[發明專利]液滴靶產生裝置、方法和極紫外光源產生系統

在審

• 申請號: 202011480518.1
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112638021A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 馬修泉;張琳;吳寒;聞錦程;王力波;王新兵;左都羅;陸培祥
• 申請（專利權）人: 廣東省智能機器人研究院
• 主分類號: H05G2/00
• 分類號: H05G2/00;H05B6/02;H05B6/10;G03F7/20
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 紀婷婧

本申請涉及一種液滴靶產生裝置、方法和極紫外光源產生系統，其中，該裝置包括靶材盒、限制裝置、非接觸式加熱器和控制器；靶材盒內放置有預設規格的固體靶材，限制裝置和所述非接觸式加熱器依次設置于靶材盒和真空環境中的預設激光擊打位置之間的靶材運動路徑上；控制器連接限制裝置和非接觸式加熱器，用于控制限制裝置限制每次只有一個固體靶材通過；固體靶材通過限制裝置后，在外力場的作用下繼續沿靶材運動路徑運動，在通過非接觸式加熱器的加熱區域時，控制器控制非接觸式加熱器將固體靶材加熱至熔融狀態，形成液滴靶。上述液滴靶產生裝置，具有成本低的優點。

技術領域

本申請涉及極紫外光源(Extreme Ultra-violet，EUV)技術領域，特別是涉及一種液滴靶產生裝置、方法和極紫外光源產生系統。

背景技術

隨著微電子領域對于加工工藝的要求越來越高，傳統的準分子激光的深紫外光源(Deep Ultra-Violet，DUV)光刻無法滿足在摩爾定律推動下的芯片產業發展，極紫外光源應運而生。目前用于大規模工業生產的方案多以LPP(Laser Produced Plasma，激光等離子體)為主，即采用高功率激光擊打靶材，使之等離子體化，進而產生波長為13.5nm的EUV光。按照形態分類，靶材可以分為固體靶、液滴靶和氣體靶。固體靶由于與激光相互作用時會產生很多離子化碎片，容易損傷收集鏡面，會嚴重影響收集鏡的使用壽命，同時不利于收集率的提高。氣體靶的密度有限，難以實現高效率能量轉換。液滴靶一方面密度比氣體靶大，可以獲得更高的轉換效率；另一方面與激光相互作用時，產生極少碎屑，并且可重復回收利用，成本相對較低。基于此，LPP方案中，通常采用高功率激光擊打液滴靶，使之產生波長為13.5nm的EUV光。

傳統的液滴靶產生裝置為噴射式液滴裝置，通過加熱器使裝置內部的固體金屬靶材液化，再通過加壓系統和振動系統使液化后的金屬靶材通過噴頭噴出。由于熔融狀態的金屬靶材液滴溫度高腐蝕性強，因此對液滴靶產生裝置的制作材料的耐熱以及耐腐蝕性能要求很高。因此，傳統的液滴靶產生裝置，存在成本高的缺點。

發明內容

基于此，有必要針對上述問題，提供一種成本低的液滴靶產生裝置及方法。

本申請第一方面，提供了一種液滴靶產生裝置，包括靶材盒、限制裝置、非接觸式加熱器和控制器；所述靶材盒內放置有預設規格的固體靶材，所述限制裝置和所述非接觸式加熱器依次設置于所述靶材盒和真空環境中的預設激光擊打位置之間的靶材運動路徑上；

所述控制器連接所述限制裝置和所述非接觸式加熱器，用于控制所述限制裝置限制每次只有一個所述固體靶材通過；所述固體靶材通過所述限制裝置后，在外力場的作用下繼續沿所述靶材運動路徑運動，在通過所述非接觸式加熱器的加熱區域時，所述控制器控制所述非接觸式加熱器將所述固體靶材加熱至熔融狀態，形成液滴靶。

在其中一個實施例中，所述限制裝置包括殼體、凹槽轉盤和電機；所述殼體上設置有第一缺口和第二缺口，所述第一缺口與所述靶材盒的靶材出口位置對應，所述第二缺口與所述加熱器的加熱區域對應；所述凹槽轉盤上設置有凹槽，所述凹槽每次只能容納一個所述固體靶材；

所述電機連接所述凹槽轉盤和所述控制器；所述控制器用于通過所述電機控制所述凹槽轉盤轉動，以使所述凹槽周期性地與所述第一缺口和所述第二缺口對應。

在其中一個實施例中，所述凹槽轉盤包括相對設置的第一凹槽和第二凹槽，當所述第一凹槽與所述第一缺口對應時，所述第二凹槽與所述第二缺口對應，且所述第一凹槽和所述第二凹槽每次各只能容納一個所述固體靶材。

在其中一個實施例中，所述固體靶材為磁性金屬固體靶材，所述非接觸式加熱器為電磁環形加熱器，所述電磁環形加熱器包括電源轉換器、電磁控制裝置、線圈和隔熱層；所述線圈設置于所述靶材運動路徑上，所述隔熱層設置于所述線圈的內側；

所述電源轉換器連接外部電源和所述電磁控制裝置，所述控制器連接所述電磁控制裝置，還用于通過控制所述電磁控制裝置調整所述電磁環形加熱器的輸出功率。