[发明专利]具有输送带电极的EUV等离子体放电灯

说明书

技术领域

本发明涉及用于通过电操作放电产生EUV辐射和/或软X射线的等离子体放电灯，其包括：至少两个电极，所述电极设置在放电空间中，彼此相距一定距离，以便形成允许所述电极之间的气体介质中的等离子体的点火的间隙；用于将金属施加到所述放电空间中的所述电极的表面的设备；以及能量束设备，其适于将能量束引导到所述间隙中的所述表面中的至少一个上，至少部分地蒸发所述施加的金属，从而产生所述气体介质。 

在EUV平版印刷术、显微术或计量学领域中需要用于产生EUV辐射(EUV：极紫外)或软X射线的等离子体放电灯，所述EUV辐射或软X射线即约1nm-20nm的波长区域中的辐射。对于大多数应用而言，所述灯的高转换效率以及长的寿命是所希望的。 

背景技术

WO2005/025280A2中公开的EUV等离子体放电灯满足上述要求。该文献的EUV灯包括两个电极轮，所述电极轮设置在放电空间中，彼此相距一定距离，以便形成允许所述电极之间的气体介质中的等离子体的点火的间隙，这可以从图1中看出。电极轮1被可旋转地安装，并且部分地浸入到包括液态金属(例如锡)的温控浴液(bath)2中。电极轮1的材料允许通过液态锡湿润所述电极，即当通过锡浴液2围绕旋转轴3旋转时，电极轮1的表面由薄锡层所覆盖。利用脉冲激光4，将锡从所述间隙中的电极轮之一蒸发。蒸汽云向第二电极轮扩展并且在一定时间之后在这些电极轮之间形成短路。通过孤立的馈通(feed through)6连接到锡浴液2并且从而也连接到电极轮1的电容器组5发生放电，并且形成发出希望的EUV辐射的热等离子体。整个装置位于真空器皿(vessel)8内，其达到至少10^-4hPa的基本真空。利用该真空，可以将来自电容器组5的较高的电压(例如2-10kV)施加到电极1，而不会引起不受控制的破坏性放电。电极轮2的表面上的锡层7在厚度方面受到接触刷(wiper)9的控制。通常将该厚度控制在0.5μm和40μm之间的范围内。为了避免蒸发的锡转移到灯的其他部分，将金属防护物10设置在灯的内部。灯的外部像反射镜那样的光学元件由设置在灯的发射侧的碎片减缓(mitigation)单元11保护。这种碎片减缓单元11允许辐射的通过并且抑制金属蒸汽的通过。该图还示意性地示出了两个加热器/冷却单元12，其用于将浴液2中的金属熔化物维持在预设的温度下。

这种EUV等离子体放电灯具有以下优点。由于锡可以用作等离子体燃料，因而获得了存储在电容器组上的能量到EUV的高转换效率。由于所述电极旋转，因而由等离子体产生的热在大的表面上扩散，这允许高的平均输入功率。所述轮上的锡层连续地再生，因而电极腐蚀不改变这些电极的形状。因此，获得了灯的非常长的寿命。用于电容器组与旋转电极轮之间的电气接触的液态锡避免了对滑动接触器或者旋转电容器组的需要。 

等离子体周围的临界区域通过旋转所述电极来冷却，这意味着输入功率与旋转频率成比例地调节。然而，由于以下原因，旋转频率是有限的。离心力促使锡向外，并且在高的旋转频率下形成液滴，即锡层剥离。这个过程可以通过例如借助于适当的接触刷9减小锡膜的厚度而转向更高的旋转频率。另一种可能是增大电极的直径，这减小了相同速度(ωR)下的离心力(ω²R)。这种解决方案的缺点在于，需要极大的轮，这既没有改善灯的机械稳定性，也没有提高灯的紧密度。 

发明内容

本发明的目的是提供用于通过电操作放电产生EUV辐射和/或软X射线的等离子体放电灯，其可以使用金属蒸汽以便产生等离子体并且允许实现针对高输入功率的更紧凑的设计。 

这个目的是利用一种提出的等离子体放电灯来实现的。该灯的有利实施例是从属权利要求的主题，并且在以下描述以及用于实现本发明的实例中进一步公开。