用于净化用于EUV光源的靶材料的方法和设备技术

一种用于净化用于EUV光源的靶材料的脱氧系统包括炉子，该炉子具有中央区域和用于以均匀方式加热中央区域的加热器。容器被插入炉子的中央区域，并且坩埚设置在容器内。封闭装置覆盖容器的开口端以形成具有真空和压力能力的密封。该系统还包括气体输入管、气体排出管和真空端口。气体供应网络与气体输入管的一端流动连通地耦合，并且气体供应网络与气体排出管的一端流动连通地耦合。真空网络与真空端口的一端流动连通地耦合。还描述了一种用于净化靶材料的方法和设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于净化用于EUV光源的靶材料的方法和设备相关申请的交叉引用本申请要求于2016年2月29日提交的题为“METHODANDAPPARATUSFORPURIFYINGTARGETMATERIALFOREUVLIGHTSOURCE”的美国专利技术申请No.15/057,086的权益，该申请通过引用整体并入本文。
技术介绍
在极紫外(EUV)光源中，使用液滴发生器将10至50μm的靶材料液滴(例如，熔融锡)输送到EUV聚光光学系统的焦点，其中用激光脉冲照射液滴，因此生成产生EUV光的等离子体。液滴发生器包括容纳熔融锡的贮存器、具有微米尺寸孔的喷嘴、以及用于驱动液滴形成的致动器。在液滴发生器中必须使用高纯度锡(例如，99.999至99.99999％纯度)，因为甚至ppm级别的某些杂质污染也会导致锡化合物的固体颗粒的形成，这些颗粒能够堵塞喷嘴并且从而导致EUV光源失效。供应商通常用于生产锡的净化过程通常对于去除由化学元素形成的杂质(例如，金属杂质)非常有效。然而，这种净化过程没有特别制定以从锡中去除氧，因为在大多数高纯度金属应用中氧通常是可接受的。商业纯锡含有的氧浓度显著(至少约1000倍)超过氧的溶解度极限，其恰好高于锡的熔点。因此，容易形成氧化锡颗粒，并且在某些情况下，导致喷嘴孔的堵塞并且进而导致液滴发生器和EUV光源的失效。正是在这种上下文中提出了各实施例。
技术实现思路
在示例实施例中，一种系统包括炉子，炉子中限定有中央区域。炉子具有被配置为以基本上均匀的方式加热其中央区域的至少一个加热器。容器具有用于装载的开口端，使得当被插入炉子的中央区域时，容器的开口端位于炉子的外部。具有开口端的坩埚设置在容器内。坩埚设置在容器内，使得坩埚的开口端面向容器的开口端。封闭装置覆盖容器的开口端。封闭装置被配置为形成具有真空和压力能力的密封。该系统还包括气体输入管、气体排出管和真空端口。气体输入管具有位于容器外部的第一端和位于容器内部的第二端。气体输入管的第二端被定位为使得流入容器的输入气体被引导到坩埚中。气体排出管具有位于容器外部的第一端和与容器的内部流动连通的第二端。真空端口具有位于容器外部的第一端和与容器的内部流动连通的第二端。该系统进一步包括气体供应网络、气体排出网络和真空网络。气体供应网络与气体输入管的第一端流动连通地耦合，并且气体供应网络与气体排出管的第一端流动连通地耦合。真空网络与真空端口的第一端流动连通地耦合。在一个示例中，容器是金属容器。在一个示例中，金属容器由不锈钢或合金钢形成。在一个示例中，容器的外表面涂覆有抗氧化材料。在一个示例中，气体供应网络包括包含氢气的气体供应和气体净化器。在一个示例中，气体供应包含氩气和氢气的气体混合物。在一个示例中，氩气和氢气的气体混合物包括至多2.93摩尔％的氢气，并且剩余的基本上是氩气。在一个示例中，气体排出网络包括至少一个流量控制器和光谱仪。在一个示例中，光谱仪是光腔衰荡光谱仪(CRDS)。在一个示例中，真空网络包括能够生成高真空的至少一个真空生成装置和至少一个真空计。在另一示例实施例中，一种方法包括将靶材料装载在坩埚中，其中靶材料在极紫外(EUV)光源的液滴发生器中使用。该方法还包括将装载的坩埚插入容器中并且密封容器，熔融坩埚中的靶材料，使包含氢气的气体在熔融的靶材料的自由表面之上流动，并且测量离开容器的气体中的水蒸气浓度。在离开容器的气体中的测量的水蒸气浓度达到目标条件之后，该方法包括允许熔融的靶材料冷却。在一个示例中，目标条件包括离开容器的气体中的测量的水蒸气浓度稳定在最小水平。在一个示例中，目标条件指示靶材料中的预定氧浓度。在一个示例中，目标条件指示靶材料中的预定氧浓度小于熔融的靶材料中的氧的溶解度极限的100倍。在其他示例中，目标条件指示靶材料中的预定氧浓度小于熔融的靶材料中的氧的溶解度极限的10倍。在一个示例中，靶材料是高纯度锡。在一个示例中，包含氢气的气体是包括至多2.93摩尔％的氢气并且剩余的基本上是氩气的气体混合物。在一个示例中，熔融坩埚中的靶材料的操作包括在容器内生成真空，一旦在容器内获得有效的真空条件，将容器从室温加热至约500摄氏度，并且保持温度在约500摄氏度，直到靶材料熔融。在一个示例中，使包含氢气的气体在熔融的靶材料的自由表面之上流动的操作包括将坩埚相对于水平面以一定角度定向以增加熔融的靶材料的自由表面积，以及当含氢气体在熔融的靶材料的自由表面之上流动时，将容器内的温度从约500摄氏度升高到约750摄氏度。在一个示例中，坩埚相对于水平面以约12度的角度被定向。在一个示例中，允许靶材料冷却的操作包括关闭加热容器的加热器，同时保持包含氢气的气体的流动，允许容器从约750摄氏度冷却至约室温，并且在温度冷却至约室温之后，停止含氢气体的流动并且使容器减压。在一个示例中，允许容器自然冷却。在另一示例中，允许容器冷却的操作包括使用强制冷却来冷却容器。在又一示例实施例中，一种设备包括具有开口端和封闭端的金属容器，金属容器具有圆柱形状。坩埚设置在金属容器内。具有开口端和封闭端的坩埚设置在金属容器内，使得坩埚的开口端面向金属容器的开口端。封闭装置覆盖金属容器的开口端，封闭装置被配置为形成具有真空和压力能力的密封。输入管具有位于容器外部的第一端和位于容器内部的第二端。输入管的第二端被定位为朝向坩埚引导通过输入管流入容器的输入气体。排出管具有位于金属容器外部的第一端和与金属容器的内部流动连通的第二端。在一个示例中，金属容器由不锈钢或合金钢形成。在一个示例中，坩埚是被净化并且清洁至与化合物半导体晶体生长相容的水平的石英坩埚。在一个示例中，坩埚由碳涂覆的石英、玻璃碳、石墨、玻璃碳涂覆的石墨、或SiC涂覆的石墨形成。在一个示例中，坩埚的侧壁具有促进锭从坩埚移除的锥形形状。在一个示例中，输入管是金属管或玻璃管。在一个示例中，输入管是陶瓷管或石墨管。在一个示例中，该设备进一步包括被限定在金属容器的壁中的真空端口。通过以下结合附图的详细描述，本文中的公开内容的其他方面和优点将变得很清楚，附图通过示例的方式示出了本公开的原理。附图说明图1是根据示例实施例的靶材料脱氧系统的简化示意图。图2是示出根据示例实施例的用于在靶材料脱氧系统中使用的气体和真空系统的简化示意图。图3是示出根据示例实施例的在净化靶材料时执行的方法操作的流程图。具体实施方式在以下描述中，阐述了很多具体细节以便提供对示例实施例的透彻理解。然而，对于本领域技术人员来说很清楚的是，可以在没有这些具体细节中的一些的情况下实践示例实施例。在其他情况下，没有详细描述已经公知的过程操作和实现细节。为了减轻在极紫外(EUV)光源中使用的液滴发生器中的金属氧化物颗粒引起的喷嘴堵塞，在净化靶材料的过程中使用额外的操作，其中从靶材料中去除氧。一般而言，该脱氧操作可以通过以下方式来实现：将靶材料加热至高温(例如，600摄氏度至900摄氏度)并且使氢(或含氢的惰性气体)在熔融的靶材料的表面之上流动使得靶材料可以与氢反应并且形成水蒸气，水蒸气被气体流动带走。关于使用液滴发生器的EUV光源的其他细节可以在美国专利号8,653,491B2和8,138,487B2中找到，其公开内容出于所有目的通过引用并入本文。图1是根据示例实施例的靶材料脱氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，包括：炉子，具有限定在其中的中央区域和被配置为以基本上均匀的方式加热所述中央区域的至少一个加热器；容器，具有用于装载的开口端，使得当被插入所述炉子的所述中央区域时，所述容器的所述开口端位于所述炉子的外部；坩埚，具有设置在所述容器内的开口端，所述坩埚设置在所述容器内，使得所述坩埚的所述开口端面向所述容器的所述开口端；封闭装置，覆盖所述容器的所述开口端，所述封闭装置被配置为形成具有真空和压力能力的密封；气体输入管，具有位于所述容器外部的第一端和位于所述容器内部的第二端，所述气体输入管的所述第二端被定位为使得通过所述输入管流入所述容器的输入气体被引导到所述坩埚中；气体排出管，具有位于所述容器外部的第一端和与所述容器的内部流动连通的第二端；真空端口，具有位于所述容器外部的第一端和与所述容器的内部流动连通的第二端；气体供应网络，与所述气体输入管的所述第一端流动连通地耦合；气体排出网络，与所述气体排出管的所述第一端流动连通地耦合；以及真空网络，与所述真空端口的所述第一端流动连通地耦合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.29 US 15/057,0861.一种系统，包括：炉子，具有限定在其中的中央区域和被配置为以基本上均匀的方式加热所述中央区域的至少一个加热器；容器，具有用于装载的开口端，使得当被插入所述炉子的所述中央区域时，所述容器的所述开口端位于所述炉子的外部；坩埚，具有设置在所述容器内的开口端，所述坩埚设置在所述容器内，使得所述坩埚的所述开口端面向所述容器的所述开口端；封闭装置，覆盖所述容器的所述开口端，所述封闭装置被配置为形成具有真空和压力能力的密封；气体输入管，具有位于所述容器外部的第一端和位于所述容器内部的第二端，所述气体输入管的所述第二端被定位为使得通过所述输入管流入所述容器的输入气体被引导到所述坩埚中；气体排出管，具有位于所述容器外部的第一端和与所述容器的内部流动连通的第二端；真空端口，具有位于所述容器外部的第一端和与所述容器的内部流动连通的第二端；气体供应网络，与所述气体输入管的所述第一端流动连通地耦合；气体排出网络，与所述气体排出管的所述第一端流动连通地耦合；以及真空网络，与所述真空端口的所述第一端流动连通地耦合。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述容器是金属容器。3.根据权利要求2所述的系统，其中所述金属容器包括不锈钢或合金钢。4.根据权利要求2所述的系统，其中所述容器的外表面涂覆有抗氧化材料。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述气体供应网络包括包含氢气的气体供应和气体净化器。6.根据权利要求5所述的系统，其中所述气体供应包含氩气和氢气的气体混合物。7.根据权利要求6所述的系统，其中所述氩气和氢气的气体混合物包括按摩尔计至多2.93％的氢气，并且剩余的基本上是氩气。8.根据权利要求1所述的系统，其中所述气体排出网络包括至少一个流量控制器和光腔衰荡光谱仪(CRDS)。9.根据权利要求1所述的系统，其中所述真空网络包括能够生成高真空的至少一个真空生成装置和至少一个真空计。10.一种方法，包括：将靶材料装载在坩埚中，所述靶材料要在极紫外(EUV)光源的液滴发生器中使用；将装载的所述坩埚插入容器中并且密封所述容器；熔融所述坩埚中的所述靶材料；使包含氢气的气体在熔融的所述靶材料的自由表面之上流动；测量离开所述容器的气体中的水蒸气的浓度；以及在离开所述容器的所述气体中的所述水蒸气的测量的浓度达到目标条件之后，允许熔融的所述靶材料冷却。11.根据权利要求10所述的方法，其中所述目标条件包括离开所述容器的所述气体中的所测量的水蒸气浓度稳定在最低水平。12.根据权利要求10所述的方法，其中所述目标条件指示所述靶材料中的预定氧浓度。13.根据权利要求10所述的方法，其中所述目标条件指示所述靶材料中的预定氧浓度小于熔融的所述靶材料中的氧的溶解度极限的100倍。14.根据权利要求10所述的方法，其中所述目标条件指示所述靶材料中...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·M·鲍姆加特，C·拉加古鲁，B·A·萨姆斯，A·B·里丁格，J·K·卡多库斯，G·O·瓦申科，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL