JP5124452B2 - 照射ユニット光学面の二段階クリーニング方法 - Google Patents

Description

本発明は、照射ユニット（特に、極紫外線用及び／又は軟Ｘ線用の照射ユニット）の光学面をクリーニングして該光学面上に堆積した汚れを除去する方法であって、上記光学面に接触させた第一の気体又は混合気と上記汚れの一部とが揮発性物質を形成するようにしたクリーニング工程を含む方法に関する。

半導体産業の光学リソグラフィの分野においては、要求される画像化の品質に応えるために、複雑な光学が用いられる。これは、特に、ＥＵＶリソグラフィ（すなわち、極紫外線（ＥＵＶ）を用いたリソグラフィ）にあてはまる。ＥＵＶリソグラフィにおいては、複数のかすり入射鏡及び複数の多層鏡が、真空チャンバ内において、放射線源と照射対象ウエハー基板の間に配置される。両タイプの鏡とも、約１ナノメートル（ｎｍ）かそれ以上のミクロの粗さを持つ、極めて高い表面仕上げが要求される。光学用レンズは、材料の吸光度が高いため、この波長領域では使用できない。同様の理由により、放射線源と光学部品の間にウィンドウを配置することもできないため、放射線源、光学部品、リソグラフィックマスク、及び、基板は、間に挟まれた要素を完全には分離しない連続真空システムを形成する。

しかしながら、この連続真空システムにおいては、放射線源からの気体及び粒子が移動して光学部品に達し得る。その結果、これら光学部品の表面上に汚れが生じ、光学系全体の光学品質が劣化してしまう。

今日、ＥＵＶリソグラフィに用いられる放射線源は、ガス放電プラズマか、レーザープラズマである。いずれの場合も、多重イオン化されたイオンが短波長ＥＵＶ領域の放射線を発するため、非常に高温のプラズマが生成される。ガス放電プラズマにおいては、放電の電気エネルギによって、プラズマが生成・加熱される。レーザープラズマにおいては、高出力のレーザービームを気体状の又は液体状の又は固体状のターゲットに集めて、高温のプラズマを生成する。

ＥＵＶ領域の（特に、多層鏡とともに用いるのに適した１３．５ｎｍ波長の）放射線を発する物質は、キセノン、リチウム、インジウム、アンチモン、及び、テルルである。希ガスとしてのキセノンは非常に揮発性が高いが、金属物質のほとんどは、低揮発性物質である。これら物質は、放射線源から光学部品へ移動して、光学面上に集まり得る。非揮発性物質も、放電中の電極の侵食によって、又は、レーザープラズマを生成するターゲットを形成するのに必要なノズルを通じて、放出され得る。放射源から放出され、光学部品の方へ移動する材料は、デブリー（ｄｅｂｒｉｓ；破片）と呼ばれる。

デブリーは、光学部品上に層状に堆積して、これら部品の品質を劣化させ得る。たった１ｎｍの非常に薄い堆積層であっても、鏡上の吸光損失により、ＥＵＶ放射線の反射強度を大幅に低減させてしまう。作動中に層が成長することによって生じる劣化に加えて、空間的不均等性も生じる。なぜなら、鏡上の材料堆積は、鏡面上にわたって一定ではないからである。

このような照射ユニットの光学部品の光学面、特にＥＵＶ照射ユニットの集光鏡の光学面は、その光学面上に堆積した汚れを除去するために、繰り返しクリーニングされる必要がある。図１は、ＥＵＶリソグラフィシステムの一部の典型的なレイアウトを概略的に示している。この部分は、基本的に、真空容器３２内の放射線源３１と集光器３３とから成る。放射線源３１から発せられた放射線は、反射型集光器３３によって集光され、中間焦点３５へ集められる。この中間焦点３５の位置には、この照射ユニットの第一の部分を第二の部分へ接続するアパーチャが設けられる。図１には図示しない第二の部分には、中間焦点３５からの放射線をマスク及びウエハー基板へ案内する光学部品が更に設けられる。ほとんどのＥＵＶリソグラフィシステムには、放射線源と集光器の間に、デブリー軽減手段３７が配置される。リソグラフィシステムの経済的な運転を実現するためには、デブリーが少なくとも１００万分の１に低減されるべきである。しかしながら、このような大幅な低減は、放射線源と集光器の間の短い距離では非常に困難であり、これまで実験的に実証できていない。したがって、集光器の寿命を延ばす適切なクリーニング方法に対する大きなニーズが存在する。

特許文献１には、特にＥＵＶ放射線又は軟Ｘ線用の照射ユニットの少なくとも１つの光学部品をクリーニングする方法及び装置が記載されている。記載された方法によれば、クリーニング工程において、少なくとも１種類の気体を光学面と接触させることによって、当該光学面上に堆積した汚れの一部とともに揮発性物質を形成させる。このクリーニング工程は、照射ユニット動作中に実行されてもよく、或いは、照射ユニット一時停止中に実行されてもよい。このクリーニング工程に適した気体として、特許文献１は、水素含有物質、ハロゲン、ハロゲン間化合物、及び、ハロゲン含有化合物を提案している。これらの気体をＵＶ又はＥＵＶ放射線とともに追加的に照射することによって、汚れとの反応速度を速めるラジカルが生成される。特許文献１は、更に、真空容器内の部品を不動態化してクリーニング気体から保護するための別の気体を追加して供給することも開示している。
国際公開第２００４／１０４７０７号公報

本発明の目的は、上記のような照射ユニットの光学面をクリーニングする方法を改良して、クリーニング結果をより良好なものとすることである。

上記目的は、請求項１記載の方法により実現される。請求項２１及び２５は、請求項１記載の方法を実行する照射ユニットに関する。これら方法及び照射ユニットの有益的な実施形態は、従属項の主題であり、下記の記載及び本発明の実施例において開示される。

本発明は、第一の気体又は混合気（以下、クリーニング気体とも呼ぶ）を光学面と接触させることによって、上記汚れの第一の部分とともに揮発性合成物（好ましくは、高揮発性合成物）を形成するクリーニング工程を含む。本方法は、クリーニング工程前に実行される前処理工程を特徴とする。この前処理工程においては、上記第一の気体又は混合気と接触したときに揮発性合成物（好ましくは、高揮発性合成物）自体である反応生成物を形成するように、上記汚れのうち上記第一の部分とは異なる第二の部分と反応する第二の気体又は混合気（以下、前処理気体とも呼ぶ）が選択される。本願において、「第一の気体又は混合気」及び「第二の気体又は混合気」という用語は、単にクリーニング気体と前処理気体の間の区別をつけるのに用いられるにすぎず、これら気体の供給順序を示しているものではない。

本発明は、汚れのすべてがクリーニング気体とともに揮発性合成物を形成するわけではないので、クリーニング工程によっても汚れのすべてを完全に除去することはできない、という経験に基づいている。したがって、本明細書の導入部分に記載した従来技術によれば、上記汚れのうち第一の部分しか除去することができない。しかしながら、本発明に係る前処理工程によれば、上記汚れのうち、クリーニング工程のクリーニング気体とともに揮発性又は高揮発性の合成物を通常は形成しない第二の部分が、その後のクリーニング工程においてクリーニング気体とともに上記のような揮発性又は高揮発性の合成物を形成する化合物へ変換される。これは、第二の気体又は混合気を上記変換が生じるように選択し、クリーニング工程前に第二の気体又は混合気を光学面と接触させることによって実現される。この手法により、光学面上の汚れのうち、クリーニング工程中にクリーニング気体とともに揮発性又は高揮発性の合成物を形成することによって除去され得る部分を増やすことができる。この前処理工程は、照射ユニットの一時停止中に実行され、好ましくは、放射線源の一時停止中に実行される。

ＥＵＶ放射線又は軟Ｘ線の照射ユニットにおいて光学面上に堆積する典型的な汚れは、高温プラズマから放出された無機材料であり、特に、錫、テルル、インジウム、リチウム、タングステン、モリブデン、又は、アンチモン、のような金属である。本発明に係る方法よれば、適切な前処理工程及びクリーニング工程を選択することによって、汚れを大幅に除去することができる。クリーニング工程に用いられる典型的なクリーニング気体は、水素含有物質、ハロゲン、ハロゲン間化合物（すなわち、異なるハロゲンを含む化合物）、及び／又は、ハロゲン含有化合物、である。これらクリーニング気体は、上記特許文献１に開示されたものと同じであってもよい。上記特許文献１は、本発明のクリーニング工程の詳細な説明に関して参考文献として本明細書に組み込まれる。

本発明に係る方法における前処理工程に用いられる前処理気体として適切な気体は、例えば、活性（原子状）水素（すなわち水素ラジカル）、分子状水素、ＮＨ_３又はＮ_２Ｈ_３のような気体を含んだ水素、或いは、還元効果を持つ他の気体又は蒸気、などである。それでもなお、通常はクリーニング気体とともに揮発性又は高揮発性の合成物を形成しない汚れの一部をクリーニング気体とともに揮発性又は高揮発性の合成物を形成する化合物へ変換することを実現するのに適した気体であれば、あらゆる任意の気体を用いることができる。

本発明に係る方法によれば、ＥＵＶ放射線又は軟Ｘ線照射ユニットの光学部品の光学面（例えば、集光器の表面）を高度に繰り返しクリーニングすることが可能となる。これにより、ＥＵＶ照射ユニットにおいて、マスク及びウエハーへ時間的・空間的に均一な画像化、特に時間的・空間的に均一なＥＵＶ照射が可能となる。さらに、本発明に係る方法によれば、そのようなユニットにおける光学部品の寿命をより長くすることができる。本発明に係る方法及び照射ユニットについて、ここではＥＵＶ放射線又は軟Ｘ線照射ユニットを参照して説明したが、同じクリーニング効果は、他の波長レンジの放射線を発する照射ユニットの光学面をクリーニングするときにも実現可能であることは明らかである。

特に前処理工程において、しかしながら後のクリーニング工程においても同様に、光学面と接触する前処理気体及びクリーニング気体は、ラジカルの一部分を含むことと有益的である。しかしながら、ラジカルはシステム内に存在する他の物質（例えば、壁や構造材）と非常に素早く反応する傾向にあるため、ラジカルを光学面まで運ぶことは困難である。本発明に係る方法においては、この困難性を打破する複数の手法を提案する。

本発明の一実施形態に係る前処理工程及び／又はクリーニング工程において、供給された気体からラジカルを生成する方法は、供給気体の気体経路に高温面（好ましくは、高温フィラメントなどの金属面）を配置することである。この解決策は、本発明に係る照射ユニットが、好ましくは放射線源において生成された放射線の光路外に配置された加熱可能面（好ましくは、フィラメントなどの金属要素）を含むことによって実現される。

これら高温面を気体が通過すると、例えばＨ_２などの分子がこれら高温面によって活性化されて、例えば原子状水素などのラジカルを形成する。これら面、特にこれら面を提供する加熱可能要素は、例えば、タングステン、モリブデン、又は、タンタルなどから作られる。これらラジカルと光学面とが確実に接触するように、加熱可能面は、供給される気体の流路において、これら光学面近傍に配置される。照射ユニットの通常の作動に悪影響を与えないように、加熱可能要素は、生成された放射線の光路を遮らないように細い（好ましくは直径１ミリメートル以下）のワイヤから作られてもよく、及び／又は、加熱可能要素は、例えばデブリー軽減手段の一部分などの照射ユニットの部品のうち、特に、上記手段の単一のフォイルの陰、集光器シェルの陰、又は、シェル取付構造の陰、などの光学的に陰の領域に配置される。この場合、加熱可能要素を照射ユニットにおいて常に静止させたままとさせておくことができ、クリーニング工程と前処理工程の間でそれらを取り除く必要がない。これは、例えば集光器シェルの小さい方の正面などの照射ユニットの光路外の他の位置に加熱可能要素が配置される場合にも当てはまる。

別の解決策は、ＥＵＶ照射ユニットの第一の部分を第二の部分から分離する又は集光器領域を放射線源領域から分離するのに用いられる加熱可能要素を照射ユニットの機械式クロージング要素に取り付けることである。加熱可能要素は、供給気体用吸気管に配置することもできる。

しかしながら、管を通じたラジカルの運搬は問題を引き起こすことに注意。なぜなら、ラジカルは、壁材と化学的に反応し、壁内に取り込まれて、壁表面と再結合してしまうからである。これにより、ラジカル密度は大幅に減少する。ここで、金属材料から成る管は、ラジカルに対して非常に高い損失係数を有する。本発明において、吸気管は、好ましいことにラジカルに対して低い損失係数を持つ材料から作られ、例えば金属管の場合よりも大幅に長い距離にわたってラジカルを運搬することを可能とする。このために有益的な材料は、ガラス又はセラミックスである。このような光学面近傍に延在する管を用いることによって、ラジカルをこれら面の近くへ運ぶことができる。

本発明に係る方法においてラジカルを生成する別の方法は、放電を利用する方法である。ここでは、絶縁壁放電、高周波又はマイクロ波による容量性又は誘電性励起グロー放電、並びに、先端構造を持つ特殊電極を用いることによるスプレー放電、を生成することができる。必要な電極又は励磁コイルは、照射ユニットの通常の作動へ悪影響を与えないように、既述の手法により加熱可能要素と同じ位置に配置されることが好ましい。

本発明に係る方法においてラジカルを生成する更に別の方法は、真空チャンバにおいて気体にＵＶ放射線を当てることである。ＵＶランプは、ＵＶ放射線が光学面へ直接衝突して、ラジカルが光学面又はその近くで生成されるように、配置することができる。このようなＵＶランプは、例えば、このユニットの第一の部分と第二の部分の間の、放射線源によって生成された放射線の中間焦点領域に配置することができる。ラジカルの生成は、集光器シェルの背面や、生成された放射線の案内には用いられない照射ユニット内の構成要素の他の部分に置かれた追加的な蛍光体層又はシンチレーター層によってサポートされ得る。この場合、ＵＶランプは、この追加層を照らすように配置される。

言うまでもないが、本発明に係る方法は、光学面のクリーニングをサポートするためのラジカルの生成の詳細に依存しない。

前処理気体及び／又はクリーニング気体、特にラジカル、が光学部品に到達し、これら部品に到達する前に化学的に反応又は再結合によって変換されてしまわないように、以下の複数の手法のうちの１以上を適用することができる。

これら手法のうちの１つは、真空チャンバを通る気体の連続的な流れを維持することである。気体が速く流れると、チャンバの壁によって拡散される前に、真空チャンバのすべての必要な部分へ到達する。

第二の手法は、供給管又はこれら供給管の内部コーティングに適切な材料を用いることである。このような材料は、例えば、ガラス、シリカ、セラミック、酸化物、窒化物、炭化物、珪酸塩、硫酸塩、又は、ラジカルに対する損失係数が低く、特定の前処理気体及びクリーニング気体に対して不活性な他の材料、である。

第三の手法は、前処理気体及び／又はクリーニング気体と不活性気体の混合気である。これは、チャンバ壁と反応する気体の拡散を低減させるためである。このような不活性気体の例は、Ａｒ、Ｈｅ、Ｘｅ、Ｋｒ、又は、Ｎ_２である。

第四の手法は、光学部品近傍へ気体を案内する特殊構成である。これは、光学面近傍、好ましくは光学部品の陰、に延在する不活性供給管により、実現することができる。光学面の非常に近くまで持っていくことでき、且つ、対応する前処理工程又はクリーニング工程の後には取り除くことができる１以上の移動式流出又は分配ユニットを用いることも可能である。別の実施形態として、例えば、光学部品に穴又は空隙を設けることによって、又は、気体を引き入れる隙間を作るために光学部品を複数の部分に分けることによって、気体用の排気開口部が光学部品と一体化されてもよい。この流出又は分配ユニットは、加熱可能要素との関連で既に説明した機械式クロージング要素に取り付けることもできる。

本発明に係る方法の前処理工程及びクリーニング工程において、光学面は、気体の空間分布に関して、できる限り均一に処理されるべきである。しかしながら、光学部品のジオメトリは、気体の不均一な分布を招く対象の粘性を生じさせ得る。これは、例えば、ＥＵＶ照射システムの集光鏡に当てはまる。このような集光鏡は、通常、間に設けられた間隔の小さい、複数のシェルを有する。この隙間のサイズをシェルごとに変えて、個々の隙間の粘性を異ならせることができる。この問題を克服するために、本発明に係る方法は、異なる流れ断面を提供することによって、個々の集光器隙間を通る気体流を異なるサイズの隙間に適したものとする機械式手段を用いることを提案する。分配ユニットとも呼ばれるこの機械式手段は、誘導気体に関して集光鏡の吸気又は排気に配置される。すなわち、放射線源に向かった側、及び／又は、照射ユニットの第二の部分に向かった側、に配置される。この分配ユニットの例は、本明細書の後半の実施例を参照して図示される。

本発明に係る方法をＥＵＶ照射システムに適用するとき、以下の複数の工程が実行される。これら工程のうちの一部は必要的ではない。ＥＵＶ照射ユニットの通常の動作は、デブリーによる鏡の汚れの量が所定量に達したことが検出されるまで、実行される。鏡汚れを制御するために、例えばＥＵＶフィルタ付きの光ダイオードやＣＣＤカメラなどの光学センサを用いることができる。これらセンサによって測定された反射率が所定の限界を下回った場合、以下の前処理工程及びクリーニング工程が開始される。

まず、照射ユニットのうち、クリーニングされるべき部分、すなわちクリーニング容積、が機械式クロージング要素によって隔離される。機械式クロージング要素は、ＥＵＶ集光器を、ＥＵＶ放射線源、デブリー軽減システムの部品、及び、照射ユニットの第二の部分の光学部品から完全に分離させることが好ましい。前処理工程及びクリーニング工程のために、ＥＵＶ集光器を当該システムの特別クリーニング部分へ運ぶことも可能である。

クリーニング容積の分離後、本明細書の前半部分で既に説明した前処理工程が実行される。これは、前処理工程に続くクリーニング工程についても当てはまる。気体及び揮発性又は高揮発性の合成物は、クリーニング工程中に、及び／又は、クリーニング工程後に、或いは、前処理工程及びクリーニング工程の各々の間に、及び／又は、前処理工程及びクリーニング工程の各々の後に、排出される。クリーニング工程後、鏡上に依然として残っている残留物を光学面から除去することもできる。これは、残留物に応じて、様々な手法により実現できる。例えば、原子状水素のようなラジカルや分子状水素を用いて処理するなど。この処理により、ハロゲン残留物を除去することができ、金属酸化物を金属へ還元することができる。分子状水素を適用することにより、それ以降の放射線源の通常の作動において光学面を汚すデブリー材料がこれら光学面上で酸化されないように、追加的に下処理される。分子状水素は、この処理工程において、光学部品及び他の部品の表面材料に組み込まれて、そこに留まり、材料の酸化物が後に堆積しないようにする。この手法により、次のクリーニングサイクル中の前処理工程が支援される。なぜなら、低減されるべき汚れが少なくなるからである。

更に別の手法は、酸素気体又は酸化気体を適用することによって、例えばヨウ化ルテニウムなどのＥＵＶ吸収化合物をより吸収の少ない酸化ルテニウムへ変換することである。酸素以外にも、例えば、窒素、炭素、又は、他の要素を含む気体などの、吸収化合物をより安定したより吸収の少ない化合物へ変換させる他の気体も用いることができる。

別の任意の工程は、クリーニングされた光学部品を含む容積の最終クリーニングである。この最終クリーニング工程は、反応生成物及び反応気体の残留物がもはやこの容積内に存在しないようにするためのものである。これにより、金属ハロゲン化合物のような残留物はこの容積から除去される。この容積の表面上の固体残留物の脱離及びそのような残留物の排出のために、以下の手法を適用することができる。この残留物の脱離は、例えば赤外線放熱器のような追加的な放射線源を用いることによって、部品を加熱することによって支援され得る。また、この残留物の排出は、当該容積を不活性気体でざっと流すことによって向上させることができる。

更に別の手法は、放射された光子及びその結果得られた後で排出し得る光電子によって残留物を効果的に脱離させるためにＥＵＶ源を作動させることである。この手法が提供されるとき、放射線源とクリーニングされた光学面の間に機械式クロージング要素が存在すれば、それを開放する。このとき、当該容積を照射ユニットの第二の部分から分離するクロージング要素は閉じられたままである。ＥＵＶ源をこのように作動させているとき、この放射線の加熱効果を光学部品から残留物を脱離させるのに直接用いるために、当該源の出力を通常作動時よりも強めることもできる。

これらの工程の後、通常の作動を再開することができる。この通常作動中、堆積したデブリー材料の酸化物を追加的に防止するために、集光器領域に配置された酸素ゲッタ及び特殊冷却トラップを追加的に用いることが可能である。

本願明細書及び特許請求の範囲において、「有する（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という語は、他の要素や工程を排除しない。また、「ａ」又は「ａｎ」は複数存在することを排除しない。また、特許請求の範囲に記載された符号は、請求項の範囲を限定するものではない。

以下の例示的な実施形態は、本発明の範囲を限定することなく、添付図面を参照して、本願発明に係る方法及び照射ユニットの例を示している。

ＥＵＶ照射ユニットの第一の部分の典型的な構造は、図１を参照して、本明細書の導入部分で既に説明した。図２〜１９には、ＥＵＶ放射線源１、デブリー軽減のためのフォイルトラップ（ｆｏｉｌ ｔｒａｐ）２、集光鏡３、及び、真空チャンバの壁４を備えたＥＵＶ照射ユニットが図示されている。図２は、水素を前処理気体として用いた、本発明の前処理工程におけるラジカル生成を示している。前処理工程に先立ち、２つの機械式クロージング要素５、６によってクリーニング容積を閉じて、クリーニング容積を放射線源１及び非常に敏感な光学部品を含む照射ユニットの第二の部分から分離する。次いで、気体吸入路１０を通じて水素気体が集光鏡３を含むこのクリーニング容積内へ供給される。集光器シェルを通る気体流１２の方向を矢印で示す。集光器３の光学面上の汚れと反応した前処理気体は、気体排出路１１と通じてクリーニング容積を離れる。ラジカル、すなわち原子状水素を十分に生成するために、分子状水素からこれらラジカルを生成するユニット２０が気体吸入路１０に設けられる。

図３は、別の実施形態を示す。この実施形態は、図２の例と異なり、２つの気体吸入路１０が設けられ、それぞれにラジカル生成ユニット２０が設けられる。この実施形態によれば、図２の実施形態と比べて、生成ユニットから光学面までのラジカルの平均運搬距離が低減される。

図４は、更に別の実施形態を示す。この実施形態は、それぞれがラジカル生成ユニット２０を備えた複数の気体吸入路１０と、複数の気体排出路１１とを有する。言うまでもないが、気体吸入路及び気体排出路の数は３以上であってもよい。その場合、通常は円筒形であるクリーニング容積まわりに放射状に配置される。図４の例における流れ方向１２は、図２及び３の流れ方向１２とは逆向きになっている。

図５は、本発明の一実施形態を示す。この実施形態では、生成ユニット２０において生成されたラジカルを光学面近傍へ直接運ぶ１以上のガラス管１３が用いられる。ガラス管１３のガラス壁により、例えば金属管の場合よりも、ラジカルの運搬距離をより長くすることができる。

光学部品の表面近傍へラジカルを運ぶのに可動供給管２７を用いることも可能である。図６に示した可動供給管２７を用いる場合、図６に双方向矢印で示したように、クリーニング対象の光学面に沿って、排出開口部（分配ユニット１４）を動かすことができる。

ラジカルを光学面近傍へ運ぶ更に別の方法を図７に示す。図７は、集光鏡３の集光器シェルの一部を示している。この実施形態において、集光器シェルは、クリーニング対象の光学面の側に排出開口部１５が設けられた中空の本体から成る。このような構造により、ラジカルは、これら排出開口部１５を通って、直接供給される。また、集光器シェルは、同様の目的で、多孔性材料から作られてもよい。

図８は、ラジカル生成用の生成ユニット２０が機械式クロージング要素６と一体化さえた実施形態を示している。本実施形態、既述の実施形態、及び、後述の実施形態において、生成ユニット２０は、例えば金属ワイヤなどの加熱可能な薄いフィラメントにより形成されることが好ましい。それでもなお、生成ユニット２０は、ラジカル生成用の放電を生成するように設計されることもできる。

図９は、ラジカル生成ユニット２０が集光鏡３近傍に配置された場合の実施形態を示している。本実施形態のラジカル生成ユニット２０は、照射ユニットの通常の作動中にＥＵＶ放射線の光路を遮らない、非常に薄い高温フィラメント２１によって形成される。

図１０は、更に別の実施形態を示している。この実施形態において、同じく高温フィラメント２１である生成ユニット２０は、集光器３の集光器シェルの光が当たらない領域に配置される。照射ユニットの通常の作動モードにおけるＥＵＶ放射線の光路７も図示している。

図１１は、更に別の実施形態を示している。この実施形態において、ラジカル生成ユニット２０を形成する高温フィラメント２１は、集光器シェルの小さい方の正面上に直接取り付けられる。この位置において、高温フィラメント２１は、ＥＵＶ放射線の光路を遮らない。

図１２は、本発明に係る方法の一実施形態を示している。この実施形態においては、集光器シェルの背面を照らすＵＶランプ２２を用いて、ラジカルが生成される。これら集光器シェルの背面上には、光学面近傍にラジカルを生成するために当該光学面に衝突する二次放射線２５を生成する蛍光体層２４が設けられる。この構成において、ＵＶランプは、ＥＵＶ放射線の光路を遮らない。

図１３〜１７は、光学面上に均一な又は所定の気体流分布を実現する機械的手段についての実施形態を示している。図１３において、そのような分布は、クロージング要素５に一体化された分配ユニット１４を用いて実現される。分配ユニット１４は、集光鏡３の集光器シェル間の各隙間のサイズがそれぞれ異なる複数の吸気開口部１５を有する。これら分配ユニット１４の開口部１５は、シェルを通る気体流が所定の分布となるように、各シェル間の距離及び粘性に設計される。本実施形態において、集光鏡３を通るすべての流路の粘性をほぼ同じにすることも可能である。その場合、この集光鏡３のすべての部分を通る流れが均一となる。言うまでもないが、本実施形態によっても、例えば、特定の部分に他の部分よりも多くの気体流を当てるために、集光鏡３を通る流れの状態を制御することはできる。これら実施形態の主たる目的は、シェル間の隙間の各々において、所定のラジカル運搬深さを実現することである。この所定の運搬深さは、各隙間について同じであってもよく、或いは、各隙間において要求されるクリーニング深さに応じて隙間ごとに異なってもよい。

このような集光器シェルを通る個々の気体流を実現する別の方法を図１４に示す。図１４においては、気体流の場合には集光鏡３の前部に取り付けられる穴あき膜１６が用いられる。膜１６の開口部１５の直径を通じて、集光器シェル間の個々の隙間を通る気体流を制御することができる。これにより、図１３の実施形態と同じ効果を得ることができる。

代替例として、気体流が適用されると集光器のシェル間の隙間に入る非常に多くの可撓管から膜１６が形成されてもよい。

図１５は、集光鏡３における気体流を制御する別の実施形態を示している。本実施形態においては、吸気開口部１５を備えた分配ユニット１４の一部がクロージング要素５の一部となっている。集光鏡３の排気側には、気体流を制御する分配ユニット１４の別の一部分であるフェースプレート１７が設けられる。このフェースプレート１７は、シェル間の個々の隙間の粘性を制御して、図１３を参照して既に説明したような気体流分布を制御するために、様々なサイズの排気開口部１５を有する。本実施形態において、ラジカルの生成は、クロージング要素５に一体化されたフィラメント２１を用いて行われる。図１５のフェースプレート１７は、複数の分離壁１８を有する。これら分離壁１８により、フェースプレート１７が集光鏡３のシェルと直接接触するとともに、同時に、シェル隙間における個々の流路間のオーバーフローを抑制する。

図１６は、図１５と類似の実施形態である。主たる相違点は、集光器隙間を通る個々の気体流を制御するために、可動式虹彩アパーチャ１９として図示した機械式シャッターが集光鏡３の排気側に配置されることである。この可動式アパーチャ１９を段階的に又は連続的に開くことによって、集光鏡３の異なる領域が気体流に対して交互にさらされる。本実施形態においては、そのままでは十分に気体流が通らない高粘性領域に、所定期間、気体流を集中させることも可能である。本実施形態によれば、光学部品のジオメトリとは無関係に、流れの状態をちょうどよいタイミングで制御することも可能となる。さらに、光学部品の特定部分に気体流を当てることも可能である。

図１７は、更に別の実施形態を示している。本実施形態において、気体流は、光学部品の中央部分に設けられた気体吸気口によって、各集光器隙間について個別にセットされる。これにより、集光鏡３である本実施形態に係る光学部品は、分配ユニット１４を間に挟んだ２つの部分に分けられる。

図１８は、更に別の実施形態を示している。本実施形態においては、クリーニング容積内に複数の循環ユニット２６が設けられる。これら複数の循環ユニット２６により、クリーニング容積内の生成ユニット２０のフィラメント２１を用いてラジカルを新たにアクティベートすることによって、前処理気体又はクリーニング気体をリサイクルすることができる。同じ目的で、循環ユニット２６を、気体吸気路及び気体排気路と連通させ、クリーニング容積の外に配置することも可能である。

図１９は、本発明に係る、ＥＵＶ照射ユニットの集光鏡３の光学面をクリーニングする方法の一実施形態において実行される複数のステップを示している。図１９ａは、放射線源１が作動中であって、集光鏡３が生成されたＥＵＶ放射線を集め、収束させているときの照射ユニットの通常動作を示している。光学面がクリーニングされなければならないとき、この照射ユニットの第一の部分を第二の部分から分離する機械式クロージング要素６は閉じられる（図１９ｂ）。図１９ｃは、クロージング要素６の分離壁が集光鏡とじかに接触するように集光鏡３をクロージング要素６（図１５のフェースプレート１７と同一）へ向けて動かしているところを示している。その後、クリーニング容積をＥＵＶ放射線源１及びデブリー軽減ユニット２から分離するクロージング要素５が閉じられる（図１９ｄ）。図１９ｅは、閉じられたクリーニング容積を示している。次いで、図６に概略的に示したように、前処理気体及びクリーニング気体を供給することによって、前処理工程とクリーニング工程とが交互に実行することができる。本図には明示されていないこれら２つの工程の後、図１９ａ〜１９ｅの工程を逆の順序で実行することによって、照射ユニットは初期状態に戻される。すると、照射ユニットの通常の作動を再び開始することができる。

ＥＵＶ照射ユニットの第一の部分の概略構成図である。 ＥＵＶ照射ユニットの集光器をクリーニングするのに用いられるラジカルを生成するための第一の構成を示す概略図である。 ＥＵＶ照射ユニットの集光器をクリーニングするのに用いられるラジカルを生成するための第二の構成を示す概略図である。 ＥＵＶ照射ユニットの集光器をクリーニングするのに用いられるラジカルを生成するための第三の構成を示す概略図である。 ＥＵＶ照射ユニットの集光器をクリーニングするのに用いられるラジカルを生成するための第四の構成を示す概略図である。 ＥＵＶ照射ユニットの集光器をクリーニングするのに用いられるラジカルを生成するための第五の構成を示す概略図である。 光学部品を通じたラジカル供給を示す詳細図である。 ＥＵＶ照射ユニットの集光器をクリーニングするのに用いられるラジカルを生成するための第六の構成を示す概略図である。 ＥＵＶ照射ユニットの集光器をクリーニングするのに用いられるラジカルを生成するための第七の構成を示す概略図である。 ＥＵＶ照射ユニットの集光器をクリーニングするのに用いられるラジカルを生成するための第八の構成を示す概略図である。 ＥＵＶ照射ユニットの集光器をクリーニングするのに用いられるラジカルを生成するための第九の構成を示す概略図である。 ＥＵＶ照射ユニットにＵＶランプを追加することによるラジカル生成を示す第一の概略図である。 ＥＵＶ照射ユニットの集光器シェルの各々についての個別の気体流の生成を示す第一の概略図である。 ＥＵＶ照射ユニットの集光器シェルの各々についての個別の気体流の生成を示す第二の概略図である。 ＥＵＶ照射ユニットの集光器シェルの各々についての個別の気体流の生成を示す第三の概略図である。 ＥＵＶ照射ユニットの集光器シェルの各々についての個別の気体流の生成を示す第四の概略図である。 ＥＵＶ照射ユニットにおけるラジカルの生成及び２つの部分に分離された集光器を通じたラジカルの供給を示す概略図である。 ラジカルの生成及びＥＵＶ照射ユニットにおけるクリーニング対象容積内でラジカルをリサイクルする循環ユニットを示す概略図である。 本発明に係るＥＵＶ照射ユニットにおいて光学面をクリーニングする方法の様々な工程の一例を示す図である。

符号の説明

１ ＥＵＶ放射線源
２ デブリー軽減用フォイルトラップ
３ 集光鏡
４ 真空チャンバ壁
５ 機械式クロージング要素
６ 機械式クロージング要素
７ 光路
１０ 吸気路
１１ 排気路
１２ 気体流の向き
１３ ガラス管
１４ 気体分配ユニット
１５ 吸排気開口部
１６ 膜
１７ フェースプレート
１８ 分離壁
１９ 可動式アパーチャ
２０ ラジカル生成ユニット
２１ 高温フィラメント
２２ ＵＶランプ
２３ 放射線
２４ 蛍光体層
２５ 二次放射線
２６ 循環ユニット
２７ 可動式供給管
３１ 放射線源
３２ 真空容器
３３ 集光器
３４ ポンプ管
３５ 中間焦点
３６ 光路
３７ デブリー軽減手段

Claims (19)

1. 照射ユニット、特にＥＵＶ放射線及び／又は軟Ｘ線用の照射ユニット、の光学面に接触させた第一の気体又は混合気と前記光学面上に堆積した汚れの第一の部分とが揮発性合成物を形成するようにしたクリーニング工程を含む、前記光学面をクリーニングして前記汚れを除去する方法であって、
   前記クリーニング工程前に、前記照射ユニットが作動を一時停止している状態で、前処理工程を実行し、
   前記前処理工程においては、第二の気体又は混合気を前記光学面に接触させ、
   前記第二の気体又は混合気は、前記汚れのうちの前記第一の部分とは異なる第二の部分と反応して、前記第一の気体又は混合気とともに揮発性合成物を形成することができる反応生成物が形成されるように選択され、
   前記前処理工程において、前記第二の気体又は混合気として、還元効果を持つ気体又は蒸気が用いられる、
   ことを特徴とする方法。
2. 請求項１記載の方法であって、
   前記第二の気体又は混合気として、原子状及び／又は分子状の水素、及び／又は、気体を含んだ水素化合物、が用いられる、
   ことを特徴とする方法。
3. 請求項１記載の方法であって、
   前記クリーニング工程においては、前記第一の気体又は混合気として、気体を含んだ水素、ハロゲン、気体を含んだハロゲン化合物、及び／又は、対応するラジカル、が用いられる、
   ことを特徴とする方法。
4. 請求項１記載の方法であって、
   前記クリーニング工程の後、依然として前記光学面上に残っている残留物を、第三の気体又は混合気を用いた処理によって、前記光学面から取り除く、又は、前記照射ユニットの放射線をより吸収しない化合物へ変化させる、
   ことを特徴とする方法。
5. 請求項１記載の方法であって、
   前記クリーニング工程の後、前記光学面を加熱しながら、及び／又は、前記照射ユニットを不活性気体で流しながら、反応生成物と、前記第一の気体又は混合気及び／又は前記第二の気体又は混合気の残留物、又は、揮発性合成物とを排出する、
   ことを特徴とする方法。
6. 請求項１記載の方法であって、
   前記クリーニング工程の後、分子状の水素を前記光学面に適用することによって、前処理工程を実行する、
   ことを特徴とする方法。
7. 請求項１記載の方法であって、
   前記前処理工程の始めに、１以上の機械式クロージング要素によって、前記光学面を含む容積が前記照射ユニットの少なくとも１つの他の部分から分離される、
   ことを特徴とする方法。
8. 請求項１又は７記載の方法であって、
   少なくとも前記第二の気体又は混合気は、前記照射ユニット内及び／又は前記第二の気体又は混合気の供給流路内における高温面又は放電を用いて生成されたラジカルを含む、
   ことを特徴とする方法。
9. 請求項８記載の方法であって、
   前記ラジカルは、前記照射ユニットの光路外に配置された高温面を用いて生成される、
   ことを特徴とする方法。
10. 請求項８記載の方法であって、
    前記ラジカルは、前記機械式クロージング要素に配置された又は前記機械式クロージング要素と一体化された高温面を用いて生成される、
    ことを特徴とする方法。
11. 請求項１記載の方法であって、
    少なくとも前記第二の気体又は混合気は、ＵＶ放射線の照射によって生成されたラジカルを含む、
    ことを特徴とする方法。
12. 請求項１記載の方法であって、
    前記第一の気体又は混合気及び／又は前記第二の気体又は混合気は、前記光学面近傍に延在する１以上の供給管を通じて供給される、
    ことを特徴とする方法。
13. 請求項１記載の方法であって、
    前記第一の気体又は混合気及び／又は前記第二の気体又は混合気は、前記照射ユニット内を移動可能な１以上の供給管を通じて供給され、
    前記１以上の供給管は、前記第一の気体又は混合気及び／又は前記第二の気体又は混合気が供給されている間、前記光学面又は前記光学面を含む光学部品に沿って動かされる、
    ことを特徴とする方法。
14. 請求項１２又は１３記載の方法であって、
    前記１以上の供給管は、ラジカルの損失を低減する材料から作られるか、又は、内部がそのような材料でコーティングされる、
    ことを特徴とする方法。
15. 請求項７記載の方法であって、
    前記第一の気体又は混合気及び／又は前記第二の気体又は混合気は、前記機械式クロージング要素の供給流路を通じて供給される、
    ことを特徴とする方法。
16. 請求項１記載の方法であって、
    前記第一の気体又は混合気及び／又は前記第二の気体又は混合気は、気体分配ユニットを通じて供給され、
    前記気体分配ユニットは、前記光学面の近くに複数の吸気及び／又は排気開口部を有し、
    前記気体分配ユニットは、ラジカルの損失を低減する材料から作られるか、又は、内部がそのような材料でコーティングされる、
    ことを特徴とする方法。
17. 請求項１６記載の方法であって、
    前記照射ユニットにおける前記第一の気体又は混合気及び／又は前記第二の気体又は混合気の流れの分配は、前記気体分配ユニットの前記複数の吸気及び／又は排気開口部の直径を適切に選択することによって制御される、
    ことを特徴とする方法。
18. 請求項１６記載の方法であって、
    前記光学面は、前記複数の吸気及び／又は排気開口部を開閉する１以上の機械式シャッターを用いることによって、時間に依存した順序で、前記第一の気体又は混合気及び／又は前記第二の気体又は混合気と接触させられる、
    ことを特徴とする方法。
19. 請求項１記載の方法であって、
    前記第一の気体又は混合気及び／又は前記第二の気体又は混合気は、前記光学面及び／又は前記光学面を含む光学部品に設けられた流路を通じて供給される、
    ことを特徴とする方法。

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