DE102020212516A1

DE102020212516A1 - DEVICE AND METHOD FOR DETERMINING THE CLEANLINESS OF COMPONENT SURFACES

Info

Publication number: DE102020212516A1
Application number: DE102020212516.3A
Authority: DE
Inventors: Christian Assfalg; Jovana-Maria Diesch
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2019-11-19
Filing date: 2020-10-05
Publication date: 2021-05-20
Also published as: DE102019217786A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung der Sauberkeit von Bauteiloberflächen mit einer Messsonde (10a) zum Aufsetzen auf die zu untersuchende Bauteiloberfläche (18) mit einem Sondengehäuse (11), welches eine Messöffnung aufweist, die von einer Dichtung (17) umgeben ist, sodass die Messsonde (10a) mit der Öffnung unter Abdichtung gegenüber der Umgebung auf die zu untersuchende Oberfläche (18) aufsetzbar ist, sodass innerhalb des Sondengehäuses (11) ein mit der zu untersuchenden Bauteiloberfläche abgeschlossener Messraum (12,13) definiert ist, wobei die Vorrichtung weiterhin mindestens einen Partikelsensor (24) umfasst, mit dem Partikel in oder aus dem Messraum (12,13) erfasst werden können, wobei die Vorrichtung eine Vakuumerzeugungseinrichtung (19) aufweist, die mit dem Sondengehäuse (11) so verbunden ist, dass zumindest in einem Teil des Messraums (12) ein Vakuum erzeugbar ist.The present invention relates to a device and a method for determining the cleanliness of component surfaces with a measuring probe (10a) to be placed on the component surface (18) to be examined with a probe housing (11) which has a measuring opening which is surrounded by a seal (17) is surrounded, so that the opening of the measuring probe (10a) can be placed on the surface to be examined (18) with a seal against the surroundings, so that a measuring space (12, 13) closed with the component surface to be examined is defined within the probe housing (11) , wherein the device further comprises at least one particle sensor (24) with which particles can be detected in or out of the measuring space (12, 13), the device having a vacuum generating device (19) which is connected to the probe housing (11) in this way that a vacuum can be generated at least in part of the measuring space (12).

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung der Sauberkeit von Bauteiloberflächen.The present invention relates to a device and a method for determining the cleanliness of component surfaces.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Bauteile, die in Vakuumanlagen eingesetzt werden, müssen gewissen Reinheitsanforderungen genügen, da verunreinigte Bauteile, die in diesen Vakuumanlagen eingesetzt werden, dazu führen, dass die Vakuumanlage durch sich von dem Bauteil lösende Partikel und Verunreinigungen verunreinigt wird und das darin erzeugte Vakuum bzw. die Eigenschaften der Anlage beeinträchtigt werden können. Dies gilt insbesondere auch für Anlagen, die im Zusammenhang mit der Mikro - oder Nano - Lithographie Verwendung finden, wie beispielsweise Projektionsbelichtungsanlagen. Insbesondere bei Systemen, die mit extrem ultravioletten Licht (EUV - Licht) betrieben werden, können Bauteile, die den hohen Sauberkeitsanforderungen nicht entsprechen, Kontaminationen in die entsprechenden Anlagen einschleppen, sodass nicht nur das erforderliche Vakuum bzw. die entsprechend eingestellte Gasatmosphäre beeinträchtigt wird, sondern auch andere Komponenten der Anlage verunreinigt und beeinträchtigt werden können. Insbesondere können Verunreinigungen, wie Partikel, zu Transmissionsverlusten auf Grund von Streulicht führen oder, falls die Partikel im Bereich der die zu erzeugenden Strukturen tragenden Maske auftreten, entsprechende Abbildungsfehler mit Fehlproduktionen verursachen.Components that are used in vacuum systems must meet certain purity requirements, since contaminated components that are used in these vacuum systems lead to the vacuum system being contaminated by particles and impurities loosening from the component and the vacuum generated in it or the properties the system can be impaired. This also applies in particular to systems that are used in connection with micro- or nano-lithography, such as, for example, projection exposure systems. Especially in systems that are operated with extreme ultraviolet light (EUV light), components that do not meet the high cleanliness requirements can drag contaminants into the corresponding systems, so that not only the required vacuum or the correspondingly set gas atmosphere is impaired, but other components of the system can also be contaminated and impaired. In particular, impurities such as particles can lead to transmission losses due to scattered light or, if the particles occur in the area of the mask carrying the structures to be produced, cause corresponding imaging errors with defective productions.

Es ist deshalb unabdingbar, dass Bauteile und Komponenten, die in den entsprechenden EUV - Lithographiesystemen eingesetzt werden, einer Inspektion bezüglich des Reinheitsgrades unterzogen werden, um den definierten Partikelbelastungen zu entsprechen.It is therefore essential that parts and components that are used in the corresponding EUV lithography systems are subjected to an inspection with regard to the degree of purity in order to comply with the defined particle loads.

Hierzu können sogenannte Oberflächensonden eingesetzt werden, mit deren Hilfe der Reinheitsgrad einer zu untersuchenden Bauteiloberfläche charakterisiert werden kann. Ein rein schematisches Beispiel einer Messsonde 1 ist in 1 gezeigt. Die in der 1 gezeigte Messsonde 1 weist ein Sondengehäuse 2 auf, welches eine Messöffnung aufweist, die auf die zu untersuchende Bauteiloberfläche 6 aufgesetzt wird. Die Messöffnung ist von einer Dichtung 5 umgeben, sodass das Sondengehäuse 2 luftdicht auf der zu untersuchenden Bauteiloberfläche 6 aufgesetzt werden kann. In dem so definierten Messraum ist eine Druckluftdüse 3 angeordnet, mit der Druckluft auf die zu untersuchende Bauteiloberfläche 6 aufgebracht wird, um Verunreinigungen, insbesondere in Form vonPartikeln zu lösen. Diese werden über eine Absaugung 4 zu einem Partikelzähler geführt, der die in dem Messraum befindlichen bzw. aus dem Messraum stammenden Partikel erfasst.So-called surface probes can be used for this, with the help of which the degree of cleanliness of a component surface to be examined can be characterized. A purely schematic example of a measuring probe 1 is in 1 shown. The one in the 1 shown measuring probe 1 has a probe housing 2 on, which has a measurement opening that points to the component surface to be examined 6th is put on. The measuring opening is made of a seal 5 so that the probe housing 2 airtight on the component surface to be examined 6th can be put on. A compressed air nozzle is located in the measuring space defined in this way 3 arranged, with the compressed air on the component surface to be examined 6th is applied to dissolve impurities, especially in the form of particles. These are via a suction 4th led to a particle counter, which records the particles located in the measuring room or coming from the measuring room.

Bei dieser Version von Oberflächensonden werden vor allem Gehäuse mit kleinem Durchmesser der Messöffnungen eingesetzt, um so Partikel durch eingesetzte Druckluft effizient von der beaufschlagten Oberfläche lösen zu können. Aufgrund der kleinen Messöffnung entsteht beim Aufsetzen der abgedichteten Sonde auf die Bauteiloberfläche aber eine gewisse Instabilität. Zum einen kann durch die beaufschlagte Druckluft, die über die Druckluftdüse 3 aufgebracht wird, das Sondengehäuse 2 von der zu untersuchenden Bauteiloberfläche 6 abgehoben werden. Zum anderen muss, um das Abheben des Sondengehäuses 2 zu verhindern, die Sonde mit einem gewissen Kraftaufwand auf die Bauteiloberfläche 6 gedrückt werden, was aufgrund der kleinen, abgedichteten Messöffnung wiederum mit der Gefahr eines Verkippens verbunden ist.With this version of surface probes, housings with a small diameter of the measuring openings are used in order to be able to efficiently detach particles from the exposed surface by using compressed air. Due to the small measurement opening, however, a certain instability arises when the sealed probe is placed on the component surface. On the one hand, the pressurized compressed air, which flows through the compressed air nozzle 3 is applied, the probe housing 2 of the component surface to be examined 6th be lifted off. Second, you need to lift off the probe housing 2 to prevent the probe from exerting a certain amount of force on the component surface 6th are pressed, which is in turn associated with the risk of tilting due to the small, sealed measuring opening.

Sitzt die Messsonde 1 durch das Verkippen oder Abheben nicht mehr luftdicht auf der Bauteiloberfläche 6, entweicht die in dem Sondengehäuse 2 befindliche Luft zusammen mit bereits abgelösten Partikeln und führt zu falschen Messergebnissen.The measuring probe is seated 1 by tilting or lifting it is no longer airtight on the component surface 6th , escapes in the probe housing 2 existing air together with already detached particles and leads to incorrect measurement results.

Bei den Verfahren zur Partikelbestimmung über die beschriebenen Messsonden, die nur über das Absaugen und zeitgleiche Beaufschlagen mit Druckluft nach dem Stand der Technik arbeiten, kann es auch sein, dass nicht alle für den Einsatz des zu untersuchenden Bauteils relevanten Verunreinigungen oder Partikel von der Oberfläche gelöst werden.In the case of the method for particle determination using the measuring probes described, which only work via suction and simultaneous application of compressed air according to the state of the art, it may also be that not all of the impurities or particles relevant to the use of the component to be examined are released from the surface become.

Allerdings besteht bei einer derartigen Oberflächensonde die Problematik, dass generell Oberflächensonden mit einem kleinen Durchmesser der Messöffnung eingesetzt werden, um durch die Druckluft von der beaufschlagten Oberfläche Partikel effizient von der Oberfläche lösen zu können. Entsprechend entsteht beim Aufsetzen der Sonde auf die Dichtung eine gewisse Instabilität. Insbesondere besteht bei einer derartigen Sonde die Problematik, dass durch den hohen Druck, der auch durch die kleine Messöffnung der Oberflächensonde bedingt ist, die Oberflächensonde mit sehr hohem Kraftaufwand auf die Oberfläche gedrückt werden muss, um ein Verkippen zu verhindern. Durch den hohen Druck, der über die Druckluftdüse 3 aufgebracht wird, kann das Sondengehäuse 2 von der zu untersuchenden Bauteiloberfläche 6 zudem abgehoben werden, sodass Luft aus dem Messraum entweichen kann und somit die Messung verfälscht werden kann. Außerdem kann es sein, dass durch die Druckluftbeaufschlagung nicht alle für den Einsatz des zu untersuchenden Bauteils relevanten Verunreinigungen oder Partikel von der zu untersuchenden Bauteiloberfläche gelöst werden.However, there is the problem with such a surface probe that surface probes with a small diameter of the measurement opening are generally used in order to be able to efficiently detach particles from the surface by means of the compressed air from the exposed surface. Accordingly, a certain instability arises when the probe is placed on the seal. In particular, with such a probe there is the problem that due to the high pressure, which is also caused by the small measuring opening of the surface probe, the surface probe has to be pressed onto the surface with a very high expenditure of force in order to prevent tilting. Due to the high pressure generated by the compressed air nozzle 3 is applied, the probe housing 2 of the component surface to be examined 6th can also be lifted off so that air can escape from the measuring room and thus the measurement can be falsified. In addition, it is possible that not all of the contaminants or contaminants relevant to the use of the component to be examined are affected by the application of compressed air Particles are detached from the component surface to be examined.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION

AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION

Es ist es deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung der Sauberkeit vom Bauteiloberfläche bereitzustellen, bei welchen die oben geschilderten Probleme des Standes der Technik vermieden oder zumindest verringert werden. Insbesondere sollen die Vorrichtung und das Verfahren zuverlässige Ergebnisse über den Kontaminationszustand einer Bauteiloberfläche liefern, die für den Einsatz der Bauteile in den entsprechenden Anlagen relevant sind.It is therefore the object of the present invention to provide a device and a method for determining the cleanliness of the component surface in which the above-described problems of the prior art are avoided or at least reduced. In particular, the device and the method should provide reliable results on the contamination state of a component surface, which are relevant for the use of the components in the corresponding systems.

TECHNISCHE LÖSUNGTECHNICAL SOLUTION

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a device with the features of claim 1 and a method with the features of claim 13. Advantageous configurations are the subject of the dependent claims.

Zur Lösung der Aufgabenstellung schlägt die Erfindung vor, bei einer Messsonde einer Vorrichtung zur Bestimmung der Sauberkeit von Bauteiloberflächen zumindest in einem Teil des Messraums ein Vakuum zu erzeugen, sodass das Sondengehäuse mit seiner Messöffnung zuverlässig an die zu untersuchende Bauteiloberfläche gedrückt wird und somit ein abgedichteter Messraum definiert ist, sodass keine Verfälschungen des Messergebnisses durch Entweichen von Partikeln aus dem Messraum auftreten können. Darüber hinaus wird durch die Erzeugung eines Unterdrucks bzw. Vakuums auch der spätere Einsatz in einer Vakuumanlage bzw. einer EUV - Projektionsbelichtungsanlage oder einem sonstigen EUV - System simuliert, sodass das Messergebnis die realen Verhältnisse beim Einsatz in der entsprechenden Anlage, insbesondere beim Evakuieren und Entlüften, besser wiedergibt.To solve the problem, the invention proposes to create a vacuum in a measuring probe of a device for determining the cleanliness of component surfaces at least in part of the measuring space, so that the probe housing with its measuring opening is reliably pressed against the component surface to be examined and thus a sealed measuring space is defined so that no falsifications of the measurement result due to the escape of particles from the measurement room can occur. In addition, the generation of a negative pressure or vacuum also simulates the subsequent use in a vacuum system or an EUV projection exposure system or another EUV system, so that the measurement result reflects the real conditions when used in the corresponding system, in particular when evacuating and venting , better reproduces.

Entsprechend können neben den Einrichtungen für die Erzeugung von Druckluft bzw. Druckgas und entsprechenden Düsenvorrichtungen, wie dies bei den Oberflächensonden im Stand der Technik bereits bekannt ist, weitere Einrichtungen zur Simulation der späteren Einsatzbedingungen vorgesehen werden. Beispielsweise kann in dem Sondengehäuse eine Gaszuführungseinrichtung vorgesehen werden, um nach einer Erzeugung eines Vakuums im Messraum auch die Zufuhr von Gas, also das Belüften, simulieren zu können.Correspondingly, in addition to the devices for generating compressed air or compressed gas and corresponding nozzle devices, as is already known in the prior art for the surface probes, further devices for simulating the later operating conditions can be provided. For example, a gas supply device can be provided in the probe housing in order to be able to simulate the supply of gas, that is to say ventilation, after a vacuum has been generated in the measuring space.

Zu diesem Zweck kann auch eine Plasmaerzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines Plasmas im Messraum vorgesehen werden, um das Ablösen von Partikel under Systembedingungen zu simulieren.For this purpose, a plasma generating device for generating a plasma can also be provided in the measuring room in order to simulate the detachment of particles under system conditions.

Darüber hinaus können auch weitere Einrichtungen vorgesehen sein, die zum Lösen von Partikeln und / oder zum Simulieren der Einsatzbedingungen beitragen können, wie beispielsweise eine Heizeinrichtung zur Erwärmung des Messraums bzw. der Bauteiloberfläche.In addition, further devices can also be provided which can contribute to the loosening of particles and / or to the simulation of the operating conditions, such as, for example, a heating device for heating the measuring space or the component surface.

Entsprechend kann auch eine Vibrationseinrichtung vorgesehen sein, um durch Erschütterungen der zu untersuchenden Bauteiloberfläche ebenfalls ein Loslösen der Partikel bzw. Kontaminationen zu erreichen.Correspondingly, a vibration device can also be provided in order to also achieve detachment of the particles or contaminants by vibrations of the component surface to be examined.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann das Sondengehäuse so ausgebildet sein, dass mindestens 2 Teilmessräume vorhanden sind, wobei jeder Teilmessraum einen Teilmessöffnung umfasst, die insbesondere gegeneinander abgedichtet sind.According to one embodiment of the invention, the probe housing can be designed in such a way that at least 2 partial measuring spaces are present, each partial measuring space comprising a partial measuring opening which are in particular sealed off from one another.

In dem einen Teilmessraum kann ein Anschluss für eine Vakuumerzeugungseinrichtung vorgesehen sein, sodass in dem ersten Teilmessraum ein Vakuum erzeugbar ist. In dem zweiten Teilmessraum kann eine Düsenvorrichtung zur Aufbringung von Druckgas bzw. Druckluft vorgesehen sein. Durch die mindestens zwei Teilmessräume, von denen einer davon mit Unterdruck bzw. unter Vakuumbedingungen betrieben wird, kann sichergestellt werden, dass das Sondengehäuse sicher auf der zu untersuchenden Bauteiloberfläche aufgesetzt ist, ohne dass die Gefahr einer Leckage gegeben ist.A connection for a vacuum generating device can be provided in the one part measuring space, so that a vacuum can be generated in the first part measuring space. A nozzle device for applying compressed gas or compressed air can be provided in the second partial measuring chamber. The at least two partial measuring rooms, one of which is operated with negative pressure or under vacuum conditions, can ensure that the probe housing is securely placed on the component surface to be examined without the risk of leakage.

Nach einer anderen Ausführungsform kann lediglich ein Messraum vorgesehen sein, der an eine Vakuumerzeugungseinrichtung angeschlossen werden kann, wobei dann in dem Messraum nacheinander ein Vakuum und eine Gasatmosphäre nach dem Belüften eingestellt werden können.According to another embodiment, only one measuring space can be provided, which can be connected to a vacuum generating device, wherein a vacuum and a gas atmosphere can then be set in the measuring space one after the other after venting.

Entsprechende Partikelsensoren können im oder am Messraum oder einem Teilmessraum angeordnet sein, sodass die Partikel unmittelbar im Messraum erfasst werden können. Alternativ können entsprechende Partikelsensoren auch entfernt von der Messsonde bzw. dem Sondengehäuse und dem Messraum angeordnet sein, wenn der Messraum bzw. Teilmessraum über eine Leitung mit dem Partikelsensor verbunden ist.Corresponding particle sensors can be arranged in or on the measuring room or a partial measuring room, so that the particles can be detected directly in the measuring room. Alternatively, corresponding particle sensors can also be arranged remotely from the measuring probe or the probe housing and the measuring space if the measuring space or partial measuring space is connected to the particle sensor via a line.

In einer entsprechenden Absaugleitung aus dem Messraum oder Teilmessraum kann auch ein Partikelfilter zur Entnahme von Partikeln angeordnet sein, sodass über den Partikelfilter und die dort entnommenen Partikel nicht nur Aussagen über die Menge der Partikel und Verunreinigungen getroffen werden können, sondern die Partikel auch analysiert werden können, sodass über die Art der Kontaminationen und gegebenenfalls über ihren Ursprung Informationen gewonnen werden können.A particle filter for removing particles can also be arranged in a corresponding suction line from the measuring room or partial measuring room, so that not only statements can be made about the amount of particles and impurities via the particle filter and the particles removed there, but the particles can also be analyzed so about the type of Contaminations and, if necessary, information about their origin can be obtained.

Als Vakuumerzeugungseinrichtung kann eine Strahlpumpe verwendet werden, die beispielsweise mit Druckluft betrieben werden kann, wobei sich insbesondere die Verwendung von extrem reiner, trockener Luft, Stickstoff, Edelgasen oder dergleichen hierfür anbieten. Auch die Druckgaserzeugungseinrichtung bzw. Düsenvorrichtung kann mit diesen Gasen betrieben werden, genauso wie die Gaszuführungseinrichtung zum Befüllen bzw. Belüften des Messraums.A jet pump, which can be operated with compressed air, for example, can be used as the vacuum generating device, the use of extremely pure, dry air, nitrogen, noble gases or the like being particularly suitable for this purpose. The compressed gas generating device or nozzle device can also be operated with these gases, as can the gas supply device for filling or ventilating the measuring space.

Bei der Bestimmung der Sauberkeit von Bauteiloberfläche kann somit gemäß dem Verfahren vor und / oder während der Erfassung der Partikel mit einem Partikelsensor ein Vakuum erzeugt werden, sodass einerseits die Messsonde sicher auf der zu untersuchenden Bauteiloberfläche gehalten wird und andererseits die späteren Einsatzbedingungen des zu untersuchenden Bauteils besser simuliert werden.When determining the cleanliness of the component surface, a vacuum can thus be generated according to the method before and / or during the detection of the particles with a particle sensor, so that, on the one hand, the measuring probe is securely held on the component surface to be examined and, on the other hand, the subsequent operating conditions of the component to be examined can be simulated better.

FigurenlisteFigure list

Die beigefügten Zeichnungen zeigen in rein schematischer Weise in

1 eine Vorrichtung zur Bestimmung der Sauberkeit von Bauteiloberflächen mit einer Messsonde nach dem Stand der Technik,
2 eine Darstellung einer Vorrichtung zur Bestimmung der Sauberkeit vom Bauteiloberfläche mit einer Messsonde gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
3 eine Darstellung einer Vorrichtung zur Bestimmung der Sauberkeit von Bauteiloberflächen mit einer Messsonde gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung und in
4 eine Darstellung einer Vorrichtung zur Bestimmung der Sauberkeit von Bauteiloberfläche mit einer Messsonde gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

The accompanying drawings show in a purely schematic manner

1 a device for determining the cleanliness of component surfaces with a measuring probe according to the state of the art,
2 a representation of a device for determining the cleanliness of the component surface with a measuring probe according to a first embodiment of the invention,
3 a representation of a device for determining the cleanliness of component surfaces with a measuring probe according to a second embodiment of the invention and in
4th a representation of a device for determining the cleanliness of component surfaces with a measuring probe according to a third embodiment of the invention.

AUSFÜHRUNGSBEISPIELEEXEMPLARY EMBODIMENTS

Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsbeispiele ersichtlich. Allerdings ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt.Further advantages, characteristics and features of the present invention will become apparent in the following detailed description of the exemplary embodiments. However, the invention is not restricted to these exemplary embodiments.

Die 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Teils einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bestimmung der Sauberkeit von Bauteiloberflächen. In der 2 ist die Messsonde 10 einer entsprechenden Vorrichtung in einer rein schematischen Darstellung gezeigt. Die Messsonde 10 weist ähnlich der bekannten Messsonde 1 aus dem Stand der Technik, die in 1 wiedergegeben ist, ein Sondengehäuse 11 auf, welches einen Messraum 12, 13 umgibt. Das Sondengehäuse 11 ist gemäß der Darstellung der 2 an der Unterseite offen, wobei die so geschaffene Messöffnung von einer Dichtung 17 umgeben ist. Entsprechend wird die Messöffnung, wenn das Sondengehäuse 11 auf einer zu reinigenden Bauteiloberfläche 18 aufgesetzt ist, gegenüber der Bauteiloberfläche 18 abgedichtet, sodass sich ein gasdicht gegenüber der zu untersuchenden Bauteiloberfläche abgedichteter Messraum 12, 13 ergibt.The 2 shows a first embodiment of a part of a device according to the invention for determining the cleanliness of component surfaces. In the 2 is the measuring probe 10 a corresponding device shown in a purely schematic representation. The measuring probe 10 has similar to the known measuring probe 1 from the prior art described in 1 is shown, a probe housing 11 on which a measuring room 12th , 13th surrounds. The probe housing 11 is according to the representation of the 2 open at the bottom, the measurement opening created in this way by a seal 17th is surrounded. The measurement opening is corresponding when the probe housing 11 on a component surface to be cleaned 18th is placed opposite the component surface 18th sealed, so that there is a gas-tight sealed measuring space with respect to the component surface to be examined 12th , 13th results.

Wie sich ebenfalls aus der 2 ergibt, ist der Messraum in zwei Teilmessräume 12, 13 unterteilt, die konzentrisch zueinander angeordnet sind. Durch eine zylindrische Trennwand zwischen den Teilmessräumen 12, 13 ist auch die an der Unterseite des Sondengehäuses 11 befindliche Messöffnung in zwei Teilmessöffnungen unterteilt, wobei die äußere Teilmessöffnung, die zum Teilmessraum 12 gehört, die innere Teilmessöffnung, die zum Teilmessraum 13 gehört, ringförmig umgibt. Zwischen den Teilmessräumen 12, 13 bzw. den Teilmessöffnungen ist wiederum eine Dichtung 17 vorgesehen, die die Teilmessräume 12 und 13 gegeneinander abdichtet, wenn das Sondengehäuse 11 auf der zu reinigenden Bauteiloberfläche 18 aufgesetzt ist.As can also be seen from the 2 results, the measuring room is divided into two sub-measuring rooms 12th , 13th divided, which are arranged concentrically to each other. Through a cylindrical partition between the partial measuring rooms 12th , 13th is also the one on the underside of the probe housing 11 The measuring opening located is divided into two partial measuring openings, the outer partial measuring opening leading to the partial measuring space 12th belongs, the inner partial measuring opening, which is part of the measuring space 13th heard, surrounds in a ring. Between the partial measuring rooms 12th , 13th or the partial measuring openings is in turn a seal 17th provided that the partial measuring rooms 12th and 13th seal against each other when the probe housing 11 on the component surface to be cleaned 18th is put on.

An der Oberseite des Sondengehäuses 11 ist am Teilmessraum 12 ein Anschluss 16 für eine Vakuumerzeugungseinrichtung, wie beispielsweise eine Vakuumpumpe vorgesehen, sodass der Teilmessraum 12 evakuiert werden kann. Entsprechend kann in dem Teilmessraum 12 ein gegenüber dem Atmosphärendruck erniedrigter Druck eingestellt werden, bis hin zu einem technischen Vakuum. In der Leitung von dem Anschluss 16 bis zur nicht dargestellten Vakuumerzeugungseinrichtung und / oder Absaugung 15 zum Partikelzähler kann ein Partikelsensor angeordnet sein, der die aus dem Teilmessraum 12 abgesaugten Partikel erfasst. Beispielsweise kann dies ein Streulichtsensor zur Zählung der Partikel sein.At the top of the probe housing 11 is at the partial measuring room 12th a connection 16 for a vacuum generating device, such as a vacuum pump, so that the part measuring space 12th can be evacuated. Correspondingly, in the sub-measuring room 12th a pressure lower than atmospheric pressure can be set, up to a technical vacuum. On the line from the connector 16 up to the vacuum generating device and / or suction device (not shown) 15th A particle sensor can be arranged in relation to the particle counter, the sensor from the partial measuring space 12th captured particles extracted. For example, this can be a scattered light sensor for counting the particles.

Im Bereich des zweiten Teilmessraums 13 ist an der Oberseite des Sondengehäuses 11 eine Druckgaszuführung 14 bzw. Druckluftzuführung angeordnet, die mit einer Druckluftdüse 29 bzw. Düsenvorrichtung verbunden ist, um Druckluft in Form von z.B. extrem reiner, trockener Druckluft (Extreme Clean Dry Air XCDA) auf die zu untersuchende Bauteiloberfläche 18 zu strahlen. Die Druckluftdüse 29 kann insbesondere so ausgestaltet sein, dass eine turbulente Strömung im Teilmessraum 13 erzeugt wird, um Partikel und Kontaminationen an der zu untersuchenden Bauteiloberfläche 18 im Bereich des Teilmessraums 13 zu lösen.In the area of the second partial measuring room 13th is at the top of the probe housing 11 a pressurized gas supply 14th or compressed air supply arranged with a compressed air nozzle 29 or nozzle device is connected to compressed air in the form of, for example, extremely pure, dry compressed air (Extreme Clean Dry Air XCDA) on the component surface to be examined 18th to shine. The compressed air nozzle 29 can in particular be designed so that a turbulent flow in the partial measuring space 13th is generated to remove particles and contamination on the component surface to be examined 18th in the area of the sub-measuring room 13th to solve.

Über die Absaugung 15 gelangt die in den Teilmessraum 13 eingeblasene Druckluft ebenfalls zu einem Partikelzähler (nicht dargestellt), mit dem die Anzahl der Partikel im Teilmessraum 13 erfasst werden kann. Alternativ zu einem Partikelzähler können auch andere geeignete Partikelsensoren eingesetzt werden, die eine Erfassung der im Teilmessraum 13 befindlichen Partikel ermöglichen.About the suction 15th the arrives in the sub-measuring room 13th blown compressed air also to a particle counter (not shown), with the the number of particles in the sub-measuring space 13th can be captured. As an alternative to a particle counter, it is also possible to use other suitable particle sensors that record the data in the partial measuring space 13th enable located particles.

Mit der gezeigten Messsonde 10 ist es somit möglich, nicht nur Partikel zu erfassen, die durch entsprechende Druckluft von der Bauteiloberfläche 18 abgelöst werden, sondern es können zudem über den Teilmessraum 12 auch Partikel und Kontaminationen erfasst werden, die sich durch Erzeugung eines Vakuums bzw. Unterdrucks von der Bauteiloberfläche 18 lösen.With the probe shown 10 It is therefore possible to not only capture particles that are removed from the component surface by means of corresponding compressed air 18th be replaced, but it can also be via the partial measuring room 12th Particles and contaminations can also be recorded, which are removed from the component surface by creating a vacuum or negative pressure 18th to solve.

Die 3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bestimmung der Sauberkeit vom Bauteiloberfläche, wobei neben der Messsonde 10a in der 3 auch eine Vakuumerzeugungseinrichtung in Form einer Strahlpumpe 19 gezeigt ist. Der Aufbau des Sondengehäuses 11 mit den beiden Teilmessräumen 12 und 13 sowie den entsprechenden Teilmessöffnungen ist identisch zur Ausführungsform der 2 und wird von daher nicht noch einmal beschrieben. Vielmehr wird auf die Ausführungen zu der Ausführungsform der 2 verwiesen.The 3 shows a further embodiment of a device according to the invention for determining the cleanliness of the component surface, wherein in addition to the measuring probe 10a in the 3 also a vacuum generating device in the form of a jet pump 19th is shown. The construction of the probe housing 11 with the two partial measuring rooms 12th and 13th as well as the corresponding partial measuring openings is identical to the embodiment of FIG 2 and will therefore not be described again. Rather, reference is made to the comments on the embodiment of 2 referenced.

Die Strahlpumpe 19 ist an die Druckluftzuführung 14 angeschlossen, wobei über ein 2 - Wege - Ventil 20 einerseits eine Versorgung der Druckluftdüse 29 und andererseits eine Versorgung der Strahlpumpe 19 mit Druckluft möglich ist.The jet pump 19th is to the compressed air supply 14th connected via a 2-way valve 20th on the one hand, a supply of the compressed air nozzle 29 and on the other hand a supply of the jet pump 19th is possible with compressed air.

Die 4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bestimmung der Sauberkeit vom Bauteiloberfläche, wobei wiederum die Messsonde 10b und eine Vakuumerzeugungseinrichtung in Form einer Strahlpumpe 19 gezeigt sind.The 4th shows a further embodiment of a device according to the invention for determining the cleanliness of the component surface, with the measuring probe again 10b and a vacuum generating device in the form of a jet pump 19th are shown.

Die Ausführungsform der 4 unterscheidet sich von den beiden vorangegangenen Ausführungsformen darin, dass kein separater Teilmessraum für die Erzeugung eines Unterdrucks bzw. Vakuums vorgesehen ist. Vielmehr wird lediglich ein Messraum 28, der von dem Sondengehäuse 21 umschlossen ist, verwendet. Das Sondengehäuse 21 weist wiederum eine in der Darstellung der 4 unten liegende Messöffnung auf, mit der die Messsonde 10b auf die zu untersuchende Bauteiloberfläche 18 aufgesetzt wird.The embodiment of the 4th differs from the two previous embodiments in that no separate partial measuring space is provided for generating a negative pressure or vacuum. Rather, it just becomes a measuring room 28 from the probe housing 21 is enclosed, used. The probe housing 21 again has one in the representation of the 4th opening at the bottom with which the measuring probe 10b on the component surface to be examined 18th is put on.

An der Oberseite des Sondengehäuses 21 ist neben der Vakuumerzeugungseinrichtungen 19 in Form einer Strahlpumpe mit einem Anschluss für die Drucklufterzeugungseinrichtung 22 auch eine Gaszufuhr 23 vorgesehen, über die der Messraum 28 der Messsonde 10b belüftet bzw. mit Gas befüllt werden kann.At the top of the probe housing 21 is next to the vacuum generating facilities 19th in the form of a jet pump with a connection for the compressed air generating device 22nd also a gas supply 23 provided over which the measuring room 28 the measuring probe 10b can be ventilated or filled with gas.

In der Verbindungsleitung zwischen dem Sondengehäuse 21 bzw. Messraum 28 und der Vakuumerzeugungseinrichtung in Form der Strahlpumpe 19 ist ein Partikelfilter 27 angeordnet, mit dem Partikel, die aus dem Messraum 28 abgesagt werden, herausgefiltert werden können, um anschließend analysiert zu werden. Auf diese Weise ist es möglich Informationen nicht nur über die Menge der an der Bauteiloberfläche bzw. im Messraum 28 befindlichen Partikel bzw. Verunreinigungen zu erhalten, sondern auch eine Aussage treffen zu können, um welche Art von Partikel oder Verunreinigungen es sich handelt.In the connection line between the probe housing 21 or measuring room 28 and the vacuum generating device in the form of the jet pump 19th is a particulate filter 27 arranged with the particles emerging from the measuring room 28 canceled, can be filtered out in order to be analyzed afterwards. In this way it is possible to obtain information not only about the amount of data on the component surface or in the measuring room 28 to receive any particles or impurities, but also to be able to make a statement about what type of particles or impurities it is.

Bei der Ausführungsform der 4 ist weiterhin ein Partikelsensor in Form eines Streulichtsensors 24 am Ausgang zur Absaugung angeordnet, um abzusaugende Partikel erfassen zu können.In the embodiment of 4th is also a particle sensor in the form of a scattered light sensor 24 Arranged at the exit to the suction system in order to be able to detect particles to be suctioned off.

Darüber hinaus weist die Messsonde 10b eine Heizeinrichtung 25, wie beispielsweise eine elektrische Widerstandsheizung oder eine Infrarotheizung auf, mit der die Bauteiloberfläche 18 bzw. der Messraum 28 beheizt werden kann, sodass durch eine erhöhte Temperatur Partikel, die sich an der Bauteiloberfläche 18 befinden, veranlasst werden sich von dieser zu lösen.In addition, the measuring probe 10b a heater 25th , such as electrical resistance heating or infrared heating, with which the component surface 18th or the measuring room 28 Can be heated, so that due to an increased temperature, particles are deposited on the component surface 18th are caused to break away from it.

Neben der Heizeinrichtung 25 ist im oder am Sondengehäuse 21 eine Plasmaquelle 26 angeordnet, mit der ein Plasma erzeugt werden kann, um beispielsweise die Situation in einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie zu simulieren und untersuchen zu können, welche Kontaminationen oder Partikel im Fall der Erzeugung eines Plasmas in der Nähe der Bauteiloberfläche von dieser gelöst werden.Next to the heating device 25th is in or on the probe housing 21 a plasma source 26th arranged, with which a plasma can be generated, for example to simulate the situation in a projection exposure system for microlithography and to be able to investigate which contaminations or particles are detached from the component surface in the case of the generation of a plasma in the vicinity of the component surface.

Schließlich weist die Messsonde 10b weiterhin eine Vibrationseinrichtung 30 auf, mit der z.B. über das Sondengehäuse 21 Vibrationen bzw. Schwingungen auf die Bauteiloberfläche 18 übertragen werden können, um auf diese Weise ebenfalls Partikel oder Verunreinigungen von der Bauteiloberfläche lösen zu können.Finally, the measuring probe points 10b furthermore a vibration device 30th with the e.g. via the probe housing 21 Vibrations or oscillations on the component surface 18th can be transferred in order to also be able to detach particles or impurities from the component surface in this way.

Mit der Messsonde 10b können somit die Bedingungen in einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie simuliert werden, indem beispielsweise zunächst durch die Strahlpumpe 19 ein Vakuum im Messraum 28 erzeugt wird, wobei mittels des Streulichtsensors 24 und des Partikelfilters 27 erfasst wird, welche Partikel bzw. Verunreinigungen sich im Messraum 28 befinden bzw. von der Bauteiloberfläche 18 lösen. Gleichzeitig können die Heizeinrichtung 25 und / oder die Plasmaquelle 26 und / oder die Vibrationseinrichtung 30 betrieben werden, um durch thermische und / oder mechanische und / oder elektrochemische Einwirkungen den Reinheitszustand der zu untersuchenden Bauteiloberfläche bei diesen Bedingungen zu untersuchen. Anschließend kann die Strahlpumpe 19 durch Schließen des Anschlusses 22 für die Druckluftversorgungseinrichtung abgestellt werden und über die Gaszufuhr 23 kann der Messraum 28 mit einem Gas, z.B. Druckluft, XCDA, Stickstoff, Edelgas oder einem sonstigen geeigneten Gas, belüftet werden, wie dies beispielsweise auch bei Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie der Fall sein kann. Dabei kann weiterhin der Streulichtsensor 24 betrieben werden, sodass Informationen über die Partikelzahl bei unterschiedlichen Betriebszuständen erfasst werden können.With the measuring probe 10b the conditions in a projection exposure system for microlithography can thus be simulated, for example by initially using the jet pump 19th a vacuum in the measuring room 28 is generated, by means of the scattered light sensor 24 and the particulate filter 27 it is recorded which particles or impurities are in the measuring room 28 are located or from the component surface 18th to solve. At the same time, the heating device 25th and / or the plasma source 26th and / or the vibration device 30th be operated in order to examine the cleanliness of the component surface to be examined under these conditions by means of thermal and / or mechanical and / or electrochemical effects. Then the jet pump 19th by closing the connection 22nd for the compressed air supply device and via the gas supply 23 can the measuring room 28 be ventilated with a gas, for example compressed air, XCDA, nitrogen, noble gas or some other suitable gas, as can also be the case, for example, with a projection exposure system for microlithography. The scattered light sensor can continue to do this 24 operated so that information about the number of particles can be recorded in different operating states.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben worden ist, ist für den Fachmann selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern dass vielmehr Abwandlungen in der Weise möglich sind, dass einzelne Merkmale weggelassen oder andersartige Kombinationen von Merkmalen verwirklicht werden können, ohne dass der Schutzbereich der beigefügten Ansprüche verlassen wird. Insbesondere schließt die vorliegende Offenbarung sämtliche Kombinationen der in den verschiedenen Ausführungsbeispielen gezeigten Einzelmerkmale mit ein, sodass einzelne Merkmale, die nur in Zusammenhang mit einem Ausführungsbeispiel beschrieben sind, auch bei anderen Ausführungsbeispielen oder nicht explizit dargestellten Kombinationen von Einzelmerkmalen eingesetzt werden können.Although the present invention has been described in detail on the basis of the exemplary embodiments, it is obvious to a person skilled in the art that the invention is not limited to these exemplary embodiments, but rather that modifications are possible in such a way that individual features can be omitted or other types of combinations of features can be implemented without departing from the scope of protection of the appended claims. In particular, the present disclosure includes all combinations of the individual features shown in the various exemplary embodiments, so that individual features that are only described in connection with one exemplary embodiment can also be used in other exemplary embodiments or combinations of individual features that are not explicitly shown.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: MesssondeMeasuring probe
22: SondengehäuseProbe housing
33: DruckluftdüseCompressed air nozzle
44th: Absaugung zum PartikelzählerExtraction to the particle counter
55: Dichtungpoetry
66th: BauteiloberflächeComponent surface
10, 10a, 10b10, 10a, 10b: MesssondenMeasuring probes
1111: SondengehäuseProbe housing
1212th: erster Teilraum des Messeraumsfirst sub-room of the exhibition room
1313th: zweiter Teilraum des Messraumssecond sub-space of the measuring room
1414th: DruckgaszuführungCompressed gas supply
1515th: Absaugung zum PartikelzählerExtraction to the particle counter
1616: Anschluss für VakuumerzeugungseinrichtungConnection for vacuum generator
1717th: Dichtungpoetry
1818th: zu reinigende Bauteiloberflächecomponent surface to be cleaned
1919th: StrahlpumpeJet pump
2020th: 2 - Wege - Ventil2 - way valve
2121: SondengehäuseProbe housing
2222nd: Anschluss für DrucklufterzeugungseinrichtungConnection for compressed air generating device
2323: GaszufuhrGas supply
2424: StreulichtsensorScattered light sensor
2525th: HeizeinrichtungHeating device
2626th: PlasmaquellePlasma source
2727: PartikelfilterParticle filter
2828: MessraumMeasuring room
2929: DruckluftdüseCompressed air nozzle
3030th: VibrationseinrichtungVibration device

Claims

Device for determining the cleanliness of component surfaces with a measuring probe (10,10a, 10b) to be placed on the component surface (18) to be examined with a probe housing (11,21) which has a measuring opening which is surrounded by a seal (17) so that the opening of the measuring probe (10, 10a, 10b) can be placed on the surface to be examined (18) with a seal against the surroundings, so that within the probe housing (11, 21) a measuring space (12, 13; 28), wherein the device further comprises at least one particle sensor (24) with which particles can be detected in or out of the measuring space (12, 13; 28), characterized in that the device has a vacuum generating device (19) which is connected to the probe housing (11,21) in such a way that a vacuum can be generated at least in part of the measuring space (12,28).

Device according to Claim 1 , characterized in that the probe housing (21) has a gas supply device (23) for at least partially filling the measuring space (28) with gas.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device comprises a compressed gas generating device with the compressed air or another gas can be generated at a pressure above atmospheric pressure.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring probe comprises a nozzle device (29) with which compressed air or another gas can be directed at pressure onto the component surface (18) to be examined, the nozzle device in particular having several differently oriented nozzle openings and / or comprises at least one rotating nozzle for generating a turbulent flow.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the probe housing (11) is divided into at least two partial measuring spaces (12, 13), each partial measuring space comprising a partial measuring opening, the partial measuring spaces (12, 13) in particular being arranged concentrically to one another.

Device according to Claim 5 , characterized in that the partial measuring openings are sealed off from one another by a seal (17).

Device according to Claim 5 or 6th , characterized in that the vacuum generating device (19) is connected to a first partial measuring space (12, 28) so that a vacuum can be generated in the first partial measuring space (12, 28).

Device according to one of the Claims 5 to 7th and 4th , characterized in that the nozzle device (29) is arranged in a second part measuring space (13).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the particle sensor (24) is arranged in or on the measuring chamber (28) or a partial measuring chamber in such a way that the particles are detected in the measuring chamber (28), or the particle sensor is arranged away from the measuring probe so that the particles from the measuring space or a partial measuring space are guided to the particle sensor via a line (15).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a particle filter (27) for removing particles is arranged in a connection between the vacuum generating device (19) and the measuring space (28) or partial measuring space.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring probe (10b) has a heating device (25) for heating the measuring room (28) or a partial measuring room and / or a plasma generating device (26) for generating a plasma in the measuring room (28) or a Has partial measuring space and / or a vibration device for vibrating the component surface to be examined (18).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the vacuum generating device has at least one vacuum pump or jet pump (19).

Method for determining the cleanliness of component surfaces, in particular with a device according to one of the preceding claims, in which a measuring probe (10,10a, 10b) (18) with a probe housing (11,21) which has a measuring opening that is surrounded by a seal (17), with the opening placed on the surface to be examined (18) with a seal against the environment, so that within the probe housing (11,21) a measuring space (12,13; 28) closed with the component surface to be examined defines with at least one particle sensor (24) being used to detect particles in or out of the measuring space (11, 13; 28), characterized in that with a vacuum generating device (19) in at least a part of the measuring space (12, 28) in front of and / or a vacuum is generated during the detection of the particles with the particle sensor (24).

Procedure according to Claim 13 , characterized in that before and / or during and / or after the detection of the particles with the particle sensor, a gas, in particular a gas from the group comprising extremely pure dry air, nitrogen and noble gases, is let into the measuring space (28) .

Procedure according to Claim 13 or 14th , characterized in that before and / or during and / or after the detection of the particles with the particle sensor, a gas with a pressure above atmospheric pressure is blasted onto the component surface (18) to be examined, in particular a gas from the group that is extremely pure includes dry air, nitrogen and noble gases.