CN212663243U - 碳化硅过滤薄膜 - Google Patents

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Abstract

本申请案涉及一种碳化硅过滤薄膜。本实用新型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。

Description

碳化硅过滤薄膜
技术领域
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。
背景技术
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。
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。
实用新型内容
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。
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。
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。
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”)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
作为如所描述的多层碳化硅过滤薄膜的这个改进特征的展示，相对于由微细多孔碳化硅制成的同等单层薄膜，可观察到可在微细薄膜层的下游表面处发现碳化硅微粒。对于将使用行进通过过滤薄膜的液体的工艺不利的是，这些碳化硅颗粒可能会从多孔碳化硅的表面分离(例如，掉落或释离)且引入到液体流中，从而允许所述微粒行进到下游处理装置。
根据本说明书的实例过滤薄膜，相对于单层微细过滤元件的下游表面处将出现的微粒化量，如所描述的多层多孔碳化硅过滤薄膜(其包含微细薄膜层及粗糙薄膜层两者，其中粗糙薄膜层相对于微细薄膜层定位在下游位置处)在下游表面处将经历大大减少的微粒化发生。如所描述的多层薄膜在滤膜的下游表面处(即，在粗糙多孔碳化硅层的下游表面处)展示碳化硅材料的减少量的微粒化。有利地，相对于单层微细薄膜的性能，多层过滤薄膜减少、大大减少或优选消除或几乎消除可能存在于碳化硅过滤薄膜的下游表面处 (例如，在将允许碳化硅微粒从过滤薄膜引入到正行进通过多层薄膜的液体流中的位置处)的碳化硅微粒的量。
在一个方面中，本实用新型涉及一种多层多孔碳化硅过滤薄膜。所述薄膜包含：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。所述粗糙多孔碳化硅具有大于所述微细多孔碳化硅的所述孔径的孔径。
在另一方面中，本实用新型涉及一种处理液态金属的方法。所述方法包含提供多层碳化硅过滤薄膜，所述多层碳化硅过滤薄膜包含：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，其中所述粗糙多孔碳化硅的所述孔径大于所述微细多孔碳化硅的所述孔径。所述方法还包含：通过首先使所述液态金属行进通过所述微细薄膜层而使所述液态金属行进通过所述多层多孔碳化硅过滤薄膜；及在使所述液态金属行进通过所述微细薄膜层之后，使所述液态金属行进通过所述粗糙薄膜层。
附图说明
图1A是使用扫描电子显微镜产生的含有从过滤薄膜取得的碳化硅微粒的抹片的显微照片。
图1B是使用扫描电子显微镜产生的已施加到本实用新型过滤薄膜的抹片的显微照片。
图2A及2B是如所描述的示范性多层过滤薄膜的示意性表示(分别是侧视横截面图及端视横截面图)。
所述图是示意性的，且并非按比例绘制。
具体实施方式
以下描述包含两个或更多个多孔碳化硅层的多层碳化硅过滤薄膜，其中所述层中的至少两者具有不同孔径(例如，平均孔径)。如通过检查各种碳化硅过滤材料所确定，示范性多层碳化硅过滤薄膜可经制备以在下游表面处展现大大降低的微粒化倾向；即，相对于由微细多孔碳化硅制成的同等单层薄膜，如所描述的多层过滤薄膜可在薄膜的下游表面处具有或产生(通过微粒化)减少量的碳化硅微粒，所述微粒在所述下游表面处可潜在地并入到流动通过薄膜的液体流中。
示范性多层过滤薄膜包含第一薄膜层，所述第一薄膜层称为微细薄膜层、由微细多孔碳化硅制成。微细多孔碳化硅含有具相对较小孔径的孔。多层过滤薄膜还包含第二薄膜层，所述第二薄膜层是由粗糙多孔碳化硅制成的粗糙薄膜层，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。也可存在多孔碳化硅的任选第三(或第四等)薄膜层，第三(或第四等)薄膜层具有任何有用大小(例如，微细、粗糙等)的孔。
根据本实用新型，申请人已发现，如所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。根据多层薄膜用于过滤液态金属流的优选用途，可致使金属在流动方向上流动通过薄膜，这致使液态金属首先行进通过微细薄膜层且随后(在行进通过微细薄膜层之后)行进通过粗糙薄膜层。
有利地，已发现，如所描述的多层碳化硅过滤薄膜与微细碳化硅的单层薄膜相比具有减少的碳化硅微粒化发生，即，形成或存在于过滤薄膜的下游表面处的减少量的碳化硅微粒。参见例如图1A及1B，其展示对检测碳化硅过滤薄膜的表面处的碳化硅微粒有用的测试的结果(在使用薄膜来从通过薄膜的液态锡流过滤(即，移除)微粒之前)。根据测试，使用抹片(例如，标准洁净室擦拭抹片)来通过在湿润过滤薄膜表面上摩擦以磨除且拾取松散或易碎的碳化硅块而从薄膜的下游侧的湿润表面收集碳化硅微粒。如果碳化硅微粒存在于薄膜的测试表面处，那么将通过使抹片与所述表面接触而将微粒的样本收集在抹片上，且可通过使用扫描显微镜查看微粒。
现参考图1A，这是抹片的SEM显微照片，所述抹片用于从由具有小于1微米的平均孔径的微细多孔碳化硅制成的单层碳化硅过滤薄膜的下游表面收集碳化硅微粒。如显微照片中所展示，抹片的表面处存在碳化硅微粒的集合。碳化硅微粒是在抹片的表面上可见的小型不规则形状的碎屑状或颗粒状块。按照用于检测碳化硅微粒的测试，通过在使用之前在所描述单层碳化硅过滤薄膜的下游表面上接触抹片而收集图1A的这些微粒。
与图1A相比，图1B展示抹片的SEM显微照片，所述抹片用于从如本文中描述的多层碳化硅过滤薄膜的下游表面收集碳化硅微粒。受测试多层碳化硅过滤薄膜是由具有小于1微米的平均孔径的微细多孔碳化硅的微细(第一)多孔薄膜层以及具有至少2微米的平均孔径的粗糙多孔碳化硅的粗糙(第二)多孔薄膜层制成。抹片与粗糙多孔薄膜的表面接触以测试粗糙多孔薄膜是否易于微粒化。如所展示，在放置成与粗糙多孔薄膜的表面接触之后，抹片不包含大量碳化硅微粒，这指示受测试多层碳化硅过滤薄膜的粗糙多孔薄膜在受测试表面处不具有大量碳化硅微粒，且其可被视为不太易于产生碳化硅微粒。
在不受理论约束的情况下，粗糙薄膜层的下游表面处的碳化硅微粒相对于微细薄膜层的减少(优选地，大幅减少或基本上无微粒)的原因可基于一或多个因素，其关于：多层过滤薄膜的结构特征；相对于单层碳化硅过滤薄膜的多层过滤薄膜的碳化硅的多个层 (个别或组合)的机械性质(例如，强度、刚性)；不同类型(例如，基于孔径)的多孔碳化硅材料微粒化(即，其构成性碳化硅在使用期间出于任何原因脱落小碎片或颗粒)的基本倾向。
举例来说，组成多孔碳化硅材料的多孔开放细胞结构的“原纤维”的强度可为碳化硅材料倾向于微粒化的重要因素。多孔碳化硅可被视为由呈细胞壁形式的基本上固态材料界定的开放细胞组成，其包含部分地或完全地界定细胞壁或以其它方式连接相邻细胞或细胞壁而作为多孔(细胞状)结构的部分的固态“原纤维”结构。多孔碳化硅材料的原纤维的强度可尤其与特定多孔碳化硅材料的孔隙度或孔径性质相关。多孔材料的孔隙度及孔径性质可影响原纤维的尺寸(例如，长度或厚度)，这继而可影响原纤维的强度及原纤维受应力影响使得将造成原纤维微粒化的原纤维的倾向。
因此，作为在多层多孔碳化硅过滤薄膜的粗糙薄膜层的表面处检测到目前描述的实用新型微粒减少的可能原因，多孔碳化硅材料的原纤维的强度(例如，如由原纤维的大小、形状及尺寸所确定)可与材料微粒化的倾向相关。作为单层微细碳化硅薄膜的下游表面处相对于多层碳化硅薄膜的粗糙薄膜层存在增加量的碳化硅微粒(如所描述)的可能原因，粗糙碳化硅材料的原纤维与微细碳化硅材料的原纤维的强度相比可具有较大强度，从而导致粗糙碳化硅材料的原纤维的表面处出现的微粒化减少。具有具更大强度的原纤维的下游粗糙碳化硅材料的表面可产生更少的碳化硅微粒，这基本上是因为粗糙碳化硅材料是由不太易于在表面处破裂或破碎使得将导致形成碳化硅微粒的更强原纤维制成。
作为目前描述的多层薄膜的另一可能优点，可能的是，就碳化硅微粒形成于多层碳化硅过滤薄膜的微细薄膜层的表面上来说(其中在使用期间，微细薄膜层在粗糙薄膜层的上游)，所述微粒将被携载到下游而到粗糙薄膜层中，这有效地收集碳化硅微粒，使得不允许大量微粒释离到行进通过多层过滤薄膜的液体流中。
由多孔碳化硅制成且作为微细薄膜层或粗糙薄膜层有用的碳化硅材料可以组成所述层的多孔碳化硅的结构性质为特征，包含孔隙度(孔体积)、孔径(例如，“平均孔径”)及(任选地)“起泡点”。
多孔碳化硅材料的孔隙度定义为碳化硅材料内的空隙空间的分数(作为百分比)，且可通过已知重量测量方法来确定。多孔碳化硅的孔隙度通常可在从低到4体积％到高达95体积％的范围内。为用作如所描述的多层碳化硅过滤薄膜的薄膜(微细或粗糙)层，碳化硅可具有所要或有用的任何孔隙度，其中微细或粗糙薄膜层的实例孔隙度至少约为10 体积％，例如从10体积％、12体积％、或15体积％到约25体积％或30体积％。更特定来说，微细薄膜的有用或优选孔隙度范围可在从约13％到30％(例如，从约15％到27％，例如从约20％到25％)的范围内。更特定来说，粗糙薄膜的有用或优选孔隙度范围可在从约13％到25％(例如，从约15％到22％)的范围内。
多孔碳化硅材料的孔径也为这些及其它多孔陶瓷材料(包含用作滤膜的这些类型的材料)的已知特征。孔径通常报告为多孔材料的平均孔径，其可通过已知技术(例如通过汞压孔隙度测定法)来测量。用于通过压汞孔隙度测定法测量孔隙度的标准测试方法是ASTM 4284。
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，例如小于1.8微米、1.5微米、1.2微米或1.0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，例如在从2.0微米、2.1微米、2.5微米或3微米到8微米、9微米或10微米的范围内。
多孔碳化硅材料的起泡点也是这些及其它多孔陶瓷材料的已知特征。通过起泡点测试方法，多孔材料(例如，多孔碳化硅)的样本沉浸在具有已知表面张力的液体中且由所述液体湿润，且将气压施加到样本的一侧。气压逐渐增大。气体流动通过样本的最小压力称为起泡点。
如所描述的多层薄膜的微细或粗糙薄膜层的起泡点(对于给定测试系统，呈现为压力)可为任何有用起泡点。微细或粗糙薄膜层的给定多孔碳化硅材料的起泡点的值将取决于与如何执行测试相关的因素，例如用于执行测试的液体及气体的类型以及受测试样本的特征(例如厚度)。当使用水作为液体、使用40psi的测试压力、使用氮气作为气体且使用3.8毫米的样本厚度来测量起泡点时，多层薄膜的微细薄膜层的示范性起泡点可在从7磅每平方英寸到15磅每平方英寸(表压)的范围内。当使用水作为液体、使用40psi 的测试压力、使用氮气作为气体且使用约3.9毫米的样本厚度来测量起泡点时，多层薄膜的粗糙薄膜的示范性起泡点可在从约1磅每平方英寸或2磅每平方英寸到约20磅每平方英寸或25磅每平方英寸(表压)的范围内，例如从约4磅每平方英寸到20磅每平方英寸(表压)的范围内。或者，可根据ASTM F316测量起泡点。
作为多层薄膜的部分的粗糙或微细薄膜层可具有足以使薄膜层用作如所描述的薄膜层且还允许制备、处置薄膜层且将其组装成如所描述的多层碳化硅过滤薄膜的厚度。一般来说，多孔碳化硅薄膜层具有的厚度应在与多层过滤薄膜的一或多个其它层组装在一起时将提供足够强度以耐受在提供液态锡进行处理(例如，以产生EUV辐射)的系统的操作期间流动通过滤膜的液态金属(例如，液态锡)的差压，且耐受可在系统的启动以及冻结-融化循环期间发生的滤膜上的应力。微细薄膜层的厚度可与粗糙薄膜层的厚度相同，其中实例厚度在从约1毫米(mm)到7mm(例如，1.5mm到5mm)的范围内(但在这些范围外的厚度也可为有用的)。微细薄膜层及粗糙薄膜层的组合厚度可视需要例如在从 1mm到15mm或从约1.5mm到8mm、10mm或12mm的范围内。
如所描述的多层多孔碳化硅薄膜可采取任何形式、形状及大小，其将允许薄膜可用作用于从液态金属的流移除微粒的滤膜的组件。薄膜的实例形式可包含扁平(平坦)、弯曲、圆柱形、圆锥形、管状(视情况包含锥形)或这些形状的组合的形状特征。举例来说，多层薄膜可为圆柱形的，其中一端封闭且一端开放，即，“封闭端圆柱形”。参见国际专利公开案WO 2017/007709，所述案的全文以引用方式并入本文中。
作为本说明书的多层薄膜的实例，图2A及2B展示多层碳化硅薄膜2，其包含由具有微细孔径的微细多孔碳化硅制成的微细薄膜层8及具有粗糙孔径的粗糙多孔碳化硅的粗糙薄膜层10。多层薄膜2具有封闭圆柱形形状，其包含在开放端4与封闭端6之间延伸的圆柱体的长度。在使用时，液态金属(例如液态锡)可通过最初在外表面(或“上游”表面)12处进入微细薄膜层8而行进通过两个薄膜层的厚度。这个流动方向(F)由箭头F 表示。液态金属流首先行进通过微细薄膜层8的厚度，接着接触且行进通过粗糙薄膜层 10，最终在内(或“下游”)表面14处离开粗糙薄膜层10。接着，液态金属进入封闭圆柱形薄膜2的内部空间16中，且最后行进离开开放端4处的开口。
最低程度上，多层薄膜包含两个薄膜层，一个薄膜层是微细薄膜层，且第二薄膜层是粗糙薄膜层，如所描述。所述层可布置成多层薄膜，使得微细薄膜层在粗糙薄膜层的“上游”，使得流动通过多层薄膜的液态金属首先行进通过微细薄膜层，且其次通过粗糙薄膜层。微细薄膜层与粗糙薄膜层可直接彼此相邻，例如如图2B处展示；微细薄膜层的下游表面可接触粗糙薄膜层的上游表面。
任选地，除所描述的微细薄膜层及粗糙薄膜层以外，多层薄膜还可包含一或多个额外层。作为单个实例，多层碳化硅过滤薄膜可包含第三层，所述第三层可为与微细薄膜层相邻且在微细薄膜层的与另一粗糙薄膜层相对的侧上的粗糙薄膜层。所述构造将包含第一粗糙薄膜层、第一微细薄膜层及第二粗糙薄膜层，所述三个薄膜层布置为微细薄膜层以待安置在两个粗糙薄膜层之间。三(或更多)层薄膜可有助于允许以所要方式调整薄膜层中的一或多者的特征。举例来说，含有在两个粗糙薄膜层之间的微细薄膜层的三层薄膜可允许微细薄膜层与两层薄膜的微细薄膜层的厚度相比具有减小的厚度。或者，含有在两个粗糙薄膜层之间的微细薄膜层的三层薄膜可允许通过三层薄膜的流速相对于具有相同总厚度的两层薄膜增大，同时仍提供有用过滤性能。
如所描述的多层碳化硅滤膜可通过使用已知材料、技术、步骤及工艺来制备，例如：制备多孔石墨作为多孔碳化硅的前驱体；将多孔石墨塑形为多层薄膜的薄膜层的形式；将多个多孔石墨薄膜层组装成多层碳化硅过滤薄膜的多层多孔石墨前驱体；且接着将多层多孔石墨前驱体的多孔石墨转化为多孔碳化硅。
作为第一步骤，对于多层过滤薄膜的微细多孔碳化硅薄膜及粗糙多孔碳化硅薄膜中的每一者提供多孔石墨。多孔石墨是过滤技术以及其它制造及技术领域中所熟知的材料。可以固体(块体)形式(例如以硬块形式)提供多孔石墨。根据本实用新型，可提供多孔石墨的第一块，第一块具有微细孔径。还可提供多孔石墨的第二块，第二块具有粗糙孔径。具有微细孔径的多孔石墨的第一块可通过任何有用方法(铣削、机械加工等)形成为微细薄膜层的形状，即，形成为微细薄膜层“预制件”。具有粗糙孔径的多孔石墨的第二块可通过任何有用方法(铣削、机械加工等)形成为粗糙薄膜层的形状，即，形成为粗糙薄膜层“预制件”。在形成预制件之后，可将预制件组装成多层薄膜的形式，例如呈如图2B处所说明的封闭端圆柱体的形式。
在将石墨预制件组装成多层薄膜的形式之后，可通过已知方法将组合件的石墨转化为碳化硅。参见例如美国专利8,142,845及7,931,853，这些案中的每一者的全文以引用方式并入本文中。熟知用于将多孔石墨转化为多孔碳化硅的有用工艺。通过一个工艺，可通过将多孔石墨暴露于氧化硅气体及高温(例如，在从1400摄氏度到2000摄氏度的范围内的温度)达足以使石墨化学转化为碳化硅的时间而将多孔石墨转化为多孔碳化硅。
如所描述的多层多孔碳化硅过滤薄膜可有助于在高温(例如，大于200摄氏度或300 摄氏度)下且在可为大气压或大于大气压的压力(例如，2个、10个、100个、1000个大气压的压力)下过滤各种材料，例如液态金属。举例来说，在PCT国际公开案第WO 2017/007709号以及美国专利公开案2012/0280149、美国专利公开案2015/0293456及美国专利第7,897,947号中描述可配合当前多层薄膜使用的系统，所述案及专利的全文以引用方式并入本文中。
WO 2017/007709公开案描述在过滤多种液态金属、气体及超临界流体的工艺中有用的过滤组合件，其中这些流体也为可由本文中描述的多层过滤薄膜过滤的流体的实例。气体的实例在从惰性气体到腐蚀性气体的范围内，具体来说包含溴化氢、氩气、氮气、二氧化碳、氯化氢及氢化物，以及超临界流体(例如处于超临界状态的二氧化碳)。实例液态金属包含锡、锂、铅、钠、镉、硒、汞、SnBr4、SnBn2、SnH4、锡锗合金、锡铟合金、锡铟锗合金或其组合。这些系统的实例温度可在从200摄氏度到400摄氏度(例如，从约250摄氏度到300摄氏度)的范围内。实例压力可大于大气压，例如高达约8000 psig。
可配合目前描述的多层过滤薄膜使用的系统的实例包含美国专利公开案 2012/0280149中所描述的系统。商用系统的这些及其它实例涉及使用及处置液态锡或含液态锡的液体来产生EUV辐射。此类方法及设备执行过滤液态金属的步骤，且可经调适以并入本说明书的多层薄膜。在实例方法中，将液态锡形成为液滴，且照射液滴以发射极紫外线辐射。
根据用于制备液态金属(例如用于使用液态金属来产生EUV辐射的工艺中)的各种系统，通常将液态金属保持在高于金属的熔融温度(例如在至少200摄氏度、220摄氏度或240摄氏度、250摄氏度、300摄氏度、350摄氏度或更高的温度下，这取决于包含金属的熔融温度的因素)的液态金属浴中。液体流动通过滤膜，按照本实用新型，所述滤膜可为如所描述的多层薄膜。在使用期间，在相对较高压力及相对较高温度(例如，至少 200摄氏度)下发生液态金属的流动。系统可在操作时出于处理目的(例如，产生EUV辐射)在不连续基础上供应液态金属(例如，液态锡)，这意味着对液态金属供应的需求可为暂时的(例如达数分钟、数小时或数天的时段，而不必在连续基础上达更长时段)。在对液态金属无需求的时期期间，可关闭维持液态金属源的系统，这将造成液态金属固化。当再次需要液态金属进行处理时，再次开启系统，且将经固化液态锡再次加热到熔融状态。在加热及冷却的这些循环期间，多层薄膜保持浸没在锡中，所述锡在包围且接触多层薄膜的所有表面时固化且液化。
如将了解，如所描述的滤膜及供应且处理液态金属的方法将有助于供应用于各种商用及工业工艺中的液态金属。一个实例是供应液态锡以产生用于光刻中的EUV。参见例如美国专利申请案2012/0280149及美国专利8,598,551。一般来说，用于光刻的工艺及设备包含：EUV辐射源；照明系统(照明器)L，其经配置以调节EUV辐射的辐射光束B；支撑结构(例如，掩模台)MT，其经构建以支撑图案化装置(例如，掩模或主光罩)且连接到经配置以准确地定位图案化装置的第一定位器PM；衬底台(例如，晶片台)WT，其经构建以固持衬底(例如，抗蚀剂涂覆晶片)W且连接到经配置以准确地定位衬底的第二定位器PW；及投影系统(例如，反射投影系统)PS，其经配置以将通过图案化装置MA赋予辐射光束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如，包括一或多个裸片)上。
照明系统可包含用于引导、塑形或控制辐射的各种类型的光学组件，例如折射、反射、磁性、电磁、静电或其它类型的光学组件，或其任何组合。
支撑结构MT以取决于图案化装置的定向、光刻设备的设计及其它条件(例如图案化装置是否固持在真空环境中)的方式固持图案化装置MA。支撑结构可使用机械、真空、静电或另一夹持技术来固持图案化装置。支撑结构可为例如框架或台，其视需要可为固定的或可移动的。支撑结构可确保图案化装置例如相对于投影系统处于所要位置处。
术语“图案化装置”应广义地解释为指可用于在辐射光束的横截面中将图案赋予所述辐射光束以在衬底的目标部分中产生图案的任何装置。赋予辐射光束的图案可对应于在目标部分中产生的装置中的特定功能层，例如集成电路。
图案化装置可为透射性或反射性的。图案化装置的实例包含掩模、可编程镜阵列或可编程LCD面板。掩模在光刻中是熟知的，且包含例如二元、交替相移及衰减相移的掩模类型以及各种混合掩模类型。可编程镜阵列的实例采用小镜的矩阵布置，所述小镜中的每一者可个别地倾斜以按不同方向反射传入辐射光束。倾斜镜赋予被镜矩阵反射的辐射光束的图案。
投影系统(如同照明系统)可包含适于所使用的暴露辐射或其它因素(例如使用真空) 的各种类型的光学组件，例如折射、反射、磁性、电磁、静电或其它类型的光学组件，或其任何组合。可借助于真空壁及真空泵为整个光束路径提供真空环境。
照明器IL接收极紫外线(EUV)辐射光束。可通过将液态锡液滴转化为等离子体状态而产生EUV辐射光束。在通常称为激光产生等离子体(“LPP”)的此类方法中，等离子体可通过用激光光束照射液态锡液滴而产生。
辐射光束B入射在固持在支撑结构(例如，掩模台)MT上的图案化装置(例如，掩模)MA上，且通过图案化装置而图案化。在从图案化装置(例如，掩模)MA反射之后，辐射光束B行进通过投影系统PS，投影系统PS将光束聚焦到衬底W的目标部分C上。借助于第二定位器PW及位置传感器(例如，干涉测量装置、线性编码器或电容式传感器)，可准确地移动衬底台WT以例如将不同目标部分C定位在辐射光束B的路径中。类似地，第一定位器PM及另一位置传感器可用于相对于辐射光束B的路径准确地定位图案化装置(例如，掩模)MA。可使用掩模对准标记及衬底对准标记来对准图案化装置(例如，掩模)MA与衬底W。

Claims (9)

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具有不大于15磅每平方英寸的起泡点。
6.根据权利要求1所述的薄膜，其特征在于所述粗糙多孔碳化硅具有不大于20磅每平方英寸的起泡点。
7.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在从15％到27％的范围内的孔隙度，且所述粗糙多孔碳化硅具有在从15％到22％的范围内的孔隙度。
8.根据权利要求1所述的薄膜，其特征在于所述微细薄膜层具有在从1毫米到7毫米的范围内的厚度。
9.根据权利要求1所述的薄膜，其特征在于所述粗糙薄膜层具有在从1毫米到7毫米的范围内的厚度。
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