DE10357412A1

DE10357412A1 - Equipment intercepting and carrying off fluid target matter from plasma interaction includes provision for size reduction and liquefaction of matter

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Publication number: DE10357412A1
Application number: DE10357412A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. Ziegler; Thomas Dipl.-Phys. Brauner; Mario Dipl.-Phys. Hotzel; Reinhard Dipl.-Ing. Seifert
Original assignee: Friedrich Schiller Universtaet Jena FSU
Current assignee: Friedrich Schiller Universtaet Jena FSU
Priority date: 2003-12-03
Filing date: 2003-12-03
Publication date: 2005-07-07

Abstract

The device has size reduction equipment (8) for material from the fluid target (3) or the intercepted target material (5). To carry it off, liquefaction equipment (11) is provided. An independent claim is included for the corresponding method.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auffangen und zum Abtransport von insbesondere großvolumigen und/oder salzhaltigen Flüssigkeitstargets sowie ein Verfahren zu deren Anwendung, beispielsweise zum Entfernen von bei der Plasmaerzeugung für die Emittierung elektromagnetischer Strahlung unverbrauchten Flüssigkeitstargets aus einer evakuierten Wechselwirkungskammer.The The invention relates to a device for collecting and for transport in particular large volume and / or saline liquid targets and a method for its use, for example for removal from in plasma generation for the emission of electromagnetic radiation unspent liquid targets from an evacuated interaction chamber.

Strahlungsquellen, insbesondere im extrem ultravioletten Spektralbereich (EUV), lassen sich durch Wechselwirkung intensiver Laserstrahlung mit Materie realisieren. Dieser Prozess erfordert eine hohe Laserintensität, weshalb bei der praktischen Durchführung grundsätzlich intensive Laserimpulse zur Anwendung kommen. Verfahren zur Erzeugung von EUV-Strahlung mit lasergetriebenen Plasmen sind hinreichend bekannt (z. B. US 6.002.744 , US 5.577.092 , US 5.577.091 , US 5.459.771 ).Radiation sources, especially in the extreme ultraviolet spectral range (EUV), can be realized by interaction of intense laser radiation with matter. This process requires a high laser intensity, which is why, in practice, intensive laser pulses are used. Methods for generating EUV radiation with laser-driven plasmas are well known (eg. US 6,002,744 . US 5,577,092 . US 5,577,091 . US 5,459,771 ).

Trifft ein solcher Laserimpuls in einer sog. Wechselwirkungskammer auf ein festes, flüssiges oder gasförmiges Material (Target), so entsteht ein Plasma, das bei geeigneter Wahl der Laserimpuls- und Targetparameter elektromagnetische Strahlung u. a. im besagten EUV-Bereich emittiert. Um die Absorption der entstandenen EUV-Strahlung am umgebenden Material (z. B. Luft) zu verhindern, muss die Wechselwirkungskammer evakuiert sein. Werden Flüssigkeiten oder Gase als Targetmaterial verwendet, ist deshalb eine Entfernung verbrauchten oder ungenutzten Targetmaterials zwingend erforderlich.Meets such a laser pulse in a so-called. Interaction chamber on a solid, liquid or gaseous Material (target), this creates a plasma, which, with a suitable choice the laser pulse and target parameters electromagnetic radiation u. a. emitted in the said EUV area. To the absorption of the resulting To prevent EUV radiation from the surrounding material (eg air), the interaction chamber must be evacuated. Be liquids or using gases as the target material is therefore a distance consumed or unused target material imperative.

Es ist bereits bekannt ( US 5.577.091 und US 5.459.771 ), unverbrauchtes und zu Eiskristallen gefrorenes Targetmaterial nach erfolgter Laseranregung mittels eines Kollektors im Vakuum zu sammeln und anschließend für eine Entsorgung bzw. Wiederverwendung thermisch zu verflüssigen oder zu verdampfen. Doch auch unverbrauchte Flüssigtargets, die entfernt werden müssen, gefrieren in der evakuierten Wechselwirkungskammer bei ihrem Auftreffen auf jede feste Oberfläche eines Targetkollektors. Das bereitet wiederum Probleme, die Auffangöffnung eisfrei und damit im aufnahmefähigen Zustand zu halten.It is already known ( US 5,577,091 and US 5,459,771 ) to collect unconsumed and frozen to ice crystals target material after laser excitation by means of a collector in a vacuum and then thermally liquefy or vaporized for disposal or reuse. However, unused liquid targets that need to be removed also freeze in the evacuated interaction chamber as they strike each solid surface of a target collector. This in turn causes problems to keep the collecting opening ice-free and thus in a receptive state.

Eine Lösung dafür ist in der Offenlegungsschrift DE 101 47 454 A1 dargestellt. Der Targetkollektor besitzt im Bereich seiner Kollektoröffnung mindestens ein Heizelement, welches ein Gefrieren von auf eine feste Oberfläche, wie den Rand der Kollektoröffnung, auftreffenden Flüssigkeitstargets verhindert. Damit wird die Gefahr des Zusetzens der Kollektoröffnung durch sich bildende Eiskristalle der aufzufangenden Flüssigkeitstargets verringert. Der Durchmesser der Kollektoröffnung ist dabei vorzugsweise nur unwesentlich größer als der Durchmesser der aufzufangenden Targets.A solution to this is in the published patent application DE 101 47 454 A1 shown. The target collector has at least one heating element in the region of its collector opening, which prevents freezing of liquid targets impinging on a solid surface, such as the edge of the collector opening. Thus, the risk of clogging the collector opening is reduced by forming ice crystals of the liquid target to be collected. The diameter of the collector opening is preferably only slightly larger than the diameter of the targets to be collected.

Sind allerdings großvolumige Flüssigkeitstargets bzw. Targets in hoher zeitlicher Folge aufzufangen und abzutransportieren, so ergeben sich bei zu geringen Kollektoröffnungen wiederum erhöhte Gefahren des Vereisens. In einem solchen Fall müssten der Anwendungsbetrieb des Targetkollektors unterbrochen und die Vorrichtung extra enteist werden. Solche Unterbrechungen wirken aber einem kontinuierlichen Einsatz des Targetkollektors an sich (ohne erforderliche Wartungs- und Instandsetzungszeiten) und somit einem Dauereinsatz bei der Plasmaerzeugung entgegen. so dass eine Verwendung des Targetkollektors in diesem Fall mehr als in Frage gestellt ist.are but large-volume liquid targets or to collect targets in high time sequence and to transport them away, in turn, increased risks arise if the collector openings are too small of icing. In such a case, the application operation would have to interrupted the target collector and the device are extra de-iced. Such interruptions, however, have a continuous effect of the target collector itself (without required maintenance and repair times) and thus a continuous use in plasma generation. so that use of the target collector in this case more than is questioned.

Eine Vergrösserung der Auffängeröffnung erfordert andererseits einen wesentlich erhöhten vakuumtechnischen Aufwand.A Enlargement requires the catcher opening on the other hand, a significantly increased vacuum technical effort.

Diese Probleme rücken um so mehr in den Vordergrund, je großvolumiger die aufzufangenden und abzutransportierenden Flüssigkeitstargets sind.These To move problems all the more in the foreground, the more voluminous the ones to be caught and liquid target to be removed are.

Mit sehr hohem energetischen Aufwand bezüglich der Heizung der Kollektoröffnung sowie der Vakuumtechnik könnten so selbst größervolumige Targets aufgefangen werden.With very high energy expenditure with respect to the heating of the collector opening as well the vacuum technology could so even larger-volume targets be caught.

Das mit Vergrößerung der Kollektoröffnung gleichzeitig verbundene extrem starke Anwachsen der anfallenden und abzutransportierenden Masseströme an Targetflüssigkeit bereiten zusätzlich das Problem des Gefrierens von unverbrauchtem Targetmaterial innerhalb des Kollektors, so dass sowohl das gesamte Auffanggefäß als auch die Vakuumanschlüsse auf Grund der Verdunstungskälte vereisen bzw. zu dessen Vermeidung sehr aufwendige Heizungen erforderlich wären. Dieser Fall tritt typischerweise bei Kollektoröffnungen > 40 μm auf.The with enlargement of the Collector opening at the same time associated extremely strong growth of the accumulating and to be transported away mass flows to target fluid prepare in addition the problem of freezing unconsumed target material within of the collector, so that both the entire collection vessel as well the vacuum connections due to the evaporation cold freeze or to avoid it very expensive heaters required would. This case typically occurs at collector openings> 40 μm on.

Infolge der Vereisung wird die Kollektoröffnung von innen zugesetzt.As a result the icing becomes the collector opening added from the inside.

Das Absaugen des gefrierenden Targetmaterials aus dem Kollektor wird somit unmöglich.The Aspirate the freezing target material from the collector impossible.

Ein unterbrechungsfreier Dauerbetrieb der Vorrichtung und eine kontinuierliche Wiederverwendung der aufgefangenen Targets für die Plasmaerzeugung sind wiederum nicht möglich.One uninterruptible continuous operation of the device and a continuous Reuse the collected targets for plasma generation again not possible.

Werden darüber hinaus Targets mit in Flüssigkeiten gelösten Stoffen verwendet, z. B. salzhaltige wässrige Targets, ist dieses Auffängerkonzept gänzlich ungeeignet, da sich insbesondere an der beheizten Stellen des Targetkollektors Salzkristalle ablagern und den Abtransport behindern würden. Diese ständigen Ablagerungen müssten für den Abtransport des Targetmaterials wiederum extra beseitigt werden. Ein Dauerbetrieb bei der Plasmaerzeugung kann, wie vorbeschrieben, erst recht nicht gewährleistet werden. Außerdem würde sich die Kollektoröffnung sehr schnell nicht nur von außen, sondern auch von innen durch die Ablagerungen zusetzen. Damit fällt der Targetkollektor nicht nur für einen kontinuierlichen Betrieb, sondern vollständig aus.If, in addition, targets with substances dissolved in liquids are used, eg. As saline aqueous targets, this interceptor concept is completely unsuitable, since deposit especially at the heated points of the target collector salt crystals and hinder the removal. These permanent deposits would have to be for the Abtrans port of the target material are again eliminated extra. A continuous operation in the plasma generation, as described above, certainly can not be guaranteed. In addition, the collector opening would enforce very quickly not only from the outside, but also from the inside through the deposits. Thus, the target collector is not only for a continuous operation, but completely off.

Bei Verwendung von verflüssigten Gasen als Targetmaterial, wie ein Xenon-Target, werden beispielsweise Kryopumpen als Kollektoren für unverbrauchtes Targetmaterial verwendet. Diese Pumpen müssen nach einer bestimmten Anzahl von Betriebsstunden regeneriert werden, da das Saugvermögen nachlässt. Auch dabei muss der Plasma-Erzeugungsprozess unterbrochen werden. Ein Dauerbetrieb ist nicht möglich.at Use of liquefied For example, gases as a target material, such as a xenon target, become Cryopumps as collectors for used unconsumed target material. These pumps must be after be regenerated for a certain number of operating hours, because the absorbency wears off. Also while doing the plasma generation process to be interrupted. Continuous operation is not possible.

Zusammenfassend ist festzustellen, dass nicht nur ein Zusetzen der Kollektoröffnung insbesondere für großvolumige und salzhaltige Flüssigkeitstargets problematisch ist, sondern dass durch das extrem hohe Potential an Verdunstdungskälte innerhalb der Vorrichtung zusätzlich das Problem des Gefrierens des aufgefangenem Targetmaterials, wie auch der Ablagerungen auftritt. Um aber nicht zuletzt für den Abtransport ein solches Gefrieren im Targetkollektor, einschließlich des Zusetzens der Kollektoröffnung aus dem Innern der Vorrichtung heraus zu vermeiden, wären höchst aufwendige Heizeinrichtungen für den gesamten Targetkollektor mit unvertretbarem Energieverbrauch sowie ein sehr hoher technisch-konstruktiver Aufwand erforderlich.In summary it should be noted that not only clogging of the collector opening in particular for large volume and saline liquid targets is problematic, but that by the extremely high potential at evaporation cold within the device in addition the problem of freezing the collected target material, as well the deposits occurs. But not least for the removal such freezing in the target collector, including the Adding the collector opening to avoid out of the interior of the device, would be very expensive Heaters for the entire target collector with unacceptable energy consumption and a very high technical and constructive effort required.

Derartige Heizeinrichtungen wiederum wären aber nicht nur aus Aufwandsgründen nachteilig, sondern in Hinsicht auf die beschriebenen Ablagerungen ebenfalls für Flüssigkeitstargets mit gelösten Stoffen.such In turn, heating would be but not only for expenses disadvantageous, but in terms of the deposits described also for liquid targets with dissolved substances.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, insbesondere für großvolumige Flüssigkeitstargets den Aufwand für das Auffangen und Abtransportieren zu verringern bzw. einen Einsatz für salzhaltige Flüssigkeitstargets überhaupt zu ermöglichen sowie einen Dauerbetrieb des Targetkollektors ohne erforderliche Wartungs- und Standzeiten und somit eine kontinuierliche Plasmaerzeugung zu erreichen.Of the Invention is the object of the invention, especially for large-volume Liquid targets the Effort for to reduce the collection and removal or use for saline Liquid targets at all to enable and a continuous operation of the target collector without required Maintenance and service life and thus a continuous plasma generation to reach.

Darüber hinaus sollen auch für diese Flüssigkeitstargets ein definierter Abfluss und ggf. eine kontinuierliche Rückführung und Wiederverwendbarkeit des von der Vorrichtung aufgefangenen Targetmaterials für die Plasmaerzeugung ermöglicht werden.Furthermore should also for these liquid targets a defined outflow and possibly a continuous repatriation and Reusability of the target material collected by the device for the Plasma generation allows become.

Für ein sicheres Auffangen von insbesondere großvolumigen und/oder salzhaltigen Flüssigkeitstargets zu gewährleisten wird die Kollektoröffnung hinreichend weit gestaltet, um zu vermeiden, dass die aus der evakuierten Wechselwirkungskammer aufzufangenden Tropfen den Rand der Kollektoröffnung bzw. den Auffangkanal berühren und damit den Kollektorkopf durch Anfrieren bzw. durch Salzablagerung zusetzen. Selbst wenn der Kollektor einen großen Innenraum aufweist, besteht die Gefahr, dass durch die große Masse des aufgefangenen Targetmaterials infolge Gefrierens und Salzablagerung in kürzester Zeit aufwächst und damit die Kollektoröffnung bzw. den Auffangkanal von innen zusetzt. Eine große Masse an aufgefangenem Targetmaterial lässt dessen Abtransport und möglichst kontinuierliche Wiederverwendung zur Plasmaerzeugung mittels Laserstrahlung in der besagten evakuierten Wechselwirkungskammer problematisch erscheinen.For a sure Catching especially large-volume and / or saline liquid targets to ensure becomes the collector opening designed sufficiently far to avoid being evacuated from the Interaction chamber drops to catch the edge of the collector opening or touch the collecting channel and thus the collector head by freezing or by salt deposition enforce. Even if the collector has a large interior, there is the danger of being by the big one Mass of trapped target material due to freezing and salt deposition in no time Time is growing up and thus the collector opening or the collecting channel from the inside added. A big crowd Trapped on target material leaves its removal and preferably continuous reuse for plasma generation by means of laser radiation problematic in said evacuated interaction chamber appear.

Erfindungsgemäß sind deshalb im Innenraum des Targetkollektors vor der Kollektoröffnung bzw. dem Auffangkanal Mittel zur Zerkleinerung der Flüssigkeitstargets vorgesehen, beispielsweise eine Abschlageinrichtung zur mechanischen Zerkleinerung, welche u. a. durch ein oder mehrere rotierende Messer realisiert werden kann.Therefore, according to the invention in the interior of the target collector in front of the collector opening or the collecting channel means for comminuting the liquid target provided for example, a stripping device for mechanical comminution, which u. a. realized by one or more rotating knives can be.

Diese Mittel zur Zerkleinerung lassen die aufzufangenden Flüssigkeitstargets durch bzw. zerteilen diese ggf. noch in kleinere Flüssigkeitsportionen, die sich besser im Kollektorinnenraum verteilen. Das im Inneren des Targetkollektors auffrierende Targetmaterial, welches die Kollektoröffnung bzw. dem Auffangkanal schnell blockieren könnte, wird durch dieselben Mittel zerkleinert bzw. losgebrochen und so von der Auffangzone des Targetkollektors ferngehalten.These Means for comminution leave the liquid targets to be collected through or, if necessary, divide these into smaller liquid portions, which are better distributed in the collector interior. That inside of the target collector freezing target material which the collector opening or could quickly block the collection channel is through the same Means crushed or broke away and so from the catchment area kept away from the target collector.

Die besagten Mittel zur Zerkleinerung können vorzugsweise erwärmbar sein, so dass das mit ihnen in Verbindung kommende Targetmaterial nicht daran festfriert.The said comminution means may preferably be heatable, so that the target material related to them does not stick to it freezes.

Des weiteren sind im Bereich des Kanals für den Abtransport des aufgefangenen Targetmaterials Mittel zur Verflüssigung desselben vorgesehen. Diese Mittel, beispielsweise Wärmeelemente im Boden und/oder in der Wandung des Targetkollektors oder beheizbare rostartige Elemente, sind vorzugsweise steuerbar und können einen kontinuierlichen Abtransport des Targetmaterials vor dem Aufwachsen im Targetkollektor und für eine kontinuierliche Wiederverwendung bewirken. Zu diesem Zweck werden die Wärmeelemente vorteilhaft in Abhängigkeit der Füllmenge an aufgefangenem Targetmaterial im Kollektor angesteuert. Dies könnte durch entsprechende Sensoren im Targetkollektor in Verbindung mit einer oder mehreren Steuer-, Regel- bzw. und Überwachungseinrichtungen realisiert werden.Of others are in the area of the channel for the removal of the trapped Target material means for liquefaction provided for. These means, for example heat elements in the bottom and / or in the wall of the target collector or heatable rust-like elements, are preferably controllable and can one continuous removal of the target material before growing in the Target collector and for cause a continuous reuse. To this end become the heat elements advantageous depending the capacity triggered by trapped target material in the collector. This could be through corresponding sensors in the target collector in conjunction with one or realized several control, and regulating and monitoring devices become.

Die Erfindung ermöglicht es, ein Minimum an Temperierung einzusetzen, welche die eingangs genannten Nachteile nicht auftreten lässt bzw. in solchen Grenzen hält, welche eine kontinuierliche Anwendung und einen Dauerbetrieb für die Plasmaerzeugung in der evakuierten Wechselwirkungskammer gestatten.The invention makes it possible to use a minimum of temperature, which does not give rise to the disadvantages mentioned above or in sol Chen holds limits, which allow a continuous application and a continuous operation for the plasma generation in the evacuated interaction chamber.

Das Wesen der Erfindung besteht auch darin, dass das unverbrauchte Targetmaterial im flüssigen Zustand aufgefangen und im Targetkollektor bewusst in die feste Phase überführt wird. Das in dieser Form vorliegende Targetmaterial verschließt somit die Übergangsöffnung zur Absaugeinrichtung mit dem Kanal zu dessen Abtransport. Dadurch wird der vakuumtechnische Aufwand des Targetkollektors in der Evakuierungskammer zur Plasmaerzeugung relativ gering gehalten.The Essence of the invention is also that the unused target material in the liquid Condition collected and consciously in the target collector in the solid Phase is transferred. The present in this form target material thus closes the transition opening to Suction device with the channel for its removal. This will the vacuum technical effort of the target collector in the evacuation chamber kept relatively low for plasma generation.

Danach erfolgt nur die Erwärmung einer Grenzschicht mittels der besagten Wärmeelemente, um mit der Verflüssigung einen definiert steuerbaren Masseabtrag zur Entfernung des unverbrauchten Targetmaterials aus der Plasmaerzeugungskammer zu bewirken. Dieser Abtransport des gezielt verflüssigten Targetmaterials kann nun vorteilhaft entsprechend der Materialzusammensetzung des für die Laserplasmaerzeugung verwendeten Ausgangsmaterials erfolgen.After that only the heating takes place a boundary layer by means of said heat elements in order to liquefy a defined controllable mass removal to remove the unused target material from the plasma generating chamber. This removal of the deliberately liquefied Target material can now advantageously according to the material composition of for the laser plasma generation used starting material take place.

Gefrorenes gasförmiges Targetmaterial kann nach erfolgter (Wieder-)Verflüssigung in die Gasphase rücküberführt und abgeleitet werden.frozen gaseous Target material can after successful (re-) liquefaction returned to the gas phase and be derived.

Gefrorenes flüssiges Material kann sowohl in der Flüssigphase als auch mittels Vakuum in der gasförmigen Phase entsorgt werden.frozen liquid Material can be both in the liquid phase be disposed of by means of vacuum in the gaseous phase.

Die Unteransprüche enthalten weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung, beispielsweise eine Positioniereinrichtung, um über eine Lageregelung eine optimale Position zum Auffangen der Flüssigkeitstargets einzunehmen.The under claims contain further advantageous design features of the invention, For example, a positioning device to a position control a optimal position to catch the liquid targets.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines schematisch in der Zeichnung dargestellten Targetkollektors als Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The Invention will be described below with reference to a schematic in the drawing illustrated target collector will be explained as an exemplary embodiment.

Der Targetkollektor besteht konstruktiv aus einem Auffängerkopf 1 mit einer Kollektoröffnung 2 zum Auffangen von Flüssigkeitstargets 3, aus einer Verflüssigungseinheit 4 für aufgefangenes Targetmaterial 5 sowie aus einer Absaug- und Transporteinheit 6 mit einem Absaugkanal 7. Die Vorrichtung ist in einer evakuierten und aus Übersichtsgründen nicht dargestellten Wechselwirkungskammer angeordnet, in welcher die Targets für eine Plasmaerzeugung zur Emittierung einer Strahlung im extrem ultravioletten Spektralbereich (EUV) durch den Strahlenbereich eines Lasers geleitet werden. Trifft der Strahl des Lasers auf ein solches Target, so entsteht unter Verdampfen das besagte Plasma zur Emission der EUV-Strahlung (ebenfalls in der Zeichnung nicht dargestellt). In der Figur sind bei einer solchen Plasmaerzeugung unverbrauchte Flüssigkeitstargets 3 dargestellt, die beispielsweise vom Laserstrahl nicht getroffen wurden und nunmehr durch den Targetkollektor aufzufangen und aus der Wechselwirkungskammer abzutransportieren sind. Diese gelangen durch die Kollektoröffnung 2 in den Innenraum des gezeigten Targetkollektors. Dort beginnt es durch die Verdunstdungskälte sofort aufzufrieren und aufzuwachsen bis sich die Kollektoröffnung 2 von innen zusetzen und damit verschließen würde.The target collector is structurally composed of a collector head 1 with a collector opening 2 for collecting liquid targets 3 , from a liquefaction unit 4 for collected target material 5 as well as from a suction and transport unit 6 with a suction channel 7 , The device is arranged in an evacuated and for reasons of clarity not shown interaction chamber, in which the targets for plasma generation for emitting radiation in the extreme ultraviolet spectral range (EUV) are passed through the beam range of a laser. If the beam of the laser strikes such a target, the evaporation of the said plasma results in the emission of the EUV radiation (also not shown in the drawing). In the figure, unused liquid targets are in such a plasma generation 3 represented, for example, were not hit by the laser beam and now to be collected by the target collector and transported away from the interaction chamber. These pass through the collector opening 2 in the interior of the target collector shown. There it begins to freeze immediately due to the evaporation cold and grow up until the collector opening 2 from the inside enforce and thus close.

Um das zu verhindern, sind im Auffängerkopf 1 ein oder mehrere rotierende Messer als Abschlageinrichtung 8 vorgesehen, welche die von oben aus der nicht dargestellten Wechselwirkungskammer über die Kollektoröffnung 2 aufgefangenen Flüssigkeitstargets 3 durchlässt bzw. noch vorteilhaft in kleinere Flüssigkeitsportionen zerteilen. Diese verteilen sich dann noch besser im Kollektorinnenraum.To prevent this, are in the catcher head 1 one or more rotating knives as a knock-off device 8th provided, which from the top of the interaction chamber, not shown on the collector opening 2 collected liquid targets 3 lets through or even advantageously split into smaller liquid portions. These are then distributed even better in the collector interior.

Vom Boden des Auffängerkopfes 1 durch Gefrieren aufwachsendes Targetmaterial 5 würde durch das oder die rotierenden Messer der Abschlageinrichtung 8 zerkleinert, so dass es nicht bis zum Zusetzen der Kollektoröffnung 2 anfrieren kann, sondern in Form von Abbruchpartikeln wiederum im Innenraum des Auffängerkopfes 1 verteilt wird und auf den Boden zurückfällt.From the bottom of the collector head 1 by freezing growing target material 5 would by the or the rotating knives of the chopper 8th crushed so that it does not clog up the collector opening 2 can freeze, but in the form of demolition particles in turn in the interior of the collector head 1 is distributed and falls back to the ground.

Zur Vermeidung des Anfrierens von Flüssigkeitstargets 3 und/oder von aufwachsendem Targetmaterial 5 an dem oder den rotierenden Messern der Abschlageinrichtung 8 ist diese mit Wärmeelementen 9 versehen. Ein nicht explizit dargestellter Überzug der Abschlageinrichtung 8 mit einer geeigneten Oberflächenbeschichtung könnte diesen Effekt der Vermeidung des Anfrierens ebenfalls bewirken bzw. noch unterstützen.To avoid the freezing of liquid targets 3 and / or of growing target material 5 on the rotating blades of the knock-off device 8th is this with heat elements 9 Mistake. A not explicitly shown cover of the stripping device 8th with a suitable surface coating, this effect of avoiding the freezing could also cause or even support.

Darüber hinaus ist der Bereich des Auffängerkopfes 1, in dem sich die Abschlageinrichtung 8 befindet, zwecks Verbesserung des Vakuums in der besagten Wechselwirkungskammer und damit zur Verringerung des vakuumtechnischen Aufwandes zusätzlich gekühlt. Dazu wird Kühlflüssigkeit, beispielsweise flüssiger Stickstoff, durch ein in der Wandung des Auffängerkopfes 1 befindliches Kühlsystem 10 geleitet.In addition, the area of the catcher head 1 in which the tee-off device 8th is, in order to improve the vacuum in the said interaction chamber and thus additionally cooled to reduce the vacuum technical effort. For this purpose, cooling liquid, for example liquid nitrogen, by a in the wall of the collector head 1 located cooling system 10 directed.

Im Bodenbereich des Auffängerkopfes 1 sind in der Wandung Wärmeelemente 11 integriert, mit welchen das aufgefangene Targetmaterial 5, vorzugsweise nach einem vorteilhaften Wärmeregime oder durch eine Regelung in Abhängigkeit des Targetmaterials 5 selbst beispielsweise abhängig von dessen Füllmenge oder Füllstandshöhe, zu dessen Abtransport über den Boden und den Absaugkanal 7 definiert verflüssigt wird. Sensoren (aus Übersichtsgründen nicht in der Zeichnung dargestellt), die im Innenraum des Auffängerkopfes 1 angeordnet sind oder in diesen hineinragen, könnten diese Füllmenge bzw. Füllstandshöhe überwachen und über eine ebenfalls nicht dargestellte Regeleinrichtung die Wärmeelemente 11 steuern.In the bottom area of the collector head 1 are in the wall heat elements 11 integrated, with which the collected target material 5 , preferably according to an advantageous thermal regime or by regulation as a function of the target material 5 itself, for example, depending on its capacity or level height, for its removal via the floor and the suction channel 7 is liquefied defined. Sensors (from overview are not shown in the drawing), in the interior of the collector head 1 are arranged or protrude into this, this filling quantity or level height could monitor and via a control device, also not shown, the heat elements 11 Taxes.

Alternativ oder zusätzlich kann auch ein beheizbarer Bodenrost 12 vorgesehen sein, über welchen das Targetmaterial 5 verflüssigt wird und in den Absaugkanal 7 der unter Vakuum stehenden Absaug- und Transporteinheit 6 gelangt. Aus dieser wird das Targetmaterial 5 beispielsweise in (nicht dargestellten) Sammel- bzw. Rückgewinnungsgefäßen aufgefangen, welche sich typischerweise außerhalb der Wechselwirkungskammer befinden.Alternatively or additionally, a heated bottom grid may also be used 12 be provided, over which the target material 5 is liquefied and in the suction channel 7 the suction and transport unit under vacuum 6 arrives. This becomes the target material 5 For example, collected in (not shown) collecting or recovery vessels, which are typically located outside of the interaction chamber.

Bei der Verflüssigung sollte immer hinreichend Targetmaterial 5 geschmolzen werden, so dass im Auffängerkopf 1 ein gefrierendes Aufwachsen zur Abschlageinrichtung 8 verhindert wird. Andererseits sollte die Abflussöffnung der Verflüssigungseinrichtung mit gefrorenem Material verschlossen bleiben, womit auch zur Verbesserung des Vakuums in der Wechselwirkungskammer beigetragen wird.In the liquefaction should always sufficient target material 5 be melted, so in the collector head 1 a free-range growing up to the tee 8th is prevented. On the other hand, the discharge opening of the liquefaction device should remain closed with frozen material, which also contributes to the improvement of the vacuum in the interaction chamber.

Aus energetischen Gründen ist im Auffängerkopf 1 zur Trennung des oberen gekühlten Bereiches vom unteren erwärmbaren Bereich in der Wandung eine thermische Isolation 13 vorgesehen.For energetic reasons is in the catcher head 1 for separating the upper cooled area from the lower heatable area in the wall thermal insulation 13 intended.

Der Targetkollektor mit seinem Auffängerkopf 1, mit der Verflüssigungseinheit 4 sowie mit der Absaug- und Transporteinheit 6 ist in der besagten Wechselwirkungskammer für ein sicheres Einfangen der Flüssigkeitstargets 3 in der Kollektoröffnung 2 auf einer Lagepositioniereinrichtung 14 angeordnet. Damit kann die gesamte Vorrichtung in drei Koordinatenrichtungen zum Strom der aufzusammelnden Flüssigkeitstargets 3 positioniert werden.The target collector with its catcher head 1 , with the liquefaction unit 4 as well as with the suction and transport unit 6 is in said interaction chamber for safe capture of liquid targets 3 in the collector opening 2 on a positional positioning device 14 arranged. Thus, the entire device in three coordinate directions to the flow of liquid targets to be collected 3 be positioned.

An geeigneten Stellen des Targetkollektors, insbesondere im oder am Auffängerkopf 1 sowie in oder an der Verflüssigungseinrichtung, können (nicht dargestellte) Temperatursensoren angeordnet sein, mit welchen der für die Funktionsweise vorteilhafte Temperaturverlauf in der Vorrichtung überwacht und das Wärme- bzw. Kühlregime der Wärmeelemente 9, 11 sowie des Kühlsystems 10 gesteuert bzw. geregelt werden kann. Eine solche Regelung ist auch über die bereits erwähnten (ebenfalls nicht gezeigten) Sensoren zur Erfassung der Füllmenge oder -höhe an aufgesammeltem Targetmaterial 5 möglich.At suitable locations of the target collector, in particular in or at the collector head 1 as well as in or on the liquefaction device, temperature sensors (not shown) can be arranged, with which the temperature profile in the device, which is advantageous for the mode of operation, is monitored, and the heat or cooling regime of the heat elements 9 . 11 and the cooling system 10 can be controlled or regulated. Such a control is also via the already mentioned (also not shown) sensors for detecting the filling amount or height of collected target material 5 possible.

Für alle Aufgaben zur Überwachung, Steuerung bzw. Regelung, ist eine in der Figur allgemein dargestellte Kontroll- und Steuereinrichtung 15 vorgesehen.For all tasks for monitoring, control or regulation, is a control and control device generally shown in the figure 15 intended.

11: AuffängerkopfAuffängerkopf
22: Kollektoröffnungcollector opening
33: Flüssigkeitstargetliquid target
44: Verflüssigungseinheitliquefaction unit
55: Targetmaterialtarget material
66: Absaug- und Transporteinheitsuction and transport unit
77: Absaugkanalsuction
88th: Abschlageinrichtungtee facility
9, 119 11: Wärmeelementethermal elements
1010: Kühlsystemcooling system
1212: Bodenrostfloor grate
1313: thermische Isolationthermal isolation
1414: LagepositioniereinrichtungLagepositioniereinrichtung
1515: Kontroll- und Steuereinrichtunginspection and control device

Claims

Device for collecting and removing, in particular, large-volume and / or saline-containing liquid targets, for example for removing liquid targets not used in plasma generation for the emission of electromagnetic radiation from an evacuated interaction chamber, with a collector head having a collector opening for collecting the liquid targets, and with a channel for the removal of the collected target material, via which the target material is discharged, for example, by pressure or negative pressure, characterized in that the device comprises means ( 8th ) for comminution of the liquid target ( 3 ) or the collected target material ( 5 ) and that for the removal of the collected target material ( 5 ) Medium ( 11 ) are provided for the liquefaction thereof.

Device according to claim 1, characterized in that the means ( 8th ) for comminution of the liquid target ( 5 ) or the collected target material ( 5 ) consist of a mechanical crusher.

Apparatus according to claim 2, characterized in that as a shredding device a rotating chopping device ( 8th ), for example one or more rotating knives are provided.

Device according to claim 1, characterized in that the means ( 8th ) for comminution of the liquid target ( 3 ) or the collected target material ( 5 ) with a control device ( 15 ), with which, for example, a time- and / or quantity-controlled comminution is effected.

Device according to claim 1, characterized in that the means ( 8th ) for comminution the liquid target ( 3 ) or the collected target material ( 5 ) with a control device ( 15 ), with which comminution depends on the target material ( 5 ), for example, depending on the filling quantity of the target material collected and removed in the device ( 5 ), is effected.

Device according to claim 1, characterized in that the means ( 8th ) for the comminution of the liquid targets ( 3 ) or the collected target material ( 5 ) to avoid the freezing of the liquid targets ( 3 ) or the collected target material ( 5 ) are heated.

Device according to claim 1, characterized in that the means for liquefying the trapped target material ( 5 ) of one or more heating elements ( 11 ) consist.

Device according to claim 1, characterized in that the means for liquefying the trapped target material ( 5 ) from a heatable and liquid-permeable wall, for example a sieve or rostartigem soil ( 12 ), consist.

Device according to claim 1, characterized in that the means ( 11 ) for the liquefaction of the collected target material ( 5 ) with a control device ( 15 ), with which, for example, a time- and / or quantity-controlled regime for the liquefaction and removal of the target material ( 5 ) is effected.

Device according to claim 1, characterized in that the means ( 11 ) for the liquefaction of the collected target material ( 5 ) with a control device ( 15 ), with which the liquefaction and the removal of the target material ( 5 ) depending thereon, for example as a function of the filling quantity of the target material collected in the device ( 5 ), is effected.

Device according to claim 1, characterized in that for the purpose of better comminution of the liquid targets ( 3 ) or the collected target material ( 5 ) in the device at least in the area of the means ( 8th ) additional means for comminution ( 10 ) are provided for cooling.

Device according to claim 1, characterized in that the area ( 4 ) for the liquefaction of the collected and transported off target material ( 5 ) is thermally isolated from the rest of the device ( 13 ).

Device according to claim 10, characterized in that the means ( 10 ) are thermally insulated from the rest of the device for additional cooling.

Device according to claim 1, characterized in that the diameter of the collector opening ( 2 ) to capture the liquid targets ( 3 ) is more than 0.4 μm.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the device for a in the collector opening ( 2 ) as far as possible contactless collection of the liquid target ( 3 ) is position-controlled ( 14 ).

Device according to claim 1, characterized in that the channel ( 7 ) for the removal of the collected target material ( 5 ) is in communication with a suction device.

Method for using the device according to or more of the claims 1 to 16, characterized in that the comminution of the liquid targets or the trapped target material and / or the liquefaction and the removal of the target material as a function of the target material, for example, depending on the capacity or the filling level of in the device trapped target material takes place.