JP2002280648A - 高電圧パルス発生装置及び露光用放電励起ガスレーザ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エネルギーの移行効率が高く、コンパクト
で、繰返し周波数の高い高電圧パルス発生装置および露
光用放電励起ガスレーザ装置を提供すること。 【解決手段】 高電圧に充電される主コンデンサＣ０１
（Ｃ０２）と、磁気アシストＳＲ１１（ＳＲ１２）と、
スイッチ手段ＳＷ１（ＳＷ２）とが昇圧トランスＴｒ１
（Ｔｒ２）の１次側に直列に接続され、昇圧トランスＴ
ｒ１（Ｔｒ２）の２次側にコンデンサＣ１１（Ｃ１２）
が接続された回路要素を複数設ける。そして、昇圧トラ
ンスＴｒ１，Ｔｒ２のコアを共通化し、その２次側に接
続されたコンデンサＣ１１，Ｃ１２を並列（もしくは直
列）に接続し、その出力端に磁気スイッチＳＲ２を接続
して磁気パルス圧縮回路の初段を形成する。さらに上記
磁気パルス圧縮回路の初段の出力端に磁気パルス圧縮回
路のパルス圧縮段を少なくとも１つ接続し、磁気パルス
圧縮回路の最終段より高電圧パルスを出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高電圧パルス発生
装置及び露光用放電励起ガスレーザ装置に関し、更に詳
細には、エネルギー移行効率が高く、コンパクトで、繰
り返し周波数の高いＡｒＦエキシマレーザ装置やフッ素
レーザ装置等に使用される高電圧パルス発生装置及び露
光用放電励起ガスレーザ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路の微細化、高集積化につ
れて、その製造用の投影露光装置においては解像力の向
上が要請されている。このため、露光用光源から放出さ
れる露光光の短波長化が進められており、半導体露光用
光源として、従来の水銀ランプから波長２４８ｎｍのＫ
ｒＦエキシマレーザ装置が用いられている。さらに、次
世代の半導体露光用光源として、波長１９３ｎｍのＡｒ
Ｆエキシマレーザ装置及び波長１５７ｎｍのフッ素レー
ザ装置等の紫外線を放出するガスレーザ装置が有力であ
る。ＫｒＦエキシマレーザ装置においては、フッ素（Ｆ
₂ ）ガス、クリプトン（Ｋｒ）ガス及びバッファーガス
としてのネオン（Ｎｅ）等の希ガスからなる混合ガス、
ＡｒＦエキシマレーザ装置においては、フッ素（Ｆ₂ ）
ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス及びバッファーガスとして
のネオン（Ｎｅ）等の希ガスからなる混合ガス、フッ素
レーザ装置においては、フッ素（Ｆ₂ ）ガス及びバッフ
ァーガスとしてヘリウム（Ｈｅ）等の希ガスからなる混
合ガスであるレーザガスが数百ｋＰａで封入されたレー
ザチェンバの内部で放電を発生させることにより、レー
ザ媒質であるレーザガスが励起される。

【０００３】以下、従来のＫｒＦエキシマレーザ装置、
ＡｒＦエキシマレーザ装置、フッ素レーザ装置における
高電圧発生回路について説明する。 （１）ＫｒＦエキシマレーザ装置の高電圧パルス発生装
置 ＫｒＦエキシマレーザ装置において、上記したようにレ
ーザチェンバ内で放電を発生させレーザガスを励起させ
るための高電圧パルス発生装置の例を図９に示す。図９
の高電圧パルス発生装置は、可飽和リアクトルからなる
３個の磁気スイッチＳＲ１、ＳＲ２、ＳＲ３を用いた２
段の磁気パルス圧縮回路からなる。磁気スイッチＳＲ１
はＩＧＢＴ等の半導体スイッチング素子である固体スイ
ッチＳＷでのスイッチングロスの低減用のものであり、
磁気アシストとも呼ばれる。第１の磁気スイッチＳＲ２
と第２の磁気スイッチＳＲ３により２段の磁気パルス圧
縮回路を構成している。

【０００４】図９に従って回路の構成と動作を以下に説
明する。まず、高電圧電源ＨＶの電圧が所定の値Ｖｉｎ
に調整され、主コンデンサＣ０が充電される。このと
き、固体スイッチＳＷはオフになっている。主コンデン
サＣ０の充電が完了し、固体スイッチＳＷがオンとなっ
たとき、固体スイッチＳＷ両端にかかる電圧は主に磁気
スイッチＳＲ１の両端にかかる。磁気スイッチＳＲ１の
両端にかかる主コンデンサＣ０の充電電圧Ｖ０の時間積
分値が磁気スイッチＳＲ１の特性で決まる限界値に達す
ると、磁気スイッチＳＲ１が飽和して磁気スイッチが入
り、主コンデンサＣ０、磁気スイッチＳＲ１、インダク
タンスＬ_L 、昇圧トランスＴｒ１の１次側、固体スイッ
チＳＷのループに電流が流れる。同時に、昇圧トランス
Ｔｒ１の２次側、コンデンサＣ１のループに電流が流
れ、主コンデンサＣ０に蓄えられた電荷が移行してコン
デンサＣ１に充電される。なお、ここでは、回路ループ
のインダクタンスとコンデンサＣ０の寄生インダクタン
スを合成したものをインダクタンスＬ_L として表してい
る。また、主コンデンサＣ０、磁気スイッチＳＲ１、イ
ンダクタンスＬ_L 、昇圧トランスＴｒ１の１次側、固体
スイッチＳＷがなすループをパルス発生回路、昇圧トラ
ンスＴｒ１の２次側、コンデンサＣ１のループを昇圧回
路と呼ぶことにする。

【０００５】この後、コンデンサＣ１における電圧Ｖ１
の時間積分値が磁気スイッチＳＲ２の特性で決まる限界
値に達すると、磁気スイッチＳＲ２が飽和して磁気スイ
ッチＳＲ２が動作し、コンデンサＣ１、コンデンサＣ
２、磁気スイッチＳＲ２のループに電流が流れ、コンデ
ンサＣ１に蓄えられた電荷が移行してコンデンサＣ２に
充電される。さらにこの後、コンデンサＣ２における電
圧Ｖ２の時間積分値が磁気スイッチＳＲ３の特性で決ま
る限界値に達すると、磁気スイッチＳＲ３が飽和して磁
気スイッチＳＲ３が動作し、コンデンサＣ２、ピーキン
グコンデンサＣｐ、磁気スイッチＳＲ３のループに電流
が流れ、コンデンサＣ２に蓄えられた電荷が移行してピ
ーキングコンデンサＣｐが充電される。予備電離のため
のコロナ放電は、第１電極１１が挿入されている誘電体
チューブ１２と第２電極１３とが接触している個所を基
点として誘電体チューブ１２の外周面に発生するが、ピ
ーキングコンデンサＣｐの充電が進むにつれてその電圧
Ｖｐが上昇し、Ｖｐが所定の電圧になるとコロナ予備電
離部の誘電体チューブ１２表面にコロナ放電が発生す
る。

【０００６】このコロナ放電によって誘電体チューブ１
２の表面に紫外線が発生し、主放電電極Ｅ、Ｅ間のレー
ザ媒質であるレーザガスが予備電離される。ピーキング
コンデンサＣｐの充電がさらに進むにつれて、ピーキン
グコンデンサＣｐの電圧Ｖｐが上昇し、この電圧Ｖｐが
ある値（ブレークダウン電圧）Ｖｂに達すると、主放電
電極Ｅ、Ｅ間のレーザガスが絶縁破壊されて主放電が開
始し、この主放電によりレーザ媒質が励起され、レーザ
光が発生する。この後、主放電によりピーキングコンデ
ンサＣｐの電圧が急速に低下し、やがて充電開始前の状
態に戻る。このような放電動作が固体スイッチＳＷのス
イッチング動作によって繰り返し行なわれることによ
り、所定の繰り返し周波数でのパルスレーザ発振が行わ
れる。ここで、磁気スイッチＳＲ２、ＳＲ３及びコンデ
ンサＣ１、Ｃ２で構成される各段の容量移行型回路のイ
ンダクタンスを後段に行くにつれて小さくなるように設
定することにより、各段を流れる電流パルスのパルス幅
が順次狭くなるようなパルス圧縮動作が行われ、主放電
電極Ｅ、Ｅ間に短パルスの強い放電が実現される。

【０００７】上記回路において、回路パラメータの具体
例は以下の通りである。 (a) 主コンデンサＣ０からコンデンサＣ１に電荷が移行
する時間（すなわち、パルス発生回路、昇圧回路を流れ
る電流パルスの１／２周期）ｔ₀ は、Ｃ１＝（ｎ _p ／ｎ
_s ）² ・Ｃ０ であるとき、次の（１）式となる。ここ
で、ＳＲ１（ｓａｔ）は磁気スイッチＳＲ１が飽和した
ときのインダクタンスである。数値例としてはｔ₀ ＝２
μｓである。 (b) 固体スイッチＳＷを流れる最大電流Ｉｐは次の
（２）式となる。

【０００８】

【数１】

【０００９】(c) 繰返し周波数は２ｋＨｚである。 (d) 入力エネルギーＥｉｎは３〜４Ｊである。 (e) ピーキングコンデンサＣｐへのエネルギー移行時間
ｔｒ（Ｃｐ）（磁気パルス圧縮回路の最終段のコンデン
サＣ２からピーキングコンデンサＣｐへの電荷の移行時
間）は、１３５ｎｓである。

【００１０】（２）ＡｒＦエキシマレーザ装置の高電圧
パルス発生装置 ＡｒＦエキシマレーザ装置において、上記したようにレ
ーザチェンバ内で放電を発生させレーザガスを励起させ
るための高電圧パルス発生装置の例を図１０に示す。Ｋ
ｒＦエキシマレーザ装置の高電圧パルス発生装置例との
相違点は、スイッチが２個並列に接続されている点（Ｓ
Ｗ１，ＳＷ２）、及び、磁気パルス圧縮回路（ＭＰＣ）
が３段（コンデンサＣ３、磁気スイッチＳＲ４が追加）
となった点である。尚、基本的な回路動作は、ＫｒＦエ
キシマレーザ装置の高電圧パルス発生装置例と同様であ
る。ＡｒＦエキシマレーザ装置が放出するレーザ光の波
長は、ＫｒＦエキシマレーザ装置が放出するレーザ光の
波長より短く、放電空間に投入するエネルギーは、Ｋｒ
Ｆエキシマレーザ装置よりＡｒＦエキシマレーザ装置の
方が大きい。また、次世代の露光用光源として期待され
るＡｒＦエキシマレーザ装置は、スループットの増大
や、露光量の安定化のため、ＫｒＦエキシマレーザ装置
よりも高繰返し発振（例えば、繰返し周波数４ｋＨｚ以
上）が期待される。放電空間に投入エネルギーが大きく
するには、入力エネルギーＥｉｎを大きくする必要があ
る。ＡｒＦエキシマレーザ装置の入力エネルギーＥｉｎ
の数値は、例えば、４．５Ｊ以上（具体的には、４．５
〜６Ｊ）である。よって、コンデンサＣ０の容量は大き
くなり、その結果、最大電流ＩＰが大きくなる。

【００１１】ここで、図１０において、スイッチＳＷ２
を２個並列としたのは以下の理由による。最大電流ＩＰ
が大きくなった分だけスイッチにかかる負荷も大きくな
る。また、高繰返し発振化のため、スイッチにおける発
熱量も増加することになる。そこで、スイッチを２個並
列にした回路を構成することにより、最大電流ＩＰを分
流することによって、各固体スイッチＳＷ１、ＳＷ２へ
の負荷を低減している。また、図１０において磁気パル
ス圧縮回路を３段としたのは、以下の理由による。４ｋ
Ｈｚ以上の高繰返し化が要請されていること、レーザ媒
質がＡｒＦエキシマレーザ用レーザガスとなったことに
より、ピーキングコンデンサＣｐへのエネルー移行時間
ｔｒ（Ｃｐ）（磁気パルス圧縮回路の最終段のコンデン
サＣ３からピーキングコンデンサＣｐへの電荷の移行時
間）を短くする必要がある。（例えば、ｔｒ（Ｃｐ）≦
１００ｎｓ） Ｃｐへの充電時間が短くない場合、すなわち、主放電電
極Ｅ、Ｅへ加えられる電圧の立上りが早くない場合、放
電開始電圧Ｖｂが小さいうちに主放電電極Ｅ、Ｅ間で放
電が発生するのでレーザ出力が小さくなる。また、ピー
キングコンデンサＣｐに移行しきれない余剰電流が磁気
パルス圧縮回路の最終段のコンデンサ（図１０ではコン
デンサＣ３）から放電空間へ流れ込むが、この余剰電流
はレーザ発振に寄与しない。よって、放電パルスの後半
部で電界集中等により放電が不均一となって次回のパル
ス放電に悪影響を及ぼす履歴が残る。

【００１２】先に述べたように、ＡｒＦエキシマレーザ
装置においては、投入エネルギーが大きくこの余剰電流
の影響もＫｒＦエキシマレーザ装置よりも大きくなるの
で、Ｃｐへの充電時間をより短くする必要がある。ま
た、繰返し周波数が高くなるとパルス間隔が短くなるの
で、前回のパルス放電の履歴の影響を受けないようにす
るには、Ｃｐへの充電時間をできるだけ短くする必要が
ある。一方、主コンデンサＣ０に高電圧電源ＨＶから印
加される電圧の値が、ＫｒＦエキシマレーザ装置の場合
と同様、Ｖｉｎであるとき、投入エネルギーＥｉｎが、
例えば、３〜４Ｊから４．５〜６Ｊへと大きくなった
分、主コンデンサＣ０の容量をより大きくする必要があ
る。したがって、前記（１）式から明らかなように、主
コンデンサＣ０からコンデンサＣ１に電荷が移行する時
間ｔ₀ が大きくなる。具体的な数値例としては、例え
ば、ｔ₀ ＝２．５μｓである。すなわち、主コンデンサ
Ｃ０からコンデンサＣ１に電荷が移行する時間ｔ₀ が大
きくなる一方で、磁気パルス圧縮回路の最終段のコンデ
ンサＣ３からピーキングコンデンサＣｐへの電荷の移行
時間ｔｒ（Ｃｐ）を短くしなければならないので、磁気
パルス圧縮回路の圧縮比を大きくする必要がある。圧縮
比を大きくするには、各磁気スイッチを構成する可飽和
リアクトルのコアへの巻き数を減らし、コアの断面積を
大きくする必要がある。

【００１３】図９に示したＫｒＦエキシマレーザ装置の
場合のように、２段の磁気パルス圧縮回路の場合、パル
ス圧縮のための段数が少ないので、各段での圧縮比が大
きくなる。そのため、上記したように各磁気スイッチを
構成する可飽和リアクトルのコアへの巻き数が減って、
コアの断面積が大きくなる。一方、図１０に示す高電圧
パルス発生装置のように、３段の磁気パルス圧縮回路の
場合、パルス圧縮のための段数が２段より多いので、各
段での圧縮比が２段の場合と比較して小さくてすみ、各
磁気スイッチを構成する可飽和リアクトルのコアの断面
積も２段の場合と比較して小さくてよい。しかしながら
段数が１段増えるので、磁気スイッチとコンデンサの分
だけ（図１０の磁気スイッチＳＲ４とコンデンサＣ
３）、２段のときと比較すると大型化する。

【００１４】２段の磁気パルス圧縮回路と３段の磁気パ
ルス圧縮回路とを比較すると次のようになる。 (a) 圧縮比を大きくするため可飽和リアクトルのコアが
大型化すると、コアでの損失が大きくなり電荷の移行効
率が下がる。上記したように、２段の磁気パルス圧縮回
路の場合、各段での圧縮比が３段の場合と比較して大き
く、コアも大型化する。よって、１段あたりの移行効率
は、２段の磁気パルス圧縮回路の方が３段の磁気パルス
圧縮回路よりも低い。 (b) 電荷の移行効率を低下させる損失の要因である可飽
和リアクトルのコアの数は３段の磁気パルス圧縮回路の
方が多いので、コアの大きさが仮に同じならば、３段の
磁気パルス圧縮回路の方が２段のものと比べて、主コン
デンサＣ０からピーキングコンデンサＣｐへの電荷の移
行効率は低くなる。 (c) 上記したように、パルス発生部でｔ₀ ＝２．５μｓ
のとき、ｔｒ（Ｃｐ）が１００ｎｓ以下となるようにパ
ルス圧縮する場合は、圧縮比が大きいので、２段の磁気
パルス圧縮回路の各段の可飽和リアクトルのコアの断面
積が大きくなり、コアの数が少ないにもかかわらず、主
コンデンサＣ０からピーキングコンデンサＣｐへの電荷
の移行効率は、２段の磁気パルス圧縮回路の方が、３段
の磁気パルス圧縮回路より低下した。よって、この例で
は、４ｋＨｚ以上の高繰返しＡｒＦエキシマレーザにお
ける磁気パルス圧縮回路を３段とした。

【００１５】（３）フッ素レーザ装置の高電圧パルス発
生装置 フッ素レーザ装置の高電圧パルス発生装置例も図１０と
同じである。フッ素レーザ装置が放出するレーザ光の波
長は、ＡｒＦエキシマレーザ装置、ＫｒＦエキシマレー
ザ装置が放出するレーザ光の波長よりさらに短く、放電
空間に投入するエネルギーは、さらに大きくなる。フッ
素レーザ装置の入力エネルギーＥｉｎの数値は、例え
ば、７Ｊ以上である。よって、コンデンサＣ０の容量は
大きくなり、その結果、最大電流ＩＰが大きくなる。ま
た、ＡｒＦエキシマレーザ装置と同様、フッ素レーザ装
置もスループットの増大や、露光量の安定化のため、高
繰返し発振（例えば、繰返し周波数４ｋＨｚ以上）が期
待される。したがって、ピーキングコンデンサＣｐへの
エネルギー移行時間ｔｒ（Ｃｐ）（磁気パルス圧縮回路
の最終段のコンデンサＣ３からピーキングコンデンサＣ
ｐへの電荷の移行時間）も、ＡｒＦエキシマレーザ装置
の場合〔例えば、ｔｒ（Ｃｐ）≦１００ｎｓ〕と同様、
もしくは、それより短くする必要がある。一方、主コン
デンサＣ０に高電圧電源ＨＶから印加される電圧の値
が、ＫｒＦエキシマレーザ装置、ＡｒＦエキシマレーザ
装置の場合と同様、Ｖｉｎであるとき、投入エネルギー
Ｅｉｎが３〜４Ｊ（ＫｒＦエキシマレーザ装置の場合の
例）から７Ｊ以上へと大きくなった分、主コンデンサＣ
０の容量をより大きくする必要がある。よって、前記
（１）式から明らかなように、主コンデンサＣ０からコ
ンデンサＣ１に電荷が移行する時間ｔ₀ が大きくなる。

【００１６】具体的な数値例としては、例えば、ｔ₀ ＝
３．０ｎｓである。ＡｒＦエキシマレーザ装置のより圧
縮比が大きくなる上記のような条件では、２段の磁気パ
ルス圧縮回路では対応できず、３段の磁気パルス圧縮回
路を採用することになる。この場合、ＡｒＦエキシマレ
ーザ装置のときより各段での圧縮比が大きくなるので、
各磁気スイッチを構成する可飽和リアクトルのコアへの
巻き数が減って、コアの断面積が大きくなる。さらに、
２段のときと比較すると、段数が１段増えるので、磁気
スイッチとコンデンサの分だけ（図１０の磁気スイッチ
ＳＲ４とコンデンサＣ３）２段のときと比較すると大型
化する。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、ＡｒＦ
エキシマレーザ装置、フッ素レーザ装置の高電圧パルス
発生装置は、繰返し周波数の増大という要請に答え、か
つ、投入エネルギーの増大およびピーキングコンデンサ
の立上り速度の増大に対応するためには、磁気パルス圧
縮回路の圧縮比を増大する必要がある。圧縮比を増大さ
せるには、上記したように２つの方法がある。一つは、
磁気パルス圧縮回路の段数は増大させず（例えば、２
段）、各段での圧縮比を増大させる方法である。すなわ
ち、各磁気スイッチを構成する可飽和リアクトルのコア
への巻き数を減らして、コアの断面積が大きくする。も
う一つは、磁気パルス圧縮回路の各段の圧縮比はそのま
まか、あまり増大させず（例えばＫｒＦエキシマレーザ
装置のときと同程度）、段数を増やす方法である。前者
の方法では、可飽和リアクトルのコアの断面積が増大す
るので、磁気パルス圧縮回路が大型化する。一方、後者
の方法では、各段の圧縮比は増大しないので各段個別に
は大型化しないが、段数が増える分、磁気スイッチとコ
ンデンサのセットの数が増大するので、結局、磁気パル
ス圧縮回路が大型化する。いずれにしても磁気パルス圧
縮回路が大型化することにより、メンテナンスも大掛か
りなものとなり、また、磁気パルス圧縮回路そのものの
材料コストが増加する。本発明は以上のような事情に鑑
み成されたものであって、その目的は、エネルギーの移
行効率が高く、かつ、コンパクトで、繰返し周波数の高
い高電圧パルス発生装置および該高電圧パルス発生装置
を用いた露光用放電励起ガスレーザ装置を提供すること
である。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明においては、上記
課題を次のようにして解決する。 （１）高電圧パルス発生装置において、高電圧に充電さ
れる主コンデンサと、可飽和リアクトルからなる磁気ア
シストと、スイッチ手段とが昇圧トランスの１次側に直
列に接続され、上記昇圧トランスの２次側にコンデンサ
が接続された回路要素を複数設ける。そして、上記複数
の昇圧トランスのコアを共通化し、該複数の昇圧トラン
スの２次側に接続された各コンデンサを直列もしくは並
列に接続し、上記コンデンサの出力端に磁気スイッチを
接続して磁気パルス圧縮回路の初段を形成する。さらに
上記磁気パルス圧縮回路の初段の出力端にコンデンサと
磁気スイッチからなる磁気パルス圧縮回路のパルス圧縮
段を少なくとも１つ接続し、この磁気パルス圧縮回路の
最終段より高電圧パルスを出力する。 （２）高電圧パルス発生装置において、高電圧に充電さ
れる主コンデンサと、可飽和リアクトルからなる磁気ア
シストと、スイッチ手段とが昇圧トランスの１次側に直
列に接続され、上記昇圧トランスの２次側にコンデンサ
が接続された回路要素を複数設ける。そして、上記複数
の磁気アシストのコアを共通化し、上記複数の昇圧トラ
ンスの２次側に接続された各コンデンサを直列もしくは
並列に接続して、上記コンデンサの出力端に磁気スイッ
チが接続されて磁気パルス圧縮回路の初段を形成する。
さらに上記磁気パルス圧縮回路の初段の出力端にコンデ
ンサと磁気スイッチからなる磁気パルス圧縮回路のパル
ス圧縮段を少なくとも１つ接続し、この磁気パルス圧縮
回路の最終段より高電圧パルスを出力する。 （３）上記（２）において、複数の回路要素の昇圧トラ
ンスのコアを共通化する。 （４）上記（１）（２）（３）の高電圧パルス発生装置
を、パルス放電により励起可能なレーザガスが密封され
たレーザチェンバーと、このレーザチェンバー内に配置
した繰返しパルス放電を行う一対のレーザ放電電極と、
上記一対のレーザ放電電極に並列に接続されたピーキン
グコンデンサとを有し、高繰返し発振を行う露光用放電
励起ガスレーザ装置に適用し、上記一対のレーザ放電電
極に高電圧パルスを印加する。 （５）上記（１）〜（３）の高電圧パルス発生装置を、
上記複数の回路要素を構成する各主コンデンサへ投入さ
れるエネルギーの総和が４．０Ｊ以上であって、高繰返
し発振周波数が４ｋＨｚ以上であり、上記高電圧パルス
発生装置の最終段のコンデンサから上記ピーキングコン
デンサへの電荷の移行時間が１００ｎｓ以下である露光
用放電励起ガスレーザ装置に適用する。

【００１９】本発明においては、高電圧パルス発生装置
を上記（１）〜（３）のように構成したので磁気パルス
圧縮回路の圧縮比を大きくしなくても、繰返し周波数の
増大、投入エネルギーの増大およびピーキングコンデン
サの立上り速度の増大という要請に対応することができ
る。また、各磁気スイッチを構成する可飽和リアクトル
のコアの断面積を小型化し、電荷の移行効率が上げるこ
とができる。さらに、２段の磁気パルス圧縮回路を採用
することが可能となり、小型化・低コスト化が可能とな
る。また、並列接続したパルス発生回路の昇圧トランス
のコアを共通化することにより、レーザ装置の効率を向
上させることができ、また装置の小型化を図ることがで
きる。またさらに、上記（２）のように複数の磁気アシ
ストのコアを共通化することにより、複数設けた磁気ア
シストのコアのばらつき、スイッチ手段の動作にばらつ
きがあっても、複数の磁気アシストの動作タイミングを
一致させることができる。このため、複数の磁気アシス
トに流れる電流パルスを一致させることが可能となり、
次段の磁気スイッチのコアが大型化することがない。ま
た、上記（１）〜（３）の高電圧パルス発生装置を、パ
ルス放電により励起可能なレーザガスが密封されたレー
ザチェンバーと、このレーザチェンバー内に配置した繰
返しパルス放電を行う一対のレーザ放電電極と、上記一
対のレーザ放電電極に並列に接続されたピーキングコン
デンサとを有する露光用放電励起ガスレーザ装置に適用
することにより、高繰り返し発振が可能でコンパクトな
露光用放電励起ガスレーザ装置を得ることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。 （１）実施例１ ＡｒＦエキシマレーザ装置、フッ素レーザ装置に適用さ
れる本発明の第１の実施例の高電圧パルス発生装置の構
成を図１に示す。図１に示す高電圧パルス発生装置は、
パルス放電により励起可能なレーザガスが密封されたレ
ーザチェンバーと、このレーザチェンバー内に配置した
繰返しパルス放電を行う一対のレーザ放電電極と、上記
一対のレーザ放電電極に並列に接続されたピーキングコ
ンデンサとを有するＡｒＦエキシマレーザ装置、フッ素
レーザ装置等の、入力エネルギーが大きく高繰り返し周
波数の露光用放電励起ガスレーザ装置に適用され、上記
レーザ放電電極に高繰り返しの高電圧パルスを印加し
て、レーザチェンバ内で放電を発生させレーザガスを励
起させるものである。図１において、前記図１０に示し
たものと同一のものには同一の符号が付されており、図
１が図１０と異なる部分は、主コンデンサＣ０、磁気ス
イッチＳＲ１、固体スイッチＳＷ、昇圧トランスＴｒ
１、コンデンサＣ１からなる回路構成を、複数（図１で
は２個）並列に接続するとともに、２個の昇圧トランス
のコアを共通化した点である。すなわち、図１に示す第
１の実施例は、主コンデンサＣ０１、磁気スイッチ（磁
気アシスト）ＳＲ１１および固体スイッチＳＷ１を昇圧
トランスＴｒ１の１次側に直列接続し、昇圧トランスＴ
ｒ１の２次側に並列にコンデンサＣ１１を接続した回路
構成Ｃｉ１（パルス発生回路と昇圧回路）と、主コンデ
ンサＣ０２、磁気スイッチ（磁気アシスト）ＳＲ１２
を、固体スイッチＳＷ２を昇圧トランスＴｒ２の１次側
に直列接続し、昇圧トランスＴｒ２の２次側に並列にコ
ンデンサＣ１２を接続した回路構成Ｃｉ２（パルス発生
回路と昇圧回路）とを設け、コンデンサＣ１１の出力側
とコンデンサＣ１２の出力側で並列に接続するととも
に、昇圧トランスＴｒ１とＴｒ２のコアを共通化したも
のである。

【００２１】次に、図１に従って回路の動作を説明す
る。まず、高電圧電源ＨＶの電圧が所定の値Ｖｉｎに調
整され、主コンデンサＣ０１並びに主コンデンサＣ０２
が充電される。このとき、固体スイッチＳＷ１並びに固
体スイッチＳＷ２はオフになっている。主コンデンサＣ
０１並びに主コンデンサＣ０２の充電が完了し、固体ス
イッチＳＷ１、ＳＷ２がオンとなったとき、固体スイッ
チＳＷ１の両端にかかる電圧は主に磁気スイッチＳＲ１
１の両端にかかるように移る。また、固体スイッチＳＷ
２の両端にかかる電圧は主に磁気スイッチＳＲ１２の両
端にかかるように移る。磁気スイッチＳＲ１１の両端に
かかる主コンデンサＣ０１の充電電圧Ｖｉｎの時間積分
値が磁気スイッチＳＲ１１の特性で決まる限界値に達す
ると、磁気スイッチＳＲ１１が飽和して磁気スイッチが
入り、主コンデンサＣ０１、磁気スイッチＳＲ１１、イ
ンダクタンスＬ_L1、昇圧トランスＴｒ１の１次側、固体
スイッチＳＷ１のループに電流が流れる。同時に、昇圧
トランスＴｒ１の２次側、コンデンサＣ１１のループに
電流が流れ、主コンデンサＣ０１に蓄えられた電荷が移
行してコンデンサＣ１１に充電される。なお、ここで
は、回路ループのインダクタンスとコンデンサＣ０１の
寄生インダクタンスを合成したものをインダクタンスＬ
_L1として表している。

【００２２】一方、同時のタイミングで磁気スイッチＳ
Ｒ１２の両端にかかる主コンデンサＣ０２の充電電圧Ｖ
ｉｎの時間積分値が磁気スイッチＳＲ１２の特性で決ま
る限界値に達すると、磁気スイッチＳＲ１２が飽和して
磁気スイッチが入り、主コンデンサＣ０２、磁気スイッ
チＳＲ１２、インダクタンスＬ_L2、昇圧トランスＴｒ２
の１次側、固体スイッチＳＷ２のループに電流が流れ
る。同時に、昇圧トランスＴｒ２の２次側、コンデンサ
Ｃ１２のループに電流が流れ、主コンデンサＣ０２に蓄
えられた電荷が移行してコンデンサＣ１２に充電され
る。ここでは、回路ループのインダクタンスとコンデン
サＣ０２の寄生インダクタンスを合成したものを、上記
と同様にインダクタンスＬ_L2として表している。並列に
接続されている、コンデンサＣ１１を含む回路構成Ｃｉ
１と、コンデンサＣ１２を含む回路構成Ｃｉ２とは、回
路パラメータが等しいように設計されている。よって、
コンデンサＣ１１、コンデンサＣ１２における電圧Ｖ１
の時間積分値は等しくなる。この時間積分値が磁気スイ
ッチＳＲ２の特性で決まる限界値に達すると、磁気スイ
ッチＳＲ２が飽和して磁気スイッチが入り、コンデンサ
Ｃ１１、コンデンサＣ２、磁気スイッチＳＲ２のループ
およびコンデンサＣ１２、コンデンサＣ２、磁気スイッ
チＳＲ２のループに電流が流れ、コンデンサＣ１１およ
びコンデンサＣ１２に蓄えられた電荷が移行してコンデ
ンサＣ２に充電される。その後の動作は、前記図９で説
明したＫｒＦエキシマレーザ装置の高電圧パルス発生装
置と同様である。

【００２３】本実施例の高電圧パルス発生装置の特徴は
以下の通りである。 (a) 主コンデンサＣ０１からコンデンサＣ１１に電荷が
移行する際、流れる電流の１／２周期ｔ₀₁１、及び、主
コンデンサＣ０２からコンデンサＣ１２に電荷が移行す
る際、流れる電流の１／２周期ｔ₀₂２は、 Ｃ１１＝（ｎ_p ／ｎ_s ）² ・Ｃ０１ Ｃ１２＝（ｎ_p ／ｎ_s ）² ・Ｃ０２ であるとき、以下の（３）式、（４）式となる。

【００２４】

【数２】

【００２５】ここで、ＳＲ１１（ｓａｔ）、ＳＲ１２
（ｓａｔ）は、磁気スイッチＳＲ１１、ＳＲ１２が飽和
したときのインダクタンスである。 (b) コンデンサＣ１１とコンデンサＣ１２は並列に接続
されているので、コンデンサＣ１１、Ｃ１２に移行した
電荷は全てコンデンサＣ２に移行する。よって、主コン
デンサＣ０１、Ｃ０２の容量は図１０の従来の高電圧パ
ルス発生装置における主コンデンサＣ０の容量の１／２
でよい。すなわち、以下の通りになる。 Ｃ０１＝（１／２）・Ｃ０ Ｃ０２＝（１／２）・Ｃ０ (c) また、上記の通り主コンデンサＣ０１、Ｃ０２の容
量が従来より小さくなったので、主コンデンサＣ０１、
Ｃ０２の寄生インダクタンスも従来より小さくなる。す
なわち、以下の通りとなる。 Ｌ_L1＜Ｌ_L Ｌ_L2＜Ｌ_L (d) 以上により、図１０の従来の高電圧パルス発生装置
における主コンデンサＣ０からコンデンサＣ１に電荷が
移行する際、流れる電流の１／２周期ｔ₀ と、主コンデ
ンサＣ０１からコンデンサＣ１１に電荷が移行する際、
流れる電流の１／２周期ｔ₀₁とを比較すると、以下の
（５）〜（７）式のようになる。ここで、ＳＲ１１（ｓ
ａｔ）は磁気スイッチＳＲ１１が飽和したときのインダ
クタンス、ＳＲ１２（ｓａｔ）は磁気スイッチＳＲ１２
が飽和したときのインダクタンスであるとし、ＳＲ１１
（ｓａｔ）＝ＳＲ１２（ｓａｔ）＝ＳＲ１（ｓａｔ）と
する。

【００２６】

【数３】

【００２７】また、同様に、主コンデンサＣ０２からコ
ンデンサＣ１２に電荷が移行する際、流れる電流の１／
２周期ｔ₀₂とを比較すると、以下の（８）〜（１０）式
のようになる。

【００２８】

【数４】

【００２９】以上のように磁気パルス圧縮回路の初段の
コンデンサＣ１１、Ｃ１２への電荷（エネルギー）の移
行時間は、図１０の従来の高電圧パルス発生装置におけ
る磁気圧縮回路の初段のコンデンサＣ１への電荷（エネ
ルギー）の移行時間より短くなる。よって、磁気パルス
圧縮回路で圧縮する前の電流パルスの周期が従来より短
くなるので、磁気パルス圧縮回路の圧縮比を小さくする
ことができる。そのため、各磁気スイッチを構成する可
飽和リアクトルのコアの断面積を大きくすることなく、
２段の磁気パルス圧縮回路でパルス圧縮をすることがで
きる。また、コアの断面積が小さくなった分、電荷の移
行効率も高くなる。また、当然ながら、３段の磁気パル
ス圧縮回路より段数が少ないので小型化・低コスト化が
可能となり、また電荷の移行効率も３段の時期パルス圧
縮回路よりも高くなる。

【００３０】本実施例の高電圧パルス発生装置を、下記
条件において、ＡｒＦエキシマレーザ装置、フッ素レー
ザ装置に適用したところ以下の結果を得た。 条件（１）投入エネルギーＥｉｎ ＡｒＦエキシマレーザ装置：４．５〜６Ｊ フッ素レーザ装置：７Ｊ以上 条件（２）繰返し周波数 両装置とも４ｋＨｚ 結果：コンデンサＣ１１、Ｃ１２への移行時間：両装置
とも１．２μｓ以下：ピーキングコンデンサＣｐへの移
行時間ｔｒ（Ｃｐ）：両装置とも８０ｎｓ以下 上記したように、ＫｒＦエキシマレーザ装置と比べてＡ
ｒＦエキシマレーザ装置、フッ素レーザ装置は、４ｋＨ
ｚ以上の高繰返しが要請される。また、投入エネルギー
Ｅｉｎも４Ｊ以上と大きくなり、主コンデンサＣ０の容
量をより大きくすることによりそれに対応している。よ
って、主コンデンサＣ０からコンデンサＣ１に電荷が移
行する時間ｔ₀ が大きくなるが、その一方で、ピーキン
グコンデンサＣｐへのエネルギー移行時間ｔｒ（Ｃｐ）
の高速化（８０ｎｓ以下）が必要とされる。このような
ＡｒＦエキシマレーザ装置、フッ素レーザ装置に、本実
施例の高電圧発生回路を適用すると、上記したように、
主コンデンサＣ０からコンデンサＣ１１、Ｃ１２への移
行時間が１．２μｓ以下と短くできる。すなわち、磁気
パルス圧縮回路で圧縮する前の電流パルスの周期を短く
することができる。よって、磁気パルス圧縮回路の圧縮
比を大きくする必要がないので、各磁気スイッチを構成
する可飽和リアクトルのコアの断面積も従来と比べ小型
になって、コアでの損失が小さくなり電荷の移行効率が
上がる。また、２段の磁気パルス圧縮回路を採用するこ
とが可能となり、小型化・低コスト化が可能となる。

【００３１】本実施例においては、並列に接続されるパ
ルス発生回路において、昇圧トランスＴｒ１、Ｔｒ２の
コアを共通化している。昇圧トランスのコアを共通化す
ることにより、以下の効果が得られる。昇圧トランスの
コアを分離した場合は、昇圧トランスを２個（Ｔｒ１，
Ｔｒ２）使用するので、トランスのコアでの損失が大き
くなるが、昇圧トランスを共通化すれば、使用するコア
が１個で済むので、昇圧トランスのコアを共通化しない
場合と比較して、損失が少なくなる。すなわち、レーザ
装置の効率を向上させることができる。また、コアが１
個で済むので、装置の小型化を図ることができる。な
お、性能面では、昇圧トランスを分離した場合は、パル
ス発生回路それぞれに昇圧トランスがあるので、固体ス
イッチＳＷ１と昇圧トランスＴｒ１と磁気スイッチＳＲ
１１の実装時の配線、配置等を、回路ループのインダク
タンスが最小となるように行うことができる。同様に、
固体スイッチＳＷ２と昇圧トランスＴｒ２と磁気スイッ
チＳＲ１２の実装時の配線、配置等を、回路ループのイ
ンダクタンスが最小となるように行うことができる。す
なわち、インダクタンスＬ_L1、インダクタンスＬ_L2を小
さくすることができ、パルス発生回路における電流パル
スの１／２周期ｔ₀₁、ｔ₀₂が短くなる。一方、昇圧トラ
ンスを共通化した場合は、１つの昇圧トランスＴｒ１
に、固体スイッチＳＷ１、磁気スイッチＳＲ１１、固体
スイッチＳＷ２、磁気スイッチＳＲ１２を実装すること
になるので、回路ループのインダクタンスが最小となる
ように、配線、配置等を行うことが昇圧トランスを分離
した場合に比べ、難しくなる。すなわち、昇圧トランス
を分離した場合と比べると、インダクタンスＬ_L1、イン
ダクタンスＬ_L2を小さくすることができず、パルス発生
回路における電流パルスの１／２周期ｔ₀₁、ｔ₀₂が若干
長くなる。このため、磁気パルス圧縮回路の圧縮比が同
じである場合、昇圧トランスを分離した場合の方が、ピ
ーキングコンデンサＣｐへのエネルギー移行時間ｔｒ
（Ｃｐ）（磁気パルス圧縮回路の最終段のコンデンサＣ
３からピーキングコンデンサＣｐへの電荷の移行時間）
を短くすることができる。以上のように、昇圧トランス
のコアを共通化することにより、レーザ装置の効率を向
上させることができ、また、装置の小型化を図ることが
できが、性能面では、ピーキングコンデンサＣｐへのエ
ネルギー移行時間ｔｒ（Ｃｐ）が長くなる可能性があ
る。しかし、この性能面での問題は、回路配置を工夫す
ることにより、改善を図ることが可能である。

【００３２】（２）実施例２ 図２に本発明の第２の実施例の高電圧パルス発生装置の
構成を示す。本実施例の高電圧パルス発生装置も、第１
の実施例と同様、高繰返し発振を行うＡｒＦエキシマレ
ーザ装置、フッ素レーザ装置に適用され、上記レーザ放
電電極に高繰り返しの高電圧パルスを印加して、レーザ
チェンバ内で放電を発生させレーザガスを励起させるも
のである。本実施例と前記図１に示した第１の実施例と
の違いは、並列に接続されるパルス発生回路において、
固体スイッチＳＷ１、ＳＷ２のスイッチングロスの低減
用の磁気スイッチのコアを共通化（図２の磁気スイッチ
ＳＲ１）した点にある。なお、本実施例においては、昇
圧トランスＴｒ１，Ｔｒ２のコアを共通化していない
が、第１の実施例と同様に、昇圧トランスＴｒ１，Ｔｒ
２のコアを共通化してもよい。図１に示した第１の実施
例において、同時にＯＮ、ＯＦＦ動作するよう設計され
ている固体スイッチＳＷ１、ＳＷ２の動作にバラツキが
あり、また、磁気スイッチＳＲ１１、ＳＲ１２の可飽和
リアクトルのコアにバラツキがある場合を考える。

【００３３】図３に、第１の実施例において固体スイッ
チＳＷ１が固体スイッチＳＷ２より早く動作し、また、
飽和時に磁気スイッチＳＲ１１が磁気スイッチＳＲ１２
より早く動作する場合の波形を示す。図３（ａ）におい
て、一点鎖線は、固体スイッチＳＷ１にかかる電圧を、
実線は磁気スイッチＳＲ１１を流れる電流波形を示す。
図３（ｂ）において、一点鎖線は、固体スイッチＳＷ２
にかかる電圧を、実線は磁気スイッチＳＲ１２を流れる
電流波形を示す。図３（ｃ）は、図１において、磁気パ
ルス圧縮回路の初段にかかる電流波形、すなわち、磁気
スイッチＳＲ１１を流れる電流の波形と磁気スイッチＳ
Ｒ１２に流れる電流の波形が合成された電流波形を示
す。

【００３４】図３（ａ）は、固体スイッチＳＷ１がＯＮ
後、固体スイッチＳＷ１にかかる電圧が急激に降下し、
固体スイッチＳＷ１がＯＮの時点から時間Ｔ１後に電流
パルスが発生することを示している。ここで、電流パル
スの１／２周期はｔ₀₁である。図３（ｂ）は、固体スイ
ッチＳＷ１がＯＮの時点から時間ｔｄ１だけ遅れて固体
スイッチＳＷ２がＯＮして固体スイッチＳＲ２にかかる
電圧が急激に降下すること、および、固体スイッチＳＷ
２がＯＮの時点から、時間Ｔ２後に電流パルスが発生す
ることを示している。ここで、電流パルスの１／２周期
はｔ₀₂でありｔ ₀₂＝ｔ₀₁である。なお、この例では上記
時間Ｔ２は時間Ｔ１より長く、その差はｔｄ２である。
上記時間ｔｄ１は、固体スイッチＳＷ１、ＳＷ２をドラ
イブするドライブ回路のバラツキにより発生する時間で
ある。また、上記時間ｔｄ２は、磁気スイッチＳＲ１
１、ＳＲ１２にかかる電圧の時間積分値のバラツキによ
り発生する時間である。図３（ｃ）に示すように、磁気
パルス圧縮回路の初段にかかる電流の１／２周期はｔ₀₁
＋ｔｄ１＋ｔｄ２（＝ｔ₀₂＋ｔｄ１＋ｔｄ２）となり、
ｔ₀₁（＝ｔ₀₂）より増加する。よって、このようなジッ
タを考慮した分だけ磁気パルス圧縮回路の次段の可飽和
リアクトルのコアが大型化する。

【００３５】一方、図２に示す高電圧パルス発生装置に
ついて考える。図２では、各パルス発生回路における固
体スイッチＳＷ１、ＳＷ２の動作のバラツキはあり得る
が、磁気スイッチＳＲ１が共通のため、第１の実施例の
ような、コアのばらつきの影響は生じない。図４に、第
２の実施例において固体スイッチＳＷ１が固体スイッチ
ＳＷ２より早く動作する場合の波形を示す。図４（ａ）
において、一点鎖線は、固体スイッチＳＷ１にかかる電
圧を、実線は磁気スイッチＳＲ１を流れる電流波形を示
す。図４（ｂ）において、一点鎖線は、固体スイッチＳ
Ｗ２にかかる電圧を、実線は磁気スイッチＳＲ１を流れ
る電流波形を示す。図４（ｃ）は、図４において、磁気
パルス圧縮回路の初段にかかる電流波形、すなわち、磁
気スイッチＳＲ１を流れる電流の電流波形を示す。

【００３６】図４（ａ）は、固体スイッチＳＷ１がＯＮ
後、固体スイッチＳＷ１にかかる電圧が急激に降下し、
固体スイッチＳＷ１がＯＮの時点から時間Ｔ１後に電流
パルスが発生することを示している。ここで、電流パル
スの１／２周期はｔ₀₁である。図４（ｂ）は、固体スイ
ッチＳＷ１がＯＮの時点から時間ｔｄ１だけ遅れて固体
スイッチＳＷ２がＯＮすること、また、先に固体スイッ
チＳＷ１がＯＮしたので、固体スイッチＳＷ２にかかる
電圧が固体スイッチＳＷ２がＯＮする時点まで上昇し
て、その後、固体スイッチＳＷ２がＯＮした後、急激に
降下すること、さらに、固体スイッチＳＷ１がＯＮの時
点から時間Ｔ１後に電流パルスが発生することを示して
いる。ここで、電流パルスの１／２周期はｔ₀₂でありｔ
₀₂＝ｔ₀₁である。すなわち、並列に接続されるパルス発
生回路において、固体スイッチＳＷ１、ＳＷ２のスイッ
チングロスの低減用の磁気スイッチＳＲ１を共通化した
ので、磁気スイッチＳＲ１は、先にＯＮした固体スイッ
チＳＷ１によって動作を開始する。このため、固体スイ
ッチＳＷ２のＯＮ動作の遅れは、磁気スイッチＳＲ１の
動作に影響を与えない。さらに上記したように、磁気ス
イッチＳＲ１が共通のため、コアのばらつきの影響は生
じない。したがって、図４（ｃ）に示すように、磁気パ
ルス圧縮回路の初段にかかる電流の１／２周期はｔ
₀₁（＝ｔ₀₂）となる。すなわち、本実施例によれば、固
体スイッチＳＷ１、ＳＷ２のジッタ分を考慮しなくてよ
い。

【００３７】なお、図２の高電圧パルス発生装置におい
て、以下に示す図５のように、固体スイッチＳＷ１、Ｓ
Ｗ２にそれぞれ並列にコンデンサＣｓを接続するのが望
ましい。上記した図４（ｂ）に示したとおり、例えば、
固体スイッチＳＷ１がＯＮの時点から時間ｔｄ１だけ遅
れて固体スイッチＳＷ２がＯＮする場合、固体スイッチ
ＳＷ２にかかる電圧は固体スイッチＳＷ２がＯＮする時
点まで上昇して、その後、固体スイッチＳＷ２がＯＮし
た後、急激に降下する。ここで、時間ｔｄ１が長くなる
と、固体スイッチＳＷ２にかかる電圧が大きくなり、場
合によっては、固体スイッチＳＷ２の耐圧を超えてしま
う恐れがある。そこで、固体スイッチＳＷ１、ＳＷ２に
それぞれ並列にコンデンサＣｓを接続する。これによ
り、時間ｔｄ１が長くなっても、図６（ｂ）に示すよう
に、固体スイッチＳＷ２にかかる電圧の上昇スピードが
緩やかになり、電圧が固体スイッチＳＷ２の耐圧を超え
てしまう前に固体スイッチＳＷ２がＯＮして急激に降下
する。このため、固体スイッチＳＷ２が保護される。固
体スイッチＳＷ２が先にＯＮした場合には、固体スイッ
チＳＷ１が同様に保護される。

【００３８】本発明は、上記した実施例に限られるもの
ではなく、いかなる変形も可能である。例えば、トラン
スの２次側に接続されるコンデンサＣ１１、Ｃ１２を直
列に接続しても良い。図７はコンデンサＣ１１、Ｃ１２
を直列に接続した例であり、同図（ａ）は昇圧トランス
Ｔｒ１，Ｔｒ２のコアを共通化した場合、同図（ｂ）
は、昇圧４トランスＴｒ１，Ｔｒ２のコアを分離した場
合を示している。前記図１、図２に示したようにコンデ
ンサＣ１１、Ｃ１２が並列に接続されている場合と、図
７に示すようにコンデンサＣ１１、Ｃ１２を直列に接続
した場合とを比較すると、回路条件は以下のようにな
る。 (a) 直列接続したときのコンデンサＣ１１、Ｃ１２にか
かる電圧は、並列接続時の１／２ (b) 直列接続したときのコンデンサＣ１１、Ｃ１２の容
量は、並列接続時の容量の４倍 (c) トランスの巻線比は、並列接続時の巻線比をｎｐ：
ｎｓとすると、直列接続時には、ｎｐ：（１／ ２）ｎ
ｓとなる。

【００３９】また、前記第１、第２の実施例では、主コ
ンデンサ、磁気スイッチ（磁気アシスト）、固体スイッ
チが昇圧トランスの１次側に直列接続された回路を２回
路並列に接続しているが、本発明はこれに限るものでは
なく、入力エネルギーＥｉｎの増大、ピーキングコンデ
ンサＣｐへの移行時間ｔｒ（Ｃｐ）の短縮化に応じて、
３回路以上並列接続することも可能である。さらに、主
コンデンサ、磁気スイッチ（磁気アシスト）、固体スイ
ッチが昇圧トランスの１次側に直列接続された回路を２
回路並列に接続するにあたって、磁気スイッチ（磁気ア
シスト）のコアを共通化した例を第２の実施例で示した
が、入力エネルギーＥｉｎの増大、ピーキングコンデン
サＣｐへの移行時間ｔｒ（Ｃｐ）の短縮化に応じて、上
記構成の並列２回路を１ユニットの回路として、このユ
ニットを複数並列に接続してもよい。図８に上記並列２
回路を１ユニットの回路として、このユニットを複数並
列に接続した回路例を示す。図８の回路は、昇圧トラン
スＴｒ１，Ｔｒ２のコアを共通化した前記図２に示した
高電圧パルス発生装置を並列接続したものであり、その
動作は前記図２に示したものと同じである。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、以下の効果を得ることができる。 （１）主コンデンサ、磁気スイッチ（磁気アシスト）、
固体スイッチが昇圧トランスの１次側に直列接続された
回路を複数並列に接続したので、投入エネルギーの増大
という要請に対し、所定の充電電圧のとき、主コンデン
サの容量を大きくしなくとも対応することが可能とな
る。そのため、磁気パルス圧縮回路で圧縮する前の電流
パルスの周期を短くすることが可能となった。さらに、
磁気パルス圧縮回路の圧縮比を大きくしなくても、繰返
し周波数の増大、投入エネルギーの増大およびピーキン
グコンデンサの立上り速度の増大という要請に対応する
ことができる。また、上記したように、磁気パルス圧縮
回路の圧縮比を大きくする必要がないので、各磁気スイ
ッチを構成する可飽和リアクトルのコアの断面積も従来
と比べ小型になって、コアでの損失が小さくなり電荷の
移行効率が上がった。さらに、２段の磁気パルス圧縮回
路を採用することが可能となり、小型化・低コスト化が
可能となる。 （２）並列接続したパルス発生回路の昇圧トランスのコ
アを共通化したので、昇圧トランスのコアを共通化しな
い場合と比較して、損失が少なくすることができ、レー
ザ装置の効率を向上させることができる。また、コアが
１個で済むので、装置の小型化を図ることができる。 （３）並列回路に設けた複数の磁気アシストのコアを共
通化することにより、複数設けた磁気アシストのコアの
ばらつき、スイッチ手段の動作にばらつきがあっても、
複数の磁気アシストの動作タイミングを一致させること
ができる。このため、複数の磁気アシストに流れる電流
パルスを一致させることが可能となり、次段の磁気スイ
ッチのコアが大型化することがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の高電圧パルス発生装置
の構成を示す図である。

【図２】本発明の第２の実施例の高電圧パルス発生装置
の構成を示す図である。

【図３】第１の実施例において固体スイッチＳＷ１が固
体スイッチＳＷ２より早く動作する場合の波形例を示す
図である。

【図４】第２の実施例において固体スイッチＳＷ１が固
体スイッチＳＷ２より早く動作する場合の波形例を示す
図である。

【図５】第２の実施例において固体スイッチＳＷ１、Ｓ
Ｗ２にそれぞれ並列にコンデンサＣｓを接続した場合を
示す図である。

【図６】固体スイッチＳＷ１、ＳＷ２にそれぞれ並列に
コンデンサＣｓを接続した場合の波形例を示す図であ
る。

【図７】コンデンサＣ１１、Ｃ１２を直列に接続した場
合を示す図である。

【図８】並列２回路を１ユニットの回路として、このユ
ニットを複数並列に接続した回路例を示す図である。

【図９】ＫｒＦエキシマレーザ装置における高電圧パル
ス発生装置の回路例を示す図である。

【図１０】ＡｒＦエキシマレーザ装置における高電圧パ
ルス発生装置の回路例を示す図である。

【符号の説明】

ＨＶ 高電圧電源 ＳＷ，ＳＷ１，ＳＷ２ 固体スイッチ ＳＲ１〜ＳＲ４ 磁気スイッチ ＳＲ１１，ＳＲ１２ 磁気スイッチ Ｌ_L ，Ｌ_L1〜Ｌ_L4 インダクタンス Ｔｒ１，Ｔｒ２ 昇圧トランス Ｃ０ 主コンデンサ Ｃｐ ピーキングコンデンサ Ｃ１〜Ｃ３，Ｃｃ コンデンサ Ｃ１１〜Ｃ１４ コンデンサ Ｃ０１〜Ｃ０４ コンデンサ Ｅ，Ｅ 主放電電極 １１ 第１電極 １２ 誘電体チューブ １３ 第２電極

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高電圧に充電される主コンデンサと、可
   飽和リアクトルからなる磁気アシストと、スイッチ手段
   とが昇圧トランスの１次側に直列に接続され、 上記昇圧トランスの２次側にコンデンサが接続された回
   路要素を複数有し、 上記複数の昇圧トランスのコアが共通化され、該複数の
   昇圧トランスの２次側に接続された各コンデンサが直列
   もしくは並列に接続されており、 上記コンデンサの出力端に磁気スイッチが接続されて磁
   気パルス圧縮回路の初段を形成し、 さらに上記磁気パルス圧縮回路の初段の出力端にコンデ
   ンサと磁気スイッチからなる磁気パルス圧縮回路のパル
   ス圧縮段が少なくとも１つ接続されていて、この磁気パ
   ルス圧縮回路の最終段より高電圧パルスを出力すること
   を特徴とする高電圧パルス発生装置。
2. 【請求項２】 高電圧に充電される主コンデンサと、可
   飽和リアクトルからなる磁気アシストと、スイッチ手段
   とが昇圧トランスの１次側に直列に接続され、 上記昇圧トランスの２次側にコンデンサが接続された回
   路要素を複数有し、 上記複数の磁気アシストのコアが共通化され、 上記複数の昇圧トランスの２次側に接続された各コンデ
   ンサが直列もしくは並列に接続されており、 上記コンデンサの出力端に磁気スイッチが接続されて磁
   気パルス圧縮回路の初段を形成し、 さらに上記磁気パルス圧縮回路の初段の出力端にコンデ
   ンサと磁気スイッチからなる磁気パルス圧縮回路のパル
   ス圧縮段が少なくとも１つ接続されていて、この磁気パ
   ルス圧縮回路の最終段より高電圧パルスを出力すること
   を特徴とする高電圧パルス発生装置。
3. 【請求項３】 上記複数の回路要素において、昇圧トラ
   ンスのコアが共通化されていることを特徴とする請求項
   ２の高電圧パルス発生装置。
4. 【請求項４】 パルス放電により励起可能なレーザガス
   が密封されたレーザチェンバーと、 このレーザチェンバー内に配置されており、請求項１、
   請求項２もしくは請求項３のいずれかに記載の高電圧パ
   ルス発生装置の出力端に接続されて繰返しパルス放電を
   行う一対のレーザ放電電極と、 上記一対のレーザ放電電極に並列に接続されたピーキン
   グコンデンサとを有し、高繰返し発振を行う露光用放電
   励起ガスレーザ装置。
5. 【請求項５】 上記複数の回路要素を構成する各主コン
   デンサへ投入されるエネルギーの総和が４．０Ｊ以上で
   あって、 高繰返し発振周波数が４ｋＨｚ以上であり、 上記高電圧パルス発生装置の最終段のコンデンサから上
   記ピーキングコンデンサへの電荷の移行時間が１００ｎ
   ｓ以下であることを特徴とする請求項４の露光用放電励
   起ガスレーザ装置。