包括耐蝕材料的極端紫外輻射產生設備的制作方法

專利名稱：包括耐蝕材料的極端紫外輻射產生設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及極端紫外(extreme UV)輻射產生設備，特別是利用錫基等離子體激勵 的EUV輻射產生設備。
背景技術：
本發明涉及極端紫外輻射產生設備。這些設備被認為是對于半導體工業即將來臨 的“下一代”光刻工具起重大作用。本領域中已知例如通過EUV源材料的等離子體激勵來產生EUV光，該等離子體可 以借助于激光束在等離子體起始部位照射靶材料來生成(即，激光產生等離子體，'LPP')， 或者例如可以在等離子體焦點或等離子體箍縮部位處形成等離子體的電極之間的放電并 且在放電時將靶材料遞送到該部位來生成(即，放電產生等離子體，’ DPP')。然而，在兩種技術中都需要液態錫流，液態錫被認為是潛在靶材料之一，即EUV產 生設備的某些部分在例如高于200°C的高溫下總是暴露于比較苛刻的化學和物理條件。需要錫沒受到污染以確保高質量的純錫等離子體，這樣的先決條件也使得情況更 加復雜。

發明內容
本發明的目的是提供一種極端紫外輻射產生設備，其能夠向所述設備的等離子體 產生部分提供較少受污染的錫流和來自所述設備的等離子體產生部分的較少受污染的錫 流。此目的通過根據本發明的權利要求1的極端紫外輻射產生設備解決。因此提供了 一種極端紫外輻射產生設備，該極端紫外輻射產生設備包括等離子體產生設備；至少一 個錫供應系統，其具有與所述等離子體產生設備流體連通的供應貯存器，該至少一個錫供 應系統適合于向所述等離子體產生設備供應液態錫，其中所述錫供應系統包括用于供應錫 的至少一個供應裝置，其中所述供應裝置至少部分地涂覆有至少一種共價無機固體材料。從本發明的意義上說，措詞“等離子體產生設備”尤其指和/或包括能夠產生和/ 或激勵錫基等離子體從而產生極端紫外光的任何設備。應注意，本發明的等離子體產生設 備可以是本領域技術人員所知曉的任何設備。從本發明的意義上說，措詞“錫供應系統”尤其指和/或包括能夠產生、容納和/或 傳輸液態錫的任何系統，例如加熱容器、運載系統和管道系統。從本發明的意義上說，措詞“供應裝置”尤其指和/或包括能夠產生、容納和/或 傳輸液態錫的至少一種容器和/或至少一種貯存器和/或至少一種管道系統。從本發明的意義上說，措詞“經涂覆的”是指和/或包括，當EUV設備工作時直接 暴露于液態錫的該供應裝置的部分至少部分地包括如本發明中描述的材料。措詞“經涂覆 的”并不旨在將本發明限制為其中材料已經沉積在供應裝置上的所述實施例(盡管這是本 發明的一個實施例)。措詞“經涂覆的”還包括其中供應裝置已經被處理從而獲得所述涂層的實施例。此外，措詞“經涂覆的”并不旨在將本發明限制為這樣的實施例，其中供應材料基 本由一種材料制成，該材料僅僅具有選自如本發明所述的(多種)材料的小的“涂層”。在本 發明中，也應包括其中供應材料基本包括均勻材料的實施例。措詞“共價無機固體材料”尤其指和/或包括其元素組成具有< 2的電負性差值 (Allred & Rochow)的固體材料，優選地使得元素組成之間的結合具有小的極性或離子特性。對于本發明內的廣泛應用，這種極端紫外輻射產生設備的使用已經表現出具有下 述優點中的至少其一
由于供應裝置的涂層的原因，錫的污染可以大幅減小，因而提高EUV設備的壽命和質
量，
由于供應裝置的涂層的原因，錫的污染可以大幅減小，因而提高EUV發射本身的純度 (輻射的“純凈度”)，
由于供應裝置的涂層的原因，錫的污染可以大幅減小，因而在延長的時間上維持液態 錫本身的高質量和純度，由此避免錫本身的規則變化，
由于供應裝置的涂層的原因，供應裝置本身的制作變得更廉價且操作變得更容易(例 如就機械方面而言)，因為可以就在EUV設備中使用之前應用基底材料且將基底材料經涂覆 成形，
由于供應裝置的涂層的原因，供應裝置本身是絕緣的，因而受保護免受電流和熱流。根據本發明的優選實施例，至少一種共價無機固體材料包括選自下述材料的群組 的固體材料氧化物、氮化物、硼化物、磷化物、碳化物、硫化物、硅化物和/或其混合物。尤其由于其良好的抗腐蝕屬性，在實踐中已經證明這些材料是有效的。根據本發明的優選實施例，共價無機固體材料包括熔點≥ 1000°C的至少一種材 料。藉此，尤其可以改進EUV產生設備的長期性能。優選地，共價無機固體材料熔點≥1000°C，更優選地≥1500°C且最優選地 ≥ 2000"C。根據本發明的優選實施例，共價無機固體材料包括密度為≥2g/cm3且≤ 8g/cm3的 至少一種材料。 藉此，尤其可以改進EUV產生設備的長期性能。優選地，共價無機固體材料包括密度為≥2. 3g/cm3,更優選地≥ 4. 5g/cm3且最優 選地≥ 7g/cm3的至少一種材料。根據本發明的優選實施例，共價無機固體材料包括其原子結構是基于≥60%的原 子組成至少其一的緊密堆積的至少一種材料。堆積密度定義為每個晶胞的原子組成數目乘 以單個原子組成的體積除以晶胞的幾何體積。藉此，尤其可以改進EUV產生設備的長期性能。優選地，共價無機固體材料包括堆積密度為≥ 65%，更優選地≥ 68%且最優選地 ≥70%的至少一種材料。根據本發明的優選實施例，共價無機固體材料包括這樣的材料，該材料在原子組成其中之一和錫之間的化學反應導致的目標溫度范圍中沒有表現出原子組成和錫的熱力 學相場，即，該共價無機固體材料對液態錫具有高的化學惰性。藉此，尤其可以改進EUV產生設備的長期性能。優選地，共價無機固體材料包括選自下述材料組成的群組的至少一種材料Mg、 Al、Si、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、RuUcU Ag、 Cd、In、Sn、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、 Au的氧化物、氮化物、硼化物、磷化物、碳化物、硫化物和硅化物或其混合物。共價無機固體材料可以通過比較常規的制作技術來合成，比如物理氣相沉積 (PVD)，例如蒸發、有磁控管和/或等離子體輔助以及無磁控管和/或等離子體輔助的濺射； 或者化學氣相沉積(CVD)，例如等離子體增強或低壓CVD ；或者分子束外延(MBE)；或者脈沖 激光沉積(PLD)；或者等離子體噴鍍；或者蝕刻(化學鈍化)；或者熱退火(熱鈍化)；或者經由 熔融(melting)(例如搪瓷(emaille))；或者電流處理或者其組合，例如熱化學處理。根據本發明的另一方面，提供了一種極端紫外輻射產生設備，該極端紫外輻射產 生設備包括等離子體產生設備；至少一個錫供應系統，其具有與所述等離子體產生設備 流體連通的供應貯存器，該至少一個錫供應系統適合于向所述等離子體產生設備供應液態 錫，其中所述錫供應系統包括用于供應錫的至少一個供應裝置，其中所述供應裝置至少部 分地涂覆有選自包括下述材料的群組的至少一種金屬IVb、Vb、Vrt和/或Vinb金屬或其 混合物。從本發明的意義上說，措詞“金屬”并不旨在將本發明限制為這樣的實施例，其中 所述供應裝置涂覆有純的金屬。實際上認為，至少對于根據本發明的金屬的一部分，它們可 以形成這樣的涂層，在涂層中存在部分氧化或者產生其它反應的組成。對于本發明內的廣泛應用，這種極端紫外輻射產生設備的使用已經表現出具有下 述優點中的至少其一
由于供應裝置的涂層的原因，錫的污染可以大幅減小，因而提高EUV設備的壽命和質
量，
由于供應裝置的涂層的原因，錫的污染可以大幅減小，因而提高EUV發射本身的純度 (輻射的“純凈度”)，
由于供應裝置的涂層的原因，錫的污染可以大幅減小，因而在延長的時間上維持液態 錫本身的高質量和純度，由此避免錫本身的規則變化，
由于供應裝置的涂層的原因，供應裝置本身的制作變得更廉價且操作變得更容易(例 如就機械方面而言)，因為可以就在EUV設備中使用之前應用基底材料且將基底材料經涂覆 成形，
由于供應裝置的涂層的原因，供應裝置本身是絕緣的，因而受保護免受電流和熱流， 由于供應裝置的金屬涂層的原因，這些設備是導電和導熱的，這在本發明的一個或其 它實施例中會是有利的。根據優選實施例，金屬涂層的厚度為≥1OOnm且≤lOOMffl。在實踐中已經證明，這 通常是有效的折衷。根據優選實施例，金屬涂層的粗糙度為≥ 1nm且≤lMm。在實踐中也已經證明這是 有效的。
根據本發明的極端紫外產生設備可以用于各種系統和/或應用，例如下述中的一 種或多種
半導體光刻， 計量學， 顯微學， 裂變，
熔化(fusion)，焊接。前述部件，以及所要求保護的部件和在所述實施例中根據本發明使用的部件在它 們的尺寸、形狀、化合物選擇和技術構思上沒有任何特殊的例外，使得可以無限制地應用相 關領域中已知的選擇標準。


本發明目的的附加細節、特征、特性和優點在從屬權利要求、附圖以及對相應附圖 和實例的下述描述中公開，下述描述以實例性方式示出了本發明化合物的若干實施例和實 例。圖1示出用于評價本發明的發明(和對比)實例的材料試驗臺的示意圖； 圖2示出在浸漬之前試驗材料的照片；
圖3示出的附圖示出了根據對比實例的材料在300°C在錫浴中11天之后的腐蝕。
具體實施例方式為了評價不同材料并且能夠判斷以改進材料在針對液態錫的耐蝕方面的質量，構 建了材料試驗臺。該設備在真空中工作并允許試驗樣品浸在并且略微和緩慢地在熔融錫中 移動一專用時間段。材料試驗臺1 (非常示意性地)示于圖1且包括錫浴10，其中安裝在(可轉動)支 架30上的若干試驗片20可以在受控溫度浸在錫浴10中。試驗片的尺寸將為大約30 mm χ 10 mm。圖2示出在浸漬之前試驗片的照片。試驗臺的溫度和氣氛被連續地記錄和控制。例如通過溶解試驗材料、破裂、著色、浸潤等，在專用時間滯后中對樣品進行宏觀 檢查從而尋找不合格線索。另外，例如在污染或反應產物的外觀方面也檢查在樣品暴露之 前應用的惰性坩堝(浴)中的純錫。在沉浸期間，有可能觀察到材料的浸潤行為是否變化和 如何變化。在連續操作一專用時間，例如60天之后，試驗樣品的移動停止且從沉浸中提取 試驗樣品。通過光或掃描電子顯微鏡而微觀地研究所有試驗材料的宏觀可見不合格或名義 上合格的樣品。藉此，有可能對不合格或合格機制的性質有更深了解且至少估計所謂的腐 蝕長度。腐蝕長度為由于與液態錫互作用引起的材料的反應或受影響區域的外推深度，其 與例如Mffl/年的時間標度有關。另外，比如稱重或光學輪廓儀的傳統方法也是可能的。微 觀研究得出試驗材料是否能夠耐受液態錫至少一專用時間的結論。若干發明實例和對比實例的研究結果示于表I。試驗在300°C進行了 60天。
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表 I
權利要求
1.極端紫外輻射產生設備，該極端紫外輻射產生設備包括等離子體產生設備；至少 一個錫供應系統，其具有與所述等離子體產生設備流體連通的供應貯存器，該至少一個錫 供應系統適合于向所述等離子體產生設備供應液態錫，其中所述錫供應系統包括用于供應 錫的至少一個供應裝置，其中所述供應裝置至少部分地涂覆有至少一種共價無機固體材 料。
2.權利要求1的極端紫外輻射產生設備，其中該至少一種共價無機固體材料包括選 自下述材料的群組的固體材料氧化物、氮化物、硼化物、磷化物、碳化物、硫化物、硅化物和/或其混合物。
3.權利要求1或2的極端紫外輻射產生設備，其中共價無機固體材料包括熔點 彡1000°C的至少一種材料。
4.權利要求1至3中任意一項的極端紫外輻射產生設備，其中共價無機固體材料包括 密度為彡2g/cm3且彡8g/cm3的至少一種材料。
5.權利要求1至4中任意一項的極端紫外輻射產生設備，其中共價無機固體材料包括 選自下述材料組成的群組的至少一種材料Mg、Al、Si、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、 Cu、Zn、Ga、Ge、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、 Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au的氧化物、氮化物、硼化物、磷化物、碳化 物、硫化物和硅化物或其混合物。
6.極端紫外輻射產生設備，該極端紫外輻射產生設備包括等離子體產生設備；至少 一個錫供應系統，其具有與所述等離子體產生設備流體連通的供應貯存器，該至少一個錫 供應系統適合于向所述等離子體產生設備供應液態錫，其中所述錫供應系統包括用于供應 錫的至少一個供應裝置，其中所述供應裝置至少部分地涂覆有選自包括包括下述材料的群 組的至少一種金屬IVb、Vb、Vrt和/或VIIIb金屬或其混合物。
7 權利要求1至6中任意一項的極端紫外輻射產生設備，其中金屬涂層的厚度為 彡 IOOnm 且彡 lOOMm。
8.權利要求1至7中任意一項的極端紫外輻射產生設備，其中金屬涂層的粗糙度為 ^ Inm JeL^ lMm。
9.一種包括權利要求1至8中任意一項的極端紫外輻射產生設備的系統，該系統在下 述應用的一種或多種中使用半導體光刻，計量學，顯微學，裂變，熔化，焊接。
全文摘要
本發明涉及一種改進的EUV產生設備，該EUV產生設備具有用于液態錫的經涂覆的供應管，從而提供一種極端紫外輻射產生設備，該極端紫外輻射產生設備能夠向等離子體產生部分提供較少受污染的錫流和來自等離子體產生部分的較少受污染的錫流。
文檔編號H05G2/00GK102106190SQ200980126231
公開日2011年6月22日 申請日期2009年7月1日 優先權日2008年7月7日
發明者A·韋伯, C·梅茨馬歇爾 申請人:愛克斯特里姆科技有限公司, 皇家飛利浦電子股份有限公司