CN214375823U

CN214375823U - 一种液态金属靶极紫外光源系统

Info

Publication number: CN214375823U
Application number: CN202120579575.9U
Authority: CN
Inventors: 芶富均; 陈波; 陈建军
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-03-22
Filing date: 2021-03-22
Publication date: 2021-10-08
Anticipated expiration: 2031-03-22

Abstract

本实用新型公开了一种液态金属靶极紫外光源系统，液态金属靶从顶部插入真空腔室内部，液态金属靶内部盛装有液态金属，真空腔室底部与等离子体源连接，等离子体源具有进气口、放电区和喷口，喷口与真空腔室连通，喷口与液态金属靶位置相对应，工作时液态金属靶底部产生等离子蒸汽云团，等离子体源通过等离子体电源进行供电，真空腔室外侧具有输入口和引出口，输入口处设置有激光器，激光器产生的激光束通过输入口进入真空腔室并轰击等离子蒸汽云团，引出口供极紫引光光路通过，真空腔室外侧连通有真空泵，等离子体源和真空腔室下部区域外侧设置有磁场线圈，磁场线圈通过线圈电源供电，解决现有技术中需要产生稳定高效的13.5nm光源的技术问题。

Description

一种液态金属靶极紫外光源系统

技术领域

本实用新型属于检测装置领域，尤其涉及一种液态金属靶极紫外光源系统。

背景技术

光刻是芯片制造技术的主要环节之一，光刻机分为紫外光源（UV）、深紫外光源(DUV)、极紫外光源（EUV）。随着集成电路的发展，高度集成技术需求也逐渐提高，大部分电子元器件和存储单元趋于超小型化。采用极紫外光源（EUV）生产超小型芯片已最为核心的是新一代曝光技术。对于工业生产用EUV光刻机，其关键部件多层涂层镜、光收集器等，因其性能参数要求较高，如果不满足要求会影响到光学系统的工作效率。所以装机前要采用13.5nm光源对其检测评估，判断是否满足使用要求。这些器件使用过程中，会受到碳污染，影响到光学系统的工作效率，需对其进行清洗并重新检测。也需要采用13.5nm光源对其检测评估，所以如何开发一款高效稳定产生13.5nm光源的系统是本领域技术人员一直思考的难题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种液态金属靶极紫外光源系统，解决上述现有技术中需要产生稳定高效的13.5nm光源的技术问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种液态金属靶极紫外光源系统，包括：等离子体源、真空腔室、液态金属靶、激光器和真空泵，所述液态金属靶从顶部插入真空腔室内部，所述液态金属靶内部盛装有液态金属，所述真空腔室底部与等离子体源连接，所述等离子体源具有进气口、放电区和喷口，所述喷口与真空腔室连通，所述喷口与液态金属靶位置相对应，工作时所述液态金属靶底部产生等离子蒸汽云团，所述等离子体源通过等离子体电源进行供电，所述真空腔室外侧具有输入口和引出口，所述输入口处设置有激光器，所述激光器产生的激光束通过输入口进入真空腔室并轰击等离子蒸汽云团，所述引出口供极紫引光光路通过，所述真空腔室外侧连通有真空泵，所述等离子体源和真空腔室下部区域外侧设置有磁场线圈，所述磁场线圈通过线圈电源供电。

本实用新型的一种液态金属靶极紫外光源系统，所述液态金属靶顶部设置有储存罐，所述储存罐内储存有液态金属。

本实用新型的一种液态金属靶极紫外光源系统，所述储存罐外部设置有加热器。

本实用新型的一种液态金属靶极紫外光源系统，所述液态金属靶底部设置有蒸发器。

本实用新型的一种液态金属靶极紫外光源系统，所述液态金属靶位于真空腔室内部一段的外侧设置有第一加热丝。

本实用新型的一种液态金属靶极紫外光源系统，所述液态金属靶位于真空腔室外部一段的外侧设置有第二加热丝。

本实用新型的一种液态金属靶极紫外光源系统，所述真空腔室外部设有接地端。

本实用新型的一种液态金属靶极紫外光源系统，所述加热器外部设置有保温层。

本实用新型的一种液态金属靶极紫外光源系统，所述第二加热丝外设有保温层。

本实用新型产生的有益效果是：

1、通过氩等离子体与蒸发器蒸发的锡/锂液态金属相互作用，形成锡/锂等离子体蒸气云团。

2、通过激光束与锡/锂等离子体蒸气云团相互作用，发出13.5nm极紫外光，从而实现极紫外光（EUV）的稳定输出；

3、其中蒸发器采用钨材质毛细多孔结构，能形成稳定锡/锂液态金属蒸气，且可耐锡/锂液态金属腐蚀以及等离子体的刻蚀；

4、其中储存罐内部液态金属在重力的作用下可自动补充到蒸发器，结构简单、操作方便。

5、从而获得13.5nm极紫外光，用于EUV光刻机中各种关键部件的检测，同时满足功率稳定性高，结构简便等需求。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型实施例的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种液态金属靶极紫外光源系统，包括：等离子体源1、真空腔室2、液态金属靶20、激光器11和真空泵16，所述液态金属靶20从顶部插入真空腔室2内部，所述液态金属靶20内部盛装有液态金属6，所述真空腔室2底部与等离子体源1连接，所述等离子体源1具有进气口101、放电区102和喷口103，所述喷口103与真空腔室2连通，所述喷口103与液态金属靶20位置相对应，工作时所述液态金属靶20底部产生等离子蒸汽云团3，所述等离子体源1通过等离子体电源10进行供电，所述真空腔室2外侧具有输入口12和引出口8，所述输入口12处设置有激光器11，所述激光器11产生的激光束5通过输入口12进入真空腔室2并轰击等离子蒸汽云团3，所述引出口8供极紫引光光路7通过，所述真空腔室2外侧连通有真空泵16，所述等离子体源1和真空腔室2下部区域外侧设置有磁场线圈9，所述磁场线圈9通过线圈电源14供电。

本实用新型的优选实施例中，所述液态金属靶20顶部设置有储存罐19，所述储存罐19内储存有液态金属6。

本实用新型的优选实施例中，所述储存罐19外部设置有加热器18。

本实用新型的优选实施例中，所述液态金属靶20底部设置有蒸发器4。

本实用新型的优选实施例中，所述液态金属靶20位于真空腔室2内部一段的外侧设置有第一加热丝13。

本实用新型的优选实施例中，所述液态金属靶20位于真空腔室2外部一段的外侧设置有第二加热丝17。

本实用新型的优选实施例中，所述真空腔室2外部设有接地端15。

本实用新型的优选实施例中，所述加热器18外部设置有保温层。

本实用新型的优选实施例中，所述第二加热丝17外设有保温层。

工作原理简述：

反应气体（氩气）通过等离子体源1的进气口101进入放电区102，在等离子体电源10外加电场作用下，将反应气体（氩气）离化成氩等离子体，并在喷口103喷射出去，形成高通量密度等离子体。等离子体在磁场线圈9约束作用下，形成等离子体束流，并沿真空腔室2轴线输送至液态金属靶20上，液态金属靶20内部蒸发的液态金属6（锡/锂），与等离子体相互作用，形成（锡/锂）等离子体蒸气云团3。

真空泵16用于真空腔室2真空环境的获得，保证液态金属不被氧化，同时可将工作时反应残余气体氩气排出。

等离子体源1选用专利ZL201420180659.5装置，等离子体源1与真空腔室2连接，等离子体源1阳极与真空腔室2为等电位。真空腔室2外部设有接地端15，保护人身和设备的安全。

等离子体源1的反应气体（氩气）来自外部储气罐，反应气体（氩气）通过进气口101进入放电区102，在等离子体电源10（型号：STAR200-TA01）外加电场作用下，将反应气体(氩气)离化成氩等离子体，并在喷嘴103喷射出去，形成高通量密度等离子体。等离子体源1稳定工作后，启动线圈电源14(型号：DX-AT-7D)，磁场线圈9得电，电流可调0-700A，磁场线圈9中心轴线将产生高达0-5000高斯的磁场强度，形成等离子体束流，并沿真空腔室2轴线输送至液态金属靶20。

液态金属靶20底部安装有蒸发器4，蒸发器采用钨材质毛细多孔结构，可耐锡/锂液态金属腐蚀以及等离子体的刻蚀。

液态金属靶20与储存罐19相连，储存罐19内部装有液态金属6，其中的液态金属6在重力的作用下自动补充到蒸发器4处，能形成稳定锡/锂液态金属蒸气。锡/锂液态金属蒸气与氩等离子体束流相互作用，形成锡/锂等离子体蒸气云团3。

液态金属靶20上部安装有第二加热丝17，用于维持锡/锂液态金属处于熔融状态所需的热量，保证其具有良好的流动性，第二加热丝17外部设有保温材料，可防止热量流失。液态金属靶20下部安装有第一加热丝13，用于调节锡/锂液态金属蒸发量，形成稳定锡/锂液态金属蒸气。储存罐19外部安装有加热器18，用于将锡/锂熔化成液态金属，加热器18外部设有保温材料，可防止热量流失。

激光器11采用二氧化碳激光器，激光器11沿输入口12入射激光5轰击锡/锂等离子体蒸气云团3，发出13.5nm极紫外光，并沿输入口8输出，从而实现极紫外光（EUV）的稳定输出。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种液态金属靶极紫外光源系统，其特征在于，包括：等离子体源（1）、真空腔室（2）、液态金属靶（20）、激光器（11）和真空泵（16），所述液态金属靶（20）从顶部插入真空腔室（2）内部，所述液态金属靶（20）内部盛装有液态金属（6），所述真空腔室（2）底部与等离子体源（1）连接，所述等离子体源（1）具有进气口（101）、放电区（102）和喷口（103），所述喷口（103）与真空腔室（2）连通，所述喷口（103）与液态金属靶（20）位置相对应，工作时所述液态金属靶（20）底部产生等离子蒸汽云团（3），所述等离子体源（1）通过等离子体电源（10）进行供电，所述真空腔室（2）外侧具有输入口（12）和引出口（8），所述输入口（12）处设置有激光器（11），所述激光器（11）产生的激光束（5）通过输入口（12）进入真空腔室（2）并轰击等离子蒸汽云团（3），所述引出口（8）供极紫引光光路（7）通过，所述真空腔室（2）外侧连通有真空泵（16），所述等离子体源（1）和真空腔室（2）下部区域外侧设置有磁场线圈（9），所述磁场线圈（9）通过线圈电源（14）供电。

2.根据权利要求1所述的一种液态金属靶极紫外光源系统，其特征在于，所述液态金属靶（20）顶部设置有储存罐（19），所述储存罐（19）内储存有液态金属（6）。

3.根据权利要求2所述的一种液态金属靶极紫外光源系统，其特征在于，所述储存罐（19）外部设置有加热器（18）。

4.根据权利要求1所述的一种液态金属靶极紫外光源系统，其特征在于，所述液态金属靶（20）底部设置有蒸发器（4）。

5.根据权利要求1所述的一种液态金属靶极紫外光源系统，其特征在于，所述液态金属靶（20）位于真空腔室（2）内部一段的外侧设置有第一加热丝（13）。

6.根据权利要求1所述的一种液态金属靶极紫外光源系统，其特征在于，所述液态金属靶（20）位于真空腔室（2）外部一段的外侧设置有第二加热丝（17）。

7.根据权利要求1所述的一种液态金属靶极紫外光源系统，其特征在于，所述真空腔室（2）外部设有接地端（15）。

8.根据权利要求3所述的一种液态金属靶极紫外光源系统，其特征在于，所述加热器（18）外部设置有保温层。

9.根据权利要求6所述的一种液态金属靶极紫外光源系统，其特征在于，所述第二加热丝（17）外设有保温层。