DE102021202771A1

DE102021202771A1 - DEVICE AND METHOD FOR DETERMINING THE CLEANLINESS OF COMPONENT SURFACES USING ULTRASONIC

Info

Publication number: DE102021202771A1
Application number: DE102021202771.7A
Authority: DE
Inventors: Matthias Roos; Christian Assfalg
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2021-03-22
Filing date: 2021-03-22
Publication date: 2022-02-24

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Kontamination von Oberflächen mit Partikeln, insbesondere an Oberflächen von Komponenten für die EUV - Mikrolithographie, sowie eine entsprechende Vorrichtung, wobei bei dem Verfahren eine zu untersuchende Oberfläche einer Komponente in oder an einem Messgehäuse (3) angeordnet wird, welches einen Messraum (5) definiert, der die zu untersuchende Oberfläche umschließt, wobei ein Fluid unter Druck über mindestens eine Zuführleitung (11) in den Messraum eingeführt und über mindestens eine Abgabeleitung (6) abgeführt wird, sodass ein Fluidstrom ausgebildet wird, der an der zu untersuchenden Oberfläche vorbei strömt und dabei Partikel von der Oberfläche aufnimmt, und wobei in oder an der Abgabeleitung (6) des Fluids ein Partikelzähler (8) angeordnet ist und von dem Fluidstrom aus dem Messgehäuse durchströmt oder passiert wird und die im Fluidstrom fließenden Partikel erfasst, wobei der an der zu untersuchenden Oberfläche vorbei strömende Fluidstrom mit Hilfe von Ultraschallwellen (16) modifiziert wird, und wobei während der Beaufschlagung des Fluidstroms mit Ultraschallwellen (16) die Schallleistung einer die Ultraschallwellen (16) bereitstellenden Ultraschallquelle (15) und / oder die Frequenz des Ultraschalls variiert wird.The present invention relates to a method for determining the contamination of surfaces with particles, in particular on surfaces of components for EUV microlithography, and a corresponding device, with a component surface to be examined being arranged in or on a measuring housing (3) in the method which defines a measuring space (5) which encloses the surface to be examined, a fluid under pressure being introduced into the measuring space via at least one supply line (11) and being discharged via at least one discharge line (6), so that a fluid flow is formed, which flows past the surface to be examined and thereby picks up particles from the surface, and wherein a particle counter (8) is arranged in or on the delivery line (6) of the fluid and the fluid flow flows through or passes through the measuring housing and the in the fluid flow flowing particles detected, with the front of the surface to be examined is modified with the aid of ultrasonic waves (16) when the fluid flow is flowing, and wherein the sound power of an ultrasonic source (15) providing the ultrasonic waves (16) and/or the frequency of the ultrasound is varied during the impingement of the fluid flow with ultrasonic waves (16).

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Kontamination von Oberflächen mit Partikeln, insbesondere an Oberflächen von Komponenten für die EUV - Mikrolithographie, sowie eine entsprechende Vorrichtung hierfür, bei welchen über eine Fluidzufuhr - und /oder Absaugeinrichtung Verunreinigungen von einer zu untersuchenden Oberfläche mit einem Fluidstrom entfernt und einem Partikelsensor zugeführt werden, sodass die von der Oberfläche entfernten Verunreinigungen von dem Partikelsensor erfasst werden können.The present invention relates to a method for determining the contamination of surfaces with particles, in particular on surfaces of components for EUV - microlithography, and a corresponding device for this, in which a fluid supply - and / or suction device impurities from a surface to be examined with a Fluid stream removed and fed to a particle sensor, so that the impurities removed from the surface can be detected by the particle sensor.

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 cleanliness requirements, since contaminated components that are used in these vacuum systems lead to the vacuum system being contaminated by particles and impurities that are detached from the component and the vacuum created therein and the properties of the plant can be affected. This also applies in particular to systems that are used in connection with micro- or nano-lithography, such as 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 introduce contamination into the corresponding systems, so that not only the required vacuum or the correspondingly adjusted 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 bearing the structures to be produced, cause corresponding imaging errors with faulty production.

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 cleanliness 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. Derartige Messsonden weisen ein Sonden - bzw. Messgehäuse auf, welches eine Messöffnung aufweist, die auf die zu untersuchende Bauteiloberfläche aufgesetzt wird. Die Messöffnung ist von einer Dichtung umgeben, sodass das Sondengehäuse luftdicht auf der zu untersuchenden Bauteiloberfläche aufgesetzt werden kann. In dem so definierten Messraum ist eine Druckluftdüse oder ein Gaseinleitungsrohr angeordnet, mit der Druckluft auf die zu untersuchende Bauteiloberfläche aufgebracht wird, um Verunreinigungen, insbesondere in Form von Partikeln zu lösen. Diese werden über eine Absaugung zu einem Partikelzähler geführt, der die in dem Messraum befindlichen bzw. aus dem Messraum stammenden Partikel erfasst. Ein Beispiel hierfür ist in der DE 10 2015 203 161 A1 beschrieben.So-called surface probes can be used for this purpose, with the help of which the degree of cleanliness of a component surface to be examined can be characterized. Such measuring probes have a probe or measuring housing, which has a measuring opening that is placed on the component surface to be examined. The measuring opening is surrounded by a seal so that the probe housing can be placed airtight on the component surface to be examined. A compressed air nozzle or a gas inlet pipe is arranged in the measuring space defined in this way, with which compressed air is applied to the component surface to be examined in order to loosen contamination, in particular in the form of particles. These are led via an extraction system to a particle counter, which records the particles located in the measuring room or originating from the measuring room. An example of this is in the DE 10 2015 203 161 A1 described.

Bei den Verfahren zur Partikelbestimmung über die beschriebenen Messsonden, die nach dem Stand der Technik arbeiten, kann es jedoch sein, dass nicht alle für den Einsatz des zu untersuchenden Bauteils relevanten Verunreinigungen oder Partikel in den Partikelzähler gelangen, da sich zwischen dem Druckluftstrom und der zu untersuchenden Oberfläche eine Grenzschicht ausbilden kann, in der die Strömungsgeschwindigkeit nicht ausreicht um die Kontaminationen bzw. Partikel zu lösen, was zu falschen Messergebnissen führt.In the methods for particle determination using the described measuring probes, which work according to the state of the art, it is possible that not all impurities or particles relevant to the use of the component to be examined get into the particle counter, since there are gaps between the compressed air flow and the Examined surface can form a boundary layer in which the flow rate is not sufficient to solve the contamination or particles, which leads to incorrect measurement results.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION

AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION

Entsprechend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung des Reinheitsgrades einer Bauteiloberfläche bereitzustellen, bei denen sichergestellt ist, dass das Messergebnis nicht durch eine unvollständige Erfassung der auf der zu untersuchenden Oberfläche befindlichen Verunreinigungspartikel verfälscht wird. Gleichzeitig soll die Vorrichtung einfach aufgebaut und das Verfahren einfach durchführbar sein.Accordingly, the object of the present invention is to provide a device and a method for determining the degree of cleanliness of a component surface, with which it is ensured that the measurement result is not falsified by incomplete detection of the contamination particles located on the surface to be examined. At the same time, the device should be of simple construction and the method should be easy to carry out.

TECHNISCHE LÖSUNGTECHNICAL SOLUTION

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 4. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a method having the features of claim 1 and a device having the features of claim 4. Advantageous configurations are the subject matter of the dependent claims.

Zur Lösung der oben beschriebenen Aufgabenstellung schlägt die Erfindung vor, bei einem Verfahren zur Bestimmung der Sauberkeit von Bauteiloberflächen bzw. bei einer entsprechenden Vorrichtung hierzu, bei welchem Druckluft oder ein anderes Fluid unter Druck mit hoher Geschwindigkeit auf die zu untersuchende Bauteiloberfläche aufgebracht wird, um Verunreinigungen, insbesondere in Form von Partikeln zu lösen und diese über einen Fluid - bzw. Druckluftstrom zu einem Partikelzähler bzw. - sensor zu führen, einen Ultraschallerzeuger zu verwenden, mit dessen Hilfe Ultraschallwellen erzeugt werden können, umso den Fluidstrom bzw. Druckluftstrom mittels der Ultraschallwellen zu modifizieren, da sich herausgestellt hat, dass dadurch insbesondere die Grenzschicht zwischen dem Fluidstrom und der zu untersuchenden Oberfläche dahingehend beeinflusst wird, dass schwer zu lösende Kontaminationen oder stark anhaftende Partikeln im Fluidstrom aufgenommen werden können. Hierzu ist es vorteilhaft den Ultraschallerzeuger in einem zentralen Bereich des Messgehäuses gegenüber einer Aufnahme für die Komponente mit der zu untersuchenden Oberfläche anzuordnen, sodass die erzeugten Schallwellen vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht auf die zu untersuchende Oberfläche und die sich darauf ausgebildete Grenzschicht zwischen dem Fluidstrom und der zu untersuchenden Oberfläche einwirken. Im Gegensatz zu den Ultraschallerzeugern, die bereits im oben beschriebenen Stand der Technik ebenfalls in Ergänzung zu einer Druckluftbeaufschlagung vorgesehen sind, kommt es entsprechend darauf an, dass die Ultraschallwellen auf die Grenzschicht zwischen dem Fluidstrom und der zu reinigenden Oberfläche einwirken und nicht nur dafür verwendet werden, die zu reinigende Oberfläche bzw. die Kontaminationen direkt durch Ultraschalleinwirkung zu lösen.To solve the above-described task, the invention proposes, in a method for determining the cleanliness of component surfaces or in a corresponding device for this purpose, in which compressed air or another fluid is applied under pressure at high speed to the component surface to be examined in order to remove impurities To solve, especially in the form of particles and these via a fluid - or compressed air flow to a particle counter or - sensor to use an ultrasonic generator with the help of which ultrasonic waves can be generated in order to modify the fluid flow or compressed air flow by means of the ultrasonic waves, since it has been found that this affects the boundary layer between the fluid flow and the surface to be examined in particular that contamination that is difficult to remove or strongly adhering particles can be absorbed in the fluid flow. For this purpose, it is advantageous to arrange the ultrasonic generator in a central area of the measuring housing opposite a receptacle for the component with the surface to be examined, so that the sound waves generated are preferably essentially perpendicular to the surface to be examined and the boundary layer formed thereon between the fluid flow and the investigating surface act. In contrast to the ultrasonic generators, which are also provided in the state of the art described above as a supplement to the application of compressed air, it is accordingly important that the ultrasonic waves act on the boundary layer between the fluid flow and the surface to be cleaned and are not only used for this purpose , to solve the surface to be cleaned or the contamination directly by ultrasonic action.

Nach einer weiteren Ausgestaltung kann die Bestimmung der Kontamination von Oberflächen mit Partikeln so durchgeführt werden, dass während der Beaufschlagung der zu untersuchenden Oberfläche mit Druckluft bzw. dem Fluidstrom und der Modifizierung der Grenzschicht zwischen Fluidstrom und zu reinigende Oberfläche mit Ultraschallwellen die Schallleistung der Ultraschallquelle bzw. des Ultraschallerzeugers und / oder die Frequenz des Ultraschalls variiert wird, sodass viele unterschiedliche Partikel bzw. Kontaminationen von der zu untersuchenden Oberfläche gelöst werden können.According to a further embodiment, the determination of the contamination of surfaces with particles can be carried out in such a way that the sound power of the ultrasound source or of the ultrasound generator and/or the frequency of the ultrasound is varied so that many different particles or contaminations can be detached from the surface to be examined.

Insbesondere kann die Schallleistung kontinuierlich oder schrittweise erhöht werden, sodass zu Beginn beispielsweise ohne Ultraschallunterstützung die Oberfläche untersucht wird, während anschließend die Schallleistung kontinuierlich oder schrittweise erhöht wird, um immer mehr schwer zu lösende Kontaminationen bzw. Partikel in den Fluidstrom zu überführen. Bei einem zeitaufgelösten Herausfiltern der im Fluidstrom aufgenommenen Partikel in der Abgabeleitung kann entsprechend herausgefunden werden, welche Kontaminationen bzw. Partikel schwer gelöst werden können, um insbesondere diese Art von Kontaminationen in der Zukunft zu vermeiden.In particular, the sound power can be increased continuously or step by step, so that at the beginning, for example, the surface is examined without ultrasound support, while the sound power is then increased continuously or step by step in order to transfer more and more difficult-to-dissolve contamination or particles into the fluid flow. With a time-resolved filtering out of the particles taken up in the fluid flow in the delivery line, it can accordingly be found out which contaminations or particles are difficult to remove, in order in particular to avoid this type of contamination in the future.

Als Druckluft, die als Fluid zur Ablösung von Kontaminationen auf der zu untersuchenden Oberfläche eingesetzt wird, kann insbesondere getrocknete und / oder gereinigte Luft und insbesondere sogenannte XCDA (extreme clean dry air) verwendet werden. Die Druckluft bzw. das entsprechende Gas wird vorzugsweise mit gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhten Druck, insbesondere im Bereich von 4 bis 16 bar, vorzugsweise 6 bis 8 bar, in den Messraum eingeführt, um eine hohe Auftreffgeschwindigkeit des Fluid zu gewährleisten.In particular, dried and/or cleaned air and in particular so-called XCDA (extreme clean dry air) can be used as compressed air, which is used as a fluid for removing contamination on the surface to be examined. The compressed air or the corresponding gas is preferably introduced into the measuring chamber at a pressure that is higher than the ambient pressure, in particular in the range from 4 to 16 bar, preferably 6 to 8 bar, in order to ensure a high impingement speed of the fluid.

Eine Zuführleitung für die Druckluft bzw. ein Gaseinleitungsrohr und / oder ein an der Zuführleitung angeordnete Düse können so ausgebildet sein, dass der Fluidstrom unter einem spitzen Winkel, insbesondere unter einem Einstrahlwinkel α im Bereich von 10° bis 80°, vorzugsweise 20° bis 60° auf die zu untersuchende Oberfläche eingestrahlt wird. Der Einstrahlwinkel α wird hierbei gemessen zwischen der Haupteinstrahlrchtung des Fluidstroms und einer Tangente an die entsprechende Oberfläche bzw. der Senkrechten zur Oberflächennormale.A supply line for the compressed air or a gas inlet pipe and/or a nozzle arranged on the supply line can be designed in such a way that the fluid flow occurs at an acute angle, in particular at an angle of incidence α in the range from 10° to 80°, preferably 20° to 60° ° is radiated onto the surface to be examined. The angle of incidence α is measured between the main direction of incidence of the fluid flow and a tangent to the corresponding surface or the perpendicular to the surface normal.

Neben einem spitzen Fluideinstrahlwinkel ist auch ein im Wesentlichen senkrechter Fluideinstrahlwinkel möglich.In addition to an acute fluid injection angle, a substantially perpendicular fluid injection angle is also possible.

Entsprechend können der Ultraschallerzeuger und die Aufnahme für die Komponente mit der zu untersuchenden Oberfläche so ausgebildet und angeordnet sein, dass die Ultraschallwellen im zentralen Bereich der zu untersuchenden Oberfläche im Wesentlichen senkrecht auf die zu untersuchende Oberfläche auftreffen, da dadurch eine gute Modifizierung der Grenzschicht zwischen Fluidstrom und zu reinigende Oberfläche erzielt werden kann.Accordingly, the ultrasonic generator and the receptacle for the component with the surface to be examined can be designed and arranged in such a way that the ultrasonic waves impinge on the surface to be examined essentially perpendicularly in the central region of the surface to be examined, since this results in a good modification of the boundary layer between the fluid flow and surface to be cleaned can be obtained.

Der Ultraschallerzeuger kann insbesondere an einer zentral gegenüber der Aufnahme für die Komponente mit der zu untersuchenden Oberfläche angeordneten Zuführleitung oder einer daran angeordneten Düse befestigt sein, sodass sowohl die Einstrahlrichtung des Fluidstrom als auch die Ultraschallwellen im Wesentlichen senkrecht auf die zu untersuchende Oberfläche auftreffen.The ultrasonic generator can in particular be attached to a supply line arranged centrally opposite the receptacle for the component with the surface to be examined or to a nozzle arranged thereon, so that both the direction of injection of the fluid flow and the ultrasonic waves impinge essentially perpendicularly on the surface to be examined.

Figurenlistecharacter list

Die beigefügten Zeichnungen zeigen in rein schematischer Weise in

1 eine Darstellung einer ersten Ausführungsform der Erfindung mit einer Messsonde zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und in
2 eine Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit einer Messsonde zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

The accompanying drawings show, purely diagrammatically,

1 a representation of a first embodiment of the invention with a measuring probe for carrying out the method according to the invention, and in
2 a representation of a further embodiment of the invention with a measuring probe for carrying out the method according to 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 become apparent in the following detailed description of the exemplary embodiments. However, the invention is not limited to these exemplary embodiments.

Die 1 zeigt eine Messsonde 2, wie sie zur erfindungsgemäßen Bestimmung der Verunreinigung einer zu untersuchenden Oberfläche 1 eingesetzt werden kann. Die Messsonde 2 umfasst ein Messgehäuse 3, welches eine in der Darstellung der 1 nach unten gerichtete Öffnung, die sogenannte Messöffnung, aufweist, mit der das Messgehäuse 3 auf die zu untersuchende Oberfläche 1 einer zu untersuchenden Komponente 13 aufgesetzt werden kann, sodass ein Messraum 5 durch die Gehäusewand des Messgehäuses 3 und die zu untersuchende Oberfläche 1 begrenzt wird. Zur dichten Anlage des Messgehäuses 3 an der zu untersuchenden Oberfläche 1 ist an der Öffnung des Messgehäuses 3 eine umlaufende Dichtung 4 vorgesehen, die den Messraum 5 gegenüber der Umgebung abdichtet. Diese kann auch aus dem Material des Messgehäuses bestehen und / oder Teil von diesem sein, wenn sie konstruktiv als Dichtlippe konstruiert wird. Die Messöffnung des Messgehäuses 3 mit der Dichtung 4 bildet in dem gezeigten Ausführungsbeispiel somit die Aufnahme für die Komponente 13 mit der zu untersuchenden Oberfläche 1.the 1 shows a measuring probe 2 as can be used for determining the contamination of a surface 1 to be examined according to the invention. The measuring probe 2 includes a measuring housing 3, which in the representation of 1 downward opening, the so-called measuring opening, with which the measuring housing 3 can be placed on the surface 1 to be examined of a component 13 to be examined, so that a measuring space 5 is delimited by the housing wall of the measuring housing 3 and the surface 1 to be examined. For the tight attachment of the measuring housing 3 to the surface 1 to be examined, a circumferential seal 4 is provided at the opening of the measuring housing 3, which seals off the measuring chamber 5 from the environment. This can also consist of the material of the measuring housing and/or be part of it if it is designed as a sealing lip. In the exemplary embodiment shown, the measuring opening of the measuring housing 3 with the seal 4 thus forms the receptacle for the component 13 with the surface 1 to be examined.

Weiterhin ist bei der Messsonde 2 der 1 ein Gaseinleitungsrohr 11 (Zuführleitung) vorgesehen, über welches Druckluft bzw. reine, trockene Luft, wie beispielsweise XCDA (extreme clean dry air), oder Stickstoff in den Messraum 5 zugeführt werden kann. Das mit gegenüber der umgebenden Atmosphäre erhöhtem Druck zugeführte Gas hilft, Verunreinigungspartikel 10 von der zu untersuchenden Oberfläche 1 zu lösen, wenn die Druckluft bzw. das Gas auf Grund der Druckbeaufschlagung mit hoher Auftreffgeschwindigkeit auf die zu untersuchende Oberfläche 1 trifft. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel der 1 ist das Gaseinleitungsrohr 11 bzw. die Zuführleitung so angeordnet, dass die Längsachse des Gaseinleitungsrohrs 11 im Bereich der Ausgabeöffnung 12 im Wesentlichen senkrecht zur zu untersuchenden Oberfläche 1 angeordnet ist, sodass die zugeführte Druckluft bzw. das zugeführte Gas im Wesentlichen senkrecht auf die zu untersuchende Oberfläche 1 auftrifft. Im Bereich der Ausgabeöffnung 12 kann auch eine Düse (nicht gezeigt) angeordnet sein, um einen definierten und gerichteten Druckluft - bzw. Gasstrahl zu erzeugen.Furthermore, in the case of the measuring probe 2 1 a gas inlet pipe 11 (feed line) is provided, via which compressed air or clean, dry air, such as XCDA (extreme clean dry air), or nitrogen can be fed into the measuring chamber 5 . The gas supplied at higher pressure than the surrounding atmosphere helps to loosen contaminant particles 10 from the surface 1 to be examined when the compressed air or the gas impinges on the surface 1 to be examined at high impact speed due to the pressurization. In the embodiment shown 1 the gas inlet pipe 11 or the feed line is arranged in such a way that the longitudinal axis of the gas inlet pipe 11 in the area of the discharge opening 12 is arranged essentially perpendicularly to the surface 1 to be examined, so that the compressed air or the gas fed in is essentially perpendicular to the surface to be examined 1 strikes. A nozzle (not shown) can also be arranged in the area of the discharge opening 12 in order to generate a defined and directed compressed air or gas jet.

Aus dem durch die zu untersuchende Oberfläche 1 und das Messgehäuse 3 definierten Messraum 5 kann über ein Absaugrohr 6 (Abgabeleitung), welches an eine Absaugeinrichtung 7, wie eine Pumpe oder dergleichen, angeschlossen ist, ein Fluidstrom 9 abgesaugt werden, der entsprechend dem Pfeil, der im Absaugrohr 6 gezeigt ist, fließt. Der über die Absaugeinrichtung 7 erzeugte Fluidstrom 9, der durch das Absaugrohr 6 den Messeraum verlässt, wird zu einem Partikelzähler bzw. Partikelsensor 8 geführt, mit welchem die in dem Fluidstrom 9 enthaltenen Partikel erfasst bzw. gezählt werden können. Auf diese Weise kann bestimmt werden, inwiefern die zu untersuchende Oberfläche 1 mit Verunreinigungspartikeln 10 belegt ist, da mit dem Fluidstrom 9 die auf der zu untersuchenden Oberfläche 1 vorhandenen Verunreinigungspartikel 10 mit abgesaugt werden und die vom Partikelsensor bzw. Partikelzähler 8 erfassten Partikel Aufschluss über die Verunreinigung der zu untersuchenden Oberfläche 1 geben. Idealerweise werden sämtliche Verunreinigungspartikel 10 durch den Fluidstrom 9 abgeführt, sodass sämtliche Verunreinigungspartikel 10, die sich auf der zu untersuchenden Oberfläche 1 befunden haben, in dem Partikelsensor bzw. Partikelzähler 8 erfasst werden können.From the measuring space 5 defined by the surface 1 to be examined and the measuring housing 3, a fluid flow 9 can be sucked off via a suction pipe 6 (discharge line), which is connected to a suction device 7, such as a pump or the like, which flows according to the arrow shown in the suction tube 6 flows. The fluid flow 9 generated by the suction device 7, which leaves the measuring room through the suction pipe 6, is guided to a particle counter or particle sensor 8, with which the particles contained in the fluid flow 9 can be detected or counted. In this way it can be determined to what extent the surface 1 to be examined is covered with contamination particles 10, since the contamination particles 10 present on the surface 1 to be examined are also sucked off with the fluid flow 9 and the particles detected by the particle sensor or particle counter 8 provide information about the Enter contamination of the surface to be examined 1. Ideally, all of the contamination particles 10 are carried away by the fluid flow 9 so that all of the contamination particles 10 that were on the surface 1 to be examined can be detected in the particle sensor or particle counter 8 .

Um dies sicherzustellen ist am Ende des Gaseinleitungsrohrs 11 ein Ultraschallerzeuger 15 angeordnet, mit dem Ultraschallwellen 16 erzeugt werden können, die ebenfalls im Wesentlichen senkrecht auf die zu reinigende Oberfläche 1 auftreffen. Mithilfe der Ultraschallwellen 16 kann die Grenzschicht, die sich zwischen einem Fluidstrom und der zu reinigenden Oberfläche 1 ausbildet, modifiziert und insbesondere verringert werden, sodass auch sehr kleine Partikel im Größenbereich kleiner oder gleich 50 µm und Partikel mit bestimmten Formen, beispielsweise flache oder längliche Partikel, sowie stark anhaftende Partikel leichter in den Fluidstrom aufgenommen werden können und dem Partikelzähler bzw. - sensor 8 zugeführt werden können. Insbesondere durch die zentrale Anordnung des Ultraschallerzeugers gegenüberliegend der zu reinigenden Oberfläche 1 bzw. der durch die Messöffnung und die umlaufende Dichtung 4 definierte Aufnahme für die zu untersuchende Komponente 13 kann die gewünschte Wirkung der Ultraschallwellen auf den Fluidstrom und die sich zwischen dem Fluidstrom und der zu reinigenden Oberfläche 1 bildende Grenzschicht bewirkt werden.In order to ensure this, an ultrasonic generator 15 is arranged at the end of the gas inlet pipe 11, with which ultrasonic waves 16 can be generated, which also impinge essentially perpendicularly on the surface 1 to be cleaned. With the help of the ultrasonic waves 16, the boundary layer that forms between a fluid flow and the surface to be cleaned 1 can be modified and in particular reduced, so that even very small particles in the size range smaller than or equal to 50 μm and particles with specific shapes, for example flat or elongated particles , As well as strongly adhering particles can be more easily absorbed into the fluid flow and the particle counter or sensor 8 can be supplied. The desired effect of the ultrasonic waves on the fluid flow and between the fluid flow and the cleaning surface 1 forming boundary layer are effected.

Mit dem Partikelzähler bzw. - sensor 8 kann eine Filtereinrichtung verwendet werden, die die im Fluidstrom 9 aufgenommenen Partikel 10 herausfiltert, sodass durch eine Analyse der herausgefilterten Partikel auch identifiziert werden kann, um welche Kontaminationen es sich handelt.A filter device can be used with the particle counter or sensor 8, which filters out the particles 10 contained in the fluid flow 9, so that the contamination can also be identified by analyzing the particles filtered out.

Die Vorrichtung zur Untersuchung der Kontamination einer Oberfläche einer Komponente 13 weist gemäß der Darstellung der 1 weiterhin eine Steuerungs - und / oder Regelungseinrichtung 18 auf, mit der die betätigbaren Bestandteile der Vorrichtung gesteuert und / oder geregelt werden können. Entsprechend weist die Steuerungs - und / oder Regelungseinrichtung 18 entsprechende Signal - und / oder Datenleitungen auf, mit denen die Steuerungs - und / oder Regelungseinrichtung 18 mit den Pumpen 7, 14, dem Partikelzähler bzw. - sensor 8 und dem Ultraschallerzeuger 15 verbunden ist.The device for examining the contamination of a surface of a component 13 has, as shown in FIG 1 furthermore a control and/or regulation device 18, with which the actuable components of the device can be controlled and/or regulated. Correspondingly, the control and/or regulation device 18 has corresponding signal and/or data lines with which the control and/or regulation device 18 is connected to the pumps 7 , 14 , the particle counter or sensor 8 and the ultrasonic generator 15 .

Bei einer Untersuchung und entsprechend gleichzeitigen Reinigung einer zu untersuchenden Oberfläche 1 kann über die Steuerungs - und / oder Regelungseinrichtung 18 die Schallleistung des Ultraschallerzeugers 15 und / oder die Frequenz des Ultraschalls variiert werden. Insbesondere kann die Untersuchung bzw. Reinigung so erfolgen, dass nach Beginn der Zufuhr der Druckluft über das Gaseinleitungsrohr 11 der Ultraschallerzeuger 15 zunächst nicht oder nur mit minimaler Schallleistung betrieben wird und die Schallleistung kontinuierlich oder schrittweise erhöht wird. Entsprechend werden zunächst die leicht flüchtigen Verunreinigungen von der zu untersuchenden Oberfläche 1 abgelöst, während mit zunehmender Schallleistung des Ultraschallerzeugers 15 fester anhaftende oder schwere lösbare Kontaminationen bzw. Partikel 10 abgelöst werden. Entsprechend kann bei Verwendung eines Filters in der Abgabeleitung 6 und einer zeitaufgelösten Entnahme der herausgefilterten Partikel bzw. Kontaminationen 10 auch Information darüber gewonnen werden, welche Art von Partikeln oder Kontaminationen 10 leichter oder schwerer lösbar sind. Diese Information kann in vorteilhafte Weise zur Vermeidung von entsprechenden Kontaminationen, die schwer lösbar sind, Verwendung finden.During an examination and corresponding simultaneous cleaning of a surface 1 to be examined, the control and/or regulating device 18 can be used to vary the sound power of the ultrasound generator 15 and/or the frequency of the ultrasound. In particular, the examination or cleaning can be carried out in such a way that, after the start of the supply of compressed air via the gas inlet pipe 11, the ultrasonic generator 15 is initially not operated or only operated with minimal sound power and the sound power is increased continuously or step by step. Correspondingly, the highly volatile contaminants are first detached from the surface 1 to be examined, while with increasing sound power of the ultrasonic generator 15 more firmly adhering or difficult-to-remove contaminants or particles 10 are detached. Correspondingly, when using a filter in the delivery line 6 and a time-resolved removal of the particles or contaminations 10 filtered out, information can also be obtained about which type of particles or contaminations 10 are easier or more difficult to remove. This information can be used in an advantageous manner to avoid corresponding contaminations that are difficult to solve.

Die 2 zeigt eine weitere Ausführungsform eine erfindungsgemäßen Messsonde 2, bei welcher Bestandteile, die bereits im Zusammenhang mit der Ausführungsform der 1 beschrieben worden sind, der Einfachheit halber weggelassen worden sind, wie beispielsweise die Steuerungs - und / oder Regelungseinrichtung 18 und dergleichen.the 2 shows a further embodiment of a measuring probe 2 according to the invention, in which components that are already associated with the embodiment of FIG 1 have been described have been omitted for the sake of simplicity, such as the control - and / or regulating device 18 and the like.

Die Ausführungsform der 2 unterscheidet sich in der Weise von der Ausführungsform der 1, dass mehrere Gaseinleitungsrohre 11 und mehrere Absaugrohre 6 vorgesehen sind, nämlich jeweils zwei. Darüber hinaus ist der Ultraschallerzeuger 15 separat von den Gaseinleitungsrohren 11 in einem zentralen Bereich der Messsonde 2 bzw. des Messgehäuses 3 gegenüberliegend der durch die Messöffnung und die Dichtung 4 definierten Aufnahme angeordnet, während die Gaseinleitungsrohre 11 seitlich angeordnet sind, sodass die zugeführte Druckluft bzw. ein entsprechendes Gas unter einem spitzen Winkel α auf die zu untersuchende Oberfläche 1 auftrifft. Der Einstrahlwinkel α ist hierbei durch den Winkel zwischen der zu untersuchenden Oberfläche 1 und der Haupteinstrahlrichtung der Druckluft bzw. eines Gases definiert, die durch die Ausrichtung der Gaseinleitungsrohre 11 bzw. entsprechender Düsen im Bereich der Ausgabeöffnung vorgegeben ist.The embodiment of 2 differs in the way from the embodiment of 1 that several gas inlet pipes 11 and several suction pipes 6 are provided, namely two. In addition, the ultrasonic generator 15 is arranged separately from the gas inlet pipes 11 in a central area of the measuring probe 2 or the measuring housing 3 opposite the receptacle defined by the measuring opening and the seal 4, while the gas inlet pipes 11 are arranged laterally so that the compressed air or a corresponding gas impinges on the surface 1 to be examined at an acute angle α. The angle of incidence α is defined here by the angle between the surface 1 to be examined and the main direction of incidence of the compressed air or a gas, which is predetermined by the orientation of the gas inlet pipes 11 or corresponding nozzles in the area of the discharge opening.

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 self-evident for the 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 are omitted or other types of combinations of features can be implemented without departing from the scope 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.

Bezugszeichenlistereference list

11: zu untersuchende Oberflächesurface to be examined
22: Messsondemeasuring probe
33: Messgehäusemeasuring housing
44: Dichtungpoetry
55: Messraummeasuring room
66: Absaugrohrsuction pipe
77: Absaugeinrichtung bzw. Pumpesuction device or pump
88th: Partikelsensor bzw. PartikelzählerParticle sensor or particle counter
99: Fluidstromfluid flow
1010: Verunreinigungspartikelcontamination particles
1111: Gaseinleitungsrohrgas inlet pipe
1212: Ausgabeöffnungdispensing opening
1313: zu untersuchende Komponentecomponent to be examined
1414: Pumpepump
1515: Ultraschallerzeugerultrasonic generator
1616: Ultraschallwellenultrasonic waves
1717: Oberflächennormalesurface normal
1818: Steuerungs - und / oder RegelungseinrichtungControl and / or regulation device
αa: Einstrahlwinkelangle of incidence

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102015203161 A1 [0004]

Claims

Method for determining the contamination of surfaces with particles, in particular on surfaces of components for EUV microlithography, in which method a surface of a component to be examined is arranged in or on a measuring housing (3) which defines a measuring space (5), which encloses the surface to be examined, with a fluid being introduced under pressure into the measuring chamber via at least one supply line (11) and discharged via at least one discharge line (6), so that a fluid flow is formed which flows past the surface to be examined and at the same time Particles are picked up from the surface, and a particle counter (8) is arranged in or on the delivery line (6) of the fluid and the fluid stream flows through or passes through the measuring housing and the particles flowing in the fluid stream are recorded, with the particle counter (8) being located at the to be examined The fluid stream flowing past the surface is modified with the aid of ultrasonic waves (16). d, characterized in that during the impingement of the fluid flow with ultrasonic waves (16), the sound power of an ultrasonic source (15) providing the ultrasonic waves (16) and/or the frequency of the ultrasonic is varied.

procedure after claim 1 , characterized in that compressed air, which is formed in particular by dried and/or cleaned air, preferably XCDA gas, is used as the fluid, which is at a pressure that is higher than the ambient pressure, in particular in the range from 4 to 16 bar, preferably 6 to 8 bar is provided and delivered into the measuring chamber (5) surrounded by the measuring housing (3), so that the fluid flow results on the surface to be cleaned.

procedure after claim 1 or 2 , characterized in that the sound power is increased continuously or stepwise.

Device for determining the contamination of surfaces, in particular on surfaces of components for EUV microlithography, preferably for carrying out the method according to one of the preceding claims, with a measuring housing (3) which at least partially surrounds a measuring space (5) and has a receptacle , In or on which a component (13) with a surface to be examined (1) can be arranged so that the surface to be examined (1) of the component (13) can be arranged in or on the measuring housing (3) that the Measuring chamber (5) delimits the surface (1) to be examined, at least one supply line (11) and at least one discharge line (6), which are connected to the measuring housing (3) in such a way that a fluid can enter the measuring housing via the supply line (11). (3) can be introduced and discharged via the discharge line (11), a pressure vessel or a pressure generating device (14), so that the fluid with a relative to the ambient Dr uck increased pressure can be provided and introduced into the measuring housing (3), so that a fluid flow is formed along the surface (1) to be examined, in which contamination (10) is received from the surface (1) to be examined, a particle counter (8 ), which is arranged in the delivery line (6) and through which the fluid from the measuring housing (3) can flow, and with an ultrasonic generator (15) which is arranged in the measuring housing (3) in order to generate ultrasonic waves (16), characterized in that the ultrasonic generator (15) is arranged in the measuring housing (3) centrally opposite the receptacle for the component (13) with the surface (1) to be examined, so that the fluid flow formed along the surface (1) to be examined passes through the Ultrasonic waves (16) can be modified.

device after claim 4 , characterized in that the receptacle is arranged within the measuring housing (3) so that the measuring space (5) defined by the measuring housing (3) surrounds the component (13) to be examined on at least three sides, or the receptacle is positioned at the edge of the Measuring housing (3) is arranged such that the surface (1) to be examined is a boundary wall of the measuring space (5) defined by the measuring housing (3).

device after claim 4 or 5 , characterized in that the measuring housing (3) is designed in such a way that the measuring chamber (5) defined by the measuring housing (3) is tightly sealed with the exception of the at least one supply line (11) and the at least one discharge line (6).

Device according to one of Claims 4 until 6 , characterized in that the measuring housing (3) has a measuring opening which is surrounded by a seal (4), so that the measuring housing (3) with the measuring opening can be placed on the surface (1) to be examined while sealing it from the environment and inside of the measuring housing (3), the measuring space (5) which is closed off with the surface (1) to be examined is defined.

Device according to one of Claims 4 until 7 , characterized in that the at least one feed line (11) and/or a nozzle arranged on the feed line are designed in such a way that the fluid flow is at an acute angle (a), in particular at an angle of 10° to 80°, preferably 20° up to 60°, or essentially perpendicular to the surface to be examined.

Device according to one of Claims 4 until 8th , characterized in that the ultrasonic generator (15) and the receptacle for the component (13) with the surface to be examined (1) are designed such that the ultrasonic waves (16) in the central area of the surface to be cleaned (1) are essentially vertical impinge on the surface (1) to be cleaned.

Device according to one of Claims 4 until 9 , characterized in that the ultrasonic generator (15) is attached to a feed line (11) arranged centrally opposite the receptacle for the component (13) with the surface (1) to be examined or to a nozzle arranged thereon.

Device according to one of Claims 4 until 10 , characterized in that the device has a control and/or regulating device for controlling and/or regulating actuable components of the device, such as pressure generating device (14), suction device (7), particle counter (8) and/or ultrasonic generator (15). .