JP2011527503A - 腐食耐性材料を含む極紫外線放射生成装置 - Google Patents
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Abstract
本発明は、少ない量のスズの汚染物流入を、装置のプラズマ生成部分へ又はそこから供給することが可能である極紫外線放射生成装置を提供するために液体スズに関しての被膜された供給パイプを有する改善された極紫外線放射生成装置に関する。
Description
本発明は、極紫外線放射生成装置、特にスズに基づくプラズマ(tin-based plasma)の励起を使用する極紫外線放射生成装置に関する。
本発明は、極紫外線放射生成装置に関する。これらの装置は、半導体業界の来たる「次世代」リソグラフィ手段に関して大いなる役割を果たすと信じられている。
当業分野において、例えば、極紫外線ソース材料のプラズマの励起により、極紫外線光を生成することは知られており、このプラズマは、プラズマ開始位置におけるターゲット材料に照射するレーザを用いて生成され得る（すなわち、「ＬＰＰ（Laser Produced Plasma）」）、又は、例えば、プラズマ焦点又はプラズマピンチ位置におけるプラズマを、放電の時にこのような位置へ供給されるターゲット材料を用いて形成する電極間の放電によって生成され得る（すなわち、「ＤＰＰ（Discharge Produced Plasma）」）。
しかし、両方の技術において、潜在的なターゲット材料のうちの１つとされている液体スズの流入が必要とされ、すなわち、極紫外線放射生成装置の特定の部分は、例えば200℃より高い上昇された温度で比較的厳しい化学的及び物理的条件に常に晒される。
状況を更に複雑することとして、高品質の純スズプラズマを保証するために、スズは汚染がないようにある必要があるという前提条件も存在する。
本発明の目的は、少ない量のスズの汚染物流入を、装置のプラズマ生成部分へ又はそこから供給することが可能である極紫外線放射生成装置を提供することである。
この目的は、本発明の請求項１に従う極紫外線放射生成装置によって解決される。プラズマ生成装置、及び、前記プラズマ生成装置に液体スズを供給するように適合される前記プラズマ生成装置と液体連通をしている供給貯蔵部を有する少なくとも１つのスズ供給システム、を含む極紫外線放射生成装置であって、前記スズ供給システムは、スズの供給に関して少なくとも１つの供給手段を含み、前記供給手段は、少なくとも１つの共有結合性無機固体材料で少なくとも部分的に被膜されている、極紫外線放射生成装置が提供される。
「プラズマ生成装置」という用語は、本発明の意味において、極紫外線光を生成するために、スズに基づくプラズマを生成及び／又は励起させることが可能であるいずれかの装置を特に意味する及び／又は含む。
「スズ供給システム」という用語は、本発明の意味において、例えば、加熱導管、供給システム、及び管類などの液体スズを生成、包含、及び／又は輸送することが可能であるいずれかのシステムを特に意味する及び／又は含む。
「供給手段」という用語は、本発明の意味において、液体スズを生成、包含、及び／又は輸送することが可能である少なくとも１つの導管、及び／又は、少なくとも１つの貯蔵部、及び／又は少なくとも１つの管類を特に意味する及び／又は含む。
「被膜」という用語は、本発明の意味において、極紫外線装置が動作時にある場合に液体スズに直接露出されている供給システムの一部分が、本発明に記載の材料を少なくとも部分的に含むことを意味する及び／又は含む。「被膜」という用語は、材料が供給手段に沈着されている特定の実施例に本発明を制限するようには意図されていない（しかし、このことは、本発明の一つの実施例である）。この用語は、供給手段が前記の被膜を得るために処理されている実施例も含む。
より更に、「被膜」という用語は、供給材料が、本発明に記載の材料製の小さい「被膜」のみを有する１つの材料から本質的に作製される実施例に本発明を制限するようには意図されていない。本発明において、供給材料が均一の材料を本質的に含む実施例も同様に含まれるように意図される。
「共有結合性無機固体材料」という用語は、特に、好ましくは要素成分間の結合の極性又はイオン特性が小さいように、要素成分が2の電気陰性度の差の値(Allred & Rochow)を有する固体材料を特に意味する及び／又は含む。
このような極紫外線放射生成装置の使用は、本発明に含まれる広範囲の応用例に関して、以下の有利な点：
−供給手段の被膜により、スズの汚染が大いに低減され得、これにより、極紫外線装置の寿命及び品質の両方を増加させる。
−供給手段の被膜により、スズの汚染が大いに低減され得、これにより、極紫外線放射自体の純度（「放射」の「清浄度」）を増加させる。
−供給手段の被膜により、スズの汚染が大いに低減され得、これにより、より長い時間にわたり液体スズ自体の高品質及び純度を維持させ、そして、スズ自体の定期的な交換を避けることが可能で有り得る。
−供給手段の被膜により、ベースとなる材料が極紫外線装置において使用される前に適用され及び被膜されて、形成が準備され得るので、供給手段の加工自体がより安価になり、且つ、取り扱いも容易になる（例えば、機械工に対して）。
−供給手段の被膜により、供給手段自体が、絶縁性であり、したがって、電気的及び熱的な流入から保護される。
ことを示している。
−供給手段の被膜により、スズの汚染が大いに低減され得、これにより、極紫外線装置の寿命及び品質の両方を増加させる。
−供給手段の被膜により、スズの汚染が大いに低減され得、これにより、極紫外線放射自体の純度（「放射」の「清浄度」）を増加させる。
−供給手段の被膜により、スズの汚染が大いに低減され得、これにより、より長い時間にわたり液体スズ自体の高品質及び純度を維持させ、そして、スズ自体の定期的な交換を避けることが可能で有り得る。
−供給手段の被膜により、ベースとなる材料が極紫外線装置において使用される前に適用され及び被膜されて、形成が準備され得るので、供給手段の加工自体がより安価になり、且つ、取り扱いも容易になる（例えば、機械工に対して）。
−供給手段の被膜により、供給手段自体が、絶縁性であり、したがって、電気的及び熱的な流入から保護される。
ことを示している。
本発明の好ましい実施例に従うと、前記少なくとも１つの共有結合性無機固体材料は、酸化物、窒化物、ホウ化物、リン化物、炭化物、硫化物、ケイ酸化物、及び／又は、これらの混合物、の群から選択される固体材料を含む。
これらの材料は、良好な耐腐食特性により特に実用的であると実証されている。
本発明の好ましい実施例に従うと、前記共有結合性無機固体材料は、1000℃以上の融点を有する少なくとも１つの材料を含む。
こうすることにより、特に、極紫外線放射生成装置の長寿命性能が改善され得る。
好ましくは、共有結合性無機固体材料は、1000℃以上、より好ましくは1500℃以上、及び最も好ましくは2000℃以上の融点を有する。
本発明の好ましい実施例に従うと、前記共有結合性無機固体材料は、2g/cm3以上及び8g/cm3以下の密度を有する少なくとも１つの材料を含む。
こうすることにより、特に、極紫外線放射生成装置の長寿命性能が改善され得る。
好ましくは、前記共有結合性無機固体材料は、2.3g/cm3以上、より好ましくは4.5g/cm3以上、最も好ましくは7.5g/cm3以上、の密度を有する少なくとも１つの材料を含む。
本発明の好ましい実施例に従うと、共有結合性無機固体材料は、原子構造が60%以上の原子構成要素のうちの１つの最密充填に基づく少なくとも１つの材料を含む。充填密度は、単位セル毎の原子構成要素の数に単一原子構成要素の容積を掛けて、単位セルの幾何容積で除算したものと規定される。
こうすることにより、特に、極紫外線放射生成装置の長寿命性能が改善され得る。
好ましくは、共有結合性無機固体材料は、65%以上、より好ましくは68%以上、最も好ましくは70%以上の充填密度を有する少なくとも１つの材料を含む。
本発明の好ましい実施例に従うと、共有結合性無機固体材料は、原子構成要素のうちの１つとスズとの間の化学反応から生じる、ターゲット温度範囲における原子構成要素及びスズの熱力学的位相場を示さない材料からなる、すなわち共有結合性無機固体材料は、液体スズに対して高い化学的不活性を有する。
こうすることにより、特に、極紫外線放射生成装置の長寿命性能が改善され得る。
好ましくは、前記共有結合性無機固体材料は、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又はこれらの混合物の、酸化物、窒化物、ホウ化物、リン化物、炭化物、硫化物、ケイ酸化物、を含む群から選択される少なくとも１つの固体材料を含む。
共有結合性無機固体材料は、例えばマグネトロン及び／若しくはプラズマ支援を用いた及び用いないでスパッタする蒸発などの物理蒸着（ＰＶＤ）、例えばプラズマ強化若しくは低圧ＣＶＤなどの化学蒸着（ＣＶＤ）、分子ビームエピタキシ（ＭＢＥ）、パルスレーザ蒸着（ＰＬＤ）、プラズマスプレ若しくはエッチング（化学パシベーション）、熱アニール（熱的パシベーション）、溶融を介して（例えば、emailleなど）、ガルバニック法、又は、例えば熱化学処理などのこれらの組合せ、などのむしろ従来型の製造技術によって合成され得る。
本発明の更なる態様に従うと、プラズマ生成装置、及び、前記プラズマ生成装置に液体スズを供給するように適合される前記プラズマ生成装置と液体連通をしている供給貯蔵部を有する少なくとも１つのスズ供給システム、を含む極紫外線放射生成装置であって、前記スズ供給システムは、スズの供給に関して少なくとも１つの供給手段を含み、前記供給手段は、IVb、Vb、VIb,及び／又はVIIIb金属又はこれらの混合物を含む群から選択される少なくとも１つの金属を用いて少なくとも部分的に被膜されている、極紫外線放射生成装置が提供される。
「金属」という用語は、本発明の意味において、供給手段がある金属をそれだけを用いて被膜される実施例に本発明を制限するようには意図されるように意味しない。実際には、本発明に従う金属の一部に関して、供給手段は、部分的に酸化された又はそうでなければ反応された構成要素が存在する被膜を形成し得ると少なくとも信じられる。
このような極紫外線放射生成装置の使用は、本発明に含まれる広範囲の応用例に関して、以下の有利な点：
−供給手段の被膜により、スズの汚染が大いに低減され得、これにより、極紫外線装置の寿命及び品質の両方を増加させる。
−供給手段の被膜により、スズの汚染が大いに低減され得、これにより、極紫外線放射自体の純度（放射の「清浄度」）を増加させる。
−供給手段の被膜により、スズの汚染が大いに低減され得、これにより、より長い時間にわたり液体スズ自体の高品質及び純度を維持させ、そして、スズ自体の定期的な交換を避けることが可能で有り得る。
−供給手段の被膜により、ベースとなる材料が極紫外線装置において使用される前に適用され及び被膜されて、形成が準備され得るので、供給手段の加工自体がより安価になり、且つ、取り扱いも容易になる（例えば、機械工に対して）。
−供給手段の被膜により、供給手段自体が、絶縁性であり、したがって、電気的及び熱的な流入から保護される。
−供給手段の金属被膜により、これらの装置は、電気的及び熱的に伝導性であり、このことは、本発明の１つ又は他の実施例における有利な点で有り得る。
ことを示している。
−供給手段の被膜により、スズの汚染が大いに低減され得、これにより、極紫外線装置の寿命及び品質の両方を増加させる。
−供給手段の被膜により、スズの汚染が大いに低減され得、これにより、極紫外線放射自体の純度（放射の「清浄度」）を増加させる。
−供給手段の被膜により、スズの汚染が大いに低減され得、これにより、より長い時間にわたり液体スズ自体の高品質及び純度を維持させ、そして、スズ自体の定期的な交換を避けることが可能で有り得る。
−供給手段の被膜により、ベースとなる材料が極紫外線装置において使用される前に適用され及び被膜されて、形成が準備され得るので、供給手段の加工自体がより安価になり、且つ、取り扱いも容易になる（例えば、機械工に対して）。
−供給手段の被膜により、供給手段自体が、絶縁性であり、したがって、電気的及び熱的な流入から保護される。
−供給手段の金属被膜により、これらの装置は、電気的及び熱的に伝導性であり、このことは、本発明の１つ又は他の実施例における有利な点で有り得る。
ことを示している。
好ましい実施例に従うと、前記金属被膜の厚さは、100nm以上及び100μm以下である。このことは、通常、それ自体実際に有用であると実証している優れた妥協点である。
好ましい実施例に従うと、前記金属被膜の厚さは、1nm以上及び1μm以下である。このことも、十分に実用的であると証明している。
本発明に従う極紫外線放射生成装置は、広範囲の種類のシステム及び／又は応用例、とりわけ、以下の応用例：
−半導体リソグラフィ、
−計測、
−顕微鏡
−核分裂、
−融合、
−半田付け、
のうちの１つ又は複数において使用され得る。
−半導体リソグラフィ、
−計測、
−顕微鏡
−核分裂、
−融合、
−半田付け、
のうちの１つ又は複数において使用され得る。
上述のコンポーネント、並びに請求項のコンポーネント及び説明される実施例における本発明に従い使用されるべきコンポーネントは、サイズ、形状、合成物選択及び技術的概念に関するいかなる特別な例外をも条件とされず、これにより、関連分野において知られる選択規準が制限無しに適用され得るようにされる。
本発明の追加的な詳細、構成、特徴及び有利な点は、本発明の合成物のいくつかの実施例及び例を例示的に示す、従属項、図面及び対応する例の以下の図面及び説明において開示される。
異なる材料を評価するために、及び、液体スズに対する腐食耐性に関して材料の品質を改善させると判断することが可能にするために、材料試験スタンドが組み立てられた。この装置は、真空で動作し、そして、テストサンプルが、溶融スズに浸され、そしてゆっくりゆっくりとある特定時間にわたって溶融スズにおいて動かされることを可能にする。
材料試験スタンド１は、図１において（非常に概略的に）示され、スズ溶解槽１０を含み、このスズ溶解槽１０に、（回転可能）保持器３０に装着されるいくつかの試験スライド２０は、制御可能な温度で浸され得る。試験スライドの寸法は、約30mm×10mmであり得る。図２は、浸漬の前の試験スライドの写真を示す。
試験スタンドの温度及び環境は、連続的にログを取られ且つ制御される。
サンプルは、例えば、試験材料の溶液、クラッキング、着色、湿潤などによる、故障の兆しを探すために、特定時間ラグにおいて肉眼で検査される。更に、サンプル露出の開始前に適用される不活性るつぼ（溶解槽）における純スズは、汚染又は反応生成物の外観等に関しても検査される。浸漬において、材料の湿潤の反応が変化するのか、又はいかに変化するかを観察することも可能である。例えば60日間などの連続的な作業の所定の時間の後で、試験サンプルの動作は停止され、試験サンプルは、浸漬から抽出される。
全ての試験された材料の肉眼的に可視的に失敗したサンプル又は名目上合格したサンプルのいずれかは、光又は走査電子顕微鏡によって微視的に検査される。これを用いて、失敗又は非失敗の仕組みの性質へのより深い洞察、及びいわゆる腐食長さの少なくとも推定は、可能である。腐食長さは、例えばμm/年などの時間スケールに関連付けられる、液体スズとの相互作用による、材料の推定される反応深さ又は影響領域である。加えて、計量又は光学表面形状測定などの従来型の方法も有望である。微視的検査は、試験材料が少なくとも特定時間において液体スズに耐えられるかについての結論を生じさせる。
いくつかの本発明の実例及び比較用実例の検査の結果が表１に示される。試験は、300℃で60日間において実施された。
本発明の全ての合成物は、60日後においても、何の腐食も示さず、わずかなものが湿潤を示したのみである。しかし、比較用実例において、（数日のみを経た後に）深刻な腐食が確認され得る。
本発明ではない合成物の腐食の量は、例えば、未処理ステンレス鋼における腐食を示す図３において確認され得る。
上部（「開始時」）は、スズ溶解槽における浸漬の直後（約30分）のサンプルを示す。既に、いくつかの染みが存在し、小規模ではあるが腐食リーク部も確認され得る。
しかし、試験の11日後には既に、明確な腐食が確認され得、このことは、図３の下部（「試験時」）において示される。他方で、本発明の合成物は、60日後にも（そして、90日又はそれより経った、通常その後の検査が停止された後でさえも）何の腐食も示さない。
上述の実施例における要素及び構成の特定の組合せは、単に例示的であって、本文書及び参照として組み込まれる特許／出願書類における他の教示とこれらの教示との交換及び置換も、明示的に検討される。当業者が認識し得るように、本文書に記載の変形態様、修正態様及び他の実施態様は、請求項に記載される本発明の精神及び範囲から逸脱することなく当業者にとって想到し得る。したがって、以下の説明は、例示のみであり、制限するようには意図されない。本発明の範囲は、以下の請求項及びその等価物に規定される。更に、詳細な説明及び請求項に使用される参照符号は、請求項に記載の本発明の範囲を制限しない。
上述の実施例における要素及び構成の特定の組合せは、単に例示的であって、本文書及び参照として組み込まれる特許／出願書類における他の教示とこれらの教示との交換及び置換も、明示的に検討される。当業者が認識し得るように、本文書に記載の変形態様、修正態様及び他の実施態様は、請求項に記載される本発明の精神及び範囲から逸脱することなく当業者にとって想到し得る。したがって、以下の説明は、例示のみであり、制限するようには意図されない。本発明の範囲は、以下の請求項及びその等価物に規定される。更に、詳細な説明及び請求項に使用される参照符号は、請求項に記載の本発明の範囲を制限しない。
Claims (9)
- プラズマ生成装置、及び、前記プラズマ生成装置に液体スズを供給するように適合される前記プラズマ生成装置と液体連通をしている供給貯蔵部を有する少なくとも１つのスズ供給システム、を含む極紫外線放射生成装置であって、前記スズ供給システムは、スズの供給に関して少なくとも１つの供給手段を含み、前記供給手段は、少なくとも１つの共有結合性無機固体材料で少なくとも部分的に被膜されている、極紫外線放射生成装置。
- 請求項１に記載の極紫外線放射生成装置であって、前記少なくとも１つの共有結合性無機固体材料は、酸化物、窒化物、ホウ化物、リン化物、炭化物、硫化物、ケイ酸化物、及び／又は、これらの混合物、の群から選択される固体材料を含む、極紫外線放射生成装置。
- 請求項１又は２に記載の極紫外線放射生成装置であって、前記共有結合性無機固体材料は、1000℃以上の融点を有する少なくとも１つの材料を含む、極紫外線放射生成装置。
- 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の極紫外線放射生成装置であって、前記共有結合性無機固体材料は、2g/cm3以上及び8g/cm3以下の密度を有する少なくとも１つの材料を含む、共有結合性無機固体材料。
- 請求項１乃至４のいずれか一項に記載極紫外線放射生成装置であって、前記共有結合性無機固体材料は、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又はこれらの混合物の、酸化物、窒化物、ホウ化物、リン化物、炭化物、硫化物、ケイ酸化物、を含む群から選択される少なくとも１つの固体材料を含む、極紫外線放射生成装置。
- プラズマ生成装置、及び、前記プラズマ生成装置に液体スズを供給するように適合される前記プラズマ生成装置と液体連通をしている供給貯蔵部を有する少なくとも１つのスズ供給システム、を含む極紫外線放射生成装置であって、前記スズ供給システムは、スズの供給に関して少なくとも１つの供給手段を含み、前記供給手段は、IVb、Vb、VIb,及び／又はVIIIb金属又はこれらの混合物を含む群から選択される少なくとも１つの金属で少なくとも部分的に被膜されている、極紫外線放射生成装置。
- 請求項１乃至６のいずれか一項に記載極紫外線放射生成装置であって、前記金属被膜の厚さは、100nm以上及び100μm以下である、極紫外線放射生成装置。
- 請求項１乃至７のいずれか一項に記載極紫外線放射生成装置であって、前記金属被膜の厚さは、1nm以上及び1μm以下である、極紫外線放射生成装置。
- 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の極紫外線放射生成装置を含むシステムであって、以下の応用例：
−半導体リソグラフィ、
−計測、
−顕微鏡
−核分裂、
−融合、
−半田付け、
のうちの１つ又は複数において使用される、システム。
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