[發明專利]一種用于EUV光源中液滴靶的一體化錫原料罐裝系統

有效

• 申請號: 202010965090.3
• 申請日: 2020-09-15
• 公開（公告）號: CN112162466B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 孫海軼;王成;王關德;鄒家杰;李學紅;劉科;張宗昕;齊榮;冷雨欣
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;H05G2/00
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

本發明一種用于EUV光源中液滴靶的一體化錫原料罐裝系統,基于極紫外(EUV)光源中液滴靶對錫材料的要求，主要由熔錫罐、晶纖維加熱腔、真空泵、液位開關、熱電偶、氮氣瓶、儲液罐、廢液罐、高溫球閥及管道組件、加熱套、加熱帶、過濾器、自動控制裝置等構成，集熔錫、過濾與罐裝于一體，采用電阻絲加熱方式熔錫，整個系統與氮氣保護氣氛及真空泵相連。通過調節熔錫罐內的氣體壓力，熔化后的錫液經過濾后流入儲液罐，整個過程采用真空熔煉，惰性氣體保護下罐裝，極大程度地避免了氧化。此外，通過控制熔錫罐內的液位，保證最后1cm錫液不流入儲液罐中，從而進一步降低錫液中的氧化物含量。該裝置集成化程度高，操作安全方便，適用于EUV光源錫原料的罐裝。

技術領域

本發明用于EUV光刻領域中液滴靶發生器的原料罐裝，是集加熱、加壓、過濾、自動控制、罐裝于一體的系統。

背景技術

自半導體集成電路誕生以來，其速度和成本一直遵循著摩爾定律進化，速度越來越快，而芯片所占的面積越來越小，進而成本越來越低。芯片所占的面積主要由光刻工藝的線寬決定。在半導體集成電路光刻工藝中，線寬與光刻所用光源的波長有著密切的關系。隨著半導體技術的發展，光刻需要的線寬越來越小，對光源波長的要求越來越短。用于光刻技術的光源從436nm到356nm，再到248nm，到如今，廣泛運用的是203nm的光源。目前基于深紫外光源的光刻技術所能達到的線寬已越來越接近其極限。在下一代光刻技術中，13.5nm的極紫外(EUV)光源將是一種很有前途的光源。國際上著名的ASML光刻公司已研制出了13.5nm的整套光刻機設備，但售價極其昂貴，且對關鍵技術封鎖。因此，世界各國，包括我們國家紛紛開發13.5nm的EUV光源和光刻技術。

EUV光源的核心就是液滴靶發生器，產生13.5nm的極紫外光源(EUV)主要基于二氧化碳激光激發錫液滴靶產生等離子體(LPP)。液滴錫靶發生器的原理在于通過某種方式對錫射流產生擾動，在合適的微擾條件下使錫射流斷裂成錫液滴。當激光轟擊錫液滴靶時，在錫液滴蒸發后，激光光子通過逆韌致輻射耦合到等離子體中，在電子溫度達到26eV左右時，發射出13.5nm的EUV光子。為了獲得高轉換效率的光源，對液滴靶的大小、頻率、穩定性都提出了非常高的要求。而錫原料熔化時的均勻性和顆粒物的含量對液滴的穩定性會產生重要影響，因此，不能將固體錫直接加裝在液滴靶容器中熔化，而是需要在前期的裝置中將錫液罐裝到液滴靶容器中。因此，研制一套滿足EUV液滴靶發生器中錫原料的罐裝系統具有重要的科學意義和應用價值。

發明內容

本發明的目的在于解決EUV光源液滴靶中錫原料加載過程中存在的問題，提出一種集熔化、過濾于一體的錫原料罐裝系統，該系統集成化程度高，操作安全方便，適用于EUV光源錫原料的罐裝。

本發明的技術解決方案如下：

一種用于EUV光源中液滴靶的一體化錫原料罐裝系統，其特點在于，包括：熔錫罐、晶纖維加熱腔、儲液罐、廢液罐、真空泵、熱電偶、水冷機；

所述的熔錫罐的頂部設有可開關的頂蓋，該頂蓋上設有供熔錫罐液位開關插入的液位開關測量口以及觀察窗口，在所述的頂蓋內盤有制冷水管，該制冷水管外接水冷機；所述的熔錫罐的上部設有抽氣口和充氣口，該充氣口通過管道與所述的氮氣瓶相連，所述的熔錫罐的上部還設有真空計，用于測量熔錫罐內真空度；所述的熔錫罐的罐體部分置于所述的晶纖維加熱腔中，該晶纖維加熱腔中內置環形加熱電阻絲，所述的熔錫罐的罐體上設有溫度測量口，供熱電偶插入；所述的真空泵通過管道與所述的抽氣口相連，該管道上安裝有三通閥，該三通閥的另外兩端分別與儲液罐抽氣口和廢液罐抽氣口相連；

所述的熔錫罐的底部經管道分別連接所述的儲液罐和廢液罐。

所述的儲液罐的頂部設有儲液罐抽氣口和供儲液罐液位開關插入的液位開關測量口；在所述的熔錫罐與所述的儲液罐之間的管道內設有儲液罐高溫球閥和過濾器，所述的儲液罐高溫球閥為自動控制閥門，用于控制錫液的流向，所述的過濾器內置不銹鋼濾網，用于去除錫液中大顆粒雜質；所述的儲液罐的罐體部分置于儲液罐加熱套內。