JP6209602B2 - 自己洗浄式光学系 - Google Patents

自己洗浄式光学系 Download PDF

Info

Publication number
JP6209602B2
JP6209602B2 JP2015516529A JP2015516529A JP6209602B2 JP 6209602 B2 JP6209602 B2 JP 6209602B2 JP 2015516529 A JP2015516529 A JP 2015516529A JP 2015516529 A JP2015516529 A JP 2015516529A JP 6209602 B2 JP6209602 B2 JP 6209602B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
optical system
optical component
oil
window
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015516529A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2015530605A (ja
JP2015530605A5 (ja
Inventor
オライリー ファーガル
オライリー ファーガル
フェイ ケネス
フェイ ケネス
シェリダン ポール
シェリダン ポール
Original Assignee
ユニバーシティ・カレッジ・ダブリン,ナショナル・ユニバーシティ・オブ・アイルランド,ダブリン
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ユニバーシティ・カレッジ・ダブリン,ナショナル・ユニバーシティ・オブ・アイルランド,ダブリン filed Critical ユニバーシティ・カレッジ・ダブリン,ナショナル・ユニバーシティ・オブ・アイルランド,ダブリン
Publication of JP2015530605A publication Critical patent/JP2015530605A/ja
Publication of JP2015530605A5 publication Critical patent/JP2015530605A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6209602B2 publication Critical patent/JP6209602B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0006Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 with means to keep optical surfaces clean, e.g. by preventing or removing dirt, stains, contamination, condensation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/15Preventing contamination of the components of the optical system or obstruction of the light path
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11Anti-reflection coatings

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

本発明は、主として、プラズマ処理で役に立たなくなりがちな真空システムに用いる光学系に関するが、これに限定されるものではない。しかし、本発明は、より一般的には、処理に由来するデブリが、光に対する透明性が重要である窓に影響を及ぼす、任意の物理的、化学的、又は他の処理(荷電粒子や中性粒子、及び光子、特にX線を伴う真空処理を含む)処理に適用し得る。本発明の文脈において、「光」は、UV及びIR波長のほかに可視波長も含み、「光学」及び「透明」といったような用語は適宜解釈されるべきである。
このような状況においては、通常、窓は、あまりにも汚れると取り換えられる。さもなければ、何らかの代用窓か、回転窓、及びガスカーテンが用いられたりする。米国特許第7501145号では、パルスレーザー堆積(PLD)法にて、窓を経てチャンバー内に入るレーザー出力をモニタして、徐々に不透明になってくる窓に当たる入射レーザーのエネルギーを調整し、スパッタすべきターゲット材料に同一のエネルギーを与えるようにしている。これには、最終的に、窓を通るレーザーの損失が補償するにはあまりにも大きくなりすぎる不都合がある。このようなことは、堆積速度が速いシステムではより迅速に起こる。
国際公開公報WO2005/0075700号及び米国特許第4784491号では、PLD法による逸脱物質(”errant material”)をレーザー入力窓から徐々に逸らすためにガスカーテンを用いている。しかし、ガスカーテンの場合、ガスカーテンを生成するために、システム内にガスを導入する必要がある。これは、システムの真空作動圧力を制限し、処理パラメータをあまり変えずに、デブリを効果的にブロックするためにガス注入を十分にする必要があるため、システム設計が複雑になる。また、ガスカーテンはそれでも、パルスレーザー堆積(PLD)や、極端紫外線(EUV)及び他のプラズマ処理システムにおいて、典型的な真空圧で平均自由行程を所与のものとすれば、窓被膜の一部とすることができる。
別のアプローチでは、回転するガラス窓を、その透明度が所定のレベルを下回るまで用い、窓の新しい部分をレーザーの前に回転させる(例えば、www.pvdproducts.com/products/intelligent_windows.aspx参照)。しかし、ガラス窓の一部を回転させることは、ガラス窓の直径をどんなにしても窓の表面積を増やすには限度がある。ガラス窓には、デブリの薄い層ができ、それがより大きな面積に広がる。
米国特許第5490912号は、PLDシステムにおけるレーザープラズマプルームとレーザー入射窓との間に圧延される透明テープのロールを用いることを開示している。ロール状の透明テープは、回転するガラス窓より遥かに大きい表面積を有するという利点があるが、プラスチック膜は、通常、特にデブリが堆積し始め、レーザーカップリングがより強くなると、レーザーによって損傷又は破壊されるという不都合がある。したがって、テープは迅速に動かさなければならず、ロールはかなり長くしなければならならず、それに付属するあらゆるメカ的な問題を伴う。また、高温の処理環境で使用する場合、プラスチックテープは歪んでしまうために適していない。
光学部品の表面を覆って保護するためにオイルを用いることが提案されている。
Chraplyvyは1977年9月発行のApplied Optics, Vol.16, No.9に掲載された「Liquid Surface Coating For Optical Components Used In High Power Laser Applications」において、粘性のあるパラフィンオイルを用いることを提案し、垂直面を保護するも、オイルが流れ落ちるのを防ぐためにオイルがジェル状になるまでその粘性を高くすることを論じている。オイルは、槽からは補充されていない。
Kesslerは、1989年9月にイタリアのプグノチューソで開催された「InternationalSymposium on Plasma Chemistry」にて発表した論文「Direct a-Si:H and a SiC:HPhotoCVD Deposition with a D2 Lamp and Dielectric Barrier Discharge Lamp」において、MgF2の窓に膜が堆積しないようフォンブリン(ソルベイ ソレクシス ソチエタベル アチオニ社 登録商標)オイルの被膜を用いることを開示している。
P. Pastorino, G. Morello及びS. Tamagnoは1995年6月に発行されたJournal De Physique IV "Colloque C5, supplement au Journal de Physique 11, Volume 5に掲載された「Amorphous Hydrogenated Silicon Nitride Deposited Mercury Photosensitization Chemical Vapour Deposition for Optoelectronic Applications」において、チャンバーの石英窓にフォンブリン(ソルベイ ソレクシス ソチエタベル アチオニ社 登録商標)オイルを用いることを開示している。
Kessler及びPastorino等による両論文では、フォンブリン(ソルベイ ソレクシス ソチエタベル アチオニ社 登録商標)オイルは水平配置で用いられ、VUV光子によってオイルが分離されると、オイルを交換しなければならず、さもなければ、窓は暗くなってしまう。オイル槽は用いられていない。
本発明によれば、処理領域へ及び/又は処理領域からの光を透過又は反射する自己洗浄式光学系であって、光学系は、液槽と、光学部品の下部が液槽を通って連続して回転するように、非垂直軸の周りを連続回転可能な透明又は反射性の光学部品とを備え、光学部品が液槽から出てくると、光学部品の上に液槽の液の被膜がとどまり、被膜が、光を透過又は反射する光学部品の少なくとも一部の上に実質的に均一の膜を形成する、自己洗浄式光学系が提供される。
光学部品は真空ハウジング内に収容され、真空ハウジングは、処理が行われる真空チャンバーにおける嵌合開口部に真空封止可能な開口部を有し、真空ハウジングの外壁は、光をその途中で、実質的に均一の膜を有する光学部品の一部に通す、又は光学部品の一部から通す、透明の窓を有する。
代替として、光学部品は、真空ハウジングの外壁を形成することができ、真空ハウジングは、処理が行われる真空チャンバーにおける嵌合開口部を真空密封できる開口部を有する。
好ましくは、光学部品は、円対称であり、回転軸は円対称の中心を通る。
一実施形態において、光学部品の中心は光学部品を回転させるスピンドルに取り付けられる。他の実施形態において、光学部品はその縁部で回転する。
槽内の液体は、光学部品の片面のみを被覆してもよいし、両面を被覆してもよい。
様々な実施形態において、光学部品は平坦な透明円板、レンズ、ミラー及び透明な円筒である。
本システムは、槽内の液体を冷却及び/又は加熱する手段を備える。
光はレーザー光とすることができ、処理は真空処理とすることができる。
一実施形態において、液体は、2,000センチストーク未満の動粘度を有するオイルである。
本発明は、高出力レーザーがレーザープラズマからEUV光を生成するのに用いられるパルスレーザーEUV光源に適用することができる。また、レーザープラズマは、一部がレーザー光路に沿って戻り、レーザー入射窓を損ねる大量のデブリを生成する。オイル塗布された窓は、本システムの透明性を実質的に一定に維持する。
また、本発明は、EUV光源と同様に、PLDレーザーが堆積に有用なプルームを生成する表面に収束させるパルスレーザー堆積に適用可能である。また、レーザー入射窓も、ここでデブリに由来するダメージを受ける。
プラズマ蒸着及びエッチングシステムにおいて、処理窓によって、システムの性能を光学的にモニタすることができる。これは、典型的には、プラズマ処理からの光学放射のスペクトル、又はプラズマを通った光学吸収を観察したり、顕微鏡法、偏光解析法、又は基板に施された他の光学技術を用いたりすることによって、エッチング又は蒸着プロセスの進行をモニタすることである。この窓が損われた場合、光学プロセスのモニタリングの質が低減する。本発明によって、窓における処理チャンバーへの透明性を一定とすることができ、さもなけれ、窓はすぐに損われてしまう。
本発明の他の用途は、レーザーマッチングシステムである。このようなシステムにおいて、基板に形成する特徴を可能な限り最小とするため、基板の表面に可能な限り最小のレーザー焦点を形成するように小さいF値の光学部品を使うという利点がある。小さいF値の光学部品は、大きい光学直径、すなわち、通常、高額なビーム拡大光学部品を必要とする高レーザービーム直径を有する表面から離れるか、小さくて高額ではない光学部品及びビーム径を必要とする被加工物の表面の近くとするか、のいずれかでなければならない。被加工物に近いことの不都合は、光学部品に多くのデブリが蒸着し、急速にそれらを損なわせることである。本発明は、損なわれやすい光学部品を保護し、コスト効果が高く、光学部品の交換及び修復に伴うダウンタイムを少なくしたレーザーマッチングシステムにおいて、光学部品の正面で用いることができる。
概して、本発明は、光学スループットを維持するために、レーザー又は光路が大量のデブリから保護されることを必要とする任意の状況で用いることができる。本明細書で検討される実施形態は、EUV光源(レーザープラズマ及びレーザー支援型放電プラズマ)及びパルスレーザー蒸着に関するが、一定の光学モニタリングで有益な他のプラズマ処理においても有益だろう。
また、本発明は、真空外であっても、観察窓及び光学モニタの窓が損傷しやすい任意のコーティング処理の光学的モニタリングに用いることができる。
ここで、本発明の実施形態は、添付の図面を参照して、例によって説明される。
図1(a)及び1(b)は、本発明の第1の実施形態による自己洗浄式光学窓システムの概略側面及び端面図であり、図1(c)は、図1(a)及び(b)のシステムにおける不均一及び均一なオイル膜の4分円を示す図である。 本発明の第2の実施形態による自己洗浄式光学窓システムの概略側面図である。 本発明の第3の実施形態による自己洗浄式光学窓システムの概略側面図である。 本発明の第4の実施形態による自己洗浄式光学窓システムの概略側面図である。 本発明の第5の実施形態による自己洗浄式光学窓システムの概略側面図である。 本発明の第6の実施形態による自己洗浄式光学窓システムの概略側面図である。 図7(a)及び7(b)は、本発明の第7の実施形態による自己洗浄式光学窓システムの概略側面及び端面図である。
図面の様々な図において、同一又は同等の構成要素には、同一の参照番号が付されている。
図1を参照するに、本発明の第1の実施形態は、光学的に平坦な円板状の透明なガラスプレート10を備えている。プレート10は、プレートの中心を通る水平軸14の周りを独自の平面内で回転するために、スピンドル12に垂直に取り付けられている。プレート10は、状況に応じてガラス、石英、CaF、MgF、LiF、又は他の透明な材料で作ることができる。
プレート10の下部は、透明オイルの槽16内に浸漬する。動作時には、(不図示の)モータが矢印18で示すようにスピンドル12を連続回転させるため、プレート10の下半分は絶えずオイルを通って回転する。用いることのできるオイルは、状況にもよるが、フルオロカーボンポリマーオイル、ポリヘキサフルオロポリプロピレンオキシドのフルオロカーボンポリマーオイル、低蒸気圧のポリフェニルエーテルオイル、及び他の低圧オイルである。
プレート10が槽16から出てくると、オイルの薄い被膜20がガラスの上にとどまる。プレート10がオイル槽16を出た当初、被膜20は、光学窓として用いるのに十分な均一の厚さを有しておらず、この部分は、概して、図1(c)の四分円Q1の位置におけるプレート10の1/4に相当する。しかし、オイル被膜20は、最初に四分円Q1を占めていたプレート10の部分が四分円Q2の位置にまで回転するときまでに、光学窓として使用可能な実質的に均一な数十ミクロンの厚さの膜を形成するように平らになった。そのため、物理的及び/又は化学的処理が行われる領域(不図示であるが、図1(a)の右側に位置する領域)に透過される、及び/又は、そうした領域から受光される反射する光ビーム22は、四分円Q2におけるプレート10の一部を通過するように導かれる。用途に応じて、光ビーム22は、熱源からのレーザー光又はインコヒーレント光とするか、あるいは、任意の光源からの、窓を介して透過させる必要があり、かつプレート基板材料10とオイル被膜20の両方の透明範囲内へ入る任意の光子とすることができる。
オイル膜は、処理によるデブリから、下にあるガラスプレート10を保護する。このデブリは、オイルに取り込まれ、プレートの回転によってオイル槽16内に戻され、そこでオイルは希釈され(槽内のオイルを交換する場合には流され)る。
デブリをオイル槽内に流すことによって、窓の有効寿命を数千倍に延ばすことができる。オイルを洗い流す、及び/又は、ろ過する場合には、この寿命をさらに長くすることができ、作業環境がかなり汚れても、例えばPLDで、以前は試みることのできなかった処理を可能にし、汚れた処理領域の近くでのF値の低い光学部品でのレーザー加工処理を可能にし、以前は汚れすぎていた処理を光学的にモニタリングすることが可能になる。
レーザーは、オイルによって実質的に吸収されずに、回転窓を通過し、システムは、窓の交換や洗浄を一切行わずに数十時間、動作することができるのに対し、回転窓にオイルが被覆されていないと、システムは通常、1分も動作することができない。
重要なオイルパラメータは以下のとおりである。
I)窓の十分に大きな部分に有用な高品質の光透過性(すなわち、光学的に平坦な膜)を維持しつつ、オイルを補充した槽を通る窓の合理的な回転速度を維持し得るように最適化されたオイルの動的粘度。ほとんどの用途にとって、この動的粘度は、2,000センチストーク以下とするべきである。窓に対する損傷過程は遅いから、補充速度を高くする必要がない状況では、より粘性のある透明なオイルを用いることができる。回転速度に関連して、一例では、1064nmの波長、3kHzの反復速度で約75ワットのレーザービームを、約25mJのパルスエネルギー、及び10ナノ秒未満のパルス長で浸透させるように、直径150mmの窓を約5rpmで回転させる。窓を通過するレーザービームは約25mmの直径を有し、これは、上述した四分円Q2内の、ガラスプレートの縁から約25〜30mmの位置にレーザーパルスの中心が位置するように窓を通過する。これは、十分に高品質な透過を与え、30ミクロン未満のプラズマ直径にわたって(この場合、12nm〜16nmの)EUV光子を放射するプラズマを生成するようにレーザーを収束させることができる。このようなシステムは、50mlのオイルが入っている槽で、窓の透明性を維持しながら、長時間稼働することができる。
II)ガラスプレートの表面上のオイルが効率的に湿潤するように最適化された、オイルと、ガラスプレートと、処理ガス環境の相対的な表面エネルギー。実際に、我々は、25℃で35ミリニュートン/メートル(又はdyne/cm)未満の表面張力を有するオイルが、大気圧から高真空(10−7ミリバール)までの圧力レベルで光学的に透明な材料の範囲で最高の湿潤を与えることを見出した。実際に、PFPE(ペルフルオロポリエーテル)オイルは、上述の自己回復窓に用いるのに適切な低蒸気圧オイルのうち最高の湿潤性を有する。いずれのレベルのフッ素汚染も許容されない用途では、シリコーンオイルが、十分に良好な湿潤性を有する代替の低蒸気圧オイルである。
III)蒸気圧は、用途に応じて多かれ少なかれ重要なパラメータである。非常に低い蒸気圧の用途にとっては、PFPE(ペルフルオロポリエーテル)オイルを25℃で10−11mbar以下の蒸気圧で使用でき、このオイルの動粘度は25℃で2000センチストーク以下で、表面張力は、25℃で35ミリニュートン/メートル以下であり、このような非常に低い圧力で上記の自己洗浄窓システムを用いることができる。これは、本窓システムが、光学部品又は処理被膜のような他のシステム部品の汚染を最小限に抑えなければならない真空環境で用いられる場合に有利である。
(PFPE(ペルフルオロポリエーテル)のような)フッ素化ポリマーオイルは、本システムに理想的な低表面張力及び低粘度の特性を有し、蒸気圧も極めて低いため、システムをさほど汚染せず、反応速度が非常に低いため、反応種の存在下で容易に分解せず、また、中赤外域から真空紫外域までの広い波長範囲(150nm以下)にわたる光子を透過する。
図2の第2の実施形態では、プレート10及び槽16は、真空ハウジング24内に収容されている。真空ハウジング24は、真空処理が行われる(不図示の)真空チャンバーにおける開口部にフランジコネクタ28を嵌合することによって真空封止することができる開口部26を有する。この場合、真空ハウジング24の外壁は、固定の透明窓30を有し、光22は途中で実質的に均一のオイル膜を有しているプレート10の一部を通過、又はそこから通過し、光は開口部26も通過する。
この構成によって、窓システムは、真空処理が行われる、より複雑な真空システムに容易に取り付けたり、取り外したりすることができる。代わりに、窓システム全体を真空処理が行われる真空システム内に収容することもできる。
図3の第3の実施形態では、プレート10は、その周縁によって真空ハウジング24内の円筒32に取り付けられ、円筒32は、(不図示の)モータにより軸14周りを回転するようにリング軸受34に取り付けられている。軸受34の回転精度によって、プレート10は、最少の揺れで回転することができ、レーザー及び/又は光ビーム22は、長時間にわたって最少の空間変位でプレートに入射及び/又はプレートから出射することができる。当然、必要に応じてスピンドル12を用いることができる。真空ハウジング24と円筒32との間のオイルシール36はプレート10の片側のみへのオイルの被覆を可能にする。これは、処理チャンバーに面する側の傷みやすいプレート10の面にだけ保護被膜を生成するのに有利である。プレートの反対側はオイル被膜がなく、そのため、平坦で光透過性の反射防止被膜を含む良好な光学性能を有することができる。
軸受34及び/又はオイルシール36が真空シールを含む場合、又は(不図示の)別個の真空シールを設ける場合には、真空ハウジング24のプレート10の左側の部分は、図4の実施形態で示されるように、省くことができる。これによっても、窓30は不要になる。
本発明は、レンズを軸外しで用いることができ、それでも、適切な収束特性を提供することができる限り、レンズを含む、湾曲したガラス面にも適用することができる。軸外しの球面/非球面レンズの収束は、高品質のレーザースポットを実現することができ、レンズの少なくとも片側にオイルを塗布すれば、レンズをオイルによってデブリから直接保護することができる。レンズは、図1(c)における窓の有用な4分円Q2に似ている、有用な4分円の領域を有する。この典型的な実施形態が図5に示され、平坦なプレート10は、レンズ100と取って代わり、このレンズは光22を処理領域内の点40に収束させる(あるいは光22は処理領域から入射することもある)。
また、本発明は、光学処理にミラーの一部しか必要としない限り、平坦なミラー及び湾曲ミラーのいずれにおいても、ミラーを保護して反射性を維持するのにも用いることもできる。本システムは、超短フェムト秒レーザーパルスを歪ませる反射光学部品を通る光路を増やさず、ビーム経路に数十ミクロンのオイル被膜を追加するだけであるため、フェムト秒レーザーパルスが、レーザー加工又はプラズマ処理に用いられるシステムに特に有利である。レーザービームは下にあるミラー材から反射し、オイルはデブリによりミラー材が傷むのを保護する。
図6に示される実施形態では、平坦なプレート10の代わりにミラー200が用いられる。ミラーは平坦、凸面、又は図示されるように凹面とすることができる。この場合、光22はミラーで反射される。
図5及び図6のいずれにおいても、光学部品は槽16を通って回転するので、光学部品(例えば、レンズ又はミラー)の上にオイルの被膜が残り、光22はオイル被膜が均一となり、実質的に均一な厚さの膜を形成している位置で、透過又は反射される。
図5及び図6にいずれにおいても、光学部品100又は200は、スピンドルを介さなくても、その縁部によって回転させることができ、本システムは、図2,3及び4で示されたのと同様に真空ハウジング内に位置させることができる。
また、本発明は、窓が中空の透明な円筒である構成で用いることができ、光は、円筒の中空部内側の処理領域へ、又はその処理領域から円筒の湾曲面を通ってくる。これによって、スペースが重要となる用途にとっては、スペースの面でより経済的となるという利点を有するだろう。
一例が図7に示される。ここでは、光学窓は、軸14と同軸であり、かつ(不図示の)モータによって軸14の周りを回転できる透明なガラスの円筒300の形状をしている。円筒300は、槽16を通って回転するので、オイル被膜20が被覆され、光22は、オイル被膜20が一様の厚さになって、実質的に均一の厚さの膜を形成している位置で円筒300を透過する。オイルは、円筒300の内面及び外面のうち一方又は両方に塗布することができる(図7では、内面のみの塗布が示されている)。例えば、オイルを円筒300の内面のみに塗布したい場合には、オイル槽を円筒そのもので形成し、その一部にオイルを充填させればよく、オイルは、摺動係合し、かつ円筒の少なくとも下部の両側にオイルシールされるセグメント壁を設けることによって、漏れないようにする。他の代替案は、円筒の両面に環状のリムを持たせ、リムの深さまでオイルを入れて、円筒の底部にオイルプールを形成して、円筒の内面にオイルを塗布する。図7では、処理領域は円筒内にあり、図示の例では、光22は、検査中の物質のバー42に収束する光22が示されている。他の実施形態では、光22は処理領域から来る。必要に応じ、図7に示されるシステムは、真空ハウジング内に配置することができる。
ふたたびオイルの特性について考察するに、レーザーの用途にとって有用な動粘度の範囲は2000cSt未満である。この粘度によって、十分に高い回転速度で、レーザーがオイル膜を変形して光学品質を落とさないような膜厚及び安定性が決まる。粘度が高すぎる場合、回転速度が上昇すると、半回転するまでに表面を平坦にするのに要する時間がない。低温では粘度が高すぎて有用でないオイルを温めることによって、粘度を低くすることができる。熱いオイルがレーザーに対して透明のままであり、有用な温度でのオイルの蒸気圧が許容できる程度に低く、オイルの表面張力及びガラスプレートの表面エネルギーが、この高温度での均一な湿潤と互換性を保つことができるとすれば高い、周囲温度の粘度を有するオイルを用いることができる。
したがって、オイルは、適切な粘度/湿潤特性を有するのに十分に高くて(フルオロポリマーオイルでは、室温)、オイルが真空又は処理チャンバー内にあるときはいつもアウトガスせず、損なわれないほどに十分に低い温度(フルオロポリマーオイルでは、約50℃)に維持しなければならない。
オイルの温度を、オイルとプレートの表面に特有の特定の温度範囲に保つ必要があり、使用中に、プレートが熱を放散するレーザー又はプラズマの熱負荷を有するとすれば、オイルを温度制御する(おそらく、加熱及び冷却の両方)必要がある。特定の処理パラメータに対する、オイルの冷却は、以下に概説するように策定することができる。
(a)ある長さの水冷金属管にオイルを通す。
(b)外気への熱伝導が行われるように、金属の真空ハウジング24を形成することにより大気冷却を可能にする。
(c)上記(b)に、金属壁の外面に水冷ループを取り付けて補足する。
また、必要な温度を維持するために、槽を通る冷却オイルの流れを有することも可能であろうし、オイルの流れによってオイルのろ過が容易になり、絶えずきれいなオイルを追加して、窓の透明性を長期間、維持することができる。
上記においては、洗浄槽内の液体としてオイルを用いたが、所定の用途にとっては、的確な湿潤/蒸気圧/粘度パラメータを有する任意の適切な液体を用いることができる。例えば、水は、いくつかの処理に対して、室温で比較的低い蒸気圧を有し、いくつかの基板を適度に湿潤させ、有効な波長の範囲にわたり透明性が高い。
特定の実施形態では、オイル膜の厚さは、必要に応じて(不図示の)ローラ又はブレードによってさらに制御することができる。
特定の実施形態では、オイル膜の厚さは、窓の法線に対して少なくとも1つの角度で本光学系を通過する少なくとも1つの波長の光にとって、干渉性の反射防止被膜又は部分的な反射防止被膜が生成されるように、制御することができる。このため、通常、オイル膜の厚さは、反射防止特性が要求される光の1/4波長のほぼ奇数倍とする必要がある。
特定の実施形態では、上記のローラ又はブレードに加えるか代替として、回転している基板に付着した微粒子又はデブリを取り除き、オイル容積にそれらを含めるために、液体の下に完全に水没した位置で(不図示の)ブレード又はブラシを透明な光学部品の表面に適用することができ、窓システムの光学品質を低減させることなく、デブリをろ過、又は槽の底に沈殿させることができる。
本発明は、ここで記載された実施形態に限定されず、発明の範囲から逸脱することなく修正又は変更することが可能である。

Claims (15)

  1. 処理領域へ及び/又は前記処理領域からの光(22)を透過又は反射する自己洗浄式光学系であって、
    使用中に液体を収容するよう配置された槽(16)と、光学部品の下部が使用中に前記槽に収容された液体を通って連続して回転するように、非垂直軸(14)の周りを連続回転するよう配置された透明又は反射性の光学部品(10)とを備え、
    前記光学部品が前記槽から出てくると、前記光学部品の上に前記槽の液の被膜(20)がとどまり、前記被膜が、前記光学部品の少なくとも一部(Q2)の上に実質的に均一の透過膜を形成し、前記光学部品は、前記光が透過膜を通って透過する、又は前記光が前記透過膜反射する、自己洗浄式光学系。
  2. 前記光学部品は真空ハウジング(24)内に収容され、 前記真空ハウジングは、処理が行われる真空チャンバーにおける嵌合開口部に真空封止可能な開口部(26)を有し、
    前記真空ハウジングの外壁は、透明の窓(30)を有し、前記窓は、前記光が、使用中に、途中で前記窓を通って、前記実質的に均一の透過膜を有する前記光学部品の一部を通る、又は前記光学部品の一部から通るように配置されている、請求項1に記載の光学系。
  3. 前記光学部品は、真空ハウジングの外壁を形成し、前記真空ハウジングは、処理が行われる真空チャンバーにおける嵌合開口部を真空封止可能な開口部を有する、請求項1に記載の光学系。
  4. 前記光学部品は、円対称であり、回転する前記軸は前記円対称性の中心を通り、前記光学部品の中心は、前記光学部品を回転させるスピンドル(12)に取り付けられる、請求項1に記載の光学系。
  5. 前記光学部品は、該部品の縁部で回転する、請求項1に記載の光学系。
  6. 前記槽は、前記槽内の前記液体が、使用中に前記光学部品の片面のみを被覆するか、又は両面を被覆するよう構成された、請求項1に記載の光学系。
  7. 前記光学部品は、平坦な透明円板、レンズ(100)、ミラー(200)、及び透明円筒(300)のうちの1つを備える、請求項1に記載の光学系。
  8. 前記槽内の液体を冷却及び/又は加熱する手段を、さらに備える、請求項1に記載の光学系。
  9. 前記光は、レーザー光を含み、前記処理は真空処理である、請求項1に記載の光学系。
  10. 前記液体は2,000センチストーク未満の動粘度を有するオイルである、請求項1に記載の光学系。
  11. 前記光学部品に入射する光を生成するパルスレーザーEUV光源を、さらに備える、請求項1に記載の光学系。
  12. 前記被膜の厚さを制御するための追加の機構を、さらに備える、請求項1に記載の光学系。
  13. 前記光学系は前記窓の法線に対して少なくとも1つの角度で前記光学系を通過する少なくとも1つの波長光に対して少なくとも部分的な反射防止被膜が生成されるように、前記液体の被膜の厚さを維持するよう構成される、請求項2に記載の光学系。
  14. 前記槽内の前記液体の表面の下に少なくとも一部が配置され、前記光学部品から、該光学部品に付着したすべての微粒子を除去するために、前記光学部品の表面に適用するよう配置される機構を、さらに備える、請求項1に記載の光学系。
  15. 請求項1に記載の光学系を内蔵している、パルスレーザー蒸着システム、レーザー加工システム、プラズマ蒸着システム、プラズマエッチングシステム、又は成膜装置。
JP2015516529A 2012-06-14 2013-05-16 自己洗浄式光学系 Active JP6209602B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IES20120277 2012-06-14
IES2012/0277 2012-06-14
PCT/EP2013/060146 WO2013186008A1 (en) 2012-06-14 2013-05-16 A self-cleaning optical system

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2015530605A JP2015530605A (ja) 2015-10-15
JP2015530605A5 JP2015530605A5 (ja) 2016-07-07
JP6209602B2 true JP6209602B2 (ja) 2017-10-04

Family

ID=48536802

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015516529A Active JP6209602B2 (ja) 2012-06-14 2013-05-16 自己洗浄式光学系

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9291818B2 (ja)
EP (1) EP2861960B1 (ja)
JP (1) JP6209602B2 (ja)
CN (1) CN104428654B (ja)
WO (1) WO2013186008A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102502613B1 (ko) 2014-10-17 2023-02-22 니마 나바비 자가-세척 광학 센서 조립체
CN107185868B (zh) * 2017-06-23 2019-05-31 中国船舶科学研究中心(中国船舶重工集团公司第七0二研究所) 柱形水下探测器球形罩清洁防护装置
CN107677686B (zh) * 2017-09-28 2021-01-26 京东方科技集团股份有限公司 光线透过窗集成装置及采用该装置的设备

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB793951A (en) * 1955-03-15 1958-04-23 Edwards & Co London Ltd W Improvements in or relating to the cleaning of observation windows in vacuum apparatus
US3744873A (en) * 1972-01-03 1973-07-10 Consolidation Coal Co Apparatus for maintaining detecting devices free of contaminants
JPS56169475A (en) * 1980-05-30 1981-12-26 Nec Corp Television camera housing device
US4784491A (en) 1986-06-03 1988-11-15 General Electric Company System to protect optics against dirty environments
US4991949A (en) * 1990-01-23 1991-02-12 Comar, Inc. Dust protection device for an image sensor
JPH05332926A (ja) * 1992-05-27 1993-12-17 Ricoh Co Ltd 液濃度検出装置
US5490912A (en) * 1994-05-31 1996-02-13 The Regents Of The University Of California Apparatus for laser assisted thin film deposition
CA2162451A1 (en) * 1994-12-22 1996-06-23 John P. Murphy Anti-reflective clarifier film for eyeglasses
JPH10202206A (ja) * 1998-01-23 1998-08-04 Satake Eng Co Ltd 角切り野菜の色彩選別機
KR100327244B1 (ko) * 1998-12-28 2002-05-09 윤종용 습식 인쇄기의 현상액 농도 측정장치
US6628397B1 (en) 1999-09-15 2003-09-30 Kla-Tencor Apparatus and methods for performing self-clearing optical measurements
GB2379976B (en) * 2001-09-20 2005-02-02 Ndc Infrared Eng Ltd Optical sampling window
US20050005846A1 (en) 2003-06-23 2005-01-13 Venkat Selvamanickam High throughput continuous pulsed laser deposition process and apparatus
GB0316433D0 (en) 2003-07-14 2003-08-20 Boc Group Plc Process for recovering sulphur from a gas stream containing hydrogen sulphide
JP2005144298A (ja) * 2003-11-13 2005-06-09 Seiko Epson Corp 表面洗浄改質方法及び表面洗浄改質装置
WO2005075700A1 (en) 2004-02-09 2005-08-18 Paul Scherrer Institut Pulsed protection window for applications in pulsed laser deposition
WO2008087648A2 (en) * 2007-01-21 2008-07-24 Kereth, Yefim Cleaning assembly for an optical device
CN101337228B (zh) * 2007-07-06 2010-06-09 田飞 一种全封闭自动工业零件清洗油封机
NL1036613A1 (nl) 2008-03-03 2009-09-07 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus, plasma source, and reflecting method.
CN201363426Y (zh) * 2009-03-12 2009-12-16 周忠良 采用流体旋转自清洗密封面的真空界面阀

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015530605A (ja) 2015-10-15
US20150138636A1 (en) 2015-05-21
US9291818B2 (en) 2016-03-22
CN104428654B (zh) 2017-04-12
EP2861960B1 (en) 2018-01-31
CN104428654A (zh) 2015-03-18
WO2013186008A1 (en) 2013-12-19
EP2861960A1 (en) 2015-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2062098B1 (en) Optical arrangement for immersion lithography
US7738187B2 (en) Optical element, projection lens and associated projection exposure apparatus
JP5270820B2 (ja) 長寿命エキシマーレーザ光学素子
US4801352A (en) Flowing gas seal enclosure for processing workpiece surface with controlled gas environment and intense laser irradiation
JP6209602B2 (ja) 自己洗浄式光学系
JP4901874B2 (ja) Euvミラー
JP2006126782A (ja) 光学物品の防汚層処理方法
CN109590288A (zh) 激光清洗透光介质透射面杂质的方法
EP2550564B1 (en) A beam line for a source of extreme ultraviolet (euv) radiation
JP2015530605A5 (ja)
JP2007264499A (ja) 開口数が1以上の露光装置に使用可能なペリクル
US20230154743A1 (en) Wafer cleaning apparatus, method for cleaning wafer and method for fabricating semiconductor device
JP4293113B2 (ja) 炭酸ガスレーザ装置
WO2023042543A1 (ja) レーザ加工装置
KR102364054B1 (ko) 레이저 진공 용접장치
WO2023162616A1 (ja) 光学部品およびレーザ加工機
TWI482986B (zh) 具防水塗層之浸入微影光學裝置、含此之投影曝光裝置以及用於浸入微影的方法
US11693325B2 (en) Methods and systems for reducing particulate deposition on photomask
JP7175408B2 (ja) 被加工物のレーザー加工用光学ユニット及びレーザー加工装置
TW202405579A (zh) 極紫外光源之視埠總成
FR3102397A1 (fr) Machine à faisceau laser comprenant un dispositif d’application d’une couche de gel optique sur une vitre traversée par le faisceau laser.
CN115867408A (zh) 用于借助激光束加工工件的激光加工装置
JP2001019495A (ja) レンズ洗浄機及びこれを用いたレンズ洗浄方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160516

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160516

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170228

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170228

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170411

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170815

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170911

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6209602

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250