[实用新型]一种碎屑收集装置和包括该装置的EUV光源系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种碎屑收集装置和包括该装置的EUV光源系统。 

背景技术

带电粒子、电中性粒子、残余气体等多种碎屑对真空腔室和元器件的污染和危害是极其严重的。以EUV光源系统为例，在EUV辐射源辐射出极紫外光的同时，还会产生带电粒子、电中性粒子、残余气体等多种碎屑。这些废弃物质(尤其是其中的带电粒子、电中性粒子)具有较高的出射能量，沿着光路传播至后续的光学系统，对光学仪器表面会产生严重污染与损坏。因此需要在碎屑传播至光学系统前及时地将其清除，以降低碎屑对其的损坏程度。 

比如公开号为WO2009/144609A1、名称为“Debris Mitigation Device”的国际专利申请公开文件中介绍了使用辐射状的叶形箔片配合流动气体进行碎屑消减的方法。该专利文件中碎屑消减分为两部分，首先采用与碎屑运动方向相反的气流对碎屑进行降温，并且阻挡体积较小、速度较小的碎屑。穿过气体屏障的碎屑则受到辐射状的叶形金属箔片阻挡，一部分速度降为零落下，另一部分粘附在金属箔片上。虽然该方法可以有效地阻挡碎屑，但辐射状的金属箔片数量较少时，碎屑阻挡效果较差，辐射状的金属箔片数量较多时，箔片对EUV光的吸收较为严重，不利于EUV光收集。 

为了解决EUV光损失较大的问题，公开号为WO2011/110383A1、名称为“Radiation Source，Lithographic Apparatus and Device Manufacturing Method”的国际专利申请公开文件中的碎屑阻挡装置中，去掉了叶形金属箔片，并且将阻挡碎屑的缓冲气体改为对EUV光吸收较小的氢气。该专利文件中将碎屑收集器设计为口径逐步收缩的圆锥形状，以碎屑收集器的物理形状限制碎屑量，同时通过合理的气体流场设计使用缓冲气体氢气对碎屑进行阻挡。该方法可以有效提高通光率，但是碎屑阻挡效率较低。 

实用新型内容

(一)要解决的技术问题 

为提高碎屑阻挡效率，同时尽量降低通光率，本实用新型提出一种使用金属液滴帘的碎屑收集装置和包括该装置的EUV光源系统。 

(二)技术方案 

本实用新型提出一种碎屑收集装置，包括位于碎屑的传播路径上的金属液滴产生装置，该金属液滴产生装置用于产生一个金属液滴帘。 

根据本实用新型的一种实施方式，所述的金属液滴产生装置具有开口竖直向下的多个喷射口，每个喷射口可以喷射出具有一定间隔的金属液滴组成的金属液滴串，从而，当所有喷射口都喷射出金属液滴串时，各金属液滴串共同构成一个金属液滴帘。 

根据本实用新型的一种实施方式，碎屑收集装置还包括金属液滴收集装置，其位于所述金属液滴产生装置的正下方，并且具有一个正对所述金属液滴帘的液滴入口，使得所述金属液滴帘流入该液滴入口后被收集。 

根据本实用新型的一种实施方式，所述金属液滴产生装置包括转轮，当该转轮高速转动且液体金属物料流至转轮的侧面时，该液体金属物料能够被该转轮加速并从转轮的切向出射，形成具有空间阵列式分布的金属液滴阵列。 

根据本实用新型的一种实施方式，所述金属液滴产生装置还包括用于存储液体金属物料的储料箱，其底部与多个平行排列的进料管连通，以使所存储的该液体金属物料能通过所述多个平行排列的进料管流至所述高速转轮的侧面，所述进料管的出液口位于所述转轮的偏心位置。 

根据本实用新型的一种实施方式，所述转轮由电机带动。 

本实用新型还提出一种EUV光源系统，包括前述的碎屑收集装置。 

根据本实用新型的一种实施方式碎屑收集装置还包括EUV辐照源和光学系统，由该EUV辐照源辐射出的EUV光由光学系统会聚在位于光轴上的中间焦点，所述碎屑收集装置位于所述EUV辐照源和光学系统之间。 

根据本实用新型的一种实施方式，所述碎屑收集装置到所述EUV辐照源之间的距离d满足D＞2dtan(θ/2)，其中D为金属液滴帘的宽度，θ为所述光学系统(5)的光束收集全角。 

根据本实用新型的一种实施方式，所述金属液滴帘的宽度大于所述EUV光入射到金属液滴帘的区域。 

(三)有益效果 

本实用新型使用金属液滴帘来降低碎屑，因为金属液滴的质量、密度比气体大，与高能碎屑粒子碰撞时能更好地降低碎屑粒子的速度，从而有效地阻挡了碎屑粒子进入其他系统。 

另外，由于金属液滴帘的比热容比气体大，能充分吸收碎屑所携带的热量，即便部分碎屑能透过金属液滴帘，其也已经过制冷，降低了碎屑散热量对其他部件的影响。