JP2016533517A - 光学装置、特にプラズマ光源またはｅｕｖリソグラフィ装置 - Google Patents

Abstract

本発明は光学装置、特にプラズマ光源（１´）またはEUVリソグラフィ装置に関する。光学装置は、ハウジング内部空間（３）を封入するハウジング（２）、ハウジング（２）内で真空を発生させる真空発生ユニット（１２）、ハウジング内部空間（３）内に配置された少なくとも１つの表面（１３）、表面（１３）に堆積した汚染物質（１４）を除去する洗浄装置（１５）、および表面（１３）をモニタリングするモニタリング装置（２５）を備える。モニタリング装置（２５）は、表面（１３）に合わせることが可能なモニタリング用光学機器（２６）を備える。洗浄装置（１５）は、CO₂ペレット（１７）の形状でCO₂を放出することで、堆積した汚染物質（１４）を除去するよう設計されている。
【選択図】図２

Description

（関連する出願の相互参照）
本出願は、2013年9月27日に出願の、ドイツ特許出願第102013219585.0号の優先権を主張するものである。このドイツ特許出願の全開示内容は、参照により本出願の内容に組み込まれている。

本発明は、光学装置、特にプラズマ光源またはEUVリソグラフィ装置に関する。

米国特許出願公開第2008/0042591A1号明細書は、プラズマにより光を発生させるプラズマ光源を開示する。プラズマ光源はチャンバを備える。該チャンバ内には、プラズマを発生させるために使用するイオン化可能媒体が包含される。このような目的のために、磁心および１次コイルを備える変圧器により、電流が誘導される。１次コイルは、通常、銅製ハウジングを備える。銅製ハウジングは、少なくとも部分的に磁心を封入し、導電性接続を提供する。イオン化可能媒体としては、例えばキセノン、リチウムまたはスズを使用してよい。これらの物質は、気体状、液状、または、例えば微細に分布した固体粒子（例えばスズ粒子）の形状である、固体形状をとることが可能である。このような固体を、例えば蒸気発生器により気化し、続いてチャンバ内に導入してよい。チャンバは、チャンバ内にプラズマを閉じ込めるために、一般に金属材料から形成される。エネルギーは通常パルス状であり、エネルギー供給装置により供給される。

プラズマ光源により発生されたプラズマ（またはプラズマ源により発生されたプラズマ放電）は、光または電磁放射線を発生させるために使用することができる。これらの光または電磁放射線を、今度は多数の用途に使用可能である。このようなプラズマ光源は、特にEUV放射線を発生させる役割を果たすことができる。EUV放射線は、EUVリソグラフィ用のメトロロジ系において使用可能であり、例えば国際公開第2011/161024A1号パンフレットは、メトロロジ系を開示する。

プラズマの断面の収縮（「ピンチング」）による放射線発生に基づく、既知のプラズマ光源を使用して放射線を発生させる際に、発生した放射線が不安定である、すなわち、時折１つ以上の放射パルスが脱落することが問題である、と判明している。このような不安定性は実質的に、チャンバ内で自由に移動可能な粒子、またはチャンバ内壁に堆積した材料に起因するものである。プラズマ放電近傍においてプラズマ環境がアグレッシブであるために、プラズマに面するチャンバ壁面から材料が剥がされ、プラズマ放電から更に離れた他のポイント、特にチャンバ壁面上に堆積する。堆積した材料はフレーク形状で剥離する傾向にあり、これがプラズマの妨げとなり、上述した脱落、またはプラズマ光源の不安定性を引き起こす。

このようなプラズマ光源の洗浄は、通常、例えば窒素等の不活性ガスのガス流を使用し、分離されたフレークおよび堆積した粒子に渦を発生させ、例えば真空クリーナの形態の吸引摘出装置により摘出する、という洗浄手順を実行する。このような洗浄手順は時間がかかり、極めて効率的とはいえない。

国際公開第2009/152885A1号パンフレットは、EUVリソグラフィ投影露光装置に取り付ける光学装置を開示する。EUVリソグラフィ投影露光装置の内部には、粒子洗浄装置により洗浄可能、すなわち堆積した粒子を除去可能である光学面を備えた光学素子が配置される。洗浄装置は、多様な方法で構成してよい。例えば光学面の洗浄は、例えば二酸化炭素（CO₂）を使用する、「雪洗浄」と称する手順を使用して実行してよい。雪洗浄においては、ノズルを介して液状または気体状のCO₂を膨張させ、出口速度を高速にし、CO₂雪の形状、すなわち微視的な固体粒子形状でCO₂を膨張させる。「雪洗浄」の手順は研磨によるものではないため、EUVリソグラフィ用の反射光学素子において一般的である光学被覆を有する光学表面の洗浄に使用可能である。

米国特許出願公開第2008/0042591A1号明細書 国際公開第2011/161024A1号パンフレット 国際公開第2009/152885A1号パンフレット

本発明の課題は、装置表面上に堆積した汚染物質を、効果的に洗浄可能な光学装置を提供することである。

この課題は、光学装置により、特にプラズマ光源またはEUVリソグラフィ装置により解決される。光学装置は、ハウジング内部空間を封入するハウジング、ハウジング内で真空を発生させる真空発生ユニット、ハウジング内部空間に配置された少なくとも１つの表面、および表面に堆積した汚染物質を除去する洗浄装置を備える。洗浄装置は、CO₂ペレットの形状でCO₂を放出することで、堆積した汚染物質を除去するよう設計されている。本出願において、ハウジング内部空間に配置された表面とは、ハウジング内壁を意味するとも理解される。

放出され、洗浄すべき表面に入射するCO₂ペレットにより、表面に固着するか、そうでなければ非常な困難を伴ってのみ除去可能である汚染物質でさえ、１つまたは複数の表面から効果的に除去可能である。CO₂ペレットまたはCO₂ビーズは、CO₂アイスの乾燥片、すなわち、比較的大きな直径または複数ミリメートルのオーダーの平均直径を有する、固形物の粒子である。表面に入射した後、CO₂ペレットは通常（特にハウジング内部空間における低い圧力のもとで）気体状態となるため、残滓の無い洗浄が可能である。CO₂ペレットを使用した洗浄作用は、表面に衝突する際の熱衝撃および昇華の間の体積の自然増加の結果として達成される。このようにして、比較的厚い層、特に数ミリメートル範囲の層厚を有する巨視的な厚さの層でさえ、比較的短時間で除去可能である。CO₂ペレットによる洗浄作用は穏やかな洗浄が可能であるとはいえ、特に（例えばアルミニウム等）基材が柔らかい場合には、研磨的となる可能性もある。なぜなら、CO₂ペレットの衝突エネルギーはサンドブラストと比較して低く、洗浄作用は機械的な衝撃に基づくものではないが、実質的には上述の効果に基づくためである。

表面をCO₂ペレットにより洗浄するために、CO₂ペレットを所望のサイズ（一般的に0.01 mmと10 mmの間）で生成する。CO₂ペレットをガス流（特に不活性ガス流）へ供給し、ガス流に乗せて加速させてよい。代替的に、純粋に機械的に加速してもよい。いずれにせよ、CO₂ペレットを洗浄すべき表面に合わせ、「発射」する。CO₂ペレットを所望のサイズで生成するためには、CO₂アイスのより大きなピースは、対応するCO₂アイスのより小さいピースに分解されてよい。このために洗浄装置は、例えば対応して構成されたCO₂ペレット処理ユニットを備えてよい。処理ユニットは、CO₂ペレットのサイズを、汚染物質による汚染の程度、または汚染物質の表面への固着程度に応じて変更するよう設計されてよい。さらに、洗浄装置の助けにより、例えばCO₂ペレットを放出する圧力、またはCO₂ペレットが乗るガスの流速を変えることで、衝突速度または出口速度を変更可能である。洗浄装置は通常、更にCO₂源（例えばCO₂保存容器）を備える。洗浄装置を、例えばアダプタまたはサービスコンソールを介して、着脱可能な状態でハウジングに接続してよい。洗浄が要求されない場合、洗浄装置をハウジングから取り外し可能であり、ハウジング上の開口部は、カバー等により閉鎖可能である。

一実施形態では、洗浄装置は、CO₂ペレットを表面に供給する供給装置を備える。供給装置は、CO₂ペレットを放出する吐出口を有する供給ラインを備える。供給ラインは、少なくとも１つのラインの可撓部を備え、吐出口を表面の異なるポイントに合わせる。供給ラインの可撓部により、ガスノズルのノズル開口部として形成してもよい吐出口を、異なる空間方向から（可撓的に）洗浄すべき表面に合わせることが可能となる。吐出口またはガスノズルの流れ断面も、出てくるCO₂ペレットの角度分布を変更すべく、変更可能である。供給装置、または供給装置におけるラインの可撓部により、ハウジング内部空間においてアクセスの困難な領域またはデッドスペースにさえ到達可能である。

従って、CO₂ペレットの表面上への入射角度、および／または表面から吐出口までの距離も、表面の異なるポイントに堆積した汚染物質による汚染の程度に応じ、変更可能である。

ラインの可撓部は、供給ラインの２つの剛性部の間に形成してよい。しかしながら、ラインの可撓部は、吐出口の領域において供給ラインの端部を形成してもよい。供給ラインは、更なるラインの可撓部または複数の更なるラインの可撓部を備えてもよく、隣接するラインの可撓部の間にそれぞれ、ラインの剛性部を配置可能でもある。少なくとも１つの可撓部を使用することで、供給ライン全体を、内視鏡の態様で、洗浄すべき表面の対応ポイントへ、極めて可撓的に合わせることが可能である。例えば、ラインの可撓部の屈曲に影響する、または屈曲を変える引張り要素および／または押し要素を、表面の異なるポイントに吐出口を合わせるべく、使用してもよい。原則的には、供給ラインの内側または外側を走るボーデンケーブルを、特に引っ張り要素および／または押し要素として使用してよい。

好適な発展形態では、供給ラインは、ハウジングの開口部を経由し、気密の状態でハウジング内部空間に挿入されるため、CO₂ペレットによる洗浄はin-situで実行可能である。これにより、表面を洗浄するために光学装置を分解する面倒な手順が省略される。気密な遮断を達成するために、ハウジングの開口部のサイズ（例えば直径）を、供給ラインの全断面に対応させてよい。開口部を経由してハウジング内部空間に挿入された供給ラインを使用することで、CO₂ペレットが、ハウジングの外側からハウジングの内部へ向けられる。原則的に、開口部を供給ラインの全ての断面より大きくしてもよいのは言うまでもなく、その場合には、気密な遮断を達成すべく、対応する密閉装置を装備する必要がある。

また更なる好適な発展形態では、吐出口を合わせるために、供給ライン、特に供給ラインの剛性部を、開口部に対して移動可能および／または回転可能とする。例えば、供給ラインまたはラインの剛性部と、開口部との間の、軸方向の相対移動を可能にする、軸方向シールを装備してもよく、および／または供給ラインまたはラインの剛性部と、開口部との間の、相対回転運動を可能にする、径方向シールを装備してもよい。

好適な実施形態では、光学装置は、表面をモニタリングするモニタリング装置を備える。モニタリング装置は、正面に合わせることが可能なモニタリング用光学機器を備える。モニタリング用光学器は、例えばマイクロレンズを備えた結像光学ユニットとしてよい。結像光学ユニットは、表面または表面の一部の画像を、例えばCCDチップである像センサ上に投影する。モニタリング装置は、CO₂ペレットによる表面洗浄をモニタする、すなわち、洗浄動作を記録し、および／またはそれをスクリーン上に再生するよう設計されている。表面のモニタリングに基づき、例えば、表面の汚染の初期程度を決定可能である。同様に、洗浄動作自体をモニタする、特に洗浄の進行具合を継続監視することも可能である。最後に、洗浄手順を中止する時間をも、モニタリング用光学器により得られた信号に基づいて決定可能である。

好適な発展形態では、モニタリング用光学器が、画像伝送ライン上に取り付けられる。画像伝送ラインは、モニタリング用光学器を表面の異なるポイントに合わせるための、少なくとも１つのラインの可撓部を備える。画像伝送ラインを、通常、モニタすべき表面を照明すべく、照明放射線を供給するためにも使用する。画像伝送ラインは、少なくとも１つの更なるラインの可撓部、または複数の更なるラインの可撓部を備えてもよく、ラインの剛性部を、隣接するラインの可撓部の間に配置可能である。その結果、伝送ライン全体を極めて可撓的に、内視鏡の態様で使用可能であり、およびモニタリング用光学器は、選択的にモニタリングすべく、洗浄すべき表面の適切なポイントに合わせることが可能である。モニタリング装置、またはモニタリング装置のラインの可撓部により、ハウジング内部空間において、アクセスの困難な体積またはデッドスペースを検査可能である。伝送ラインは、通常、１つまたは複数の導光体であり、特にグラスファイバの形状をとる。画像の伝送は、例えばマイクロレンズの助けによるアナログ方式で、またはデジタル方式で実行してよい。後者の場合、モニタリング用光学器は、例えばCCDまたはCMOSチップ等である画像センサを構成する。画像センサは、表面に対向する、伝送ラインの端部に装備される。画像伝送ラインとして、多数のグラスファイバも使用可能である。各グラスファイバは、表面の記録画像の個々の画像ポイントを、例えば表示装置（例えばモニタ）に伝送し、記録画像を表示する役割を果たす。洗浄装置のオペレータは、この記録画像を監視可能である。

好適には、供給ラインおよび画像伝送ラインが互いに隣接して配置され、特に少なくとも部分的に、互いに接続させる。このようにして、供給ラインおよび画像伝送ラインは、（一体化して）共に移動可能であり、共に合わせることが可能である。このようにして、CO₂ペレットによるin-situ洗浄およびモニタリング用光学器によるin-situモニタリングを、特に容易に実行可能である。特にオペレータは、洗浄を実行するために、ハウジングの外側に配置された適切な操作装置により、CO₂ペレットおよびモニタリング用光学器の双方を適切に合わせる、または移動させることが可能である。

好適な発展形態では、CO₂ペレットの放出方向およびモニタリング用光学器のモニタリング方向は、平行に走るか、または互いに同軸で走る。このようにして、ペレットが表面に入射する際の作用を、特に容易に観察可能であるため、洗浄装置の操作がより容易であり、または洗浄装置を、開ループ／閉ループ制御下に保つことがより容易である。

好適な実施形態では、洗浄装置は、除去された汚染物質および／またはCO₂を、ハウジング内部空間から摘出する吸引摘出装置を備える。吸引摘出装置は、除去された汚染物質をハウジングから完全に摘出可能とし、汚染物質がハウジング内部でもはや汚染作用を与えないようするのみでなく、ハウジング内部空間に導入されたCO₂ペレット、または気相に変化することで発生したCO₂ガスを、ハウジング内部空間から完全に摘出可能とする。摘出されたCO₂ガスは、洗浄装置、特に洗浄装置の処理ユニットが更なるCO₂ペレットを生成するために再利用してもよい。吸引摘出装置は通常、CO₂ガスから汚染物質を分離するフィルタユニットを備える。

好適な発展形態では、吸引摘出装置は、少なくとも１つの吸引摘出ラインを備える。この吸引摘出ラインは、気密の状態でハウジング内部空間に進入する。ハウジング内部空間へ入る、CO₂ペレット用の気密供給ライン、および気密の状態でハウジング内部空間に進入する吸引摘出ラインにより、全体が気密の洗浄サイクルを形成可能である。好適には、少なくとも１つの吸引摘出ラインが、その通路断面がハウジング内部に向かい拡大する接続部を介して、すなわち、通常漏斗状である接続部を介して、気密の状態でハウジング内部に進入する。吸引摘出ラインは、吸引摘出ラインの吸引摘出開口部を、ハウジング内部空間で適切に合わせることが可能、または位置させることが可能であるよう、少なくとも１つのラインの可撓部を備えてもよい。これは特に、下記で詳述する（可動性）空間分割装置と関連して推奨される。

好適な発展形態では、吸引摘出ラインは、洗浄すべき表面の領域で、ハウジングの内部に進入する。このようにして、除去された汚染物質は、（表面における）堆積位置に直近する領域で摘出されるため、摘出の間に汚染物質により覆われる経路が特に短くなる。その結果、除去された汚染物質は、最初の段階で吹き飛ばされることがなく、ハウジングの（ハウジングの他の表面上の、またはハウジング内の他の表面上の）他のポイントに堆積不能であり、ハウジングの内部から直接に除去される。このように（直接）摘出することにより、相互汚染を低減可能であるか、または完全に排除することさえ可能である。

更なる発展実施形態では、この吸引摘出ラインまたは少なくとも１つの吸引摘出ラインは、CO₂ペレットを供給する供給ラインの開口部を経由して、ハウジングの内部に進入する。これにより、特にコンパクトな装置を実現可能である。

また、好適な実施形態では、表面は、プラズマ光源のハウジングの内側表面である。汚染物質を、CO₂ペレットによってプラズマ光源のハウジング内側表面から除去することにより、有利なことに、光源の動作の間に、個々の放射パルスが脱落しないという効果を達成可能である。いわゆる「光源デブリ」、すなわち光源から、接続された光学装置、例えば照明系である光学装置への気体、液体または固体異物（例えば液滴または粒子）の放出が、発生しないか、または少なくとも大いに低減される効果も達成可能である。

また、好適な実施形態では、表面は、ハウジング内部空間に配置された（構造的な）構成部品上に形成される。CO₂ペレットにより、構造的な構成部品の表面を、洗浄に続いて構造的な構成部品を（再）調整する必要がないよう、有利にも洗浄可能である。構造的な構成部品は、特に、例えばEUVリソグラフィ装置またはEUVメトロロジ系に配置可能なEUVミラーである光学素子用の取り付け具としてよい。特に、プラズマが、磁気的閉じ込めによってではなく、レーザ放射、特にCO₂レーザ放射により発生されるプラズマ光源の、構造的な構成部品またはハウジング部分を、それらの表面をCO₂ペレットに曝さない上述の方法により洗浄可能である。このようにして、特にスズまたはスズ化合物の堆積物を、プラズマ光源の表面から除去可能である。

更なる実施形態では、表面は、EUV放射線に対して反射性の、光学素子の光学表面である。光学素子は、例えばEUVリソグラフィ装置またはEUVメトロロジ系に配置可能である。この場合、CO₂ペレットは研磨作用を有するため、CO₂ペレットの助けによる洗浄が、光学表面、または、その上に光学表面が形成された反射性被覆を部分的に除去する、または損傷することに至る恐れがある。しかしながら、CO₂ペレットによる洗浄は、他の方法では除去不可能であるか、または多大な労力を伴ってのみ除去可能な汚染物質を除去するのに適している。そのためCO₂ペレットによる洗浄を、好適には、除去すべき層の厚さが十分に厚いため、その下に存在する反射性被覆がCO₂ペレットの研磨作用に曝されないか、または、ほんの僅かに曝されるのみに光学表面の局部領域において、選択的に使用可能とする。

また、好適な実施形態では、特に気密の状態で、表面および洗浄装置を包囲する空間分割装置を、ハウジング内部空間に備える。この場合洗浄すべき表面は、好適には、ハウジングの内側表面、またはハウジング内部空間に配置された構成部品上に形成された表面である。空間分割装置は、例えばハウジング、またはハウジングの内側表面、またはハウジング内部空間に配置された構成部品に境を接してよい。空間分割装置が洗浄装置および洗浄すべき表面を、特に気密の状態で包囲する、または封入するという事実は、CO₂ペレットまたは洗浄の間に生じた汚染物質が、空間分割装置により区切られた部分容積の外側に配置された光学表面（特にEUV放射線を反射する光学素子の表面）の領域に到達することを防止可能である、ことを意味する。このように空間分割装置を使用することで、光学表面に直近する領域でさえ、光学表面を損傷することなくCO₂ペレットにより洗浄可能である。

空間分割装置は、例えば半球状のキャップまたはベルのような態様で形成してよい。空間分割装置は、ハウジング内部空間に、特に可動または移動可能、例えば変位可能な態様で取りつけてよく、および、ハウジング内の異なる位置に配置された表面を洗浄可能とするために、ハウジング内部の異なる位置へ移動可能としてよい。空間分割装置が表面および洗浄装置を包囲するという事実は、洗浄装置の供給装置および吸引摘出装置が、少なくとも部分的に、空間分割装置により区切られた部分容積内に配置されることを意味する。このようにして、閉洗浄サイクルを、区切られた部分容積の内部に設定可能である。

最後に、好適な実施形態では、供給ラインの吐出口および吸引摘出ラインの入口側の端部は、空間分割装置により包囲される。このようにして、吐出口および吸引摘出ラインの入口側の端部の双方が、空間分割装置により区切られるか、または空間分割装置内に向かって突出する部分容積内に配置される。通常、モニタリング装置もまた少なくとも部分的に、すなわち少なくともモニタリング用光学器は、空間分割装置により区切られた部分容積内に挿入され、そこで洗浄すべき表面をモニタリングし、例えば汚染が増加しているポイントを特定する、および／または洗浄の進行具合をモニタリングする。

本発明の更なる特徴および利点は、本発明に必須な詳細を示す図面の形態に基づく、本発明の実施形態に関する以下の記述、および請求項から明らかとなる。個々の特徴は、各々独自に、または本発明の一変更形態において随意に組み合わせて、実現可能である。

以下に、例示的な実施形態を概略図で示し、詳説する。

プラズマ光源の構成である光学装置の概略図である。 洗浄装置を備える、図１のプラズマ光源の詳細図である。 EUVリソグラフィ装置の構成である光学装置の概略図である。 図３のEUVリソグラフィ装置の詳細図である。 洗浄装置を図１のプラズマ光源に取り付ける際の、更なる可能性を示す概略図である。

図１は、プラズマ光源１´の構成である光学装置の断面図である。プラズマ光源１´または光学装置は、チャンバの形状で構成され、ハウジング内部空間３を封入するハウジング２を備える。ハウジング２は、イオン化可能媒体を有するプラズマ放電領域４をも封入する。イオン化可能媒体は、プラズマ放電領域４内で、プラズマ（２つのプラズマループ５ａおよび５ｂにより示す）を発生させるために使用される。さらにプラズマ光源１´は、プラズマ放電領域４内で形成される、２つのプラズマループ５ａおよび５ｂに電流を誘導する変圧器６を備える。変圧器６は磁心７および１次コイル８を備え、コイル８と磁心７の間に間隙９が形成される。２つのプラズマループ５ａおよび５ｂは、中央領域において集束して結びつき、プラズマフィラメント（「ピンチング」）を形成する。すなわち、各プラズマループ５ａ、５ｂのプラズマの断面領域がその場所で縮小するため、プラズマのエネルギー密度が増加する。エネルギー密度が増加した結果、プラズマ光源１´の（図１の矢印で示す）放射線が実質的に中央領域で発生するため、例えばEUV放射線、すなわち約5 nmと30 nmの間の波長領域の放射線を放射可能な、略点状の光源を、プラズマ光源１´により実現可能である。

プラズマ光源１´はまた、エネルギー供給装置１０を備える。エネルギー供給装置１０により、電気エネルギーを、通常パルス状で１次コイル８または磁心７に提供可能である。プラズマ光源１´の動作中、一般的にエネルギー供給装置１０は、上述の目的のために一連のエネルギーパルスを提供し、従って、プラズマにエネルギーを供給することになる。エネルギー供給装置１０は、エネルギーパルスまたは一連のエネルギーパルスを、電気接続１１ａおよび１１ｂを介して提供する。エネルギーパルスは、磁心７内で電流を誘導し、それにより、プラズマ放電領域４のプラズマループ５ａおよび５ｂがエネルギーを利用可能になる。

イオン化可能流体、すなわち気体または液体を、イオン化可能媒体として使用してよい。イオン化可能媒体は、例えばキセノン、リチウムまたはスズとしてよい。代替的にイオン化可能媒体は、微細に分配された固体粒子（例えばスズ粒子）から成ってもよい。固体粒子は、例えばヘリウムであるキャリアガスにより、ガス供給ラインを介してハウジング２内部へと向けられる。例えばスズまたはリチウムである固体物質を、蒸発過程またはいわゆる「スパッタリング」により蒸発させ、同様にイオン化可能媒体として使用してもよい。

プラズマ光源１´は更に、蒸気発生器（図示せず）を備えてもよい。蒸気発生器は、そのような金属を蒸発させ、蒸発した金属をハウジング２内部へ導入する。プラズマ光源１´は更に、蒸発した金属をハウジング２内で加熱する加熱ユニット（同様に図示せず）を備えてもよい。ハウジング２は、通常少なくとも部分的に、例えば銅、タングステン、タングステン−銅合金等の金属材料、または、イオン化可能媒体およびプラズマをハウジング２の内部に閉じ込める他の材料により形成される。プラズマ光源１´は更に、ハウジング２内で真空（例えば約10^-9 mbarと10 mbarの間の圧力）を発生させる真空発生ユニット１２、および表面１３を備える。表面１３は、ハウジング内部空間３すなわちチャンバ内に配置され、図１においてプラズマ光源１´のハウジング２の内側表面を形成する。

しかしながら、プラズマ光源１´によりプラズマを発生させる間、ハウジング２内部に位置する汚染物質に起因して、放射線の発生が不安定になる可能性がある。特に、汚染物質が、比較的大きなフレーク形状で、プラズマ光源１´内の表面から突然分離した場合、その結果、プラズマが妨げられ、個々のパルスまたは一連のパルスの脱落が発生する恐れがある。例えば銅を含み、プラズマに面する、特にプラズマ放電領域４のハウジング壁の部分が、ハウジング２から、あるいは１次コイル８またはそのエンベロープから剥がれた場合に、汚染物質が発生することがある。これらの剥がれた物質は、その後ハウジング内部空間３に拡散し、ハウジング２の異なるポイント（例えば表面１３）に再度堆積し、およびフレーク様の集塊の形状で、表面１３から突然分離する恐れがある。表面１３に堆積した物質１４を除去するために、プラズマ光源１´は洗浄装置１５を備える。洗浄装置１５に関して、以下に図２に基づいて詳述する。

図２は、プラズマ光源１´の詳細の拡大図である。ハウジング内部空間３を包囲するハウジング２は、図１においてプラズマを発生させるために使用した部品を表示せず、単純化して示されている。図２においてハウジング内部空間３は、その下側が、ハウジング壁１６の内側を形成する表面１３により、例示的に区切られている。ハウジング壁１６は、通常、少なくとも部分的に、例えば銅またはタングステンである金属材料により構成される。

表面１３に堆積した汚染物質１４を除去する洗浄装置１５は、通常、同様に金属材料製であり、堆積した汚染物質１４を、CO₂ペレットの形状で、CO₂を放出することで除去するよう設計されている。洗浄装置１５は、CO₂ペレットを生成するために、例えばCO₂保存装置およびCO₂ペレット処理ユニット（表示せず）を備えてよい。その場合、CO₂ペレット処理ユニットまたは洗浄装置１５により、CO₂保存装置が提供するCO₂を、CO₂ペレット１７を形成する、適切なサイズのCO₂アイスのピースに変形可能である。例えばCO₂アイスの大きなピースは、通常0.01 mm乃至10 mmのオーダーの、所望のサイズに達するまで破砕される。

続いて洗浄装置１５は、不活性ガス流１８によりCO₂ペレット１７を加速する。不活性ガス流１８は、例えば、不活性ガスが高圧で保存されている保存装置から出る際の圧力勾配により生成されてよい。CO₂ペレット１７は、不活性ガス流１８へ供給され、不活性ガス流１８に乗り、吐出口２０に装備されたガスノズルにより加速されるため、ガス流１８中のCO₂ペレット１７が、高速（通常マッハ0.7乃至マッハ3.0）で洗浄すべき表面１３に入射または衝突し、（研磨的に）汚染物質１４を除去する。

洗浄装置１５は、CO₂ペレット１７を表面１３に供給するために、供給装置３５を備える。供給装置３５は、CO₂ペレット１７を放出するガスノズルにおいて吐出口２０を有する、供給ライン１９を備える。供給ライン１９は、少なくとも１つのラインの可撓部２１を備え、吐出口２０または吐出ノズルを、表面１３の異なるポイントに合わせる。吐出口２０を合わせるために、供給ライン１９における吐出口側上の端部は、（図２の表示面における）矢印２２の方向に対応する態様で、回転可能である。さらに供給ライン１９における吐出口側上の端部は、吐出口２０から出る不活性ガス流１８およびCO₂ペレット１７を、表面１３の異なるポイントに導く、または合わせるために、図２の表示面に対して垂直に配置された面においても回転してよい。このために、供給装置３５は適切な移動装置を備える。移動装置は、例えばボーデンケーブルの形状で実現してよい。

供給ライン１９は、ハウジング２の開口部２３を経由し、気密の状態でハウジング内部空間２に挿入される。開口部２３に対して、軸方向に移動可能および／または回転可能である（矢印３６、３７に対応）供給ライン１９、より正確には、供給ライン１９における剛性部２４の助けにより、吐出口２０または吐出ノズルを、表面１３の異なるポイントに容易に合わせることができる。相対移動および／または相対回転を可能とするために、開口部２３と供給ライン１９の間に、対応する軸方向シールおよび／または径方向シールを備えてもよい。

有利にも、洗浄装置１５から放出されたCO₂ペレット１７により、表面１３に比較的厚く、強く固着しているがために、そうでなければ除去が困難であるか、除去不可能である、通常は層となって重なる汚染物質１４を、表面１３から効果的に除去可能である。さらに、供給ライン１９を可撓的な設計にすること、特に供給ライン１９における吐出口側上の端部を、異なる空間方向に合わせることが可能であることで、理想的な場合には、放出されたCO₂ペレット１７がハウジング２の内側全体、またはハウジングの内部３に配置された表面１３全体に到達可能であり、従って洗浄可能である。表面１３は、特にハウジング内部空間３内に配置された構成部品、例えば１次コイル８またはそのエンベロープの表面としてよい。

プラズマ光源１´は更に、表面１３をモニタリングするモニタリング装置２５を備える。モニタリング装置２５は、表面１３に合わせることが可能なモニタリング用光学器２６を備える。図示の例では、モニタリング装置２５は画像伝送ライン２７を備える。画像伝送ライン２７上にはモニタリング用光学器２６が取り付けられ、画像伝送ライン２７は、ラインの可撓部２８を有し、モニタリング用光学器２６を、表面１３の異なるポイントに合わせる。ラインの可撓部２８は、供給ライン１９の吐出口側上の端部と類似して、モニタリング用光学器２６をも、矢印２２の方向に対応する異なる空間方向に、従って表面１３の異なるポイントに合わせることが可能な効果を有する。供給ライン１９および画像伝送ライン２７は、互いに隣接して配置され、および少なくともある部分において、互いに接続されるか、または互いに結合される。

図示の例では、ガスノズルまたは吐出口２０を備える、供給ライン１９の吐出口側上の、ラインの剛性部２４、および画像伝送ライン２７のモニタリング用光学器側上のラインの剛性部２９は、互いに接続される。このようにして、供給ライン１９からのCO₂ペレット１７の放出方向およびモニタリング用光学器２６のモニタリング方向を、互いに平行するよう調整可能である。結合することにより、供給ライン１９および画像伝送ライン２７は、単一の移動ユニットを使用して共に移動可能になる。供給ライン１９および画像伝送ライン２７は、必ずしも互いに結合される必要はない。特に、モニタリング用光学器２６または画像伝送ライン２７、および供給ライン１９が、互いに独立して移動可能であることが有利な可能性もある。

CO₂ペレット１７は、既定の移動パターンに沿って（例えば走査動作において）、漸進的に表面１３に向けられてよい。従って汚染物質１４は、表面１３から徐々に、そして完全に除去される。モニタリング装置２５により、洗浄動作を、オペレータによる目視か、または電子評価ユニットにより、追跡可能である。表面１３、または表面１３に堆積した汚染物質１４の記録画像に応じて、洗浄工程に影響を及ぼす、例えば既定の移動パターンから逸れることも可能である。

洗浄装置１５は更に、除去された汚染物質、および／またはCO₂または不活性ガスを、ハウジング内部空間３から摘出する吸引摘出装置３０を備える。CO₂ペレット１７は、表面１３に入射した後、通常は気体状態となるため、吸引摘出装置３０により物質１４を表面１３から除去した後に、CO₂およびこれらの物質１４の混合物を、ハウジング２から摘出可能である。このために、図２の吸引摘出装置３０は３つの吸引摘出ライン３１を備える。吸引摘出ライン３１の各一方の端部は、気密の状態でハウジング内部空間３に進入する。吸引摘出ライン３１は、もう一方の端部で接合されて、主吸引摘出ライン３２に集約される。主吸引摘出ライン３２には、摘出された汚染物質１４を除去するためのフィルタユニット（図示せず）が取り付けられる。主吸引摘出ラインは、例えば真空クリーナであるポンプと接続される。

このようなフィルタユニットにより、汚染物質１４が取り除かれたCO₂を冷却し、続いてCO₂ペレット１７を生成すべく再利用してよい。CO₂ペレット１７を気密の状態でハウジング２内部へ供給すること、および吸引摘出装置３０により気密の状態で摘出することにより、密閉状態でシールされた閉洗浄サイクルを形成可能であり、本明細書で記載した洗浄手順を、クリーンルーム環境で実行可能である。図２では、３つの吸引摘出ライン３１の中央のラインが、開口部２３を経由してハウジングの内部３に進入する。開口部２３においては、供給ライン１９および画像伝送ライン２７の双方も、ハウジングの内部３に導かれる。全ての吸引摘出ライン３１も、洗浄すべき表面１３の領域において、吸引摘出漏斗３３として形成された接続部を経由して、ハウジングの内部３に進入する。

図２では、洗浄サイクルの可能な流路が、ライン１８により示される。第１部では、不活性ガスとCO₂ペレット１７の混合物であるガス流１８が、吐出口２０から表面１３の方向に向けられる。そこで、CO₂ペレット１７はその洗浄作用を実行し、堆積した物質１４を次第に取り去る。衝撃の際、または衝撃の後、CO₂ペレット１７は、ほぼ完全に気体状のCO₂に変化する。ライン１８の更なる流路に従い、除去された物質１４と気体状のCO₂の混合物は、その後、ハウジング３の内部から、吸引摘出漏斗３３および吸引摘出ライン３１を介して摘出される。洗浄すべき表面１３のサイズに対応して、複数の吸引摘出漏斗３３およびそれに対応する吸引摘出ライン３１を備えることは、言うまでもなく可能である。通常、全ての吸引摘出ライン３１は、堆積した物質１４を同時に摘出する。

図３では、EUVリソグラフィ装置１´´として構成された光学装置を示す。EUVリソグラフィ装置１´´は、ビーム発生系４２、照明系４３および投影系４４を備え、これらは個別のハウジング２に収容され、ビーム発生系４２のEUV光源４５から出るビーム路４６において、相前後して配置される。ビーム発生系４２、照明系４３および投影系４４は、図示されない共通の真空ハウジング内に配置される。光源４５から出る放射線は、約5 nmおよび約20 nmの間の波長域であり、最初にコリメータ４７に集束される。下流のモノクロメータ４８の助けにより、図示の例では約13.5 nmである所望の動作波長λ_Bが、両方向の矢印に示すように、入射角の変化によりフィルタアウトされる。コリメータ４７およびモノクロメータ４８は、反射光学素子として構成される。

ビーム発生系４２において、波長および空間的分布に関して処理された放射線は、照明系４３に導入される。照明系４３は、第１および第２反射光学素子４９、５０を備える。２つの反射光学素子４９，５０は、放射線を更なる反射光学素子であるフォトマスク５１へと導く。フォトマスク５１は、投影系４４により縮尺されてウエハ５２上に結像される構造を有する。このために、投影系４４は第３および第４反射光学素子５３、５４を備える。

反射光学素子４９、５０、５１、５３、５４は、それぞれ光学表面１３を備える。光学表面１３は、光源４５のEUV放射線４６に曝露される。この場合光学素子４９、５０、５１、５３、５４は、真空状態、すなわち約10^-9 mbarと10 mbarの間の（全体）圧力のもとで作動される。このような真空状態を設定するために、真空発生ユニット（図示されず）を備える。

EUV投影照明装置１´´の内部、すなわちEUV光源４５、ビーム発生系４２、照明系４３および／または投影系４４の内部には、通常、多様なソースに起因するか、または多様な理由により生じた汚染物質１４が存在する。EUV光源５は、例えばプラズマ光源としてよい。プラズマ光源内では、高出力パルス炭酸ガスレーザが溶融スズの液滴に当たる。これにより、スズ粒子は光源５の周囲領域に到達可能であり、続いてビーム発生系４２において拡散する。さらに、モノクロメータ８は、両方向の矢印に示すように、機械的に回転可能な状態でビーム成形系４２に取り付けられる。しかしながら、機械的に旋回する間に、機械的な研磨が発生する可能性があり、同様に汚染物質の形成に至る恐れがある。

これらの物質は全て、EUVリソグラフィ装置１´´における個々のサブアセンブリ内で、例えば個々のサブアセンブリ（ビーム成形系４２、照明系４３、投影系４４、EUV（プラズマ）光源４５）を包囲するハウジング２の内側表面１３上に、およびそこに存在する構成部品上にも堆積する可能性があり、１つのサブアセンブリ（例えばビーム成形系４２）から、隣接するサブアセンブリ（例えば照明系４３）に移動する可能性があるため、EUVリソグラフィ装置１´´の動作に悪影響が及ぶ恐れがある。汚染物質１４は、光学素子４７、４８、４９、５０、５１、５３、５４自体の光学表面１３上にも堆積する可能性があり、その場合、不利であることに、光学素子４７、４８、４９、５０、５１、５３、５４の反射率が低減する。

図１および２と類似して、図３においても例示的に、ビーム発生系４２の下側に、ビーム発生系４２のハウジング２の表面１３に堆積した物質を除去する洗浄装置１５が示される。洗浄装置１５は、表面１３をモニタリングするモニタリング装置２５、更に、除去された汚染物質および／または送入されたCO₂を摘出する吸引摘出装置３０を備える。洗浄装置１５、モニタリング装置２５および吸引摘出装置３０により、ハウジング２の表面１３から、汚染物質１４を効果的に洗浄すること、特にEUV光源４５からスズ堆積物を効果的に洗浄することが可能である。各ハウジング２に配置された非光学的構成部品、例えば、例示的に示すモノクロメータ４８用の取り付け具４８ａのような、各光学素子４７、４８、４９、５０、５１、５３、５４の取り付け具に関しても同様である。原則的には、光学素子４９、５０、５１、５３、５４の表面１３を、特に従来の方法では洗浄が成功しない、または不可能であったポイントにおいて、少なくとも部分的に、CO₂ペレット１７により洗浄可能である。

ビーム発生系４２のハウジング２内には更に、空間分割装置６０が配置される。空間分割装置６０は、ハウジング２の内側に、気密状態または密閉状態で境を接する。空間分割装置６０は、洗浄装置１５、より正確には、ハウジング内部空間３に向かって突出する、洗浄装置１５の部分、および洗浄すべき表面１３をも包囲する。図３に示す状態では、空間分割装置６０は、ハウジング内部空間３の隔絶された部分容積６１を区切るため、CO₂ペレット１７、および洗浄の間に表面１３から分離された物質も、部分容積６１から残りのハウジング内部空間３へと移動できず、ハウジング内部空間３において、光学素子４７，４８の光学表面１３に入射もできない。

図３において空間分割装置６０の位置で区切られた、部分容積６１の外側に配置された表面１３をも洗浄装置１５で洗浄するために、空間分割装置６０を、例えば矢印６２の方向に、例えば（回転および／または移動して）ずらしてもよい。このために、駆動ユニット（図示せず）を空間分割装置６０に割り当ててもよい。空間分割装置６０はハウジング２内で、ハウジング内部空間３に取り付けられた、例えばガイドレールの形状であるガイドに沿って移動してもよい。空間分割装置６０は、洗浄動作の間にハウジング内部空間３において移動してよい。一方、洗浄装置１５は定位置に固定されたままであり、供給装置３５の供給ライン１９のみ、およびモニタリング用光学器２６の画像伝送ライン２７は適宜移動し、表面１３上、または更なる表面上の、洗浄すべきポイントへ到達する。

洗浄装置１５は、着脱自在な状態でハウジング２に固定可能としてよい。例えば洗浄装置１５を、洗浄を目的に、アダプタまたは開口部を介してハウジング２に挿入してもよい。洗浄が要求されない場合、洗浄装置１５は取り外され、アダプタまたは開口部は気密の状態で閉鎖される。

図４では、図３のEUVリソグラフィ装置１´´の詳細図、より正確には、第４反射光学素子５４を備えた投影系４４の詳細図を示す。空間分割装置６０は同様に、投影系４４のハウジング２内に配置され、ハウジング２の内側に、気密の状態で境を接する。空間分割装置６０は、洗浄すべき表面１３、更に供給ライン１９の吐出口２０、および洗浄装置１５の吸引摘出ライン３１の入口側上の端部６３をも包囲する。図３が示すように、空間分割装置６０は、ハウジング２の内側に境を接する位置で、ハウジング内部空間３の隔絶された部分容積６１を区切るため、供給装置３５から出る、特に吐出口２０から出るCO₂ペレット１７および洗浄の間に表面１３から分離された物質は、吸引摘出ライン３１の入口側上の端部６３を経由して、部分容積６１から再度除去可能であるため、残りのハウジング内部空間３に到達できない。空間分割装置６０により、表面１３を、反射光学素子５４に直近する位置においても、反射光学素子５４をCO₂ペレットに接触させずに洗浄可能である。

洗浄装置１５により、図４において空間分割装置６０の位置で区切られた、部分容積６１の外側に配置された表面１３をも洗浄するために、図３に関連して詳細に上述したように、空間分割装置６０を、ハウジング内部空間３においてずらしてもよく、および、例えばハウジング２の更なる内側に、気密の状態で境を接してよい。洗浄の間に、可撓性を可及的に可能とするために、供給装置３５の供給ライン１９および吸引摘出装置３０の吸引摘出ライン３１の双方は、各々実質的にその全長に亘り、ラインの可撓部として形成される。可撓部は、ハウジング内部空間３において空間分割装置６０とアダプタ６５の間を走り、アダプタ６５を介して、洗浄装置１５がハウジング２に接続される。全体的に明確とするために、供給ライン１９に隣接する画像伝送ラインを、図４では示していない。通常、モニタリング用光学器２６は同様に、空間分割装置６０により区切られた部分容積６１内に配置される。

図３に示すように、洗浄装置１５は、着脱自在な状態でハウジング２に接続される。すなわち、供給装置３５および吸引摘出装置３０を支承するアダプタ６５を、洗浄のためにハウジング２に固定可能である。洗浄が要求されない場合、洗浄装置１５をハウジング２から取り外し可能であり、ハウジング２上の開口部６６は、カバー等により閉鎖可能である。

最後に図５は、図１のプラズマ光源１´の概略的な断面図を示す。洗浄装置１５は、ハウジング２の更に内側に、正確には１次コイル８の領域に配置されている。この場合、供給装置３５および監視装置２６は、プラズマ光源１´の動作中に２つのプラズマループ５ａ、５ｂが集束する、中央（「ピンチ」）領域を介して導かれる。すなわち、この中央領域は開口部２３を形成し、この開口部２３を経由して、供給ライン１９がハウジング内部空間３内へ導かれる。吸引摘出装置３０の第１吸引摘出漏斗３３も、中央領域に配置される。さらに、２つの更なる吸引摘出漏斗３３が、１次コイル８とハウジング２の内側の間に形成されたチャネル６７に接続される。その結果洗浄装置１５により、汚染物質１４を、例えば１次コイル８の側面上に形成された表面１３から除去可能であり、および、吸引摘出装置３０を介して摘出可能である。またこの例では、監視装置２６を使用することにより、洗浄動作を追跡可能である。

言うまでもなく、プラズマ光源１´またはEUVリソグラフィ装置１´´に替えて、他の装置のチャンバまたはハウジング、特に内部でプラズマが発生される装置を、上述の洗浄方法で洗浄してもよい。このような装置は、例えば、気相から物質を（光学）表面に堆積させるチャンバを備えてもよい。上述した、内視鏡の態様でのCO₂ペレットの供給を、可撓部が装備されていない他の種類の供給装置に置き換えることも可能である。また、内視鏡状のモニタリング装置２５に替えて、他の種類のオンライン監視またはモニタリング装置を、CO₂ペレット洗浄をモニタするために使用してもよい。

Claims (17)

1. 光学装置、特にプラズマ光源（１´）またはEUVリソグラフィ装置（１´´）であって、
   ハウジング内部空間（３）を封入するハウジング（２）、
   前記ハウジング（２）内で真空を発生させる真空発生ユニット（１２）、
   前記ハウジング内部空間（３）内に配置された少なくとも１つの表面（１３）、および
   前記表面（１３）に堆積した汚染物質（１４）を除去する洗浄装置（１５）を備える光学装置において、
   前記洗浄装置（１５）は、CO₂ペレット（１７）の形状でCO₂を放出することで、堆積した前記汚染物質（１４）を除去するよう設計され、さらに
   前記表面（１３）をモニタリングするモニタリング装置（２５）を備え、前記モニタリング装置（２５）は、前記表面（１３）に合わせることが可能なモニタリング用光学機器（２６）を備える光学装置。
2. 前記洗浄装置（１５）は、前記CO₂ペレット（１７）を前記表面（１３）に供給する供給装置（３５）を備え、該供給装置（３５）は、前記CO₂ペレット（１７）を放出する吐出口（２０）を有する供給ライン（１９）を備え、該供給ライン（１９）は、少なくとも１つのラインの可撓部（２１）を備え、前記吐出口（２０）を前記表面（１３）の異なるポイントに合わせる、請求項１に記載の装置。
3. 前記供給ライン（１９）は、前記ハウジング（２）の開口部（２３）を経由し、気密の状態で前記ハウジング内部空間（３）に挿入される、請求項２に記載の装置。
4. 前記供給ライン（１９）、特に該供給ライン（１９）の剛性部（２４）は、前記吐出口（２０）を合わせるために、前記開口部（２３）に対して移動可能および／または回転可能である、請求項３に記載の装置。
5. 前記モニタリング装置（２５）は画像伝送ライン（２７）を備え、前記モニタリング用光学器（２６）が、前記画像伝送ライン（２７）上に取り付けられ、該画像伝送ライン（２７）は、前記モニタリング用光学器（２６）を前記表面（１３）の異なるポイントに合わせるための、少なくとも１つのラインの可撓部（２８）を備える、請求項１〜４の何れか一項に記載の装置。
6. 前記供給ライン（１９）および前記画像伝送ライン（２７）が互いに隣接して配置され、好適には少なくとも部分的に、互いに接続させる、請求項５に記載の装置。
7. 前記CO₂ペレット（１７）の放出方向および前記モニタリング用光学器（２６）のモニタリング方向が、互いに平行して走る、請求項１〜６の何れか一項に記載の装置。
8. 前記洗浄装置（１５）は、除去された汚染物質（１４）および／またはCO₂を、前記ハウジング内部空間（３）から摘出する吸引摘出装置（３０）を更に備える、請求項１〜７の何れか一項に記載の装置。
9. 前記吸引摘出装置（３０）は、少なくとも１つの吸引摘出ライン（３１）を備え、該吸引摘出ライン（３１）は、気密の状態で前記ハウジング内部空間（３）に進入する、請求項８に記載の装置。
10. 前記吸引摘出ライン（３１）は、洗浄すべき前記表面（１３）の領域で、前記ハウジングの内部（３）に進入する、請求項９に記載の装置。
11. 前記吸引摘出ライン（３１）は、前記CO₂ペレット（１７）を供給する、供給ライン（１９）の開口部（２３）を経由して、前記ハウジングの内部（３）に進入する、請求項９または１０に記載の装置。
12. 前記表面は、プラズマ光源（１´）のハウジング（２）の内側表面（１３）である、請求項１〜１１の何れか一項に記載の装置。
13. 前記表面（１３）は、前記ハウジング内部空間（３）に配置された構成部品（４８ａ）上に形成されている、請求項１〜１２の何れか一項に記載の装置。
14. 前記構成部品（４８ａ）は、光学素子（４８）用、特にEUVミラー用の取り付け具として形成されている、請求項１３に記載の装置。
15. 前記表面（１３）は、EUV放射線（４６）を反射する光学素子（４７乃至５１、５３、５４）の光学表面である、請求項１〜１４の何れか一項に記載の装置。
16. 特に気密の状態で、少なくとも部分的に、前記表面（１３）および前記洗浄装置（１５）を包囲する空間分割装置（６０）を、前記ハウジング内部空間（３）に備える、請求項１〜１５の何れか一項に記載の装置。
17. 前記供給ライン（１９）の前記吐出口（２０）および前記吸引摘出ライン（３１）の入口側上の端部（６３）は、前記空間分割装置（６０）により包囲される、請求項１６に記載の装置。

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