載のシステム。

【請求項9】

前記ベローズは、実質的に円形の断面を有する請求項１に記載のシステム。

【請求項10】

前記真空チャンバ内の前記部品マウントに配置された光学部品
をさらに含み、前記ベースに対する前記部品マウントの回転は、前記光学部品の対応する回転を引き起こす、請求項１に記載のシステム。

【請求項11】

方法であって、
真空チャンバ内に部品マウントを設けるステップと、
前記部品マウントとベースとの間に配置されたアクチュエータを提供し、ベローズは、前記ベースと前記部品マウントとの間に配置され、前記ベローズ、前記ベース、および前記部品マウントは、その間にアクチュエータ区画を画定し、前記ベローズは、前記ベースと前記部品マウントとの間にシールを提供するステップと、
アクチュエータを用いて前記ベースに対して前記部品マウントを回転させ、前記ベースに対する前記部品マウントの回転によって前記ベローズのねじり弾性変形を引き起こすステップと、
を備える方法。

【請求項12】

第１のフランジは、前記ベースおよび前記ベローズの第１の端部に固定され、
第２のフランジは、前記部品マウント及び前記ベローズの第２の端部に固定される、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記第１のフランジは、円周溶接によって前記ベローズの前記第１の端部に固定され、
前記第２のフランジは、円周溶接によって前記ベローズの前記第２の端部に固定される、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記第１のフランジおよび前記第２のフランジの少なくとも一方は、シールグランドを備え、前記シールグランド内にシールリングが配置される請求項１２に記載の方法。

【請求項15】

前記ベローズは、前記第１の端部のセクションと前記第２の端部のセクションとの間に配置された回旋セクションを備え、前記回旋セクションは、前記第１の端部のセクションから前記第２の端部のセクションまで延在する垂直リブを備える請求項１１に記載の方法。

【請求項16】

前記回旋セクションの周囲は、前記垂直リブによって画定される正弦波形状を有する請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

前記ベローズはニッケルコバルト合金製である請求項１１に記載の方法。

【請求項18】

マンドレル上にベローズ構造を電鋳するステップと、
前記ベローズ構造から前記マンドレルを取り外して前記ベローズを得るステップと、
前記ベローズを、前記真空チャンバ内で前記ベースと前記部品マウントとの間に配置するステップと、
をさらに含む請求項１１に記載の方法。

【請求項19】

前記ベローズは、実質的に円形の断面を有する請求項１１に記載の方法。

【請求項20】

光学部品は、前記真空チャンバ内の前記部品マウントに配置され、前記ベースに対する前記部品マウントの回転は、前記光学部品の対応する回転を引き起こす請求項１１に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、半導体検査または計測のための光学機器に関する。

【背景技術】

【0002】

関連出願の参照
本出願は、２０２１年２月２２日に出願され譲渡された米国仮特許出願６３／１５１，８００に対する優先権を主張し、その開示は参照により本明細書に組み込まれる。

【0003】

半導体製造産業の進化は、歩留まり管理に、特に計測および検査システムに、より大きな要求を課している。臨界寸法は縮小し続けるが、産業界は、高収率、高価値生産を達成するための時間を短縮する必要がある。歩留まり問題を検出してからそれを固定するまでの総時間を最小限に抑えることは、半導体製造業者に対する投資へのリターンを決定する。

【0004】

論理デバイスおよびメモリデバイスなどの半導体デバイスを製造することは、典型的には、半導体デバイスの様々な特徴および複数のレベルを形成するために、多数の製造プロセスを使用して半導体ウェハを処理することを含む。例えば、リソグラフィは、レチクルから半導体ウェハ上に配置されたフォトレジストにパターンを転写することを含む半導体製造プロセスである。半導体製造プロセスのさらなる例は、化学機械研磨（ＣＭＰ）、エッチング、堆積、およびイオン注入を含むが、これらに限定されない。単一の半導体ウェハ上に製造された複数の半導体デバイスの配列は、個々の半導体デバイスに分離され得る。

【0005】

集積回路デバイスにおける設計ジオメトリの継続的な縮小は、改善された光学検査および計測ツールに対する継続的な必要性を生み出す。例えば、フォトリソグラフィシステムのための光源は、歴史的に、ますます小さい波長に発展し、それによって、ますます小さい構造の構築を可能にしている。例えば、可視波長光（例えば、４００ｎｍ）の使用は、近紫外光（例えば、３００ｎｍ）への移行をもたらし、次いで、深紫外（ＤＵＶ）光（例えば、２００ｎｍ）への移行をもたらした。次いで、より最近では、ＤＵＶ光源は極紫外線（ＥＵＶ）源（例えば、１３．５ｎｍ）への道を開いている。

【0006】

半導体技術におけるフィーチャサイズがますます小さくなるにつれて、光の波長は、リソグラフィ、ならびにウェハおよびマスクの検査および計測を含む半導体プロセスで使用される光学プロセスにおける制限要因となっている。進歩した光学技術は、ますます小さいフィーチャサイズに起因する問題に対処するためにＥＵＶ光（例えば、１１ｎｍ～１５ｎｍの範囲の波長、より具体的には１３．５ｎｍの波長である）を使用し、デブリのない明るいＥＵＶ光源は、次世代半導体プロセスの追求において貴重である。明るいＥＵＶ光源を開発する１つの困難な態様は、プラズマによって生成されるＥＵＶ光の損失を最小限に抑えながら、プラズマ生成プロセスからのデブリを軽減することである。

【0007】

ＥＵＶで動作する検査ツールの１つの欠点は、より長い波長のツールで通常使用されるペリクルなどの粒子保護デバイスが、ＥＵＶ波長で不透明であるため、ＥＵＶ設定で使用することができないことである。さらに、ＥＵＶツール上で検査されることが意図されるレチクルの限界寸法は、レチクル表面上に存在するほとんどすべての粒子が許容できない問題を引き起こすほど小さい場合がある。例として、汚染物質粒子は、検査光をレチクルに向けるために使用される近くの光学系から発することがある。加えて、検査中にレチクルを移動させるために使用されるレチクルステージも汚染物質粒子源となり得る。

【0008】

さらに、ＥＵＶまたは他の真空環境検査システムにおける光学系のいくつかは、位置合わせの理由で作動される必要がある。これは、１つ以上の自由度のための精密な（例えば、サブナノメートルの）正確な移動を必要とする。さらに、いくつかの光学系は大きく（例えば、数キログラム）、移動するのに作動力を必要とする。これらの光学系は真空中で動かされる。露出した光学表面は、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）および粒子の両方からの汚染に敏感である。ＶＯＣは汚染物質であり得る。光学系を移動させるために必要なアクチュエータは、揮発性炭化水素を脱気することができる。この作動は、システム内の重要な表面に着地し得る粒子を生成することができる。

【0009】

位置合わせが光学系の回転運動を必要とするとき、回転シールが必要とされる。典型的なエラストマーシール（例えば、ｏリング、リップシールなど。）は、低真空用途で使用され得るが、回転中に粒子を脱落させ、ガスが密閉容積に進入することを可能にし、汚染を引き起こす。強磁性流体シールは、超高真空用途にも適していない。

【0010】

現在、光ベースのレチクル検査システムにおける粒子制御は、粒子を既知の方向に押す空気の流れによって実行される。電子ビーム検査システムなどの真空システムでは、粒子制御は、一般に粒子の数を低減するように設計されたわずかな量の正圧および粒子低減方法を用いて行われる。以前の方法は、いくつかの欠点を有する。例えば、それらは、直径１０ｎｍまでの粒子を除去する能力を示さなかった。さらに、以前の方法は、検査後のレチクル洗浄を可能にするプロセスにおいてのみ使用されてきた。しかしながら、ＥＵＶレチクル検査ツールは、検査後に洗浄が許可されないので、より小さい粒子と競合しなければならない。

【0011】

排気部分を含む真空環境を分離するために、差動ポンピングを使用することができる。差別的にポンピングされる真空領域は、ポンピングシステムへの接続を必要とする。これは、より大きいアセンブリ内の真空チャンバに対して達成することが困難であり得る。加えて、真空ポンプは、精密に位置合わせされた光学系に有害な振動を生成する可能性がある。

【0012】

洗浄プロセスは、構成要素からの脱ガス速度を低減することができる。ほとんどのアクチュエータは、脱ガスし、決して完全に軽減することができない潤滑剤または他の材料を含有する。さらに、移動中に、洗浄で完全に除去することができない追加の分子および粒子汚染物質が生成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０１５／０３２１３６０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

したがって、超高真空における回転封止の改善されたシステムおよび方法が必要とされている。

【課題を解決するための手段】

【0015】

本開示の実施形態は、システムを提供する。システムは、真空チャンバと、真空チャンバ内に配置された部品マウントと、ベースとを備え得る。システムは、ベースと部品マウントとの間に配置されたベローズをさらに備えてもよい。ベローズ、ベース、および部品マウントは、その間にアクチュエータ区画を画定してもよい。ベローズは、ベースと部品マウントとの間にシールを提供することができる。本システムはさらに、アクチュエータ区画の中に配置されるアクチュエータを備えてもよい。アクチュエータは、ベースに対して部品を回転させるように構成されてもよい。ベースに対する部品マウントの回転は、ベローズのねじり弾性変形を引き起こし得る。

【0016】

本開示の実施形態によれば、システムは、ベースおよびベローズの第１の端部に固定された第１のフランジをさらに備えることができる。第１のフランジは、円周方向溶接によってベローズの第１の端部に固定されてもよい。システムは、部品マウントおよびベローズの第２の端部に固定された第２のフランジをさらに備えることができる。第２のフランジは、円周方向溶接によってベローズの第２の端部に固定されてもよい。第１のフランジおよび第２のフランジの少なくとも一方は、シールグランドを備えることができ、シールグランド内にシールリングを配置することができる。

【0017】

本開示の実施形態によれば、ベローズは、第１の端部セクションと第２の端部セクションとの間に配置された回旋セクションを備えることができる。回旋セクションは、第１の端部セクションから第２の端部セクションまで延在する垂直リブを備えてもよい。回旋セクションの周囲は、垂直リブによって画定される正弦波形状を有してもよい。

【0018】

ベローズはニッケル－コバルト合金で作られてもよい。ベローズは電鋳によって製造することができる。ベローズは、実質的に円形の断面を有してもよい。

【0019】

本開示の実施形態によれば、システムは、真空チャンバ内の部品マウント上に配置された光学部品をさらに備えることができる。ベースに対する部品マウントの回転は、光学部品の対応する回転を引き起こし得る。

【0020】

本開示の別の実施形態は、方法を提供する。本方法は、真空チャンバ内に部品マウントを提供するステップを含んでもよい。本方法はさらに、部品マウントとベースとの間に配置されるアクチュエータを提供するステップを含んでもよい。ベローズは、ベースと部品マウントとの間に配置されてもよい。ベローズ、ベース、および部品マウントは、その間にアクチュエータ区画を画定してもよい。ベローズは、ベースと部品マウントとの間にシールを提供することができる。本方法はさらに、アクチュエータを使用して、ベースに対して部品マウントを回転させるステップを含んでもよい。ベースに対する部品マウントの回転は、ベローズのねじり弾性変形を引き起こし得る。

【0021】

本開示の実施形態によると、本方法はさらに、マンドレル上にベローズ構造を電鋳するステップを含んでもよい。方法は、ベローズ構造からマンドレルを除去してベローズを得ることをさらに含み得る。本方法はさらに、真空チャンバ内のベースと部品マウントとの間にベローズを配置するステップを含んでもよい。

【0022】

本開示の性質および目的をより完全に理解するために、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を参照されたい。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本開示の一実施形態によるシステムの断面図である。

【図2A】本開示の一実施形態によるシステムのベローズの側面図である。

【図2B】図２Ａのベローズの上面図である。

【図3A】本開示の一実施形態による例示的な電鋳プロセスである。

【図3B】本開示の一実施形態による例示的なロール成形プロセスである。

【図3C】本開示の一実施形態による例示的なハイドロフォーミングプロセスである。

【図4A】図１のシステムの一部の断面図である。

【図4B】本開示の一実施形態によるシステムのフランジの上面図である。

【図5A】本開示の一実施形態による方法のフローチャートである。

【図5B】本開示の実施形態による別の方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0024】

特許請求される主題は、ある実施形態に関して説明されるが、本明細書に記載される利益および特徴の全てを提供しない実施形態を含む、他の実施形態もまた、本開示の範囲内である。様々な構造的、論理的、プロセスステップ、および電子的変更が、本開示の範囲から逸脱することなく行われ得る。したがって、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲を参照することによってのみ定義される。

【0025】

図１は、システム１００の断面図である。システム１００は真空チャンバ１０１を含む。ある例では、真空チャンバ１０１は、ＥＵＶ半導体検査ツールの一部である。真空チャンバ１０１の壁は、内部１０２を画定し、これは、真空ポンプ１０３によって低いまたは真空圧まで圧送することができる。真空圧は、１０^－７ｍｂａｒ未満であってもよい。例えば、真空圧力は超高真空（ＵＨＶ）レベル（例えば、１０^－７と１０^－１２ｍｂａｒとの間）とすることができる。炭化水素の分圧を１０^－１０ｍｂａｒ未満とすることができる。

【0026】

部品１０５は、真空チャンバの内側に配置され、部品マウント１１０によって保持されることができる。部品１０５は光学部品であってもよい。光学部品は、例えば、カメラ、レンズ、ミラー、アパーチャ、センサ、フィルタ、減衰器、またはシャッターであり得る。光学部品は、ＥＵＶ波長で使用するために構成することができる。別の例では、光学部品はマスクであってもよい。マスクは、ペリクルを含まなくてもよく、したがって、マスク上の１つの粒子でさえも、動作中の故障を意味し得る。部品１０５は、ステージなど、真空中で遠隔で作動される他の構成要素であり得る。システム１００は、それぞれが異なる部品１０５を保持するように構成された複数の部品マウント１１０を含むことができる。例えば、システム１００は、センサアレイを含んでもよく、各センサは、別個の部品マウント１１０によって保持される。

【0027】

ＥＵＶ光又は他の波長の光は、部品１０５を通して方向付けることができる。真空チャンバ１０１内に光源があってもよい。

【0028】

部品マウント１１０は、ベース１１５に接続され得る。ベローズ１２０は、ベース１１５と部品マウント１１０との間に配置され得る。ベローズ１２０は、ベース１１５と部品マウント１１０との間にシールを提供することができる。このシールは、分子で数桁のオーダの保護を提供することができる。例えば、シールは、長さ１メートル当たり１０^－１１標準立方センチメートル／秒未満の漏れ速度を有することができる。ベローズ１２０を用いることにより、１０ｎｍ以上の粒子をほぼ全て含有させることができる。

【0029】

ベローズ１２０、ベース１１５、および部品マウント１１０は、それらの間にアクチュエータ区画１１１を画定することができる。図１は断面図であり、したがってベローズ１２０は、アクチュエータ区画１１１を封止するためにベース１１５および部品マウント１１０の全体の周囲に延在することができる。ベローズ１２０は、締結具、溶接、ろう付け、はんだ付け、または他の技法を使用して、ベース１１５および部品マウント１１０に接続されてもよい。

【0030】

ある例では、ベローズ１２０はニッケル－コバルト合金で作られる。ニッケル、銅、または他の合金などの他の金属が使用されてもよい。ベローズ１２０は、ＵＨＶ適合性であり、汚染物質の大部分の通過を防止することができる任意の可撓性材料とすることができる。ベローズ１２０は、真空チャンバ１０１およびアクチュエータ区画１１１内の大気圧とＵＨＶとの間の圧力差に耐えることが可能であってもよい。ベローズ１２０は、より大きい圧力差、例えば、３ａｔｍ～ＵＨＶの高さに耐えることができる。

【0031】

アクチュエータ１１２は、アクチュエータ区画１１１内に配置され得る。アクチュエータ１１２は、ベース１１５に対して部品マウント１１０を回転させるように構成されてもよい。アクチュエータ１１２は、動作のための潤滑剤を有してもよく、アクチュエータ１１２による任意の移動は、粒子およびＶＯＣを生成することができる。粒子は、典型的には、真空チャンバ１０１の中または周囲の材料から作製される。例えば、真空チャンバ１０１内の２つの構成要素は、共に擦り合って粒子を形成し得る。ＶＯＣは、潤滑剤、洗浄剤、機械工場からの残留物、または真空チャンバ１０１内の材料であり得る。

【0032】

したがって、粒子は、何らかの外乱によって引き起こされる材料の脱落に起因して生じ得る。粒子は、概して、アクチュエータ１１２（例えば、金属、プラスチック、および潤滑剤）と同じ材料で作られる。これらは、互いに擦れる２つの材料からの細断された材料、または移動および振動によって引き起こされる緩く付着した材料の除去（例えば、堆積粒子、潤滑剤など）であり得る。概して、移動するもの（例えば、アクチュエータ１１２）は、粒子を生成することができる。加えて、静的アイテムでさえも、材料が分解するにつれて、または付着した揮発性化合物がガス放出によって蒸発するにつれてのいずれかで、ＶＯＣを生成し得る。

【0033】

潤滑剤は脱ガスを生成するが、脱ガスは、分解するにつれて材料自体から生じ得る。例えば、プラスチックは脱ガスし得る。ガス放出はまた、金属のような清浄な表面に付着した分子汚染物質から生じ得る。汚染物質は、概して、製造中の残留汚染から生じる。

【0034】

粒子のサイズは、どの部分が移動するか、材料、または表面仕上げに依存し得る。粒子は、直径が５ｎｍ以上、例えば直径が１０ｎｍ以上であり得る。

【0035】

ベース１１５に対する部品マウント１１０の回転は、ベローズ１２０のねじり弾性変形を引き起こし得る。ベローズ１２０をねじることによって、部品マウント１１０は、位置合わせのために回転され得る。例えば、部品マウント１１０は、ベース１１５に対して１０マイクロラジアン以上回転されてもよい。弾性変形範囲内でのベローズ１２０の回転範囲およびねじり弾性変形を引き起こすために必要な力は、ベローズ１２０の材料、厚さ、および幾何学的形状ならびに真空チャンバ１０１およびアクチュエータ区画１１１内の温度および真空圧力に依存し得る。例えば、ベローズ１２０の回転範囲は、１～１０マイクロラジアン、１～３マイクロラジアン、１．３～３マイクロラジアン、１．３～２マイクロラジアン、２～３マイクロラジアン、または他の範囲であってもよい。特定の実施形態では、部品マウント１１０は、ベース１１５に対して約２マイクロラジアンだけ回転することができる。ベローズ１２０の変形が弾性範囲内にある場合、反対方向への回転によってベローズ１２０を元の形状に復元し、回転を繰り返すことができる。ベローズ１２０の変形が非弾性範囲にある場合、ベローズ１２０はその元の形状に復元できないことがあり、そのような塑性変形はアクチュエータ区画１１１のシールを破壊し得、ベローズ１２０の交換を必要とし得る。

【0036】

ベース１１５に対する部品マウント１１０の回転は、部品１０５の対応する回転を引き起こし得る。これは、部品１０５の位置合わせを可能にし、システム１００の測定の精度を改善することができる。

【0037】

図２Ａおよび図２Ｂはベローズ１２０を示す。ベローズ１２０は、回旋セクション１２３を含んでもよい。回旋セクション１２３は、ベローズ１２０の第１の端部セクション１２１と第２の端部セクション１２２との間に配置され得る。回旋セクション１２３は、第１の端部区分１２１から第２の端部区分１２２まで延在する垂直リブ１２４を備えてもよい。図２Ｂに示されるように、垂直リブ１２４は、交互にベローズ１２０から内向きおよび外向きに突出してもよい。例えば、各内向きに突出するリブ１２４ａは、２つの外向きに突出するリブ１２４ｂの間に配置されてもよい。垂直リブ１２４はそれぞれ、同様の幾何学形状を有してもよい。例えば、垂直リブ１２４のそれぞれは、類似の長さ、幅、突出深さ、および形状を有してもよく、その値は、ベローズ１２０に必要とされる圧力負荷および回転に依存してもよい。特定の実施形態によれば、垂直リブ１２４は、１．７７インチ未満の長さ、約０．２５インチの幅、および約０．１２５インチの突出深さを有し得る。垂直リブ１２４は半円形状を有することができる。このように、回旋セクション１２３の周囲は、垂直リブ１２４によって画定される正弦波形状を有し得る。垂直リブ１２４は、他の形状、例えば、三角形、長方形などを有してもよい。

【0038】

ベローズ１２０は、実質的に円形の断面を有してもよい。ベローズ１２０は、約７インチの直径および約１．７７インチの高さを有し得る。代替として、ベローズ１２０は、正方形、六角形等の多角形断面を有してもよい。そのような事例では、垂直リブ１２４は、例えば、断面形状の角において、異なる幾何学形状を有してもよい。ベローズ１２０は、約０．００８インチの厚さを有することができる。より薄い厚さは、金属の異なる層を組み合わせることによって達成することができる。例えば、ニッケル／コバルト層と組み合わせて使用される銅層は、０．００３インチの厚さを有するベローズ１２０を生成し得る。ベローズ１２０の寸法は、必要とされる圧力負荷および回転に依存し得る。

【0039】

概して、ベローズ１２０の設計は、回転範囲、圧力／真空要件、幾何学的制約、および作動力を含む、システム要件に依存し得る。ベローズ１２０の設計はまた、材料特性および製造能力を含む物理的制約に依存し得る。システム要件と物理的制約とのバランスに基づいて、各設計変数の特定の値を選択することができる。設計変数は、ベローズの幾何学形状（直径、高さ等）、回旋セクションの幾何学形状（高さ、半径等）、および回旋厚さを含んでもよい。このように、ベローズ１２０は、様々な用途に使用することができる。

【0040】

ベローズ１２０は、既存の回転シールと比較して、システム１００にいくつかの利点を提供し得る。ベローズ１２０は、ＵＨＶ適合性であってもよく、過酷な放射、化学的、または熱的条件にさらされる環境で使用されてもよい。ベローズ１２０は、積極的に洗浄することができ、例えば４００°Ｃより高い高温に戻すことができる。ベローズ１２０は、粒子またはアウトガスを放出しなくてもよい。ベローズ１２０は、１気圧を超える圧力を内部および外部で支持するように構成され得る。ベローズ１２０のサイズは、様々なサイズを有する検査システムおよび用途で使用するために、より大きくまたはより小さくスケーリングされ得る。

【0041】

ベローズ１２０は、様々な製造方法を用いて形成することができる。本開示の実施形態によれば、ベローズ１２０は、電鋳によって製作され得る。図３Ａに示される例示的な電鋳プロセスでは、固体金属源および導電性マンドレルが、電鋳される金属の塩を含有する電解質中に配置され、直流電流が金属源（アノード）およびマンドレル（カソード）に印加される。直流電流は、必要とされる厚さを有するベローズ構造が達成されるまで、マンドレルの外面上への金属の堆積を引き起こす。マンドレルの外面は、ベローズ１２０の垂直リブ１２４に対応する垂直リブを有し、したがって、金属がマンドレルの外面上に堆積されるとき、結果として生じるベローズ構造は、同じ垂直リブを有する。マンドレルは、ベローズ１２０を得るために、ベローズ構造から無傷で分離されるか、溶融除去されるか、または化学的に溶解／エッチングされ得る。

【0042】

本開示の別の実施形態によれば、ベローズ１２０は、ロール成形プロセスによって製作され得る。図３Ｂに示される例示的なロール成形プロセスでは、金属シートは、金属シートに垂直リブを形成するローラの１つまたは複数のセットを通過する。次いで、金属シートを円筒形状に圧延し、溶接してベローズ１２０を得る。

【0043】

本開示の別の実施形態によれば、ベローズ１２０は、ハイドロフォーミングプロセスによって製作され得る。図３Ｃに示されている例示的なハイドロフォーミングプロセスでは、薄壁チューブが２部品金型内に配置される。２部品金型の内面は、ベローズ１２０の垂直リブ１２４に対応する垂直リブを有する。流体がチューブ内に押し込まれると、流体圧力によってチューブが金型の内面の形状に変形し、ベローズ１２０が得られる。流体は、水、油、または他の液体であってもよい。

【0044】

ベローズ１２０は、当技術分野で知られている他の製造方法を使用して形成することができ、本開示は、本明細書で説明する例に限定されないことを理解されたい。これらの製造方法により、垂直回旋セクション１２３を有するモノリシックの薄いベローズ１２０を製造することができる。システム１００と併せて使用される場合、製作されたベローズ１２０は、アクチュエータ１１２の回転によってねじり力が加えられたときに弾性変形するのに充分な可撓性を有してもよく、真空チャンバ１０１とアクチュエータ区画１１１との間の圧力差に耐えるのに充分な強度を有してもよい。

【0045】

再び図１を参照すると、システム１００は、第１のフランジ１３０をさらに備えることができる。第１のフランジ１３０は、ベース１１５およびベローズ１２０の第１の端部１２１に固定され得る。第１のフランジ１３０は、締結具および／または溶接によってベース１１５に固定され得る。例えば、図４Ａおよび４Ｂに示されるように、第１のフランジ１３０は、第１のフランジ１３０をベース１１５に固定するために第１の締結具１３２を受容するように構成される、複数の第１の搭載穴１３１を有してもよい。第１のフランジ１３０はまた、第１のシールリング１３４を受容するように構成される、第１のシールグランド１３３を有してもよい。第１シールリング１３４は、金属製であってもよい。第１のシールリング１３４は、第１のフランジ１３０とベース１１５との間にシールを提供することができる。

【0046】

第１のフランジ１３０は、円周溶接によってベローズ１２０の第１の端部１２１に固定することができる。例えば、ベローズ１２０の第１の端部１２１の少なくとも一部は、ベローズ１２０の第１の端部１２１の外面が第１のフランジ１３０の内面に溶接されるように、第１のフランジ１３０の内径内に受容されてもよい。

【0047】

再び図１を参照すると、システム１００は、第２のフランジ１４０をさらに備えることができる。第２フランジ１４０は、部品マウント１１０及びベローズ１２０の第２端部１２２に固定されてもよい。第２のフランジ１４０は、締結具および／または溶接によって部品マウント１１０に固定され得る。例えば、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、第２のフランジ１４０は、第２のフランジ１４０を部品マウント１１０に固定するために第２の締結具１４２を受容するように構成された複数の第２の取り付け穴１４１を有することができる。第２のフランジ１４０はまた、第２のシールリング１４４を受容するように構成される、第２のシールグランド１４３を有してもよい。第２シールリング１４４は、金属で形成されてもよい。第２のシールリング１４４は、第２のフランジ１４０と部品マウント１１０との間にシールを提供することができる。

【0048】

第２のフランジ１４０は、円周溶接によってベローズ１２０の第２の端部セクション１２２に固定され得る。例えば、ベローズ１２０の第２の端部１２２の少なくとも一部分は、ベローズ１２０の第２の端部１２２の外面が第２のフランジ１４０の内面に溶接されるように、第２のフランジ１４０の内径内に受容されてもよい。

【0049】

第１フランジ１３０及び第２フランジ１４０は金属で形成されてもよい。例えば、第１フランジ１３０及び第２フランジ１４０は、３１６ステンレス鋼で形成されてもよい。このようにして、ベローズ１２０、第１のフランジ１３０、および第２のフランジ１４０の組み立ては、全金属回転シール組立体をもたらすことができる。

【0050】

第１のフランジ１３０および第２のフランジ１４０は、種々のシールのために構成されてもよい。第１のシールグランド１３３および第２のシールグランド１４３の幾何学的形状は、使用されるシールのタイプに依存し得る。第１のシールリング１３４および第２のシールリング１４４は、可撓性金属シール、コンフラーシール、ワイヤシール、インジウムシール等であってもよい。可撓性金属シールは、１つ以上の金属ジャケットによって囲まれた密巻螺旋ばねを備えてもよい。圧縮中、ばねは、ジャケットを降伏させ、封止面との確実な接触を確実にすることができる。コンフラットシールは、第１のシールグランド１３３及び第２のシールグランド１４３のナイフエッジによって圧縮されてシールを形成する。

【0051】

システム１００では、ベローズ１２０は、真空チャンバ１０１内の部品１０５が、アクチュエータ区画１１１内のアクチュエータ１１２によって生成される粒子およびＶＯＣから分離され得るように、ベース１１５と部品マウント１１０との間に密閉シールを提供してもよい。また、ベローズ１２０は、ねじり弾性変形に耐えることができ、部品１０５の原位置整合のためにベース１１５に対する部品マウント１１０の回転を可能にすることができる。このようにして、システム１００は、より清潔な検査環境を提供し、システム精度を改善することができる。

【0052】

図５Ａは、本開示の一実施形態による方法２００のフローチャートである。方法２００は、システム１００などのシステムで使用することができる。方法２００は、以下のステップを含み得る。

【0053】

ステップ２１０において、部品マウントが真空チャンバ内に設けられる。真空チャンバは、真空ポンプによって、ＵＨＶ等の低いまたは真空圧にポンピングされてもよい。部品マウントは、部品を保持することができる。部品は、光学部員または真空中で遠隔作動され得る他の部品であってもよい。

【0054】

ステップ２２０において、部品マウントとベースとの間に配置されたアクチュエータが提供される。ベローズは、ベースと部品マウントとの間に配置され、ベローズ、ベース、および部品マウントは、それらの間にアクチュエータ区画を画定する。ベローズは、ベースと部品マウントとの間にシールを提供することができる。アクチュエータ区画は、低または真空圧まで真空ポンプによって圧送されてもよい。

【0055】

ステップ２３０において、アクチュエータを用いてベースに対して部品マウントを回転させる。ベースに対する部品マウントの回転は、ベローズのねじり弾性変形を引き起こす。アクチュエータを使用してベローズをねじることによって、部品マウント（およびその上に配置される部品）は、整合のために回転させられ得、測定の精度を改善し得る。例えば、部品マウントは、ベースに対して１０マイクロラジアン以上回転されてもよい。弾性変形範囲内のベローズの回転範囲およびねじり弾性変形を引き起こすために必要な力は、ベローズの材料、厚さ、および幾何学形状ならびに真空チャンバおよびアクチュエータ区画内の真空圧力に依存し得る。例えば、ベローズの回転範囲は、１～１０マイクロラジアン、１～３マイクロラジアン、１．３～３マイクロラジアン、１．３～２マイクロラジアン、２～３マイクロラジアン、または他の範囲であってもよい。ベローズの変形は弾性範囲内にあるので、ベローズは反対方向への回転によって元の形状に回復することができ、回転を繰り返すことができる。ベローズの変形が非弾性範囲内にある場合、ベローズは、その元の形状に復元することができない場合があり、そのような塑性変形は、アクチュエータ区画のシールを破壊し得、ベローズの交換を必要とし得る。

【0056】

方法２００では、ベローズは、真空チャンバ内の部品が、アクチュエータ区画内のアクチュエータによって生成される粒子およびＶＯＣから分離され得るように、ベースと部品マウントとの間に密閉シールを提供してもよく、ベローズは、部品の原位置整合のために、ベースに対する部品マウントの回転を可能にするように、ねじり弾性変形に耐えることが可能であってもよい。このようにして、方法２００は、測定精度を改善することができる。

【0057】

本開示の実施形態によれば、方法２００は、図５Ｂに示されるベローズを製造するための以下のステップをさらに含み得る。

【0058】

ステップ２０１では、ベローズ構造がマンドレル上に電鋳される。例示的な電鋳プロセスが図３Ａに示されており、そこでは、固体金属源および導電性マンドレルが、電鋳される金属の塩を含有する電解質中に配置され、直流電流が金属源（アノード）およびマンドレル（カソード）に印加される。直流電流は、必要とされる厚さを有するベローズ構造が達成されるまで、マンドレルの外面上への金属の堆積を引き起こす。マンドレルの外面は、ベローズの垂直リブに対応する垂直リブを有し、その結果、金属がマンドレルの外面上に堆積されるとき、得られるベローズ構造は、同じ垂直リブを有する。

【0059】

ステップ２０２では、マンドレルをベローズ構造から取り外してベローズを得る。マンドレルは、ベローズを得るために、無傷で分離されるか、溶融除去されるか、または化学的に溶解／エッチングされ得る。

【0060】

ステップ２０３において、ベローズは、真空チャンバ内のベースと部品マウントとの間に配置される。例えば、ベローズは、締結具または溶接部を介してベースおよび部品マウントに固定されてもよい。

【0061】

ステップ２０１～２０３は、方法２００のステップ２１０の前、ステップ２２０の前、および／またはステップ２３０の前に実行されてもよい。

【0062】

ステップ２０１～２０３の電鋳プロセスにより、垂直回旋構造を有するモノリシックの薄いベローズを製造することができる。方法２００と併せて使用される場合、作製されたベローズは、アクチュエータの回転によってねじり力が加えられたときに弾性変形するのに充分な可撓性を有してもよく、真空チャンバとアクチュエータ区画との間の圧力差に耐えるのに充分な強度を有してもよい。

【0063】

光学部品上の粒子および汚染を低減するものとして開示されるが、本明細書に開示される実施形態はまた、アクチュエータ区画の外側の環境からアクチュエータを保護することもできる。光学部品で領域を洗浄する場合、溶媒、プラズマ、Ｏ_３、紫外線、および／またはＨ_２を使用することができる。これらの洗浄技術は、アクチュエータを損傷する可能性がある。ベローズは、これらの洗浄技術からアクチュエータを保護することができる。

【0064】

本開示全体にわたって提供される説明は、ＥＵＶリソグラフィツール、ＥＵＶ計測ツール、またはＥＵＶレチクル検査ツールにおける光学部品の周囲の粒子制御に焦点を当てているが、本明細書に開示される実施形態は、粒子の存在に敏感である他の光波長のためのＥＵＶ光学ツールまたは光学ツールの任意の重要な領域に適用されると解釈されるべきである。本明細書に開示される実施形態はまた、電子ビームシステム等の粒子に敏感である他の真空システムに適用することができる。例えば、本明細書に開示される実施形態は、概して、ビーム軸の周囲の回転によって、非球面光学部品を整合させるために使用されることができる。

【0065】

本開示は、１つ以上の特定の実施形態に関して説明されたが、本開示の他の実施形態が、本開示の範囲から逸脱することなく行われ得ることが理解されるであろう。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲及びその妥当な解釈によってのみ限定されると見なされる。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【国際調査報告】