本实用新型涉及半导体领域，尤其涉及一种电晕预电离电极、激光振荡器和准分子激光装置。
背景技术：
伴随着半导体集成电路的细微化、高集成化，在半导体曝光装置中要求提高分辨率。以下将半导体曝光装置简称为“曝光装置”。因此，从曝光用光源输出的光的波长在变短。在曝光用光源中代替现有的水银灯而使用了气体激光装置。例如，使用输出波长248nm的紫外线的KrF准分子激光装置以及输出波长193nm的紫外线的ArF准分子激光装置，作为曝光用的气体激光装置。
准分子激光装置的激光震荡器中，一般配置有电晕预电离(Corona preionization)电极。其中，例如专利文献1，该电晕预电离电极可以包括电介质管、预电离外电极和背面电极。
专利文献1：日本专利申请公开2007-81438号
应当注意，上面对背景技术的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
技术实现要素：
发明人发现：在现有的电晕预电离电极中，在被施加了高电压的背面电极尤其是电介质管的端部处，很容易因附近的金属部件和背面电极而产生异常放电的情况。
为了解决上述问题，本实用新型提供一种电晕预电离电极、激光振荡器和准分子激光装置，即使在被施加了高电压的背面电极尤其是电介质管的端部处，也能杜绝或抑制因附近的金属部件和背面电极而产生的异常放电。
根据本实用新型实施例的第一方面，提供了一种电晕预电离电极，包括：电介质管；预电离外电极，其与所述电介质管的外表面接触；背面电极，其插入到所述电介质管中；
所述电晕预电离电极还包括：
固定管，其覆盖所述背面电极的一部分；
其中，所述背面电极的在所述电介质管的所述预电离外电极存在的部分处的外径形成为比所述固定管的内径大。
根据本实用新型实施例的第二方面，其中，所述电介质管的内径形成为比所述固定管的外径大。
根据本实用新型实施例的第三方面，其中，所述电介质管覆盖所述固定管的一部分。
根据本实用新型实施例的第四方面，其中，所述背面电极与所述固定管接触的一侧形成有锥形部，在所述锥形部处所述背面电极的外径从所述一侧的相反侧向所述一侧逐渐变小。
根据本实用新型实施例的第五方面，其中，所述电介质管在所述一侧构成为覆盖所述固定管；所述固定管在所述一侧构成为覆盖所述锥形部的一部分。
根据本实用新型实施例的第六方面，其中，所述锥形部与所述背面电极的外径较大的圆柱部接触的第一部分、和所述锥形部与所述固定管接触的第二部分通过平滑曲面连接。
根据本实用新型实施例的第七方面，提供一种激光振荡器，包括激光腔室；其中，所述激光腔室中配置有如上第一方面至第六方面任一项所述的电晕预电离电极。
根据本实用新型实施例的第八方面，提供一种准分子激光装置，其中，所述准分子激光装置包括如上第七方面所述的激光振荡器。
本实用新型的有益效果在于：电晕预电离电极中包括覆盖背面电极的一部分的固定管；其中，所述背面电极的在电介质管的预电离外电极存在的部分处的外径形成为比所述固定管的内径大。由此，能够充分获得背面电极与预电离外电极的接触板部以外的周围的金属部件之间的绝缘距离，并且能够实现必要的预电离强度；从而即使在被施加了高电压的背面电极尤其是电介质管的端部处，也能杜绝或抑制因附近的金属部件和背面电极而产生的异常放电。
参照后文的说明和附图，详细公开了本实用新型的特定实施方式，指明了本实用新型的原理可以被采用的方式。应该理解，本实用新型的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本实用新型的实施方式包括许多改变、修改和等同。
附图说明
所包括的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本实用新型的实施方式，并与文字描述一起来阐释本实用新型的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1是本实用新型的电晕预电离电极的示意图；
图2是本实用新型的电晕预电离电极中电介质管和预电离外电极的示例图；
图3是本实用新型的激光振荡器的示意图；
图4是本实用新型的激光腔室的剖面示意图；
图5是本实用新型的准分子激光装置的示意图。
具体实施方式
参照附图，通过下面的说明，本实用新型的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本实用新型的特定实施方式，其表明了其中可以采用本实用新型的原则的部分实施方式，应了解的是，本实用新型不限于所描述的实施方式，相反，本实用新型包括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。
在本实用新型实施例中，术语“第一”、“第二”等用于对不同元素从称谓上进行区分，但并不表示这些元素的空间排列或时间顺序等，这些元素不应被这些术语所限制。术语“和/或”包括相关联列出的术语的一种或多个中的任何一个和所有组合。术语“包含”、“包括”、“具有”等是指所陈述的特征、元素、元件或组件的存在，但并不排除存在或添加一个或多个其他特征、元素、元件或组件。
在本实用新型实施例中，单数形式“一”、“该”等可以包括复数形式，应广义地理解为“一种”或“一类”而并不是限定为“一个”的含义；此外术语“所述”应理解为既包括单数形式也包括复数形式，除非上下文另外明确指出。此外术语“根据”应理解为“至少部分根据……”，术语“基于”应理解为“至少部分基于……”，除非上下文另外明确指出。
在本实用新型的下述说明中，为了说明的方便，将与沿着轴(例如电介质管的轴)延伸的方向平行的方向称为“轴向”，将以轴为中心的半径方向称为“径向”，将以轴为中心的包围径向外侧的方向称为“周向”。但值得注意的是，这些只是为了说明的方便，并不限定激光装置使用和制造时的朝向。
在本实用新型的下述说明中，为了说明的方便，可以将激光装置中放电电极所在的一侧称为“上侧”或者“上方”，将风扇或热交换器所在的一侧称为“下侧”或者“下方”。但值得注意的是，这些只是为了说明的方便，并不限定该激光装置使用和制造时的朝向。
下面参照附图对本实用新型的实施方式进行说明。
实施例1
本实用新型实施例提供一种电晕预电离电极。
图1是本实用新型的电晕预电离电极的示意图，示出了将电晕预电离电极100沿轴向剖开的剖面的情况。如图1所示，电晕预电离电极100包括：
电介质管101；
预电离外电极102，其与所述电介质管101的外表面接触；
背面电极103，其插入到所述电介质管101中。
如图1所示，所述电晕预电离电极100还包括：
固定管104，其覆盖所述背面电极103的一部分；
其中，所述背面电极103的在所述电介质管101的所述预电离外电极102存在的部分处(例如如图1所示的M部分)的外径D1形成为比所述固定管104的内径D2大；即D1>D2。
图2是本实用新型的电晕预电离电极中电介质管和预电离外电极的示例图，从侧面示出了电介质管101和预电离外电极102的情况。如图2所示，预电离外电极102与所述电介质管101的外表面接触；其中，预电离外电极102可以包括接触板部201、固定板部202、阶梯部203和开孔部204。
例如，预电离外电极102的材料的主要成分可以是包括铜的金属材料；例如无氧铜、磷青铜、黄铜等。预电离外电极102可以具有接地电位。电介质管101可以配置成经由固定用管被配置在放电电极的附近；该电介质管101的材质例如可以是铝(AL)，等等。
再例如，背面电极103被插入到所述电介质管101中，该背面电极103可以是圆柱状的棒结构，可以经由馈通(feedthrough)和固定管(例如是绝缘体)与脉冲功率模块(PPM，Pulse Power Module)的高电压端子相连接。
值得注意的是，以上仅示例性说明了电晕预电离电极的各个部分，但本实用新型不限于此。关于电介质管101、预电离外电极102和背面电极103的具体形状、构造和材质，以及其他的部件或者模块的具体内容，可以参照相关技术，此处省略说明。此外，图1和2中未特别指明的部件或元素，可以参考相关技术，本实用新型并不对此进行限制。
在一个实施方式中，如图1所示，电介质管101的内径形成为比所述固定管104的外径大。由此，电介质管101可以覆盖固定管104的一部分(例如如图1所示，可以覆盖固定管104的一个端部)，能够进一步获得背面电极与预电离外电极的接触板部以外的周围的金属部件之间的绝缘距离。
在一个实施方式中，如图1所示，所述背面电极103与所述固定管104接触的一侧(例如如图所示的A侧)形成有锥形部1031，在所述锥形部1031处所述背面电极103的外径从所述一侧的相反侧(例如如图所示的B侧)向所述一侧(A侧)逐渐变小。
即，背面电极103的直径发生变化的部分可以形成为锥形形状，并且在锥形部1031的直径较小的一侧(例如如图所示的A侧)，电介质管101覆盖固定管104。如图1所示，锥形部1031的直径从B侧向A侧逐渐变小。
在一个实施方式中，所述电介质管101在所述一侧(例如如图1所示的A侧)构成为覆盖所述固定管104；并且所述固定管104在所述一侧(例如如图1所示的A侧)构成为覆盖所述锥形部1031的一部分。此外，所述锥形部1031与所述背面电极103的外径较大的圆柱部1032接触的第一部分1033、和所述锥形部1031与所述固定管104接触的第二部分1034通过平滑曲面连接。
例如，锥形部以直径能够缓和机械加工造成的台阶的方式，将直径为D1的部分和直径为D2的部分以平滑的曲面相连接。这样，能够充分获得背面电极与接触板以外的周围的金属部件之间的绝缘距离，并且能够实现必要的预电离强度。
值得注意的是，以上各个实施方式仅对本实用新型进行了示例性说明，但本实用新型不限于此，还可以在以上各个实施方式的基础上进行适当的变型。例如，可以将以上各个实施方式中的一种或多种结合起来。
由上述实施例可知，电晕预电离电极中包括覆盖背面电极的一部分的固定管；其中，所述背面电极的在电介质管的预电离外电极存在的部分处的外径形成为比所述固定管的内径大。
由此，能够充分获得背面电极与预电离外电极的接触板部以外的周围的金属部件之间的绝缘距离，并且能够实现必要的预电离强度；从而即使在被施加了高电压的背面电极尤其是电介质管的端部处，也能杜绝或抑制因附近的金属部件和背面电极而产生的异常放电。
实施例2
本实用新型实施例还提供一种激光振荡器，该激光振荡器具有上述实施例1所述的电晕预电离电极，由于在上述实施例中，已经对该电晕预电离电极的结构进行了详细说明，其内容被包含于此，在此不再赘述。
图3是本实用新型的激光振荡器的示意图，如图3所示，激光振荡器300包括：激光腔室301；激光谐振器302；功率监控器303；充电器304和脉冲功率模块(PPM)305；关于这些部件或模块的具体内容，可以参考相关技术。如图3所示，所述激光腔室301中配置有如实施例1所述的电晕预电离电极100。
如图3所示，激光腔室301中还可以配置有一对放电电极3031和3032；电晕预电离电极100可以被配置在放电电极3032附近；其中预电离外电极102与电介质管101的外表面接触，固定管104可以被弯折后配置在激光腔室301中。
图4是本实用新型的激光腔室301的剖面示意图，如图3和4所示，电晕预电离电极100可以被配置在放电电极3032附近；其中预电离外电极102与电介质管101的外表面接触，背面电极103插入到所述电介质管101中。
此外，放电电极3031和脉冲功率模块305附近还可以配置有电绝缘部306和馈通307；放电电极3032附近还可以具有引导件308和电机架309；激光腔室301中还可以具有横流风扇310和热交换器311；激光气体通过横流风扇310等，可以在激光腔室301内循环流动(例如如图4的箭头所示)。
值得注意的是，以上仅示例性说明了激光振荡器的各个部分，但本实用新型不限于此。关于各部件或者模块的具体内容，可以参照相关技术，此处省略说明。此外，图3和4中未特别指明的部件或元素，可以参考相关技术，本实用新型并不对此进行限制。
实施例3
本实用新型实施例还提供一种准分子激光装置，该准分子激光装置具有上述实施例2所述的激光振荡器，由于在上述实施例中，已经对该激光振荡器的结构进行了详细说明，其内容被包含于此，在此不再赘述。
图5是本实用新型的准分子激光装置的示意图，如图5所示，准分子激光装置500包括如实施例2所述的激光振荡器。此外，如图5所示，准分子激光装置500还可以包括曝光装置501、控制部502、激光气体供给装置503和激光气体排气装置504等等。
值得注意的是，以上仅示例性说明了准分子激光装置的各个部分，但本实用新型不限于此，例如还可以设置其他未示出的部件或模块。关于各个部件或者模块的具体内容，可以参照相关技术，此处省略说明。此外，图5中未特别指明的部件或元素，可以参考相关技术，本实用新型并不对此进行限制。
以上结合具体的实施方式对本实用新型进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本实用新型的精神和原理对本实用新型做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本实用新型的范围内。
以上参照附图描述了本实用新型的优选实施方式。这些实施方式的许多特征和优点根据该详细的说明书是清楚的，因此所附权利要求旨在覆盖这些实施方式的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本实用新型的实施方式限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。