[发明专利]无振动棒的金属靶发生器

说明书

技术领域

本发明涉及金属靶发生器，用于EUV光刻机中。

背景技术

在下一代光刻机技术中，13.5纳米的采用金属靶靶的激光等离子体极紫外光源被看作是最有前途的光源，目前产生极紫外光源的方法主要有放电等离子体法（LPP）和激光等离子体法(DPP)。相比于DPP技术，LPP技术拥有较多光刻所需要的特性，比如，可以得到更大的输出功率、更好的工作稳定性。一台理想的基于LPP技术的EUV光源，主要组成部分应包括一个二氧化碳激光器、微金属靶靶发生器、碎片消除装置、聚光和光谱纯化装置，其主要原理是激光通过反射镜，照射到金属靶上，轰击金属靶产生等离子体，等离子体产生极紫外光。由轰击产生的极紫外光为散射光，所以将轰击点放在椭球反射镜的一个焦点上，从而在另一个焦点上得到较强的极紫外光。

基于上面所述的激光等离子体的极紫外光源的原理来看，对于理想金属靶金属靶的主要要求有以下几点要求：

（1）在可以产生等离子体的基础上，金属靶的体积尽可能的小，以保证每次轰击都可以将金属完全转化为等离子体，从而减少碎屑，减少对收集镜的伤害；

（2）在产生金属靶的体积尽量减小的同时，为保证极紫外光源的功率，需要尽可能的提高金属靶的产生速率，缩短金属靶的降落周期；

（3）由于收集镜要求金属靶处于其中一个焦点上，轰击点的便宜将影响收集镜的效率，所以要使金属靶下落的间隔周期尽可能地稳定；

（4）同样，为了达到上述要求同时使轰击后产生尽可能小的离子污染需要保证金属靶的下降轨迹稳定；

目前基于射流断裂的金属靶技术应用十分广泛，其中产生金属靶的方法主要是利用振动棒传递的振动使射流断裂为金属靶，文献“均匀颗粒成形中金属射流断裂因素的研究”（李宝凌等，稀有金属材料与工程，2011年S2期）中利用Sn-37％Pb合金为金属液，产生金属靶的方案，原理图如图1所示，在振动源的振动下将振动传递至金属液部分，产生的扰动使金属液层流断裂，获得均匀的金属靶。但此种方案金属射流在喷射中存在微小的固有扰动，这种扰动不仅产生的金属靶不均匀而且由于振动会使金属靶的下落轨迹有偏差，而极紫外光刻机光源中要求金属靶的位置是十分精确的，这在要就精度较高的极紫外光刻机中要尽量避免的。

发明内容

本发明旨在提出一种无振动棒的金属靶发生器，其利用电磁场实现射流断裂，无需借助振动棒，从而避免液体金属产生的波动，而且金属靶体积小、下落的间隔周期稳定。

为达到上述目的，本发明提出一种无振动棒的金属靶发生器，包括：

筒体，该筒体内容置有液态金属，用于产生金属靶；

微孔，开设在筒体底部，所述金属液体可通过该微孔流出；

其特征在于，该金属靶发生器还包括电磁线圈，其通电后产生电磁力并作用在液体金属上，使得从所述微孔流出的液体呈均匀滴落，形成金属靶。

作为本发明的改进，所述电磁线圈通入为变化的电流，以产生一定频率的行波磁场，该行波电磁场对微孔中的液态金属产生轴向扰动，使所述微孔流出的液体在该扰动下断裂为均匀的金属靶。

作为本发明的改进，所述电磁线圈设置在筒体下部的外周面上，位于液态金属四周，和/或设置于筒体底部，位于微孔四周。

作为本发明的改进，通过所述电磁线圈对所述微孔中的液态金属施加旋转磁场，使所述金属液在旋转磁场作用下流向翻转，并通过控制所述旋转磁场的闭合与开通的频率，实现使从所述微孔流出的金属液体为均匀滴落的金属靶。

作为本发明的改进，所述微孔凸出筒体底部，并向外延伸形成管型通道，所述电磁线圈设置在凸起的微孔通道外壁上并与筒体磁隔离。

作为本发明的改进，在所述筒体底部上对称于微孔设置有电磁线圈。

作为本发明的改进，所述设置在凸起的微孔通道外壁上的电磁线圈为两组，两者通过隔板磁隔离。

作为本发明的改进，所述筒体上方盖有上顶盖，将容置有液态金属的筒体内部形成密闭空间，且该上顶盖上开有气体入口和气体出口，用于为发生器筒体内通入保护气体，以控制筒体内的压强从而推动液态金属从微孔均匀滴落。

作为本发明的改进，还包括用于检测筒内压力的压力传感器和检测筒内温度的温度传感器，其分别与压力控制系统和温度控制系统连接，用于控制筒体内的压力和温度。