FR2708757A1 - Procédé et appareil d'exposition par de la lumière ultraviolette. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne la photolithographie. Dans un appareil d'exposition par ultraviolet, des substances contenues dans une atmosphère qui vient en contact avec une surface de lentilles (L1-L10) sont réduites, et elles produisent des dépôts sur la surface de lentille. Des ouvertures (H1-H9) sont formées dans la paroi d'une monture de lentilles (1) pour permettre de remplacer l'atmosphère par un gaz approprié. Le gaz approprié peut être un gaz ne contenant pas d'oxygène, comme de l'azote, ou de l'air épuré obtenu en produisant intentionnellement des dépôts par l'application de lumière ultraviolette à de l'air. Application à la fabrication de circuits intégrés.

Description

La présente invention concerne un système optique utilisant une source de lumière ultraviolette, et elle concerne plus particulièrement une technique d'exposition prévue pour l'utilisation dans la fabrication de dispositifs à semiconducteurs, en particulier une technique d'exposition utilisant un appareil d'exposition du type photorépéteur ayant un système d'exposition avec réduction.

Une technique d'exposition utilisée pour former des motifs joue un rôle important dans des technologies de fabrication de semiconducteurs. Un appareil d'exposition du type photorépéteur réduit dans un rapport de 1/10 à 1/5 la taille d'un motif sur un réticule ou un masque (que l'on appellera collectivement "masque" dans cette description), et il focalise le motif sur un objet exposé tel qu'une pellicule de résine photosensible sur une tranche de semiconducteur.

Pour obtenir une résolution élevée suffisante pour parvenir à une largeur de motif étroite pour des dispositifs à semiconducteurs ayant un niveau d'intégration et de miniaturisation élevé, la longueur d'onde de la lumière d'exposition d'un appareil d'exposition du type photorépéteur a été réduite de la raie g à la raie i du mercure, puis jusqu'à la longueur d'onde d'un faisceau laser à excimères du type KrF et à la longueur d'onde d'un faisceau laser à excimères du type ArF. Au fur et à mesure que la longueur d'onde de la lumière est réduite, l'énergie des photons augmente en proportion inverse de la longueur et elle peut devenir égale ou supérieure à une énergie d'excitation qui est exigée pour une réaction chimique ge nérale.

La lumière ultraviolette qui est utilisée pour l'exposition a une énergie de photons élevée et elle change chimiquement les caractéristiques d'un élément photosensible exposé, tel qu'une pellicule de résine photosensible. I1 n'est pas évident que les rayons ultraviolets affectent seulement l'élément photosensible et n'affectent pas d'autres éléments.

I1 est nécessaire de refroidir une lampe qui rayonne de la lumière ultraviolette. On a habituellement refroidi la lampe en établissant une circulation forcée d'air. Si la capacité de refroidissement devient insuffisante, la durée de vie de la lampe est réduite et le niveau de rayonnement lumineux est réduit. On a utilisé de l'air propre filtré par un filtre à titre de fluide de refroidissement, dans le cas où on fait fonctionner 1' appareil d'exposition dans une salle propre.

Dans le cas d'une utilisation à long terme d'un appareil d'exposition du type photorépéteur, l'éclairement d'une surface exposée diminue au cours du temps et de la lumière diffusée est produite. Un tel défaut ne se manifeste qu'après que l'appareil d'exposition a été utilisé pendant une longue durée.

Les figures 13A et 13B montrent un système d'exposition du type photorépéteur conforme à une technique classique. La figure 13A montre le système d'exposition du type photorépéteur à l'état neuf, et la figure 13A montre le système d'exposition du type photorépéteur après une longue durée d'utilisation.

En se référant à la figure 13A, on note qu'une monture de lentilles d'illumination 511 contient une lampe 520 qui est destinée à rayonner de la lumière ultraviolette, et un groupe de lentilles de condenseur 512 pour concentrerla lumière provenant de la lampe 520 et pour l'appliquer à un masque 513. La lumière qui est émise par la lampe 520 et qui est concentrée par le groupe de lentilles de condenseur 512 est appliquée au masque 513.

La lumière traverse des ouvertures qui sont formées dans le masque 513 et elle se propage dans une monture de lentilles de projection 514 vers un groupe de lentilles de réduction 515 par lesquelles la lumière est concentrée et est appliquée à une pellicule de résine photosensible qui a été déposée sur une tranche de semiconducteur 516, et elle expose la pellicule de résine photosensible. La tranche de semiconducteur 516 est placée sur une platine mobile en
X-Y, 517, qui est fixée sur une base 518.

Après que le photorépéteur a été utilisé pendant une longue durée, des taches 530 sont accumulées sur les surfaces du groupe de lentilles de condenseur 512 du système d'illumination et du groupe de lentilles de réduction 515 du système de projection, comme représenté sur la figure 13B. Du fait que les taches 530 arrêtent et diffusent la lumière et dégradent les performances du système opti que global, les performances globales du photorépéteur sont diminuées.

On a trouvé qu'un appareil d'exposition du type photorépéteur travaillant sur la raie g, qui a été utilisé pendant environ dix ans par la demanderesse, présente des taches sur le système de lentilles de réduction et un facteur de transmission très fortement diminué (et par conséquent un éclairement diminué sur une surface d'exposition).

Une telle dégradation du système de lentilles diminue les performances d'exposition, ce qui fait qu'il devient impossible d'utiliser le système de lentilles.

Un autre problème est apparu lorsqu'on a réduit la longueur d'onde de la lumière ultraviolette. Ce problème est un phénomène qui consiste dans la formation d'accumulations ou de dépôts au voisinage d'un chemin optique d'un appareil d'exposition, même si celuici est utilisé dans une salle propre. Un système de focalisation d'un appareil d'exposition est très précis et coûteux. Des dépôts sur le système optique dégradent considérablement ses performances. Bien que l'on ait affirmé que des dépôts contiennent du sulfate d'ammonium, le mécanisme de la formation de dépôts n'est toujours pas connu de façon certaine.

Un but de la présente invention est de procurer un procédé d'exposition à de la lumière ultraviolette qui produise une moindre dégradation des performances, même après une longue durée d'utilisation.

Un autre but de la présente invention est de procurer un système optique utilisant de la lumière ultraviolette qui procure une moindre dégradation des performances même après une longue durée d'utilisation.

Un aspect de la présente invention procure un procédé d'exposition d'un objet à de la lumière qui est rayonnée par une source de lumière et qui a traversé un chemin optique comprenant une lentille, et a également traversé un masque, dans lequel l'exposition est effectuée en mettant en contact au moins une surface de la lentille disposée sur le chemin optique, avec une atmosphère contenant une quantité réduite de substances pouvant se transformer en dépôts.

Du fait que 1' exposition est effectuée en mettant en contact au moins une surface d'une lentille disposée sur le chemin optique avec une atmosphère contenant une quantité réduite de substances pouvant se transformer en dépôts, la lentille n'est pas dégradée par l'atmosphère, même lorsque de la lumière ultraviolette traverse la lentille. Il en résulte que l'on peut allonger la durée de vie d'un système d'exposition utilisant de la lumière ultraviolette, et on peut éviter une diminution des performances du système d'exposition.

Un autre aspect de l'invention procure un appareil d'exposition utilisant de la lumière ultraviolette, cet appareil comprenant une lampe à ultraviolet, un chemin de fluide de refroidissement entourant la lampe à ultraviolet et formant un chemin de fluide indé- pendant pour la circulation d'un fluide de refroidissement, le chemin de fluide de refroidissement étant conçu de façon à transmettre la lumière ultraviolette, un système optique d'illumination, et une chambre d'exposition couplée au chemin de fluide de refroidissement pour former un espace fermé qui englobe le système optique d'illumination.

La lampe à ultraviolet est entourée par le chemin de fluide de refroidissement et elle est refroidie à une température prédéterminée par le fluide de refroidissement qui circule dans le chemin de fluide de refroidissement.

Même si la quantité de fluide de refroidissement qui circule dans le chemin de fluide de refroidissement est changée, la région externe, en particulier la chambre d'exposition, n'est pas défavorablement affectée. La chambre d'exposition forme un espace fermé qui est indépendant du chemin de fluide de refroidissement, ce qui permet d'éliminer des impuretés externes qui entrent dans la chambre d'exposition. I1 est possible d'allonger la durée de vie d'une lampe à ultraviolet d'un appareil d'exposition, d'allonger la durée de vie d'un système optique d'illumination et de maintenir la précision élevée de l'appareil d'exposition.

Un aspect supplémentaire de la présente invention procure un procédé d'exploitation d'un appareil d'exposition utilisant de la lumière ultraviolette, ce procédé comprenant une étape d'épuration d'un gaz de refroidissement pour un appareil utilisant de la lumière ultraviolette, qui consiste à faire passer le gaz de refroidissement à travers une région d'épuration qui est chauffée à une température prédéterminée et à laquelle de la lumière ultraviolette est appliquée, et à produire des dépôts qui sont occasionnés par une réaction photochimique dans la région d'épuration, et une étape d'utilisation du gaz de refroidissement épuré, pour refroidir l'appareil utilisant de la lumière ultraviolette.

Un gaz de refroidissement pour un appareil utilisant de la lumière ultraviolette est tout d'abord épuré et il est ensuite utilisé pour nettoyer l'appareil. I1 est donc possible de réduire la quantité de dépôts dans l'appareil.

De façon similaire à ce qui se passe à l'intérieur de l'appareil utilisant de la lumière ultraviolette, l'épuration d'un gaz de refroidissement est effectuée en faisant passer le gaz de refroidissement à travers une région chauffée à laquelle de la lumière ultraviolette est appliquée, et en produisant effectivement des dépôts par une réaction photochimique. L'application de lumière ultraviolette échauffe également la région chauffée. Du fait que des substances susceptibles de réagir de façon photochimique sont consommées à 1' éta- pe d'épuration, on peut réduire de façon correspondante des dépôts qui se produisent pendant le refroidissement de l'appareil utilisant de la lumière ultraviolette.

De la manière indiquée ci-dessus, il est possible de réduire effectivement des dépôts qui sont produits par une réaction photochimique avec de la lumière ultraviolette dont le mécanisme n'est toujours pas connu avec certitude. Ainsi, des dépôts dans le système optique sont réduits et la durée de vie du système optique est allongée.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de modes de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La suite de la description se réfère aux dessins annexés dans lesquels
la figure I est une coupe montrant un système de lentilles conforme à l'invention.

Les figures 2A à 2D sont des coupes schématiques expliquant le remplacement de l'atmopshère contenue dans un espace situé entre des lentilles, conformément à un mode de réalisation de l'invention.

Les figures 3A à 3D sont des coupes schématiques expliquant le remplacement de l'atmosphère contenue dans un espace entre des lentilles, conformément à un autre mode de réalisation de l'invention.

Les figures 4A et 4B sont des coupes schématiques montrant un système optique d'exposition conforme à un mode de réalisation de l'invention.

Les figures 5A et 5B sont des coupes schématiques montrant un système optique d'exposition conforme à un autre mode de réalisation de l'invention.

Les figures 6A et 6B sont des coupes schématiques montrant un système optique d'exposition conforme à un mode de réalisation supplémentaire de l'invention.

La figure 7 est une coupe schématique montrant la structure d'un appareil d'exposition conforme à un mode de réalisation de l'invention.

Les figures 8A à 8C sont des coupes schématiques montrant la structure d'un chemin de fluide de refroidissement qui est utilisé dans le mode de réalisation représenté sur la figure 7.

La figure 9 est un schéma montrant la structure d'un appareil utilisant de la lumière ultraviolette, conforme à un mode de réalisation de l'invention.

La figure 10 est un schéma montrant la structure d'un appareil utilisant de la lumière ultraviolette, conforme à un autre mode de réalisation de l'invention.

La figure 11 est un schéma montrant la structure d'un appareil utilisant de la lumière ultraviolette, conforme à un mode de réalisation supplémentaire de l'invention.

La figure 12 est un schéma montrant la structure d'un appareil utilisant de la lumière ultraviolette, conforme à un autre mode de réalisation supplémentaire de l'invention.

Les figures 13A et 13B sont des coupes schématiques montrant des systèmes optiques classiques pour un système d'exposition par projection avec réduction.

On fait l'hypothèse selon laquelle trois éléments comprenant une matière de source, une certaine température et de la lumière ul traviolette, sont nécessaires pour produire des dépôts. On doit changer certains de ces trois éléments pour réduire les dépôts susceptibles de se former sous l'effet de l'exposition à de la lumière ultraviolette.

L'utilisation de lumière ultraviolette est essentielle pour un appareil optique conçu pour utiliser de la lumière ultraviolette. Une élévation de température d'un tel appareil optique est inévitable du fait que l'appareil rayonne de la lumière ultraviolette et il étape plique à des composants optiques. Par conséquent, un seul procédé est disponible, c'est-à-dire la réduction de la quantité de matières de source pour des dépôts susceptibles de se former sous l'effet de l'exposition à la lumière ultraviolette.

On ne connaît toujours pas de façon certaine le mécanisme de formation de dépôts par l'exposition à la lumière ultraviolette. On ne connaît donc pas clairement la sorte de traitement qui est capable de réduire la quantité de matières de source pour des dépôts.

Les présents inventeurs ont analysé les performances dégradées de lentilles par l'utilisation de la spectroscopie de photoélectrons produits par des rayons X (ou XPS), et ils ont trouvé que des oxydes de C, S, Sn, Mg, Si et autres s'accumulent sur la surface du système de lentilles. En analysant des systèmes de lentilles neufs de la même sorte, on n'a pas trouvé de tels oxydes, à l'exception de l'oxyde de Si. On peut déduire des analyses ci-dessus que ces oxydes proviennent de composants d'un gaz atmosphérique et de composants de dégazage à partir de l'assemblage de lentilles. On n'a pas trouvé de nitrures de ces éléments.

On peut supposer que s'il est possible de supprimer une réaction d'oxydation, il est possible d'empêcher la dégradation d'un système optique d'exposition. I1 est possible d'éviter des accumulations ou des dépôts d'oxydes en plaçant la surface des lentilles dans un gaz non oxydant ou en extrayant l'oxygène du gaz atmosphérique dans lequel se trouve chaque lentille.

Des gaz non oxydants comprennent par exemple l'azote, des gaz inertes tels que l'argon et l'hélium, et des gaz réducteurs tels que l'hydrogène. Des gaz atmosphériques avec une quantité réduite d'oxygène comprennent par exemple les gaz mentionnés ci-dessus et des gaz atmosphériques à basse pression. Parmi ces gaz, les gaz réducteurs tels que l'hydrogène sont dangereux du fait du risque d'inflammation. Les gaz atmosphériques à basse pression peuvent occasionner un nouveau problème concernant la stabilité mécanique de l'appareil.

De tels problèmes ne sont pas associés à l'azote et à des gaz inertes.

L'azote, qui a une masse moléculaire (28) proche de la masse moléculaire (29) de l'air, est préférable du fait qu'il n'est pas nécessaire de changer la conception d'un système de lentilles utilisé actuellement, et que les performances optiques de chaque lentille changent très peu.

Bien qu'un gaz inerte soit supérieur à l'azote dans la mesure où un gaz inerte a une possibilité extrêmement faible de produire des réactions chimiques, on prévoit que l'azote donnera une stabilité similaire à celle d'un gaz inerte, du fait que les analyses de dépôts sur des systèmes de lentille, qui ont été effectuées par les présents inventeurs, n'ont fait apparaître aucun nitrure.

On assemble un système de lentilles à résolution élevée, en le réglant en même temps. Le système de lentilles assemblé contient de l'air entre les lentilles. Dans un système de lentilles classique, il est difficile de remplacer complètement l'air entre les lentilles par un autre gaz après que le système de lentilles a été assemblé.

La figure I montre un système de lentilles ayant une struc-ture qui permet de remplacer aisément le gaz atmosphérique se trouvant entre les lentilles. Les lentilles LI à L10 constituent un système de lentilles réducteur à résolution élevée, et les lentilles sont maintenues par une monture de lentilles 1. Des espaces S1 à S9 sont formés entre les dix lentilles L1 à L10.

La monture de lentilles 1 comporte des trous traversants H1 à H9 qui permettent aux espaces S1 à S9 entre des paires respectives de lentilles adjacentes de communiquer avec l'espace extérieur de la monture 1. Quatre trous traversants H sont formés à un intervalle d'environ 90 degrés dans la paroi de la monture au niveau de chaque espace S entre une paire de lentilles adjacentes. En utilisant ces trous traversants H à titre d'orifices d'entrée/sortie pour le rempla cement du gaz, on peut remplacer par un gaz atmosphérique désiré l'air qui se trouve dans chaque espace S entre une paire de lentilles adjacentes.

Le nombre de trous traversants dans chaque espace n' est pas limité à quatre. Même un seul trou traversant est suffisant pour remplacer le gaz atmosphérique interne. Cependant, plusieurs trous traversants pour chaque espace sont préférables pour permettre un remplacement efficace du gaz.

Les figures 2A à 2D montrent des configurations de remplacement du gaz atmosphérique dans chaque espace S entre une paire de lentilles par un gaz atmopshérique désiré, tel que de l'azote.

Sur la figure 2A, des trous traversants Ha à Hd sont reliés à des tuyaux Pa à Pd, et deux tuyaux Pa et Pb sont utilisés à titre de tuyaux d'amenée de gaz, tandis que les deux autres tuyaux Pc et
Pd sont utilisés à titre de tuyaux d'évacuation de gaz. Dans l'utilisation du système optique d'exposition, un gaz désiré tel que de l'azote est fourni par les tuyaux Pa et Pb, et le gaz atmosphérique intérieur est évacué. L'air présent dans l'espace S entre les lentilles peut donc être remplacé par le gaz atmosphérique désiré.

Avec la structure qui est représentée sur la figure 2A, chaque trou traversant est relié à un tuyau. Si quatre trous traversants sont formés dans chaque espace entre des lentilles d'un groupe de lentilles constitué par dix lentilles, le nombre total de trous traversants est de 36 et le nombre total de tuyaux est de 36.

La figure 2B montre une autre structure qui simplifie les canalisations. Sur la figure 2B, des gaines 2a et 2b couvrent les côtés droit et gauche d'une monture de lentilles 1 pour former des passages de gaz entre la paroi extérieure de la monture de lentilles 1 et les gaines 2a et 2b. Des trous traversants Ha et Hb qui sont formés dans la paroi de la monture de lentilles 1 communiquent avec l'espace qui est défini par la gaine 2a, et des trous traversants Hc et Hd communiquent avec 1' autre espace qui est défini par la gaine 2b. Les gaines 2a et 2b qui sont établies pour tous les espaces S1 à S9 entre les lentilles peuvent avoir la même structure.

Un tuyau Pin est branché à la gaine 2a, et un autre tuyau
Pout est branché à la gaine 2b. En introduisant un gaz désiré par le tuyau Pin et en évacuant le gaz atmosphérique intérieur par le tuyau
Pout, on peut remplacer par le gaz désiré le gaz atmopshérique qui se trouve dans les espaces S dans la monture de lentilles 1. Cette structure utilise deux tuyaux.

La figure 2C montre une autre structure qui simplifie les canalisations. Une monture de lentilles 1 est entourée par une seule gaine 2. De façon similaire à la figure 2B, des tuyaux Pin et Pout sont branchés à la gaine 2. Les espaces S dans la monture de lentilles 1 communiquent avec ltespace dans la gaine 2, par l'intermédiaire des trous traversants Ha à Hd. I1 est donc possible de remplacer le gaz atmosphérique dans les espaces S dans la monture de lentilles 1 par un gaz atmosphérique désiré, en introduisant le gaz atmosphérique désiré par le tuyau Pin et en évacuant le gaz atmosphérique d'origine par le tuyau Pout. I1 y a une possibilité que le gaz atmosphérique qui est introduit par le tuyau Pin sorte du tuyau d'évacuation Pout après être passé par l'espace compris entre la paroi de la monture 1 et la gaine 2, sans entrer dans les espaces S dans la monture de lentilles 1. Pour réduire cette possibilité, il est préférable que des déflecteurs B soient disposés dans la gaine 2 de façon à limiter le passage direct du gaz du tuyau d'alimentation Pin vers le tuyau d'éva- cuation Pout.

Pour éviter qu'une force ne soit appliquée accidentellement au système de lentilles, il est également préférable qu'il n'existe pas de déflecteurs B, comme représenté sur la figure 2D. Dans la structure qui est représentée sur la figure 2D, la gaine 2 et la monture de lentilles 1 ne peuvent pas venir en contact, mais sont séparées par un petit espace. Avec une telle structure, le gaz atmosphérique dans le groupe de lentilles diffuse et il est remplacé par un gaz ayant un niveau d'oxygène prédéterminé, ou un niveau inférieur, ou bien le gaz dans le groupe de lentilles peut être remplacé par de l'azote pur. On introduit de l'azote avec un débit de l'ordre de quelques litres/minute pendant le remplacement du gaz et avec un débit de quelques dizaines de centimètres cube/minute après le remplacement du gaz.

Les figures 3A à 3D montrent d'autres configurations de remplacement de gaz atmosphérique.

La structure qui est représentée sur la figure 3A comporte une vanne branchée à chaque tuyau P de la structure qui est représentée sur la figure 2A. Après que le gaz atmosphérique dans les espaces S entre les lentilles a été remplacé par un gaz atmosphérique désiré, on ferme les vannes V pour fermer hermétiquement les espaces
S. En fermant les vannes V, les espaces S entre les lentilles peuvent être fermés hermétiquement, tout en permettant le remplacement du gaz atmosphérique dans les espaces S par un gaz atmosphérique désiré.

Avec cette structure, on désire que des moyens utilisés pour fermer hermétiquement les espaces S contenant un gaz remplacé aient une herméticité suffisamment élevée pour empêcher ltentrée de l'air externe. Une fois que le gaz atmosphérique dans les espaces a été remplacé par le gaz désiré, il n'est pas nécessaire d'effectuer le remplacement par le gaz désiré chaque fois que l'appareil est utilisé, et il suffit d'effectuer le remplacement par le gaz désiré à un intervalle de temps prédéterminé.

La structure qui est représentée sur la figure 3B comporte une vanne V branchée à chaque tuyau P de la structure qui est représentée sur la figure 2B. De façon similaire au cas de la figure 3A, après que le gaz atmosphérique dans les espaces S entre les lentilles a été remplacé par un gaz atmosphérique désiré, on ferme les vannes
V pour fermer hermétiquement les espaces S.

Les structures qui sont représentées sur les figure 3C et 3D comportent une vanne V branchée à chaque tuyau P des structures qui sont représentées sur les figures 2C et 2D. Dans ce cas également, après que le gaz atmosphérique dans les espaces S entre les lentilles a été remplacé par un gaz atmosphérique désiré, on ferme les vannes
V pour fermer hermétiquement les espaces S.

Dans les structures qui sont représentées sur les figures 3A à 3D, une vanne est branchée à chaque tuyau pour fermer hermétiquement les espaces S entre les lentilles, par la fermeture de la vanne après que le gaz atmosphérique contenu dans les espaces a été remplacé par un gaz désiré. Au lieu d'utiliser une vanne, après que le gaz atmosphérique dans les espaces S a été remplacé, on peut fermer chaque tuyau ou bien on peut obturer chaque trou traversant en utilisant une matière d'obturation.

Avec les structures ci-dessus, il devient possible d'effectuer une exposition à de la lumière ultraviolette en remplissant les espaces entre les lentilles d'un groupe de lentilles avec un gaz non oxydant, ou en faisant circuler continuellement un gaz non oxydant. Les structures ci-dessus sont applicables non seulement à un système de lentilles réducteur, mais également à d'autres systèmes de lentilles utilisant un groupe de lentilles ayant un ensemble de lentilles.

Les figures 4A et 4B sont des schémas montrant la structure dans laquelle le groupe de lentilles de système d'illumination d'un système d'exposition du type photorépéteur comprend la structure décrite ci-dessus.

La figure 4A est un schéma montrant la structure dans laquelle l'espace entre des lentilles d'un groupe de lentilles de condenseur 12 d'un système d'exposition du type photorépéteur est rempli avec de l'azote.

La lumière qui est émise par une lampe 20 traverse un groupe de lentilles de condenseur 12 et illumine un masque 13. La lumière qui a traversé le masque 13 traverse un groupe de lentilles de réduction 15 et elle est focalisée sur une pellicule de résine photosensible sur une tranche de semiconducteur 16 qui est placée sur une platine mobile en X-Y, I7.ta ererce 18 de'i um base destinée à supporter la platine mobile en X-Y, 17, et les références Il et 14 désignent des montures de lentilles qui sont destinées à supporter le groupe de lentilles de condenseur et le groupe de lentilles de réduction.

Un espace entre chaque paire de lentilles adjacentes du groupe de lentilles de condenseur 12 est rempli avec un gaz N2 consistant en azote. Bien que la lumière ultraviolette qui provient de la lampe 20 traverse le groupe de lentilles de condenseur 12, l'espa- ce situé entre chaque paire de lentilles adjacentes n'est pas oxydé du fait que le gaz atmosphérique est de l'azote, et des oxydes ne se déposent pas sur la surface des lentilles qui est en contact avec l'azote.

Avec cette structure, il y a une possibilité que des oxydes se déposent sur les surfaces des lentilles les plus extérieures du groupe de lentilles de condenseur 12. Cependant, du fait que l'on peut accéder de façon externe aux surfaces des lentilles les plus extérieures, il est possible de nettoyer les surfaces qui portent des dépôts.

Après l'assemblage du groupe de lentilles, on ne peut pas accéder aux surfaces de lentilles définissant les espaces intérieurs. Si des oxydes se déposent sur ces surfaces entre les lentilles, on ne peut pas les nettoyer, ce qui fait que è durée de vie se teiTfline lorsque les performances des lentilles sont dégradées.

Cependant, avec la structure de ce mode de réalisation, l'espace entre chaque paire de lentilles adjacentes est rempli avec de l'azote, ce qui fait que des oxydes ne se déposent ou ne s'accumulent pas, ce qui a pour effet de prolonger la durée de vie des groupes de lentilles.

La figure 4B est un schéma montrant la structure dans laquelle 11 espace entre des lentilles d'un groupe de lentilles de condenseur d'un système d'illumination est rempli avec un gaz consistant en azote.

On peut faire circuler l'azote à travers les espaces entre les lentilles du groupe de lentilles de condenseur 12, en utilisant les structures qui sont représentées sur les figures 2A à 2D.

Une monture de lentilles 1 1 est entourée par une gaine 2. De l'azote qui est évacué hors de la gaine 2 pénètre dans l'espace entourant une lampe 20. Par conséquent, des oxydes ne peuvent également pas s'accumuler dans cet espace. L'azote est fourni par un orifice d'alimentation en azote 21, il traverse les espaces entre les lentilles du groupe de lentilles de condenseur 12 et l'espace qui entoure la lampe 20, et il est évacué par un orifice d'évacuation de gaz 22.

Avec les structures qui sont représentées sur les figures 4A et 4B, il est possible de protéger les surfaces de lentilles du groupe de lentilles de condenseur du système d'exposition du type photorépéteur, et d'allonger la durée de vie du groupe de lentilles de condenseur. Avec la structure qui est représentée sur la figure 4B, il est possible de réduire encore davantage des dépôts ou des accumula tions d'oxydes dans le système d'illumination.

Les figures 5A et 5B sont des schémas montrant des structures dans lesquelles les structures représentées sur les figures 3A à 3D sont appliquées à des systèmes optiques de projection. Dans le système d'illumination d'un système d'exposition du type photorépéteur, la lumière qui est émise par une lampe 20 traverse un groupe de lentilles de condenseur 12 qui est supporté par une monture de lentilles 11 et elle illumine un masque 13. La lumière qui passe à travers le masque traverse également un système de lentilles de réduction 15 qui est supporté par une monture de lentilles 14, et elle est focalisée sur une pellicule de résine photosensible sur une tranche de semiconducteur 16.

Avec cette structure, l'espace entre chaque paire de lentilles adjacentes du système de lentilles de réduction 15 du système de projection optique est rempli avec un gaz consistant en azote. Des oxydes ne peuvent pas s'accumuler sur les surfaces en contact avec l'azote, et il est possible de maintenir de bonnes performances des lentilles pendant une longue durée.

Avec la structure qui est représentée sur la figure 5A, les surfaces des lentilles les plus extérieures du système de lentilles de réduction ne peuvent pas être protégées contre des dépôts d'oxydes.

Bien que les surfaces des lentilles les plus extérieures soient accessibles de façon externe et puissent être nettoyées, il est souhaitable qu'il n'y ait pas de dépôts d'oxydes sur ces surfaces.

La figure 5B montre une structure qui protège également les surfaces des lentilles les plus extérieures du système de lentilles de réduction 15. Des membranes de protection 24 et 25 consistant en pellicules minces qui changent très peu les caractéristiques d'un chemin optique, sont disposées en amont et aval du système de lentilles de réduction 15, pour isoler de l'atmosphère externe les espaces qui sont adjacents aux surfaces des lentilles les plus extérieures. Dans cette structure, les espaces compris entre les surfaces des lentilles les plus extérieures du système de lentilles de réduction 15 et les membranes de protection 24 et 25 sont également remplis avec de l'azote. Avec cette structure, toutes les surfaces de lentilles dans le système de lentilles de réduction 15 peuvent être protégées contre des dépôts d'oxydes. Les membranes de protection 24 et 25 sont remplacées par de nouvelles quand c' est nécessaire.

Les figures 6A et 6B montrent des configurations dans lesquelles les structures qui sont représentées sur les figures 2A à 2D sont appliquées à un système de lentilles de projection.

Sur la figure 6A, un gaz consistant en azote est introduit par l'intermédiaire de l'espace entre une monture de lentilles 14 et une gaine 2, dans 1' espace compris entre chaque paire de lentilles d'un système de lentilles de réduction 15 qui est supporté par la monture de lentilles 14. L'azote qui a traversé l'espace entre des lentilles est évacué par un tuyau d'évacuation Pout.

Dans la structure qui est représentée sur la figure 6B, les surfaces des lentilles les plus extérieures du système de lentilles de réduction 15 sont également protégées par l'utilisation de membranes de protection 24 et 25. Les membranes de protection 24 et 25 sont disposées dans des positions qui sont espacées vis-à-vis des surfaces des lentilles les plus extérieures du système de lentilles de réduction 15, pour former ainsi un espace semi-hermétique entre les membranes de protection 24 et 25 et les surfaces des lentilles les plus extérieures.

Le gaz consistant en azote qui est fourni par un tuyau d'introduction Pin pénètre dans les espaces situés entre les membranes de protection 24 et 25 et les surfaces des lentilles les plus extérieures, ainsi que dans les espaces entre des lentilles, et il est évacué par le tuyau d'évacuation Pout. Avec cette structure, toutes les surfaces de lentilles du système de lentilles de réduction 15 peuvent être protégées contre des dépôts d'oxydes. De façon similaire à la structure qui est représentée sur la figure 5B, les membranes de protection 24 et 25 sont remplacées par de nouvelles lorsque c'est nécessaire.

Un système de lentilles de réduction a une résolution élevée, ce qui fait que ses performances sont dégradées s'il y a une perturbation quelconque du facteur de réflexion d'un espace. Par conséquent, dans les structures qui sont représentées sur les figures 6A et 6B, il est possible de faire circuler de façon stable une quantité constante de gaz (par exemple quelques dizaines de cm3/min).

Dans les modes de réalisation ci-dessus, un gaz atmosphérique se trouvant dans un espace qui entoure une lentille est remplacé par de l'azote. On peut utiliser d'autres gaz non oxydants à la place de l'azote. On peut par exemple utiliser un gaz inerte du groupe VIII de la table périodique. Si on utilise un gaz inerte, il est nécessaire d'ajuster les caractéristiques d'un système optique de façon à les adapter à un gaz inerte de remplacement, du fait que le facteur de réflexion d'un gaz inerte est différent de celui de l'air.

Si l'espace qui entoure une lentille doit être rempli avec une atmosphère à basse pression, il y a une diminution de la quantité d'oxygène qui produit des oxydes, ce qui fait qu'il y a également une réduction des dépôts d'oxydes. On peut utiliser un gaz réducteur à titre d'atmopshère non oxydante. On peut par exemple utiliser de l'hydrogène à titre de gaz réducteur.

Les structures ci-dessus ne sont pas limitatives. Par exemple, on peut utiliser des structures similaires non seulement pour un système d'exposition par projection avec réduction, mais également pour d'autres systèmes, à condition qu'il y ait des groupes de lentilles de haute qualité utilisant de la lumière ultraviolette. L'homme de l'art notera qu'il est possible d'introduire diverses modifications, améliorations, combinaisons, etc.

Dans les modes de réalisation ci-dessus, un gaz en contact avec un système optique, en particulier une lentille, a été remplacé par un gaz qui ne contient pas d'oxygène. Dans un système optique d'exposition à lumière ultraviolette classique, on fait circuler une grande quantité d'air de refroidissement dans le but de refroidir une lampe à ultraviolet et un système d'illumination. Si on utilise de l'azote à la place de l'air, une grande quantité d'azote est nécessaire. Si le degré de refroidissement devient insuffisant, la durée de vie d'une lampe à ultraviolet est raccourcie.

La figure 7 est un schéma montrant la structure d'un système d'exposition conforme à un autre mode de réalisation de l'invention.

Une lampe à ultraviolet 101, par exemple une lampe au mercure, est disposée dans un chemin de fluide de refroidissement 102.

Le chemin de fluide de refroidissement 102 consiste au moins partiellement en verre au quartz et il peut transmettre la lumière ultraviolette. Un ventilateur d'alimentation en gaz 103, destiné à fournir une quantité de gaz nécessaire, est disposé du côté de l'en- trée du chemin de fluide de refroidissement 102.

Le gaz de refroidissement qui doit circuler le long du chemin de fluide de refroidissement 102 peut être de l'air propre dans une salle propre, ou de l'air extérieur. Du fait que le chemin de fluide de refroidissement 102 est isolé vis-à-vis de l'extérieur, il est possible de maintenir la propreté de la salle propre même si de l'air extérieur circule dans le chemin de fluide de refroidissement 102.

Une chambre d'exposition 106 est formée pour recevoir la lampe à ultraviolet 101. La chambre d'exposition 106 est couplée au chemin de fluide de refroidissement 102 et elle forme un espace fermé indépendant de la salle propre.

Un système optique 105 est disposé dans la chambre d'exposition 106 et ce système accomplit un processus d'exposition prédéterminé en utilisant des rayons ultraviolets 104 qui sont rayonnés par la lampe à ultraviolet 101. Le système optique 105 est par exemple un système optique d'illumination d'un système d'exposition à réduction, et le système optique 105 a de préférence une ouverture dans la monture de lentilles, comme représenté sur la figure 4B.

Le gaz présent dans la chambre d'exposition 106 circule par l'intermédiaire d'un chemin de circulation de gaz 107 et d'un dispositif de refroidissement 108. Le système optique 105 est maintenu à une température prédéterminée par le gaz en circulation qui est refroidi par le dispositif de refroidissement, bien qu'il soit chauffé par les rayons ultraviolets 104 qui lui sont appliqués. Dans la description qui suit, on suppose que le système optique 105 est un système optique d'illumination.

On a habituellement refroidi avec le même air une lampe à ultraviolet 101 et un système optique d'illumination 105. Par conséquent, pour que la lampe 101 soit refroidie suffisamment, une grande quantité d'air circule également vers le système optique d' illumination, ce qui fait qu'il est difficile de commander avec une précision élevée la température du système optique d'illumination 105.

Avec la structure du mode de réalisation envisagé, la chambre d'exposition 106 et la lampe à ultraviolet 101 sont logées dans des espaces séparés. Par conséquent, un écoulement de gaz qui circule à travers la chambre d'exposition 106 peut être réduit seulement à une valeur nécessaire pour refroidir le système optique d'illumination 105, ce qui procure une commande de température très précise. I1 est donc possible de minimiser une variation de la dilatation thermique et du facteur de réflexion avec la température, et d'améliorer aisément la précision du système optique d'illumination.

En utilisant un gaz approprié tel qu'un gaz inerte pour le fluide qui circule à travers la chambre d'exposition 106, il est possible de réduire la formation de dépôts sur le système optique d'illumination 105, sous l'effet de réactions chimiques. Si on utilise de l'air propre pour le fluide de refroidissement qui circule à travers la chambre d'exposition 106, ce fluide de refroidissement circule de façon répétée dans la chambre d'exposition 106. Une fois que des impuretés qui provoquent la formation de dépôts ont été oxydées, il se forme très peu de nouveaux dépôts.

Les figures 8A et 8B sont des schémas qui montrent un exemple de structure d'un chemin de fluide de refroidissement. Sur la figure 8A, une lampe à ultraviolet 111 est fixée à une enveloppe extérieure 112 au moyen d'ailettes de support 113 consistant en une résine fluorée telle que le polytétrafluoroéthylène (PTFE) et le perfluoroalkoxyle (PFA).

La partie principale de l'enveloppe extérieure 112 est formée par du verre au quartz qui peut transmettre les rayons ultraviolets qui sont émis par la lampe à ultraviolet 111. Les ailettes de support 113, et en particulier les ailettes de support 113 du côté amont, comprennent un ensemble d'ailettes inclinées par rapport à la direction axiale, de façon à remplir une fonction d'agitation du fluide de refroidissement qui provient de l'amont.

Le fluide qui est agité par les ailettes de support 113 traverse la région située à la circonférence de la lampe ultraviolette 111, ce qui améliore le rendement de refroidissement. Un autre organe d'agitation peut être disposé dans l'enveloppe extérieure 112, en plus des ailettes de support 113.

La figure 8B est un schéma montrant la structure d'une enveloppe extérieure. La partie principale de l'enveloppe extérieure 112 est constituée par des éléments en verre au quartz 1 1 2a et 1 1 2b qui ont une forme semi-circulaire et qui sont accouplés ensemble par des pièces d'accouplement 115 en résine fluorée. La pièce d'accouplement 115 a de préférence un structure hermétique.

En utilisant plusieurs éléments pour former la partie principale de l'enveloppe extérieure, on peut aisément éliminer des dépôts sur l'enveloppe extérieure en désassemblant cette dernière. Du fait que la lampe à ultraviolet 111 peut être refroidie par une quantité suffisante de fluide de refroidissement, elle peut avoir une longue durée de vie.

La figure 8C montre un exemple de structure d'un chemin de fluide de refroidissement capable d'améliorer l'efficacité du refroidissement. Dans cette structure, le chemin de fluide de refroidissement a une configuration en double tube, comprenant une enveloppe extérieure 122 et une enveloppe intérieure 124.

Un chemin de fluide est formé entre les enveloppes extérieure et intérieure 122 et 124. Un fluide de refroidissement liquide capable de laisser passer les rayons ultraviolets, par exemple de l'eau pure, peut circuler dans ce chemin.

L'enveloppe intérieure 124 qui est destinée à recevoir une lampe à ultraviolet 121, peut être un tube à une seule extrémité fermée, comme indiqué par des lignes continues, ou un tube ouvert constituant la configuration en double tube pour la partie principale du chemin de fluide de refroidissement, comme indiqué par des lignes en pointillés.

La lampe à ultraviolet 121 dans l'enveloppe intérieure 124 est supportée par des anneaux de support 123. Le gaz présent dans l'enveloppe intérieure 124 peut circuler complètement ou être immobilisé.

Le fluide de refroidissement liquide proche de la lampe à ultraviolet 121 améliore la possibilité de refroidissement de la lampe à ultraviolet 121. Les enveloppes extérieure et intérieure 122 et 124 consistent par exemple en verre au quartz, de façon à transmettre suffisamment les rayons ultraviolets qui sont émis par la lampe à ultraviolet 121.

La structure qui est représentée sur la figure 8C, utilisant un fluide de refroidissement liquide, peut être une structure similaire à un dispositif germicide à ultraviolet d'un appareil de production d'eau pure.

Avec la structure du mode de réalisation ci-dessus, la lampe à ultraviolet a une capacité de refroidissement suffisante, un meilleur rendement lumineux et une plus longue durée de vie. En faisant circuler un gaz de refroidissement dans le système optique d'illumination, on peut réduire la formation de dépôts.

En outre, du fait que le système optique d'illumination et la lampe à ultraviolet sont refroidis indépendamment, on peut commander avec une grande précision la température du système optique d' illumination, et on peut maintenir à une valeur élevée la précision de formation de motifs avec le système d'illumination.

Les inventeurs ont étudié I'utilisation d'un gaz qui est peu coûteux et peut être obtenu aisément en abondance, tel que l'air, et la purification du gaz par la formation effective de dépôts à l'avance.

Même s'il est difficile d'extraire l'oxygène de l'air, il est possible d'extraire des substances oxydantes contenues dans l'air.

La figure 9 est un schéma montrant la structure d'un appareil utilisant de la lumière ultraviolette, conforme à un autre mode de réalisation de la présente invention. L'appareil 201 est un appareil général utilisant de la lumière ultraviolette, comme un système d'exposition par projection avec réduction. Cet appareil comprend une lampe à ultraviolet 211 et un système optique 212. I1 est nécessaire de refroidir la lampe à ultraviolet 211. I1 est préférable de refroidir également le système optique 212, du fait qu'il est échauffé par l'exposition à la lumière ultraviolette. Le système optique 212 comporte de préférence une monture de lentilles avec une ouverture, du type représenté sur les figures 4A, 6A et 6B.

Un épurateur de gaz 202 comprend une lampe à ultraviolet 203, un chemin de circulation de gaz 204 auquel sont appliqués des rayons ultraviolets qui sont rayonnés par la lampe à ultraviolet 203, une région de précipitation 205 qui est formée le long du chemin de circulation de gaz 204, et un régulateur de température 206 pour réguler la température de la région de précipitation 205.

Une entrée du chemin d'écoulement de gaz 204 est reliée à un orifice d'alimentation en gaz de source 207, et sa sortie est reliée à un appareil 201 utilisant de la lumière ultraviolette. Le gaz de source est renvoyé vers l'entrée par un chemin de retour de gaz 208.

Un adsorbant est logé dans le chemin de retour de gaz 208 qui est relié à un dispositif d'extraction de gaz polaire 209 qui est destiné à extraire des composants de gaz de type polaire.

Le gaz de source qui est introduit par l'orifice d'alimentation en gaz de source 207 est exposé à des rayons ultraviolets dans le chemin de circulation de gaz à température régulée, 204, et des précipités s'accumulent dans la région de précipitation 205. Le gaz de source dont des précipités ont été extraits devient un gaz épuré.

Le gaz épuré est utilisé à titre de gaz de refroidissement pour l'appareil 202 utilisant de la lumière ultraviolette. L'épuration du gaz de source s'améliore au fur et à mesure qu'il circule en boucle fermée par l'intermédiaire du chemin de retour de gaz 208 vers le chemin de circulation de gaz 204 et que des précipités s'accumulent dans la région de précipitation 205.

Dans la structure qui est représentée sur la figure 9, après que le gaz épuré par l'épurateur de gaz 202 a été utilisé par l'appareil 201, il est évacué sans être réutilisé. Si l'on considère que les substances qui s'accumulent sous la forme de précipités sont des impuretés, le gaz qui est utilisé pour refroidir l'appareil 201 est beaucoup plus pur que le gaz de source, outre le fait qu'il est échauffé pendant le refroidissement d'une lampe à ultraviolet de l'appareil 201.

La figure 10 montre un autre mode de réalisation dans lequel un gaz qui est utilisé pour refroidir un appareil utilisant de la lumière ultraviolette est recyclé. Un appareil 201 utilisant de la lu mière ultraviolette comprend une lampe à ultraviolet 211 et un système optique 212 pour focaliser sur un objet une image qui est formée par de la lumière ultraviolette.

Le gaz qui est utilisé pour refroidir la lampe à ultraviolet 211 est renvoyé vers un épurateur de gaz 202 par un chemin de circulation de gaz 213. L'épurateur de gaz 202 épure le gaz qui retourne de l'appareil 201 et le gaz de source qui est fourni par un orifice d'alimentation en gaz de source, le gaz épuré étant envoyé vers un dispositif de refroidissement 215.

Le dispositif de refroidissement 215 refroidit jusqu'à une température prédéterminée le gaz qui provient de l'épurateur de gaz 202, et il le dirige vers l'appareil 201 par l'intermédiaire d'un chemin de circulation de gaz 214. Ce gaz refroidit la lampe à ultraviolet 211 et des éléments similaires de l'appareil 201, et il retourne à nouveau vers l'épurateur de gaz 202 par le chemin de circulation de gaz 213.

Un gaz de source supplémentaire est fourni par un orifice d'alimentation en gaz de source 207 dans le but de compenser la réduction de la quantité de gaz pendant la circulation, du fait de fuites ou autres.

En recyclant le gaz de refroidissement, il y a une réduction progressive des composants qui s'accumulent sous l'effet de réactions photochimiques, ce qui fait que la pureté du gaz devient progressivement meilleure.

Dans les modes de réalisation qui sont représentés sur les figures 9 et 10, l'appareil 201 utilisant de la lumière ultraviolette et l'épurateur de gaz 202 utfli5eiit; s des lwes3 ultraviolet différentes.

Il n'est pas obligatoire que l'appareil 201 et l'épurateur de gaz 202 utilisent les lampes de façon indépendante.

La figure 11 est un schéma montrant la structure d'un appareil utilisant de la lumière ultraviolette conforme à un autre mode de réalisation. Un appareil 201 utilisant de la lumière ultraviolette comprend une lampe à ultraviolet 221 et un système optique 212.

La lampe à ultraviolet 221 est également utilisée à titre d'élément constitutif d'un épurateur de gaz 202. Plus précisément, un chemin de circulation de gaz 204 est disposé autour de la lampe à ultraviolet 221 et il forme un chemin de circulation de gaz en boucle fermée en association avec un chemin de circulation de gaz 213, un dispositif de refroidissement 215 et un autre chemin de circulation de gaz 214. Un dispositif d'extraction de gaz polaire tel que celui qui est représenté sur la figure 9 peut être incorporé.

La circulation du gaz dans le chemin de circulation de gaz en boucle fermée améliore progressivement la pureté du gaz, du fait que des précipités s'accumulent sous l'effet de réactions photochimiques. Le gaz épuré est utilisé pour refroidir le système optique 212.

La lampe à ultraviolet 221 est exposée au gaz ayant une faible pureté au stade de fonctionnement initial, et des précipités peuvent s'accumuler sur sa surface. Cependant, du fait que la lampe à ultraviolet 221 n'est pas coûteuse en comparaison avec le système optique, on peut remplacer la lampe 221 par une nouvelle lorsque c'est nécessaire. Il s'accumule moins de précipités sur le système optique 212, du fait qu'il est refroidi par du gaz épuré.

Dans les modes de réalisation ci-dessus, on utilise un seul dispositif de refroidissement de gaz pour épurer le fluide de refroidissement. Le fluide de refroidissement qui circule en boucle fermée a une pureté élevée, tandis que le gaz de source a une faible pureté.

Si les deux gaz sont épurés par le même épurateur de gaz, la charge imposée à ltépurateur de gaz devient trop élevée.

La figure 12 est un schéma montrant la structure d'un appareil utilisant de la lumière ultraviolette, conforme à un autre mode de réalisation. De façon similaire aux modes de réalisation cidessus, un appareil 201 utilisant de la lumière ultraviolette comprend une lampe à ultraviolet 211 et un système optique 212.

Un premier épurateur de gaz 202a peut traiter un débit de gaz élevé, et il est relié à l'appareil 201 par des chemins de circulation de gaz 213 et 214. Le gaz de refroidissement épuré circule en boucle fermée de façon à refroidir le système optique 212 et la lampe à ultraviolet 211. Dans ce cas, la quantité de gaz de refroidissement se réduit dans l'appareil sous l'effet de fuites ou autres.

Un second épurateur de gaz 202b reçoit un gaz de source, tel que de l'air extérieur, il l'épure et il fournit le gaz fortement épuré au premier épurateur de gaz 202a. Les premier et second épurateurs de gaz ont la même structure que dans les modes de réalisation décrits ci-dessus.

Le premier épurateur de gaz 202a traite un débit de gaz élevé. Cependant, le gaz que doit traiter le premier épurateur de gaz a une pureté élevée, ce qui fait que les exigences imposées au premier épurateur de gaz 202a pour maintenir une pureté élevée ne sont pas trop sévères.

D'autre part, le second épurateur de gaz 202b doit épurer le gaz ayant une faible pureté et obtenir un gaz ayant une pureté élevée.

Cependant, le débit de gaz que doit traiter cet épurateur 202b est faible, ce qui fait que les exigences imposées au second épurateur de gaz 202b ne sont pas trop strictes.

Dans les modes de réalisation qui sont représentés sur les figures 9 à 12, au lieu d'utiliser de l'air, on peut utiliser un gaz ne contenant pas d'oxygène, tel que de l'azote. Les structures qui sont représentées sur les figures 9 à 12 peuvent être utilisées uniquement pour refroidir le système optique, en incorporant les structures représentées sur les figures 7, 8A à 8C et en incorporant en outre un système de refroidissement pour une lampe à ultraviolet.

I1 va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé et au dispositif décrits et représentés, sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (33)

REVENDICATIONS

1. Procédé d'exposition d'un objet à de la lumière qui est rayonnée par une source de lumière (20) et qui a parcouru un chemin optique comprenant une lentille (12) et a traversé un masque (13), caractérisé en ce que l'exposition est effectuée pendant qu'au moins une surface de la lentille (12) disposée dans le chemin optique est mise en contact avec une atmosphère contenant une quantité réduite de substances susceptibles de former un dépôt.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'atmopshère est une atmosphère non oxydante.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'atmopshère non oxydante consiste essentiellement en azote.

4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'atmosphère non oxydante consiste essentiellement en un gaz qui est un élément du groupe VIII.

5. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'atmosphère non oxydante consiste essentiellement en hydrogène.

6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'atmosphère est une atmosphère à basse pression.

7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on fait circuler l'atmosphère en boucle fermée et on l'expose à de la lumière ultraviolette.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'on refroidit l'atmosphère.

9. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'on fait circuler l'atmosphère dans une première boucle et on l'expose à de la lumière ultraviolette, et on fait circuler dans une seconde boucle et on expose à de la lumière ultraviolette l'atmosphère qui sort de la première boucle.

10. Appareil d'exposition, caractérisé en ce qu'il comprend un premier groupe de lentilles (12) comprenant un ensemble de lentilles pour concentrer la lumière qui est rayonnée par une source de lumière (20) et pour appliquer cette lumière concentrée à un plan pré- déterminé ; une première monture de lentilles (11) pour entourer et maintenir le premier groupe de lentilles (12) ; un second groupe de lentilles (15) comprenant un ensemble de lentilles pour focaliser dans un plan d'objet la lumière qui a traversé un masque (13) placé dans le plan prédéterminé; une seconde monture de lentilles (14) pour entourer et maintenir le second groupe de lentilles ; et un gaz non oxydant enfermé dans un espace situé dans la première ou la seconde monture de lentilles (11, 14), entre au moins une paire de lentilles adjacentes du premier ou du second groupe de lentilles (12, 15).

11. Appareil d'exposition selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une paire de membranes de protection (24, 25) qui sont maintenues dans la seconde moit:re de lentilles (14) et qui sont disposées de part et d'autre du second groupe de lentilles (15), et en ce qu'un gaz non oxydant est enfermé dans un espace défini dans la seconde monture de lentilles (14) entre chacune des membranes de la paire de membranes de protection (24, 25) et le second groupe de lentilles (15).

12. Système de lentilles d'exposition, caractérisé en ce qu'il comprend : un ensemble de lentilles (Ll-L10) alignées sur un axe optique ; une monture de lentilles (1) pour entourer et maintenir I' en- semble de lentilles ; et un ensemble de trous traversants (H1-H9) formés dans la paroi de la monture de lentilles (1) au niveau d'un espace entre des lentilles adjacentes de l'ensemble de lentilles (L1

L10), pour faire communiquer cet espace avec une atmosphère extérieure.

13. Appareil d'exposition selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'ensemble de lentilles comprend un premier groupe de lentilles (12) comprenant un ensemble de lentilles ayant pour but de concentrer la lumière qui est rayonnée par une source de lumière (20), et d'appliquer la lumière concentrée à un plan prédéterminé la monture comprend une première monture de lentilles (II) qui est destinée à entourer et à maintenir le premier groupe de lentilles (12) ; l'ensemble de lentilles comprend en outre un second groupe de lentilles (15), comprenant un ensemble de lentilles ayant pour but de focaliser sur un plan d'objet la lumière qui a traversé un masque (13) placé dans le plan prédéterminé; la monture comprend en outre une seconde monture de lentilles (14) qui est destinée à entourer et à maintenir le second groupe de lentilles (15) ; et l'ensemble de trous traversants comprend au moins deux orifices de passage de gaz formés dans la première ou la seconde monture de lentilles (11, 14), pour faire circuler un gaz non oxydant dans un espace compris entre au moins une paire de lentilles adjacentes du premier ou du second groupe de lentilles (12, 15).

14. Appareil d'exposition selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une paire de membranes de protection (24, 25) qui sont maintenues dans la seconde monture de lentilles (14) et qui sont disposées de part et d'autre du second groupe de lentilles (15), et au moins deux orifices de passage de gaz formés dans la première ou la seconde monture de lentilles (11, 14) pour faire circuler un gaz non oxydant dans un espace qui est compris entre chaque membrane de la paire de membranes de protection (24, 25) et le second groupe de lentilles (15).

15. Appareil utilisant de la lumière ultraviolette, caractérisé en ce qu'il comprend : des moyens (202) destinés à épurer un gaz en faisant passer ce gaz à travers une région d'épuration (204), en appliquant de la lumière ultraviolette au gaz et en formant des dépôts sous l'effet d'une réaction photochimique ; et des moyens destinés à utiliser le gaz épuré pour refroidir un appareil utilisant de la lumière ultraviolette (212).

16. Appareil utilisant de la lumière ultraviolette selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : une lampe à ultraviolet (101) ; un chemin de fluide de refroidissement (102) qui entoure la lampe à ultraviolet (101) et forme un chemin de fluide indépendant pour faire circuler un fluide de refroidissement, ce chemin de fluide de refroidissement étant capable de transmettre la lumière ultraviolette ; et un système optique d'illumination (105) et en ce que les moyens d'épuration de gaz et les moyens destinés à utiliser le gaz épuré consistent en une structure commune comprenant une chambre d'exposition (106) qui est couplée au chemin de fluide de refroidissement (102) pour former un espace fermé qui entoure le système optique d'illumination (105) ; et un système de circulation de gaz en boucle fermée (107, 108) pour faire circuler un gaz en boucle fermée dans la chambre d'exposition (106).

17. Appareil selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens (113) pour fixer la lampe à ultraviolet (111) par rapport au chemin de fluide de refroidissement, et pour agiter le fluide de refroidissement qui les traverse, ces moyens étant constitués par une résine fluorée.

18. Appareil selon la revendication 16, caractérisé en ce que le chemin de fluide de refroidissement comprend un ensemble d'éléments en verre au quartz (112a, 112b) et un ensemble d'éléments d'accouplement en résine fluorée (115) pour accoupler l'ensemble d'éléments en verre au quartz.

19. Appareil selon la revendication 17, caractérisé en ce que le chemin de fluide de refroidissement comprend un ensemble d'éléments en verre au quartz (112a, 112b) et un ensemble d'éléments d'accouplement en résine fluorée (115) pour accoupler l'ensemble d'éléments en verre au quartz.

20. Appareil selon la revendication 16, caractérisé en ce que le chemin de fluide de refroidissement a une structure à deux tubes comportant un tube intérieur (124) et un tube extérieur (122), et la lampe à ultraviolet (121) est disposée dans le tube intérieur (124).

21. Appareil selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un système de circulation de gaz en boucle fermée (107, 108) pour faire circuler le gaz en boucle fermée dans la chambre d'exposition (106).

22. Appareil selon la revendication 21, caractérisé en ce que le système de circulation de gaz en boucle fermée comprend un régulateur de température (108).

23. Procédé selon la revendication I, dans lequel l'exposition est accomplie dans un appareil d'exposition utilisant de la lumière ultraviolette, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes on épure un gaz de refroidissement pour un appareil utilisant de la lumière ultraviolette (212), en faisant passer le gaz de refroidissement à travers une région d'épuration (204) qui est chauffée à une température prédéterminée, en appliquant de la lumière ultraviolette à ce gaz, et en formant des dépôts sous l'effet d'une réaction photochimique dans la région d'épuration (204) ; et on utilise le gaz de refroidissement épuré pour refroidir l'appareil utilisant de la lumière ultraviolette (212).

24. Procédé selon la revendication 23, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape consistant à nettoyer automatiquement et spontanément la région d'épuration.

25. Procédé selon la revendication 22, caractérisé en ce que le gaz de refroidissement épuré qui est utilisé à l'étape d'utilisation du gaz épuré, est à nouveau épuré à l'étape d'épuration.

26. Procédé selon la revendication 23, caractérisé en ce que le gaz de refroidissement épuré qui est utilisé à l'étape d'utilisation du gaz épuré, est à nouveau épuré à l'étape d'épuration.

27. Procédé selon la revendication 23, caractérisé à ce qu'à l'étape d'épuration, on fait circuler le gaz de refroidissement vers une unité de source de lumière (221) de l'appareil utilisant de la lumière ultraviolette (212).

28. Procédé selon la revendication 23, caractérisé à ce qu'à l'étape d'épuration, on fait circuler le gaz de refroidissement en boucle fermée à travers la région d'épuration (204).

29. Procédé selon la revendication 23, caractérisé en ce que l'étape d'épuration comprend une étape d'épuration d'une petite quantité de gaz de source par des premiers moyens d'épuration (202b), et une étape de mélange de cette petite quantité de gaz épuré avec un gaz qui sort de l'appareil d'utilisation de lumière ultraviolette (212), et d'épuration d'une grande quantité du gaz mélangé par des seconds moyens d'épuration (202a), et de circulation en boucle fermée de ce gaz mélangé à travers l'appareil utilisant de la lumière ultraviolette (212).

30. Appareil selon la revendication 15, caractérisé en ce que les moyens d'épuration comprennent des moyens (204, 207, 208) qui sont destinés à recevoir un gaz de source et à faire circuler ce gaz de source en boucle fermée à travers la région d'épuration (204).

31. Appareil selon la revendication 30, caractérisé en ce que les moyens d'épuration (202) et les moyens utilisant de la lumière ultraviolette (212) utilisent la même lampe à ultraviolet (221).

32. Appareil selon la revendication 30, caractérisé en ce que les moyens d'épuration (202) comprennent des moyens de régulation de température (206).

33. Appareil selon la revendication 30, caractérisé en ce que les moyens d'épuration comprennent des premiers moyens d'épuration (202b) pour épurer une petite quantité de gaz de refroidissement, et des seconds moyens d'épuration (202a), branchés en série avec les premiers moyens d'épuration (202b) pour épurer une plus grande quantité de gaz de refroidissement, les seconds moyens d'épuration (202a) constituant un circuit de gaz en boucle fermée pour les moyens utilisant de la lumière ultraviolette (212).