DE102016205707A1

DE102016205707A1 - Reinigungseinrichtung und optische Anordnung zur Prüfung und Reinigung von Systemen, Modulen und komplexen Geometrien

Info

Publication number: DE102016205707A1
Application number: DE102016205707.3A
Authority: DE
Inventors: Jovana-Maria Diesch; Christian Assfalg; Robert Wipf
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2016-04-06
Filing date: 2016-04-06
Publication date: 2016-06-09

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Reinigungseinrichtung (1) zum Entfernen von an einer Oberfläche (2) abgelagerten Partikeln (3), umfassend: eine Detektoreinrichtung (4) mit einem Detektor (5) zur Detektion von an der Oberfläche (2) abgelagerten Partikeln (3), eine Absaugeinrichtung (6) mit einer Saugeinrichtung (7) zum Absaugen von an der Oberfläche (2) abgelagerten Partikeln (3), sowie eine Leitung (8), die zur Übertragung eines Bildes der Oberfläche (2) zu dem Detektor (5) ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft auch eine optische Anordnung (13), umfassend: ein Gehäuse (14), das einen Gehäuseinnenraum (14a) umschließt, mindestens eine Oberfläche (2), die in dem Gehäuseinnenraum (14a) angeordnet ist, sowie mindestens eine solche Reinigungseinrichtung (1) zur Entfernung von an der mindestens einen Oberfläche (2) abgelagerten Partikeln (3).

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Reinigungseinrichtung zum Entfernen von an einer Oberfläche abgelagerten Partikeln sowie eine optische Anordnung, insbesondere eine EUV-Lithographieanlage, mit mindestens einer solchen Reinigungseinrichtung.
In der EUV-Lithographie wird die Abbildungsqualität bzw. die Ausbeute maßgeblich durch Partikelkontaminationen von Wafer und Retikel bestimmt. Aus diesem Grund ist es notwendig, die Partikelkontamination auf unterschiedlichen EUV-Bauteiloberflächen in Modulen und Systemen während des gesamten Prozesses, beim Lieferanten etc. zu bestimmen, um ggf. eine Reinigung zu veranlassen, damit unter Tool- bzw. unter Betriebsbedingungen Wafer und Retikel nicht kontaminiert werden. Ebenso tritt ein Problem auf, sofern Partikel >10 µm in Bereiche innerhalb von Spiegelmodulen einer EUV-Lithographieanlage gelangen.
In der DE 10 2013 219 585 A1 ist eine optische Anordnung beschrieben, welche ein Gehäuse aufweist, das einen Gehäuseinnenraum umschließt. Die optische Anordnung umfasst eine Vakuumerzeugungseinheit zur Erzeugung eines Vakuums in dem Gehäuse, sowie mindestens eine Reinigungseinrichtung zum Entfernen von an einer in dem Gehäuseinnenraum angeordneten Oberfläche abgelagerten kontaminierenden Stoffen. Die dort beschriebene Reinigungseinrichtung ist ausgebildet, die abgelagerten kontaminierenden Stoffe durch den Ausstoß von CO₂ in Form von CO₂-Pellets zu entfernen. Die Reinigungseinrichtung kann eine Beobachtungseinrichtung zum Beobachten der Oberfläche aufweisen, die eine Bildübertragungsleitung umfasst. Die Bildübertragungsleitung kann zur Zuführung von Beleuchtungsstrahlung zur Beleuchtung der zu beobachtenden Oberfläche dienen sowie flexible Leitungsabschnitte aufweisen und in der Art eines Endoskops eingesetzt werden. Die Reinigungseinrichtung kann auch eine Absaugeinrichtung aufweisen, die eine gasdicht in den Gehäuseinnenraum mündende Absaugleitung aufweist.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Reinigungseinrichtung sowie eine optische Anordnung mit mindestens einer solchen Reinigungseinrichtung bereitzustellen, welche es ermöglichen, eine Detektion sowie ggf. eine Entfernung von Partikeln auch an Oberflächen zu ermöglichen, die in schwer zugänglichen Bereichen, z.B. in optischen Modulen, angeordnet sind.
Gegenstand der Erfindung
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Reinigungseinrichtung zum Entfernen von an einer Oberfläche abgelagerten Partikeln, umfassend: eine Detektoreinrichtung mit einem Detektor zur Detektion von an der Oberfläche abgelagerten Partikeln, eine Absaugeinrichtung mit einer Saugeinrichtung zum Absaugen von an der Oberfläche abgelagerten Partikeln, sowie
eine Leitung, die zur Übertragung eines Bildes der Oberfläche zu dem Detektor ausgebildet ist.
Mit der erfindungsgemäßen Reinigungseinrichtung ist eine Visualisierung von organischen und metallischen Partikeln in komplexen Geometrien, Modulen, Systemen (mit Sacklöchern, Mulden etc.) möglich. Für die Detektion bzw. Visualisierung wird ein Bild der Oberfläche mit den dort abgelagerten Partikeln über die Leitung, die typischer Weise mindestens einen flexiblen Leitungsabschnitt aufweist, an den Detektor, z.B. einen Monitor, übertragen. Die Reinigungseinrichtung arbeitet in der Art eines Endoskops. Aufgrund der typischer Weise einzuhaltenden Sauberkeitsanforderungen ist es zusätzlich notwendig bzw. günstig, wenn die visualisierten Partikel direkt mit Hilfe der Saugeinrichtung abgesaugt werden, sofern dies erforderlich ist.
Grundsätzlich ist es bekannt, starre oder flexible Endoskope in der Industrie zur Sichtprüfung schwer zugänglicher Hohlräume einzusetzen. Allerdings liegt der Fokus der Endoskop-Weiterentwicklung nicht in der Inspektion von Partikeln und deren Identifizierung z.B. mittels UV-Licht und Weißlicht, der Abschätzung der Defektgröße, sowie der Reinigung von Oberflächen, die durch derartige Partikel kontaminiert sind. Vielmehr werden Endoskope zur medizinischen Untersuchung verbessert, deren Ziel es ist, immer kleinere Arbeitsdurchmesser und dabei leistungsfähigere Lichtquellen zu produzieren.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Reinigungseinrichtung ist demgegenüber eine empfindliche Partikelsauberkeitskontrolle und Bewertung z.B. von EUV-Bauteiloberflächen innerhalb komplexer Systeme, Module etc. möglich und es kann eine Entfernung störender Partikel auf der untersuchten Oberfläche erfolgen. Obwohl typischer Weise nur Partikel >5 µm erfasst werden können, ist es auf diese Weise möglich, Prozesse zu bewerten, Lieferanten zu qualifizieren und somit den Sauberkeitsanforderungen nachzukommen.
Bei einer Ausführungsform ist die Leitung auch zum Transport der von der Oberfläche abgesaugten Partikel zu der Saugeinrichtung ausgebildet, d.h. die Visualisierung der Partikel und die Absaugung der Partikel erfolgen über ein- und dieselbe Leitung. Zu diesem Zweck kann der Querschnitt der Leitung in mehrere Querschnittsbereiche unterteilt sein, wobei ein oder ggf. mehrere Querschnittsbereiche für die Bildübertragung und ein oder ggf. mehrere weitere Querschnittsbereiche für das Abpumpen dienen. Alle Querschnittsbereiche können von einer gemeinsamen Hülle bzw. von einem gemeinsamen Mantel umgeben sein. Ggf. können die Querschnittsbereiche der Leitung jeweils selbst eine Hülle aufweisen, die von der gemeinsamen Hülle der Leitung umschlossen werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist die Detektoreinrichtung eine Beleuchtungseinrichtung zur Erzeugung von Beleuchtungsstrahlung auf, wobei die Leitung zum Zuführen der Beleuchtungsstrahlung zu der Oberfläche ausgebildet ist. Für die Visualisierung der Partikel in Modulen bzw. Systemen ist typischer Weise eine – in der Regel definierte – Beleuchtung erforderlich. Die Beleuchtungsstrahlung wird der Oberfläche idealer Weise über die gleiche Leitung zugeführt, über die auch die Bildübertragung bzw. die Partikelabsaugung erfolgt. Für die Zuführung der Beleuchtungsstrahlung kann ein Bereich der Querschnittsfläche der Leitung verwendet werden, der auch zur Bildübertragung dient.
Bei einer Weiterbildung umfasst die Beleuchtungseinrichtung eine UV-Lichtquelle, insbesondere eine UV-Diode, und/oder eine Weißlichtquelle, insbesondere eine Weißlicht-Diode. Die für die Beleuchtung verwendeten Wellenlängenbereiche sowie die verwendeten Lichtintensitäten haben enorme Auswirkungen auf die Partikelvisualisierung. Für die Visualisierung der Partikel hat es sich daher als günstig erwiesen, eine Beleuchtungsquelle mit einer oder ggf. mehreren Wellenlängen im UV-Bereich als auch eine Weißlichtquelle zu verwenden. Die Verwendung von Dioden als Lichtquellen hat sich aufgrund ihrer Kompaktheit als vorteilhaft erwiesen.
Um eine Aussage über die Größe des bei der Visualisierung abgebildeten Bereichs und damit der abgebildeten Strukturen bzw. Partikel zu erhalten, kann die Reinigungseinrichtung zur Durchführung der so genannten 2-Punkt-Laservermessungstechnik ausgebildet sein. Bei dieser Vermessungstechnik werden zwei Laserstrahlen für die Beleuchtung verwendet. Die beiden Laserstrahlen können aus einer einzigen Laserquelle stammen und beispielsweise an einem in der Reinigungseinrichtung vorgesehenen Doppelreflexionsspiegel erzeugt werden, es ist aber auch möglich, dass die Beleuchtungseinrichtung zur Erzeugung der beiden Laserstrahlen zwei Laserquellen, beispielsweise in Form von Laserdioden oder dergleichen, aufweist.
Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst die Reinigungseinrichtung einen (durchstimmbaren) Wellenlängenfilter zur Wellenlängenselektion der Beleuchtungsstrahlung der Weißlichtquelle. Mit Hilfe des Wellenlängenfilters kann eine für die Visualisierung besonders geeignete Wellenlänge für die Beleuchtung der Oberfläche bzw. der Partikel aus dem Spektrum der Weißlichtquelle ausgewählt werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist die Leitung mindestens einen Lichtleiter für die Zuführung der Beleuchtungsstrahlung der UV-Lichtquelle und/oder der Weißlichtquelle zu der Oberfläche auf. Grundsätzlich ist es möglich, die Beleuchtungsstrahlung der UV-Lichtquelle und die Beleuchtungsstrahlung der Weißlichtquelle über zwei unterschiedliche Lichtleiter zu der Oberfläche zu führen, wobei beide Lichtleiter in der Leitung integriert sind. Da eine Minimierung des Platzbedarfs gewünscht ist, ist es günstig, für die Führung der Beleuchtungsstrahlung von der UV-Lichtquelle und von der Weißlichtquelle zur Oberfläche ein- und denselben Lichtleiter zu verwenden. Beide Lichtquellen bzw. Dioden können mittels eines Schalters abwechselnd ein- und ausgeschaltet werden. Unter einem Lichtleiter wird im Sinne dieser Anmeldung auch ein Faserbündel verstanden, welches mehrere Fasern aufweist, durch die das Licht der jeweiligen Lichtquelle propagiert.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist die Leitung einen inneren Querschnittsbereich mit mindestens einem Lichtleiter und einen äußeren Querschnittsbereich auf, der zum Transport der von der Oberfläche abgesaugten Partikel zu der Saugeinrichtung ausgebildet ist. Grundsätzlich ist es möglich, einen Querschnittsbereich für die Absaugung und einen Querschnittsbereich für den Lichtleiter (sowie die Kamera bzw. die Bildübertragung) in der Leitung parallel bzw. nebeneinander anzuordnen. Es hat sich jedoch als günstig erwiesen, wenn die Beleuchtungsstrahlung und typischer Weise auch die Bildübertragung in einem (radial) inneren Querschnittsbereich der Leitung erfolgen, während die Absaugung in einem (radial) äußeren Querschnittsbereich der Leitung erfolgt.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist die Leitung mindestens einen flexiblen Leitungsabschnitt zum Ausrichten eines freien Endes der Leitung auf unterschiedliche Stellen der Oberfläche auf. Wie weiter oben beschrieben wurde, kann die Leitung in der Art eines Endoskops ausgebildet sein und einen oder mehrere flexible Leitungsabschnitte aufweisen. Das freie Ende bzw. die Spitze des Endoskops kann in X/Y-Richtung unter unterschiedlichen Winkeln gedreht bzw. bewegt werden, um auf diese Weise die gesamte Oberfläche zu überprüfen, abzuscannen bzw. zu reinigen. Die Kontrolle der Bewegung des freien Endes der Leitung bzw. des flexiblen Leitungsabschnitts kann beispielsweise mit Hilfe von Bowdenzügen erfolgen, welche in die Leitung integriert sind.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist die Absaugeinrichtung einen Absaugaufsatz mit einer Absaugöffnung auf, der an dem freien Ende der Leitung angebracht ist. Es hat sich als günstig erwiesen, zur besseren Absaugung von Partikeln an der Oberfläche einen Absaugaufsatz zu verwenden, der in der Art eine Düse wirkt und dessen Absaugöffnung eine Düsenöffnung bildet. Bevorzugt ist der Absaugaufsatz lösbar mit dem freien Ende der Leitung verbunden, so dass dieser gegen anders geformte Absaugaufsätze ausgetauscht werden kann. Ein geeigneter Absaugaufsatz kann in Abhängigkeit vom Platzbedarf bzw. von dem Bauraum gewählt werden, der für die Analyse der Kontaminationen bzw. der Partikel zur Verfügung steht. Generell sollte die Saugeinrichtung bzw. der (Reinraum-)Staubsauger eine hohe Saugkraft aufweisen. Auch die Art der verwendeten Saugeinrichtung kann an den zur Verfügung stehenden Bauraum sowie ggf. an die Art des Absaugaufsatzes angepasst werden.
Bevorzugt weist der Absaugaufsatz (ggf. das freie Ende der Leitung) eine Ablöseeinrichtung zur Kontaktierung der Oberfläche zur Ablösung von Partikeln von der Oberfläche auf. Mit Hilfe der Ablöseeinrichtung, welche die Oberfläche bzw. die Partikel mechanisch kontaktiert, kann eine Ablösung von Partikeln erfolgen, die sich bei der Einwirkung durch die Saugeinrichtung nicht von der Oberfläche lösen. Die Ablöseeinrichtung kann beispielsweise in Form von Reinigungsstäbchen, z.B. von so genannten Cleantips^® bzw. Ctabs, an dem freien Ende bzw. an dem vorderen Teil der Leitung angebracht werden. Typischer Weise werden nicht die gesamten Reinigungsstäbchen, sondern nur deren Köpfe, die z.B. aus Schaumstoff gebildet sind, an dem freien Ende bzw. an dem Absaugaufsatz angebracht.
Die Ablöseeinrichtung kann auch eine klebende Oberfläche aufweisen, an der die Partikel aufgenommen und gesammelt werden. Die an den Cleantips^® bzw. an der klebenden Oberfläche aufgenommenen und gesammelten Partikel stehen für eine nachfolgende Analyse der chemischen Zusammensetzung zur Verfügung, die beispielsweise an einem Rasterelektronenmikroskop (REM) durch energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX- bzw. REM-EDX) erfolgen kann. Anhand der chemischen Analyse der aufgenommenen Partikel können Rückschlüsse auf die Quelle der Partikel bzw. der Kontaminationen z.B. in einer optischen Anordnung bzw. einem optischen System gezogen werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist die Absaugeinrichtung einen Partikelzähler zur Zählung der abgesaugten Partikel und/oder einen Partikelanalysator zur Analyse der chemischen Zusammensetzung der abgesaugten Partikel auf. Um die Menge der abgesaugten Partikel zu bestimmen, können diese online, d.h. während des Absaugens, durch einen Partikelzähler strömen. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, die mittels der Absaugeinrichtung abgesaugte Luft bzw. das abgesaugte Gas, welches die Partikel enthält, in einem Filter zu sammeln und chemisch zu analysieren.
Die Erfindung betrifft auch eine optische Anordnung, insbesondere eine EUV-Lithographieanlage, umfassend: ein Gehäuse, das einen Gehäuseinnenraum umschließt, mindestens eine Oberfläche, die in dem Gehäuseinnenraum angeordnet ist, sowie mindestens eine Reinigungseinrichtung wie weiter oben beschrieben zur Entfernung von an der mindestens einen Oberfläche abgelagerten Partikeln.
Bei dem Gehäuse kann es sich beispielsweise um ein Strahlungserzeugungssystem, um ein Beleuchtungssystem oder um ein Projektionssystem einer EUV-Lithographieanlage handeln. Beispielsweise kann das freie Ende des flexiblen Leitungsabschnitts, der in der Art eines Endoskops ausgebildet ist, in einen schmalen Spalt in einem normalerweise nicht einsehbaren Bereich z.B. an einem Spiegel eines optischen Moduls eingebracht werden, um an einer dort befindlichen Oberfläche abgelagerte Partikel zu detektieren bzw. zu visualisieren und erforderlichenfalls zu entfernen.
Die Reinigungseinrichtung bzw. zumindest der flexible Leitungsabschnitt kann zu diesem Zweck während einer Betriebspause der optischen Anordnung über eine Öffnung in den Gehäuseinnenraum eingeführt werden. Während des Betriebes der optischen Anordnung, bei welcher der Gehäuseinnenraum ggf. evakuiert ist, kann die Reinigungseinrichtung aus dem Gehäuse entnommen und die Öffnung verschlossen werden. Es ist ggf. auch möglich, die Reinigungseinrichtung dauerhaft in der optischen Anordnung vorzusehen, so dass ggf. auch im Betrieb der optischen Anordnung (außerhalb des Strahlengangs) eine Partikelvisualisierung sowie eine Reinigung erfolgen können.
Die Reinigungseinrichtung kann auch in anderen EUV-Lithographiesystemen, beispielsweise zur Inspektion von Masken oder von Wafern, verwendet werden. Die Reinigungseinrichtung kann auch in anderen insbesondere optischen Modulen, komplexen Geometrien oder Systemen verwendet werden, in denen manche Oberflächen, an denen Partikel abgelagert sind, nur schwer zugänglich sind. Die Oberflächen, an denen die Partikel abgelagert sind, können an optischen Elementen oder an nicht-optischen Elementen bzw. Bauteilen gebildet sein.
Im Gegensatz zur hier beschriebenen Reinigungseinrichtung sind herkömmliche Reinigungseinrichtungen nicht in der Lage, Partikelkontaminationen innerhalb von Baugruppen, Modulen etc. mittels Weißlicht und/oder UV-Licht darzustellen, zu qualifizieren und zu entfernen. Zwar ist mittels einer UV-Lampe die visuelle Begutachtung von Partikeln >10 µm auf Oberflächen möglich. Auch ermöglichen druckbetriebene Partikeloberflächensonden die Ablösung und Quantifizierung von Partikeln >300 nm auf glatten Oberflächen bzw. in Sacklöchern. Diese Methoden sind jedoch nicht geeignet, innerhalb eines geschlossenen Systems bzw. Gehäuses durch Schlitze bis nach innen zu empfindlichen Komponenten, z.B. Spiegeln, vorzudringen und dort die Kontaminationen bzw. Partikel zu analysieren, diese abzufotografieren oder in der Art eines Videoendoskops ein Video von diesen bzw. von dem zu analysierenden Bereich aufzunehmen und diese anschließend abzusaugen bzw. zu entfernen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele sind in der schematischen Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigt
1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Reinigungseinrichtung mit einem Detektor, einer Saugeinrichtung und einer Leitung mit einem flexiblen Leitungsabschnitt,
2 eine schematische Darstellung eines freien Endes des flexiblen Leitungsabschnitts von 1, und
3 eine schematische Darstellung von unterschiedlich geformten Absaugaufsätzen zur Befestigung an dem freien Ende des flexiblen Leitungsabschnitts von 1 und 2.
In der folgenden Beschreibung der Zeichnungen werden für gleiche bzw. funktionsgleiche Bauteile identische Bezugszeichen verwendet.
In 1 ist schematisch eine Reinigungseinrichtung 1 zum Entfernen von an einer Oberfläche 2 abgelagerten Partikeln 3 gezeigt. Die Reinigungseinrichtung 1 umfasst eine Detektoreinrichtung 4 mit einem Detektor 5 in Form eines Monitors/Displays zur Detektion, genauer gesagt zur (zweidimensionalen) Visualisierung der an der Oberfläche 2 abgelagerten Partikel 3. Die Reinigungseinrichtung 1 umfasst auch eine Absaugeinrichtung 6, welche eine Saugeinrichtung 7 in Form eines Reinraumstaubsaugers aufweist, um die an der Oberfläche 2 abgelagerten Partikel 3 abzusaugen.
Die Reinigungseinrichtung 1 umfasst weiterhin eine Leitung 8, die zur Übertragung eines Bildes der Oberfläche 2, genauer gesagt eines Teilbereichs der Oberfläche 2, zu dem Detektor 5 ausgebildet ist. Auf diese Weise werden die in dem Teilbereich der Oberfläche 2 abgelagerten Partikel 3 auf dem Detektor 5 abgebildet und somit visualisiert. Bei dem in 1 gezeigten Beispiel umfasst die Leitung 8 einen starren Leitungsabschnitt 8a sowie einen flexiblen Leitungsabschnitt 8b mit einem freien Ende 8c, das auf die Oberfläche 2 ausgerichtet ist.
In dem starren Leitungsabschnitt 8a ist eine Beleuchtungseinrichtung 11 untergebracht, die eine UV-Diode 11a und eine Weißlicht-Diode 11b aufweist, die beide zur Erzeugung von Beleuchtungsstrahlung für die Beleuchtung der Oberfläche 2 dienen. Ein durchstimmbarer Wellenlängenfilter 11c dient zur Selektion einer gewünschten Wellenlänge aus dem von der Weißlicht-Diode 11b erzeugten Wellenlängen-Spektrum. Die Leitung 8 ist zum Zuführen der Beleuchtungsstrahlung von der Beleuchtungseinrichtung 11 zu der Oberfläche 2 ausgebildet, wie nachfolgend anhand von 2 näher beschrieben wird, welche das freie Ende 8c des flexiblen Leitungsabschnitts 8b in einer Draufsicht zeigt.
Die Beleuchtungsstrahlung der beiden Lichtquellen 11a, 11b – ggf. gefiltert durch den Wellenlängenfilter 11c – wird in einen Lichtleiter 10, genauer gesagt in mehrere Fasern 10a eines Faserbündels, eingekoppelt. Die einzelnen Fasern 10a des Bündels sind am freien Ende 8c des flexiblen Leitungsabschnitts 8b, der in der Art eines Endoskops wirkt, ringförmig in Form von Lichtschlitzen angeordnet. Die Beleuchtungsstrahlung der Dioden 11a, 11b wird auf diese Weise kreisförmig über mehrere Fasern 10a des Lichtleiters 10 auf die Oberfläche 2 geleitet, so dass es keine Rolle spielt, unter welchem Winkel α das freie Ende 8c des endoskopartigen Leitungsabschnitts 8b bezüglich der Oberfläche 2 bzw. bezüglich der Partikel 3 ausgerichtet ist, welche die Oberfläche 2 kontaminieren. Typischerweise wird die Beleuchtungsstrahlung unter Streiflicht, d.h. unter streifendem Einfall, in einem Winkel von 0–10° bezüglich der Oberfläche 2 eingestrahlt, so dass unter einem Winkel von 90° zur Oberfläche 2, d.h. entlang der Normalen-Richtung der Oberfläche 2, die Partikel 3 durch Reflexion optimal dargestellt werden. Im gezeigten Beispiel wird sowohl die Beleuchtungsstrahlung der UV-Diode 11a als auch der Weißlichtquelle 11b in ein- und denselben Lichtleiter 10 bzw. in dessen Fasern 10a eingekoppelt. Für die Beleuchtung der Oberfläche 2 wird typischer Weise zwischen der Beleuchtung mit der UV-Diode 11a und der Beleuchtung mit der Weißlichtquelle 11b umgeschaltet.
Die Übertragung eines Bildes der Oberfläche 2 zu dem Detektor 5 erfolgt ebenfalls über den Lichtleiter 10, und zwar typischer Weise in einem radial innen liegenden Querschnittsbereich, der von den Fasern 10a zur Zuführung der Beleuchtungsstrahlung umgeben ist. Das freie Ende 8c der Leitung 8 kann ggf. eine Kamera bzw. eine Optik aufweisen, um ein Bild der Oberfläche 2 zu erzeugen, welches über die Leitung 8 zu dem Detektor 5 übertragen wird.
Der Lichtleiter 10 bildet einen radial innen liegenden Querschnittsbereich 9a der Leitung 8, der von einem radial außen liegenden Querschnittsbereich 9b umgeben ist, welcher einen Hohlraum bzw. einen Saugschlauch aufweist, der zum Transport der von der Oberfläche 2 abgesaugten Partikel 3 zu der Saugeinrichtung 7 dient.
Der flexible Leitungsabschnitt 8b bzw. dessen freies Ende 8c kann wie bei einem Endoskop beliebig ausgelenkt und unter einem beliebigen Winkel α zur Oberfläche 2 ausgerichtet werden. Wie in 1 gezeigt ist, kann an dem freien Ende 8c ein Absaugaufsatz 12 angebracht sein, der in der Art einer Saugdüse ausgebildet ist und der eine Absaugöffnung 12a bzw. eine Düsenöffnung aufweist. Wie in 3 zu erkennen ist, kann der Absaugaufsatz 12 unterschiedliche Geometrien aufweisen, beispielsweise mit einem abgewinkelten Ende mit im Wesentlichen kreisförmiger Absaugöffnung 12a, wie dies in 3 links dargestellt ist, oder mit einem im Wesentlichen flachen Ende mit einer spaltförmigen Absaugöffnung 12a, wie dies in 3 rechts dargestellt ist. Ein jeweiliger Absaugaufsatz 12 kann insbesondere auf das freie Ende 8c der Leitung 8 aufgesteckt oder auf andere Weise lösbar mit diesem verbunden werden, um die Reinigungseinrichtung 1 an unterschiedliche Umgebungen bzw. Anwendungsfälle anzupassen.
Der in 3 rechts dargestellte Absaugaufsatz 12 weist eine Ablöseeinrichtung 12b auf, welche mit der Oberfläche 2 in Kontakt gebracht werden kann, um die Partikel 3 von dieser abzulösen. Die Ablöseeinrichtung 12b ist im gezeigten Beispiel in der Form eines Schaumstoffkopfs ausgebildet, es kann sich aber bei der Ablöseeinrichtung 12b z.B. auch um eine klebende Oberfläche handeln, an der die Partikel 2 bei der Berührung festkleben. Die an der Ablöseeinrichtung 12b anhaftenden Partikel 3 können nach der Reinigung einer chemischen Analyse zugeführt werden.
Für die Zählung der abgesaugten Partikel 3 weist die Absaugeinrichtung 6 einen Partikelzähler 7a auf, der im gezeigten Beispiel in der Saugeinrichtung 7 integriert ist, aber auch in einer Zuführungsleitung der Partikel 3 zur Saugeinrichtung 7 angeordnet sein kann, die von der Leitung 8 abzweigt, wie dies in 1 dargestellt ist. Die Absaugeinrichtung 6 weist zudem einen Partikelanalysator 7b zur Analyse der chemischen Zusammensetzung der abgesaugten Partikel 3 auf, der ebenfalls in die Saugeinrichtung 7 integriert ist, ggf. aber auch an anderer Stelle in der Reinigungseinrichtung 1 oder ggf. räumlich getrennt von dieser angeordnet sein kann.
Nachfolgend wird beispielhaft der Ablauf eines Reinigungsvorgangs zur Entfernung von Partikeln 3 von der Oberfläche 2 beschrieben, die bei dem in 1 gezeigten Beispiel in einer optischen Anordnung 13, genauer gesagt in einem Gehäuseinnenraum 14a eines Gehäuses 14 der optischen Anordnung 13 angeordnet ist. Bei der optischen Anordnung 13 kann es sich beispielsweise um eine EUV-Lithographieanlage handeln, die in 1 stark vereinfacht dargestellt ist.
Wie in 1 zu erkennen ist, wird der flexible Leitungsabschnitt 8b der Leitung 8 über eine ggf. verschließbare Öffnung in den Gehäuseinnenraum 14a eingeführt. Gegebenenfalls kann auch der starre Leitungsabschnitt 8a ganz oder zumindest teilweise in den Gehäuseinnenraum 14a eingeführt werden. Das freie Ende 8c des flexiblen Leitungsabschnitts 8b wird hierbei auf die zu reinigende Oberfläche 2 ausgerichtet, bei der es sich im gezeigten Beispiel um die Vorderseite eines EUV-Spiegels handelt. Anders als in 1 gezeigt ist, kann der flexible Leitungsabschnitt 8b bzw. das Endoskop beispielsweise auch in einen schmalen Spalt bzw. in einen nicht einsehbaren Bereich eingebracht werden, der zwischen der Rückseite des Spiegels und dem Gehäuse 14 bzw. dessen Innenwand gebildet ist.
Nachdem das freie Ende 8c mit dem Absaugaufsatz 12 auf die Oberfläche 2 ausgerichtet wurde, wird die Oberfläche 2 zunächst mittels Weißlicht und UV-Licht nach Partikeln 3 abgesucht und die Partikel 3, genauer gesagt Bilder der Partikel 3, werden auf dem Detektor 5 bzw. dem Monitor dargestellt. Hierbei kann Beleuchtungsstrahlung von der UV-Diode 11a und/oder von der Weißlicht-Diode 11b erzeugt werden, indem diese ein- bzw. ausgeschaltet werden. Ebenso können die Bilder zur Datensicherung abgespeichert werden.
Sofern metallische oder organische Partikel 3 in dem Bild auf dem Detektor 5 zu erkennen sind, ist es möglich, diese mittels des Absaugaufsatzes 12 (Staubsaugerdüse) bzw. mittels der Saugeinrichtung 7 der Absaugeinrichtung 6 zu entfernen. Es ist ebenfalls möglich, die Spitze bzw. das freie Ende 8c des flexiblen Leitungsabschnitts 8b bzw. des Endoskops in xy-Richtung unter verschiedenen Winkeln zu drehen bzw. zu bewegen, so dass die gesamte Oberfläche 2 überprüft, abgescannt und ggf. gereinigt werden kann.
Wie weiter oben beschrieben wurde, können unterschiedliche Absaugaufsätze 12 ausgewählt werden, je nachdem wieviel Platz/Raum vorhanden ist, um die Kontaminationen zu untersuchen. Grundsätzlich ist es günstig, die Reinigungseinrichtung 1, insbesondere die Leitung 8 mit der Saugeinrichtung 7, so klein wie möglich zu halten, um auch noch in kleinste Gewindegänge, Module, Hinterschneidungen etc. zu kommen. Dennoch kann die Größe der Reinigungseinrichtung 1, insbesondere die Art eines jeweiligen Absaugaufsatzes 12, je nach Anforderung angepasst werden.
Wie weiter oben beschrieben wurde, werden die Komponenten der Reinigungseinrichtung 1 (UV-Lichtquelle 11a, Weißlichtquelle 11b, Monitor bzw. Detektor 5, Saugeinrichtung bzw. Reinraumstaubsauger 7) kombiniert, um eine effektive Partikelqualifizierung und Partikelentfernung zu erreichen. Hierbei können die auf dem Detektor 5 bzw. dem Monitor/Display abgebildeten bzw. dargestellten Partikelrückstände mittels der Absaugeinrichtung 6 sofort entfernt werden, so dass sich die Reinigungseinrichtung 1 besonders gut zur Inspektion und Reinigung von Serienbauteilen, Baugruppen, Komponenten etc. eignet.
Im Gegensatz zu bereits existierenden Verfahren ist es auf diese Weise möglich, Partikel 3 innerhalb von Modulen, komplexen Geometrien, Systemen etc., insbesondere für die EUV-Lithographie, zu kontrollieren und zu reinigen. Es versteht sich aber, dass die weiter oben beschriebene Reinigungseinrichtung 1 auch zur Reinigung von Modulen, Komponenten etc. eingesetzt werden kann, die nicht in der EUV-Lithographie verwendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013219585 A1 [0003]

Claims

Reinigungseinrichtung (1) zum Entfernen von an einer Oberfläche (2) abgelagerten Partikeln (3), umfassend: eine Detektoreinrichtung (4) mit einem Detektor (5) zur Detektion von an der Oberfläche (2) abgelagerten Partikeln (3), eine Absaugeinrichtung (6) mit einer Saugeinrichtung (7) zum Absaugen von an der Oberfläche (2) abgelagerten Partikeln (3), sowie eine Leitung (8), die zur Übertragung eines Bildes der Oberfläche (2) zu dem Detektor (5) ausgebildet ist.
Reinigungseinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Leitung (8) zum Transport der von der Oberfläche (2) abgesaugten Partikel (3) zu der Saugeinrichtung (7) ausgebildet ist.
Reinigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Detektoreinrichtung (6) eine Beleuchtungseinrichtung (11) zur Erzeugung von Beleuchtungsstrahlung aufweist, wobei die Leitung (8) zum Zuführen der Beleuchtungsstrahlung zu der Oberfläche (2) ausgebildet ist.
Reinigungseinrichtung nach Anspruch 3, bei der die Beleuchtungseinrichtung (11) eine UV-Lichtquelle, insbesondere eine UV-Diode (11a), umfasst.
Reinigungseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, bei der die Beleuchtungseinrichtung (11) eine Weißlichtquelle, insbesondere eine Weißlicht-Diode (11b), umfasst.
Reinigungseinrichtung nach Anspruch 5, bei der die Beleuchtungseinrichtung (11) einen Wellenlängenfilter (11c) zur Wellenlängenselektion der Beleuchtungsstrahlung der Weißlichtquelle (11b) aufweist.
Reinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei der die Leitung (8) mindestens einen Lichtleiter (10) für die Zuführung der Beleuchtungsstrahlung der UV-Lichtquelle (11a) und/oder der Weißlichtquelle (11b) zu der Oberfläche (2) aufweist.
Reinigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Leitung (8) einen inneren Querschnittsbereich (9a) mit mindestens einem Lichtleiter (10) und einen äußeren Querschnittsbereich (9b) aufweist, der zum Transport der von der Oberfläche (2) abgesaugten Partikel (3) zu der Saugeinrichtung (7) ausgebildet ist.
Reinigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Leitung (8) mindestens einen flexiblen Leitungsabschnitt (8b) zum Ausrichten eines freien Endes (8c) der Leitung (8) auf unterschiedliche Stellen der Oberfläche (2) aufweist.
Reinigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Absaugeinrichtung (6) einen Absaugaufsatz (12) mit einer Absaugöffnung (12a) aufweist, der an einem freien Ende (8c) der Leitung (8) angebracht ist.
Reinigungseinrichtung nach Anspruch 10, bei welcher der Absaugaufsatz (12) eine Ablöseeinrichtung (12b) zur Kontaktierung der Oberfläche (2) für die Ablösung von Partikeln (3) von der Oberfläche (2) aufweist.
Reinigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Absaugeinrichtung (6) einen Partikelzähler (7a) zur Zählung der abgesaugten Partikel (3) und/oder einen Partikelanalysator (7b) zur Analyse der chemischen Zusammensetzung der abgesaugten Partikel (3) aufweist.
Optische Anordnung (13), insbesondere EUV-Lithographieanlage, umfassend: ein Gehäuse (14), das einen Gehäuseinnenraum (14a) umschließt, mindestens eine Oberfläche (2), die in dem Gehäuseinnenraum (14a) angeordnet ist, sowie mindestens eine Reinigungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Entfernung von an der mindestens einen Oberfläche (2) abgelagerten Partikeln (3).