脉冲极紫外辐照多层纳米薄膜中干涉主导的电磁-热耦合与热输运

Mo-Si 多层膜反射镜是极紫外光刻的核心元件，其中纳米尺度的光学干涉与热量积累共同制约着反射率与运行稳定性。本文建立了一个解析电磁-热耦合模型，将基于传输矩阵的干涉控制能量沉积与极紫外辐照多层膜中的瞬态热传导直接联系起来。该模型揭示了一个基本权衡：增加多层膜周期数可提高反射率，但同时会因阻碍散热而升高温度。干涉驱动的体吸收进一步导致显著的轴向温度梯度以及脉冲后热通量最大值向下迁移，这是一种传统基于表面热通量模型无法捕捉的延迟加热效应。系统分析建立了将界面热阻、光束尺寸和入射能量密度与热约束及温升联系起来的标度律。通过纳入界面压实动力学，该模型能够对反射镜寿命进行定量评估。本工作为包括极紫外反射镜在内的多层纳米结构在宽光谱范围脉冲辐照下的热-光协同设计提供了理论工具。