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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Prozesshilfsstoff für ein Verfahren, das unter Reinraum - oder Vakuumbedingungen durchgeführt wird, bzw. ein entsprechendes Verfahren mit einem Prozesshilfsstoff, wie einem Schmiermittel, einem Kühlmittel oder dergleichen, das in einem Reinraum oder einer Vakuumkammer durchgeführt wird, wie beispielsweise die Herstellung, Bearbeitung oder Überprüfung von optischen Bauteilen oder dergleichen.
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STAND DER TECHNIK
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Bei der Herstellung, Bearbeitung oder Überprüfung von optischen Bauteilen, wie beispielsweise Spiegel oder Linsen, für eine optische Einrichtung, wie beispielsweise eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie, müssen einzelne Verfahrensschritte unter Reinraum - oder Vakuumbedingungen durchgeführt werden, um eine Beeinträchtigung der optischen Bauteile durch Einflüsse aus der Umgebung und insbesondere Verunreinigungen und Verschmutzungen zu vermeiden.
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Allerdings müssen bei bestimmten Verfahren oder Anwendungen in Reinräumen oder Vakuumkammern, die mit technischem Vakuum bzw. Hochvakuum mit Drücken im Bereich von beispielsweise bis zu 10-7 mbar oder weniger betrieben werden, unterschiedlichste Prozesshilfsstoffe, wie Schmiermittel, Kühlmittel oder dergleichen, eingesetzt werden, um beispielsweise Gleitbewegungen von Körpern reibungsarm zu gestalten. Entsprechend sind aus dem Stand der Technik Prozesshilfsstoffe, wie Schmiermittel, bekannt, die für Reinraum - oder Vakuumbedingungen geeignet sind, wie beispielsweise Hochvakuumfette auf Basis von perfluorierten Polyether, Teflonfette oder dergleichen. Diese Prozesshilfsstoffe zeichnen sich unter anderem dadurch aus, dass keine oder nur sehr geringfügig organische Stoffe ausgasen, die die Reinraum - oder Vakuumbedingungen stören und zu Verunreinigungen führen könnten.
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Allerdings stellen derartige Prozesshilfsstoffe gleichwohl eine Quelle für eine mögliche Verunreinigung des Reinraums oder der Vakuumkammer bzw. der darin bearbeiteten oder behandelten Bauteile dar, wenn die Prozesshilfsstoffe ungewollt in unerwünschte Bereiche verschleppt werden. Sind derartige Verunreinigungen durch Prozesshilfsstoffe erfolgt, ist es jedoch sehr schwierig, diese zu beseitigen und ihren Ursprung festzustellen, da die Prozesshilfsstoffe aufgrund der geringen Menge und ihrer optischen Eigenschaften nicht einfach sichtbar sind und erst aufwändig detektiert werden müssen.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung Prozesshilfsstoffe in der Weise weiterzuentwickeln, dass eine mögliche Verunreinigung durch Prozesshilfsstoffe bei einer Verwendung in Reinräumen oder Vakuumkammern einfach detektiert und wieder beseitigt werden kann, ohne dass die Prozesshilfsstoffe ihre Eignung für die Anwendung im Reinraum oder unter Vakuumbedingungen und ihre sonstigen Eigenschaften für die Anwendung als Prozesshilfsstoffe verlieren. Gleichzeitig ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren anzugeben, mit welchem Verunreinigungen von Reinräumen oder Vakuumkammer mit Prozesshilfsstoffen vermieden oder einfach beseitigt werden können.
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TECHNISCHE LÖSUNG
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Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Prozesshilfsstoff mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 6. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen einem Prozesshilfsstoff, wie einem Schmierstoff oder dergleichen, mindestens einen lumineszierenden, insbesondere einen fluoreszierenden oder phosphoreszierenden Stoff beizumengen, sodass über den Lumineszenzeffekt der lumineszierende Stoff und somit auch der Prozesshilfsstoff sichtbar gemacht werden kann. Wird beispielsweise ein für Reinraum - oder Vakuumbedingungen geeigneter Schmierstoff mit einem fluoreszierenden Stoff versetzt, so kann der Schmierstoff durch Fluoreszenzanregung sichtbar gemacht werden. Damit ist es möglich, zum einen den korrekten und ausreichenden Einsatz des Prozesshilfsstoffs zu überprüfen, also beispielsweise zu überprüfen, ob ausreichend Prozesshilfsstoff, wie Schmierstoff, in den Anwendungsbereichen vorhanden ist, und zum anderen kann detektiert werden, ob der Prozesshilfsstoff in unerwünschten Bereichen vorliegt und somit eine Verunreinigung darstellt. Entsprechend der Detektion über den lumineszierenden Stoff kann der Prozesshilfsstoff aus den unerwünschten Bereichen dann auch leicht entfernt werden.
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Unter dem hier verwendeten Begriff der Lumineszenz, der insbesondere die Fluoreszenz und Phosphoreszenz einschließt, wird der physikalische Effekt verstanden, dass durch von außen zugeführte Energie ein Stoff in einen angeregten Zustand versetzt wird und dieser beim Übergang in seinen Grundzustand unter Aussendung von Photonen Licht bzw. allgemein elektromagnetische Strahlung emittiert. Unter Fluoreszenz wird die spontane Emission von Licht kurz nach der Anregung eines fluoreszierenden Stoffs durch Licht verstanden, wohingegen Phosphoreszenz ein längeres Nachleuchten nach der Anregung beschreibt.
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Als Prozesshilfsstoffe kommen verschiedenste Schmierstoffe oder Gleit - oder Kühlmittel aber auch Kühlschmiermittel, Dicht - oder Klebemittel, Poliermittel sowie Kitte oder Lacke infrage. Insbesondere kann der Prozesshilfsstoff jedoch ein für Reinraum - oder Vakuumbedingungen geeigneter Schmierstoff, wie ein Reinraumfett oder Vakuum - bzw. Hochvakuumfett, oder ein Gleit - oder Kühlmittel sein, welches vorzugsweise mindestens einen Bestandteil der Gruppe aufweist, die Cycloalkane, Cyclopentane, mehrfach alkylierte Cyclopentane, Polytetrafluoethylen, perfluorierte Polyether, Teflonfette, Bornitridfette und perfluorierte Polyetheröle umfasst.
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Der lumineszierende Stoff kann aus der Gruppe ausgewählt sein, die Kristalle der Metalle der seltenen Erden und / oder Alkalimetalle, Thiophenediyl-Benzoxazole, 2,5-Bis(5-tert-butyl-benzoxazol-2-yl)thiophene, Allophycocyanin, Berberin, Naphthalimide, Chinin, Cumarine, 1,3,2-Dioxaborine, Komplexe von Borsäurederivaten mit 1,3-Dicarbonylverbindungen, Epicocconon, Fluoresceine, 5 - Octadecanoylaminofluorescein, 6-Carboxy-4',5'-dichlor-2',7'-dimethoxyfluorescein-N-succinimidylester, Indocyaningrün, Natriumdiuranat, Nilblau, Nilrot, Porphyrine, Häme, Chlorophylle, Quadraine, Quadratsäurefarbstoff auf Basis von N,N-Dialkylanilinen, Rhodamine und Stilbene umfasst.
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Der mindestens eine lumineszierende Stoff kann dem Prozesshilfsstoff in einer Menge beigemengt werden, die ausreicht, um den Prozesshilfsstoff sichtbar zu machen. Insbesondere kann der lumineszierende Stoff mit einem sehr geringen Anteil von 0,5 Gew.% bis 5 Gew.% dem Prozesshilfsstoff zugesetzt sein.
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In einer Vakuumkammer oder einem Reinraum können verschiedene Prozesshilfsstoffe eingesetzt werden und / oder derselbe Prozesshilfsstoff kann in unterschiedlichen Bereichen des Reinraums oder der Vakuumkammer verwendet werden. In diesem Fall können den verschiedenen Prozesshilfsstoffen und / oder dem mindestens einen Prozesshilfsstoff in den unterschiedlichen Bereichen des Reinraums oder der Vakuumkammer unterschiedliche lumineszierende Stoffe zugesetzt werden, sodass die Prozesshilfsstoffe bzw. der Prozesshilfsstoff in unterschiedlichen Bereichen des Reinraums oder der Vakuumkammer unterscheidbar sind. Die unterschiedlichen lumineszierenden Stoffe können mit Licht unterschiedlicher Wellenlänge zur Lumineszenz angeregt werden und / oder Licht unterschiedlicher Wellenlänge bei der Lumineszenz emittieren. Insbesondere ist es möglich unterschiedliche lumineszierende Stoffe einzusetzen, die gleich angeregt werden können, also beispielsweise durch Licht mit gleicher Wellenlänge. Die Unterscheidbarkeit ergibt sich dann durch unterschiedliche Emission. Aufgrund der unterscheidbaren lumineszierenden Stoffe können Verunreinigungen durch verschiedene Prozesshilfsstoffe oder Prozesshilfsstoffe aus unterschiedlichen Bereichen des Reinraums oder der Vakuumkammer identifiziert werden, sodass eine Zuordnung zu der Verunreinigungsquelle möglich ist.
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Der lumineszierende Stoff kann insbesondere durch Licht im ultravioletten (UV) Wellenlängenspektrum, beispielsweise mit Licht mit einer Wellenlänge von 365 nm, zur Lumineszenz angeregt werden.
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Werden Prozesshilfsstoffe mit unterschiedlichen lumineszierenden Stoffen verwendet, so können die Bereiche des Reinraums oder der Vakuumkammer oder darin enthaltener Komponenten oder Bauteile mit möglicherweise unterschiedlichen lumineszierenden Stoffen gleichzeitig oder nacheinander mit entsprechendem Licht unterschiedlicher Wellenlänge beleuchtet werden, um die lumineszierenden Stoffe und somit auch die Prozesshilfsstoffe sichtbar zu machen. Insbesondere kann zumindest ein Teil des Reinraums oder der Vakuumkammer und /oder der darin enthaltenen Komponenten und / oder darin bearbeiteten Bauteile mit entsprechendem Anregungslicht beleuchtet werden, um festzustellen, ob möglicherweise Prozesshilfsstoffe mit den lumineszierenden Stoffen in unerwünschten Bereichen vorliegen, sodass diese gereinigt werden können.
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Figurenliste
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Die beigefügte Zeichnung zeigt in rein schematischer Weise in der
- 1 einen Querschnitt durch einen Reinraum mit einer Roboteranordnung.
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AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
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Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels ersichtlich. Allerdings ist die Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt.
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Die 1 zeigt einen Reinraum 1, in welchem die vorliegende Erfindung eingesetzt werden kann. In dem Reinraum 1 ist ein Roboter 2 über einen Schlitten 4 auf einer Schiene 3 angeordnet, um in dem Reinraum 1 über den Schlitten 4 auf der Schiene 3 verfahrbar zu sein. Der Roboter 2 kann ein Bauteil 9 aufnehmen und beispielsweise zu einer Bearbeitungsstation 12 bewegen, die eine Messstation zum Vermessen des Bauteils oder eine andersartige Bearbeitungsstation zur Behandlung und Verarbeitung des Bauteils 9, wie eine Polierstation oder dergleichen sein kann.
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Der Roboter 2 ist über den Schlitten 4 auf der Schiene 3 verfahrbar angeordnet und weist mehrere Robotergelenkarme 5 auf, die über Gelenke 6 miteinander beweglich verbunden sind, um das Bauteil 9 an unterschiedlichen Orten im Reinraum 1 positionieren zu können. Bei der Bewegung auf der Schiene 3 gleitet der Roboter 2 mit dem Schlitten 4 entlang der Schiene 3, sodass es zu einer Gleitbewegung zwischen dem Schlitten 4 und der Schiene 3 kommt. In diesem Bereich wird, zur Verringerung der Reibung und der Sicherstellung einer sanften und gleichmäßigen Bewegung ein Schmiermittel zur Bereitstellung einer Schmierung 8 auf der Schiene 3 aufgebracht. Das entsprechende Schmiermittel muss für die Verwendung in einem Reinraum 1 kompatibel sein, sodass es nicht durch Ausgasung oder dergleichen zu einer Verunreinigung des Reinraums 1 kommt. Beispielsweise kann ein Hochvakuumfett auf Basis perfluorierter Polyether eingesetzt werden, wie beispielsweise Lubcon Ultratherm 2000 (Handelsname der LUBRICANT CONSULT GmbH, 63477 Maintal, Deutschland) oder NyeTorr 6200 oder 6300 (Handelsnamen der Nye Lubricants, Inc. Fairhaven MA, USA).
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Derartiges Hochvakuumfett wird jedoch lediglich sehr dünn auf die Schiene 3 aufgetragen und aufgrund der weißen Farbe ist das Hochvakuumfett unter Tageslicht bzw. üblichem Weißlicht nicht bzw. kaum sichtbar. Entsprechend wird dem Hochvakuumfett gemäß der Erfindung ein lumineszierender, insbesondere fluoreszierender oder phosphoreszierender Stoff zugesetzt, sodass der Lumineszenzstoff und somit das Hochvakuumfett mittels UV (ultraviolettes) - Licht, welches von einer UV - Lampe 10 bereitgestellt werden kann und den lumineszierenden Stoff anregen kann, sichtbar wird. Beispielsweise kann dem Hochvakuumfett Araglo-101 (Handelsname der ARALON GmbH, Heiligenroth, Deutschland), ein phosphoreszierender Stoff auf Basis von Mineralkristallen aus Metallen der seltenen Erden und Alkalimetallen, zugesetzt werden.
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Zur Sichtbarmachung des Schmiermittels bzw. Hochvakuumfetts ist der Zusatz von geringen Mengen an lumineszierendem Stoff ausreichend. Beispielsweise kann der lumineszierende Stoff in einer Menge von 0,5 Gew.% bis 5 Gew.% zugesetzt werden. Auch geringere Mengen sind vorstellbar, solange ausreichend lumineszierender Stoff in dem Schmiermittel enthalten ist, um dieses sichtbar zu machen.
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Unter UV - Lichtbedingungen bzw. allgemein Anregungslichtbedingungen kann somit überprüft werden, ob auf der gesamten Schiene 3 ausreichend Hochvakuumfett bzw. Schmiermittel vorhanden ist, um eine ausreichende Schmierung und eine möglichst reibungsfreie Bewegung des Schlittens 4 auf der Schiene3 zu ermöglichen.
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Neben der Kontrolle der richtigen und ausreichenden Verwendung des Prozesshilfsstoffs in Form des Schmierfetts kann zudem festgestellt werden, ob das Schmierfett unter Umständen in Bereiche gelangt ist, die zu einer unerwünschten Verunreinigung des Reinraums 1 und der darin befindlichen Komponenten oder gar des darin behandelten bzw. bearbeiteten Bauteils 9 führen könnten. Entsprechend kann durch die Sichtbarmachung des Prozesshilfsstoffs in Form des Schmierfetts auch sichergestellt werden, dass der Prozesshilfsstoff sich nur in den gewünschten Bereichen des Reinraums 1 befindet und, sollte das Schmiermittel in unerwünschten Bereichen vorliegen, kann durch die Sichtbarmachung in einfacher Weise eine entsprechende Reinigung vorgenommen werden.
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In einem entsprechenden Reinraum 1 können Prozesshilfsstoffe, wie Schmiermittel, aber auch andere Prozesshilfsstoffe, wie Kühlmittel oder dergleichen, in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel der 1, kann beispielsweise ebenfalls Hochvakuumfett als Schmiermittel für die Schmierung 7 der Gelenke 6 eingesetzt werden. Hierfür kann sowohl das gleiche Schmiermittel wie für die Schmierung 8 der Schiene 3 eingesetzt werden, als auch andersartiges Schmiermittel. Gemäß der Erfindung kann diesem weiteren Schmiermittel, das identisch zu dem ersten Schmiermittel sein kann, der gleiche lumineszierende Stoff oder ein andersartiger lumineszierender Stoff zugesetzt werden. Beim Zusatz des gleichen lumineszierenden Stoffs wie beim Zusatz zu anderen Prozesshilfsstoffen in dem Reinraum 1, beispielsweise bei dem Schmiermittel der Schmierung 8 für die Schiene 3, kann bei der Schmierung 7 der Gelenke 6 des Roboters 2 ebenfalls festgestellt werden, ob ausreichend Schmiermittel vorhanden ist und ob möglicherweise Schmiermittel in nicht erwünschten Bereichen vorliegt. Um jedoch unterscheiden zu können, ob Verunreinigungen mit Schmiermittel von der Schmierung 8 der Schiene 3 oder der Schmierung 7 der Gelenke 6 des Roboters 2 stammen, können dem gleichen Prozesshilfsstoff in den unterschiedlichen Bereichen oder den verschiedenen Prozesshilfsstoffen in gleichen oder unterschiedlichen Bereichen unterschiedliche lumineszierende Stoffe zugesetzt werden, also beispielsweise ein erster lumineszierender Stoff für das Schmiermittel der Schiene 3 und ein zweiter zum ersten lumineszierenden Stoff unterschiedlicher lumineszierender Stoff zur Schmierung 7 der Gelenke 6, wobei die unterschiedlichen lumineszierenden Stoffe mit unterschiedlichem Licht zu der Lumineszenz angeregt werden und / oder unterschiedliches Licht bei der Lumineszenz emittieren, also Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen ausgeben. Beispielweise kann dem Schmiermittel für die Schmierung 7 der Gelenke 6 ein fluoreszierender Stoff zugesetzt werden, der durch UV - Licht der zweiten UV - Lampe 11 angeregt wird, während dem Schmiermittel für die Schmierung 8 der Schiene 3 ein fluoreszierender Stoff beigefügt wird, der durch das UV - Licht der ersten UV - Lampe 10 angeregt wird, welche ein zu dem UV - Licht der zweiten UV - Lampe 11 unterschiedliches Licht mit unterschiedlicher Wellenlänge emittiert. Auf diese Weise kann festgestellt werden, aus welcher Quelle eine mögliche Verunreinigung in unerwünschten Bereichen des Reinraums 1 mit einem Schmierfett stammt, sodass für die Zukunft eine weitere Verunreinigung vermieden werden kann.
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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.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Reinraum
- 2
- Roboter
- 3
- Schiene
- 4
- Schlitten
- 5
- Robotergelenkarm
- 6
- Gelenk
- 7
- Gelenkschmierung
- 8
- Schienenschmierung
- 9
- Bauteil
- 10
- erste UV - Lampe
- 11
- zweite UV - Lampe
- 12
- Bearbeitungsstation
