JP5567521B2 - 露光プロセス用の光学素子ユニット - Google Patents

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Description

本発明は、露光プロセス、特に液浸技術を用いた露光プロセスのための光学素子ユニット、特に液浸技術を用いたマイクロリソグラフィ系の光学素子ユニットに関する。それは同様に、かかる光学素子ユニットを有する露光器具にも関する。さらにそれは、光学素子ユニット内への汚染物質の侵入を防止する方法並びに光学素子ユニットの極限光学素子を保持する方法にも関する。本発明は、マイクロ電子デバイス、特に半導体デバイスを製造するためのフォトリソグラフィプロセスとの関連において、又はかかるフォトリソグラフィプロセス中に使用されるマスク又は粒子といったようなデバイスの製造との関連において使用可能である。
標準的には、半導体デバイスといったマイクロ電子デバイスの製造との関連において使用される光学系は、光学系の光路内にレンズ及び鏡などといった複数の光学素子を有している。これらの光学素子は通常、マスク、レチクルなどの上に形成された画像をウェハといったような基板上に転写するための露光プロセスの中で共働する。前記光学素子は通常、単数又は複数の機能的に全く異なる光学素子群の中で組合わされている。これらの全く異なる光学素子群は、全く異なる光学素子ユニットによって保持されてもよい。
レンズといった少なくとも主として屈折性の光学素子を備える光学素子群は、大部分が、通常光学軸と呼ばれる光学素子の直線的に共通の対称軸を有する。さらに、かかる光学素子群を保持する光学素子ユニットは、細長い略管状の設計を有することが多く、このため一般的にレンズバレルと呼ばれている。
半導体デバイスの小型化が進んでいることから、これらの半導体デバイスを製造するために用いられる光学系の分解能を高める必要性がつねに存在する。分解能の改善に対するこの必要性は、開口数の増大及び光学系の画像形成精度の増大に対する必要性を明らかに後押しする。さらに、高品質半導体デバイスを高い信頼性で得るためには、高い画像形成精度を示す光学系を提供する必要があるだけではない。露光プロセス全体そして系の耐用期間全体を通してこのような高い精度を維持することも必要である。
開口数を増大させるため、マイクロリソグラフィ系との関連においては、いわゆる液浸技術が提案されてきた。このような液浸技術では、基板に最も近いところにある光学系の最終光学素子は、基板上の液浸ゾーン内に提供される通常は精製度の高い水である液浸媒体の中に液浸される。これらの液浸技術では、１超の開口数ＮＡを得ることができる。
最終光学素子のこの液浸は、いくつかの問題を引き起こす。１つの問題は、通常該光学系の残りの部分を液浸媒体、その少量またはその反応生成物と全く接触しないように保護して汚染物質による光学素子の汚染を回避しなければならないという事実にある。回避しない場合、かかる汚染物質は光学系の光学的性能の望ましくない低下をもたらすことになる。かくして通常、最終光学素子と、該最終光学素子を保持する光学素子のハウジングとの間の接触表面は、ハウジングの内部への汚染物質の侵入をことごとく回避するようにシールされる。
通常、接触表面のこのシールは、最終光学素子をハウジングに接着させ、この接着剤が接触表面の密なシールを形成することによって達成される。いずれにせよ、この接着剤による接着はいくつかの欠点をもたらす。欠点のうちの１つは、最終光学素子とハウジングの熱膨張係数によって、接着剤シールが作動中にさまざまな応力を受けるという事実にある。これらのさまざまな応力は当然のことながら接着剤シールの耐用年数に対し不利な効果を有している。
さらに、接着剤自体は、光学素子の汚染ひいては光学系の光学性能の望ましくない劣化を引き起こす汚染物質源となる。
さらなる問題点は、最終光学素子とハウジングの熱膨張係数が異なることによる最終レンズ素子の変形にある。これらの変形は、液浸媒体の無い従来の「乾燥」露光プロセスの場合よりもはるかに強い影響を画像形成品質に対して与える。最終光学素子の両側に空気又は気体が存在する状態での従来の「乾燥」露光プロセスにおいては、最終光学素子の両側での略同一の耐熱指数比によって最終光学素子の変形時点で補償効果が発生する。液浸媒体の耐熱指数は最終光学素子の耐熱指数と同様であることから、これらの補償効果は発生しない。かくして、最終光学素子の熱によって誘発された変形は可能な限り最大限に回避されることになる。
１つの解決法は、最終光学素子の熱膨張係数に匹敵する熱膨張係数をもつハウジングを提供することであろう。いずれにせよ、このようなハウジングはかなり高価なものとなる。
露光プロセスにおいて使用される光学系のハウジングの内部への外部雰囲気の一部分の侵入の問題は、液浸技術を用いた露光系については存在しない。例えば従来の「乾燥」プロセスのためのいわゆる真空の紫外線領域内の光を使用する場合、この領域の光は、酸素、水蒸気などといった多様な物質によって強く吸収される。かくして、光学系の露光性能を維持するために光の経路全体にわたり低吸収雰囲気を提供することが必要である。かくして、例えば熱的理由から、ヘリウムといった低吸収気体がハウジング内部で媒体として使用される一方で時として窒素といった低吸収気体が光学系のハウジングをとり囲む雰囲気として使用される。窒素の耐熱指数はヘリウムの耐熱指数から著しく逸脱することから、ハウジング内の光学系の安定した画像形成特性を維持するために光学系のハウジング内への窒素の侵入を防止することが必要である。
光学系のハウジングの内部部分のこのような汚染を回避するためには、白石氏の特許文献１から、極限光学素子と光学系のハウジングとの間に長く狭い軸方向ギャップを具備し、ギャップに向かって開いた排出流路を介してギャップに入る物質を除去することが知られている。該ギャップは、極限光学素子が上に載っているハウジングから突出する３つの円錐柱を介して提供される。該極限光学素子は、ハウジングと締め付けリングとの間で軸方向に締め付けられている。締め付けリングは、締め付けリングから突出しかつハウジングから突出する対応する円錐柱と軸方向に位置合せされている３本の円錐柱を介して極限光学素子と接触する。
一方ではこの解決法は、ギャップ内での除去プロセスによってハウジング内部の圧力が著しく降下し、極限光学素子の望ましくない変形を引き起こす可能性があるという欠点を有する。さらなる欠点は、ギャップ幅が柱の固定寸法によって限定され、そのためギャップ幅の調整が不可能である、という事実にある。さらに又、ここでも、極限光学素子間の熱膨張係数の差異のためハウジングと締め付けリングとの間で締め付けされた極限光学素子に変形を引き起こす。
欧州特許出願公開第１３３９０９９号明細書
かくして、本発明の目的は、少なくとも或る程度は、上述の欠点を克服し、光学系、特に液浸露光プロセスに用いられる光学系の優れた長期にわたる信頼性の高い画像形成特性を提供することにある。
本発明のさらなる目的は、光学素子ユニット、特に液浸露光プロセス内で使用される光学素子ユニットの内部で光学系のメンテナンスをすることなく耐用年数を最大限にするべく光学素子の内部部分の中に汚染物質が侵入するのを容易かつ高い信頼性で防止することにある。
本発明のさらなる目的は、光学系、特に液浸露光プロセスにおいて使用される光学系の優れた高い信頼性の画像形成特性を提供するため、単純でかつ変形を最小限におさえるように外部環境から光学素子ユニットの内部部分を分離する光学素子を保持することにある。
これらの目的は、開いたシーリングギャップが光学素子とハウジングとの間で調整可能な状態で形成されるように極限光学素子が光学素子ユニットのハウジングによって直接保持される場合に、優れた長期間にわたる信頼性の高い画像形成特性を達成することができるという教示に基づく本発明によって達成される。
この構成は、一方では、熱膨張補償機構の単純な実施を可能にする。かかる熱膨張補償機構は、光学素子とハウジングの熱膨張の差異の補償を提供する。このような補償は、それ自体、光学素子の変形を減少させ、その結果、画像形成特性を改善する。特にこのような補償機構を用いると、光学素子とハウジングの熱膨張係数を整合させようとする高価な解決法は全く必要ない。かかる熱膨張補償機構は、光学素子とハウジングとの間の接合部分又はその近くにおける任意の適切な場所に配置可能である。
この構成は、他方では、液浸させるべき光学素子ユニットのハウジング内への汚染物質の侵入を防止するシール機構の単純な実施をも可能にする。本発明によるこのシール機構は、前記調整可能なシーリングギャップ内にシール用流体障壁を備える。シール用流体障壁を備えるこのような調整可能な構成は、それ自体安定した完全に機能的な状態のまま光学素子とハウジングとの間の基本的に制約の無い相対的運動を可能にするという利点を有する。この相対的運動は基本的に、光学素子上の何らかの応力を及ぼすこと無く起こり得、光学素子の変形の低減ひいては画像形成特性を改善する結果をもたらす。その上、シール用流体はそれ自体、画像形成品質の劣化を引き起こす何らかの汚染物質の供給源には全くならないように、容易に選択可能である。
かくして、本発明の第１の態様によると、光学素子群と、前記光学素子群を収容しハウジング内部部分及び出口端部を有するハウジングと、該ハウジングに連結され前記ハウジング内部部分にパージ媒体を供給するパージユニットとを具備する光学素子ユニットが提供される。前記光学素子群は極限光学素子を有する。前記極限光学素子は前記ハウジングの前記出口端部に配置され、前記ハウジング内部部分を前記ハウジングの外部の環境から分離している。前記極限光学素子及び前記ハウジングは、シーリングギャップを調整可能に形成する。前記パージユニットは、前記ハウジング内部部分内への汚染物質の侵入を防止するため前記シーリングギャップに前記媒体を提供する。
本発明の第２の態様によると、マスク上に形成されたパターンの画像を基板に転写するための露光器具であって、光路と、該光路の内部に配置され前記マスクを収容するマスク場所と、前記光路の一端部に配置され前記基板を収容する基板場所と、前記マスク場所及び前記基板場所の間で前記光路内に配置された本発明の第１の態様による光学素子ユニットと、液浸媒体が充填されると共に前記光学素子ユニット及び前記基板場所の間で前記光路内に配置された液浸ゾーンとを具備する露光器具が提供される。前記極限光学素子は前記ハウジング内部部分を前記液浸ゾーンから分離する。前記パージユニットは、前記シーリングギャップを通して前記ハウジング内部部分内に前記液浸媒体が侵入するのを防ぐために前記シーリングギャップに前記パージ媒体を供給している。
本発明の第３の態様によると、光学素子と、ハウジング内部部分及び出口端部を有するハウジングとを具備する光学素子ユニットが提供される。前記ハウジングは、その外部の環境から前記内部ハウジングを分離するべく前記出口端部に前記光学素子を保持する。前記光学素子及び前記ハウジングは、前記ハウジング内部部分内への汚染物質の侵入を防止するシール用流体障壁を収容するように構成されたシーリングギャップを有している。
本発明の第４の態様によると、マスク上に形成されたパターンの画像を基板に転写するための露光器具であって、光路と、該光路の内部に配置され前記マスクを収容するマスク場所と、前記光路の一端部に配置され前記基板を収容する基板場所と、前記マスク場所及び前記基板場所の間で前記光路内に配置された本発明の第３の態様に従った光学素子ユニットと、液浸媒体が充填されると共に前記光学素子ユニット及び前記基板場所の間で前記光路内に配置された液浸ゾーンとを具備する露光器具が提供される。前記光学素子は前記ハウジング内部部分を前記液浸ゾーンから分離する。前記液浸媒体が前記シーリングギャップを通して前記ハウジング内部部分内に侵入するのを防ぐために前記シール用流体障壁が前記シーリングギャップ内に維持されている。
本発明の第５の態様によると、光学素子と、ハウジング内部部分及び出口端部を有するハウジングとを具備する光学素子ユニットが提供される。前記ハウジングは、前記出口端部が中に液浸される液浸媒体が充填された液浸ゾーンから前記ハウジング内部部分を分離するべく前記出口端部に前記光学素子を保持する。前記光学素子及び前記ハウジングは、狭いシーリングギャップを調整可能に形成し、該シーリングギャップが前記液浸ゾーン及び前記ハウジング内部部分に向かって開いている。
本発明の第６の態様によると、マスク上に形成されたパターンの画像を基板に転写するための露光器具であって、光路と、該光路の内部に配置され前記マスクを収容するマスク場所と、前記光路の一端部に配置され前記基板を収容する基板場所と、前記マスク場所及び前記基板場所の間で前記光路内に配置された本発明の第５の態様に従った光学素子ユニットと、液浸媒体が充填され、前記光路内部で前記光学素子ユニット及び前記基板場所の間に配置されている液浸ゾーンとを具備する露光器具が提供される。前記光学素子は前記液浸ゾーンの前記液浸媒体の内部に液浸されている。
本発明の第７の態様によると、光学素子ユニット内への汚染物質の侵入を防止する方法において、ハウジング内部部分及び出口端部を備えるハウジングを有する光学素子ユニットを提供する段階と、前記ハウジングの外部の環境から前記ハウジング内部部分を分離するべく前記出口端部に光学素子を提供する段階であって、前記光学素子及び前記ハウジングが、シーリングギャップを調整可能に形成する段階と、前記シーリングギャップ内部にシール用流体障壁を提供し、前記ハウジング内部部分内への汚染物質の侵入を防止する段階とを具備する方法が提供される。
本発明の第８の態様によると、光学素子ユニットの極限光学素子を、前記光学素子が少なくとも部分的に中に液浸される液浸媒体が充填された液浸ゾーンから前記光学素子ユニットの内部部分を分離するべく保持する方法において、ハウジング内部部分及び出口端部を備えるハウジングを有する前記光学素子ユニットを提供する段階と、前記液浸媒体から前記ハウジング内部部分を分離するべく前記出口端部で前記光学素子を保持する段階とを具備する方法が提供される。前記光学素子及び前記ハウジングが狭いシーリングギャップを調整可能に形成するように前記光学素子が保持され、前記シーリングギャップが前記液浸ゾーン及び前記ハウジング内部部分に向かって開いている。
本発明のさらなる実施形態は、従属クレーム及び添付図を参照した好適な実施形態についての以下の記述から明らかになることだろう。開示された特長の全ての組合せは、クレーム中に明示的に述べられているか否かに関わらず、本発明の範囲内に入る。
本発明による光学素子ユニットの好適な実施形態を有する本発明による露光器具の好適な実施形態の概略図である。 図１の光学素子の部分的概略図である。 図２の細部ＩＩＩの概略図である。 本発明による光学素子ユニットの好適な実施形態を有する本発明による露光器具のさらなる好適な実施形態の概略図である。 図４の光学素子ユニットの部分的概略図である。 本発明による光学素子ユニットの好適な実施形態を有する本発明による露光器具のさらなる好適な実施形態の概略図である。 図６の光学素子ユニットの部分的概略図である。 本発明による光学素子ユニットのさらなる好適な実施形態の部分的概略図である。 本発明による光学素子ユニットのさらなる好適な実施形態の部分的概略図である。 本発明による光学素子ユニットのさらなる好適な実施形態の部分的概略図である。 本発明による光学素子ユニットのさらなる好適な実施形態の部分的概略図である。 本発明による光学素子ユニットのさらなる好適な実施形態の部分的概略図であ
第１の実施形態
以下に、本発明による光学素子ユニット３を備えた光学投射系２を有する本発明による露光器具１の第１の好適な実施形態を、図１〜３を参照しながら説明する。
露光器具１はマスク４上に形成されたパターンの画像を基板５上に転写するように構成されている。このために、露光器具１は、前記マスク４及び光学素子ユニット３を照射する照射系６を有している。光学素子ユニット３は、マスク４上に形成されたパターンの画像を、例えば水などの基板５上に投射する。
このために、光学素子ユニット３は光学素子群７を保持する。この光学素子群７は、光学素子ユニット３のハウジング３．１内に保持される。該光学素子群７は、レンズ、鏡などといった一定数の光学素子８及び基板５に隣接するハウジング３．１の出口端部３．２に配置された最終光学素子９の形の極限光学素子を有する。
ハウジング３．１は、光学素子ユニット３を形成するように積重ねられ、密に連結された複数のハウジングモジュール３．３で構成されている。各々のハウジングモジュール３．３は光学素子８及び９のうちの単数又は複数のものを保持する。ハウジングモジュール３．３の機械的接合部分は、防止しなければ光学素子８、９を汚染させこれに影響を及ぼし光学素子群７の画像形成特性の劣化を引き起こすハウジング３．１の内部部分３．４内への汚染物質の侵入を防止する目的でシールされる。
光学投射系２は、マスク４と基板５との間に光路の一部分を収容する。その光学素子８及び９は共働して、マスク４上に形成されたパターンの画像を、光路の端部に配置された基板５上に転写する。光学投射系２の開口数ＮＡを増大させるために、光学投射系２はさらに、高精製度の水といったような液浸媒体１１が充填された液浸ゾーン１０を有する。
液浸ゾーン１０が主として基板５、基板５の上に配置された液浸フレーム１０．１及び最終光学素子９によって形成されるので、ハウジング３．１の出口端部３．２の一部分が液浸媒体１１中に液浸される。かくして最終光学素子９は、ハウジング３．１の内部部分３．４を前記ハウジング３．１の外部の環境から分離させる。特に、最終光学素子９は、液浸ゾーン１１内部に存在する液浸媒体１１からハウジング３．１の内部部分３．４を分離する。
最終光学素子９は、狭い周方向シーリングギャップ１２が最終光学素子９とハウジング３．１との間で調整可能に形成されるようにハウジング３．１によって保持される。このシーリングギャップ１２は、最終光学素子９の円周に沿って周方向に延びている。
図２及び３の平面と一致する平面内である前記周方向に対して垂直な第１の断面平面内で、シーリングギャップ１２は、ハウジング３．１の内部部分３．４とハウジング３．１の外部の環境との間に１本の通路を形成する。シーリングギャップ１２は、前記通路に対して横方向すなわち第１の方向１３．１でシーリングギャップ幅Ｗを、そして前記通路に沿ってすなわち第２の方向１３．２でシーリングギャップ長Ｌを有する。シーリングギャップ幅は、シーリングギャップ１２内の最終光学素子９とハウジング３．１との間の距離によって形成される。
シーリングギャップ長Ｌは、狭いシーリングギャップ１２が形成されるようにシーリングギャップ幅Ｗよりも著しく大きい。シーリングギャップ幅Ｗが最高でもおよそ数十マイクロメートルである一方で、シーリングギャップ長Ｌはおよそ数ミリメートルである。好ましくは、シーリングギャップ長Ｌは３ｍｍ〜６ｍｍの範囲内であり、一方シーリングギャップ幅は５μｍ〜２０μｍの範囲内にである。このような寸法で、シーリングギャップ１２は、最終光学素子９とハウジング３．１との間の相対的動作が可能となるように最終光学素子９とハウジング３．１との間に充分なすきまを提供する。
最終光学素子９は回転対称レンズによって形成される。これは主として第１の平面内で延び、前記第１の平面に対して垂直な第１の対称軸９．１を有する。図２及び３に示されている実施形態においては、第１の平面は図面の平面に対して垂直であり、第１の対称軸９．１は光学素子群７の光学軸３．５と一致している。
最終光学素子９は、第１の保持ユニット１４を介してハウジング３．１によって保持される。この第１の保持ユニット１４は、最終光学素子９の周方向表面９．３内の周方向溝９．２と係合する突出部１４．１を有する締め付けユニットによって形成されている。締め付けユニット１４は、第１の方向１３．１に平行、すなわち前記第１の平面に対して平行で、かつ第１の対称軸９．１を向いている放射方向締め付け力を最終光学素子９上に及ぼす。換言すると、放射方向締め付け力は第１の対称軸９．１に対して略垂直である。かくして、締め付けユニットは、周方向での摩擦連結と、前記第１の平面内での形状固定と、第１の対称軸９．１の方向での形状固定及び摩擦連結の組合せとを組合わせる支持機構を提供する。
締め付けユニット１４は、それが解放デバイスを形成するような形で、第１の方向１３．１に沿って弾力性を有するように配置されている。この目的で、その突出部１４．１は、リーフスプリング要素１４．３を介してその基礎部分１４．２に連結されている。基礎部分１４．２は、ハウジング３．１に対して剛性連結されている。リーフスプリング要素１４．３は第１の方向１３．１に沿って可撓性があり、かくして、屈曲部を形成する。この構成では、露光器具１の作動中に最終光学素子９とハウジング３．１の異なる熱膨張を補償する単純な熱膨張補償機構が得られる。第１の方向１３．１でのこの解放によって作動中の最終光学素子９の変形が減少し、その結果露光器具１の画像形成特性が改善されかつ安定する。
他方では、リーフスプリング要素１４．３は、最終光学素子９の第１の対称軸９．１に対して平行である第２の方向１３．２に沿って高い剛性を示す。かくして、締め付けユニット１４は同様に、第２の方向１３．２に沿って剛性を示し、最終光学素子９の支持機構の優れた高信頼性の動力学的特性がもたらされる。
締め付けユニット１４によって提供される熱膨張補償機構は、最終光学素子９とハウジング３．１のために使用すべき材料に関して設計上で大きな自由を与える。この支持機構はまさに基本的に、設計者の選択に関していかなる制約も課すことがない。その他の設計基準に従って適切なあらゆる材料が最終光学素子９並びにハウジング３．１のために選択可能である。締め付け要素１４は同様に、適切な任意の材料で作ることができる。特に、それはハウジング３．１と同じ材料で作ることができる。ハウジング３．１と締め付け要素１４の両方について、高い弾性係数をもつ材料が好まれる。
本実施形態においては、最終光学素子９のためにはＣａＦ2を選択し、一方ハウジング３．１と締め付け要素１４については鋼を選択する。いずれにせよ、本発明のその他の実施形態で、最終光学素子についてはＳｉＯ2、ハウジング及び締め付け要素についてはその他の適切な金属、合金、セラミックなどといったその他の材料を選択できるということが分かるだろう。ＣａＦ2は通常、水といったような液浸媒体による劣化に対する感応性が高いことから、液浸媒体と接触する最終光学素子９の部分には、対応する保護コーティングなどが施される。
締め付け要素は、最終光学素子の容易な組立て及び分解を可能にする。いずれにせよ、本発明のその他の実施形態では、第１の保持要素は必ずしも締め付け要素である必要はないということがわかるだろう。形状固定、摩擦連結、材料固定（ボンディング、接着剤、はんだづけ、など）及びその組合せといったその他のあらゆる連結技術を最終光学素子及びハウジングのために使用することができる。好ましくは、このような実施形態は、同様に、対応する熱膨張補償機構をも提供する。いずれにせよ、最終光学素子とハウジングの熱膨張係数との間に著しい差異がない本発明のその他の実施形態では、熱膨張補償機構も省略できることがわかるだろう。
同一の設計の締め付け要素（図示せず）の形をした２つのさらなる要素が、締め付け要素１４と同様の要領で最終光学素子９と共働するように提供される。締め付け要素１４及びさらなる締め付け要素は、最終光学素子９に対して安定した静的に形成された支持を提供するべく、最終光学素子９の円囲に等角分布されている。
本発明のその他の実施形態では、異なる設計の保持要素を組合わせることができるということがわかるだろう。特に、これらの保持要素のうちの１つだけが最終光学素子の平面内の熱膨張補償を提供する熱膨張補償機構を備えているだけで充分である。さらに最終光学素子を支持するために、これ以外の数の保持要素を有することも可能である。
締め付け要素１４すなわち第１の保持要素は、ハウジング３．１との関係における最終光学素子９の位置を調整するための位置決め装置を有する。この位置決め装置は図２中で、調整がそれに沿って提供される軸１４．４及び１４．５によっておおまかに表わされている。それぞれの調整機構は、任意の適切な設計のものであり得る。それは、単純なスペーサ、ネジ機構など又はそれらの組合せといったような受動的機構であってよい。それは同様に、油圧アクチュエータ、電気アクチュエータ又はその組合せといったような能動的機構であってもよい。
位置決め装置１４．４、１４．５は、最終光学素子９の光学軸に沿った位置及びそれとの関係における傾き及び偏心を調整することによって画像形成誤差の補正を可能にする。その上、位置決め装置１４．４、１４．５は、シーリングギャップ１２のシーリングギャップ幅Ｗの調整を可能にする。
ハウジングの内部部分３．４にパージ媒体を供給するべく、パージユニット１５が光学素子ユニット３に連結されている。該パージ媒体は、ハウジングの内部部分３．４の内部に適切な雰囲気を提供し、光学系の優れた信頼性の高い画像形成特性を可能にする。上述の目的でのかかるパージ媒体の使用は、当該技術分野において周知であり、ここで詳しく説明はしない。パージ媒体は適切な任意の媒体であってよい。通常、それは不活性ガスである。
パージユニット１５は、ハウジングの内部部分３．４の内部の異なる場所にパージ媒体源１５．１によって供給されたパージ媒体を分配する光学素子ユニット３のパージ媒体分配系（図示せず）に連結されたパージ媒体源１５．１を有する。
このパージ媒体分配系の一部として、ハウジング３．１内部に提供されるパージ媒体流路１５．２がパージ媒体源１５．１に連結される。このパージ媒体流路１５．２は、シーリングギャップ１２に向かってパージ媒体を誘導する。パージ媒体流路１５．２と同様のさらなるパージ媒体流路が最終光学素子９の円周に等分布されている。該パージ媒体は、パージ媒体の連続流１６がハウジング３．１の内部部分３．４からシーリングギャップ１２を通ってハウジング３．１の外部の環境に向かって最終光学素子９の円周全体にわたり確立されるような量及び圧力で、パージ媒体源１５．１によって供給される。
この連続流１６は、それぞれ、シーリングギャップ１２を介してハウジング３．１の内部部分３．４に汚染物質が侵入するのを防止するパージ媒体障壁又はシール用流体障壁である。特に、連続流１６は、防止しなければ光学素子群７の光学素子８を汚染する可能性がある少量の液浸媒体１１がハウジング３．１の内部部分３．４の中に侵入するのを防止する。
連続流１６は、ハウジング３．１の内部部分３．４の中に液体又は塊状の物質が侵入するのを防止するだけではない。それは同様に、シーリングギャップ１２から離れるように気体を引き込むことによってハウジング３．１の内部部分３．４の中に気体物質が侵入することをも防止する。
シーリングギャップ１２から退出した連続流１６は、液浸媒体がハウジング３．１と液浸フレーム１０．１との間の第２のギャップ１７を介して液浸ゾーン１０から退出しないように、液浸媒体１１の流体表面１１．１を押し戻す。かくして、連続流１６は同様に、液浸ゾーン１０からの液浸媒体１１の退出を防止するシール用障壁でもある。その代り、連続流１６は、第２のギャップ１７を通って退出し、パージユニット１５の清浄デバイスを介してパージ媒体をパージ媒体源１５．１まで戻すため適切な収集手段（図示せず）によって収集される。
比較的大きいシーリングギャップ長Ｌ及び小さいシーリングギャップ幅Ｗによって、シーリングギャップ１２は同様に、連続流１６の比較的低い流速を導くレストリクタ要素をも形成する。換言すると、シール機能は、シーリングギャップ１２から退出するパージ媒体の流量が比較的低い場合に達成される。これは、かくして、通常比較的高価であるパージ媒体の損失を少なく保つことができるため、有利である。
狭いシーリングギャップ１２内への液浸媒体１１の侵入をさらに阻止するため、シーリングギャップ１２を画定する最終光学素子９の第１の壁要素９．３とシーリングギャップ１２を画定するハウジング３．１の第２の壁要素３．６は、撥液性コーティングで被覆されている。この撥液性コーティングは、液浸媒体１１に対する撥液作用をもつ。当該例においては、撥液性コーティングはポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）といったような疎水性コーティングである。当然のことながら、その他のあらゆる適切な撥液性コーティングも使用可能である。特に、撥液性コーティングはそれぞれの液浸媒体に応じて選択可能である。
第１の実施形態においては、円筒形の第１の壁要素９．３は最終光学素子９の第１の対称軸に略平行に延びる。いずれにせよ、本発明のその他の実施形態では、シーリングギャップを画定する最終光学素子の第１の壁要素を同様に最終光学素子の第１の対称軸との関係において傾斜させることもできるということがわかるだろう。特に、第１の壁要素は、最終光学素子の第１の対称軸に対して垂直であり得る。さらに、シーリングギャップを最終光学素子の第１の対称軸との関係において異なる傾斜をもつ複数の壁要素によって画定することもできる。
第１の実施形態では、光学投射系２は、単一の光学軸３．４をもつ１つの光学素子ユニット３しか含んでいない。いずれにせよ、本発明のその他の実施形態では、光学投射系が複数の別々の下位群の中の光学素子群の光学素子を保持する単数又は複数のさらなる光学素子ユニットを有してもよいということがわかるだろう。その上、これらの光学素子ユニットが単位の光学軸に沿って位置合せされなくてもよいということもわかるだろう。
第２の実施形態
以下に、本発明による光学素子ユニット１０３を伴う光学投射系１０２を含む本発明による露光器具１０１の第２の好適な実施形態を、図４及び５を参照しながら説明する。
露光器具１０１はマスク１０４上に形成されたパターンの画像を基板１０５上に転写するように構成されている。このために、露光器具１０１は、前記マスク１０４及び光学素子ユニット１０３を照射する照射系１０６を有している。光学素子ユニット１０３は、マスク１０４上に形成されたパターンの画像を、例えば水などの基板１０５上に投射する。
このために、光学素子ユニット１０３は光学素子群１０７を保持する。この光学素子群１０７は、光学素子ユニット１０３のハウジング１０３．１内に保持される。該光学素子群１０７は、レンズ、鏡などといった一定数の光学素子１０８及び基板１０５に隣接するハウジング１０３．１の出口端部１０３．２に配置された最終光学素子１０９を有する。
ハウジング１０３．１は、光学素子ユニット１０３を形成するように積重ねられ、密に連結された複数のハウジングモジュール１０３．３で構成されている。各々のハウジングモジュール１０３．３は光学素子１０８及び１０９のうちの単数又は複数のものを保持する。ハウジングモジュール１０３．３の機械的接合部分は、防止しなければ光学素子１０８、１０９を汚染させこれに影響を及ぼし光学素子群１０７の画像形成特性の劣化を引き起こすハウジング１０３．１の内部部分１０３．４内への汚染物質の侵入を防止するべくシールされる。
光学投射系１０２は、マスク１０４と基板１０５との間に光路の一部分を収容する。その光学素子１０８及び１０９は共働して、マスク１０４上に形成されたパターンの画像を、光路の端部に配置された基板１０５上に転写する。光学投射系１０２の開口数ＮＡを増大させるために、光学投射系１０２は再び、高精製度の水といったような液浸媒体１１１が充填された液浸ゾーン１１０を有する。
液浸ゾーン１１０が主として基板１０５、基板１０５の上に配置された液浸フレーム１１０．１及び最終光学素子１０９によって形成されるので、ハウジング１０３．１の出口端部１０３．２の一部分が液浸媒体１１１中に液浸される。かくして最終光学素子１０９は、ハウジング１０３．１の内部部分１０３．４を前記ハウジング１０３．１の外部の環境から分離させる。特に、最終光学素子１０９は、液浸ゾーン１１１内部に存在する液浸媒体１１１からハウジング１０３．１の内部部分１０３．４を分離する。
最終光学素子１０９は、狭い周方向シーリングギャップ１１２が最終光学素子１０９とハウジング１０３．１との間で調整可能に形成されるようにハウジング１０３．１によって保持される。このシーリングギャップ１１２は、最終光学素子１０９の円周に沿って周方向に延びている。
前記周方向に対して垂直な第１の断面平面内、すなわち図４及び５の平面と一致する平面内で、シーリングギャップ１１２は、ハウジング１０３．１の内部部分１０３．４とハウジング１０３．１の外部の環境との間に１本の通路を形成する。シーリングギャップ１１２は、前記通路に対して横方向すなわち第１の方向１１３．１でシーリングギャップ幅Ｗを、そして前記通路に沿ってすなわち第２の方向１１３．２でシーリングギャップ長Ｌを有する。シーリングギャップ幅は、シーリングギャップ１１２内の最終光学素子１０９とハウジング１０３．１との間の距離によって形成される。
シーリングギャップ長Ｌは、狭いシーリングギャップ１１２が形成されるようにシーリングギャップ幅Ｗよりも著しく大きい。シーリングギャップ幅Ｗが最高でもおよそ数十マイクロメートルである一方で、シーリングギャップ長Ｌはおよそ数ミリメートルである。好ましくは、シーリングギャップ長Ｌは３ｍｍ〜６ｍｍの範囲内であり、一方シーリングギャップ幅は５μｍ〜２０μｍの範囲内にある。このような寸法で、シーリングギャップ１１２は、最終光学素子１０９とハウジング１０３．１との間の相対的動作が可能となるように最終光学素子１０９とハウジング１０３．１との間に充分なすきまを提供する。
最終光学素子１０９は回転対称レンズによって形成される。これは主として第１の平面内で延び、前記第１の平面に対して垂直な第１の対称軸を有する。図４及び５に示されている実施形態においては、第１の平面は図面の平面に対して垂直であり、第１の対称軸は光学素子群１０７の光学軸１０３．５と一致している。
最終光学素子１０９は、第１の保持ユニット１１４を介してハウジング１０３．１によって保持される。この第１の保持ユニット１１４は、最終光学素子１０９の周方向表面１０９．３内の周方向溝１０９．２と係合する突出部１１４．１を有する締め付けユニットによって形成されている。締め付けユニット１１４は、第１の方向１１３．１に平行、すなわち前記第１の平面に対して平行で、かつ第１の対称軸１０９．１を向いている放射方向締め付け力を最終光学素子１０９上に及ぼす。換言すると、放射方向締め付け力は第１の対称軸１０９．１に対して略垂直である。かくして、締め付けユニットは、周方向での摩擦連結と、前記第１の平面内での形状固定と、第１の対称軸１０９．１の方向での形状固定及び摩擦連結の組合せとを組合わせる支持機構を提供する。
締め付けユニット１１４は、それが解放デバイスを形成するような形で、第１の方向１１３．１に沿って弾力性を有するように配置されている。この目的で、その突出部１１４．１は、屈曲部（図示せず）を介してその基礎部分１１４．２に連結されている。このような屈曲部は当該技術分野において周知であり、従ってここではさらに詳細に記述しない。基礎部分１１４．２は、それ自体ハウジング１０３．１の支持リング１０３．７に剛性連結されている。屈曲部は第１の方向に１１３．１に沿って可撓性を有する。その上、屈曲部は最終光学素子１０９の第１の対称軸に対して平行である第２の方向１１３．２に沿って高い剛性を示す。この構成では、ここでも第１の実施形態に関連して上述した利点をもたらす優れた動力学的特性を提供しながら、露光器具１０１の作動の中に最終光学素子１０９とハウジング１０３．１の異なる熱膨張を補償する単純な熱膨張補償機構が得られる。
同一の設計をもつものの屈曲部の無い締め付け要素（図示せず）の形をした２つのさらなる要素が、締め付け要素１１４と同様の要領で最終光学素子１０９と共働するように提供される。締め付け要素１１４及びさらなる締め付け要素は、最終光学素子１０９に対して安定した静的に形成された支持を提供するべく、最終光学素子１０９の円周に等角分布されている。
締め付け要素１１４すなわち第１の保持要素は、ハウジング１０３．１との関係における最終光学素子１０９の位置を調整するための位置決め装置を有する。この位置決め装置は、ハウジング１０３．１の支持リング１０３．７と締め付け要素１１４との間に取付けられた第１の調整ユニット１１４．４によって提供される。この第１の調整ユニット１１４．４は、光学軸１０３．５の方向及び第１の方向１１３．１に平行に位置的調整を提供する。かくして、第１の調整ユニット１１４．４は、最終光学素子１０９の光学軸１０３．５に沿った位置そしてそれとの関係における傾き及び偏心を調整することによって画像形成誤差の補正を可能にする。
第２の調整ユニット１０３．８は、ハウジング１０３．１の支持リング１０３．７とハウジング１０３．１のシール用リング１０３．９との間に取付けられる。シール用リング１０３．９は、シーリングギャップ１１２を構成する第２の壁要素１０３．６を形成する。第２の調整ユニット１０３．８は、光学軸１０３．５の方向でかつ第１の方向１１３．１に平行に閉鎖用リング１０３．９の位置的調整を提供する。かくして、それは、シーリングギャップ幅Ｗの調整そして或る程度はシーリングギャップ長Ｌの調整を可能にする。この調整は、最終光学素子１０９の位置的調整とは独立しており、専らシーリングギャップ１１２に対する必要条件に従って、選択可能である。
それぞれの調整ユニット１１４．４及び１０３．８の調整機構は、任意の適切な設計のものであってよい。それは単純なスペーサ、ネジ機構など又はその組合せといった受動的機構であってよい。同様にそれは、油圧式アクチュエータ、電動式アクチュエータ又はその組合せといったような能動的機構であってもよい。
ハウジングの内部部分１０３．４にパージ媒体を供給するべく、パージユニット１１５が光学素子ユニット１０３に連結されている。該パージ媒体は、第１の実施形態に関連して上述されてきたように、ハウジングの内部部分１０３．４の内部に適切な雰囲気を提供する。パージ媒体は液体又は気体といったような任意の適切な流体である。通常、それは不活性ガスである。
パージユニット１１５は、ハウジングの内部部分１０３．４内部の異なる場所にパージ媒体源１１５．１によって供給されたパージ媒体を分配する光学素子ユニット１０３のパージ媒体分配系（図示せず）に連結されたパージ媒体源１１５．１を有する。
このパージ媒体分配系は同様に、ハウジングの出口端部１０３．２に向かってひいてはシーリングギャップ１１２に向かって最終光学素子１０９の円周に等分布された形でパージ媒体を誘導する。該パージ媒体は、パージ媒体の連続流１１６がハウジング１０３．１の内部部分１０３．４からシーリングギャップ１１２を通ってハウジング１０３．１の外部の環境に向かって最終光学素子１０９の円周全体にわたり確立されるような量及び圧力で、パージ媒体源１１５．１によって供給される。
この状況では、締め付けユニット１１４の基礎部分１１４．２と突出部１１４．１との間のギャップ１１４．６は、締め付けユニット１１４の突出部部分１１４．１の下にあるシーリングギャップ１１２の区分に向かってパージ媒体の改善された供給を提供するパージ媒体流路を形成する。
パージ媒体の連続流１６は、それぞれ、シーリングギャップ１１２を介してハウジング１０３．１の内部部分１０３．４に汚染物質が侵入するのを防止して、第１の実施形態に関連して上述した利点をもたらす、パージ媒体障壁又はシール用流体障壁である。特に、連続流１１６は、防止しなければ光学素子群１０７の光学素子１０８を汚染する可能性がある少量の液浸媒体１１１がハウジング１０３．１の内部部分１０３．４の中に侵入するのを防止する。
シーリングギャップ１１２から退出した連続流１１６は、液浸媒体がハウジング１０３．１の閉鎖用リング１０３．９と液浸フレーム１１０．１との間の第２のギャップ１１７を介して液浸ゾーン１１０から退出しないように、液浸媒体１１１の流体表面１１１．１を押し戻す。かくして、連続流１１６は同様に、液浸ゾーン１１０からの液浸媒体１１１の退出を防止するシール用障壁でもある。その代り、連続流１１６は、第２のギャップ１１７を通って退出し、パージユニット１１５の清浄デバイスを介してパージ媒体をパージ媒体源１１５．１まで戻すため適切な収集手段（図示せず）によって収集される。
ここでも又、比較的大きいシーリングギャップ長Ｌ及び小さいシーリングギャップ幅Ｗによって、シーリングギャップ１２は同様に、連続流１６の比較的低い流速を導くレストリクタ要素をも形成し、第１の実施形態に関連して以上で既に記述した利点をもたらす。
狭いシーリングギャップ１１２内への液浸媒体１１１の侵入をさらに阻止するため、シーリングギャップ１１２を画定する最終光学素子１０９の第１の壁要素１０９．３とシーリングギャップ１１２を画定するハウジング１０３．１の第２の壁要素１０３．６は、撥液性コーティングで被覆されている。この撥液性コーティングは、液浸媒体１１１に対する撥液作用をもつ。当該例においては、撥液性コーティングはポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）といったような疎水性コーティングである。当然のことながら、その他のあらゆる適切な撥液性コーティングも使用可能である。特に、撥液性コーティングはそれぞれの液浸媒体に応じて選択可能である。
第３の実施形態
以下に、本発明による光学素子ユニット２０１を伴う光学投射系２０２を含む本発明による露光器具２０１の第２の好適な実施形態を、図６及び７を参照しながら説明する。
露光器具２０１はマスク２０４上に形成されたパターンの画像を基板２０５上に転写するように構成されている。このために、露光器具２０１は、前記マスク２０４及び光学素子ユニット２０３を照射する照射系２０６を有している。光学素子ユニット２０３は、マスク２０４上に形成されたパターンの画像を、例えば水などの基板２０５上に投射する。
このために、光学素子ユニット２０３は光学素子群２０７を保持する。この光学素子群２０７は、光学素子ユニット２０３のハウジング２０３．１内に保持される。該光学素子群２０７は、レンズ、鏡などといった一定数の光学素子２０８及び基板２０５に隣接するハウジング２０３．１の出口端部２０３．２に配置された最終光学素子２０９を有する。
ハウジング２０３．１は、光学素子ユニット２０３を形成するように積重ねられ、密に連結された複数のハウジングモジュール２０３．３で構成されている。各々のハウジングモジュール２０３．３は光学素子２０８及び２０９のうちの単数又は複数のものを保持する。ハウジングモジュール２０３．３の機械的接合部分は、防止しなければ光学素子２０８、２０９を汚染させそれに影響を及ぼし光学素子群２０７の画像形成特性の劣化を引き起こすハウジング２０３．１の内部部分２０３．４内への汚染物質の侵入を防止するべくシールされる。
光学投射系２０２は、マスク２０４と基板２０５との間に光路の一部分を収容する。その光学素子２０８及び２０９は共働して、マスク２０４上に形成されたパターンの画像を、光路の端部に配置された基板２０５上に転写する。光学投射系２０２の開口数ＮＡを増大させるために、光学投射系２０２は再び、高精製度の水といったような液浸媒体２１１が充填された液浸ゾーン２１０を有する。
液浸ゾーン２１０が主として基板２０５、基板２０５の上に配置された液浸フレーム２１０．１及び最終光学素子２０９によって形成されるので、ハウジング２０３．１の出口端部２０３．２の一部分が液浸媒体２１１中に液浸される。かくして最終光学素子２０９は、ハウジング２０３．１の内部部分２０３．４を前記ハウジング２０３．１の外部の環境から分離させる。特に、最終光学素子２０９は、液浸ゾーン２１１内部に存在する液浸媒体２１１からハウジング２０３．１の内部部分２０３．４を分離する。
最終光学素子２０９は、狭い周方向シーリングギャップ２１２が最終光学素子２０９とハウジング２０３．１との間で調整可能に形成されるようにハウジング２０３．１によって保持される。このシーリングギャップ２１２は、最終光学素子２０９の円周に沿って周方向に延びている。
前記周方向に対して垂直な第１の断面平面内、すなわち図４及び５の平面と一致する平面内で、シーリングギャップ２１２は、ハウジング２０３．１の内部部分２０３．４とハウジング２０３．１の外部の環境との間に１本の通路を形成する。シーリングギャップ２１２は、前記通路に対して横方向すなわち第２の方向２１３．２でシーリングギャップ幅Ｗを、そして前記通路に沿ってすなわち第１の方向２１３．１でシーリングギャップ長Ｌを有する。シーリングギャップ幅Ｗは、シーリングギャップ２１２内の最終光学素子２０９とハウジング２０３．１との間の距離によって形成される。
シーリングギャップ長Ｌは、狭いシーリングギャップ２１２が形成されるようにシーリングギャップ幅Ｗよりも著しく大きい。シーリングギャップ幅Ｗが最高でもおよそ数十マイクロメートルである一方で、シーリングギャップ長Ｌはおよそ数ミリメートルである。好ましくは、シーリングギャップ長Ｌは３ｍｍ〜６ｍｍの範囲内であり、一方シーリングギャップ幅は５μｍ〜２０μｍの範囲内にある。このような寸法で、シーリングギャップ２１２は、最終光学素子２０９とハウジング２０３．１との間の相対的動作が可能となるように最終光学素子２０９とハウジング２０３．１との間に充分なすきまを提供する。
最終光学素子２０９は回転対称平面平行板によって形成される。これは主として第１の平面内で延び、前記第１の平面に対して垂直な第１の対称軸を有する。図６及び７に示されている第３の実施形態においては、第１の平面は図面の平面に対して垂直であり、第１の対称軸は光学素子群２０７の光学軸２０３．５と一致している。
第１及び第２の実施形態の場合以外、シーリングギャップ２１２は第１の平面に対して平行である、すなわち最終光学素子２０９の第１の対称軸に対して垂直にひいては光学素子群２０７の光学軸２０３．５に対して垂直である最終光学素子２０９の第１の壁要素２０９．４によって画定されている。
最終光学素子２０９は、第１の保持ユニット２１４を介してハウジング２０３．１によって保持される。この第１の保持ユニット２１４は、最終光学素子２０９の周方向表面２０９．３内の周方向溝２０９．２と係合する突出部２１４．１を有する締め付けユニットによって形成されている。締め付けユニット２１４は、第１の方向２１３．１に平行、すなわち前記第１の平面に対して平行で、かつ第１の対称軸２０９．１を向いている放射方向締め付け力を最終光学素子２０９上に及ぼす。換言すると、放射方向締め付け力は第１の対称軸２０９．１に対して略垂直である。かくして、締め付けユニットは、周方向での摩擦連結と、前記第１の平面内での形状固定と、第１の対称軸２０９．１の方向での形状固定及び摩擦連結の組合せとを組合わせる支持機構を提供する。
締め付けユニット２１４は、それが解放デバイスを形成するような形で、第１の方向２１３．１に沿って弾力性を有するように配置されている。この目的で、その突出部２１４．１は、屈曲部（図示せず）を介してその基礎部分２１４．２に連結されている。このような屈曲部は当該技術分野において周知であり、従ってここではさらに詳細に記述しない。基礎部分２１４．２は、それ自体ハウジング２０３．１の支持リング２０３．７に剛性連結されている。屈曲部は第１の方向に２１３．１に沿って可撓性を有する。その上、屈曲部は最終光学素子２０９の第１の対称軸に対して平行である第２の方向２１３．２に沿って高い剛性を示す。この構成では、ここでも第１の実施形態に関連して上述した利点をもたらす優れた動力学的特性を提供しながら、露光器具２０１の作動の中に最終光学素子２０９とハウジング２０３．１の異なる熱膨張を補償する単純な熱膨張補償機構が得られる。
同一の設計をもつものの屈曲部の無い締め付け要素（図示せず）の形をした２つのさらなる要素が、締め付け要素２１４と同様の要領で最終光学素子２０９と共働するように提供される。締め付け要素２１４及びさらなる締め付け要素は、最終光学素子２０９に対して安定した静的に画定された支持を提供するべく、最終光学素子２０９の円周に等角分布されている。
締め付け要素２１４すなわち第１の保持要素は、ハウジング２０３．１との関係における最終光学素子２０９の位置を調整するための位置決め装置を有する。この位置決め装置は、ハウジング２０３．１の支持リング２０３．７と締め付け要素２１４との間に取付けられた第１の調整ユニット２１４．４によって提供される。この第１の調整ユニット２１４．４は、光学軸２０３．５の方向で位置的調整を提供する。かくして、第１の調整ユニット２１４．４は、最終光学素子２０９の光学軸２０３．５に沿った位置そして光学軸２０３．５との関係における最終光学素子２０９傾きを調整することによって画像形成誤差の補正を可能にする。
第２の調整ユニット２０３．８は、ハウジング２０３．１の支持リング２０３．７とハウジング２０３．１のシール用リング２０３．９との間に取付けられる。シール用リング２０３．９は、シーリングギャップ２１２を構成する第２の壁要素２０３．６を形成する。第２の調整ユニット２０３．８は、光学軸２０３．５の方向でかつ第１の方向２１３．１に平行に閉鎖用リング２０３．９の位置的調整を提供する。かくして、それは、シーリングギャップ幅Ｗの調整を可能にする。この調整は、最終光学素子２０９の位置的調整とは独立しており、専らシーリングギャップ２１２に対する必要条件に従って、選択可能である。
それぞれの調整ユニット２１４．４及び２０３．８の調整機構は、任意の適切な設計のものであってよい。それは単純なスペーサ、ネジ機構など又はその組合せといった受動的機構であってよい。同様にそれは、油圧式アクチュエータ、電動式アクチュエータ又はその組合せといったような能動的機構であってもよい。
ハウジングの内部部分２０３．４にシール用流体を供給するべく、シールユニット２１５が光学素子ユニット２０３に連結されている。該シール用流体は、第１及び第２の実施形態に関連して上述されてきたように、パージ媒体であってよい。シール用流体は液体又は気体といったような任意の適切な流体であり得、好ましくは不活性ガスである。
シール用ユニット２１５は、ハウジング２０３．１の内部部分２０３．４内部の最終光学素子２０９の円周にある異なる場所にシール用流体２１５．１によって供給されたシール用流体を分配する光学素子ユニット２０３のシール用流体分配系（図示せず）に連結されたシール用流体源２１５．１を有する。
このシール用流体分配系の一部として、ハウジング２０３．１の閉鎖用リング２０３．９内部に設けられたシール用流体流路２１５．２が、シール用流体源２１５．１に連結されている。このシール用流体流路２１５．２は、シーリングギャップ２１２に向かってシール用流体を導く。シール用流体流路２１５．２と同様のさらなるシール用流体流路が、最終光学素子２０９の円周において等分布されている。シール用流体は、シーリングギャップ２１２内部で安定したシール用流体障壁を構築するような量及び圧力でシール用流体源２１５．１によって供給される。
このシール用流体障壁は、シーリングギャップ２１２を介してハウジング２０３．１の内部部分２０３．４内に液体及び塊状の汚染物質が侵入するのを防止し、かくして第１の実施形態の状況下で上述した利点をもたらす。
シーリングギャップ２１２内部のシール用流体障壁は、液浸媒体がシーリングギャップ２１２を介してハウジング２０３．１の内部部分２０３．４の中に侵入することがないように液浸媒体２１１の液体表面２１１．１を押し戻す。
狭いシーリングギャップ２１２内への液浸媒体２１１の侵入をさらに阻止するため、シーリングギャップ２１２を画定する最終光学素子２０９の第１の壁要素２０９．３とシーリングギャップ２１２を画定するハウジング２０３．１の第２の壁要素２０３．６は、撥液性コーティングで被覆されている。この撥液性コーティングは、液浸媒体２１１に対する撥液作用をもつ。当該例においては、撥液性コーティングはポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）といったような疎水性コーティングである。当然のことながら、その他のあらゆる適切な撥液性コーティングも使用可能である。特に、撥液性コーティングはそれぞれの液浸媒体に応じて選択可能である。
ハウジング２０３．１の内部部分２０３．４の中に気体物質が侵入するのを防止するため、シール用ユニット２１５は、ハウジング２０３．１の閉鎖用リング２０３．９内部に設けられた排出流路２１５．４に連結された排出ユニット２１５．３を有する。該排出流路２１５．４は、シーリングギャップ２１２に接続された入口２１５．５を有する。排出流路２１５．４と同様のさらなる排出流路が最終光学素子２０９の円周に等分布されている。これらの排出流路２１５．４を介して、排出ユニット２１５．３は、ハウジング２０３．１の内部部分２０３．４から気体物質を除去する。
シール用流体源２１５．１によって提供されるべきシール用流体の量及び排出ユニット２１５．３によって提供されるべき流速を低減させるため、閉鎖用リング２０３．９と最終光学素子２０９との間には、狭い第３のギャップ２０３，１０が設けられている。この第３のギャップ２０３．１０は、シール用流体流路２１５．２と排出流路２１５．４との間に配置されている。第３のギャップ２０３．１０は、第３のギャップ２０３．１０を介してハウジング２０３．１の内部部分２０３．４内に入る物質の流速を低減させるレストリクタ要素を形成する。
排出ユニット２１５．３は、シール用流体源２１５．１が作動していない場合に、シーリングギャップ２１２及び第３のギャップ２０３．１０を介してハウジング２０３．１の内部部分２０３．４の中に入るあらゆる液浸媒体又はその他の物質を除去することができるように寸法決定される。
いずれにせよ、本発明のその他の実施形態では、かかる目的のために、個別の排出ユニットを具備することができるということがわかるだろう。その上、本発明のその他の実施形態では、第３の実施形態に関連して記述された排出ユニットを上述の第１及び第２の実施形態と共に実施することもできるということがわかるだろう。
第４の実施形態
以下に、本発明による光学素子ユニット３０３の第４の好適な実施形態を、図８を参照しながら説明する。光学素子ユニット３０３は、図６の露光器具２０１の内部の光学素子ユニット２０３に置き換えることができる。
第３の実施形態と類似して、最終光学素子３０９はハウジング３０３．１によって保持される。最終光学素子３０９は、第３の実施形態に関連して上述したものに類似した締め付けユニットの形をした第１の保持ユニットを介して、ハウジング３０３．１によって保持される。
最終光学素子３０９は、狭い周方向の第１のシーリングギャップ３１２．１及び狭い周方向の第２のシーリングギャップ３１２．２が、図７のものに類似した構成で最終光学素子３０９及びハウジング３０３．１の閉鎖用リング３０３．９の間で形成されるように、ハウジング３０３．１によって保持される。シーリングギャップ３１２．１及び３１２．２は、それらの間に配置されたシール用流体チャンバ３１２．３を介して連通している。シーリングギャップ３１２．１及び３１２．２及びシール用流体チャンバ３１２．３は各々、最終光学素子３０９の円周に沿って周方向に延びている。
前記周方向に対して垂直な第１の断面平面内すなわち図８の平面と一致する平面内で、第１のシーリングギャップ３１２．１、シール用流体チャンバ３１２．３及び第２のシーリングギャップ３１２．２は、ハウジング３０３．１の内部部分３０３．４とハウジング３０３．１の外部の環境との間に１本の通路を形成する。
第１のシーリングギャップ３１２．１は、前記通路に対して横方向すなわち第２の方向３１３．２に第１のシーリングギャップ幅Ｗ1を、そして、前記通路に沿ってすなわち第１の方向３１３．１で第１のシーリングギャップ長Ｌ1を有する。第１のシーリングギャップ幅Ｗ1は、第１のシーリングギャップ３１２．１の領域内のハウジング３０３．１と最終光学素子３０９との間の距離によって形成される。
第２のシーリングギャップ３１２．２は、前記通路に対して横方向すなわち第１の方向３１３．１に第２のシーリングギャップ幅Ｗ2を、そして、前記通路に沿ってすなわち第２の方向３１３．２で第２のシーリングギャップ長Ｌ2を有する。第２のシーリングギャップ幅Ｗ2は、第２のシーリングギャップ３１２．２の領域内のハウジング３０３．１と最終光学素子３０９との間の距離によって形成される。
それぞれのシーリングギャップ長Ｌ1及びＬ2は、それぞれに狭いシーリングギャップ３１２．１及び３１２．２が形成されるように、それぞれのシーリングギャップ幅Ｗ1及びＷ2よりも著しく大きい。それぞれのシーリングギャップ長Ｌ1及びＬ2はおよそ数ミリメートルであり、一方それぞれのシーリングギャップ幅Ｗ1及びＷ2は、最高でもおよそ数十マイクロメートルである。好ましくは、それぞれのシーリングギャップ長Ｌ1及びＬ2は３ｍｍ〜６ｍｍの範囲内にあり、一方それぞれのシーリングギャップ幅Ｗ1及びＷ2は５μｍ〜３０μｍの範囲内にある。かかる寸法で、それぞれのシーリングギャップ３１２．１及び３１２．２は、最終光学素子３０９とハウジング３０３．１との間の相対的動作が可能となるように、最終光学素子３０９とハウジング３０３．１との間に充分なすきまを提供する。
最終光学素子３０９はここでも回転対称平面平行板によって形成される。これは主として第１の平面内で延び、前記第１の平面に対して垂直な第１の対称軸を有する。図８に示されている第４の実施形態においては、第１の平面は図面の平面に対して垂直であり、第１の対称軸は図６の露光器具２０１内で使用される場合光学素子群２０７の光学軸２０３．５と一致している。
第３の実施形態に関連して、特に図７に関連して上述したものに類似した調整ユニット（図示せず）が、第１のシーリングギャップ幅Ｗ1及び第２のシーリングギャップ幅Ｗ2の調整をそれぞれ提供する。この調整は、最終光学素子３０９の位置的調整とは独立しており、専らそれぞれのシーリングギャップ３１２．１及び３１２．２についての必要条件に従って選択可能である。それぞれの調整ユニットの調整機構は、任意の適切な設計のものである。それは、単純なスペーサ、ネジ機構など又はその組合せといった受動的機構であってよい。それは同様に、油圧式アクチュエータ、電動式アクチュエータ又はその組合せでもよい。
ハウジングの内部部分３０３．４にシール用流体を供給するため、光学素子ユニット３０３に図６のシール用ユニット２１５といったようなシール用ユニットが連結される。該シール用流体は、第１、第２及び第３の実施形態との関連で以上に記述してきたようなパージ媒体である。シール用流体は液体又は気体といった適切なあらゆる流体であってよく、好ましくは不活性ガスである。
シール用ユニットは、ハウジング３０３．１の内部部分３０３．４内の最終光学素子３０９の円周にある、様々な場所にシール用流体源によって供給されたシール用流体を分配する、光学素子ユニット３０３のシール用流体分配系（図示せず）に連結された図６のシール用流体源２１５といったようなシール用流体源を有する。
このシール用流体分配系の一部として、ハウジング３０３．１の３０３．９内部に提供されたシール用流体流路３１５．２がシール用流体源に連結される。このシール用流体流路３１５．２はシール用流体又はパージ媒体を、シール用流体チャンバ３１２．３に向かって、ひいては第１のシーリングギャップ３１２．１及び第２のシーリングギャップ３１２．２まで誘導する。シール用流体流路３１５．２と同様のさらなるシール用流体流路が最終光学素子３０９の周囲で等分布されている。パージ媒体は、ハウジング３０３．１の内部部分３０３．４から第１のシーリングギャップ３１２．１を通りハウジング３０３．１の外部の環境に向かって最終光学素子３０９の円周全体にわたりパージ媒体の第１の連続流３１６．１が確立されるような量及び圧力で、パージ媒体源によって供給される。
この第１の連続流３１６．１は、それぞれ、第１のシーリングギャップ３１２．１を介してハウジング３０３．１の内部部分３０３．４に汚染物質が侵入するのを防止するパージ媒体障壁又はシール用流体障壁である。特に、第１の連続流３１６．１は、防止しなければ光学素子群の光学素子を汚染する可能性がある少量の液浸媒体１１がハウジング３０３．１の内部部分３０３．４の中に侵入するのを防止する。
第１の連続流３１６．１は、ハウジング３０３．１の内部部分３０３．４の中に液体又は塊状の物質が侵入するのを防止するだけではない。それは同様に、第１のシーリングギャップ３１２．１から離れるように気体を引き込むことによってハウジング３０３．１の内部部分３０３．４の中に気体物質が侵入するのをも防止する。
比較的大きい第１のシーリングギャップ長Ｌ1及び小さい第１のシーリングギャップ幅Ｗ1によって、第１のシーリングギャップ３１２．１は同様に、第１の連続流３１６．１の比較的低い流速を導くレストリクタ要素をも形成する。換言すると、シール機能は、第１のシーリングギャップ３１２から退出するパージ媒体の流量が比較的低い場合に達成される。これは、かくして、通常比較的高価であるパージ媒体の損失を少なく保つことができるため、有利である。
さらに、パージ媒体の第２の連続流３１６．２が、第２のシーリングギャップ３１２．２を通ってハウジング３０３．１の内部部分３０３．４に向かって最終光学素子３０９の円周全体にわたって確立される。第２のシーリングギャップ長Ｌ2及び第２のシーリングギャップ幅Ｗ2は、第２のシーリングギャップ３１２．２が、第１の連続流３１６．１の流速よりも小さい第２の連続流３１６．２の流速を導くレストリクタ要素を形成するように選択される。この目的で、特に、第２のシーリングギャップ幅Ｗ2は第１のシーリングギャップ幅Ｗ1よりも小さくてよい。それぞれの第１及び第２のシーリングギャップ寸法を適切に選択することによって、第１の連続流３１６．１の流速及び第２の連続流３１６．２の流速を任意の所望の値に適合させることができる。
より制限的な第２のシーリングギャップ３１２．２の利点は、それが侵入気体などに対する高い抵抗を形成するという事実にある。かくして、それは、防止しなければ最終光学素子３０９の望ましくない変形をひき起こしかねない、シール用流体チャンバ３１２．３に対するシール用流体の供給によるハウジング３０３．１の内部部分３０３．４内の圧力の上昇を主として防止する。
極限光学素子に対するかかる不利な圧力変化の影響を防止するためには、原則として、適切な手段によってそれぞれのシーリングギャップの領域に生成され、主として制限されている圧力勾配を介してのみそれぞれのシーリングギャップを通して連続流をもたらすことが望ましいことは明らかであろう。
より制限的な第２のシーリングギャップ３１２．２のさらなる利点は、シール用流体流路３１５．２を介したパージ媒体の供給に失敗した場合の汚染物質の侵入に対するさらなる抵抗をそれが形成しているという事実にある。この場合、シール用流体流路３１５．２は、シール用流体チャンバ３１２．３内に第１のシーリングギャップ３１２．１を介して侵入したもののなおも第２のシーリングギャップ３１２．２によりハウジング３０３．１の内部部分３０３．４の中にさらに侵入しないように防止されている物質を回収するために使用することができる。
狭いシーリングギャップ３１２．１及び３１２．２内への液浸媒体の侵入をさらに阻止するため、それぞれのシーリングギャップ３１２．１及び３１２．２を画定する壁要素を撥液性コーティングで被覆する。この撥液性コーティングは、液浸媒体に対する撥液作用をもつ。当該例では、該撥液性コーティングはポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）といったような疎水性コーティングである。当然のことながら、その他の適切なあらゆる撥液性コーティングを使用することが可能である。特に撥液性コーティングは、それぞれの液浸媒体に応じて選択できる。
図８を見ればわかるように、第１のシーリングギャップ３１２．１は、第１の平面に対して平行な、すなわち最終光学素子３０９の第１の対称軸に対して垂直な最終光学素子３０９の第１の壁要素３０９．４によって画定されている。第２のシーリングギャップ３１２．２は、最終光学素子３０９の第１の対称軸に対して平行なすなわち第１の平面に対して垂直な最終光学素子３０９の第２の壁要素３０９．３によって画定されている。その結果として、第１の壁要素３０９．４は第２の壁要素３０９．３に対して垂直である。
いずれにせよ、本発明のその他の実施形態では、最終光学素子の第１の対称軸との関係において並びに互いとの関係において、それぞれの第１及び第２のシーリングギャップを画定する最終光学素子の第１及び第２の壁要素のその他のあらゆる適切な方向性を選択することが可能であることがわかるだろう。特に、第１及び第２の壁要素は、互いとの関係において並びに最終光学素子の第１の対称軸との関係において、その他のあらゆる傾斜を有することができる。その上、ここでも又、それぞれのシーリングギャップは、最終光学素子の第１の対称軸との関係において異なる傾斜を有する複数の壁要素によっても画定されてもよい。
第５の実施形態
以下に、本発明による光学素子ユニット４０３の第５の好適な実施形態を、図９を参照しながら説明する。光学素子ユニット４０３はその機能性及び設計において、図８の光学素子ユニット３０３に主として対応している。特に、最終光学素子４０９は、図８の最終光学素子３０９のものと同一の設計のものである。かくして、ここでは主に差異について言及する。
主たる差異は、第１のシーリングギャップ４１２．１が、最終光学素子４０９の第１の対称軸に対して平行なすなわち最終光学素子４０９が主に内部で延びている第１の平面に対して垂直な最終光学素子４０９の第１の壁要素４０９．４によって画定されているという事実にある。第２のシーリングギャップ４１２．２は、同じく最終光学素子４０９の第１の対称軸に平行すなわち第１の平面に垂直である最終光学素子４０９の第２の壁要素４０９．３によって画定されている。さらに、第１の壁要素４０９．４及び第２の壁要素４０９．３は一致する、すなわち両方共最終光学素子４０９の円筒形外壁によって形成される。
ここでも又、シーリングギャップ４１２．１及び４１２．２は、それらの間に配置されたシール用流体チャンバ４１２．３を介して連通している。第１のシーリングギャップ４１２．１、シール用流体チャンバ４１２．３及び第２のシーリングギャップ４１２．２は、ハウジング４０３．１の内部部分４０３．４とハウジング４０３．１の外部の環境との間で通路を形成する。
第１のシーリングギャップ４１２．１は、第１のシーリングギャップ幅Ｗ1及び第１のシーリングギャップ長Ｌ1を有する。第２のシーリングギャップ４１２．２は第２のシーリングギャップ幅Ｗ2及び第２のシーリングギャップ長Ｌ2を有する。それぞれのシーリングギャップ長Ｌ1及びＬ2は、狭いシーリングギャップ４１２．１及び４１２．２がそれぞれに形成されるように、それぞれのシーリングギャップ幅Ｗ1及びＷ2より著しく大きい。
ここでも又、それぞれのシーリングギャップ長Ｌ1及びＬ2は、それぞれに狭いシーリングギャップ４１２．１及び４１２．２が形成されるように、それぞれのシーリングギャップ幅Ｗ1及びＷ2よりも著しく大きい。それぞれのシーリングギャップ長Ｌ1及びＬ2はおよそ数ミリメートルであり、一方それぞれのシーリングギャップ幅Ｗ1及びＷ2は、最高でもおよそ数十マイクロメートルである。好ましくは、それぞれのシーリングギャップ長Ｌ1及びＬ2は３ｍｍ〜６ｍｍの範囲内にあり、一方それぞれのシーリングギャップ幅Ｗ1及びＷ2は５μｍ〜３０μｍの範囲内にある。かかる寸法で、それぞれのシーリングギャップ４１２．１及び４１２．２は、最終光学素子４０９とハウジング４０３．１との間の相対的動作が可能となるように、最終光学素子４０９とハウジング４０３．１との間に充分なすきまを提供する。
第４の実施形態の場合と同様に、シール用ユニットがハウジング４０３．１の閉鎖用リング４０３．９内に設けられたシール用流体流路４１５．２に対しシール用流体又はパージ媒体を供給する。このシール用流体流路４１５．２は、シール用流体を、シール用流体チャンバ４１２．３に向かって、ひいては第１のシーリングギャップ４１２．１及び第２のシーリングギャップ４１２．２まで誘導する。シール用流体流路４１５．２と同様のさらなるシール用流体流路が最終光学素子４０９の周囲で等分布されている。シール用流体は、シール用流体チャンバ４１２．３から第１のシーリングギャップ４１２．１を通りハウジング４０３．１の外部の環境に向かって最終光学素子４０９の円周全体にわたりシール用流体障壁を形成するシール用流体の第１の連続流４１６．１が確立されるような量及び圧力で供給される。
その上、第４の実施形態にあるように、パージ媒体の第２の連続流４１６．２が、第２のシーリングギャップ４１２．２を通ってハウジング４０３．１の内部部分４０３．４に向かって最終光学素子４０９の円周全体にわたって確立される。第２のシーリングギャップ長Ｌ2及び第２のシーリングギャップ幅Ｗ2は、ここでも又第２のシーリングギャップ４１２．２が、第１の連続流４１６．１の流速よりも小さい第２の連続流４１６．２の流速を導くレストリクタ要素を形成するように選択される。
狭いシーリングギャップ４１２．１及び４１２．２内への液浸媒体の侵入をさらに阻止するため、それぞれのシーリングギャップ４１２．１及び４１２．２を画定する壁要素を撥液性コーティングで被覆する。
本発明のその他の実施形態では、それぞれの第１及び第２のシーリングギャップを画定する最終光学素子の第１及び第２の壁のその他の適切なあらゆる方向性を選択することが可能である。特に第１及び第２の壁要素は、最終光学素子の下部表面によって形成され、図９中破線輪郭４１８によって示されている通りの構成を提供することができる。
第６の実施形態
以下に、本発明による光学素子ユニットの第６の実施形態を、図１０を参照しながら説明する。該光学素子ユニットは図８の光学素子ユニット３０３と同一であり、従って同一の参照番号が使用され、それらに関連して上述の説明が参照指示されるようになっている。
第４の実施形態と比べた唯一の差異は、シール用流体チャンバ３１２．３に対し、ひいては第１のシーリングギャップ３１２．１及び第２のシーリングギャップ３１２．２に対してシール用流体を供給する代りに、適切な排出ユニットを介し流体流路３１５．２に負の圧力が提供されるという事実にある。これは、シール用流体チャンバ３１２．３の中に入るあらゆる媒体又は物質が流体流路３１５．２を介して除去されるまで行なわれる。換言すると、このとき流体流路は排出流路として作用する。
結果として、一方では、ハウジング３０３．１の少量の外部の雰囲気の第１の連続流５１６．１が、第１のシーリングギャップ３１２．１を通ってシール用流体チャンバ３１２．３の中へと確立される。その上、パージ媒体の第２の連続流５１６．２が、第２のシーリングギャップ３１２．２を通してハウジング３０３．１の内部部分３０３．４からシール用流体チャンバ３１２．３内まで確立される。この第２の連続流５１６．２はそれぞれに、第２のシーリングギャップ３１２．１を介してハウジング３０３．１の内部部分３０３．４内に汚染物質が侵入するのを防止するパージ媒体障壁又はシール用流体障壁である。
かくして、塊状、液体又は気体の物質特に汚染物質は、第２のシーリングギャップ３１２．２を介してハウジング３０３．１の内部部分３０３．４内に侵入するのを妨げられているばかりでなく、流体流路３１５．２を介して能動的に除去される。
第１のシーリングギャップ３１２．１を通してシール用流体チャンバ３１２．３内に能動的に物質を引き込むというこのような解決法によって、例えば適切な障壁手段によって液浸液体が第１のシーリングギャップ３１２．１内に入るのを防止するか又は除去機構が液体の除去に適したものとなることができるということがわかるだろう。
第７の実施形態
以下に、本発明による光学素子ユニットの第７の実施形態を、図１１を参照しながら説明する。該光学素子ユニットは図９の光学素子ユニット４０３と同一であり、従って同一の参照番号が使用され、それらに関連して上述の説明が参照指示されるようになっている。
第５の実施形態と比べた唯一の差異は、シール用流体チャンバ４１２．３に対し、ひいては第１のシーリングギャップ４１２．１及び第２のシーリングギャップ４１２．２に対してシール用流体を供給する代りに、適切な排出ユニットを介し流体流路４１５．２に負の圧力が提供されるという事実にある。これは、シール用流体チャンバ４１２．３の中に入るあらゆる媒体又は物質が流体流路４１５．２を介して除去されるまで行なわれる。換言すると、ここでも又このとき流体流路４１５．２は排出流路として作用する。
結果として、一方では、ハウジング４０３．１の少量の外部の雰囲気の第１の連続流６１６．１が、第１のシーリングギャップ４１２．１を通ってシール用流体チャンバ４１２．３の中へと確立される。その上、パージ媒体の第２の連続流６１６．２が、第２のシーリングギャップ４１２．２を通してハウジング４０３．１の内部部分４０３．４からシール用流体チャンバ４１２．３内まで確立される。この第２の連続流６１６．２はそれぞれに、第２のシーリングギャップ４１２．１を介してハウジング４０３．１の内部部分４０３．４内に汚染物質が侵入するのを防止するパージ媒体障壁又はシール用流体障壁である。
かくして、塊状、液体又は気体の物質特に汚染物質は、第２のシーリングギャップ４１２．２を介してハウジング４０３．１の内部部分４０３．４内に侵入するのを妨げられているばかりでなく、流体流路４１５．２を介して能動的に除去される。
第８の実施形態
以下に、本発明による光学素子ユニット７０３の第８の好適な実施形態を、図１２を参照しながら説明する。光学素子ユニット７０３は、図６の露光器具２０１内部で光学素子ユニット２０３に置き換えることができる。
第３の実施形態と同様に、最終光学素子７０９がハウジング７０３．１によって保持される。該最終光学素子７０９は、第３の実施形態に関連して上述のものに類似した締め付けユニットの形の第１の保持ユニット（図示せず）を介してハウジング７０３．１により保持される。特に、最終光学素子７０９のための締め付けユニットは、以上で記述された通りハウジング７０３．１との関係において最終光学素子７０９の位置を調整するための調整ユニットとして位置決め装置を有する。かくしてこれに関連して、ここでは上述の説明に対する参照指示のみがなされる。
最終光学素子７０９は、図７のものと類似の構成の中で狭い周方向シーリングギャップ７１２が調整可能に形成され最終光学素子７０９とハウジング７０３．１のシール用リング７０３．９との間に形成されるようにハウジング７０３．１によって保持される。該シーリングギャップ７１２は、最終光学素子７０９の円周に沿って周方向に延びている。シーリングギャップ７１２は、最終光学素子７０９の平坦な第１の壁要素７０９．３及び閉鎖用リング７０３．９の平坦な第２の壁要素７０３．６によって画定されている。
前記周方向に対して垂直な第１の断面平面内、すなわち図１２の平面と一致する平面内で、シーリングギャップ７１２は、ハウジング７０３．１の内部部分７０３．４とハウジング７０３．１の外部の環境との間に１本の通路を形成する。
シーリングギャップ７１２は、前記通路に対して横方向すなわち第２の方向７１３．２でシーリングギャップ幅Ｗを、そして前記通路に沿ってすなわち第１の方向７１３．１でシーリングギャップ長Ｌを有する。シーリングギャップ幅Ｗは、シーリングギャップ７１２の領域内の最終光学素子７０９とハウジング７０３．１との間の距離によって形成される。
シーリングギャップ長Ｌは、狭いシーリングギャップ７１２が形成されるようにシーリングギャップ幅Ｗよりも著しく大きい。シーリングギャップ幅Ｗがおよそ数マイクロメートルから最高数十マイクロメートルである一方で、シーリングギャップ長Ｌはおよそ数ミリメートルである。好ましくは、シーリングギャップ長Ｌは約７５ｍｍ〜８０ｍｍという最終光学素子７０９の外径で３ｍｍ〜６ｍｍの範囲内であり、一方シーリングギャップ幅Ｗは５μｍ〜２０μｍの範囲内にある。例えばシーリングギャップ幅はＷ＝２０μｍ±１０μｍであってもよい。このような寸法で、シーリングギャップ７１２は、最終光学素子７０９とハウジング７０３．１との間の相対的動作が可能となるように最終光学素子７０９とハウジング７０３．１との間に充分なすきまを提供する。
最終光学素子７０９は回転対称平面凸レンズによって形成される。これは主として第１の平面内で延び、前記第１の平面に対して垂直な第１の対称軸を有する。図１２に示されている第８の実施形態においては、第１の平面は図面の平面に対して垂直であり、図６の露光器具２０１の中で使用される場合、第１の対称軸は光学素子群２０７の光学軸２０３．５と一致している。
調整ユニット７０３．８は、ハウジング７０３．１の支持リング７０３．７とハウジング７０３．１のシール用リング７０３．９との間に取付けられる。シール用リング７０３．９は、シーリングギャップ７１２を構成する第２の壁要素７０３．６を形成する。調整ユニット７０３．８は、光学軸７０３．５の方向でかつ第１の方向７１３．１に平行に閉鎖用リング７０３．９の位置的調整を提供する。かくして、それは、シーリングギャップ幅Ｗの調整を可能にする。この調整は、最終光学素子７０９の位置的調整とは独立しており、専らシーリングギャップ７１２に対する必要条件に従って、選択可能である。
調整ユニット７０３．８の調整機構は、任意の適切な設計のものであってよい。それは単純なスペーサ、ネジ機構など又はその組合せといった受動的機構であってよい。同様にそれは、油圧式アクチュエータ、電動式アクチュエータ又はその組合せといったような能動的機構であってもよい。
ハウジングの内部部分７０３．４にシール用流体を供給するべく、図６のシール用ユニット２１５といったシールユニットが光学素子ユニット７０３に連結されている。該シール用流体は、第１及び第３の実施形態に関連して上述されてきたように、パージ媒体であってよい。シール用流体は液体又は気体といったような任意の適切な流体であり得、好ましくは不活性ガスである。
シール用ユニットは、ハウジング７０３．１の内部部分７０３．４内部の最終光学素子７０９の円周にある異なる場所にシール用流体によって供給されたシール用流体を分配する光学素子ユニット７０３のシール用流体分配系（図示せず）に連結された図６のシール用流体源２１５といったようなシール用流体源を有する。
このシール用流体分配系の一部として、シール用リング７０３．９の内部円周で閉鎖用リング７１２の領域内に放出するシール用流体流路（図示せず）が、ハウジング７０３．１内部に設けられたシール用流体源に連結されている。このシール用流体流路は、シーリングギャップ７１２に向かってシール用流体又はパージ媒体を導く。このシール用流体流路と同様のさらなるシール用流体流路が、最終光学素子７０９の円周において等分布されている。パージ媒体は、第１のシーリングギャップ７１２を通ってハウジング７０３．１の内部部分７０３．４から最終光学素子７０９の円周全体にわたりパージ媒体の連続硫７１６が確立されるような量及び圧力でパージ媒体源によって供給される。
この第１の連続流７１６は、それぞれ、シーリングギャップ７１２を介してハウジング７０３．１の内部部分７０３．４に汚染物質が侵入するのを防止するパージ媒体障壁又はシール用流体障壁である。特に、連続流７１６は、防止しなければ光学素子群の光学素子を汚染するか又はその他の何らかの形で光学特性を改変する可能性がある物質がハウジング７０３．１の内部部分７０３．４の中に侵入するのを防止する。
連続流７１６は、ハウジング７０３．１の内部部分７０３．４の中に液体又は塊状の物質が侵入するのを防止するだけではない。それは同様に、シーリングギャップ７１２から離れるように気体を引き込むことによってハウジング７０３．１の内部部分７０３．４の中に気体物質が侵入するのをも防止する。
比較的大きいシーリングギャップ長Ｌ及び小さいシーリングギャップ幅Ｗのため、シーリングギャップ７１２は同様に、連続流７１６の比較的低い流速を導くレストリクタ要素をも形成する。換言すると、シール機能は、シーリングギャップ７１２から退出するパージ媒体の流量が比較的低い場合に達成される。これは、かくして、通常比較的高価であるパージ媒体の損失を少なく保つことができるため、有利である。
パージ媒体のこの連続流７１６が、例えば最終光学素子７０９の下部表面といったハウジングの外部で撹乱流状況を生み出すのを防止するため、排出ライン７１５．６を介し図６の排出ユニット２１５．３は、ハウジング７０３．１の閉鎖用リング７０３．９内部に設けられた排出流路７１５．４に連結されている。該排出流路７１５．４は、最終光学素子７０９の円周において等分布された複数の入口７１５．５を有する。該入口７１５．５は、シーリングギャップ７１２に結びつけられている。
流路７１５．４は、下部の第１シェル７０３．１０とその上に載った上部第２シェル７０３．１１との間に形成される。第１シェル７０３．１０及び第２シェル７０３．１１は、閉鎖用リング７０３．９を形成する。第１シェル７０３．１０及び第２シェル７０３．１１は適切なプロセスによって容易に製造可能である。特に、シーリングギャップ７１２を画定する第２のシェル７０３．１１の第２の壁要素７０３．６は、充分な精度及び表面品質で容易に製造可能である。例えば、それを、適切な高精度研削又は旋削プロセスによって製造することができる。
排出ライン７１５．６と同様のさらなる排出ラインが閉鎖用リング７０３．９の外円周に等分布されている。流路７１５．４及び３本の排出ライン７１５．４を介して、排出ユニット２１５．３は気体物質ひいては連続流７１６を除去し、この連続流が上述の撹乱効果を発生させるのを防ぐ。この目的で、特に、連続流７１６よりも大きい流れが除去されるように排出ユニット２１５．３の寸法を決定することができる。
図１２を見ればわかるように、閉鎖用リング７０３．９と支持リング７０３．７との間には、ハウジング７０３．１の内部部分７０３．４の適切なシール及び閉鎖用リング７０３．９の位置的調整可能性を提供するために、可撓性シール用デバイス７１９が備わる。可撓性シール用デバイス７１９は、例えば膜などといったあらゆる適切なタイプのものであってよい。それは、例えば接着剤、ネジ、締め付け手段などといったあらゆる適切な手段により、閉鎖用リング７０３．９及び支持リング７０３．７に連結され得る。
図１２から同様にわかるように、前述した調整及びシール用機構全体を保護するために、支持リング７０３．７に保護キャップ７２０が連結される。
ここでも又、本発明のその他の実施形態では、最終光学素子の第１の対称軸との関係において、シーリングギャップを画定する第１及び第２の壁要素のその他のあらゆる方向性を選択することができる。特に、第１及び第２の壁要素は、互いとの関係において並びに最終光学素子の第１の対称軸との関係においてその他のあらゆる傾斜を有することができる。さらに、ここでも又それぞれのシーリングギャップは最終光学素子の第１の対称軸との関係において異なる傾斜をもつ複数の壁要素によって画定されていてもよい。
さらに、本発明のその他の実施形態では、３つ以上の連続するシーリングギャップを設けることができる。特に第１〜第７の実施形態に関連して上述した通りのシーリングギャップ構成は任意に組合せることができる。
以上では、本発明について、例えば最終光学素子の透過性部などの光学的に活性な部分とハウジングとの間に少なくとも１つのシーリングギャップが形成される利用分野のみに関連して記述されてきた。いずれにせよ、最終光学素子の光学的に不活性な部分例えば流体シール的に最終光学素子の透過性部分に連結され最終光学素子として合わせて保持された非透過性要素とハウジング要素との間にも、シーリングギャップを形成することができるということがわかるだろう。かかる光学的に不活性な要素は例えば本発明と略同じ熱膨張係数を有する環状要素でもよい。本発明は、液浸技術を用いたその他のあらゆる画像形成プロセスに関して使用可能である。
さらに、以上では、本発明は、回転対称極限光学素子のみに関して記述してきた。いずれにせよ、極限光学素子のその他のいずれかの非回転対称形状に関しても本発明を使用できるということがわかるだろう。かくして、例えば極限光学素子は少なくとも部分的に任意に湾曲した及び／又は少なくとも多角形の形状をその主要膨張平面内に有してもよい。
さらに、以上では、本発明は、最終光学素子のみに関して記述してきた。いずれにせよ、対応するハウジング内部に保持された光学系の入口端に配置された第１の光学素子に関しても使用可能であるということがわかるだろう。同様に、上述のハウジングが必ずしももう１つのハウジングから空間的に分離される必要はないということもわかるだろう。むしろ、本発明は、前記ハウジング又はハウジング部分の外部の第２の空間から第１のハウジング又はハウジング部分の内部の第１の空間を分離する任意のその他の光学素子に関しても使用可能である。この第２の空間自体はここでも又もう１つのハウジング又はハウジング部分の内部であってもよいということがわかるだろう。
最後に、以上では本発明はマイクロリソグラフィの利用分野においてのみ記述されてきた。いずれにせよ、本発明は液浸技術を用いた又は用いないその他のあらゆる画像形成プロセスに関して使用可能であるということがわかるだろう。

Claims (48)

  1. 光学素子群と、該光学素子群を収容しハウジング内部部分及び出口端部を有するハウジングと、該ハウジングに連結され前記ハウジング内部部分にパージ媒体を供給するパージユニットとを具備する光学素子ユニットにおいて、前記光学素子群が極限光学素子を有し、該極限光学素子が前記ハウジングの前記出口端部に配置され、前記ハウジング内部部分を前記ハウジングの外部の環境から分離し、前記極限光学素子及び前記ハウジングが、シーリングギャップを調整可能に形成し、前記パージユニットが、前記ハウジング内部部分内への汚染物質の侵入を防止するため前記シーリングギャップに前記パージ媒体を供給する光学素子ユニット。
  2. 前記シーリングギャップが狭いギャップである請求項１に記載の光学素子ユニット。
  3. 前記シーリングギャップが前記極限光学素子の円周に沿って周方向に延び、前記シーリングギャップが、前記周方向に対して垂直な第１の断面平面内で、前記ハウジング内部部分とこのハウジング外部の前記環境との間で経路を形成し、前記シーリングギャップが前記経路に沿ったシーリングギャップ長と前記経路に対して横方向のシーリングギャップ幅とを有し、該シーリングギャップ幅が前記シーリングギャップ長より小さい請求項１に記載の光学素子ユニット。
  4. 前記シーリングギャップ幅が５μｍ〜２０μｍの範囲にある請求項３に記載の光学素子ユニット。
  5. 前記シーリングギャップ長が３ｍｍ〜６ｍｍの範囲にある請求項３に記載の光学素子ユニット。
  6. 前記極限光学素子が前記シーリングギャップを画定する第１の壁を有し、前記ハウジングが前記シーリングギャップを画定する第２の壁を有し、前記第１の壁及び前記第２の壁の少なくとも１つが撥液性コーティングで被覆されており、該撥液性コーティングが、前記極限光学素子が中に液浸される液浸媒体に対して撥液作用を有する請求項１に記載の光学素子ユニット。
  7. 前記撥液性コーティングが疎水性コーティングである請求項６に記載の光学素子ユニット。
  8. 前記撥液性コーティングがポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）を含んで成る請求項６に記載の光学素子ユニット。
  9. 前記極限光学素子が主として第１の平面内に延びると共に該第１の平面に対して垂直な第１の対称軸を有する請求項１に記載の光学素子ユニット。
  10. 前記極限光学素子が前記シーリングギャップを画定する第１の壁断面を形成し、該第１の壁断面の少なくとも一部分が前記第１の対称軸に対して平行に延びており、及び／又は、前記極限光学素子が前記シーリングギャップを画定する第２の壁断面を形成し、該第２の壁断面の少なくとも一部分が前記第１の対称軸に対して傾斜している請求項９に記載の光学素子ユニット。
  11. 前記第１の壁の少なくとも一部分が前記第１の対称軸に対して略垂直である請求項１０に記載の光学素子ユニット。
  12. 前記極限光学素子及び前記ハウジングがさらなるシーリングギャップを調整可能に形成する請求項１に記載の光学素子ユニット。
  13. 前記パージユニットが前記シーリングギャップ内部に前記パージ媒体のパージ媒体障壁を維持して前記ハウジング内部部分への汚染物質の侵入を防いでいる請求項１に記載の光学素子ユニット。
  14. 前記パージユニットが前記シーリングギャップを通して前記ハウジングの外部の前記環境に向かう前記パージ媒体の流れを生成している請求項１に記載の光学素子ユニット。
  15. 前記パージユニットが前記シーリングギャップに向かう前記パージ媒体を誘導する少なくとも１つのパージ媒体流路を具備する請求項１に記載の光学素子ユニット。
  16. 前記パージ媒体流路が少なくとも部分的に前記ハウジング内部に形成されている請求項１５に記載の光学素子ユニット。
  17. 前記パージ媒体が液体である請求項１に記載の光学素子ユニット。
  18. 前記パージ媒体が気体である請求項１に記載の光学素子ユニット。
  19. 前記パージユニットが、前記シーリングギャップを介して前記ハウジング内部部分内に侵入した汚染物質を取り除く第１の排出ユニットを具備する請求項１に記載の光学素子ユニット。
  20. 前記第１の排気ユニットが入口部分を有する少なくとも１つの排出流路を具備し、該排出流路の前記入口部分が前記シーリングギャップに結合している請求項１９に記載の光学素子ユニット。
  21. 前記ハウジングが、前記極限光学素子を保持する少なくとも１つの第１の保持要素を具備する請求項１に記載の光学素子ユニット。
  22. 前記第１の保持要素が前記極限光学素子を締め付けている請求項２１に記載の光学素子ユニット。
  23. 前記極限光学素子が主として第１の平面内に延びると共に該第１の平面に対して垂直な第１の対称軸を有し、前記第１の保持要素が前記極限光学素子上に第１の締め付け力を及ぼし、該第１の締め付け力が基本的に前記第１の対称軸に向かう方向であると同時に前記第１の平面に対して略平行である請求項２２に記載の光学素子ユニット。
  24. 記極限光学素子が主として第１の平面内に延びると共に該第１の平面に対して垂直な第１の対称軸を有し、前記第１の保持要素が前記第１の方向に沿って弾力性を有するように配置されており、前記第１の方向が基本的に前記第１の対称軸に向かう方向であると同時に前記第１の平面に対して略平行である請求項２１に記載の光学素子ユニット。
  25. 前記第１の保持要素が第２の方向に高い剛性を示すように配置されており、前記第２の方向が第１の対称軸に対して略平行である請求項２４に記載の光学素子ユニット。
  26. 前記第１の保持要素が前記ハウジングに対する前記極限光学素子の位置を調整するための位置決め装置を具備する請求項２１に記載の光学素子ユニット。
  27. 位置決め装置を備え、該位置決め装置が前記シーリングギャップのシーリングギャップ幅を調整し、該シーリングギャップ幅が前記極限光学素子と前記ハウジングの一部分との間の距離によって形成される請求項１に記載の光学素子ユニット。
  28. 光学素子と、ハウジング内部部分及び出口端部を有するハウジングとを具備し、前記ハウジングが、その外部の環境から前記内部ハウジングを分離するべく前記出口端部に前記光学素子を保持し、前記光学素子及び前記ハウジングが、前記ハウジング内部部分内への汚染物質の侵入を防止するシール用流体障壁を収容するように構成されたシーリングギャップを調整可能に形成する光学素子ユニットであって、シール用障壁ユニットを備え、該シール用障壁ユニットが前記シーリングギャップ内部に前記シール用流体障壁を維持しており、前記シール用障壁ユニットが、前記シーリングギャップに向かうシール用流体を誘導する少なくとも１つのシール用流体流路を具備し、前記シール用流体が前記シール用流体障壁を形成する光学ユニット。
  29. 前記シーリングギャップが前記光学素子の円周に沿って周方向に延び、前記シーリングギャップが、前記周方向に対して垂直な第１の断面平面内で、前記ハウジング内部部分とこのハウジングの外部の前記環境との間で経路を形成し、前記シーリングギャップが前記経路に沿ったシーリングギャップ長と前記経路に対して横方向のシーリングギャップ幅とを有し、該シーリングギャップ幅が前記シーリングギャップ長より小さい請求項２８に記載の光学素子ユニット。
  30. 前記シーリングギャップ幅が５μｍ〜２０μｍの範囲にある請求項２９に記載の光学素子ユニット。
  31. 前記シーリングギャップ長が３ｍｍ〜６ｍｍの範囲にある請求項２９に記載の光学素子ユニット。
  32. 前記光学素子が、前記シーリングギャップを画定する第１の壁を有し、前記ハウジングが前記シーリングギャップを画定する第２の壁を有し、前記第１の壁及び前記第２の壁の少なくとも１つが撥液性コーティングで被覆されており、該撥液性コーティングが、前記光学素子が中に液浸される液浸媒体に対して撥液作用を有する請求項２８に記載の光学素子ユニット。
  33. 前記光学素子が主として第１の平面内に延びると共に該第１の平面に対して垂直な第１の対称軸を有する請求項２８に記載の光学素子ユニット。
  34. 前記シール用障壁ユニットが、前記シーリングギャップを通して前記ハウジングの外部の前記環境に向かうシール用流体の流れを生成する請求項２８に記載の光学素子ユニット。
  35. 前記シール用流体流路が前記ハウジング内部に少なくとも部分的に形成されている請求項２８に記載の光学素子ユニット。
  36. 液体又は気体が前記シール用流体障壁を形成するシール用流体として供給される請求項２８に記載の光学素子ユニット。
  37. 前記シール用障壁ユニットが、前記シーリングギャップを介して前記ハウジング内部部分内に侵入した汚染物質を取り除く第１の排出ユニットを具備する請求項２８に記載の光学素子ユニット。
  38. 前記ハウジングが、前記光学素子を保持する少なくとも１つの第１の保持要素を具備する請求項２８に記載の光学素子ユニット。
  39. 前記第１の保持要素が前記光学素子を締め付けている請求項３８に記載の光学素子ユニット。
  40. 位置決め装置を備え、該位置決め装置が前記ハウジングの一部分に対する前記光学素子の位置を調整することによって前記シーリングギャップを調整する請求項３８に記載の光学素子ユニット。
  41. 光学素子ユニット内への汚染物質の侵入を防止する方法において、ハウジング内部部分及び出口端部を備えるハウジングを有する光学素子ユニットを提供する段階と、前記ハウジングの外部の環境から前記ハウジング内部部分を分離するべく前記出口端部に光学素子を提供する段階であって、前記光学素子及び前記ハウジングが、シーリングギャップを調整可能に形成する段階と、少なくとも１つのシール用流体流路により前記シーリングギャップにシール用流体を誘導し、前記シーリングギャップ内部にシール用流体障壁を提供し、前記ハウジング内部部分内への汚染物質の侵入を防止する段階とを具備する方法。
  42. 前記シーリングギャップが前記光学素子の円周に沿って周方向に延び、前記シーリングギャップが、前記周方向に対して垂直な第１の断面平面内で、前記ハウジング内部部分とこのハウジングの外部の前記環境との間で経路を形成し、前記シーリングギャップが前記経路に沿ったシーリングギャップ長と前記経路に対して横方向のシーリングギャップ幅とを有し、該シーリングギャップ幅が前記シーリングギャップ長より小さい請求項４１に記載の方法。
  43. 前記シーリングギャップ幅が５μｍ〜２０μｍの範囲にある請求項４２に記載の方法。
  44. 前記シーリングギャップ長が３ｍｍ〜６ｍｍの範囲にある請求項４２に記載の方法。
  45. 前記光学素子が前記シーリングギャップを画定する第１の壁を備え、前記ハウジングが前記シーリングギャップを画定する第２の壁を備え、前記第１の壁及び前記第２の壁の少なくとも１つが撥液性コーティングで被覆されており、該撥液性コーティングが、前記光学素子が中に液浸される液浸媒体に対して撥液作用を有する請求項４１に記載の方法。
  46. 前記シール用流体障壁を提供する前記段階が、前記シーリングギャップを通して前記ハウジングの外部の前記環境に向かうシール用流体の流れを生成する段階を具備する請求項４１に記載の方法。
  47. シール用流体が前記シール用流体障壁を形成するように、液体又は気体が前記シーリングギャップに供給される請求項４１に記載の方法。
  48. 前記シーリングギャップを介して前記ハウジング内部部分内に侵入する汚染物質が前記シーリングギャップに隣接する場所から除去される請求項４１に記載の方法。
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