(57)【要約】【課題】光学要素等の表層上に付着する有機物等による汚染物質を除去し、光学系における透過率等の良好な光学特性を維持することが可能となる光学系に付着する汚染物質の除去方法及び光学装置を提供する。【解決手段】光学系（１６）に付着する有機物等による汚染物質を除去する光学系に付着する汚染物質の除去方法、または光源（１５）と、光学系を保持した光学系保持手段（１０）と、前記光学系に付着する汚染物質を除去する手段（３）と、を備えた光学装置において、前記光学系の雰囲気中に、オゾン水を気化して導入するように構成する。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系に付着する有機物等による汚染物質を除去する光学系に付着する汚染物質の除去方法において、
前記光学系の雰囲気中に、オゾン水を気化して導入する工程を有することを特徴とする光学系に付着する汚染物質の除去方法。
【請求項２】
前記光学系の雰囲気中には、窒素、ヘリウム、アルゴン、ネオン、キセノンのいずれか１種類以上が含まれることを特徴とする請求項１に記載の光学系に付着する汚染物質の除去方法。
【請求項３】
前記光学系には、発光波長が２００ｎｍ以下の波長を含む光源からの光が照射されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学系に付着する汚染物質の除去方法。
【請求項４】
前記光源から前記光学系に照射される光は、エネルギ−密度が１０ｍＪ／ｃｍ２以上であることを特徴とする請求項３に記載の光学系に付着する汚染物質の除去方法。
【請求項５】
光源と、光学系を保持した光学系保持手段と、前記光学系に付着する汚染物質を除去する手段と、を備えた光学装置において、
前記光学系に付着する汚染物質を除去する手段が、オゾン水を気化して前記光学系保持手段に供給するように構成されていることを特徴とする光学装置。
【請求項６】
前記光源は、発光波長が２００ｎｍ以下の波長を含む光源であることを特徴とする請求項５に記載の光学装置。
【請求項７】
前記光源から前記光学系に照射される光は、エネルギ−密度が１０ｍＪ／ｃｍ２以上であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学系に付着する汚染物質の除去方法及び光学装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来において、光学系を有する露光装置等において、光学系の雰囲気中に存在する有機物が光と反応して生じた汚染物質が、上記光学系を構成する光学要素等の表層上に付着し、これにより光学要素等の光の透過率が低下するのを防止するため、様々な工夫がなされている。例えば、特許文献１では、投影光学系、照明光学系、アライメント光学系等の光学系を有する露光装置において、これら光学系のレンズユニットに、酸素濃度や水蒸気圧を調節した気体（空気）を供給し、光学要素の光の透過率の低下を図る提案がなされている。
【特許文献１】特開２０００−３０６８０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来例の特許文献１のものにおいては、光学系の雰囲気中に存在する有機物が光と反応して生じた汚染物質を、除去しきれないという問題を有していた。
前述したように、光学系の雰囲気中に存在する有機物が光と反応する光化学反応により、光学要素等の表層上に反応物質による付着汚染が生じるが、さらに光のエネルギ−が強いと、光学要素等の表層上の微量な不純金属元素が触媒となり、有機物中の炭素のみが光学部品上に析出する現象が生じる。
【０００４】
これら付着汚染に対しては、発生源の雰囲気中の有機物を排除するために、上記従来例のように水蒸気を導入するのは、水蒸気を導入すると光によって水蒸気が分解され下記の反応のように、水酸化ラジカル（ＯＨ＊）の発生を利用することによる。
Ｈ２Ｏ  →  Ｈ＋ＯＨ＊
↑
光
この水酸化ラジカルは各種有機物と反応し、以下の様な反応を経てガス化させ、排気される。
Ｃ＋ＯＨ＊→ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ
しかし、この反応によって十分に有機物が反応、除去されるわけではなく、一部有機物が残存し、それが光化学反応や、炭素の析出により光学要素に付着し、光の透過率を低下させる等の問題を生じる。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑み、光学要素等の表層上に付着する有機物等による汚染物質を除去し、光学系における透過率等の良好な光学特性を維持することが可能となる光学系に付着する汚染物質の除去方法及び光学装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下のように構成した光学系に付着する汚染物質の除去方法及び光学装置を提供するものである。
すなわち、本発明の光学系に付着する汚染物質の除去方法は、光学系に付着する有機物等による汚染物質を除去する光学系に付着する汚染物質の除去方法において、前記光学系の雰囲気中に、オゾン水を気化して導入する工程を有することを特徴としている。
また、本発明の光学装置は、光源と、光学系を保持した光学系保持手段と、前記光学系に付着する汚染物質を除去する手段と、を備えた光学装置において、前記光学系に付着する汚染物質を除去する手段が、オゾン水を気化して前記光学系保持手段に供給するように構成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、光学要素等の表層上に付着する有機物等による汚染物質を除去し、光学系における透過率等の良好な光学特性を維持することが可能となる光学系に付着する汚染物質の除去方法及び光学装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
上記構成により、上記従来例における水蒸気による方法では除去しきれない有機物を除去することができ、上記した本発明の課題を達成することができる。
本発明の実施の形態においては、具体的には、例えば、オゾン水は以下のような電気分解反応を経て発生させる。
陽極反応  ２Ｈ２Ｏ→Ｏ２＋４Ｈ＋＋４ｅ−
３Ｈ２Ｏ→Ｏ３＋６Ｈ＋＋６ｅ−
陰極反応  ４Ｈ＋＋４ｅ−→２Ｈ２
ここで発生したＯ３は光と下記の反応を起こし、酸素ラジカル（Ｏ＊）を発生させる。
Ｏ３→３Ｏ＊
ここで発生した酸素ラジカルは強力な酸化作用を有するため、前記水酸化ラジカルとの反応で除去できなかった有機物とも反応することにより、有機物が排気除去され、より有機物フリ−の雰囲気が実現できる。
特に、波長が２００ｎｍ以下のエネルギ−の強い光が光学系に照射される状況下では、有機物が光と、より反応し、付着汚染が顕著になるため、より有効となる。更に、光のエネルギ−が光学素子表面上で１０ｍＪ／ｃｍ２を越えるエネルギ−密度では、上記反応が加速されるため、より有効となる。
以上のように、本実施の形態によれば、上記したオゾン水を気化して導入する手段を用いることにより、光学要素等の表層上に付着する有機物等による汚染物質を除去し、光学系における透過率等の良好な光学特性を維持することが可能となる光学系に付着する汚染物質の除去方法及び光学装置を構成することができる。
【０００９】
図１に、本実施の形態において用いた光学系の透過率測定装置の構成を示す。
１は純水製造装置、２は個体高分子電解質、３はオゾン水発生容器、４は陰極、５は陽極、６は直流電源である。
また、７はマントルヒ−タ−、８は気化容器、９は流量計、１０は光学系チャンバ−である。
また、１１は配管、１２はガス配管、１３は排気管、１４は窓ガラスである。
また、１５は光源、１６はレンズ群、１７はビ−ムスプリッタ−である。
【００１０】
純水製造装置１で製造された純水は、個体高分子電解質２で仕切られた容器３内に各々導入される。それぞれ仕切られた部屋には陰極４と陽極５が設置され直流電源６によって電力が供給される。陽極側で発生したオゾン水はマントルヒ−タ−７で覆われた気化容器８に導入され、更にここで気化され、流量計９を介し光学系チャンバ−１０に導入される。
また、陽極側で発生したオゾン、及び陰極側で発生した水素、及び水素水は各々配管１１によって容器外に排出される。また、光学系チャンバ−には他方、窒素、ヘリウム、アルゴン、ネオン、キセノン等のガスが導入されるガス配管１２と排気管１３が施されている。
【００１１】
さらに、この光学系チャンバ−外部には、窓ガラス１４を介して光源１５として紫外光光源やレ−ザ光源が設置できる系と、内部には光学系を構成するレンズ群１６が設置されている。またレンズ群前後にビ−ムスプリッタ−１７を介し、ビ−ムスプリッタ−に入射した光の一部を分岐させて照度計１８に導入することにより、光学系の透過率を光源の変動の影響なく、その場で測定できる機構になっている。
【００１２】
実際の実験としてオゾン水を気化させ、光学系チャンバ−雰囲気内に導入するには、純水を流しながら、電源に電力を投入すると水が電気分解されオゾン水が発生し、それが容器内で気化されチャンバ−に導入される。そして光学系の透過率を測定するには、光学系の前に配置したビ−ムスプリッタ−で分岐された光と、後のビ−ムスプリッタ−で分岐された光との比較で、光学系の透過率を算出する。
【実施例】
【００１３】
以下に、本発明の実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１においては、図１に示された装置を基本構成とする光学系の透過率測定装置を用い、その光学系に波長３６５ｎｍ付近の光に対して反射防止効果のある反射防止膜がコ−ティングされたレンズ群を配置し、つぎのような条件で、光学系の透過率変化を測定した。
まず、窒素のみを１０ｓｌｍ、つまり、水蒸気、オゾン水蒸気等一切光学系チャンバ−に導入しない条件下で、光源に高圧水銀ランプを用いて光学系に１０００時間まで照射し続けた。
次に、電力を投入しない、つまりオゾン水を発生させず、水蒸気のみを０．５ｓｃｃｍ導入しながら同様に窒素も１０ｓｌｍ導入し、高圧水銀ランプを光学系に１０００時間まで照射し続けた。
【００１４】
次に、電極に電力を投入、つまりオゾン水蒸気を発生させ、２ｓｃｃｍづつ光学系チャンバ−に導入しながら、同様に窒素も１０ｓｌｍ導入しながら、高圧水銀ランプを光学系に１０００時間まで照射し続けた。
【００１５】
これらの結果を図２に示す。この結果より、水蒸気を導入した方が、導入しないより、光学系が高透過率を維持することができるが、オゾン水蒸気を導入すると更に高透過率が長時間に渡って維持できることが明らかとなった。
【００１６】
［実施例２］
実施例２においては、図１に示された装置を基本構成とする光学系の透過率測定装置を用い、その光学系に波長１９３ｎｍ付近の光に対して反射防止効果のある反射防止膜がコ−ティングされたレンズ群を設置し、つぎのような条件で、光学系の透過率変化を測定した。
まず、窒素を１０ｓｌｍのみ流し、オゾン水蒸気を導入せず、波長１９３ｎｍの光を発するＡｒＦレ−ザ光を光学系に１００時間照射し続けた。その際、光源側に一番近いレンズの表面のエネルギ−密度を０．３ｍＪ／ｃｍ２と１０ｍＪ／ｃｍ２の２種類にレ−ザの出力を設定し実施した。
次に、同じく窒素を１０ｓｌｍ流しながら、オゾン水蒸気を０．４ｓｃｃｍ導入し、同様に波長１９３ｎｍの光を発するＡｒＦレ−ザ光を、光源側のレンズに１番近いレンズの表面上でエネルギ−密度が１０ｍＪ／ｃｍ２になるよう設定し、１００時間照射し続けた。
【００１７】
これら結果を図３に示す。この結果より、オゾン水を導入しないと、０．３ｍＪ／ｃｍ２のエネルギ−密度もさることながら、１０ｍＪ／ｃｍ２では極端に透過率が低減する。しかし、オゾン水を導入すると、エネルギ−密度が高い１５ｍＪ／ｃｍ２でも高透過率を長時間維持できることが明らかとなった。
【００１８】
［実施例３］
実施例３においては、図１に示された装置を基本構成とする光学系の透過率測定装置を用い、その光学系に波長１５７ｎｍ付近の光に対して反射防止効果のある反射防止膜がコ−ティングされたレンズ群を設置し、つぎのような条件で、光学系の透過率変化を測定した。
【００１９】
まず、アルゴンを１０ｓｌｍ、オゾン水蒸気を４ｓｃｃｍ光学系チャンバ−に導入しながら、波長１５７ｎｍの光を発するＦ２レ−ザ光を光学系に５０時間照射し続けた。尚、レンズ表面上のエネルギ−密度は２０ｍＪ／ｃｍ２であった。この結果を図４に示す。この結果より、Ｆ２レ−ザの様なエネルギ−が強い光源に対しても、オゾン水蒸気を導入すると光学系が高透過率を維持できることが明らかとなった。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例１に用いる光学系の透過率測定装置の構成を示す図。
【図２】本発明の実施例１における水銀ランプ光源を使用したときの光学系の高透過率が長時間に渡って維持できる結果を示す図。
【図３】本発明の実施例２におけるＡｒＦレ−ザ光源を使用したときの光学系の高透過率が長時間に渡って維持できる結果を示す図。
【図４】本発明の実施例３におけるＦ２レ−ザ光源を使用したときの光学系の高透過率が長時間に渡って維持できる結果を示す図。
【符号の説明】
【００２１】
１：純水製造装置
２：個体高分子電解質
３：オゾン水発生容器
４：陰極
５：陽極
６：直流電源
７：マントルヒ−タ−
８：気化容器
９：流量計
１０：光学系チャンバ−
１１：配管
１２：ガス配管
１３：排気管
１４：窓ガラス
１５：光源
１６：レンズ群
１７：ビ−ムスプリッタ−
１８：照度計
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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