改善放电均匀性的电极结构及气体激光器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种改善放电均匀性的电极结构及气体激光器，电极结构包括：本体，本体表面均匀布设有多个凸起结构或凹陷结构。本实用新型专利技术通过引入主动干扰源的方式，在电极表面形成更多的均匀分布的凸起或者凹陷结构，即人为在电极表面制造不均匀分布电场。通过这种方式，可以诱导放电过程中的丝状/弧光放电在整个放电空间的规则均匀分布，从而实现空间放电均匀性的改善目的。通过增加电极表面干扰点数量可以使丝状/弧光放电数量增加，在单脉冲输入功率不变的情况下，可以降低单个丝状/弧光放电通道的能量，降低其对电极的损伤，延长整体激光器的寿命。整体激光器的寿命。整体激光器的寿命。

【技术实现步骤摘要】
改善放电均匀性的电极结构及气体激光器


[0001]本技术涉及激光
，尤其是涉及一种改善放电均匀性的电极结构及气体激光器。

技术介绍

[0002]目前，在高端光刻领域，高重频准分子激光因其高重频、窄线宽和大能量的特点，是目前半导体光刻领域应用的占绝对主导地位的光源。
[0003]高重频准分子激光的产生过程可以分为两个阶段：1、初始光子产生过程，即放电腔中的等离子体产生大量的初始准分子激发态，形成粒子数反转，激发态跃迁至低能量态时，会自发产生初始光子；2、谐振放大过程，即前一阶段产生的沿着放电腔轴向的初始光子，会在放电腔两端的反射镜之间来回反射，反射的光子在经过放电等离子体区时，会使泵浦介质受激辐射，即新产生与初始光子同方向、同位相、同频率并且同偏振面的感应光子，这就实现了激光能量放大的过程。
[0004]在放电激励气体激光装置中，阴极和阳极之间的主放电区是激光能量谐振放大的主要区域。主放电区的放电均匀性对激光能量增益效果有非常大的影响。现有技术中，为了实现轴向和径向放电的均匀性，电极表面尽可能使用更加光滑的处理工艺，且为了避免电极边界的不均匀电场影响，设计圆滑过渡的电极边缘结构，如图7所示,现有的准分子激光器放电区包括：阴极2、阳极3、主放电区等离子体4、绝缘陶瓷5以及预电离装置6。
[0005]光刻机产品化需求激光光源不仅需要满足高频高能量输出，还需要满足长寿命稳定运行。目前成熟的产业化光刻机用激光光源可以满足100亿次脉冲稳定运行，在光源全寿命运行期间电极始终处于被不断腐蚀消耗的状态。电极的腐蚀速率并不是完全一致的，尤其对于准分子激光器的高气压放电，在单脉冲放电的后辉光阶段，放电是以局部的丝状或者弧光放电结束的。丝状/弧光放电具有随机和局部高热量特点，这会使发生丝状/弧光放电区域的电极表面出现加速腐蚀，从而造成电极损伤。局部损伤的电极会造成电极表面电场分布的不均匀性，进而造成放电均匀性变差，使激光器性能逐渐降低。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于提供一种改善放电均匀性的电极结构及气体激光器，以解决现有技术中存在的至少一个上述技术问题。
[0007]为解决上述技术问题，本技术提供的一种改善放电均匀性的电极结构，包括：本体，本体表面均匀布设有多个凸起结构或凹陷结构。
[0008]进一步地，所述凸起结构为柱状凸起，所述柱状凸起的直径为10um
‑
1mm，凸起高度为1um
‑
3mm，相邻两个柱状凸起的间距为20um
‑
10mm。
[0009]进一步地，所述凸起结构为球面凸点，所述球面凸点根部直径为10um
‑
1mm，球面凸点为1um
‑
3mm，相邻两个柱状凸起的间距为20um
‑
10mm。
[0010]上述凸起结构为点状分布。
[0011]可选地，所述凸起结构为线状分布，包括若干条均匀间隔布设的长条状凸起。
[0012]进一步地，所述长条状凸起横截面为矩形或圆弧形；所述长条状凸起根部的宽度为10um
‑
1mm，所述长条状凸起的高度为1um
‑
3mm，相邻两个所述长条状凸起间距为20um
‑
10mm。
[0013]可选地，所述凸起结构为网格状分布，包括两组相互垂直交叉布设的长条状凸起组，每个长条状凸起组包括若干条均匀间隔布设的所述长条状凸起。
[0014]进一步地，所述凹陷结构为点状分布，包括多个均匀布设的弧形凹坑。
[0015]优选地，所述凹坑的深度为1um
‑
3mm，所述凹坑口沿处的直径为10um
‑
1mm，所述凹坑的间距为20um
‑
10mm。
[0016]进一步地，所述凹陷结构为线状分布，包括若干条均匀间隔布设的长条状凹槽；凹槽的横截面形状为弧形。
[0017]优选地，所述凹槽的深度为1um
‑
3mm，所述凹槽口沿处的宽度为10um
‑
1mm，所述凹槽的间距为20um
‑
10mm。
[0018]进一步地，所述凹陷结构为网格状分布，包括两组相互垂直交叉布设的长条状凹槽组，每个长条状凹槽组包括若干条均匀间隔布设的所述长条状凹槽。
[0019]另外，本申请还公开了一种采用上述改善放电均匀性的电极结构的气体激光器。
[0020]采用上述技术方案，本技术具有如下有益效果：
[0021]本技术提供的一种改善放电均匀性的电极结构及气体激光器，通过引入主动干扰源的方式，在电极表面形成更多的均匀分布的凸起或者凹陷结构，即人为在电极表面制造不均匀分布电场。通过这种方式，可以诱导放电过程中的丝状/弧光放电在整个放电空间的规则均匀分布，从而实现空间放电均匀性的改善目的。通过增加电极表面干扰点数量可以使丝状/弧光放电数量增加，在单脉冲输入功率不变的情况下，可以降低单个丝状/弧光放电通道的能量，降低其对电极的损伤，延长整体激光器的寿命。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，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。
[0023]图1为本技术实施例1提供的改善放电均匀性的电极结构的主视图；
[0024]图2为本技术实施例1中带有柱状凸起结构改善放电均匀性的电极结构的结构示意图；
[0025]图3为点状分布凸起结构或凹陷结构的俯视图；
[0026]图4为长条状分布凸起结构或凹陷结构的俯视图；
[0027]图5为网格状分布凸起结构或凹陷结构的俯视图；
[0028]图6为本技术实施例1中带有凹陷结构改善放电均匀性的电极结构的结构示意图；
[0029]图7为现有技术中电极结构的结构示意图；
[0030]图8为本实施例2的气体激光器结构示意图。
[0031]附图标记：
[0032]1‑
电极；2
‑
阴极；3
‑
阳极；4
‑
主放电区等离子体；5
‑
绝缘陶瓷；6
‑
预电离装置；10
‑
本体；11
‑
凸起结构；12
‑
凹陷结构；100
‑
放电腔；200
‑
电源。
具体实施方式
[0033]下面将结合附图对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善放电均匀性的电极结构，其特征在于，包括：本体（10），本体（10）表面均匀布设有多个凸起结构（11）或凹陷结构（12）;所述凸起结构（11）为柱状凸起或者球面凸点；或者，所述凸起结构（11）为线状分布，包括若干条均匀间隔布设的长条状凸起；所述凹陷结构（12）为点状分布，包括多个均匀布设的弧形凹坑；或者，所述凹陷结构（12）为线状分布，包括若干条均匀间隔布设的长条状凹槽；凹槽的横截面形状为弧形。2.根据权利要求1所述的电极结构，其特征在于，所述柱状凸起的直径为10um
‑
1mm，凸起高度为1um
‑
3mm，相邻两个柱状凸起的间距为20um
‑
10mm。3.根据权利要求1所述的电极结构，其特征在于，所述球面凸点根部直径为10um
‑
1mm，球面凸点为1um
‑
3mm，相邻两个柱状凸起的间距为20um
‑
10mm。4.根据权利要求1所述的电极结构，其特征在于，所述长条状凸起横截面为矩形或圆弧形；所述长条状凸起根部的宽度为10um
‑
1mm，所述长条状凸起的高度为1um
...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜鑫先，吴劲松，王雏艳，张晓录，刘斌，徐向宇，
申请(专利权)人：北京科益虹源光电技术有限公司，
类型：新型
国别省市：