DE102021210537A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Detektieren einer Position einer Leckage und/oder einer Position einer Kontamination an einem Bauteil - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Detektieren einer Position einer Leckage und/oder einer Position einer Kontamination an einem Bauteil Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Detektieren einer Leckage und/oder einer Kontamination (13) an einem Bauteil (3), umfassend: Detektieren der Leckage und/oder der Kontamination (13) an dem Bauteil (3), das in einen Innenraum (5) einer Vakuum-Kammer (4) eingebracht ist, anhand eines Detektorsignals (10a), das von einem Detektor (9a) erfasst wird, der an einer Detektorposition (D1) mit dem Innenraum (5) in Verbindung steht. Das Verfahren umfasst zusätzlich: Erfassen mindestens eines weiteren Detektorsignals (10b, 10c) mittels mindestens eines weiteren Detektors (9b-d), der an einer anderen Detektorposition (D2, D3) mit dem Innenraum (5) in Verbindung steht, sowie Detektieren einer Position der Leckage und/oder einer Position (PK) der Kontamination (13) an dem Bauteil (3) anhand des Detektorsignals (10a) und des mindestens einen weiteren Detektorsignals (10b, 10c). Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Detektion einer Leckage und/oder einer Kontamination (13) an einem Bauteil (3).

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Detektieren einer Leckage und/oder einer Kontamination an einem Bauteil, umfassend: Detektieren der Leckage und/oder der Kontamination an dem Bauteil, das in einen Innenraum einer Vakuum-Kammer eingebracht ist, anhand eines Detektorsignals, das von einem Detektor erfasst wird, der an einer Detektorposition mit dem Innenraum in Verbindung steht. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Detektion einer Leckage und/oder einer Kontamination an einem Bauteil, umfassend: eine Vakuum-Kammer mit einem Innenraum zum Einbringen des Bauteils, einen Detektor zur Erfassung eines Detektorsignals, der an einer Detektorposition mit dem Innenraum in Verbindung steht, sowie eine Auswerteeinrichtung zum Detektieren der Leckage und/oder der Kontamination an dem Bauteil anhand des Detektorsignals.
  • Zur Detektion von Leckagen an Bauteilen wird typischerweise ein so genannter Lecktest durchgeführt. Bei dem Lecktest wird zunächst ein zu prüfendes Bauteil, genauer gesagt ein Bauteil mit einem auf Leckage zu prüfenden Bauteil-Volumen (z.B. eine Rohrleitung, ein Kühlkanal, ...), in einen Innenraum einer Vakuum-Kammer einer Vorrichtung zur Leckageprüfung eingebracht. Das zu prüfende Bauteil wird hierbei an einen in der Vorrichtung befindlichen Prüfgas-Anschluss angeschlossen und die Vakuum-Kammer wird evakuiert. Der Prüfgas-Anschluss wird in einem nachfolgenden Schritt mit einem Prüfgas beaufschlagt, bei dem es sich in der Regel um Helium handelt. Während des Lecktests wird das zu prüfende Bauteil, genauer gesagt das zu prüfende Bauteil-Volumen, mit dem Prüfgas bei einem vorab spezifizierten Druck beaufschlagt. Parallel erfolgt eine Restgas-Messung oder eine Druckmessung in dem Innenraum der Vakuum-Kammer, in den das Bauteil zur Prüfung eingebracht wurde.
  • Für den Fall, dass eine Leckage an dem zu prüfenden Bauteil-Volumen auftritt, wird das in den Innenraum austretende Prüfgas z.B. mittels einer Restgasanalyse oder durch einen Druckanstieg in der Vakuum-Kammer detektiert. Auf diese Weise kann eine Aussage darüber getroffen werden, ob das zu prüfende Bauteil-Volumen dicht oder undicht ist. Sind mehrere Prüfgas-Anschlüsse vorhanden, können hintereinander mehrere unterschiedliche zu prüfende Bauteil-Volumina im Hinblick auf ihre Dichtigkeit überprüft werden. In diesem Fall kann eine Aussage darüber getroffen werden, welche der zu prüfenden Bauteil-Volumina eine Leckage aufweisen und welche nicht.
  • Um zu bestimmen, an welcher Position an einem jeweiligen zu prüfenden Bauteil-Volumen sich die Leckage befindet, kann nach der Entnahme des Bauteils aus der Vakuum-Kammer ein so genannter Schnüffeltest durchgeführt werden. Bei dem Schnüffeltest wird die Position der Leckage mit Hilfe einer Schnüffelsonde bestimmt, die das noch in dem Bauteil-Volumen vorhandene, an der Position der Leckage austretende Prüfgas detektiert. Daneben besteht die Möglichkeit, die Position der Leckage durch Aufsprühen eines Schaumbildners auf die Oberfläche des zu prüfenden Bauteils zu detektieren, da sich beim Aufsprühen an der Position der Leckage Blasen bilden.
  • Zur Detektion von Kontaminationen an einem Bauteil, die typischerweise an mindestens einer Oberfläche des Bauteils anhaften, wird ein so genannter Ausgastest durchgeführt. Bei dem Ausgastest werden gasförmige Stoffe (Ausgasungen) detektiert, die von der Oberfläche des Bauteils, genauer gesagt von einer oder ggf. mehreren in der Regel lokal begrenzten Kontaminationen an der Oberfläche des Bauteils in die Umgebung ausgegast werden. Für die Detektion wird analog zum Lecktest das Bauteil in einen Innenraum einer Vakuum-Kammer eingebracht. Zur Prüfung, ob das Bauteil Kontaminationen aufweist, wird mit Hilfe eines Detektors, in der Regel in Form eines Restgasanalysators oder eines Druckmessgeräts, integral über das gesamte Volumen der Vakuum-Kammer eine Ausgasrate des Bauteils in den Innenraum der Vakuum-Kammer bestimmt.
  • Bei dem Ausgastest kann daher nur eine Aussage darüber getroffen werden, ob das Bauteil ausgast und falls ja, wie stark die Ausgasung ist. Eine Lokalisation der die Ausgasung erzeugenden Kontamination innerhalb des Volumens der Vakuum-Kammer bzw. an einer Oberfläche des Bauteils ist nicht möglich. Zur Lokalisierung der Kontamination an einem Bauteil, z.B. an einem Spiegel, ist es ggf. erforderlich, das Bauteil zu zerstören.
  • Bei bestimmten optischen Systemen, beispielsweise bei EUV-Lithographieanlagen, ist es typischerweise erforderlich, zur Verbesserung der Performance die Kontamination der einzelnen Bauteile immer weiter zu verringern. Die Reinigung der Bauteile solcher optischer Systeme, z.B. in Form von Spiegeln oder dergleichen, ist in der Regel sehr zeitaufwändig. Es wäre eine wesentliche Zeitersparnis, wenn die Position der Kontamination bekannt wäre. Gleiches gilt für den Fall, dass das Bauteil eine Leckage, d.h. eine undichte Stelle, aufweist, an der ein Gasaustritt erfolgt.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Detektion einer Leckage und/oder einer Kontamination an einem Bauteil bereitzustellen, die eine Lokalisierung, d.h. einer ortsaufgelöste Detektion, der Leckage und/oder der Kontamination an dem Bauteil ermöglichen.
  • Gegenstand der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt gelöst durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, weiter umfassend: Erfassen mindestens eines weiteren Detektorsignals mittels mindestens eines weiteren Detektors, der an einer anderen Detektorposition mit dem Innenraum in Verbindung steht, sowie Detektieren einer Position der Leckage und/oder einer Position der Kontamination an dem Bauteil anhand des Detektorsignals und des mindestens einen weiteren Detektorsignals.
  • Bevorzugt erfolgt das Lokalisieren der Leckage an dem Bauteil anhand von mindestens drei Detektorsignalen von mindestens drei Detektoren, die an mindestens drei unterschiedlichen Detektorpositionen mit dem Innenraum in Verbindung stehen. Grundsätzlich sind drei Detektoren für die Detektion der Position der Leckage und/oder der Kontamination innerhalb der Vakuum-Kammer in drei Dimensionen ausreichend. Die Genauigkeit der Lokalisierung kann jedoch ggf. gesteigert werden, wenn die Detektorsignale von vier oder mehr Detektoren erfasst werden, die an unterschiedlichen Detektorpositionen angeordnet sind. Die Detektorpositionen sind typischerweise in einer an das Problem der Lokalisierung der Leckage bzw. der Kontamination angepassten Weise angeordnet. In der Regel sind die Detektorpositionen ausreichend weit voneinander beabstandet, um die Lokalisierung anhand der Detektorsignale zu ermöglichen bzw. zu erleichtern. Zur Lokalisierung der Leckage bzw. der Kontamination anhand der Detektorsignale von unterschiedlichen Detektoren ist es typischerweise erforderlich, die Detektorsignale der einzelnen Detektoren zu korrelieren bzw. diese miteinander zu vergleichen.
  • Bevorzugt wird das Detektieren der Position der Leckage und/oder der Position der Kontamination an dem Bauteil anhand mindestens einer Laufzeitdifferenz zwischen dem Detektorsignal und dem mindestens einen weiteren Detektorsignal durchgeführt. Bei der Ausbreitung des an der Position der Leckage aus dem Inneren des Bauteils austretenden Prüfgases bzw. des an der Position der Kontamination ausgasenden kontaminierenden Gases (oder der kontaminierenden Gase) spielt die molekulare Strömung bzw. die Knudsen-Strömung im Vakuum und die damit verbundene Ausbreitung der austretenden Gasmoleküle bzw. Gasatome eine Rolle. Durch die unterschiedlichen Weglängen, die das Prüfgas bzw. das kontaminierende Gas von der Position der Leckage bzw. der Position der Kontamination zu der Detektorposition bzw. zu der mindestens einen weiteren Detektorposition zurücklegt, kann über den Laufzeitunterschied bis zur Detektion des jeweiligen Gases anhand des Detektorsignals bzw. anhand des weiteren Detektorsignals unter Berücksichtigung der Strömungsgeschwindigkeit des jeweiligen Gases die Position der Leckage bzw. der Kontamination berechnet bzw. vorhergesagt werden. Die Strömungsgeschwindigkeit des jeweiligen Gases kann vorab z.B. durch eine Kalibrierung bei bekannter Position von Leckagen und/oder Kontaminationen bestimmt werden. Bei drei oder mehr Detektorsignalen kann die Position der Leckage und/oder der Kontamination in der Vakuum-Kammer auf bekannte Weise (durch Triangulation) bestimmt werden. Anhand der (bekannten) Position des Bauteils relativ zur Vakuum-Kammer kann die Position der Leckage bzw. der Kontamination in Relation zu dem jeweiligen Bauteil bestimmt werden.
  • Bei einer weiteren Variante werden das Detektorsignal und das mindestens eine weitere Detektorsignal zeitlich miteinander synchronisiert. Für die Bestimmung der Laufzeitdifferenzen ist es typischerweise erforderlich, die Detektoren zeitlich synchronisiert zu betreiben bzw. ein Zeitnormal festzulegen, auf das alle Detektorsignale bezogen werden können. Für die zeitliche Synchronisation kann beispielsweise ein Trigger-Signal an alle Detektoren gesendet werden, das den Beginn der jeweiligen Messung anzeigt. Es versteht sich, dass auch andere Möglichkeiten bestehen, um die Detektoren zu synchronisieren. Beispielsweise können alle Detektoren auf dasselbe Zeitnormal zurückgreifen, das z.B. von einem GPS-Empfänger einer hochpräzisen Uhr (Oszillator) oder dergleichen bereitgestellt wird.
  • Bei einer weiteren Variante umfasst das Verfahren: Bevorzugt gepulstes Zuführen eines Prüfgases in ein auf Leckage zu prüfendes Bauteil-Volumen des Bauteils. Wie weiter oben beschrieben wurde, wird beim Lecktest ein Prüfgas, in der Regel in Form von Helium, über einen Prüfgas-Anschluss in das Bauteil, genauer gesagt in das zu prüfende Bauteil-Volumen, eingebracht. Bei dem Bauteil-Volumen kann es sich beispielsweise um einen Kühlkanal, eine Rohrleitung oder dergleichen handeln, welche auf Dichtigkeit geprüft wird. Zu diesem Zweck wird das Prüfgas - im vorliegenden Fall typischerweise gepulst - über den Prüfgas-Anschluss und eine entsprechende Prüfgas-Leitung dem Bauteil-Volumen zugeführt und in der Regel über eine weitere Prüfgas-Leitung wieder aus dem Bauteil-Volumen abgeführt.
  • Die Prüfgas-Leitung(en) stehen nicht mit dem Innenraum der Vakuum-Kammer in Verbindung. Daher tritt nur für den Fall, dass das Bauteil-Volumen eine Leckage aufweist, Prüfgas aus dem Bauteil-Volumen bzw. aus dem Bauteil in den Innenraum der Vakuum-Kammer über und kann mit Hilfe des bzw. der Detektoren detektiert werden. Für die Lokalisierung der Leckage hat es sich als günstig erwiesen, wenn das Prüfgas dem zu prüfenden Bauteil-Volumen gepulst, d.h. in Form mindestens eines Prüfgas-Pulses, zugeführt wird. Werden mehrere Prüfgas-Pulse verwendet, können diese im Abstand z.B. mehrerer Sekunden zugeführt und anhand eines jeweiligen Anstiegs des Drucks, z.B. des Prüfgas-Drucks, in der Vakuum-Kammer kann eine Leckage detektiert werden. Für die Detektion einer Leckage ist in der Regel jedoch ein einzelner Prüfgas-Puls ausreichend, der ggf. eine Zeitdauer von 10 s oder mehr aufweisen kann.
  • Bei einer weiteren Variante umfasst das Verfahren: Bevorzugt gepulstes Erzeugen einer Ausgasung aus einer Kontamination, die an einer Oberfläche des Bauteils gebildet ist, durch bevorzugt gepulstes Einbringen eines Energieeintrags in die Kontamination. Unter einer Ausgasung wird im Sinne dieser Anmeldung die Überführung mindestens eines Bestandteils der an der Oberfläche angelagerten Kontamination in die Gasphase verstanden. Durch das Einbringen eines Energieeintrags werden typischerweise deutlich mehr Bestandteile der Kontamination in die Gasphase übergeführt, als dies ohne das Einbringen des Energieeintrags der Fall wäre. Der gepulste Energieeintrag wirkt in der Art eine Trigger-Pulses, der kurzfristig die Ausgasrate des Bauteils bzw. der Kontamination erhöht, um einen Startzeitpunkt für die Messung der Laufzeitdifferenzen zwischen dem Detektorsignal und dem mindestens einen weiteren Detektorsignal zu definieren und somit die Lokalisierung bzw. die Detektion der Position der Kontamination zu ermöglichen.
  • Bei einer Weiterbildung dieser Variante wird der Energieeintrag durch Bestrahlen mit elektromagnetischer Strahlung, bevorzugt mit EUV-Strahlung oder mit thermischer Strahlung, insbesondere mit Infrarot-Strahlung, durch Bestrahlen mit einem Elektronenstrahl oder mit einem Ionenstrahl, und/oder durch Erzeugen eines Plasmas in die Kontamination eingebracht. Der Energieeintrag kann auf unterschiedliche Weise in die Kontamination eingebracht werden: Für den Fall, dass das Bauteil in einer Vorrichtung in Form eines EUV-Lithographiesystems, beispielsweise in Form einer EUV-Lithographieanlage, angeordnet ist, kann das Bauteil, genauer gesagt eine optische Oberfläche des Bauteils, an der die Kontamination ggf. gebildet ist, mit (gepulster) EUV-Strahlung bzw. mit einem EUV-Puls bestrahlt werden. Auch eine Bestrahlung mit thermischer Strahlung, z.B. mit IR-Strahlung, ist möglich, um die Ausgasung zu erzeugen. Auch eine Bestrahlung mit Partikeln, z.B. mit einem Elektronenstrahl zum punktuellen oder flächigen Verändern von Oberflächeneigenschaften eine Grundmaterials, beispielsweise eines Spiegels, oder mit einem Ionenstrahl, wie er z.B. beim so genannten „lon Beam Figuring“ (IBF) verwendet wird, ist möglich, um den Energieeintrag zu bewirken. Der Energieeintrag kann auch durch die Erzeugung eines Plasmas erfolgen bzw. verstärkt werden. Ein Plasma, insbesondere eine Wasserstoff-Plasma, bildet sich typischerweise ohnehin in einer Vakuum-Kammer einer EUV-Lithographieanlage durch die Wechselwirkung des dort vorhandenen Restgases mit der (gepulsten) EUV-Strahlung und kann daher den Energieeintrag in die Kontamination auslösen bzw. verstärken. Für die Erzeugung des Plasmas kann aber auch ein Plasmagenerator verwendet werden, der beispielsweise einen Glühdraht aufweist, über den molekularer Wasserstoff geleitet wird, um ein Wasserstoff-Plasma zu erzeugen.
  • Bei einer Weiterbildung der oben beschriebenen Variante wird der Energieeintrag an der mindestens einen Oberfläche des Bauteils, an der die Kontamination gebildet ist, flächig erzeugt. Eine flächige Erzeugung des Energieeintrags kann beispielsweise durch eine flächige Bestrahlung der Oberfläche erfolgen. Eine solche flächige Bestrahlung erfolgt beispielsweise bei einer optischen (reflektierenden) Oberfläche eines EUV-Spiegels beim Betrieb einer optischen Anordnung in Form einer EUV-Lithographieanlage. Bei der flächigen Bestrahlung wird die gesamte (reflektierende) Oberfläche des Bauteils mittels eines EUV-Pulses bestrahlt. Alternativ ist es möglich, nicht nur eine einzelne Oberfläche, sondern mehrere Oberflächen des Bauteils bzw. das gesamte Bauteil flächig zu bestrahlen. Über die Laufzeitdifferenz bzw. den Zeitunterschied der aus der (lokalen) Kontamination ausgasenden Stoffe zu den jeweiligen Detektorpositionen kann auch in diesem Fall die Position der Kontamination an dem Bauteil bestimmt werden.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren der eingangs genannten Art, das insbesondere mit einer oder mehreren Varianten des weiter oben beschriebenen Verfahrens kombiniert werden kann. Das Verfahren umfasst zusätzlich folgende Schritte: Erzeugen eines lokalen Energieeintrags an einer Bestrahlungsposition an mindestens einer Oberfläche des Bauteils, insbesondere scannendes Verändern der Bestrahlungsposition an der Oberfläche des Bauteils, sowie Detektieren einer Position der Kontamination an dem Bauteil anhand des während des Veränderns der Bestrahlungsposition erfassten Detektorsignals.
  • Bei diesem Aspekt der Erfindung wird vorgeschlagen, einen lokalisierten Energieeintrag vorzunehmen, indem die Oberfläche lokal an einer Bestrahlungsposition bestrahlt wird. Der Zeitpunkt, an dem eine bestimmte Bestrahlungsposition an der Oberfläche bestrahlt wird, ist grundsätzlich bekannt und kann daher einem Zeitpunkt in dem während des Veränderns der Bestrahlungsposition erfassten Detektorsignal zugeordnet werden, so dass die Position der Kontamination anhand eines einzigen Detektorsignals detektiert werden kann.
  • In der Regel erfolgt die Bestrahlung typischerweise mit Hilfe eines Elektronenstrahls oder mit Hilfe eines lonenstrahls, der für die Bestrahlung an einer jeweiligen Bestrahlungsposition geeignet abgelenkt werden muss. Die momentane Bestrahlungsposition kann daher einer momentanen Ausrichtung des Elektronen- oder lonenstrahls zugeordnet werden. Die Zuordnung wird vereinfacht, wenn die Bestrahlungsposition scannend geändert wird bzw. wenn die Oberfläche mittels des Elektronen- oder lonenstrahls abgerastert wird. Ein scannendes Verändern der Bestrahlungsposition ist zudem günstig, weil hierbei alle Positionen an der Oberfläche des Bauteils erfasst werden. Auf diese Weise kann eine Detektion der Position der Kontamination an dem Bauteil erfolgen, ohne dass zu diesem Zweck zwei oder ggf. mehr Detektoren benötigt werden. Diese Variante des Verfahrens kann z.B. zur Fehler-Ursache-Analyse oder zur Prozesssteuerung eingesetzt werden. Auch eine Durchführung des Verfahrens in einem Rasterelektronenmikroskop (REM) ist günstig:
    • Bei der Analyse von Oberflächen im Rasterelektronenmikroskop kommt es oft dazu, dass bei der Bestrahlung mit dem Elektronenstrahl, der zur Bildgebung benötigt wird, während der Bildaufnahme (beim Abrastern mit dem Elektronenstrahl) flüchtige Kontaminationen verschwinden. Diese flüchtigen Kontaminationen gehen während der Bildaufnahme in die Gasphase über und sind dann nicht mehr nachweisbar. Die Detektion der Ausgasung bzw. der Kontamination durch einen Ausgassensor bzw. Detektor, beispielsweise in Form eines Restgasanalysators, an einem Rasterelektronenmikroskop kann daher zusätzlich zum Detektieren der Position der Kontamination anhand des während des Veränderns der Bestrahlungsposition erfassten Detektorsignals auch eine nützliche Information über die Art der Ausgasung liefern. Es versteht sich, dass die Erfassung der Information über die Art der Ausgasung nicht auf ein Rasterelektronenmikroskop beschränkt ist.
  • Bei einer weiteren Variante wird als Detektor zum Detektieren der Leckage und/oder der Kontamination ein Restgasanalysator oder ein Druckmessgerät verwendet. Ein für die vorliegende Anwendung geeigneter Detektor ist grundsätzlich ausgebildet, eine Konzentration bzw. den Anstieg einer Konzentration des Prüfgases bzw. der Ausgasung der Kontamination in dem Innenraum der Vakuum-Kammer zu detektieren.
  • Bei dem Restgasanalysator handelt es sich typischerweise um ein Massenspektrometer, welches an der Vakuum-Kammer verbaut ist und an der Detektorposition mit dem Innenraum in Verbindung steht. Bei dem Massenspektrometer kann es sich um ein lonenfallen-Massenspektrometer oder um einen anderen Typ von Massenspektrometer handeln. Der Restgasanalysator kann das in der Vakuum-Kammer enthaltene Prüfgas oder ggf. eine von der Kontamination erzeugte Ausgasung (kontaminierendes Gas) anhand des Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses von anderen in der Vakuum-Kammer vorhandenen Gasen unterscheiden und dessen Konzentration bzw. dessen Partialdruck detektieren.
  • Es ist aber auch möglich, die Lokalisation der Leckage bzw. der Kontamination anhand einer Druckmesseinrichtung, z.B. in Form einer Druckmessröhre (z.B. Pirani-Vakuumeter), vorzunehmen, welche (nur) den Gesamt-Druck in dem Innenraum, genauer gesagt den Gesamt-Druck an der jeweiligen Detektorposition, bestimmt. Grundsätzlich kann die Bestimmung des Gesamt-Drucks an der jeweiligen Detektorposition ausreichend sein, um die Lokalisierung der Leckage und/oder der Kontamination zu ermöglichen. Für den Fall, dass nur sehr geringe Mengen von kontaminierenden Substanzen an den Kontaminationen in die Gasphase übergeführt werden, ist eine präzise Bestimmung von deren Konzentration bzw. von deren Partialdruck mittels eines Restgasanalysators vorteilhaft.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, weiter umfassend: mindestens einen weiteren Detektor zum Erfassen mindestens eines weiteren Detektorsignals, der an einer anderen Detektorposition mit dem Innenraum in Verbindung steht, wobei die Auswerteeinrichtung zum Detektieren der Position der Leckage und/oder der Position der Kontamination an dem Bauteil anhand des Detektorsignals und des mindestens einen weiteren Detektorsignals, insbesondere anhand von Laufzeitunterschieden des Detektorsignals und des mindestens einen weiteren Detektorsignals, ausgebildet ist.
  • Bei der Vorrichtung kann es sich um eine eigens zum Zweck der Durchführung des Lecktests und/oder des Ausgastests ausgebildete Vorrichtung handeln. Es ist aber auch möglich, dass es sich bei der Vorrichtung um ein optisches System handelt, das neben der Durchführung des Lecktests oder der Durchführung des Ausgastests noch weitere Funktionen erfüllt. Beispielsweise kann es sich bei der Vorrichtung um ein EUV-Lithographiesystem handeln. Bei dem Bauteil kann es sich in diesem Fall um ein optisches Element des EUV-Lithographiesystems, beispielsweise um ein EUV-Strahlung reflektierendes optisches Element, insbesondere um einen EUV-Spiegel, handeln. Bei dem EUV-Lithographiesystem kann es sich um eine EUV-Lithographieanlage zur Belichtung eines Wafers oder um eine andere optische Anordnung handeln, die EUV-Strahlung verwendet, beispielsweise um ein EUV-Inspektionssystem, z.B. zur Inspektion von in der EUV-Lithographie verwendeten Masken, Wafern oder dergleichen.
  • Bei einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung mindestens einen Prüfgas-Anschluss zum bevorzugt gepulsten Zuführen eines Prüfgases in ein auf eine Leckage zu prüfendes Bauteil-Volumen des Bauteils. In diesem Fall ist die Vorrichtung zur Durchführung eines Lecktests ausgebildet und weist neben dem Prüfgas-Anschluss weitere Komponenten auf, welche die Prüfung des Bauteils auf Leckagen ermöglichen. Bei diesen Komponenten kann es sich beispielsweise um Zu- und Abführungsleitungen zur Zu- bzw. zur Abführung des Prüfgases zu dem bzw. aus dem zu prüfenden Bauteil-Volumen, ein Prüfgas-Reservoir zur Aufbewahrung des Prüfgases, etc. handeln.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine Energiequelle zum bevorzugt gepulsten Erzeugen eines Energieeintrags an einer Kontamination, die an mindestens einer Oberfläche des Bauteils gebildet ist, zum bevorzugt gepulsten Erzeugen einer Ausgasung aus der Kontamination. In diesem Fall kann es sich bei der Vorrichtung um eine speziell für den Ausgastest vorgesehene Vorrichtung handeln, es ist aber auch möglich, dass es sich bei der Vorrichtung um ein optisches System handelt, beispielsweise um ein EUV-Lithographiesystem, bei dem an einem Bauteil z.B. in Form eines EUV-Spiegels, in-situ ein Ausgastest vorgenommen wird. Der Ausgastest kann insbesondere auch während des Betriebs der EUV-Lithographieanlage durchgeführt werden.
  • Bei einer Weiterbildung dieser Ausführungsform ist die Energiequelle ausgewählt aus der Gruppe umfassend: Strahlungsquelle zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung, insbesondere EUV-Strahlungsquelle oder thermische Strahlungsquelle, Plasmagenerator, Elektronenstrahl-Erzeugungseinrichtung und lonenstrahl-Erzeugungseinrichtung. Wie weiter oben in Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben wurde, kann die Energiequelle ausgebildet sein, die Oberfläche, an der die Kontamination gebildet ist, flächig zu bestrahlen, wie dies typischerweise bei einer Strahlungsquelle in Form einer EUV-Strahlungsquelle oder einer thermischen Strahlungsquelle (IR-Strahlungsquelle) der Fall ist, oder bei einem Plasmagenerator, der beispielsweise zur Erzeugung von Wasserstoff-Radikalen oder dergleichen ausgebildet sein kann und der zu diesem Zweck z.B. einen Glühdraht (Filament) aufweisen kann, über den molekularer Wasserstoff geströmt wird.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist verwirklicht in einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, die insbesondere wie die weiter oben beschriebene Vorrichtung ausgebildet sein kann, wobei die Energiequelle zur lokalen Einbringung eines Energieeintrags an einer Bestrahlungsposition an einer Oberfläche des Bauteils und zum insbesondere scannenden Verändern der Bestrahlungsposition an der Oberfläche des Bauteils ausgebildet ist, und bei der die Auswerteeinrichtung zur Detektion der Position der Kontamination an der Oberfläche des Bauteils anhand des während des Veränderns der Bestrahlungsposition erfassten Detektorsignals ausgebildet ist.
  • Wie weiter oben in Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben wurde, ist bei einer insbesondere scannenden Veränderung der Bestrahlungsposition ein Detektor ausreichend, um die Position der Kontamination an der Oberfläche zu detektieren. Es versteht sich aber, dass die Vorrichtung auch zwei oder mehr Detektoren aufweisen kann, um die Position der Kontamination alternativ oder zusätzlich durch die Laufzeitunterschiede zwischen den Detektorsignalen zu detektieren, insbesondere um die Position der Kontamination präziser zu bestimmen.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform ist der Detektor als Restgasanalysator oder als Druckmessgerät ausgebildet. Wie weiter oben beschrieben wurde, kann der Restgasanalysator beispielsweise ein Massenspektrometer aufweisen oder ein Massenspektrometer umfassen. Als Druckmessgerät kann beispielsweise eine Druckmessröhre oder dergleichen dienen.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
  • Figurenliste
  • Ausführungsbeispiele sind in der schematischen Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigt
    • 1a eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik zur Detektion einer Leckage an einem Bauteil,
    • 1b,c schematische Darstellungen eines mit einem Detektor der Vorrichtung erfassten Detektorsignals,
    • 2a,b schematische Darstellungen einer Vorrichtung zur Detektion einer Position einer Leckage mit vier Detektoren sowie von vier mittels der Detektoren erfassten Detektorsignalen,
    • 3a,b schematische Darstellungen einer Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik zur Detektion einer Kontamination sowie eines mit der Vorrichtung aufgenommenen Detektorsignals,
    • 4a,b schematische Darstellungen einer Vorrichtung zur Detektion der Position der Kontamination mit drei Detektoren sowie von drei mittels der Detektoren erfassten Detektorsignalen, und
    • 5 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Detektion der Position einer Kontamination, die einen einzigen Detektor aufweist.
  • In der folgenden Beschreibung der Zeichnungen werden für gleiche bzw. funktionsgleiche Bauteile identische Bezugszeichen verwendet.
  • 1a zeigt schematisch den Aufbau einer Vorrichtung 1 zur Detektion einer Leckage 2, d.h. eines in 1a durch eine Wolke angedeuteten Gasaustritts an einem Bauteil 3, bei dem es sich beispielsweise um ein Projektionssystem, ein Beleuchtungssystem, etc. einer Lithographieanlage, z.B. einer EUV-Lithographieanlage, handeln kann. Die Vorrichtung 1 weist eine in 1a durch einen Kreis angedeutete Vakuum-Kammer 4 mit einem Innenraum 5 auf, in den das Bauteil 2 für die Leckage-Prüfung eingebracht ist. Für die Leckage-Prüfung wird der Innenraum 5 der Vakuum-Kammer 4 mit Hilfe einer nicht bildlich dargestellten Pumpeinrichtung (Vakuum-Pumpe) evakuiert. Durch die Evakuierung wird der Druck in dem Innenraum 5 typischerweise auf weniger als 1 mbar, beispielsweise auf weniger als 10-5 mbar reduziert, so dass in dem Innenraum 5 eine molekulare Strömung vorherrscht, wie dies im Hoch- bzw. im Ultrahochvakuumbereich üblich ist.
  • Die Vorrichtung 1 weist auch einen Prüfgas-Anschluss 6 auf, über den dem Bauteil 3, genauer gesagt einem auf eine Leckage 2 zu prüfenden Bauteil-Volumen 7 des Bauteils 2, ein Prüfgas 8 zugeführt werden kann. Bei dem Prüfgas 8 handelt es sich im gezeigten Beispiel um Helium. Bei dem zu prüfenden Bauteil-Volumen 7 handelt es sich im gezeigten Beispiel um einen Kühlkanal. Zur Prüfung, ob an dem zu prüfenden Bauteil-Volumen 7 eine Leckage 2 auftritt, d.h. ob ein unerwünschter Gasaustritt in den Innentraum 5 stattfindet, weist die Vorrichtung 1 einen Detektor 9a auf, der zur Erfassung eines Detektorsignals 10a dient (vgl. 1b,c).
  • Bei dem in 1a gezeigten Beispiel handelt es sich bei dem Detektor 9a um eine Druckmessröhre. Die Druckmessröhre ist zur Messung eines Gesamt-Drucks in dem Innenraum 5, genauer gesagt an einer Detektorposition D1 ausgebildet, an welcher der Detektor 9a mit dem Innenraum 5 in Verbindung steht. In 1b,c ist das Detektorsignal 10a jeweils in Form einer Intensität I dargestellt, die proportional zu dem von dem Detektor 9a in Form der Druckmessröhre detektierten Gesamt-Druck ist. An Stelle des Detektors 9a in Form der Druckmessröhre kann der Detektor 9a auch als Restgasanalysator ausgebildet sein, der typischerweise zur Detektion einer Konzentration bzw. eines Partialdrucks des Prüfgases in dem Innenraum 5 der Vakuum-Kammer 4 ausgebildet ist. In diesem Fall ist die Intensität I proportional zum Partialdruck des Prüfgases 8 in dem Innenraum 5. Nachfolgend wird zwischen den beiden Arten von Detektoren (Restgasanalysator bzw. Druckmessgerät) nicht unterschieden, da die Art des Detektors 9a für die hier beschriebene Anwendung eine eher untergeordnete Rolle spielt.
  • Für die Leckage-Prüfung wird das zu prüfende Bauteil-Volumen 7 mit dem Prüfgas 8 beaufschlagt, d.h. dieses wird dem Bauteil 3 in Form eines Gas-Pulses zum einem Start-Zeitpunkt to über eine Gas-Zuleitung mit einem vorgegebenen Gas-Druck zugeführt. Eine Auswerteeinrichtung 11 oder ggf. eine nicht bildlich dargestellte Steuereinrichtung der Vorrichtung 1 kann dazu dienen, ein nicht bildlich dargestelltes Ventil zu öffnen, um das Bauteil 3 zu dem Start-Zeitpunkt to mit dem Prüfgas 8 zu beaufschlagen. Die Gas-Zuleitung steht nicht mit dem Innenraum 5 der Vakuum-Kammer 4 in Verbindung. Das Prüfgas 8 kann daher nur über die in 1a gezeigte Leckage 2 von dem Bauteil-Volumen 7 in den Innenraum 5 der Vakuum-Kammer 4 übertreten.
  • 1b zeigt das von dem Detektor 9a erfasste Detektorsignal 10a für den Fall, dass an dem zu prüfenden Bauteil-Volumen 7 die in 1a gezeigte Leckage 2 auftritt. Wie in 1b zu erkennen ist, tritt zu einem Zeitpunkt tD1 nach dem Start-Zeitpunkt t0, an dem das Prüfgas 8 dem Bauteil 2 zugeführt wurde, ein steiler Anstieg der Intensität I des Detektorsignals 10a auf. Dieser Anstieg ist darauf zurückzuführen, dass das Prüfgas 8 nach dem Austritt aus dem Bauteil 3 an einer Leckage-Position PL durch den Innenraum 5 bis zur Detektorposition D1 gelangt ist. Bei dem in 1c dargestellten Beispiel tritt hingegen an dem Bauteil 2 kein Prüfgas 8 in den Innenraum 5 über, d.h. es tritt keine Leckage 2 auf und entsprechend bleibt das Detektorsignal 10a konstant.
  • Die in der Vorrichtung 1 vorgesehene Auswerteeinrichtung 11 dient zur Auswertung des Detektorsignals 10a, um zu erkennen, ob eine Leckage 2 an dem Bauteil 3 bzw. an dem zu prüfenden Bauteil-Volumen 7 aufgetreten ist oder nicht. Zu diesem Zweck kann die Auswerteeinrichtung 11 das Detektorsignal 10a beispielsweise mit einem vorgegebenen Schwellwert der Intensität I vergleichen. Beim Überschreiten des Schwellwerts wird von der Auswerteeinrichtung 11 eine Leckage 2 detektiert, wie dies in 1b dargestellt ist, bleibt das Detektorsignal 10a unter dem Schwellwert bzw. bleibt dieses konstant, wie dies in 1c dargestellt ist, wird keine Leckage 2 detektiert.
  • Bei dem in 1b gezeigten Detektorsignal 10a entspricht eine Zeitdifferenz ΔtD1 zwischen dem Start-Zeitpunkt t0, an dem das Prüfgas 8 gepulst zugeführt wird, und dem Zeitpunkt tD1, an dem das Prüfgas 8 die Detektorposition D1 erreicht, im Wesentlichen der Laufzeit des Prüfgases 8 in dem Innenraum 5 von der Position PL der Leckage 2 bis zur Detektorposition D1. Anhand der Zeitdifferenz ΔtD1 und anhand der (bekannten) Strömungsgeschwindigkeit des Prüfgases 8 bei molekularer Gas-Strömung in dem Innenraum 5 kann zwar bestimmt werden, in welchem Abstand A1 bzw. Radius die Position PL der Leckage 2 von dem Detektor D1 beabstandet ist, d.h. die Weglänge, die das Prüfgas 8 zurücklegt, kann bestimmt werden. Es ist aber mittels der Vorrichtung 1 von 1a nicht möglich, die Position PL der Leckage 2 an dem Bauteil 3 - insbesondere in allen drei Koordinaten (X, Y, Z) - genau zu bestimmen.
  • 2a zeigt eine Vorrichtung 1, die im Gegensatz zu der in 1a gezeigten Vorrichtung 1 eine Detektion der Position PL der Leckage 2 an dem Bauteil 3 ermöglicht. Zu diesem Zweck weist die Vorrichtung 1 von 2a zusätzlich zu dem in 1a gezeigten Detektor 10a drei weitere Detektoren 10b-d auf, die an drei weiteren Detektorpositionen D2-D4 mit dem Innenraum 5 der Vakuum-Kammer 4 in Verbindung stehen. Wie in 2a ebenfalls zu erkennen ist, sind die vier Detektoren 10a-d über den Umfang der Vakuum-Kammer 4 gleichmäßig verteilt, d.h. die Detektorpositionen D1-D4 weisen einen vergleichsweise großen Abstand voneinander auf. Jeder der vier Detektoren 10a-d ist identisch aufgebaut und dient zur Erfassung eines jeweiligen Detektorsignals 10a-d, die in 2b dargestellt sind. Aufgrund der in 2a zu erkennenden unterschiedlichen Abstände A1 bis A4 der Detektorpositionen D1 bis D4 von der Position PL der Leckage 2 ist der jeweilige Zeitpunkt tD1, tD2, tD3, tD4, an dem eines jeweiliges Detektorsignal 10a-d einen sprunghaften Anstieg der Intensität I erfährt, abhängig vom jeweiligen Abstand A1 bis A4 zeitlich versetzt: Bei dem ersten Detektor 10a, welcher den kleinsten Abstand A1 von der Position PL der Leckage 2 aufweist, tritt der sprunghafte Anstieg der Intensität I zu einem ersten Zeitpunkt tD1 auf, beim zweiten Detektor 10b, welcher den zweitkleinsten Abstand A2 von der Position PL der Leckage 2 aufweist, tritt der Anstieg zu einem zweiten, späteren Zeitpunkt tD2 auf, usw.
  • Anhand der vier Detektorsignale 10a-d kann die Auswerteeinrichtung 11 die Position PL der Leckage 2 detektieren bzw. bestimmen. Zu diesem Zweck können die drei Laufzeitdifferenzen ΔtD1D2, ΔtD2D3, ΔtD3D4 zwischen jeweils zwei der Detektorsignale 10a-d bzw. zwischen den vier Zeitpunkten tD1, tD2, tD3, tD4, an denen der Anstieg der Intensität I detektiert wird, ermittelt werden. Zusätzlich wird noch die in Zusammenhang mit 1a beschriebene Zeitdifferenz ΔtD1 zwischen dem Start-Zeitpunkt to des Prüf-Pulses und dem ersten Zeitpunkt tD1 für die Bestimmung der Position PL der Leckage 2 herangezogen. Äquivalent hierzu kann auch die jeweilige Zeitdifferenz tD1 - t0, tD2 - t0, tD3 - t0, tD4 - t0 zwischen dem Start-Zeitpunkt to der Erzeugung des Prüfgas-Pulses und dem jeweiligen Detektionszeitpunkt tD1, tD2, tD3, tD4 des Anstiegs der Intensität I des jeweiligen Detektorsignals 10a-d verwendet werden, um die vier Abstände A1 bis A4 und somit die Position PL der Leckage 2 zu bestimmen.
  • Um anhand der Detektorsignale 10a-d die Weglängen bzw. die Abstände A1 bis A4 von der Position PL der Leckage 2 zu bestimmen, ist es erforderlich, die Detektoren 9a-d bzw. die Detektorsignale 10a-d zeitlich zu synchronisieren. Zu diesem Zweck kann die Auswerteeinrichtung 11 ein Trigger-Signal an die Detektoren 9a-d senden, das als Zeitnormal verwendet wird, welches auf die Detektorsignale 10a-d aufgeprägt wird. Zur Erzeugung des Trigger- bzw. Synchronisationssignals kann beispielsweise eine hochpräzise Uhr oder dergleichen verwendet werden.
  • 3a zeigt eine Vorrichtung 1a, die zur Detektion einer (lokalen) Kontamination 13 an einem Bauteil 3 ausgebildet ist, bei dem es sich im gezeigten Beispiel um einen EUV-Spiegel handelt. Der EUV-Spiegel 3 weist eine reflektierende Oberfläche 12 (mit einer nicht bildlich dargestellten reflektierenden Beschichtung) auf, an der die lokale Kontamination 13 gebildet ist. Bei der Kontamination 13, genauer gesagt bei dem Material der Kontamination 13, kann es sich beispielsweise um Zinn handeln, das von einer Energiequelle in Form einer EUV-Strahlungsquelle 14 z.B. in Form einer Plasma-Lichtquelle ausgeht. Die EUV-Strahlungsquelle 14 ist zur Erzeugung von EUV-Strahlung 15 bei Wellenlängen von weniger als ca. 30 nm ausgebildet und erzeugt im gezeigten Beispiel EUV-Strahlung 15 bei einer Betriebswellenlänge von 13,5 nm.
  • Bei der in 3a gezeigten Vorrichtung 1 ist der EUV-Spiegel 3 in einem Innenraum 5 einer Vakuum-Kammer 4 angeordnet, die über eine Öffnung in der Vakuum-Kammer 4 mit der EUV-Strahlungsquelle 14 in Verbindung steht. Die Darstellung in 3a ist eine stark vereinfachte Darstellung der EUV-Lithographieanlage, bei der auf die Darstellung des Beleuchtungssystems, der Maske, der Projektionsoptik, des zu belichtenden Wafers sowie von weiteren dort vorgesehenen optischen Elementen z.B. in Form von EUV-Spiegeln verzichtet wurde. Der Aufbau einer EUV-Lithographieanlage 1a ist jedoch grundsätzlich bekannt, so dass auf eine detaillierte Darstellung verzichtet wurde, zumal dieser Aufbau für die vorliegende Anwendung eine untergeordnete Rolle spielt.
  • Wie bei der in Zusammenhang mit 1a beschriebenen Vorrichtung 1 ist auch bei der in 3a gezeigten Vorrichtung 1a nur ein Detektor 9a vorgesehen, der an einer Detektorposition D1 mit dem Innenraum 5 der Vakuum-Kammer 4 in Verbindung steht. Der Detektor 9a steht mit einer Auswerteeinrichtung 11 in signaltechnischer Verbindung und erfasst ein in 3b dargestelltes Detektorsignal 10a. Für die Detektion der Kontamination 13 wird die EUV-Strahlungsquelle 14 zu einem vorgegebenen Zeitpunkt to aktiviert, um einen kurzen Strahlungspuls der EUV-Strahlung 15 zu erzeugen. Die von der EUV-Strahlungsquelle 14 gepulst erzeugte EUV-Strahlung 15 bringt einen Energieeintrag E in das Material der Kontamination 13 ein und bewirkt eine Ausgasung 16 aus der Kontamination 13, d.h. die Überführung mindestens eines Bestandteils der Kontamination 13 in die Gasphase.
  • Bei der Ausgasung 16 kann es sich im Fall einer Zinn-Kontamination 13 beispielsweise um ein flüchtiges Zinn-Hydrid handeln. Die Detektion der Kontamination 13, genauer gesagt des Vorhandenseins einer Kontamination 13 an dem Bauteil 3 erfolgt auf die weiter oben in Zusammenhang mit 1a-c beschriebene Weise, d.h. durch Erfassung des Detektorsignals 10a und dessen Auswertung mit Hilfe der Auswerteeinrichtung 11. Die Auswerteeinrichtung 11 detektiert die Kontamination 13, wenn nach dem Puls der EUV-Strahlung 15 ein Schwellwert der Intensität I des Detektorsignals 10a überschritten wird bzw. wenn dieses steil ansteigt. Wie in Zusammenhang mit 1a-c beschrieben wurde, kann anhand der Zeitdifferenz zwischen der Erzeugung des Pulses der EUV-Strahlung 15 und dem Detektionszeitpunkt tD1 der Kontamination 13 in dem Detektorsignal 10a die Weglänge bzw. der Abstand A1 zwischen der Kontamination 13 und der Detektorposition D1 des Detektors 9a bestimmt werden. Allerdings ist die Bestimmung des Abstands A1 zu der Detektorposition D1 bei einem einzigen Detektor 9a nicht ausreichend, um die Position PK der Kontamination 13 an dem Bauteil 3 zu bestimmen.
  • Analog zu der in Zusammenhang mit 2a,b beschriebenen Vorrichtung 1 sind bei der in 4a gezeigten Vorrichtung 1a mehrere Detektoren, genauer gesagt drei Detektoren 9a-c, an jeweils unterschiedlichen Detektorpositionen D1-D3 mit dem Innenraum 5 der Vakuum-Kammer 4 verbunden. Anhand der drei von den Detektoren 9a-c erfassten Detektorsignale 10a-c, die in 4b dargestellt sind, kann auf die weiter oben in Zusammenhang mit 2a,b beschriebene Weise die Position PK der Kontamination 13 an der Oberfläche 12 des Bauteils 3 detektiert werden. Wie dort beschrieben wurde, werden zu diesem Zweck die Laufzeitdifferenzen ΔtD1D2, ΔtD2D3 zwischen dem ersten und zweiten Detektorsignal 10a, 10b bzw. zwischen dem zweiten und dritten Detektorsignal 10b, 10c bestimmt bzw. äquivalent dazu die Zeitdifferenzen tD1 - t0, tD2 - t0, tD3 - t0 zwischen dem Start-Zeitpunkt to der Erzeugung der gepulsten EUV-Strahlung 15 und dem jeweiligen Detektionszeitpunkt tD1, tD2, tD3 an der entsprechenden Detektorposition D1, D2, D3. Auf diese Weise werden die drei Abstände A1, A2, A3 von der jeweiligen Detektorposition D1, D2, D3 zu der Position PK der Kontamination 13 bestimmt, so dass deren Position PK in der Vakuum-Kammer 4 und somit auch in Bezug auf das Bauteil 3 bekannt ist.
  • Alternativ zur flächigen Bestrahlung der Oberfläche 12 des Bauteils 3 in Form des EUV-Spiegels mit EUV-Strahlung 15 kann der Energieeintrag E zur Erzeugung der Ausgasung 16 auch auf andere Weise erzeugt werden. Beispielsweise kann zu diesem Zweck ein Plasmagenerator dienen, der in der Umgebung der Oberfläche 12 ein Plasma erzeugt oder ggf. ein ohnehin dort vorhandenes Plasma verstärkt, oder es kann eine thermische Strahlungsquelle z.B. in Form eines Infrarot-Strahlers zu diesem Zweck verwendet werden. Wie bei der EUV-Strahlungsquelle 14 wird in diesem Fall typischerweise die Oberfläche 12 bzw. das gesamte Bauteil 3 flächig bestrahlt, um den Energieeintrag E zu erzeugen.
  • Die in 4a gezeigte Vorrichtung 1a ermöglicht es, die Position PK der Kontamination 13 an dem Bauteil 3 in Form des EUV-Spiegels in-situ zu detektieren, d.h. ohne dass das Bauteil 3 zu diesem Zweck aus der Vorrichtung 1a in Form der EUV-Lithographieanlage entnommen werden muss. Die Detektion der Position PK der Kontamination 13 kann insbesondere auch während des Belichtungsbetriebs der Vorrichtung 1a in Form der EUV-Lithographieanlage durchgeführt werden. Gegebenenfalls können auch bereits vorhandene EUV-Lithographieanlagen, die bereits einen Detektor 9a aufweisen, mit einem oder mehreren weiteren Detektoren 9b-d sowie einer geeigneten Auswerteeirichtung 11 bzw. einer geeigneten Auswerte-Software nachgerüstet werden, um die Lokalisation der Kontamination 13 zu ermöglichen.
  • 5 zeigt eine Vorrichtung 1a, die analog zu der in 4a gezeigten Vorrichtung 1a zur Detektion einer Position PK einer Kontamination 13 an einer Oberfläche 12 eines Bauteils 3 in Form eines EUV-Spiegels ausgebildet ist. Bei der in 5 gezeigten Vorrichtung 1a dient eine Elektronenstrahl-Erzeugungseinrichtung 18 (Elektronen-Kanone) zur Erzeugung eines Elektronenstrahls 17 für die Einbringung eines lokalen Energieeintrags E an einer Bestrahlungsposition PB an der Oberfläche 12 des Bauteils 3. Die Bestrahlungsposition BP des Elektronenstrahls 17 an der Oberfläche 12 des Bauteils 3 kann mit Hilfe der Elektronenstrahl-Erzeugungseinrichtung 18 verändert werden, und zwar derart, dass die gesamte Oberfläche 12 des Bauteils 3 mit dem Elektronenstrahl 17 abgerastert bzw. gescannt wird.
  • Bei der in 5 gezeigten Vorrichtung 1a ist ein einziger Detektor 9a ausreichend, um mit Hilfe der Auswerteeinrichtung 11 die Position PK der Kontamination 13 an der Oberfläche 12 des Bauteils 3 zu detektieren, wenn das Detektorsignal 10a zeitparallel zum Verändern der Bestrahlungsposition BP an der Oberfläche 12 erfasst wird: Die momentane Bestrahlungsposition BP an der Oberfläche 12 ist der Auswerteeinrichtung 11 bekannt, da diese mit der Elektronenstrahl-Erzeugungseinrichtung 18 in signaltechnischer Verbindung steht bzw. diese für die Veränderung der Bestrahlungsposition BP an der Oberfläche 13 ansteuert. Durch die Zuordnung der momentanen Bestrahlungsposition PB zum zeitlichen Verlauf des Detektorsignals 10a kann die Position PK der Kontamination 13 an der Oberfläche 12 des Bauteils 3 detektiert werden. Die in 5 gezeigte lokale Einbringung des Energieeintrags E in die Oberfläche 12 ist insbesondere für den Fall günstig, dass an der Oberfläche 12 mehrere lokale Kontaminationen 13 an unterschiedlichen Positionen PK gebildet sind.
  • Es versteht sich, dass an Stelle eines Elektronenstrahls 17 der lokale Energieeintrags E in die Oberfläche 12 bzw. in die dort gebildete Kontamination 13 auch auf andere Weise erfolgen kann. Beispielsweise kann an Stelle des Elektronenstrahls 17 mittels einer lonenstrahl-Erzeugungseinrichtung (Ionenkanone) ein Ionenstrahl erzeugt werden, der zu diesem Zweck auf die Oberfläche 12 des Bauteils 3 eingestrahlt wird.
  • Es versteht sich, dass die Position PL einer Leckage 2 bzw. die Position PK einer Kontamination 13 auch an anderen als den weiter oben beschriebenen Bauteilen 3 erfolgen kann. Beispielsweise kann es sich bei dem zu prüfenden Bauteil 3 um ein reflektierendes optisches Element für den VUV-Wellenlängenbereich oder für den sichtbaren Wellenlängenbereich handeln.

Claims (15)

  1. Verfahren zum Detektieren einer Leckage (2) und/oder einer Kontamination (13) an einem Bauteil (3), umfassend: Detektieren der Leckage (2) und/oder der Kontamination (13) an dem Bauteil (3), das in einen Innenraum (5) einer Vakuum-Kammer (4) eingebracht ist, anhand eines Detektorsignals (10a), das von einem Detektor (9a) erfasst wird, der an einer Detektorposition (D1) mit dem Innenraum (5) in Verbindung steht, gekennzeichnet durch Erfassen mindestens eines weiteren Detektorsignals (10b-d) mittels mindestens eines weiteren Detektors (9b-d), der an einer anderen Detektorposition (D2, D3, D4) mit dem Innenraum (5) in Verbindung steht, sowie Detektieren einer Position (PL) der Leckage (2) und/oder einer Position (PK) der Kontamination (13) an dem Bauteil (3) anhand des Detektorsignals (10a) und des mindestens einen weiteren Detektorsignals (10b-d).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Detektieren der Position (PL) der Leckage (2) und/oder der Position (PK) der Kontamination (13) an dem Bauteil (3) anhand einer Laufzeitdifferenz (ΔtD1D2, ΔtD2D3, ΔtD3D4) zwischen dem Detektorsignal (10a) und dem mindestens einen weiteren Detektorsignal (10b-d) erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Detektorsignal (10a) und das mindestens eine weitere Detektorsignal (10b-d) zeitlich miteinander synchronisiert werden.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend: Bevorzugt gepulstes Zuführen eines Prüfgases (8) in ein auf Leckage (2) zu prüfendes Bauteil-Volumen (7) des Bauteils (3).
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend: Bevorzugt gepulstes Erzeugen einer Ausgasung (16) aus einer Kontamination (13), die an einer Oberfläche (12) des Bauteils (3) gebildet ist, durch bevorzugt gepulstes Einbringen eines Energieeintrags (E) in die Kontamination (13).
  6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Energieeintrag (E) durch Bestrahlen mit elektromagnetischer Strahlung, bevorzugt mit EUV-Strahlung (15) oder mit thermischer Strahlung, durch Bestrahlen mit einem Elektronenstrahl (17) oder mit einem Ionenstrahl, und/oder durch Erzeugen eines Plasmas in die Kontamination (13) eingebracht wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei dem der Energieeintrag (E) an der mindestens einen Oberfläche (12) des Bauteils (3), an der die Kontamination (13) gebildet ist, flächig eingebracht wird.
  8. Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Erzeugen eines lokalen Energieeintrags (E) an einer Bestrahlungsposition (PB) an mindestens einer Oberfläche (12) des Bauteils (3), Insbesondere scannendes Verändern der Bestrahlungsposition (PB) an der Oberfläche (12) des Bauteils (3), sowie Detektieren der Position (PK) der Kontamination (13) an dem Bauteil (3) anhand des während des Veränderns der Bestrahlungsposition (PB) erfassten Detektorsignals (10a).
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als Detektor (9a-d) zum Detektieren der Leckage (2) und/oder der Kontamination (13) ein Restgasanalysator oder ein Druckmessgerät verwendet wird.
  10. Vorrichtung (1, 1a) zur Detektion einer Leckage (2) und/oder einer Kontamination (13) an einem Bauteil (3), umfassend: eine Vakuum-Kammer (4) mit einem Innenraum (5) zum Einbringen des Bauteils (3), einen Detektor (9a) zur Erfassung eines Detektorsignals (10a), der an einer Detektorposition (D1) mit dem Innenraum (5) in Verbindung steht, sowie eine Auswerteeinrichtung (11) zum Detektieren der Leckage (2) und/oder der Kontamination (13) an dem Bauteil (3) anhand des Detektorsignals (10a), gekennzeichnet durch mindestens einen weiteren Detektor (9b-d) zum Erfassen mindestens eines weiteren Detektorsignals (10b-d), der an einer anderen Detektorposition (D2-D4) mit dem Innenraum (5) in Verbindung steht, wobei die Auswerteeinrichtung (11) zum Detektieren einer Position (PL) der Leckage (2) und/oder einer Position (PK) der Kontamination (13) an dem Bauteil (3) anhand des Detektorsignals (10a) und des mindestens einen weiteren Detektorsignals (10b-d), insbesondere anhand von Laufzeitunterschieden (ΔtD1D2, ΔtD2D3, ΔtD3D4) zwischen dem Detektorsignal (10a) und dem mindestens einen weiteren Detektorsignal (10b-d), ausgebildet ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, weiter umfassend: mindestens einen Prüfgas-Anschluss (6) zum bevorzugt gepulsten Zuführen eines Prüfgases (8) in ein auf Leckage (2) zu prüfendes Bauteil-Volumen (7).
  12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, weiter umfassend: eine Energiequelle (14, 18) zum bevorzugt gepulsten Erzeugen eines Energieeintrags (E) an der Kontamination (13), die an einer Oberfläche (12) des Bauteils (3) gebildet ist, zum bevorzugt gepulsten Erzeugen einer Ausgasung (16) aus der Kontamination (13).
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei welcher die Energiequelle ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend: Strahlungsquelle, insbesondere EUV-Strahlungsquelle (14) oder thermische Strahlungsquelle, Plasmagenerator, Elektronenstrahl-Erzeugungseinrichtung (18) und lonenstrahl-Erzeugungseinrichtung.
  14. Vorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 10, insbesondere nach einem der Ansprüche 10 bis 13, bei der die Energiequelle (18) zur lokalen Einbringung eines Energieeintrags (E) an einer Bestrahlungsposition (BP) an einer Oberfläche (12) des Bauteils (3) sowie zum insbesondere scannenden Verändern der Bestrahlungsposition (BP) an der Oberfläche (12) des Bauteils (3) ausgebildet ist, und bei der die Auswerteeinrichtung (11) zur Detektion der Position (PK) der Kontamination (13) an der Oberfläche (12) des Bauteils (3) anhand des während des Veränderns der Bestrahlungsposition (BP) erfassten Detektorsignals (10a) ausgebildet ist.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, bei dem der Detektor (9a) als Restgasanalysator oder als Druckmessgerät ausgebildet ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102023202698A1 (de) 2022-04-12 2023-10-12 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren zum Detektieren einer Position einer Leckage an einem Bauteil

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