发明名称 光学特性复原装置、复原方法及使用于该装置之光学系统
摘要
申请公布号 TWI356439 申请公布日期 2012.01.11
申请号 TW093112330 申请日期 2004.04.30
申请人 三菱重工业股份有限公司 发明人 坂井智嗣;鹤我薰典;山越英男;栗林志头真;团野实;二见博;山崎纪子
分类号 H01J61/20 主分类号 H01J61/20
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 一种光学特性复原装置,藉由防止、抑制、或改良位于输出光中或位于该输出光之光路径中之光学系统的光学特性劣化而改良光学系统之光学特性的可靠度及寿命,其中该光学系统系位于一有机成份可被分解的近真空区域内,该劣化系因沉积或累积在该光学系统之光照射表面、光反射表面、光发射表面(通称为「发光表面」)上的碳所造成的,而且该等表面系面向该真空区域,该光学特性复原装置包括:一构件用于产生近真空区域,其可于活性能量存在时激发碳的氧化反应,该近真空区域系面向该光学系统的该等发光表面者;一构件用以于该近真空区域中产生OH基团、OH-离子、臭氧、O2-离子、O-基团等含氧原子的不稳定化学种;一构件于该近真空区域内促进该等含氧原子的不稳定化学种与该碳之间进行氧化反应;以及其中该光学特性复原装置会藉由该氧化反应移除或减少沉积于该发光表面上之累积碳。一种光学特性复原装置,藉由防止、抑制、或改良位于输出光中或位于该输出光之光路径中之光学系统的光学特性劣化而改良光学系统之光学特性的可靠度及寿命,其中该光学系统系位于一有机成份可被分解的近真空区域内,该劣化系因沉积或累积在该光学系统之光照射表面、光反射表面、光发射表面(通称为「发光表面」)上的碳所造成的,而且该等表面系面向该真空区域,该光学特性复原装置包括:一构件用于产生近真空区域,以激发碳的氧化反应,该近真空区域系面向该光学系统的该等发光表面者;一构件用以于该近真空区域中产生水蒸气、氧、过氧化氢、臭氧、或该等气体与非活性气体(包含空气在内)的混合气体的气流;一构件于该近真空区域内供应活性能量,以便使上述水蒸气、氧、过氧化氢、臭氧、或该等气体与非活性气体(包含空气在内)的混合气体与该碳之间发生氧化反应;以及其中该光学特性复原装置会藉由该氧化反应移除或减少沉积于该发光表面上之累积碳。一种光学特性复原方法,藉由防止、抑制、或改良位于输出光中或位于该输出光之光路径中之光学系统的光学特性劣化而改良光学系统之光学特性的可靠度及寿命,其中该光学系统系位于一有机成份可被分解的近真空区域内,该劣化系因沉积或累积在该光学系统之光照射表面、光反射表面、光发射表面(通称为「发光表面」)上的碳所造成的,而且该等表面系面向该真空区域,该光学特性复原方法包含步骤如下:产生一近真空区域,于活性能量存在时激发碳的氧化反应,该近真空区域系面向该光学系统的该等发光表面者;于该近真空区域中产生OH基团、OH-离子、臭氧、O2-离子、O-基团等含氧原子的不稳定化学种;以及藉由让该沉积碳与该等含氧原子的不稳定化学种进行反应以移除或减少沉积于该发光表面上之累积碳。一种光学特性复原方法,藉由防止、抑制、或改良位于输出光中或位于该输出光之光路径中之光学系统的光学特性劣化而改良光学系统之光学特性的可靠度及寿命,其中该光学系统系位于一有机成份可被分解的近真空区域内,该劣化系因沉积或累积在该光学系统之光照射表面、光反射表面、光发射表面(通称为「发光表面」)上的碳所造成的,而且该等表面系面向该真空区域,该光学特性复原方法包含步骤如下:产生一近真空区域,于活性能量存在时激发碳的氧化反应,其中该近真空区域系面向该光学系统的该等发光表面者;以及供应活性能量,同时供应含氧原子气体的气流至该近真空区域中,以便移除或减少沉积在该发光表面上的累积碳,其中,该含氧原子气体系水蒸气、氧、过氧化氢、臭氧、或该等气体与非活性气体(包含空气在内)的混合气体。如申请专利范围第3或4项之光学特性复原方法,其中形成该光路径的光束系波长在380 nm以下的普通紫外光或是波长在200 nm以下的真空紫外光,而且用于输出该紫外光或位于该输出光之光路径中的该光学系统系一含有下述其中一者或其组合物的光学材料:氟化物(例如氟化镁、氟化钙、氟化钡、氟化铝、冰晶石、Thiolite或其它氟化物化合物)、金属氟化物(例如氟化镧、氟化镉、氟化钕、氟化钇)或高纯度的氧化物(例如合成石英玻璃或蓝宝石)。如申请专利范围第4项之光学特性复原方法,其中于分解该近真空区域中之有机成份所产生的碳已经成长于该等光学系统表面及对向表面上的情况中,该等被供应至该近真空区域中的含氧原子气体的分压的下限值系设为高于碳增长的速度。如申请专利范围第4项之光学特性复原方法,其中于将该真空紫外光照射至该光学系统或由该光学系统进行照射时以复原该光学系统之该等光学特性的情况中,该等被供应至该近真空区域中的含氧原子气体的分压的上限值系设为低于该含氧原子气体对该真空紫外光的吸收就其在该近真空区域内实施其功能而言无法忽略的程度以下。如申请专利范围第7项之光学特性复原方法,其中系藉由特定的含氧原子气体的分压实际填充该近真空区域将该含氧原子气体的分压的上限值设至某一程度,然后测量该光路径上之真空紫外光的量,以检查其衰减程度。如申请专利范围第3或4项之光学特性复原方法,其中形成该光路径的光束系一具有真空紫外光波长范围内之特定波长的光束。如申请专利范围第3或4项之光学特性复原方法,其中形成该光路径的光束系一具有高光子能量的真空紫外光。如申请专利范围第4项之光学特性复原方法,其中当该含氧原子气体为氧气时,气体分压的下限与上限间的范围系设在0.02 mtorr-20 mtorr之间。如申请专利范围第4项之光学特性复原方法,其中当该含氧原子气体为水蒸气时,气体分压的下限与上限间的范围系设在0.005 mtorr-20 mtorr之间。一种包括氟化物化合物的光学系统,其曝露在真空紫外光或电浆光中的环境中,其光子能量高于该光学系统之基本母体的吸收波长,该光学系统包括由位于该近真空区域边界处的复数个透光部件或复数个反光部件所构成之光学元件,位于该真空区域之光路径中的绕射、折射、频谱生成、透射及绕射位置调整用光学元件,藉由照射光进行表面处理之光学物体,及该等光学元件或光学物体之位置调整机构或保持机构、容器、密封材料,其中至少于该光学系统之光照射侧(内侧)上形成一膜厚度为2-20 nm的SiO2或金属氧化物保护膜,以防止该等氟原子因照射光而从该光学系统的表面剥离。一种包括氟化物化合物的光学系统,其曝露在真空紫外光或电浆光中的环境中,其光子能量高于该光学系统之基本母体的吸收波长,该光学系统包括由位于该近真空区域边界处的复数个透光部件或复数个反光部件所构成之光学元件,位于该真空区域之光路径中的绕射、折射、频谱生成、透射及绕射位置调整用光学元件,藉由照射光进行表面处理之光学物体,及该等光学元件或光学物体之位置调整机构或保持机构、容器、密封材料,其中至少于该光学系统之光照射侧(内侧)上形成一膜厚度为2-20 nm的SiO2或金属氧化物保护膜,以防止该光学系统的表面因照射光而发生氧化。一种包括氟化物的光学系统,其在具有电浆存在之内部空间的光学装置中面对曝露于电浆之位置而配置,该光学系统包括由位于该近真空区域边界处的复数个透光部件或复数个反光部件所构成之光学元件,位于该真空区域之光路径中的绕射、折射、频谱生成、透射及绕射位置调整用光学元件,藉由照射光进行表面处理之光学物体,及该等光学元件或光学物体之位置调整机构或保持机构、容器、密封材料,其中在曝露于该电浆的表面上形成一由电浆耐性较该氟化物高的材料所组成的2 nm-20 nm的保护膜。如申请专利范围第13至15项中任一项之光学系统,其中该光学系统系由单晶氟化物材料所组成,其晶轴(c轴)系沿着该光照射的方向,且在与晶轴垂直之面形成SiO2或金属氧化物保护膜。如申请专利范围第13至15项中任一项之光学系统,其中该金属氧化物保护膜系从Al2O3、MgO、TiO2、ZrO2中所选出的。如申请专利范围第16项之光学系统,其中该金属氧化物保护膜系从Al2O3、MgO、TiO2、ZrO2中所选出的。如申请专利范围第13至15项中任一项之光学系统,其中该保护膜系由离子束溅镀法或电浆CVD法所形成的。如申请专利范围第16项之光学系统,其中该保护膜系由离子束溅镀法或电浆CVD法所形成的。如申请专利范围第17项之光学系统,其中该保护膜系由离子束溅镀法或电浆CVD法所形成的。如申请专利范围第18项之光学系统,其中该保护膜系由离子束溅镀法或电浆CVD法所形成的。一种使用一光学装置的方法,其包括步骤如下:事先于光学系统上涂敷一由从SiO2或Al2O3、MgO、TiO2、ZrO2中选出的金属氧化物组成之2 nm-20 nm的保护膜,其中该膜会抑制基本母体因真空紫外光照射或曝露于电浆造成基本母体结构元素从该基本母体表面剥离或基本母体表面氧化所致经时劣化;以及将该光学系统并入一存在真空紫外光源或电浆光源之目的装置中使用,该真空紫外光源或电浆光源所具有的光子能量高于该光学系统之基本母体的吸收波长。如申请专利范围第23项之使用一光学装置的方法,其中该等光源会提供足够的光输出来补偿因该保护膜而造成该光学系统的透射率初始劣化,而且该光学系统配置于该光源之光学路径之上,用以于初始劣化之后抑制光学特性之劣化。
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