[发明专利]一种用于极紫外光源的电源中磁脉冲压缩网络的电路参数的获得方法

摘要

一种用于极紫外光源的电源中磁脉冲压缩网络的电路参数的获得方法，涉及毛细管放电极紫外光刻光源中主脉冲电源的脉冲压缩技术。第n‑1级和第n级磁脉冲压缩单元的电流脉冲宽度之比即脉冲压缩比g_n为：第n级磁开关的环形磁芯体积Vol_n为：磁脉冲压缩网络的最佳脉冲压缩级数m_opt为：m_opt＝2lnG，根据获得的最佳脉冲压缩级数m_opt确定磁脉冲压缩网络的级数，根据第n级磁开关的磁芯体积Vol_n确定磁开关的体积，根据脉冲压缩比确定磁开关的饱和电感。本发明适用于获得磁脉冲压缩网络的电路参数。

主权项

1.一种用于极紫外光源的电源中磁脉冲压缩网络的电路参数的获得方法，磁脉冲压缩网络包括开关(K0)、电容(C0)、电感(L‑0)和m级磁脉冲压缩单元，m为大于1的整数；每级压缩单元为由一个电容和一个磁开关串联形成的串联支路，且该串联支路与后一级压缩单元中的电容并联；开关(K0)、电容(C0)和电感(L‑0)依次串联，所形成的串联支路与第一级压缩单元中的电容并联；第m级压缩单元与负载并联；第n‑1级和第n级磁脉冲压缩单元的电流脉冲宽度之比即脉冲压缩比gn为：其中，t_n‑1为第n级压缩单元中的电容即第n级电容(C－n)的充电时间，第n级电容(C－n)和第n+1级电容(C－n+1)的电容值相等，为第n‑1级压缩单元中的磁开关即第n‑1级磁开关(MS_n‑1)的饱和电感；n为整数且1≤n≤m，L₀为电感(L‑0)的电感值；第n级磁开关的环形磁芯体积Voln为：其中，Ep是磁芯中的电场强度，μ0是真空介电常数，μrs为磁芯饱和时的磁导率，ΔBn为第n级磁开关磁感应强度的变化量，α为磁芯的层叠系数；磁脉冲压缩网络的最佳脉冲压缩级数mopt为：mopt＝2lnG且其中，G为脉冲压缩网络的总体脉冲压缩比；根据获得的最佳脉冲压缩级数mopt确定磁脉冲压缩网络的级数，根据第n级磁开关的磁芯体积Voln确定磁开关的体积，根据脉冲压缩比确定磁开关的饱和电感；其特征在于，获得第n级磁开关的环形磁芯体积Voln的具体方法为：根据磁芯的伏秒积平衡公式，磁开关线圈两端电压对时间的积分等于磁芯磁通量的变化：为第n级磁开关(MS_n)线圈两端的电压，为第n级磁开关(MS_n)的线圈匝数，为第n级磁开关(MS_n)磁芯有效截面积，α为第n级磁开关(MS_n)磁芯的层叠系数；当第n级电容(C－n)充电时，第n级磁开关(MSn)线圈两端的电压近似为第n级电容(C－n)的电压，将公式(9)代入公式(8)有：得的tn‑1为第n级电容(C－n)的充电时间，也为第n‑1级磁脉冲压缩单元的谐振半周期，也是第n级磁开关(MSn)的磁芯从负向剩余磁感应强度‑Br变化到正向饱和磁感应强度+Bs所用的时间，V0为磁脉冲压缩网络的初始电压；由相邻两级脉冲压缩比可知tn‑1＝tngn      (12)tn为第n+1级电容(C－n+1)的充电时间，也为第n级磁脉冲压缩单元的谐振半周期，第n级磁开关(MS_n)的饱和电感的精确公式为：其中，Nn为线圈匝数，μ0是真空介电常数，μrs为磁芯饱和时的磁导率，h为环形磁芯的高度，r0为环形磁芯外径，ri为环形磁芯内径，Δr为磁开关绕线与磁芯的绝缘距离，环形磁芯的体积为：Vol＝πh(r02‑ri2)   (15)根据公式(11)、(12)、(13)、(14)、(15)得到第n级磁开关的环形磁芯体积Voln为：忽略环形磁芯横截面上的磁场分布，假设磁场均匀分布，并忽略磁开关绕线与磁芯的绝缘距离，可得到磁芯体积的近似公式为：