碳化硅过滤薄膜制造技术

本申请案涉及一种碳化硅过滤薄膜。本实用新型专利技术描述用于配合例如液态锡的液态金属使用的碳化硅滤膜，以及使用此滤膜来从所述液态金属移除颗粒的方法，以及使用经过滤液态金属的系统及工艺。系统及工艺。系统及工艺。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】碳化硅过滤薄膜


[0001]以下描述涉及用于配合例如液态锡的液态金属使用的碳化硅滤膜，以及使用此滤膜来从液态金属移除颗粒的方法，以及使用经过滤液态金属的系统及工艺。

技术介绍

[0002]各种工业工艺并有呈液体形式的金属的使用。在一个实例(参见美国专利7,897,947，所述专利的全文以引用方式并入本文中)中，在系统中使用液态锡来产生极紫外线辐射 (EUV辐射)，所述辐射是具有约50纳米或更小的波长的辐射(有时称为“软x射线”)。极紫外线辐射可用于光刻工艺中以产生半导体或微电子装置衬底(例如，硅晶片)中的极小特征。用于产生EUV辐射的方法包含将含有具有在EUV范围内的发射线的构成元素 (例如锡)的材料转化为等离子体状态。在通常称为“激光产生等离子体”(“LPP”)的一种此类方法中，可通过用放大光束照射包含呈液滴形式的液态锡的目标材料而产生等离子体。
[0003]当用于这些类型的工艺中时，用于提供液态锡以产生EUV辐射的设备及系统通常将包含用于从液态锡移除微粒的滤膜。通常在高温下(例如，在大于200℃的温度下)且在可大于(有时远大于)大气压的压力下执行过滤步骤。对于这些用途及其它用途，各种工业及制造公司需要能够高效地且有效地过滤熔融金属(例如液态锡)的方法及系统。目前存在用于例如出于将液态锡供应给用于产生EUV辐射的工艺的目的而过滤液态锡的各种技术。又，始终期望用于过滤液态金属的系统及方法的改进，其目标是液态金属的更高效或更有效的过滤方法。

技术实现思路

[0004]在制造工艺中使用液态金属的系统及方法(例如使用液态锡来产生EUV辐射的系统及方法)必须克服在处置液态金属时存在的某些独特且困难的挑战。举例来说，处置液态金属通常需要在极高温度下处置所述液体。高温产生关于安全地且高效地实现、维持且控制所需高温条件及关于高温操作在使用期间施加在设备上的应力的各种挑战。如果系统也处于大于大气压力的压力下，那么又存在额外挑战。
[0005]液态锡与大多数金属及非金属材料独特地起反应，且能够与所述液态锡在高温下处置期间可能暴露于的许多材料一起形成固态微粒。所述微粒可能在液态锡的下游处理及使用时造成不利影响，例如堵塞必须可靠地允许液态锡流动通过的下游设备。在使用液态锡来产生EUV辐射的情况下，在处置高温液态锡期间形成的微粒可能阻塞下游系统，例如EUV光产生器中的液滴产生器。作为在对于产生EUV辐射的系统处理液态锡时的另一挑战，液态锡将在使用循环期间交替地液化与固化(即，融化与冻结)。使锡冻结且融化造成对液态锡处置系统的所有组件(包含过滤薄膜)的应力。如果在被反复冻结与液化的一定体积的锡包围时过度受力，那么过滤薄膜(其可呈薄多孔陶瓷材料的形式)易于断裂、破碎或以其它方式劣化。
[0006]在某些实施例中，多孔碳化硅是一种可经调适以展现可允许其在滤膜中使用的性
质的材料。多孔碳化硅甚至在存在高反应性液态锡的情况下仍是基本上惰性的。根据本说明书，申请人已识别出多孔碳化硅可形成为可在高操作温度下从液态锡流有效地移除微粒的多孔碳化硅过滤薄膜。实例过滤薄膜还能够耐受在处置液态锡及其它液态金属时通常涉及的高温操作期间存在的对滤膜的应力，以及因将过滤薄膜暴露于冻结及融化的重复循环所造成的应力。
[0007]在用于过滤高温液态锡的过滤薄膜中使用多孔碳化硅的一些尝试中，已发现多孔碳化硅过滤薄膜自身产生有可能并入到正行进通过所述过滤薄膜以进行过滤的液态锡中的微粒。具体来说，发现多孔碳化硅过滤薄膜的固态材料能够在其表面处产生固态碳化硅材料的小块。发现碳化硅的表面在使用期间产生可能由行进通过碳化硅以进行过滤的液态锡流从所述表面移除的微粒(即，“微粒化”)。
[0008]在使用多孔碳化硅来形成有助于从液态锡移除微粒的薄、多孔过滤薄膜时的一些尝试已涉及单个多孔碳化硅层作为过滤薄膜，其中多孔碳化硅材料具有微细孔径。对具有微细孔径的薄膜的分析表明薄膜可在其表面处产生非常小的碳化硅微粒。如果将小孔径薄膜用作滤膜，那么碳化硅微粒将可能从薄膜释离，且进入正行进通过滤膜的液态金属 (例如，锡)流。
[0009]多孔碳化硅被视为可能易碎的、脆性的或因其它原因易于从其表面剥落或掉落小块材料作为微粒。这种微粒形成及剥落发生有时称为“微粒化”。通过这个过程，碳化硅微粒可能存在于多孔碳化硅材料的表面处。在使用碳化硅材料作为过滤薄膜期间，可能由于对多孔碳化硅的机械应力而进一步促进或加重微粒化。最终，薄膜的碳化硅材料可“微粒化”，即，小碳化硅碎片、碎屑或块(即，“微粒”)可形成于薄膜表面处，且可从所述表面脱离、移除或分离。如果在使用薄膜作为滤膜期间与薄膜表面分离，那么这些微粒引入到行进通过滤膜的液体中。
[0010]期望的是，优选碳化硅过滤薄膜将不易于在使用期间在薄膜表面处产生碳化硅微粒；或，倘若可产生这些颗粒，那么优选碳化硅过滤薄膜可能不允许任何此类微粒存在于行进通过过滤薄膜的液体流中。
[0011]如本文中描述，申请人现已发现过滤薄膜可使用多孔碳化硅的多个(两个或更多个) 薄膜层制备，其中薄膜层中的至少两者具有不同孔径。申请人也已发现这些多层碳化硅过滤薄膜可不太易于形成碳化硅微粒，或可以其它方式防止所形成的任何此类微粒引入到行进通过多层过滤薄膜的液体流中。
[0012]举例来说，如所描述的过滤薄膜可包含第一薄膜层，所述第一薄膜层是微细薄膜层、由微细多孔碳化硅材料制成，这意味着多孔碳化硅含有具相对较小孔径的孔。如所描述的过滤薄膜还包含第二薄膜层，所述第二薄膜层是粗糙薄膜层、由粗糙多孔碳化硅材料制成，这意味着多孔碳化硅含有与微细薄膜层的孔相比具相对较大孔径的孔。多层薄膜的微细或粗糙薄膜层的平均孔径可为通常在微米(而非纳米)范围内的任何有用孔径，前提是微细薄膜层的平均孔径小于粗糙薄膜层的平均孔径。对于微细薄膜层的多孔碳化硅，平均孔径的实例可小于2.0微米。对于粗糙薄膜层的多孔碳化硅，平均孔径将大于相同多层薄膜的微细薄膜层的平均孔径，其中平均孔径的实例大于约2微米，例如大于 2.05微米，例如高达约10微米。
[0013]申请人已发现，如本文中描述的多层碳化硅过滤薄膜在用于过滤液态金属(例如
液态锡)流(即，从其移除微粒材料)的系统及方法中可为有用的，且多层过滤薄膜不太易于微粒化(即，在薄膜表面处形成碳化硅颗粒)，且因此在使用期间不太易于将碳化硅微粒引入到行进通过滤膜的液态金属(例如，锡)流中。
[0014]已发现，如所描述的多层碳化硅过滤薄膜的实例在所述过滤薄膜的表面(例如，下游表面)处具有减少量的碳化硅微粒。申请人已确定，如所描述的多层过滤薄膜(其包含粗糙多孔碳化硅材料)不太易于微粒化；更特定来说，粗糙多孔碳化硅材料与微细多孔碳化硅材料相比不太易于微粒化。在于微细薄膜层的下游侧上使用粗糙薄膜层的情况下，存在于多层薄膜的下游表面处的碳化硅微粒的量相对于存在于由微细多孔碳化硅材料制成的单层碳化硅薄膜的同等下游表面处的碳化硅微粒的量减少，例如大大减少。
[0015]作为如所描述的多层碳化硅过滤薄膜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种多层多孔碳化硅过滤薄膜，其特征在于所述薄膜包括：微细多孔碳化硅的微细薄膜层，其具有微细孔径，及粗糙多孔碳化硅的粗糙薄膜层，其具有粗糙孔径，所述粗糙孔径大于所述微细孔径。2.根据权利要求1所述的薄膜，其特征在于所述微细多孔碳化硅具有小于2.0微米的平均孔径。3.根据权利要求1所述的薄膜，其特征在于所述微细多孔碳化硅具有小于1微米的平均孔径。4.根据权利要求1所述的薄膜，其特征在于所述粗糙薄膜具有大于2.0微米的孔径。5.根据权利要求1所述的薄膜，其特征在于所述微细多孔碳化硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：恩特格里斯公司，
类型：新型
国别省市：