極紫外光刻聚光鏡冷卻優(yōu)化及光機(jī)熱分析.pdf

1、光源聚光系統(tǒng)是極紫外光刻機(jī)的重要組成部分。隨著光源功率的提高，聚光系統(tǒng)吸收的熱量也越大。高溫使聚光反射鏡膜層使用壽命降低，鏡體嚴(yán)重?zé)嶙冃危斐蓸O紫外光線在后續(xù)中間焦點(diǎn)處大幅離焦，會(huì)聚光斑尺寸增大且能量分布非均勻性進(jìn)一步加大。照明質(zhì)量的下降最終會(huì)影響光刻質(zhì)量和產(chǎn)量。
　　本文以激光等離子光源(LPP)與Wolter型聚光系統(tǒng)為研究實(shí)例,對(duì)鏡體背側(cè)冷卻管布局的優(yōu)化進(jìn)行了研究。分析并建立輻射源與鏡體的熱輻射模型，詳細(xì)計(jì)算了鏡體表面的非均

2、勻熱流分布，擬定冷卻管總體布局方案；建立鏡體熱傳導(dǎo)計(jì)算模型，采用冷卻水熱對(duì)流經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，再利用能量守恒關(guān)系式將三者統(tǒng)一到優(yōu)化程序中，以各相鄰冷卻管間距為最終循環(huán)變量，以鏡面溫差范圍最小為優(yōu)化目標(biāo)，完成了冷卻管最優(yōu)軸向間距的計(jì)算。結(jié)果表明，針對(duì)具有40kw功率的極紫外光源，聚光系統(tǒng)外層聚光鏡僅在4根回路單管的布局下，利用上述冷卻管間距優(yōu)化方法，可將整個(gè)鏡體溫差控制在1℃范圍內(nèi)。分析過(guò)程及優(yōu)化方法可為其他具有非均勻邊界熱流分布的光學(xué)系統(tǒng)反射鏡