JP5183955B2 - 光学エレメントのための保持デバイス - Google Patents

Description

本発明は、光学エレメントの保持、特に光学エレメントのシーリング支持に関する。特に、液体と接触する液浸対物部の最終光学エレメントのシーリング支持、好ましくは光学レンズの支持のためのデバイスに関する。このデバイスは、光学エレメントをマウントするための少なくとも１つの保持エレメント、および光学エレメントおよび／または保持エレメントのうちの少なくとも１つの部分とシーリング接触するための少なくとも１つのシーリング・エレメントを有する。さらに本発明は、その種のデバイスの作動のための方法に関する。

マウント内に保持される光学レンズ等の光学エレメントの対物部内では接着剤およびその類等のシーリング・コンパウンドが使用されることで、通常、たとえば、ゴミまたはそのほかの外来粒子が光学エレメントとマウントの間に侵入することが防止され、そして、対物部内にそれらが侵入することが防止されている。

接着剤のようなシーリング・コンパウンド、または光学エレメントとマウントを接続するために使用されるそのほかの接合テクニックは、それらに含まれるコンポーネントの異なる熱膨張のために、また接合プロセスからの応力弛緩のために、また関係するコンポーネントの膨張または収縮のために、また後硬化、脆化等の化学反応のために、特に対物部のサービス寿命にわたって支持やシーリング力等の異なる機械的性質が存在するという欠点を有する。しかしながら、それらはまた、光学エレメントの弾性変形を通じて光学エレメントの光学特性にも変動を生じさせる。これは、マイクロリソグラフィにおける投影対物部等の非常に精密な対物部において特に問題となる。

たとえば光学レンズまたは透明保護エレメントの形式の最終光学エレメントが浸漬液と接触する液浸対物部の場合においては、特に、その種の望ましくない機械的応力の導入に関係する問題が、光学エレメントと周囲マウント、すなわち対物部内のフランジ・マウントの間におけるシーリングのために使用される接着剤および／またはシーリング・コンパウンドによってもたらされる。それに加えてシーリングおよび／または接着コンパウンドは、経年効果を伴う問題を招くことがあり、それもまた保持およびシールされるレンズ・エレメントに導入される応力を招き得る。さらに、浸漬液とシーリングおよび／または接着コンパウンドの間に有害な化学反応が生じることもある。

したがって本発明は、従来技術の欠点を取り除き、特に、保持器またはシーリングに起因する光学特性に対する干渉を大幅に回避または制限可能であり、しかも同時に、望ましくない物または物質が対物部空間の汚染を生じさせないことを保証する光学エレメントの保持、特にシーリング支持のためのデバイスを作り出すことをその目的とする。特にその種の解決策は、製造および実現が容易であるものとする。

この目的は、独立請求項に記載したデバイスにより達成される。好適な実施態様は、従属請求項の内容となる。

本発明は、保持器またはマウント内において光学エレメントの特定の高い保持力、および／または、シーリング支持を備える光学エレメントのための保持器が常時必要となるわけではなく、特に光学エレメントが実際に光学的に使用されているときには必ずしも必要でないという認識から発している。むしろ高い保持力は、たとえば対物部の運搬またはそのほかの使用の変化の間に必要とされる。それと同じく、光学エレメントがその光学的機能を実行していないとき、シーリング機能が同様に主として必要となるか、またはこの間にわたってほかの適切な手段、たとえばガス・シールによってシーリング機能を実現することができる。特に保持およびシーリング機能は、別々に、互いに独立して実現することが可能である。このことはまた、シーリング機能等の他の対立する機能を考慮することなく、保持機能および関連する応力状態に関して保持器を実際に最適化することが可能となるという事実を導く。

したがって発明者らは、実際の必要時にシーリングおよび／または保持機能を提供し、その一方で、その種の機能または作用が障害となる、たとえば光学エレメントの実際の光学的使用時においては、それらをオフに切り替えるか適切に変更できるようにするために、ハウジング、マウント、保持エレメント、またはそのほかのコンポーネントに対して光学エレメントのシーリングおよび／または保持をもたらす、アクチュエイト可能な、特に切り替え可能および／または調整可能なシーリングおよび／または接触エレメントが使用可能であると認識した。

概してこれが意味するところは、光学エレメントのためのシーリングおよび／または保持機能が、少なくとも部分的に切り替え可能および／または調整可能に設計されるということであり、それによって、以下においてはシーリング・エレメントのみに言及するときには、常に、その種のシーリング・エレメントが、排他的なシーリング機能とは別に、光学エレメントのための保持機能を追加的に、またはそれに代えて備えられることが理解されるものとする。

したがって本発明の第１の態様から、少なくとも部分的に密（隙間のない）の、特に光学エレメントおよび／または保持エレメントの部分、たとえばマウントまたはハウジングにおいて気密のもった接触をもたせるためにシーリング・エレメントが提供される。当該シーリング・エレメントは、特にシーリング・エレメントと光学エレメントの接触によってシーリング機能が働く第１の位置と、シーリング・エレメントが光学エレメントから距離を置いて離される第２の位置の間において移動可能とする。それに代えて、またはそれに加えて、保持エレメント、たとえばマウントに関するシーリング・エレメントの対応する可動性も考えられる。

別の態様では、光学エレメントに対して異なる接触圧または調整可能な接触力となるようにシーリング・エレメントが切り替え可能である。したがって、光学エレメントまたは保持エレメントに関する第１の状態においては、シーリング・エレメントの少なくとも部分が第１の圧力の下に接触し、第２の状態においては、第１の圧力に比較して低減された第２の圧力の下に光学エレメントまたは保持エレメントと接触する。上記の第１および第２の位置は、これらの第１および第２の圧力によって補われるか、または置換され得る。ここで述べたとおり、シーリング・エレメントは、特にそれが弾性的に形成される場合には、上記の位置の間において移動可能である必要がない。

接触圧または調整可能な接触力の印加は、シーリング・エレメントまたはその少なくとも一部を、たとえば弾性エレメント、特にラバー弾性シーリング・エレメントの場合であれば、光学エレメントおよび／または保持エレメントに関して異なる位置に移動することよって好適に生じさせることができる。

保持エレメントは、アクチュエイト可能なシーリング・エレメントとの相互作用を通じて、たとえば対物部内において全体的に見て気密および／または液密となるように光学エレメントを保持することを容易にできるようにするために、光学エレメントを完全に、そのラテラル表面に沿って取り囲み、特に気密および／または液密となるように形成されたマウントを好適に有する。

特に、周囲を取り囲む保持エレメントと保持されることになる光学エレメントの間にシーリング・エレメントが配置される場合には、シーリング・エレメントが、光学エレメントとの対応するシーリング接触を通じ、保持エレメントとともに、その光学エレメントのための支持およびベアリング機能を備えることも可能になる。

好ましくは、１つまたは複数の追加の支持エレメントを備えてもよく、それが保持エレメントに加えて、またはそれに代わって光学エレメントを、特に光学エレメントがその光学機能を行っているときにマウントする。

特に、シーリング・エレメントと関係するシーリング表面の接触が、弛緩状態においても完全に取り除かれず、保持または押圧する力がわずかにだけ低減されるデバイスを提供することは可能である。この場合においては、光学エレメントに作用する残存力が残るが、光学的使用の間にわたる光学エレメントの保持またはマウントに充分な大きさであればよく、たとえばシーリングは確保されなくなる。

本発明の追加の態様から、それについても独立に保護が求められているが、それぞれが別々かつ互いに独立して提供されるように、かつ／または、シーリングおよび保持機能が別々かつ独立となるように保持エレメントおよびシーリング・エレメントが形成される。これは、たとえば単純な態様において、シーリング・エレメントを、たとえばマウントの形式の保持エレメントと保持されることになる光学エレメントの間ではなく、むしろ光軸に対して横向きのシーリング表面に備え、光学エレメントおよび／または保持エレメントに関してシールをもたらすことによって達成することが可能である。したがって、保持エレメントを、それが光学エレメントに応力をほとんどまたはまったく導入することがないように最適化することが可能であり、その一方、シーリング機能は、必要なときだけ、特に光学エレメントが光学的に使用されていないときに使用される。

本発明の追加の態様では、光学エレメントの低応力保持を保証する光学エレメントの保持のためのデバイスについて保護が求められる。たとえば、その種の保持デバイスは、浸漬液等の液体について透過性となるように形成することができる。

好ましくは、互いに離隔された数少ない保持ポイントまたは表面を有し、そして、特に、積極的な保持を提供する保持エレメントによって達成される。

これによって、保持エレメントに関してシーリングおよび／または接着コンパウンドの提供を避けることが可能である。これは、シーラントおよび接着剤からの機械的応力が光学エレメントに導入されることがなく、懸念が必要な浸漬液との反応もないという利点を有する。さらにまた、接着剤および／またはシーリング・コンパウンドの経年効果も生じない。

保持機能に限定され、かつそれに関して適切に最適化されることが可能な純粋な保持に関連して、対応するアクチュエイト可能なシーリング・エレメントを備えることが可能であり、それは特に、保持エレメントと独立に光学エレメントおよび／または保持エレメントをシールし、または不純物、浸漬液、およびそれらの類に対して対物部を適応させる機能を提供する。

特に、対応するアクチュエイト可能な、すなわち切り替え可能および／または調整可能なシーリング・エレメントは、シーリング位置と非シーリング位置の間において変位可能であるか、または異なる接触圧または調整可能な接触圧の下にそれらのシーリング機能を働かせる用途を提供できる。

接触圧または接触力の設定および変更をはじめ、シーリング・エレメントまたはその部分の位置の変更は、複数の設定また配置によって漸進的に、または無段階に生じさせることが可能である。

保持エレメントおよび／または光学エレメントに、特に光学エレメントのラテラル表面および光学エレメントの端面の両方に、任意の適切な方法でシーリング・エレメント（１つまたは複数）を備えることが可能である。特にシーリング・エレメントを保持エレメントと同じ側に、特に保持エレメントと光学エレメントの間に備えることが可能であるか、または保持エレメントと１つまたは複数のシーリング・エレメントが光学エレメントの異なる側に備えられる。たとえばシーリング・エレメント（１つまたは複数）を光学エレメントの端面に配置する一方、保持エレメントを光学エレメントのラテラル表面に沿って備えることができる。

これにより、シーリング・エレメントまたはその部分の移動は、光学エレメントの平面の方向、すなわち光軸に対して横向きにだけでなく、特に光軸と平行に、またはその組み合わせにおいて好適に行うことができる。

対応する移動を行うために、シーリング・エレメントまたはその部分を、１つまたは複数の可動キャリア上に、たとえばカバー・プレートまたはその類の上に備えることができる。

シーリング・エレメントは、たとえば折りたたみベローズまたはその類、および／または少なくとも１つの弾性、特にラバー弾性コンポーネントの態様で少なくとも１つの可動コンポーネントを包含し、それによって切り替えまたは調整プロセスが達成可能となるように好適に設計される。したがって、特に、シーリング表面が可動および／または弾性コンポーネントによって形成されると有利である。

好ましくはシーリング・エレメントがアクチュエータを有し、それが調整または切り替えの作用のために使用される。液圧、空気圧、またはそのほかの機械的、または電気機械的なコンポーネント、たとえば圧電エレメントをアクチュエータとして利用することができる。

さらに好適には、アクチュエータと作動されるシーリング・エレメントの間に補強エレメントを提供することができる。

好適な実施態様においては、シーリング・エレメントをシーリング・リングの態様で備えることが可能であり、その結果、このデバイスが光学エレメントの保持および／またはシールのために使用される一般に回転対称の対物部の場合に、単純かつ容易なシールの配置をもたらすことが可能になる。

シーリング・リングを空気圧または液圧的に膨張可能なシーリング・リングとして形成することによってシーリング・エレメントを作動させることも可能である。

さらに好適な実施態様においては、シーリング表面を備えるシーリング・エレメント（１つまたは複数）は、シールされることになるそのシーリング表面から離されて非接触で保持されるように形成することができ、その結果ギャップが形成される。この種のシールは、シールされることになるシーリング表面とシーリング・エレメントとの間のギャップが選択可能であり、または、関係するシーリング表面およびベイに保持されるべき液体、たとえば浸漬液が、表面張力効果により液体、特に浸漬液のギャップの通過が防止されるように互いに整合されることにより、特に浸漬液に対するシールのために使用することができる。

さらに好ましい実施態様においては、コントロールユニットおよび／または調整ユニットが提供される。適切なセンサおよびその類を用いて、光学エレメントの状態、および／または、光学エレメントの正面および／または保持エレメントの正面のエリアの状態、および／または、保持エレメントの状態、を取り込む検出ユニットとともに作動すると共に、アクチュエイト可能なシーリング・エレメントの作動が、検出されたデータまたは識別された状態に基づく機能としてもたらされるようにする。

特に、検出ユニットは、位置センサ、液体センサ、光学センサ、振動センサ、運動センサ、および／またはそれらの組み合わせを包含することができる。これらのセンサを用いることにより、たとえば浸漬液が存在するか否か、またはその上昇がシールの使用を必要としているか否かを決定することが可能になる。たとえば振動に起因するシステムの誤動作が検出されるか、または投影露光システム内におけるウエハの交換が潜在的な不純物を増加させるおそれがあるとき、位置または振動センサはアクチュエイト可能なシールにそのシーリング位置を取らせることができる。

光学エレメントは、光学レンズまたは透明保護エレメントとして提供することが可能であり、たとえばそれを液浸対物部の最終光学レンズの正面に備えて、その最終レンズを保護することができる。概して言えば、この出願の目的のために、光学エレメントという用語は非常に広く解釈されるべきであり、対応するコンポーネント、たとえば対物部、特に液浸対物部内の光路の中に配置されるすべてのエレメントを含む。それに加えて、『対物部』という用語は、一般的な光学デバイスとして解釈されるものとする。

同様に保持エレメントという表現は、光学エレメントの保持に資するか、または寄与することができるすべてのコンポーネント、たとえば特に対応するマウント、対物部ハウジング、またはそのほかの保持デバイスを包含する。特に、対物部ハウジング内のマウントの構成は、２ピースの保持エレメントとして理解することができる。

別の態様から、本発明は、投影露光システム、特に結像プロセスを通じ、照明放射ビームによって感光体層上または感光体層内のイメージ・エリア上に物体エリアを結像する目的に資するマイクロリソグラフィ投影露光システムの対物部に関連する。このプロセスにおいては、結像プロセスの間に、好ましくは感光体上または感光体層内の少なくともイメージ・エリアが液体によって覆われ、照明放射ビームによる結像プロセスの間にそれが少なくとも部分的に透過される。その種の対物部においては、液体のもっとも近くにある対物部の光学エレメント（最終光学エレメント）、または液体との方向においてそのエレメントの前に配置される透明エレメント、または、近隣エレメントから離れて配置され、それ自体とそのエレメントの間にギャップを画定するその他のエレメントが、それが保持される前述した本発明の態様に従ったデバイスを備える。

特に、好ましくは、対応するアクチュエイト可能なシーリング・エレメントとともにアクチュエイト可能なシーリング・エレメントおよび／または低応力ホルダを用いることで、同時に対物部空間の信頼できるシーリングを併せ持つ非常に良好な光学的特性を保証する対物部を実現することができる。

特に、光学エレメントの保持および／またはシーリングのための本発明のデバイスは、対物部のケース内において、たとえば対物部の光路内において、具体的には空気層を伴うギャップが形成される最終レンズ・エレメントと液浸投影露光対物部の最後のエレメントの間において、使用することもできる。その種のギャップは、必要であれば、たとえばより高いゴミが入り込むおそれがある場合に、ギャップに隣接する光学エレメントをマウントすることによって、アクチュエイト可能なシーリング・エレメントを用いて閉じてもよい。

特に、前で述べた非接触シーリング・エレメントを、ここで残存ギャップの維持のために使用することができる。これは、対物部のいわゆる最終エレメントが、いわゆるローレンツ・アクチュエータを介して保持される場合に有利である。それにおいては、投影対物部の光学エレメントが無振動でマウントされることが保証され、その結果、たとえばウエハの振動が浸漬液および最終エレメントを経由して投影対物部の光学エレメントに伝達されることがない。

好ましくは、シールされることになる表面からシーリング・エレメントまでの距離が一定となるように、割り当てられるアクチュエイト可能なシーリング・エレメントがコントロールまたは調整され得る。

概して言えば、その種の対物部においては、異なる状態または処理データに基づいてシーリング・エレメント（１つまたは複数）の作動をもたらすことが可能な、対応するコントロールおよび／または調整ユニットを備えてもよい。

特に、浸漬液の供給および排出のために液体の供給および排出デバイス、浸漬液の脱ガスための脱ガス・デバイス、基板および／またはマスクおよび／または対物部のそのほかのエレメントの配置および／または整列のための調整デバイスを備えることが可能である。それらは、少なくとも１つのアクチュエイト可能なシーリング・エレメントのコントロールおよび／または調整のための対応する出力信号を生成する。

上記に加えて、これまで述べたデバイスの対応するアクチュエイト可能なシーリング・エレメントの特性を有することができる対応するアクチュエイト可能なシーリング・エレメントが、露光されることになる感光体層またはそれのための支持、すなわち、ウエハのための支持にも割り当てられると有利である。すなわち、単純かつ信頼できる態様でウエハ上の浸漬液が存在するべきエリアを制限することが、特に非接触シーリング・エレメントを介して可能になる。特に、感光体層に割り当てられるその種のアクチュエイト可能なシーリング・エレメントは、最終光学エレメントに割り当てられるシーリング・エレメントに備えることができる。特にその最終光学エレメントのキャリアに向かい合わせに、または、特に移動可能な別体のシーリング・ベアリングに備えることができる。

対応するコントロールおよび／または調整ユニットを用いて、シーリング・エレメントもまた感光体層に関して一定の位置に、特に一定の距離に維持されることが可能であり、特に当該ユニットは、シーリング・エレメント（１つまたは複数）のためのコントロールおよび／または調整ユニットと同一とすること、光学エレメント（１つまたは複数）に割り当てられるもの、またはそれらの組み合わせとすることもできる。

好ましくは、液浸対物部の最終光学エレメントのためのアクチュエイト可能なシーリング・エレメントがすでに配置されているキャリアまたはシーリング・ベアリングの反対側に、感光体層に割り当てられるアクチュエイト可能なシーリング・エレメントを備えることが可能であり、当該キャリアは、上記に加え、同時にシールディング・エレメントとして形成可能であり、保持エレメントのためのアクチュエイト可能な追加のシーリング・エレメントを付加的に有することができる。その種の実施態様においては、キャリア上に配置されたシーリング・エレメントまたはその部分が、一方において対物部空間がシールできるようにするため、また他方において浸漬液によって濡らされるウエハのエリアが画定できるようにするために、光軸に対して平行に変位または移動することが可能である。

本発明の別の態様によれば、対応するデバイスの動作、そのデバイスを備える装置、または対応する対物部の動作が保護の下に置かれ、対物部の状態または処理、対応するデバイスの機能としてシーリング位置または非シーリング位置がもたらされるアクチュエイト可能なシーリング・エレメント（１つまたは複数）を備える。

特に、相応じてプロセスが、光学エレメント（１つまたは複数）のシーリングが、たとえば対物部を用いた結像が行われていない場合に限って生じ、その結果、結像プロセスの間は光学エレメントの無応力または低応力が保証されることによって特徴付けされる。これに対して、たとえばウエハの交換が行われ、振動が対物部空間の汚染を生じさせることが予測される場合にはシールを提供することができる。

感光体層またはウエハに関連してシーリング・エレメントが使用される場合には、それらが、結像プロセスの間に浸漬液が所望のエリア内のみに存在することが保証されるように逆の態様で使用される。それに対し、たとえば断続的な浸漬液の供給の場合にはシーリング機能が必要ない。

本発明のこのほかの利点、特徴、および特色は、以下の添付図面を使用した好ましい実施態様の詳細な説明から明らかになる。それらの図面は、純粋に略図形式で示されている。

図１は、マウント１を断面図で示しており、光学エレメントとして光学レンズ２が収容されている。光学レンズ２のラテラル表面とマウント１の間には、光学レンズ２の周囲に周縁シール３が備えられており、それがマウント１に関して気密および／または液密となるようにシーリング表面８に支えられ、かつラテラル表面に関して光学エレメント２の周囲を取り囲んでいる。したがって、シーリング表面８も同様に環状に形成される。

マウント１におけるシール３の気密および／または液密接触に加えて、シール３は、シーリング表面７を有し、それが光学レンズ２のラテラル表面のシーリング表面６と接触することができる。シール３のシーリング表面７が光学レンズ２と接触するシーリング位置が図１の左半分に示され、シーリング表面７が光学レンズのシーリング表面６から間隔が開けられるシール３のシーリング表面７の収縮または弛緩位置が図１の右半分に示されている。

したがって、シール３のシーリング表面７と光学レンズ２のシーリング表面６との対応する接触を介して、気密および／または液密シールを光学レンズ２と周囲を囲むマウント１の間に生じさせることが可能になる。引っ込んだ状態（収縮）および／または弛緩状態においては、光学レンズ２が解放され、シール３による力が光学レンズ２にまったく作用しない。この状態においては、光学レンズ２が、たとえば図示されていないマウント１の追加の支持エレメントによって保持される。それに加えて、シール３がこのように光学レンズ２のシーリング表面６とシール３のシーリング表面７の間を開くように収縮せずに、むしろシール３のシーリング表面７がさらに光学レンズのシーリング表面６に当接するが、マウント１内において光学レンズ２を保持するため、または、シールするために、シール３からの干渉を伴うことなく光学レンズ２を介して結像が生じることができるようなちょうど充分な力だけを作用させることも考えられる。

図１の実施態様に示されている本発明デバイスのシール３は、内側が中空の環状シーリング管によって提供される。空洞内には、流体または気体を導入することが可能であり、それによってラバー弾性シーリング管に、シール３のシーリング表面７が光学レンズ２のシーリング表面６に当接する形状をもたらすことができる。シーリング表面の相互接触およびシーリング力の大きさは、導入される量または印加される圧力を介して広い範囲にわたって調整および変更することが可能である。そのためには、図示されていないがシールまたは環状ラバー弾性シーリング管に対する流体または気体のための供給および排出開口だけが必要となる。これは、たとえばマウント１内に備えることができる。

このようにすれば、光学エレメントまたは光学レンズ２の使用の間、言い換えると、たとえばウエハ５上におけるマイクロ構造の結像の間にわたり、光学レンズ２にほとんどまたはまったく力が作用されないようにシール３を弛緩または収縮することが可能となる。この結果は、光学レンズ２に対する潜在的なシーリング力によってレンズ２の光学的特性が影響されないということになる。たとえば、シールの境界をなす空間の間において生じる気体の入れ替わりを伴うガス・シールに必要なシールは影響される。ガス・シールが不充分であったり、実現が困難であったりする運搬またはそのほかの操作、たとえばウエハの交換、の場合には、光学レンズ２の上方および下方においてシール３の境界をなすエリアのシーリングが信頼性をもって保証されるようにシール３をシーリング状態にすることができる。そのためには、ラバー弾性シーリング管３が対応する流体または気体によって満たされることだけが必要である。精巧な供給手段がない場合であっても、シーリング管の供給開口を単純に閉じるだけでシーリング管３の充填を維持できることから、その種の実施態様は、特に、運搬の間のシーリングにも適している。概して言えば、上記のレンズ２は、たとえば平行平面プレートまたはゾーン・プレート、偏光子または複屈折または光学的な能動エレメントとすることができる。

図２および３は、本発明デバイスの２つの別の実施態様を図１に類似した例示として示している。図２の実施態様においてもシール３０が光学レンズ２０と周囲を取り囲むマウント１０の間に配置されており、当該シールは、一方においてマウント１０のシール表面１８を介して気密および／または液密に配置され、可動スケーリング表面３７によって光学レンズ２６のシーリング表面２６とシーリング接触することができる。

しかしながら図２の実施態様のシール３０は、図１の実施態様とは対照的に、アクチュエータ３１および補強リング３２をはじめ可動シーリング膜３３から構成される。液圧または空気圧エレメントによって、たとえばピストン、機械的または電気機械的調整デバイス、特に圧電エレメントによって形成することができるアクチュエータ３１が、光学レンズ２０のシーリング表面２６においてシール３０のシーリング表面３７の接触が生じるような態様で補強リング３２の直径を拡張または縮小する機能を提供する。これを目的として、光学レンズ２０のシーリング表面２６とシーリング接触するために補強リング３２の内側の上に可動シーリング膜３３が備えられている。

補強リング３２は、光学エレメントの周縁の弾性的に変形可能なシール３（図１から）によって形成され、シール３の膨張がシーリング膜３３と光学エレメントの接触をもたらすようにできる。採用されるシール３の断面に応じて、たとえばシール４がアクチュエータおよび補強リングの両方を同時に形成することで、アクチュエータ３１を除くこともできる。

図３に類似の構造のデバイスが示されているが、ここでは補強リングが用いられておらず、シール３００は、可動シーリング膜３０３およびアクチュエータ３０１だけから形成されている。アクチュエータ３１と同様にアクチュエータ３０１は、ほとんどの多様なコンポーネントによって形成することが可能である。この場合においてもアクチュエータ３０１の作動が、シール３００のシーリング表面３０７と光学レンズ２００のシーリング表面２０６の接触をもたらし、その結果、シール表面１０８におけるシールをはじめ、シーリング表面２０６および３０７におけるシールに起因して、光学レンズ２００の上方および下方の空間が互いに気密および／または液密で分離されるようにマウント１００と光学レンズ３００の間において気密および／または液密シールを調整することが可能となる。図２および図３に関連して述べられている光学レンズもまた、概して、たとえば平行平面プレート等の光学エレメントとすることが可能である。

図４は、液浸対物部の断面図であり、マウント５０が保持デバイスまたは保持器６０を介して光学レンズまたは透明保護エレメントの形式の光学エレメント７０を支持する。

光学エレメント７０の下側表面は、たとえばウエハの感光体層の上に配置される浸漬液４と接触している。光学エレメント７０、保持デバイス６０、およびマウント５０は、一般に光軸７２に関して回転対称である。保持デバイス６０の対称な形状は、保持デバイス６０による光学エレメント７０上の非一様な負荷、およびその結果として導入される応力がそれによって回避されることから特に有利である。光学エレメントの形状が回転対称でない場合には、その光学エレメントの形状または対称性に合わせられる。

光学エレメント７０の下側表面は、光軸７２に対して横向きの周縁シーリング表面７１を有するショルダ形状の凹部７４を有する。

凹部７４のエリア内には、２つの環状周縁シール３および３’を上面側に有するシーリング・キャリア８０が提供される。双方向矢印によって示されているとおりにシーリング・キャリア８０を上下に変位させるシーリング・キャリアの作動を介して、シール３および３’と光学エレメントのシーリング表面７１またはマウント５０のシーリング表面５１の接触がもたらされ、それによって浸漬液４に対する対物部空間７３のシールをもたらすことができる。同時に、それによってシーリング・キャリア８０が浸漬液４に対するシールまたはシールディング・エレメントの部分として作用する。シールディング・エレメントまたはシーリング・キャリア８０がマウント５０を越えて充分に広がっている場合には、シーリング・キャリア８０またはシールディング・エレメントの対応する形式を介してシール３’を不要にできる。

図４の左および右の部分から容易に理解できるとおり、上部にシール３および３’を備えるシーリング・キャリア８０は、非シーリング位置８２からシーリング位置８１に、およびその逆に移動することができる。これによれば、低応力マウントのための保持デバイス６０を用いて光学エレメント７０をマウント５０内にマウントすることが可能になり、それを気密および／または液密となるように形成すること、特に浸漬液に対するシールのために形成することを必要とせず、浸漬液４に対する対物部空間７３の効果的なシーリングが生じるように、浸漬液４の上昇時にシール３および３’を備えるシーリング・キャリア８０が光学エレメント７０およびマウント５０と接触することから、保持デバイス６０はむしろ液に対して透過性とすることができる。後述するとおり、シーリング・キャリア８０の作動は、対応するコントロールおよび／または調整ユニットを介してコントロールおよび／または調整が可能である。

追加の実施態様においては、光学エレメント７０のシーリング表面７１が追加の周縁シールを包含すること、またはシーリング・キャリア８０のシール３を上記に代えて光学エレメント７０のシーリング表面７１に取り付けることが可能である。さらに光学エレメントのシーリング表面７１、またはマウント５０のシーリング表面５１を光軸に対して横向きに配置する必要はなく、シーリング表面７１、５１に、シール３の少なくとも一部を収容するプロファイルを持たせることが可能である。

図５は、たとえば、純粋に透明な保護エレメントとすることができる光学的な最終エレメント７０を備える液浸対物部１５０の部分を示している。

シーリング・キャリア８０は、図４に示されているとおり、浸漬液４と接触する側に備えられる。対応するアクチュエータ（図示せず）によってシーリング位置８１または非シーリング位置８２（図４参照）に移動するために、信号およびデータ・ライン１５７を介し、コントロールおよび／または調整ユニット１５１によってそれが作動される。それに加えて追加のセンサが液浸対物部１５０に割り当てられ、それらの出力信号がコントロールおよび／または調整ユニット１５１に引き渡されて、それらの信号の関数としてシーリングがもたらされるか、または取り消される。一方においては、発光器１５４および受光器１５３を備える光学検出ユニット１５３、１５４が設けられ、たとえばそれがウエハ５上の浸漬液４の存在を検出し、データおよび信号ライン１５８を介してそれをコントロールおよび／または調整ユニット１５１にレポートすることができる。さらに、ウエハ５に関して支持１５５の位置を検出するための位置センサ１５２が備えられ、それもまた、データおよび信号ライン１５６を介してウエハ５またはウエハステージ１５５の位置に関する信号をコントロールおよび／または調整ユニット１５１に引き渡す。これらのデータに基づき、対応するデータ処理プログラムを介してシーリング機能をコントロールまたは調整することが可能になる。

図６は、液浸対物部１５０の別の実施態様を示しており、それにおいては、最終ユニット７０と残りの液浸対物部１５０の間にギャップ９０が形成できるように最終ユニット７０が液浸対物部１５０の光学エレメントから距離を置いて備えられている。最終ユニット７０は、たとえば支持（ウエハステージ）１５５を通り、浸漬液４を経由して液浸対物部１５０に伝達される微震および振動を補償するローレンツ・アクチュエータ１６０を介して液浸対物部１５０に配置される。

最終ユニット７０と残りの液浸対物部１５０の間には、ギャップ９０のシールを目的として環状回転シール３が備えられ、当該シールもまたアクチュエイト可能、すなわち切り替え可能または調整可能であり、データおよび信号ライン１５７を経由し、コントロールおよび／または調整ユニット１５１を介してアクチュエイト可能である。

データ・ラインおよび信号ライン１５９を介してローレンツ・アクチュエータ１６０によってコントロールおよび／または調整ユニット１５１に送信されるデータをシール３のコントロールまたは調整に使用することができる。それに加えて、またはそれに代えて、センサ１５２の位置データもまた、図５の実施態様に類似の態様で使用することができる。

ローレンツ・アクチュエータの状態を基礎としてシーリング機能のコントロールまたは調整を行うことによって、特に、シーリング表面との直接接触を有していない非接触シール３が使用されるとき、シール３とそれに対向する液浸対物部１５０のシーリング表面の間に一定の距離を保証することが可能となる。その結果、振動の伝達が生じないようにもできる。さらにシール３は、浸漬液のレベルが臨界高になり、ギャップ９０内への侵入が切迫したときに限って接続することが可能である。この実施態様においては、正常動作間、すなわち浸漬液がギャップ９０より下にあるときはシール３がほとんど、またはまったくアクティベイトされない。その種の実施態様は、たとえば照明デバイスを有するマイクロリソグラフィ投影露光システムのために使用することが可能である。それにおいては、照明デバイスによって物体視野が変更可能である。通常は、物体視野がほぼ対物平面となり、その中にマスクが配置される。その場合の物体視野は、投影対物部、たとえば液浸対物部１５０によってイメージ視野上に結像され、それにおいてはイメージ視野がほぼ結像平面となり、その中に、たとえば感光体層を伴うウエハ５が配置される。投影対物部は、第１および第２の光学表面を伴う第１の光学エレメント７０を少なくとも包含する。この第１の光学エレメントは、レンズまたは平行平面プレートとすること、またはレンズ群とすることさえも可能である。また、イメージ視野上への物体視野の結像（通常はウエハ８の感光体層上におけるマスク構造）の間に第１の表面が少なくとも部分的に浸漬液４と直接接触する。この点について言えば、浸漬液は、通常、第１の表面だけが浸漬液と接触、またはその中に浸る第１の動作状態を有する。これは、第２の光学表面、たとえば浸漬液４から離れる方向に面する最終ユニット７０の上側（図６参照）、または、投影対物部の第２の光学エレメントが浸漬液の第１の動作状態において浸漬液と接触しないことを意味する。すなわち、第２の表面または第２の光学エレメントが浸漬液から離れていることを意味する。さらに、コントロールおよび／または調整デバイスによって調整可能またはコントロール可能なシールが、上記の実施態様に従い必要に応じてアクティベイトされる。これに関して言えば、第１の動作状態から逸脱した浸漬液の第２の状態の場合に、浸漬液との接触に対して第２の光学表面または第２の光学エレメントが保護される。この第２の状態は、たとえば、シールがアクティベイトでないとき、図６における浸漬液４の上昇により、浸漬液４がギャップ９０内に侵入し、それにより第２の表面（最終ユニット７０の上側）と接触するか、または対物部１５０内に侵入して対物部１５０の第２の光学エレメントと接触するおそれがある。第２の光学表面または第２の光学エレメントは、浸漬液との接触に対し、コントロール可能または調整可能なシールによって保護されている。浸漬液の動作状態は、センサ・ユニットによって監視することが可能であり、第１の動作状態からの逸脱があった場合には、所望のシーリング効果を得ることができるようにシールがコントロールされるか調整される。たとえばシールは、第１の動作状態において投影対物部の各光学エレメントから、またたとえば第２の光学表面または第２の光学エレメントから離隔されることが可能である。これは、投影露光装置が浸漬液に関して所望の動作で働いているときにはシールが液浸対物部１５０の光学エレメント上に干渉力を生じさせないという利点を有する。第１の動作状態から逸脱した浸漬液の第２の状態においては、高い確率を伴って液体４が対物部１５０内に侵入するリスクが存在する望ましくない状態で投影露光装置が動作しており、その理由から、たとえば第２の光学表面または第２の光学エレメント、または保持デバイス上のシールが、このためのシール接触を構成する。

図７は、液浸対物部１５０の別の実施態様を示しており、それにおいてもまた最終エレメント７０が浸漬液４と接触している。図５の実施態様のシーリング・キャリア８０に代わり、図７の実施態様には、浸漬液４の領域を制限するアクチュエイト可能なシール３０００が追加的に下側表面にさらに備えられる点を除いて図４および５のシーリング・キャリア８０と同一であるシーリング・ベアリング８００が備えられている。特に、シール３０００もまた、ウエハ５または感光体層から距離を置いて保持される非接触シールとして実装することが可能である。このため、位置センサ１５１をシーリング・ベアリング８００上に備え、それがデータおよび信号ライン１６２を介して出力信号をコントロールおよび／または調整ユニット１５１に送信する。続いてそれがそれらのデータを処理し、シール３０００または対応するアクチュエータを、データおよび／または信号ライン１５７を介して作動し、ウエハ５と液浸対物部１５０の光学的な最終エレメント７０の間の浸漬液が維持されることになっている限り、シール３０００とウエハ５の間の距離を一定に維持する。照明が終了し、浸漬液が吸い出されるとシール３０００を引き込むことができる。

以上の実施態様は、例示の目的のためだけに引用されており、保護範囲の限定を表すものではない。特に、示されている実施態様のすべての組み合わせ、個々の特徴の交換または組み合わせは、保護範囲内において可能であり、かつ包含される。

対物部のレンズを通る断面図である。 本発明の第２の実施態様を示す図１に符合する断面図である。 本発明の第３の実施態様を示す図１および２に符合する断面図である。 本発明の第４の実施態様の断面図である。 本発明の液浸対物部の第１の実施態様の断面図である。 本発明の液浸対物部の第２の実施態様の断面図である。 本発明の液浸対物部の第３の実施態様の断面図である。

Claims (40)

1. 光学エレメントを保持するためのデバイスであって、前記デバイスは、
   前記光学エレメントをマウントするための少なくとも１つの保持エレメントと、
   前記光学エレメントおよび前記保持エレメントの少なくとも一方の少なくとも一部とシーリング接触するための少なくとも１つのシーリング・エレメントを備え、
   前記シーリング・エレメントの少なくとも一部が、前記シーリング・エレメントが前記光学エレメントおよび前記保持エレメントの少なくとも一方に当接してシールする第１の位置と、前記シーリング・エレメントが前記光学エレメントおよび前記保持エレメントから離隔される第２の位置の間において変位可能な可動部分であることを特徴とするデバイス。
2. 前記光学エレメントがレンズであることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
3. 前記シーリング・エレメントの可動部分が、調整可能な接触力を伴って前記光学エレメントに当接するように切り替え可能であることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
4. 前記接触力が、前記シーリング・エレメントの可動部分の、前記光学エレメントおよび保持エレメントの少なくとも一方に関して異なる位置への移動によって調整可能であることを特徴とする、請求項３に記載のデバイス。
5. 前記保持エレメントが、１つの面を取り囲む液密マウントであることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
6. 前記保持エレメントが、前記光学エレメントのラテラル表面上の光学エレメントを取り囲む液密マウントであることを特徴とする、請求項５に記載のデバイス。
7. 前記シーリング・エレメントが、前記保持エレメントとともに、前記光学エレメントを支持することを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
8. 前記シーリング・エレメントが前記第２の位置にあるとき前記光学エレメントを、前記保持エレメントにマウントする少なくとも１つの支持エレメントをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
9. 保持エレメントおよびシーリング・エレメントがそれぞれ保持およびシーリング機能を備えることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
10. 液体と接触する光学エレメントを保持するためのデバイスであって、前記デバイスは、前記光学エレメントをマウントするための少なくとも１つの保持エレメントと可動コンポーネントを含む少なくとも１つのシーリング・エレメントを備え、
    前記少なくとも１つの保持エレメントが前記光学エレメントの低応力保持を提供し、
    前記保持エレメントが、複数の保持点または保持面を備え、
    前記複数の保持点または保持面のそれぞれの保持点または保持面が互いに離間しており、
    前記複数の保持点または保持面が積極的なロックによって前記光学エレメントを収容し、
    前記シーリング・エレメントの少なくとも一部が、前記シーリング・エレメントが前記光学エレメントおよび前記保持エレメントの少なくとも一方に当接してシールする第１の位置と、前記シーリング・エレメントが前記光学エレメントおよび前記保持エレメントから離隔される第２の位置の間において変位可能な可動部分であり、
    前記シーリング・エレメントは、前記光学エレメントがその光学的機能を実行していないときには前記第１の位置にあり、前記光学エレメントが実際に光学的に使用されているときには前記第２の位置にあることを特徴とするデバイス。
11. 前記保持エレメントが、前記光学エレメントを取り囲む環状の本体を有し、
    前記保持エレメントが、前記環状本体と前記光学エレメントの間に配置された少なくとも１つの保持器を有し、前記少なくとも１つの保持器が、環状の本体と光学エレメントの積極的なロックを提供することを特徴とする、請求項１０に記載のデバイス。
12. 液体と接触する光学エレメントを保持するためのデバイスであって、前記デバイスは、
    前記光学エレメントをマウントするための少なくとも１つの保持エレメントと、
    可動コンポーネントを含む少なくとも１つのシーリング・エレメントを備え、
    前記少なくとも１つの保持エレメントが前記光学エレメントの低応力保持を提供し、
    前記可動コンポーネントが、前記シーリング・エレメントが前記光学エレメントおよび前記保持エレメントの少なくとも一方に当接してシールする第１の位置と、前記シーリング・エレメントが前記光学エレメントから離隔される第２の位置の間において変位可能であることを特徴とするデバイス。
13. 前記少なくとも１つのシーリング・エレメントの前記可動コンポーネントが、調整可能な接触力を伴って前記光学エレメントおよび保持エレメントの少なくとも一方に当接するように切り替え可能であることを特徴とする、請求項１２に記載のデバイス。
14. 前記接触力が、前記シーリング・エレメントの前記可動コンポーネントの、前記光学エレメントおよび保持エレメントの少なくとも一方に関して異なる位置への移動によって調整可能であることを特徴とする、請求項１３に記載のデバイス。
15. 前記少なくとも１つのシーリング・エレメントの前記可動コンポーネントが、前記第１および第２の位置の間の複数の位置において変位可能であることを特徴とする、請求項１２に記載のデバイス。
16. 前記少なくとも１つのシーリング・エレメントが、保持エレメントと光学エレメントの間に配置され、前記保持エレメントに関して、および前記光学エレメントに関して、シーリング表面を有することを特徴とする、請求項１２に記載のデバイス。
17. 前記少なくとも１つのシーリング・エレメントが、前記光学エレメントおよび保持エレメントの少なくとも一方の少なくとも１つのシーリング表面の反対側に備えられ、前記シーリング表面が前記光学エレメントの光軸に対して横向きに広がることを特徴とする、請求項１２に記載のデバイス。
18. 前記少なくとも１つのシーリング・エレメントの前記可動コンポーネントが、前記光学エレメントの前記光軸と平行に、シーリング位置と非シーリング位置の間において移動可能であることを特徴とする、請求項１７に記載のデバイス。
19. 前記少なくとも１つのシーリング・エレメントが、シールされるべきシーリング表面から距離を置いて保持され、その結果ギャップが形成され、前記ギャップは、表面張力効果のために、ベイに保持されるべき液体が通過することが防止されるに充分であることを特徴とする、請求項１７に記載のデバイス。
20. 前記少なくとも１つのシーリング・エレメントの前記可動コンポーネントが、少なくとも１つの可動キャリア上に備えられることを特徴とする、請求項１２に記載のデバイス。
21. 前記少なくとも１つのシーリング・エレメントが、折りたたみベローズ、弾性体およびラバー弾性コンポーネントの少なくとも１つを備えることを特徴とする、請求項１２に記載のデバイス。
22. 少なくとも１つのシーリング・エレメントに接続され、少なくとも１つの可動シーリング表面の移動を提供する少なくとも１つのアクチュエータをさらに有することを特徴とする、請求項１２に記載のデバイス。
23. 前記アクチュエータと前記可動シーリング表面の間に、少なくとも１つの補強エレメントが備えられることを特徴とする、請求項２２に記載のデバイス。
24. 前記少なくとも１つのシーリング・エレメントがシーリング・リングであることを特徴とする、請求項１２に記載のデバイス。
25. 前記シーリング・エレメントが、前記保持エレメントの正面に広がる少なくとも１つのシールディング・エレメントを備えることを特徴とする、請求項１２に記載のデバイス。
26. コントロールユニットおよび検出ユニットをさらに備え、
    前記コントロールユニットおよび検出ユニットが、前記少なくとも１つのシーリング・エレメントの前記可動コンポーネントの動作がコントロールされるように相互作用することを特徴とする、請求項１２に記載のデバイス。
27. 前記検出ユニットがセンサを包含することを特徴とする、請求項２６に記載のデバイス。
28. 前記センサが、位置センサ、液体センサ、光学センサ、振動センサおよび運動センサのうちの少なくとも１つを包含することを特徴とする、請求項２７に記載のデバイス。
29. 液体と接触する光学エレメントを保持するためのデバイスであって、前記デバイスは、
    前記光学エレメントをマウントするための少なくとも１つの保持エレメントと可動コンポーネントを含む少なくとも１つのシーリング・エレメントを備え、
    前記少なくとも１つの保持エレメントが前記光学エレメントの低応力保持を提供し、
    前記光学エレメントが透明保護エレメントであり、
    前記シーリング・エレメントの少なくとも一部が、前記シーリング・エレメントが前記光学エレメントおよび前記保持エレメントの少なくとも一方に当接してシールする第１の位置と、前記シーリング・エレメントが前記光学エレメントおよび前記保持エレメントから離隔される第２の位置の間において変位可能な可動部分であり、
    前記シーリング・エレメントは、前記光学エレメントがその光学的機能を実行していないときには前記第１の位置にあり、前記光学エレメントが実際に光学的に使用されているときには前記第２の位置にあることを特徴とするデバイス。
30. 液体と接触する光学エレメントを保持するためのデバイスであって、前記デバイスは、
    前記光学エレメントをマウントするための少なくとも１つの保持エレメントと可動コンポーネントを含む少なくとも１つのシーリング・エレメントを備え、
    前記少なくとも１つの保持エレメントが前記光学エレメントの低応力保持を提供し、
    前記保持エレメントが、前記光学エレメントを取り囲む環状の本体を有し、
    前記保持エレメントが、前記環状本体と前記光学エレメントの間に配置された少なくとも
    １つの保持器を有し、前記少なくとも１つの保持器が、環状の本体と光学エレメントの積
    極的なロックを提供し、
    前記シーリング・エレメントの少なくとも一部が、前記シーリング・エレメントが前記光学エレメントおよび前記保持エレメントの少なくとも一方に当接してシールする第１の位置と、前記シーリング・エレメントが前記光学エレメントおよび前記保持エレメントから離隔される第２の位置の間において変位可能な可動部分であり、
    前記シーリング・エレメントは、前記光学エレメントがその光学的機能を実行していないときには前記第１の位置にあり、前記光学エレメントが実際に光学的に使用されているときには前記第２の位置にあることを特徴とするデバイス。
31. 前記少なくとも１つの保持エレメントが、液体に対して透過性の保持を提供することを特徴とする、請求項１０または３０に記載のデバイス。
32. 前記光学エレメントが、複数の光学エレメントを備えた液浸対物鏡の最終光学エレメントであることを特徴とする、請求項１０または３０に記載のデバイス。
33. 前記保持エレメントが、複数の保持点または保持面を備え、
    前記複数の保持点または保持面のそれぞれの保持点または保持面が互いに離間しており、
    前記複数の保持点または保持面が積極的なロックによって前記光学エレメントを収容することを特徴とする、請求項３０に記載のデバイス。
34. 前記保持エレメントがシーリングまたは接着コンパウンドをまったく有していない、請求項１０または３０に記載のデバイス。
35. 前記保持エレメントとは別々に、かつ独立して備えられた少なくとも１つのシーリング・エレメントをさらに備え、シーリングおよび保持機能が別々に、かつ互いに独立となるように作用することを特徴とする、請求項１０または３０に記載のデバイス。
36. 空気圧的に、液圧的に、または電気的に、特に圧電的に作動可能な少なくとも１つの作動可能なシーリング・エレメントが備えられることを特徴とする、請求項１０または３０に記載のデバイス。
37. 前記光学エレメントが光学レンズまたは透明保護エレメントであることを特徴とする、請求項３０に記載のデバイス。
38. 前記デバイスがマイクロリソグラフィ装置に組み込まれるためのものである、請求項１０または３０に記載のデバイス。
39. 前記デバイスが投影対物鏡に組み込まれるためのものである、請求項１０または３０に記載のデバイス。
40. 光学エレメントをマウントするための少なくとも１つの保持エレメント、および前記光学エレメントおよび／または前記保持エレメントの少なくとも一部とシーリング接触するための少なくとも１つのシーリング・エレメントを伴う光学エレメントの保持および／またはシールのためのデバイスであって、
    前記シーリング・エレメントまたは少なくともそれの一部が、異なる接触圧または調整可能な接触力を伴って前記光学エレメントに当接するように切り替え可能であることを特徴とするデバイス。

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