[發明專利]一種EUV光源錫靶液滴發生裝置

在審

• 申請號: 202011162486.0
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112272426A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 胡亮;宋光敏;方言燊;付新
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H05B6/80
• 分類號: H05B6/80;G03F7/20
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱亞冠

本發明涉及一種EUV光源錫靶液滴發生裝置。本發明熔池容納于腔體內，熔池內容納錫料；向熔池內供給壓力氣體使腔內壓力保持對外部環境的正壓；所述的腔體底部設置噴孔，噴孔的直徑在1微米至1000微米范圍內；所述的微波源設置于腔體內部和熔池外部；所述的激振元件設置在熔池內，用于對噴孔附近的錫料施加振動擾動；在熔池內部設置紅外溫度傳感器監測錫料的溫度。具有加熱速度快，加熱均勻，能耗低的優點；不需要額外配備錫料預熔和輸送裝置，同時降低了污染錫料的風險；避免了熱電偶等傳感器在微波環境中可能出現的打火風險；避免微波作用于錫料產生打火現象。

技術領域

本發明屬于光刻機光源錫靶液滴發生技術領域，具體涉及一種EUV光源錫靶液滴發生裝置。

背景技術

EUV光刻機是使用波長為13.5nm的極紫外光(EUV)對光刻膠進行曝光處理的半導體制造設備，其產生極紫外光的原理是使用二氧化碳激光轟擊直徑在數十微米量級的錫液滴(錫靶)使其氣化并且形成等離子體，錫等離子體會釋放光子，收集光子后獲得極紫外光。現有的錫靶液滴發生裝置的原理是將錫料熔化，通過加壓驅使液態錫從壓力腔體中噴射而出形成射流，對錫射流施加擾動，利用瑞利失穩現象使其斷裂形成錫液滴。

為了保證錫靶液滴發生器的儲錫腔內的錫處于液體狀態，腔內的溫度必須維持在250℃，為此要配備加熱器，現在最常見的加熱方法是電加熱，通過在腔體內部安裝加熱管加熱，該方法簡單直接，最容易實現，但是有以下缺點：加熱管只能提前浸沒在液態錫中進行加熱，因此還需要額外配置錫的預熔和輸送設備；加熱管與錫液直接接觸，存在高溫下發生反應的風險，影響液滴發生效果；本質上通過電熱絲加熱，能耗較高，易造成腔體溫度不均勻的情況；加熱響應慢，加熱速度慢，恒溫控制不方便。微波加熱方法其具有穿透能力強、加熱均勻、加熱速度快、控制及時、高效節能、安全無污染等特點。一般認為金屬會反射微波，微波無法對金屬進行加熱；但近年來發現微波也可以應用于加熱熔煉金屬領域并開發了相應的裝置，例如申請號為201621357457.9的發明專利公開了一種微波熔錫裝置，利用微波將固態錫料熔化后提純和成形，但是該裝置的出料結構簡單，不適用于錫靶液滴發生裝置。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供一種新型的EUV光源錫靶液滴發生裝置，利用微波技術加熱錫料，并使用擾動裝置對液態錫射流施加擾動，使其斷裂形成錫靶液滴。

本發明包括腔體、熔池、微波源和激振元件；所述的熔池容納于腔體內，熔池內容納錫料；向熔池內供給壓力氣體使腔內壓力保持對外部環境的正壓；所述的腔體底部設置噴孔，噴孔的直徑在1微米至1000微米范圍內；所述的微波源設置于腔體內部和熔池外部；所述的激振元件設置在熔池內，用于對噴孔附近的錫料施加振動擾動；在熔池內部設置紅外溫度傳感器監測錫料的溫度。

作為優選，所述噴孔的直徑在10微米至100微米范圍內，噴孔所在腔體壁面的厚度大于1毫米。

作為優選，所述的熔池的材料采用允許微波透射的非金屬材料。

進一步的，還包括加熱層，加熱層位于熔池的內側或外側，加熱層的材料采用微波吸收材料。還包括保溫層，保溫層位于熔池的外側，或者熔池和加熱層的外側，保溫層采用允許微波透射的絕熱材料。

作為優選，所述激振元件為桿結構，激振元件的材料選用石英玻璃或陶瓷。

進一步的，設置奇數個所述微波源，均布環繞在所述腔體內側和熔池外側。

作為優選，熔池內盛放的錫料是液態錫或者平均粒徑小于100微米的粉料。

作為優選，所述壓力氣體是氮氣或者惰性氣體。

進一步的，所述紅外溫度傳感器檢測錫料上表面的溫度的最低值作為采樣溫度。