專利名稱：高壓電連接線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高壓電連接線，其特別用于把氣體放電源電連接到高壓電源(例 如連接到電容器)，所述連接線由通過電絕緣層分隔開的兩個(gè)導(dǎo)電板的層疊形成。
背景技術(shù)：
例如在EUV光刻或度量衡等領(lǐng)域內(nèi)需要發(fā)出EUV輻射和/或軟X射線的氣體放電 源。例如在WO 2005/025280A2中公開的氣體放電源包括至少兩個(gè)電極，所述電極被設(shè)置 在放電空間內(nèi)并且形成一個(gè)間隙，所述間隙允許點(diǎn)燃所述電極之間的氣體介質(zhì)內(nèi)的等離子 體。對于這種放電燈的脈沖操作，可以通過一個(gè)電容器設(shè)置來提供所需的電能，首先將能量 存儲(chǔ)在所述電容器設(shè)置中，隨后通過所述電極放電。另一種可能性是通過一個(gè)脈沖壓縮級(jí) 直接為所述電極提供電能。燈的效率在很大程度上依賴于所述電容器設(shè)置或脈沖壓縮級(jí)與 所述等離子體的電匹配。在這種情境中，所述電容器設(shè)置或脈沖壓縮級(jí)與放電燈之間的電 連接線非常重要。連接線的介電常數(shù)越低，所得到的電匹配就越好，并且從而使得所述燈具 有更高的峰值性能。放電燈的連接線的介電常數(shù)主要由該連接線的兩條電導(dǎo)線之間的距離決定。已知 絕緣材料的絕緣屬性在理論上允許非常小的距離。舉例來說，聚酰亞胺材料Kapton 具 有40kV/mm的DC絕緣電壓。對于5到IOkV的最大電源電壓，在使用該絕緣材料時(shí)有可能 使得導(dǎo)線之間的距離小至0. 25mm。但是在實(shí)際應(yīng)用中，由于導(dǎo)線邊緣處的電場高度升高，因 此無法實(shí)現(xiàn)這么小的距離。放電燈的脈沖操作還會(huì)導(dǎo)致諸如表面放電之類的附加效應(yīng)。電 場在放電燈的脈沖操作期間的快速改變在絕緣的表面上感生出電流。這一效應(yīng)被電場在電 連接線的氣隙、邊緣或拐角處的不均勻分布所強(qiáng)化。如果該電流變得過大，則絕緣可能會(huì)被 破壞或損壞。這是一種隨著時(shí)間削弱電介質(zhì)的緩慢效應(yīng)。在一定次數(shù)的放電之后，受到削 弱的絕緣的絕緣電壓就會(huì)變得過低。這將導(dǎo)致?lián)舸┧鼋^緣，從而導(dǎo)致燈發(fā)生故障。為了避免電場對絕緣的損壞，有可能用SF6之類的氣體交換周圍空氣，或者把連接 線嵌入到油、清漆或樹脂中。在這種應(yīng)用中用SF6來交換空氣的做法是大范圍的，這是因?yàn)?必須把空氣從整個(gè)設(shè)備中去除，并且必須把連接線完全重新安置在真空容器內(nèi)。當(dāng)把放電 燈用于光刻時(shí)，不可能使用油。當(dāng)用清漆或樹脂密封連接線時(shí)，以后將很難甚至不可能對部 件進(jìn)行檢查。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于把放電燈與高壓電源相連的高壓連接線，所述 連接線在無需任何耗時(shí)的附加措施的情況下延長了脈沖操作期間的使用壽命。所述目的是通過根據(jù)權(quán)利要求1的連接線實(shí)現(xiàn)的。所述連接線的各有利實(shí)施例是 從屬權(quán)利要求的主題內(nèi)容，或者在說明書的后續(xù)部分中做了描述。權(quán)利要求10到12涉及 到使用這種連接線把氣體放電源與高壓電源相連。所提出的高壓電連接線由通過電絕緣層分隔開的兩個(gè)導(dǎo)電板的層疊形成。為了避免在所述絕緣層處發(fā)生表面放電，為所述絕緣層涂覆導(dǎo)電層，其中所述導(dǎo)電層材料的電阻 率高于所述導(dǎo)電板材料的電阻率。該導(dǎo)電層被設(shè)置在絕緣層與導(dǎo)電板之間，在絕緣層與導(dǎo) 電層之間沒有任何氣隙。由于這一具有適當(dāng)電導(dǎo)率的附加導(dǎo)電層，絕緣層與導(dǎo)電板之間的氣隙或氣孔內(nèi)的 電場得以減小。此外，從導(dǎo)電板邊緣與絕緣層表面之間的放電所導(dǎo)致的帶電粒子被分布在 絕緣層的更大表面積上，從而避免了局部損壞。該導(dǎo)電層的電導(dǎo)率必須低于導(dǎo)電板的電導(dǎo) 率。該導(dǎo)電層的表面電阻的典型值處于100Ω/平方到IOOkQ/平方之間。該導(dǎo)電層的厚 度優(yōu)選地處在IOOnm到IOOOnm之間，更為優(yōu)選地小于500nm。表面電阻被選擇成使得由導(dǎo) 電層所導(dǎo)致的局部損耗不會(huì)對該層造成損壞。利用純金屬層無法獲得該導(dǎo)電層的所需表面電阻，這是因?yàn)榧兘饘賹拥碾娮杪蔬^ 低。另一方面，完全氧化層的表面電阻率過高。因此，導(dǎo)電層優(yōu)選地是部分氧化的金屬層。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，通過濺射工藝把導(dǎo)電層施加到絕緣層上。利用濺射工藝，例 如通過濺射金屬，可以在確切控制其氧化的情況下施加一個(gè)幾百納米的薄層。通過在包含 氧氣的氣氛(其例如由氧氣與氬氣之類的惰性氣體的混合物構(gòu)成)中進(jìn)行濺射來實(shí)現(xiàn)對氧 化的控制并從而實(shí)現(xiàn)對所施加層的表面電阻的控制，其中可以經(jīng)由所述氣氛中的氧氣的濃 度來進(jìn)行控制。利用這一程序，可以把具有對于所提出的連接線所需的表面電阻率的部分 氧化金屬層施加到絕緣層。在連接線的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，絕緣層在至少兩個(gè)相對側(cè)越過導(dǎo)電板伸出一定的 確切距離，該距離在下面被稱作第一距離。該絕緣層的上述伸出可以由絕緣箔的層疊形成， 從而降低在兩個(gè)導(dǎo)電板的邊緣之間發(fā)生放電的風(fēng)險(xiǎn)。在該實(shí)施例的進(jìn)一步改進(jìn)中，導(dǎo)電層 也在所述兩個(gè)相對側(cè)越過所述導(dǎo)電板伸出第二距離，其中所述第二距離小于所述第一距 離。這一方面降低了伸出的絕緣層在導(dǎo)電板的邊緣處受到損壞的風(fēng)險(xiǎn)，另一方面降低了在 兩個(gè)導(dǎo)電板的外邊緣之間發(fā)生放電的風(fēng)險(xiǎn)。連接線的兩個(gè)導(dǎo)電板優(yōu)選地由銅之類的適當(dāng)金屬制成，并且可能具有幾毫米的厚 度。導(dǎo)電板優(yōu)選地平行間隔開并且是平面的，但是在具體應(yīng)用需要的情況下也可以具有小 的曲率。被用于所述導(dǎo)電層的材料例如可以是部分氧化的鎳或鉭。參照下文中描述的實(shí)施例，本發(fā)明的上述和其他方面將變得顯而易見。


下面通過舉例的方式描述所提出的高壓連接線而不限制由權(quán)利要求書所限定的 保護(hù)范圍。在附圖中圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的高壓連接線的橫截面示意圖；圖2是圖1中的區(qū)域A的放大視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的示例性高壓連接線的橫截面示意圖；圖4是利用了根據(jù)本發(fā)明的連接線的電容器組與放電燈之間的連接的橫截面示 意圖；以及圖5是圖4的設(shè)置的頂視圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的高壓連接線的橫截面示意圖。該連接線包括通過電絕 緣箔1的層疊分隔開的兩個(gè)導(dǎo)電板2。在使用這樣的連接線把高壓電源與氣體放電燈相連 時(shí)，導(dǎo)電板2被設(shè)置成彼此盡可能靠近，以便實(shí)現(xiàn)用于所述放電燈的脈沖操作的低介電常 數(shù)。從圖1中可以看出，絕緣箔1在全部兩個(gè)相對側(cè)伸出導(dǎo)電板2，以避免在這些板的邊緣 之間發(fā)生任何放電。然而由于導(dǎo)電板2邊緣處的較高電場，在周圍的空氣中可能會(huì)發(fā)生放 電。這種放電終止于伸出的絕緣箔1的表面處。所述放電在該表面上移動(dòng)達(dá)幾毫米，其可 能會(huì)隨著時(shí)間在所述表面上收縮并灼燒出小的溝槽，從而損壞絕緣箔1。在圖1中示意性地 示出了表面放電和損壞的這些區(qū)域3。雖然導(dǎo)電板2被直接連接到絕緣箔1，但是在制造過程中，導(dǎo)電板2與絕緣箔1之 間的氣孔是無法避免的。這在圖2中示意性地示出，該圖示出了圖1的區(qū)域A的放大視圖。 氣孔導(dǎo)致在導(dǎo)電板2與絕緣箔1之間出現(xiàn)小的氣隙4。正如前面參照圖1所解釋的那樣，在 導(dǎo)電板2的邊緣處，終止于絕緣箔1的表面上的周圍空氣中的放電5以及直接處在絕緣箔1 的表面上的表面放電6可能會(huì)隨著時(shí)間損壞絕緣箔1。此外，小氣隙4內(nèi)部的電場可能已經(jīng) 達(dá)到足以在這些位置處生成放電的幅度。所有這些效應(yīng)都會(huì)導(dǎo)致縮短連接線的使用壽命。為了獲得這種高壓連接線的較長使用壽命，為絕緣箔1的層疊的外表面涂覆適當(dāng)?shù)?導(dǎo)電層8，正如圖3中示意性地示出的那樣。在該例中，層疊的上和下絕緣箔涂覆有部分氧化 金屬的薄層，從而使得該層把絕緣箔1與導(dǎo)電板2分隔開。通過濺射工藝來施加該導(dǎo)電層8， 其中在包含氬氣和氧氣的受控氣氛中濺射金屬原子。通過在濺射過程中控制該氣氛中的氧 氣的濃度，可以獲得100Ω/平方到IOOkQ/平方之間的所施加層的限定表面電阻率。在本例 中，導(dǎo)電板2是厚度為3mm并且橫向延伸為30Cmx30Cm的銅板。絕緣層疊包含4到5片聚酰 亞胺箔，所述層疊的總厚度為近似100 μ m。絕緣箔1在所有相對側(cè)超出導(dǎo)電板2近似1cm。 所施加的導(dǎo)電層8也超出導(dǎo)電板2幾毫米，在本例中是超出5mm。這在圖3中示意性地示出。圖4示出了將這種連接線用于連接作為高壓電源的電容器組9與氣體放電燈10 的應(yīng)用。在該例中，所提出的連接線11直接與電容器組9合并。連接線11的絕緣箔1的 層疊還可以進(jìn)一步在電容器12的電容器板之間延伸，這由圖4中的虛線示出。在連接線11 的另一端，連接線11的導(dǎo)電板2連接到放電燈10的電極13，所述放電燈10通過放電發(fā)射 EUV輻射14。圖5示出了圖4的設(shè)置的頂視圖。在該頂視圖中可以識(shí)別出電容器組9的電容器 12的陣列以及具有其伸出的絕緣箔1的層疊的連接線11。連接線11的介電常數(shù)與其在電 容器組9到氣體放電燈10之間的長度成比例，與其導(dǎo)電板2之間的距離成比例(該距離由 絕緣箔1的層疊的厚度給出)，并且與其寬度成反比例。因此，為了獲得連接線11的低介電 常數(shù)，必須把絕緣層疊的厚度選擇得盡可能小。這可以通過使用幾片例如由Kapton 制 成的非常薄的絕緣箔來實(shí)現(xiàn)。利用在絕緣箔1的層疊與導(dǎo)電板2之間具有適當(dāng)導(dǎo)電層8的連接線11的所提出 的構(gòu)造，在導(dǎo)電板2的邊緣處的空氣中或者導(dǎo)電板2與絕緣箔1之間的小氣隙4中的放電 的形成以及在絕緣箔1的表面處的表面放電的形成可以大為減少。這樣將導(dǎo)致降低所述箔 受到這種放電損壞的風(fēng)險(xiǎn)，從而顯著延長連接線的使用壽命。雖然在附圖和前面的描述中說明并詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是所述說明和描述應(yīng)當(dāng)被視為說明性或示例性而非限制性的，本發(fā)明不限于所公開的實(shí)施例。此外還可以組合在 上面和權(quán)利要求書中所描述的不同實(shí)施例。通過研究附圖、公開內(nèi)容和所附權(quán)利要求書，本 領(lǐng)域技術(shù)人員在實(shí)踐所要求保護(hù)的本發(fā)明時(shí)可以理解及實(shí)施所公開的實(shí)施例的其他變型。 舉例來說，所提出的連接線不限于把幾片絕緣箔用作絕緣層。該絕緣層例如也可以由僅僅 一片絕緣箔或者由其中一個(gè)導(dǎo)電板上的涂層形成。此外，連接線的導(dǎo)電板還可以具有除了 在說明書和各實(shí)施例中所例示的之外的其他規(guī)格。 在權(quán)利要求書中，“包括”一詞不排除其他元件或步驟，“一個(gè)”不排除多個(gè)。在互 不相同的從屬權(quán)利要求中引述某些措施并不意味著不能使用這些措施的組合來獲益。權(quán)利 要求中的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)被理解為限制該權(quán)利要求的范圍。附圖標(biāo)記列表
1-絕緣箔層疊
2_導(dǎo)電板
3-表面放電和損壞區(qū)域
4_氣隙
5-板邊緣與箔之間的放電
6_直接在箔上的表面放電
7_氣隙中的放電
8_導(dǎo)電層
9-電容器組
10-放電燈
11-連接線
12-電容器
13-電極
14-EUV輻射
權(quán)利要求
一種特別用于把氣體放電源電連接到高壓電源的高壓電連接線，所述連接線(11)由通過電絕緣層(1)分隔開的兩個(gè)導(dǎo)電板(2)的層疊形成，其中，在所述絕緣層(1)與所述導(dǎo)電板(2)之間設(shè)置導(dǎo)電層(8)，所述導(dǎo)電層(8)的材料的電阻率高于所述導(dǎo)電板(2)的材料的電阻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的連接線，其中，所述絕緣層(1)在至少兩個(gè)相對側(cè)上越過所述導(dǎo)電板(2)伸出第一距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的連接線，其中，所述導(dǎo)電層⑶在所述至少兩個(gè)相對側(cè)上越過所述導(dǎo)電板⑵伸出第二距離，所 述第二距離小于所述第一距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3的連接線，其中，所述導(dǎo)電層(8)被施加到所述絕緣層(1)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的連接線，其中，所述導(dǎo)電層⑶的表面電阻處于100Ω/平方到IOOkQ/平方之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的連接線， 其中，所述導(dǎo)電層(8)是濺射層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的連接線，其中，所述導(dǎo)電層(8)由部分氧化的金屬層形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的連接線，其中，所述導(dǎo)電層(8)的厚度處于100到IOOOnm之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的連接線，其中，所述絕緣層(1)由絕緣箔的層疊形成。
10.一種特別用于生成EUV輻射和/或軟X射線的氣體放電源，其具有用于生成氣體放 電的至少兩個(gè)相對電極(13)，所述電極(13)通過根據(jù)權(quán)利要求1的連接線(11)連接到高 壓電源。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的氣體放電源， 其中，所述高壓電源包括電容器組(9)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的氣體放電源，其中，所述連接線(11)與所述電容器組(9)合并，所述導(dǎo)電板(2)連接到所述電容器 組(9)的各電容器(12)的電容器板。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種特別用于把氣體放電源(10)電連接到高壓電源(9)的高壓電連接線(11)。所述連接線由通過電絕緣層(1)分隔開的兩個(gè)導(dǎo)電板(2)的層疊形成。在所述絕緣層(1)與所述導(dǎo)電板(2)之間設(shè)置導(dǎo)電層(8)，所述導(dǎo)電層(8)的材料的電阻率高于所述導(dǎo)電板(2)的材料的電阻率。所提出的連接線在被用于連接高壓電源與脈沖放電燈時(shí)可以提供更長的使用壽命。
文檔編號(hào)H05G2/00GK101965757SQ200880109664
公開日2011年2月2日 申請日期2008年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月1日
發(fā)明者C·梅茨馬克, D·M·沃德雷萬格, J·W·尼夫 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司