(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザの操作に先立ち、レーザ放電チャンバをパッシベーションする方法であって、次の工程：
Ａ）１又はそれ以上の第１のガスからフッ素ベースプラズマを形成する工程、
Ｂ）前記チャンバを前記レーザに組み込むに先立ち、前記レーザ放電チャンバの外部のプラズマソース内に前記第１のガスを流す工程、
Ｃ）前記プラズマソースに前記フッ素ベースプラズマを形成するために、高周波信号を前記第１のガスに印加する工程、
Ｄ）前記フッ素ベースプラズマを前記レーザ放電チャンバ内に流す工程、及び、
Ｅ）該第１のガスがフッ素含有ガスからなり、前記レーザ放電チャンバの内部表面をパッシベーションするために前記レーザ放電チャンバの内部表面と前記フッ素ベースプラズマとを反応させる工程、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記フッ素含有ガスが、ＮＦ3，Ｆ2，ＣＦ4，ＳＦ6及びそれらの混合ガスからなる群から選ばれるフッ素含有ガスであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記高周波信号を前記第１のガスに印加する工程が、前記高周波信号を前記第１のガスに誘導印加する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記フッ素ベースプラズマを前記レーザ放電チャンバの内部表面と反応させる工程が、約０．５時間乃至約２．０時間の第１の時間の間、前記内部表面と前記フッ素ベースプラズマを反応させる工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
フッ素プラズマ反応の終了点を判断することによって、前記第１の時間を選択する工程を更に含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の時間の間、前記レーザ放電チャンバの圧力を、約１００ミリトール乃至約１．５トールの圧力に維持する工程を更に含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記放電チャンバの温度を約５０℃乃至約１００℃の温度に維持する工程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記レーザ放電チャンバを介して、放電チャンバ出口ポートの外に前記フッ素ベースプラズマを流す工程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第１のガスが、酸素含有ガスを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
酸素ベースプラズマを１又はそれ以上の第２のガスから形成する工程であって、前記第２のガスは酸素含有ガスからなる、前記工程、及び、
前記酸素ベースプラズマを前記レーザ放電チャンバの前記内部表面と反応させて、前記レーザ放電チャンバの前記内部表面をクリーニングする工程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記酸素含有ガスが、Ｏ2，Ｎ2Ｏ及びそれらの混合ガスからなる群から選ばれる酸素含有ガスであることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記酸素ベースプラズマを形成する工程が、次の工程：
前記レーザ放電チャンバの外部のプラズマソース内に前記第２のガスを流す工程であって、前記酸素含有ガスが約１０ｓｃｃｍ乃至約５０ｓｃｃｍのフローレートで流れる、前記工程、
高周波信号を前記第２のガスに印加して、前記プラズマソースの前記酸素ベースプラズマを形成する工程、及び、
前記酸素ベースプラズマを前記レーザ放電チャンバ内に流す工程、
を含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記高周波信号を前記第２のガスに印加する工程が、前記高周波信号を前記第２のガスに誘導印加する工程を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記酸素ベースプラズマを前記レーザ放電チャンバの内部表面と反応させる工程が、約０．５時間乃至約２．０時間の第２の時間の間、前記酸素ベースプラズマを前記内部表面と反応させる工程を含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
酸素プラズマ反応終了点を判断することにより、前記第２の時間を選択する工程を更に含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第２の時間の間、前記レーザ放電チャンバの圧力を、約１００ミリトール乃至約１．５トールの圧力に維持する工程を更に含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記レーザ放電チャンバを介して、放電チャンバ出口ポートの外に前記酸素ベースプラズマを流す工程を更に含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１８】
レーザ放電チャンバをパッシベーションするための装置であって、
１又はそれ以上のガスのソースであって、前記ガスがフッ素含有ガスを含む、前記ガスのソース、
前記レーザ放電チャンバの外側にあるプラズマソースであって、前記ガスのソースに接続され、前記レーザ放電チャンバに接続された、前記プラズマソース、
高周波信号のソース、
前記高周波信号のソースに電気的に結合されたアンテナであって、これにより前記高周波信号が、前記レーザ放電チャンバの外側にあるプラズマソース内にプラズマを形成するために前記ガスに印加される、前記アンテナ、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項１９】
前記フッ素含有ガスが、ＮＦ3，Ｆ2，ＣＦ4，ＳＦ6及びそれらの混合ガスからなる群から選ばれるフッ素含有ガスであることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記ガスが酸素含有ガスを含むことを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
前記酸素含有ガスが、Ｏ2，Ｎ2Ｏ及びそれらの混合ガスからなる群から選ばれる酸素含有ガスであることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記高周波信号が、約１３．５６ＭＨｚの周波数のものであり、約１００ワット乃至約６００ワットのパワーのものであることを特徴とする、請求項１８に記載の装置。
【請求項２３】
前記アンテナが、前記ガスに対して誘導結合されていることを特徴とする請求項１８に記載装置。
【請求項２４】
前記ガスのソースに結合され、且つ、前記レーザ放電チャンバに結合されたマスフローコントローラであって、これにより前記ガスのフローレートが調整される、前記マスフローコントローラを更に備えることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２５】
圧力制御バルブと、圧力ゲージと、真空ポンプとを更に備え、前記圧力制御バルブが、前記レーザ放電チャンバと、前記真空ポンプとに接続され、前記圧力ゲージが前記レーザ放電チャンバに接続されていることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２６】
前記高周波信号のソースと、前記ガスのソースと、前記圧力制御バルブとを制御するためのコントローラを更に備えることを特徴とする請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記レーザ放電チャンバと接触したヒータを更に備えることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２８】
前記レーザ放電チャンバに接続された残留ガスアナライザであって、これによりプラズマ反応終了点が判断される、前記残留ガスアナライザを更に備えることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２９】
前記レーザ放電チャンバに接続された光学モニタであって、これによりプラズマ反応終了点が判断される、前記光学モニタを更に備えることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項３０】
前記高周波信号のソースと、前記アンテナとに電気的に接続されたインピーダンス適合ネットワークを更に備えることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ放電チャンバのクリーニング及びパッシベーションに関する方法及び装置に関する。特に、本発明は、プラズマを用いたレーザ放電チャンバのクリーニング及びパッシベーションに関する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザ媒体がフッ素又はフッ素化合物を含むガスレーザは、集積回路リソグラフィ用の仕事場の光源である。フッ化クリプトン（ＫｒＦ）エキシマレーザ、フッ化アルゴン（ＡｒＦ）エキシマレーザ、及びフッ素（Ｆ２）レーザのようなフッ素ベースガスレーザでは、高エネルギ放電は、レーザ媒体として役立つプラズマを作り出すために放電チャンバで混合ガスを励起する。
【０００３】
かかるレーザの性能は、製造プロセス中に、放電チャンバに汚染物質として意図的ではなく導入される不純物の存在によって低下する；かかる導入は、周囲の環境に晒されることによって導かれ、又は、混合ガスと汚染物質又はチャンバ材料との間の反応によって導かれる。かかる不純物は、ＨＦ，ＣＦ４，ＣＯＦ２，ＳｉＦ４，ＣＯ２，種々の炭化水素、及びＨ２Ｏを含む。不純物は、光学コンポーネントを汚すことによってレーザビームのプロフィールを低下させ、混合ガスとの反応及び混合ガスの消費によってガスフィルの寿命を低下させ、レーザ光を吸収し、レイジングをサポートするＡｒＦ，ＫｒＦ及びＦ２のような励起される種をクエンチすることによって出力パワーを低下させる。
【０００４】
また、ＨＦのような高反応性不純物は、放電チャンバの内部表面を腐食する。不純物は、低濃度でさえも有害である。例えば、ＫｒＦエキシマレーザプラズマにおいて、３０ｐｐｍのような低濃度でのＣＯ２の存在によって、レーザの出力パワーの５％が低減されることが観測されている。従って、放電チャンバは不純物の洗浄をしなければならない。
【０００５】
プラズマレイジング媒体は、放電チャンバの保護されていない内部表面を腐食する高反応性フッ素種を含む。従って、放電チャンバの材料は、プラズマレイジング媒体からそれらを保護するためにパッシベーションされる必要がある。
【０００６】
フッ素ベースガスレーザ用のレーザ放電チャンバは、従来は以下のような熱処理でクリーニングされ、パッシベーションされた。放電チャンバを、おおよそ１００℃まで加熱し、おおよそ２０ミリトールの圧力まで真空ポンプで排気する。この温度及び圧力は、放電チャンバ内の水のような揮発性の不純物をポンプによって除去する間、少なくとも８時間の間維持される。次いで、放電チャンバは、おおよそ５％のＦ２と、おおよそ９５％のヘリウム、ネオン又は他の不活性ガスの混合で、おおよそ１気圧で満たされる。フッ素ベースパッシベーション層が、放電チャンバのある内部表面を形成する間、温度は１００℃で少なくとも４時間維持される。
【０００７】
従来のプロセスで使用されたフッ素ガスは、非常に腐食性が高く、非常に有毒なため、安全面でリスクを有する。また、在来のプロセスは、完全に有効ではない。放電チャンバは、レーザ作動が十分になる前に、混合ガスを複数回置換する間、続けて２４時間の慣らし作動を経験させる必要がある。更に、在来のプロセスは、少なくとも１２時間、典型的には２４乃至４８時間要求し、それ故、効率が悪かった。
【０００８】
レーザ放電チャンバのクリーニング及びパッシベーションプロセスで必要とされることは、在来のクリーニング及びパッシベーションプロセスと比べて更なる安全性と、更なる効率性である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
レーザ放電チャンバをプラズマでクリーニング及びパッシベーションするための方法及び装置を提供する。ある実施形態では、酸素ベースプラズマは、Ｏ２，Ｎ２Ｏ及びそれらの混合ガスのような酸素含有ガスに高周波信号を誘導印加することにより外部プラズマソースに形成される。酸素ベースプラズマは、レーザ放電チャンバ内に引き込まれ、真空ポンプによって除去され、それによりレーザ放電チャンバをクリーニングする揮発性種を作り出す汚染物質と反応する。
【００１０】
酸素ベースプラズマクリーニングプロセスの後、フッ素ベースプラズマは、高周波信号で、ＮＦ３，Ｆ２，ＣＦ４，ＳＦ６及びそれらの混合のようなフッ素含有ガスを誘電的に励起することによって、外部プラズマソースに形成される。フッ素ベースプラズマは、レーザ放電チャンバ内に引かれ、そこで、フッ素ベースプラズマは、保護パッシベーション層を形成するために内部表面と反応する。フッ素ベースプラズマはまた、汚染物質と反応し、揮発性種を作り出し、真空ポンプによって除去される。レーザ放電チャンバの内部表面は、それによりクリーニング及びパッシベーションされる。フッ素ベースプラズマがまた、チャンバをクリーニングするので、酸素ベースプラズマ・クリーニングプロセスは任意である。
【００１１】
別の実施形態では、酸素ベースプラズマ及びフッ素ベースプラズマは、高周波信号をレーザ放電チャンバ電極に印加することによってレーザ放電チャンバに形成され、それにより酸素含有ガス及びフッ素含有ガスを励起する。酸素及びフッ素ベースプラズマは、レーザ放電チャンバをクリーニング及びパッシベーションするために、汚染物質及び内部表面と反応する。
【００１２】
レーザ放電チャンバのプラズマクリーニング及びパッシベーションは、危険なＦ２ガスの使用を要求しない。また、プラズマクリーニング及びパッシベーションは、従来の熱的クリーニング及びパッシベーションプロセスよりも、時間の消費がより少なく、従って、より効率的である。更に、プラズマによるレーザ放電チャンバクリーニング及びパッシベーションは、改善されたパフォーマンスを示す。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一つの実施形態によりレーザ放電チャンバ２をプラズマでクリーニング及びパッシベーションするための装置の概略図である。レーザ放電チャンバ２は、例えば、Cymer，Incorporatedによって製造されたモデル５０００ＫｒＦエキシマレーザのようなＫｒＦレーザに関する放電チャンバであってよい。モデル５０００放電チャンバは、約２０リットルの容積と、ブラスの内部表面と、無電解ニッケルめっきされたアルミニウムと、セラミックとを有する。レーザ放電チャンバ２の内部のレーザ放電チャンバ電極３は典型的には、導電性金属又はブラスのような合金である。ＡｒＦエキシマレーザ用の放電チャンバ及びフッ素（Ｆ２）レーザ用の放電チャンバのような他のレーザ放電チャンバはまた、本発明によってクリーニング及びパッシベーションすることができる。
【００１４】
レーザ放電チャンバ２は、ヒータと接触して位置決めされ、該ヒータは、一例では約７０℃の温度まで上昇させ、放電チャンバ２の内部表面から揮発性汚染物質をはき出し、また、それらの表面で連続したパッシベーション化学反応を容易にさせる。ヒータ４は、放電チャンバ２が例えばカバーで囲まれ、位置決めされた、電気的に加熱された金属プレートであってよい。本発明は、使用されたヒータのタイプとは無関係である。ある実施形態では、放電チャンバ２の温度は、約４５分加熱後、約７０℃で安定する。
【００１５】
ヒータ４を取り付けた後、レーザ放電チャンバ２は、放電チャンババルブ８でパージガスライン６に、放電チャンバウィンドウアセンブリ１２で外部プラズマソース１０に、放電チャンバウィンドウアセンブリ１６で真空ライン１４に接続される。この配置のプラズマの長所は、内部放電チャンバ表面を均一にクリーニング及びパッシベーションするように放電チャンバ２の長さを引き延ばすことができる。もちろん、チャンバの設計によって、パージガスライン６，プラズマソース１０及び、真空ライン１４への接続は、他の多くの配置をなすことができ、チャンバウィンドウ、バルブ、及び図１に示していないポートを利用することもできる。
【００１６】
全てのガスライン、真空ライン、及びバルブは、放電チャンバ２内への汚染物質の混入を最小にするために、高純度のステンレス鋼からなる。バルブ及びフランジの内部シールは、耐フッ素金属からなるのが好ましい。しかしながら、Kalrez（登録商標）のような耐フッ素性ペルフルオロ・エラストマからなるシールはまた受け入れられる。
【００１７】
ある実施形態では、プラズマソース１０は、Manitou Systems, Incorporatedによって製造されたDelta GlowTM DG300又はDG600誘電結合高エネルギープラズマソースである。利点として、かかる誘電結合プラズマソースのアンテナは、プラズマと物理的に接触せず、従って、クリーニング及びパッシベーションプロセス中に、汚染物質を放電チャンバ２内に導かない。Delta GlowTMプラズマソースの石英ガラス反応チューブは、フッ素ベースプラズマによって反応チューブをエッチングしないように、９９．８％純度のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）と置き換えることができる。誘電又は直接結合された他の外部プラズマソースは、変形実施形態で使用される。
【００１８】
次いで、プログラマブル・コントローラ１８は、真空ライン１４、放電チャンバ２及び、外部プラズマソース１０を真空ポンプ２２によって真空にするために、圧力制御バルブ２０を開ける。続いて起こるステップがフッ素化合物を包含する、真空ポンプ２２からの排気は、腐食性又は有毒な排気成分を除去するために、排気ガススクラバ２４を通過させる。プラズマソース１０、放電チャンバ２及び真空ライン１４を通るコンダクタンスは、十分高く、それは実質的に圧力と等しい。
【００１９】
ある実施形態では、プログラマブル・コントローラ１８は、Omron Electronics, Incorporatedによって製造されたSYSMACモデルC200HGプログラマブル・ロジック・コントローラである。他の実施形態では、他のプログラマブル・コントローラ又はマニュアル制御を採用することができる。
【００２０】
オイルを採用した在来の真空ポンプは、クリーニング及びパッシベーションプロセスにおいて採用され又は生成された腐食性ガスによって攻撃されるように脆弱である。ある実施形態では、真空ポンプ２２は、BOC Edwards, Incorporatedによって製造された毎分８０リットルのポンプ容量を備えたQDP80ドライポンプである。
【００２１】
コントローラ１８は、真空ライン１４の圧力を測定するキャパシタンス圧力計２６を読み、圧力計２６を読み、真空ライン１４，放電チャンバ２及び、プラズマソース１０の圧力を約２０ミリトールに設定するように圧力制御バルブ２０を制御する。ある実施形態では、キャパシタンス圧力計は、Varian,Incorporatedによって製造されたCeramiCel（登録商標）キャパシタンス圧力計であり、圧力制御バルブ２０は、MKS Instruments, Incorporatedによって製造されたモデル651CD2S1N圧力制御バルブである。キャパシタンス圧力計は、正確で安定した絶対圧力測定を提供し、クリーニング及びパッシベーションを再現させることを容易にする。
【００２２】
圧力が約２０ミリトールに達した後、コントローラ１８は、バルブ２０を閉じ、リークのテストのために約２０分間圧力を監視する。ヘリウムリークテストのような他の在来のリークテスト技術をまた利用することもできる。適当な取り付けが確かめられた後、コントローラ１８は、バルブ２０を再び開放し、真空ポンプ２２は再び、圧力を約２０ミリトールまで下げるように引く。放電チャンバ２は、ＮＦ３，ＣＦ４，Ｆ２，ＳＦ６、フレオン（freon）及び、それらの混合のようなフッ素含有ガスを含むガスからプラズマソース１０に形成されたフッ素ベースプラズマでクリーニング及びパッシベーションがなされる前に、酸素（Ｏ２）、Ｎ２Ｏ及びそれらの混合のような酸素含有ガスを含むガスからプラズマソース１０に形成された酸素ベースプラズマで次いでクリーニングされる。フッ素ベースプラズマクリーニング及びパッシベーションプロセスは、更なる酸素ベースプラズマ及びフッ素ベースプラズマクリーニングとパッシベーションプロセスによって続けられる。他の実施形態では、放電チャンバ２の酸素ベースプラズマクリーニングは利用できず、放電チャンバ２は次いでフッ素ベースプラズマでクリーニング及びパッシベーションされる。他の実施形態では、放電チャンバ２は、酸素含有及びフッ素含有ガスの混合から形成された酸素及びフッ素ベースプラズマでクリーニング及びパッシベーションされる。
【００２３】
ある実施形態では、例えば、コントローラ１８は、マス・フロー・コントローラ（ＭＦＣ）３４、外部プラズマソース１０、放電チャンバ２及び、真空ライン１４を通って真空ポンプ２２に、酸素供給装置３２から酸素を流すようにバルブ２８及び３０を開ける。ある実施形態では、MKS Instruments, Incorporatedによって製造されたモデル1259C-0050GK MFCであるＭＦＣ３４は、酸素のフローのレートを、典型的には約１０標準立方センチメートル／分（ｓｃｃｍ）から約５０ｓｃｃｍに調整する。キャパシタンス圧力計２６によって登録された圧力は、酸素フローレートに依存して、約１００ミリトールから約１．５トールまで上昇する。約１分から約１０分の持続時間の任意のパージ時間中、フロー酸素は、プラズマソース１０、放電チャンバ２及び、真空ライン１４において他のガスを置換する。
【００２４】
プラズマソース１０、放電チャンバ２及び真空ライン１４を通る酸素フローの連続による任意のパージ時間の後、コントローラ１８は、高周波（ＲＦ）電源３６をターンオンする。電源３６は、約１００ワット乃至約６００ワット、ある実施形態では、インピーダンス適合ネットワーク３８を介して外部プラズマソース１０に１３．５６ＭＨｚの連続ＲＦパワーで約４００ワット供給する。ＲＦパワーは、放電チャンバ２内に及び放電チャンバ２を通ってプラズマソース１０から流れる、反応性酸素イオン及びラジカルを包含する酸素プラズマを形成するために、プラズマソース１０において酸素を励起する。酸素プラズマは、真空ポンプ２２によって除去されるＣＯ２及びＨ２Ｏのような揮発性反応生成物を作り出すために放電チャンバ２において炭化水素汚染物質を酸化する。放電チャンバ２の内部表面はそれにより汚染物質のクリーニングがなされる。
【００２５】
プラズマが外部で励起されるので、放電チャンバ２の全ての内部表面は、等電位である。利点として、外部で励起されたプラズマは、結果として、放電チャンバ２の内部表面と均一に反応する。
【００２６】
ある実施形態では、ＲＦ電源３６は、プラズマソース１０に対してパルス又は連続モードにおいて約１３．５６ＭＨｚで約６００ワットまで供給することができ、Manitou Systems, Incorporatedによって製造されたモデルMS600電源である。１３．５６ＭＨｚは産業的標準であるけれども、他の周波数を利用することもできる。別の実施形態では、ＲＦ電源３６は、Dressler HF-Technik GmbHによって製造されたモデルCESAR136電源である。ある実施形態では、RF Services, Incorporatedによって製造されたモデルRFS-1004自動インピーダンス適合ネットワークであるインピーダンス適合ネットワーク３８は、ＲＦ電源３６からプラズマロードへの電力転送を最大にする。別の実施形態では、インピーダンス適合ネットワーク３８は、Manitou Systems, Incorporatedによって製造されたモデルＡＴＲインピーダンス適合ネットワークである。
【００２７】
酸素プラズマは、プラズマソース１０で生成され、使用されるＲＦパワーに応じて、約０．５時間から約２．０時間の時間の間、放電チャンバ２を介して引き出される。より高いＲＦパワーは、より反応性の高い酸素プラズマを生成し、放電チャンバ２をクリーニングするのにより短い時間で済む。ある実施形態では、酸素プラズマに晒される時間は、放電チャンバ２を十分にクリーニングするために酸素プラズマに関して十分時長い実験によって知られた予め決まった時間である。
【００２８】
別の実施形態では、酸素プラズマに対する暴露は、クリーニングプロセスの終了点が検出されるまで続けられる。終了点は、プラズマ又は排気ガスにおける１またはそれ以上の化学種の濃度が特定の値に達することによって決められる。例えば、炭化水素汚染物質が減少するにつれ、放電チャンバ２の外に流れるガス中のＣＯ２濃度は減少する。終了点は、チャンバが十分にクリーンであることを示す特定の値に到達するように、減少するＣＯ２の濃度によって決定される。
【００２９】
ある実施形態では、終了点は、残留ガスアナライザ（ＲＧＡ）４０によって決定され、該残量ガスアナライザは、Leybold Inficon, Incorporatedによって製造されたモデルTSPTC100(2100)RGAである。在来のRS-232インターフェースを介してコンピュータ４２と接続されたＲＧＡ４０は、真空ライン１４に存在する種々の化学種の濃度をモニタする。他の実施形態では、終了点は、光学モニタ４４によって決定される。光学モニタ４４は、真空ライン１４に存在する化学種を放電で励起し、それらの濃度を監視するためにそれらの光放射を測定する。他の実施形態では、終了点は、プラズマソース１４から反射されたＲＦパワーを監視することによって決定される。反射されたＲＦパワーは、プラズマの特徴として周知である。
【００３０】
酸素プラズマに晒される所定の時間の終わりで、若しくは、終了点が検出されたとき、コントローラ１８はバルブ２８及び３０を閉じ、ＲＦ電源３６をターンオフする。真空ポンプ２２は、圧力を約２０ミリトールまで下げるように引く。
【００３１】
次いで、放電チャンバ２は、プラズマソース１０に形成されたフッ素ベースプラズマでクリーニング及びパッシベーションがなされる。ある実施形態では、例えば、コントローラは１８、ＮＦ３供給装置４８から、ＭＦＣ３４、外部プラズマソース１０、放電チャンバ２及び、真空ライン１４を介して真空ポンプ２２にＮＦ３を流すことができるように、バルブ２８及び４６を開ける。ＭＦＣ３４は、典型的には約５ｓｃｃｍ乃至約２５ｓｃｃｍのレートにＮＦ３のフローを調節する。圧力は、ＮＦ３フローレートに応じて、約１００ミリトールから約１．５トールまで上昇する。約１分から約１０分間の任意のパージ期間中、ＮＦ３を流すことにより、プラズマソース１０、放電チャンバ２，及び真空ライン１４の他のガスを置換する。
【００３２】
任意のパージ期間の後、プラズマソース１０、放電チャンバ２，及び真空ライン１４を介してＮＦ３を流し続けることにより、コントローラ１８はＲＦ電源３６をターンオンする。電源３６は、約１００ワットから約６００ワット供給し、ある実施形態では、インピーダンス適合ネットワーク３８を介してプラズマソース１０に１３．５６ＭＨｚの連続ＲＦパワーで約４００ワット供給する。ＲＦパワーは、Ｆ及びＦ２ラジカル及びイオンのような反応性フッ素種を含み、強烈な紫外線放射を生成するフッ素ベースプラズマを生成するために、プラズマソース１０においてＮＦ３を励起する。フッ素ベースプラズマは、プラズマソース１０から、放電チャンバ２内へ及び放電チャンバ２を介して流す。利点としては、高濃度の反応性フッ素種及び強烈な紫外線放射を、先行ガスとしてのＦ２の使用を要求することなく放電チャンバ２内に導入することができる。
【００３３】
フッ素ベースプラズマは、放電チャンバ２内で汚染物質と反応し、真空ポンプ２２によって除去されたＨＦ及びＳｉＦ４のような揮発性反応生成物を生成する。フッ素ベースプラズマはまた、放電チャンバ２の内部表面と反応し、フッ素ベースプラズマレイジング媒体のようなフッ素ベースプラズマとの更なる反応から内部表面を保護するパッシベーション層を形成する。例えば、フッ素ベースプラズマは、ニッケル表面と反応し、安定したＮｉＦ２層を形成し、ステンレス鋼表面と反応し、安定したＦｅＦ２層を形成し、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）表面と反応し、安定したＡｌＦ３層を形成する。このパッシベーションプロセスは、フッ素ベースプラズマの主な役割である。
【００３４】
フッ素ベースプラズマは、プラズマソース１０で生成され、使用されるＲＦパワーに応じて、約０．５時間から約２．０時間の間、放電チャンバ２を介して引かれる。酸素ベースプラズマを使用することにより、より高いＲＦパワーが、より反応性の高いフッ素ベースプラズマを生成し、それにより、より短い時間でレーザ放電チャンバ２をクリーニング及びパッシベーションすることができる。
【００３５】
ある実施形態では、フッ素ベースプラズマに晒される時間は、放電チャンバ２を十分にクリーニング及びパッシベーションするのに十分に長く選択された所定の時間である。別の実施形態では、終了点が、ＲＧＡ４０、光学モニタ４４、又は、反射されたＲＦパワーの測定で検出されるまで、フッ素ベースプラズマの暴露は続く。終了点は、例えば、放電チャンバ２又は真空ライン１４におけるフッ素の特定の濃度である。放電チャンバ２の内部表面がパッシベーションされるので、フッ訴消費は減少し、フッ素の濃度は、放電チャンバ２が十分にクリーニング及びパッシベーションされたことを示す値まで上がる。
【００３６】
フッ素ベースプラズマに晒される所定の時間の終わりで、又は、終了点が検出されたとき、コントローラ１８は、バルブ３４及び４６を閉じ、ＲＦパワー３６をターンオフする。真空ポンプ２２は、圧力を、約２０ミリトールまで引く。放電チャンバ２は、リークをチェックし、コントローラ１８は、圧力制御バルブ２０を閉じる。
【００３７】
次いで、放電チャンバ２，プラズマソース１０及び、真空ライン１４が、ヘリウム、窒素、ネオン、クリプトン及びそれらの混合で埋め戻される。ある実施形態では、ヘリウム供給装置５０からのヘリウムは、大気圧の上に約１ポンド／平方インチまで放電チャンバ２を加圧するように、バルブ５２，パージガスライン６及びバルブ８を介して流れる。周りの空気を放電チャンバ２内に入らせないようにさせ、汚染させないようにする不活性ガスパージ下で、プラズマソース１０及び真空ライン１４は、放電チャンバ２と切断されており、ウィンドウアセンブリ１２及び１６は、密封されている。バルブ８は閉じられ、ガスライン６は切断され、放電チャンバ２はヒータ４から取り除かれる。
【００３８】
レーザ放電チャンバ２はまた、最初に生成されたプラズマでクリーニング及びパッシベーションされる。図２は、本発明のある実施形態によって最初に生成されたプラズマでレーザ放電チャンバ２をクリーニング及びパッシベーションするための装置の概略図である。図１及び図２の同様な番号は、種々の実施形態において同じパーツを表す。
【００３９】
最初に生成されたプラズマで放電チャンバ２をクリーニング及びパッシベーションするためのプロセスは、主に先行ガスの放電チャンバ２への供給、及び、ＲＦパワーをプラズマに結合する際に、外部で生成されたプラズマを利用する上述のプロセスとは異なる。他のプロセスのステップ及びパラメータは、上述のものと実質的に同じである。
【００４０】
上でリストアップしたような酸素及びフッ素包含ガスは、ガスライン７，バルブ８，放電チャンバ２及び真空ライン１４を介して真空ポンプ２２に流れる。ＲＦ電源３６は、ＲＦパワーをインピーダンス適合ネットワーク３８を介して放電チャンバ電極３に供給する。放電チャンバ電極３は、フッ素ベースプラズマレイジング媒体を生成するために、放電チャンバ２の通常のレーザ作動において使用される。ここで、放電チャンバ電極３は、ＲＦアンテナとして使用される。放電チャンバ電極３に供給されるＲＦパワーは、放電チャンバ２の内部表面をクリーニング及びパッシベーションする反応性化学種を包含する酸素ベースプラズマ及びフッ素ベースプラズマを形成するためにガスを励起する。放電チャンバ２は、ガスライン７及びバルブ８を介して供給されたヘリウムで、続いてパージされる。
【００４１】
利点としては、本発明によるプラズマでレーザ放電チャンバのパッシベーションをすることは、従来のパッシベーションプロセスによって要求されていた２４乃至４８時間という時間に比べて、２乃至４時間だけが要求されるということである。更に、本発明によってパッシベーションされた放電チャンバを備えたレーザの性能は、従来の方法によってパッシベーションされた放電チャンバを備えたレーザのものと比べて勝るとも劣らない。ＫｒＦエキシマレーザの性能は、レーザの最初のターンオンに続く一連のテスト期間中、通常の作動放電電圧を測定することによって評価される。レーザの通常の作動中、低い放電電圧は、放電チャンバ２の内部表面による低いフッ素消費を示し、従って、良好なパフォーマンスである。図３は、在来の熱処理でパッシベーションされた８８の放電チャンバの平均（菱形）及び、本発明によるプラズマでパッシベーションされた約１０のチャンバの平均（四角）に対する、通常の作動放電電圧（ＨＶ）のプロットである。プラズマパッシベーションされたチャンバは、外部で生成された酸素プラズマで約２時間最初にクリーニングされ、次いで、外部で生成されたフッ素ベースプラズマで約２時間クリーニング及びパッシベーションされる。図３に示したように、プラズマパッシベーションチャンバの性能は、従来のパッシベーションされたチャンバよりも、１標準偏差（シグマ）と同じだけ良好である。
【００４２】
本発明を特定の実施形態で説明してきたけれども、本発明は、特許請求の範囲の範囲内にある全ての変更及び修正を含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のある実施形態によるレーザ放電チャンバをクリーニング及びパッシベーションするための外部プラズマソースを含む装置の概略図である。
【図２】本発明のある実施形態による、内部生成プラズマでレーザ放電チャンバをクリーニング及びパッシベーションするための装置の概略図である。
【図３】本発明によってパッシベーションされたレーザ放電チャンバの性能と、在来の方法によってパッシベーションされたレーザ放電チャンバとの比較をプロットしたグラフである。
【符号の説明】
２  レーザ放電チャンバ
４  ヒータ
６  ガスライン
８  バルブ
１０  プラズマソース
１４  真空ライン
１６  ウィンドウアセンブリ
１８  コントローラ
２０  圧力制御バルブ
２２  真空ポンプ
２４  スクラバ
２６  圧力ゲージ
２８、３０  バルブ
３２  酸素供給装置
３４  ＭＦＣ（マス・フロー・コントローラ）
３６  ＲＦ電源
３８  インピーダンス適合ネットワーク
４０  ＲＧＡ
４２  コンピュータ
４４  光学モニタ
４６、５２  バルブ
４８  ＮＦ３供給装置
５０  Ｈｅ供給装置
【図１】
0003688598.tif 000002
【図２】
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【図３】
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