同步辐射光束线上存在的碳污染是影响光束线特别是软X光束线传输效率的重要原因,污染的生成与镜箱腔壁上存在有少量的油有关。为了获得更加洁净的真空室，通过辉光放电对镜箱真空室壁进行清洗，力争从源头上减少光学元件碳污染的产生。设计并搭建了一套应用在同步辐射光束线镜箱上的辉光放电清洗系统，并研究了装置在不同真空度下辉光的伏安特性。利用四极质谱对辉光放电前后及过程中镜箱内的残气进行分析。研究得出，真空室表面残留油分子的初步裂解产物主要是分子量为69的粒子。通过辉光放电清洗，真空室内残存的微量油大分子的（分子量为39,41,43,55,57,69,71）减少幅度达到50%。辉光放电清洗对真空腔体内表面油分子有明显的去除效果。本文研究的内容对于减少光束线站特别是软X射线光束线上碳污染具有重要意义。

针对极紫外(EUV)光刻机工作过程中，多层膜反射镜表面沉积碳污染造成的反射率下降问题展开研究，讨论了多层膜反射镜表面碳污染清洗方法。首先描述了在EUV曝光过程中多层膜表面的碳污染形成过程，简单阐述了碳污染对多层膜反射镜的危害。然后从清洗机理、速率以及效果等方面详细描述了多种EUV多层膜表面碳污染清洗方法，分析对比了各清洗技术在清洗速率和效果等方面的优缺点。分析表明: 离子体氧和活化氧清洗速率相差不多，可达到2 nm/min，但清洗过程中容易造成表面氧化; 等离子体氢和原子氢的清洗速率相对较慢，一般在0.37 nm/min左右，但清洗过程中不易产生氧化。最后针对不同方法应用于在线清洗EUV多层膜反射镜过程中将遇到的问题和难点进行了讨论。

极紫外光刻系统中的碳污染会降低多层膜反射率，在保证光学元件性能的前提下，如何选择碳清洗工艺是一项重要课题。通过对不同清洗工艺的原理分析，揭示了不同工艺对多层膜反射率的影响主要体现在膜层氧化、刻蚀及表面粗糙度劣化等方面。基于时域有限差分方法及总积分散射理论，研究了不同影响因素与多层膜反射率的关系。结果表明，膜层氧化及表面粗糙度劣化是导致多层膜反射率下降的主要因素，而刻蚀的影响相对较小。基于以上分析结果，射频氢等离子体及原子氢清洗技术，在去除光学元件表面沉积碳的同时，不会显著降低光学元件性能，可优先考虑采用。

总结并讨论了极紫外光刻技术中，有关极紫外光学器件受辐照污染的"在线"检测方法。简要介绍了极紫外光刻系统的原理、反射镜膜层结构以及表面污染产生的机理; 指出光刻系统中"在线"检测的技术要求; 分析了目前几种主要表面检测技术的特点; 给出了每种方法在极紫外光学系统中的应用潜力; 最后，指出光纤椭偏仪在极紫外光学系统的“在线”表面污染检测中具有良好的应用前景。

利用自行设计的实验装置,研究了同步辐射光活化氧对光学元件表面碳污染的清洗作用。清洗前样品的碳层厚度为10.3 nm,同步辐射光被引入实验用真空室内,真空室内干燥氧气的压强维持在1.0 Pa,研究显示同步辐射活化氧能有效地清除硅片表面的石墨型碳层。通过测试清洗前后碳膜的反射率和使用IMD软件对清洗后硅片反射率的拟合,可得碳层的去除率为1.75 nm/h。