EUV光源、曝光装置和一体式旋转结构制作方法技术领域
本发明涉及半导体制作领域，特别涉及一种EUV光源、曝光装置和一体
式旋转结构的形成方法。
背景技术
光刻(photolithography)是半导体器件制造工艺中的一个重要步骤，该步
骤是利用曝光工艺和显影工艺在光刻胶层中形成光刻图形。然而，随着芯片
的集成度的不断提高，这就要求光刻的特征尺寸不断减小。
曝光装置的分辨率(R)决定了光刻的最小特征尺寸，曝光系统的分辨率
(R)满足关系式：R＝kλ/(NA)，其中k是与曝光工艺相关的系数，λ为
曝光光源的波长，NA为曝光装置的光学系统的数值孔径。由前述关系式可知，
可以通过两种途径提高曝光装置的分辨率：一种是增加光学系统的数值孔径；
另外一种是减小曝光光源的波长。
研究人员曾经尝试通过增加光学系统的数值孔径的方法来提高分辨率，
但是由于下一代光刻技术对最小特征尺寸存在非常苛刻的要求，需要光学提
供具有非常大的数值孔径，这不仅使得光刻系统的制备和调制变得异常复杂，
而且数值孔径的增大对光学系统的焦深有较大的限制。
因而，研究人员开始考虑另外一种方式也即减小曝光光源波长的方式来
提高分辨率，极紫外(extreme ultraviolet，EUV)光源是最新发展起来的光源，
极紫外光源产生的曝光光线的波长为13.5纳米，将极紫外光源应用于曝光系
统时，能获得很小的光刻特征尺寸。
现有技术产生极紫外光的主流方式是激光产生等离子体辐射方式(Laser
Produced Plasma，LPP)，该方式的原理是：激光源产生激光束轰击锡(Sn)
靶材，由此激发等离子体，等离子向外辐射极紫外光。
现有的极紫外光源的结构，请参考图1，包括，锡滴喷嘴101，所述锡滴
喷嘴101间隔的向下方喷吐锡滴102；激光源103，所述激光源103适于产生
激光束104，所述激光束104经过透镜单元105汇聚后，轰击锡滴102，被轰
击的锡滴102产生等离子体，等离子体辐射产生极紫外光108；聚光镜107，
所述聚光镜107用于收集辐射的极紫外光108，并将辐射的极紫外光汇聚于中
心焦点109。
但是现有的极紫外光源产生的极紫外光的功率仍较小，不能满足生产的
要求。
发明内容
本发明解决的问题是怎样提高极紫外光源产生的极紫外光的功率。
为解决上述问题，本发明提供一种EUV光源，包括：
液滴阵列，所述液滴阵列包括呈环形排布的若干喷嘴，若干喷嘴适于依
次向下方的环形辐射位置喷吐液滴；
激光源，适于产生激光束，使激光束从液滴阵列上方入射并旋转扫描，
依次轰击到达环形辐射位置的液滴，液滴受到激光轰击时形成等离子体，等
离子体辐射极紫外光；
一体式旋转结构，位于液滴阵列和激光源之间，所述一体式旋转结构包
括聚光镜、与聚光镜的一体连接的电机驱动轴，所述聚光镜包括内凹的第一
表面以及相对的第二表面，第一表面与液滴整列相对，第二表面与电机驱动
轴相连接，所述第一表面包括偏心且倾斜的椭球形反射面以及包围椭球形反
射面的非反射面，所述一体式旋转结构适于旋转扫描，旋转扫描时偏心且倾
斜的椭球形反射面收集辐射的极紫外光，并将收集的极紫外光汇聚于环形辐
射位置下方的中心焦点。
可选的，所述一体式旋转结构还包括与电机驱动轴一体连接的推力轴承。
可选的，若干喷嘴呈环形排布为呈圆环形排布，圆环上的相邻喷嘴之间
的间距相等，且喷嘴均向圆环的中心方向倾斜第一角度。
可选的，所述环形辐射位置为呈圆环形的区域，所述环形辐射位置所在
圆环平行于若干喷嘴所在圆环，且所述环形辐射位置所在圆环的半径小于若
干喷嘴所在圆环的半径。
可选的，所述环形辐射位置所在圆环的圆心位于若干喷嘴所在圆环的圆
心的正下方。
可选的，所述中间焦点位于所述环形辐射位置所在圆环的圆心与若干喷
嘴所在圆环的圆心两者连线的延长线上。
可选的，所述环形辐射位置所在圆环的圆心与所述若干喷嘴所在圆环的
圆心的连线构成第一光轴。
可选的，还包括无刷电机，所述无刷电机与所述电机驱动轴连接，所述
无刷电机适于驱动所述一体式旋转结构以第一光轴为旋转轴旋转扫描，在激
光束依次轰击到达环形辐射位置的液滴形成的辐射极紫外光时，椭球形反射
面收集辐射的极紫外光，并将收集的辐射极紫外光反射后汇聚于中心焦点。
可选的，所述椭球形反射面具有第二光轴，所述第二光轴穿过位于环形
辐射位置的液滴的中心，所述椭球形反射面的倾斜角度等于第一光轴和第二
光轴的夹角。
可选的，所述聚光镜的椭球形反射面的中心处具有第一通孔，所述电机
驱动轴内具有第二通孔，所述推力轴承内具有第三通孔，第一通孔、第二通
孔和第三通孔相互贯穿，所述激光源包括激光器、聚焦透镜，所述激光器位
于一体式旋转结构上方，适于产生激光束，所述聚焦透镜位于第一通孔中，
并与聚光镜固定在一起，所述聚焦透镜适于将透过第二通孔的激光束聚焦到
环形辐射位置，轰击位于环形辐射位置的液滴。
可选的，所述激光源还包括固定的反射镜，所述固定的反射镜将激光器
发射的激光束反射后透过第二通孔和第三通孔入射到聚焦透镜。
可选的，还包括控制单元，所述控制单元输出同步的第一信号、第二信
号，第一信号控制若干喷嘴依次喷吐液滴，第二信号控制所述无刷电机驱动
所述一体式旋转结构中的椭球形反射面和聚焦透镜同步旋转。
可选的，所述激光器为泵浦的脉冲输出激光器。
可选的，呈环形排布依次包括第一喷嘴、第二喷嘴、第二喷嘴……第N
(N≥3)喷嘴，在第一喷嘴喷吐第一液滴后，第二喷嘴喷滞后于第一喷嘴第
一时间喷吐第二液滴，第三喷嘴滞后于第二喷嘴第一时间喷吐第三液滴……
第N喷嘴滞后于第N-1喷嘴第一时间喷吐第N液滴。
可选的，所述激光源产生激光束并使产生的激光束旋转扫描，依次轰击
到达环形辐射位置的第一液滴、第二液滴、第三液滴……第N液滴。
可选的，所述第一喷嘴在喷吐第一滴第一液滴后，间隔第二时间喷吐第
二滴第一液滴，第二喷嘴在喷吐第一滴第二液滴后，间隔第二时间喷吐第二
滴第二液滴，第三喷嘴在喷吐第一滴第三液滴后，间隔第二时间喷吐第二滴
第三液滴……第N喷嘴在喷吐第一滴第N液滴后，间隔第二时间喷吐第二滴
第N液滴。
本发明还提供了一种曝光装置，包括：上述所述的EUV光源。
本发明还提供了一种一体式旋转结构制作方法，包括：
提供圆柱体加工料，所述圆柱体加工料包括侧面和位于侧面两端相对的
第三表面和第四表面，以及穿过第三表面和第四表面中心的中心对称轴；
沿第三表面加工所述圆柱体加工料，在所述圆柱体加工料中形成椭球形
反射面，所述椭球型反射面具有第二光轴，所述第二光轴与中心对称轴重合，
且所述椭球反射面沉入圆柱体加工料内第一深度；
形成贯穿所述椭球型反射面中心的第一通孔；
加工圆柱体加工料的侧面，形成第五表面和第六表面，所述第五表面平
行于第六表面，第五表面与第二光轴具有第一夹角，所述第五表面和第六表
面之间的中心对称轴作为第一光轴；
以第五表面和第六表面作为加持基准面，继续加工所述第一表面，在所
述圆柱体加工料中形成与椭球型反射面边缘接触的弧形的非反射面，所述非
反射面和椭球形反射面构成聚光镜的第一表面。
可选的，所述加工形成非反射面的步骤包括第一加工步骤和第二加工步
骤，首先进行第一加工步骤，形成与椭球型反射面的高点边缘接触或接近的
第一弧面；进行第二加工步骤，形成与椭球型反射面的从高点到低点的边缘
接触或接近的第二弧面。
可选的，还包括，沿第五表面和第六表面加工去除部分圆柱体加工料，
形成与第一表面相对的弧形的第二表面；继续沿第五表面和第六表面加工剩
余的圆柱体加工料，形成与第二表面连接的电机驱动轴；沿第四表面和剩下
的第五表面和第六表面加工剩余的圆柱体加工料，形成与电机驱动轴一体连
接的推力轴承。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
本发明的EUV光源包括液滴整列、激光源和一体式旋转结构，所述液滴
阵列包括若干喷嘴，若干喷嘴依次向下方的环形辐射位置喷吐液滴，增加了
单位时间内的液滴的供应量，不同喷嘴依次喷吐液滴保证了相邻液滴之间具
有一定的距离，并且激光束扫描，依次轰击到达环形辐射位置的液滴，形成
极紫外光，因而不会浪费到达环形辐射位置的任何液滴，形成的极紫外光的
量增多，同时，聚光镜旋转扫描，激光镜上的椭球性反射面收集不同液滴形
成的等离子体辐射的极紫外光，并将收集的极紫外光汇聚于下方的中心焦点，
使得中心焦点处输出的极紫外光的功率增加；
并且，所述电机驱动轴和聚光镜为一体式连接，增强了一体式旋转结构
的机械强度，有利于一体式旋转结构高度旋转时的维持动平衡；
进一步，所述聚光镜的第一表面除了包括偏心且倾斜的椭球形反射面还
包括包围椭球形反射面的非反射面，使得聚光镜的质量以第一光轴为中心分
布较为均匀，当聚光镜以第一光轴为中心轴高速旋转时，使得一体式旋转结
构维持较好的动平衡，防止聚光镜产生偏移或者扭曲。
进一步，所述一体式旋转结构还包括与电机驱动轴一体连接的推力轴承，
增强了一体式旋转结构的机械强度，有利于一体式旋转结构高度旋转时的维
持动平衡。
进一步，本发明的聚焦透镜与偏移聚光镜固定连接，当第一驱动装置驱
动偏移聚光镜旋转扫描时，聚焦透镜也同步旋转扫描。
本发明一体式旋转结构的制作方法，制作过程中不会对椭球性反射面产
生损伤，并且加工精度高。
附图说明
图1为现有技术EUV光源的结构示意图；
图2～图9为本发明实施例EUV光源的结构示意图；
图10为本发明实施例的EUV光源的控制信号图；
图11～图17为本发明实施例一体式旋转结构形成过程的结构示意图。
具体实施方式
如背景技术所言，现有的极紫外光源产生的极紫外光的功率仍较小(大
约为10～30W)，而在实际的光刻工艺中，要求光源的功率需要达到250W，
现有的极紫外光源产生的极紫外光源不能达到实际生产的要求。
研究发现，现有的极紫外光源的锡滴喷嘴是通过机械的方式控制锡滴的
喷吐，以使相邻锡滴之间在空间上是分隔开的，激光束可以轰击每一滴锡滴，
每一滴锡滴被轰击时形成等离子体，等离子体辐射产生极紫外光，如果两滴
锡滴之间的距离过近或者两个锡滴粘在一起，当激光束在轰击当前锡滴时，
产生的等离子体碎片会对下一滴锡滴产生影响，造成激光束轰击的效果差或
者辐射的极紫外光难以收集等问题，极紫外光源功率会产生影响。为了保证
每一滴锡滴的完整性以及相邻锡滴具有一定的距离，现有机械的方式控制的
锡滴喷嘴的喷吐频率极限大概在100Khz，因此单位时间内的锡滴喷嘴喷吐的
锡滴数量是有限的，因而单位之间内激光束轰击的锡滴的数量也是有限的，
被轰击的锡滴产生的等离子体以及等离子体辐射的极紫外光数量也是有限
的，最终使得单位时间内在中心焦点上汇聚的极紫外光数量也是有限的，因
此中心焦点出汇聚的极紫外光的功率也较小。
为此，本发明提供了一种EUV光源，包括液滴整列、激光源和一体式旋
转结构，所述液滴阵列包括若干喷嘴，若干喷嘴依次向下方的环形辐射位置
喷吐液滴，增加了单位时间内的液滴的供应量，不同喷嘴依次喷吐液滴保证
了相邻液滴之间具有一定的距离，并且激光束扫描，依次轰击到达环形辐射
位置的液滴，形成极紫外光，因而不会浪费到达环形辐射位置的任何液滴，
形成的极紫外光的量增多，同时，聚光镜旋转扫描，激光镜上的椭球性反射
面收集不同液滴形成的等离子体辐射的极紫外光，并将收集的极紫外光汇聚
于下方的中心焦点，使得中心焦点处输出的极紫外光的功率增加。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图
对本发明的具体实施例做详细的说明。在详述本发明实施例时，为便于说明，
示意图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应
限制本发明的保护范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三
维空间尺寸。
图2～图9为本发明实施例EUV光源的结构示意图；图10为本发明实施
例的EUV光源的控制信号图；图11～图16为本发明实施例一体式旋转结构。
结合参考图2和图3，图3为图2中聚光镜的结构示意图，所述EUV光
源，包括：
液滴阵列201，所述液滴阵列201包括呈环形排布的若干喷嘴21，若干
喷嘴21适于依次向下方的环形辐射位置202喷吐液滴；
激光源203，适于产生激光束31，使激光束31从液滴阵列201上方入射
并旋转扫描，依次轰击到达环形辐射位置202的液滴，液滴受到激光轰击时
形成等离子体，等离子体辐射极紫外光；
一体式旋转结构215，位于液滴阵列201和激光源203之间，所述一体式
旋转结构215包括聚光镜214、与聚光镜214一体连接的电机驱动轴217，所
述聚光镜214包括内凹的第一表面233以及与第一表面233相对的第二表面
234，第一表面233与液滴整列201相对，第二表面234与电机驱动轴217相
连接，所述第一表面233包括偏心且倾斜的椭球形反射面231以及包围椭球
形反射面231的非反射面232，所述一体式旋转结构215适于旋转扫描，旋转
扫描时偏心且倾斜的椭球形反射面231收集辐射的极紫外光，并将收集的极
紫外光汇聚于环形辐射位置202下方的中心焦点220。
所述液滴阵列201包括若干喷嘴21，所述EUV光源还包括液滴原料供应
腔(图中未示出)，所述液滴原料供应腔用于存储液滴原料，若干喷嘴21通
过中间管道(图中未示出)与液滴原料供应腔相连，液滴原料供应腔中存储
的液滴原料通过喷嘴21喷出。
所述液滴阵列201还包括与若干喷嘴21对应的若干开关，每个开关控制
对应的喷嘴21是否喷吐液滴，所述开关可以设置在喷嘴21和液滴原料供应
腔之间的中间管道上，通过开关的闭合控制喷嘴与中间管道中液滴的通断，
以使每个喷嘴21能间隔的向环形辐射位置喷吐液滴22。所述开关为信号控制
的机械开关，通过电信号控制开关的打开和关闭，以使喷嘴向下喷吐液滴和
不喷吐液滴。
本实施例中，若干喷嘴21呈圆环形排布，圆环上的相邻喷嘴之间的间距
相等，且喷嘴21均向圆环的中心方向倾斜第一角度A，第一角度A的大小为
20～40度。每个喷嘴21的口径相同，每个喷嘴21的下沿位于同一平面上，若
干喷嘴21的下沿与该平面的接触点在平面上呈圆环排布，且该平面平行于环
形辐射位置202所在的平面，使得每个喷嘴21喷吐的液滴到环形辐射位置202
的距离相同，以方便对液滴阵列喷吐方式的控制。本实施中，若干喷嘴21的
下沿所在的平面平行于xy轴所在的平面。
所述液滴的材料可以为锡、锡合金、锡化合物、氙或锂。所述锡化合物
可以为SnBr4、SnBr2、SnH4等，所述锡合金可以为锡镓合金、锡铟合金、锡
铟镓合金等。
根据选取的液滴的材料的不同，位于环形辐射位置202的液滴22的温度
可以不相同。
所述环形辐射位置202为一环形区域，环形辐射位置202位于液滴阵列
201，环形辐射位置202所在的平面平行于若干喷嘴21的下沿所在的平面。
本实施例中，所述环形辐射位置202所在的平面平行于xy轴所在的平面。
本实施例中，所述环形辐射位置202为呈圆环形的区域，所述环形辐射
位置202所在圆环平行于若干喷嘴21所在圆环或者环形辐射位置202所在的
平面平行于若干喷嘴21的下沿所在的平面，且所述环形辐射位置202所在圆
环的半径小于若干喷嘴21所在圆环的半径，所述环形辐射位置202所在圆环
的圆心位于若干喷嘴21所在圆环的圆心的正下方。
所述EUV光源中包括第一光轴205，所述第一光轴经过所述环形辐射位
置202所在圆环的圆心、若干喷嘴21所在圆环的圆心、一体式旋转结构215
的中轴线。
所述环形辐射位置202位于若干喷嘴21的延长线上或者位于延长线的下
方，环形辐射位置202与若干喷嘴21的具体距离根据实际需要设置，在此不
做限定。
本实施例中，中间焦点220位于环形辐射位置202的下方，且所述中间
焦点220位于所述环形辐射位置220所在圆环的圆心与若干喷嘴21(的下沿)
所在圆环的圆心两者连线的延长线上。
所述聚光镜214呈“碗型”，所述聚光镜214包括内凹的第一表面233以
及与第一表面233相对的第二表面234，第一表面233与液滴整列201相对，
第二表面234与电机驱动轴217相连接，所述第一表面233包括偏心且倾斜
的椭球形反射面231以及包围椭球形反射面231的非反射面232。
所述椭球型反射面231适于收集环形辐射位置202的液滴22被轰击后形
成的辐射极紫外光，并将收集的辐射极紫外光汇聚于中心焦点220处，所述
椭球型反射面231收集和汇聚辐射极紫外光的过程遵循反射定律。所述非反
射面232不反射辐射极紫外光，或者即使反射部分的辐射极紫外光也不会汇
聚于中心焦点220处。
所述第一光轴205通过聚光镜214的中心，且第一光轴205与聚光镜214
的中轴线重合。所述椭球型反射面231具有第二光轴，所述第二光轴通过椭
球型反射面231的中心且与椭球型反射面231的中轴线重合，椭球型反射面
231偏心且倾斜是指，所述椭球型反射面231的中心偏移聚光镜214的中心第
一距离，所述椭球形反射面231的倾斜角度等于第一光轴和第二光轴之间的
夹角。
本实施例中所述椭球形反射面231偏心且倾斜，聚光镜214旋转扫描时，
椭球形反射面231能够收集依次到达辐射位置202的液滴22被轰击后产生的
辐射极紫外光，并将辐射极紫外光汇聚于中心焦点220。
所述辐射位置202对应椭球形反射面231的第一焦点，中心焦点220对
应于椭球形反射面231的第二焦点位置，聚光镜214旋转扫描时，第一焦点
沿环形辐射位置202呈环形变化，而第二焦点(或中心焦点220)的位置保持
不便，因而在旋转扫描时，第一焦点(环形辐射位置202)出产生的辐射极紫
外光经过椭球形反射面231收集反射后汇聚于第二焦点(或中心焦点220)。
本实施例中，所述聚光镜214的第一表面233除了包括偏心且倾斜的椭
球形反射面231还包括包围椭球形反射面231的非反射面232，使得聚光镜
214的质量以第一光轴205为中心分布较为均匀，当聚光镜231以第一光轴
205为中心轴高速旋转时，使得一体式旋转结构维持较好的动平衡，防止聚光
镜214产生偏移或者扭曲。
请结合参考图3、图4和图5，图4和图5为一体式旋转结构的结构示意
图，所述聚光镜214中还具有第一通孔237，所述第一通孔237贯穿聚光镜
214的第一表面233和第二表面234，所述第一通孔237的中心与椭球形反射
面231的中心重合，所述第一通孔237作为激光束入射的通道，并且所述第
一通孔237还用于放置聚光透镜236，所述聚光透镜236适于将上方入射的激
光束31(请参考图2)聚焦在环形辐射位置202(请参考图2)。
聚光透镜236安置在第一通孔237中时，聚光透镜236与第一通孔237
的侧壁固定连接，并且聚光透镜236的中轴线与第一光轴205平行，且聚光
透镜236的中轴线的延长线穿过下方的环形辐射位置202(请参考图2)。
所述一体式旋转结构215还包括电机驱动轴217，所述电机驱动轴217的
中心轴与第一光轴206重合，所述电机驱动轴217与聚光镜214的第二表面
一体连接，即电机驱动轴217和聚光镜214是通过一个整体的加工材料加工
形成，电机驱动轴217和聚光镜214的材料相同，因而提高了一体式旋转结
构215的机械强度。
所述电机驱动轴217作为无刷电机的转子轴，围绕所述电机驱动轴217
由内向外还设置有无刷电机的定子线圈(图中未示出)、以及定子线圈支架(图
中未示出)，所述电机驱动轴217在无刷电机的驱动下以第一光轴205为中心
轴旋转时，由于电机驱动轴217与聚光镜214一体连接，电机驱动轴217旋
转时，相应的聚光镜214和聚焦透镜236也会以第一光轴205为中心轴旋转
扫描，在旋转扫描时，经过聚焦透镜236聚焦后的激光束依次轰击到达环形
辐射位置202的液滴22形成的辐射极紫外光时，聚光镜214上的椭球形反射
面231收集辐射的极紫外光，并将收集的辐射极紫外光反射后汇聚于中心焦
点220。
所述电机驱动轴217中具有第二通孔，所述第二通孔与聚光镜214中的
第一通孔237相互贯穿，所述第二通孔的尺寸大于第一通孔237的尺寸，第
一通孔的中心轴与第一光轴205重合。
所述一体式旋转结构215还包括与电机驱动轴217一体连接的推力轴承
230，所述推力轴承230与电机驱动轴217一体连接，推力轴承230的中轴线
与第一光轴205重合，所述推力轴承230中具有第三通孔，推力轴承230中
的第三通孔与电机驱动轴217中的第二通孔相互贯穿，所述第三通孔的尺寸
与第二通孔的尺寸相同，所述第三通孔和第二通孔均作为上方的激光束的入
射通道，第三通孔的中轴线与第一光轴205重合。
通过推力轴承230与固定支架(图中未示出)相连接，使得一体式旋转
结构215悬挂在空中，并且无刷电机的驱动下旋转扫描。
结合参考图4、图6和图7，所述推力轴承230包括内圈(237、238)、
外圈(240、241)以及位于内圈(237、238)和外圈(240、241)之间的滚
动体239。
所述内圈(237、238)与电机驱动轴217一体连接，所述内圈(237、238)
中具有第三通孔，本实施例中，所述内圈包括第一部分237和与第一部分237
一体连接的第二部分238，第二部分位于第一部分237上方，部分第一部分
237和第二部分238凸出于电机驱动轴217的外表面，并且第一部分237的外
表面和第二部分238的外表面相对于第一光轴205倾斜，第一部分237的外
表面和第二部分238的外表面相交，两者的夹角小于90度，在一实施例中，
所述第一部分237的外表面和第二部分238的外表面的剖面形状呈“＜＞”
型。
所述滚动体239可以为圆柱形或球形滚珠，所述滚动体239包括第一滚
动体和第二滚动体，第一滚动体位于内圈的第一部分237外表面，所述第二
滚动体位于内圈的第二部分238外表面。
所述外圈用于限制滚动体，并与固定支架相连接，所述外圈包括第一外
圈241和第二外圈240，所述第一外圈241用于限制第一滚动体，使得第一滚
动体在内圈的第一部分237外表面和第一外圈241的内表面之间滚动，所述
第二外圈240用于限制第二滚动体，使得第二滚动体在内圈的第二部分238
外表面和第二外圈240的内表面之间滚动。
本发明的实施例中推力轴承的内圈与电机驱动轴217一体连接，增强了
一体式旋转结构215的机械强度，并且推力轴承的内圈包括两个倾斜相交的
外表面，相应的设置分别与两个倾斜相交的外表面接触的两个滚动体，以及
分别限制两个滚动体的两个外圈，使得该推力轴承在垂直方向和水平方向的
摆动幅度很小，并且受力均匀，因而当聚光镜在旋转扫描时，使得聚光镜垂
直方向和水平方向的摆动幅度也很小，提高了中心焦点处的极紫外光强度的
均匀性。
在其他实施例中，所述推力轴承与电机驱动轴217可以是分立的，通过
焊接等方式将推力轴承的内圈与电机驱动轴217的一端外表面固定连接。
请参考图8和图9，图8和图9为本发明的液滴阵列201的放大结构示意
图，图9为图8的俯视结构示意图，所述液滴阵列201包括呈环形排布的若
干喷嘴21，所述若干喷嘴21依次包括第一喷嘴21a1、第二喷嘴21a2、第三喷
嘴21a3……第N(N≥3)喷嘴21an。
液滴阵列201中两个相邻喷嘴21之间的间距是恒定的，若干喷嘴可以很
规律的依次向环形辐射位置喷吐液滴，的相邻液滴在空间上的距离也是恒定
的，使得液滴阵列201依次向环形辐射位置喷吐液滴，当激光束扫描，依次
轰击到达环形辐射位置202的液滴22时，下一滴待轰击的液滴不会受到前一
滴被轰击的液滴产生的等离子体碎片的影响。需要说明的是，所述相邻喷嘴
21之间的间距为喷嘴的下沿所在圆环的圆弧长度。
在一具体的实施例中，所述在辐射位置相邻液滴22之间的间距为45～75
微米，喷嘴喷吐的液滴22的尺寸为25～35微米。
若干喷嘴21依次向下方的环形辐射位置202喷吐液滴22的过程包括：
在第一喷嘴21a1喷吐第一液滴后，第二喷嘴喷21a2滞后于第一喷嘴21a1第一
时间喷吐第二液滴，第三喷嘴21a3滞后于第二喷嘴21a2第一时间喷吐第三液
滴……第N喷嘴21an滞后于第N-1喷嘴21an-1第一时间喷吐第N液滴。
因而，当第一喷嘴21a1喷吐的第一液滴到达环形辐射位置202后，第二
喷嘴喷21a2喷吐的第二液滴滞后于第一喷嘴21a1喷吐的第一液滴第一时间到
达环形辐射位置202，第三喷嘴21a3喷吐的第三液滴滞后于第二喷嘴喷21a2
喷吐的第二液滴第一时间到达环形辐射位置202……第N喷嘴21an喷吐的第
N液滴滞后于第N-1喷嘴21an-1喷吐的第N液滴第一时间到达环形辐射位置
202。
结合参考图2和图8，在若干喷头依次向下方的环形辐射位置202喷吐液
滴时，所述一体式旋转结构215旋转扫描，所述激光源203产生的激光束经
过聚光透镜后也旋转扫描，依次轰击到达环形辐射位置202的第一液滴、第
二液滴、第三液滴……第N液滴，具体过程为：激光源203产生的激光束在
轰击完处于环形辐射位置202的第一液滴后，激光束在旋转的聚光透镜的作
用下沿环形辐射位置202旋转扫描，第二液滴到达环形辐射位置202时，激
光束轰击位于环形辐射位置202的第二液滴，激光束继续沿环形辐射位置202
旋转扫描，第三液滴到达环形辐射位置202时，激光束轰击位于环形辐射位
置202的第三液滴……激光束继续环形辐射位置202旋转扫描，当第N液滴
到达环形辐射位置时，激光束轰击位于环形辐射位置202的第N液滴。
在激光束依次轰击第一液滴、第二液滴、第三液滴……第N液滴，第一
液滴、第二液滴、第三液滴……第N液滴被激光束轰击时，相应的产生等离
子体，产生的等离子体向外辐射极紫外光时，同时所述聚光镜214旋转扫描，
聚光镜214上的椭球形反射面231(参考图3)依次收集第一液滴、第二液滴、
第三液滴……第N液滴被轰击时辐射的极紫外光，并将收集的极紫外光汇聚
于中心焦点220，具体过程为：椭球形反射面231在收集完第一液滴被轰击时
产生的极紫外光将收集的极紫外光汇聚于中心焦点220后，椭球形反射面231
在一体式旋转结构215的作用下旋转扫描，椭球形反射面231收集第二液滴
被轰击时产生的极紫外光并将收集的极紫外光汇聚于中心焦点220，椭球形反
射面231继续旋转扫描，椭球形反射面231收集第三液滴被轰击时产生的极
紫外光并将收集的极紫外光汇聚于中心焦点220……椭球形反射面231继续旋
转扫描，椭球形反射面231收集第N液滴被轰击时产生的极紫外光并将收集
的极紫外光汇聚于中心焦点220。
请继续参考图8和图9，本实施例中，液滴阵列201中的第一喷嘴21a1、
第二喷嘴21a2、第三喷嘴21a3……第N(N≥3)喷嘴21an依次向下方的环形
辐射位置202喷吐液滴22的具体过程包括：在第一喷嘴21a1喷吐第一滴第一
液滴后，第二喷嘴喷21a2滞后于第一喷嘴21a1第一时间喷吐第一滴第二液滴，
第三喷嘴21a3滞后于第二喷嘴21a2第一时间喷吐第一滴第三液滴……第N喷
嘴21an滞后于第N-1喷嘴21an-1第一时间喷吐第一滴第N液滴；所述第一喷
嘴21a1在喷吐第一滴第一液滴后，依次间隔第二时间喷吐第二滴第一液滴、
第三滴第一液滴、第四滴第一液滴……第M(M大于等于4)滴第一液滴，
同样，所述第二喷嘴21a2在喷吐第一滴第二液滴后，依次间隔第二时间喷吐
第二滴第二液滴、第三滴第二液滴、第四滴第二液滴……第M(M大于等于
4)滴第二液滴，第三喷嘴21a3在喷吐第一滴第三液滴后，依次间隔第二时间
喷吐第二滴第三液滴、第三滴第三液滴、第四滴第三液滴……第M(M大于
等于4)滴第三液滴，第N喷嘴21an在喷吐第一滴第N液滴后，依次间隔第
二时间喷吐第二滴第N液滴、第三滴第N液滴、第四滴第N液滴……第M(M
大于等于4)滴第N液滴。本发明实施例的液滴整列201的喷吐方式，实现
液滴向环形辐射位置202的有规律的和不间断的供应，增大了单位时间内的
液滴的供应量，并且激光源203产生的激光束可以有规律的扫描，依次轰击
位于环形辐射位置202的液滴22，聚光镜214上的椭球形反射面231可以有
规律的旋转扫描并同时收集辐射的极紫外光，并将收集的极紫外光汇聚于中
心焦点220，提高中心焦点220处的极紫外光的功率。
本实施例中，所述激光源203还包括固定的反射镜209，固定的反射镜
209呈45度角倾斜，所述激光器204位于一体式旋转结构215的侧上方，所
述固定的反射镜209将激光器发射的激光束21反射后透过第二通孔和第三通
孔入射到聚焦透镜236表面。固定的反射镜209设置于第一光轴205的延长
线上。
在其他实施例中，可以不设置反射镜，所述激光器可以直接设置与第一
光轴205的延长线上，激光器产生的激光束直接沿与第一光轴205重合的方
向透过第二通孔和第三通孔入射到聚焦透镜236。
本实施例中，所述聚焦透镜236与聚光镜214的相对位置是固定的，聚
焦透镜236的中心轴偏移第一光轴205第一距离，无刷电机驱动一体式旋转
结构215旋转扫描时，所述聚焦透镜236也旋转扫描，使得经过聚焦透镜236
聚焦后的激光束也沿着环形辐射位置202旋转扫描，依次轰击到达环形辐射
位置202的液滴。
所述聚焦透镜236与聚光镜214固定连接时，所述聚焦透镜236的光轴
平行于第一光轴205。
所述激光器204采用脉冲频率较高的泵浦的脉冲输出激光器，使得产生
的激光束在单位时间内完成对更多的液滴的轰击。所述泵浦激光器可以为调Q
激光器或锁模激光器等。
所述激光器204脉冲的发射需要同液滴22喷吐以及聚光镜214旋转扫描
同步，使得液滴22在到达环形辐射位置202时，相应的激光束能够轰击到液
滴22，并且聚光镜214能够收集到该液滴22被轰击后产生的辐射极紫外光并
汇聚于中心焦点。
在一具体的实施例中，所述激光器204为CO2激光器，激光器204的输
出功率为10～1000KW。
本实施例中，由于液滴阵列201的若干喷嘴21可以依次连续不断的向环
形辐射位置202供应液滴，无刷电机驱动聚光镜和聚焦透镜236同时旋转扫
描，经过聚焦透镜236聚焦后的激光束旋转扫描一周依次轰击到达环形辐射
位置202的第一液滴、第二液滴、第三液滴……第N液滴后，无刷电机驱动
聚光镜和聚焦透镜236继续旋转，经过聚焦透镜236聚焦后的激光束继续旋
转扫描依次轰击到达环形辐射位置202的下一滴第一液滴、第二液滴、第三
液滴……第N液滴。
本实施例中，所述经过聚焦透镜236聚焦后的旋转扫描的方向为顺时钟
方向。在本发明的其他实施例中，所述旋转扫描方向可以为逆时钟方向。
所述EUV光源还包括控制单元(图中未示出)，所述控制单元输出同步
的第一信号、第二信号，第一信号控制若干喷嘴依次喷吐液滴，第二信号控
制所述无刷电机驱动所述聚光镜和聚焦透镜同步旋转。
所述第一信号和第二信号同步于驱动激光器204产生脉冲激光束的脉冲
信号。
所述EUV光源还包括清洁系统，适于清洁聚光镜的反射面上污染物(比
如液滴被轰击时产生的飞溅碎末等)。
参考图10，图10为本发明实施例的控制信号图，包括第一信号、第二信
号305，所述第一信号包括31a、31b、31c……31n。
第一信号、第二信号基于同一时钟信号产生，第一信号的数量等于喷嘴
的数量，所述第一信号31a1、第一信号31a2、第一信号31a3……第一信号31an
分别控制第一喷嘴21a1(参考图9)、第二喷嘴21a2(参考图9)、第三喷嘴21a3
(参考图9)……第N喷嘴21an(参考图9)对应的开关的打开和关闭，所述
第二信号305用于控制所述无刷电机驱动聚光镜214和聚焦透镜236(参考图
2)旋转扫描。
下面结合附图2、图9和图10对本发明实施例中的EUV光源的工作过程
进行详细的描述。
第一信号31a1、第一信号31a2、第一信号31a3……第一信号31an为脉冲
信号，相邻脉冲之间的时间间隔为第二时间T2，且第一信号31a2滞后于第一
信号31a1第一时间T1，第一信号31a3滞后于第一信号31a2第一时间TI，依
次类推第一信号31an滞后前一第一信号第一时间T1，并且每个第一信号的相
邻脉冲之间的时间间隔为第二时间T2。
若干第一信号满足NT1＝T2，N为第一信号的数量(喷嘴的数量)，T1为
第一时间，T2为第二时间，以使得液滴阵列21中的若干喷嘴可以有规律的依
次向环形辐射位置202供应液滴，激光源203产生的激光束可以循环的旋转
扫描依次轰击到达环形辐射位置202的液滴，聚光镜214上的椭球形反射面
也可以循环的旋转扫描收集对应的液滴被轰击后形成的辐射极紫外光，并将
收集的辐射极紫外光汇聚于中心焦点220。
因而将第一信号31a1、第一信号31a2、第一信号31a3……第一信号31an
施加在液滴阵列201上若干喷嘴21(参考图4中第一喷嘴21a1、第二喷嘴21a2、
第三喷嘴21a3……第N(N≥3)喷嘴21an)对应的开关时，液滴阵列201向
下方的环形辐射位置202依次喷吐液滴，具体过程为：在第一喷嘴21a1喷吐
第一滴第一液滴后，第二喷嘴喷21a2滞后于第一喷嘴21a2第一时间喷吐第一
滴第二液滴，第三喷嘴21a3滞后于第二喷嘴21a2第一时间喷吐第一滴第三液
滴……第N喷嘴21an滞后于第N-1喷嘴21an-1第一时间喷吐第一滴第N液滴；
所述第一喷嘴21a1在喷吐第一滴第一液滴后，依次间隔第二时间喷吐第二滴
第一液滴、第三滴第一液滴、第四滴第一液滴……第M(M大于等于4)滴
第一液滴，同样，所述第二喷嘴21a2在喷吐第一滴第二液滴后，依次间隔第
二时间喷吐第二滴第二液滴、第三滴第二液滴、第四滴第二液滴……第M(M
大于等于4)滴第二液滴，第三喷嘴21a3在喷吐第一滴第三液滴后，依次间
隔第二时间喷吐第二滴第三液滴、第三滴第三液滴、第四滴第三液滴……第
M(M大于等于4)滴第三液滴，……第N喷嘴21an在喷吐第一滴第N液滴
后，依次间隔第二时间喷吐第二滴第N液滴、第三滴第N液滴、第四滴第N
液滴……第M(M大于等于4)滴第N液滴。
在第一信号施加在液滴阵列201上时，所述第二信号305也施加在无刷
电机216上。
在液滴阵列201喷吐液滴之前，所述聚光镜214和聚焦透镜236位于第
一初始位置，EUV光源工作时，聚光镜214和聚焦透镜236从第一初始位置
加速到第二初始位置，然后从第二初始位置开始匀速旋转，聚焦透镜236位
于第二初始位置时，经过聚焦透镜236聚焦后的激光束的能够轰击达到环形
辐射位置202的第一液滴(第一喷嘴21a喷吐的)，同时聚光镜214收集第一
液滴被轰击时产生的极紫外光并汇聚于中心焦点220。
本实施例中，第二信号305的上升沿滞后于第一信号31a的第一脉冲，
所述第二信号305滞后的时间为第一喷嘴21a喷吐第一滴第一液滴后，第一
滴第一液滴达到环形辐射位置202的时间。
EUV光源具体的工作过程为，液滴阵列201在接收到第一信号，无刷电
机216接收第二信号305，第一信号使得液滴阵列201中的若干喷嘴开始依次
向环形辐射位置202喷吐液滴(包括依次到达环形辐射位置202的第一滴第
一液滴、第一滴第二液滴、第一滴第三液滴……第二滴第N液滴、第二滴第
一液滴、第二滴第二液滴、第二滴第三液滴……第二滴第N液滴、……第M
(M≥3)滴第N液滴、第M滴第一液滴、第M滴第二液滴、第M滴第三液
滴……第M滴第N液滴)，当第一滴第一液滴到达环形辐射位置202时，聚
光镜214和聚焦透镜236从第一初始位置加速到第二初始位置，经过聚焦透
镜236聚焦后的激光束轰击位于环形辐射位置202的第一滴第一液滴，同时
聚光镜214上的椭球形反射面收集第一滴第一液滴被轰击时辐射的极紫外光，
并将收集极紫外光通过反射汇聚于中心焦点220，接着，第二信号305使得无
刷电机216驱动聚光镜214和聚焦透镜236匀速旋转扫描，经过聚焦透镜236
聚焦后的激光束旋转扫描依次轰击到达环形辐射位置202的其他液滴，同时
聚光镜214上的椭球形反射面依次收集其他液滴被轰击时形成的极紫外光，
并将收集的极紫外光汇聚于中心焦点220。
所述聚光镜214旋转的速度为匀速，聚光镜214的角速度等于聚光镜214
在收集相邻两液滴轰击时产生的极紫外光时的聚光镜214旋转角度除以第一
时间T1。
本实施例中，还提供了一种曝光装置，所述曝光装置包括前述所述的EUV
光源，所述EUV光源作为曝光装置进行曝光时的曝光光源。关于曝光装置的
具体结构，请参考现有的曝光装置的结构，在此不再赘述。
图11～图17为前述一体式旋转结构制作过程的结构示意图。
请参考图11，提供圆柱体加工料300，所述圆柱体加工料300包括侧面
34和位于侧面34两端相对的第三表面31和第四表面32，以及穿过第三表面
31和第四表面34中心的中心对称轴206。
所述圆柱体加工料300的形状为圆柱体，所述圆柱体加工料300的材料
为金属或石英、或者其他合适的材料。
参考图12，沿第三表面31加工所述圆柱体加工料300，在所述圆柱体加
工料300中形成椭球形反射面231，所述椭球型反射面231具有第二光轴，所
述第二光轴与中心对称轴206重合，且所述椭球反射面231沉入圆柱体加工
料300内第一深度；形成贯穿所述椭球型反射面231中心的第一通孔237。
所述椭球反射面231沉入圆柱体加工料300内第一深度，即所述椭球反
射面231的边缘距离第三表面具有第二距离，以为后续非反射面的加工留足
空间，并且避免后续加工形成非反射面时对椭球反射面231边缘的损伤。
所述第一通孔237的尺寸小于椭球形反射面的尺寸，所述第一通孔237
的中轴线与第二光轴206重合。
参考图13和图14，加工圆柱体加工料300的侧面34，形成第五表面35
和第六表面36，所述第五表面35平行于第六表面36，第五表面35与第二光
轴206具有第一夹角，所述第五表面35和第六表面36之间的中心对称轴作
为第一光轴205。
请参考图13，图13中用粗实线画出的区域为待形成的第五表面35和第
六表面36，第五表面35和第六表面36最为后续加工时的加持基准面，所述
第五表面35和第六表面36相互平行，且第五表面35和第六表面36均与第
二光轴206的延长线具有第一夹角，即第二光轴206和第一光轴205的夹角
为第一夹角(即椭球形反射面231的中心相对于第一光轴是偏移的)，且所述
第五表面35与第三表面31的交叠线与第二光轴206的距离大于第六表面36
与第三表面31的交叠线与第二光轴的距离。
参考图15和图16，以第五表面35和第六表面36作为加持基准面，继续
加工所述第一表面31，在所述圆柱体加工料中形成与椭球型反射面231边缘
接触的弧形的非反射面232，所述非反射面232和椭球形反射面231构成聚光
镜的第一表面233。
以第五表面35和第六表面36作为加持基准面时，所述椭球形反射面231
相对于第一光轴205是偏心且倾斜的，所述椭球形反射面231的倾斜角度等
于第一光轴205和第二光轴206的夹角，相对于第三表面31而言，所述椭球
形反射面231的边缘具有高点和低点，所述边缘的高点为椭球形反射面231
的边缘与第三表面31距离最近的点，所述边缘的高点为椭球形反射面231的
边缘与第三表面31距离最远的点。
所述加工形成非反射面231的步骤包括第一加工步骤和第二加工步骤，
首先进行第一加工步骤，形成与椭球型反射面231的高点边缘接触或接近的
第一弧面33；然后进行第二加工步骤(沿图15中的斜线阴影区域进行加工)，
形成与椭球型反射面231的从高点到低点的边缘接触或接近的第二弧面。
在形成非反射面232后，还包括步骤：对所述非反射面232表面进行粗
糙处理工艺，以增加非反射面232的粗糙度，以减少非反射面232对辐射极
紫外光的反射。粗糙处理工艺可以为打磨工艺或喷涂工艺。在进行粗糙处理
工艺之前，在所述椭球形反射面231表面形成保护膜。
在形成非反射面232后，还包括，沿第五表面35和第六表面36加工去
除部分圆柱体加工料，形成与第一表面233相对的弧形的第二表面234；继续
沿第五表面和第六表面加工剩余的圆柱体加工料，形成与第二表面324连接
的电机驱动轴217。
参考图17，沿第四表面、第五表面和第六表面加工剩余的圆柱体加工料，
形成与电机驱动轴217连接的推力轴承230。
本发明中，形成的推力轴承230为与电机驱动轴217连接的内圈。所述
内圈包括第一部分237和与第一部分237一体连接的第二部分238，第二部分
位于第一部分237上方，部分第一部分237和第二部分238凸出于电机驱动
轴217的外表面，并且第一部分237的外表面和第二部分238的外表面相对
于第一光轴205倾斜，第一部分237的外表面和第二部分238的外表面相交，
两者的夹角小于90度，在一实施例中，所述第一部分237的外表面和第二部
分238的外表面的剖面形状呈“＜＞”型。
还包括沿第四表面和第一光轴205加工所述推力轴承的内圈和电机驱动
轴217，在所述推力轴承中形成第三通孔，在电机驱动轴中形成第二通孔，所
述第三通孔与第二通孔相互贯穿，所述第二通孔与第一通孔相互贯穿。
需要说明的是，加工上述一体式旋转结构215采用的设备包括数控机床。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，
在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保
护范围应当以权利要求所限定的范围为准。