JP2002241147A - 特に紫外線とともに用いられる光学素子の被覆 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】光学素子の製造において、とくに被覆面の汚染
防止ならびに工程の短縮化が求められている。 【解決手段】被覆工程は、被覆システム（２）の真空排
気可能な加工室（６）内において行なわれる。真空排気
可能であり、かつ所望の場合には前記加工室と分離また
は接続されて光学素子が導入されるロック室（１２）を
備えた少なくとも１個のロック・システム（３）が設け
られる。前記光学素子がロック室内に移動された後に、
異なる処理段階が該ロック室において被覆後または被覆
前の前記素子に対して行なわれうる。この処理には、特
に紫外線による洗浄、制御された加熱または冷却および
／または光学素子の少なくとも１個の光学特性の測定と
が含まれうる。ロック室を用いて被覆工程の前または後
に光学素子の前処理および後処理を行なうことにより、
被覆工程の制御性を高め、かつ最小限の総加工処理時間
で最高品質の素子を製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、光学素子を被覆システムの加工
室内において被覆する方法、特に紫外線を用いる光学系
の光学素子を被覆する方法と該方法を実行する装置とに
関する。

【０００２】多くの分野において、紫外線を用いる用途
のために最適化された透光度、反射率、吸収率等の光学
特性およびその他の特性（たとえばレーザ抵抗性）を有
するレンズ、鏡またはプリズム等の高性能光学素子に対
する需要が高まっている。こうした波長範囲の光は、た
とえばマイクロリソグラフィー装置に用いられて、ウェ
ーハ縮小投影露光装置またはウェーハ走査装置を用いて
高度集積半導体素子が製造される。この工程において、
光源は、照明光学系を介して構造化マスク（レチクル）
を照明する。投影光学系の補助により、マスクの像は、
構造化要素、たとえばフォトレジストにより被覆された
半導体ウェーハ上に投影される。この工程により達成さ
れうる構造の精細さは、使用される光の波長が短いほど
高くなることが知られているため、極紫外範囲の波長が
過去何年間も水銀灯により得られる波長（たとえば４３
６ｎmのｇ線および３６８ｎｍのｉ線）の代わりに使用
されることが増えてきた。適切な光源は、２４８ｎｍの
波長を持つＫｒＦエキシマレーザと１９３ｎｍの波長を
持つＡｒＦエキシマレーザと１５７ｎｍの波長を持つＦ
２エキシマレーザとである。軟Ｘ線放射範囲までのさら
に短い波長の利用が将来の目標となっている。

【０００３】光学成分のある一定の機能性を達成するた
めには、１個以上の面を光学的に有効な１層以上の薄い
被覆体により被覆することがしばしば有益または必要で
ある。被覆体の個別層の一般的な被覆厚さは、使用され
る光の波長の何分の一程度であることがよくある。した
がって、多数の層をなす被覆体は、しばしば５００ｎｍ
または３００ｎｍ未満の総被覆厚さを有する。

【０００４】薄い被覆体の生成においては、被覆工程の
質に関する要求、特に層および被覆面の汚染防止の要求
が高まってきた。ごくわずかな汚染でも被覆体は、よっ
て被覆された成分は意図される用途に適さなくなること
があるため、その素子を排除することまたは時間と費用
とがかかる再加工を行なうことが必要になる。したがっ
て、被覆は、一般に高真空または超高真空において行な
われなければならない。このために必要なシステムは、
高価であり、かつ長い排気時間をかけて加工圧を達成し
なければならないため、工程全体が緩慢になりかねな
い。

【０００５】被覆された光学素子の表面の汚染を該素子
の最終処理後に減少させるその他の方法は周知である。
たとえば、表面を研磨する場合は、残存している可能性
がある処理残さが、超回路内において適切な水溶液で化
学的に洗浄される。洗浄された素子は、その後、超純水
の最終槽内において洗浄され、乾燥された後に、できる
だけ早急に意図される被覆システムの加工室内において
組み立てられる。さらにまた他の周知の工程は、被覆工
程を開始する前にグロー放電を用いて組み込まれた素子
を被覆システムのすでに真空排気された加工室内におい
て洗浄するものである。

【０００６】被覆工程の前および後に、被覆された素子
の光学特性が一般にたとえば分光学的に測定される。こ
れは、これらの成分がその後の使用に向けて検定し、か
つ工程と被覆工程の改良の可能性とに関する結論を出す
ために行なわれる。一般に、後洗浄も湿式で化学的に行
なわれる。

【０００７】たとえ前記方法の個別の段階（前処理、被
覆、後処理）を極めて正確に行なっても、前記方法で
は、紫外線システム用光学成分の品質に関する高い要求
が必ずしも満たされるわけではないこと、または非常に
多大な努力によってのみ満たされることが明らかになっ
た。このため、不合格率が増加し、したがって使用可能
な光学素子の価格は高くなる。また、全工程が非常に時
間のかかるものとなる。

【０００８】したがって、本発明は、最適に準備された
表面上の被覆および／または光学成分、特に紫外線とと
もに用いられる光学成分を被覆する被覆工程の管理を向
上させることを支援して、不合格率および使用可能な光
学素子の費用を低下させる方法と適切な装置とを提案す
るという目的に基づくものである。特に、被覆工程を含
む全工程の短縮が達成される。

【０００９】この問題を解決するために、本発明は、請
求項１の特徴を持つ方法と、請求項１０の特徴をもつロ
ック・システムと、このようなロック・システムを備
え、かつ請求項１８の特徴を持つ被覆システムとを提案
する。有利な具体例は、従属請求項に記載されている。
全ての請求項の記述は、発明の詳細な説明の内容を参照
して行なわれている。

【００１０】特に前記の種類の光学素子の被覆（コーテ
ィング）用に意図される本発明の方法（手順）におい
て、被覆工程は、環境空気から分離され、かつ真空排気
されうる被覆システムの加工室内において行なわれる。
これは、たとえば物理的蒸着（ＰＶＤ）用蒸着システム
であってもよい。前記方法は、その他の真空工程、たと
えば化学蒸着（ＣＶＤ）または具体例の手順（たとえば
ＬＰＣＶＤまたはＰＩＣＶＤ）またはスパッタリングに
も適する。

【００１１】前記方法は：被覆装置の加工室と分離また
は接続されうる少なくとも１個の真空排気可能なロック
室を有する少なくとも１個のロック・システムを設ける
段階と；少なくとも１個の光学素子を前記ロック室内に
配列または配置する段階と；前記光学素子を前記ロック
室内において処理する段階と；前記加工室と前記ロック
室との雰囲気を均等にする段階と；前記光学素子を前記
ロック室と加工室との間において環境空気の排除下で移
送する段階とによって構成される。

【００１２】前記方法の一連の段階の順序は、該方法の
進め方によって変化し得、個別の段階が全工程の中で繰
り返されてもよい。たとえば、素子はロック室内におい
て前処理を受けた後にロック室から加工室に環境空気の
排除下で移動されてもよい。この場合は、ロック・シス
テムは、供給用または入口用ロックとも呼ばれうる。被
覆工程が終了した後に、光学素子は、加工室からロック
室に環境空気の排除下で移送されうる。ロック室内にお
いて、光学素子の後処理が行なわれうる。この場合は、
ロック・システムは、出口用または取出し用ロックとも
呼ばれうる。１個のロック・システムが供給用ロックと
取出し用ロックとの機能を果たしうる。しかしながら、
たとえばインライン構成においては、別々の供給用およ
び取出し用ロックを設けることも可能である。

【００１３】また、１個以上のロック・システムを恒久
的に被覆システムに取り付けてもよい。たとえば、ロッ
ク・システムのケーシングを被覆システムのケーシング
にケーシングの開口部が一致する位置において真空気密
的に溶接することができる。被覆システムと必要に応じ
て真空気密的に合体可能または着脱可能な別個または着
脱式のロック・システムを設けることも可能である。同
様に、たとえばロック・システムを被覆システムと合体
させる前または該システムを取り外した後にロック室内
において基板の処理を行なうことができる。したがっ
て、被覆システムにロック・システムにより構成される
１個以上の「衛星」を割り当てて、該ロック・システム
内において被覆済みまたは被覆前の成分の前処理または
後処理段階を行なう一方で、被覆システムそのものを新
たな被覆作業のためにすでに準備完了の状態にすること
または使用することが可能である。この方法により、特
に連続生産の場合に、大幅な時間の節約が達成されう
る。

【００１４】また、ロック・システムを被覆システムの
加工室に対する供給および取出しに用いることは、被覆
工程の清浄度または速度に関しては、加工室の完全な換
気が防がれるので有利である。このため、被覆室の汚染
が大体において防がれうる。さらに、ロック・システム
を用いて被覆される物体の供給または取出しを行なう
と、被覆室内の圧力は、より迅速に加工処理に必要な低
値に戻りうる。このため、高排気容量を有することから
好適な種類のポンプとされているクライオポンプの洗浄
周期が大幅に延長され得、保守作業による運転停止時間
が最小限に抑えられる。このこともまた生産性を高め、
費用を削減する。

【００１５】ロックは、多くの利用分野において気密室
および／または汚染の危険がある部屋の前室として用い
られていることも知られている。これらは、たとえば真
空排気可能な加工室またはある一定の雰囲気条件下にあ
る加工室と周囲環境との間における遷移室として用いら
れる。また、ロックには、ロック室と加工室との間にお
いて処理される物品を移送する供給または取扱いシステ
ムが内蔵されることもよくある。眼鏡レンズを被覆装置
の加工室内に移送するロック・システムは、国際特許出
願第ＷＯ９２１３１１４号により周知である。このロッ
クは、加工室とロック室との間において雰囲気を均等に
し、かつまだ被覆されていない眼鏡レンズを被覆室に移
送する機能以外のいかなる機能も持たない。

【００１６】しかしながら、本発明は、こうした移送、
雰囲気の均等化およびそれが該当する場合には単なる温
度測定の機能にとどまらないロック室内において光学素
子を処理することを提案する。本出願の目的上、「処
理」には、特に被覆される物体に影響を与えることまた
は該物体と相互作用することで被覆される物体の状態ま
たは特性を変化させようとすることおよび／または測定
しようとすること、特にその光学特性を測定することが
含まれる。

【００１７】ある好適な実施例では、特に適切な波長お
よび強さの紫外線による照射を用いて行なわれうる、処
理の一環としてのロック室内での物体の洗浄を提案す
る。紫外線洗浄は、非接触的に行なわれて、機械的に素
子を損傷する危険性を防ぐことができる。この洗浄効果
は、ロック室を洗浄工程中において真空排気し、かつ／
またはガスを用いてすすぎ洗浄して、除去された汚染粒
子がロック室から除去されうるようにすることによって
支援されうる。これにより、再汚染を最小限に減らすこ
とができる。

【００１８】紫外線洗浄のまた他の方法は、洗浄工程前
および／または洗浄工程中においてロック室の雰囲気を
適切な分圧の加工処理用ガス、たとえば酸素により濃厚
化することを特徴とする。これにより、導入時紫外線照
射と組み合わさって、ロック室の雰囲気のオゾン化およ
び／または遊離基化が達成されうる。このガス支援紫外
線洗浄においてオゾンおよび／または遊離基を形成させ
ることにより洗浄効果が驚異的に向上することは、活性
化された分子は、炭素酸化物、たとえばＣＯまたはＣＯ
₂の形成下において炭素化合物と反応しやすいという事
実によって説明されうるかもしれない。これらの酸化物
は、反応性が低下しているため、洗浄された表面の再汚
染の程度は低くなる。

【００１９】特に紫外線を用いる洗浄は、全工程の異な
る段階において利益をもたらしうる。特に、素子の表面
は、該素子の被覆前に洗浄されうる。この前洗浄は、基
板と被覆体とを付着させるのに特に有効である。加え
て、基板と被覆層との間における汚染物質の混入が大体
において防がれうる。複数層の被覆を施す場合は、２回
の被覆段階の間において中間洗浄工程を行なうことも可
能である。これを行なうためには、すでに１層以上の被
覆が施された素子を加工室からロック室に移送し、該ロ
ック室において該素子をたとえば紫外線により洗浄し、
加工室に返送して次の被覆を行なえばよい。それが必要
な場合には、この中間洗浄工程を多層被覆の個々の１層
の被覆を施す度毎に行なうことができる。洗浄を行なう
代わりに、または洗浄に加えて、測定等のその他の処理
段階を個々の被覆段階の間において行なってもよい。

【００２０】被覆された素子のロック室内における後洗
浄もまた特別な利点を有する。実験により、後洗浄は、
一般に被覆終了時点と後洗浄実施時点との間の時間が短
いほど効果的であることが明らかになった。後洗浄は、
被覆対象の素子を反転させて異なる配向で表面を被覆し
なければならない被覆工程に特に有用である。こうした
場合には、被覆された表面が被覆材料源と反対側に配置
され、したがって装置の背景部と「向かい合う」ことが
起こりうる。このことは付着物の堆積を引き起こしかね
ず、そのために素子が完全に被覆された後に素子上にお
いてすでに被覆された表面の吸収が起こることがよくあ
る。中間洗浄は、このようにして生じる汚染の除去にも
使用されうることは自明である。被覆室から分離されて
おり、かつ密封されうるロック室内において被覆後また
は被覆前の基板の表面洗浄を行なうことが可能になるこ
とによって、被覆室内の洗浄装置は不要となる。このこ
とは、同じ規模のシステムにおいて被覆室の内面の総表
面積を減じても、被覆対象の物体のために利用できる空
間は大きくなることを意味する。さらにまた、加工室の
内側の汚染は、こうした汚染が避けられない、被覆室内
において洗浄が行なわれる従来の方法の場合と違って防
がれうる。

【００２１】十分に制御された工程と再現可能な高品質
の結果とを確保するためには、適切な測定学を用いるこ
とにより被覆の結果である物体の特性を測定することが
肝要である。これにより、実際の特性を所望の特性と比
較することができる。この測定学的検定を行なって、そ
の後の処理段階が所定の許容範囲内にある製品に関して
のみ行なわれるようにすることが必要である。さらに、
吸収性、透光性、反射性またはその他の特性等の測定結
果により、被覆工程の考えられる弱点に関する結論を導
出することができる。この知識は、被覆工程の品質を体
系的に向上させる条件である。被覆前の測定値を用いた
場合にのみ、測定結果を信頼性よく分析することができ
る。

【００２２】好適な実施例によれば、ロック室内におい
て行なわれうる処理には、ロック室内にある物体の少な
くとも１つの特性を測定することが含まれる。光学特性
の代わりに、または光学特性に加えて、たとえば物体の
温度も測定することができる。計測手段をロック・シス
テムと一体化させることにより、蒸着工程を実質的に即
時に首尾よく制御することができる。このようにする
と、被覆工程の誤りまたは弱点とその後の処理段階の弱
点または誤りとを確実に区別することが可能になる。こ
のことは、周知の方法をしのぐ顕著な利点であり、周知
の方法では、層検定がしばしば被覆完了後に長時間をか
けて行なわれる。誤りが起こった場合でも、蒸着工程の
産物またはその後の再汚染の産物のいずれが測定された
のかが明白ではない。

【００２３】また、ロック室内における測定により、た
とえば真空または適切な不活性ガス内の制御された雰囲
気下で測定を行なうことができるため、たとえば測定光
の吸収による測定値への環境空気の否定的影響が防がれ
る。

【００２４】ロック室内において行なわれうる処理に
は、ロック室内における物体の温度変化制御も含まれう
る。これらの物体は、制御可能な加熱速度で、任意の温
度まで加熱され、任意の温度に保たれ、かつ／または制
御された冷却速度で冷却されうる。室温より大幅に高い
温度、たとえば１００℃を超える温度まで加熱すること
は、紫外線洗浄の効果を支援しうる。たとえば、洗浄さ
れる物体を加熱すると、任意の洗浄力を達成する紫外線
の強さを低下させることができることがわかった。しか
し、ガスを用いて洗浄を補助する場合は、温度差による
応力の結果として基板の表面に割れが生じるのを防ぐた
めに、加熱される物体上に流れるガスも物体の温度に匹
敵する温度まで加熱されなければならない。この問題
は、特に、好ましい紫外線吸収特性を有することからこ
の波長範囲を用いる光学系用のえり抜きの材料となって
いるフッ化カルシウムまたはフッ化バリウム等の結晶質
基板材料の場合に発生する。

【００２５】基板の加熱は、ロック室内において適切な
位置に配置されうるたとえば１個以上の放射加熱要素を
用いて行なわれうる。その代わりに、またはそれに加え
て、高温ガスにより加熱を行なうことができる。放射お
よび対流加熱を組み合わせることも可能である。このた
めには、ロック室を放射加熱要素と被覆される物体との
間において熱対流材料として機能するガスにより満たせ
ばよい。適切なガス雰囲気を用いることによって、物体
に対する熱の供給および除去を真空の場合より迅速に行
なうことができて、全工程において時間の節約が達成さ
れる。また、加熱をガスにより支援することによって、
特に均一な加熱または冷却が可能になり、このことはフ
ッ化物の単結晶等の熱応力に鋭敏な材料に特に有用であ
る。

【００２６】冒頭に記述したように、本発明は、紫外線
とともに用いることを意図される光学素子の被覆におい
て特に有利である。しかしながら、本発明は、このよう
な被覆対象物に制限されるものではなく、特に迅速な加
工処理と十分に再現可能な高い被覆品質とが望まれる場
合には、いかなる種類の被覆対象物にも有利でありう
る。したがって、「光学素子」という用語は、あらゆる
適切な種類の被覆対象物を表しうる。

【００２７】本発明は、さらにまた、少なくとも１個の
表面が本発明の方法を用いて被覆された素子と、本発明
にしたがって被覆された光学素子を用いて組み立てられ
るより複雑な光学系とに関する。

【００２８】前記およびその他の特徴は、特許請求の範
囲だけでなく発明の詳細な説明および図面からも理解さ
れ得、個別の特徴は、単独または部分的組合せのいずれ
でも本発明の実施例としておよびその他の分野において
使用され得、個々に有利かつ特許可能な具体例を表しう
る。

【００２９】本発明の実施例を図面に示すとともに、以
下に詳細に説明する。

【００３０】図１は、紫外線とともに用いられる光学器
械に使用される光学素子を被覆するために特に最適化さ
れた被覆システム１の概略図である。これらの光学素子
は、レーザ等の紫外線マイクロリソグラフィー装置の照
明および投影レンズまたはその他の機能部を構成するこ
とを意図されるレンズ、プリズム、鏡、ビームスプリッ
ター、偏光子、フィルタまたはその他の素子でありう
る。

【００３１】この被覆システム１は、蒸着システム２
と、該蒸着システムに真空気密的に接続されるロック・
システム３との全ての本質的な構成要素を内蔵する。蒸
着システム２は、超高真空用に設計される受容体４と、
該蒸着システムの加工室６を含む厚壁のステンレス鋼ケ
ーシング５とを有する。図示されないクライオポンプ
は、大容量の加工室を真空排気するのに用いられる。こ
のポンプの吸込側は、加工室６に接続される。前記加工
室の上部において、下側の物体保持器８に向けられた電
気制御式蒸着源７が設けられる。

【００３２】ケーシング壁５は、加工室６への供給およ
び取出しを行なうケーシング壁開口部１０を備える。前
記開口部は、真空気密的に閉鎖されうる。受容体ケーシ
ング５の外壁上においてケーシング壁開口部の部分に、
箱型ステンレス鋼ケーシング１１を有する着脱可能なロ
ック・システム３が前記開口部と真空気密的に合体す
る。ここでは説明されない合体装置は、真空フランジの
ような形状であってもよく、蒸着装置２とロック・シス
テム３とのケーシング５および１１間において堅固な高
真空気密的な解除可能な接続を可能にする。ケーシング
１１により外囲されるロック室１２は、自身の幅狭側部
においてロック装置１３、１４により真空気密的に密封
されうる。前記ロック室は、少なくとも１個のロック装
置が開かれると接近可能になる。ロック装置１３、１４
を有する前記ロック・システムは、蒸着システム２にお
いて被覆されうる最大の物体が、ロック装置が開かれて
いるときにロック・システムを介して損傷を受ける危険
性なしに移動されうるような寸法を有する。少なくとも
１個のケーシング側部、たとえばケーシング１１の頂部
において、１個のケーシング壁開口部に石英ガラス等の
紫外線透過材料により製作される真空気密窓１５が設け
られる。

【００３３】ロック・ケーシング１１の内側には、電動
式機械的操作装置１６が内蔵される（概略図に示す）。
この装置は、物体をロック・システム内に移動させると
ともに、前記物体をロック・システム内において正位置
に調節可能な配置および配向で保持するのに用いられ
る。特に、前記装置は、第１のロック装置１３が閉じら
れており、かつ第２のロック装置１４が開かれている間
に被覆される物体を加工室６に移送し、かつ／または前
記加工室において該物体をまた他の操作装置に手渡すよ
うに設計される。また、前記装置は物体を蒸着室６から
ロック室１２に移送するのにも用いられうる。たとえ
ば、前記操作装置は、少なくとも１個の搬送ベルトおよ
び／または少なくとも１個の回転可能かつ／または転移
可能なマガジン等を内蔵しうる。この例では、前記操作
装置は、フッ化カルシウムにより製作されたレンズ９を
搬送している。

【００３４】ロック室１２内の雰囲気は、該ロック室に
割り当てられる装置により制御されうる。これらには、
ロック室の内部が本質的に加工室６の内部の加工圧力と
等しい残圧に真空排気されうるように設計される、ロッ
ク室１２に至る吸引管路１８を有する真空ポンプ１７が
含まれる。加えて、ガス源１９が、ロック室に至るガス
管路２０を有して設けられる。このような１個以上のガ
ス源により、ロック室は、所望の特性を持つ不活性ガ
ス、窒素、酸素等のガスにより制御された態様で満たさ
れうる。

【００３５】本発明の特別な特徴は、ロック・システム
が、ロックされる物体を移動させかつ配置する前記手段
および適正なロック雰囲気を確立させる装置だけでな
く、これらの物体をロック室内において処理することを
可能にする追加の装置をも備えることである。これによ
り、ロック室１１は、被覆される物体が被覆工程に向け
て最適に準備されることまたは被覆後に環境空気の排除
下で後処理を受けることができる、全被覆システムの追
加加工室として用いられうる。

【００３６】少なくとも１個の紫外線源２１を本質的な
構成要素として含む洗浄装置は、特に有利である。図１
にしたがった実施例において、この紫外線源は、ロック
室１２の外側において窓１５の部分に、発せられた紫外
線放射がロック室内において紫外線源と向き合う物体９
の表面に高効率で作用しうるような態様に配置される。
たとえば紫外線管であってもよい紫外線源２１は、外側
において不透光性遮蔽体（図示せず）により遮蔽されう
る。

【００３７】ロック室内において物体を調節可能な温度
に加熱することも可能である。このために、２個の放射
加熱装置２２が設けられる。これらの加熱装置は、ケー
シング１１の上壁上において、自身の熱放射が、それが
該当する場合には紫外線源２１の紫外線照射を受ける表
面と同じ表面に作用するように配置される。

【００３８】取扱いおよび処理装置とロック装置との制
御は、手動式または一般的な制御装置（図示せず）によ
るコンピュータ援用式のいずれでも行なわれうる。

【００３９】ここに一例として説明した種類の被覆シス
テムにより、下記の方法にしたがって光学成分またはそ
の他の物体を被覆することができる。

【００４０】被覆サイクルの開始時点において、蒸着シ
ステムの加工室６は、例えば１０_-6ｍｂａｒの高真空に
真空排気され、少なくとも第２のロック装置１４が閉じ
られる。第１のロック装置１３が閉じられている場合
は、該ロック装置を開いて、１個以上の物体を操作装置
１６に手渡す。この装填工程の後に、第１のロック装置
が閉じられて、ロック室は気密的に密封される。紫外線
源２１を作動させることにより、汚染物質、特に有機汚
染物質が紫外線源と向き合うレンズ９の表面上において
洗浄されうる。この工程は、環境空気と同様の雰囲気に
おいて行なわれうる。しかし、紫外線照射前または紫外
線照射中にロック室をポンプ１７により真空排気するこ
とも可能である。照射中の真空排気は、汚染粒子をそれ
らが物体から除去された直後に吸引排出して物体表面の
再汚染を防ぐのに有利かもしれない。また、真空排気中
または真空排気後にガス源１８から適切なガスをロック
室内に流入させながら吸引排気を行なうことにより、ロ
ック室内のガス交換を行なうことも可能である。場合に
よっては、酸素ガスまたは酸素を含むかまたは含まない
その他の加工処理用ガスを注入することにより、特によ
い結果が得られた。これは、紫外線照射下で形成された
オゾン分子および／または遊離基が、遊離した汚染物
質、特に炭素原子を含有する汚染物質に対して有利なゲ
ッタ効果を及ぼすという事実によると考えられる。これ
らは、洗浄される表面に機械的に影響を及ぼすこともあ
る。

【００４１】洗浄は、物体９を加熱することにより支援
されうる。このために、放射加熱装置２２を紫外線照射
前または紫外線照射中に作動させる。単なる放射加熱
は、シリコンガラスにより製作される物体等の熱応力抵
抗を持つ物体においては問題ない。しかし、その他の物
体、特にフッ化カルシウム等のフッ化物の単結晶の場合
は、物体表面と物体内部との間において熱放射により引
き起こされる温度勾配が、熱による割れを引き起こしか
ねない。これは、ガスを用いて加熱を支援することによ
って防がれうる。そのためには、たとえば高温ガスをロ
ック室内に注入してもよい。これに代わる方法として、
ロック室を放射加熱装置２２の作動前または作動中に熱
対流媒体となるガスにより満たしてもよい。これによ
り、物体を穏やかかつ均一に加熱することができる。ま
た、加工処理用ガスを高温ガスとして用いて、物体の加
熱と洗浄との２つの機能を果たさせてもよい。

【００４２】必要に応じて、図２に関して以下に詳細に
説明するように、洗浄の成果を洗浄後に分光学的に、ま
たはその他の手段により測定することができる。前処理
が終了した後に、ロック室１２および加工室６の雰囲気
をロック室を真空排気することにより加工室の圧力と均
等にする。必要に応じて、前記測定をその時点で、すな
わち真空時に行なうことができる。次に、第２のロック
装置１４を開き、物体を蒸着のために加工室６内に配置
し、第２のロック装置を再び閉じて、蒸着システムの加
工周期を開始する。

【００４３】この前処理後は、加工室６内における加工
周期中にさらなる前処理を行なう必要はない。特に、被
覆される物体の洗浄および／または加熱は必要ない。ま
た、ロック・システムにより、被覆される物体が導入さ
れるときに加工室６を換気することも不要となる。この
ため、加工室は、恒久的に真空排気された状態に維持さ
れ得、汚染が防がれるとともに、必要な排気時間が大幅
に短縮される。物体はロック室内において予加熱される
ため、加熱装置を加工室内に設けて該室内において加熱
工程を行なう必要もなくなる。このため、加工処理室６
内における大きな温度変化が防がれ、安定した加工処理
を行ないやすくなる。

【００４４】周知の方法を用いて行なわれうる蒸着後
に、第２のロック装置１４を再び開き、物体をロック室
１２に移動させ、ロック室扉１４を再び閉じる。ロック
・システムが相応に装備されている場合は、被覆された
物体の検定を、たとえば反射率、透光性および／または
吸収率等の分光測定により、この段階で行なうことも可
能である。次に、ロック室１２に不活性ガスまたは空気
を第１のロック装置１３を容易に開くことができる圧力
に達するまで流入させる。その後、物体を取り出し、新
たな物体をロックすることができる。

【００４５】図２の被覆システム２５は、インライン運
転用に装備されている。このことは、素子の供給はロッ
ク・システム３に対応する供給用ロック・システム２６
を介して行なわれる一方で、物体は反対側にある別途の
取出し用ロック・システム２７を介して取り出されるこ
とを意味する。供給用ロック・システム２６の構成は、
本質的に図１のロック・システム３に対応しており、そ
のために同じ参照符号が対応する部分に用いられてい
る。図１にしたがった実施例とのひとつの相違点は、紫
外線源２８がロック室内において放射加熱装置２２の間
に配置されて、窓１５を不要とするようになっているこ
とである。この場合は、前記紫外線源は、高真空雰囲気
内において使用するのに適していなければならない。

【００４６】恒久的または着脱可能にケーシング開口部
９と反対側のケーシング開口部２９の部分に固定される
ことが理想的である取出し用ロック・システム２７は、
測定用ロック・システムとして設計される。前記ロック
・システムにより、被覆された物体を検定する上で重要
である反射率、透光性、吸収率等のパラメータを真空下
で被覆直後に測定することができ、測定中に物体を環境
空気にさらさなくてもよくなる。このために、分光計３
１が、測定システムとしてケーシング３０の最上部に設
けられる。この分光計から、光線を案内するのに用いら
れる光案内部３２がロック室の内部へと至る。光案内部
の出口または入口端部３４は、光が検定される物体の表
面を照射しうるように配置される。反射光または透過光
は、センサにより、たとえば光案内部を介して遮断さ
れ、分光計に送り返される。必要に応じて、被覆工程後
の紫外線洗浄部（図２に図示せず）をロック内に設ける
ことができる。

【００４７】被覆される物体の洗浄および／または加熱
を含む、加工室への装填用ロックを介した装填は、図１
において説明された方法と同様に行なわれうる。しかし
ながら、この場合は、前記他方の方法と相違して、ロッ
ク・システム２６は、被覆される物体が加工室６内に移
送され、第２のロック装置１４が閉じられた後にその後
の１個以上の物体をロックするために準備されうる。そ
の間に、蒸着を加工室内において行なうことができる。
少なくとも２個の別々のロック・システムを設けて、実
際の蒸着が行なわれている間に以前に装填された物体を
ロック室内またはロック室外に置いておくことができる
ようにすることにより、大幅な時間の節約が達成されう
る。

【００４８】加工室６内における物体の蒸着が終了する
と、第３のロック装置３５を開くことができ、物体をす
でにシステム圧力まで真空排気されたロック室３３内に
移動させることができる。第３のロック装置が閉じられ
た後に、直ちに装填用ロック２６を介して加工室への装
填が行なわれうる。出口用ロック２７の内部３３は、今
度は蒸着工程の結果が分光計３１および／またはその他
の適切な計器を用いて検定されうる真空排気可能な測定
室として機能する。この測定の結果から、発生する誤り
は蒸着終了後に環境空気が仕上げ被覆に作用を及ぼした
ためのものであることが除外されるため、蒸着の品質に
関して信頼性ある結論を得ることができる。測定終了後
に、ロック３３の内部に不活性ガスまたは空気を流入さ
せて、内部３３を環境圧力に匹敵する圧力にすることが
でき、これは第４のロック装置３６を開くために必要と
される。このロック装置を開いた後に、物体を取り出
し、ロックを再び閉じることができる。

【００４９】ここに例として示された各種の構成および
方法から、本発明により可能になるロック技術は、光学
部品等のための被覆システムの加工処理室６における真
空排気回数と排気工程数とを大幅に減少させうることが
明らかになる。排気回数を最小限にすることによって、
一般に非常に高価な被覆システムにおいて、ロック技術
を用いない同等のシステムの場合より単位時間毎に多く
の被覆物体を加工処理しうる。加えて、加工室内におけ
る温度変化を最小限に減じることができ、より安定な蒸
着工程が可能になるとともに、生成される被覆の再現性
が高まる。最後に、ロック・システムと一体化される計
測手段を用いて蒸着工程の直後に検定を行なうことによ
り、被覆工程全体にわたってより正確な制御が可能にな
り、したがって重要な加工処理パラメータを最適化して
最高の被覆品質を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にしたがって供給用および取
出し用ロックとして用いられる単一のロック・システム
を有する蒸着システムの概略図である。

【図２】供給用ロックと別途の取出し用ロックとを有す
る蒸着システムのまた他の実施例の概略図である。

【符号の説明】

１ 被覆システム ２ 蒸着システム ３ ロック・システム ４ 受容体 ５ ケーシング壁 ６ 加工室 ８ 物体保持器 １０ ケーシング壁開口部 １１ ロック・ケーシング １２ ロック室 １３、１４ ロック装置 １７ 真空ポンプ １９ ガス源 ２１ 光源 ２２ 放射加熱装置 ２５ 被覆システム ２６ 供給用ロック・システム ２７ 取出し用ロック・システム ３１ 分光計 ３２ 光案内部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベルンハルト ヴァイクル ドイツ連邦共和国、 デー89555 シュタ インハイム、 ミッテルライン 47 Ｆターム(参考） 2K009 DD03 DD05 DD08 DD09 EE05 4G059 AA11 AB01 AB09 AB19 AC30

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学素子、特に紫外線を用いる光学系の
   光学素子を被覆装置の加工室内において被覆する方法に
   おいて：前記加工室と分離または接続されうる少なくと
   も１個の真空排気可能なロック室を有する少なくとも１
   個のロック・システムを設ける段階と；少なくとも１個
   の光学素子を前記ロック室内に配置する段階と；前記光
   学素子を前記ロック室内において処理する段階と；前記
   加工室と前記ロック室との雰囲気を均等にする段階と；
   前記光学素子を前記ロック室と前記加工室との間におい
   て環境空気の排除下で移送する段階とからなることを特
   徴とする、光学素子、特に紫外線を用いる光学系の光学
   素子を被覆装置の加工室内において被覆する方法。
2. 【請求項２】 前記処理は、前記光学素子を前記ロック
   室内において洗浄することからなり、前記洗浄は、好ま
   しくは前記光学素子を紫外線により照射すること（紫外
   線洗浄）からなり、好ましくは前記ロック室の真空排気
   は、洗浄中、特に紫外線洗浄中に行なわれることを特徴
   とする請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 前記紫外線洗浄前および／または前記紫
   外線洗浄中において前記ロック室内の雰囲気は加工処理
   用ガス、特に酸素により濃厚化されることを特徴とする
   請求項２に記載の方法。
4. 【請求項４】 前記処理は、被覆される光学素子の少な
   くとも１個の面を被覆が行なわれる前に前洗浄すること
   および／または仕上がった被覆済み光学素子を前記ロッ
   ク室内において後洗浄することからなることを特徴とす
   る前記請求項１〜３の１項に記載の方法。
5. 【請求項５】 多数の被覆の蒸着時において、前記処理
   の少なくとも１段階、特に洗浄は連続する２回の被覆段
   階の間に行なわれることを特徴とする前記請求項１〜４
   の１項に記載の方法。
6. 【請求項６】 前記処理は、前記光学素子の少なくとも
   １個の光学特性を前記ロック室内において測定するこ
   と、特に透光度、反射率、吸収率等を測定することから
   なり、好ましくは前記ロック室内における前記測定は、
   環境空気とは異なるロック室内雰囲気、特に真空におい
   て行なわれることを特徴とする前記請求項１〜５の１項
   に記載の方法。
7. 【請求項７】 前記処理は、前記光学素子を前記ロック
   室内において温度制御すること、特に温度を制御された
   温度変化率で変化させること、および／または温度を所
   定の温度に維持することからなることを特徴とする前記
   請求項１〜６の１項に記載の方法。
8. 【請求項８】 環境温度より高い温度の高温ガスである
   ことが好ましいガスが前記ロック室内に導入されて前記
   温度制御が実行および／または支援されること、かつ／
   または前記温度制御は、前記光学素子への熱照射からな
   ることを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 【請求項９】 少なくとも１個の光学素子を閉鎖された
   前記加工室内に配置して行なわれる１回の加工処理周期
   中に、前記加工室に割り当てられる少なくとも１個のロ
   ック室内において、少なくとも１個のまた他の光学素子
   の処理、特に洗浄、温度制御および／または測定が行な
   われることを特徴とする前記請求項１〜８の１項に記載
   の方法。
10. 【請求項１０】 光学素子、特に紫外線を用いて作用す
    る光学系の光学素子を被覆するための少なくとも１個の
    加工室（６）を備える被覆装置（２、２５）に真空気密
    的に接続されるロック・システム（３、２６、２７）に
    おいて：少なくとも１個のロック装置（１３、１４、３
    ５、３６）を用いて、光学素子を導入するために開かれ
    ることまたは出入口を真空気密状態に密封するために閉
    鎖されることのいずれもが可能である少なくとも１個の
    出入口を備える少なくとも１個の真空排気可能なロック
    室（１２、３３）を含むケーシング（１１、３０）を有
    し；前記ロック室には少なくとも１個の処理装置（２
    １、２２、２８、３１）が割り当てられて前記光学素子
    が前記ロック室内において処理されることを特徴とす
    る、光学素子、特に紫外線を用いる光学系の光学素子を
    被覆するための少なくとも１個の加工室を備える被覆装
    置に真空気密的に接続されるロック・システム。
11. 【請求項１１】 前記少なくとも１個の処理装置は、好
    ましくは前記光学素子（９）の少なくとも１個の面の非
    接触式かつ／または乾式洗浄を行なう洗浄装置であり、
    前記洗浄装置は、好ましくは少なくとも１個の紫外線源
    （２１、２８）を備えることを特徴とする請求項１０に
    記載のロック・システム。
12. 【請求項１２】 前記ロック・システムの前記ケーシン
    グ（１１、３０）は、好ましくは紫外線透過材料、特に
    石英ガラスにより製作されるケーシング壁に一体化され
    る少なくとも１個の真空気密窓（１５）を内蔵し、好ま
    しくは前記少なくとも１個の紫外線源（２１）は、前記
    ロック室（１２）の外側において前記紫外線透過窓（１
    ２）の部分に配置されて、前記ロック室内の光学素子が
    前記紫外線源（２１）により前記窓を介して照射されう
    るようになっていることを特徴とする請求項１０または
    １１に記載のロック・システム。
13. 【請求項１３】 外部ガス源（１９）に接続されるかま
    たは接続されうる少なくとも１個のガス供給管路（２
    ０）が配設されて前記ロック室内に至り、かつ／または
    真空ポンプ（１７）に接続されるかまたは接続されうる
    少なくとも１個の吸引管路（１８）が配設されて前記ロ
    ック室内に至ることを特徴とする請求項１０〜１２の１
    項に記載のロック・システム。
14. 【請求項１４】 前記ロック室（３３）内において光学
    素子の少なくとも１個の特性を測定する少なくとも１個
    の測定システム（３１）がロック・システムに割り当て
    られ、前記測定システムは、好ましくは前記素子の光学
    特性を測定するように設計されることを特徴とする請求
    項１０〜１３の１項に記載のロック・システム。
15. 【請求項１５】 前記ロック室（１２）内において光学
    素子を加熱する少なくとも１個の加熱装置（２２）がロ
    ック・システムに割り当てられ、前記加熱装置は、好ま
    しくは少なくとも１個の放射加熱要素（２２）を内蔵す
    ることを特徴とする請求項１０〜１４の１項に記載のロ
    ック・システム。
16. 【請求項１６】 前記ロック室に所定の温度の高温ガス
    を導入する少なくとも１個の装置および／または加工処
    理用ガスを導入する少なくとも１個の装置がロック・シ
    ステムに割り当てられることを特徴とする請求項１０〜
    １５の１項に記載のロック・システム。
17. 【請求項１７】 前記被覆装置の前記加工室（６）は、
    被覆される前記光学素子を洗浄および／または加熱する
    システムから独立していることを特徴とする請求項１０
    〜１６の１項に記載のロック・システム。
18. 【請求項１８】 光学素子、特に紫外線を用いて作用す
    る光学系の光学素子を被覆する被覆システムにおいて、
    少なくとも１個の加工室（６）を備える被覆装置（２）
    を有し、前記被覆装置は、前記請求項１０〜１７の少な
    くとも１項に記載の少なくとも１個のロック・システム
    に割り当てられることを特徴とする、光学素子、特に紫
    外線を用いて作用する光学系の光学素子を被覆する被覆
    システム。
19. 【請求項１９】 少なくとも２個のロック・システム
    （２６、２７）が前記被覆システムに割り当てられ、好
    ましくは一方のロック・システムは供給用ロック・シス
    テム（２６）として設計されるとともに、他方のロック
    ・システムは排出用ロック・システム（２７）として設
    計されることを特徴とする請求項１８に記載の被覆シス
    テム。
20. 【請求項２０】 前記被覆装置と前記ロック・システム
    とは、前記ロック・システムが前記被覆装置と接続可能
    かつ解除可能になるように互いに調節されて、前記ロッ
    ク室と前記加工室との間における真空気密的接続が創出
    されることを特徴とする請求項１８または１９に記載の
    被覆システム。
21. 【請求項２１】 少なくとも１個の面に前記請求項１〜
    ９の少なくとも１項に記載の方法にしたがって施された
    被覆を有する、特にレンズ、プリズム、鏡、フィルタ等
    の光学素子。