光学素子
光学素子は、光学素子に固定され、光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する少なくとも１つの付加要素を備える。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、光学素子、取付部材、光学素子のための取付具、プロジェクションオブジェクティブ、及び、マイクロストラクチャーの製造方法に関する。
画像装置の光学素子に作用する減衰振動のためのシステムが、米国特許６，７００，７１５ Ｂ１に説明されている。この場合、振動の発生は、光学素子に組み込まれたセンサにより検出される。振動または変形により起こる固有振動を相殺する振動が、アクチュエータとしての活性化された圧電物質により、可変制御ループの形で導入される。システムの複雑度が比較的高いことが、このようなシステムにおける不利な点である。
【０００２】
ＥＰ １ ２７５ ９９５ Ａ２は、光学素子の位置を検出するための装置と共に、多数の光学素子を備えた光学システムを説明している。光学素子は、ばね及びダンパを介してベースプレートに取り付けられる測定ストラクチャー上に固定される。
【０００３】
ＤＥ １００ ４１ ９９３ Ｃ１は、振動、具体的には、自動車の振動を吸収するために用いられる傾向のある、ダンパ質量を有するダンパ、エストラマーばね、ベース、及び、締結ボルトを開示している。
【０００４】
ＤＥ ８４ １７ ７６０ Ｕ１は、自動車のユニット上に設けられうるものであり、振動の温度依存性のある減衰を確実にするためにワイヤ、繊維、または、細長い布からなる束を１つ以上備えるばねシステムとして存在する振動ダンパを説明している。
【０００５】
このような振動ダンパは、自動車で生じるような非常に大きい振動振幅に対して、確かに適当である。しかしながら、これらのダンパは、単にそれらの大きさにより、光学素子に用いることはできない。さらに、最もよく知られた振動ダンパは、発生する振動を特に良好に減衰する好ましい方向を有し、さらには、特定の振動数に調整される。
【０００６】
しかしながら、光学素子、または、光学素子が取り付けられる取付具の場合には、非常に異なる振動数及び振動方向が起こりうるので、上述の振動ダンパを光学素子に用いることはできない。具体的には、例えば、米国特許６，１９１，８９８ Ｂ１に説明されたようなマニュピレータにて固定される光学素子のための取付具である場合には、光学素子は、その固有振動にて振動するだけでなく、マニュピレータ、または、１つ以上の取付部材と同調する光学素子の振動もまた生じる。光学素子に、制御が困難な非常に低い固有振動数が、比較的高い振幅と共に生じる可能性がある。
【０００７】
それゆえに、本発明の目的は、異なる振動周波数、及び、異なる振動のアライメントの場合においても、非常に良好な振動を減衰する、光学素子、及び、光学素子のための取付具を提供することである。
【０００８】
この目的は、光学素子に固定され、光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する少なくとも１つの付加要素を備える光学素子を用いる本発明により達成される。
この目的は、さらに、取付部材に固定され、取付部材の振動エネルギーを摩擦により低減する少なくとも１つの付加要素を備える、光学素子のための取付部材により達成される。
【０００９】
本発明により提供される、取付部材の振動エネルギーを摩擦により低減する要素は、振動エネルギーを低減することにより光学素子の振動を減衰する振動ダンパ、または、振動減衰装置としても示されうる。なお、振動は、振動ダンパ、または、振動減衰装置により、６自由度全てにおいて、減衰される。ここで、本発明による光学素子は、振動エネルギーを摩擦により熱に変換する。本特許出願の範囲内において、「摩擦」という語句は、エネルギーを低減することが可能な全ての作用、換言すると、具体的には、クーロン摩擦、内部摩擦による作用、及び／または、関係する材料の粘度または粘弾性によりエネルギーを低減することが可能な作用の全ての作用を含むものとする。
【００１０】
光学素子または取付部材の振動エネルギーを摩擦により低減する要素は、それ自体は、振動システムを形成しないので、非常に広帯域の振動スペクトルにとって有効である。取付部材の振動エネルギーを摩擦により低減する要素の質量を増加させることにより、振動減衰のこの有効性を向上させることが可能である。一方、目的が高周波振動を減衰することである場合、取付部材の振動エネルギーを摩擦により低減する要素の質量を削減することが可能である。
【００１１】
本発明による要素の具体的な有利な点は、非常に微少な追加の設置空間のみを必要とするか、または、特定の実施形態においては、設置空間を全く必要とせず、それゆえに、最も変更に富んだ適用において問題が生じることなく用いられうるという事実にある。具体的には、光学素子または取付部材の振動エネルギーを摩擦により低減する要素を、光学素子または取付具のそれぞれの幾何学的な条件に非常に容易に適用することも可能である。さらに、光学素子または取付部材の振動エネルギーを摩擦により低減する本発明の要素は、受動的な振動減衰をもたらし、それゆえに、設計において、非常に微少な費用のみを必要とする。
【００１２】
光学素子または取付部材の振動エネルギーを摩擦により低減する要素は、光学素子または取付部材に直接固定され、支持構造等には固定されない。このため、振動は、要素により直接影響を受ける。具体的には、要素は、互いに関連して振動する２つの取付部材の間に配置されることはなく、それゆえに、２つの取付部材の間を直接結合することはない。
【００１３】
光学素子または取付部材の振動を低減する本発明による要素は、操作可能、及び、操作不可能な光学素子の両方と共に、有利に用いられうる。ここで、本発明による要素は、光学素子自体、または、光学素子の取付部材の何れかに固定される。それゆえに、振動減衰の性質によって、光学素子または取付部材の位置に全く変化が生じない。
【００１４】
本発明の有利な改良においては、光学素子または取付部材の振動エネルギーを摩擦により低減する要素が付加質量を備えることが提供されうる。このような付加質量は、振動減衰可能な減衰量を増加させる。
【００１５】
付加質量が、光学素子または取付部材に接着剤により接続されるとき、振動は非常に良好に減衰される。具体的には、軟弾性接着剤、例えば、ポリウレタンエラストマー接着剤が、光学素子または取付具に付加質量を固定するために非常に好適となりうる。振動が発生した場合、エネルギーは、粘性効果及びエントロピー弾性効果によるだけでなく、接着剤の内部の内部摩擦により、接着剤の内部で低減される。
【００１６】
さらには、付加質量が、繊維状媒体に配置されるか、または、繊維状媒体により取り囲まれるとき、振動減衰に関して、良好な結果か達成される。繊維状媒体には、例えば、フリース、フェルト、または、緩く絡まった繊維、または、例えば、他の異形繊維エラストマーが用いられうる。
【００１７】
さらには、光学素子または取付具に接続されるリングとして設計された付加質量が、提供されうる。取付具にてリングが用いられる場合には、空間を理由として、取付部材の環状の切り欠きにリングを配置することは明らかである。
【００１８】
取付具の振動エネルギーを摩擦により低減する要素が、光学素子または取付具において振動振幅が最も大きい点のうちの１つ以上に固定される、本発明の有利な展開が提供されるときには、光学素子または取付具の振動の特に良好な減衰をもたらす。
【００１９】
光学素子の損傷を抑制すると共に、光学素子または取付具の振動エネルギーを摩擦により低減する要素の固定を、可能な限り単純な方法にて達成するために、光学素子または取付具の振動エネルギーを摩擦により低減する要素は、光学素子または取付具の外側に配置される。
【００２０】
光学素子または取付部材の振動エネルギーを摩擦により低減する要素が、光学素子以外の要素と機械的な接触部を有しないか、または、減衰される取付具に接続されて、他の要素とは接触部を有しないとき、振動減衰への影響が、効果的に抑制される。
【００２１】
取付部材の振動エネルギーを摩擦により低減する要素が、流動性媒体にて満たされたコンテナを備える実施形態の場合には、特に良好な振動減衰が認められる。
流動性媒体には、例えば、砂、粒状材料、または、粉末が用いられうる。
【００２２】
光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する要素が、個別の複数のワイヤを有するワイヤケーブルを備え、ワイヤケーブルの両端に質量がそれぞれ配置された実施形態の場合においても、振動減衰に関して良好な結果が達成される。
【００２３】
さらには、本発明の１つの改良においては、流動性媒体にて満たされた管として設計された光学素子の振動エネルギーを低減する要素が、提供されうる。
管が、柔軟性のある材料からなることが好ましい。
【００２４】
さらに、本発明の非常に有利な展開においては、光学素子または取付部材の振動エネルギーを摩擦により低減する要素であり、光学素子または、取付部材の固有振動数に調整される要素が提供されうる。振動減衰の実質的な改良は、このような要素の調整によりもたらされる。
【００２５】
本発明のさらなる改良においては、取付部材の振動エネルギーを摩擦により低減する要素が、取付部材の切り欠きに配置され、この場合、非常に微少な空間が必要とされることとなる。
【００２６】
請求項３５は、請求項１９〜３４の何れかに記載された少なくとも１つの取付部材を有する、光学素子を保持するための取付具をもたらす。
請求項３６によれば、代替案は、少なくとも２つの取付部材を有する取付具であり、２つの取付部材のうちの１つは、接触点にて他方の取付部材に接続されると共に、他方の取付部材に接触圧力を及ぼす弾性要素を備える。取付具の振動エネルギーを摩擦により低減する要素は、接触点及び２つの取付部材により形成される。
【００２７】
本発明による少なくとも１つの光学素子を備えるリソグラフィーオブジェクティブは、請求項３７にて特定される。
本発明による少なくとも１つの取付具を備えるリソグラフィーオブジェクティブは、請求項３８にて特定される。
【００２８】
請求項３９は、照射システムを備えると共に、請求項３７または３８に記載されたリソグラフィーオブジェクティブを備える投影露光装置に関する。
請求項４０は、このような投影露光装置を用いることにより、半導体部品を製造するための方法を与える。
【００２９】
本発明の複数の模範的な実施形態が、原則として図面を用いて以下に説明されている。
図１は、本実施形態においては、レンズとして設計され、取付具２に保持される光学素子１を示す。取付具２は、２つの取付部品、具体的には、光学素子１が固定される内部リング３と、作動要素４を介して内部リング３に接続される外部リング５と、を備えている。光学素子１の位置の変更を可能とするように、内部リング３は、作動要素４を介して、所定の境界内で移動されうる。つまり、内部リング３は、例えば、米国特許６，１９１，８９８ Ｂ１に詳細が説明された種類のものであり、また、マニュピレータとすることが可能である。内部リング３は、さらに、米国特許６，１９１，８９８ Ｂ１に詳細が説明されたような機能を備えるばね要素６を介して外部リング５に接続されている。このような理由から、本書では、リングについてより詳細に説明することを意図していない。米国特許６，１９１，８９８ Ｂ１の開示内容は、本出願の主題として、本書に完全に組み込まれる。レンズとして設計される代わりに、光学素子１は、ミラー、または、プリズムとしても設計されうる。
【００３０】
光学素子１及び／または取付具２において生じる振動を減衰するために、光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する要素が提供され、この要素は、振動減衰装置または振動ダンパとしても示され、本実施形態の場合には、内部リング３に割り当てられる。以下に詳細が説明され、光学素子１の振動エネルギーを摩擦により低減する要素７は、内部質量、または、地震質量(seismic mass)としても示されうる付加質量８を備えている。
【００３１】
光学素子１の振動エネルギーを摩擦により低減する要素７は、光学素子１、または、取付部材３または５の固有振動数ｆ0、または、固有振動スペクトル(spectrum of natural frequencies)の固有振動数に可能な限り正確に調整すべきである。なぜなら、最良の振動減衰は、このようにして達成されるからである。要素７の直径を設計するために、従来より周知の計算手法が用いられうる。本実施形態において、光学素子１の振動エネルギーを低減する要素７の設計における大きな役割は、付加質量８により、相当量設定される減衰要素の質量により実行される。ここでは、要素７の質量が小さい場合には、要素７の質量が、より正確に調整されなければならない。光学素子１の所望の固有振動数ｆ0への正確な適合に対して鈍感に反応する大質量の要素７を与えることは、それゆえに、比較的粗い調整を実行することが可能となるか、または、比較的広い固有振動数の範囲、または、比較的広い固有振動スペクトルの範囲がカバーされる。
【００３２】
それゆえに、適切な場合には、摩擦による光学素子１の振動エネルギーを低減する要素７の質量であり、追加の質量８により特定される要素７の質量が十分に大きいこと、例えば、要素７の質量が、減衰される光学素子１、または、取付部材３または５である取付具２の質量の１／１０〜１／１００であることが、常時、確実にされるべきである。
【００３３】
しかしながら、必ずしも常時大きい質量を光学素子１に固定することが可能ではなく、この理由から、比較的小さい質量が固定された場合に、光学素子１の振動エネルギーを低減する要素７のより正確な調整を実行することが必要である。質量が小さい要素７は、衝撃等が生じた場合において、非常に微小な付加量(volume)を有すると共に、非常に微小な付加荷重を受けるという利点を有する。要素７の固有振動数ｆ0は、以下のように算出される。
【００３４】
【数１】
ｋは、剛性であり、ｍは、要素７の質量である。
【００３５】
図１による実施形態において、付加質量８は、流動性媒体９にて満たされると共に、内部リング３の切り欠き部１１に位置するコンテナ１０に配置されている。例えば、砂、粒状材料または粉末が、流動性媒体９として用いられることが可能であり、質量８が流動性媒体９の内部に配置されるか、または、流動性媒体９が質量８の一部を構成する。例えば、質量８は、例えば鋼のような金属を含むおもりとしても良く、おもりは、流動性媒体９に緩く埋め込まれる。質量８と共に、流動性媒体９は、光学素子１及び／または取付具２の振動エネルギーを、摩擦熱に変換する。当然、異なる種類の流動性媒体９を混合することもまた考えられる。この場合、流動性媒体９の内部、及び、流動性媒体９と質量８との間のインタフェースの両方にて、摩擦が生じる。
【００３６】
光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する要素７の減衰効果は、密度及び／または粒径を変更すること、または、密度及び／または粒径に差異がある異なる種類の流動性媒体９を用いることにより、影響を受けると共に、最適化される可能性がある。質量８は、取付具２において、振動の振幅が最大、換言すれば、波腹であり、振動の振幅が最大であることにより、振動の減衰を最適にする点に固定されることが好ましい。流動性媒体９の代わりに、適切な場合には、非常に粘度のある液体、ペースト、油、ワックス、エラストマー、そして特に、繊維または繊維状媒体、または、これらの要素の混合物を用いることもまた可能である。繊維状媒体が用いられたとき、付加質量８は、繊維状媒体上に配置されるか、または、繊維状媒体に覆われる。流動性媒体９または上述した他の材料が、光学素子１の振動を低減する要素７を、光学素子１の多様な固有振動数に対して調整するために用いられうる。結果として要素７を、光学素子１の固有振動数に対して調節することに関する上述した問題は、回避されるか、または、少なくとも緩和される。これは、流動性媒体９の個別の要素の多数の異なる固有振動数によりもたらされる。
【００３７】
図２は、光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する要素７の実施形態を示し、本実施形態において、質量８は、第１実施形態と同様に、流動性媒体９にて満たされたコンテナ１０内に固定されている。しかしながら、質量８を備えるコンテナ１０は、光学素子１の外側に配置されており、このようにして、光学素子の振動を減衰する。コンテナ１０の光学素子１への接続は、例えば、ボンディングにより実行されうる。本実施形態においてもまた、質量８は、光学素子１の振動の振幅が最大、換言すれば、波腹となる点に固定されることが好ましい。結果として、図２に示すように、光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する多数の要素７が、光学素子１の周囲に設けられることも可能である。
【００３８】
光学素子１の振動エネルギーを摩擦により低減する要素７の図３による実施形態においてもまた、図２に従う実施形態と同様に、素子は光学素子１の外側に固定され、質量８は、流動性媒体９にて形成されている。流動性媒体９は、例えば、鉛または比較的高密度な他の材料を含む個別の粒子の形をとることが可能であり、この流動性媒体９は、コンテナ１０に収容されうる。本実施形態のコンテナ１０は、例えば、レーザー溶接を用いて封止される金属の薄片により形成される。
【００３９】
摩擦による光学素子１の振動エネルギーを低減する要素７の図４による実施形態においては、２つの付加質量８がワイヤケーブル１２の両端に配置されており、それにより、要素７が形成されている。内在する乾き摩擦により、振動を熱に変換するために、ワイヤケーブル１２は、振動が発生した場合に互いに擦り合わされる多数の個別のワイヤ１３を備え、それゆえに、質量８と共に、光学素子１の振動エネルギーを吸収する。このようなデザインの要素７は、取付具２の２つの取付部材３または５の振動エネルギーを摩擦により低減するように、取付具２の２つの取付部材３または５のうちの１つに固定されることもまた可能である。要素７が取付部材３または５のうちの１つに固定されることが可能であることは、以下に説明される図５及び６の実施形態においても同様である。
【００４０】
図５による要素７は、柔軟性のある材料、例えば、エラストマー、にて構成されると共に、流動性媒体９で満たされた管１４を備えている。流動性媒体９で満たされた管１４は、光学素子１の振動を低減する質量として既に十分であり、それゆえに、要素７を形成する。しかしながら、ここで、さらに、破線により示される付加質量８が、管１４の両端に固定されることも可能である。
【００４１】
図６において、要素７のさらなる実施形態が示されている。ここで、硬いロッド１５には、その両端にそれぞれ質量８が設けられており、関節継ぎ手１６、好ましくは、エラストマーからなる関節継ぎ手１６、及び、接続要素１７を介して光学素子１上に固定されている。本実施形態においては、エラストマーは、上述された流動性媒体９と同様の機能を請け負う。
【００４２】
光学素子１、または、取付具２の取付部材３または５の振動エネルギーを摩擦により低減する要素７のさらなる実施形態が、図７に断面にて示されている。ここで、付加質量８を構成するリング２８は、取付具２の内部リング３に載置され、平面部材２９は、２つのリングの間に配置される。平面部材２９は、例えば繊維状の材料であり、繊維状の材料は、例えば、環状の紙、または、フェルト、または、エラストマーである。ここで、付加質量８として設計されたリング２８と、平面部材２９とは、共に、取付具２または光学素子１（この図においては示されていない）の振動エネルギーを摩擦により低減する要素７を形成する。本実施形態においては、平面部材２９の内部だけでなく、平面部材２９と、２つのリング３及び２８のそれぞれとの間の２つのインタフェースにて摩擦が生じる。具体的には、このように、要素７は、多数の固有振動数を有するように設計されているので、平面部材２９に繊維状の材料が用いられたとき、平面部材９は、光学素子１の振動を低減する要素７を光学素子１の固有振動数に調整するために用いられうる。さらに、リング２８は、複数の個別のリング要素をも備えうる。複数の個別のリング要素の１つは、光学素子１の固有振動数、または、光学素子１の複数の固有振動数のうちの１つに、少なくともおおよそ合わせられる。その結果、適切な場合には、要素７の複雑な設計を回避することが可能となる。
【００４３】
光学素子１または取付具２の取付部材３または５の振動エネルギーを摩擦により低減する要素７の図８による実施形態においては、取付具２の内部リング３が凹部３０を備えており、凹部３０には、フリース状媒体、例えば、フェルト、紙片、フリース、または、繊維マットの形態で設計された平面部材２９が配置されている。この実施形態においてもまた、平面部材２９は、環状に設計されることが好ましい。平面部材２９上に配置されるのは、例えば金属からなるリング２８である。ここで、リング２８は、付加慣性質量８を形成すると共に、平面部材２９は、振動を低減する摩擦を確実に生じさせる媒体を形成する。凹部３０を設けたことにより、振動を低減する要素７は、特に空間を節約する形で、取付具２の内部に収容されうる。
【００４４】
図９は、光学素子１、または、取付具２の取付部材３または５の振動エネルギーを摩擦により低減する要素７のさらなる実施形態を示す。ここで、リング２８は、例えば金属からなり、リング２８は、光学素子１に接続されている。リング２８の光学素子１へのこの接続は、直接、または、追加部品を介して実現されうる。追加部品は、例えば、平面部材２９であり、また、本実施形態においては、接着剤３１である。本実施形態の要素７は、非常に小さな空間のみを必要とし、いかなる光学素子１にも実質的に組み込まれうる。
【００４５】
振動減衰に関連して、付加質量８を形成するリング２８を光学素子１上に固定するために、接着剤３１を用いることが非常に適当であることが証明されている。接着剤３１は、具体的には、軟弾性接着剤、例えば、ポリウレタンエラストマー接着剤が用いられる。接着剤３１の弾性特性は、実質的に、接着剤３１の減衰特性に寄与する。接着剤３１は、繰り返し上述したように、取付具２上に付加質量８を固定するために、付加質量８を保持する。ここで、取付具２の端部は、それゆえに接着剤３１を用いることが可能なようにされている。振動が発生したときに、エネルギーの低減は、接着剤３１内に生じ、このことは、粘性効果及びエントロピー弾性効果によるだけでなく、接着剤３１の内部摩擦により説明されうる。本実施形態において、接着剤３１の厚さは、実質的にばね定数の範囲を特定する。
【００４６】
ここで、接着剤３１は、減衰効果を向上するために、充填剤が添加されていない状態、つまり、純粋な接着剤３１、または、粉末、繊維及び／または充填剤として好適な他の材料が添加された接着剤のいずれかとして提供されうる。さらに、接着剤３１は、全領域を覆う形態、及び、点状の形態にて導入することの両方が考えられうる。
【００４７】
用いられる材料、及び、具体的には、接着剤３１の厚さの両方は、要素７の固有振動数、それゆえに、要素７を光学素子１の固有振動数に適合させることに影響するので、接着剤３１はまた、光学素子１の振動エネルギーを摩擦により低減する要素７の上述した適用を参照して考慮される。具体的には、光学素子１の剛性を特定する接着剤の厚さ、及び、材料特性に関する公差が比較的大きいとき、要素７の質量は、可能な限り大きくするべきである。具体的には、要素７の固有振動数が、光学素子１の固有振動数から過度に鋭く外れることを抑制するために、要素７の質量は、接着剤３１の質量と比較して可能な限り大きくするべきである。引張荷重の場合には、せん断荷重または圧縮荷重の場合とは異なる接着剤３１が用いられなければならないので、充填する接着剤３１の種類は、これに関連する役割を果たす。
【００４８】
接着剤３１の剛性ｋは、次の数式を用いて算出される。
【００４９】
【数２】
上の式において、ｋは剛性(stiffness)、Ｇは剛性率、Ａは全接着面積、ｔは接着剤３１の厚さ、及び、αは、せん断補正係数（全断面積と、せん断が生じる断面積との比により特定される）である。長方形の断面では、以下の式を用いる。
【００５０】
【数３】
ここで、υは、接着剤３１の横収縮係数(transverse contraction coefficient)である。
【００５１】
図９にて示される設計と比較してみると、取付具２の内部リング３に固定されるリング２８は、一定の断面を有すること、また、断面が閉じられること、の何れも必要ない。図１０に示すように、個別の付加質量８はまた、光学素子１上に接着されうる。付加質量８の数は、要素７の必要とされる減衰効果の機能を有する数である。これらの個別の付加質量８はまた、同様の方法にて、取付具２の内部リング３に固定されうる。
【００５２】
図１１、１２及び１３は、付加質量８の光学素子１上への様々な固定方法を示す。それぞれの場合において、付加質量８は、リング２８にて表されている。
ここまでに少し説明したように、光学素子１にリング２８を接続するために、図１１においては、接着剤３１は、光学素子１の上面及び側面と、対応するように設計されたリング２８との間に配置されている。しかしながら、図１２の実施形態の場合には、接着剤３１は、光学素子１の円周状の側面のみに塗布されており、図１３の実施形態の場合には、接着剤３１は、光学素子１の上面のみに塗布されている。
【００５３】
図１４は、光学素子１、または、取付具２の取付部材３または５の振動エネルギーを摩擦により低減する要素７のさらなる実施形態を示す。ここで、弾性要素１８ａ及び１８ｂの間に、部分的な制限された摩擦点、または、接触点１９を与えるように、取付具２は、２つの弾性要素１８ａ及び１８ｂにより光学素子１に結合される。弾性要素１８ａ及び１８ｂは、摩擦点、または、接触点１９において、互いに接触圧力を及ぼす。このようにして、２つの取付部材３及び５が互いに関連して運動する場合、光学素子１と、弾性要素１８ａ及び１８ｂまたは取付具２と、の間で関連して運動する場合においては、光学素子１の振動エネルギーは、乾き摩擦により熱に変換され、それゆえに、光学素子１の振動は減衰される。ここで、取付具２、または、一般的には取付部材３または５のうちの１つは、質量８を形成し、要素７は、接触点１９及び２つの取付部材３及び５により形成される。光学素子１の配置に対して、ほんのわずかに影響する非常に微小な力が生じることは、有利である。例えば、弾性要素１８ｂは、例えば、米国特許６，３９２，８２５または米国特許４，７３３，９４５にて周知のように、光学素子１のためのサポートとなりうる。
【００５４】
リソグラフィーオブジェクティブ２０が、かなり図式的な形式で図１５に示されている。リソグラフィーオブジェクティブ２０は、複数の光学素子１が配置されると共に保持されるハウジング２１を備えている。複数の光学素子１は、好ましくは、適切な取付具２にてハウジング２１に配置されると共に、保持される。リソグラフィーオブジェクティブ２０は、投影露光装置２２の一部であり、投影露光装置２２は、半導体部品を製造する目的を果たし、リソグラフィーオブジェクティブ２０の上面に固定され、レチクル２６を用いて、ビーム経路２５を、リソグラフィーオブジェクティブ２０を通して伝送する光源２４を備える照射システム２３を備えている。レチクル２６は、リソグラフィーオブジェクティブ１の下方に配置されるウェハー２７上に、従来より周知の方法で結像される。この投影露光装置２２は、それゆえに、従来より周知の半導体部品の製造方法を実行するために用いられることが可能であり、このため、以下に、さらなる詳細については説明されていない。ここで、少なくとも１つの光学素子１、及び／または、少なくとも１つの取付具１０に、光学素子１、または、取付具２の取付部材３または５の振動エネルギーを摩擦により低減する上述した要素７が設けられることが好ましい。
【００５５】
図１６は、グラフを示し、このグラフにおいて、振動数ｆに対する様々な振幅プロファイルが描かれている。ここで、「３２」により示される線は、本発明の要素７を有しない場合の固有振動数ｆ0近傍における光学素子１の振動振幅Ａを示す。このグラフ上では、光学素子１、または、光学素子７が固定されうる取付具２の固有振動数ｆ0において、非常に大きい振動振幅が見られる。しかしながら、この固有振動数ｆ0のために設計されたものの非常に弱い減衰を生じさせる要素７は、光学素子１または取付具２にて測定された、「３３」により示される、光学素子１または取付具２の振動振幅曲線をもたらす。本実施形態の場合には、設計により、固有振動数ｆ0においては、もはや振動振幅が無いか、または、少なくとも非常に小さい振動振幅のみが生じる。しかし、非常に妨害となりうる２つの第２の極大値を有する。要素７の振動振幅の推移は、参照番号「３４」により示される。要素７の振動振幅の絶対値は、光学素子１の振動振幅と一致する必要はない。
【００５６】
図１７に、原則として図１６と同様の曲線が示されており、ここでは、光学素子１の振動を減衰するより強力な減衰要素７を用いている。図１７においては、「３２」により示される曲線が図１６と同一であることが見られる。一方、要素７により非常に強力に減衰される場合においては、２つの第２の極大値は図１６よりも大幅に低いけれども、固有振動数ｆ0において、比較的大きい振幅を依然として有している。広帯域で振幅が高いことにて光学素子１が減衰することに関連して曲線は平坦となり、要素７に比較的強力な減衰により、向上された効果が達成される。図１６のように、図１７の曲線３４もまた、要素７の振幅を示す。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】光学素子の取付部材上で、光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する、本発明の要素の第１実施形態を示す。
【図２】光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する本発明の要素の第２実施形態を示し、第２実施形態においては、付加質量が、光学素子の外側に配置されている。
【図３】図２による実施形態の代替例を示す。
【図４】図２による実施形態のさらなる代替例を示す。
【図５】図２による実施形態のさらなる代替例を示す。
【図６】図２による実施形態のさらなる代替例を示す。
【図７】光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する本発明の要素のさらなる実施形態を示す。
【図８】光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する本発明の要素のさらなる実施形態を示す。
【図９】光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する本発明の要素のさらなる実施形態を示す。
【図１０】光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する本発明の要素のさらなる実施形態を示す。
【図１１】光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する本発明の要素のさらなる実施形態を示す。
【図１２】光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する本発明の要素のさらなる実施形態を示す。
【図１３】光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する本発明の要素のさらなる実施形態を示す。
【図１４】光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する本発明の要素のさらなる実施形態を示し、この実施形態において、追加質量は、少なくとも１つの弾性要素を介して光学素子に結合される取付部材である。
【図１５】リソグラフィーオブジェクティブを備える投影露光装置を示す。
【図１６】減衰が弱い場合の本発明による振動減衰を表すグラフを示す。
【図１７】減衰が強い場合の本発明による振動減衰を表すグラフを示す。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、光学素子、取付部材、光学素子のための取付具、プロジェクションオブジェクティブ、及び、マイクロストラクチャーの製造方法に関する。
画像装置の光学素子に作用する減衰振動のためのシステムが、米国特許６，７００，７１５ Ｂ１に説明されている。この場合、振動の発生は、光学素子に組み込まれたセンサにより検出される。振動または変形により起こる固有振動を相殺する振動が、アクチュエータとしての活性化された圧電物質により、可変制御ループの形で導入される。システムの複雑度が比較的高いことが、このようなシステムにおける不利な点である。
【０００２】
ＥＰ １ ２７５ ９９５ Ａ２は、光学素子の位置を検出するための装置と共に、多数の光学素子を備えた光学システムを説明している。光学素子は、ばね及びダンパを介してベースプレートに取り付けられる測定ストラクチャー上に固定される。
【０００３】
ＤＥ １００ ４１ ９９３ Ｃ１は、振動、具体的には、自動車の振動を吸収するために用いられる傾向のある、ダンパ質量を有するダンパ、エストラマーばね、ベース、及び、締結ボルトを開示している。
【０００４】
ＤＥ ８４ １７ ７６０ Ｕ１は、自動車のユニット上に設けられうるものであり、振動の温度依存性のある減衰を確実にするためにワイヤ、繊維、または、細長い布からなる束を１つ以上備えるばねシステムとして存在する振動ダンパを説明している。
【０００５】
このような振動ダンパは、自動車で生じるような非常に大きい振動振幅に対して、確かに適当である。しかしながら、これらのダンパは、単にそれらの大きさにより、光学素子に用いることはできない。さらに、最もよく知られた振動ダンパは、発生する振動を特に良好に減衰する好ましい方向を有し、さらには、特定の振動数に調整される。
【０００６】
しかしながら、光学素子、または、光学素子が取り付けられる取付具の場合には、非常に異なる振動数及び振動方向が起こりうるので、上述の振動ダンパを光学素子に用いることはできない。具体的には、例えば、米国特許６，１９１，８９８ Ｂ１に説明されたようなマニュピレータにて固定される光学素子のための取付具である場合には、光学素子は、その固有振動にて振動するだけでなく、マニュピレータ、または、１つ以上の取付部材と同調する光学素子の振動もまた生じる。光学素子に、制御が困難な非常に低い固有振動数が、比較的高い振幅と共に生じる可能性がある。
【０００７】
それゆえに、本発明の目的は、異なる振動周波数、及び、異なる振動のアライメントの場合においても、非常に良好な振動を減衰する、光学素子、及び、光学素子のための取付具を提供することである。
【０００８】
この目的は、光学素子に固定され、光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する少なくとも１つの付加要素を備える光学素子を用いる本発明により達成される。
この目的は、さらに、取付部材に固定され、取付部材の振動エネルギーを摩擦により低減する少なくとも１つの付加要素を備える、光学素子のための取付部材により達成される。
【０００９】
本発明により提供される、取付部材の振動エネルギーを摩擦により低減する要素は、振動エネルギーを低減することにより光学素子の振動を減衰する振動ダンパ、または、振動減衰装置としても示されうる。なお、振動は、振動ダンパ、または、振動減衰装置により、６自由度全てにおいて、減衰される。ここで、本発明による光学素子は、振動エネルギーを摩擦により熱に変換する。本特許出願の範囲内において、「摩擦」という語句は、エネルギーを低減することが可能な全ての作用、換言すると、具体的には、クーロン摩擦、内部摩擦による作用、及び／または、関係する材料の粘度または粘弾性によりエネルギーを低減することが可能な作用の全ての作用を含むものとする。
【００１０】
光学素子または取付部材の振動エネルギーを摩擦により低減する要素は、それ自体は、振動システムを形成しないので、非常に広帯域の振動スペクトルにとって有効である。取付部材の振動エネルギーを摩擦により低減する要素の質量を増加させることにより、振動減衰のこの有効性を向上させることが可能である。一方、目的が高周波振動を減衰することである場合、取付部材の振動エネルギーを摩擦により低減する要素の質量を削減することが可能である。
【００１１】
本発明による要素の具体的な有利な点は、非常に微少な追加の設置空間のみを必要とするか、または、特定の実施形態においては、設置空間を全く必要とせず、それゆえに、最も変更に富んだ適用において問題が生じることなく用いられうるという事実にある。具体的には、光学素子または取付部材の振動エネルギーを摩擦により低減する要素を、光学素子または取付具のそれぞれの幾何学的な条件に非常に容易に適用することも可能である。さらに、光学素子または取付部材の振動エネルギーを摩擦により低減する本発明の要素は、受動的な振動減衰をもたらし、それゆえに、設計において、非常に微少な費用のみを必要とする。
【００１２】
光学素子または取付部材の振動エネルギーを摩擦により低減する要素は、光学素子または取付部材に直接固定され、支持構造等には固定されない。このため、振動は、要素により直接影響を受ける。具体的には、要素は、互いに関連して振動する２つの取付部材の間に配置されることはなく、それゆえに、２つの取付部材の間を直接結合することはない。
【００１３】
光学素子または取付部材の振動を低減する本発明による要素は、操作可能、及び、操作不可能な光学素子の両方と共に、有利に用いられうる。ここで、本発明による要素は、光学素子自体、または、光学素子の取付部材の何れかに固定される。それゆえに、振動減衰の性質によって、光学素子または取付部材の位置に全く変化が生じない。
【００１４】
本発明の有利な改良においては、光学素子または取付部材の振動エネルギーを摩擦により低減する要素が付加質量を備えることが提供されうる。このような付加質量は、振動減衰可能な減衰量を増加させる。
【００１５】
付加質量が、光学素子または取付部材に接着剤により接続されるとき、振動は非常に良好に減衰される。具体的には、軟弾性接着剤、例えば、ポリウレタンエラストマー接着剤が、光学素子または取付具に付加質量を固定するために非常に好適となりうる。振動が発生した場合、エネルギーは、粘性効果及びエントロピー弾性効果によるだけでなく、接着剤の内部の内部摩擦により、接着剤の内部で低減される。
【００１６】
さらには、付加質量が、繊維状媒体に配置されるか、または、繊維状媒体により取り囲まれるとき、振動減衰に関して、良好な結果か達成される。繊維状媒体には、例えば、フリース、フェルト、または、緩く絡まった繊維、または、例えば、他の異形繊維エラストマーが用いられうる。
【００１７】
さらには、光学素子または取付具に接続されるリングとして設計された付加質量が、提供されうる。取付具にてリングが用いられる場合には、空間を理由として、取付部材の環状の切り欠きにリングを配置することは明らかである。
【００１８】
取付具の振動エネルギーを摩擦により低減する要素が、光学素子または取付具において振動振幅が最も大きい点のうちの１つ以上に固定される、本発明の有利な展開が提供されるときには、光学素子または取付具の振動の特に良好な減衰をもたらす。
【００１９】
光学素子の損傷を抑制すると共に、光学素子または取付具の振動エネルギーを摩擦により低減する要素の固定を、可能な限り単純な方法にて達成するために、光学素子または取付具の振動エネルギーを摩擦により低減する要素は、光学素子または取付具の外側に配置される。
【００２０】
光学素子または取付部材の振動エネルギーを摩擦により低減する要素が、光学素子以外の要素と機械的な接触部を有しないか、または、減衰される取付具に接続されて、他の要素とは接触部を有しないとき、振動減衰への影響が、効果的に抑制される。
【００２１】
取付部材の振動エネルギーを摩擦により低減する要素が、流動性媒体にて満たされたコンテナを備える実施形態の場合には、特に良好な振動減衰が認められる。
流動性媒体には、例えば、砂、粒状材料、または、粉末が用いられうる。
【００２２】
光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する要素が、個別の複数のワイヤを有するワイヤケーブルを備え、ワイヤケーブルの両端に質量がそれぞれ配置された実施形態の場合においても、振動減衰に関して良好な結果が達成される。
【００２３】
さらには、本発明の１つの改良においては、流動性媒体にて満たされた管として設計された光学素子の振動エネルギーを低減する要素が、提供されうる。
管が、柔軟性のある材料からなることが好ましい。
【００２４】
さらに、本発明の非常に有利な展開においては、光学素子または取付部材の振動エネルギーを摩擦により低減する要素であり、光学素子または、取付部材の固有振動数に調整される要素が提供されうる。振動減衰の実質的な改良は、このような要素の調整によりもたらされる。
【００２５】
本発明のさらなる改良においては、取付部材の振動エネルギーを摩擦により低減する要素が、取付部材の切り欠きに配置され、この場合、非常に微少な空間が必要とされることとなる。
【００２６】
請求項３５は、請求項１９〜３４の何れかに記載された少なくとも１つの取付部材を有する、光学素子を保持するための取付具をもたらす。
請求項３６によれば、代替案は、少なくとも２つの取付部材を有する取付具であり、２つの取付部材のうちの１つは、接触点にて他方の取付部材に接続されると共に、他方の取付部材に接触圧力を及ぼす弾性要素を備える。取付具の振動エネルギーを摩擦により低減する要素は、接触点及び２つの取付部材により形成される。
【００２７】
本発明による少なくとも１つの光学素子を備えるリソグラフィーオブジェクティブは、請求項３７にて特定される。
本発明による少なくとも１つの取付具を備えるリソグラフィーオブジェクティブは、請求項３８にて特定される。
【００２８】
請求項３９は、照射システムを備えると共に、請求項３７または３８に記載されたリソグラフィーオブジェクティブを備える投影露光装置に関する。
請求項４０は、このような投影露光装置を用いることにより、半導体部品を製造するための方法を与える。
【００２９】
本発明の複数の模範的な実施形態が、原則として図面を用いて以下に説明されている。
図１は、本実施形態においては、レンズとして設計され、取付具２に保持される光学素子１を示す。取付具２は、２つの取付部品、具体的には、光学素子１が固定される内部リング３と、作動要素４を介して内部リング３に接続される外部リング５と、を備えている。光学素子１の位置の変更を可能とするように、内部リング３は、作動要素４を介して、所定の境界内で移動されうる。つまり、内部リング３は、例えば、米国特許６，１９１，８９８ Ｂ１に詳細が説明された種類のものであり、また、マニュピレータとすることが可能である。内部リング３は、さらに、米国特許６，１９１，８９８ Ｂ１に詳細が説明されたような機能を備えるばね要素６を介して外部リング５に接続されている。このような理由から、本書では、リングについてより詳細に説明することを意図していない。米国特許６，１９１，８９８ Ｂ１の開示内容は、本出願の主題として、本書に完全に組み込まれる。レンズとして設計される代わりに、光学素子１は、ミラー、または、プリズムとしても設計されうる。
【００３０】
光学素子１及び／または取付具２において生じる振動を減衰するために、光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する要素が提供され、この要素は、振動減衰装置または振動ダンパとしても示され、本実施形態の場合には、内部リング３に割り当てられる。以下に詳細が説明され、光学素子１の振動エネルギーを摩擦により低減する要素７は、内部質量、または、地震質量(seismic mass)としても示されうる付加質量８を備えている。
【００３１】
光学素子１の振動エネルギーを摩擦により低減する要素７は、光学素子１、または、取付部材３または５の固有振動数ｆ0、または、固有振動スペクトル(spectrum of natural frequencies)の固有振動数に可能な限り正確に調整すべきである。なぜなら、最良の振動減衰は、このようにして達成されるからである。要素７の直径を設計するために、従来より周知の計算手法が用いられうる。本実施形態において、光学素子１の振動エネルギーを低減する要素７の設計における大きな役割は、付加質量８により、相当量設定される減衰要素の質量により実行される。ここでは、要素７の質量が小さい場合には、要素７の質量が、より正確に調整されなければならない。光学素子１の所望の固有振動数ｆ0への正確な適合に対して鈍感に反応する大質量の要素７を与えることは、それゆえに、比較的粗い調整を実行することが可能となるか、または、比較的広い固有振動数の範囲、または、比較的広い固有振動スペクトルの範囲がカバーされる。
【００３２】
それゆえに、適切な場合には、摩擦による光学素子１の振動エネルギーを低減する要素７の質量であり、追加の質量８により特定される要素７の質量が十分に大きいこと、例えば、要素７の質量が、減衰される光学素子１、または、取付部材３または５である取付具２の質量の１／１０〜１／１００であることが、常時、確実にされるべきである。
【００３３】
しかしながら、必ずしも常時大きい質量を光学素子１に固定することが可能ではなく、この理由から、比較的小さい質量が固定された場合に、光学素子１の振動エネルギーを低減する要素７のより正確な調整を実行することが必要である。質量が小さい要素７は、衝撃等が生じた場合において、非常に微小な付加量(volume)を有すると共に、非常に微小な付加荷重を受けるという利点を有する。要素７の固有振動数ｆ0は、以下のように算出される。
【００３４】
【数１】
ｋは、剛性であり、ｍは、要素７の質量である。
【００３５】
図１による実施形態において、付加質量８は、流動性媒体９にて満たされると共に、内部リング３の切り欠き部１１に位置するコンテナ１０に配置されている。例えば、砂、粒状材料または粉末が、流動性媒体９として用いられることが可能であり、質量８が流動性媒体９の内部に配置されるか、または、流動性媒体９が質量８の一部を構成する。例えば、質量８は、例えば鋼のような金属を含むおもりとしても良く、おもりは、流動性媒体９に緩く埋め込まれる。質量８と共に、流動性媒体９は、光学素子１及び／または取付具２の振動エネルギーを、摩擦熱に変換する。当然、異なる種類の流動性媒体９を混合することもまた考えられる。この場合、流動性媒体９の内部、及び、流動性媒体９と質量８との間のインタフェースの両方にて、摩擦が生じる。
【００３６】
光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する要素７の減衰効果は、密度及び／または粒径を変更すること、または、密度及び／または粒径に差異がある異なる種類の流動性媒体９を用いることにより、影響を受けると共に、最適化される可能性がある。質量８は、取付具２において、振動の振幅が最大、換言すれば、波腹であり、振動の振幅が最大であることにより、振動の減衰を最適にする点に固定されることが好ましい。流動性媒体９の代わりに、適切な場合には、非常に粘度のある液体、ペースト、油、ワックス、エラストマー、そして特に、繊維または繊維状媒体、または、これらの要素の混合物を用いることもまた可能である。繊維状媒体が用いられたとき、付加質量８は、繊維状媒体上に配置されるか、または、繊維状媒体に覆われる。流動性媒体９または上述した他の材料が、光学素子１の振動を低減する要素７を、光学素子１の多様な固有振動数に対して調整するために用いられうる。結果として要素７を、光学素子１の固有振動数に対して調節することに関する上述した問題は、回避されるか、または、少なくとも緩和される。これは、流動性媒体９の個別の要素の多数の異なる固有振動数によりもたらされる。
【００３７】
図２は、光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する要素７の実施形態を示し、本実施形態において、質量８は、第１実施形態と同様に、流動性媒体９にて満たされたコンテナ１０内に固定されている。しかしながら、質量８を備えるコンテナ１０は、光学素子１の外側に配置されており、このようにして、光学素子の振動を減衰する。コンテナ１０の光学素子１への接続は、例えば、ボンディングにより実行されうる。本実施形態においてもまた、質量８は、光学素子１の振動の振幅が最大、換言すれば、波腹となる点に固定されることが好ましい。結果として、図２に示すように、光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する多数の要素７が、光学素子１の周囲に設けられることも可能である。
【００３８】
光学素子１の振動エネルギーを摩擦により低減する要素７の図３による実施形態においてもまた、図２に従う実施形態と同様に、素子は光学素子１の外側に固定され、質量８は、流動性媒体９にて形成されている。流動性媒体９は、例えば、鉛または比較的高密度な他の材料を含む個別の粒子の形をとることが可能であり、この流動性媒体９は、コンテナ１０に収容されうる。本実施形態のコンテナ１０は、例えば、レーザー溶接を用いて封止される金属の薄片により形成される。
【００３９】
摩擦による光学素子１の振動エネルギーを低減する要素７の図４による実施形態においては、２つの付加質量８がワイヤケーブル１２の両端に配置されており、それにより、要素７が形成されている。内在する乾き摩擦により、振動を熱に変換するために、ワイヤケーブル１２は、振動が発生した場合に互いに擦り合わされる多数の個別のワイヤ１３を備え、それゆえに、質量８と共に、光学素子１の振動エネルギーを吸収する。このようなデザインの要素７は、取付具２の２つの取付部材３または５の振動エネルギーを摩擦により低減するように、取付具２の２つの取付部材３または５のうちの１つに固定されることもまた可能である。要素７が取付部材３または５のうちの１つに固定されることが可能であることは、以下に説明される図５及び６の実施形態においても同様である。
【００４０】
図５による要素７は、柔軟性のある材料、例えば、エラストマー、にて構成されると共に、流動性媒体９で満たされた管１４を備えている。流動性媒体９で満たされた管１４は、光学素子１の振動を低減する質量として既に十分であり、それゆえに、要素７を形成する。しかしながら、ここで、さらに、破線により示される付加質量８が、管１４の両端に固定されることも可能である。
【００４１】
図６において、要素７のさらなる実施形態が示されている。ここで、硬いロッド１５には、その両端にそれぞれ質量８が設けられており、関節継ぎ手１６、好ましくは、エラストマーからなる関節継ぎ手１６、及び、接続要素１７を介して光学素子１上に固定されている。本実施形態においては、エラストマーは、上述された流動性媒体９と同様の機能を請け負う。
【００４２】
光学素子１、または、取付具２の取付部材３または５の振動エネルギーを摩擦により低減する要素７のさらなる実施形態が、図７に断面にて示されている。ここで、付加質量８を構成するリング２８は、取付具２の内部リング３に載置され、平面部材２９は、２つのリングの間に配置される。平面部材２９は、例えば繊維状の材料であり、繊維状の材料は、例えば、環状の紙、または、フェルト、または、エラストマーである。ここで、付加質量８として設計されたリング２８と、平面部材２９とは、共に、取付具２または光学素子１（この図においては示されていない）の振動エネルギーを摩擦により低減する要素７を形成する。本実施形態においては、平面部材２９の内部だけでなく、平面部材２９と、２つのリング３及び２８のそれぞれとの間の２つのインタフェースにて摩擦が生じる。具体的には、このように、要素７は、多数の固有振動数を有するように設計されているので、平面部材２９に繊維状の材料が用いられたとき、平面部材９は、光学素子１の振動を低減する要素７を光学素子１の固有振動数に調整するために用いられうる。さらに、リング２８は、複数の個別のリング要素をも備えうる。複数の個別のリング要素の１つは、光学素子１の固有振動数、または、光学素子１の複数の固有振動数のうちの１つに、少なくともおおよそ合わせられる。その結果、適切な場合には、要素７の複雑な設計を回避することが可能となる。
【００４３】
光学素子１または取付具２の取付部材３または５の振動エネルギーを摩擦により低減する要素７の図８による実施形態においては、取付具２の内部リング３が凹部３０を備えており、凹部３０には、フリース状媒体、例えば、フェルト、紙片、フリース、または、繊維マットの形態で設計された平面部材２９が配置されている。この実施形態においてもまた、平面部材２９は、環状に設計されることが好ましい。平面部材２９上に配置されるのは、例えば金属からなるリング２８である。ここで、リング２８は、付加慣性質量８を形成すると共に、平面部材２９は、振動を低減する摩擦を確実に生じさせる媒体を形成する。凹部３０を設けたことにより、振動を低減する要素７は、特に空間を節約する形で、取付具２の内部に収容されうる。
【００４４】
図９は、光学素子１、または、取付具２の取付部材３または５の振動エネルギーを摩擦により低減する要素７のさらなる実施形態を示す。ここで、リング２８は、例えば金属からなり、リング２８は、光学素子１に接続されている。リング２８の光学素子１へのこの接続は、直接、または、追加部品を介して実現されうる。追加部品は、例えば、平面部材２９であり、また、本実施形態においては、接着剤３１である。本実施形態の要素７は、非常に小さな空間のみを必要とし、いかなる光学素子１にも実質的に組み込まれうる。
【００４５】
振動減衰に関連して、付加質量８を形成するリング２８を光学素子１上に固定するために、接着剤３１を用いることが非常に適当であることが証明されている。接着剤３１は、具体的には、軟弾性接着剤、例えば、ポリウレタンエラストマー接着剤が用いられる。接着剤３１の弾性特性は、実質的に、接着剤３１の減衰特性に寄与する。接着剤３１は、繰り返し上述したように、取付具２上に付加質量８を固定するために、付加質量８を保持する。ここで、取付具２の端部は、それゆえに接着剤３１を用いることが可能なようにされている。振動が発生したときに、エネルギーの低減は、接着剤３１内に生じ、このことは、粘性効果及びエントロピー弾性効果によるだけでなく、接着剤３１の内部摩擦により説明されうる。本実施形態において、接着剤３１の厚さは、実質的にばね定数の範囲を特定する。
【００４６】
ここで、接着剤３１は、減衰効果を向上するために、充填剤が添加されていない状態、つまり、純粋な接着剤３１、または、粉末、繊維及び／または充填剤として好適な他の材料が添加された接着剤のいずれかとして提供されうる。さらに、接着剤３１は、全領域を覆う形態、及び、点状の形態にて導入することの両方が考えられうる。
【００４７】
用いられる材料、及び、具体的には、接着剤３１の厚さの両方は、要素７の固有振動数、それゆえに、要素７を光学素子１の固有振動数に適合させることに影響するので、接着剤３１はまた、光学素子１の振動エネルギーを摩擦により低減する要素７の上述した適用を参照して考慮される。具体的には、光学素子１の剛性を特定する接着剤の厚さ、及び、材料特性に関する公差が比較的大きいとき、要素７の質量は、可能な限り大きくするべきである。具体的には、要素７の固有振動数が、光学素子１の固有振動数から過度に鋭く外れることを抑制するために、要素７の質量は、接着剤３１の質量と比較して可能な限り大きくするべきである。引張荷重の場合には、せん断荷重または圧縮荷重の場合とは異なる接着剤３１が用いられなければならないので、充填する接着剤３１の種類は、これに関連する役割を果たす。
【００４８】
接着剤３１の剛性ｋは、次の数式を用いて算出される。
【００４９】
【数２】
上の式において、ｋは剛性(stiffness)、Ｇは剛性率、Ａは全接着面積、ｔは接着剤３１の厚さ、及び、αは、せん断補正係数（全断面積と、せん断が生じる断面積との比により特定される）である。長方形の断面では、以下の式を用いる。
【００５０】
【数３】
ここで、υは、接着剤３１の横収縮係数(transverse contraction coefficient)である。
【００５１】
図９にて示される設計と比較してみると、取付具２の内部リング３に固定されるリング２８は、一定の断面を有すること、また、断面が閉じられること、の何れも必要ない。図１０に示すように、個別の付加質量８はまた、光学素子１上に接着されうる。付加質量８の数は、要素７の必要とされる減衰効果の機能を有する数である。これらの個別の付加質量８はまた、同様の方法にて、取付具２の内部リング３に固定されうる。
【００５２】
図１１、１２及び１３は、付加質量８の光学素子１上への様々な固定方法を示す。それぞれの場合において、付加質量８は、リング２８にて表されている。
ここまでに少し説明したように、光学素子１にリング２８を接続するために、図１１においては、接着剤３１は、光学素子１の上面及び側面と、対応するように設計されたリング２８との間に配置されている。しかしながら、図１２の実施形態の場合には、接着剤３１は、光学素子１の円周状の側面のみに塗布されており、図１３の実施形態の場合には、接着剤３１は、光学素子１の上面のみに塗布されている。
【００５３】
図１４は、光学素子１、または、取付具２の取付部材３または５の振動エネルギーを摩擦により低減する要素７のさらなる実施形態を示す。ここで、弾性要素１８ａ及び１８ｂの間に、部分的な制限された摩擦点、または、接触点１９を与えるように、取付具２は、２つの弾性要素１８ａ及び１８ｂにより光学素子１に結合される。弾性要素１８ａ及び１８ｂは、摩擦点、または、接触点１９において、互いに接触圧力を及ぼす。このようにして、２つの取付部材３及び５が互いに関連して運動する場合、光学素子１と、弾性要素１８ａ及び１８ｂまたは取付具２と、の間で関連して運動する場合においては、光学素子１の振動エネルギーは、乾き摩擦により熱に変換され、それゆえに、光学素子１の振動は減衰される。ここで、取付具２、または、一般的には取付部材３または５のうちの１つは、質量８を形成し、要素７は、接触点１９及び２つの取付部材３及び５により形成される。光学素子１の配置に対して、ほんのわずかに影響する非常に微小な力が生じることは、有利である。例えば、弾性要素１８ｂは、例えば、米国特許６，３９２，８２５または米国特許４，７３３，９４５にて周知のように、光学素子１のためのサポートとなりうる。
【００５４】
リソグラフィーオブジェクティブ２０が、かなり図式的な形式で図１５に示されている。リソグラフィーオブジェクティブ２０は、複数の光学素子１が配置されると共に保持されるハウジング２１を備えている。複数の光学素子１は、好ましくは、適切な取付具２にてハウジング２１に配置されると共に、保持される。リソグラフィーオブジェクティブ２０は、投影露光装置２２の一部であり、投影露光装置２２は、半導体部品を製造する目的を果たし、リソグラフィーオブジェクティブ２０の上面に固定され、レチクル２６を用いて、ビーム経路２５を、リソグラフィーオブジェクティブ２０を通して伝送する光源２４を備える照射システム２３を備えている。レチクル２６は、リソグラフィーオブジェクティブ１の下方に配置されるウェハー２７上に、従来より周知の方法で結像される。この投影露光装置２２は、それゆえに、従来より周知の半導体部品の製造方法を実行するために用いられることが可能であり、このため、以下に、さらなる詳細については説明されていない。ここで、少なくとも１つの光学素子１、及び／または、少なくとも１つの取付具１０に、光学素子１、または、取付具２の取付部材３または５の振動エネルギーを摩擦により低減する上述した要素７が設けられることが好ましい。
【００５５】
図１６は、グラフを示し、このグラフにおいて、振動数ｆに対する様々な振幅プロファイルが描かれている。ここで、「３２」により示される線は、本発明の要素７を有しない場合の固有振動数ｆ0近傍における光学素子１の振動振幅Ａを示す。このグラフ上では、光学素子１、または、光学素子７が固定されうる取付具２の固有振動数ｆ0において、非常に大きい振動振幅が見られる。しかしながら、この固有振動数ｆ0のために設計されたものの非常に弱い減衰を生じさせる要素７は、光学素子１または取付具２にて測定された、「３３」により示される、光学素子１または取付具２の振動振幅曲線をもたらす。本実施形態の場合には、設計により、固有振動数ｆ0においては、もはや振動振幅が無いか、または、少なくとも非常に小さい振動振幅のみが生じる。しかし、非常に妨害となりうる２つの第２の極大値を有する。要素７の振動振幅の推移は、参照番号「３４」により示される。要素７の振動振幅の絶対値は、光学素子１の振動振幅と一致する必要はない。
【００５６】
図１７に、原則として図１６と同様の曲線が示されており、ここでは、光学素子１の振動を減衰するより強力な減衰要素７を用いている。図１７においては、「３２」により示される曲線が図１６と同一であることが見られる。一方、要素７により非常に強力に減衰される場合においては、２つの第２の極大値は図１６よりも大幅に低いけれども、固有振動数ｆ0において、比較的大きい振幅を依然として有している。広帯域で振幅が高いことにて光学素子１が減衰することに関連して曲線は平坦となり、要素７に比較的強力な減衰により、向上された効果が達成される。図１６のように、図１７の曲線３４もまた、要素７の振幅を示す。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】光学素子の取付部材上で、光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する、本発明の要素の第１実施形態を示す。
【図２】光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する本発明の要素の第２実施形態を示し、第２実施形態においては、付加質量が、光学素子の外側に配置されている。
【図３】図２による実施形態の代替例を示す。
【図４】図２による実施形態のさらなる代替例を示す。
【図５】図２による実施形態のさらなる代替例を示す。
【図６】図２による実施形態のさらなる代替例を示す。
【図７】光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する本発明の要素のさらなる実施形態を示す。
【図８】光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する本発明の要素のさらなる実施形態を示す。
【図９】光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する本発明の要素のさらなる実施形態を示す。
【図１０】光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する本発明の要素のさらなる実施形態を示す。
【図１１】光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する本発明の要素のさらなる実施形態を示す。
【図１２】光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する本発明の要素のさらなる実施形態を示す。
【図１３】光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する本発明の要素のさらなる実施形態を示す。
【図１４】光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する本発明の要素のさらなる実施形態を示し、この実施形態において、追加質量は、少なくとも１つの弾性要素を介して光学素子に結合される取付部材である。
【図１５】リソグラフィーオブジェクティブを備える投影露光装置を示す。
【図１６】減衰が弱い場合の本発明による振動減衰を表すグラフを示す。
【図１７】減衰が強い場合の本発明による振動減衰を表すグラフを示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子に固定され、前記光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する少なくとも１つの付加要素を備える光学素子。
【請求項２】
前記光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する要素は、付加質量を備える
請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記付加質量は、接着剤により前記光学素子に接続される
請求項２に記載の光学素子。
【請求項４】
前記付加質量は、繊維状媒体に配置される
請求項２に記載の光学素子。
【請求項５】
前記付加質量は、繊維状媒体により囲まれる
請求項２に記載の光学素子。
【請求項６】
前記付加質量は、前記光学素子に接続されるリングとして形成される
請求項２〜５の何れかに記載の光学素子。
【請求項７】
前記光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する要素は、前記光学素子の振動振幅が最も高い点のうちの１つ以上の点に固定される
請求項１〜６の何れかに記載の光学素子。
【請求項８】
前記光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する要素は、前記光学素子の外側に配置される
請求項１〜７の何れかに記載の光学素子。
【請求項９】
前記光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する要素は、前記光学素子以外の要素と接触するための機械的接触部を有しない
請求項１〜８の何れかに記載の光学素子。
【請求項１０】
前記光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する要素は、流動性媒体にて満たされるコンテナを備える
請求項１〜９の何れかに記載の光学素子。
【請求項１１】
前記質量は、前記流動性媒体にて満たされるコンテナに配置される
請求項２及び１０に記載の光学素子。
【請求項１２】
前記流動性媒体は、砂である
請求項１０に記載の光学素子。
【請求項１３】
前記流動性媒体は、粒状材料である
請求項１０に記載の光学素子。
【請求項１４】
前記流動性媒体は、粉末である
請求項１０に記載の光学素子。
【請求項１５】
前記光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する要素は、複数の個別のワイヤを有すると共に、両端にそれぞれ質量が配置されたワイヤケーブルを備える
請求項１〜１４の何れかに記載の光学素子。
【請求項１６】
前記光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する要素は、流動性媒体にて満たされた管として形成される
請求項１〜１５の何れかに記載の光学素子。
【請求項１７】
前記管は、柔軟性を有する材料にて構成される
請求項１６に記載の光学素子。
【請求項１８】
前記光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する要素は、前記光学素子の固有振動数に調整される
請求項１〜１７の何れかに記載の光学素子。
【請求項１９】
取付部材に固定され、前記取付部材の振動エネルギーを摩擦により低減する少なくとも１つの付加要素
を備える取付部材。
【請求項２０】
前記取付部材の振動エネルギーを摩擦により低減する要素は、付加質量を備える
請求項１９に記載の取付部材。
【請求項２１】
前記付加質量は、接着剤により前記取付部材に接続される
請求項２０に記載の取付部材。
【請求項２２】
前記付加質量は、繊維状媒体に配置される
請求項２０に記載の取付部材。
【請求項２３】
前記付加質量は、繊維状媒体により囲まれる
請求項２０に記載の取付部材。
【請求項２４】
前記付加質量は、前記取付部材に接続されるリングとして形成される
請求項１９〜２３の何れかに記載の取付部材。
【請求項２５】
前記リングは、前記取付部材の環状の切り欠きに配置される
請求項２２に記載の取付部材。
【請求項２６】
前記取付部材の振動エネルギーを摩擦により低減する要素は、前記取付部材の振動振幅が最も高い点のうちの１つ以上の点に固定される
請求項１９〜２５の何れかに記載の取付部材。
【請求項２７】
前記取付部材の振動エネルギーを摩擦により低減する要素は、減衰される前記取付部材にのみに接続され、他の要素と接触しない
請求項１９〜２６の何れかに記載の取付部材。
【請求項２８】
前記取付部材の振動エネルギーを摩擦により低減する要素は、前記取付部材における切り欠きに配置される
請求項１９〜２７の何れかに記載の取付部材。
【請求項２９】
前記取付部材の振動エネルギーを摩擦により低減する要素は、流動性媒体にて満たされるコンテナを備える
請求項１９〜２８の何れかに記載の取付部材。
【請求項３０】
前記質量は、前記流動性媒体にて満たされるコンテナに配置される
請求項１９及び２９に記載の取付部材。
【請求項３１】
前記流動性媒体は、砂である
請求項２９に記載の取付部材。
【請求項３２】
前記流動性媒体は、粒状材料である
請求項２９に記載の取付部材。
【請求項３３】
前記流動性媒体は、粉末である
請求項２９に記載の取付部材。
【請求項３４】
前記取付部材の振動エネルギーを摩擦により低減する要素は、前記取付部材の固有振動数に調整される
請求項１９〜３３の何れかに記載の取付部材。
【請求項３５】
請求項１９〜３４の何れかに記載の取付部材の少なくとも１つを備える光学素子を保持するための取付具。
【請求項３６】
取付具であって、
少なくとも２つの取付部材を備え、前記２つの取付部材のうちの１つは、接触点にて他方の取付部材に接続されると共に前記他方の取付部材に接触圧力を及ぼす弾性要素を備え、当該取付具の振動エネルギーを摩擦により低減する要素は、前記接触点及び前記２つの取付部材により形成される取付具。
【請求項３７】
請求項１〜１９の何れかに記載の光学素子の少なくとも１つを備えるリソグラフィーオブジェクティブ。
【請求項３８】
請求項３５または３６に記載の少なくとも１つの取付具を備えるリソグラフィーオブジェクティブ。
【請求項３９】
半導体部品を製造するために、照射システムと、請求項３７または３８に記載のリソグラフィーオブジェクティブと、を備える投影露光装置。
【請求項４０】
請求項３９に記載の投影露光装置を用いることにより半導体部品を製造する方法。
【請求項１】
光学素子に固定され、前記光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する少なくとも１つの付加要素を備える光学素子。
【請求項２】
前記光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する要素は、付加質量を備える
請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記付加質量は、接着剤により前記光学素子に接続される
請求項２に記載の光学素子。
【請求項４】
前記付加質量は、繊維状媒体に配置される
請求項２に記載の光学素子。
【請求項５】
前記付加質量は、繊維状媒体により囲まれる
請求項２に記載の光学素子。
【請求項６】
前記付加質量は、前記光学素子に接続されるリングとして形成される
請求項２〜５の何れかに記載の光学素子。
【請求項７】
前記光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する要素は、前記光学素子の振動振幅が最も高い点のうちの１つ以上の点に固定される
請求項１〜６の何れかに記載の光学素子。
【請求項８】
前記光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する要素は、前記光学素子の外側に配置される
請求項１〜７の何れかに記載の光学素子。
【請求項９】
前記光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する要素は、前記光学素子以外の要素と接触するための機械的接触部を有しない
請求項１〜８の何れかに記載の光学素子。
【請求項１０】
前記光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する要素は、流動性媒体にて満たされるコンテナを備える
請求項１〜９の何れかに記載の光学素子。
【請求項１１】
前記質量は、前記流動性媒体にて満たされるコンテナに配置される
請求項２及び１０に記載の光学素子。
【請求項１２】
前記流動性媒体は、砂である
請求項１０に記載の光学素子。
【請求項１３】
前記流動性媒体は、粒状材料である
請求項１０に記載の光学素子。
【請求項１４】
前記流動性媒体は、粉末である
請求項１０に記載の光学素子。
【請求項１５】
前記光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する要素は、複数の個別のワイヤを有すると共に、両端にそれぞれ質量が配置されたワイヤケーブルを備える
請求項１〜１４の何れかに記載の光学素子。
【請求項１６】
前記光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する要素は、流動性媒体にて満たされた管として形成される
請求項１〜１５の何れかに記載の光学素子。
【請求項１７】
前記管は、柔軟性を有する材料にて構成される
請求項１６に記載の光学素子。
【請求項１８】
前記光学素子の振動エネルギーを摩擦により低減する要素は、前記光学素子の固有振動数に調整される
請求項１〜１７の何れかに記載の光学素子。
【請求項１９】
取付部材に固定され、前記取付部材の振動エネルギーを摩擦により低減する少なくとも１つの付加要素
を備える取付部材。
【請求項２０】
前記取付部材の振動エネルギーを摩擦により低減する要素は、付加質量を備える
請求項１９に記載の取付部材。
【請求項２１】
前記付加質量は、接着剤により前記取付部材に接続される
請求項２０に記載の取付部材。
【請求項２２】
前記付加質量は、繊維状媒体に配置される
請求項２０に記載の取付部材。
【請求項２３】
前記付加質量は、繊維状媒体により囲まれる
請求項２０に記載の取付部材。
【請求項２４】
前記付加質量は、前記取付部材に接続されるリングとして形成される
請求項１９〜２３の何れかに記載の取付部材。
【請求項２５】
前記リングは、前記取付部材の環状の切り欠きに配置される
請求項２２に記載の取付部材。
【請求項２６】
前記取付部材の振動エネルギーを摩擦により低減する要素は、前記取付部材の振動振幅が最も高い点のうちの１つ以上の点に固定される
請求項１９〜２５の何れかに記載の取付部材。
【請求項２７】
前記取付部材の振動エネルギーを摩擦により低減する要素は、減衰される前記取付部材にのみに接続され、他の要素と接触しない
請求項１９〜２６の何れかに記載の取付部材。
【請求項２８】
前記取付部材の振動エネルギーを摩擦により低減する要素は、前記取付部材における切り欠きに配置される
請求項１９〜２７の何れかに記載の取付部材。
【請求項２９】
前記取付部材の振動エネルギーを摩擦により低減する要素は、流動性媒体にて満たされるコンテナを備える
請求項１９〜２８の何れかに記載の取付部材。
【請求項３０】
前記質量は、前記流動性媒体にて満たされるコンテナに配置される
請求項１９及び２９に記載の取付部材。
【請求項３１】
前記流動性媒体は、砂である
請求項２９に記載の取付部材。
【請求項３２】
前記流動性媒体は、粒状材料である
請求項２９に記載の取付部材。
【請求項３３】
前記流動性媒体は、粉末である
請求項２９に記載の取付部材。
【請求項３４】
前記取付部材の振動エネルギーを摩擦により低減する要素は、前記取付部材の固有振動数に調整される
請求項１９〜３３の何れかに記載の取付部材。
【請求項３５】
請求項１９〜３４の何れかに記載の取付部材の少なくとも１つを備える光学素子を保持するための取付具。
【請求項３６】
取付具であって、
少なくとも２つの取付部材を備え、前記２つの取付部材のうちの１つは、接触点にて他方の取付部材に接続されると共に前記他方の取付部材に接触圧力を及ぼす弾性要素を備え、当該取付具の振動エネルギーを摩擦により低減する要素は、前記接触点及び前記２つの取付部材により形成される取付具。
【請求項３７】
請求項１〜１９の何れかに記載の光学素子の少なくとも１つを備えるリソグラフィーオブジェクティブ。
【請求項３８】
請求項３５または３６に記載の少なくとも１つの取付具を備えるリソグラフィーオブジェクティブ。
【請求項３９】
半導体部品を製造するために、照射システムと、請求項３７または３８に記載のリソグラフィーオブジェクティブと、を備える投影露光装置。
【請求項４０】
請求項３９に記載の投影露光装置を用いることにより半導体部品を製造する方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公表番号】特表２００９−５０１３５０（Ｐ２００９−５０１３５０Ａ）
【公表日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５２０８０２（Ｐ２００８−５２０８０２）
【出願日】平成１８年７月１３日（２００６．７．１３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００６／００６８７４
【国際公開番号】ＷＯ２００７／００６５７７
【国際公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【出願人】（５０３２６３３５５）カール・ツァイス・エスエムティー・アーゲー (435)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月１３日（２００６．７．１３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００６／００６８７４
【国際公開番号】ＷＯ２００７／００６５７７
【国際公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【出願人】（５０３２６３３５５）カール・ツァイス・エスエムティー・アーゲー (435)
【Ｆターム（参考）】
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