Study and development of a research method of a chemical contamination source of vacuum pumps on EUV equipments

Ce travail présente l’étude d'une méthode de recherche utilisable en milieu industriel dessources de contamination chimique des pompes à vide équipant les lithographes EUV. Cetravail porte sur la problématique d’une éventuelle contamination carbonée introduite par lesystème de pompage et, notamment, par la turbine et le stator.A partir d’une caractérisation détaillée par chromatographie et spectroscopie dephotoémission de la contamination résiduelle issue du procédé de production, une procédured’analyse par spectrométrie de masse en phase gazeuse (RGA) utilisable en milieu industriel aété mise en oeuvre. En particulier, la possibilité de varier la température de l’échantillonpendant la mesure permet de caractériser la contamination carbonée résiduelle en étudiant lesprocédés physico-chimiques qui en sont à l’origine.Après avoir démontré l’efficacité du nettoyage final à éliminer les résidus des huiles de coupet avoir identifié la contamination organique résiduelle comme résidu du seul procédé denettoyage industriel, une copie « in vitro » de ce nettoyage a été développée : cela a permis demieux le caractériser en étudiant l’impact de plusieurs paramètres.L’influence de la concentration de lessive et de la procédure de séchage sur la contaminationcarbonée résiduelle a ainsi été étudiée. Une analyse de la contamination en phase gazeuse(RGA et TD-GCMS) ainsi qu’une caractérisation XPS de la surface des échantillons ont étéfaites. L’analyse de l’ensemble de ces résultats a permis d’établir un lien direct entre laconcentration de lessive utilisée et la contamination organique résiduelle. De plus,l’importance d’un séchage à haute température a été démontrée en mettant en évidence laprésence de plusieurs facteurs qui contribuent à la contamination résiduelle.This work presents the study of a research method of the contamination sources of EUVLturbo molecular pumps, suitable for the industrial environment. This study deals with theproblem of a possible carbon contamination due to the pumping system and in particular tothe rotor and the stator.After a detailed characterisation of the production process residual contamination by TDGCMS/FID and XPS, a RGA procedure suitable for industrial environment has beendeveloped. The possibility to change the sample temperature during the measure lets tocharacterise the residual carbon contamination by investigating its primal physic-chemicalphenomena.The identification of the whole production process residual contamination demonstrates theefficacy of the industrial cleaning step to clean lubricants residuals. In order to bettercharacterise the cleaning step residual contamination, we developed an “in vitro” copy of theindustrial cleaning step.Thanks to the temperature variable RGA analysis of the residual contamination, we couldpoint out several contributions to carbon contamination and we could connect thesecontributions to different cleaning parameters.Detergent concentration as well as different drying procedure impact on residual carboncontamination has been studied. RGA and TD-GCMS/FID analysis as well as XPS surfacecharacterization have been performed. These analyses show a direct connection between thedetergent concentration used in the cleaning step and the residual carbon contamination.Furthermore, the importance of a high temperature drying step has been demonstrated