CN116404502A

CN116404502A - 一种准分子激光器放电腔结构

Info

Publication number: CN116404502A
Application number: CN202310669839.3A
Authority: CN
Inventors: 李术功
Original assignee: Beijing Jingyi Optoelectronic Technology Co ltd; Wuhan Jingce Electronic Group Co Ltd
Current assignee: Beijing Jingyi Optoelectronic Technology Co ltd; Wuhan Jingce Electronic Group Co Ltd
Priority date: 2023-06-07
Filing date: 2023-06-07
Publication date: 2023-07-07

Abstract

本申请涉及一种准分子激光器放电腔结构，包括：放电腔体，该放电腔体为封闭的卧式空心筒体结构，放电腔体的顶部开设有进气口和排气口；放电腔室，该放电腔室可拆卸密封连接在放电腔体的顶部，且通过进气口和排气口与所述放电腔体相通；放电极对，该放电极对包括固定在放电腔室内的阴极电极和位于放电腔室内且与放电腔体固定连接的阳极电极。本申请的设置了相互可拆卸连接的放电腔体和放电腔室，当放电极对随着工作时间的延长被逐渐被气体“腐蚀”和长期的电子轰击造成电极材料的“蒸发”后，通过拆卸放电腔体上的放电腔室即可快速取出和更换放电极对，整个过程简单快捷，降低了准分子激光器的使用成本。

Description

一种准分子激光器放电腔结构

技术领域

本申请涉及准分子激光器技术领域，特别涉及一种准分子激光器放电腔结构。

背景技术

准分子激光器是一种面向紫外特征应用的常规气体激光器，目前被认为是用于光刻的最佳光源选择，是集成电路平板印刷光刻工业的主力工作光源。

相关技术中，常见的准分子激光器采用放电泵浦，激光器腔体内部包含散热器、叶轮、放电电极对、预电离组件等结构。腔体内部为适应气体动力学需求加工成异型，加工难度极高，需要使用四轴、五轴加工中心，如果出现加工问题，整个腔体将废弃，造成极大的浪费。

同时由于准分子激光器的寿命较短按脉冲数计约几亿到几百亿，二十四小时连续运行从几天到一两个月不等。目前提升其寿命的方法一般是更换整个激光器或内部关键损耗组件，显然更换损耗组件更为经济。

一般经常更换的损耗组件为放电电极，该组件在常见准分子激光器腔型中被封在两个激光器半体内，拆装极其不便，降低了激光器的维护效率。

发明内容

本申请实施例提供一种准分子激光器放电腔结构，以解决相关技术中准分子激光器腔型中的放电电极被封在两个激光器半体内，拆装极其不便，降低了激光器维护效率的问题。

本申请实施例提供了一种准分子激光器放电腔结构，包括：

放电腔体，所述放电腔体为封闭的卧式空心筒体结构，所述放电腔体的顶部开设有进气口和排气口；

放电腔室，所述放电腔室可拆卸密封连接在所述放电腔体的顶部，且通过所述进气口和排气口与所述放电腔体相通；

放电极对，所述放电极对包括固定在所述放电腔室内的阴极电极和位于所述放电腔室内且与放电腔体固定连接的阳极电极。

在一些实施例中：所述放电腔室为底部开口四周封闭的腔体结构，所述放电腔体的顶部设有与放电腔室配合的平面，所述放电腔室与放电腔体之间通过密封垫密封连接。

在一些实施例中：所述进气口和排气口均为栅状结构，所述进气口和排气口位于所述放电腔体的顶部相互平行且间隔设置；

所述阳极电极连接在所述放电腔体的顶部上且位于所述进气口和排气口之间。

在一些实施例中：所述阴极电极固定在所述放电腔室的顶部，所述阳极电极位于所述放电腔室的底部且与放电腔体的顶部固定连接，所述阴极电极与阳极电极之间形成供气流通过的间隙。

在一些实施例中：所述进气口内设有多片相互平行且间隔设置的进气格栅，所述排气口内设有多片相互平行且间隔设置的排气格栅，所述进气格栅的出气端设有导流坡面。

在一些实施例中：所述进气格栅和排气格栅均为设定厚度的板材，所述导流坡面的横截面为 “V”形或“U”形结构。

在一些实施例中：所述放电腔体内还设有驱使所述放电腔室内的气体循环流入所述放电腔室内的流体动力组件。

在一些实施例中：所述流体动力组件包括转动连接在所述放电腔体内的风机叶轮，以及固定在所述放电腔体内将放电腔体内分隔成进流通道和回流通道的导流块；

所述导流块的一端接近于所述风机叶轮，所述导流块的另一端通过挂件连接在所述放电腔体的顶部且位于进气口和排气口之间。

在一些实施例中：所述流体动力组件还包括位于所述风机叶轮的外周且远离所述导流块的导流罩，所述导流罩的横截面为“C”形结构。

在一些实施例中：所述放电腔体内还设有冷却所述放电腔体内气体温度的水冷散热器。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请实施例提供了一种准分子激光器放电腔结构，由于本申请的准分子激光器放电腔结构设置了放电腔体，该放电腔体为封闭的卧式空心筒体结构，在放电腔体的顶部开设有进气口和排气口；放电腔室，该放电腔室可拆卸密封连接在放电腔体的顶部，且通过进气口和排气口与放电腔体相通；放电极对，该放电极对包括固定在放电腔室内的阴极电极和位于放电腔室内且与放电腔体固定连接的阳极电极。

因此，本申请的准分子激光器放电腔结构设置了相互可拆卸连接的放电腔体和放电腔室，放电腔体和放电腔室之间通过进气口和排气口相互连通，以使放电腔体内的气体进入放电腔室内在放电腔室内放电极对的进行激励下以产生准分子激光。放电极对随着工作时间的延长被逐渐被气体“腐蚀”和长期的电子轰击造成电极材料的“蒸发”后，通过拆卸放电腔体上的放电腔室即可快速取出和更换放电极对，整个过程简单快捷，降低了准分子激光器的使用成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例的结构示意图；

图2为本申请实施例流体动力组件的结构示意图；

图3为本申请实施例放电腔体的结构俯视图；

图4为本申请实施例排气格栅的结构剖面图；

图5为本申请实施例进气格栅的结构剖面图；

图6为本申请实施例放电腔体与阳极电极的结构示意图。

附图标记：

100、放电腔体；110、平面；120、排气格栅；130、进气格栅；131、导流坡面；200、放电腔室；300、放电极对；400、流体动力组件；401、风机叶轮；402、导流罩；403、导流块；405、挂件；500、水冷散热器。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种准分子激光器放电腔结构，其能解决相关技术中准分子激光器腔型中的放电电极被封在两个激光器半体内，拆装极其不便，降低了激光器维护效率的问题。

参见图1所示，本申请实施例提供了一种准分子激光器放电腔结构，包括：

放电腔体100，该放电腔体100为封闭的卧式空心筒体结构，放电腔体100设计执行压力容器的相关标准，用来储存 3～6atm 具有腐蚀性的混合气体，例如包括 F2 气体在内产生准分子的卤素气体等。在放电腔体100的顶部开设有进气口和排气口，进气口用于将放电腔体100内的气体排出至放电腔体100外，排气口用于将放电腔体100外的气体循环至放电腔体100内。

放电腔室200，该放电腔室200可拆卸密封连接在放电腔体100的顶部，放电腔室200同样为空心结构且体积小于放电腔体100，放电腔室200通过进气口和排气口与放电腔体100相通。进气口将放电腔体100内的气体排出至放电腔室200内，排气口用于将放电腔室200内的气体循环至放电腔体100内。

放电极对300，该放电极对300包括固定在放电腔室200内的阴极电极和位于放电腔室200内且与放电腔体100固定连接的阳极电极。阴极电极通过绝缘板与放电腔室200可拆卸连接，阳极电极通过螺栓与放电腔体100可拆卸连接。阳极电极和阴极电极平行正对安装，以使阳极电极和阴极电极之间形成放电间隙。

本申请实施例的准分子激光器放电腔结构设置了相互可拆卸连接的放电腔体100和放电腔室200，放电腔体100和放电腔室200之间通过进气口和排气口相互连通，以使放电腔体100内的气体进入放电腔室200内，进而在放电腔室200内放电极对300的进行激励下以产生准分子激光。

放电极对300随着工作时间的延长被逐渐被气体“腐蚀”和长期的电子轰击造成电极材料的“蒸发”后，通过拆卸放电腔体100上的放电腔室200即可快速取出和更换放电极对300，整个更换过程简单快捷，降低了准分子激光器的使用成本。

在一些可选实施例中：参见图1所示，本申请实施例提供了一种准分子激光器放电腔结构，该准分子激光器放电腔结构的放电腔室200为底部开口四周封闭的腔体结构。放电腔体100的顶部设有与放电腔室200配合的平面110，放电腔室200与放电腔体100之间通过密封垫（图中未画出）密封连接。

本申请实施例的放电腔室200为底部开口四周封闭的腔体结构，放电腔室200的横截面为开口朝下的“匚”形结构，放电腔室200的底面与放电腔体100顶部的平面110相互贴合并通过密封垫密封连接，提高了放电腔室200与放电腔体100之间的气密性。放电腔室200与放电腔体100之间可通过螺栓连接固定，保证连接强度的同时便于安装和拆卸放电腔室200。

在一些可选实施例中：参见图1和图6所示，本申请实施例提供了一种准分子激光器放电腔结构，该准分子激光器放电腔结构的进气口和排气口均为栅状结构，进气口和排气口位于放电腔体100的顶部相互平行且间隔设置。阳极电极连接在放电腔体100的顶部上且位于进气口和排气口之间。

阴极电极固定在放电腔室200的顶部，阳极电极位于放电腔室200的底部且与放电腔体100的顶部固定连接，阴极电极与阳极电极之间形成供气流通过的间隙。放电腔体100内的气体从进气口进入放电腔室200后从阴极电极与阳极电极之间形成供气流通过的间隙流过，间隙内的气流在放电极对300的进行激励下以产生准分子激光。放电腔室200内完成激励的气体从排气口返回至放电腔体100内。

在一些可选实施例中：参见图1、图3至图5所示，本申请实施例提供了一种准分子激光器放电腔结构，该准分子激光器放电腔结构的进气口内设有多片相互平行且间隔设置的进气格栅130，排气口内设有多片相互平行且间隔设置的排气格栅120，进气格栅130的出气端设有导流坡面131。

进气格栅130和排气格栅120均为设定厚度的板材，进气格栅130和排气格栅120能够使气流流动更加均匀，导流坡面131的横截面为 “V”形或“U”形结构。“V”形或“U”形结构的导流坡面131可使进入放电极对300间隙内的气流更加均匀并减少涡流产生，防止气流在进气格栅130顶部打转产生涡流。进气格栅130和排气格栅120的顶部与放电腔体100顶部的平面110齐平。

在一些可选实施例中：参见图1和图2所示，本申请实施例提供了一种准分子激光器放电腔结构，该准分子激光器放电腔结构的放电腔体100内还设有驱使放电腔体100内的气体循环流入放电腔室200内的流体动力组件400。

流体动力组件400具体包括转动连接在放电腔体100内的风机叶轮401，以及固定在放电腔体100内将放电腔体100内分隔成进流通道和回流通道的导流块403。导流块403的一端接近于风机叶轮401，导流块403的另一端通过挂件405连接在放电腔体100的顶部且位于进气口和排气口之间。进流通道与进气口相通，回流通道与排气口相通，以防止排气口排出的气体未经风机叶轮401驱动进入进气口。

流体动力组件400还包括位于风机叶轮401的外周且远离导流块403的导流罩402，导流罩402的横截面为“C”形结构。导流罩402的一端朝进气口的方向延伸，导流罩402的另一端朝排气口的方向延伸，以使从排气口排出的气体进入风机叶轮401内后，在风机叶轮401的驱动作用下进入进气口，提高气流的循环利用效率。

在一些可选实施例中：参见图1所示，本申请实施例提供了一种准分子激光器放电腔结构，该准分子激光器放电腔结构的放电腔体100内还设有冷却放电腔体100内气体温度的水冷散热器500。水冷散热器500为散热水管，通过在水冷散热器500内通入冷却液进而与放电腔体100内气体热交换完成散热降温。水冷散热器500优选为位于回流通道内，对完成激励温度升高的气体进行降温，完成降温后的气体再经过风机叶轮401的驱动作用下通过进气口进入放电腔室200内。

工作原理

本申请实施例提供了一种准分子激光器放电腔结构，由于本申请的准分子激光器放电腔结构设置了放电腔体100，该放电腔体100为封闭的卧式空心筒体结构，在放电腔体100的顶部开设有进气口和排气口；放电腔室200，该放电腔室200可拆卸密封连接在放电腔体100的顶部，且通过进气口和排气口与放电腔体100相通；放电极对300，该放电极对300包括固定在放电腔室200内的阴极电极和位于放电腔室200内且与放电腔体100固定连接的阳极电极。

因此，本申请的准分子激光器放电腔结构设置了相互可拆卸连接的放电腔体100和放电腔室200，放电腔体100和放电腔室200之间通过进气口和排气口相互连通，以使放电腔体100内的气体进入放电腔室200内在放电极对300的进行激励下以产生准分子激光。放电极对300随着工作时间的延长被逐渐被气体“腐蚀”和长期的电子轰击造成电极材料的“蒸发”后，通过拆卸放电腔体100上的放电腔室200即可快速取出和更换放电极对300，整个过程简单快捷，降低了准分子激光器的使用成本。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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申请和简化描述，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申请的限制。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，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种准分子激光器放电腔结构，其特征在于，包括：

放电腔体（100），所述放电腔体（100）为封闭的卧式空心筒体结构，所述放电腔体（100）的顶部开设有进气口和排气口；

放电腔室（200），所述放电腔室（200）可拆卸密封连接在所述放电腔体（100）的顶部，且通过所述进气口和排气口与所述放电腔体（100）相通；

放电极对（300），所述放电极对（300）包括固定在所述放电腔室（200）内的阴极电极和位于所述放电腔室（200）内且与放电腔体（100）固定连接的阳极电极。

2.如权利要求1所述的一种准分子激光器放电腔结构，其特征在于：

所述放电腔室（200）为底部开口四周封闭的腔体结构，所述放电腔体（100）的顶部设有与放电腔室（200）配合的平面（110），所述放电腔室（200）与放电腔体（100）之间通过密封垫密封连接。

3.如权利要求1所述的一种准分子激光器放电腔结构，其特征在于：

所述进气口和排气口均为栅状结构，所述进气口和排气口位于所述放电腔体（100）的顶部相互平行且间隔设置；

4.如权利要求1所述的一种准分子激光器放电腔结构，其特征在于：

所述阴极电极固定在所述放电腔室（200）的顶部，所述阳极电极位于所述放电腔室（200）的底部且与放电腔体（100）的顶部固定连接，所述阴极电极与阳极电极之间形成供气流通过的间隙。

5.如权利要求1所述的一种准分子激光器放电腔结构，其特征在于：

所述进气口内设有多片相互平行且间隔设置的进气格栅（130），所述排气口内设有多片相互平行且间隔设置的排气格栅（120），所述进气格栅（130）的出气端设有导流坡面（131）。

6.如权利要求5所述的一种准分子激光器放电腔结构，其特征在于：

所述进气格栅（130）和排气格栅（120）均为设定厚度的板材，所述导流坡面（131）的横截面为 “V”形或“U”形结构。

7.如权利要求1所述的一种准分子激光器放电腔结构，其特征在于：

所述放电腔体（100）内还设有驱使所述放电腔室（200）内的气体循环流入所述放电腔室（200）内的流体动力组件（400）。

8.如权利要求7所述的一种准分子激光器放电腔结构，其特征在于：

所述流体动力组件（400）包括转动连接在所述放电腔体（100）内的风机叶轮（401），以及固定在所述放电腔体（100）内将放电腔体（100）内分隔成进流通道和回流通道的导流块（403）；

所述导流块（403）的一端接近于所述风机叶轮（401），所述导流块（403）的另一端通过挂件（405）连接在所述放电腔体（100）的顶部且位于进气口和排气口之间。

9.如权利要求8所述的一种准分子激光器放电腔结构，其特征在于：

所述流体动力组件（400）还包括位于所述风机叶轮（401）的外周且远离所述导流块（403）的导流罩（402），所述导流罩（402）的横截面为“C”形结构。

10.如权利要求1所述的一种准分子激光器放电腔结构，其特征在于：

所述放电腔体（100）内还设有冷却所述放电腔体（100）内气体温度的水冷散热器（500）。