CN110800174B - 电容器的冷却构造和激光装置 - Google Patents

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Abstract

为了对具有第1电极和第2电极的电容器进行冷却，电容器的冷却构造包含：导电部，其与第1电极电连接；绝缘部，其具有包含第1位置的第1面和包含第2位置的第2面，在第1位置处与导电部连接；第1紧固部，其对导电部和绝缘部进行紧固；以及冷却部，其与和第1位置对置的第2位置连接，导电部和冷却部通过绝缘部而电绝缘。

Description

电容器的冷却构造和激光装置
技术领域
本公开涉及电容器的冷却构造和激光装置。
背景技术
近年来，在半导体曝光装置(以下称为“曝光装置”)中，随着半导体集成电路的微细化和高集成化，要求分辨率的提高。因此，从曝光用光源放出的光的短波长化得以发展。一般而言，在曝光用光源中代替现有的汞灯而使用气体激光装置。例如，作为曝光用的气体激光装置，使用输出波长为248nm的紫外线的激光的KrF准分子激光装置、以及输出波长为193nm的紫外线的激光的ArF准分子激光装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-111313号公报
专利文献2：日本特开2015-133281号公报
专利文献3：日本特开2003-249703号公报
专利文献4：日本特开2009-289944号公报
发明内容
本公开的一个观点的电容器的冷却构造对具有第1电极和第2电极的电容器进行冷却，其中，电容器的冷却构造包含：导电部，其与第1电极电连接；绝缘部，其具有包含第1位置的第1面和包含第2位置的第2面，该绝缘部在第1位置处与导电部连接；第1紧固部，其对导电部和绝缘部进行紧固；以及冷却部，其与和第1位置对置的第2位置连接，导电部和冷却部通过绝缘部而电绝缘。
本公开的另一个观点的激光装置包含：激光腔；一对放电电极，其被配置于激光腔；脉冲功率模块，其具有峰化电容器，并构成为对一对放电电极之间施加脉冲电压；预电离机构，其具备具有第1电极和第2电极的预电离电容器，并构成为使激光腔的内部的气体的一部分电离；导电部，其与第1电极电连接；绝缘部，其具有包含第1位置的第1面和包含第2位置的第2面，该绝缘部在第1位置处与导电部连接；第1紧固部，其对导电部和绝缘部进行紧固；以及冷却部，其与和第1位置对置的第2位置连接，导电部和冷却部通过绝缘部而电绝缘。
附图说明
下面，参照附图将本公开的若干个实施方式作为简单例子进行说明。
图1示意地示出比较例的激光装置的结构。
图2示意地示出比较例的激光装置的结构。
图3是脉冲功率模块和预电离机构的电路图。
图4A是示出第1实施方式的激光装置中的峰化电容器和预电离电容器的配置的俯视图。
图4B是图4A的IVB-IVB线处的剖视图。
图5A是示出第2实施方式的激光装置中的峰化电容器和预电离电容器的配置的俯视图。
图5B是图5A的VB-VB线处的剖视图。
图5C是图5A的VC-VC线处的剖视图。
图6A是示出参考例的激光装置中的峰化电容器和预电离电容器的配置的俯视图。
图6B是图6A的VIB-VIB线处的剖视图。
具体实施方式
<内容>
1.比较例
1.1激光装置的结构
1.2激光装置的动作
1.3脉冲功率模块和预电离机构的详细情况
1.3.1结构
1.3.2动作
1.4课题
2.对导电部和绝缘部进行了紧固的冷却构造
2.1结构
2.2动作和作用
3.被设置于预电离布线部的冷却构造
3.1结构
3.2动作和作用
4.其他
4.1参考例的结构
4.2参考例的动作和作用
4.3补充
下面，参照附图对本公开的实施方式进行详细说明。以下说明的实施方式示出本公开的几个例子，不限定本公开的内容。此外，各实施方式中说明的结构和动作并不一定全都是本公开的结构和动作所必须的。另外，对相同结构要素标注相同参照标号并省略重复说明。
1.比较例
1.1激光装置的结构
图1和图2示意地示出比较例的激光装置的结构。在图1中，示出从与一对放电电极11a和11b之间的放电方向大致垂直、且与从输出耦合镜15输出的激光的行进方向大致垂直的方向观察的激光装置的内部结构。在图2中，示出从与从输出耦合镜15输出的激光的行进方向大致平行的方向观察的激光装置的内部结构。设从输出耦合镜15输出的激光的行进方向为Z方向。设一对放电电极11a和11b之间的放电方向为V方向。设与这双方垂直的方向为H方向。-V方向与重力的方向大致一致。
如图1所示，激光装置与曝光装置100一起使用。从激光装置输出的激光入射到曝光装置100。曝光装置100包含曝光装置控制部110。曝光装置控制部110构成为对曝光装置100进行控制。曝光装置控制部110构成为对激光装置中包含的激光控制部30发送目标脉冲能量的设定数据，或者发送发光触发信号。
激光装置包含激光腔10、充电器12、脉冲功率模块13、窄带化模块14、输出耦合镜15、能量监测器17、横流风扇21、马达22、激光控制部30。激光控制部30对激光装置整体进行总括控制。
激光腔10配置于由窄带化模块14和输出耦合镜15构成的激光谐振器的光路上。在激光腔10设置有2个窗口10a和10b。激光腔10收容有一对放电电极11a和11b。激光腔10收容作为激光介质的激光气体。
激光腔10具有开口，该开口被电绝缘部20堵住。电绝缘部20支承放电电极11a。在电绝缘部20嵌入有多个导电部20a。导电部20a分别与放电电极11a电连接。
在激光腔10的内部配置有回流板10c。激光腔10和回流板10c通过图2所示的布线部10d和布线部10e电连接。回流板10c支承放电电极11b。回流板10c与放电电极11b电连接。
回流板10c不是完全分隔激光腔10的内部。如图2所示，回流板10c在图1的纸面的里侧和近前侧具有用于供激光气体通过的间隙。
横流风扇21被配置于激光腔10的内部。横流风扇21的旋转轴与马达22连接，该马达22被配置于激光腔10的外部。马达22使横流风扇21旋转。由此，如图2中箭头A所示，激光气体在激光腔10的内部循环。热交换器23构成为将由于放电而成为高温的激光气体的热能排出到激光腔10的外部。
充电器12保持用于向脉冲功率模块13供给的电能。
脉冲功率模块13包含多个峰化电容器C3。脉冲功率模块13相当于本公开中的电源装置。峰化电容器C3分别包含2个电极。2个电极中的一个电极与连接板20b电连接，另一个电极与图2所示的连接板10f或10g电连接。连接板20b经由导电部20a而与放电电极11a电连接。连接板10f和10g经由激光腔10、布线部10d和10e以及回流板10c而与放电电极11b电连接。激光腔10与基准电位电连接。基准电位是作为脉冲功率模块13所生成的脉冲状的高电压的基准的电位，例如是接地电位。
冷却机构27f与连接板10f接触并被固定于此，冷却机构27g与连接板10g接触并被固定于此。冷却机构27f和27g例如分别包含使水等冷却介质通过的未图示的冷却管。冷却机构27f和27g分别由热传导率较高的金属构成。冷却机构27f和27g与连接板10f和10g成为相同电位。
激光装置还包含预电离机构。预电离机构包含图1所示的预电离电容器C11、预电离布线部35、介电管24、图2所示的预电离内电极25、多个预电离外电极26。预电离电容器C11分别包含2个电极。2个电极中的一个电极与上述连接板20b电连接，另一个电极经由预电离布线部35而与预电离内电极25电连接。预电离内电极25相当于本公开中的第3电极。预电离布线部35被未图示的绝缘体包覆。预电离内电极25被介电管24包覆。
预电离外电极26各自的一端与放电电极11b电连接，另一端与介电管24的表面接触。预电离内电极25和多个预电离外电极26沿着放电电极11b的长度方向被配置于比放电电极11b的位置更靠激光气体的循环方向的上游侧的位置。
窄带化模块14包含棱镜14a和光栅14b等波长选择元件。也可以代替窄带化模块14而使用高反射镜。
输出耦合镜15由部分反射镜构成。
能量监测器17包含分束器17a、聚光透镜17b、光传感器17c。分束器17a被配置于从输出耦合镜15输出的激光的光路上。分束器17a构成为朝向曝光装置100以较高透射率透射从输出耦合镜15输出的激光的一部分，并且反射另一部分。聚光透镜17b和光传感器17c被配置于由分束器17a反射的激光的光路上。
1.2激光装置的动作
激光控制部30从曝光装置控制部110接收目标脉冲能量的设定数据和发光触发信号。激光控制部30根据从曝光装置控制部110接收到的目标脉冲能量的设定数据，向充电器12发送充电电压的设定数据。此外，激光控制部30根据从曝光装置控制部110接收到的发光触发信号，向脉冲功率模块13发送触发信号。
脉冲功率模块13从激光控制部30接收触发信号后，根据充电器12充入的电能生成脉冲状的高电压，对一对放电电极11a和11b之间施加该高电压。
当对一对放电电极11a和11b之间施加高电压时，在一对放电电极11a和11b之间引起放电。将该放电称为主放电。通过主放电的能量，激光腔10内的激光气体被激励而跃迁到高能级。然后，在被激励的激光气体跃迁到低能级时，放出与其能级差对应的波长的光。
激光腔10内产生的光经由窗口10a和10b向激光腔10的外部射出。从激光腔10的窗口10a射出的光被棱镜14a扩大波束宽度而入射到光栅14b。从棱镜14a入射到光栅14b的光由光栅14b的多个槽反射，并且向与光的波长对应的方向进行衍射。光栅14b被进行利特罗配置，使得从棱镜14a入射到光栅14b的光的入射角和期望波长的衍射光的衍射角一致。由此，期望波长附近的光经由棱镜14a返回激光腔10。
输出耦合镜15使从激光腔10的窗口10b射出的光中的一部分透射而输出，使另一部分反射而返回激光腔10。
这样，从激光腔10射出的光在窄带化模块14与输出耦合镜15之间往复。每当通过一对放电电极11a和11b之间的放电空间时，该光被放大。此外，每当在窄带化模块14折返时，该光被窄带化。这样进行激光振荡而被窄带化的光作为激光从输出耦合镜15输出。
能量监测器17中包含的聚光透镜17b使由分束器17a反射的激光会聚于光传感器17c。光传感器17c向激光控制部30发送与由聚光透镜17b会聚的激光的脉冲能量对应的电信号作为测定数据。
激光控制部30从能量监测器17接收测定数据。激光控制部30根据从能量监测器17接收到的脉冲能量的测定数据和从曝光装置控制部110接收到的目标脉冲能量的设定数据，对充电器12中设定的充电电压进行反馈控制。
1.3脉冲功率模块和预电离机构的详细情况
1.3.1结构
图3是脉冲功率模块和预电离机构的电路图。脉冲功率模块13包含充电电容器C0、开关13a、升压变压器TC1、多个磁开关Sr1～Sr3、电容器C1和C2、峰化电容器C3。
磁开关Sr1～Sr3均包含饱和电抗器。磁开关Sr1～Sr3分别构成为，在对其两端施加的电压的时间积分值成为由各磁开关的特性决定的规定的值时，成为低阻抗。
在与放电电极11a电连接的峰化电容器C3的上述一个电极与预电离内电极25之间电连接有预电离电容器C11和电感器L0。上述预电离布线部35构成为电感器L0。
在预电离内电极25和与放电电极11b电连接的多个预电离外电极26之间电连接有电容器C12。上述介电管24构成为电容器C12。
利用预电离电容器C11和电容器C12构成为对从脉冲功率模块13供给的脉冲状的高电压进行分压。例如，设定预电离电容器C11与电容器C12的电容比，以使得对电容器C12施加的电压在从脉冲功率模块13供给的电压的25％以上且75％以下的范围内。
通过选择预电离电容器C11的电容、电容器C12的电容和电感器L0的电感，调节对预电离外电极26与预电离内电极25之间施加电压的定时。预电离电容器C11与电容器C12的合成电容也可以为峰化电容器C3的电容的10％以下。
1.3.2动作
充电器12根据由激光控制部30设定的充电电压对充电电容器C0进行充电。
通过激光控制部30对脉冲功率模块13的开关13a输入触发信号。当触发信号被输入到开关13a后，开关13a成为接通。当开关13a成为接通后，从充电电容器C0向升压变压器TC1的1次侧流过电流。
当在升压变压器TC1的1次侧流过电流后，由于电磁感应而向升压变压器TC1的2次侧流过相反方向的电流。当在升压变压器TC1的2次侧流过电流后，不久，对磁开关Sr1施加的电压的时间积分值达到阈值。
当对磁开关Sr1施加的电压的时间积分值达到阈值后，磁开关Sr1成为磁饱和的状态，磁开关Sr1闭合。
当磁开关Sr1闭合后，从升压变压器TC1的2次侧向电容器C1流过电流，电容器C1被充电。
电容器C1被充电，由此，不久，磁开关Sr2成为磁饱和的状态，磁开关Sr2闭合。
当磁开关Sr2闭合后，从电容器C1向电容器C2流过电流，电容器C2被充电。此时，以比对电容器C1进行充电时的电流的脉冲宽度短的脉冲宽度对电容器C2进行充电。
电容器C2被充电，由此，不久，磁开关Sr3成为磁饱和的状态，磁开关Sr3闭合。
当磁开关Sr3闭合后，从电容器C2向峰化电容器C3流过电流，峰化电容器C3被充电。此时，以比对电容器C2进行充电时的电流的脉冲宽度短的脉冲宽度对峰化电容器C3进行充电。
这样，从电容器C1向电容器C2、从电容器C2向峰化电容器C3依次流过电流，由此，该电流的脉冲宽度被压缩，成为高电压。
在峰化电容器C3的电压达到激光气体的击穿电压时，在一对放电电极11a和11b之间产生主放电。由此，激光气体被激励，进行激光振荡。通过开关13a的开关动作反复进行主放电，由此，以规定的重复频率输出脉冲激光。
在介电管24的周边，通过对预电离外电极26与预电离内电极25之间施加的电压而产生电场。该电场在介电管24的周边产生电晕放电。通过电晕放电生成短波长的光。该短波长的光使一对放电电极11a和11b之间的激光气体的一部分电离，生成带电粒子。将在主放电之前使激光气体的一部分电离称为预电离。选择预电离电容器C11的电容、电容器C12的电容和电感器L0的电感，以使得在预电离后的规定的定时产生主放电。由此，能够在一对放电电极11a和11b的长度方向上生成偏移较少的主放电，能够进行稳定的激光的输出。
1.4课题
在峰化电容器C3中产生电损失，该电损失变成热。当峰化电容器C3的温度由于该热而变化时，峰化电容器C3的电容变化，有时主放电的定时偏移，或者激光输出的稳定性降低。因此，峰化电容器C3被经由连接板10f连接的冷却机构27f或经由连接板10g连接的冷却机构27g冷却。
在预电离电容器C11中也产生热，预电离电容器C11的电容变化，有时预电离的定时偏移，或者激光输出的稳定性降低。但是，预电离电容器C11具有与冷却机构27f和27g的电位不同的电位，有时很难通过冷却机构27f和27g进行冷却。为了对预电离电容器C11进行冷却，考虑通过未图示的冷却风扇产生空气流，但是，在基于空气流的冷却中，有时冷却效果不充分。
在日本特开2009-111313号公报的图4中记载了如下内容：使与预电离电容器电连接的预电离用导电部件与热传导率较高的陶瓷制部件接触，使该陶瓷制部件与作为冷却部件的水冷套接触。但是，在该构造中，预电离用导电部件与陶瓷制部件的接触力可能按照每个产品而出现偏差。当预电离用导电部件与陶瓷制部件的接触力较弱时，从预电离用导电部件朝向陶瓷制部件的热传导不充分，有时无法充分进行预电离电容器的冷却。
在以下说明的实施方式中，通过第1紧固部对与预电离电容器电连接的导电部和与冷却部连接的绝缘部进行紧固，由此实现预电离电容器的冷却。
2.对导电部和绝缘部进行了紧固的冷却构造
2.1结构
图4A是示出第1实施方式的激光装置中的峰化电容器和预电离电容器的配置的俯视图。图4B是图4A的IVB-IVB线处的剖视图。
在图1和图2所示的电绝缘部20上配置有连接板20b。连接板20b被配置成一对放电电极11a和11b的长度方向以及连接板20b的长度方向大致平行。连接板20b与从脉冲功率模块13输出的脉冲状的高电压的输出端子电连接。在连接板20b的H方向侧和-H方向侧分别并列配置有多个峰化电容器C3。
连接板10f和10g被配置成隔着连接板20b而与连接板20b大致平行。连接板10f和10g与基准电位电连接。冷却机构27f与连接板10f接触并被固定于此，冷却机构27g与连接板10g接触并被固定于此。
如图4B所示，预电离电容器C11分别包含电容器主体31a、第1电极31b、第2电极31c和包覆部31d。电容器主体31a构成为被夹在第1电极31b与第2电极31c之间，使第1电极31b与第2电极31c之间的电容为规定的电容。包覆部31d覆盖电容器主体31a、第1电极31b的一部分和第2电极31c的一部分。
第2电极31c与预电离布线部35a电连接。为了将预电离布线部35a固定于第2电极31c，贯通了预电离布线部35a的螺栓35d被拧入形成于第2电极31c的螺栓孔31f中。
预电离布线部35a经由馈通孔36被导入到激光腔10的内部。预电离布线部35a在激光腔10的内部与预电离内电极25电连接。由此，第2电极31c与预电离内电极25电连接。预电离内电极25的电位成为从脉冲功率模块13输出的脉冲状的高电压的电位与基准电位之间的电位。
第1电极31b与包含导电部32、绝缘部33和冷却部34的冷却构造连接。
导电部32包含第1螺栓孔和外螺纹部32c，该第1螺栓孔具有第1大径部32a和形成有内螺纹的第1小径部32b。第1螺栓孔和外螺纹部32c位于导电部32的彼此相反侧的面。外螺纹部32c被拧入第1电极31b的螺栓孔31e中，由此，导电部32和第1电极31b电连接。导电部32由导电率较高的铜等材料构成。
导电部件28a的一端与导电部32接触并被固定于此。导电部件28a的另一端与连接板20b接触并被固定于此。由此，预电离电容器C11的第1电极31b经由导电部32、导电部件28a和连接板20b而与从脉冲功率模块13输出的脉冲状的高电压的输出端子电连接。
绝缘部33具有包含第1位置33a的第1面和包含第2位置33b的第2面。第1面和第2面是彼此相反侧的面。第1位置33a和第2位置33b是彼此对置的位置。绝缘部33还具有从第1位置33a的大致中心向第1面的大致法线方向突出的第1突起部33c、以及从第2位置33b的大致中心向第2面的大致法线方向突出的第2突起部33d。绝缘部33还具有在第1位置33a的周围向第1面的大致法线方向突出的第1罩33e、以及在第2位置33b的周围向第2面的大致法线方向突出的第2罩33f。
优选绝缘部33由介电常数较低的材料构成。优选绝缘部33的介电常数为10以下。例如，绝缘部33由介电常数为8.4以上且9.9以下的氧化铝或介电常数为8.5以上且8.6以下的氮化铝构成。
在绝缘部33的第1突起部33c固定有第1紧固部37。第1紧固部37具有固定于第1突起部33c的第1部分37a、以及被拧入第1螺栓孔的第1小径部32b中的形成有外螺纹的第2部分37b。第1部分37a包覆于第1突起部33c的周围且焊接于第1突起部33c，由此，牢固地固定于第1突起部33c。进而，第2部分37b被拧入第1小径部32b中，由此，导电部32和绝缘部33被紧固。
此时，导电部32与绝缘部33的第1位置33a紧密贴合并被固定于此。此外，第1罩33e以覆盖导电部32的一端的方式包围导电部32的周围。此外，第1部分37a构成为被收容于第1大径部32a，第2部分37b构成为被收容于第1小径部32b。
在绝缘部33是包含氧化铝的陶瓷的情况下，优选第1紧固部37包括包含镍和钴的合金。由此，利用热膨胀率接近的材料构成绝缘部33和第1紧固部37，能够抑制绝缘部33和第1紧固部37的基于焊接的固定被温度变化影响。
为了使导电部32和绝缘部33充分地紧密贴合，优选导电部32与绝缘部33的接触面的表面粗糙度Ra为6.3μm以下。例如优选设为3.2μm。此外，优选导电部32与绝缘部33的接触面的面积为110mm2以上。例如优选设为150mm2。
导电部32和绝缘部33的第1位置33a可以经由金属片接触。金属片例如可以是铝、铜或锡的片。金属片的厚度可以是10μm以上且30μm以下。更加优选为10μm以上且20μm以下。
或者，导电部32和绝缘部33的第1位置33a可以经由树脂片接触。树脂片例如可以是硅酮橡胶或丙烯酸橡胶的片。树脂片的厚度可以是10μm以上且1000μm以下。例如可以是500μm。
通过使用金属片或树脂片，导电部32与绝缘部33之间的空气层减少，高效地进行从导电部32朝向绝缘部33的热传导。
冷却部34包含第2螺栓孔，该第2螺栓孔具有第2大径部34a和形成有内螺纹的第2小径部34b。冷却部34由导电率较高的铜等材料构成。
冷却部34在与第2螺栓孔不同的部分处与冷却机构27g连接。由此，能够进行从冷却部34朝向冷却机构27g的热传导。此外，冷却部34经由冷却机构27g和连接板10g而与基准电位电连接。
在绝缘部33的第2突起部33d固定有第2紧固部38。第2紧固部38具有固定于第2突起部33d的第3部分38a、以及被拧入第2螺栓孔的第2小径部34b中的形成有外螺纹的第4部分38b。第3部分38a包覆于第2突起部33d的周围且焊接于第2突起部33d，由此，牢固地固定于第2突起部33d。进而，第4部分38b被拧入第2小径部34b中，由此，冷却部34和绝缘部33被紧固。
此时，冷却部34与绝缘部33的第2位置33b紧密贴合并被固定于此。此外，第2罩33f以覆盖冷却部34的一端的方式包围冷却部34的周围。此外，第3部分38a构成为被收容于第2大径部34a，第4部分38b构成为被收容于第2小径部34b。
在绝缘部33是包含氧化铝的陶瓷的情况下，优选第2紧固部38包括包含镍和钴的合金。由此，利用热膨胀率接近的材料构成绝缘部33和第2紧固部38，能够抑制绝缘部33和第2紧固部38的基于焊接的固定被温度变化影响。
为了使冷却部34和绝缘部33充分地紧密贴合，优选冷却部34与绝缘部33的接触面的表面粗糙度Ra为6.3μm以下。例如优选设为3.2μm。此外，优选冷却部34与绝缘部33的接触面的面积为110mm2以上。例如优选设为150mm2。
冷却部34和绝缘部33的第2位置33b可以经由金属片接触。金属片例如可以是铝、铜或锡的片。金属片的厚度可以是10μm以上且30μm以下。更加优选为10μm以上且20μm以下。
或者，冷却部34和绝缘部33的第2位置33b可以经由树脂片接触。树脂片例如可以是硅酮橡胶或丙烯酸橡胶的片。树脂片的厚度可以是10μm以上且1000μm以下。例如可以是500μm。
通过使用金属片或树脂片，冷却部34与绝缘部33之间的空气层减少，高效地进行从绝缘部33朝向冷却部34的热传导。
2.2动作和作用
预电离电容器C11中产生的热通过经由导电部32和绝缘部33的热传导被散热到冷却部34。通过第1紧固部37，导电部32与绝缘部33的第1位置33a紧密贴合并被固定于此，因此，高效地进行从导电部32朝向绝缘部33的热传导。通过第2紧固部38，冷却部34与绝缘部33的第2位置33b紧密贴合并被固定于此，因此，高效地进行从绝缘部33朝向冷却部34的热传导。
第1位置33a和第2位置33b位于彼此对置的位置。由此，在绝缘部33的热传导率低于导电部32或冷却部34的热传导率的情况下，也高效地进行从导电部32朝向冷却部34的散热。
导电部32与从脉冲功率模块13输出的脉冲状的高电压的电位电连接，冷却部34与基准电位电连接。但是，导电部32与冷却部34之间通过绝缘部33电绝缘。由此，即使导电部32的电位和冷却部34的电位不同，也能够使用冷却部34对导电部32进行冷却。
绝缘部33的第1罩33e覆盖导电部32的一端，绝缘部33的第2罩33f覆盖冷却部34的一端。由此，能够抑制导电部32与冷却部34之间的放电。
绝缘部33由介电常数较低的材料构成。由此，能够减小绝缘部33的静电电容，能够抑制绝缘部33作为电容器发挥功能。
其他方面与参照图1～图3说明的比较例相同。
3.被设置于预电离布线部的冷却构造
3.1结构
图5A是示出第2实施方式的激光装置中的峰化电容器和预电离电容器的配置的俯视图。图5B是图5A的VB-VB线处的剖视图。图5C是图5A的VC-VC线处的剖视图。
如图5B所示，预电离电容器C11分别包含电容器主体41a、第1电极41b、第2电极41c和包覆部41d。电容器主体41a构成为位于夹在第1电极41b与第2电极41c之间的位置，使第1电极41b与第2电极41c之间的电容为规定的电容。包覆部41d覆盖电容器主体41a、第1电极41b的一部分和第2电极41c的一部分。
在第2电极41c固定有导电部件28a的一端。为了将导电部件28a固定于第2电极41c，贯通了导电部件28a的螺栓28d被拧入形成于第2电极41c的螺栓孔41f中。导电部件28a的另一端固定于连接板20b。
由此，预电离电容器C11的第2电极41c经由导电部件28a而与从脉冲功率模块13输出的脉冲状的高电压的输出端子电连接。
第1电极41b与包含预电离布线部35b、绝缘部43和冷却部44的冷却构造连接。预电离布线部35b相当于本公开中的导电部。
预电离布线部35b包含外螺纹部35g。外螺纹部35g被拧入第1电极41b的螺栓孔41e中，由此，预电离布线部35b和第1电极41b电连接。预电离布线部35b由导电率较高的铜等材料构成。
预电离布线部35b经由馈通孔36被导入到激光腔10的内部。预电离布线部35b在激光腔10的内部与预电离内电极25电连接。由此，第1电极41b与预电离内电极25电连接。预电离内电极25成为从脉冲功率模块13输出的脉冲状的高电压的电位与基准电位之间的电位。
预电离布线部35b在外螺纹部35g的位置与馈通孔36的位置之间具有贯通孔35f。
绝缘部43具有包含第1位置43a的第1面和包含第2位置43b的第2面。第1面和第2面是彼此相反侧的面。第1位置43a和第2位置43b是彼此对置的位置。如图5C所示，绝缘部43还具有在第1位置43a的附近向第1面的大致法线方向突出的第1罩43c和43d。如图5B所示，绝缘部43还具有在第2位置43b的附近向第2面的大致法线方向突出的第2罩43e和43f。
优选绝缘部43由介电常数较低的材料构成。优选绝缘部43的介电常数为10以下。例如，绝缘部43由介电常数为8.4以上且9.9以下的氧化铝或介电常数为8.5以上且8.6以下的氮化铝构成。
在绝缘部43的第1位置43a固定有第1紧固部47。第1紧固部47包含位于贯通孔35f的贯通方向的一侧的第5部分47a、以及位于贯通孔35f的贯通方向的另一侧的第6部分47b。第5部分47a焊接于第1位置43a。第5部分47a和第6部分47b由一体的螺栓构成。
第1紧固部47还包含螺母47c。螺母47c安装于第6部分47b而旋转时，按照第6部分47b的螺纹槽而向接近第5部分47a的方向移动。由此，预电离布线部35b和绝缘部43被紧固。此时，预电离布线部35b与绝缘部43的第1位置43a紧密贴合并被固定于此。此外，第1罩43c和43d以覆盖预电离布线部35b的一部分的方式夹着预电离布线部35b的2个侧面。螺母47c相当于本公开中的第7部分。
在绝缘部43是包含氧化铝的陶瓷的情况下，优选第1紧固部47包括包含镍和钴的合金。由此，利用热膨胀率接近的材料构成绝缘部43和第1紧固部47，能够抑制绝缘部43和第1紧固部47的基于焊接的固定被温度变化影响。
为了使预电离布线部35b和绝缘部43充分地紧密贴合，优选预电离布线部35b与绝缘部43的接触面的表面粗糙度Ra为6.3μm以下。例如优选设为3.2μm。此外，优选预电离布线部35b与绝缘部43的接触面的面积为110mm2以上。例如优选设为150mm2。
预电离布线部35b和绝缘部43的第1位置43a可以经由金属片接触。或者，预电离布线部35b和绝缘部43的第1位置43a可以经由树脂片接触。金属片或树脂片的材料和厚度与第1实施方式中说明的材料和厚度相同即可。通过使用金属片或树脂片，预电离布线部35b与绝缘部43之间的空气层减少，高效地进行从预电离布线部35b朝向绝缘部43的热传导。
冷却部44包含螺栓孔44a。贯通了绝缘部43的螺栓46被拧入螺栓孔44a中，由此，冷却部44和绝缘部43被紧固。
此时，冷却部44与绝缘部43的第2位置43b紧密贴合并被固定于此。此外，第2罩43e和43f以覆盖冷却部44的一部分的方式夹着冷却部44的2个侧面。
冷却部44在与紧固于绝缘部43的部分不同的部分处与冷却机构27f连接。由此，能够进行从冷却部44朝向冷却机构27f的热传导。此外，冷却部44经由冷却机构27f和连接板10f而与基准电位电连接。
为了使冷却部44和绝缘部43充分地紧密贴合，优选冷却部44与绝缘部43的接触面的表面粗糙度Ra为6.3μm以下。例如优选设为3.2μm。此外，优选冷却部44与绝缘部43的接触面的面积为110mm2以上。例如优选设为150mm2。
冷却部44和绝缘部43的第2位置43b可以经由金属片接触。或者，冷却部44和绝缘部43的第2位置43b可以经由树脂片接触。金属片或树脂片的材料和厚度与第1实施方式中说明的材料和厚度相同即可。通过使用金属片或树脂片，冷却部44与绝缘部43之间的空气层减少，高效地进行从绝缘部43朝向冷却部44的热传导。
3.2动作和作用
预电离电容器C11中产生的热通过经由预电离布线部35b和绝缘部43的热传导被散热到冷却部44。通过第1紧固部47，预电离布线部35b与绝缘部43的第1位置43a紧密贴合并被固定于此，因此，高效地进行从预电离布线部35b朝向绝缘部43的热传导。通过螺栓46，冷却部44与绝缘部43的第2位置43b紧密贴合并被固定于此，因此，高效地进行从绝缘部43朝向冷却部44的热传导。
第1位置43a和第2位置43b位于彼此对置的位置。由此，在绝缘部43的热传导率低于预电离布线部35b或冷却部44的热传导率的情况下，也高效地进行从预电离布线部35b朝向冷却部44的散热。
预电离布线部35b与成为如下电位的预电离内电极25电连接，该电位能够生成用于使激光气体的一部分预电离的电晕放电，冷却部44与基准电位电连接。但是，预电离布线部35b与冷却部44之间通过绝缘部43电绝缘。由此，即使预电离布线部35b的电位和冷却部44的电位不同，也能够使用冷却部44对预电离布线部35b进行冷却
绝缘部43的第1罩43c和43d覆盖预电离布线部35b的一部分，绝缘部43的第2罩43e和43f覆盖冷却部44的一部分。由此，能够抑制预电离布线部35b与冷却部44之间的放电。
绝缘部43由介电常数较低的材料构成。由此，能够减小绝缘部43的静电电容，能够抑制绝缘部43作为电容器发挥功能。
其他方面与参照图4A和图4B说明的第1实施方式相同。
在上述说明中，说明了通过螺栓46对冷却部44和绝缘部43进行紧固的情况，但是，本公开不限于此。也可以与预电离布线部35b和绝缘部43的紧固同样，通过焊接于绝缘部43的第2位置43b且在冷却部44的贯通孔中贯通的未图示的紧固部，对冷却部44和绝缘部43进行紧固。
4.其他
4.1参考例的结构
图6A是示出参考例的激光装置中的峰化电容器和预电离电容器的配置的俯视图。图6B是图6A的VIB-VIB线处的剖视图。
在参考例中，图6B所示的第1电极41b与包含预电离布线部35c和冷却装置50的冷却构造连接。预电离布线部35c在激光腔10的内部与预电离内电极25电连接。预电离内电极25的电位成为从脉冲功率模块13输出的脉冲状的高电压的电位与基准电位之间的电位。
冷却装置50包含供给排出部50a、冷却管部50b、绝缘片50c和包覆部50d。供给排出部50a和冷却管部50b例如与基准电位电连接。
供给排出部50a是与未图示的泵等连接的配管。供给排出部50a将水等冷却介质供给到冷却管部50b，并将通过了冷却管部50b的冷却介质排出。
冷却管部50b是被配置于预电离布线部35c的周围且由热传导率较高的材料构成的配管。冷却管部50b使从供给排出部50a供给的冷却介质通过。此时，从预电离布线部35c向冷却介质进行热传导。通过了冷却管部50b的冷却介质经由供给排出部50a被排出。
绝缘片50c被配置于预电离布线部35c与冷却管部50b之间。优选绝缘片50c由确保电绝缘性、而热传导率较高的材料构成。
包覆部50d由绝缘性的树脂构成，覆盖供给排出部50a的一部分和冷却管部50b。包覆部50d构成为抑制供给排出部50a和冷却管部50b与预电离布线部35c之间的放电。
4.2参考例的动作和作用
预电离电容器C11中产生的热通过经由预电离布线部35c和绝缘片50c的热传导被散热到冷却管部50b，进而通过冷却介质被散热到供给排出部50a。通过采用热传导率较高的绝缘片50c，高效地进行从预电离布线部35c朝向冷却管部50b的热传导。
预电离布线部35c与成为如下电位的预电离内电极25电连接，该电位能够生成用于使激光气体的一部分预电离的电晕放电，供给排出部50a和冷却管部50b与基准电位电连接。但是，预电离布线部35c与供给排出部50a和冷却管部50b之间通过绝缘片50c和包覆部50d而电绝缘。由此，即使预电离布线部35c的电位与供给排出部50a和冷却管部50b的电位不同，也能够使用冷却装置50对预电离布线部35c进行冷却。
其他方面与参照图5A～图5C说明的第2实施方式相同。
4.3补充
在第1实施方式中，说明了对与脉冲功率模块13的输出端子电连接的第1电极31b进行冷却的情况。此外，在第2实施方式和参考例中，说明了对与预电离内电极25电连接的第1电极41b进行冷却的情况。但是，本公开不限于此。也可以对与脉冲功率模块13的输出端子电连接的电极和与预电离内电极25电连接的电极双方进行冷却。可以组合第1实施方式、第2实施方式和参考例的冷却构造中的任意2个。
上述说明不是限制，而是简单的例示。因此，本领域技术人员能够明白，能够在不脱离附加的权利要求书的情况下对本公开的实施方式施加变更。
本说明书和附加的权利要求书整体所使用的用语应该解释为“非限定性”用语。例如，“包含”或“所包含”这样的用语应该解释为“不限于记载为所包含的部分”。“具有”这样的用语应该解释为“不限于记载为所具有的部分”。并且，本说明书和附加的权利要求书所记载的修饰语“一个”应该解释为意味着“至少一个”或“一个或一个以上”。

Claims (19)

1.一种预电离电容器的冷却构造，该预电离电容器具有第1电极和第2电极并配置于激光装置，其中，所述预电离电容器的冷却构造包含：
导电部，其具有第3外螺纹部和形成有内螺纹的第1螺栓孔，所述第3外螺纹部被拧入所述第1电极的第3螺栓孔，由此，该导电部通过螺纹紧固而被紧固于所述第1电极并与所述第1电极电连接；
绝缘部，其具有包含第1位置的第1面和包含第2位置的第2面，该绝缘部在所述第1位置处与所述导电部连接；
第1紧固部，其固定于所述绝缘部，具有第1外螺纹部，所述第1外螺纹部被拧入所述导电部的所述第1螺栓孔，由此，该第1紧固部通过螺纹紧固对所述导电部和所述绝缘部进行紧固；
冷却部，其具有形成有内螺纹的第2螺栓孔，并与和所述第1位置对置的所述第2位置连接；以及
第2紧固部，其固定于所述绝缘部，具有第2外螺纹部，所述第2外螺纹部被拧入所述冷却部的所述第2螺栓孔，由此，该第2紧固部通过螺纹紧固对所述绝缘部和所述冷却部进行紧固，
所述导电部和所述冷却部通过所述绝缘部而电绝缘。
2.根据权利要求1所述的预电离电容器的冷却构造，其中，
所述导电部和所述绝缘部经由金属片接触。
3.根据权利要求1所述的预电离电容器的冷却构造，其中，
所述导电部和所述绝缘部经由树脂片接触。
4.根据权利要求1所述的预电离电容器的冷却构造，其中，
所述绝缘部构成为覆盖所述导电部的一端。
5.根据权利要求1所述的预电离电容器的冷却构造，其中，
所述绝缘部构成为覆盖所述冷却部的一端。
6.根据权利要求1所述的预电离电容器的冷却构造，其中，
所述绝缘部包含氧化铝，
所述第1紧固部包含合金，该合金包含镍和钴。
7.根据权利要求1所述的预电离电容器的冷却构造，其中，
所述第1紧固部的一部分焊接于所述绝缘部。
8.根据权利要求1所述的预电离电容器的冷却构造，其中，
所述第1紧固部具有焊接于所述绝缘部的第1部分、以及被拧入所述第1螺栓孔中的形成有所述第1外螺纹部的第2部分。
9.根据权利要求8所述的预电离电容器的冷却构造，其中，
所述第1螺栓孔具有收容所述第1部分的第1大径部和收容所述第2部分的第1小径部。
10.根据权利要求1所述的预电离电容器的冷却构造，其中，
所述绝缘部包含氧化铝，
所述第2紧固部包含合金，该合金包含镍和钴。
11.根据权利要求1所述的预电离电容器的冷却构造，其中，
所述第2紧固部的一部分焊接于所述绝缘部。
12.根据权利要求1所述的预电离电容器的冷却构造，其中，
所述第2紧固部具有焊接于所述绝缘部的第3部分、以及被拧入所述第2螺栓孔中的形成有所述第2外螺纹部的第4部分。
13.根据权利要求12所述的预电离电容器的冷却构造，其中，
所述第2螺栓孔具有收容所述第3部分的第2大径部和收容所述第4部分的第2小径部。
14.根据权利要求1所述的预电离电容器的冷却构造，其中，
所述第1电极与电源装置的输出端子电连接，所述第2电极与第3电极电连接，该第3电极具有所述输出端子的电位与基准电位之间的电位。
15.根据权利要求14所述的预电离电容器的冷却构造，其中，
所述冷却部与所述基准电位电连接。
16.根据权利要求1所述的预电离电容器的冷却构造，其中，
所述导电部具有贯通孔，
所述第1紧固部具有焊接于所述绝缘部且位于所述贯通孔的贯通方向的一侧的第5部分、位于所述贯通孔的贯通方向的另一侧的第6部分、以及被安装于所述第6部分且将所述导电部固定于所述绝缘部的第7部分。
17.根据权利要求1所述的预电离电容器的冷却构造，其中，
所述第2电极与电源装置的输出端子电连接，所述第1电极与第3电极电连接，该第3电极具有所述输出端子的电位与基准电位之间的电位。
18.根据权利要求17所述的预电离电容器的冷却构造，其中，
所述冷却部与所述基准电位电连接。
19.一种激光装置，其包含：
激光腔；
一对放电电极，其被配置于所述激光腔；
脉冲功率模块，其具有峰化电容器，并构成为对所述一对放电电极之间施加脉冲电压；
预电离机构，其具备具有第1电极和第2电极并配置于激光装置的预电离电容器，并构成为使所述激光腔的内部的气体的一部分电离；
导电部，其具有第3外螺纹部和形成有内螺纹的第1螺栓孔，所述第3外螺纹部被拧入所述第1电极的第3螺栓孔，由此，该导电部通过螺纹紧固而被紧固于所述第1电极并与所述第1电极电连接；
绝缘部，其具有包含第1位置的第1面和包含第2位置的第2面，该绝缘部在所述第1位置处与所述导电部连接；
第1紧固部，其固定于所述绝缘部，具有第1外螺纹部，所述第1外螺纹部被拧入所述导电部的所述第1螺栓孔，由此，该第1紧固部通过螺纹紧固对所述导电部和所述绝缘部进行紧固；
冷却部，其具有形成有内螺纹的第2螺栓孔，并与和所述第1位置对置的所述第2位置连接；以及
第2紧固部，其固定于所述绝缘部，具有第2外螺纹部，所述第2外螺纹部被拧入所述冷却部的所述第2螺栓孔，由此，该第2紧固部通过螺纹紧固对所述冷却部和所述绝缘部进行紧固，
所述导电部和所述冷却部通过所述绝缘部而电绝缘。
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