【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光电，具体涉及一种基于谐振腔的微波等离子体euv光源的设计。
技术介绍
1、极紫外(extreme ultra violet，euv)光源在半导体制造、微纳加工和高分辨率成像等领域中具有重要应用。euv光的波长通常为10至15纳米，能够实现比传统深紫外(deepultra violet，duv)光源更高的分辨率，是下一代集成电路制造和纳米级精密加工的关键技术之一。为了满足现代光刻工艺对更高精度和更小特征尺寸的需求，开发高效、稳定的euv光源成为当前光电
的重要研究方向。
2、目前，euv光源的实现主要依赖两种技术路线：激光等离子体(laser-producedplasma，lpp)光源和放电等离子体(discharge-produced plasma，dpp)光源。lpp光源通过高功率激光照射金属靶材(如锡)，形成高温的等离子体，辐射出强烈的euv光。该技术能够提供较高的euv辐射效率，但其输入激光功率是制约lpp光源进一步提升输出功率的主要瓶颈。此外，由于lpp光源使用的固体靶材在激光轰击下容易产生金属碎屑，导致光学系统受到污染，缩短了光学元件的使用寿命，并增加了系统维护成本。dpp光源通过电气放电在氙气、液态锡等中产生等离子体，从而辐射出euv光。与lpp光源相比，dpp光源结构较为简单，且避免了固体靶材的污染问题，但其辐射效率较低，并且放电过程中的电极侵蚀和电弧不稳定性限制了光源的寿命和输出功率。
3、为了解决传统lpp和dpp光源在稳定性和功率输出方面的局限性，近年来基于微波放
4、尽管微波放电等离子体技术在输出功率和稳定性上具有显著优势，但其在euv光源中的应用仍面临诸多技术挑战。例如，如何在谐振腔结构中实现高效的微波能量耦合和等离子体的稳定维持；如何设计一个能够有效引导euv光束的光学结构，使得euv光能够从腔体内顺利引出，而不影响微波场的分布和谐振特性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有基于谐振腔的微波放电光源无法有效引出euv光的问题，提出了一种基于谐振腔的微波等离子体euv光源。
2、本专利技术的技术方案为：一种基于谐振腔的微波等离子体euv光源，包括微波及出光共形系统、微波馈入系统、工质供给系统和腔体冷却系统，微波及出光共形系统包括球形谐振腔和反射镜，球形谐振腔设置于反射镜凹面内焦点处，微波馈入系统包括微波源和波导，微波源与电源电连接，用于产生微波能量，并通过波导将微波能量耦合到球形谐振腔腔体内部，工质供给系统和腔体冷却系统均设置于球形谐振腔的内壁。
3、进一步地，球形谐振腔表面为微波亚波长尺寸的镂空网格共形结构，镂空网格共形结构包括金属壁面以及间隔排布设置于金属壁面上的真空镂空。
4、进一步地，真空镂空形状为圆形或任意多边形。
5、进一步地，真空镂空孔径小于或等于微波波长的1/10，且大于euv光波长的10倍。
6、进一步地，金属壁面由高电导率的金属材料制成。
7、进一步地，反射镜的几何形状为抛物凹面或椭球凹面。
8、进一步地，反射镜的材料为高反射率的镀膜材料。
9、进一步地，波导为同轴波导。
10、进一步地，工质供给系统包括设置于球形谐振腔的内壁的工质层、和工质层连接的工质输送管以及开设于工质层上的工质入口，工质入口用于将惰性气体引入球形谐振腔腔体内部。
11、进一步地，腔体冷却系统包括设置于球形谐振腔内壁且与工质层平行的冷却层，冷却层分别与冷却剂进液管和冷却剂出液管连接。
12、本专利技术的有益效果是：
13、(1)实现了euv光束的高效引出：本专利技术通过将谐振腔表面设计为微波亚波长尺寸的镂空网格共形结构，可以在不影响微波场分布的情况下，实现euv光束的高效引出，提升整体光源的能量利用效率。
14、(2)结构紧凑，集成度高：本专利技术通过谐振腔镂空网格共形设计将谐振腔和euv光引出装置集成为一体，有效避免了传统结构中因分离设计导致的微波泄露和光束散射问题，简化了整体光源结构，降低了系统的制造和维护成本。
15、(3)提升了系统的输出功率和稳定性：本专利技术中的euv光源选用一组多个磁控管微波源作为微波发生元件，在谐振腔内不同位置使用不同的微波源，叠加能量多次加热，以提高总功率，实现kw级以上的euv光输出功率，满足下一代先进光刻技术对高功率euv光源的需求。
16、(4)新型euv光源的设计与实现：本专利技术通过微波及出光共形系统、微波馈入系统、工质供给系统和腔体冷却系统的设计，实现了一款功能可靠、运行稳定的新型euv光源，有望替代现有常规euv光源。
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1.一种基于谐振腔的微波等离子体EUV光源，其特征在于，包括微波及出光共形系统、微波馈入系统、工质供给系统和腔体冷却系统，所述微波及出光共形系统包括球形谐振腔和反射镜，所述球形谐振腔设置于反射镜凹面内焦点处，所述微波馈入系统包括微波源和波导，所述微波源与电源电连接，用于产生微波能量，并通过波导将微波能量耦合到球形谐振腔腔体内部，所述工质供给系统和腔体冷却系统均设置于球形谐振腔的内壁。
2.根据权利要求1所述的基于谐振腔的微波等离子体EUV光源，其特征在于，所述球形谐振腔表面为微波亚波长尺寸的镂空网格共形结构，所述镂空网格共形结构包括金属壁面以及间隔排布设置于金属壁面上的真空镂空。
3.根据权利要求2所述的基于谐振腔的微波等离子体EUV光源，其特征在于，所述真空镂空形状为圆形或任意多边形。
4.根据权利要求2所述的基于谐振腔的微波等离子体EUV光源，其特征在于，所述真空镂空孔径小于或等于微波波长的1/10，且大于EUV光波长的10倍。
5.根据权利要求2所述的基于谐振腔的微波等离子体EUV光源，其特征在于，所述金属壁面由高电导率的金属
6.根据权利要求1所述的基于谐振腔的微波等离子体EUV光源，其特征在于，所述反射镜的几何形状为抛物凹面或椭球凹面。
7.根据权利要求1所述的基于谐振腔的微波等离子体EUV光源，其特征在于，所述反射镜的材料为高反射率的镀膜材料。
8.根据权利要求1所述的基于谐振腔的微波等离子体EUV光源，其特征在于，所述波导为同轴波导。
9.根据权利要求1所述的基于谐振腔的微波等离子体EUV光源，其特征在于，所述工质供给系统包括设置于球形谐振腔内壁的工质层、和工质层连接的工质输送管以及开设于工质层上的工质入口，所述工质入口用于将惰性气体引入球形谐振腔腔体内部。
10.根据权利要求9所述的基于谐振腔的微波等离子体EUV光源，其特征在于，所述腔体冷却系统包括设置于球形谐振腔内壁且与工质层平行的冷却层，所述冷却层分别与冷却剂进液管和冷却剂出液管连接。
...【技术特征摘要】
1.一种基于谐振腔的微波等离子体euv光源，其特征在于，包括微波及出光共形系统、微波馈入系统、工质供给系统和腔体冷却系统，所述微波及出光共形系统包括球形谐振腔和反射镜，所述球形谐振腔设置于反射镜凹面内焦点处，所述微波馈入系统包括微波源和波导，所述微波源与电源电连接，用于产生微波能量，并通过波导将微波能量耦合到球形谐振腔腔体内部，所述工质供给系统和腔体冷却系统均设置于球形谐振腔的内壁。
2.根据权利要求1所述的基于谐振腔的微波等离子体euv光源，其特征在于，所述球形谐振腔表面为微波亚波长尺寸的镂空网格共形结构，所述镂空网格共形结构包括金属壁面以及间隔排布设置于金属壁面上的真空镂空。
3.根据权利要求2所述的基于谐振腔的微波等离子体euv光源，其特征在于，所述真空镂空形状为圆形或任意多边形。
4.根据权利要求2所述的基于谐振腔的微波等离子体euv光源，其特征在于，所述真空镂空孔径小于或等于微波波长的1/10，且大于euv光波长的10倍。
5.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵怿哲，袁野，郭成，赵青，甘旭鹏，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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