KR20230065975A

KR20230065975A - Pressure vessel with pressure bearing shell

Info

Publication number: KR20230065975A
Application number: KR1020237005179A
Authority: KR
Inventors: 로드니 디. 시몬스
Original assignee: 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
Priority date: 2020-09-15
Filing date: 2021-08-24
Publication date: 2023-05-12
Also published as: CN116114385A; WO2022058131A1

Abstract

압력 용기는 주석을 포함하는 유체를 보유하도록 구성된다. 압력 용기는 몰리브덴으로 만들어진 라이너를 포함하고, 라이너는 주석 유체를 보유하고 주석 유체와 접촉하는 라이너 캐비티를 형성하고, 압력 베어링 쉘은 라이너가 고정되는 쉘 캐비티를 형성한다. 압력 베어링 쉘은 몰리브덴의 열팽창 계수와 일치하는 열팽창 계수를 갖는 재료로 만들어진다.The pressure vessel is configured to hold a fluid comprising tin. The pressure vessel includes a liner made of molybdenum, the liner holding a tin fluid and forming a liner cavity in contact with the tin fluid, and the pressure bearing shell forming a shell cavity in which the liner is secured. The pressure bearing shell is made of a material with a thermal expansion coefficient matching that of molybdenum.

Description

Pressure vessel with pressure bearing shell

관련 출원에 대한 상호 참조CROSS REFERENCES TO RELATED APPLICATIONS

본 출원은 2020년 9월 15일에 출원되었으며 명칭이 PRESSURE VESSEL HAVING PRESSURE BEARING SHELL인 미국 출원 제63/078,410호에 대한 우선권을 주장하며, 이는 그 전체가 참조로 본 명세서에 원용된다.This application claims priority to U.S. Application Serial No. 63/078,410, filed on September 15, 2020, entitled PRESSURE VESSEL HAVING PRESSURE BEARING SHELL, which is incorporated herein by reference in its entirety.

기술 분야technical field

개시된 주제는 압력 베어링 쉘을 갖고 유체를 보유하도록 구성되는 압력 용기에 관한 것이다.The disclosed subject matter relates to a pressure vessel having a pressure bearing shell and configured to hold a fluid.

극자외선(EUV) 광, 예를 들어 100 나노미터(nm) 이하의 파장을 가지며, 예를 들어 20 nm 이하, 5 내지 20 nm, 또는 13 내지 14 nm의 파장의 광을 포함하는 전자기 방사선(때로 연질 x-선이라고도 함)이 레지스트 층에서 중합을 개시함으로써 기판, 예를 들어 실리콘 웨이퍼에 매우 작은 피처를 생성하기 위해 포토리소그래피 프로세스에 사용될 수 있다. EUV 광을 생성하는 방법은 소스 재료의 물리적 상태를 플라즈마 상태로 변경하는 것을 포함하지만 이에 제한되는 것은 아니다. 소스 재료는 EUV 범위의 방출선을 갖는 화합물 또는 원소, 예를 들어 크세논, 리튬 또는 주석을 포함한다. 종종 레이저 생성 플라즈마("LPP")라고 불리는 하나의 그러한 방법에서, 필요한 플라즈마는 예를 들어 소스 재료의 액적, 스트림 또는 클러스터 형태의 소스 재료를 구동 레이저로서 지칭될 수 있는 증폭된 광 빔으로 조사함으로써 생성된다. 이 프로세스에 대해, 플라즈마는 전형적으로 밀봉된 용기, 예를 들어 진공 챔버에서 생성되며 다양한 유형의 계측 장비를 사용하여 모니터링된다. 플라즈마 상태에 있을 때 EUV 범위에서 방출하는 크세논, 리튬, 또는 주석과 같은 소스 재료는 일반적으로 이들이 타겟화되고 구동 레이저에 의해 조사되기 때문에 타겟 재료라 지칭된다.Extreme ultraviolet (EUV) light, for example electromagnetic radiation (sometimes referred to as Soft x-rays) can be used in a photolithography process to create very small features in a substrate, such as a silicon wafer, by initiating polymerization in a resist layer. Methods of generating EUV light include, but are not limited to, changing a physical state of a source material to a plasma state. The source material includes a compound or element having an emission line in the EUV range, for example xenon, lithium or tin. In one such method, sometimes referred to as laser-produced plasma ("LPP"), the required plasma is produced by irradiating the source material, for example in the form of droplets, streams or clusters of the source material, with an amplified light beam, which may be referred to as a drive laser. is created For this process, plasma is typically created in a sealed vessel, such as a vacuum chamber, and monitored using various types of instrumentation equipment. Source materials such as xenon, lithium, or tin that emit in the EUV range when in a plasma state are generally referred to as target materials because they are targeted and irradiated by a drive laser.

일부 일반적인 양태에서, 유체 공급 장치가 극자외선 광원의 챔버 내의 타겟 위치에 타겟 재료를 공급하도록 구성된다. 유체 공급 장치는 프라이밍 시스템(priming system); 저장소 시스템; 노즐 공급 시스템; 및 프라이밍 시스템, 저장소 시스템 및 노즐 공급 시스템 중 하나 이상 내의 압력 용기를 포함한다. 프라이밍 시스템은 타겟 재료를 포함하는 고체 물질을 수용하고 고체 물질로부터 유체 타겟 재료를 생성하도록 구성된다. 저장소 시스템은 프라이밍 시스템과 유체 연통하고 유체 타겟 재료를 저장하도록 구성되는 하나 이상의 유체 저장소를 포함한다. 노즐 공급 시스템은 저장소 시스템과 유체 연통한다. 압력 용기는 유체 타겟 재료를 보유하도록 구성된다. 압력 용기는 압력하에서 유체 타겟 재료를 보유하는 라이너 캐비티를 형성하는 라이너 및 라이너가 고정되는 쉘 캐비티를 형성하는 압력 베어링 쉘을 포함한다. 라이너 및 압력 베어링 쉘은 라이너와 압력 베어링 쉘 사이의 인터페이스에 있는 임의의 간극이 이물질의 진입을 방지할 수 있을 만큼 충분히 작은 유사-모놀리식(pseudo-monolithic) 형상을 형성한다.In some general aspects, a fluid supply device is configured to supply a target material to a target location within a chamber of an extreme ultraviolet light source. The fluid supply device includes a priming system; storage system; nozzle supply system; and a pressure vessel within one or more of the priming system, reservoir system, and nozzle supply system. The priming system is configured to receive a solid material comprising a target material and to create a fluid target material from the solid material. The reservoir system includes one or more fluid reservoirs in fluid communication with the priming system and configured to store a fluid target material. A nozzle supply system is in fluid communication with the reservoir system. The pressure vessel is configured to hold a fluid target material. The pressure vessel includes a liner defining a liner cavity that holds a fluid target material under pressure and a pressure bearing shell defining a shell cavity to which the liner is secured. The liner and pressure bearing shell form a pseudo-monolithic shape where any gaps at the interface between the liner and pressure bearing shell are small enough to prevent entry of foreign matter.

구현예는 다음 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 라이너와 압력 베어링 쉘은 쉘이 라이너에 압축 응력을 가하도록 구성될 수 있다.Implementations can include one or more of the following features. For example, the liner and pressure bearing shell can be configured such that the shell compressively stresses the liner.

라이너와 압력 베어링 쉘 사이의 인터페이스는 형상이 적어도 부분적으로 원추형일 수 있다. 라이너와 압력 베어링 쉘 사이의 인터페이스는 형상이 적어도 부분적으로 원통형일 수 있다.The interface between the liner and the pressure bearing shell may be at least partially conical in shape. The interface between the liner and the pressure bearing shell may be at least partially cylindrical in shape.

라이너는 압력 베어링 쉘의 적어도 하나의 개구를 통해 연장되는 튜브 섹션을 포함할 수 있고, 튜브 섹션은 유체 타겟 재료가 흐르는 내부 통로를 형성한다.The liner may include a tube section extending through at least one opening in the pressure bearing shell, the tube section defining an interior passage through which the fluid target material flows.

노즐 공급 시스템은 유체 타겟 재료가 흐르는 모세관을 포함하는 노즐 디바이스를 포함할 수 있으며, 모세관은 압력 용기의 라이너 캐비티와 유체 연통한다.The nozzle supply system can include a nozzle device comprising a capillary through which a fluid target material flows, the capillary in fluid communication with the liner cavity of the pressure vessel.

라이너 및 압력 베어링 쉘은 단부에서 밀봉될 수 있고 라이너는 25 메가파스칼(MPa) 초과, 55MPa 초과, 80MPa 초과 또는 100MPa 초과의 압력까지 가압될 수 있다.The liner and pressure bearing shell may be sealed at the ends and the liner may be pressurized to pressures greater than 25 megapascals (MPa), greater than 55 MPa, greater than 80 MPa or greater than 100 MPa.

유체 타겟 재료는 주석 또는 주석 합금일 수 있다. 라이너는 몰리브덴으로 만들어질 수 있고, 압력 베어링 쉘은 몰리브덴의 열팽창 계수와 일치하는 열팽창 계수를 갖는 재료로 만들어질 수 있다. 압력 베어링 쉘은 철 합금으로 만들어질 수 있다.The fluid target material may be tin or tin alloy. The liner may be made of molybdenum, and the pressure bearing shell may be made of a material having a thermal expansion coefficient matching that of molybdenum. The pressure bearing shell can be made of iron alloy.

다른 일반적인 양태에서, 압력 용기는 유체를 보유하도록 구성된다. 압력 용기는 유체와 호환되는 재료로 만들어진 라이너; 및 라이너가 고정되는 쉘 캐비티를 형성하는 압력 베어링 쉘을 포함한다. 라이너는 유체를 보유하고 유체와 접촉하는 라이너 캐비티를 형성한다. 라이너 및 압력 베어링 쉘은 라이너와 압력 베어링 쉘 사이의 인터페이스에 있는 임의의 간극이 이물질의 진입을 방지할 수 있을 만큼 충분히 작은 유사-모놀리식 형상을 형성한다.In another general aspect, a pressure vessel is configured to hold a fluid. The pressure vessel includes a liner made of a material compatible with the fluid; and a pressure bearing shell defining a shell cavity in which the liner is secured. The liner defines a liner cavity that retains and contacts the fluid. The liner and pressure bearing shell form a quasi-monolithic shape where any gaps at the interface between the liner and pressure bearing shell are small enough to prevent entry of foreign matter.

구현예는 다음 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 라이너 및 압력 베어링 쉘은 쉘이 라이너에 압축 응력을 가하도록 구성될 수 있다.Implementations can include one or more of the following features. For example, the liner and pressure bearing shell can be configured such that the shell compressively stresses the liner.

라이너는 압력 베어링 쉘의 적어도 하나의 개구를 통해 연장되는 튜브 섹션을 포함할 수 있으며, 튜브 섹션은 유체가 흐르는 내부 통로를 형성한다. 튜브 섹션의 내부 통로는 노즐 디바이스의 모세관과 유체 연통할 수 있다.The liner may include a tube section extending through at least one opening in the pressure bearing shell, the tube section defining an internal passage through which the fluid flows. The inner passage of the tube section may be in fluid communication with the capillary of the nozzle device.

압력 베어링 쉘은 라이너 재료의 열팽창 계수와 일치하는 열팽창 계수를 갖는 재료로 제조될 수 있다.The pressure bearing shell may be made of a material having a coefficient of thermal expansion matching that of the liner material.

라이너와 압력 베어링 쉘 사이의 인터페이스는 형상이 적어도 부분적으로 원추형일 수 있고 압력 베어링 쉘의 개구를 통해 연장되는 라이너의 튜브 섹션을 향해 테이퍼질 수 있다.The interface between the liner and the pressure bearing shell may be at least partially conical in shape and may taper toward a tube section of the liner extending through an opening in the pressure bearing shell.

라이너는 몰리브덴 또는 세라믹 재료로 만들어질 수 있다. 라이너는 이방성이며 실온에서 취성인 재료로 만들어질 수 있다.The liner may be made of molybdenum or ceramic material. The liner may be made of a material that is anisotropic and brittle at room temperature.

라이너와 압력 베어링 쉘 사이의 인터페이스는 유체의 융점보다 더 높은 융점을 갖는 충전 재료를 포함할 수 있고, 따라서 충전 재료는 라이너와 압력 베어링 쉘 양자 모두와 접촉하게 되며, 형성되는 임의의 간극이 충전 재료와 라이너 및 압력 베어링 쉘 중 하나 이상 사이에 있고, 이러한 간극은 이물질의 진입을 방지할 수 있을 만큼 충분히 작다. 충전 재료는 인터페이스에서 라이너와 압력 베어링 쉘 중 하나 이상을 덮을 수 있으며 20 내지 200 마이크로미터(μm)인 두께 범위를 갖는다. 충전 재료는 300 내지 400℃의 브레이징 온도를 가질 수 있다. 충전 재료는 니켈과 금의 합금으로 만들어질 수 있다.The interface between the liner and the pressure bearing shell may include a fill material having a melting point higher than that of the fluid, so that the fill material comes into contact with both the liner and the pressure bearing shell, and any gaps that are formed are filled with the fill material. and between at least one of the liner and pressure bearing shell, the gap being small enough to prevent entry of foreign matter. The fill material may cover one or more of the liner and pressure bearing shell at the interface and has a thickness ranging from 20 to 200 micrometers (μm). The filler material may have a brazing temperature of 300 to 400°C. The filler material may be made of an alloy of nickel and gold.

라이너와 압력 베어링 쉘 사이의 인터페이스에 있는 임의의 간극은 산소의 진입을 방지할 수 있을 만큼 충분히 작을 수 있다.Any gaps at the interface between the liner and the pressure bearing shell may be small enough to prevent oxygen from entering.

압력 베어링 쉘은 라이너 재료보다 더 연성인 재료로 만들어질 수 있고, 압력 베어링 쉘 재료의 극한 강도에 대한 항복 강도의 비율은 0.4 내지 0.6일 수 있다.The pressure bearing shell may be made of a material that is softer than the liner material, and the ratio of yield strength to ultimate strength of the pressure bearing shell material may be between 0.4 and 0.6.

다른 일반적인 양태에서, 압력 용기는 주석을 포함하는 유체를 보유하도록 구성된다. 압력 용기는 몰리브덴으로 만들어진 라이너로서, 라이너는 주석 유체를 보유하고 주석 유체와 접촉하는 라이너 캐비티를 형성하는 라이너; 및 라이너가 고정되는 쉘 캐비티를 형성하는 압력 베어링 쉘을 포함한다. 압력 베어링 쉘은 몰리브덴의 열팽창 계수와 일치하는 열팽창 계수를 갖는 재료로 만들어진다.In another general aspect, the pressure vessel is configured to hold a fluid comprising tin. The pressure vessel is a liner made of molybdenum, the liner having a tin fluid and forming a liner cavity in contact with the tin fluid; and a pressure bearing shell defining a shell cavity in which the liner is secured. The pressure bearing shell is made of a material with a thermal expansion coefficient matching that of molybdenum.

구현예는 다음 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 쉘 재료는 철 합금으로 만들어질 수 있다. 철 합금은 니켈, 코발트 및 철을 포함할 수 있다. 철 합금은 Kovar™일 수 있다.Implementations can include one or more of the following features. For example, the shell material may be made of an iron alloy. Iron alloys may include nickel, cobalt and iron. The iron alloy may be Kovar™.

라이너 및 압력 베어링 쉘은 쉘이 라이너에 압축 응력을 가하도록 구성될 수 있다.The liner and pressure bearing shell can be configured such that the shell compressively stresses the liner.

라이너는 압력 베어링 쉘의 적어도 하나의 개구를 통해 연장되는 튜브 섹션을 포함할 수 있으며, 튜브 섹션은 주석 유체가 흐르는 내부 통로를 형성한다. 튜브 섹션의 내부 통로는 노즐 디바이스의 모세관과 유체 연통할 수 있다.The liner may include a tube section extending through at least one opening in the pressure bearing shell, the tube section defining an internal passage through which the tin fluid flows. The inner passage of the tube section may be in fluid communication with the capillary of the nozzle device.

본 명세서에 통합되고 명세서의 일부를 형성하는 첨부 도면은 본 개시내용을 설명하고, 또한 설명과 함께 본 개시내용의 양태의 원리를 설명하고 관련 기술 분야의 통상의 기술자가 본 개시내용의 양태를 구성하고 이용하는 것을 가능하게 하는 역할을 한다.
도 1a는 유체를 보유하고 유체에 대한 고압 환경을 유지하도록 구성된 압력 용기의 개략도이며, 압력 용기는 압력 베어링 쉘 내에 라이너를 포함한다.
도 1b는 도 1a의 압력 용기의 압력 베어링 쉘의 개략도이다.
도 1c는 도 1a의 압력 용기 라이너의 개략도이다.
도 1d는 도 1a의 라이너와 압력 베어링 쉘 사이의 인터페이스를 보여주는 확대 단면도이다.
도 2a는 도 1a의 압력 용기의 개략도로서, 압력 베어링 쉘로부터 라이너에 가해지는 압축 응력을 도시한다.
도 2b는 평면 2B-2B를 따라 취한 도 2a의 압력 용기의 개략 단면도로서 압력 베어링 쉘로부터 라이너에 가해지는 압축 응력을 도시한다.
도 3은 도 1a의 압력 용기의 개략도로서, 제1 단부가 구조체로 밀봉되고 라이너 캐비티가 구조체에서 압력 포트에 의해 가압되는 방식을 도시한다.
도 4a는 도 1a 내지 도 3의 압력 용기의 구현예의 단면도이며, 라이너와 압력 베어링 쉘 사이의 인터페이스가 원통 형상을 갖는다.
도 4b는 평면 4B-4B를 따라 취해진 도 4a의 압력 용기의 단면도이다.
도 5a는 도 1a 내지 도 3의 압력 용기 구현의 단면도이며, 라이너와 압력 베어링 쉘 사이의 인터페이스의 적어도 일부가 원추형 형상을 갖는다.
도 5b는 평면 5B-5B를 따라 취한 도 5b의 압력 용기의 단면도이다.
도 5c는 분해된 상태의 도 5a의 압력 용기의 단면도이다.
도 6a는 도 1a 내지 도 3의 압력 용기의 구현의 단면도이며, 라이너와 압력 베어링 쉘 사이의 인터페이스의 적어도 일부가 원추형 형상을 갖고 라이너와 압력 베어링 쉘 사이의 인터페이스의 적어도 일부가 충전 재료를 포함한다.
도 6b는 평면 6B-6B를 따라 취한 도 6b의 압력 용기의 단면도이다.
도 6c는 도 6a의 라이너와 압력 베어링 쉘 사이의 인터페이스의 확대도이다.
도 7a는 도 6a의 압력 용기의 조립에서 라이너가 압력 베어링 쉘 내에 삽입되는 제1 단계의 단면도이다.
도 7b는 평면 7B-7B를 따라 취한 도 7b의 압력 용기 조립의 제1 단계의 단면도이다.
도 7c는 도 7a의 라이너와 압력 베어링 쉘 사이의 인터페이스의 확대도이다.
도 7d는 충전 재료가 압력 베어링 쉘과 라이너 사이에 브레이징되는 도 6a의 압력 용기 조립의 제2 단계의 단면도이다.
도 8은 극자외선 광원의 챔버 내에서 타겟 재료를 타겟 위치에 공급하도록 구성되는 유체 공급 장치의 블록도이며, 유체 공급 장치는 도 1a 내지 도 6a 중 어느 하나의 압력 용기를 포함한다.
도 9는 유체 공급 장치 및 극자외선 광원의 블록도이며, 유체 공급 장치는 압력 용기가 배치되고 노즐 공급 시스템의 노즐 디바이스에 유체 결합되는 노즐 공급 시스템을 포함한다.The accompanying drawings, which are incorporated in and form a part of this specification, illustrate the present disclosure and, together with the description, explain the principles of aspects of the present disclosure and allow those skilled in the relevant art to constitute aspects of the present disclosure. and play a role that makes it possible to use it.
1A is a schematic diagram of a pressure vessel configured to hold a fluid and maintain a high-pressure environment for the fluid, the pressure vessel including a liner within a pressure bearing shell.
Fig. 1b is a schematic view of a pressure bearing shell of the pressure vessel of Fig. 1a;
1C is a schematic diagram of the pressure vessel liner of FIG. 1A.
Fig. 1d is an enlarged cross-sectional view showing the interface between the liner of Fig. 1a and the pressure bearing shell;
Fig. 2a is a schematic diagram of the pressure vessel of Fig. 1a, showing the compressive stress applied to the liner from the pressure bearing shell;
FIG. 2B is a schematic cross-sectional view of the pressure vessel of FIG. 2A taken along plane 2B-2B, showing the compressive stress applied to the liner from the pressure bearing shell.
FIG. 3 is a schematic diagram of the pressure vessel of FIG. 1A showing how the first end is sealed to the structure and the liner cavity is pressurized by a pressure port in the structure.
4A is a cross-sectional view of an embodiment of the pressure vessel of FIGS. 1A-3, wherein the interface between the liner and the pressure bearing shell has a cylindrical shape.
4B is a cross-sectional view of the pressure vessel of FIG. 4A taken along plane 4B-4B.
5A is a cross-sectional view of the pressure vessel implementation of FIGS. 1A-3, wherein at least a portion of the interface between the liner and the pressure bearing shell has a conical shape.
5B is a cross-sectional view of the pressure vessel of FIG. 5B taken along plane 5B-5B.
5C is a cross-sectional view of the pressure vessel of FIG. 5A in an exploded condition.
6A is a cross-sectional view of an implementation of the pressure vessel of FIGS. 1A-3, wherein at least a portion of the interface between the liner and the pressure bearing shell has a conical shape and at least a portion of the interface between the liner and the pressure bearing shell includes a fill material. .
6B is a cross-sectional view of the pressure vessel of FIG. 6B taken along plane 6B-6B.
Fig. 6c is an enlarged view of the interface between the liner of Fig. 6a and the pressure bearing shell;
7a is a cross-sectional view of a first step in the assembly of the pressure vessel of FIG. 6a in which a liner is inserted into a pressure bearing shell;
7B is a cross-sectional view of a first stage of assembly of the pressure vessel of FIG. 7B taken along plane 7B-7B.
Fig. 7c is an enlarged view of the interface between the liner of Fig. 7a and the pressure bearing shell;
Figure 7d is a cross-sectional view of the second stage of the assembly of the pressure vessel of Figure 6a in which fill material is brazed between the pressure bearing shell and the liner.
8 is a block diagram of a fluid supply device configured to supply a target material to a target location within a chamber of an EUV light source, the fluid supply device including the pressure vessel of any one of FIGS. 1A to 6A.
9 is a block diagram of a fluid supply device and an extreme ultraviolet light source, the fluid supply device including a nozzle supply system in which a pressure vessel is disposed and fluidly coupled to a nozzle device of the nozzle supply system.

도 1a를 참조하면, 압력 용기(100)는 유체(50)를 보유하고 다양한 시간에 유체(50)에 대해 고압 환경을 유지하도록 구성된다. 예를 들어, 고압 환경은 1 메가파스칼(MPa)보다 큰 압력을 포함할 수 있다. 압력 용기(100)는 유체(50)가 라이너(105)의 내부 표면(107)과 접촉하도록 유체(50)를 보유하는 라이너 캐비티(106)를 형성하는 라이너(105)(도 1b에도 도시됨)를 포함한다. 유체(50)와 라이너(105)의 내부 표면(107)은 서로 접촉하기 때문에, 라이너(105)는 유체(50)와 호환가능한 재료로 만들어진다. 호환되기 위해, 라이너(105)의 재료는 유체(50)에 대한 화학적 반응성이 최소이거나 전혀 없다. 또한, 라이너(105)의 재료는 유체(50)의 융점 또는 융점 범위보다 큰 융점 또는 융점 범위를 가져야 한다. 이는 유체(50)에 따라 라이너(105)가 압력 용기에 사용하기에 적합하지 않은 재료로 만들어질 필요가 있을 수 있음을 의미한다. 즉, 라이너(105)는 압력 용기에서 사용하기 위해 필요한 고압(예를 들어, 1 MPa 초과)에서 사용하기에 부적합하고 및/또는 너무 취성인 재료로 만들어질 필요가 있을 수 있다.Referring to FIG. 1A , pressure vessel 100 is configured to hold fluid 50 and maintain a high-pressure environment for fluid 50 at various times. For example, a high-pressure environment may include a pressure greater than 1 megapascal (MPa). The pressure vessel 100 has a liner 105 (also shown in FIG. 1B) defining a liner cavity 106 to hold a fluid 50 such that the fluid 50 contacts the inner surface 107 of the liner 105. includes Because fluid 50 and inner surface 107 of liner 105 are in contact with each other, liner 105 is made of a material compatible with fluid 50 . To be compatible, the material of liner 105 has minimal or no chemical reactivity to fluid 50. Additionally, the material of liner 105 should have a melting point or melting range greater than the melting point or melting range of fluid 50 . This means that depending on the fluid 50, the liner 105 may need to be made of a material not suitable for use in a pressure vessel. That is, the liner 105 may need to be made of a material that is unsuitable and/or too brittle for use at the high pressures required for use in pressure vessels (eg, greater than 1 MPa).

일 예로서, 유체(50)가 유체 상태로 유지되는 주석 또는 주석 합금으로 만들어지고 따라서 약 230℃보다 높은 온도로 유지되는 경우, 라이너(105)는 몰리브덴으로 만들어질 수 있다. 몰리브덴은 주석과 반응하지 않으며 융점이 230℃보다 높다. 불행히도, 몰리브덴은 실온에서 취성 이방성 재료이며, 150 내지 200℃에서 취성 대 연성 전이를 겪더라도 몰리브덴은 230℃ 초과의 온도에서도 압력 베어링 능력에서 사용하기에는 여전히 너무 취성이다. 특히, 몰리브덴은 압력 용기 환경에서 요구되는 온도 및 고압에서 취성 파괴를 겪을 것이다.As an example, if the fluid 50 is made of tin or a tin alloy that is maintained in a fluid state and thus maintained at a temperature greater than about 230° C., the liner 105 may be made of molybdenum. Molybdenum does not react with tin and has a melting point higher than 230°C. Unfortunately, molybdenum is a brittle anisotropic material at room temperature, and even though it undergoes a brittle to ductile transition between 150 and 200°C, molybdenum is still too brittle for use in pressure bearing capacity even at temperatures above 230°C. In particular, molybdenum will undergo brittle fracture at the temperatures and high pressures required in a pressure vessel environment.

라이너(105)용 재료가 유체(50)와 호환가능한 것을 보장할 필요가 있는 경우 같이, 압력 용기에 사용하기에 적합하지 않거나 취성 파괴를 겪는 라이너(105)용 재료를 사용할 수 있도록 하기 위해, 압력 용기(100)는 라이너(105)가 고정되는 쉘(110)(도 1c에도 도시됨)을 포함한다. 쉘(110)은 압력 베어링이며, 이는 압력 용기 환경에 필요한 고압을 지탱하거나 견딜 수 있음을 의미한다. 압력 베어링 쉘(110)은 연성이며 압력 용기(100)를 1MPa 초과와 같은 더 높은 압력에서 동작시킬 때에도 파괴를 방지하는 기능을 한다. 따라서, 이러한 방식으로, 라이너(105) 단독으로는 준수하지 못하더라도 전체 압력 용기(100)는 압력 용기 사용에 관한 정부 지침을 준수할 수 있다.To enable the use of materials for the liner 105 that are not suitable for use in pressure vessels or that suffer brittle fracture, such as where it is necessary to ensure that the material for the liner 105 is compatible with the fluid 50, the pressure The vessel 100 includes a shell 110 (also shown in FIG. 1C) to which a liner 105 is secured. The shell 110 is pressure bearing, meaning it can support or withstand the high pressures required in a pressure vessel environment. The pressure bearing shell 110 is soft and functions to resist breakage even when operating the pressure vessel 100 at higher pressures, such as greater than 1 MPa. Thus, in this way, the entire pressure vessel 100 can comply with governmental guidelines for pressure vessel use even if the liner 105 alone does not comply.

인터페이스(108)는 라이너(105)와 압력 베어링 쉘(110) 사이의 3차원 인터페이스에 형성된다. 인터페이스(108)는 라이너(105)와 압력 베어링 쉘(110)이 만나는 3차원 위치이다. 또한, 라이너(105)와 압력 베어링 쉘(110)은 유사-모놀리식 형상을 형성하는데, 이는 라이너(105)와 압력 베어링 쉘(110) 사이에 인터페이스(108)가 있음에도 불구하고 전체 형상(라이너(105)와 압력 베어링 쉘(110)의 조합)은 단일 벌크 재료로 만들어진 모놀리식 형상과 유사하게 기능함을 의미한다. 또한 도 1d를 참조하면, 라이너(105)와 압력 베어링 쉘(110) 사이의 인터페이스(108)에 형성되는 임의의 간극(109)은 이물질의 진입을 방지할 수 있을 만큼 충분히 작다. 예를 들어, 3개의 상이한 유형의 이물질(111, 112, 113)이 도 1d에 도시되어 있다. 간극(109)의 크기는 라이너의 외부 표면(105o)과 압력 베어링 쉘(110)의 내부 표면(110i) 사이에서 연장되는 방향을 따라 측정된 거리에 대응한다. 이 방향은 도 1a 내지 도 1d에 도시된 직교 좌표계의 X축과 평행하다. 달리 표현하면, 라이너(105)의 외부 표면(105o)은 본질적으로 압력 베어링 쉘(110)의 내부 표면(110i)과 연속적으로 인접하고 인터페이스(108)는 이러한 이물질(111, 112, 113)의 진입이 방지되거나 또는 실질적으로 감소되도록 타이트하다. 구체적으로, 각각의 이물질(111, 112, 113)의 범위는 간극(109)의 크기보다 크고; 이러한 방식으로, 이물질(111, 112, 113)은 간극(109)에 의해 형성되는 체적에 진입할 수 없다.Interface 108 is formed at the three-dimensional interface between liner 105 and pressure bearing shell 110 . Interface 108 is the three-dimensional location where liner 105 and pressure bearing shell 110 meet. Additionally, the liner 105 and the pressure bearing shell 110 form a quasi-monolithic shape, which despite the presence of an interface 108 between the liner 105 and the pressure bearing shell 110, the overall shape (liner 105 and the pressure bearing shell 110) is meant to function similarly to a monolithic shape made of a single bulk material. Referring also to FIG. 1D , any gap 109 formed in the interface 108 between the liner 105 and the pressure bearing shell 110 is small enough to prevent entry of foreign matter. For example, three different types of debris 111, 112, and 113 are shown in FIG. 1D. The size of the gap 109 corresponds to the distance measured along the direction extending between the outer surface 105o of the liner and the inner surface 110i of the pressure bearing shell 110 . This direction is parallel to the X-axis of the Cartesian coordinate system shown in Figs. 1A to 1D. Stated another way, the outer surface 105o of the liner 105 is essentially contiguous with the inner surface 110i of the pressure bearing shell 110 and the interface 108 prevents entry of such debris 111 , 112 , 113 . tight so that this is prevented or substantially reduced. Specifically, the range of each foreign material 111, 112, 113 is greater than the size of the gap 109; In this way, foreign matter 111 , 112 , 113 cannot enter the volume formed by gap 109 .

예를 들어, 압력 용기(100)에 인접하여 형성되거나 존재할 수 있는 이물질은 수증기(H₂O), 산소(O₂), 및 유체(50)로부터 형성되는 산화물이다. 이러한 물질은 부식성이고 해로울 수 있으며, 이전 압력 용기에서 이러한 물질은 라이너와 외부 쉘 사이의 간극 내에 갇힐 수 있으며 일단 갇히면 제거하기 어려울 수 있다. 이러한 갇힌 물질은 압력 용기의 내부 또는 캐비티로 이동하여 유체(50)를 오염시킬 수 있다. 유체(50) 내의 이러한 물질의 오염은 이전 압력 용기의 구성요소 및 또한 압력 용기의 하류에 존재하는 구성요소 내에서 막힘 및 파괴를 야기할 수 있다. 본 명세서에서 논의된 바와 같이, 압력 용기(100)는 이러한 이물질이 라이너(105)와 압력 베어링 쉘(110) 사이의 간극(109) 내에 갇히는 것을 방지하는 방식으로 설계된다.For example, contaminants that may form or be present adjacent to pressure vessel 100 are water vapor (H ₂ O), oxygen (O ₂ ), and oxides formed from fluid 50 . These materials can be corrosive and harmful, and in older pressure vessels these materials can become trapped within the gap between the liner and outer shell and once trapped can be difficult to remove. These trapped materials may migrate into the interior or cavity of the pressure vessel and contaminate the fluid 50 . Contamination of these substances in the fluid 50 can cause blockages and failures within components of the previous pressure vessel and also components present downstream of the pressure vessel. As discussed herein, the pressure vessel 100 is designed in such a way as to prevent such debris from being trapped within the gap 109 between the liner 105 and the pressure bearing shell 110 .

도 1b를 참조하면, 압력 베어링 쉘(110)은 라이너(105)가 고정되는 쉘 캐비티(114)를 형성한다. 라이너(105) 및 압력 베어링 쉘(110) 중 하나 이상의 온도 변화로부터 야기될 수 있는 간극(109)의 크기 변화를 감소시키기 위해, 압력 베어링 쉘(110)은 라이너(105)의 열팽창 계수와 일치하는 열팽창 계수를 갖는 재료로 만들어진다. 예를 들어, 유체(50)가 주석 또는 주석 합금으로 만들어지는 경우, 라이너(105)는 몰리브덴 또는 세라믹 재료(양자 모두 주석과 비반응성임)로 만들어질 수 있다. 이 경우, 압력 베어링 쉘(110)은 니켈, 코발트 및 철의 합금과 같은 철의 합금으로 만들어진다. 하나의 특정 예에서, 압력 베어링 쉘(110)은 Kovar™로 만들어진다.Referring to FIG. 1B , the pressure bearing shell 110 defines a shell cavity 114 to which the liner 105 is secured. In order to reduce changes in the size of the gap 109 that may result from temperature changes in one or more of the liner 105 and the pressure bearing shell 110, the pressure bearing shell 110 is designed to match the coefficient of thermal expansion of the liner 105. It is made of a material with a coefficient of thermal expansion. For example, if fluid 50 is made of tin or a tin alloy, liner 105 may be made of molybdenum or a ceramic material (both of which are non-reactive with tin). In this case, the pressure bearing shell 110 is made of an alloy of iron, such as an alloy of nickel, cobalt and iron. In one specific example, the pressure bearing shell 110 is made of Kovar™.

전술한 바와 같이, 라이너(105)는 실온에서 취성이고 이방성인 몰리브덴과 같은 재료로 만들어질 수 있다. 특히, 라이너(105)의 재료의 취성은 연성과 관련하여 설명될 수 있다. 연성은 파단되지 않고 연신되거나 변형될 수 있는 능력과 관련된 재료의 물리적 특성이다. 연성은 재료가 파단되기 전에 얼마나 많은 소성 변형을 견딜 수 있는지를 나타낸다. 연성 재료는 항복하기 시작한 후에도 큰 변형을 견딜 수 있다. 따라서, 연성 물질은 파단되지 않고 상당량 변형될 수 있다. 한편, 몰리브덴과 같은 취성 재료는 파괴시 연신되거나 변형될 수 있지만, 몰리브덴에 의한 이러한 연신 및 변형은 파괴 또는 분단되기 전에 큰 소성 변형을 견딜 수 없을 정도로 미미하다. 즉, 라이너(105)의 재료는 압력 베어링 능력에서 기능하기에 충분히 연성이 아니다. 한편, 압력 베어링 쉘(110)은 라이너(105)의 재료보다 연성이 더 큰 재료로 만들어진다. 추가적으로, 압력 베어링 쉘(110)의 재료는 파괴(분단)되기 전에 큰 소성 변형을 견딜 수 있는 것이다. 압력 베어링 쉘(110)은 압력 베어링 능력에서 기능하기에 충분히 연성이다.As noted above, liner 105 may be made of a material such as molybdenum that is brittle and anisotropic at room temperature. In particular, brittleness of the material of liner 105 can be described in terms of ductility. Ductility is a physical property of a material related to its ability to be stretched or deformed without breaking. Ductility describes how much plastic deformation a material can withstand before breaking. Ductile materials can withstand large strains even after they begin to yield. Thus, a soft material can be deformed to a great extent without breaking. On the other hand, a brittle material such as molybdenum can be elongated or deformed upon fracture, but such elongation and deformation by molybdenum is so slight that it cannot withstand large plastic deformation before breaking or splitting. That is, the material of the liner 105 is not soft enough to function in pressure bearing capacity. On the other hand, the pressure bearing shell 110 is made of a material that is more ductile than the material of the liner 105. Additionally, the material of the pressure bearing shell 110 is one that can withstand large plastic deformations before breaking (splitting). The pressure bearing shell 110 is sufficiently soft to function in pressure bearing capacity.

일부 구현예에서, 압력 베어링 쉘(110)의 재료의 연성은 3개의 특성: 항복 강도, 극한 강도 및 파단 연신율에 의해 정량화된다. 항복 강도는 재료가 변형될 때(그 탄성 한계 내에서) 견딜 수 있는 최대 응력이다. 극한 강도는 재료가 파괴되기 전에 견딜 수 있는 최대 응력이다. 파단 연신율은 치명적인 파괴 전에 재료가 허용할 수 있는 소성 변형의 양을 정량화한 것이다. 압력 베어링 쉘(110)의 재료의 연성은 다음과 같이 이들 특성을 사용하여 정량화될 수 있다. 일부 구현예에서, 압력 베어링 쉘(110)의 재료의 항복 강도 대 극한 강도의 비는 0.4 내지 0.6이다.In some embodiments, the ductility of the material of the pressure bearing shell 110 is quantified by three properties: yield strength, ultimate strength, and elongation at break. Yield strength is the maximum stress a material can withstand when deformed (within its elastic limits). Ultimate strength is the maximum stress a material can withstand before failing. Elongation at break quantifies the amount of plastic deformation a material can tolerate before catastrophic failure. The ductility of the material of the pressure bearing shell 110 can be quantified using these properties as follows. In some embodiments, the ratio of yield strength to ultimate strength of the material of pressure bearing shell 110 is between 0.4 and 0.6.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 일부 구현예에서, 압력 베어링 쉘(110)은 라이너(105)에 압축 응력을 가한다. 구체적으로는, 압축 응력은 (도 2a 및 도 2b에 도시된 XYZ 직교 좌표계의) XZ 평면에서 라이너(105)에 가해진다. 압축 응력(217)은 압력 베어링 쉘(110)로부터 라이너(105)로 연장되는 화살표(217)의 형태로 표시된다.Referring to FIGS. 2A and 2B , in some implementations, the pressure bearing shell 110 compressively stresses the liner 105 . Specifically, compressive stress is applied to the liner 105 in the XZ plane (in the XYZ Cartesian coordinate system shown in FIGS. 2A and 2B). Compressive stress 217 is indicated in the form of an arrow 217 extending from the pressure bearing shell 110 to the liner 105 .

일부 구현예에서, 압축 응력(217)은 압력 베어링 쉘(110)을 라이너(105)에 수축 끼워맞춤함으로써 발생할 수 있다. 이러한 구현예에서, 도 1b 및 도 1c를 참조하면, 압력 베어링 쉘(110) 및 라이너(105)가 동일한 온도(예를 들어, 실온, 또는 압력 베어링 용기(100)가 동작되는 온도)에 있을 때, 압력 베어링 쉘(110)의 내부 범위(ID110)는 라이너(105)의 외부 범위(OD105)보다 작다. 압력 용기(100)의 제조 동안, 압력 베어링 쉘(110)은 그 내부 범위(ID110)가 라이너(105)의 외부 범위(OD105)보다 커질 때까지 가열된다. 이때, 라이너(105)는 압력 베어링 쉘(110)에 삽입되고, 라이너(105) 및 압력 베어링 쉘(110)의 온도는 서로 동일해지도록 허용된다. 라이너(105)와 압력 베어링 쉘(110)의 온도가 동일해지면, 이들은 압력 용기(100)의 유사-모놀리식 형상을 형성한다.In some implementations, compressive stress 217 may be generated by a shrink fit of pressure bearing shell 110 to liner 105 . In this embodiment, referring to FIGS. 1B and 1C , when the pressure bearing shell 110 and the liner 105 are at the same temperature (eg, room temperature, or the temperature at which the pressure bearing vessel 100 is operated). , the inner extent ID110 of the pressure bearing shell 110 is smaller than the outer extent OD105 of the liner 105. During manufacture of the pressure vessel 100, the pressure bearing shell 110 is heated until its inner extent ID110 is greater than the outer extent OD105 of the liner 105. At this time, the liner 105 is inserted into the pressure bearing shell 110, and the temperatures of the liner 105 and the pressure bearing shell 110 are allowed to become equal to each other. When the temperature of the liner 105 and the pressure bearing shell 110 are equal, they form the quasi-monolithic shape of the pressure vessel 100 .

다른 구현예에서, 도 6a 내지 도 7b를 참조하여 아래에서 논의되는 바와 같이, 압축 응력(217)은 충전 재료를 추가함으로써 영향을 받을 수 있다.In another implementation, as discussed below with reference to FIGS. 6A-7B , compressive stress 217 can be influenced by adding filler material.

도 3에 도시된 바와 같은 일부 구현예에서, 압력 용기(100)는 플랜지, 밀봉 디바이스, 밸브 또는 유체 흐름 구성요소와 같은 구조체(117)로 제1 단부(115)에서 밀봉된다. 압력 용기(100)의 제2 단부(116)는 밀봉되거나 또는 개방되어 압력 용기(100)로부터 다른 디바이스로의 유체(50)의 제어된 탈출을 제공할 수 있다. 아래에서 논의되는 바와 같이, 예를 들어, 제2 단부(116)는 노즐과 유체 연통하는 개구를 포함할 수 있다. 라이너 캐비티(106)는 예를 들어 아르곤(Ar ) 및 수소(H₂)와 같은 불활성 가스를 사용해서 25 MPa 초과 55 MPa 초과, 80 MPa 초과, 또는 100 MPa 초과의 압력까지 가압(압력 포트(120)를 통해)될 수 있다. 또한, 유체(50)는 구조체(117) 내의 유체 통로(120)를 통해 라이너 캐비티(106) 내로 흐를 수 있다.In some embodiments, as shown in FIG. 3 , the pressure vessel 100 is sealed at the first end 115 with a structure 117 such as a flange, sealing device, valve or fluid flow component. The second end 116 of the pressure vessel 100 can be sealed or open to provide a controlled escape of the fluid 50 from the pressure vessel 100 to another device. As discussed below, for example, the second end 116 may include an opening in fluid communication with the nozzle. The liner cavity 106 is pressurized (pressure port 120) to a pressure greater than 25 MPa, greater than 55 MPa, greater than 80 MPa, or greater than 100 MPa using, for example, an inert gas such as argon (Ar ) and hydrogen (H ₂ ). ) through) can be. Fluid 50 may also flow into liner cavity 106 through fluid passageway 120 in structure 117 .

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 압력 용기(100)의 구현예(400)가 도시된다. 압력 용기(400)는 라이너(405)와 압력 베어링 쉘(410) 사이의 3차원 인터페이스(408)가 원통형 형상인 전체 원통형 형상으로 설계된다. 라이너(405)는 유체(50)(도 4a 및 도 4b에는 도시되지 않음)가 보유될 수 있는 라이너 캐비티(406)를 형성한다. 라이너(405)는 압력 포트(420)를 포함할 수 있는 구조체(417)로 밀봉될 수 있는(도 3에 도시된 바와 같음) 제1 단부(415)를 포함한다. 또한, 유체(50)는 용례에 따라 구조체(417)를 통해 또는 라이너(405) 및 압력 베어링 쉘(410)을 통해 라이너 캐비티(406) 내로 흐를 수 있다.Referring to FIGS. 4A and 4B , an embodiment 400 of a pressure vessel 100 is shown. The pressure vessel 400 is designed with an overall cylindrical shape in which the three-dimensional interface 408 between the liner 405 and the pressure bearing shell 410 is a cylindrical shape. Liner 405 defines a liner cavity 406 in which fluid 50 (not shown in FIGS. 4A and 4B ) can be retained. The liner 405 includes a first end 415 (as shown in FIG. 3 ) that can be sealed with a structure 417 that can include a pressure port 420 . Fluid 50 may also flow into liner cavity 406 through structure 417 or through liner 405 and pressure bearing shell 410 , depending on the application.

압력 용기(400)는 도 8 및 도 9를 참조하여 후술하는 바와 같이 노즐 디바이스와 유체 연통하는 제2 단부(416)를 포함한다. 이를 위해, 라이너(405)는 압력 베어링 쉘(410)의 적어도 하나의 개구(422)를 통해 연장되는 튜브 섹션(421)을 포함한다. 튜브 섹션(421)은 라이너 캐비티(406)와 유체 연통하는 내부 통로(423)를 형성하고 또한 유체(50)가 내부 통로(423)를 통해 흐를 수 있도록 노즐 디바이스에 연결된다. 이러한 방식으로, 유체(50)는 일반적으로 압력 용기(400)를 포함하는 시스템 내에서 -Y 방향을 따라 흐르고, 따라서 유체(50)는 구조체(417)(또는 라이너(405) 및 압력 베어링 쉘(410))을 통해 라이너 캐비티(406)로 진입하며, 유체(50)는 내부 통로(423)에 의해 노즐 디바이스를 향해 라이너 캐비티(406) 밖으로 유도될 때까지 라이너 캐비티(406)에 유지된다.The pressure vessel 400 includes a second end 416 in fluid communication with the nozzle device as described below with reference to FIGS. 8 and 9 . To this end, the liner 405 includes a tube section 421 extending through at least one opening 422 of the pressure bearing shell 410 . Tube section 421 forms an internal passage 423 in fluid communication with liner cavity 406 and is also connected to the nozzle device so that fluid 50 can flow through internal passage 423 . In this way, fluid 50 generally flows along the -Y direction within a system that includes pressure vessel 400, and fluid 50 therefore flows through structure 417 (or liner 405 and pressure bearing shell ( 410) into the liner cavity 406, the fluid 50 remains in the liner cavity 406 until it is guided out of the liner cavity 406 towards the nozzle device by an internal passage 423.

도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 압력 용기(100)의 구현예(500)가 도시된다. 압력 용기(500)는 압력 용기(400)와 같이 전체적인 원통형 형상으로 설계된다. 그러나, 압력 용기(500)에서, 라이너(505)와 압력 베어링 쉘(510) 사이에 형성되는 인터페이스(508)는 형상이 적어도 부분적으로 원추형이며, 이러한 인터페이스(508)는 라이너(505)와 압력 베어링 쉘(510) 사이의 경계에 형성되는 3차원 형상에 대응한다. 따라서, 라이너(505)의 외부 표면(505o)은 압력 베어링 쉘(510)의 내부 표면(510i)의 원추형 형상에 일치하는 원추형 형상을 갖는다. 라이너(505)는 유체(50)(도 5a 및 도 5b에는 도시되지 않음)가 보유될 수 있는 라이너 캐비티(506)를 형성한다. 라이너(505)는 압력 포트(520)를 포함할 수 있는 구조체(517)로 밀봉(도 3에 도시된 바와 같음)될 수 있는 제1 단부(515)를 포함한다. 또한, 유체(50)는 용례에 따라 구조체(517)를 통해 또는 라이너(505) 및 압력 베어링 쉘(510)을 통해 라이너 캐비티(506) 내로 흐를 수 있다.Referring to FIGS. 5A-5C , an embodiment 500 of a pressure vessel 100 is shown. The pressure vessel 500 is designed in an overall cylindrical shape like the pressure vessel 400 . However, in the pressure vessel 500, the interface 508 formed between the liner 505 and the pressure bearing shell 510 is at least partially conical in shape, and such interface 508 is formed between the liner 505 and the pressure bearing shell 510. It corresponds to the three-dimensional shape formed on the boundary between the shells 510. Thus, the outer surface 505o of the liner 505 has a conical shape that matches the conical shape of the inner surface 510i of the pressure bearing shell 510 . Liner 505 defines a liner cavity 506 in which fluid 50 (not shown in FIGS. 5A and 5B ) can be retained. The liner 505 includes a first end 515 that can be sealed (as shown in FIG. 3 ) with a structure 517 that can include a pressure port 520 . Fluid 50 may also flow into liner cavity 506 through structure 517 or through liner 505 and pressure bearing shell 510 , depending on the application.

압력 용기(500)는 도 8 및 도 9를 참조하여 후술하는 바와 같은 노즐 디바이스와 유체 연통하는 제2 단부(516)를 포함한다. 이를 위해, 라이너(505)는 라이너(505)의 횡방향 표면(505t)으로부터 압력 베어링 쉘(510)의 적어도 하나의 개구(522)를 통해 연장되는 튜브 섹션(521)을 포함한다. 튜브 섹션(521)은 라이너 캐비티(506)와 유체 연통하는 내부 통로(523)를 형성하며 또한 유체(50)가 내부 통로(523)를 통해 흐를 수 있도록 노즐 디바이스에 연결된다. 이러한 방식으로, 유체(50)는 일반적으로 압력 용기(500)를 포함하는 시스템 내에서 -Y 방향을 따라 흐르며, 따라서 유체(50)는 구조체(517)(또는 라이너(505) 및 압력 베어링 쉘(510))을 통해 라이너 캐비티(506)로 진입하고, 유체(50)는 내부 통로(523)에 의해 노즐 디바이스를 향해 라이너 캐비티(506) 밖으로 유도될 때까지 라이너 캐비티(506) 내에 유지된다.The pressure vessel 500 includes a second end 516 in fluid communication with a nozzle device as described below with reference to FIGS. 8 and 9 . To this end, the liner 505 includes a tube section 521 extending from the transverse surface 505t of the liner 505 through at least one opening 522 of the pressure bearing shell 510 . Tube section 521 forms an internal passage 523 in fluid communication with liner cavity 506 and is also connected to the nozzle device so that fluid 50 can flow through internal passage 523 . In this way, fluid 50 generally flows along the -Y direction within a system that includes pressure vessel 500, and fluid 50 therefore flows through structure 517 (or liner 505 and pressure bearing shell ( 510) into the liner cavity 506, the fluid 50 remains within the liner cavity 506 until it is directed out of the liner cavity 506 towards the nozzle device by an internal passageway 523.

언급한 바와 같이, 라이너(505)와 압력 베어링 쉘(510) 사이의 인터페이스에 형성된 3차원 형상인 인터페이스(508)는 부분적으로 원추형이거나 완전히 원추형이다. 이 예에서, 인터페이스(508)는 튜브 섹션(521)을 향해 테이퍼진다. 도 5c를 참조하면, 인터페이스(508)의 원추형 설계(정합 표면, 즉 라이너(505)의 외부 표면(505o) 및 압력 베어링 쉘(510)의 내부 표면(510i)의 원추형 형상으로 인함)는 압력 용기(500)의 제조 동안 일부 이점을 제공할 수 있다. 특히, 테이퍼진 인터페이스(508)는 압력 베어링 쉘(510)에 대한 라이너(505)의 정합 동안 더 큰 공차를 가능하게 할 수 있다. 라이너(505)가 쉘 캐비티(514) 내로 삽입될 때, 라이너(505)의 외부 표면(505o)은 라이너(505) 의 횡방향 표면(505t)이 압력 베어링 쉘(510)의 횡방향 표면(510t)과 접촉할 때까지 압력 베어링 쉘(510)의 내부 표면(510i)을 가로질러 활주한다.As noted, interface 508, which is a three-dimensional shape formed at the interface between liner 505 and pressure bearing shell 510, is either partially conical or fully conical. In this example, interface 508 tapers toward tube section 521 . Referring to FIG. 5C , the conical design of the interface 508 (due to the conical shape of the mating surfaces, i.e., the outer surface 505o of the liner 505 and the inner surface 510i of the pressure bearing shell 510) is a pressure vessel. During manufacture of 500 may provide some advantages. In particular, tapered interface 508 may allow greater tolerance during registration of liner 505 to pressure bearing shell 510 . When the liner 505 is inserted into the shell cavity 514, the outer surface 505o of the liner 505 is the same as the transverse surface 505t of the liner 505 is the transverse surface 510t of the pressure bearing shell 510. ) slides across the inner surface 510i of the pressure bearing shell 510 until contact is made.

도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 라이너(605)와 압력 베어링 쉘(610) 사이의 인터페이스(608)가 충전 재료(625)를 포함하는 압력 용기(100)의 구현예(600)가 도시된다. 압력 용기(500)와 유사하게, 인터페이스(608)는 부분적으로 원추형 또는 완전히 원추형 형상이며 유체(50)가 라이너(605)에 의해 형성되는 라이너 캐비티(606)로부터 흐를 수 있는 튜브 섹션(621)을 향해 테이퍼진다. 충전 재료(625)는 라이너 캐비티(606)를 통해 흐르는 유체(50)의 융점 또는 용융 범위보다 큰 융점을 갖는다. 이러한 방식으로, 충전 재료(625)는 압력 용기(600)가 사용될 때 고체로 유지된다. 충전 재료(625)는 라이너(605) 및 압력 베어링 쉘(610) 양자 모두와 접촉한다. 특히, 충전 재료(625)는 라이너(605)의 외부 표면(605o) 및 압력 베어링 쉘(610)의 내부 표면(610i)과 접촉한다. 충전 재료(625)와 라이너(605) 및 압력 베어링 쉘(610) 중 어느 하나 사이에 형성되는 임의의 간극은 이물질(111, 112, 113)(도 1d)과 같은 이물질의 진입을 방지할 만큼 충분히 작다. 일부 구현예에서, 충전 재료(625)는 20 내지 200 마이크로미터(μm)의 범위(626)를 가질 수 있다. 범위(626)는 외부 표면(605o) 및 내부 표면(610i)에 대한 법선을 따라 취해진 방향에서의 충전 재료(625)의 두께의 척도이다.Referring to FIGS. 6A-6C , an embodiment 600 of pressure vessel 100 is shown in which interface 608 between liner 605 and pressure bearing shell 610 includes fill material 625 . Similar to pressure vessel 500, interface 608 has a partially conical or fully conical shape and includes a tube section 621 through which fluid 50 can flow from a liner cavity 606 formed by liner 605. tapers towards Fill material 625 has a melting point greater than the melting point or melting range of fluid 50 flowing through liner cavity 606 . In this way, the fill material 625 remains solid when the pressure vessel 600 is used. The fill material 625 contacts both the liner 605 and the pressure bearing shell 610 . In particular, the fill material 625 contacts the outer surface 605o of the liner 605 and the inner surface 610i of the pressure bearing shell 610 . Any gap formed between the fill material 625 and either the liner 605 or the pressure bearing shell 610 is sufficiently large to prevent entry of foreign objects, such as foreign objects 111, 112, 113 (FIG. 1D). small. In some implementations, the fill material 625 can have a range 626 from 20 to 200 micrometers (μm). Range 626 is a measure of the thickness of filler material 625 in a direction taken along a normal to outer surface 605o and inner surface 610i.

충전 재료(625)는 바람직하게는 라이너(605) 또는 압력 베어링 쉘(610)에 접착될 수 있는 재료이다. 또한, 충전 재료(625)는 라이너(605), 압력 베어링 쉘(610), 및 유체(50)의 재료와 반응하지 않아야 한다. 일부 구현예에서, 충전 재료(625)는 라이너(605) 및 압력 베어링 쉘(610)의 재료와 야금학적으로 호환가능하다. 일부 구현예에서, 충전 재료(625)는 니켈 및 금의 합금을 포함한다.Filler material 625 is preferably a material that can be adhered to liner 605 or pressure bearing shell 610 . Additionally, the fill material 625 should not react with the materials of the liner 605 , the pressure bearing shell 610 , and the fluid 50 . In some implementations, fill material 625 is metallurgically compatible with the materials of liner 605 and pressure bearing shell 610 . In some implementations, the fill material 625 includes an alloy of nickel and gold.

도 7a 내지 도 7d을 참조하면, 일부 구현예에서, 압력 용기(600)를 조립하기 위해, 라이너(605)는 라이너(605)의 횡방향 표면(605t)(도 6a)이 압력 베어링 쉘(610)의 횡방향 표면(610t)(도 7a 및 도 7b)과 접촉할 때까지 쉘 캐비티(614) 내로 삽입된다. 이들 구현예에서, 압력 베어링 쉘(610)이 라이너(605)에 가하는 압축 응력은 라이너(605)와 압력 베어링 쉘(610) 사이의 인터페이스(608)에서 간극에 충전 재료(625)가 도포되는 것으로 인해 발생한다. 충전 재료(625)는 도 7d에 도시된 바와 같이 브레이징을 사용하여 인터페이스(608)의 간극에 도포될 수 있다. 충전 재료(625)(공급원(627)으로부터 공급)는 그 융점(또는 브레이징 온도) 초과로 하지만 라이너(605) 및 압력 베어링 쉘(610)의 재료의 융점 미만으로 가열된다. 충전 재료(625)는 모세관 작용에 의해 인터페이스(608)에서 간극 안으로 인입되거나 분포된다. 추가로, 충전 재료(625)의 브레이징 온도는 충전 재료(625)가 압력 용기(600)의 사용-이는 그 온도가 다양한 시간에 유체(50)의 용융 범위보다 높게 유지되는 것이 필요할 수 있음-중에 고체로 유지되는 것을 보장하기 위해 유체(50)의 융점 또는 융점 범위보다 높은 것이 바람직하다. 유체(50)가 주석 또는 주석 합금을 포함하는 구현예에서, 충전 재료(625)의 브레이징 온도는 300 내지 400℃일 수 있다. 인터페이스(608)의 간극이 충전 재료(625)로 충전되면, 충전 재료(625)는 냉각되도록 허용되어 도 6a 내지 도 6c에 도시된 바와 같이 라이너(605)와 압력 베어링 쉘(610)을 결합시킨다. 이러한 방식으로, 인터페이스(608)는 도 1d에 도시된 이물질(111, 112, 113)과 같은 이물질에 대해 불침투성이 된다.Referring to FIGS. 7A-7D , in some embodiments, to assemble pressure vessel 600 , liner 605 is formed such that transverse surface 605t ( FIG. 6A ) of liner 605 is pressure bearing shell 610 . ) into the shell cavity 614 until it contacts the transverse surface 610t ( FIGS. 7A and 7B ). In these implementations, the compressive stress that the pressure bearing shell 610 exerts on the liner 605 is due to the application of the fill material 625 to the gap at the interface 608 between the liner 605 and the pressure bearing shell 610. occurs due to A fill material 625 may be applied to the gaps in the interface 608 using brazing as shown in FIG. 7D. Fill material 625 (supplied from source 627) is heated above its melting point (or brazing temperature) but below the melting point of the material of liner 605 and pressure bearing shell 610. Fill material 625 is drawn into or distributed into the gap at interface 608 by capillary action. In addition, the brazing temperature of the fill material 625 is such that the fill material 625 is used during use of the pressure vessel 600, which may require its temperature to be maintained above the melting range of the fluid 50 at various times. A higher than the melting point or melting point range of the fluid 50 is desirable to ensure that it remains a solid. In embodiments where fluid 50 includes tin or a tin alloy, the brazing temperature of fill material 625 may be between 300 and 400°C. Once the gaps in interface 608 are filled with fill material 625, fill material 625 is allowed to cool to engage liner 605 and pressure bearing shell 610 as shown in FIGS. 6A-6C. . In this way, interface 608 becomes impervious to foreign objects, such as foreign objects 111, 112, and 113 shown in FIG. 1D.

도 8을 참조하면, 압력 용기(100, 400, 500, 또는 600)일 수 있는 압력 용기(800)는 유체 공급 장치(830)에 사용되도록 구성된다. 유체 공급 장치(830)는 극자외선(EUV) 광원의 챔버(858)의 캐비티(856) 내의 타겟 유치(854)에 타겟 재료(850)를 공급하도록 구성된다. 유체 공급 장치(830)는 프라이밍 시스템(832), 저장소 시스템(836) 및 노즐 공급 시스템(840)을 포함한다. 프라이밍 시스템(832)은 타겟 재료(850)를 포함하거나 형성하는 고체 물질(834)을 수용하고 고체 물질(834)로부터 타겟 재료(850)를 생성하도록 구성된다. 저장소 시스템(836)은 프라이밍 시스템(832) 및 또한 노즐 공급 시스템(840)과 유체 연통하는 하나 이상의 유체 저장소(838)를 포함한다. 저장소(838)는 타겟 재료(850)를 저장하도록 구성된다. 노즐 공급 시스템(840)은 타겟 재료(850)를 생성하여 타겟 위치(854)에 공급한다. 압력 용기(800)는 프라이밍 시스템(832), 저장소 시스템(836) 및 노즐 공급 시스템(840) 중 임의의 하나 이상 내에 있을 수 있다. 일부 구현예에서, 압력 용기(800)는 노즐 공급 시스템(840)의 일부이다.Referring to FIG. 8 , a pressure vessel 800 , which may be a pressure vessel 100 , 400 , 500 , or 600 , is configured for use with a fluid supply device 830 . Fluid supply device 830 is configured to supply target material 850 to target teeth 854 within cavity 856 of chamber 858 of an extreme ultraviolet (EUV) light source. The fluid supply device 830 includes a priming system 832 , a reservoir system 836 and a nozzle supply system 840 . The priming system 832 is configured to receive a solid material 834 comprising or forming a target material 850 and to create the target material 850 from the solid material 834 . The reservoir system 836 includes one or more fluid reservoirs 838 in fluid communication with the priming system 832 and also with the nozzle supply system 840 . Reservoir 838 is configured to store target material 850 . Nozzle supply system 840 creates and supplies target material 850 to target location 854 . Pressure vessel 800 may be within any one or more of priming system 832 , reservoir system 836 , and nozzle supply system 840 . In some implementations, pressure vessel 800 is part of nozzle supply system 840 .

동작 시, 노즐 공급 시스템(840)은 타겟 재료(850)를 입자(852) 또는 타겟의 스트림(851) 형태로 경로를 따라 타겟 위치(854)로 전달한다. 타겟 재료(850)는 고체 물질(834)로부터 형성되고 유체 공급 장치(830)를 통해 흐른다. 타겟 재료(850)의 입자(852)는 예를 들어 액체 또는 용융 유체 타겟 재료(850)의 액적, 유체 타겟 재료(850)의 액체 스트림의 일부, 유체 타겟 재료(850)로부터 형성된 고체 입자 또는 클러스터, 유체 타겟 재료(850)의 액체 액적 내에 함유된 고체 입자, 유체 타겟 재료(850)로부터 생성되는 발포체, 또는 유체 타겟 재료(850)의 액체 스트림의 일부 내에 수용되는 고체 입자일 수 있다. 타겟 재료(850)는 플라즈마 상태로 변환될 때 자외선(예를 들어, 극자외선)을 방출하는 임의의 재료이다. 타겟 재료(850)는 예를 들어, 물, 주석, 리튬, 크세논 또는 주석 합금을 포함할 수 있다. 예를 들어, 원소 주석은 순수한 주석(Sn)으로서; 주석 화합물, 예를 들어 SnBr₄, SnBr₂, SnH₄로서; 주석 합금, 예를 들어 주석-갈륨 합금, 주석-인듐 합금, 주석-인듐-갈륨 합금으로서; 또는 이들 합금의 임의의 조합으로서 사용될 수 있다. 입자(852)는 노즐 공급 시스템(840)의 노즐을 통해 용융된 타겟 재료(850)를 통과시키고 입자(852)가 경로를 따라 타겟 위치(854)로 드리프트되게 함으로써 타겟 위치(854)에 제공될 수 있다. 일부 구현예에서, 입자(852)는 강제로 타겟 위치(854)로 유도될 수 있다. 추가로, 타겟 위치(854) 내의 방사선 펄스와 상호작용하는 입자(852)는 또한 이미 하나 이상의 이전 방사선 펄스와 상호작용했을 수 있다. 또는, 타겟 위치(854) 내의 방사선 펄스와 상호작용하는 입자(852)는 임의의 다른 방사선 펄스와 상호작용하지 않고 타겟 위치(854)에 도달할 수 있다.In operation, nozzle supply system 840 delivers target material 850 in the form of particles 852 or stream 851 of target along a path to target location 854 . A target material 850 is formed from the solid material 834 and flows through the fluid supply device 830 . Particles 852 of target material 850 may be, for example, droplets of liquid or molten fluid target material 850, portions of a liquid stream of fluid target material 850, solid particles or clusters formed from fluid target material 850. , solid particles contained within liquid droplets of fluid target material 850 , foams generated from fluid target material 850 , or solid particles entrained within a portion of a liquid stream of fluid target material 850 . Target material 850 is any material that emits ultraviolet (eg, extreme ultraviolet) light when converted to a plasma state. Target material 850 may include, for example, water, tin, lithium, xenon, or a tin alloy. For example, elemental tin is pure tin (Sn); as tin compounds such as SnBr ₄ , SnBr ₂ , SnH ₄ ; as tin alloys such as tin-gallium alloys, tin-indium alloys, tin-indium-gallium alloys; or any combination of these alloys. The particles 852 will be provided at the target location 854 by passing the molten target material 850 through the nozzles of the nozzle supply system 840 and causing the particles 852 to drift along a path to the target location 854. can In some implementations, particle 852 can be forcibly directed to target location 854 . Additionally, a particle 852 interacting with a radiation pulse within target location 854 may also have already interacted with one or more previous radiation pulses. Alternatively, a particle 852 that interacts with a radiation pulse within the target location 854 may reach the target location 854 without interacting with any other radiation pulses.

도 9를 참조하면, EUV 광원의 구현예(960)가 도시되어 있다. 논의된 바와 같이, 유체 공급 장치(830)의 노즐 공급 시스템(840)은 입자(852)의 스트림(851) 형태의 타겟 재료(850)를 EUV 광원(960)의 챔버(858) 내의 타겟 위치(854)로 전달한다. 타겟 위치(854)에서 광 빔(961)의 방사선 펄스와 타겟 재료(850)의 입자(852)와의 상호작용은 EUV 광(963)을 생성하는 플라즈마(962)를 생성한다. 광 빔(961)은 광원(964)에 의해 생성될 수 있다. 광 빔(961)의 방사선 펄스와 입자(852) 사이의 상호작용에 의해 생성되는 EUV 광(963)은 EUV 광(963)을 리소그래피 노광 장치(966)에 공급하는 컬렉터(965)에 의해 수집된다. 컬렉터(965)는 예를 들어 타겟 위치(854) 내에 제1 초점을 그리고 EUV 광(963)이 EUV 광원(960)으로부터 출력되고 리소그래피 노광 장치(966)에 입력되는 중간 지점(967)(중간 초점이라고도 함)에서 제2 초점을 갖는 타원체의 형상일 수 있다. 리소그래피 노광 장치(966)는 예를 들어 실리콘 웨이퍼 작업편(968)을 공지된 방식으로 처리하기 위해 EUV 광(963)을 사용하는 집적 회로 리소그래피 도구일 수 있다. 실리콘 웨이퍼 작업편(968)은 집적 회로 디바이스를 얻기 위해 공지된 방식으로 추가적으로 처리된다.Referring to FIG. 9 , an implementation 960 of an EUV light source is shown. As discussed, the nozzle supply system 840 of the fluid supply device 830 directs the target material 850 in the form of a stream 851 of particles 852 to a target location in the chamber 858 of the EUV light source 960 ( 854). The interaction of the radiation pulses of the light beam 961 with the particles 852 of the target material 850 at the target location 854 creates a plasma 962 that produces EUV light 963 . Light beam 961 may be generated by light source 964 . The EUV light 963 produced by the interaction between the radiation pulses of the light beam 961 and the particle 852 is collected by a collector 965 that supplies the EUV light 963 to a lithographic exposure apparatus 966. . The collector 965 draws, for example, a first focal point within the target position 854 and an intermediate point 967 (intermediate focus) where the EUV light 963 is output from the EUV light source 960 and input to the lithography exposure apparatus 966. Also referred to as) may be in the shape of an ellipsoid having a second focus. Lithographic exposure apparatus 966 may be, for example, an integrated circuit lithography tool that uses EUV light 963 to process silicon wafer workpiece 968 in a known manner. The silicon wafer workpiece 968 is further processed in a known manner to obtain an integrated circuit device.

도 9의 구현에서 압력 용기(800)는 노즐 공급 시스템(840) 내에 배치된다. 도 8에도 도시된 바와 같이, 압력 용기(800)는 라이너(805)의 튜브 섹션(821)이 압력 베어링 쉘(810)의 적어도 하나의 개구를 통해 연장되도록 배치된다. 튜브 섹션(821)은 유체 타겟 재료(850) 및 이러한 내부 통로가 노즐 공급 시스템(840)의 노즐 디바이스(970)의 모세관(968)과 유동적으로 연결되는 내부 통로를 형성하여 모세관(968)이 압력 용기(800)의 라이너 캐비티(806)와 유체 연통하게 된다.In the implementation of FIG. 9 , pressure vessel 800 is disposed within nozzle supply system 840 . As also shown in FIG. 8 , the pressure vessel 800 is positioned such that the tube section 821 of the liner 805 extends through at least one opening in the pressure bearing shell 810 . The tube section 821 forms an internal passage fluidly connecting the fluid target material 850 and this internal passage with the capillary tube 968 of the nozzle device 970 of the nozzle supply system 840 so that the capillary tube 968 is pressurized. It is brought into fluid communication with the liner cavity 806 of the vessel 800.

위에서 논의된 바와 같이, 압력 용기(800)는 유사-모놀리식 방식으로 설계되지만 2개의 구성요소, 즉 유체 타겟 재료(850)를 유지하거나 보유하는 라이너(805) 및 압력 용기 환경에 필요한 고압을 지탱하거나 견딜 수 있는 압력 베어링 쉘(810)로 구성된다. 압력 베어링 쉘(810)은 압력 용기(100)를 1 MPa 초과와 같은 더 높은 압력에서 동작시킬 때에도 파괴를 방지하는 기능을 한다. 더욱이, 라이너(805)와 압력 베어링 쉘(810) 사이에 인터페이스(108)와 같은 인터페이스가 존재하더라도, 전체 형상(라이너(805)와 압력 베어링 쉘(810)의 조합)은 단일 벌크 재료로 이루어진 모놀리식 형상과 유사하게 기능한다. 위에서 논의된 바와 같이, 수증기(H₂O), 산소(O₂), 및 유체 타겟 재료(850)로부터 형성될 수 있는 산화물과 같은 이물질은 부식성이고 해로울 수 있으며, 간극 내에 갇힌 후 유체 타겟 재료(850) 내로 방출되어 유체 타겟 재료(850)를 오염시킬 수 있다. 유체 타겟 재료(850) 내의 이러한 이물질의 오염은 압력 용기(800)의 구성 요소, 및 중요하게는 노즐 디바이스(970) 및 모세관(968) 내에서 막힘 및 파괴를 야기할 수 있다. 노즐 디바이스(970) 및 모세관(968)에서의 이러한 오염을 방지하기 위해, 위에서 논의된 바와 같이, 압력 용기(800)는 라이너(805)와 압력 베어링 쉘(810) 사이의 인터페이스에 형성되는 임의의 간극이 이러한 이물질의 진입을 방지할 수 있을 만큼 충분히 작도록 설계된다.As discussed above, the pressure vessel 800 is designed in a quasi-monolithic fashion but consists of two components: a liner 805 that holds or holds the fluid target material 850 and the high pressure required for the pressure vessel environment. It consists of a pressure bearing shell 810 that can support or withstand. The pressure bearing shell 810 functions to prevent breakage even when operating the pressure vessel 100 at higher pressures, such as greater than 1 MPa. Moreover, even though there is an interface such as interface 108 between liner 805 and pressure bearing shell 810, the overall shape (combination of liner 805 and pressure bearing shell 810) is all of a single bulk material. Functions similarly to the Nollysik shape. As discussed above, foreign materials such as water vapor (H ₂ O), oxygen (O ₂ ), and oxides that may form from the fluid target material 850 are corrosive and can be detrimental and, after being trapped within the gap, the fluid target material ( 850) and can contaminate the fluid target material 850. Contamination of such foreign matter within the fluid target material 850 can cause clogging and breakage within the components of the pressure vessel 800, and importantly within the nozzle device 970 and capillary tube 968. To prevent such contamination in the nozzle device 970 and capillary tube 968, as discussed above, the pressure vessel 800 is fitted with any formed at the interface between the liner 805 and the pressure bearing shell 810. The gap is designed to be small enough to prevent entry of such foreign matter.

다음의 항목을 사용해서 구현예를 더 설명할 수 있다:Implementations can be further described using the following terms:

1. 극자외선 광원의 챔버 내의 타겟 위치에 타겟 재료를 공급하도록 구성되는 유체 공급 장치이며, 유체 공급 장치는,1. A fluid supply device configured to supply a target material to a target position in a chamber of an extreme ultraviolet light source, the fluid supply device comprising:

타겟 재료를 포함하는 고체 물질을 수용하고 고체 물질로부터 유체 타겟 재료를 생성하도록 구성되는 프라이밍 시스템;a priming system configured to receive a solid material comprising a target material and to create a fluid target material from the solid material;

프라이밍 시스템과 유체 연통하고 유체 타겟 재료를 저장하도록 구성되는 하나 이상의 유체 저장소를 포함하는 저장소 시스템; a reservoir system comprising one or more fluid reservoirs in fluid communication with the priming system and configured to store a fluid target material;

저장소 시스템과 유체 연통하는 노즐 공급 시스템; 및 a nozzle supply system in fluid communication with the reservoir system; and

프라이밍 시스템, 저장소 시스템 및 노즐 공급 시스템 중 하나 이상 내에 있는 압력 용기로서, 압력 용기는 유체 타겟 재료를 보유하도록 구성되고, 압력 용기는 압력하에 유체 타겟 재료를 보유하는 라이너 캐비티를 형성하는 라이너 및 라이너가 고정되는 쉘 캐비티를 형성하는 압력 베어링 쉘을 포함하는, 압력 용기를 포함하며,A pressure vessel within one or more of a priming system, a reservoir system, and a nozzle supply system, the pressure vessel configured to hold a fluid target material, the pressure vessel comprising a liner and a liner defining a liner cavity to hold the fluid target material under pressure. A pressure vessel comprising a pressure bearing shell defining a fixed shell cavity;

라이너 및 압력 베어링 쉘은 라이너와 압력 베어링 쉘 사이의 인터페이스에서의 임의의 간극이 이물질의 진입을 방지할 수 있을 만큼 충분히 작은 유사-모놀리식 형상을 형성하는 유체 공급 장치.wherein the liner and pressure bearing shell form a quasi-monolithic shape where any gaps at the interface between the liner and pressure bearing shell are small enough to prevent entry of foreign matter.

2. 항목 1에 있어서, 라이너 및 압력 베어링 쉘은 쉘이 라이너에 압축 응력을 가하도록 구성되는 유체 공급 장치.2. The fluid supply device of item 1, wherein the liner and pressure bearing shell are configured such that the shell compressively stresses the liner.

3. 항목 1에 있어서, 라이너와 압력 베어링 쉘 사이의 인터페이스는 형상이 적어도 부분적으로 원추형이거나 형상이 원통형인 유체 공급 장치.3. The fluid supply device according to item 1, wherein the interface between the liner and the pressure bearing shell is at least partially conical in shape or cylindrical in shape.

4. 항목 1에 있어서, 라이너는 압력 베어링 쉘의 적어도 하나의 개구를 통해 연장되는 튜브 섹션을 포함하고, 튜브 섹션은 유체 타겟 재료가 흐르는 내부 통로를 형성하는 유체 공급 장치. 4. The fluid supply device according to item 1, wherein the liner comprises a tube section extending through at least one opening in the pressure bearing shell, the tube section defining an internal passage through which the fluid target material flows.

5. 항목 1에 있어서, 노즐 공급 시스템은 유체 타겟 재료가 흐르는 모세관을 포함하는 노즐 디바이스를 포함하고, 모세관은 압력 용기의 라이너 캐비티와 유체 연통하는 유체 공급 장치.5. The fluid supply apparatus according to item 1, wherein the nozzle supply system comprises a nozzle device comprising a capillary through which the fluid target material flows, the capillary in fluid communication with the liner cavity of the pressure vessel.

6. 항목 1에 있어서, 라이너 및 압력 베어링 쉘은 단부에서 밀봉되고 라이너는 25 메가파스칼(MPa) 초과, 55 MPa 초과, 80 MPa 초과, 또는 100MPa 초과의 압력까지 가압되는 유체 공급 장치.6. The fluid supply device of item 1, wherein the liner and pressure bearing shell are sealed at the ends and the liner is pressurized to a pressure greater than 25 megapascals (MPa), greater than 55 MPa, greater than 80 MPa, or greater than 100 MPa.

7. 항목 1에 있어서, 유체 타겟 재료는 주석 또는 주석의 합금이고; 라이너는 몰리브덴으로 만들어지고, 압력 베어링 쉘은 몰리브덴의 열팽창 계수와 일치하는 열팽창 계수를 갖는 재료로 만들어지는 유체 공급 장치.7. The fluid target material of item 1 is tin or an alloy of tin; A fluid supply device in which the liner is made of molybdenum and the pressure bearing shell is made of a material with a thermal expansion coefficient matching that of molybdenum.

8. 항목 7에 있어서, 압력 베어링 쉘은 철의 합금으로 만들어지는 유체 공급 장치.8. The fluid supply device according to item 7, wherein the pressure bearing shell is made of an alloy of iron.

9. 유체를 보유하도록 구성되는 압력 용기이며, 압력 용기는,9. A pressure vessel configured to hold a fluid, the pressure vessel comprising:

유체와 호환가능한 재료로 만들어지는 라이너로서, 라이너는 유체를 보유하고 유체와 접촉하는 라이너 캐비티를 형성하는, 라이너; 및a liner made of a material compatible with a fluid, the liner retaining the fluid and defining a liner cavity in contact with the fluid; and

라이너가 고정되는 쉘 캐비티를 형성하는 압력 베어링 쉘을 포함하며;a pressure bearing shell defining a shell cavity in which the liner is fixed;

라이너와 압력 베어링 쉘은 라이너와 압력 베어링 쉘 사이의 인터페이스가 이물질의 진입을 방지할 수 있을 만큼 충분히 타이트한 유사-모놀리식 형상을 형성하는 압력 용기.A pressure vessel wherein the liner and pressure bearing shell form a quasi-monolithic shape in which the interface between the liner and pressure bearing shell is sufficiently tight to prevent entry of foreign matter.

10. 항목 9에 있어서, 라이너 및 압력 베어링 쉘은 쉘이 라이너에 압축 응력을 가하도록 구성되는 압력 용기.10. The pressure vessel according to item 9, wherein the liner and pressure bearing shell are configured such that the shell compressively stresses the liner.

11. 항목 9에 있어서, 라이너와 압력 베어링 쉘 사이의 인터페이스는 형상이 적어도 부분적으로 원추형이거나 형상이 원통형인 압력 용기.11. The pressure vessel according to item 9, wherein the interface between the liner and the pressure bearing shell is at least partially conical in shape or cylindrical in shape.

12. 항목 9에 있어서, 라이너는 압력 베어링 쉘의 적어도 하나의 개구를 통해 연장되는 튜브 섹션을 포함하고, 튜브 섹션은 유체가 흐르는 내부 통로를 형성하는 압력 용기.12. The pressure vessel according to item 9, wherein the liner comprises a tube section extending through at least one opening in the pressure bearing shell, the tube section defining an internal passage through which the fluid flows.

13. 항목 12에 있어서, 튜브 섹션의 내부 통로는 노즐 디바이스의 모세관과 유체 연통하는 압력 용기.13. The pressure vessel according to item 12, wherein the inner passage of the tube section is in fluid communication with the capillary tube of the nozzle device.

14. 항목 9에 있어서, 라이너 및 압력 베어링 쉘은 단부에서 밀봉되고 라이너는 25 메가파스칼(MPa) 초과, 55 MPa 초과, 80 MPa 초과, 또는 100 MPa 초과의 압력까지 가압되는 압력 용기.14. The pressure vessel of item 9, wherein the liner and pressure bearing shell are sealed at the ends and the liner is pressurized to a pressure greater than 25 megapascals (MPa), greater than 55 MPa, greater than 80 MPa, or greater than 100 MPa.

15. 항목 9에 있어서, 압력 베어링 쉘은 라이너 재료의 열팽창 계수와 일치하는 열팽창 계수를 갖는 재료로 만들어지는 압력 용기.15. The pressure vessel according to item 9, wherein the pressure bearing shell is made of a material having a coefficient of thermal expansion matching that of the liner material.

16. 항목 9에 있어서, 라이너와 압력 베어링 쉘 사이의 인터페이스는 형상이 적어도 부분적으로 원추형이고, 압력 베어링 쉘의 개구를 통해 연장되는 라이너의 튜브 섹션을 향해 테이퍼지는 압력 용기.16. The pressure vessel according to item 9, wherein the interface between the liner and the pressure bearing shell is at least partially conical in shape, tapering towards a tube section of the liner extending through an opening in the pressure bearing shell.

17. 항목 9에 있어서, 라이너는 몰리브덴 또는 세라믹 재료로 만들어지는 압력 용기. 17. The pressure vessel according to item 9, wherein the liner is made of molybdenum or a ceramic material.

18. 항목 9에 있어서, 라이너와 압력 베어링 쉘 사이의 인터페이스는 충전 재료가 라이너 및 압력 베어링 쉘 모두와 접촉하도록 유체의 융점보다 더 큰 융점을 갖는 충전 재료를 포함하고, 이러한 충전 재료와 라이너 및 압력 베어링 쉘 중 하나 이상 사이에는 형성되는 임의의 간극이 존재하며, 이러한 간극은 이물질의 진입을 방지할 수 있을 만큼 충분히 작으며, 충전 재료는 인터페이스에서 라이너와 압력 베어링 쉘 중 하나 이상을 덮고, 20 내지 200 마이크로미터(μm)인 두께 범위를 갖는 압력 용기.18. The interface of item 9, wherein the interface between the liner and the pressure bearing shell comprises a fill material having a melting point greater than that of the fluid such that the fill material is in contact with both the liner and the pressure bearing shell, and the fill material and the liner and pressure There is any gap formed between one or more of the bearing shells, the gap being small enough to prevent entry of foreign matter, the filling material covering at least one of the liner and pressure bearing shell at the interface, and A pressure vessel with a thickness range of 200 micrometers (μm).

19. 항목 18에 있어서, 충전 재료는 300 내지 400℃의 브레이징 온도를 갖는 압력 용기.19. The pressure vessel according to item 18, wherein the filler material has a brazing temperature of 300 to 400°C.

20. 항목 18에 있어서, 충전 재료는 니켈과 금의 합금으로 만들어지는 압력 용기.20. The pressure vessel according to item 18, wherein the filling material is made of an alloy of nickel and gold.

21. 항목 9에 있어서, 라이너와 압력 베어링 쉘 사이의 인터페이스는 산소의 진입을 방지할 수 있을 만큼 충분히 타이트한 압력 용기.21. The pressure vessel according to item 9, wherein the interface between the liner and the pressure bearing shell is sufficiently tight to prevent ingress of oxygen.

22. 항목 9에 있어서, 압력 베어링 쉘은 라이너 재료보다 더 연성인 재료로 만들어지고, 압력 베어링 쉘 재료의 항복 강도 대 극한 강도의 비는 0.4 내지 0.6인 압력 용기.22. The pressure vessel according to item 9, wherein the pressure bearing shell is made of a material that is softer than the liner material, and the ratio of yield strength to ultimate strength of the pressure bearing shell material is between 0.4 and 0.6.

23. 항목 9에 있어서, 라이너는 이방성이며 실온에서 취성인 재료로 만들어지는 압력 용기.23. The pressure vessel according to item 9, wherein the liner is made of a material that is anisotropic and brittle at room temperature.

24. 주석을 포함하는 유체를 보유하도록 구성되는 압력 용기이며, 압력 용기는,24. A pressure vessel configured to hold a fluid comprising tin, the pressure vessel comprising:

몰리브덴으로 만들어지는 라이너로서, 라이너는 주석 유체를 보유하고 주석 유체와 접촉하는 라이너 캐비티를 형성하는, 라이너; 및a liner made of molybdenum, the liner retaining tin fluid and forming a liner cavity in contact with the tin fluid; and

라이너가 고정되는 쉘 캐비티를 형성하는 압력 베어링 쉘로서, 압력 베어링 쉘은 몰리브덴의 열팽창 계수와 일치하는 열팽창 계수를 갖는 재료로 만들어지는 압력 용기.A pressure bearing shell forming a shell cavity in which the liner is fixed, wherein the pressure bearing shell is made of a material having a thermal expansion coefficient matching that of molybdenum.

25. 항목 24에 있어서, 쉘 재료는 철의 합금으로 만들어지는 압력 용기.25. The pressure vessel according to item 24, wherein the shell material is made of an alloy of iron.

26. 항목 25에 있어서, 철의 합금은 니켈, 코발트 및 철을 포함하는 압력 용기.26. A pressure vessel according to item 25, wherein the alloy of iron comprises nickel, cobalt and iron.

27. 항목 25에 있어서, 철의 합금은 Kovar인 압력 용기.27. The pressure vessel according to item 25, wherein the alloy of iron is Kovar.

28. 항목 24에 있어서, 라이너 및 압력 베어링 쉘은 쉘이 라이너에 압축 응력을 가하도록 구성되는 압력 용기.28. The pressure vessel according to item 24, wherein the liner and pressure bearing shell are configured such that the shell compressively stresses the liner.

29. 항목 24에 있어서, 라이너와 압력 베어링 쉘 사이의 인터페이스는 형상이 적어도 부분적으로 원추형이거나 형상이 원통형인 압력 용기.29. A pressure vessel according to item 24, wherein the interface between the liner and the pressure bearing shell is at least partially conical in shape or cylindrical in shape.

30. 항목 24에 있어서, 라이너는 압력 베어링 쉘의 적어도 하나의 개구를 통해 연장되는 튜브 섹션을 포함하고, 튜브 섹션은 주석 유체가 흐르는 내부 통로를 형성하는 압력 용기.30. A pressure vessel according to item 24, wherein the liner comprises a tube section extending through at least one opening in the pressure bearing shell, the tube section defining an internal passage through which the tin fluid flows.

31. 항목 30에 있어서, 튜브 섹션의 내부 통로는 노즐 디바이스의 모세관과 유체 연통하는 압력 용기.31. The pressure vessel according to item 30, wherein the inner passage of the tube section is in fluid communication with the capillary tube of the nozzle device.

32. 항목 24에 있어서, 라이너 및 압력 베어링 쉘은 단부에서 밀봉되고, 라이너는 25 메가파스칼(MPa) 초과, 55 MPa 초과, 80 MPa 초과, 또는 100 MPa 초과의 압력까지 가압되는 압력 용기.32. The pressure vessel of item 24, wherein the liner and pressure bearing shell are sealed at the end, and the liner is pressurized to a pressure greater than 25 megapascals (MPa), greater than 55 MPa, greater than 80 MPa, or greater than 100 MPa.

33. 항목 24에 있어서, 라이너와 압력 베어링 쉘 사이의 인터페이스는 형상이 적어도 부분적으로 원추형이고, 압력 베어링 쉘의 개구를 통해 연장되는 라이너의 튜브 섹션을 향해 테이퍼지는 압력 용기.33. A pressure vessel according to item 24, wherein the interface between the liner and the pressure bearing shell is at least partially conical in shape and tapers towards a tube section of the liner extending through an opening in the pressure bearing shell.

34. 단일 부재를 형성하도록 압력 베어링 쉘 내에 배치되는 라이너로 형성되는 수축 끼워맞춤 유체 공급 장치이며, 라이너는 라이너 외경을 형성하고 압력 베어링 쉘은 내경을 형성하며, 34. A shrink-fit fluid supply device formed of a liner disposed within a pressure bearing shell to form a single piece, the liner forming an outer diameter of the liner and the pressure bearing shell forming an inner diameter;

압력 베어링 쉘은 가열될 때 팽창하여 내경을 라이너의 외경보다 크게 증가시키고, 냉각될 때 내경을 감소시켜 라이너를 압착하고 단일 부재를 형성하도록 구성되는 재료로 형성되는 수축 끼워맞춤 유체 공급 장치.The shrink-fit fluid supply device of claim 1 , wherein the pressure bearing shell is formed of a material configured to expand when heated to increase an inner diameter greater than the outer diameter of the liner and, when cooled, to decrease the inner diameter to compress the liner and form a single piece.

Claims

A fluid supply device configured to supply a target material to a target position in a chamber of an extreme ultraviolet light source, the fluid supply device comprising:
a priming system configured to receive a solid material comprising a target material and to generate a fluid target material from the solid material;
a reservoir system comprising one or more fluid reservoirs in fluid communication with the priming system and configured to store a fluid target material;
a nozzle supply system in fluid communication with the reservoir system; and
A pressure vessel within one or more of a priming system, a reservoir system, and a nozzle supply system, the pressure vessel configured to hold a fluid target material, the pressure vessel comprising a liner and a liner defining a liner cavity to hold the fluid target material under pressure. A pressure vessel comprising a pressure bearing shell defining a fixed shell cavity;
wherein the liner and pressure bearing shell form a pseudo-monolithic shape where any gaps at the interface between the liner and pressure bearing shell are small enough to prevent entry of foreign matter.

2. The fluid supply system of claim 1, wherein the liner and pressure bearing shell are configured such that the shell compressively stresses the liner.

2. The fluid supply device of claim 1, wherein the interface between the liner and the pressure bearing shell is at least partially conical in shape or cylindrical in shape.

2. The fluid supply device of claim 1, wherein the liner includes a tube section extending through at least one opening in the pressure bearing shell, the tube section defining an internal passage through which the fluid target material flows.

2. The fluid supply apparatus of claim 1, wherein the nozzle supply system includes a nozzle device comprising a capillary through which the fluid target material flows, the capillary in fluid communication with the liner cavity of the pressure vessel.

2. The fluid supply device of claim 1, wherein the liner and pressure bearing shell are sealed at the ends and the liner is pressurized to a pressure greater than 25 megapascals (MPa), greater than 55 MPa, greater than 80 MPa, or greater than 100 MPa.

2. The method of claim 1 wherein the fluid target material is tin or an alloy of tin; A fluid supply device in which the liner is made of molybdenum and the pressure bearing shell is made of a material with a thermal expansion coefficient matching that of molybdenum.

8. The fluid supply device according to claim 7, wherein the pressure bearing shell is made of an alloy of iron.

A pressure vessel configured to hold a fluid, the pressure vessel comprising:
a liner made of a material compatible with a fluid, the liner retaining the fluid and defining a liner cavity in contact with the fluid; and
a pressure bearing shell defining a shell cavity in which the liner is fixed;
A pressure vessel wherein the liner and pressure bearing shell form a quasi-monolithic shape in which the interface between the liner and pressure bearing shell is sufficiently tight to prevent entry of foreign matter.

10. The pressure vessel of claim 9, wherein the liner and pressure bearing shell are configured such that the shell compressively stresses the liner.

10. The pressure vessel of claim 9, wherein the interface between the liner and the pressure bearing shell is at least partially conical in shape or cylindrical in shape.

10. The pressure vessel of claim 9, wherein the liner includes a tube section extending through at least one opening in the pressure bearing shell, the tube section defining an internal passage through which the fluid flows.

13. The pressure vessel of claim 12, wherein the inner passage of the tube section is in fluid communication with the capillary tube of the nozzle device.

10. The pressure vessel of claim 9, wherein the liner and pressure bearing shell are sealed at the ends and the liner is pressurized to a pressure greater than 25 megapascals (MPa), greater than 55 MPa, greater than 80 MPa, or greater than 100 MPa.

10. The pressure vessel of claim 9, wherein the pressure bearing shell is made of a material having a coefficient of thermal expansion matching that of the liner material.

10. The pressure vessel of claim 9, wherein the interface between the liner and the pressure bearing shell is at least partially conical in shape and tapers towards a tube section of the liner extending through an opening in the pressure bearing shell.

10. The pressure vessel of claim 9, wherein the liner is made of molybdenum or a ceramic material.

10. The method of claim 9, wherein the interface between the liner and the pressure bearing shell includes a fill material having a melting point greater than that of the fluid such that the fill material contacts both the liner and the pressure bearing shell, the fill material and the liner and pressure bearing shell. There is any gap formed between one or more of the shells, the gap being small enough to prevent entry of foreign matter, the fill material covering at least one of the liner and pressure bearing shell at the interface, and a 20 to 200 A pressure vessel with a thickness range in micrometers (μm).

19. The pressure vessel of claim 18, wherein the filler material has a brazing temperature of 300 to 400°C.

19. The pressure vessel of claim 18, wherein the filler material is made of an alloy of nickel and gold.

10. The pressure vessel of claim 9, wherein the interface between the liner and the pressure bearing shell is sufficiently tight to prevent oxygen from entering.

10. The pressure vessel according to claim 9, wherein the pressure bearing shell is made of a material that is softer than the liner material, and the ratio of yield strength to ultimate strength of the pressure bearing shell material is between 0.4 and 0.6.

10. The pressure vessel of claim 9, wherein the liner is made of a material that is anisotropic and brittle at room temperature.

A pressure vessel configured to hold a fluid comprising tin, the pressure vessel comprising:
a liner made of molybdenum, the liner retaining tin fluid and forming a liner cavity in contact with the tin fluid; and
A pressure bearing shell forming a shell cavity in which the liner is fixed, wherein the pressure bearing shell is made of a material having a thermal expansion coefficient matching that of molybdenum.

25. The pressure vessel of claim 24, wherein the shell material is made of an alloy of iron.

26. The pressure vessel of claim 25, wherein the alloy of iron comprises nickel, cobalt and iron.

26. The pressure vessel of claim 25, wherein the alloy of iron is Kovar.

25. The pressure vessel of claim 24, wherein the liner and pressure bearing shell are configured such that the shell compressively stresses the liner.

25. The pressure vessel of claim 24, wherein the interface between the liner and the pressure bearing shell is at least partially conical in shape or cylindrical in shape.

25. The pressure vessel of claim 24, wherein the liner includes a tube section extending through at least one opening in the pressure bearing shell, the tube section defining an internal passage through which the tin fluid flows.

31. The pressure vessel of claim 30, wherein the inner passage of the tube section is in fluid communication with the capillary tube of the nozzle device.

25. The pressure vessel of claim 24, wherein the liner and pressure bearing shell are sealed at the end, and the liner is pressurized to a pressure greater than 25 megapascals (MPa), greater than 55 MPa, greater than 80 MPa, or greater than 100 MPa.

25. The pressure vessel of claim 24, wherein the interface between the liner and the pressure bearing shell is at least partially conical in shape and tapers towards a tube section of the liner extending through an opening in the pressure bearing shell.

A shrink-fit fluid supply device formed of a liner disposed within a pressure bearing shell to form a single piece, the liner forming an outer diameter of the liner and the pressure bearing shell forming an inner diameter;
The pressure bearing shell is formed of a material configured to expand when heated to increase the inner diameter to be greater than the outer diameter of the liner and, when cooled, to decrease the inner diameter to compress the liner and form a single piece.