一种液态金属回路极紫外光源系统的制作方法

1.本实用新型属于检测装置领域，尤其涉及一种液态金属回路极紫外光源系统。


背景技术：

2.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。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种液态金属回路极紫外光源系统，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。
4.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
5.一种液态金属回路极紫外光源系统，包括：靶室、锂罐体、过滤罐体和电磁泵，所述靶室具有外壳体，所述外壳体顶部插入有输送液态金属的进液靶管，所述进液靶管下方设置有液态锂靶设备，所述液态锂靶设备下方设置有出液靶管，所述出液靶管将液态金属输送至锂罐体，所述过滤罐体设置于锂罐体内部，所述过滤罐体通过管道与电磁泵，所述电磁泵的出口端通过管道与进液靶管连接，所述外壳体侧面与液态锂靶设备位置对应处具有连通的极紫外光源出口，所述外壳体侧面具有连通的激光束入管，所述激光束入管处设置有激光器，所述激光器产生的激光作用于液态锂靶设备之上，所述激光束入管侧面具有连通的真空管，所述真空管与抽真空设备连接，所述锂罐体外侧缠绕有电发热丝，所述锂罐体具有连通的真空泵接头。
6.本实用新型的一种液态金属回路极紫外光源系统，所述电磁泵和进液靶管之间的管道上设置有高温流量计、高温压力计和阀门。
7.本实用新型的一种液态金属回路极紫外光源系统，所述液态锂靶设备为弧形流面且一端为开放式结构，所述进液靶管的下部内径较上部内径变小且倾斜一定角度朝向弧形流面的内侧处。
8.本实用新型的一种液态金属回路极紫外光源系统，所述出液靶管与液态锂靶设备在竖直方向交错设置，所述出液靶管顶部伸出外壳体的底面一定高度。
9.本实用新型的一种液态金属回路极紫外光源系统，所述外壳体内部设置有收集镜，所述收集镜呈弧面状结构，所述弧面状结构内侧面朝向极紫外光源出口，所述收集镜具
连接，所述外壳体81侧面与液态锂靶设备84位置对应处具有连通的极紫外光源出口87，所述外壳体81侧面具有连通的激光束入管82，所述激光束入管82处设置有激光器14，所述激光器14产生的激光作用于液态锂靶设备84之上，所述激光束入管82侧面具有连通的真空管85，所述真空管85与抽真空设备连接，所述锂罐体1外侧缠绕有电发热线9，所述锂罐体1具有连通的真空泵接头11。
20.本实用新型的优选实施例中，所述电磁泵4和进液靶管84
‑
1之间的管道上设置有高温流量计5、高温压力计6和阀门7。
21.本实用新型的优选实施例中，所述液态锂靶设备84为弧形流面且一端为开放式结构，所述进液靶管84
‑
1的下部内径较上部内径变小且倾斜一定角度朝向弧形流面的内侧处。
22.本实用新型的优选实施例中，所述出液靶管84
‑
2与液态锂靶设备84在竖直方向交错设置，所述出液靶管84
‑
2顶部伸出外壳体81的底面一定高度。
23.本实用新型的优选实施例中，所述外壳体81内部设置有收集镜12，所述收集镜12呈弧面状结构，所述弧面状结构内侧面朝向极紫外光源出口87，所述收集镜12具有供激光束穿过的小孔。
24.本实用新型的优选实施例中，所述过滤罐体2底部间隔距离分布有若干滤孔，所述过滤罐体2的内部由上至下间隔距离固定安装有多张滤网21，多张所述滤网由上至下滤孔逐渐变小。
25.本实用新型的优选实施例中，所述锂罐体1内部具有冷却机构3，所述冷却机构3具有环形冷却管，所述环形冷却管的进口端位于锂罐体1上部，所述环形冷却管出口端位于锂罐体1下部，所述出液靶管84
‑
2下部插入环形冷却管的环形区域中部，并与环形冷却管外壁接触。
26.本实用新型的优选实施例中，所述外壳体81底面外侧设置有电发热丝84
‑
3。
27.本实用新型的优选实施例中，所述外壳体81上设置有诊断管89，所述诊断管89内设有光纤摄像头，所述光纤摄像头和显示设备的光纤线连接。
28.本实用新型的优选实施例中，所述外壳体81上设置有观察管13，所述观察管13具有透明盖板。
29.工作原理简述：
30.通过在锂罐体1中存放一定量金属锂，锂罐体1外环绕的电发热线9得电后产生热量将固体金属锂加热熔化(电发热线9配套有温控设备，当温度处于250℃左右会停止加热，保证了固体金属锂在恒定的温度下加热变成液态)；真空泵得电工作一直运行，工作后产生负压吸力将锂罐体1内的空气从，真空泵接头(11)处抽出，保证了金属锂不被氧气、氮气等污染。电磁泵4得电工作后将锂罐体1内被加热融化后液态锂抽出，经高温流量计5、阀芯打开的阀门7、进液靶管84
‑
1输入至液态锂靶设备84内，由于，进液靶管84
‑
1的下部内径较上部内径变窄流入的液态锂压力会变大、且进液靶管84
‑
1下部朝向锂靶设备8的弧面内侧端倾斜一定角度，在压力的作用下，液态锂会喷射至锂靶设备84内侧端上圆弧流曲面上，并均匀铺展开，液态锂会在液态锂靶设备84内侧端上形成液态锂流面，此刻激光器 14工作输出的激光束经激光束入管82进入外壳体81内作用于液态锂流面、生成所需的euv 光、通过收集镜12聚集euv光，并通过极紫外光源出口euv光出管输出，收集镜12上具有供激光通过的
孔，不会遮挡激光束。获得稳定的13.5nm极紫外光，用于euv光刻机关键部件多层涂层镜、光收集器等检测和评估。
31.工作过程中，所述位于真空管85的上端激光束入管82的内部位置间隔一定距离焊接有多只挡片86，挡片86的外径等于激光束入管82的内径，挡片86的中心开有20mm圆孔真空管85上端的挡片86，会将靶室8的外壳体81内液态锂蒸气阻挡(挡片不会阻挡激光束经激光束入管82进入外壳体81内)，能有效防止锂蒸汽扩散至激光束入口82；保证了激光束有效进入靶室8的外壳体81内；锂蒸气从真空管85处排出、经管道引入废锂蒸气处理设备内处理。过程中，通过调节阀门7可以调节液态锂的流量，并能通过高温流量计5进行流量的监测，通过高温压力计6检测管道内液态锂的压力；通过诊断管89内上端的光纤摄像头输出至显示设备的视频信号，操作人员可通过显示设备的屏幕实时观察锂靶室的外壳体 81内的情况，并还能通过观察管13目视观察锂靶室的外壳体81内情况。
32.液态锂经靶室8流出后会进入锂罐体1内再次被电热线9加热，通过电磁泵4抽出再次流入靶室8内，被激光束作用生成所需euv光，达到循环工作目的，直到关闭所有用电设备电源开关为止，装置才停止工作。
33.其中，液态锂经靶室8流出后进入锂罐体1内前温度过高(350℃左右、激光束经激光束入管82进入外壳体81内作用于液态锂流面、生成所需的euv光同时会导致液态锂温度升高)，由于高温的作用，从液态锂靶设备84内难免会有金属表面脱落现象产生杂质，因此需要对流出的液态锂杂质析出沉淀后再进入锂罐体1内，防止后续杂质经电磁泵4作用进入液态锂靶设备84内，对激光器14工作输出激光束、经激光束入管82进入外壳体81内作用于液态锂流面、生成所需euv光造成一定的影响。
34.本技术中外壳体81下端中部靠前的出液靶管84
‑
2和锂靶设备84下端错开设置，且出液靶管84
‑
2在外壳体81下端内具有5mm高度，因此液态锂进入液态锂靶设备84内后会先落在外壳体81内下部，在液态锂的深度达到一定后(5mm)才会高于出液靶管84
‑
2的上端高度，进而进入锂罐体1内再加热；过程中，杂质就会沉淀在外壳体81内下部，杂质析出沉淀后的锂液体再进入锂罐体1内；由于工作时外壳体外下端的电发热丝84
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3处于得电发热状态，因此会将外壳体内下端上次使用后、沉淀冷却成固体的锂加热成液体，保证了液态锂的流动性(电发热丝84
‑
3具有温控设备、温度达到200℃左右后会停止发热，使用较长时间后，可打开外壳体81的上盖，将包含杂质的固态锂取出放入等量不含杂质的固态锂即可)。由于，从靶室进入锂罐体1内的液态锂温度在350℃左右，过高温度的液态锂直接进入锂罐体1内会造成锂罐体1内压力过高，有导致其损坏的隐患，且温度过高会造成锂液体性状发生变化，因此，需要对进入锂罐体1内前的液态锂进行降温；由于，过滤罐体2上中部进液管上端一段位于冷却机构3的环形冷却管的内中部，并和环形冷却管的内侧端紧密贴合，冷却机构工作时会不断有制冷液体在冷却管内流动，因此经出液靶管84
‑
2下端、过滤罐体2上中部进液管流入锂罐体1内前的液态锂会快速降温在200℃左右，这样不但防止了温度过高造成的不利影响，也充分利用了液态锂受激光束作用产生的热能。
35.并且，进入过滤罐体2内的液态锂会先经过滤罐体2内五层滤网21层层过滤后、再从过滤罐体2下端流出进入锂罐体1内，然后再通过电磁泵4再次抽出，达到好的过滤效果。本技术能循环产生液态流动的锂靶，液态锂熔点低、沸点高，使得基于激光器的液态金属回路可选择的运行温度和压力较低，更能消除热负荷沉积导致的温度快速上升，并可承受激
光器产生高能脉冲引起的冲击效应，由此保证了基于激光器的液态金属回路euv光效果。
36.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。
37.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。
38.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。