(57)【要約】  本発明は、内部空間（１５）を密閉するハウジング（２）と、ハウジング（２）内に配置された少なくとも１つのとりわけ反射性の光学素子（４〜１０、１２、１４．１〜１４．６）と、ハウジング（２）の内部空間（１５）に真空を発生させるための少なくとも１つの真空発生ユニット（３）と、ハウジング（２）の内部空間（１５）に配置されて、光学素子（４〜１０、１２、１４．１〜１４．５）の少なくとも光学表面（１７、１７．１〜１７．２）を密閉する少なくとも１つの真空ハウジング（１８、１８．１〜１８．１０）が含まれており、汚れ抑制ユニットが真空ハウジング（１８．１〜１８．１０）と組み合わせられていて、その汚れ抑制ユニットが、光学表面（１７、１７．１〜１７．２）の少なくともすぐ近くおける汚染物質とりわけ水及び／または炭化水素の分圧を内部空間（１５）における汚染物質の分圧に対して低下させるようになっている、光学装置、とりわけ、ＥＵＶリソグラフィ用の投影露光装置（１）に関するものである。
2010503980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学装置、特に、ＥＵＶリソグラフィ用の投影露光装置（１、１’）であって、
内部空間（１５）を密閉するハウジング（２）と、
前記ハウジング（２）内に配置された少なくとも１つのとりわけ反射性の光学素子（４〜１０、１２、１４．１〜１４．６）と、
前記ハウジング（２）の内部空間（１５）に真空を発生させるための少なくとも１つの真空発生ユニット（３）が含まれており、
前記ハウジング（２）の内部空間（１５）に配置されて、前記光学素子（４〜１０、１２、１４．１〜１４．５）の少なくとも光学表面（１７、１７．１〜１７．５）を密閉する少なくとも１つの真空ハウジング（１８、１８．１〜１８．１１、１０９）が設けられ、汚れ抑制ユニットが前記真空ハウジング（１８、１８．１〜１８．１１、１０９）と組み合わせられ、その汚れ抑制ユニットが、前記光学表面（１７、１７．１〜１７．５）の少なくともすぐ近くおける汚染物質とりわけ水及び／または炭化水素の分圧を前記内部空間（１５）における前記汚染物質の分圧に対して低下させる
ことを特徴とする、光学装置。
【請求項２】
前記汚れ抑制ユニットに、好ましくはＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、または、Ｈ2、Ｎ2、または、それらの混合物といった不活性ガスで前記真空ハウジング（１８、１８．１〜１８．１１、１０９）の少なくとも部分領域をパージするためのパージユニット（２４、１１１）が含まれることを特徴とする、請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記パージユニット（２４）が、１０-3〜１０ｈＰａ（ｍｂａｒ）、好ましくは１０-2〜１０-1ｈＰａ（ｍｂａｒ）のパージガス圧を発生するように設計されていることを特徴とする、請求項２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記真空ハウジング（１８．１１）の内部から前記内部空間（１５）へのパージガス流を発生するための吸込みユニット（２１）として前記真空ハウジング（１８．１１）に出口が設けられていることと、前記出口のレイアウトは、前記内部空間（１５）から前記真空ハウジング（１８．１１）の内部への汚染物質の拡散を阻止するように選択するのが望ましいことを特徴とする、請求項２または３に記載の光学装置。
【請求項５】
さらに、前記光学表面（１７．５）にクリーニングガスの噴流（６２）を向けて、前記光学表面（１７．５）から汚染物質を除去するための少なくとも１つのクリーニングヘッド（６０）が含まれることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項６】
前記クリーニングヘッド（６０）に、好ましくは分子水素のパージガス流を少なくとも部分的に活性化することによってクリーニングガスの噴流を発生する活性化ユニット（６１）が含まれ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】
前記活性化ユニット（６１）に加熱フィラメント（６１ａ）が含まれることを特徴とする、請求項６に記載の光学装置。
【請求項８】
前記真空ハウジング（１８．１１）が、その内部の少なくとも１つの部分領域に、ガラスとりわけ石英ガラスが好ましい、原子水素再結合率の低い材料を含んでいることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項９】
前記真空ハウジング（１８．１１）の内部に、前記クリーニングガスによって誘発されるガス放出生成物を生じない材料だけが設けられていることを特徴とする、請求項５〜８のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項１０】
前記真空ハウジングの内部に、前記光学表面（１７．４）の汚染状況を測定するための測定ユニット（６３、６４）が配置されていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項１１】
前記真空ハウジング（１８．１１）及び光学素子（１７．３〜１７．５）が、１００℃以上、好ましくは１５０℃以上のベーキング処理温度までの耐熱性であることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項１２】
さらに、前記少なくとも１つの真空ハウジング（１８．１１）を前記ベーキング処理温度まで加熱するための少なくとも１つの加熱ユニット（６５）が含まれることを特徴とする、請求項１１に記載の光学装置。
【請求項１３】
前記汚れ抑制ユニットが、前記光学表面（１７、１７．１〜１７．５）において１０-7ｈＰａ（ｍｂａｒ）未満の水の分圧及び／または１０-9ｈＰａ（ｍｂａｒ）未満、好ましくは１０-13ｈＰａ（ｍｂａｒ）未満の炭化水素好ましくは不揮発性炭化水素の分圧を発生するように設計されていることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項１４】
前記汚れ抑制ユニットが、１０-9ｈＰａ（ｍｂａｒ）未満、好ましくは１０-11ｈＰａ（ｍｂａｒ）未満、特に好ましいのは１０-13ｈＰａ（ｍｂａｒ）未満の前記汚染物質の分圧を発生するように設計されていることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項１５】
前記汚れ抑制ユニットに、前記真空ハウジング（１８、１８．１〜１８．１１、１０９）から吸込みによって汚染物質を除去するための少なくとも１つの吸込みユニット（２１）が含まれることと、その吸込みユニット（２１）が、好ましくは前記光学表面（１７、１７．１〜１７．５）のすぐ近くに配置され、好ましくは前記真空ハウジング（１８、１８．１〜１８．１１、１０９）の固定されることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項１６】
前記吸込みユニット（２１）が、前記真空ハウジング（１８）内において、前記光学表面（１７）に対してほぼ平行な圧力勾配を生じるように設計されていることを特徴とする、請求項１５に記載の光学装置。
【請求項１７】
前記真空ハウジング（１８．１、１８）がもう１つの真空ハウジング（１８．２）または前記ハウジング（２）の残りの内部空間（１５）に接続されていることをことを特徴とする、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項１８】
前記光学素子（４）の前記光学表面（１７）が、前記ハウジング（２）内に延びるビーム光路（１９）内に配置されていることと、前記ビーム光路（１９）が前記真空ハウジング（１８）の開口部（２０）を通って延びることを特徴とする、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項１９】
前記真空ハウジング（１８、１８．１〜１８．１１、１０９）がジャケット形状で前記ビーム光路（１９）を密閉することを特徴とする、請求項１８に記載の光学装置。
【請求項２０】
前記ハウジング（２）内に延びるビーム光路（１９）全体が、耐ガス性の様式で互いに接続された１つまたは複数の真空ハウジング（１８．１〜１８．１１）によって前記ハウジング（２）の残りの内部空間（１５）からほぼ完全に分離されていることを特徴とする、請求項１〜１９のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項２１】
前記真空ハウジング（１８．２）が２つの光学素子（５、６）の少なくとも光学表面（１７．１、１７．２）を密閉することを特徴とする、請求項１〜２０のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項２２】
前記汚れ抑制ユニットに、２９０Ｋ未満、好ましくは８０Ｋ未満、更に好ましくは２０Ｋ未満の温度まで前記真空ハウジング（１８）を冷却する冷却ユニット（２２）が含まれていることを特徴とする、請求項１〜２１のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項２３】
前記真空ハウジング（１８．２）が汚れ抑制ユニットとして用いられることと、その内部（２３）の少なくとも１つの部分領域に、ガス結合材料、特に、チタン、タンタル、ニオブ、ジルコン、トリウム、バリウム、マグネシウム、アルミニウム、ルテニウム、イッテルビウム、または、セリウムが含まれることを特徴とする、請求項１〜２２のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項２４】
汚染粒子／分子をガス放出する少なくとも１つの構成部品（１６ａ）が前記内部空間（１５）に配置されていることと、前記汚れ抑制ユニットに、前記構成部品（１６ａ）がガス放出した粒子を前記ハウジング（２）の前記内部空間（１５）から吸込みによって除去する吸込みユニット（２５ａ）が含まれていることを特徴とする、請求項１〜２３のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項２５】
前記構成部品（１６ｂ、１６ｃ）が基板または前記光学素子（５）の保持装置に固定されていることを特徴とする、請求項２４に記載の光学装置。
【請求項２６】
光学装置、特にＥＵＶリソグラフィ用の投影露光装置（１）であって、
内部空間（１５）を密閉するハウジング（２）と、
前記ハウジング（２）内に配置された少なくとも１つのとりわけ反射性の光学素子（４〜１０、１２、１４．１〜１４．６）と、
前記ハウジング（２）の内部空間（１５）に真空を発生させるための少なくとも１つの真空発生ユニット（３）と、
前記内部空間（１５）に配置された、汚染物質をガス放出する少なくとも１つの構成部品（１６ａ〜１６ｃ）が含まれており、
前記構成部品（１６ａ〜１６ｃ）に少なくとも１つの吸込みユニット（２５ａ〜２５ｃ）が組み合わせられていて、その吸込みユニット（２５ａ〜２５ｃ）が、前記構成部品（１６ａ〜１６ｃ）のガス放出した物質を前記ハウジング（２）の前記内部空間（１５）から吸込みによって除去することを特徴とする、
光学装置。
【請求項２７】
前記吸込みユニット（２５ａ〜２５ｃ）の吸込み口が前記ガス放出構成部品（１６ａ〜１６ｃ）のすぐ前に配置されていることを特徴とする、請求項２６に記載の光学装置。
【請求項２８】
前記ガス放出構成部品（１６ｂ、１６ｃ）が、基板（５）または前記反射光学素子の保持装置に配置されていることを特徴とする、請求項２６または２７に記載の光学装置。
【請求項２９】
さらに、好ましくはＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、または、Ｈ2、Ｎ2、または、それらの混合物といった不活性ガスで前記ハウジング（２）の前記内部空間（１５）の少なくとも部分領域をパージするためのパージユニット（２４）が含まれることを特徴とする、請求項２６〜２８のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項３０】
前記パージユニット（２４）が、１０-3〜１０ｈＰａ（ｍｂａｒ）、好ましくは１０-2〜１０-1ｈＰａ（ｍｂａｒ）の不活性ガス圧を発生するように設計されていることを特徴とする、請求項２９に記載の光学装置。
【請求項３１】
前記汚染物質の分圧を測定するために残留ガス分析器（２７）が設けられていることを特徴とする、請求項１〜３０のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項３２】
前記ハウジング（２）に、前記ハウジング（２）の前記内部空間（１５）に規定の漏れ速度で不活性ガスを送り込むための較正漏洩器（２８）が設けられていることを特徴とする、請求項３１に記載の光学装置。
【請求項３３】
前記汚染物質の分圧を測定するための光共振器（４７）が設けられていることを特徴とする、請求項１〜３２のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項３４】
前記光共振器（４７）が前記光学素子（６）の表面（１７．２）に配置されていることを特徴とする、請求項３３に記載の光学装置。
【請求項３５】
前記光共振器（４７）にレーザパルスを供給するためのレーザ光源（４５）と、前記光共振器（４７）の下流に配置されて、前記レーザパルスの強度を測定するための分析装置（４８）が含まれることを特徴とする、請求項３３または３４に記載の光学装置。
【請求項３６】
とりわけＥＵＶリソグラフィ用の反射光学素子（３０）であって、
基板（３１）と、
前記基板（３１）に向かい合う側に反射光学表面（３４）を具備する導電性多層系（３３）が含まれており、
前記基板（３１）と前記多層系（３３）の間に配置されて、光電流を除去するか、接地するか、または、規定の電圧を印加するために電気的に接触可能な導電層（３２）を特徴とする、
反射光学素子。
【請求項３７】
前記導電層（３２）に、金属、特に、金、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、モリブデン、イリジウム、オスミウム、レニウム、銀、酸化亜鉛、これらの合金、あるいは、もう１つの多層系が含まれることを特徴とする、請求項３６に記載の反射光学素子。
【請求項３８】
前記導電層（３２）が５０ｎｍ未満、好ましくは１ｎｍ未満の厚さを具備することを特徴とする、請求項３６または３７に記載の反射光学素子。
【請求項３９】
前記導電層（３２）を備えた前記基板（３１）が前記多層系（３３）のエッジ領域内に突き出しており、前記エッジ領域に、電線（３６）を前記導電層（３２）に接続するための少なくとも１つの接点（３５）が設けられていることを特徴とする、請求項３６〜３８のいずれか１項に記載の反射光学素子。
【請求項４０】
とりわけＥＵＶ用の反射光学素子（４０）であって、
基板（４１）と、
前記基板（４１）に向かい合う側に反射光学表面（４４）を具備する導電性多層系（４２）が含まれており、
前記光学表面（４４）に隣接して前記基板（４１）上に配置され、汚染物質を吸収する材料（４３）を特徴とする、
反射光学素子。
【請求項４１】
前記吸収材料（４３）がとりわけ環形状に前記光学表面（４４）を包囲していることを特徴とする、請求項４０に記載の反射光学素子。
【請求項４２】
前記吸収材料（４３）が、好ましくは、ロジウム、パラジウム、モリブデン、イリジウム、オスミウム、レニウム、銀、酸化亜鉛、または、それらの合金、とりわけルテニウムといった触媒材料であることを特徴とする、請求項４０または４１に記載の反射光学素子。
【請求項４３】
前記光学表面（４４）と前記吸収材料（４３）の間に温度勾配を生じさせるためのユニット（４５）を特徴とする、請求項４０〜４２のいずれか１項に記載の反射光学素子。
【請求項４４】
請求項３６〜３９及び／または４０〜４３のいずれか１項に記載の少なくとも１つの反射光学素子（３０、４０）が含まれることを特徴とする、特に請求項１〜３５のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項４５】
前記導電層（３２）が、好ましくは電線（３６）によって質量電位及び／または電流または電圧測定装置（３７）に接続されることを特徴とする、請求項４４に記載の光学装置。
【請求項４６】
前記電線（３６）が１ｋＨｚを超える周波数の光電流を測定するのに適していることを特徴とする、請求項４５に記載の光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、３５ U.S.C.§１１９（ａ）の下に、その内容全体が参考までに本出願において援用されている、２００６年９月１９日に出願された独国特許出願第１０２００６０４４５９１．０号に対する優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は、光学装置に関するものであり、とりわけ、内部空間を密閉するハウジングと、ハウジング内に配置された少なくとも１つのとりわけ反射光学素子と、ハウジングの内部空間に真空を発生するための少なくとも１つの真空発生ユニットが含まれるＥＵＶリソグラフィ用の投影露光装置に関するものである。本発明は、さらに、基板、及び、基板と向かい合った側面の１つが反射光学表面を構成する導電性多層系を備える反射光学素子に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
ハウジングの内部空間における真空条件下で光学素子を機能させる光学装置は、さまざまな形で既知のところである。ＥＵＶ投影露光装置の場合、これらの用途で用いられる約１３ｎｍの波長で十分な透過を可能にする光学材料が知られていないので、一般に、反射素子とりわけミラーが光学素子として用いられる。こうした投影照射機器の場合、多層ミラーの耐用年数が汚染粒子またはガスによって制限されるので、真空内でミラーを機能させることが必要になる。この趣旨で、隔壁によって分割される３つ以上の相互接続ハウジング部分、すなわち、光源及び照射放射線の焦点を合せる集光器を備えた第１のハウジング部分、照射系を備えた第２のハウジング部分、並びに、投影光学素子を備えた第３のハウジング部分に光学素子を分類することが知られており、これらハウジング部分内の圧力は、本明細書において全体を援用する米国特許出願公開第２００５／００３０５０４Ａ１号明細書（特許文献１）に記載のように、互いに異なるように選択されている。本出願に関して、「ハウジング」という用語は、ＥＵＶ投影露光装置全体のハウジングと装置の部分的領域とりわけ上述のハウジング部分の１つの両方を表わしている。
【０００４】
こうしたＥＵＶ投影露光装置または個々のハウジング部分は、レジストからのガス放出生成物を減少させるためのダイナミックガスロック（ＤＧＬ）を用いると、１０-1ｈＰａ（ｍｂａｒ）以上の水素分圧を実現することが可能になるが、通常得られるのは約１０-3ｈＰａ（ｍｂａｒ）以下の（全）圧である真空条件下において機能させられる。後者の圧力領域では分子運動が自由、すなわち汚染ガスがシステム全体に広がってしまう。このため、汚染ガスの実現可能な分圧は、光学表面の周囲に存在するかまたはそれらからさらに離れて存在する真空容器の全ての構成部品によって制限される。本出願に関して、汚染ガスは、とりわけ、ＥＵＶ放射線にさらされた場合に光学表面に付着層を形成しやすいガスと定義される。これに関して、原子質量が１００ａｍｕ以上の不揮発性炭化水素は汚染物質であるとして扱われるが、例えばメタン（ＣＨ4）のような一般に原子質量が１００ａｍｕ未満の揮発性炭化水素は、ＥＵＶ光で照射されても通常は揮発性のままであり、従って、光学表面に付着層を形成することはない。
【０００５】
既知のように、あらゆるタイプの原子、分子、及び、化合物は、ある確率で光学表面に到達して、それに付着することになる。放射されるＥＵＶ光、及び、この結果として生じる光電子とりわけ二次電子と共に、これらの原子、分子、または、化合物は、ある確率で光学表面と反応し、その結果、汚れが増し、ミラーの損傷及び関連する反射損失が増大し、従って、全体として光学素子の透過損失をもたらすことになる。さらに、付着分子は、温度上昇、光放射、または、電子放射の結果としてそれら自体が表面（例えばチャンバ壁等）から分離する可能性がある。さらに、光電子とりわけ二次電子によって光学表面に過剰電荷が発生し、この過剰電荷が帯電汚染粒子を引き付けるので、汚れが光学表面に付着する可能性もある。
【０００６】
また、光学表面を清浄剤とりわけクリーニングガスに接触させることによって、光学表面に付着する汚染物質を少なくとも部分的に除去することも知られている。このようなやり方では、クリーニングガスとして原子水素を用いて光学表面から炭素汚れを除去することが可能である。しかしながら、原子水素は、炭素だけではなく、光学表面の環境内に存在する他の物質（特に金属水素化物を生じることによって金属）にも極めてよく反応するという事実により、これらの構成部品によって放出される汚染物がクリーニング自体によって光学表面に付着する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５／００３０５０４Ａ１号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００５／０２７５８２１Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、技術分野の項において言及したタイプの光学装置、並びに、汚染物の付着が少なくなる技術分野の項において言及したタイプの反射光学素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様によれば、光学装置は、ハウジングの内部空間内に配置され、少なくとも光学素子の光学表面を密閉する真空ハウジングを含んでなり、汚れ抑制ユニットが真空ハウジングに併設され、汚れ抑制ユニットによって、内部空間における汚染物質の分圧に関連して少なくとも光学表面のすぐ近くの汚染物質とりわけ水及び／または炭化水素の分圧が低下するので、この目的が達成される。
【００１０】
従来技術では、個々の光学表面が、例えば、それぞれＥＵＶ光学装置及び関連するリソグラフィ露光装置に含まれる可能性のある光学装置の他の全ての非光学材料から分離されるわけではない。従って、そうした光学装置では、真空状態が光学素子自体によって制限されるのではなく、代わりに、真空システムのそれ以外の全ての構成部品によって制限されることになる。この光学装置は、真空環境で利用される材料の大部分がベーキング処理可能ではないので、ハウジング内の絶対に実現可能な真空圧がこれらの材料のガス放出によって制限されるという点においてとりわけ不利である。
【００１１】
従って、本発明では、具体的に云うと内部空間に少なくとも１つの追加真空ハウジングを設けることによってハウジングの残りの内部空間に存在する非光学材料から光学表面を少なくとも部分的にシールドすることが提案される。一方、内部空間を分割するために隔壁をさらに設けること自体が、とりわけ前記光学素子がベーキング処理可能でない場合、汚染物質のガスを生じさせる非光学素子から光学表面を分離するのを不可能にすることになる。追加真空ハウジングは、光学素子または関連取付台に配置されて、少なくとも光学表面の領域を密閉するのが望ましく、とりわけ、光学素子を含む分容積はハウジングの内部空間から分離される。ＥＵＶ投影露光装置では傾斜可能光学素子がよく用いられるので、真空ハウジングは、必要があれば、真空ハウジングと光学素子の表面の間に５ｍｍ未満、好ましくは３ｍｍ未満、特に望ましいのは１ｍｍ未満のごく小さいギャップを残して、このギャップによって光学素子の傾斜に必要な遊びが生じるように、または、その場所にたわみ真空構成部品（例えば、とりわけ波形金属ベロー）が装着されるように固定される。有効なレイアウトでは、これらの開口部は、面積及び長さに関して、真空ハウジングの外部から内部への汚染物の拡散及び／または移動をできるだけ減少及び／または抑制することだけを目的とした形状を備えている。
【００１２】
同時に、汚れ抑制ユニットによって、真空ハウジング内に存在するか、または、前記真空ハウジングに侵入するいかなる汚染粒子／分子の光学表面への到達もかなりの程度まで阻止される。従って、本発明によれば、汚染粒子／分子の数が少ないミニ環境すなわち超高真空が光学表面のまわりに発生するため、光学表面に付着することが可能な粒子／分子が減少するので、光学素子の表面近くの汚れが少なくなる。
【００１３】
この趣旨では、光学表面のすぐ近くにおける汚染粒子／分子の分圧を低下させ、こうして、これらの物質に関する限りにおいて、ハウジングの残りの内部空間及び／または真空ハウジングの残りの内部空間に存在する汚染物分圧に対してより高い真空を実現すれば十分である。本出願に関して、光学表面の「すぐ近く」という用語は、光学表面から１ｃｍ未満、好ましくは０．５ｃｍ未満の距離に関連する、すなわち、それは光学表面自体にも関連する。光学表面のすぐ近くにおける汚染物の分圧が低くなるほど、汚れの増す確率、及び、関連する光学表面への損傷を生じる確率は低下する可能性が高い。
【００１４】
特に望ましい実施形態の場合、汚れ抑制ユニットには、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、または、Ｈ2、Ｎ2またはそれらの混合物が望ましい不活性ガスで真空ハウジングの少なくとも部分領域をパージするためのパージユニットが含まれている。この構成では、不活性ガスを用いたパージングは、１０-3ｈＰａ（ｍｂａｒ）〜１０ｈＰａ（ｍｂａｒ）、好ましくは１０-2〜１０-1ｈＰａ（ｍｂａｒ）のパージガスの分圧領域において汚染物を運び去ることにより、自由分子運動領域外で実施するのが望ましい。この構成では、真空ハウジングの部分領域において、パージユニットによって流れを生じさせ、この流れによって汚染粒子／分子を光学表面に近づけないようにすることが可能になる。向流、拡散抑制等のような並行物理的処理を利用して、汚染分子が外部からミニ環境に侵入するのを抑制することも可能である。上述の圧力領域におけるパージユニットの動作中、汚染物質は例えば流れによって運び去られるが、この構成の場合、全圧の上昇にもかかわらず、光学構成部品に対する拡散が、パージされる領域において大幅に増加したり、あるいは、減少することさえない。
【００１５】
さらに、パージガスの選択は、例えば光学表面上における汚染分子の固着を減少させるといった、その化学反応性によっても左右される。しかしながら留意すべきは、パージガスのタイプと組成のそれぞれ両方の選択及び分圧の選択は、ＥＵＶ放射線の透過挙動すなわち通されるガス分子によるＥＵＶ光吸収に関連して、及び、とりわけＥＵＶ光の露光中におけるミラー光学表面とのその化学反応性に関連してうまく適合しなければならないという点である。従って、設定されるパージ流は、ＥＵＶ放射線、その化学反応性、及び、可能性のある任意の汚染物とのその相互作用係数に関連した使用されるガスの吸収能力の関数である。真空ハウジングの内部から外部へのパージガス流を生じさせるため、真空ポンプに接続することもできるし、あるいは、ただ単に汚染物を除去するための真空ハウジングの開口部として実施することも可能な専用吸込みユニットを用いることによって、真空ハウジングからパージガス流を除去することが可能である。
【００１６】
パージガス流の設計において、多くの変形態様も可能である。パージガスは、例えば真空ユニットによって計量して光学表面に対して平行な入口に送り込むことができるが、やはり光学表面に関して平行なパージガス入口とは反対側から送り出すことができるのが理想である。パージユニットの結果として、光学素子のすぐ近くに、ポンプユニットまたは汚れ抑制の他の何らかのオプションがなくても済ますことが可能になるので、汚れ抑制ユニットの吸込みユニット数を減少させることも可能になり、代わりに、より離れた吸込みユニットに対するガス流を発生させ、この吸込みユニットが真空ハウジングの内部から吸込みによって汚染物質を除去することになる。上述のように、真空ハウジング内の全圧（パージガスによる）が真空ハウジング外部の圧力より高くなって、真空ハウジングの内部から外部へのパージガス流が発生する可能性のある場合には、吸込みユニットは真空ハウジングの開口部として実施することも可能である。とりわけ、ハウジングの内部空間へのガス流を生じさせて、真空発生ユニットがハウジングからの吸込みによって汚染物質を除去するようにすることも可能である。
【００１７】
望ましい改良として、吸込みユニットの働きをする真空ハウジングに、真空ハウジングの内部から内部空間へのパージガス流を発生するための出口が設けられるが、出口のレイアウトは内部空間から真空ハウジングの内部への汚染物質の拡散を防ぐように選択される。最適な汚染抑制を実現するためには、出口、とりわけ、例えば真空ハウジングの光の入口及び出口のような避けることのできないミニ環境における出口のレイアウト（例えば直径、長さ等）を選択すべきである。出口のレイアウト、とりわけ、面積及び長さは、真空ハウジングの外部から内部への汚染物の拡散及び／または移動をできるだけ抑えるように選択すべきである。これは、例えば、真空ハウジングの外部から内部への汚染物質の拡散を抑える弁として機能する適切な長さ及び直径を備えた管形状の出口を導入することによって実施可能である。当該技術者には明らかなように、流体力学の法則に従って、真空ハウジングの外部からその内部への汚染物質の拡散を抑えることができるようにする、他の出口構成方法も可能である。
【００１８】
極めて望ましい実施形態の場合、光学装置には、さらに、クリーニングガスの噴射を光学表面に向けて、光学表面から汚染物質を除去するためのクリーニングヘッドが含まれている。光学表面をクリーニングガスに接触させることにより、不揮発性汚染物をガス状種に転換する化学反応で光学表面に付着した汚染物質を除去することが可能になる。このように、クリーニングガスとして原子水素を利用して、例えば、光学表面から移動させることが可能なガス状種としてメタン（ＣＨ4）を生じさせることにより、炭素汚染を除去することが可能である。もちろん、化学反応によって生じるガス状種には光学表面に付着する傾向がないので、通常、これらのガスによって光学表面の近くの汚染物質の分圧が上昇することはない。
【００１９】
原子水素のようなクリーニングガスは、炭素だけではなく、光学表面の環境内に存在する可能性のあるＳｎ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｎａ、Ｐ、Ｓのような他の材料にも極めてよく反応するので、これらの材料と原子水素の化学反応によって、揮発性のＳｎ−、Ｚｎ−、Ｍｎ−、Ｎａ−、Ｐ−、Ｓ−化合物を生じる可能性がある。とりわけ、反射光学素子の多層系のキャップ層として１つの／複数のルテニウムまたは他の金属キャップが用いられている場合、これらの揮発性化合物は、一般に光学表面に付着する確率が高い。従って、クリーニングヘッドは、光学表面のできるだけ近くに配置すべきであり、クリーニングガスの噴射は主として反射面（表面が均一であることが望ましい）に限定して、クリーニングガスと環境との反応を抑制できるようにすべきである。従って、真空ハウジング内にクリーニング噴射を封じ込めるのが有利である。
【００２０】
望ましい改良として、クリーニングヘッドには、パージガス流、好ましくは分子水素流を少なくとも部分的に活性化することによってクリーニングガスの噴射を生じさせる活性化ユニットが含まれる。この場合、クリーニングヘッドは、パージガスの入口として用いることも可能である、すなわち、クリーニングヘッドによって生じるガス噴射にはクリーニングガスと非活性化（不活性）パージガスの混合物が含まれる。クリーニングガスとパージガスの両方をもたらすガス噴射を利用することによって、可能性のある汚染物を運び去る吸込みユニットだけに向かう流れを生じさせることが可能になる。原子水素クリーニングの場合、パージガスは、２０００（立方センチメートル毎分）以上までの流束が用いられると、分解して、比較的分解効率の低い原子水素を生じることが可能な分子水素とすることも可能である。活性化ユニットには、分子水素を分解する（一般に２４００℃までの温度で）加熱フィラメントが含まれるのが望ましい。
【００２１】
もう１つの望ましい実施形態では、真空ハウジングは、その内部の少なくとも１つの部分領域に、好ましくはガラス、とりわけ石英ガラスのような原子水素の再結合率が低い材料を含んでいる。このようにして、真空ハウジングの壁面における原子水素の分子水素への再結合を抑えることが可能である。さらに、ガラスとりわけ石英ガラスを利用して、ガス放出する汚染物質の影響を受けやすい構成部品を真空ハウジングの内部に封入することも可能である。
【００２２】
極めて望ましい実施形態では、真空ハウジングの内部には、原子水素を用いる場合に、例えば金属水素化物のようなクリーニングガスによって誘発されるガス放出生成物を生じさせない材料だけが設けられる。ほとんどの場合、真空ハウジング内部の材料は、光学表面上に酸化物として存在する。ほぼ全ての場合、原子水素はこれらの酸化物を少なくすることが可能である。ベア材料は、この場合、蒸発することもあれば、原子水素と水素化物を生成することもある。どちらに進む可能性が高いかは、水素化物と一般に金属材料である裸材料の蒸気圧によって決まる。水素によって誘発されるガス放出生成物は、一般に、光学表面上に不可逆性汚染物を生じさせるので、真空ハウジング内部には、低蒸気圧のＳｎ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｎａ、Ｐ、Ｓ等のような材料が全く存在しないようにすべきである。
【００２３】
すなわち、ケーブル、ハンダ付け材料等といった光学装置の動作に必要な汚染物質をガス放出する構成部品のほぼ全てが、真空ハウジングの外部に配置される。こうした構成部品がそれでも真空ハウジング内部において必要である場合には、これらは、極めて低いことが望ましいガス放出率を有する材料で封じ込められる。このやり方は有利である。というのは、原理的には、構成部品の大部分をハウジング内部に封入できる可能性があるが、真空ハウジングの内部にほんの少数のこうした構成部品を封入するのに比べると、かなりの費用を追加してやっとこれが可能になるからである。光学表面及び真空ハウジングの内部表面を除いて、真空ハウジング内部に他の構成部品が存在しないのがとりわけ望ましい。
【００２４】
もう１つの極めて望ましい実施形態では、真空ハウジングの内部に光学表面の汚れ状況を測定する測定ユニットが配置されている。この測定ユニットは、例えば、その全内容が参考までに本明細書において援用されている、２００７年８月１１日に本出願人によって出願された独国特許出願第１０２００７０３７９４２．２号明細書に記載のように設計することが可能である。具体的には、汚染物質をガス放出する可能性のある測定ユニットの構成部品（光源及びセンサ）は、石英ガラスのような適合するすなわち透明な材料によって封じ込めることが可能である。こうして、汚染物質の分圧を低ベルに保つことが可能になり、汚染状況とりわけ汚染層の厚さを測定することが可能になる。上述の明細書に詳述されているように、測定ユニットの光源としてＬＥＤ（またはＵＶ源）を用いるのが極めて望ましい。もちろん、他の測定技法（非光学技法を含む）を用いた光学表面の汚染状況の測定を利用することも可能である。
【００２５】
もう１つの望ましい実施形態では、真空ハウジング及び光学素子は、１００℃以上、好ましくは１５０℃以上までのベーキング処理温度に対して耐熱性である。この場合、真空ハウジングと共に加熱される光学素子は、その光学特性を劣化させることなくベーキング処理温度までの加熱に耐えることができるので、真空ハウジングの壁面（例えばステンレス鋼から構成される）をベーキングして、これらの壁面上のいかなる種類の汚染物（とりわけ水）も減らすようにすることが可能である。すなわち、以前は、反射光学素子の多層系が耐えることの可能な最高温度は約６０℃であり、この温度を超えると、層間拡散によって多層系の光学特性が劣化し、そのため最高ベーキング処理温度がその値に制限された。最近になって、２００℃以上までの耐温度性を示す拡散障壁として機能する中間層を備えた多層系が開発されたことによって、露光プロセスが行われる前に、真空ハウジングをベーキングすることが可能になった。さらに、光学表面の環境をベーキングする可能性は、光学表面の近くに配置されていたが、今では真空ハウジングの外部に配置することが可能であり、従って、これらのモジュールの材料選択に対する制約を抑えることも可能となった温度に敏感な材料によって制限されていた。この光学装置には、少なくとも１つの真空ハウジングをベーキング処理温度まで加熱するための少なくとも１つの加熱ユニットを含むことが望ましい。もちろん、ベーキング処理温度に耐えることのできない材料は真空ハウジングの内部に配置することができない、すなわち、全ての温度に敏感な装置は真空ハウジングの外部に配置される。
【００２６】
望ましい実施形態の１つでは、汚れ抑制ユニットは、光学表面において１０-7ｈＰａ（ｍｂａｒ）未満の水の分圧及び／または１０-9ｈＰａ（ｍｂａｒ）未満好ましくは１０-13ｈＰａ（ｍｂａｒ）未満の炭化水素好ましくは不揮発性炭化水素の分圧を発生するように設計される。本発明による構成の結果として、光学表面における水の分圧は、例えば、０．８×１０-7ｈＰａ（ｍｂａｒ）、０．５×１０-7ｈＰａ（ｍｂａｒ）、１×１０-8ｈＰａ（ｍｂａｒ）以下といったように１０-7ｈＰａ（ｍｂａｒ）未満に低下させることができるが、先行技術の場合、光学表面における水の分圧は１０-7ｈＰａ（ｍｂａｒ）以上である。同様に、（不揮発性）炭化水素の分圧は、例えば、０．８×１０-9ｈＰａ（ｍｂａｒ）、０．５×１０-9ｈＰａ（ｍｂａｒ）以下、理想的には１０-13ｈＰａ（ｍｂａｒ）といったように、以前の最小値である１０-9ｈＰａ（ｍｂａｒ）からさらに低下させることが可能である。
【００２７】
ある特に望ましい実施形態の場合、汚れ抑制ユニットは、１０-9ｈＰａ（ｍｂａｒ）未満、好ましくは１０-11ｈＰａ（ｍｂａｒ）未満、特に望ましいのは１０-13ｈＰａ（ｍｂａｒ）未満の汚染物質の分圧を発生するように設計されている。本発明の結果として、ミラーのすぐ近くでは、炭化水素または水の分圧を１０-13ｈＰａ（ｍｂａｒ）未満の総分圧まで低下させることが可能になるだけではなく、とりわけ、揮発性及び不揮発性炭化水素、ガス状金属化合物、及び、硫黄、燐、または、シリコンを含む有機化合物、具体的には、シリコン化合物、シロキサン、フタレート、カルボニル官能基を有する炭化水素（例えばメチルメタクリレート、アセトン等）、二酸化硫黄、アンモニア、有機リン酸エステル、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、ペルフルオロ炭化水素、金属水素化物等も含んでいる全ての汚染物質の分圧を１０-13ｈＰａ（ｍｂａｒ）未満の総分圧まで低下させることも可能になる。光学表面のすぐ近くにおける汚染材料の分圧を低下させることによって、光学表面への汚染物の付着が大幅に減少するが、真空ハウジングのより遠い領域または残りの内部空間では、真空発生ユニットによって生じる汚染物質の（総）分圧はより高くなる、すなわち、約１０-7ｈＰａ（ｍｂａｒ）を超えることになる。もちろん、通常、真空ハウジングの外部における汚染物質の分圧が低くなるほど、光学表面に近いミニ環境における汚染物質の分圧も低くなる。通常、光学表面のすぐ近くにおける汚染物質とりわけ不揮発性炭化水素の分圧は、内部空間における汚染物質の分圧に比べて１０倍以上、好ましくは１００倍以上、より望ましくは１００倍以上、とりわけ１００００倍以上低下することになる。一般に、内部空間における不揮発性炭化水素の分圧は１０-9ｈＰａ（ｍｂａｒ）を超える。
【００２８】
ある特定の望ましい実施形態では、汚れ抑制ユニットに、吸込みによって真空ハウジングから汚染物質を除去するための少なくとも１つの吸込みユニットが含まれているが、この吸込みユニットは、光学表面のすぐ近くに設けるのが望ましく、真空ハウジングに固定するのが望ましい。この構成では、吸込みユニットには、一般に、吸込みによって、望ましい吸込み吐出し方向に沿って真空ハウジング内に残っている汚染粒子／分子を除去する真空ポンプが含まれており、そのプロセスの結果として、光学表面における汚染負荷量の減少が生じることになる。従って、ミラー素子の光学表面のすぐ近くにおける分圧（例えば炭化水素の）が低下することになる。代替案として、とりわけパージガスを用いる場合、吸込みユニットは、パージガスのガス出口として利用される真空ハウジングの専用開口部として実施することも可能であり、真空ハウジングの内部空間の圧力は、真空ハウジングの外部の圧力に比べて高く、従って、真空ハウジングから真空ハウジングの内部空間へのパージガスの流入が可能になる。
【００２９】
この実施形態の望ましい改良として、吸込みユニットは、真空容器内において光学表面にほぼ平行な圧力勾配が発生するように設計される。この構成では、圧力勾配は、一般に、光学表面から始まって吸込みユニットにまで及ぶ、すなわち、圧力勾配はほぼ半径方向の外側に向いている。この構成では、圧力勾配は、一般に、光学表面から約１〜２ｃｍの距離で発生する。
【００３０】
望ましい実施形態では、真空ハウジングは、もう１つの真空ハウジングまたはハウジングの残りの内部空間に接続される。いくつかの真空ハウジングのほぼ耐ガス性の接続を施すことによって、多くの光学素子をハウジングの残りの内部空間からシールドすることが可能になり、例えば、互いに取り付けられた２つの真空容器によって、２つの光学表面間の空間にハウジングの残りの内部空間からの耐ガス性のシールドを施すことが可能になる。「ほぼ耐ガス性の接続」という用語は、ある特定の条件下（傾斜可能ミラー等）で、できるだけ密着するように構成された接続を表わしている。代替案として、選択された光学素子だけをハウジングの残りの内部空間からシールドすることも可能である。これは、例えば、ＥＵＶ投影露光装置について云えば、ミラーがとりわけ高い光強度にさらされることになるので、ＥＵＶ光源のすぐ近くにあるミラーに関する場合、及び、感光層（レジスト）は頻繁に汚染物質をガス放出するので、感光層のすぐ近くにあるミラーの場合のように、これらの素子が汚れる結果として光学装置全体にとりわけ不利な結果が生じる場合には有利であると思われる。
【００３１】
ある望ましい実施形態では、光学素子の光学表面はハウジング内に延びるビーム光路内に配置されるが、このビーム光路は真空ハウジングの開口部を通って延びている。この結果として、ビーム光路は、少なくとも部分的にハウジングの残りの内部空間からシールドされる。とりわけ、１つまたは多くの真空ハウジングによって、光学装置のビーム光路を光学系の残りの構成部品（下記参照）から完全に分離することが可能になる。この構成では、真空容器とハウジングの残りの内部空間を接続する開口部は、開口部をできるだけ小さくすることができるように、すなわち、好ましくは焦点に近接してビーム光路内に配置するのが望ましい。
【００３２】
もう１つの望ましい実施形態では、真空ハウジングはジャケットのような形でビーム光路を密閉しており、その構成の結果として、もう１つの光学素子までのかなりの距離にわたってビーム光路をシールドすることが可能になる。ジャケットのような形によるビーム光路の密閉は、例えば円筒形状の真空ハウジングによって実現する。
【００３３】
ある特に望ましい実施形態では、ハウジング内に延びるビーム光路全体が、耐ガス性の方法で互いに接続された１つまたは複数の真空ハウジングによって、ハウジングの残りの内部空間からほぼ完全に分離される。この結果として、理想的な場合には、光学表面が光学装置の残りの構成部品から耐ガス性のやり方で完全に分離される。ＥＵＶシステムの場合、いくつかのミラーがスライド可能にまたは傾斜可能に固定されているため、通例、ミラーと一緒に真空ハウジングを移動させることはできないので、こうした分離を完全に実現することは不可能である。「ほぼ完全」という用語は、実際的な限界を考慮して、分離ができるだけ完全に施されるべきであることを表わしている。しかしながら、たわみ真空構成部品（例えば波形ベロー）を用いて真空ハウジングに傾斜ミラーを接続することによって、完全な分離を実現することが可能である。光学表面を備えたビーム光路をハウジングの残りの内部空間からこうして完全に分離する場合、圧力は既知システムの場合よりも高くなるように選択することが可能であり、理想的な場合には、残りの内部空間の圧力が大気圧と等しくなるようにすることさえ可能である。この場合、真空はビーム光路を含む分離領域において発生するだけである。
【００３４】
もう１つの望ましい実施形態の場合、真空ハウジングによって、ビーム光路内に連続して配置されるのが望ましい２つの光学素子の少なくとも光学表面が密閉される。これは、光学素子が短い距離をあけて配置されるかまたは互いにほぼ並行に配置される場合にとりわけ有利であり、設計上の理由により、この変形実施形態が、各個別光学素子毎に真空容器を設ける場合に比べて望ましいということになる。
【００３５】
光学装置のもう１つの望ましい実施形態では、汚れ抑制ユニットに、真空ハウジングを２９０Ｋ未満、好ましくは８０Ｋ未満、特に望ましいのは２０Ｋ未満の温度まで冷却する冷却ユニットが含まれている。真空ハウジングをこれらの温度まで冷却するため、水、液体窒素、または、液体ヘリウムの形態をなす冷媒を用いることが可能である。こうして、真空ハウジングの内部にいわゆるクライオパネルを設けることが可能になり、このクライオパネルによって、汚染粒子が真空ハウジングの表面に結合される。この場合、真空ハウジングは、汚れ抑制ユニットの働きをするが、その内部には、表面が例えば粗面処理によって面積を増した少なくとも１つの部分領域を具備するのが望ましい。
【００３６】
代わりにまたはさらに、真空ハウジングは、汚れ抑制ユニットとして用いることが可能であり、その内部の少なくとも１つの部分領域に、ガス結合材料、具体的には、チタン、タンタル、ニオブ、ジルコン、トリウム、バリウム、マグネシウム、アルミニウム、イッテルビウム、または、セリウムを含むことが可能である。外部凝縮（上記参照）による汚染粒子の結合は別として、前記粒子は、真空ハウジングの内部で吸収することも可能であり、この場合にも、真空ハウジング内部の隆起した表面が有利になる。内部のこの部分領域は、真空ハウジング自体によってまたは適合する表面仕上げを含む追加素子を適用することによって、あるいは、上述の材料を用いて内部をコーティングすることによって形成することが可能である。
【００３７】
内部空間に汚染粒子／分子をガス放出する少なくとも１つの構成部品が配置される場合、もう１つの望ましい実施形態では、汚れ抑制ユニットに、吸込みによって構成部品がガス放出した物質をハウジングの内部空間から除去する吸込みユニットが含まれる。この構成の場合、構成部品は、分容積を形成する真空ハウジング内に配置することもできるし、あるいは、ハウジングの残りの内部空間内に配置することも可能である。汚染ガス、とりわけ水または炭化水素を特に大量に放出する構成部品にはさらなる吸込みユニットを配置するのが望ましい。吸込みによって除去する結果として、ＥＵＶシステムのハウジングに用いるのに適したＥＵＶのための材料及び装置の選択において負担する費用を削減することが可能になる。これらの構成部品は、例えば、センサの場合もあれば、あるいは、例えば取付台、ミラーモジュール、電子構成部品、アクチュエータ、ケーブルハーネス、接着箇所、潤滑箇所等のような別の設計関連装置の場合もある。一般に、吸込みユニットまたは吸込みユニットの吸込み開口部は、ガス放出する構成部品のすぐ前に配置され、前記構成部品を少なくとも部分的に密閉する。ガス放出する構成部品は、吸込みによる除去の代わりに、例えば封入によって、ハウジングの残りの内部空間または真空ハウジングから耐ガス性のやり方で分離することも可能である。
【００３８】
あるとりわけ望ましい改良として、構成部品は、光学素子の基板または保持装置に配置される。この場合、構成部品が光学表面のすぐ近くに配置され、従って、特に容易に前記光学表面を汚す可能性があるので、吸込みまたは封入による除去はとりわけ有効である。この構成では、ガス放出する構成部品は、光学素子の基板に配置することが可能であり、通例、やはり光学素子の真空ハウジングによって密閉されるが、代替案として、光学装置の保持装置に、従って、一般には光学装置の残りの内部空間内に配置することも可能である。
【００３９】
本発明は、光学装置、とりわけ、内部空間を密閉するハウジングと、ハウジング内に配置された、光学表面を備える少なくとも１つのとりわけ反射性の光学素子と、ハウジングの内部空間に真空を発生するための少なくとも１つの真空発生ユニットと、汚染物質をガス放出する内部空間に配置された少なくとも１つの構成部品を含むＥＵＶリソグラフィ用の投影露光装置にも導入される。構成部品には吸込みユニットが組み合わせられており、この吸込みユニットが、吸い込みによって、構成部品からガス放出される粒子をハウジングの内部空間から除去する。この吸込みユニットは、吸い込みによって対象を絞った除去が可能になる、すなわち、吸込みユニットまたはその吸込み開口部が内部空間に配置される、具体的には、通常、ガス放出構成部品に隣接して配置されるという点において真空発生ユニットとは異なっている。
【００４０】
吸込みによって内部空間からガス放出された粒子／分子を除去することによって、光学素子の表面における汚染物質の分圧を低下させることも可能である。この構成では、汚染物質の最大放出を生じるか、または、とりわけ好ましくない配置を施された、すなわち、とりわけ光学表面に隣接して配置された構成部品だけに対して吸込みによる除去を実施することもできるし、あるいは代替案として、ハウジング内の全ての非光学構成部品または材料または装置に対して吸込みによる除去を実施することも可能である。こうして、理想的な場合には、１つの光学素子またはいくつかの光学素子が、関連する汚れ抑制ユニットを備えた真空ハウジングによってハウジングの残りの内部空間からシールドされる場合と同じ結果を得ることが可能である。真空発生ユニットを用いて、光学表面が配置されているハウジングの内部空間における吸込みによる除去を行うことによって、光学表面において、汚染物質、具体的には、水及び／または炭化水素の１０-9ｈＰａ（ｍｂａｒ）未満、好ましくは１０-11ｈＰａ（ｍｂａｒ）未満、とりわけ望ましいのは１０-13ｈＰａ（ｍｂａｒ）未満の分圧を発生することが可能である。
【００４１】
望ましい実施形態の１つでは、ガス放出する構成部品は反射光学素子の基板または保持装置に配置される。上述のように、光学表面のすぐ近くに位置する結果として、前記構成部品は特に高い汚染の確率を伴うので、こうした構成部品に対する吸込みによる除去はとりわけ有効である。
【００４２】
もう１つの望ましい実施形態では、光学装置に、好ましくは、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、ＸｅまたはＨ2、Ｎ2、及び、それらの混合物といった不活性ガスでハウジングの内部空間の少なくとも部分領域をパージするためのパージユニットが含まれているが、パージユニットは、１０-3〜１０ｈＰａ（ｍｂａｒ）、好ましくは１０-2〜１０-1ｈＰａ（ｍｂａｒ）のパージガス分圧を発生するように設計されている。パージユニットは、指向性不活性ガス流が発生するので、吸込みユニットまたは真空発生ユニットにガス放出物質を供給するために用いることが可能である。この構成の場合、吸込みユニットは、真空発生ユニットの真空ポンプに接続することが可能であり、ハウジングの内部に例えば漏斗形状をなす吸込み開口部を設けるという点で後者とは本質的に異なっており、この吸込み開口部が吸込みによる指向性除去を可能にする。
【００４３】
上述の光学装置の望ましい実施形態の１つには、汚染物質の分圧を測定するための残留ガス分析器が設けられている。残留ガス分析器は、内部空間における汚染物質の分圧を測定するために用いられる。本出願に関して、「残留ガス分析器」という用語は、本事例の場合にはハウジングの内部空間である、真空条件下の実験容積内におけるガス粒子の質量または質量スペクトルの分圧分布を測定するために用いられる質量分析計（例えば四極質量分析計）を表わしている。こうした質量分析計には、基本的に、調査すべきガス混合物の一部をイオン化するイオン源、それらの質量−電荷比に従って各種ガスイオンを分離するための分析システム、並びに、検出すべき質量−電荷比に関連したイオンまたはイオン流を測定するためのイオン検出システムが含まれている。残留ガス分析器を用いることによって、汚染物質とりわけ水及び炭化水素の分圧が指定の範囲内であるか否か、すなわち、典型的なＥＵＶ投影露光装置について、ｐ（Ｈ2Ｏ）の場合には１０-7ｈＰａ（ｍｂａｒ）以下であるか否か、ｐ（ＣxＨy）の場合には１０-9ｈＰａ（ｍｂａｒ）以下であるか否かを確かめることが可能になる。
【００４４】
この実施形態の望ましい改良として、ハウジングの内部空間に規定の漏れ速度で不活性ガスを導入するための較正漏洩器がハウジングに設けられる。従来の残留ガス分析器の場合、光学装置の動作中に、感度が徐々に低下するとか、あるいは、前記分析器が間違ったフィラメントパラメータで動作して、汚染物質の分圧が既に指定範囲内であるか、まだそれを超えているかがはっきりしないといったことが確認されている。較正漏洩器を用いることによって、残留ガス分析器を相対的に較正することが可能になり、こうした方法で、供給ガスの選択された漏れ速度及びボトルサイズに応じて、較正漏洩器の出力速度を数年間にわたって安定させることができるので、その機能をモニタすることが可能になる。較正漏洩器の漏れ速度は、十分低く選択されるので、真空に悪影響を及ぼすことはない。用いられる不活性ガスは、例えば、質量−電荷比が４５を超えるクリプトンまたはキセノン、あるいは、異なる不活性ガスの混合物とすることが可能である。とりわけ、一価イオンのキセノン（Ｘｅ+）は、約１００質量単位ほどの質量電荷比を有しており、従って、臨界炭化水素の領域内にある。
【００４５】
較正漏洩器を備えた上述の残留ガス分析器の場合、スイッチオン手順中に、すなわち、ハウジングの内部空間に真空を発生させている間で、まだ照射操作のためにＥＵＶ光源のスイッチをオンにする前の段階において、ある方法を実施することが可能であり、この方法では、内部ガスの分析が連続してまたは例えば１０分毎といったように特定の時間間隔をあけて実施される。この構成では、汚染物の分圧が較正漏洩器の不活性ガス分圧に割り当てられ、照射源は、前者が所望の仕様範囲内にある、すなわち、臨界閾値未満である場合に限って起動される。これとは対照的に、先行技術からは、ポンプによる吐出しの開始後ある所定の時間期間（約１０時間）待って、汚染物質の分圧が臨界閾値未満であるか確認することしか知られていない。上述の方法によれば、ＥＵＶ照射機器は、はるかに早く、例えば、数時間後には早くも照射操作を開始できる可能性がある。
【００４６】
もう１つの望ましい実施形態では、汚染物質の分圧を測定するための光共振器が設けられている。本特許明細書において分圧を測定するために用いられる測定装置では、光共振器は、リングダウン共振器とも呼ばれる。残留ガス分析器に比べると、この測定装置では、フィラメントによってスパッタ生成物が生じないという利点が得られる。
【００４７】
この実施形態の有利な改良として、光共振器が光学素子の表面に配置され、好ましくは前記表面を密閉する。残留ガス分析器による測定とは対照的に、光共振器を用いると、分圧測定は、「その場で」すなわち光学表面のすぐ近くで行うことが可能になる。上述の汚染物質の低下分圧は、従って、光学表面で直接測定することが可能になる、すなわち、１０-13ｈＰａ（ｍｂａｒ）以下の高真空圧範囲まで測定することが可能になる。
【００４８】
もう１つの有利な実施形態では、光学装置に、光共振器にレーザパルスを供給するためのレーザ光源と、光共振器の下流に配置されてレーザパルスの経時強度を測定するための分析装置が含まれている。必要があれば、レーザ光源及び分析装置は自律ユニットとすることが可能である、すなわち、それらを光学装置に組み込まなければならないというわけではない。いわゆる共振器リングダウン吸収分光法では、レーザパルスが光共振器に入力され、分析装置によって、パルスの光子寿命の強度勾配が時間をかけて測定される。減衰曲線の分析によって、調査すべき汚染物質の吸収に関する、従って、そのＥＵＶ真空内に封じ込められた分圧の集中に関する情報が得られる。入力波長に応じて、さまざまなガスの選択的調査を実施することができるので、用いられるレーザは可変周波数レーザであることが望ましい。すなわち、ある波長では水の調査を実施することが可能であるが、別の波長では、特別な炭化水素の調査を実施することが可能である。
【００４９】
本発明は、技術分野の項で言及した、基板と多層系の間に導電層が配置され、この導電層を電気的に接触させて、光電流を除去するか、接地するか、または、規定の電圧を印加するタイプの反射光学素子にも導入される。ＥＵＶ光による照射中に光電子とりわけ二次電子を生じることによって、光学素子の光学表面に電荷が発生するが、この電荷は基板によって切り離すことが可能である。というのは、前記基板は電気的に絶縁性であるかまたは多層系に比べると導電性がかなり低いためである。
【００５０】
光学面は直接電気的に接触しているので、光学面から電荷を除去することができるが、これによって、光学表面の表面形状、表面粗さ等が損なわれる可能性がある。基板と多層系の間に追加導電層を用いることによって、この層との接触を行うことが可能になり、その結果として、光学面が損なわれずに済むことになる。規定の電圧を印加するかまたは導電層を接地することによって、この層を用いて、光学表面から電荷を除去することが可能になり、こうして、光学素子の表面の帯電を阻止することが可能になる。さらにまたは代わりに、接触を利用して、ＥＵＶ光による照射中に二次電子の形成によって生じる光電流を測定することも可能である。この光電流は、光学表面の汚染度または劣化の指標となる。
【００５１】
望ましい実施形態の１つでは、導電層に、金属、具体的には、金、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、モリブデン、イリジウム、オスミウム、レニウム、銀、酸化亜鉛、または、関連する合金、あるいは、とりわけ交互になったＭｏ／ＳｉまたはＭｏ／ＳｉＮｉ層を含む多層系が含まれる。これらの材料から造られた導電層は簡単な方法で基板に付着させることが可能である。導電層として多層系を用いるのは、原理上、同じコーティング技術をとりわけ同時に用いることもできるので好都合であり、この技術はＥＵＶ反射層の付着にも利用される。
【００５２】
特に望ましい実施形態の１つでは、導電層の厚さは、５０ｎｍ未満であり、１ｎｍが望ましい。導電層は薄くなるほど、必要な材料が少なくなり、粗さの増す恐れが低下する。
【００５３】
もう１つの望ましい実施形態では、導電層を備えた基板が、多層系のエッジ領域に突き出しており、エッジ領域には、電線と導電層を接続するための少なくとも１つの接点が設けられている。通常、光学表面は、ミラー基板の表面より小さいので、ミラー基板が突き出しているその領域において、例えばハンダ点または接着点のような適合する接点または例えばクランプのような接合部を設けることが可能である。
【００５４】
本発明は、さらに、光学表面に隣接した基板上に配置されて、汚染物質を吸収する材料を含む、技術分野の項で言及したタイプの反射光学素子にも導入される。汚染物質（ガス）の特定の分圧において、光学素子の表面には一定の占有確率が存在する。表面における汚染原子及び分子の非指向性のランダムな移動の結果として、表面の温度、周囲圧力、フロー条件等に応じて、前記原子及び分子が有限時間内に吸収材料に到達することが可能になる。
【００５５】
望ましい実施形態の１つでは、吸収材料によって、光学表面、すなわち、露光操作中に光が入射する表面が具体的には環形状に包囲される。この構成では、吸収材料の形状が光学表面の形状と一致する、すなわち、例えば円形光学表面の場合には環形状をなす。環形状の吸収性の高い材料がこうした表面のまわりに配置されると、汚染物質がこの環に「くっつき」、それ以上反応しないので、光学表面は損なわれない状態を保つ。
【００５６】
もう１つの特に有利な実施形態では、吸収材料はルテニウムである。ＥＵＶリソグラフィの場合、ロジウム、パラジウム、モリブデン、イリジウム、オスミウム、レニウム、銀、酸化亜鉛、または、それらの合金または関連合金によって、とりわけ望ましいのはルテニウムによって、多層系を覆うことが知られている。というのは、これらの材料は強い触媒特性を備えているためである。この特性は、水と炭化水素の分圧が支配的で、ＥＵＶ照射の結果として、触媒カバー層に炭素の増大をほぼ必ず認めることができる、すなわち、光学表面が炭素によって汚れ、照射露光時間が長くなるにつれて汚れが増す、典型的なＥＵＶ環境における表面の照射中にとりわけ明らかになる。実験によれば、炭素によって汚され、測定誤差内で、Ｓｎ及びＺｎ原子をほとんど見つけることができないルテニウム表面とは対照的に、Ｓｎ及びＺｎによる汚れは親和性が強くて、純ルテニウムに付着することが分かった。照射中にＥＵＶ放射線にさらされない、従って、炭素によって汚されない光学表面のまわりにルテニウムの環を配置することによって、吸収環に対するＳｎ及びＺｎ汚染物の付着は炭素で汚された光学表面に比べて大幅に増大する。
【００５７】
とりわけ望ましい実施形態の１つでは、光学素子に、光学表面と吸収材料の間に温度勾配を生じさせるためのユニット、例えば、光学表面のための加熱装置が含まれる。加熱する結果として、光学表面における汚染物質の占有率が低下する。前記物質はより速く移動し、前記吸収材料の温度が光学表面の温度より低いので、温度差により、吸収材料に向かって移動することになる。この構成では、光学表面の温度は、例えば約６０℃まで上昇させることが可能である。多層系内における拡散隔壁を適切に選択すると、光学表面の領域に３００℃までの温度を導入することも可能になる。
【００５８】
本発明は、上述の少なくとも１つの光学素子を含む、とりわけ上述のタイプの光学装置にも導入される。この構成では、同じ光学素子に、基板と多層系の間に配置された導電層だけではなく、光学表面に隣接して配置された吸収材料も含むことが可能である。
【００５９】
光学装置の実施形態の１つにおいて、導電層は、質量電位及び／または電流または電圧測定装置に好ましくは電線を用いて接続されており、電流または電圧測定装置は、光電流の測定に用いられる。
【００６０】
望ましい改良として、電線は１ｋＨｚを超える周波数における光電流の測定に適応させられている。適応は、ケーブルの適切なシールド並びにその周波数応答の同調によって行われる。通常、ケーブルは真空システムのハウジングから光電流信号を導いて、その外部に配置された測定システムに供給するために用いられる。ＥＵＶ投影露光機器は１ｋＨｚを超える（１０ｋＨｚまでの）周波数でパルス動作するので、光電流のパルス分解測定が必要になり、これにはそれに対応すべく適応させた電線が必要になる。
【００６１】
本発明のさらなる特徴及び利点については、本発明に関して重要な詳細を示す図面中の図及び請求項に基づく本発明の典型的な実施形態に関する下記の説明において明らかにされる。個々の特性は個別に単独で実現することもできるし、あるいは、本発明の変形実施形態の１つでは、それらのいくつかを任意の所望の組合せで実現することも可能である。
典型的な実施形態が線図で示されるが、下記の説明で明らかにされる。以下の通りである。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】部分領域において円筒形にビーム光路を密閉する真空ハウジングを含む、本発明によるＥＵＶ投影露光装置の第１の実施形態の線図である。
【図２】装置のビーム光路を完全にシールドする複数の真空ハウジングを備えたＥＵＶ投影露光装置の第２の実施形態に関する同様の線図である。
【図３】汚染粒子をガス放出する構成部品が吸込み装置と組み合わせられているＥＵＶ投影露光装置の同様の線図である。
【図４】関連吸込み装置を備える、光学素子に配置された汚染粒子をガス放出する２つの構成部品に関する図１の断面図である。
【図５ａ−ｂ】その光学表面が吸収材料によって包囲された光学素子の平面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。
【図６】光共振器を備えた吸収分光計によって高真空内の圧力を測定するための測定装置を示す図である。
【図７ａ−ｂ】図６による測定装置で測定されたレーザパルスの経時減衰挙動の強度曲線の図である。
【図８】接触可能導電層を備えた反射光学素子を含む光学装置の図である。
【図９】３つの反射光学素子とクリーニングヘッドを備えた真空ハウジングの３次元表現による線図である。
【図１０】封入されたビーム光路を備えるＥＵＶ投影露光装置の重要部分の線図である。
【発明を実施するための形態】
【００６３】
図１には、真空発生ユニット３に関連したハウジング２を含むＥＵＶリソグラフィ用の投影露光装置１の線図が示されている。ハウジング２は、前記ハウジング２に配置される構成部品の光学機能に従って３つのハウジング部分（図１には示されていない）に分割される、具体的には、まず第１に、例えばプラズマ光源と照射放射線の焦点を合せるためのＥＵＶ集光ミラーを含む発光ユニット４を備えた第１のハウジング部分に分割される。
【００６４】
後続の第２のハウジング部分には、ビーム光路に従って、フィールドラスタ素子を備えたミラー５とひとみラスタ素子を備えたミラー６を含む照射系が配置される。下流に配置されて、望遠レンズ７の働きをするグループをなす３つのミラーには、垂直入射下において機能する第１及び第２のミラー８、９、並びに、光がすれすれ入射で当たる負の屈折力を備えた第３のミラー１０が含まれる。この照射系は、縮小サイズで結像すべき構造（不図示）を備えたレチクル１２が配置された物体平面１１にできる限り均一な像面を生じさせる。
【００６５】
物体平面１１のレチクル１２に配置された構造は、第３のハウジング部分に配置された、下流に位置する投影系によって像平面１３に結像するが、この像平面１３には、感光層（不図示）を備えるウェーハが配置されている。縮小サイズの結像のため、投影系３には、反射光学素子としてさらに６つのミラー１４．１〜１４．６が含まれている。
【００６６】
ハウジング２内において、真空発生ユニット３が、約１０-7ｈＰａ（ｍｂａｒ）の水の分圧及び約１０-9ｈＰａ（ｍｂａｒ）の炭化水素の分圧で真空を発生する。しかしながら、この真空では、ミラー４〜１０または１４．１〜１４．６及びレチクル１２の表面に対する水及び炭化水素、及びその他の汚染物質の付着を有効に阻止するには不十分である。汚染物質は、ハウジング２の内部空間１５に前記汚染物質をガス放出するいくつかの構成部品によって発生する。図１には、一例として、ハウジング２の壁面の部分領域に配置されたこうした構成部品１６が示されている。ＥＵＶ投影露光装置に用いられる多くの材料はベーキング処理可能ではないので、ハウジング２内へのこうしたガス放出構成部品の配置を完全に回避することは不可能である。
【００６７】
ハウジング２内で実現可能な真空は、とりわけ構成部品１６からの汚染物質のガス放出によって下方に制限される。極めて高性能のポンプが設けられる場合にはハウジング内の真空を改善することが可能であるが、追加費用の負担を回避し、技術的努力を軽減するためには、簡略化のため平面として示された、発光ユニット４の集光ミラーの光学表面１７のすぐ近くにおいてのみ高真空を発生するほうがはるかに有利である。
【００６８】
これは、第１の光学表面１７が真空ハウジング１８によって内部容積１５からシールドまたは分離されるので実現される。この構成では、真空容器１８によって、光学表面１７から生じる光路１９がジャケットのような形で密閉されるが、前記真空容器１８は、例えばガス放出率の低いステンレス鋼のような真空条件に適した材料から製作されている。真空容器１８を用いることにより、真空容器１８の開口部２０によってのみ残りの内部空間１５と通じている部分容積が、ハウジング２の内部空間１５から分離される。例えば、開口部２０には、真空分離及び／または内側に放射されるＥＵＶ光のフィルタリングのための薄膜フィルタを配置することが可能である。この構成では、真空容器１８は、ビーム光路１９の領域内に開口部２０を配置するのに十分な長さになるように選択されるが、この領域における前記ビーム光路１９の直径はとりわけ小さい。従って、多数の汚染粒子が真空容器１８によって形成される部分容積に侵入できないようにして、開口部２０にビーム光路１９を通すことが可能である。
【００６９】
真空容器１８の円筒形壁面には、図１に２つの矢印で表示された吸込みユニット２１が、真空ハウジング１８によって画定された部分容積からハウジング２の残りの内部空間１５に吸込み吐出し作用によって汚染粒子を送り込む汚れ抑制ユニットとして設けられている。もちろん、吸込みユニット２１は、内部空間１５から汚染粒子を完全に除去するために利用することも可能であり、この趣旨で、必要があれば真空発生ユニット３に接続される。いずれにせよ、吸込みユニット２１は、真空ハウジング１８における光学表面１７のすぐ近くに、すなわち、後者から約１〜３ｃｍの距離に配置されており、円筒形真空ハウジング１８の中心から始めて、汚染粒子を吸込みユニット２１に対して半径方向に移動させることになるように、光学表面１７に対してほぼ平行な圧力勾配を発生するために用いられる。
【００７０】
上記結果として、光学表面１７のすぐ近くに、すなわち、光学表面１７から約１ｃｍ未満、好ましくは０．５ｃｍ未満の距離をあけて、分圧が例えば水の場合には約１０-7ｈＰａ（ｍｂａｒ）未満で、炭化水素の場合には約１０-9ｈＰａ（ｍｂａｒ）未満の高真空が生じることになる。従って、これらの物質による光学表面１７の汚れはほとんど阻止することが可能になる。必要があれば、汚染物質の分圧は、さらに、例えば１０-13ｈＰａ（ｍｂａｒ）未満まで低下させることが可能である。
【００７１】
図１では、吸込みユニット２１以外に、少なくとも図１に示す部分領域において冷却水、液体窒素、または、液体ヘリウムによって真空ハウジング１８を２９０Ｋ、８０Ｋ、または、２０Ｋの温度まで冷却する冷却ユニット２２も設けられているが、その結果として、追加粒子が真空ハウジング１８の内側１８に凝縮することになる。表面積を増すため、真空ハウジング１８の内側２３は、適合する材料でコーティングすることもできるし、あるいは、粗面構造を施すことも可能である。
【００７２】
さらに、好ましくはＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、または、Ｈ2、Ｎ2、または、それらの混合物といった不活性ガスでパージするためのパージユニット２４が、汚れ抑制ユニットとして設けられるが、このユニットは、１０-3〜１０ｈＰａ（ｍｂａｒ）の分圧範囲内で汚染物を自由分子の移動領域外に運び去る。不活性ガスによるパージングによって、光学表面１７から開口部２０に向かう流れが発生し、不活性ガスによって運ばれる汚染物質は、この開口部を通ってハウジング２の内部空間１５に流入し、吸込みによって除去される。さらに、真空容器１８の円筒形壁面の吸込みユニット２１（２つの矢印で表示された）を用いた吸込み除去によって、汚染物質またはガス粒子が、真空ハウジング１８によって画定された分容積の外部の領域に、すなわち、ハウジング２の残りの内部空間１５にまたは理想的にはハウジング２の外部の領域に送り込まれる。
【００７３】
さらに、ハウジング２の内部空間１５における真空の改善を目的として、もう１つの構成部品１６ａがガス放出する汚染粒子をハウジング２の内部空間１５から吸込みによって除去するためにもう１つの吸込みユニット２５ａが設けられる。この構成では、もう１つの吸込みユニット２５ａがもう１つの真空ポンプ３ａに接続されるが、代替案として、真空ポンプ３に接続することも可能である。もちろん、真空ハウジング１８に配置された吸込みユニット２１も真空ポンプ（不図示）に接続される。
【００７４】
もう１つの構成部品１６ａは、大量の汚染物質をガス放出するが、汚染粒子がハウジング２の内部空間１５に侵入できないようにもう１つの吸込みユニット２５ａによってシールドされる。もう１つの構成部品１６ａに関する吸込みによる除去は、構成部品１６の場合より大量の汚染物質を放出するし、結果としてハウジング２の内部空間１５から強制的に分離しなくてもすむので賢明である。吸込みによる除去の代替案として、ハウジング２の内部空間１５から封入によってもう１つの構成部品１６ａを分離することも可能である。
【００７５】
もちろん、こうした汚染構成部品は、照射系の第１のミラー５に関して図４に示すようにミラー４〜１０及び１４．１〜１４．６に配置することも可能である。ビーム光路１９内に配置された光学表面２６は別として、ミラー５にはさらに２つの構成部品１６ｂ、１６ｃが配置されており、このさらなる構成部品１６ｂ、１６ｃは関連するさらなる吸込みユニット２５ｂ、２５ｃによって収集されるさらなる汚染物質を放出する。もちろん、このようにして、ミラー保持装置に配置された構成部品に対して、あるいは、必要であればミラー保持装置自体に対して吸込みによる除去を行うことが可能である。適切な封入または吸込みによる除去によれば、光学表面１７自体だけではなく光学素子４全体も真空ハウジング１８内に組み込み、前記真空ハウジング１８によって密閉することが可能になる。
【００７６】
図１では、とりわけ良好な真空状態のミニ環境が、発光ユニット４の集光ミラーの光学表面１７、すなわち、単一光学素子においてのみ生じるが、図２では、こうした環境が、投影照射機器１の全てのミラー４〜１０、１４．１〜１４．６並びにレチクル１２に生じる、すなわち、投影露光機器のビーム光路１９全体が、ハウジング２の残りの内部空間１５から分離され、ミラー５〜１０、１４．１〜１４．６の各光学表面に、それぞれ、図１に関してより詳細に記述の矢印によって表示された適合する吸込みユニット２１によって高真空が生じることになる。このため、ハウジング２内には複数の真空ハウジング１８．１〜１８．１０が設けられており、この真空ハウジング１８．１〜１８．１０には、ビーム光路１９における最初と最後のものを除いて、いずれの場合にも少なくとも２つの光学素子が配置されている。今後は、簡略化のため、「光学素子」という用語はミラー５〜１０、１４．１〜１４．６とレチクル１２の両方を表わすものとする。
【００７７】
いずれの場合も、ビーム光路１９内に連続して配置された２つの真空ハウジング１８．１〜１８．１０は、ビーム光路１９が共用開口部を通ることができるように例えばフランジで相互連結されている。通常、いずれの場合も、例えば第２の真空ハウジング１８．２の場合のように、光学表面１７．１、１７．２を備えたミラー５、６の２つが真空ハウジングの向かい合った平面に配置されている。いくつかの光学素子が、例えばレチクル１２のすぐ近くといったように、互いにすぐ隣接して配置されている領域には、共用真空ハウジング内に２つ以上の光学素子を配置することが可能である。
【００７８】
オプションにより、真空ハウジング１８．１〜１８．１０は、図１に示す冷却装置２２を具備し、及び／又は、内部２３の少なくとも１つの部分領域に、ガス結合材料、とりわけ、チタン、タンタル、ニオブ、ジルコン、トリウム、バリウム、マグネシウム、アルミニウム、ルテニウム、イッテルビウム、または、セリウムを含むことができる。こうして、凝結または吸収によって、真空ハウジング１８．１〜１８．１０内のいくつかの汚染粒子の数をさらに減少させることが可能である。
【００７９】
発光ユニット４を備える第１の真空ハウジング１８．１には、図１に示すように、隣接する真空ハウジング１８．２に汚染物質を運び込む不活性ガス流を発生するパージユニット２４が配置されており、汚染物質はその隣接真空ハウジングから吸込みユニット２１によって内部空間１５に送り込まれる。この場合、前記第１の真空ハウジング１８．１は、耐ガス性になるように、たわみ真空素子を用いて発光ユニット４に接続され、従って、パージユニット２４を汚す物質が光学表面１７から十分に隔離されるので、第１の真空ハウジング１８．１の内部容積に吸込みユニットを設ける必要がない。
【００８０】
ハウジング２の残りの内部空間１５からビーム光路１９をほぼ完全に封止する結果として、それらの場合には、通常はそうであるより好ましくない真空状態を選択することが可能になる、すなわち、真空発生ユニット３は、低下した吸込み吐出し出力で動作させることが可能になり、より激しくガス放出する構成部品を利用することが可能になり、概して云えば、構成部品のガス放出により注意を払う必要がなくなる。最も好ましい事例において、もはやハウジング２の内部空間に真空を発生させるために真空発生ユニット３を用いる必要がなくなり、代わりに、ただ単に吸込みユニット２１のためのポンプとして利用することが可能になる。この場合、ハウジング２の残りの内部空間１５は大気圧が支配的になる。
【００８１】
それぞれ改善された真空状態下において１つの光学素子または全ての光学素子が動作する図１に示す事例と図２に示す事例の間には、例えば、２つ、３つ等の光学素子及びその光学表面がそれぞれ高真空内に配置されるといった、他の任意の漸変的段階ももちろん可能である。これら全ての事例において、内部空間１５内または光学表面１７、１７．１、１７．２上の汚染物質の分圧を測定可能であれば、望ましい。
【００８２】
ハウジング２の内部空間１５における汚染物質の分圧を測定するため、分圧の質量スペクトルを求めることが可能な残留ガス分析器２７が設けられる。残留ガス分析器２７の較正のため、不活性ガスとしてキセノンを入れたガス容器２９が、較正漏洩器２８によってハウジング２の内部空間１５と通じている。較正漏洩器２８によって、内部空間１５への不活性ガスの一定の流入があることが確認される。残留ガス分析器２７を較正することが可能になり、較正漏洩器２８の漏れ速度に関してその機能をモニタすることが可能になる。こうして、とりわけスイッチオンプロセス中に、すなわち、真空発生ユニット３によるハウジング２内における真空の発生時に、汚染物質の所望の分圧に既に達したか否か、及び、投影露光装置１が露光操作を開始できるか否かをモニタすることが可能になる。
【００８３】
内部空間１５における汚染物質の分圧を測定する残留ガス分析器２７以外に、ハウジング２内には光共振器４８が配置されており、この光共振器４８が光学素子６の光学表面１７．２における分圧を直接測定するために用いられる。図６には、関連する測定構造全体が示されているが、それには、可変周波数パルスレーザの形態をとるレーザ光源４６、
入力光学素子４７、光共振器４８（リングダウン共振器）、及び、コンピュータが接続された検出器とオシロスコープを含む評価ユニット４９が含まれている。投影露光装置１には、入力光学素子４７と、レーザ光を分離するための対応部品を配置することだけが必須であり、結合及び分離は光ファイバで行うのが望ましい。
【００８４】
分圧を測定するため、第１のレーザ光源４６は、検出すべき、光学表面に対する汚染効果のあるガスの遷移に対応する波長に設定される。その後、入力光学素子４７によって、光共振器４８に入射するレーザパルスを発生させる。図７に示すレーザパルスの経時強度勾配によって、光共振器４８の容積内におけるレーザパルスの吸収度に関する情報が得られる。図７ａには光共振器４８に吸収ガスが存在しない場合の光子強度の減衰曲線５０ａが示されており、一方、図７ｂにはこうした吸収物質がある場合の減衰曲線５０ｂが示されている。この図に明らかに示されているように、後者の場合には光共振器内における光子の寿命は短縮される。吸収の結果としての半減期の値の減少から、その特定の事例において励起させられた物質の光共振器４８内における濃度に関する情報を求めることが可能であり、従って、その分圧に関する情報を求めることが可能である。上述の測定方法によれば、１０-13ｈＰａ（ｍｂａｒ）の領域までの極めて正確な分圧測定値を得ることが可能になるので、光学表面において、炭化水素の極めて低い分圧でさえ直接測定することが可能である。
【００８５】
図３には、高真空下において全ての光学素子を機能させるための代替オプションが示されている。一例として、図３には、汚染物質をガス放出する３つの構成部品１６ａ〜１６ｃが示されている。これらの構成部品のうちの２つは、吸込みユニット２５ａ、２５ｂと組み合わせられており、これらの吸込みユニットによってガス放出された汚染粒子がハウジング２の内部空間１５から隔離される。第３の構成部品１６ｃにはパージガスユニット２４が組み合わせられており、このパージガスユニット２４によってパージガス流が発生する。第３の構成部品１６ｃからガス放出された汚染粒子は、前記パージ流によって運び去られて、真空発生ユニット３のすぐ近くに送り込まれ、真空発生ユニットによって、ハウジング２から除去される。全ての構成部品１６ａ〜１６ｃを、あるいは、それらのうちとりわけ汚染物質をガス放出する傾向の強い構成部品をハウジング２内に封じ込める場合には、真空発生ユニット３は、ハウジングの内部空間１５に、汚染物質の（総）分圧がやはり１０-9ｈＰａ（ｍｂａｒ）未満になる真空を発生することが可能である。もちろん、この結果として、光学表面に対する汚染物質の付着も大幅に減少する。
【００８６】
図９には、その光学表面１７．３〜１７．５がほぼ並行に配置された、図１の３つの反射素子５、６、８用のハウジング１８．１１のミニ環境において汚染物質の量を減少させるためのもう１つの例が示されている。図９の真空ハウジング１８．１１は、図１の真空ハウジング１８に固定することが可能であり、その開口部２０によって、ビーム光路１９は第１の反射光学素子５の光学表面１７．３に到達することが可能になる。図１〜４の構成とは対照的に、パージガスユニット（不図示）によって供給される分子水素の一部が、活性化ユニット６１によって約２４００℃の温度まで加熱されたフィラメント６１ａを横切って流れることによってクリーニングヘッド６０で活性化され、原子水素を生じることになる。クリーニングヘッド６０は、真空ハウジング１８．１１の内部で第３の反射光学素子１７．５の光学表面１７．５の近くに配置されており、光学表面１７．５に対するクリーニングガスの噴流６２を発生する。クリーニングガスの噴流６２には、光学表面１７．５からの汚染物質とりわけ炭素の除去に用いられる原子水素が含まれている。噴流６２の残留物は、フィラメント６１ａで分解されなかった分子水素、パージガスとして利用して、第１及び第２の反射光学素子５、６間に配置された吸込みユニット２１の働きをする出口を介して、それ以外の汚染物質と共に原子水素クリーニングの反応生成物とりわけメタンを真空ハウジング１８．１１から除去する流れを生じさせることが可能である。出口２１は、内部空間１５（図１に示す）から真空ハウジング１８．１１の内部への汚染物質の拡散を阻止するように選択された長さ及び直径を備える管として設計されている。当該技術者には明らかなように、真空ハウジング１８．１１内への汚染粒子／分子の拡散率を低下させるための出口２１を設計する他の可能性が存在する。
【００８７】
もちろん、各光学表面１７．３〜１７．５毎に、真空ハウジング１８．１１内に独立したクリーニングヘッドを設けることが可能である。クリーニングの必要がなければ、フィラメント６１ａのスイッチをオフにして、クリーニングヘッド６０をパージガスとしての分子水素の入口として利用できるようにすることが可能である。もちろん、分子水素は別として、他のパージガス、具体的には上述のものは、加熱フィラメント６１によって同様に活性化することが可能である。また、原子水素クリーニングのクリーニング速度を高めるため、真空ハウジング１８．１１の内部２３に石英ガラスのコーティングが施される。ガラス状物質とりわけ石英ガラスは、原子水素再結合率が低いので、真空ハウジング１８．１１の内部２３に入射する原子水素が再結合する確率が低くなり、真空ハウジング１８．１１の内部２３に分子水素が生じることはなく、従って、光学表面１７．５に存在する汚染物との反応速度を高めることになる。
【００８８】
さらに、第２の光学素子１７．４の光学表面１７．４の汚染状況を測定するため、真空ハウジング１８．１１の内部には光源６３としてのＬＥＤと光センサ６４を含む測定ユニットが配置されている。ＬＥＤ６３は、光学表面１７．４から反射光の強度を測定するセンサ素子６４に反射される可視スペクトル内の波長の光を放出し、上述の独国特許出願第ＤＥ１０２００７０３７９４２．２号明細書に詳述されたやり方で、汚染状況とりわけ光学表面１７．４における汚染層（不図示）の厚さを測定する。光センサ６４及び光源６３は汚染物質をガス放出する可能性があるので、真空ハウジング１８．１１の内部２３の石英ガラスによるコーティングによって封止される。他のガス放出構成部品は真空ハウジング１８．１１の内部に配置されているので、真空ハウジング１８．１１の内部における汚染物質は極めて少ない量に保つことが可能である。
【００８９】
真空ハウジング１８．１１の内部２３に石英ガラスのコーティングを施すことには、石英ガラスは原子水素に対してほとんど不活性であるため、水素によって誘発されるガス放出、すなわち、原子水素との反応による真空ハウジング１８．１１の内部の材料からの汚染物質のガス放出を防ぐことができるというさらなる利点がある。クリーニングで誘発される揮発性のガス放出生成物を発生しない他の材料、とりわけ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｎａ、Ｐ、Ｓを含まない鋼もこの目的に適している。
【００９０】
露光開始前に、すなわち、ＥＵＶ投影露光装置１の停止時間中に、真空ハウジング１８．１１の内部２３から汚染物質を除去することを目的として、真空ハウジング１８．１１を１５０℃のベーキング処理温度まで均一に加熱するための加熱ユニット６５が設けられている。こうして、汚染物質とりわけ水を真空ハウジング１８．１１の内部２３から脱離し、吸込みユニット２１を介して外部に送り出すことが可能になる。ベーキングを可能にするため、ベーキング処理温度に耐えることができない材料は、真空ハウジング１８．１１の内部に配置することができない。すなわち、反射光学素子５、６、９には、その上に光学表面１７．３〜１７．５が配置される多層系（不図示）が設けられるが、この多層系は、その光学特性を劣化させることなく２００℃までの温度に耐える。
【００９１】
図１０には、その内容全体が参考までに本明細書で援用されている米国特許出願第２００５／０２７５８２１Ａ１号明細書（特許文献２）に記載のもう１つのＥＵＶ投影露光装置１’の主要部分が示されている。ＥＵＶ投影露光装置１’には、ウェーハステージ１０８に配置されたウェーハ１０８Ａの感光性レジストにレチクルステージ１０６に配置されたレチクル１０６Ａ上の構造を縮小結像するための投影光学系１０７が含まれている。投影光学系１０７のハウジング１０７Ａには、レチクル１０６Ａが配置された空間に対する開口部の近くに配置された極低温パネル１２４Ａを備える第１の極低温冷却器１２４と、ウェーハ１０８Ａが配置された空間の近くに極低温パネル１２３Ａを備える第２の極低温冷却器１２３が含まれている。投影系１０７の内部におけるＥＵＶ放射線のビーム光路１０８Ｂは、第１の極低温パネル１２４Ａを通って、５つの反射光学素子Ａ〜Ｅによって反射された後、第２の極低温パネル１２３Ａを通って、ウェーハ１０８Ａに入射する。
【００９２】
第１と第２の極低温パネル１２４Ａ、１２３Ａ間のビーム光路は、耐ガス性のやり方で互いに接続された複数の真空ハウジング１０９によって完全に密閉される。このようにして、反射光学素子Ａ〜Ｅは、投影計１０７のハウジング１０７Ａの内部空間に汚染物質をガス放出する構成部品（不図示）から保護される。真空ハウジング１０９の内部の汚染物の分圧を低下させることを目的として、第１及び第２の極低温パネル１２４Ａ、１２３Ａの近くに配置された、ビーム光路１０８Ｂの入口及び出口として用いられる真空ハウジング１０９の２つの開口部へのパージガス流を発生させるためのパージユニット１１１が設けられている。これらの開口部（不図示）は、図９に関連して解説のように設計することが可能である、すなわち、真空ハウジングの内部への汚染物質の拡散を阻止する形状を備えることが可能である。
【００９３】
投影系１０７の場合と同様、ＥＵＶ投影露光装置１’のハウジング（不図示）内部の汚染粒子から、図１０にその１つ（１０５Ａ）が示されているさらに４つの反射光学素子の表面を保護するため、レチクル１０６Ａとビーム整形ユニット（不図示）を備えたＥＵＶ光源（不図示）との間には、照射系の複数の真空ハウジング１１０が配置されている。
【００９４】
図１０に示す例の場合、２つの複数真空ハウジング１０９、１１０によって、それぞれ、投影系１０７と照射系の反射光学素子（ミラー）間におけるビーム光路が密閉される。一般に、異なる構造の結像が必要な場合にレチクル１０６Ａを取り替えるためのロードロックが設けられていて、ＥＵＶ投影露光装置１’の外部でレチクルのクリーニングを実施できるようになっているので、真空ハウジングによって保護されない唯一の反射表面はレチクル１０６Ａの反射表面である。
【００９５】
図１〜図４及び図９並びに図１０に示す構成では、最も好ましい場合、ミラーを直接包囲すると、汚染物（例えば炭化水素または水）の分圧を１０-13ｈＰａ（ｍｂａｒ）未満にまで低下させることができる（とりわけパージされるミニ環境の場合）。さらに、ハウジング２でＥＵＶを用いるのに適した材料及び機器の選択には費用の削減が必要になる。もちろん、上述のアプローチは、ＥＵＶ投影露光装置に制限されるものではなく、とりわけ、例えばＥＵＶ光学装置のような反射光学素子を含む光学素子の場合、さまざまな数及び形状の光学素子の含む任意の光学装置に有効に利用することが可能である。
【００９６】
投影露光装置１における対策で生じた汚れの減少とは別に、さらに詳細に後述するように、光学素子自体に汚れ抑制対策を施すことも可能である。図５には、図１〜図３に示す投影露光装置のための光学素子４０が示されている。前記光学素子４０には、基板４１と、光学表面４４が汚染物質にさらされた多層系４２が含まれている。光学表面４４に対する汚染物質の付着をできる限り防ぐため、光学表面４４のまわりまたは多層系４２のまわりにはルテニウムの環４３が配置されるが、この環は、金属及び例えば錫及び亜鉛化合物のような金属化合物、並びに、炭化水素を汚染物質としてとりわけよく吸収する。
【００９７】
光学表面４４に存在する汚染物質は、無指向性の熱移動を行う。汚染物質は、光学表面４４のエッジに達するとすぐに吸収材料に付着し、その結果として、光学表面４４の汚れを減少させることが可能になる。この効果を強化するには、光学表面４４の加熱が望ましく、そのため、図５に示す光学素子４０の基板４１にはヒータ４５が埋め込まれている。このヒータ４５を用いることによって、光学表面４４の温度上昇が生じ、その温度上昇によって、汚染物質の分子または原子の移動の促進がトリガされるので、前記物質がより速く移動し、より短い時間期間で光学表面４４のエッジに到達することになる。吸収材料４３に比べて光学表面４４の温度を上昇させることにより、温度勾配、従って、吸収材料に向かうさらなる対流が生じる。代わりにまたはさらに、冷却ユニットを用いて吸収材料の温度を低下させることが可能である。
【００９８】
図８には、ＥＵＶリソグラフィのためのもう１つの反射光学素子３０が示されているが、この反射光学素子３０には、低導電率の基板３１と、基板３１と向かい合う側に反射光学表面３４を具備する導電性多層系３３が含まれている。
【００９９】
ＥＵＶ光学装置に照射放射線を用いることによって、通常、光電子とりわけ二次電子が光学表面に発生し、そのため帯電が生じ、結果として、帯電または分極性粒子を付着させることになる可能性がある。このため、光学素子３０には、光電流を除去するか、接地するか、または、規定の電圧を印加するための、基板３１と多層系３３の間に配置された導電層３２が電気的に接触可能に設けられている。このため、層３２を備えた基板３１は、層３２を電線３６に接続するための接点としてのハンダ点または接着点３５が取り付けられた、多層系３３のエッジ領域内に突き出している。この場合、導電層３２はニッケルを含んでおり、厚さが約２０ｎｍである。代替案として、層３２には、金または十分な厚さの他の適合する材料とりわけ多層系を含むことが可能である。規定の電圧または質量電位を印加することにより、光学表面３４に直接接触することを必要とせずに、光学表面３４から電荷を取り去ることが可能である。
【０１００】
図８の場合、それによって光学表面３４の汚染度に関する結論を出すことが可能になる、光電流を測定するために用いられる電流または電圧測定装置３７に電線３６が接続されている。光電流を測定するため、電線３６には適合するシールドが施されているので、ＥＵＶ投影露光機器のパルス周波数に対応する１ｋＨｚを超える周波数の光電流を測定することが可能になる。この構成では、電線３６は、光学素子３０が通常配置されている真空ハウジングからセンサ電流を導き出す。
【０１０１】
追加導電性の接触可能層３２を用いることによって、光学表面３４に直接接触する必要がなくなるので、その光学特性の歪みまたは劣化を回避することが可能になる。もちろん、層３２には、例えば、電気接点を基板３１に埋め込むといった点で上述のやり方とは異なる方法で接触することも可能である。
【０１０２】
図５及び図８において光学素子４０または３０に対して実施される測定は、単一光学素子に対して組み合わせて実施することも可能である。上述の光学素子４０及び３０は、例えば図１〜図３に示すマイクロリソグラフィ用の投影露光装置または他のＥＵＶ光学装置において有効に用いることが可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
１、１’  投影露光装置、２  ハウジング、３  真空発生ユニット、４〜１０、１２、１４．１〜１４．６  反射光学素子、１５  ハウジングの内部空間、１６ａ〜１６ｃ  構成部品、１７、１７．１〜１７．５  反射光学素子の光学表面、１８、１８．１〜１８．１１  真空ハウジング、１９  ビーム光路、２１  吸込みユニット、２２  冷却ユニット、２４  パージユニット、２５ａ〜２５ｃ  吸込みユニット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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