用于材料供應設備的過濾器的制造方法

用于材料供應設備的過濾器的制造方法
【專利摘要】一種在目標材料供應設備中使用的過濾器，該過濾器包括具有第一平坦表面和第二平坦表面以及多個通孔的薄片。第一平坦表面與保持有目標混合物的儲蓄容器流體連接，該目標混合物包括目標材料和非目標微粒。通孔從第二平坦表面延伸并在第二平坦表面處流體聯接至噴嘴孔。薄片具有暴露于目標混合物的表面積，該暴露表面積不大于與該薄片具有相同橫向范圍的燒結過濾器的暴露表面積的百分之一。
【專利說明】用于材料供應設備的過濾器
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2011年5月20日提交的名稱為“FILTER FOR MATERIALSUPPLY APPARATUS”的美國實用專利申請系列號13/112，784的優先權，代理案卷號002-045001/2010-0031-01，其全部內容以參見的方式納入本文。
【技術領域】
[0003]本發明涉及在目標材料供應裝置中使用的過濾器。
【背景技術】
[0004]遠紫外(“EUV”)光，例如具有大約50nm或更小(有時也稱為軟X射線)的波長的電磁輻射，并包括波長大約13nm的光，可用于光刻過程中在例如硅晶片的基質中產生極小的特征。
[0005]用于產生遠紫外光的方法包括，但不限于，將具有例如:氙、鋰或錫元素的材料轉換成等離子態，該等離子態具有在遠紫外范圍內的射線。在一個這樣的方法中，經常稱為激光等離子體(“LLP”)，所需的等離子體可通過用可稱為驅動激光的放大光束照射目標材料來產生，目標材料可以是例如微滴、流或串的形式。這個過程中，等離子體通常在一個封閉的器皿中產生，例如真空腔，并使用各種類型的測量設備來監測。

【發明內容】

[0006]在一些通常方面，設備將目標材料供應到目標位置。設備包括儲蓄容器，該儲蓄容器保持目標混合物，該目標混合物包括目標材料和非目標材料；第一過濾器，目標混合物經過該第一過濾器；第二過濾器，目標混合物經過該第二過濾器；以及供應系統，該供應系統接收已經經過第一和第二過濾器的目標混合物，并將該目標混合物供應至目標位置。第二過濾器包括一組通孔，該組通孔具有均勻尺寸的橫截面寬度，并具有暴露于目標混合物的表面積，該暴露表面積不大于與第二過濾器具有相同橫向范圍的燒結過濾器的暴露表面積的百分之一。
[0007]實施例可包括一個或多個以下特征。例如，第二過濾器可接收已經經過第一過濾器的目標混合物。或者，第一過濾器可接受已經經過第二過濾器的目標混合物。
[0008]第二過濾器可包括另一組均勻尺寸的通孔，該另一組的均勻尺寸通孔的橫向尺寸不同于所述一組均勻尺寸通孔的橫向尺寸。
[0009]第一過濾器可從燒結過濾器和網眼過濾器組中選擇。
[0010]第一過濾器還包括一組通孔，該組通孔具有均勻尺寸的橫截面寬度，并可具有暴露于目標混合物的表面積，該暴露表面積不大于與第二過濾器具有相同橫向范圍的燒結過濾器的暴露表面積的百分之一。第一過濾器組的通孔的橫截面寬度可與第二過濾器組的通孔的橫截面寬度不同。
[0011]第二過濾器可具有沿縱向方向的厚度，該沿縱向方向的厚度足夠大以承受跨越第二過濾器的壓差。
[0012]在第二過濾器的通孔組中的每個孔可具有小于10 y m的橫截面寬度。第二過濾器的通孔組中的每個孔的橫截面寬度相對第二過濾器的通孔組中的每個其它孔的橫截面寬度其變化不多于20%。
[0013]供應系統可包括噴嘴，該噴嘴限定目標混合物所經過的孔。噴嘴可引導目標混合物通過孔朝向目標位置。第二過濾器的通孔組中的每個孔的橫截面寬度以小于噴嘴孔的橫截面寬度。供應系統構造成產生目標材料的微滴。
[0014]第一和第二過濾器的至少一個可至少部分地由鎢、鈦、鑰、鎳、鉭或其它金屬、石英、玻璃或陶瓷材料制成。
[0015]在第二過濾器中的通孔組可有阻擋至少一些非目標微粒的大小。
[0016]目標混合物可以是流體。流體可以是液體、氣體或在某種程度而言是塑性固體。
[0017]第二過濾器可以由玻璃或鎢制成。第二過濾器可以是非網眼和非燒結過濾器。
[0018]第二過濾器可包括蝕刻孔或準直毛細孔。第一過濾器可以是燒結過濾器。第二過濾器可包括微加工孔。
[0019]第一過濾器可包括有阻擋至少一些非目標微粒的大小的孔。第二過濾器可包括有阻擋至少一些非目標微粒的大小的孔。
[0020]第二過濾器可由不同于第一過濾器的材料的材料制成。第二過濾器可以由玻璃制成。
[0021 ]目標材料可以是純錫。在這種情況下，第一過濾器可以由較佳地與錫不相容(不兼容)的材料制成，例如，第一過濾器的材料可容易地被錫腐蝕或侵蝕。例如，第一過濾器可由鈦、不銹鋼或在燒結后可成形、可燒結、可延展以足以來承受安裝的材料制成。在這種情況下，第二過濾器與錫較相容(相兼容)。例如，第二過濾器可由玻璃、鎢、鎳、其它耐高溫金屬、石英或合適的陶瓷材料制成(諸如氧化鋁、碳化硅、氮化硅、氮化鈦等)
[0022]在其它的通常方面，設備包括儲蓄容器，該儲蓄容器保持:包括目標材料和非目標材料的目標混合物；目標混合物經過的第一過濾器，第一過濾器由第一材料制成；目標混合物經過的第二過濾器，第二過濾器由不同于第一材料的第二材料制成；接收已經經過第一和第二過濾器的目標混合物并將目標混合物供應至目標位置的供應系統；輻射源，輻射源將輻射供應至目標位置以因此撞擊目標混合物；以及收集系統，該收集系統捕獲并引導由通過輻射撞擊的混合物而產生的遠紫外光。實施例可包括一個或多個以下特征。例如，第二過濾器可接收已經經過第一過濾器的目標混合物。
[0023]目標材料可包括錫以及第二材料可包括玻璃或鎢。第二過濾器可包括具有均勻尺寸橫截面寬度的通孔組。
[0024]在另一個通常方面，在目標材料供應設備中使用的過濾器包括多個通孔，該多個通孔在第一端流體聯接至儲蓄容器，該儲蓄容器保持包括目標材料和非目標微粒的目標混合物，并且在第二端流體聯接至噴嘴孔。過濾器的多個通孔的每個通孔的橫截面寬度相對多個的通孔的每個其它通孔的橫截面寬度其變化不多于20%，并且多個通孔的每個孔的橫截面寬度比孔的高度小。
[0025]實施例可包括一個或多個以下特征。例如，通孔可以是圓筒形形狀。多個通孔的數量和橫截面寬度可選擇，這樣在目標混合物充滿在過濾器和噴嘴之間的容積且目標混合物流過噴嘴孔之后，跨越過濾器的壓降是可以忽略的。通孔的橫截面寬度可有阻擋至少一些非目標微粒的大小。
[0026]過濾器可由與目標材料相容的材料制成。如果目標材料包括錫，過濾器可由鎢或玻璃或其它陶瓷制成。
[0027]每個孔可具有圓形橫截面，且孔的橫截面寬度可以是其圓形橫截面的直徑大小。
[0028]過濾器還包括多個開口，每個開口在儲蓄容器的第一端和孔組之間，這樣該開口將儲蓄容器的第一端流體聯接至孔組。每個開口可具有橫截面寬度，且在孔組中的每個孔可具有比開口橫截面寬度小的橫截面寬度，該開口與孔流體聯接。每個開口可具有圓形橫截面，且開口的橫截面寬度可以是其圓形橫截面的直徑大小。孔的橫截面寬度可有阻擋至少一些非目標微粒的大小。
[0029]在另一個通常方面，用于在目標材料供應設備中的過濾器包括多個通孔，該多個通孔在第一端流體聯接至保持目標混合物的儲蓄容器，該目標混合物包括目標材料和非目標微粒，并且多個通孔在第二端處流體連接至噴嘴孔；以及多個開口，每個開口在儲蓄容器的第一端和通孔組之間，這樣開口將儲蓄容器的第一端流體聯接至通孔組。每個開口可具有橫截面寬度，且在通孔組中的每個通孔可具有比開口橫截面寬度小的橫截面寬度，該開口與通孔流體聯接。
[0030]實施例可包括一個或多個以下特征。例如，通孔可以是圓筒形并且沿通孔的軸線長度具有均勻橫截面寬度。通孔可以作為毛細管陣列形成。
[0031]多個開口可限定在面向儲蓄容器的第一表面和通孔組之間。多個通孔可限定在面向噴嘴的第二表面和多個開口之間。
[0032]在其它的通常方面，用于產生光的裝置包括輻射源，該輻射源將輻射供應至目標位置；供應系統，該供應系統將目標混合物供應至目標位置，這樣當在目標混合物的目標材料由供應的輻射照射時，等離子體形成；以及過濾器，該過濾器構造成在目標混合物到達目標位置之前從目標混合物移除至少一些非目標微粒。過濾器包括多個通孔，該多個通孔在第一端流體聯接至保持目標混合物的儲蓄容器，該目標混合物包括目標材料和非目標微粒，并且多個通孔在第二端流體聯接至供應系統；以及多個開口，每個開口在儲蓄容器的第一端和通孔組之間，這樣，開口將儲蓄容器的第一端流體聯接至通孔組。
[0033]實施例可包括一個或多個以下特征。例如，每個開口可具有橫截面寬度，且在通孔組中的每個通孔可具有比開口橫截面寬度小的橫截面寬度，該開口與通孔流體聯接。
[0034]在另一個常用方面，用于在目標材料供應設備中的過濾器包括薄片，該薄片具有第一平坦表面和與相對的第二平坦表面，第一平坦表面與儲蓄容器流體連接，該儲蓄容器保持包括目標材料和非目標微粒的目標混合物；以及多個通孔，該多個通孔從第二平坦表面上延伸并在第二平坦表面處流體聯接至噴嘴孔。薄片具有暴露于目標混合物的表面積，該暴露表面積不大于與該薄片具有相同橫向范圍的燒結過濾器的暴露表面積的百分之一。
[0035]實施例可包括一個或多個以下特征。例如，暴露表面積可以不大于與該薄片具有相同橫向范圍的燒結過濾器的暴露表面積的萬分之一.過濾器還可包括從第一平坦表面延伸的多個開口，每個開口將通孔組流體聯接至儲蓄容器。
[0036]在其它通常方面，過濾的方法包括:在儲蓄容器中保持包括目標材料和非目標微粒的目標混合物；使用第一過濾器移除目標混合物中至少一些非目標微粒；使用具有其尺寸橫截面寬度均勻的通孔組的第二過濾器移除目標混合物的至少一些非目標微粒；使用供應系統控制經過第二過濾器的目標混合物流量；以及引導經過第二過濾器的目標混合物至目標位置，該目標位置接收放大光束以因此將目標混合物的目標材料轉換成等離子態。
[0037]實施例可包括一個或多個以下特征。例如，使用第二過濾器移除目標混合物的至少一些非目標微粒可包括移除目標混合物在經過第一過濾器之后剩余的至少一些非目標微粒。
[0038]方法還包括使用第二過濾器移除由第一過濾器引入目標混合物的目標混合物的至少一些非目標微粒。
[0039]目標混合物流量可通過將目標混合物從第二過濾器經過供應系統的孔來控制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0040]圖1是激光等離子體(LLP)遠紫外(EUV)光源；
[0041]圖2 — 4是圖1的光源的示例目標材料供應設備的示意性剖視圖。
[0042]圖5是顯示了在圖2 - 4的目標材料供應設備中的示例過濾器設計的示意性剖視圖；
[0043]圖6A是顯示了可用在圖5設計中的示例過濾器的示意性剖視圖；
[0044]圖6B是顯示了圖6A的過濾器放大部分的示意性剖視圖，該圖6A的過濾器放大部分顯示了形成在其中的孔的細節；
[0045]圖7是用于形成圖6A和6B中的過濾器的大塊基質的示意性剖視圖；
[0046]圖8A是圖7的大塊基質的俯視圖,其顯不了在其中形成的開口 ；
[0047]圖8B是沿著圖8A的大塊基質中的線8B-8B剖取的剖面圖；
[0048]圖9 一 12U3A和14A是顯示在從圖7的大塊基質形成圖6A和6B的過濾器的過程中的每個步驟的剖面圖；
[0049]圖13B是圖13A的大塊基質的一部分放大的示意性剖視圖；
[0050]圖14B是圖14A的大塊基質的一部分放大的示意性剖視圖；
[0051]圖5是顯示了在圖2 - 4的目標材料供應設備中的示例過濾器設計的示意性剖視圖；
[0052]圖16是用于形成在圖15中的過濾器的大塊基質的示意性剖視圖；
[0053]圖17是圖15中的過濾器的示意性剖視圖；
[0054]圖18A是可在圖2 - 4的目標材料供應設備中使用的示例非網眼、非燒結過濾器的立體圖；以及
[0055]圖18B是可在圖18A的示例過濾器的具有相同橫向范圍的示例燒結過濾器的立體圖。
【具體實施方式】
[0056]參見圖1，激光等離子體遠紫外(LLP EUV)光源100通過用放大的光束110在目標位置105處照射目標混合物114形成，該放大的光束110沿著線束路徑朝向目標混合物114傳播。目標位置105，也稱作照射現場，在真空腔室130的內部107中。當放大的光束110撞擊目標混合物114時，在目標混合物114中的目標材料轉換成等離子體狀態，該等離子體狀態具有有在遠紫外線(EUV)范圍內的射線的元素。產生的等離子體具有取決于在目標混合物中的目標材料的成分的某些特征。114.這些特征可包括由等離子體產生的EUV光的波長，以及從等離子體釋放出的碎片的類型和數量。
[0057]光源100還包括目標材料輸送輸送系統125,該目標材料輸送輸送系統125輸送、控制并引導呈液滴、液體流、固體微粒或串、包含在液滴中的固體微粒或包含在液體流中的固體微粒的形式的目標混合物114。目標混合物114包括諸如:例如水、錫、鋰、氙或當轉換成等離子態時具有在EUV范圍中的射線的任何材料。例如，元素錫可作為純錫(Sn)、錫化合物，例如SnBr4、SnBr2, SnH4，錫合金，例如錫鎵合金、錫銦合金、錫銦鎵合金或任何這些合金的組合來使用。目標混合物114還可包括諸如非目標微粒的雜質。這樣，在沒有雜質的情況下，目標混合物僅由目標材料制成。目標混合物114通過目標材料輸送系統125輸送至腔室130的內部107中，以及輸送至目標位置105。
[0058]本說明涉及在用于將在目標材料114中的雜質(諸如非目標微粒)移除的目標材料輸送系統125中使用過濾器和過濾方法。光源100的部件的說明在目標材料輸送系統125的詳細說明之前首先作為背景來描述。
[0059]光源100包括由于在激光系統115中的增益介質或各增益介質中的粒子數反轉而產生放大的光束110的驅動激光系統115。光源100包括在激光系統115和目標位置105之間的束輸送系統，該束輸送系統包括束傳輸系統120和聚焦組件122。束傳輸系統120接收來自激光系統115的放大光束110，并在需要時引導(steer)并修正放大光束110，并將放大光束110輸出至聚焦組件122。聚焦組件122接收放大的光束110并將束110聚焦至目標位置105。
[0060]在一些實施例中，激光系統115可包括一個或多個用于提供一個或多個主要脈沖，在有些情況下，提供一個或多個預脈沖的光學放大器、激光器和/或燈。每個光學放大器包括能高增益地光學地放大所需波長的增益介質、激勵源和內部光學器。光學放大器可具有或不具有激光鏡或其它形成激光腔的反饋裝置。這樣，即使沒有激光腔，激光系統115由于在激光放大器的增益介質中的粒子數反轉而產生放大的光束110。此外，如果有激光腔來提供足夠的反饋至激光系統115，激光系統115可產生為相干激光束的放大的光束110。術語“放大的光束”包含來自僅放大但不是必須相干激光振蕩的激光系統115的一個或多個光，和來自放大且還是相干激光振蕩的激光系統115的光。
[0061]在激光系統115中的光學放大器可包括作為增益介質的包括CO2的填充氣體；并且可在約9100和約11000納米(nm)之間，特別約在10600nm的波長下、在大于或等于1000的增益下放大光。用在激光系統115中的適當的放大器和激光器可包括脈沖激光裝置，例如脈沖氣體放電CO2激光裝置，該脈沖氣體放電CO2激光裝置例如通過直流或者射頻激勵、運行于相對高的功率、例如IOkw或者更高功率以及高脈沖重復頻率、例如50kHz或以上頻率產生約9300nm或約10600nm的輻射。在激光系統115中的光學放大器還可包括諸如水的冷卻系統，當激光系統115以較高功能運行時可使用該冷卻系統。
[0062]光源100包括聚光反射鏡135，該聚光反射鏡具有孔140以允許放大的光束110經過并達到目標位置105。聚光反射鏡135可以是，例如，具有在目標位置105處的主焦點和在中間位置145的副焦點(也稱為中間焦點)的橢球面鏡，在中間位置中，遠紫外線(EUV)光可從光源100輸出并可輸入至例如集成電路光刻工具(未示出)。光源100還可包括開放端部的中空錐形罩150 (例如:氣錐體)，開放端部的中空錐形罩從聚光反射鏡135朝向目標位置105逐漸變細以減少等離子產生的碎片的數量，該等離子產生的碎片在允許放大光束110到達目標位置105的同時進入聚焦組件122和/或束輸送系統120。為此，在罩中提供氣流，弓I導該氣流朝向目標位置105。
[0063]光源100還可包括連接至微滴位置探測反饋系統156的主控制器155、激光控制系統157和束控制系統158。光源100可包括一個或多個提供輸出并將該輸出提供到微滴位置探測反饋系統156的目標或微滴成像器160,該輸出指示微滴例如相對于目標位置105的位置，微滴位置探測反饋系統156例如可計算微滴位置和軌道，從該微滴位置和軌道以逐微滴基礎方式或平均方式計算出微滴位置誤差。微滴位置探測反饋系統156因此將微滴位置錯誤作為輸入提供至主控制器155。主控制器155可因此將激光位置、方向和定時更正信號例如提供至用于例如控制激光定時回路的激光控制系統157，和/或提供至束控制系統158以控制束輸送系統120的放大光束的位置和成形以改變在腔室130中的束焦斑的位置和/或焦度。
[0064]目標材料輸送系統125包括目標材料輸送控制系統126,該目標材料輸送控制系統可操作以響應來自主控制器155的信號，例如，以修正由目標材料供應設備127釋放的微滴的釋放點以用于更正到達所期望目標位置105處的微滴中的誤差。
[0065]此外,光源100可包括光源探測器165,該光源探測器165計量一個或多個EUV光參數，包括但不限于脈沖能量、作為波長函數的能源分布、在波長的具體波段中的能量、波長的具體波段外的能量以及EUV密度和/或平均功率的模制角分布。光源探測器165通過主控制器155產生用于使用的反饋信號。例如，反饋信號可以指示在諸如激光脈沖的定時和焦點的參數中的誤差，以為了有效和高效制造EUV光適當地在正確位置和時間截取微滴。
[0066]光源100還可包括引導激光器175，該引導激光器用于對準光源100的各個部段，或用于輔助將放大的光束110引導至目標位置105。與引導激光器175連接的光源100包括計量系統124，該計量系統放置在聚焦組件122內以采樣來自弓丨導激光器175的光的一部分和放大的光束110。在其它實施例中，計量系統124放置在束輸送系統120中。計量系統124包括采樣或改道光的一部分(子集)的光學元素，這樣的光學元素由任何可承受引導激光束和放大的光束110的能量的材料制成。由于主控制器155分析來自引導激光器175的取樣光并使用這個信息通過束控制系統158來調整在聚焦組件122中的各部件，束分析系統由計量系統124和主控制器155所形成。
[0067]這樣,總而言之,光源100產生放大的光束110,該放大的光束沿著束路徑以在目標位置105照射目標混合物114以將在混合器114中的目標材料轉換成在EUV范圍內發射光的等離子體。放大的光束110以基于激光系統115的設計和特性所確定的特定的波長(也稱作源波長)運行。此外，當目標材料提供足夠反饋返回至激光系統115中以產生相干激光時，或如果驅動激光系統115包括適當的光學反饋以形成激光腔時，放大的光束110可以是激光束。
[0068]參見圖2，在具體實例中，目標材料供應設備227包括兩個腔室，第一腔室200(也可稱作大塊材料腔室)和第二腔室205 (也可稱作儲蓄容器)，該第二腔室通過管路210流體聯接至第一腔室200，該管路210裝備有閥以控制在第一腔室200和第二腔室205之間的材料流動。第一和第二腔室200、205通過獨立的、主動壓力控制器202、207氣密地密封容積。第一和第二腔室200、205以及管路210可熱聯接至一個或多個加熱器，該一個或多個加熱器控制第一和第二腔室200、205以及管路210的溫度。此外，設備227還可包括一個或多個液位傳感器215、220，該一個或多個液位傳感器監測在各自腔室200、205的每個中的物質的數量。液位傳感器215、220的輸出可被饋送至控制系統126，該控制系統也連接至壓力控制器202、207。
[0069]在操作中，操作者用大塊物質225填充第一腔室20，并使用熱聯接至第一腔室200的加熱器使物質225升溫直到大塊物質225變成流體，該流體可以是液體、氣體或等離子體。最終流體稱作目標混合物230，目標混合物230包括目標材料加上其它非目標微粒。非目標微粒是在目標混合物230中的雜質，其通過在設備227中的一個或多個過濾器(諸如第一和第二過濾器235、240)移除。管路210和第二腔室205還可通過它們各自的加熱器被加熱，以保持目標混合物230是流體。
[0070]設備227還包括在第二腔室205的輸出處的供應系統245，該供應系統245在第二過濾器240之后。供應系統245接收已經經過第一和第二過濾器235、240的目標混合物230，并將以微滴214的形式將目標混合供應至目標位置105。為此，供應系統245可包括限定孔255的噴嘴250，目標混合物230通過該噴嘴逸出以形成目標混合物的微滴214。微滴214的輸出可通過諸如壓電致動器的致動器控制。此外，供應系統245可包括其它在噴嘴250下游的調節或引導部件260。噴嘴250和/或引導部件260將微滴214引導至目標位置105 (微滴214是已經過濾過的以包含目標材料和少了很多的雜質的目標混合物230)。
[0071]控制系統126接收來自液位傳感器215、220的輸入，并控制加熱器以熔化給定量的物質225。控制系統126還控制在腔室200、205的每個中的壓力和在管路210中的閥的打開和關閉。在美國專利第7，122，816號中描述披露了第一和第二腔室200、205的示例設置，該專利文獻全部內容以參見方式納入本文。
[0072]如前所述，設備227包括第一和第二過濾器235、240，目標混合物230通過該第一和第二過濾器以將諸如非目標微粒的雜質從目標混合物230中移除。光學的第一過濾器235可以是燒結過濾器或網眼過濾器。第二過濾器240可以是非燒結的、非網眼的過濾器，該第二過濾器包括至少一組形成在如下面更具體描述的相對平坦表面之間形成的均勻尺寸通孔。第二過濾器240具有暴露于目標混合物230的表面，該第二過濾器240的暴露表面積不大于與第二過濾器具有相同橫向范圍的燒結過濾器的暴露表面積的百分之一，如在討論圖18A和18B時更詳細地描述。在一些實施例中，第一過濾器235也是非燒結、非網眼過濾器，該非燒結、非網眼過濾器也包括一組形成在相對平坦表面之間的均勻尺寸通孔。
[0073]第一過濾器235可由第一材料制成，以及第二過濾器240可由與第一材料不同的第二材料制成。以這種方式，如果第一材料還不能將非目標微粒從目標混合物230中充分移除或如果目標材料使第一材料從第一過濾器流失進入目標混合物230，那么第二材料可選擇與第一材料不同，以提供由第一材料沒有充分提供的好處。這樣，第二材料可選擇以從目標混合物230中移除流失的第一材料，或更加充分將其它非目標微粒從目標混合物230中移除。例如，如果第一材料是鈦，則第二材料可以是鎢或玻璃。
[0074]此外，第二過濾器240的孔可具有不同于第一過濾器235的孔的橫截面寬度的橫截面寬度。這樣，在一個實施例中，第二過濾器240的孔具有比第一過濾器235的孔的橫截面寬度小的橫截面寬度。以這種方式，第二過濾器240將被設計成移除在目標混合物230中的較小的非目標微粒。在另一個實施例中，第二過濾器240的孔具有與第一過濾器235的孔的橫截面寬度相同或比其大的橫截面寬度。以這種方式，第二過濾器240可被設計成移除通過第一過濾器235引入目標混合物230中的非目標微粒。
[0075]在目標材料是錫的實施例中，第二過濾器240的均勻尺寸通孔組的每個孔可具有小于10 的橫截面寬度。在第二過濾器240組中的每個通孔的橫截面寬度可以構造成相對第二過濾器240組中的每個其它通孔的橫截面寬度其變化不大于20% ;以這種方式，第二過濾器240可以說具有一組“均勻尺寸”的孔。此外，第二過濾器240的每個孔的橫截面寬度比孔255的橫截面寬度小。
[0076]通孔的寬度是沿著在橫向平面中的橫截面測量出的距離，該橫向平面垂直于在圖2中所標注出的縱向方向241。縱向方向241通常沿著目標混合物230從第二腔室205朝向噴嘴250行進時所行進的方向延伸。
[0077]參見圖3，另一個目標材料供應設備327示例設計成與設備227相似，在該設備中包括第一腔室300和通過管路310流體聯接至第一腔室的第二腔室305。設備327與設備227的區別是設備327包括第一過濾器335，該第一過濾器335放置在第一腔室300和第二腔室305之間，而設備227的第一過濾器235是在第二腔室205和供應系統245之間。
[0078]參見圖4，目標材料供應設備427另一個示例被設計成與設備227相似，在該設備中包括第一腔室400和通過管路410流體聯接至第一腔室400的第二腔室405。設備427與設備227的區別是:設備427沒有第一過濾器而只包括過濾器440，該過濾器440放置在第二腔室405和供應系統445之間。
[0079]接下來參考圖5-14B提供示例過濾器的說明，該過濾器可以是圖2和圖3中的第二過濾器240、340，或圖4的過濾器440，或可以是圖2和圖3的兩個過濾器235、240和335、340，與之一起還說明怎樣在目標材料供應設備中固定過濾器。首先參見圖5，過濾器540設置在第二腔室505的開口 565附近。過濾器540安裝在第二腔室505的外面567和容納供應系統545的支架571的面569之間。安裝是這樣的:過濾器540的邊緣573在面567、569處氣密密封，這樣目標混合物530流過在過濾器540內的通孔而不在過濾器540的邊緣周圍流動。用任何適合的密封系統575，諸如0形環和/或金屬墊圈，將邊緣573氣密密封在面567、569之間。
[0080]仍參見圖6A和6B，過濾器540由固態的大塊薄片型物質制成，該固態的大塊薄片型物質具有面向第二腔室(或儲蓄容器505)的第一平坦表面677和面向噴嘴550的孔555的第二平坦表面679。大塊物質的材料可選擇與待過濾的目標混合物相容，以及該大塊物質
可以是金屬、金屬合金或非金屬。
[0081]過濾器540包括形成到大塊物質并從第二平坦表面679延伸的多個通孔680。孔680在第一端681處流體連接至保持目標混合物530的第二腔室(或儲蓄容器)505，并在第二端683 (其在第二平坦表面679處)流體聯接至噴嘴550的孔555。在一些實施例中，所有的孔680是通孔，這樣目標混合物能全部通過過濾器540的每一個孔680。
[0082]過濾器540的至少一組通孔680尺寸均勻，這種均勻在于它們的橫截面寬度685的改變不超過相對彼此的最大可接受值。這樣，例如，一組中的每個通孔680的橫截面寬度685相對該組的其他通孔680的每個的橫截面寬度其變化不多于20%。在這個示例方式中，過濾器540以不同于燒結過濾器的設計形成，不具有均勻尺寸孔。
[0083]在過濾器540中的通孔680的數量和通孔680的橫截面寬度685可基于具體的待經過過濾器540的目標材料、待通過過濾器540來阻擋的非目標微粒或跨越過濾器540的必須保持的壓降來進行選擇。例如，選擇通孔680的數量和每個通孔680的橫截面寬度685，使得在目標混合物530填充在過濾器540和噴嘴550之間的容積547且目標混合物530流過噴嘴孔555之后，跨越過濾器540的壓降是可以忽略的。通孔680的橫截面寬度685可基于將被阻擋的非目標微粒的尺寸來選擇，這樣寬度685比將被阻擋的非目標微粒的尺寸小。例如，橫截面寬度685可以小于約10 V- mo
[0084]此外，通孔680可形成“通道”，，其中，每個通孔680具有限定的高度687，該限定的高度從第二平坦表面679延伸足夠長的距離以形成通道。例如，在一些實施例中，具體通道孔680的高度687可構造成大于或等于該通孔680的橫截面寬度685。以這種方式，由于過濾器540具有至少一個平坦表面677、679并且由于過濾器540的每個孔680作為通道形成，過濾器540以區別于網眼的設計形成；每個通道具有限定高度687，該限定高度687是該通道的橫截面寬度685的至少75%、是該通道的橫截面寬度685的至少100%或是該通道的橫截面寬度685的100%以上。例如，如果橫截面寬度685是Iii m，則高度687可大于Iii m，并且在一個具體實施例中，高度687可以是10 ii m。在這個實施例中，過濾器540還包括多個開口 690，每個開口在面向儲蓄容器505的第一平坦表面677和通孔680組691之間延伸，這樣開口 690將儲蓄容器505流體聯接至通孔680組691。每個開口可具有橫截面寬度693，且在組691中的每個通孔680具有比開口 690橫截面寬度693小的橫截面寬度685，該開口 690與通孔680流體聯接。
[0085]通孔680可以是圓筒形形狀的，S卩，它們可具有圓筒形或近似圓筒形的橫截面形狀。通孔680可沿著通孔680的軸線689 (其垂直于縱向方向241)具有均勻的橫截面寬度685。
[0086]通孔680可使用任何適當的方法形成。在圖7-14B中，顯示的示例方法中，在大塊物質743中蝕刻出通孔，在之后詳細說明步驟。
[0087]參見圖7，方法從大塊物質743開始，該大塊物質具有第一平坦表面777和第二相對臨時平坦表面769。大塊物質743可使用任何標準機加工或制造工藝形成。大塊物質743可以由不會對目標材料作出不利反應的任何適合的材料制成。這樣，如果目標材料是錫，則大塊物質743可以是鎢。此外，在一個實施例中，大塊物質743的寬度753在約2mm到約IOmm之間，并且大塊物質743的高度757可以在寬度753的約10%到約50%之間，用于上面提到的示例高度757可以在約0.2mm到約5mm之間。大塊物質743的寬度753和高度757基于要形成的過濾器的應用、噴嘴的構造、儲蓄容器、要形成在過濾器中的孔的最終尺寸以及跨越過濾器的壓差來進行選擇。
[0088]參見圖8A和8B，多個開口 790形成在大塊物質743中，開口 790從第一表面777延伸至臨時第二表面769。開口可以作為開口陣列形成(如圖8A中所示的常規形式)或者它們可在整個物質743上隨意放置。
[0089]在一些實施例中，開口 790使用標準機加工工藝，諸如磨或鉆形成。在另一些實施例中，其中的物質743太堅硬而不能使用傳統技術進行機加工并且是導電的，則開口 790可使用電火花加工(EDM)來形成。在其它實施例中，開口 790使用光刻法和蝕刻技術來形成。[0090]形成的開口 790的數量和每個開口 790的寬度793至少部分由大塊物質743的壓力限制和用于過濾所需的孔的期望數量所確定。在實施例中，其中大塊物質743是鎢，開口790的寬度793可在約20 ii m到約500 y m之間的范圍。
[0091]接下來參見圖9，開口 790每個都裝有填裝物物質993，該填裝物物質呈現相對于大塊物質的充分的微分蝕刻。填裝物物質993可以是任何可蝕刻聚合物或者如果大塊物質743是鎢，則是用在光刻應用中的其它物質。參見圖10，填裝物物質993可以被修正以與第二臨時表面769平齊。接下來，如圖11中所示，組成大塊物質743的材料層1143放置在第二臨時表面769上。這樣，作為舉例，如果大塊物質743是由鎢制成的，層1143也由鎢制成。在例子中，其中大塊物質743具有約Imm的高度757和約5mm的寬度753，層1143的厚度1157可以在約5 iim到約15iim之間。
[0092]接下來，如圖12所示，填裝物物質993可通過例如蝕刻來移除以形成開口 690。接下來，如圖13A和13B中所示，光致抗蝕劑(光刻膠)1395應用至層1143并且光致抗蝕劑1395做成具有孔1397的樣式。參見圖14A和14B，蝕刻大塊物質743以將光致抗蝕劑樣式的孔1397轉移到大塊物質743中以形成通孔680。如圖6A和6B中所示，在通孔680形成之后，則移除光致抗蝕劑1395以形成完整的過濾器。
[0093]參見圖15，在另一個實施例中，過濾器1540形成為毛細管陣列。設置在第二腔室505的開口 1565附近的過濾器1540安裝在第二腔室505的外面1567和容納供應系統545的支架1571的面1569之間。安裝構造成:過濾器1540的邊緣1573在面1567、1569處氣密密封，這樣目標混合物530流過在過濾器1540中的通孔，而不在過濾器1540的邊緣周圍流過。邊緣1573可使用任何適合的密封系統1575在面1567、1569之間氣密密封，該密封系統1575可例如，諸如0形環和/或墊圈。
[0094]仍參見圖16和17，過濾器1540由固態的大塊物質1643制成，該固態的大塊物質具有面向第二腔室(或儲蓄容器505)的第一平坦表面1677和面向噴嘴550的孔555的第二平坦表面1679。選擇大塊物質1643的材料以能承受高壓差，在一些實施例中，大塊物質1643由鈦制成。大塊物質1643形成有錐形通道1669，該錐形通道具有適應于校準孔結構1680的幾何形狀，校準孔結構由與待過濾的目標混合物530相容的任何材料組成，在一些實施例中，該結構1680由諸如玻璃的非金屬制成。
[0095]校準孔結構1680包括覆層1693和安裝在錐形通道1669中的內部區域1697，通孔形成在內部區域1697中。在區域1697中的通孔可具有與過濾器540的每個通孔680的橫截面寬度685相容的橫截面寬度。例如，用于諸如錫的目標材料，在內部區域1697中的每個通孔的橫截面寬度可在約0.5 iim到約2.0iim之間。此外，在內部區域1697中的每個通孔的高度可在約1-1Omm之間。區域1697可包括至少10000個通孔。
[0096]形成在區域1697中的通孔在第二平坦表面1679和第一平坦表面1677之間延伸，并且它們在第一端1681處流體連接至保持目標混合物530的第二腔室(或儲蓄容器)505，并在第二端1683處流體聯接至噴嘴550的孔555
[0097]過濾器1540的至少一組通孔在它們的橫截面寬度上是均勻尺寸的，改變不超過相對彼此的最大可接受值。這樣，例如，該組的每個通孔的橫截面寬度相對該組的其他通孔的每個的橫截面寬度其變化不多于20%。以這種方式，過濾器1540以不同于燒結過濾器的設計形成，燒結過濾器不具有一組均勻尺寸的孔。[0098]此外，在過濾器1540中的通孔的數量和每一通孔的橫截面寬度可基于具體的待經過過濾器1540的目標材料、要被過濾器1540阻擋的非目標微粒或跨越過濾器1540的必須保持的壓降來進行選擇。例如，通孔的數量和通孔的橫截面寬度可選擇成，在目標混合物530填充在過濾器1540和噴嘴550之間的容積1547且目標混合物530流過噴孔555之后，跨越過濾器1540的壓降是可以忽略的。通孔的橫截面寬度可基于將被阻擋的非目標微粒的尺寸來選擇，這樣寬度比將被阻擋的非目標微粒的尺寸小。
[0099]此外，如上面關于過濾器540的討論，過濾器1540的通孔可形成“通道”，每個通道孔具有限定的高度，該限定的高度從第二端1683延伸足夠長的距離以形成通道。例如，一具體通道孔的高度可構造成大于或等于該通道孔的橫截面寬度。以這種方式，由于過濾器1540具有至少一個平坦表面1677、1679并且由于過濾器1540的每個孔680作為通道形成，過濾器1540形成有區別于網眼的設計；每個通道具有限定高度，該限定高度至少是該通道的橫截面寬度的75%、至少是該通道的橫截面寬度的100%或大于100%的該通道橫截面寬度。
[0100]過濾器1540的通孔可以是圓筒形形狀的，即，它們可具有圓筒形或近似圓筒形的橫截面形狀。此外，通孔沿著通孔軸線1689的橫截面寬度是均勻的。
[0101]過濾器1540的區域1697中的通孔可使用玻璃拉制工藝(glassdrawingprocess)、蝕刻工藝或使用拉制的管結構形成，詳情請參見加州、坎貝爾、準直孔有限責任公司(Collimated Holes, Inc, of Campbell CA) (http:// www.collimatedholes.com/products, html)0
[0102]還參見圖18A和18B，過濾器1840顯示出與具有與過濾器184相同的橫向范圍(TE)的燒結過濾器1898差不多。過濾器1840是上述過濾器的一般表示，且在圖18A中其并未按比例繪制，其僅為后面的說明提供背景。橫向范圍TE是過濾器1840或燒結過濾器1898沿著橫向于縱向方向241的方向延伸的尺寸，該縱向方向241由通過過濾器1840的目標混合物的流動來限定。過濾器1840具有沿著橫向于縱向方向241的平面延伸的表面1877，以及燒結過濾器1898具有沿著橫向于縱向方向241的平面延伸的表面1899。表面1877是靠近通孔的表面，所述通孔移除至少一些撞擊在過濾器1840上的目標混合物的非目標微粒；這樣，目標混合物接觸表面1877。
[0103]當過濾器在目標材料供應設備中使用時，過濾器1840具有暴露于目標混合物的表面積，此稱為過濾器1840的暴露表面積，以及燒結過濾器1898具有暴露于目標混合物的表面積，此稱為過濾器1898的暴露表面積，在過濾器1840和燒結過濾器1898具有相同橫向范圍的情況中，過濾器1840的暴露表面積顯著地小于燒結過濾器1898的暴露表面積。這樣，例如，如果過濾器1840和燒結過濾器1898具有相同的橫向范圍，過濾器1840的暴露表面積小于燒結過濾器1898的暴露表面積的百分之一；過濾器1840的暴露表面積小于燒結過濾器1898的暴露表面積的萬分之一；或者過濾器1840的暴露表面積小于燒結過濾器1898的暴露表面積的一百萬分之一。
[0104]由于在暴露表面積的顯著的減少，在阻塞非目標微粒的同時，過濾器140比同樣橫向范圍的燒結過濾器1898更少阻塞目標材料并且更容易使目標材料轉移通過。
[0105]其它實施方式也在以下權利要求書的范圍內。
[0106]例如，目標材料供應設備127可僅具有一個腔室或兩個以上腔室。只要帶有均勻尺寸通孔和/或較低表面積的過濾器放置在目標混合物的儲蓄容器和噴嘴之間，過濾器可根據情況放置在設備127的任何腔室之后。
[0107]例如，過濾器240、340、440可通過顯微機械加工通道孔陣列以產生濾網來形成、通過集合與目標材料相容的材料纖維束(諸如陶瓷)來形成、通過在熔合到噴嘴上的石英的較大部分中放置過濾介質(諸如石英)來形成，或通過具有就位的玻璃料過濾器(例如，色譜毛細管)來形成。
【權利要求】
1.一種用于將目標材料供應至目標位置的設備，所述設備包括: 儲蓄容器，所述儲蓄容器保持包括所述目標材料和非目標微粒的目標混合物； 第一過濾器，所述目標混合物經過所述第一過濾器； 第二過濾器，所述目標混合物經過所述第二過濾器；以及 供應系統，所述供應系統接收已經通過所述第一和第二過濾器的所述目標混合物，并將所述目標混合物供應至所述目標位置； 其中，所述第二過濾器包括一組通孔，并具有暴露于目標混合物的暴露表面積，所述暴露表面積不大于與所述第二過濾器具有相同橫向范圍的燒結過濾器的暴露表面積的百分之一。
2.如權利要求1所述的設備，其特征在于所述第二過濾器接收已經通過所述第一過濾器的所述目標混合物。
3.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述組的所述通孔具有均勻尺寸的橫截面覽度。
4.如權利要求3所述的設備，其特征在于，所述第二過濾器包括另一組均勻尺寸的通孔，所述另一組均勻尺寸的通孔的橫向尺寸不同于所述組的均勻尺寸通孔的橫向尺寸。
5.如權利要求1所述的設備，其特征在于:所述第一過濾器包括一組通孔，并具有暴露于目標混合物的暴露表面積，所述暴露表面積不大于與所述第二過濾器具有相同橫向范圍的燒結過濾器的暴露表面積的百分之一。
6.如權利要求5所述的設備，`其特征在于:所述第一過濾器組的所述通孔的所述橫截面寬度可與所述第二過濾器組的所述通孔的所述橫截面寬度不同。
7.如權利要求1所述的設備，其特征在于:所述第二過濾器具有沿縱向方向的厚度，所述沿縱向方向的厚度足夠大以承受跨越在所述第二過濾器的壓差。
8.如權利要求1所述的設備，其特征在于:在所述第二過濾器的所述組的通孔中的每個孔具有小于IOiim的橫截面寬度。
9.如權利要求1所述的設備，其特征在于:在所述第二過濾器的所述組的通孔中的每個孔的所述橫截面寬度小于所述供應系統的噴嘴孔的橫截面寬度。
10.如權利要求1所述的設備，其特征在于:所述第一和第二過濾器的至少一個是至少部分地由鎢、鈦、鑰、鎳、鉭或其它金屬、石英、玻璃或陶瓷材料制成。
11.如權利要求1所述的設備，其特征在于:在所述第二過濾器中的所述組的所述通孔有阻擋至少一些非目標微粒的大小。
12.如權利要求1所述的設備，其特征在于:所述目標材料處于流體狀態。
13.如權利要求1所述的設備，其特征在于:所述第二過濾器是非燒結和非網眼過濾器。
14.一種設備，包括: 儲蓄容器，所述儲蓄容器保持包括目標材料和非目標微粒的目標混合物； 第一過濾器，所述目標混合物經過所述第一過濾器，所述第一過濾器是由第一材料制成； 第二過濾器，所述目標混合物經過所述第二過濾器，所述第二過濾器是由不同于所述第一材料的第二材料制成；供應系統，所述供應系統接收已經通過所述第一和第二過濾器的所述目標混合物，并將所述目標混合物供應至所述目標位置； 輻射源，所述輻射源將輻射供應至所述目標位置以因此撞擊所述目標混合物；以及 收集系統，所述收集系統捕獲并引導由通過所述輻射撞擊的混合物產生的遠紫外光。
15.如權利要求14所述的設備，其特征在于:所述第二過濾器接收已經通過所述第一過濾器的所述目標混合物。
16.如權利要求14所述的設備，其特征在于:所述第一過濾器組的所述通孔的所述橫截面寬度與所述第二過濾器組的所述通孔的所述橫截面寬度不同。
17.一種設備，所述設備包括: 過濾器，所述過濾器包括: 多個通孔，所述多個通孔在第一端流體聯接至保持目標混合物的儲蓄容器，所述目標混合物包括目標材料和非目標微粒，并且所述多個通孔在第二端處流體聯接至噴嘴的孔；以及 多個開口，每個開口在所述儲蓄容器的所述第一端和一組通孔之間，這樣所述開口將所述儲蓄容器的所述第一端流體聯接至所述組的通孔； 其中，每個開口具有橫截面寬度，且在所述組的通孔中的每個通孔具有比所述開口的橫截面寬度小的橫截面寬 度，所述通孔流體聯接至所述開口，所述孔有從所述目標混合物移除至少一些所述非目標微粒的大小。
18.如權利要求17所述的設備，其特征在于:所述通孔沿所述通孔的軸線長度具有均勻橫截面寬度。
19.如權利要求17所述的設備，其特征在于:所述通孔是毛細管陣列。
20.如權利要求17所述的設備，其特征在于:所述多個開口限定在面向所述儲蓄容器的第一表面和所述組的通孔之間。
21.如權利要求17所述的設備，其特征在于:所述多個通孔限定在面向所述噴嘴的第二表面和所述多個開口之間。
22.如權利要求17所述的設備，其特征在于，還包括: 輻射源，所述輻射源將輻射供應至所述目標位置；以及 供應系統，所述供應系統將所述目標混合物供應至所述目標位置，這樣當在所述目標混合物中的目標材料由所述供應的輻射照射時，等離子形成。
23.一種用在目標材料供應設備中的過濾器，所述過濾器包括: 薄片，所述薄片具有第一平坦表面和相對的第二平坦表面，所述第一平坦表面與儲蓄容器流體聯接，所述儲蓄容器保持包括目標材料和非目標微粒的目標混合物；以及 多個通孔，所述多個通孔從所述第二平坦表面延伸并在所述第二平坦表面處流體聯接至噴嘴的孔； 其中，所述薄片具有暴露于所述目標混合物的暴露表面積，所述暴露表面積不大于與所述薄片具有相同橫向范圍的燒結過濾器的暴露表面積的百分之一。
24.如權利要求23所述的過濾器，其特征在于，所述暴露表面積不大于與所述薄片具有相同橫向范圍的燒結過濾器的暴露表面積的萬分之一。
25.如權利要求23所述的過濾器，還包括從所述第一平坦表面延伸的多個開口，每個開口將一組通孔流體聯接至所述儲蓄容器。
26.如權利要求23所述的過濾器，其特征在于:所述多個通孔的每個通孔的橫截面寬度相對所述多個的通孔的每個其它通孔的橫截面寬度其變化不多于20%，并且所述多個通孔的每個孔的橫截面寬度比所述孔的高度小。
27.如權利要求26所述的過濾器，其特征在于:選擇所述多個通孔的數量和橫截面寬度，這樣在所述目標混合物填充在所述過濾器和所述噴嘴之間的容積并且所述目標混合物流過所述噴嘴的孔之后，跨越過濾器的壓降是可以忽略的。
28.一種過濾的方法，所述方法包括: 在儲蓄容器中保持包括目標材料和非目標微粒的目標混合物； 使用第一過濾器移除所述目標混合物的所述非目標微粒的至少一些； 使用第二過濾器、通過將所述第二過濾器的表面積暴露于所述目標混合物移除所述目標混合物的所述非目標微粒的至少一些，所述暴露表面積不大于與所述第二過濾器具有相同橫向范圍的燒結過濾器的暴露表面積的百分之一； 使用供應系統控制經過所述第二過濾器的所述目標混合物的流量；以及 引導所述目標混合物經過所述第二過濾器至目標位置，所述目標位置接收放大光束，以因此將所述目標混合物的所述目標材料轉換成等離子態。
29.如權利要求28所述的方法，其特征在于:使用所述第二過濾器移除所述目標混合物的非目標微粒的至少一些包括移除至少一些在經過所述第一過濾器之后剩余的所述目標混合物的非目標微粒。`
30.如權利要求28所述的方法，所述方法還包括使用所述第二過濾器移除至少一些由所述第一過濾器引入所述目標混合物的所述目標混合物的非目標微粒。
【文檔編號】B01D35/00GK103561839SQ201280024335
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2012年3月20日 優先權日:2011年5月20日
【發明者】I·V·福緬科夫, W·N·帕特洛, G·O·瓦斯恩冦, W·奧爾德姆 申請人:西默有限公司