JP2001332786A - ガスレーザ用電極、その電極を用いたレーザチャンバ及びガスレーザ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電極（放電特性）の劣化を抑制して、安定し
たレーザ出力を得ることのできるガスレーザ用電極を提
供する。 【解決手段】 アノード３は、電極の劣化を抑制するた
めに、放電部３ａの表面に誘電体４がコーティングされ
ている。誘電体４には、例えばフッ化カルシウム、フッ
化ストロンチウムなどのフッ化物が用いられる。また、
誘電体４は、アノード３の放電部３ａにおいてハロゲン
ガスの侵食を発生させず、かつ導電性を確保することが
できる厚み（例えば、０．００５ｍｍ〜１．５ｍｍの範
囲）をもって、単一のフッ化物が均一で緻密に形成され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザガスを励起
させるガスレーザ用電極、その電極を用いたレーザチャ
ンバ及びガスレーザ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エキシマレーザ装置等のガスレーザ装置
には、レーザチャンバ内に、該レーザチャンバ内に封入
されたレーザガスを励起させてレーザ発振させるため
に、レーザ光の光軸を挟んで対向して配置される主放電
電極と、該主放電電極間で放電を発生し易くさせるため
に、これらの電極間の空間を予備電離する予備電離電極
とが設けらている。レーザガスとしては例えば希ガスと
ハロゲンガスの混合ガスが用いられる。

【０００３】このようなガスレーザ装置では、予備電離
電極によって主放電電極間が予備電離されることによ
り、この主放電電極間で放電が発生してレーザガスが励
起され、レーザ発振される。なお、周知のように、主放
電電極間において安定した放電が行われることにより、
レーザ発振も安定し、結果的に安定したレーザ出力が得
られる。

【０００４】ところで、このようなガスレーザ装置に用
いられる主放電電極としては、実開昭６１−１７４７６
４号公報（以下、文献１という）、特開昭６２−１９９
０７８号公報（以下、文献２という）および特開昭６３
−２２７０６９号公報（以下、文献３という）に記載さ
れたものが知られている。

【０００５】上記文献１に記載のものは、大きなレーザ
出力を得るために、主放電電極とアーク放電電極（予備
電離電極に相当）との間隔を短くした場合でも、主放電
電極とアーク放電電極間で放電が発生しないように、主
放電電極における主放電部を除いた側面部分に絶縁物を
密着被覆している。

【０００６】また、上記文献２に記載のものは、主放電
電極近傍における強い紫外線、イオン、電子などが多量
に発生することによるレーザ管内壁や放電用部材の腐
食、封入ガスの劣化等の不具合を抑制するために、レー
ザ管もしくは放電用部材の少なくとも一部にハロゲン耐
食性樹脂層をコーティングしている。

【０００７】さらに、上記文献３に記載のものは、主放
電電極における主放電電極中央の平面部で安定したグロ
ー放電が得られ、また主放電電極端部での絶縁破壊やア
ークを抑制するために、主放電電極の端部たとえば端部
局面部に絶縁物を装着している。

【０００８】また、これらの文献に記載されたもの以外
の主放電電極としては、アノードとカソードから構成さ
れる主放電電極におけるカソード表面に誘電体薄膜を塗
布した主放電電極が知られている。これは、カソード表
面に誘電体薄膜を塗布することにより、放電開始電圧が
低下する現象を利用して、放電の衝撃によるアノードの
劣化（電極の変形）を低減させるものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た文献１〜３の主放電電極では、放電の衝撃によるアノ
ード表面の変形（凹凸状に変形）、アノード表面でのハ
ロゲンガスの侵食に起因する電極材料のハロゲン化によ
る電極の変質により、レーザ出力特性などが急激に変化
し、初期特性を維持することが難しい。すなわち安定し
た所望のレーザ出力特性を得ることができない。

【００１０】例えば、クリプトンフッ素（ＫｒＦ）エキ
シマレーザや、アルゴンフッ素（ＡｒＦ）エキシマレー
ザ等のエキシマレーザ装置に用いられるレーザチャンバ
内に設けられる主放電電極では、レーザ発振動作が繰り
返されることにより、希ガス（クリプトンＫｒ、アルゴ
ンＡｒ）とハロゲンガス（フッ素Ｆ２）からなる混合ガ
ス（レーザガス）に含まれるフッ素（Ｆ２）と、アノー
ドの放電部とが反応して、アノードがハロゲン化（この
場合はフッ化）される。これと同時に、アノードの放電
部が平坦な状態から凹凸状に変形してくる。

【００１１】これによって主放電電極間での放電が不安
定となり、レーザの出力エネルギーが低下して、所望の
レーザ出力特性を得ることができないという問題点があ
る。

【００１２】この問題点に対処するために、レーザチャ
ンバ内のガス圧を上げたり、主放電電極間に印加する電
圧を上げるなどの処置を講ずる必要があり、場合によっ
ては劣化したアノード（または主放電電極）を交換しな
ければならず、作業性が悪かった。また、劣化した電極
を新規な電極と交換した場合でも、上記同様の問題点が
発生することには変わりはなく、結果的に、電極交換の
サイクルも頻繁に発生することになり、メンテナンスコ
ストの上昇を招いていた。

【００１３】ところで、カソード表面に誘電体薄膜を塗
布した主放電電極においても、アノードにおけるカソー
ドとの間で放電が行われる放電部にはコーティングが施
されていないので、上記同様に、放電の衝撃によるアノ
ードの劣化（電極の変形）、電極材料のハロゲン化（例
えばフッ化）による電極（アノード）の変質により、安
定したレーザ出力特性を得ることができないという問題
点がある。

【００１４】そこで、本発明は、電極（放電特性）の劣
化を抑制して、安定したレーザ出力を得ることのできる
ガスレーザ用電極を提供することを第１の解決課題とす
る。

【００１５】また、本発明は、電極（放電特性）の劣化
を抑制して、安定したレーザ出力を得ることのできるガ
スレーザ用電極を用いたレーザチャンバを提供すること
を第２の解決課題とする。

【００１６】さらに、本発明は、電極（放電特性）の劣
化を抑制して、安定したレーザ出力を得ることのできる
ガスレーザ用電極を用いたレーザチャンバを搭載したガ
スレーザ装置を提供することを第３の解決課題とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段、作用および効果】上記第
１の解決課題を達成するため、第１の発明では、対向し
て配置されるカソードとアノードとを有し、これらの電
極間で放電することによりレーザガスを励起させるガス
レーザ用電極において、前記アノードは、前記カソード
との間で放電が行われる部位に、誘電体または絶縁体が
コーティングされていることを特徴とする。

【００１８】また、第２の発明では、第１の発明におい
て、前記誘電体または絶縁体は、前記部位において前記
レーザガスの侵食を発生させず、かつ導電性を確保する
ことができる厚みをもって形成されていることを特徴と
する。

【００１９】また、第３の発明では、第１または第２の
発明において、前記誘電体または絶縁体は、金属微粒子
が混合された誘電体または絶縁体であることを特徴とす
る。

【００２０】第１、第２及び第３の発明を図１を参照し
て説明する。

【００２１】ガスレーザ用電極１においては、カソード
２は金属材料のみで形成されているものの、アノード３
は、電極の劣化を抑制するために、詳細については後述
するが、図１（ａ）に示すようにカソード２との間で放
電が行われる部位（以下、放電部という）３ａに誘電体
（または絶縁体）４がコーティングされている。

【００２２】フッ素系のハロゲンガスを採用するガスレ
ーザ装置に用いられるガスレーザ用電極１のアノード３
にコーティングする材料（誘電体）としてはフッ化物を
用いる。なお、フッ化物の中でも蒸気圧の低い物質であ
れば、より一層良い。

【００２３】具体的には、コーティング材料としての誘
電体４としては、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、フッ
化ストロンチウム（ＳｒＦ２）、フッ化マグネシウム
（ＭｇＦ２）、フッ化銅（ＣｕＦ２）、フッ化アルミニ
ウム（ＡｌＦ３）、フッ化ニッケル（ＮｉＦ３）、フッ
化コバルト（ＣｏＦ３）、フッ化鉄（ＦｅＦ３）などの
フッ化物がある。なお、これらのフッ化物のうち、蒸気
圧の低い物質であるＣａＦ２、ＳｒＦ２を用いる方がよ
り好ましい。また、耐フッ素性を持つ酸化アルミニウム
（アルミナ＝Ａｌ２０３）や窒化アルミニウム（Ａｌ
Ｎ）でも良い。

【００２４】また、誘電体４は、アノード３の放電部３
ａにおいてレーザガス中のハロゲンガスの侵食を発生さ
せず、かつ導電性を確保することができる厚み（つま
り、カソード２とアノード３との間で放電を発生させる
程度の厚み）、例えば０．００５ｍｍ〜１．５ｍｍ、さ
らに望ましくは０．１ｍｍ〜１ｍｍの範囲中の所望の値
をもって、単一のフッ化物が均一で緻密に形成されてい
る。

【００２５】さらに、誘電体４は、単一のフッ化物が均
一で緻密に形成された膜でも良いし、例えばアルミナ
（Ａｌ２０３）などの誘電体に、電極の導電性を確保す
るために電極材料（アノード３の材質と同一の材料）あ
るいは該電極材料とは異なる金属であって電気伝導性の
良い金属（銅、アルミニウム、コバルト、ニッケル、ス
トロンチウム、鉄など）の微粒子を混ぜた混合材料で形
成された膜でも良い。

【００２６】以上説明したように、第１及び第２の発明
によれば、アノードにおけるカソードとの間で放電が行
われる部位での、レーザガスによる侵食や放電の衝撃に
よる変形を抑制することができ、よって安定した放電を
行うことができる。

【００２７】また、第３の発明によれば、第１及び第２
の発明と比較してアノードの導電性を確保することがで
き、より安定した放電を行うことができる。

【００２８】また、上記課題を解決するため、第４の発
明では、第１または第２の発明において、前記誘電体ま
たは絶縁体は、空孔を有する誘電体または絶縁体である
ことを特徴とする。

【００２９】この第４の発明を図３を参照して説明す
る。

【００３０】誘電体４は、図３に示すように、アノード
３の導電性を確保するために、例えば直径が０．１ｍｍ
程度の空孔を有するような不均一な膜で形成されてい
る。

【００３１】第４の発明によれば、上記第３の発明と同
様に、第１及び第２の発明と比較してアノードの導電性
を確保することができ、より安定した放電を行うことが
できる。

【００３２】さらに、上記課題を解決するため、第５の
発明では、対向して配置されるカソードとアノードとを
有し、これらの電極間で放電することによりレーザガス
を励起させるガスレーザ用電極において、前記アノード
の電極材質にフッ化膜を形成する単体金属または合金を
ドープしたことを特徴とする。

【００３３】この第５の発明を図１を参照して説明す
る。

【００３４】レーザチャンバに取り付けるべきガスレー
ザ用電極１のアノード３に、例えばカルシウム（Ｃａ）
やストロンチウム（Ｓｒ）など、強いフッ化膜を形成す
ることが可能な元素である所望の単体金属をドープす
る。次に、フッ化膜ができる以前にアノード３に上記所
望の単体金属がドープされた状態のガスレーザ用電極１
をレーザチャンバに取り付ける。続いて、カソード２と
アノード３間に所定の電圧を印加することにより、これ
らの電極間で放電を発生させてレーザガスを励起させ、
レーザ発振させる。

【００３５】そして、このようにしてレーザ発振が行わ
れると、アノード３の放電部３ａの表面だけが加熱され
て、該放電部３ａ以外の部位（放電が行われない部位）
に比べてフッ化が進む。その結果、アノード３の放電部
３ａの表面に特にフッ化膜が厚く生成される。たとえ
ば、上記単体金属（ＣａあるいはＳｒ）をドープした場
合には、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）やフッ化ストロ
ンチウム（ＳｒＦ２）などのフッ化膜が形成される。

【００３６】以上説明したように、第５の発明によれ
ば、上記第１及び第２の発明と同様の作用効果を得るこ
とができる。

【００３７】また、上記第２の解決課題を達成するた
め、第６の発明に係るレーザチャンバでは、上記第１乃
至第５の発明のうちの何れかの発明のガスレーザ用電極
を用いている。

【００３８】次に、第６の発明を図１、図３、図４乃至
図６を参照して説明する。

【００３９】レーザチャンバ１０は、例えばアルミニウ
ムにニッケルメッキを施すことによって構成した容器で
ある。このレーザチャンバ１０内部には、図５に示すよ
うに、光軸Ｌを挟んで互いに上下となる位置に一対の電
極ホルダ２０、３０を設けている。電極ホルダ２０には
上記図１（ａ）、（ｂ）に示したカソード２が保持され
ており、また電極ホルダ３０には上記図１（ａ）、
（ｂ）または図３（ａ）、（ｂ）または図４（ａ）、
（ｂ）に示したアノード３が保持されている。

【００４０】以上説明したように、第６の発明によれ
ば、アノードにおけるカソードとの間で放電が行われる
部位での、レーザガスによる侵食や放電の衝撃による変
形を抑制することができ、よって安定した放電を行うこ
とができるレーザチャンバを提供することができる。

【００４１】さらに、上記第３の解決課題を達成するた
め、第７の発明に係るガスレーザ装置では、上記第６の
発明のレーザチャンバを搭載している。

【００４２】次に、第７の発明を図５及び図７を参照し
て説明する。ガスレーザ装置は、図５または図７に示し
たレーザチャンバ１０を有している。

【００４３】以上説明したように、第７の発明によれ
ば、アノードにおけるカソードとの間で放電が行われる
部位での、レーザガスによる侵食や放電の衝撃による変
形を抑制することができ、よって安定した放電を行うこ
とにより、安定したレーザ出力を得ることができるガス
レーザ装置を提供することができる。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面を参照して説明する。

【００４５】図１（ａ）はガスレーザ用電極１の要部断
面を示す断面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）に示し
たガスレーザ用電極１のＸ−Ｘ断面を示す断面図であ
る。

【００４６】ガスレーザ用電極１は、図１（ａ）、
（ｂ）に示すようにカソード２とアノード３とから構成
されており、これらの電極は、たとえばエキシマレーザ
装置等のガスレーザ装置におけるレーザチャンバ内に、
レーザ光の光軸を挟んで対向して配置される。これら各
電極２、３のレーザチャンバ内での配置そのものは、従
来と同様の配置関係で配置することができるので、ここ
では、その説明については省略する。なお、ガスレーザ
用電極１を用いたガスレーザ装置については後述する。

【００４７】ところで、上記レーザチャンバ内には、例
えば、希ガス（クリプトンＫｒ、アルゴンＡｒ）とハロ
ゲンガス（フッ素Ｆ２）からなる混合ガス（クリプトン
フッ素ＫｒＦ、アルゴンフッ素ＡｒＦ）や、希ガス（キ
セノンＸｅ）とハロゲンガス（塩化水素ＨＣｌ）からな
る混合ガス（キセノン塩素ＸｅＣｌ）が封入される。

【００４８】ガスレーザ用電極１においては、カソード
２は金属材料のみで形成されているものの、アノード３
は、電極の劣化を抑制するために、詳細については後述
するが、図１（ａ）に示すようにカソード２との間で放
電が行われる部位（以下、放電部という）３ａに誘電体
（または絶縁体）４がコーティングされている。ここ
で、コーティングの物質は誘電体または絶縁体のいずれ
でも良いが、以下の説明においては、誘電体４として説
明する。

【００４９】次に、アノード３に対するコーティング処
理について詳細に説明する。ここでは、コーティングの
材質、その厚み、さらにその方法について順に説明す
る。

【００５０】１：コーティング材質 誘電体４の材質としては、上記レーザチャンバ内に封入
されるハロゲンガスが、フッ素系（フッ素Ｆ２）の場合
にはフッ化物が有効であり、また塩素系（塩化水素ＨＣ
ｌ）の場合は塩化物系が有効である。この理由として
は、アノード３の放電部３ａの劣化は、ハロゲンガスの
侵食（フッ素系の場合では例えばフッ素Ｆ２とアノード
３との反応）による電極材料のハロゲン化（フッ素系の
場合では例えばフッ化）による変質が主原因であるから
である。

【００５１】従って、フッ素系のハロゲンガスを採用す
るガスレーザ装置に用いられるガスレーザ用電極１のア
ノード３にコーティングする材料つまり誘電体４として
はフッ化物が有効である。

【００５２】具体的には、誘電体４としては、例えば、
フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、フッ化ストロンチウム
（ＳｒＦ２）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、フッ
化銅（ＣｕＦ２）、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）、
フッ化ニッケル（ＮｉＦ３）、フッ化コバルト（ＣｏＦ
３）、フッ化鉄（ＦｅＦ３）などのフッ化物がある。な
お、これらのフッ化物のうち、蒸気圧の低い物質である
ＣａＦ２、ＳｒＦ２を用いる方がより好ましい。また、
耐フッ素性を持つ酸化アルミニウム（アルミナ＝Ａｌ２
０３）や窒化アルミニウム（ＡｌＮ）でも良い。

【００５３】２：コーティングの厚み 誘電体４は、アノード３の放電部３ａにおいてレーザガ
スに含まれるハロゲンガスの侵食を発生させず、かつ導
電性を確保することができる厚み（つまりカソード２と
アノード３との間で放電を発生させる程度の厚み）をも
って形成されている。この厚さは、前記条件を満たすべ
く、例えば０．００５ｍｍ〜１．５ｍｍ、さらに望まし
くは０．１ｍｍ〜１ｍｍの範囲中の所望の値が適用され
る。

【００５４】勿論、上記誘電体４の厚さは、当該誘電体
の材質に応じて、上記条件を満たすべく許容範囲中の所
望の値が適用されることになる。

【００５５】３：コーティング方法 アノード３へのコーティングの方法としては、溶射、爆
射、フィジカルベーパデポジション（ＰＶＤ）、ケミカ
ルベーパデポジション（ＣＶＤ）、プラズマ蒸着等によ
り薄膜を生成する方法（第１の方法）と、電極材質に単
体金属または合金をドープし、フッ素雰囲気中でフッ化
膜を生成する方法（第２の方法）とがある。

【００５６】上記ドープする単体金属としては、アルミ
ニウム（Ａｌ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム
（Ｓｒ）、マグネシウム（Ｍｇ）、銅（Ｃｕ）、ニッケ
ル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）等、強いフ
ッ化膜を作ることが可能な元素が好ましい。ドープする
割合は、母材に対して０．０１〜５０％が望まれる。

【００５７】ここで、上記第２の方法について説明す
る。この第２の方法では、最初に、レーザチャンバに取
り付けるべきガスレーザ用電極１のアノード３に上述し
た金属群における所望の金属、例えばカルシウム（Ｃ
ａ）あるいはストロンチウム（Ｓｒ）をドープする。次
に、フッ化膜ができる以前にアノード３に上記所望の金
属がドープされた状態のガスレーザ用電極１をレーザチ
ャンバに取り付ける。続いて、カソード２とアノード３
間に所定の電圧を印加することにより、これらの電極間
で放電を発生させてレーザガスを励起させ、レーザ発振
させる。

【００５８】そして、このようにしてレーザ発振が行わ
れると、アノード３の放電部３ａの表面だけが加熱され
て、該放電部３ａ以外の部位（放電が行われない部位）
に比べてフッ化が進む。その結果、アノード３の放電部
３ａの表面に特にフッ化膜が厚く生成される。たとえ
ば、上記単体金属（ＣａあるいはＳｒ）をドープした場
合には、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）やフッ化ストロ
ンチウム（ＳｒＦ２）などのフッ化膜が形成される。

【００５９】なお、ここでは、レーザチャンバとそこに
組み込むガスレーザ用電極１とを対にした状態で、アノ
ード３に対するフッ化を行うようにしているが、このフ
ッ化は、フッ化対象のガスレーザ用電極またはアノード
毎に、上記同様に、フッ化処理するための専用のレーザ
チャンバで行うようにしても良い。そして、コーティン
グが終了した後、専用のレーザチャンバからガスレーザ
用電極またはアノードを取り出して、新たなレーザチャ
ンバ内に組み込む。

【００６０】ここで、上述したようにして誘電体４がコ
ーティングされたガスレーザ用電極１を用いたガスレー
ザ装置における、レーザの出力エネルギーとパルス数と
の関係を表す特性を図２に示す。

【００６１】図２において、実線の曲線は本発明のガス
レーザ用電極１を用いた場合の特性を示し、一点鎖線の
曲線は従来のガスレーザ用電極（アノードの放電部に誘
電体が未コーティンのもの）を用いた場合の特性を示し
ている。

【００６２】なお、図２においては、時点ｔ１でのレー
ザのパルス数＜時点ｔ２でのレーザのパルス数＜時点ｔ
ｎでのレーザのパルス数の関係が成立している。

【００６３】本発明のガスレーザ用電極１を用いた場合
は、図２から明らかなように、時点ｔ１でのレーザの初
期特性つまりレーザの出力エネルギーＥ１と、レーザの
パルス数が多くなった（つまりレーザ発振動作の累積時
間が多くなった）時点ｔｎでのレーザの出力エネルギー
Ｅ２との差（性能差）を、従来の場合における時点ｔ１
での出力エネルギーＥ３と時点ｔｎでの出力エネルギー
Ｅ４との差と比較して、小さく抑制することができる。

【００６４】また、レーザの出力エネルギーそのもの
も、図２から明らかなように、時点ｔ２から時点ｔｎの
期間中においては、従来の場合と比較して高出力が得ら
れる。

【００６５】すなわち、本発明のガスレーザ用電極１を
用いた場合は、長期間に渡って安定したレーザ出力を得
ることが可能となる。

【００６６】この理由としては、上述したようにアノー
ド３の放電部３ａに誘電体４をコーティングしたため、
放電部３ａが保護された状態となり、放電の衝撃による
放電部３ａの変形が抑制されると共に、アノード３（放
電部３ａ）とハロゲンガス（例えばフッ素Ｆ２）との反
応が抑制（ハロゲンガスの侵食に起因する電極材料のハ
ロゲン化、例えばフッ化が抑制）されることとなり、結
果的に、アノードの変質等に基づく電極（アノード）の
劣化を抑制することができるからである。

【００６７】このためカソード２とアノード３間で安定
した放電が行われることになり、これに伴ってレーザ発
振も安定し、結果的に安定したレーザ出力が得られる。

【００６８】次に、アノード３にコーティングされる誘
電体４の変形例について説明する。

【００６９】すなわち、上述した実施形態では、単一の
フッ化物が均一で緻密な膜で形成される誘電体をコーテ
ィングするようにしているが、これに限定されることな
く、電極の導電性を確保するために、アノード３にコー
ティングされる誘電体（または絶縁体）４は以下のよう
に形成されていても良い。

【００７０】（Ａ）：金属微粒子が混合された誘電体ま
たは絶縁体であること。

【００７１】例えば、アルミナ（Ａｌ２０３）などの誘
電体に、電極の導電性を確保するために電極材料（アノ
ード３の材質と同一の材料）あるいは該電極材料とは異
なる金属であって電気伝導性の良い金属（銅、アルミニ
ウム、コバルト、ニッケル、ストロンチウム、鉄など）
の微粒子を混ぜた混合材料で形成されるものを、誘電体
４として用いる。

【００７２】（Ｂ）：空孔を有する（ポーラス構造の）
誘電体または絶縁体であること。

【００７３】この場合のアノード３の構造を図３に示
す。なお、図３（ａ）は本実施形態の応用例としてのガ
スレーザ用電極１のアノード３の要部断面を示す断面図
であり、図３（ｂ）は図３（ａ）に示したアノード３の
Ｘ−Ｘ断面を示す断面図である。

【００７４】図３（ａ）、（ｂ）に示すように、電極の
導電性を確保するために、直径が０．１ｍｍ程度の空孔
５を有するような不均一な膜で形成されるものを、誘電
体４として用いる。空孔５は、前記膜を貫通している必
要はない。何故ならば、空孔５、および該空孔５が存在
して薄くなった膜の部分が順次、絶縁破壊されて、当該
膜の部分が導電性を有することになるからである。

【００７５】なお、図３（ａ）に示した誘電体（膜）４
は、空孔５を有することにより導電性が確保されるの
で、図１（ａ）に示した誘電体（膜）４と比較して、多
少厚くすることができる。

【００７６】上記（Ａ）、（Ｂ）で記述した誘電体がコ
ーティングされるアノード３は、図１に示した誘電体４
がコーティングされたアノード３と比較して、より電極
（アノード）の導電性を確保することができる。

【００７７】また、上記実施形態では、アノード３の放
電部３ａに誘電体の膜をコーティングするようにしてい
るが、これに限定されることなく、図４（ａ）、（ｂ）
に示すように、アノード３の放電部３ａに誘電体４の膜
をコーティングすると共に、放電部３ａ以外の部位つま
り側面部３ｂ、３ｃには当該誘電体とは異なった材質の
膜または完全な絶縁膜などの膜６をコーティングする。

【００７８】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、ハロゲンガスを用いたレーザの励起用電極のアノー
ド（陽極）に誘電体または絶縁体をコーティングするこ
とにより、当該アノードの劣化による影響（例えば、放
電特性の劣化、レーザ出力特性の劣化）を最小限に抑制
することができる。

【００７９】すなわち、アノードの放電部３ａ（電極表
面）を誘電体または絶縁体で予めコーティングしておく
ことにより、アノード３において、レーザガスに含まれ
るハロゲンガスの侵食による放電部３ａの変質や放電の
衝撃による放電部３ａの変形を抑制することができる。
このことは、アノード３の消耗を低減させ、長期間に渡
って安定したレーザの出力特性（レーザ出力）を得るこ
とができることを意味する。

【００８０】さらには、アノード３の放電部３ａの劣化
が抑制され、その電極の寿命を延長させることができる
ので、劣化したアノードの交換などに伴うメンテナンス
コストなどを抑制することができる。

【００８１】次に、上述したガスレーザ用電極１が適用
されるガスレーザ装置について、図５を参照して説明す
る。ここでは、上記ガスレーザ用電極１が取り付けられ
るレーザチャンバの概要のみを説明することとする。

【００８２】レーザチャンバ１０は、例えばアルミニウ
ムにニッケルメッキを施すことによって構成した容器で
ある。このレーザチャンバ１０には、光軸Ｌに対向する
両端面にそれぞれウインドウ１１、１２を設けている。
ウインドウ１１、１２は、レーザチャンバ１０の内部と
外部との間におけるレーザ光の通過窓として機能するも
のである。

【００８３】レーザチャンバ１０の内部には、光軸Ｌを
挟んで互いに上下となる位置に一対の電極ホルダ２０、
３０を設けている。電極ホルダ２０には上記図１
（ａ）、（ｂ）に示したカソード２が保持されており、
また電極ホルダ３０には上記図１（ａ）、（ｂ）または
図３（ａ）、（ｂ）または図４（ａ）、（ｂ）に示した
アノード３が保持されている。そして、図５から明らか
なように、カソード２とアノード３は光軸Ｌを挟んで対
向して配置されている。

【００８４】なお、図５中の符号１３は電源との接続部
であり、符号１４はこの接続部１３とカソード２及びア
ノード３との間に設けたピーキングコンデンサである。

【００８５】ここで、図５のＹ−Ｙの方向から見た断面
を図６に示す。図６においては、接続部１３、ピーキン
グコンデンサ１４は省略している。また、符号４１、４
２はレーザガスの予備電離を行うための予備電離電極で
ある。

【００８６】図７は、上述したガスレーザ用電極１が適
用される他のガスレーザ装置の断面図を示し、図５のＹ
−Ｙの方向から見た断面図（図６参照）に相当する。な
お、ここでは、上記ガスレーザ用電極１が取り付けられ
るレーザチャンバの概要のみを説明することとする。図
７において、図５及び図６に示した構成要素と同様の機
能を果たす部分には同一符号を付している。

【００８７】熱交換機４０はレーザチャンバ１０内のレ
ーザガスを冷却する。ファン５０は回転することにより
レーザガスを循環させる。因みに、図７中符号６１で示
される矢印の方向にガスが流れるようになっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は本実施形態のガスレーザ用電極の
要部断面を示す断面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）
に示したガスレーザ用電極におけるＸ−Ｘ線断面を示す
断面図である。

【図２】図２は本実施形態のガスレーザ用電極を用いた
場合のレーザの出力エネルギーとパルス数との関係を示
すグラフである。

【図３】図３（ａ）は本実施形態の応用例としてのガス
レーザ用電極のアノードの要部断面を示す断面図であ
り、図３（ｂ）は図３（ａ）に示したアノードにおける
Ｘ−Ｘ線断面を示す断面図である。

【図４】図４（ａ）、（ｂ）は本実施形態の応用例とし
てのガスレーザ用電極におけるアノードの要部断面を示
す断面図である。

【図５】図５は本実施形態のガスレーザ用電極を適用し
たガスレーザ装置におけるレーザチャンバの要部を示す
断面図である。

【図６】図６は図５におけるＹ−Ｙ線断面を示す断面図
である。

【図７】図７は本実施形態のガスレーザ用電極を適用し
た他のガスレーザ装置におけるレーザチャンバの要部を
示す断面図である。

【符号の説明】

１ ガスレーザ用電極 ２ カソード ３ アノード ４ 誘電体または絶縁体 １０ レーザチャンバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 薮 隆之 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 (72)発明者 溝口 計 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 Ｆターム(参考） 5F071 AA06 CC03 CC05 CC08 JJ03 JJ05

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対向して配置されるカソードとアノードと
   を有し、これらの電極間で放電することによりレーザガ
   スを励起させるガスレーザ用電極において、 前記アノードは、前記カソードとの間で放電が行われる
   部位に、誘電体または絶縁体がコーティングされている
   ことを特徴とするガスレーザ用電極。
2. 【請求項２】前記誘電体または絶縁体は、前記部位にお
   いて前記レーザガスの侵食を発生させず、かつ導電性を
   確保することができる厚みをもって形成されていること
   を特徴とする請求項１記載のガスレーザ用電極。
3. 【請求項３】前記誘電体または絶縁体は、金属微粒子が
   混合された誘電体または絶縁体であることを特徴とする
   請求項１または２記載のガスレーザ用電極。
4. 【請求項４】前記誘電体または絶縁体は、空孔を有する
   誘電体または絶縁体であることを特徴とする請求項１ま
   たは２記載のガスレーザ用電極。
5. 【請求項５】対向して配置されるカソードとアノードと
   を有し、これらの電極間で放電することによりレーザガ
   スを励起させるガスレーザ用電極において、 前記アノードの電極材質にフッ化膜を形成する単体金属
   または合金をドープしたことを特徴とするガスレーザ用
   電極。
6. 【請求項６】請求項１乃至５のうち何れかの請求項記載
   のガスレーザ用電極を用いたレーザチャンバ。
7. 【請求項７】請求項６記載のレーザチャンバを搭載した
   ガスレーザ装置。