TW201809860A - 用於光學成像配置的安裝配置 - Google Patents
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Abstract
提供一種用以將一光學成像配置(101)之一組件(111)(特別是一光學組件)連接至一支撐結構(102.1)的一支撐單元(112)的連接配置(109),其包含一連接元件單元(110)。連接元件單元(110)具有包含支撐介面區(110.3)的支撐介面端(110.1)以及包含組件介面區(110.4)的組件介面端(110.2)。支撐介面區(110.3)組態以形成用以機械連接至支撐單元(112)的一支撐介面,而組件介面區(110.4)組態以形成用以機械連接至組件(111)的一組件介面。連接元件單元(110)定義在支撐介面區(110.3)與組件介面區(110.4)之間的一力流路徑,其中當組件(111)經由連接元件單元(110)而由支撐單元(112)支撐時,支撐組件(111)的支撐力沿力流路徑流動。至少一寄生負載補償單元(114)位在組件介面區(110.4)附近且在力流路徑之外,且寄生負載補償單元(114)組態以降低及/或抵消由於連接元件單元(110)的熱膨脹而在至少一寄生負載方向中引入至組件(111)的熱膨脹誘發寄生負載。
Description
本發明關於用於曝光製程之光學成像配置之組件的連接配置,特別是用於由微影系統所執行的曝光製程。本發明更關於連接光學成像配置之組件的方法以及光學成像方法。本發明也可在製造微電子裝置(特別是半導體裝置)的光學微影製程背景下使用、或在製造用於這類光學微影製程期間的裝置(例如光罩或遮罩)的背景下使用。
一般而言,在製造微電子裝置(例如半導體裝置)的背景下所使用的光學系統包含複數個光學元件單元,其包含配置在光學系統的曝光光路徑中的光學元件(例如透鏡及反射鏡等)。這些光學元件通常在曝光製程中互相配合以將形成於光罩、遮罩或類似物上的圖案的影像轉移至基板(例如晶圓)上。光學元件通常結合於一或多個功能上不同的光學元件群組中。這些不同的光學元件群組可由不同的光學曝光單元保持。特別是主要為在所謂真空紫外光(VUV)範圍之波長(例如在193nm的波長)下工作的折射系統,這類光學曝光單元通常由保持一或多個光學元件的一組光學元件模塊所建構。這些光學元件模塊通常包含支撐一或多個光學元件保持器的外部大致為環形的支撐裝置,其中每一光學元件保持器又保持一光學元件。
然而,由於半導體裝置的持續微型化,用於製造這些半導
體裝置的光學系統的增強解析度為永久的需求。此增強解析度的需求顯然推動了對提高數值孔徑(NA)及提高光學系統的成像準確度的需求。
達成增強解析度的一個方法為降低用於曝光製程之光的波長。近年來,採用的方法使用在極紫外光(EUV)範圍的光,一般使用波長範圍在5nm到20nm,多數情況為約13nm。在此EUV範圍,不再可能使用一般的折射光學件。這是由於以下的事實:在此EUV範圍中,通常用於折射光學元件的材料顯示太高的吸收程度而無法獲得高品質的曝光結果。因此,在EUV範圍中,包含反射元件(例如反射鏡或類似者)的反射系統用於曝光製程中,以將形成於光罩上的圖案的影像轉移至基板(例如晶圓)上。
使用在EUV範圍中之高數值孔徑(例如NA>0.4到0.5)反射系統的轉換對光學成像配置的設計帶來了相當大的挑戰。
其中一關鍵的準確度要求為基板上影像的位置的準確度,其也稱作視線(line of sight,LoS)準確度。視線準確度一般約與數值孔徑的倒數成比例。因此,數值孔徑NA=0.45的光學成像配置的視線準確度比數值孔徑NA=0.33的光學成像配置的視線準確度小1.4倍。一般而言,對NA=0.45的數值孔徑,視線準確度的範圍小於0.5nm。若在曝光製程中允許重覆曝光,則準確度一般將再降低1.4倍。因此,在此情況下,視線準確度的範圍甚至低於0.3nm。
除其他外,上述因素導致對參與曝光製程的組件之間的相對位置以及個別組件的變形有非常嚴格的要求。此外,為了可靠地獲得高品質半導體裝置,不僅需要提供呈現高成像準確度的光學系統,也需要在整個曝光製程過程及整個系統使用壽命期間維持這樣的高準確度。因此,在曝光製程中合作的光學成像配置組件(舉例來說,即光罩、光學元件及晶圓)必須以一明確的方式來支撐,以維持該光學成像配置組件之間的預定空間關係並最小化所不希望的變形以及提供高品質的曝光製程。
為維持在整個曝光製程期間之光學成像配置組件之間的預
定空間關係,即使在透過支撐配置的接地結構及/或透過振動擾動的內部來源(例如加速塊(如移動組件、紊流流體等)等)等而引入之振動的影響下、以及在熱致位置變化的影響下,在EUV範圍或VUV範圍內工作的成像配置中,需要至少間歇地擷取光學成像配置的某些組件之間的空間關係並根據此擷取程序的結果來調整光學成像配置的至少其中一組件的位置。類似情況適用於光學成像配置的這些組件中的至少一些的變形。
然而,這些主動解決方案一般需要包含大量致動器或感測器等的主動系統。這些組件的散熱不斷地加劇在這類成像配置中所發生的熱問題,特別是當其位在容納光學元件的外罩內部,例如在所謂透鏡鏡筒內。
散熱所產生的一特殊問題為用於此光學成像程序的光學元件一般由具有非常低的熱膨脹係數的相對昂貴材料所製成,用以避免由於光學元件的熱致變形而產生之光學表面的扭曲。另一方面,特別是成本的考量,這類光學元件單元的支撐結構由較便宜的材料所製成,其一般具有明顯高於光學元件材料的熱膨脹係數。
因此,一般而言,在支撐結構與光學元件之間提供某種寄生變形解耦(在至少一解耦自由度,一般為數個解耦自由度),以至少部分地補償支撐結構與光學元件之間的這類熱膨脹差異。一般而言,透過位在力流中之支撐結構與光學元件之間的部件來達成這類寄生變形解耦,其在解耦自由度中足夠地順應,以吸收熱膨脹的差異。
在此情況下出現的其中一問題為允許實現這類變形解耦特性(亦即,除其他外,足夠的順應性以在某些自由度下提供這類變形解耦)的許多材料具有一熱膨脹係數,其與光學元件的熱膨脹係數有相當大的差異(如大多數金屬材料的情況)。因此,儘管其順應性,使用這類材料將導致在與光學元件的介面處產生明顯的寄生應力。
另一方面,具有匹配熱膨脹係數的其他材料在許多情況下
並不提供足夠的順應性來提供這類寄生變形解耦(舉例來說,大多數的陶瓷材料為這種情況)。因此,即使是熱膨脹係數之間小小的不匹配仍將導致在與光學元件的介面處的明顯寄生壓力。
在足夠匹配的熱膨脹係數下提供足夠順應性的一材料為所謂的不變鋼(Invar)材料、鐵(Fe)鎳(Ni)合金(有時也稱作FeNi36或64FeNi)。然而,在此處,出現的問題為不變剛展現顯著的磁致伸縮特性(即回應於變化磁場的尺寸改變),其造成位在產生變化磁場的組件附近的光學元件的成像準確度問題。舉例來說,此一情況可能發生在具有大數值孔徑NA的上述光學成像配置中,其在許多情況下需要光學元件位在移動晶圓台的附近。在此處,產生晶圓台的運動的致動器也在鄰近光學元件的周圍產生顯著的波動磁場。因此,在此處,磁致伸縮效應(magnetostriction effect)可能導致在與光學元件的介面處的明顯寄生應力。
因此,本發明的一目的為至少在一定程度上克服上述缺點並提供用於曝光製程中之光學成像配置的良好且長期可靠的成像特性。
本發明的另一目的為降低經由其支撐結構而引入至光學成像配置之光學成像元件中的寄生應力所產生的問題、特別是成像準確度問題。
這些目的根據本發明而實現,根據一態樣,本發明係基於可全面減少因經由起支撐結構而引入至光學成像配置之光學成像元件的寄生應力所產生的問題(特別是成像準確度問題)的技術教示,假設連接器解決方案係以連接元件單元及在連接元件單元及待支撐組件之間位於介面附近的一額外寄生負載補償單元來實施。連接元件單元可以傳統方式組態以藉由在其與組件的介面區與支撐結構之間沿支撐力流路徑(support force flow path)引入相應支撐力來支撐待支撐組件。在此處,連接元件單元最終也可
提供一定程度的寄生變形解耦,以將引入至組件的熱膨脹誘發寄生負載降低至一定程度。寄生負載補償單元接著在連接元件單元的介面區之間位在力流路徑之外,並組態以在至少一寄生負載方向中(最終進一步)降低及/或抵消引入至待支撐組件的(最終剩餘的)寄生負載。
位在力流路徑之外的額外寄生負載補償單元的優點在於其可由與連接元件單元不同的材料來製造,使得可實現混合解決方案或混合連接配置。
在此一混合解決方案中,連接元件單元可為提供足夠寄生變形解耦的一單元(例如經由在至少一變形解耦方向為足夠順應的一或多個區),其在熱膨脹係數上有一定的不匹配(相對於待支撐組件)。由於熱膨脹係數上可接受的不匹配,材料可用於連接元件單元,其允許以相對簡單的方式製造或達成變形解耦所需的順應性。
另一方面,寄生負載補償單元可為設計相對簡單的一單元(特別是相對簡單的幾何),但具有與待支撐組件的熱膨脹係數緊密匹配的熱膨脹係數。此一寄生負載補償單元可接著實施以作用在連接元件單元的部件上及/或在待支撐組件的部件上,以產生對來自連接元件單元並引入至組件的寄生負載的抵消或減少。由於在力流路徑之外的位置以及因此省去的變形解耦需求(即在寄生負載補償單元水平提供寄生變形解耦的需求),寄生負載補償單元(如上述)可具有相當簡單的設計,使得儘管一般更昂貴的材料(與待支撐組件之熱膨脹係數有期望的緊密匹配,一般為非常低或接近零的熱膨脹係數),仍可實現相對便宜的解決方案。
換言之,在本發明中,可實現混合解決方案,其一方面在連接單元及寄生負載補償單元的熱特性上為混合的。另一方面,解決方案在其單元、針對寄生變形解耦提供足夠順應性的連接元件單元的寄生變形解耦特性上也可為混合的,而寄生負載補償單元不需提供這類寄生變形解耦。相反地,一般來說,寄生負載補償單元較佳為相對剛性的組件,以對
來自連接元件單元的寄生負載產生相對強的反作用(在一或多個寄生負載補償方向)。
較佳地,寄生負載補償單元的材料在相應寄生負載補償方向上具有與在組件及連接元件單元之間的介面區域中之組件的材料的剛性至少實質相同、較佳為明顯較大的一剛性。較佳地,寄生負載補償單元的材料的剛性在至少一寄生負載補償方向上為在組件及連接元件單元之間的介面區域中之組件的材料的剛性的至少M倍,其中M的範圍從0.5到10、較佳為從1到7、更佳為從2到5。藉此方式,將實現對寄生負載特別良好的補償,因為由於良好的剛性,寄生負載補償單元吸收至少相應的多數寄生負載。
此一混合方式的另一個大優勢在於可避免磁致伸縮相關問題的事實,因為可使用沒有顯示明顯磁致伸縮的傳統材料來達成所需特性(亦即,連接元件單元的寄生變形解耦以及寄生負載補償單元的匹配熱膨脹係數)。
因此,根據本發明的第一態樣,提供一種用以將一光學成像配置之一組件(特別是一光學組件)連接至一支撐結構的一支撐單元的連接配置,其包含一連接元件單元。連接元件單元具有包含一支撐介面區的一支撐介面端以及包含一組件介面區的一組件介面端。支撐介面區組態以形成用以機械連接至支撐單元的一支撐介面,而組件介面區組態以形成用以機械連接至組件的一組件介面。連接元件單元定義在支撐介面區與組件介面區之間的一力流路徑,其中當組件經由連接元件單元而由支撐單元支撐時,支撐組件的支撐力沿力流路徑流動。至少一寄生負載補償單元位在組件介面區附近且在力流路徑之外,且寄生負載補償單元組態以降低及/或抵消由於連接元件單元的熱膨脹而在至少一寄生負載方向中引入至組件的熱膨脹誘發寄生負載。
如前述,寄生負載補償單元可作用在連接元件單元的部件
上及/或在待支撐組件的部件上,以產生對來自連接元件單元並引入至組件的寄生負載的抵消或減少。因此,在某些具體實施例中,至少一寄生負載補償單元在組件介面端的一寄生負載補償介面機械地連接至連接元件單元。寄生負載補償介面可位在引入適當抵消的任何合適位置,其抵消了來自連接元件單元的寄生負載。在某些具體實施例中,組件介面區具有一組件介面表面且寄生負載補償介面具有一寄生負載補償介面表面,其中組件介面表面特別地定義平行於至少一寄生負載方向的一平面。
此處,在某些具體實施例中,組件介面表面及寄生負載補償介面表面位於形成組件介面端之連接元件單元的一突出的相對側。因此,在相對簡單的方式中,寄生負載補償單元可位在力流路徑之外並靠近組件介面表面,從而實現對寄生負載之簡單且有效的抵消或補償。
補充地或替代地,寄生負載補償介面表面位於形成組件表面端之連接元件單元的一突出的一圓周,特別是一外圓周。在此處,寄生負載補償介面可橫向於至少一寄生負載方向而延伸,特別是實質垂直於至少一寄生負載方向。此處同樣地,以相對簡單的方式,寄生負載補償單元可位在力流路徑之外並靠近組件介面表面,從而實現寄生負載的簡單且有效的抵消或補償。
將理解到,寄生負載補償單元及連接元件單元之間的連接可以任何適當的方式來實施,特別是包含剛性連接、摩擦連接、黏著連接及其任意組合。較佳地,至少一寄生負載補償單元經由一黏著連接而連接至連接元件單元,因為此一解決方案允許特別簡單地建立連接。
更將理解到,連接元件單元不一定需要直接連接到待支撐組件。而是,在某些具體實施例中,作為此一直接連接的補充或替代,連接元件單元可經由相應的寄生負載補償單元連接至待支撐組件。因此,在某些具體實施例中,至少一寄生負載補償單元在組件介面機械地連接至組件介面端,且至少一寄生負載補償單元為形成一中間介面的一中間單元,
其中中間介面組態以經由該至少一寄生負載補償單元將組件連結至連接元件單元。此處同樣地,可實施包含剛性連接、摩擦連接、黏著連接及其任意組合。同樣地,較佳為至少一寄生負載補償單元經由一黏著連接而連接至連接元件單元及/或組件(原因如前文所述)。
此外,如前述,在某些具體實施例中,寄生負載補償單元(補充地或替代地)機械地連接至(待支撐)組件本身。因此,在某些變化形式中,至少一寄生負載補償單元機械地連接至位在組件介面區附近之組件的一安裝介面。在此處,可提供至少一寄生負載補償單元不與連接元件單元接觸。因此,換言之,至少一寄生負載補償單元可唯一地作用在待支撐組件上,使得寄生負載一開始被引入組件但接著由作用在組件上的寄生負載補償單元所抵消,以達成在組件內傳播(超出組件介面區域)的寄生應力的整體減少。
此處同樣地,可實施任何所需的連接類型,包含剛性連接、摩擦連接、黏著連接及其任意組合。同樣地,較佳為至少一寄生負載補償單元經由一黏著連接而連接至組件(理由如前文所述)。
將理解到,基本上,可使用任何想要及合適的材料用於至少一寄生負載補償單元,只要其能夠達成對引入至待支撐組件之寄生負載的足夠程度的抵消或補償。顯然地,材料較佳與組件的材料特性匹配,以避免由寄生負載補償單元本身產生寄生負載(引入至組件)。
在某些具體實施例中,寄生負載補償單元包含來自一寄生負載補償材料群組的至少一寄生負載補償材料,該寄生負載補償材料群組由以下組成:陶瓷材料、玻璃陶瓷材料、堇青石材料(Cordierite material)、Zerodur®材料、Clearceram®材料、ULE®材料、石英玻璃材料及其組合。一般來說,這類材料具有非常低的熱膨脹係數,其與用於在這類光學成像配置中所使用(特別是用於微影系統中)的組件(例如光學元件)的熱膨脹係數緊密地匹配。
基本上,可使用任何想要及合適的材料用於待支撐組件。特別地,在光學元件的情況中,這類組件的較佳材料可為陶瓷材料、玻璃陶瓷材料、堇青石材料、Zerodur®材料、Clearceram®材料、ULE®材料、石英玻璃材料及其組合。
此外,一般而言,寄生負載補償單元包含至少一寄生負載補償材料且組件包含至少一組件材料。在此處,在達成特別良好的熱膨脹係數的匹配(在寄生負載補償單元及待支撐組件之間)的某些具體實施例,寄生負載補償材料的一熱膨脹係數在光學成像配置的正常操作條件下(特別地,在正常操作期間所遇到的溫度範圍)與組件材料的一熱膨脹係數偏離小於0.2.10-6K-1、較佳小於0.15.10-6K-1、更佳小於0.1.10-6K-1。一般而言,較佳為偏離盡可能接近零,較佳至少基本上為零。
將理解到,光學成像配置的正常操作條件(在光學成像配置的正常操作期間所預期)一般包含在室溫或接近室溫(例如在22℃±1℃)的一溫度範圍。然而,在其他具體實施例中,也可能會遇到其他正常的操作條件,特別是其他(較高或較低)的正常操作溫度範圍。
此外,在某些具體實施例中,寄生負載補償單元包含至少一寄生負載補償材料,其具有小於2.10-6K-1、較佳小於0.5.10-6K-1、更較佳小於0.1.10-6K-1、較佳為從-0.1.10-6K-1到0.1.10-6K-1的一熱膨脹係數。
更將理解到,基本上,可使用任何想要及合適的材料用於連接元件單元,只要其能夠達成在所需寄生變形解耦自由度中之足夠程度的寄生變形解耦。較佳地,材料被調整到所需的變形解耦特性,其最終接受與待支撐組件的熱膨脹係數的顯著不匹配。
在某些具體實施例中,連接元件單元包含來自一連接元件材料群組的至少一連接元件材料,連接元件材料群組由以下組成:金屬材料、鈦(Ti)金屬、不變鋼(Invar)材料、不銹鋼材料、銅(Cu)材料、鋁(Al)材料、不銹鋼材料、其合金及其組合。如前述,這類材料在製造期間提供至相當
簡單的處理並允許更容易地實現在一或多個自由度中提供所需程度的寄生變形解耦的連接元件單元的順應區。在某些具體實施例中,最終也可使用複合材料(一般假設其有適當的防污染塗層)。
如前述,較佳地,連接元件單元及/或寄生負載補償單元包含至少一非磁致伸縮材料。將理解到,非磁致伸縮材料在本發明的意義中為與連接配置的實際應用匹配的材料,且在光學成像配置的操作期間於相應位置處所預期之磁場的最大變化下,在其幾何上所顯示的磁致伸縮相關變化不超過1ppm、較佳不超過0.1ppm、更佳不超過0.01ppm。
較佳地,如前述,寄生負載補償單元在寄生負載方向上為相對剛性的組件,此剛性在某些情況下明顯高於連接元件單元的剛性。因此,在某些具體實施例中,連接元件單元在寄生負載方向中具有一連接元件單元剛性且寄生負載補償單元在該寄生負載方向中具有一寄生負載補償單元剛性,寄生負載補償單元剛性為連接元件單元剛性的N倍,其中N的範圍從100000到0.1、較佳為從50000到0.5、更佳為從20000到1。在某些情況中,N可約為20000到500。上述的任何組態在實現良好的寄生變形解耦(由於連接元件單元的解耦特性)以及引入至待支撐組件的低寄生負載(由於寄生負載補償單元的作用)可特別有幫助。
基於類似的理由,在某些具體實施例中,連接元件單元在至少一寄生負載方向中具有一連接元件單元剛性,連接元件單元剛性為1N/mm到100000N/mm、較佳為2N/mm到50000N/mm、更佳為5N/mm到20000N/mm。類似地,補充地或替代地,寄生負載補償單元在至少一寄生負載方向中可具有一寄生負載補償單元剛性,寄生負載補償單元剛性為1N/mm到500000N/mm、較佳為2N/mm到200000N/mm、更佳為5N/mm到100000N/mm。將理解到,這些剛性分別與連接元件單元的外部直徑或圓周及寄生負載補償單元有關。
將理解到,特別是取決於連接元件單元的剛性的情況下,
在連接元件單元的剛性為低的某些具體實施例中,寄生負載補償單元剛性也可相對為低,一般為1N/mm到50N/mm、較佳為5N/mm到35N/mm、更佳為15N/mm到30N/mm。另一方面,在連接元件單元的剛性較高的某些具體實施例中,寄生負載補償單元剛性也可具有較高的剛性,一般為1000N/mm到50000N/mm、較佳為5000N/mm到35000N/mm、更佳為15000N/mm到30000N/mm。
如前述,較佳地,寄生負載補償單元的材料與待支撐組件的特性匹配。因此,在某些具體實施例中,組件具有用以將組件連接至連接元件單元的一連接元件介面,且組件至少在連接元件介面由一組件材料所製成。寄生負載補償單元由一寄生負載補償材料所製成,其中在正常操作期間(亦即在配置操作期間所預期的溫度範圍),寄生負載補償材料的一熱膨脹係數與組件材料的一偏離小於組件材料的一熱膨脹係數的1000%、較佳小於100%、更佳小於10%到1%。由此方法,可至少很大程度地避免了由於寄生負載補償單元與組件之間熱特性不匹配而引入至組件的寄生負載。
如前述,補充地或替代地,寄生負載補償單元的材料在相應的寄生負載補償方向上較佳具有一剛性,其至少實質相等、較佳為明顯高於組件及連接元件單元之間的介面區域中的組件的材料的剛性。較佳地,在至少一寄生負載補償方向中之寄生負載補償單元的材料的剛性為在組件及連接元件單元之間的介面區域中之組件的材料的剛性的至少M倍,其中M的範圍從0.5到10、較佳為從1到7、更佳為從2到5。藉此方法,將實現特別良好的寄生負載補償,因為由於良好的剛性,寄生負載補償單元吸收至少相應的多數寄生負載。
將理解到,如上述,連接元件單元較佳提供足夠的寄生變形解耦,以降低引入至組件的寄生負載的等級。這類寄生變形解耦可以任何想要且適當的方式來達成。較佳地,藉由在寄生變形解耦的相應方向上提供足夠高順應性的連接元件單元的一或多個順應區來實現在至少一寄生
變形解耦方向上的這類寄生變形解耦。因此,在某些具體實施例中,連接元件單元包含沿力流路徑位在支撐介面區及組件介面區之間的一變形解耦區,其中變形解耦區組態以藉由變形解耦區的彈性變形來補償連接元件單元與組件在至少一變形解耦方向中之熱膨脹的差異。
將理解到,變形解耦區可具有任何期望且適合的設計來提供足夠的順應性。在某些具體實施例中,變形解耦區包含至少一彈簧元件,其彈性地偏轉以補償熱膨脹的差異。相應的彈簧元件可分別具有任何期望且適當的設計及組態。在具有特別簡單設計的某些較佳變化形式中,至少一彈簧元件為一片彈簧元件(leaf spring element),片彈簧元件特別地定義一縱向片彈簧軸並在一彎曲模式(bending mode)中繞一彎曲軸彈性地偏轉,彎曲軸垂直於由縱向片彈簧軸及變形解耦方向所定義的一彎曲平面而延伸。
補充地或替代地,變形解耦區可包含至少一彈簧區,其彈性地偏轉以補償熱膨脹的差異,其中至少一彈簧區特別地在包含變形解耦方向之一截面中具有一實質U形橫截面。藉此方式,可實現特別有效但簡單且節省空間的組態。
將理解到,連接配置可組態使得當配置內的溫度分布變化時,組件及支撐結構的位置及/或方位上的某些變化是可接收的。特別地,這類變化在對光學成像配置的光學成像誤差具有可忽略影響的自由度中是可接受的。然而,較佳地,在某些具體實施例中,藉由在這方面提供足夠熱穩定度的適當無熱設計來至少很大程度地避免這類熱致變化。
因此,在某些具體實施例中,連接元件單元為一無熱單元(athermal unit),其定義至少一無熱性方向且組態以藉由將沿至少一無熱性方向之支撐介面及組件介面之間的一距離的一變化保持在每一絕對溫度溫差為0.1μm以下、較佳為0.01μm以下、更佳為0.001μm以下而提供一無熱性功能。將理解到,溫差在此處表示配置中溫度的(全面)增加。
將理解到,可實施任何期望且合適的組態來提供此一無熱
性功能至一足夠程度。在某些具體實施例中,此一無熱性功能的實現在於支撐介面定義一支撐介面平面且組件介面定義一組件介面平面,組件介面平面實質平行於支撐介面平面,連接元件單元組態使得在每一絕對溫度溫差及沿力流路徑之支撐介面及組件介面之間一米的距離,支撐介面平面及組件介面平面之間的一距離變化小於10μm、較佳小於5μm、更佳小於1μm;補充地或替代地,以特別簡單的方法實現此一無熱性功能在於支撐介面定義一支撐介面平面且組件介面定義一組件介面平面,組件介面平面至少在光學成像配置的一操作狀態下、特別是在光學成像配置的曝光操作期間的一靜止狀態下與支撐介面平面實質上為一致。在某些情況下,連接元件單元的熱膨脹不會導致組件介面平面與支撐介面平面之間在垂直於這些平面的方向上的偏移。因此,可實現特別簡單的組態。
補充地或替代地,可提供連接元件單元沿從組件介面到支撐介面的力流路徑具有在第一方向中熱擴展的第一熱膨脹區以及在與第一方向相反之第二方向中熱擴展的後續第二熱膨脹區,第一及第二熱膨脹區的一幾何(其特別為沿力流路徑的一長度)係選擇以提供無熱性功能。此處同樣地,可實現特別簡單且有效的無熱組態。
將理解到,可提供任何期望且適合的設計用於連接元件單元,以達成期望的支撐及寄生變形解耦功能。舉例來說,連接元件單元可為將組件連接至支撐結構的簡單支架元件或臂元件。
在某些具體實施例中,連接元件單元為定義一軸向、一徑向及一圓周方向的一軸套元件,且組件介面端形成於在徑向中向外徑向地突出的軸套元件的一徑向突出。藉此方式,可達成特別簡單的組態,其也可利用以下事實:經由此一軸套元件的對稱特徵等,可至少很大程度地避免了支撐結構及組件之間的位置及/或方位中的熱致變化。
因此,在某些具體實施例中,軸套元件實質上繞軸向旋轉對稱。此一組態的優點在於,在配置內之溫度分布的變化期間,在垂直於
軸向的一平面中的產生此空間穩定性。
在某些特別簡單實施的具體實施例中,組件介面形成於面向軸向的徑向突出的一表面及/或面向徑向的徑向突出的一表面。藉此方式,可實現特別簡單且方便的介面製造及處理,特別是可及性。
將理解到,徑向突出可僅在軸套元件的一部份圓周上延伸。較佳地,徑向突出在圓周方向上實質上在軸套元件的整體圓周上延伸。
在某些具體實施例中,徑向突出具有一分區段設計並包含K個突出區段,其中兩個鄰近的突出區段在圓周方向上由軸套元件內的一槽分離。可提供任何期望的區段的數目K。較佳地,K大於2、較佳為大於5、更佳為範圍在8到20,藉此達成特別有利的組態,特別是在多個自由度中具有良好的寄生變形解耦特性。
在某些具體實施例中,軸套元件包含一變形解耦區,其包含至少一彈簧區,其特別地在包含軸向之一截面中具有一實質U形橫截面。實質U形橫截面可具有接觸支撐介面區的一第一支腳以及接觸組件介面區的一第二支腳。藉此方式,可在包含軸向的截面中實現特別簡單的寄生變形解耦。
在某些具體實施例中,軸套元件包含一變形解耦區,其具有一分區段設計且包含K個變形解耦區段,其中兩個鄰近的變形解耦區段在圓周方向上由該軸套元件內的一槽分離。同樣地,較佳地,K大於2、較佳為大於5、更佳為範圍在8到20,藉此達成特別有利的組態,特別是在多個自由度中具有良好的寄生變形解耦特性。
將理解到,軸套元件的支撐介面可具有任何期望且合適的設計,其允許適當的連接至支撐結構。較佳地,支撐介面形成於軸套元件的一環形或盤形基座區,藉此實現特別簡單但有效且方便使用的支撐介面。
將理解到,寄生負載補償單元可具有允許將補償力及/或力矩引入連接元件單元及/或待支撐組件的任何期望且合適的設計。較佳地,
寄生負載補償單元在連接元件單元的一圓周方向中延伸。這允許適當且有效的引入這類補償力及/或力矩。
在某些具體實施例中,寄生負載補償單元包含形成一環形區段的至少一元件,環形區段特別地連接組件介面區的至少兩個相互分離的相鄰區段。藉此方式,可引入適合的補償力及/或力矩至連接元件單元。
在某些具體實施例中,寄生負載補償單元包含沿連接元件單元的一外圓周延伸的至少一環形元件;環形元件特別地連接組件介面區的複數個相互分離的區段。藉此方式,在特別簡單的設計中,可實現有效的引入補償力及/或力矩至連接元件單元及/或待支撐組件。
本發明更關於用以執行一光學成像程序的一光學成像配置,其包含一組件(特別是一光學組件)及一支撐結構,其中組件及支撐結構由根據本發明的至少一連接配置所連接。使用這種光學成像配置,可以在相同的程度上實現在根據本發明的連接裝置的上下文中所列出的上述目的、變化形式和優點,以明確參照前文所作的陳述。
將理解到,對光學成像程序的光學成像準確度有影響的任何期望組件可在由支撐結構所支撐的組件上。若組件為光學單元,可實現特別有利的結果。光學單元可為光學地參與光學成像程序的任何期望的單元。較佳地,光學單元包含組態以參與光學成像程序的一光學元件。舉例來說,此一光學單元可完全由光學元件形成。在其他變化形式中,光學單元包含其他組件,例如此一光學元件的保持裝置。
將理解到,本發明可在以具有任何期望波長之成像光操作的任何期望的光學成像程序的背景中使用。在所謂VUV微影及EUV微影的背景下可實現特別有益的效果。因此,較佳地,光學成像配置組態以在使用曝光光波長在UV範圍、特別是在VUV範圍及EUV範圍之其中一者的曝光光的微影中使用。在此處,較佳地,曝光光具有範圍從100nm到200nm(VUV範圍)或從5nm到20nm(EUV範圍)的一曝光光波長。
在某些變化形式中,光學成像配置包含一照明單元、一光罩單元、一光學投射單元及一基板單元,其中照明單元組態以由曝光光照明由光罩單元所接收之一光罩,光學投射單元組態以將形成於光罩上的一圖案的一影像轉移至由基板單元所接收之一基板上。光學單元則形成部分的照明單元或光學投射單元。當然,可針對照明單元中的光學單元及光學投射單元選擇相應的組態。
根據本發明的第二態樣,提供用以將一光學成像配置之一組件(特別是一光學組件)連接至一支撐結構的一支撐單元的方法。方法包含提供一連接元件單元,其具有包含一支撐介面區的一支撐介面端以及包含一組件介面區的一組件介面端,其中連接元件單元定義在支撐介面區與組件介面區之間的一力流路徑。方法更包含機械地連接支撐介面區的一支撐介面至支撐單元且機械地連接組件介面區的一組件介面至組件,使得支撐組件的支撐力沿力流路徑流動。至少一寄生負載補償單元位在組件介面區附近且在力流路徑之外,其中寄生負載補償單元降低及/或抵消由於連接元件單元的熱膨脹而在至少一寄生負載方向中引入至組件的熱膨脹誘發寄生負載。
利用這種方法,可以在相同的程度上實現在根據本發明的連接裝置的上下文中所列出的上述目的、變化形式和優點,以明確參照前文所作的陳述。
較佳地,至少一寄生負載補償單元在組件介面端的一寄生負載補償介面機械地連接至連接元件單元以提供前述的相應組態。補充地或替代地,至少一寄生負載補償單元在組件介面機械地連接至組件介面端,且至少一寄生負載補償單元為經由至少一寄生負載補償單元將組件連結至連接元件單元的一中間單元。這提供了更詳細之前述的相應組態。補充地或替代地,至少一寄生負載補償單元機械地連接至位在組件介面區附近之組件的一安裝介面,其提供了更詳細之前述的另一組態。
如前文已詳細描述,在某些具體實施例中,沿力流路徑位在支撐介面區及組件介面區之間的連接元件單元的一變形解耦區藉由彈性變形來補償連接元件單元與組件在至少一變形解耦方向中的熱膨脹差異。補充地或替代地,連接元件單元可藉由將沿至少一無熱性方向之支撐介面及組件介面之間的一距離的一變化保持在每一絕對溫度溫差為0.1μm以下、較佳為0.01μm以下、更佳為0.001μm以下而在至少一無熱性方向中提供一無熱性功能。此一變化形式提供了相應的優點,如前文所詳細描述。
最後,根據另一態樣,本發明關於一光學成像方法,其中在使用曝光光的一曝光製程中,使用一光學成像配置將一圖案的一影像轉移至一基板,特別是使用根據本發明的一光學成像配置。較佳地,在曝光製程期間,使用根據本發明的一方法支撐光學成像配置的一光學單元。
利用這種方法,可以在相同的程度上實現在根據本發明的配置及方法的上下文中所列出的上述目的、變化形式和優點,以明確參照前文所作的陳述。
由申請專利範圍附屬項及下文中參照附圖對較佳具體實施例的描述,本發明的其他態樣及具體實施例將變得明顯。不論是否明確地在申請專利範圍中列出,所揭露特徵的任何組合皆在本發明的範疇內。
101‧‧‧光學成像配置
102‧‧‧光學投射單元
102.1‧‧‧支撐結構
103‧‧‧光罩單元
103.1‧‧‧光罩
103.2‧‧‧光罩台
104‧‧‧基板單元
104.1‧‧‧基板
104.2‧‧‧基板台
105‧‧‧照明系統
105.1‧‧‧主射線
105.2‧‧‧光導系統
106.1‧‧‧光學元件單元
106.2‧‧‧光學元件單元
106.3‧‧‧光學元件單元
106.4‧‧‧光學元件單元
106.5‧‧‧光學元件單元
106.6‧‧‧光學元件單元
107.1‧‧‧負載承載結構
107.2‧‧‧地面或基座結構
108.1‧‧‧支撐裝置
108.2‧‧‧支撐裝置
108.3‧‧‧支撐裝置
108.4‧‧‧支撐裝置
108.5‧‧‧支撐裝置
108.6‧‧‧支撐裝置
109‧‧‧連接配置
110‧‧‧連接元件單元
110.1‧‧‧支撐介面端
110.2‧‧‧組件介面端
110.3‧‧‧支撐介面區
110.4‧‧‧組件介面區
110.5‧‧‧支撐介面
110.6‧‧‧組件介面
110.7‧‧‧順應區
110.8‧‧‧彈簧區
110.9‧‧‧變形解耦區
110.10‧‧‧槽
110.11‧‧‧突出區
110.12‧‧‧彈簧元件
110.13‧‧‧寄生負載補償介面
110.14‧‧‧寄生負載補償介面表面
111‧‧‧光學元件本體
111.1‧‧‧凹部
111.2‧‧‧連接元件介面
112‧‧‧支撐單元
113‧‧‧支撐單元
114‧‧‧寄生負載補償單元
115‧‧‧環形區段
209‧‧‧連接配置
214‧‧‧寄生負載補償單元
214.1‧‧‧中間介面
216‧‧‧寄生負載補償
309‧‧‧連接配置
310‧‧‧連接元件單元
310.2‧‧‧組件介面端
310.6‧‧‧組件介面表面
310.13‧‧‧寄生負載補償介面
314‧‧‧寄生負載補償單元
315‧‧‧虛線輪廓
409‧‧‧連接配置
411‧‧‧光學元件本體
411.3‧‧‧架設介面
414‧‧‧寄生負載補償單元
圖1為根據本發明之光學成像配置的較佳具體實施例的部分截面示意圖,其包含根據本發明之連接配置的較佳具體實施例,可由其來執行根據本發明的方法的較佳具體實施例;圖2為顯示連接配置之圖1的光學成像配置的一部份的示意截面圖;圖3為圖2之連接配置的一部份的示意透視圖;圖4為根據本發明之光學成像方法的較佳具體實施例的方
塊圖,其包含調和根據本發明之光學單元的一方法的較佳具體實施例,其可由圖1的光學成像配置執行;圖5為根據本發明之連接配置的另一較佳具體實施例之一部份的示意截面圖;圖6為根據本發明之連接配置的另一較佳具體實施例之一部份的示意截面圖;以及圖7為根據本發明之連接配置的另一較佳具體實施例之一部份的示意截面圖。
【第一具體實施例】
在下文中,將參考圖1到圖4描述根據本發明之光學成像配置101的第一較佳具體實施例,其包含根據本發明之連接配置的較佳具體實施例。將理解到,根據本發明之方法的較佳具體實施例可使用光學成像配置101來執行。為幫助對以下解釋的理解,在圖式中引入xyz座標系統,其中z方向代表垂直方向(即重力方向)。然而,將理解到,在本發明的其他具體實施例中,可選擇光學成像配置101的組件的任何其他空間配置。
圖1為高度示意性且非依比例之光學成像配置的表示圖,其形式為在13nm波長之EUV範圍中操作的光學曝光設備101。光學曝光設備101包含光學投射單元102,其用以將形成於光罩103.1(位在光罩單元103的光罩台103.2上)上的圖案的影像轉移到基板104.1(位在基板單元104的基板台104.2上)。為此目的,光學曝光設備101包含一照明系統105,其經由適當的光導系統105.2以曝光光(由其主射線105.1表示)照明反射光罩103.1。光學投射單元102接收由光罩103.1反射的光並將形成於光罩103.1上的圖案的影像投射至基板104.1(例如晶圓或類似者)上。
為此目的,光學投射單元102持有光學元件單元106.1到
106.6的光學元件單元群組106。此光學元件單元群組106係保持於光學元件支撐結構102.1內。光學元件支撐結構102.1可採取光學投射單元102的外罩結構的形式,其在下文中也稱作投射光學系統箱結構(POB)102.1。然而,將理解到,此光學元件支撐結構不一定要形成光學元件單元群組106的完整或甚至(光及/或流體)密封的包封體。相反地,它也可部分地形成為與本範例情況相同的開放結構。
將理解到,在本發明的意義上,光學元件單元可僅由光學元件組成,例如反射鏡。然而,此一光學元件單元也可包含其他的組件,例如保持此一光學元件的保持器。同樣地,光學元件本身並不一定為一整體組件,而可由一或多個組件組成。
投射光學系統箱結構102.1以振動隔離方式支撐於負載承載結構107.1上,其又支撐於地面或基座結構107.2。負載承載結構107.1以振動隔離的方式在範圍從0.05Hz到8.0Hz、較佳從0.1Hz到1.0Hz、更佳從0.2Hz到0.6Hz的振動隔離共振頻率下支撐於地面或基座結構107.2。此外,一般而言,阻尼比的選擇範圍從5%到60%、較佳從10%到30%、更佳從20%到25%。在本範例中,選擇0.25Hz到2Hz的振動隔離共振頻率且阻尼比在15%到35%用於負載承載結構107.1的振動隔離支撐。
地面或基座結構107.2(以振動隔離方式)也經由光罩台支撐裝置103.3支撐光罩台103.2並經由基板台支撐裝置104.3支撐基板台104.2。然而,將理解到,在其他具體實施例中,負載承載結構107.1也可支撐(較佳以振動隔離方式)光罩台103.2及基板台104.2。
將理解到,投射光學系統箱結構102.1也經由複數個振動隔離裝置及至少一中間支撐結構以串列(cascaded)的方式支撐,以達成良好的振動隔離。一般而言,這些振動隔離裝置可具有不同的隔離頻率,以在大頻率範圍上實現良好的振動隔離。
光學元件單元群組106包含一共六個光學元件單元,即第一
光學元件單元106.1、第二光學元件單元106.2、第三光學元件單元106.3、第四光學元件單元106.4、第五光學元件單元106.5及第六光學元件單元106.6。在本具體實施例中,每一光學元件單元106.1至106.6包含形式為反射鏡的光學元件,在下文中亦稱作反射鏡M1到M6。
更將理解到,在本發明其他具體實施例中,可使用其他數量的光學元件單元。較佳地,可設置四個到八個光學元件單元。
使用成像設備101所要製造的半導體裝置的持續微型化以及有關成像設備101的光學解析度的先進要求將導致對參與曝光製程的光學成像設備101的組件之間相對位置及/或方位以及在整個成像程序期間各個組件的變形有非常嚴格的要求。
為滿足這些日益嚴格的要求,甚至在機械擾動(例如振動)的影響下,一般需要至少間歇地擷取光學成像配置101的某些組件之間的空間關係,並根據此擷取程序的結果來調整光學成像配置101的其中至少一組件的位置。類似的情況適用於光學成像配置101的這些組件中的至少某些組件的變形。
然而,這類主動的解決方案一般需要包含大量致動器及感測器等的主動系統。這些組件的散熱持續地加劇了在成像配置101中所發生的熱問題,特別是當這些組件位在投射光學系統箱結構(POB)102.1內部鄰近光學元件單元106.1到106.6。
因此,必須特別注意個別光學元件單元106.1(M1)到106.6(M6)的支撐。在本範例中,反射鏡106.1(M1)到106.6(M6)中的每一個由相關支撐裝置108.1到108.6支撐於由投射光學系統箱結構102.1所形成的支撐結構上。支撐裝置108.1到108.6的每一個可形成為一主動裝置,從而在此情況下以定義的控制頻寬主動地支撐反射鏡106.1到106.6的每一個。將更理解到,在本發明的其他具體實施例中,沒有或是只有一部份的反射鏡106.1(M1)到106.6(M6)可被主動地支撐。
如在本具體實施例中將以光學元件單元106.5的支撐裝置108.5的範例來解釋實現光學元件單元106.1到106.6的長期熱穩定支撐,支撐裝置108.1到108.6中的一或多個(最多到全部)包含根據本發明之連接配置109的較佳具體實施例,如圖2的示意性顯示。
如圖2可看出,連接配置109包含連接元件單元110,其將光學元件本體或反射鏡本體111(形成本發明意義下的一組件)機械地連接至(被動或主動的)支撐結構102.1的支撐單元112。換言之,支撐光學元件單元106.5所需的支撐力從支撐單元112經由連接元件單元110引入至光學元件單元106.5。
為此目的,從圖2及圖3可看出,在本範例中,連接元件單元110為一實質軸套形元件,其具有支撐介面端110.1及組件介面端110.2。連接元件單元110定義一軸向AD(平行於圖2中的z方向)、一徑向RD(落在圖2的xy平面中且在一情況下平行於圖2中的x方向)以及一圓周方向CD(落在圖2的xy平面中且沿連接元件單元110的圓周延伸)。組件介面端110.2形成於在徑向RD上向外徑向地突出之軸套元件110的徑向突出處或由其所形成。支撐介面端110.1由軸套元件110的環形基座區形成。
支撐介面端110.1具有一支撐介面區1103,且組件介面端110.2具有一組件介面區110.4。支撐介面區110.3形成一支撐介面110.5用以機械連接至由虛線輪廓112所指示的支撐單元,其在本範例中經由光學元件本體111的凹部111.1抵達。另一方面,組件介面區110.4形成一組件介面110.6用以機械連接至由光學元件本體111所形成之組件的連接元件介面111.2。連接元件介面111.2形成於凹部111.1內的一台階處。
將理解到,在其他具體實施例中,可選擇連接元件單元110、反射鏡本體111、支撐單元112及相應介面的任何其他期望且合適的配置。特別地,可省略光學元件本體111的凹部設計。舉例來說,在光學元件本體111外表面的簡單平面介面可足夠,假設支撐介面端110.1具有足夠的自
由度來相對光學元件本體111移動。此外,舉例來說,另一選擇為支撐單元可從另一側連接至連接元件單元(如圖2中的雙點劃線輪廓113所示)。
從圖2可看出,連接元件單元110定義支撐介面區110.3與組件介面區110.4之間的一力流路徑FFP。當光學元件單元106.5由支撐單元112透過連接元件單元110支撐時,用以支撐光學元件單元106.5的支撐力SF沿力流路徑FFP流動。
如前述,基本上,可使用任何期望及合適的材料用於光學元件單元106.5的光學元件本體111(即在本範例中的待支撐組件)。在本範例中,光學元件本體111由SCHOTT AG,55122 Mainz,DE所提供的Zerodur®材料製成。然而,在其他具體實施例中,可選擇不同的材料用於待支撐組件。舉例來說,用於此光學元件本體111的較佳材料可為陶瓷材料、玻璃陶瓷材料、堇青石材料、Zerodur®材料、Clearceram®材料、ULE®材料、石英玻璃材料及其組合。
選擇這類材料用於光學元件本體111的其中一理由為其具有非常低的熱膨脹係數(CTE-OE),其目的為在變化的熱邊界條件下分別提供光學元件單元106.5的光學表面的長期熱尺寸及幾何穩定度。
這些用於光學元件本體111的材料的缺點為其較為昂貴且敏感。因此,一般而言,特別是因為成本及/或處理上的考量,對至少大部分的支撐結構102.1的組件(一般包含支撐裝置112)的材料為較不昂貴且較不敏感的材料,像是金屬材料(例如剛材)。
然而,多數適用於支撐結構102.1的這些材料具有與光學元件本體111的熱膨脹係數(CTE-OE)明顯偏離的熱膨脹係數(CTE-SS)。因此,支撐結構102.1及/或光學元件單元106.5內溫度分布的變化將導致支撐結構102.1及連接的光學元件本體111的不同程度的熱膨脹。
此不同程度的熱膨脹(或差分熱膨脹)不僅可能導致光學元件單元的位置及/或方位的變化(達所有六個自由度),也可能導致經由連接
元件單元110引入寄生負載至光學元件本體111,其造成光學元件單元106.5的光學表面的不想要的變形。特別地,連接元件單元110及光學元件本體111的差分熱膨脹可能導致引入至光學元件本體111的這類寄生負載PL並導致在光學元件本體111內傳播的寄生應力PS,從而產生光學元件本體111的寄生變形。
從圖2可看出,為了降低由於差分熱膨脹而作用在光學元件本體111上的寄生負載PL的等級,在本範例中,連接元件單元110提供寄生變形解耦。在本具體實施例中,藉由連接元件單元110的順應區110.7,至少在徑向RD(作為一這類寄生變形解耦方向DDD)上提供這類寄生變形解耦。此順應區110.7提供足夠高的順應性使徑向RD作為寄生變形解耦的一方向。
順應區110.7形成一變形解耦區,其沿力流路徑FFP位在支撐介面區110.3及組件介面區110.4之間。變形解耦區110.7藉由變形解耦區110.7的彈性變形來補償連接元件單元110及光學元件單元106.5在徑向RD上的熱膨脹差。
如從圖2可看出,在本範例中,變形解耦區110.7包含彈簧區110.8,其彈性地偏折以補償(支撐結構102.1及光學元件本體111的)熱膨脹的差異。如從圖2可看出,彈簧區110.8在包含變形解耦方向DDD(在此處為徑向RD)之一截面中具有一實質U形橫截面,從而可實現特別有效但又簡單且節省空間的組態。
如從圖3可看出,在本範例中,變形解耦區110.7具有一分區段設計,其包含複數個(K=12)變形解耦區段110.9,其中兩個相鄰的變形解耦區段110.9在圓周方向上由連接元件單元110內的一槽110.10分離。每一槽110.10在包含連接元件單元110的軸向AD的一平面中延伸。
在本範例中,形成組件介面端110.2的連接元件單元110的徑向突出也具有一分區段設計,其包含由槽110.10所分離的複數個(K=12)突出區段110.11。然而,將理解到在其他具體實施例中,也可沒有這樣的分段(即
徑向突出可形成為連續環形)。同樣地,可選擇另一程度的分段,即可選擇突出區段110.11之間不同數量的槽,使得鄰近的變形解耦區段110.9可經由突出區段110.11連接。
在本範例中,在變形解耦方向上提供足夠的順應性,其中變形解耦區110.7的每一U形變形解耦區段110.9包含兩個片彈簧元件110.12(形成U形的支腳),其彈性地偏折以補償熱膨脹的差異。每一片彈簧元件110.12定義一縱向片彈簧軸LLSA,其平行軸向AD延伸。因此,每一片彈簧元件110.12在一彎曲模式中繞一彎曲軸BA彈性地偏轉,彎曲軸BA垂直於由縱向片彈簧軸LLSA及變形解耦方向DDD所定義的一彎曲平面BP而延伸。
如前述,基本上任何期望且適當的材料可用於連接元件單元110,只要其在所要求的寄生變形解耦自由度中能夠達成足夠程度的寄生變形解耦。較佳地,連接元件單元材料調變為所需的變形解耦特性,而最終接受與待支撐組件的熱膨脹係數的顯著不匹配。
在本範例中,連接元件單元110由金屬材料製成,即鈦(Ti)材料,如連接元件材料。在任何情況下,合適的連接元件材料可選自由以下材料所組成的連接元件材料群組:金屬材料、鈦(Ti)金屬、不變鋼(Invar)材料、不銹鋼材料、銅(Cu)材料、鋁(Al)材料、不銹鋼材料、其合金及其組合。如前述,這類材料在製造期間提供相當簡單的處理,並允許在一或多個自由度中提供期望程度的寄生變形解耦的連接元件單元110的順應區110.7的簡單實施。
顯然地,順應區110.7藉由彈性變形來提供變形解耦特性,因此降低了經由組件介面區110.4引入光學元件本體111的熱膨脹誘發寄生負載PL的程度。然而,將理解到此彈性變形仍產生彈性復位力及/或力矩,其仍經由組件介面區110.4被引入至光學元件本體111作為寄生負載PL。
為了至少降低或抵消經由組件介面區110.4引入光學元件本
體111的這些寄生負載PL,連接配置109包含寄生負載補償單元114,其位在組件介面區110.4附近並在力流路徑FFP之外。寄生負載補償單元114降低及/或抵消由於連接元件單元110的熱膨脹(更廣義地說為在支撐結構102.1及光學元件單元106.5之間的差分熱膨脹)而在至少一寄生負載方向PLD(即徑向PD)上引入至組件的這類熱膨脹誘發寄生負載PL。
如從圖2及圖3可看出,在本範例中,寄生負載補償單元114為環形元件,其在組件介面端110.2的寄生負載補償介面110.13處機械地連接至連接元件單元110。在本範例中,寄生負載補償介面110.13的寄生負載補償介面表面110.14係形成於形成組件介面區110.4的徑向突出處。
更精確地說,組件介面表面110.6及寄生負載補償介面表面110.14位於形成組件介面端110.2的連接元件單元110的突出的相對側。因此,以相對簡單的方式,寄生負載補償單元114可位於力流路徑FFP之外並靠近組件介面表面110.6,從而分別實現對寄生負載PL的簡單且有效的抵消或補償。
此外,在本範例中,組件介面表面110.6及寄生負載補償介面表面110.14兩者定義了平行於至少一寄生負載方向PLD的一平面。然而,在其他具體實施例中,組件介面表面110.6及寄生負載補償介面表面110.14的相應平面也可相互傾斜或相對於至少一寄生負載方向PLD傾斜(在某些情況下,例如從1°到60°,特別是從15°到45°)。
位在力流路徑FFP之外的另一寄生負載補償單元114的優勢為其可由與連接元件單元110不同的材料製成,從而可實現混合的解決方案或混合的連接配置109。
在此一混合的解決方案中,連接元件單元110(如上述)提供足夠的寄生變形解耦,同時具有相對光學元件本體111之熱膨脹係數CTE的一定程度的不匹配。由於可接收之熱膨脹係數CTE的不匹配,材料可用於連接元件單元110,其允許簡單且成本較低的製造。
將理解到,由於在力流路徑FFP之外的位置以及(因此)省去變形解耦需求,寄生負載補償單元114(如在本範例中)可為具有相對簡單設計的一單元,其材料與光學元件本體111的特性(特別是熱特性)緊密匹配。更精確地說,在本範例中,寄生負載補償單元114的熱膨脹係數CTE-PLCU與光學元件本體111的光學元件本體材料的熱膨脹係數CTE-OEB的一偏離小於光學元件本體材料的熱膨脹係數CTE-OEB的1000%、較佳小於100%、更佳小於10%到1%。
在本範例中,為達成寄生負載補償單元114與光學元件本體111之間特別良好的熱膨脹係數的匹配,熱膨脹係數CTE-PLCU在光學成像配置101的正常操作條件下(特別地,在光學成像配置101的正常操作期間所遇到的溫度範圍)與熱膨脹係數CTE-OEB的偏離小於0.2.10-6K-1、較佳小於0.15.10-6K-1、更佳小於0.1.10-6K-1。一般而言,如前述,偏離△CTE(PLCU-OEB)較佳盡可能接近零,較佳至少基本上為零。
因此,由於熱膨脹係數CTE-PLCU與熱膨脹係數CTE-OEB之間的緊密匹配,寄生負載補償單元114與光學元件本體111之間(若有的話)只有非常小的差分熱膨脹。由此方式,可至少很大程度地避免了由於寄生負載補償單元114與光學元件本體111之間熱特性不匹配而引入至光學元件本體111的寄生負載PL。
在本範例中,達成寄生負載補償單元114與光學元件本體111之間特別良好的熱膨脹係數的匹配,寄生負載補償材料的熱膨脹係數CTE-PLCU小於2.10-6K-1、較佳小於0.5.10-6K-1、更較佳小於0.1.10-6K-1、較佳為從-0.1.10-6K-1到0.1.10-6K-1。
此外,如前述,在本範例中,寄生負載補償單元114在寄生負載方向PLD上為一相對剛性的組件,其在寄生負載方向PLD上的剛性R-PLCU在某些情況下明顯高於連接元件單元110的剛性R-CEU。此外,寄生負載補償單元114的材料的剛性RM-PLCU在光學元件本體111與連接元件
單元110之間的介面區域中至少實質等於、較佳明顯高於光學元件本體111的材料的剛性RM-OEB。
更精確地說,在本範例中,寄生負載補償單元114的材料的剛性RM-PLCU在寄生負載補償方向PLD上為在組件介面110.6區域中之光學元件本體111的材料的剛性RM-OEB的至少M倍,其中M的範圍從0.5到10、較佳為從1到7、更佳為從2到5。藉此方式,在寄生負載方向PLD上將實現特別良好之對寄生負載PL的補償,因為由於良好的剛性,寄生負載補償單元114吸收至少相應的多數寄生負載PL。
此外,在本範例中,在寄生負載方向PLD上,寄生負載補償單元剛性R-PLCU為連接元件單元剛性R-CEU的N倍,其中N的範圍從100000到0.1、較佳為從50000到0.5、更佳為從20000到1。此一組態在實現良好的寄生變形解耦(由於連接元件單元110的解耦特性)以及引入至光學元件本體111的低寄生負載PL(由於寄生負載補償單元114的作用)特別有幫助。
此一混合方式的主要優勢在於可避免磁致伸縮相關問題的事實,因為可使用沒有顯示明顯磁致伸縮的傳統材料來達成所需特性(亦即,連接元件單元110的寄生變形解耦以及寄生負載補償單元114的匹配熱膨脹係數)。
因此,如本範例,連接元件單元110及寄生負載補償單元114的相應材料為一非磁致伸縮材料。如前述,非磁致伸縮材料在本發明的意義中為與連接配置109的實際應用匹配的材料,且在光學成像配置101的操作期間於光學元件單元106.5的位置處所預期之磁場MF的最大變化下,在其幾何上所顯示的磁致伸縮相關變化不超過1ppm、較佳不超過0.1ppm、更佳不超過0.01ppm。
如前述,連接配置109可組態使得在配置109內溫度分布的變化中,可接受光學元件本體111及支撐結構102.1的位置及/或方位的某些變化。特別地,在對光學成像配置101的光學成像誤差具有可忽略的影響的
自由度中可接受這類變化。
然而,在本範例中,將藉由在這方面提供足夠熱穩定度之連接配置109的適當無熱設計來至少很大程度地避免這類熱致變化。更精確地說,連接元件單元110為一無熱單元,其定義一無熱性方向(ATHD)(此處為沿其軸向AD)。在此處,連接元件單元110組態以藉由將沿無熱性方向ATHD之支撐介面110.5及組件介面110.6之間的一距離的一變化VD保持在連接配置109中的每一絕對溫度溫差(隨時間變化)為0.1μm以下、較佳為0.01μm以下、更佳為0.001μm以下而提供一無熱性功能。
在本範例中,無熱性功能的實現在於支撐介面110.5定義一支撐介面平面SIP且組件介面110.6定義一組件介面平面CIP。組件介面平面CIP實質平行於支撐介面平面SIP,且連接元件單元110組態使得在每一絕對溫度溫差TD及沿力流路徑FFP之支撐介面110.5及組件介面110.6之間一米的距離,支撐介面平面SIP及組件介面平面CIP之間的一距離變化小於10μm、較佳小於5μm、更佳小於1μm。
在本範例中,簡單實現此無熱性功能在於組件介面平面CIP至少在光學成像配置101的一操作狀態下、特別是在光學成像配置101的曝光操作期間的一靜止狀態下與支撐介面平面SIP實質上為一致。在此一情況下,連接元件單元110的熱膨脹不會導致組件介面平面CIP與支撐介面平面CIP之間在垂直於這些平面SIP、CIP的方向上(即在無熱性方向ATHD上)的偏移。
換言之,在本範例中,連接元件單元110沿從組件介面110.5到支撐介面110.6的力流路徑FFP具有在第一方向(沿軸向AD、即無熱性方向ATHD)中熱擴展的第一熱膨脹區(由支撐介面端110.1及緊鄰的片彈簧元件110.12所形成)以及在與第一方向相反之第二方向中熱擴展的一後續第二熱膨脹區(由後續的片彈簧元件110.12及緊鄰的組件介面端110.2所形成)。第一及第二熱膨脹區的幾何(其特別為沿力流路徑FFP的長度)係選擇以提供無熱
性功能。
將理解到,在連接元件單元110、光學元件本體111及寄生負載補償單元114之間可實施任何期望類型的連接,包含剛性連接、摩擦連接、黏著連接及其任意組合。在本範例中,這些連接的任一個都是黏著連接,因為此一解決方案允許特別簡單地建立相應的連接。
更將理解到,在某些其他具體實施例中,寄生負載補償單元114可包含形成環形區段的複數個獨立元件,如圖3中的虛線輪廓115所示。此一環形區段115連接兩個(如圖示)或更多個(未顯示)組件介面區110.2的相互分離的相鄰區段。藉此方式,可引入適合的寄生負載補償力及/或力矩至連接元件單元110。
利用圖1的光學成像設備101,可使用根據本發明之用以支撐光學單元的方法的較佳具體實施例來執行用以將一圖案的一影像轉移至基板的一方法,如下文中將參考圖1到圖4所做的描述。
在此方法的轉移步驟中,使用光學成像配置101的光學投射單元104將形成於光罩103.1上的圖案的影像轉移至基板105.1上,其已在上述組態中於步驟S1提供。在此轉移步驟期間,光學元件單元106.5以如前述的方式支撐。
更精確地說,在步驟S2中,在光學成像配置101的操作期間,光學元件單元106.5被支撐並調整至一給定的設定點位置及方位,如前文所述。
接著,在步驟S3中,在成像配置101內之溫度分布發生變化時,使用連接配置109在光學元件單元106.5處提供寄生負載補償及寄生變形解耦,如前述。
【第二具體實施例】
在下文中,將參考圖1、圖4及圖5描述根據本發明之光學成
像配置的另一較佳具體實施例,其包含根據本發明之連接配置209的較佳具體實施例。連接配置209在其基本設計及功能性上主要對應至連接配置109,因此將主要僅提及差異。連接配置209可取代光學成像設備101中的連接配置109。此外,相同的組件將給定相同的元件符號,類似的組件則給定相同元件符號加上100。除非在下文中給出不同的解釋,此處將明確地參照前文中有關這些組件的特徵及功能所作的解釋。
如從圖5中可看出(其顯示類似圖2的視圖),連接配置209相對連接配置109的唯一差別在於組件介面表面110.6與光學元件本體111的連接元件介面111.2之間的環形寄生負載補償單元214的配置。在此處,連接元件單元110並未直接連接至光學元件本體111。而是,連接元件單元110經由寄生負載補償單元214連接至光學元件本體111。
如從圖5可看出,在本範例中,寄生負載補償單元214在組件介面區110.4機械地連接至組件介面端110.2,且寄生負載補償單元214為形成中間介面214.1的中間單元。中間介面214.1組態以經由寄生負載補償單元214將光學元件本體111連結至連接元件單元110。
此處同樣地,在光學元件本體111、連接元件單元110及寄生負載補償單元214之任一者之間可實施任何期望類型的連接,包含剛性連接、摩擦連接、黏著連接及其任意組合。同樣地,寄生負載補償單元214較佳為(理由如上所述)透過黏著連接而連接至連接元件單元110及/或光學元件本體111。
此外,如圖5中的虛線輪廓所示,另一(環形)寄生負載補償單元216可以類似於圖2及圖3之寄生負載補償單元114的方式連接至連接元件單元110。
將理解到,在此具體實例中也可執行在第一具體實施例的上下文中所概述的方法。
【第三具體實施例】
在下文中,將參考圖1、圖4及圖6描述根據本發明之光學成像配置的另一較佳具體實施例,其包含根據本發明之連接配置309的較佳具體實施例。連接配置309在其基本設計及功能性上主要對應至連接配置109,因此將主要僅提及差異。連接配置309可取代光學成像設備101中的連接配置109。此外,相同的組件將給定相同的元件符號,類似的組件則給定相同元件符號加上200。除非在下文中給出不同的解釋,此處將明確地參照前文中有關這些組件的特徵及功能所作的解釋。
如從圖6中可看出(其顯示類似圖2的視圖),連接配置309相對連接配置109的唯一差別在於連接元件單元310的外圓周外部的環形寄生負載補償單元314的配置。在本範例中,寄生負載補償介面表面310.6位於形成組件介面端310.2的連接元件單元310的一突出的外圓周。然而,將理解到,在其他具體實施例中,此一寄生負載補償介面表面也可位在形成組件介面端310.2的連接元件單元310的一部份的內圓周,如圖6中的虛線輪廓315所示。
在此處,寄生負載補償介面310.13為一圓柱形表面,其橫向於(特別是實質垂直於)寄生負載方向PLD(在此處為徑向RD)。此處同樣地,以相對簡單的方式,寄生負載補償單元314可位在力流路徑FFP之外並靠近組件介面表面310.6,從而實現寄生負載PL的簡單且有效的抵消或補償。
更將理解到,在本範例中,寄生負載補償單元214也可直接連接至光學元件本體111的連接元件介面111.2。
此處同樣地,可在光學元件本體111、連接元件單元310、及寄生負載補償單元314之間可實施任何期望類型的連接,包含剛性連接、摩擦連接、黏著連接及其任意組合。同樣地,較佳為寄生負載補償單元314經由一黏著連接而連接至連接元件單元310及/或光學元件本體111(理由如前文所述)。
將理解到,在此具體實例中也可執行在第一具體實施例的上下文中所概述的方法。
【第四具體實施例】
在下文中,將參考圖1、圖4及圖7描述根據本發明之光學成像配置的另一較佳具體實施例,其包含根據本發明之連接配置409的較佳具體實施例。連接配置409在其基本設計及功能性上主要對應至連接配置109,因此將主要僅提及差異。連接配置409可取代光學成像設備101中的連接配置109。此外,相同的組件將給定相同的元件符號,類似的組件則給定相同元件符號加上300。除非在下文中給出不同的解釋,此處將明確地參照前文中有關這些組件的特徵及功能所作的解釋。
如從圖7中可看出(其顯示類似圖2的視圖),連接配置409相對連接配置109的唯一差別在於連接元件單元110的外圓周外部的環形寄生負載補償單元414的配置。
此外,環形寄生負載補償單元414機械地直接連接至光學元件本體411本身,而沒有與連接元件單元110的直接或立即的連接或接觸。更精確地說,寄生負載補償單元414機械地連接至由在組件介面區110.6附近的相應環形凹部所形成光學元件本體411的架設介面411.3。此處同樣地,以相對簡單的方式,寄生負載補償單元414可位在力流路徑FFP之外並靠近組件介面表面110.6,從而實現寄生負載PL的簡單且有效的抵消或補償。
更精確地說,在本範例中,寄生負載補償單元414僅作用在光學元件本體411上。因此,源自連接元件單元110的變形解耦作用(即其彈性變形)的寄生負載PL在一開始被引入光學元件本體411但接著由作用在光學元件本體411上的寄生負載補償單元414所抵消。此處同樣地,將達成在光學元件本體411內傳播(超出組件介面區域)的寄生應力的整體減少。
此處同樣地,可在光學元件本體411、連接元件單元110、
及寄生負載補償單元414之間可實施任何期望類型的連接,包含剛性連接、摩擦連接、黏著連接及其任意組合。同樣地,較佳為光學元件本體411經由一黏著連接而連接至連接元件單元110及/或寄生負載補償單元414(理由如前文所述)。
將理解到,在此具體實例中也可執行在第一具體實施例的上下文中所概述的方法。
雖然在前文中已經由具有強且明顯的交流磁場之最靠近基板單元的光學投射單元102的光學元件單元的範例來描述本發明的具體實施例,但將理解到可以上述的方式來支撐光學成像設備101(在光學投射單元102中或在照明單元105中)的任何期望數量的這類光學元件單元(甚至到所有的光學元件單元)。實施此一混合連接概念的光學元件單元的數量一般為相應光學元件單元對光學成像程序中的熱及/或磁干擾的敏感度的函數。因此,針對某些較不敏感的光學元件單元,可省略這樣的混合連接概念。
此外,將理解到,雖然本發明在前文中主要在微影背景下進行討論,但也可在任何其他類型的光學成像程序背景下使用,其一般需要相對高的成像準確度。特別地,本發明可在以不同波長操作之任何其他類型的光學成像程序的背景中使用。
106.5‧‧‧光學元件單元
108.5‧‧‧支撐裝置
109‧‧‧連接配置
110‧‧‧連接元件單元
110.1‧‧‧支撐介面端
110.2‧‧‧組件介面端
110.3‧‧‧支撐介面區
110.4‧‧‧組件介面區
110.5‧‧‧支撐介面
110.6‧‧‧組件介面
110.7‧‧‧順應區
110.8‧‧‧彈簧區
110.9‧‧‧變形解耦區
110.10‧‧‧槽
110.12‧‧‧彈簧元件
110.13‧‧‧寄生負載補償介面
110.14‧‧‧寄生負載補償介面表面
111‧‧‧光學元件本體
111.1‧‧‧凹部
111.2‧‧‧連接元件介面
112‧‧‧支撐單元
113‧‧‧支撐單元
114‧‧‧寄生負載補償單元
Claims (15)
- 一種用以將一光學成像配置之一組件連接至一支撐結構的一支撐單元的連接配置,其中該組件特別是一光學組件,包含:一連接元件單元;其中該連接元件單元具有包含一支撐介面區的一支撐介面端以及包含一組件介面區的一組件介面端;該支撐介面區組態以形成用以機械連接至該支撐單元的一支撐介面;該組件介面區組態以形成用以機械連接至該組件的一組件介面;該連接元件單元定義在該支撐介面區與該組件介面區之間的一力流路徑,其中當該組件經由該連接元件單元而由該支撐單元支撐時,支撐該組件的支撐力沿該力流路徑流動;其特徵在於:至少一寄生負載補償單元位在該組件介面區附近且在該力流路徑之外;以及該寄生負載補償單元組態以降低及/或抵消由於該連接元件單元的熱膨脹而在至少一寄生負載方向中引入至該組件的熱膨脹誘發寄生負載。
- 如申請專利範圍第1項所述之連接配置,其中:該至少一寄生負載補償單元在該組件介面端的一寄生負載補償介面機械地連接至該連接元件單元;其中,特別地:該組件介面區具有一組件介面表面且該寄生負載補償介面具有一寄生負載補償介面表面,該組件介面表面特別地定義平行於該至少一寄生負載方向的一平面;以及 該組件介面表面及該寄生負載補償介面表面位於形成該組件介面端之該連接元件單元的一突出的相對側;及/或該寄生負載補償介面表面位於形成該組件表面端之該連接元件單元的一突出的一圓周,特別是一外圓周,該寄生負載補償介面特別為橫向於該至少一寄生負載方向而延伸,特別是實質垂直於該至少一寄生負載方向;及/或該至少一寄生負載補償單元經由一黏著連接而連接至該連接元件單元。
- 如申請專利範圍第1項及第2項之其中任一項所述之連接配置,其中:該至少一寄生負載補償單元在該組件介面機械地連接至該組件介面端;以及該至少一寄生負載補償單元為形成一中間介面的一中間單元,其中該中間介面係組態以經由該至少一寄生負載補償單元將該組件連結至該連接元件單元;其中,特別地,該至少一寄生負載補償單元經由一黏著連接而連接至該連接元件單元及/或該組件。
- 如申請專利範圍第1到3項之其中任一項所述之連接配置,其中:該至少一寄生負載補償單元機械地連接至位在該組件介面區附近之該組件的一安裝介面,其中,特別地,該至少一寄生負載補償單元不與該連接元件單元接觸;及/或該至少一寄生負載補償單元經由一黏著連接而連接至該組件。
- 如申請專利範圍第1到4項之其中任一項所述之連接配置,其中:該寄生負載補償單元包含來自一寄生負載補償材料群組的至少一寄生負載補償材料,該寄生負載補償材料群組由以下組成:陶瓷材料、玻璃陶瓷材料、堇青石材料、Zerodur®材料、Clearceram®材料、ULE®材料、石英玻璃材料及其組合;及/或該寄生負載補償單元包含至少一寄生負載補償材料且該組件包含至少一組件材料,該寄生負載補償材料的一熱膨脹係數在該光學成像配置的正常操作條件下與該組件材料的一熱膨脹係數偏離小於0.2.10-6K-1、較佳小於0.15.10-6K-1、更佳小於0.1.10-6K-1;及/或該寄生負載補償單元包含至少一寄生負載補償材料,其具有小於2.10-6K-1、較佳小於0.5.10-6K-1、更較佳小於0.1.10-6K-1、較佳為從-0.1.10-6K-1到0.1.10-6K-1的一熱膨脹係數;及/或該連接元件單元包含來自一連接元件材料群組的至少一連接元件材料,該連接元件材料群組由以下組成:金屬材料、鈦(Ti)金屬、不變鋼(Invar)材料、不銹鋼材料、銅(Cu)材料、鋁(Al)材料、不銹鋼材料、其合金及其組合;及/或該連接元件單元及/或該寄生負載補償單元包含至少一非磁致伸縮材料;及/或該連接元件單元在該寄生負載方向中具有一連接元件單元剛性且該寄生負載補償單元在該寄生負載方向中具有一寄生負載補償單元剛性,該寄生負載補償單元剛性為該連接元件單元剛性的N倍,其中N的範圍從100000到0.1、較佳為從50000到0.5、更佳為從20000到1;及/或該連接元件單元在該至少一寄生負載方向中具有一連接元件單元剛性,該連接元件單元剛性為1N/mm到100000N/mm、較佳為2N/mm到50000N/mm、更佳為5N/mm到20000N/mm;及/或 該寄生負載補償單元在該至少一寄生負載方向中具有一寄生負載補償單元剛性,該寄生負載補償單元剛性為1N/mm到500000N/mm、較佳為2N/mm到200000N/mm、更佳為5N/mm到100000N/mm。
- 如申請專利範圍第1到5項之其中任一項所述之連接配置,其中:該組件具有用以將該組件連接至該連接元件單元的一連接元件介面,該組件至少在該連接元件介面由一組件材料所製成,該寄生負載補償單元由一寄生負載補償材料所製成,其中該寄生負載補償材料的一熱膨脹係數與該組件材料的一偏離小於該組件材料的一熱膨脹係數的1000%、較佳小於100%、更佳小於10%到1%;及/或在至少一寄生負載補償方向中之該寄生負載補償單元的一材料的一剛性為在該連接元件介面的區域中之該組件的一材料的一剛性的至少M倍,其中M的範圍從0.5到10、較佳為從1到7、更佳為從2到5。
- 如申請專利範圍第1到6項之其中任一項所述之連接配置,其中:該連接元件單元包含沿該力流路徑位在該支撐介面區及該組件介面區之間的一變形解耦區,該變形解耦區組態以藉由該變形解耦區的彈性變形來補償該連接元件單元與該組件在至少一變形解耦方向中之熱膨脹的差異,其中,特別地,該變形解耦區包含至少一彈簧元件,其彈性地偏轉以補償熱膨脹的該差異,其中該至少一彈簧元件特別地為一片彈簧元件,該片彈簧元件特別地定義一縱向片彈簧軸並在一彎曲模式中繞一彎曲軸彈性地偏轉,該彎曲 軸垂直於由該縱向片彈簧軸及該變形解耦方向所定義的一彎曲平面而延伸;及/或該變形解耦區包含至少一彈簧區,其彈性地偏轉以補償熱膨脹的該差異,其中該至少一彈簧區特別地在包含該變形解耦方向之一截面中具有一實質U形橫截面。
- 如申請專利範圍第1到7項之其中任一項所述之連接配置,其中:該連接元件單元為一無熱單元,其定義至少一無熱性方向且組態以藉由將沿該至少一無熱性方向之該支撐介面及該組件介面之間的一距離的一變化保持在每一絕對溫度溫差為0.1μm以下、較佳為0.01μm以下、更佳為0.001μm以下而提供一無熱性功能;其中,特別地,該支撐介面定義一支撐介面平面且該組件介面定義一組件介面平面,該組件介面平面實質平行於該支撐介面平面,該連接元件單元組態使得在每一絕對溫度溫差及沿該力流路徑之該支撐介面及該組件介面之間一米的距離,該支撐介面平面及該組件介面平面之間的一距離變化小於10μm、較佳小於5μm、更佳小於1μm;及/或該支撐介面定義一支撐介面平面且該組件介面定義一組件介面平面,該組件介面平面至少在該光學成像配置的一操作狀態下、特別是在該光學成像配置的曝光操作期間的一靜止狀態下與該支撐介面平面實質上為一致;及/或該連接元件單元沿從該組件介面到該支撐介面的該力流路徑具有在一第一方向中熱擴展的一第一熱膨脹區以及在與該第一方向相反之一第二方向中熱擴展的一後續第二熱膨脹區,該第一及該第二熱膨脹區的一幾何係選擇以提供該無熱性功能,其中該幾何特別為沿該力流路徑的一長度。
- 如申請專利範圍第1到8項之其中任一項所述之連接配置,其中:該連接元件單元為定義一軸向、一徑向及一圓周方向的一軸套元件,以及該組件介面端形成於在該徑向中向外徑向地突出的該軸套元件的一徑向突出,其中,特別地,該軸套元件實質上繞該軸向旋轉對稱;及/或該組件介面形成於面向該軸向的該徑向突出的一表面及/或形成於面向該徑向的該徑向突出的一表面;及/或該徑向突出在該圓周方向上實質上在該軸套元件的一整體圓周上延伸;及/或該徑向突出具有一分區段設計並包含K個突出區段,其中兩個鄰近的突出區段在該圓周方向上由該軸套元件內的一槽分離,其中K特別為大於2、較佳為大於5、更佳為範圍在8到20;及/或該軸套元件包含一變形解耦區,其包含至少一彈簧區,其特別地在包含該軸向之一截面中具有一實質U形橫截面,其中該實質U形橫截面特別地具有接觸該支撐介面區的一第一支腳以及接觸該組件介面區的一第二支腳;及/或該軸套元件包含一變形解耦區,其具有一分區段設計且包含K個變形解耦區段,其中兩個鄰近的變形解耦區段在該圓周方向上由該軸套元件內的一槽分離,其中K特別為大於2、較佳為大於5、更佳為範圍在8到20;及/或該支撐介面形成於該軸套元件的一環形或盤形基座區。
- 如申請專利範圍第1到9項之其中任一項所述之連接配置,其中:該寄生負載補償單元在該連接元件單元的一圓周方向中延伸;其中,特別地, 該寄生負載補償單元包含形成一環形區段的至少一元件,該環形區段特別地連接該組件介面區的至少兩個相互分離的相鄰區段;及/或該寄生負載補償單元包含沿該連接元件單元的一外圓周延伸的至少一環形元件,該環形元件特別地連接該組件介面區的複數個相互分離的區段。
- 一種用以執行一光學成像程序的光學成像配置,包含:一組件,特別是一光學組件,以及一支撐結構;該組件及該支撐結構由至少一個如申請專利範圍第1到10項之其中任一項所述的連接配置所連接;其中,特別地,該組件為包含組態以參與該光學成像程序之一光學元件的一光學單元;及/或該光學成像配置組態以在使用曝光光波長在UV範圍、特別是在VUV範圍及EUV範圍之其中一者的曝光光的微影中使用;及/或該曝光光具有範圍從100nm到200nm或從5nm到20nm的一曝光光波長;及/或提供一照明單元、一光罩單元、一光學投射單元及一基板單元,其中該照明單元組態以該曝光光照明由該光罩單元所接收的一光罩,該光學投射單元組態以將形成於該光罩上的一圖案的一影像轉移至由該基板單元所接收之一基板上,及該組件形成部分的該照明單元或該光學投射單元。
- 一種用以將一光學成像配置的一組件連接至一支撐結構的一支撐單元的方法,其中該組件特別是一光學組件,該方法包含: 提供一連接元件單元,其具有包含一支撐介面區的一支撐介面端以及包含一組件介面區的一組件介面端,其中該連接元件單元定義在該支撐介面區與該組件介面區之間的一力流路徑,機械地連接該支撐介面區的一支撐介面至該支撐單元且機械地連接該組件介面區的一組件介面至該組件,使得支撐該組件的支撐力沿該力流路徑流動;其特徵在於:至少一寄生負載補償單元位在該組件介面區附近且在該力流路徑之外,其中該寄生負載補償單元降低及/或抵消由於該連接元件單元的熱膨脹而在至少一寄生負載方向中引入至該組件的熱膨脹誘發寄生負載。
- 如申請專利範圍第12項所述之方法,其中:該至少一寄生負載補償單元在該組件介面端的一寄生負載補償介面機械地連接至該連接元件單元;及/或該至少一寄生負載補償單元在該組件介面處機械地連接至該組件介面端,該至少一寄生負載補償單元為經由該至少一寄生負載補償單元將該組件連結至該連接元件單元的一中間單元;及/或該至少一寄生負載補償單元機械地連接至位在該組件介面區附近之該組件的一安裝介面。
- 如申請專利範圍第12項及第13項之其中任一項所述之方法,其中:沿該力流路徑位在該支撐介面區及該組件介面區之間的該連接元件單元的一變形解耦區藉由彈性變形來補償該連接元件單元與該組件在至少一變形解耦方向中之熱膨脹的差異;及/或 該連接元件單元藉由將沿該至少一無熱性方向之該支撐介面及該組件介面之間的一距離的一變化保持在該支撐介面及該組件介面之間的每一絕對溫度溫差為0.1μm以下、較佳為0.01μm以下、更佳為0.001μm以下而在該至少一無熱性方向中提供一無熱性功能。
- 一種光學成像方法,其中:在使用曝光光的一曝光製程中,使用一光學成像配置將一圖案的一影像轉移至一基板,特別是使用如申請專利範圍第11項所述的一光學成像配置,其中,在該曝光製程期間,使用如申請專利範圍第12到14項之其中任一項所述的一方法支撐該光學成像配置的一光學單元。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN110518330B (zh) * | 2019-09-18 | 2021-01-01 | 北京无线电测量研究所 | 馈源支架、天线和电子设备 |
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Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3707920B2 (ja) * | 1997-11-27 | 2005-10-19 | 富士写真フイルム株式会社 | 光学部材の固定構造 |
| US6206966B1 (en) * | 1998-09-30 | 2001-03-27 | The Regents Of The University Of California | Pedestal substrate for coated optics |
| TWI244119B (en) * | 2001-11-07 | 2005-11-21 | Asml Netherlands Bv | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
| US6920387B2 (en) * | 2001-12-06 | 2005-07-19 | Caterpillar Inc | Method and apparatus for parasitic load compensation |
| JP2003234269A (ja) * | 2002-02-07 | 2003-08-22 | Nikon Corp | 反射ミラーの保持方法、反射ミラーの保持部材及び露光装置 |
| US7760452B2 (en) * | 2003-04-25 | 2010-07-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Driving apparatus, optical system, exposure apparatus and device fabrication method |
| EP1513017A1 (en) * | 2003-09-04 | 2005-03-09 | ASML Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
| WO2005054953A2 (en) * | 2003-11-24 | 2005-06-16 | Carl-Zeiss Smt Ag | Holding device for an optical element in an objective |
| JP2005308779A (ja) * | 2004-04-16 | 2005-11-04 | Fujinon Corp | レンズ装置の温度補償構造 |
| US7986472B2 (en) * | 2005-05-31 | 2011-07-26 | Carl Zeiss SMT, AG. | Optical element module |
| US8441747B2 (en) * | 2006-09-14 | 2013-05-14 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Optical module with minimized overrun of the optical element |
| DE102007044054A1 (de) * | 2006-09-14 | 2008-04-17 | Carl Zeiss Smt Ag | Optisches Modul mit minimiertem Überlauf des optischen Elements |
| DE102009045163B4 (de) * | 2009-09-30 | 2017-04-06 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Optische Anordnung in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage |
| US9625528B2 (en) * | 2014-11-28 | 2017-04-18 | Kussmaul Electronics Co., Inc. | System and method for charging a battery with parasitic load compensation |
| CN114949368B (zh) * | 2015-08-17 | 2024-09-20 | 约翰·霍普金斯大学 | 用于组织修复的纤维-水凝胶复合材料外科网片 |
-
2016
- 2016-05-17 JP JP2018560651A patent/JP6781772B2/ja active Active
- 2016-05-17 CN CN201680085915.4A patent/CN109154780B/zh active Active
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-
2017
- 2017-05-16 TW TW106116092A patent/TWI739834B/zh active
-
2018
- 2018-11-15 US US16/191,627 patent/US10520838B2/en active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US12498541B2 (en) | 2021-01-11 | 2025-12-16 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Assembly having a decoupling joint for mechanically mounting an element |
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