[实用新型]准分子激光器的窗片更换装置

说明书

本实用新型提供了准分子激光器的窗片更换装置，窗片更换装置包括结构相同的第一窗片更换装置和第二窗片更换装置，第一窗片更换装置包括第一固定装置、第二固定装置、隔离装置，第一固定装置一端与放电腔固定连接，另一端与第二固定装置连接，第一固定装置和第二固定装置之间设置窗片，第一固定装置内还设置光路通道，隔离装置可移动的设置在第一固定装置内，使隔离装置、窗片及第一固定装置之间形成第一密封腔，窗片更换装置还包括连接两端更换装置的管路系统。本实用新型的窗片更换装置仅需要对布儒斯特窗周围的很小体积进行清洗，清洗气体消耗极少，而且更换窗片后不需要对放电腔进行钝化，减少了时间和成本。

技术领域

本实用新型涉及激光技术领域，更具体而言，涉及一种准分子激光器的窗片更换装置。

背景技术

准分子激光器的激光波长短,对于材料不产生热效应，因此在工业加工领域有着广泛的应用。尤其在高端光刻领域，同时具备高重频、窄线宽和大能量的特点的准分子激光器，已经成为目前半导体光刻领域占绝对主导地位的光源。

目前，商用的主流准分子激光器为193nm的ArF准分子激光器和248nm 的KrF准分子激光器。这两种激光器的工作气体中均含有一定比例约为 0.1％的卤素气体F₂，F₂化学性质十分活泼，具有很强的氧化性，除全氟化合物外，可以与几乎所有有机物和无机物反应。氟是剧毒性气体，能刺激眼、皮肤、呼吸道粘膜。当氟浓度为5～10ppm时，对眼、鼻、咽喉等粘膜开始有刺激作用，作用时间长时也可引起肺水肿。与皮肤接触可引起毛发的燃烧，接触部位凝固性坏死、上皮组织碳化等，因吸入量不同，可以产生各种病症，例如厌食、恶心、腹痛、胃溃疡、抽筋出血甚至死亡。慢性接触可引起骨硬化症和韧带钙化。因此，作业人员严禁与F₂接触，最高允许的F₂浓度仅为0.1ppm(0.2mg/m3)。如图1所示，准分子激光器的工作气体存在于激光器的放电腔101内，两端通过布儒斯特窗102进行密封；目前商用准分子激光器布儒斯特窗的材质主要为CaF₂材料，正常情况下不会发生气体泄漏，因此作业人员不会与F₂进行接触，然而用于对激光器放电腔进行密封的布儒斯特窗，由于一直会承受高能量密度的激光轰击，随着工作脉冲数的增加其通光口径上会逐渐“雾化”，透过率逐渐降低，增加了腔内损耗，从而导致激光器输出能量的下降，甚至有些布儒斯特窗会存在热应力无法有效释放而导致炸裂的情况，因此为了保证激光器输出指标正常，必须对放电腔两端的布儒斯特窗进行定期更换。一般来说，布儒斯特窗的使用寿命为30B脉冲。更换布儒斯特窗时，需要将旧的布儒斯特窗拆掉，因此必然会破坏放电腔的密封，图2中301为处于密封状态的布儒斯特窗，图2中302为处于拆除状态的布儒斯特窗，当布儒斯特窗拆除后，当布儒斯特窗拆除后，激光器放电腔解除了密封状态，导致放电腔内部工作气体泄漏，操作人员会暴露在含F₂环境中，另外还会导致空气进入放电腔内，如图3所示，空气中的O₂、CO₂、N₂、H₂O(与F₂反应生成HF)等杂质会严重影响准分子激光器的输出能量，造成准分子激光器无法正常工作。