液滴靶产生装置、方法和极紫外光源产生系统制造方法及图纸

本申请涉及一种液滴靶产生装置、方法和极紫外光源产生系统，其中，该装置包括靶材盒、限制装置、非接触式加热器和控制器；靶材盒内放置有预设规格的固体靶材，限制装置和所述非接触式加热器依次设置于靶材盒和真空环境中的预设激光击打位置之间的靶材运动路径上；控制器连接限制装置和非接触式加热器，用于控制限制装置限制每次只有一个固体靶材通过；固体靶材通过限制装置后，在外力场的作用下继续沿靶材运动路径运动，在通过非接触式加热器的加热区域时，控制器控制非接触式加热器将固体靶材加热至熔融状态，形成液滴靶。上述液滴靶产生装置，具有成本低的优点。

【技术实现步骤摘要】
液滴靶产生装置、方法和极紫外光源产生系统
本申请涉及极紫外光源(ExtremeUltra-violet，EUV)
，特别是涉及一种液滴靶产生装置、方法和极紫外光源产生系统。
技术介绍
随着微电子领域对于加工工艺的要求越来越高，传统的准分子激光的深紫外光源(DeepUltra-Violet，DUV)光刻无法满足在摩尔定律推动下的芯片产业发展，极紫外光源应运而生。目前用于大规模工业生产的方案多以LPP(LaserProducedPlasma，激光等离子体)为主，即采用高功率激光击打靶材，使之等离子体化，进而产生波长为13.5nm的EUV光。按照形态分类，靶材可以分为固体靶、液滴靶和气体靶。固体靶由于与激光相互作用时会产生很多离子化碎片，容易损伤收集镜面，会严重影响收集镜的使用寿命，同时不利于收集率的提高。气体靶的密度有限，难以实现高效率能量转换。液滴靶一方面密度比气体靶大，可以获得更高的转换效率；另一方面与激光相互作用时，产生极少碎屑，并且可重复回收利用，成本相对较低。基于此，LPP方案中，通常采用高功率激光击打液滴靶，使之产生波长为13.5nm的EUV光。传统的液滴靶产生装置为喷射式液滴装置，通过加热器使装置内部的固体金属靶材液化，再通过加压系统和振动系统使液化后的金属靶材通过喷头喷出。由于熔融状态的金属靶材液滴温度高腐蚀性强，因此对液滴靶产生装置的制作材料的耐热以及耐腐蚀性能要求很高。因此，传统的液滴靶产生装置，存在成本高的缺点。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述问题，提供一种成本低的液滴靶产生装置及方法。本申请第一方面，提供了一种液滴靶产生装置，包括靶材盒、限制装置、非接触式加热器和控制器；所述靶材盒内放置有预设规格的固体靶材，所述限制装置和所述非接触式加热器依次设置于所述靶材盒和真空环境中的预设激光击打位置之间的靶材运动路径上；所述控制器连接所述限制装置和所述非接触式加热器，用于控制所述限制装置限制每次只有一个所述固体靶材通过；所述固体靶材通过所述限制装置后，在外力场的作用下继续沿所述靶材运动路径运动，在通过所述非接触式加热器的加热区域时，所述控制器控制所述非接触式加热器将所述固体靶材加热至熔融状态，形成液滴靶。在其中一个实施例中，所述限制装置包括壳体、凹槽转盘和电机；所述壳体上设置有第一缺口和第二缺口，所述第一缺口与所述靶材盒的靶材出口位置对应，所述第二缺口与所述加热器的加热区域对应；所述凹槽转盘上设置有凹槽，所述凹槽每次只能容纳一个所述固体靶材；所述电机连接所述凹槽转盘和所述控制器；所述控制器用于通过所述电机控制所述凹槽转盘转动，以使所述凹槽周期性地与所述第一缺口和所述第二缺口对应。在其中一个实施例中，所述凹槽转盘包括相对设置的第一凹槽和第二凹槽，当所述第一凹槽与所述第一缺口对应时，所述第二凹槽与所述第二缺口对应，且所述第一凹槽和所述第二凹槽每次各只能容纳一个所述固体靶材。在其中一个实施例中，所述固体靶材为磁性金属固体靶材，所述非接触式加热器为电磁环形加热器，所述电磁环形加热器包括电源转换器、电磁控制装置、线圈和隔热层；所述线圈设置于所述靶材运动路径上，所述隔热层设置于所述线圈的内侧；所述电源转换器连接外部电源和所述电磁控制装置，所述控制器连接所述电磁控制装置，还用于通过控制所述电磁控制装置调整所述电磁环形加热器的输出功率。本申请第二方面，提供了一种液滴靶产生方法，基于上述的液滴靶产生装置实现，所述方法包括：控制限制装置限制每次只有一个预设规格的固体靶材通过；所述固体靶材放置于靶材盒内，由所述靶材盒输出至所述限制装置；控制非接触式加热器将通过的所述固体靶材加热至熔融状态，形成液滴靶；所述固体靶材通过所述限制装置后，在外力场的作用下沿靶材运动路径运动至所述非接触式加热器的加热区域；所述限制装置和所述非接触式加热器依次设置于所述靶材盒和真空环境中的预设激光击打位置之间的所述靶材运动路径上。在其中一个实施例中，所述控制非接触式加热器将通过的所述固体靶材加热至熔融状态，形成液滴靶之前，还包括：根据获取的所述固体靶材的规格，以及所述非接触式加热器的结构参数，调整所述非接触式加热器的输出功率。在其中一个实施例中，所述固体靶材的规格包括所述固体靶材的材料、形状和尺寸，所述非接触式加热器为电磁环形加热器，所述根据获取的所述固体靶材的规格，以及所述非接触式加热器的结构参数，调整所述非接触式加热器的输出功率，包括：根据获取的固体靶材的材料、形状和尺寸，确定所述固体靶材被加热至熔融状态所需的能量值；根据所述能量值和获取的所述电磁环形加热器的结构参数，调整所述电磁环形加热器的输出功率。在其中一个实施例中，所述根据获取的固体靶材的材料、形状和尺寸，确定所述固体靶材被加热至熔融状态所需的能量值，包括：根据获取的固体靶材的材料确定所述固体靶材的密度、比热容和熔化温度；根据获取的所述固体靶材的形状和尺寸确定所述固体靶材的体积；根据所述固体靶材的密度、比热容、熔化温度和体积，确定所述固体靶材被加热至熔融状态所需的能量值。在其中一个实施例中，所述电磁环形加热器的结构参数包括线圈参数和所述环形加热器的内阻，所述根据所述能量值和获取的所述电磁环形加热器的结构参数，调整所述电磁环形加热器的输出功率，包括：根据所述能量值和获取的所述线圈参数，确定感生电流的大小；根据所述感生电流的大小，确定产生所述感生电流所需的磁通量在单位时间内的改变量；根据所述磁通量在单位时间内的改变量和所述线圈参数计算通过所述电磁环形加热器的最大电流；根据所述电磁环形加热器的最大电流和所述电磁环形加热器的内阻，确定最小需求功率，并根据所述最小需求功率调整所述电磁环形加热器的输出功率。本申请第三方面，提供了一种极紫外光源产生系统，包括激光光源装置、聚焦透镜和如上述的液滴靶产生装置；所述液滴靶产生装置用于沿靶材运动路径产生液滴靶；所述激光光源装置用于产生辐射脉冲激光，并将所述辐射脉冲激光传输至所述聚焦透镜；所述聚焦透镜用于将所述辐射脉冲激光聚焦于真空环境中，并在预设激光击打位置击打所述液滴靶，以使所述液滴靶受到激光作用并被等离子体化，产生极紫外光。上述液滴靶产生装置包括靶材盒、限制装置、非接触式加热器和控制器。靶材盒内放置有预设规格的固体靶材，限制装置和非接触式加热器依次设置于靶材盒和真空环境中的预设激光击打位置之间的靶材运动路径上。控制器连接限制装置和非接触式加热器，用于控制限制装置限制每次只有一个固体靶材通过。固体靶材通过限制装置后，在外力场的作用下继续沿靶材运动路径运动，在通过非接触式加热器的加热区域时，控制器控制非接触式加热器将该固体靶材加热至熔融状态，形成液滴靶。即非接触式加热器在固体靶材的运动过程中对其加热形成液滴靶，液滴靶形成过程中，以及液滴靶形成后，并不与液滴靶产生装置直接接触，因此对液滴靶产生装置制作材料的耐热以及耐腐蚀性能要求低，具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液滴靶产生装置，其特征在于，包括靶材盒、限制装置、非接触式加热器和控制器；所述靶材盒内放置有预设规格的固体靶材，所述限制装置和所述非接触式加热器依次设置于所述靶材盒和真空环境中的预设激光击打位置之间的靶材运动路径上；/n所述控制器连接所述限制装置和所述非接触式加热器，用于控制所述限制装置限制每次只有一个所述固体靶材通过；所述固体靶材通过所述限制装置后，在外力场的作用下继续沿所述靶材运动路径运动，在通过所述非接触式加热器的加热区域时，所述控制器控制所述非接触式加热器将所述固体靶材加热至熔融状态，形成液滴靶。/n

【技术特征摘要】
1.一种液滴靶产生装置，其特征在于，包括靶材盒、限制装置、非接触式加热器和控制器；所述靶材盒内放置有预设规格的固体靶材，所述限制装置和所述非接触式加热器依次设置于所述靶材盒和真空环境中的预设激光击打位置之间的靶材运动路径上；
所述控制器连接所述限制装置和所述非接触式加热器，用于控制所述限制装置限制每次只有一个所述固体靶材通过；所述固体靶材通过所述限制装置后，在外力场的作用下继续沿所述靶材运动路径运动，在通过所述非接触式加热器的加热区域时，所述控制器控制所述非接触式加热器将所述固体靶材加热至熔融状态，形成液滴靶。


2.根据权利要求1所述的液滴靶产生装置，其特征在于，所述限制装置包括壳体、凹槽转盘和电机；所述壳体上设置有第一缺口和第二缺口，所述第一缺口与所述靶材盒的靶材出口位置对应，所述第二缺口与所述加热器的加热区域对应；所述凹槽转盘上设置有凹槽，所述凹槽每次只能容纳一个所述固体靶材；
所述电机连接所述凹槽转盘和所述控制器；所述控制器用于通过所述电机控制所述凹槽转盘转动，以使所述凹槽周期性地与所述第一缺口和所述第二缺口对应。


3.根据权利要求2所述的液滴靶产生装置，其特征在于，所述凹槽转盘包括相对设置的第一凹槽和第二凹槽，当所述第一凹槽与所述第一缺口对应时，所述第二凹槽与所述第二缺口对应，且所述第一凹槽和所述第二凹槽每次各只能容纳一个所述固体靶材。


4.根据权利要求1所述的液滴靶产生装置，其特征在于，所述固体靶材为磁性金属固体靶材，所述非接触式加热器为电磁环形加热器，所述电磁环形加热器包括电源转换器、电磁控制装置、线圈和隔热层；所述线圈设置于所述靶材运动路径上，所述隔热层设置于所述线圈的内侧；
所述电源转换器连接外部电源和所述电磁控制装置，所述控制器连接所述电磁控制装置，还用于通过控制所述电磁控制装置调整所述电磁环形加热器的输出功率。


5.一种液滴靶产生方法，其特征在于，基于权利要求1至4任意一项所述的液滴靶产生装置实现，所述方法包括：
控制限制装置限制每次只有一个预设规格的固体靶材通过；所述固体靶材放置于靶材盒内，由所述靶材盒输出至所述限制装置；
控制非接触式加热器将通过的所述固体靶材加热至熔融状态，形成液滴靶；所述固体靶材通过所述限制装置后，在外力场的作用下沿靶材运动路径运动至所述非接触式加热器的加热区域；
所述限制装置和所述非接触式加热器依次设置于所述靶材盒和真空环境中的预设激光击打位置之间的所述靶材运动路径上。

【专利技术属性】
技术研发人员：马修泉，张琳，吴寒，闻锦程，王力波，王新兵，左都罗，陆培祥，
申请(专利权)人：广东省智能机器人研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44