用于气体放电源的电极设备以及操作具有电极设备的气体放电源的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于气体放电源的电极设备、包括这种电极设备的气体放电源以及操作该气体放电源的方法。电极设备包括可围绕旋转轴（３）旋转的电极轮（１）和擦拭器单元（１１），所述擦拭器单元（１１）被设置成在所述电极轮（１）的旋转期间限制被施加到该电极轮（１）的外圆周表面（１８）的至少一部分上的液体材料膜的厚度。擦拭器单元（１１）被设置并设计成在外圆周表面（１８）与擦拭器单元（１１）的擦拭边缘（１９）之间形成间隙（１７），并且在旋转期间抑制或者至少减少液体材料从侧表面到电极轮（１）的外圆周表面（１８）的转移。利用所提出的电极设备，电极轮（１）可以在更高的旋转速度下旋转而不会形成液滴，从而得到具有这种电极设备的气体放电源的更高的输出功率和脉冲频率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于气体放电源的电极设备，其至少包括可围绕旋转轴旋转的电极轮和擦拭器单元，所述电极轮具有处于两个侧表面之间的外圆周表面，所述擦拭器单元 被设置成在所述电极轮的旋转期间限制被施加到所述外圆周表面的至少一部分的液体材 料膜的厚度。本专利技术还涉及一种包括这种电极设备的气体放电源以及操作具有这种电极设 备的气体放电源的方法。
技术介绍
气体放电源例如被用作EUV辐射(EUV :超紫外)或软x射线的光源。在EUV光刻 领域内特别需要发射EUV辐射和/或软x射线的辐射源。辐射是从由脉冲电流产生的热等 离子体发射的。迄今为止所知的最强大的EUV辐射源利用金属蒸气操作以生成所需的等离 子体。在WO 2005/025280A2中示出了这种EUV辐射源的一个实例。在这种已知的辐射源 中，金属蒸气是从金属熔体(metal melt)产生的，所述金属熔体被施加到放电空间内的一 个表面上并且至少部分地被特别是激光束的能量束蒸发。在这种辐射源的一个优选实施例 中，两个电极被可旋转地安装，从而形成在辐射源的操作期间旋转的电极轮。电极轮在旋转 期间浸入到具有金属熔体的容器中。把脉冲激光束直接导向处于放电区域内的其中一个电 极的表面，以便从所粘附的金属熔体生成金属蒸气并且点燃放电。通过几kA到几十kA的 电流加热金属蒸气，从而激发所期望的电离度(ionization stage)并且发射具有所期望的 波长的光。形成在电极轮的外圆周表面上的液体金属膜在放电过程中充当辐射介质，并且 作为再生膜防止电极轮发生腐蚀。 为了得到这种EUV放电灯的稳定的EUV辐射输出，要求连续的放电脉冲总是击中 电极表面的新的平滑部分。连续的放电脉冲在移动中的电极表面上的距离处于几百微米到 几毫米的数量级。有可能主要通过增大放电的重复速率来提高灯的功率。因此，必须相应 地提高电极旋转速度。 在实验中已经发现，由于离心力更大，因此旋转中的电极上的液体金属膜的膜厚 度随着旋转频率的提高而增大。在高的旋转频率下，膜厚度可能会达到几百微米，从而导致 形成从电极表面飞溅出去的金属液滴。这些液滴可能会导致在灯内发生短路，从而导致灯 故障。此外，液体金属膜的变化的膜厚度还会影响电极之间的有效距离。这就需要对于每 一种旋转频率对灯的操作参数进行优化。W02005/025280A2公开了使用剥离器或擦拭器来 确保被施加到电极轮的外圆周表面上的液体金属膜的有限厚度。但是由于液体金属膜在更 高的旋转速度下会形成液滴或者不稳定，因此电极轮的旋转频率受到限制。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种用在气体放电源中的电极设备以及一种用于操作 具有这种电极设备的气体放电源的方法，其允许在更高的旋转频率下进行稳定操作，从而获得更高的输出功率。 上述目的是通过根据权利要求1、14和16的电极设备、气体放电源以及操作该气 体放电源的方法而实现的。上述电极设备、气体放电源以及方法的有利实施例是从属权利 要求的主题内容，或者在说明书的后续部分中做了公开。 所提出的电极设备至少包括可围绕旋转轴旋转的电极轮和擦拭器单元，所述电极 轮具有处于两个侧表面之间的外圆周表面，所述擦拭器单元被设置成在所述电极轮的旋转 期间限制被施加到所述外圆周表面的至少一部分的液体材料膜的厚度。擦拭器单元被设置 并设计成在所述外圆周表面与该擦拭器单元的擦拭边缘之间形成间隙，并且在电极轮的旋 转期间抑制或者至少减少液体材料从所述侧表面到圆周表面的转移。 已经发现，与在W0 2005/025280A2中公开的已知的电极设备相比，这种电极设备 的电极轮可以在更高的旋转速度下旋转，这是由于擦拭器单元抑制或者至少减少液体材料 从轮的侧表面流到外圆周表面。这种措施无法通过WO 2005/025280A2的擦拭器来实现，其 仅仅控制外圆周表面上的膜厚度。通过减少这种流动或转移将允许改进对于电极轮的外圆 周表面上的液体材料的总量及其该表面上的分布的控制。因此，即使在更高的旋转速度下 也可以有效地限制旋转中的电极轮上的液体材料膜的厚度，从而形成在放电区域处保持足 够厚度的稳定的膜。通过上述措施，与不具有抑制或减少液体材料从侧表面到外圆周表面 的转移并且减少圆周表面上的液体金属数量的擦拭器单元的电极设备相比，可以达到更高 的旋转速度。 通过在气体放电源内把上述电极设备用作至少其中一个电极，电极轮的更高旋转 速度允许提高用于形成脉冲气体放电的脉冲频率，前提是用于蒸发液体材料的两个连续脉 冲在电极表面上不发生重叠。这种气体放电源优选地包括被设置成在放电区域处具有最 小距离的两个电极；用于在两个电极之间施加高电压的电源；以及用于在电极轮的外圆周 表面的至少一部分上施加液体材料膜的设备。可替换地，可以把材料作为固体材料施加在 电极轮的外圆周表面上，并且随后对其加热，从而在该外圆周表面的至少一部分之上形成 液体材料膜。在一个优选实施例中，全部两个电极都是具有根据所提出的电极设备的相应 擦拭器单元的电极轮。 擦拭器单元可以由单一擦拭器元件或者一起运作的多个擦拭器元件形成。单个或 多个擦拭器元件优选地被设置并设计成在所述电极轮的旋转期间在与圆周表面相邻的所 述侧表面的部分处剥离液体材料。为此，相应的擦拭器元件可以被形成为在面向电极轮的 圆周表面的部分处具有叉状形状。擦拭器元件在圆周表面与该擦拭器元件的擦拭边缘之间 限定间隙，该间隙在两侧通过接触或几乎接触电极轮的侧表面的擦拭器元件的侧件(side piece)而闭合。为了把液体材料膜的厚度限制到所期望的高度，圆周表面与擦拭器元件的 擦拭边缘之间的该间隙是必要的。通过对擦拭器元件的擦拭边缘和/或毗连该间隙的电极 轮进行专门定形，可以实现具有所期望的形状的液体材料膜。举例来说，电极轮的外圆周表 面在其宽度上可以具有平面形状或弯曲形状。此外，外圆周表面还可以包括在电极轮的圆 周方向上延伸的沟槽。在其中一个优选实施例中，外圆周表面在其宽度上具有平面形状，同 时擦拭器单元被设计成在外圆周表面的该宽度上形成具有恒定厚度的间隙。 尽管在上面的实例或优选实施例中，其中一个擦拭器元件被设计成形成间隙并且 同时从电极轮的侧表面剥离液体材料，但是也有可能使用其中一个擦拭器元件形成间隙，并且使用另外的一个或多个擦拭器元件在电极轮的侧表面的部分处剥离液体材料。此外， 可以把多个擦拭器单元设置在圆周表面关于旋转方向的不同位置处，以便进一步改进圆周 表面上的液体材料膜的定形。优选地，这种另外的擦拭器单元的设计与主擦拭器单元类似， 其具有用以限制轮的表面上的液体材料膜的厚度的一个或多个擦拭器元件。随后把所述另 外的擦拭器单元设置成在旋转方向上处于所述主擦拭器单元之前。 优选地还采取另外的措施来减少可能在电极轮的旋转期间从侧表面转移到圆周 表面上的液体材料的数量。这些措施中的一种是使用在外圆周表面处具有T形横截面的电 极轮。由于这种T形形态，液体材料不能直接到达外圆周表面，而是必须绕过一个突起。另 一种优选措施是在电极轮的侧表面上施加不润湿层或涂层。不言自明的是，另一方面外圆 周表面必须由润湿材料构成或者涂覆有这种材料。 在擦拭器单元与放电区域之间，液体材料膜受到离心力、粘滞力和表面张力，这些 力会动态地影响膜厚度剖本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于气体放电源的电极设备，其至少包括：可围绕旋转轴（３）旋转的电极轮（１），所述电极轮（１）具有处于两个侧表面（２６，２７）之间的外圆周表面（１８）；以及擦拭器单元（１１），其被设置成在所述电极轮（１）的旋转期间限制被施加到所述外圆周表面（１８）的至少一部分和所述侧表面（２６，２７）上的液体材料膜的厚度，其中，所述擦拭器单元（１１）被设置并设计成在所述外圆周表面（１８）与该擦拭器单元（１１）的擦拭边缘（１９）之间形成间隙（１７），并且在所述电极轮（１）的旋转期间抑制或者至少减少液体材料从所述侧表面（２６，２７）到所述外圆周表面（１８）的转移。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：U佐卡维茨，T克鲁肯，G德拉，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]