[发明专利]一种阳极及其处理方法、包括该阳极的短弧放电灯

说明书

技术领域

本发明涉及短弧放电灯，尤其涉及一种阳极及其处理方法、包括该阳极的短弧放电灯。

背景技术

在半导体元件或液晶显示装置的制造过程等中的曝光工序中，被用作光源的短弧放电灯要求具有较高的照度。在这种短弧放电灯中，由于由电弧放电引起的高温等离子体的产生，使得等离子体附近的阴极尖端或阳极尖端随着亮灯时间的增加而逐渐磨损；同时等离子体会打在阳极上，在阳极上形成凹坑，从而减少阳极的使用寿命。目前，还没有技术来解决阳极上形成凹坑的问题。

进一步地，磨损的电极成分会蒸发，并附着在短弧放电灯的发光管内面的光照射面上，形成黑化物。而这种黑化物会遮挡住放电的光，因而在短弧放电灯长时间通电后，该短弧放电灯的照度会比初始照度低。

研究人员对用于防止短弧放电灯的电极所生成的黑化物导致短弧放电灯的照度下降的技术进行了开发。其中，日本特开平02-256150号公报公开的“短弧水银灯”是可在半导体晶片的曝光中，长时间稳定地进行分辨率高的曝光处理的灯。在发光管内，将阳极和阴极对置配置，并封入有水银和稀有气体。在除了阳极尖端以外的外表面形成有由碳化钽和钨的混合物构成的多孔质层。由于阳极的实际表面积的增大和碳化钽的高放射率，可抑制亮灯时的阳极温度上升。并且，防止阳极的早期蒸发，提高灯的寿命。

日本特开平07-226187号公报公开的“短弧放电灯”示出了防止吸气剂蒸发来抑制管球黑化、延长放电灯寿命的方法。在阴极处设置细径部，将线圈状发射极卷绕成覆盖该细径部。把吸气剂收容在形成于线圈状发射极和细径部之间的凹部内。由于吸气剂由线圈罩住，在吸气剂和阳极之间不产生放电，因而可在阴极的距电弧发生点比较近的位置设置吸气剂。由于可把吸气剂设置在适度的温度条件下，因而可长时间维持防止黑化的吸气作用。

日本特开平09-231946号公报公开的“短弧型放电灯”是在亮灯时尽可能地抑制阳极温度的升温、抑制起因于阳极构件的提前蒸发的发光管的内壁黑化、延长灯的使用寿命的灯。在短弧型放电灯的除了阳极尖端附近以外的外表面形成微粒子状钨烧结层。从而，使阳极的实际表面积增加，促进从阳极的散热，抑制阳极构件的提前蒸发。

日本特开平10-208696号公报公开的“短弧型放电灯”是即使长时间使用，也能有效地抑制灯泡的黑化现象、具有长寿命的灯。在玻璃制的灯泡内，将阳极和阴极配置成相互对置。在阳极内形成有从其尖端侧向后端侧延伸的贯通孔。以阳极位于阴极上方的状态来亮灯。

日本特开平10-283990号公报公开的“高压放电灯”是可得到长时间稳定的光输出的灯。在高压放电灯的内部具有一对电极，进行垂直亮灯。在位于上方的电极中具有对流气体的限制构件。限制构件是圆筒形状或线圈形状，配置成包围上方电极侧面，在构件和电极之间设置有间隙。限制构件采用钽、铌、锆、钛材料构成，也具有作为吸气剂的效果。

上述方法要么是对短弧放电灯除阳极端面外的结构进行进一步加工，促进阳极的散热，抑制亮灯时的阳极温度上升，以抑制阳极的提前蒸发，从而减少短弧放电灯的发光管内面上的黑化物的质量；要么是在发光管内设置黑化物的吸气装置，以吸收烟状的黑化物，从而减少短弧放电灯发光管内面上的黑化物。因此，目前还没有一种从减少阳极的直接耗损的思路上想办法，以此直接减少黑化物的产生。

发明内容

本发明针对现有的短弧放电灯的阳极的使用寿命会随着短弧放电灯点亮而缩短，同时随着短弧放电灯的使用时间的增加而在短弧放电灯的内照面上形成黑化物的问题，提供了一种阳极及其处理方法、包括该阳极的短弧放电灯。

本发明提供了一种短弧放电灯的阳极的处理方法，包括以下步骤：

S1)提供一种由钨材料制成的阳极；该阳极具有端面100；

S2)在惰性气体的保护下，对阳极进行预热；然后在该惰性气体的保护下，用强化激光对阳极的端面100进行一次照射；

S3)在步骤S2结束后，间隔一散热时间后，重复步骤S2，以在阳极的端面100形成强化层；

S4)在阳极的外侧壁上开设散热槽。

本发明上述的短弧放电灯的阳极的处理方法中，所述步骤S2的具体参数如下：惰性气体压力为0.10MPa-0.25MPa；强化激光的功率密度为400W/mm²-500W/mm²；强化激光的脉冲频率为5.0Hz-20.0Hz；强化激光的脉冲宽度为2.0ms-4.0ms；强化激光的光斑直径为1.5mm-4mm；强化激光扫描速度为250.0mm/min-300.0mm/min；光斑的搭接率为40％-60％。