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JP2006017994A - Optical fiber cable sealing method and projection exposure apparatus - Google Patents

Optical fiber cable sealing method and projection exposure apparatus Download PDF

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JP2006017994A
JP2006017994A JP2004195509A JP2004195509A JP2006017994A JP 2006017994 A JP2006017994 A JP 2006017994A JP 2004195509 A JP2004195509 A JP 2004195509A JP 2004195509 A JP2004195509 A JP 2004195509A JP 2006017994 A JP2006017994 A JP 2006017994A
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JP
Japan
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optical fiber
vacuum
fiber cable
pressure
sealing
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JP2004195509A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomoya Yoshizawa
朋也 吉澤
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a metal bellows tube housing an optical fiber disposed in a vacuum environment from stretching or shrinking even when the pressure in the environment changes. <P>SOLUTION: The metal bellows tube housing an optical fiber has one or a plurality of wire members having higher rigidity than the optical fiber and having a length equivalent to that of the optical fiber, with the end face of the wire member fixed to the end face of a flange fabricated on the optical fiber and to the end face of the metal bellows. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、圧力変動のある環境、例えば露光装置の真空環境のような環境であっても脱ガスの発生しない光ファイバケーブルの密封方法に関する。   The present invention relates to a method for sealing an optical fiber cable in which outgassing does not occur even in an environment with pressure fluctuation, for example, an environment such as a vacuum environment of an exposure apparatus.

半導体構造の微細化に伴って投影露光装置はその光源の更なる短波長化が求められている。これら短波長の光源は通常の大気空間を透過しないため、また、使用するミラー等の劣化を考慮して、例えばEUV(極短紫外)光を使用した露光装置においては装置全体を真空環境とする必要がある。   With the miniaturization of the semiconductor structure, the projection exposure apparatus is required to further shorten the wavelength of the light source. Since these short-wavelength light sources do not transmit the normal atmospheric space, and in consideration of deterioration of mirrors used, for example, in an exposure apparatus using EUV (extreme short ultraviolet) light, the entire apparatus is in a vacuum environment. There is a need.

一般に真空環境内部に構成された機器に光を導入するためには真空環境外部に光源を設置し、光ファイバを用いて真空環境に挿入する方式がとられている。   In general, in order to introduce light into a device configured inside a vacuum environment, a method is adopted in which a light source is installed outside the vacuum environment and inserted into the vacuum environment using an optical fiber.

真空環境内で光ファイバを使用する場合、光ファイバに使用されている接着剤や光ファイバを被覆する樹脂材などからの脱ガスが、真空環境内を汚染したり、真空度の劣化を招くため、脱ガスの少ない接着剤を使用したり、ファイバ全体を金属配管やフレキシブル管の中に構成したり、光ファイバに金属被膜を形成するなどの方法がとられている。   When using optical fiber in a vacuum environment, degassing from the adhesive used in the optical fiber and the resin material that coats the optical fiber can contaminate the vacuum environment and cause the degree of vacuum to deteriorate. Such methods as using an adhesive with little degassing, forming the entire fiber in a metal pipe or a flexible pipe, and forming a metal coating on the optical fiber.

また、真空環境の境界部にはフランジ形状のコネクタを構成し、光ファイバを封止、接続し真空環境の密閉を保つ構造が提案されている。   Further, a structure has been proposed in which a flange-shaped connector is formed at the boundary of the vacuum environment, and the optical fiber is sealed and connected to keep the vacuum environment sealed.

前記光ファイバをフレキシブル管に光ファイバを封入する方式としては、特開2002−115054号公報にフランジ部に接続されたフレキシブル管の内部に光ファイバを封入する構成が開示されている。   As a method for encapsulating an optical fiber in a flexible tube, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-115054 discloses a configuration in which an optical fiber is enclosed in a flexible tube connected to a flange portion.

また、真空環境との境界部におけるコネクタ部の構成に関しては特開平6−3561号公報にあるように光伝達物質を構成し、真空封止材で封止したコネクタが開示されている。
特開2002−115054号公報 特開平6−3561号公報
Further, regarding the configuration of the connector portion at the boundary with the vacuum environment, there is disclosed a connector in which a light transmitting material is configured and sealed with a vacuum sealing material as disclosed in JP-A-6-3561.
JP 2002-115054 A JP-A-6-3561

フレキシブル管に関しては、フレキシブル性の高い金属ベローズなどを使用すると、装置内での光ファイバの取り回しが容易であるが、真空環境での圧力の変動にともなって、金属ベローズが伸縮してしまうという問題がある。   Regarding flexible pipes, if a highly flexible metal bellows is used, it is easy to handle the optical fiber in the device, but the metal bellows expands and contracts due to pressure fluctuations in a vacuum environment. There is.

金属ベローズの伸縮によって、内部に構成されている光ファイバに応力が掛かってしまうことから、光ファイバの劣化や最悪の場合破断にまでいたるという問題がある。   Since stress is applied to the optical fiber formed inside due to the expansion and contraction of the metal bellows, there is a problem that the optical fiber is deteriorated or broken in the worst case.

以上のような観点から、光ファイバをフレキシブル管に密封する方法においては、伸縮性の小さい金属配管が使用されている。しかしながら伸縮性の小さい金属配管を用いると、金属配管の最小屈曲半径が大きいため、装置内での取り回しが困難であった。   From the above viewpoint, in a method of sealing an optical fiber in a flexible tube, a metal pipe having low stretchability is used. However, when metal pipes with low stretchability are used, the minimum bending radius of the metal pipes is large, so that it is difficult to handle them in the apparatus.

また、伸縮性の大きい金属ベローズでファイバを封入し、その外部にブレードといわれる金属製の網状の管で覆うことで十分な屈曲性を有し伸縮性の小さい密封構造も近年提案されている。   In recent years, a sealing structure that has sufficient flexibility and low elasticity by enclosing a fiber with a metal bellows having high elasticity and covering the outside with a metal net-like tube called a blade has been proposed.

しかしながら半導体露光装置のように高度に清浄度を保った環境においては金属ベローズとブレードがこすれることによってゴミや塵が発生するという問題がある。   However, in a highly clean environment such as a semiconductor exposure apparatus, there is a problem that dust and dust are generated by rubbing the metal bellows and the blade.

本発明の目的は、真空環境下において圧力の変動によって光ファイバを収容した金属ベローズが伸縮しないように金属ベローズ両端面に光ファイバより伸縮性の小さいケーブルを一本または複数本構成することで、金属ベローズの伸縮による光ファイバにかかる応力が抑制された光ファイバ密封手段を提供することにある。   The object of the present invention is to configure one or more cables that are less stretchable than the optical fiber on both end faces of the metal bellows so that the metal bellows containing the optical fiber does not stretch due to pressure fluctuations in a vacuum environment. An object of the present invention is to provide an optical fiber sealing means in which stress applied to an optical fiber due to expansion and contraction of a metal bellows is suppressed.

若しくは、真空環境下においても脱ガスが発生せず、かつフレキシブル性が高く光ファイバの最小屈曲半径とほぼ同等若しくはそれ以上の屈曲性を持つ金属製のベローズを使用することで真空環境下においても光ファイバ取り回しを容易にした光ファイバにおいて、前記光ファイバが配置構成された真空環境内圧力と金属製ベローズ内部の圧力の差を制御することで金属ベローズの伸縮を抑制し、光ファイバに応力が掛からない構造の光ファイバ密封手段を提供することにある。   Or, even in a vacuum environment by using a metal bellows that does not degas even in a vacuum environment and is flexible and has a flexibility that is almost equal to or greater than the minimum bending radius of the optical fiber. In an optical fiber that facilitates handling of the optical fiber, the expansion and contraction of the metal bellows is suppressed by controlling the difference between the pressure in the vacuum environment where the optical fiber is arranged and the pressure inside the metal bellows, and stress is applied to the optical fiber. An object of the present invention is to provide an optical fiber sealing means having a structure that does not hang.

また、前記金属ベローズの伸縮を抑制する手段を併用することで真空環境内の圧力変動に伴って金属ベローズが伸縮することに起因して金属ベローズ内の光ファイバに応力がかかることを抑制した光ファイバ密封手段を提供することにある。   In addition, by using the means for suppressing expansion and contraction of the metal bellows, light that suppresses stress from being applied to the optical fiber in the metal bellows due to expansion and contraction of the metal bellows due to pressure fluctuation in the vacuum environment. It is to provide a fiber sealing means.

さらには前記光ファイバ使用することによって真空環境下においても脱ガスの少ない、真空環境を汚染することのない光ファイバが構成された投影露光装置を提供することにある。   It is another object of the present invention to provide a projection exposure apparatus in which an optical fiber is used which is less degassed in a vacuum environment and does not contaminate the vacuum environment.

上記目的を達成するため本出願に係る請求項1および2に記載の発明は十分なフレキシブル性を有した金属製のベローズに光ファイバを密封し光ファイバの設置環境に導入する端面を前記ベローズの端面に固定し設置環境との境界部分にフランジ形状の密封構造を構成し設置環境の圧力変動に起因するベローズの伸縮によって光ファイバに引張若しくは圧縮応力がかかることを抑制するために光ファイバよりも剛性の高い光ファイバと同等の長さを有した一本または複数本のワイヤー状部材の端面を前記光ファイバに構成したフランジ部端面と金属ベローズ端面に固定することを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention according to claims 1 and 2 of the present application is characterized in that the end face of the bellows is sealed with an optical fiber in a metal bellows having sufficient flexibility and introduced into the installation environment of the optical fiber. In order to suppress the application of tensile or compressive stress to the optical fiber due to the expansion and contraction of the bellows due to pressure fluctuations in the installation environment, which is fixed to the end face and has a flange-shaped sealing structure at the boundary with the installation environment. An end face of one or a plurality of wire-like members having a length equivalent to that of a highly rigid optical fiber is fixed to a flange end face and a metal bellows end face formed in the optical fiber.

また、請求項1および3に記載の発明は前記金属ベローズに光ファイバを密封し、光ファイバの設置環境に導入する端面を前記ベローズの端面に固定し、設置環境との境界部分にフランジ形状の密封構造が構成された形状であり、設置環境の圧力変動に起因するベローズの伸縮によって光ファイバに引張若しくは圧縮応力がかかることを抑制するために前記金属ベローズ内部の圧力と金属ベローズに密封された光ファイバが構成された設置環境の圧力との差を制御するために、前記設置環境との境界部分に設けられたフランジ部に金属ベローズ内部の圧力を制御する機構を設けたことを特徴とする。   Further, in the first and third aspects of the invention, an optical fiber is sealed in the metal bellows, an end face to be introduced into the installation environment of the optical fiber is fixed to the end face of the bellows, and a flange-shaped portion is formed at a boundary portion with the installation environment. The shape is a sealed structure, and is sealed by the pressure inside the metal bellows and the metal bellows in order to suppress the tensile or compressive stress on the optical fiber due to the expansion and contraction of the bellows due to pressure fluctuations in the installation environment. In order to control the difference from the pressure of the installation environment in which the optical fiber is configured, a mechanism for controlling the pressure inside the metal bellows is provided at the flange portion provided at the boundary with the installation environment. .

また、請求項4に記載の発明は前記金属ベローズに光ファイバを密封し、光ファイバの設置環境に導入する端面を前記ベローズの端面に固定し設置環境との境界部分にフランジ形状の密封構造を構成し設置環境の圧力変動に起因するベローズの伸縮によって光ファイバに引張若しくは圧縮応力がかかることを抑制するために光ファイバよりも剛性の高い光ファイバと同等の長さを有した一本または複数本のワイヤー状部材の端面を前記光ファイバに構成したフランジ部端面と金属ベローズ端面に固定し、前記金属ベローズ内部の圧力と前記金属ベローズに密封された光ファイバが配置構成された設置環境の圧力との差を制御するために、前記設置環境との境界部分に設けられたフランジ部に金属ベローズ内部の圧力を制御する機構を設けたことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, an optical fiber is sealed in the metal bellows, and an end face to be introduced into the installation environment of the optical fiber is fixed to the end face of the bellows, and a flange-shaped sealing structure is provided at a boundary portion with the installation environment. One or a plurality of optical fibers having a length equivalent to that of an optical fiber having a rigidity higher than that of the optical fiber in order to suppress the tensile or compressive stress from being applied to the optical fiber due to the expansion and contraction of the bellows due to the pressure fluctuation of the installation environment. The end surface of the wire-like member is fixed to the flange end surface and the metal bellows end surface configured in the optical fiber, and the installation environment in which the pressure inside the metal bellows and the optical fiber sealed in the metal bellows is arranged and configured. In order to control the difference from the pressure, a mechanism for controlling the pressure inside the metal bellows is provided at the flange provided at the boundary with the installation environment. The features.

本発明によれば真空環境内に光ファイバを配置構成する場合に、十分な屈曲性のある真空用金属ベローズに光ファイバを密封し、真空環境との境界部に配置構成されたフランジ部と真空環境に挿入された側の光ファイバ端面に構成されているフランジ部にワイヤー状部材を配置することで、真空環境の圧力変動によって金属ベローズが伸縮することを抑制し、光ファイバに引張又は圧縮応力が発生しない構造を実現することができる。   According to the present invention, when an optical fiber is arranged and configured in a vacuum environment, the optical fiber is sealed in a vacuum metal bellows having sufficient flexibility, and the flange portion arranged and configured at the boundary with the vacuum environment and the vacuum By arranging a wire-like member on the flange part configured on the end face of the optical fiber inserted into the environment, the metal bellows is prevented from expanding and contracting due to pressure fluctuations in the vacuum environment, and tensile or compressive stress is applied to the optical fiber. It is possible to realize a structure in which no occurs.

また、本発明によれば真空環境内に光ファイバを配置構成する場合に、十分な屈曲性のある真空用金属ベローズに光ファイバを密封し、真空真空環境との境界部に配置構成されたフランジ部に圧力調整用の配管を構成し、電磁弁と圧力制御手段および圧力調整手段によって金属ベローズ内圧力を調整することで真空環境の圧力変動によって金属ベローズが伸縮することを抑制し、光ファイバに引張又は圧縮応力が発生しない構造を実現することができる。   Further, according to the present invention, when an optical fiber is arranged and configured in a vacuum environment, the optical fiber is sealed with a sufficiently flexible metal bellows for vacuum, and the flange is arranged and configured at the boundary with the vacuum vacuum environment. A pipe for pressure adjustment is configured in the part, and the metal bellows is prevented from expanding and contracting due to pressure fluctuations in the vacuum environment by adjusting the pressure in the metal bellows by the solenoid valve, pressure control means and pressure adjustment means, and the optical fiber A structure in which no tensile or compressive stress is generated can be realized.

以上のことから真空環境下に光ファイバを導入する場合において、十分な屈曲性と低い脱ガス性を併せ持った光ファイバを配置することができ、真空環境の汚染や真空度の低下などの原因を除去することができる。   From the above, when an optical fiber is introduced in a vacuum environment, an optical fiber having both sufficient flexibility and low degassing property can be arranged, which causes causes such as contamination of the vacuum environment and lowering of the vacuum degree. Can be removed.

このため本発明で示した光ファイバをEUV露光装置のような真空環境によって構成されている投影露光装置に使用することで、真空環境の汚染や真空度の低下やレンズの曇り現象などが発生しない高精度の光学性能が長期にわたって維持することができる投影露光装置を提供することができる。   For this reason, the optical fiber shown in the present invention is used in a projection exposure apparatus constituted by a vacuum environment such as an EUV exposure apparatus, so that the contamination of the vacuum environment, the decrease in the degree of vacuum, and the fogging phenomenon of the lens do not occur. A projection exposure apparatus that can maintain high-precision optical performance over a long period of time can be provided.

以下に図を用いて本発明の実施例を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は本発明の第一の実施例を最も良く表す図である。また、図2は図1にて示す光ファイバの真空環境外側の端面からみた構成を示す図である。   FIG. 1 is the best representation of the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the optical fiber shown in FIG. 1 as viewed from the end face outside the vacuum environment.

図1においては光ファイバ1を樹脂などのフレキシブル性のある素材で形成された被覆保護層2に真空環境との境界部に真空フランジ3を構成し、真空環境に光ファイバを導入している。   In FIG. 1, an optical fiber 1 is formed of a coating protective layer 2 made of a flexible material such as resin, and a vacuum flange 3 is formed at the boundary with the vacuum environment, and the optical fiber is introduced into the vacuum environment.

前記真空フランジと光ファイバ保護被膜は真空用充填剤4などでシールされ、前記真空フランジが取り付けられる真空装置の壁5とのシールはO−リング6などのシール部材でシールされている。   The vacuum flange and the optical fiber protective coating are sealed with a vacuum filler 4 or the like, and the seal with the wall 5 of the vacuum apparatus to which the vacuum flange is attached is sealed with a seal member such as an O-ring 6.

真空フランジの真空環境側の面には光ファイバを密封する屈曲性の高い真空用ベローズ7が溶接固定されている。   A vacuum bellows 7 with high flexibility for sealing the optical fiber is welded and fixed to the surface of the vacuum flange on the vacuum environment side.

また、光ファイバの真空環境側の端面には前記真空用ベローズを溶接固定される金属製のフランジ8が構成されており、真空用充填剤4や窓材9によって光ファイバが密封されている。   Further, a metal flange 8 to which the vacuum bellows is welded and fixed is formed on the end face on the vacuum environment side of the optical fiber, and the optical fiber is sealed by the vacuum filler 4 and the window material 9.

なお、窓材によるシールの方法としては真空用接着剤を用いた構成やO−リングなどのシール部材を金属部材などによって固定する方法などが考えられるが、この限りではない。   In addition, as a method for sealing with a window material, a configuration using a vacuum adhesive, a method of fixing a sealing member such as an O-ring with a metal member, and the like are conceivable, but not limited thereto.

ここにおいて、前記光ファイバの真空環境との境界部に設けられたフランジ部3の真空環境側の面と光ファイバの真空環境側の端面に構成されたフランジ部8に両端面が固定されたワイヤー状部材10が構成されている。   Here, both ends of the wire are fixed to the flange portion 8 formed on the vacuum environment side surface of the flange portion 3 provided at the boundary portion of the optical fiber with the vacuum environment and the end surface on the vacuum environment side of the optical fiber. A shaped member 10 is configured.

なお、図1において前記ワイヤー状部材は一本配置構成されているが、複数本配置しても良い。   In addition, although the said wire-shaped member is one arrangement structure in FIG. 1, you may arrange | position two or more.

従って、図1において真空環境と大気環境の境界壁5の左側が真空環境であるが、真空環境内の圧力の変動に伴って真空用金属ベローズが伸縮することが抑制され、光ファイバに引張又は圧縮応力がかかることを防止することができる。   Accordingly, in FIG. 1, the left side of the boundary wall 5 between the vacuum environment and the atmospheric environment is the vacuum environment, but the expansion and contraction of the vacuum metal bellows with the fluctuation of the pressure in the vacuum environment is suppressed, and the optical fiber is pulled or stretched. It can prevent that compressive stress is applied.

よって、光ファイバの真空環境外の端面に構成された取り付け端子11に図中表記されてない光源を接続することで真空環境内に所望の光を導入することが可能となる。   Therefore, it is possible to introduce desired light into the vacuum environment by connecting a light source not shown in the drawing to the attachment terminal 11 configured on the end face outside the vacuum environment of the optical fiber.

図3は本発明の第二の実施例を最も良く表す図である。   FIG. 3 is the best representation of the second embodiment of the present invention.

図3においては前記第一の実施例と同様に光ファイバ1を樹脂などのフレキシブル性のある素材で形成された被覆層2に真空環境との境界部に真空フランジ3を構成し、真空環境に光ファイバを導入している。   In FIG. 3, as in the first embodiment, the optical fiber 1 is made of a coating layer 2 made of a flexible material such as resin, and a vacuum flange 3 is formed at the boundary with the vacuum environment. An optical fiber is introduced.

前記真空フランジと光ファイバ保護被膜は真空用充填剤4などでシールされ、前記真空フランジが取り付けられる真空装置の壁5とのシールはO−リング6などのシール部材でシールされている。   The vacuum flange and the optical fiber protective coating are sealed with a vacuum filler 4 or the like, and the seal with the wall 5 of the vacuum apparatus to which the vacuum flange is attached is sealed with a seal member such as an O-ring 6.

真空フランジの真空環境側の面には光ファイバを密封する屈曲性の高い真空用ベローズ7が溶接固定されている。   A vacuum bellows 7 with high flexibility for sealing the optical fiber is welded and fixed to the surface of the vacuum flange on the vacuum environment side.

また、光ファイバの真空環境側の端面には前記真空用ベローズを溶接固定される金属製のフランジ8が構成されており、真空用充填剤4や窓材9によって光ファイバが密封されている。   Further, a metal flange 8 to which the vacuum bellows is welded and fixed is formed on the end face on the vacuum environment side of the optical fiber, and the optical fiber is sealed by the vacuum filler 4 and the window material 9.

なお、窓材によるシールの方法としては真空用接着剤を用いた構成やO−リングなどのシール部材を金属部材などによって固定する方法などが考えられるが、この限りではない。   In addition, as a method for sealing with a window material, a configuration using a vacuum adhesive, a method of fixing a sealing member such as an O-ring with a metal member, and the like are conceivable, but not limited thereto.

ここにおいて、前記光ファイバの真空環境との境界部に設けられたフランジ部3に圧力調整用の配管12が接合されている。   Here, a pressure adjusting pipe 12 is joined to a flange portion 3 provided at a boundary portion between the optical fiber and the vacuum environment.

なお、図3において前記圧力調整用配管は一箇所配置構成されているが、複数箇所配置しても良い。   In FIG. 3, the pressure adjusting pipe is arranged at one place, but may be arranged at a plurality of places.

前記圧力調整用の配管は圧力制御手段によって制御される電磁弁13を介して圧力調整手段14に接続されている。   The pressure adjusting pipe is connected to the pressure adjusting means 14 via an electromagnetic valve 13 controlled by the pressure control means.

前記圧力制御手段は図中表記されていない真空環境の圧力計測手段から計測された真空環境の圧力と同じく図中表記されていないが、光ファイバの密封されている真空ベローズ内の圧力計測手段から計測された真空ベローズ内圧力の差を制御するために、圧力調整手段にて圧力調整用配管に大気若しくは不活性ガスなどを排気又は供給する。   The pressure control means is not shown in the figure as well as the pressure in the vacuum environment measured from the vacuum environment pressure measurement means not shown in the figure, but from the pressure measurement means in the vacuum bellows sealed with the optical fiber. In order to control the difference in the measured pressure in the vacuum bellows, the pressure adjusting means exhausts or supplies air or an inert gas to the pressure adjusting pipe.

従って、図3においても真空環境と大気環境の境界壁5の左側が真空環境であるが、真空環境内の圧力の変動が発生した場合に真空用金属ベローズが伸縮しないように圧力調整手段によってベローズ内圧力を調整することで、金属ベローズが伸縮することが抑制され、光ファイバに引張又は圧縮応力がかかることを防止することができる。   Therefore, in FIG. 3, the left side of the boundary wall 5 between the vacuum environment and the atmospheric environment is the vacuum environment, but the bellows is adjusted by the pressure adjusting means so that the vacuum metal bellows does not expand and contract when the pressure fluctuation in the vacuum environment occurs. By adjusting the internal pressure, the metal bellows can be prevented from expanding and contracting, and a tensile or compressive stress can be prevented from being applied to the optical fiber.

よって、光ファイバの真空環境外の端面に構成された取り付け端子11に図中表記されてない光源を接続することで真空環境内に所望の光を導入することが可能となる。   Therefore, it is possible to introduce desired light into the vacuum environment by connecting a light source not shown in the drawing to the attachment terminal 11 configured on the end face outside the vacuum environment of the optical fiber.

図4は本発明の第三の実施例を最も良く表す図である。   FIG. 4 is the best representation of the third embodiment of the present invention.

図4においては前記第一および第二の実施例と同様に光ファイバ1を樹脂などのフレキシブル性のある素材で形成された被覆層2に真空環境との境界部に真空フランジ3を構成し、真空環境に光ファイバを導入している。   In FIG. 4, a vacuum flange 3 is formed at the boundary between the optical fiber 1 and the vacuum environment on the coating layer 2 formed of a flexible material such as a resin as in the first and second embodiments. An optical fiber is introduced in a vacuum environment.

前記真空フランジと光ファイバ保護被膜は真空用充填剤4などでシールされ、前記真空フランジが取り付けられる真空装置の壁5とのシールはO−リング6などのシール部材でシールされている。   The vacuum flange and the optical fiber protective coating are sealed with a vacuum filler 4 or the like, and the seal with the wall 5 of the vacuum apparatus to which the vacuum flange is attached is sealed with a seal member such as an O-ring 6.

真空フランジの真空環境側の面には光ファイバを密封する屈曲性の高い真空用ベローズ7が溶接固定されている。   A vacuum bellows 7 with high flexibility for sealing the optical fiber is welded and fixed to the surface of the vacuum flange on the vacuum environment side.

また、光ファイバの真空環境側の端面には前記真空用ベローズが溶接固定された金属製のフランジ8が構成されており、真空用充填剤4や窓材9によって光ファイバが密封されている。   Further, a metal flange 8 to which the vacuum bellows is welded and fixed is formed on the end face on the vacuum environment side of the optical fiber, and the optical fiber is sealed by the vacuum filler 4 and the window material 9.

なお、窓材によるシールの方法としては真空用接着剤を用いた構成やO−リングなどのシール部材を金属部材などによって固定する方法などが考えられるが、この限りではない。   In addition, as a method for sealing with a window material, a configuration using a vacuum adhesive, a method of fixing a sealing member such as an O-ring with a metal member, and the like are conceivable, but not limited thereto.

ここにおいて、前記光ファイバの真空環境との境界部に設けられたフランジ部3の真空環境側の面と光ファイバの真空環境側の端面に構成されたフランジ部8に両端面を固定されたワイヤー状部材10と共に、前記光ファイバの真空環境との境界部に設けられたフランジ部3に圧力調整用の配管12が接合されている。   Here, the wire having both end surfaces fixed to the flange portion 8 formed on the vacuum environment side surface of the flange portion 3 and the end surface on the vacuum environment side of the optical fiber provided at the boundary portion between the optical fiber and the vacuum environment. A pressure adjusting pipe 12 is joined to the flange portion 3 provided at the boundary between the optical fiber and the vacuum environment of the optical fiber.

なお、図4において前記ワイヤー状部材と圧力調整用配管は各々一箇所ずつ配置構成されているが、複数箇所ずつ配置しても良い。   In addition, although the said wire-shaped member and the piping for pressure adjustment are each arrange | positioned at 1 place in FIG. 4, you may arrange | position several places.

前記圧力調整用の配管は圧力制御手段によって制御される電磁弁13を介して圧力調整手段14に接続されている。   The pressure adjusting pipe is connected to the pressure adjusting means 14 via an electromagnetic valve 13 controlled by the pressure control means.

前記圧力制御手段は図中表記されていない真空環境の圧力計測手段から計測された真空環境の圧力と同じく図中表記されていないが、光ファイバの密封されている真空ベローズ内の圧力計測手段から計測された真空ベローズ内圧力の差を制御するために、圧力調整手段にて圧力調整用配管に大気若しくは不活性ガスなどを排気又は供給する。   The pressure control means is not shown in the figure as well as the pressure in the vacuum environment measured from the vacuum environment pressure measurement means not shown in the figure, but from the pressure measurement means in the vacuum bellows sealed with the optical fiber. In order to control the difference in the measured pressure in the vacuum bellows, the pressure adjusting means exhausts or supplies air or an inert gas to the pressure adjusting pipe.

従って、図4においても真空環境と大気環境の境界壁5の左側が真空環境であるが、真空環境内の圧力の変動が発生した場合に真空用金属ベローズが伸縮しないように前記ワイヤー状部材がベローズの伸縮を抑制するだけでなく、圧力調整手段によってベローズ内圧力を調整することで、金属ベローズが伸縮することが抑制され、前記実施例1および2を上回る効果によって、光ファイバに引張又は圧縮応力がかかることを防止することができる。   Therefore, in FIG. 4, the left side of the boundary wall 5 between the vacuum environment and the atmospheric environment is a vacuum environment, but the wire-shaped member is arranged so that the vacuum metal bellows does not expand and contract when a pressure fluctuation in the vacuum environment occurs. In addition to suppressing the expansion and contraction of the bellows, the metal bellows can be prevented from expanding and contracting by adjusting the pressure inside the bellows by the pressure adjusting means, and the optical fiber is stretched or compressed by the effect that exceeds the first and second embodiments. It is possible to prevent stress from being applied.

よって、光ファイバの真空環境外の端面に構成された取り付け端子11に図中表記されてない光源を接続することで真空環境内に所望の光を導入することが可能となる。   Therefore, it is possible to introduce desired light into the vacuum environment by connecting a light source not shown in the drawing to the attachment terminal 11 configured on the end face outside the vacuum environment of the optical fiber.

図5は本発明の第4の実施形態を最も良く表す図である。本実施形態は本発明をデバイス製造用のステップ・アンド・リピート方式やステップ・アンド・スキャン方式等を用いた投影露光装置の特に焦点位置検出手段に適用した場合を示している。   FIG. 5 is the best representation of the fourth embodiment of the present invention. This embodiment shows a case where the present invention is applied particularly to a focus position detecting means of a projection exposure apparatus using a step-and-repeat method or a step-and-scan method for manufacturing devices.

図中、Rは投影される原版いわゆるレチクル(第1物体)であり、レチクルステージ16に載置されており、本体に対してアライメント系(不図示)で位置合わせされ、保持されている。レチクルRは照明光学系(不図示)からの照明光束ILで照明されている。ULは投影光学系であり、架台23に支持され、レチクルRのパターンをウエハ(感光基板)W上に投影結像している。   In the figure, R is a master so-called reticle (first object) to be projected, which is placed on the reticle stage 16 and is aligned and held with respect to the main body by an alignment system (not shown). The reticle R is illuminated with an illumination light beam IL from an illumination optical system (not shown). UL is a projection optical system, which is supported by a pedestal 23 and projects a pattern of the reticle R onto a wafer (photosensitive substrate) W.

ウエハWを保持しているウエハステージWSは、架台23と定盤24内に構成された真空チャンバVC内に配置し、ウエハステージベース19上に載置されており、ウエハWを投影光学系ULの光軸に垂直なXY平面上を移動するXYステージ18と、XYステージ18上に載置されたフォーカス・レベリングステージ17とで構成されている。このフォーカス・レベリングステージ17は、ウエハWを吸着保持するウエハチャック(不図示)を投影光学系ULの光軸方向(Z方向)へ微少駆動(フォーカス駆動)及び光軸回りに微少回転駆動(レベリング駆動)が可能である。   The wafer stage WS holding the wafer W is disposed in a vacuum chamber VC configured in the gantry 23 and the surface plate 24, and is placed on the wafer stage base 19, and the wafer W is projected onto the projection optical system UL. The XY stage 18 moves on the XY plane perpendicular to the optical axis, and the focus / leveling stage 17 placed on the XY stage 18. The focus / leveling stage 17 drives a wafer chuck (not shown) that sucks and holds the wafer W in the optical axis direction (Z direction) of the projection optical system UL, and drives the optical axis about the optical axis. Driving).

20は、干渉計ミラーであって、XYステージ18に固定されており、そのX方向位置を架台23の下面に支持されているレーザ干渉計21でモニタするものである。なお、干渉計ミラー20とレーザ干渉計21はY方向についても同様に配置している。干渉計ミラー20とレーザ干渉計21から得られる信号を用いて、ウエハWは、XYステージ18の制御系(不図示)により、常に所定の位置となるように位置決めされる。   An interferometer mirror 20 is fixed to the XY stage 18 and monitors the position in the X direction with a laser interferometer 21 supported on the lower surface of the pedestal 23. The interferometer mirror 20 and the laser interferometer 21 are similarly arranged in the Y direction. Using signals obtained from the interferometer mirror 20 and the laser interferometer 21, the wafer W is always positioned at a predetermined position by a control system (not shown) of the XY stage 18.

ステージ空間には、面位置検出装置22も架台23の下面に固定されており、この露光装置は、投影光学系ULに対するウエハWの表面の高さ及び傾きを検出し、その検出値が所定のベストフォーカス値(投影光学系の像面の高さを示す所定の司令値)になるように、フォーカス・レベリングステージ17の制御手段(不図示)に検出信号を送ることにより、ウエハWの露光領域の高さ及び傾きを補正制御している。   In the stage space, the surface position detection device 22 is also fixed to the lower surface of the pedestal 23. This exposure device detects the height and inclination of the surface of the wafer W with respect to the projection optical system UL, and the detected value is a predetermined value. The exposure area of the wafer W is sent by sending a detection signal to a control means (not shown) of the focus / leveling stage 17 so that the best focus value (a predetermined command value indicating the height of the image plane of the projection optical system) is obtained. The height and inclination of the image are corrected and controlled.

これらの主要構成要素は、真空恒温チャンバVC内に設置されている。真空恒温チャンバ内では、圧力が10-4Pa程度の真空度が保たれて、かつ通常のクリーンルームよりも精度の高い温度制御がなされており、例えば、クリーンルームの温度制御が±2〜3℃の範囲であるのに対して、恒温チャンバ内では、±0.1℃程度に保たれている。 These main components are installed in a vacuum thermostatic chamber VC. In the vacuum constant temperature chamber, the pressure is maintained at a degree of vacuum of about 10 −4 Pa and temperature control is performed with higher accuracy than a normal clean room. For example, the temperature control of the clean room is ± 2 to 3 ° C. On the other hand, in the constant temperature chamber, it is kept at about ± 0.1 ° C.

ウエハWに対し非感光性の光を照射する焦点位置測定用光束の光源が収納されている光源BOX35は、熱源部であるため、ステージ空調空間外部に配置してある。照明光iは、光ファイバ34を介して照出され、照明系レンズ(不図示)で集光されて焦点検出用パターン板Pを照明し、ミラー25、リレーレンズ(不図示)、開口絞り(不図示)、照射対物レンズ26、及び投光プリズムミラー27を経てパターン(開口)を投影光学系ULの露光領域の近傍あるいは露光領域内に位置する複数の測定点に斜めから投影する。   The light source BOX 35 in which the light source for the focal position measurement light beam that irradiates the wafer W with non-photosensitive light is a heat source unit, and thus is disposed outside the stage air-conditioning space. Illumination light i is emitted through an optical fiber 34, collected by an illumination system lens (not shown), and illuminates the focus detection pattern plate P, and includes a mirror 25, a relay lens (not shown), and an aperture stop (not shown). The pattern (aperture) is projected obliquely onto a plurality of measurement points located in the vicinity of or within the exposure area of the projection optical system UL via the irradiation objective lens 26 and the projection prism mirror 27 (not shown).

投影された複数の測定点からの反射光は、図5に示す受光光学系に入射して受光プリズムミラー28、集光対物レンズ29で集光され、ミラー30で架台823の上方に反射した後、開口絞り(不図示)、架台23の穴に挿入しているリレーレンズ系31で集光され、ミラー32で架台23の上面に反射し、光電検出手段33で構成されるセンサ部に導光され、各測定点の焦点検出用のパターン(開口)の像が各測定点に対応した光電検出手段33の受光面に再結像する。光電検出手段33は、1次元または2次元CCD(電荷結合素子)であり、出力信号を画像処理検出することにより、各測定点についてウエハWの高さ及び傾斜角に起因するずれ量に対応した検出信号が生成される。   The reflected light from the plurality of projected measurement points enters the light receiving optical system shown in FIG. 5, is collected by the light receiving prism mirror 28 and the condenser objective lens 29, and is reflected by the mirror 30 above the gantry 823. , Aperture stop (not shown), condensed by a relay lens system 31 inserted in a hole of the pedestal 23, reflected by the mirror 32 to the upper surface of the pedestal 23, and guided to a sensor unit composed of photoelectric detection means 33. Then, an image of the focus detection pattern (aperture) at each measurement point is re-imaged on the light receiving surface of the photoelectric detection means 33 corresponding to each measurement point. The photoelectric detection means 33 is a one-dimensional or two-dimensional CCD (charge coupled device), and detects the output signal by image processing, thereby corresponding to the amount of deviation caused by the height and tilt angle of the wafer W at each measurement point. A detection signal is generated.

以上のように本実施形態においては発熱源である焦点位置測定用光束の光源ユニット35は真空温調チャンバVC内に構成することができない。   As described above, in the present embodiment, the light source unit 35 for the focus position measuring light beam, which is a heat generation source, cannot be configured in the vacuum temperature control chamber VC.

従って、本発明で示した光ファイバユニット34を用いることによって真空空間外部に設置された光源ユニットから射出された照明光を真空空間内部に導入することができる。   Therefore, by using the optical fiber unit 34 shown in the present invention, illumination light emitted from the light source unit installed outside the vacuum space can be introduced into the vacuum space.

このとき真空恒温チャンバの圧力が変動した場合においても光ファイバを封入したベローズ部の伸縮が抑制されるため光ファイバに引張り若しくは圧縮応力がかかることを防止することができる。   At this time, even when the pressure in the vacuum constant temperature chamber fluctuates, the expansion or contraction of the bellows portion enclosing the optical fiber is suppressed, so that it is possible to prevent the optical fiber from being pulled or compressed.

本実施例においては投影露光装置内の焦点位置検出手段に適用した例を示したが、投影露光装置内のアライメント用の例えばオフアクシススコープなど光を導入する装置であってもよい。   In the present embodiment, an example is shown in which the present invention is applied to a focus position detecting means in a projection exposure apparatus, but an apparatus for introducing light such as an off-axis scope for alignment in the projection exposure apparatus may be used.

ワイヤー固定Wire fixing フランジ部をファイバ端面から見た図View of the flange from the fiber end face 圧力調整Pressure adjustment 併用Combined use 投影露光装置への構成例Configuration example for projection exposure equipment

符号の説明Explanation of symbols

1 光ファイバ
2 光ファイバ被覆層
3 真空環境境界部に設けたフランジ
4 真空用充填剤
5 真空環境境界壁
6 Oリング
7 真空用金属ベローズ
8 光ファイバ端に設けたフランジ
9 窓材
10 ワイヤー状部材
11 真空環境外部に設けた光ファイバ端子
12 圧力調整用配管
13 電磁弁
14 圧力調整手段
15 締結用ボルト
16 レチクルステージ
17 フォーカス・レベリングステージ
18 XYステージ
19 ウエハステージベース
20 干渉計ミラー
21 レーザ干渉計
22 焦点位置検出装置
23 架台
24 定盤
25 ミラー
26 照射対物レンズ
27 投光プリズムミラー
28 受光プリズムミラー
29 集光対物レンズ
30 ミラー
31 リレーレンズ
32 ミラー
33 光電検出手段
34 光ファイバユニット
35 光源ユニット
36 IL.照明光束
R レチクル
UL 投影光学系
W ウエハ
WS ウエハステージ
i 焦点位置検出装置照明光
P 焦点検出用パターン板
VC 真空チャンバ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical fiber 2 Optical fiber coating layer 3 Flange provided in vacuum environment boundary part 4 Vacuum filler 5 Vacuum environment boundary wall 6 O-ring 7 Vacuum metal bellows 8 Flange provided in optical fiber end 9 Window material 10 Wire-like member DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Optical fiber terminal provided in vacuum environment 12 Pressure adjustment piping 13 Electromagnetic valve 14 Pressure adjusting means 15 Fastening bolt 16 Reticle stage 17 Focus leveling stage 18 XY stage 19 Wafer stage base 20 Interferometer mirror 21 Laser interferometer 22 Focus position detector 23 Base 24 Surface plate 25 Mirror 26 Irradiation objective lens 27 Projection prism mirror 28 Light reception prism mirror 29 Condensing objective lens 30 Mirror 31 Relay lens 32 Mirror 33 Photoelectric detection means 34 Optical fiber unit 35 Light source unit 36 IL. Illumination beam R Reticle UL Projection optical system W Wafer WS Wafer stage i Focus position detection device Illumination light P Focus detection pattern plate VC Vacuum chamber

Claims (8)

屈曲性を有した金属性フレキシブル管で密封された光ファイバケーブルの密封方法であって、前記フレキシブル管外部の圧力の変動による前記フレキシブル管の伸縮に起因する前記光ファイバケーブルにかかる引張又は圧縮応力を抑制する手段を備えることを特徴とする光ファイバケーブルの密封方法。   A method for sealing an optical fiber cable sealed with a flexible metal flexible pipe, wherein the tensile or compressive stress is applied to the optical fiber cable due to expansion and contraction of the flexible pipe due to pressure fluctuation outside the flexible pipe. A method for sealing an optical fiber cable, characterized by comprising means for suppressing the above. 前記フレキシブル管の伸縮を抑制する手段は、前記光ファイバケーブルよりも伸縮率が小さくかつ十分な屈曲性を有した部材で、フレキシブル管の両端面に固定、密封され、前記光ファイバケーブルと同等の長さを有する線状部材であることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバケーブルの密封方法。   The means for suppressing the expansion and contraction of the flexible tube is a member having a smaller expansion rate than the optical fiber cable and having sufficient flexibility, and is fixed and sealed to both end faces of the flexible tube, and is equivalent to the optical fiber cable. 2. The optical fiber cable sealing method according to claim 1, wherein the optical fiber cable is a linear member having a length. 前記フレキシブル管の伸縮を抑制する手段は、前記フレキシブル管外部の圧力と前記フレキシブル管内部の圧力差を制御する圧力調整機構であることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバケーブルの密封方法。   2. The optical fiber cable sealing method according to claim 1, wherein the means for suppressing expansion and contraction of the flexible pipe is a pressure adjusting mechanism that controls a pressure difference between the pressure outside the flexible pipe and the pressure inside the flexible pipe. . 前記圧力の変動範囲は大気圧と真空圧の間であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか記載の光ファイバケーブルの密封方法。   The method for sealing an optical fiber cable according to any one of claims 1 to 3, wherein the pressure fluctuation range is between atmospheric pressure and vacuum pressure. 前記真空圧は10-1Pa以下の圧力であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか記載の光ファイバケーブルの密封方法。 The method for sealing an optical fiber cable according to any one of claims 1 to 4, wherein the vacuum pressure is a pressure of 10 -1 Pa or less. 前記線状部材の剛性はガラスのヤング率(7.9×1010Pa)以上であることを特徴とする請求項1、2、4、5のいずれか記載の光ファイバケーブルの密封方法。 The method for sealing an optical fiber cable according to any one of claims 1, 2, 4, and 5, wherein the linear member has a rigidity equal to or higher than a Young's modulus (7.9 × 10 10 Pa) of glass. 前記光ファイバを密封する屈曲性を有した金属性フレキシブル管は前記光ファイバの設置環境に脱ガス成分を発生することのない構造であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか記載の光ファイバケーブルの密封方法。   The metal flexible tube having flexibility for sealing the optical fiber has a structure that does not generate a degassing component in an installation environment of the optical fiber. A method for sealing optical fiber cables. 前記請求項1〜7に記載の光ファイバケーブルの密封方法で光ファイバケーブルを密封する金属フレキシブル管を備えることを特徴とする投影露光装置。   A projection exposure apparatus comprising a metal flexible tube for sealing an optical fiber cable by the optical fiber cable sealing method according to claim 1.
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