JP2003249703A

JP2003249703A - 放電励起ガスレーザ装置

Info

Publication number: JP2003249703A
Application number: JP2002047866A
Authority: JP
Inventors: Yasufumi Kawasuji; 康文川筋; Toyoji Inoue; 豊治井上
Original assignee: Gigaphoton Inc
Current assignee: Gigaphoton Inc
Priority date: 2002-02-25
Filing date: 2002-02-25
Publication date: 2003-09-05
Anticipated expiration: 2022-02-25
Also published as: JP3979863B2

Abstract

(57)【要約】【課題】４ｋＨｚ以上の高繰返し条件においても、ピ
ーキングコンデンサの過熱を抑制し、所定の回路性能を
得るとともに、短寿命化を抑制すること。【解決手段】ピーキングコンデンサＣｐの高圧側の端
子をチャンネル形状の通電部材３ａに取り付け、通電部
材３ａの底部に第１の電流導入部材３ｂ一方端を接続
し、電流導入部材３ｂの他端を図示しない高圧電源に接
続する。通電部材３ａは、第２の電流導入部材３ｃを介
して放電電極Ｅ（高圧側）接続される。上記形状の通電
部材３ａを用いることにより、ピーキングコンデンサＣ
ｐの高圧電源側からの熱伝導による加熱を抑制すること
ができる。また、ピーキングコンデンサＣｐの接地側の
端子を通電部材７を介してレーザチェンバ１に取り付
け、通電部材７に冷却管７ａを設ける。これにより、ピ
ーキングコンデンサＣｐを冷却でき、熱伝導によるピー
キングコンデンサの加熱を抑制することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、露光装置等に用い
られる放電励起ガスレーザ装置に関し、さらに詳細に
は、ピーキングコンデンサを冷却する冷却部材を備えた
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（Ｆ
₂）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（Ｆ₂）ガス、クリプトン（Ｋｒ）ガス及ぴバッフ
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（Ｆ₂）レーザ装置においては、フッ素（Ｆ
₂）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ｋＰ
ａ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。レーザチェンバ内部には、レーザガスを励起するた
めの一対の主放電電極が、レーザ発振方向に垂直な方向
に所定の距離だけ離間して対向配置されている。この一
対の主放電電極には高電圧パルスが印加され、主放電電
極間にかかる電圧がある値（ブレークダウン電圧）に到
達すると、主放電電極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
れる。よって、このような露光用ガスレーザ装置は主放
電の繰返しによるパルス発振を行い、放出するレーザ光
はパルス光となる。現状、露光に用いられているレーザ
装置のレーザパルスの繰返し周波数は２ｋＨｚ程度であ
るが、近年、スループットの増大、露光量のバラツキの
減少のため、繰返し周波数４ｋＨｚ以上が要請されてい
る。

【０００３】上記した露光用ガス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放電回路の例を図７に示す。
図７の放電回路は、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ＩＧＢ
Ｔ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７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
ッチが入り、コンデンサＣ１、コンデンサＣ２、磁気ス
イッチＳＲ３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
チが入り、コンデンサＣ２、ピーキングコンデンサＣ
ｐ、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。このような放電動作が固体スイッチＳＷ
のスイッチング動作、高電圧電源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ＳＲ
２、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】図８に露光用ガスレーザ装置の放電部の構
造を示す。図８（ａ）は放電部の断面構造を示し、図８
（ｂ）は同図（ａ）をＡ−Ａ方向から見た図であり、図
８（ｂ）においては予備電離部１５は省略されている。
また、図８においてレーザチャンバの下部は省略されて
いる。図８に示すように、レーザチェンバ１の上部の壁
に、放電空間の長手方向に沿うように絶縁ベース２（例
えば、セラミックス製）が気密に嵌めこまれている。絶
縁ベース２のレーザチェンバ内部側には、主放電電極Ｅ
（高圧側；例えばカソード）が取りつけられ、電流導入
部材３を介して高圧電源４に接続されている。ここで高
圧電源とは、図７においてピーキングコンデンサＣｐよ
り左側の回路部分を示す。主放電電極Ｅ（高圧側）の両
側に沿うように一対の通電部材５が略平行にレーザチェ
ンバ１に取りつけられている。ここで、通電部材５には
同図に示すように、不図示のファンによってレーザチェ
ンバ１内を循環するレーザガスが主放電電極Ｅ，Ｅ間の
放電空間を通過できるように開口部５ａが設けられてい
る。通電部材５の先端間には導電性べ一ス６が張り渡さ
れており、その中央であって、上部の主放電電極Ｅ（高
圧側）に対向する位置に一方の主放電電極Ｅ（例えばア
ノード）が取り付けられている。

【０００８】レーザチェンバ外部においては、電流導入
部材３の両側には、並列接続される多数のコンデンサか
らなるピーキングコンデンサＣｐの高圧側の電極が接続
されている。またピーキングコンデンサＣｐの接地側の
電極は、通電部材７に接続されている。通電部材７と通
電部材５とは、導電性の金属からなるレーザチェンバ１
を介して電気的に接続される。導電性ベース６の上部の
矢印は、レーザチェンバ１内に設置された不図示のファ
ンによりレーザチェンバ内を循環するレーザガス流であ
り、その上流側、下流側であって、主放電電極間の放電
空間を見込む位置に、予備電離部１５が配置されてい
る。予備電離部１５は誘電体チューブ１２を介して第１
電極１１と第２電極１３とが対向配置される構造であ
り、第２電極１３は導電性ベース６と直接接続されてお
り、第１電極１１は、図示しない端子を介して、図７に
示すコンデンサＣｃと接続されている。

【０００９】図８に示す点線に囲まれた部分が放電回路
ループであり、絶縁べ一スを貫通した電流導入部材３、
電流導入部材３に接続されている主放電電極Ｅ（高圧
側）、主放電電極Ｅが設置されている導電性ベース６、
導電性ベース６に接続されている通電部材５、レーザチ
ェンバ１、レーザチェンバ１を介して通電部材５に接続
された通電部材７、通電部材７と電流導入部材３とに接
続されたピーキングコンデンサＣｐからなる。一般に、
上記した放電回路ループが作るインダクタンスが低い
程、レーザの発振効率が向上することが知られている。
このインダクタンスは放電回路ループの断面積に比例す
るので、この断面積ができるだけ小さくなるように構成
することが望ましい。すなわち、点線で囲まれた電流導
入部材３、主放電電極Ｅ（高圧側）、主放電電極Ｅ、導
電性ベース６、通電部材５、レーザチェンバ１、通電部
材７、ピーキングコンデンサＣｐで囲まれる空間の断面
積が小さくなるように構成することが望ましい。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、近
年、露光用レーザ装置においては、繰返し周波数４ｋＨ
ｚ以上が要請されている。すなわち、単位時間あたりに
ピーキングコンデンサに印加されるパルス電圧の回数が
増大する。一方、発振するレーザビームの波長が短い
程、レーザ励起に必要なエネルギーは大きくなる。すな
わち、露光波長の短波長化が進むにつれ、ピーキングコ
ンデンサＣｐに印加される電圧も高電圧となる。以上の
ような事情により、ピーキングコンデンサＣｐにて消費
される電力が増大し、ピーキングコンデンサＣｐの発熱
量が増大する。その結果、発熱によるピーキングコンデ
ンサの容量の変化が大きくなって放電回路特性が変化
し、所望の性能が得られなくなったり、またピーキング
コンデンサＣｐ自体の寿命が低下するといった問題が発
生する可能性が生じた。ピーキングコンデンサＣｐの過
熱が発生する原因は、ピーキングコンデンサＣｐ自体の
発熱だけではなく、ピーキングコンデンサＣｐのアース
側を接続している通電部材７が、放電により温度上昇し
たレーザチャンバより熱せられ、この熱せられた通電部
材７による加熱による場合もあった。また、ピーキング
コンデンサＣｐの高電圧電極と接続される電流導入部材
３が、放電により発生した熱の熱伝導により熱せられ、
その結果、ピーキングコンデンサＣｐの温度が上昇する
という場合もあった。本発明は上記事情に鑑みなされた
ものであって、本発明は、放電励起ガスレーザ装置にお
いて、４ｋＨｚ以上の高繰返し条件においても、ピーキ
ングコンデンサの過熱を抑制して所定の回路性能を得る
とともに、ピーキングコンデンサの過熱による短寿命化
を抑制することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明においては、以下のようにして、ピーキング
コンデンサＣｐの発熱や加熱により生じるピーキングコ
ンデンサＣｐの過熱状態を、ピーキングコンデンサＣｐ
を冷却して所望の温度に維持し、所定の回路性能を得る
こと、またピーキングコンデンサの過熱による短寿命化
を抑制する。（１）ピーキングコンデンサのアース側が第１の通電部
材を介してレーザ用チャンバに取り付けられ、該ピーキ
ングコンデンサの高圧側が第２の通電部材を介して主放
電電極に取り付けられた放電励起ガスレーザ装置でおい
て、上記第１の通電部材および／または第２の通電部材
に冷却部材を取り付ける。（２）上記（１）の冷却部材を冷媒を通流させる冷却管
とする。（３）上記（１）（２）において、第１の通電部材に、
レーザチャンバからピーキングコンデンサへの熱伝導を
抑制するための薄肉部および／または開口部を設ける。（４）ピーキングコンデンサのアース側が第１の通電部
材を介してレーザ用チャンバに取り付けられ、該ピーキ
ングコンデンサの高圧側が第２の通電部材を介して主放
電電極に取り付けられた放電励起ガスレーザ装置におい
て、上記第２の通電部材を、薄板状部材から構成し、上
記ピーキングコンデンサの高電圧側の電極を、上記薄板
状部材に取り付ける。（５）ピーキングコンデンサのアース側が第１の通電部
材を介してレーザ用チャンバに取り付けられ、該ピーキ
ングコンデンサの高圧側が第２の通電部材を介して主放
電電極に取り付けられた放電励起ガスレーザ装置におい
て、上記第２の通電部材を、チャンネル形状の薄板状部
材から構成し、該チャンネル形状の薄板状部材の底部を
主放電電極に取り付け、上記ピーキングコンデンサの高
電圧側の電極を、チャンネル形状の上記薄板状部材の対
向部に取り付ける。（６）ピーキングコンデンサのアース側が第１の通電部
材を介してレーザ用チャンバに取り付けられ、該ピーキ
ングコンデンサの高圧側が第２の通電部材を介して主放
電電極に取り付けられた放電励起ガスレーザ装置におい
て、上記第２の通電部材を、一方端が上記主放電電極に
取り付けられた２枚の薄板状部材から構成し、該薄板状
部材を対向して所定距離離して配置し、上記ピーキング
コンデンサの高電圧側の電極を、上記薄板状部材に取り
付ける。（７）上記（４）〜（６）において、上記薄板状部材
の、ピーキングコンデンサの高圧側の電極の取り付け部
分とレーザチャンバの取り付け部分の間に開口部を設け
る。（８）上記（１）〜（７）において、第１の通電部材お
よび／または第２の通電部材を強制冷却するための冷却
風を発生するファンを設ける。（９）上記（８）において、冷却風を冷却するためのラ
ジエターを設ける。本発明においては、上記のように、
第１の通電部材および／または第２の通電部材に冷却部
材が取り付け、また、第１の通電部材に、薄肉部および
／または開口部を設けたので、ピーキングコンデンサ自
体の発熱による温度上昇や、レーザチェンバからの熱伝
導によるピーキングコンデンサの加熱を防止することが
できる。また、第２の通電部材を、一方端が上記主放電
電極に取り付けられた２枚の薄板状部材から構成した
り、該薄板状部材に開口部を設けることにより、高圧電
源やレーザチェンバからの熱伝導によるピーキングコン
デンサの加熱を防止することができる。また、第２の通
電部材を薄板状部材で構成することにより、熱膨張等に
よるピーキングコンデンサの長さの変化を、薄板状部材
が撓むことで吸収することができ、ピーキングコンデン
サに加わる力を軽減することができる。特に、上記第２
の通電部材を、２枚の薄板状部材から構成し、該薄板状
部材を対向して所定距離離して配置することで、第２の
通電部材の加工を一層容易とし、コストを一層低減化す
ることができる。また、２枚の薄板状部材の間隔を調整
することが可能となるので、ピーキングコンデンサＣｐ
の長さ等が変わっても、容易に対応することができる。
さらに、第１の通電部材および／または第２の通電部材
を強制冷却するための冷却風を発生するファンを設けた
り、冷却風を冷却するためのラジエターを設ければ、一
層、ピーキングコンデンサの温度上昇を抑制することが
できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１に本発明の第１の実施例の放
電部の構造を示す。図１（ａ）は放電部の断面構造を示
し、図１（ｂ）は図１（ａ）に示す放電部を斜め上方が
見た斜視図である。なお、図１では、図８に示した高圧
電源４、通電部材５、導電性ベース６、主放電電極Ｅ
（接地側）、予備電離部１５は省略されている。また、
図１（ｂ）では図１（ａ）に示す電流導入部材３ｂは省
略されている。本実施例においては、図８に示した電流
導入部材３を、同図に示すように、チャンネル形状の金
属製の通電部材３ａと、チャンネル形状の通電部材３ａ
の底部に接続される第１の電流導入部材３ｂと、第１の
電流導入部材３ｂと放電電極Ｅ（高圧側）を接続する第
２の電流導入部材３ｃとから構成するとともに、通電部
材７に冷却管７ａを設けたものである。なお、通電部材
７に同図に示すように薄肉部７ｂを設けてもよい。図２
は、前記図７に示した回路と、図１に示した各部材との
対応を示す図である。同図（ａ）に示す第１の電流導入
部材３ｂ（Ａ部分）、チャンネル形状の通電部材３ａ
（Ｃ部分）、第２の電流導入部材３ｃ（Ｂ部分）、通電
部材７（Ｄ部分）は、それぞれ、同図（ｂ）の回路にお
けるＡの部分、Ｂ部分、Ｃ部分、Ｄ部分に対応する。本
実施例においては、上記構造を採ることによりピーキン
グコンデンサＣｐの温度を所望の温度に維持することが
可能となった。

【００１３】露光用ガスレーザ装置に使用されるピーキ
ングコンデンサＣｐは、一般にセラミックコンデンサで
あり、両端に接続用の電極部を有する。この電極部には
略中央部にねじ穴が設けられている。そこで、図１に示
すように、ピーキングコンデンサＣｐのアース側を、金
属製の通電部材７に設けられた貫通穴を介して、ねじＮ
２により通電部材７に固定する。また、この通電部材７
に冷却管７ａを設け、冷却管７ａに冷媒を通すことによ
り、通電部材７とピーキングコンデンサＣｐのアース側
との間で熱交換され、ピーキングコンデンサＣｐがアー
ス側より冷却される。前記したように、従来の技術にお
いては、ピーキングコンデンサＣｐのアース側を接続し
ている通電部材７が、放電により温度上昇したレーザチ
ャンバより熱せられ、この熱せられた通電部材７により
ピーキングコンデンサＣｐが加熱される場合もあった。
これに対し、上記構造を採ることにより、通電部材７の
レーザチェンバによる加熱の問題も、冷却管に冷媒を流
すことにより回避される。また、上記したように通電部
材７に薄肉部７ｂを設けても良い。薄肉部７ｂを設ける
ことにより、高繰返し放電により熱せられたレーザガス
により過熱されたレーザチェンバからの通電部材７への
熱伝導が抑制され、通電部材７の冷媒による冷却効果が
さらに有効に働くようになる。薄肉部７ｂの厚さは、例
えば、１〜２ｍｍ程度が望ましい。なお、通電部材７の
薄肉部７ｂに図１（ｂ）に示すように、開口部７ｃを設
けてもよい。これにより、レーザチェンバ１からの熱伝
導を更にしにくくすることができる。また、開口部７ｃ
を設けることにより、レーザチェンバ１からの熱伝導を
抑えることができるので、上記薄肉部７ｂを設けると強
度が不足する場合には、薄肉部７ｂを設けず、開口部７
ｃのみを設けてもよい。

【００１４】一方、ピーキングコンデンサＣｐの高圧側
については、従来のように、電流導入部材３とピーキン
グコンデンサＣｐの高圧側の電極とを直接接続するので
はなく図１に示すように、チャンネル形状の金属製の通
電部材３ａを介して接続する。すなわち、前記図８に示
した高圧電源４と上記チャンネル形状の通電部材３ａを
第１の電流導入部材３ｂを介して接続し、チャンネル形
状の通電部材３ａにピーキングコンデンサＣｐの高圧側
の電極をねじＮ１により接続する。また、放電電極Ｅ
（高圧側）と第１の電流導入部材３ｂは第２の電流導入
部材３ｃを介して接続される。なお、第１、第２の電流
導入部材３ｂ，３ｃは、前記図８に示したように放電電
極Ｅの長手方向に平行に配置される板状の部材であり、
第１の電流導入部材３ｂは、その下端が通電部材３ａの
底部に接続され、両面は通電部材３ａと接触しないよう
に、所定の間隔をあけて取り付けられる。第１の電流導
入部材３ｂは、例えば図３（ａ）の断面図に示すような
第１の部材３ｂ１と第２の部材３ｂ２の２つの部分に分
割され、第１、第２の部材３ｂ１、３ｂ２は図３（ｂ）
に示すようにねじＮ３により接続される。また、第１の
部材３ｂ１には、図３（ａ）に示すように、ねじＮ４が
貫通する貫通孔Ｐ１と、ねじＮ４の最大径より大きな孔
Ｐ２が設けられ、第１の部材３ｂ１はねじＮ４により、
上記通電部材３ａとともに、絶縁ベース２に取り付けら
れた第２の電流導入部材３ｃに固定される。チャンネル
形状の通電部材３ａは、通電部材７の薄肉部と同様、厚
みが例えば、１〜２ｍｍ程度であり、電流導入部材３ｂ
からの熱伝導がしにくい構造である。このため、ピーキ
ングコンデンサＣｐの高圧側からの加熱が抑制される。
なお、第１、第２の電流導入部材３ｂ，３ｃからの熱伝
導を更にしにくくするために、通電部材３ａのピーキン
グコンデンサＣｐの高圧側端子の取り付け部分とレーザ
チャンバ１の取り付け部分の間に複数の開口部を設けて
も良い。

【００１５】以上のように、本実施例においては、通電
部材７に冷却管７ａを設けて冷却するとともに、薄板状
の通電部材３ａを設けたので、ピーキングコンデンサＣ
ｐを冷却すること、および、レーザチェンバ１、電流導
入部材３ｂからの熱伝導を抑制することが可能となり、
繰返し周波数が４ｋＨｚ以上となっても、ピーキングコ
ンデンサＣｐの温度を所定の温度に維持することが可能
となった。また、通電部材３ａをチャンネル形状とした
ので、空気と接触する面積を増やすことができ、冷却効
率を向上させることができた。なお、電流導入部材３ｂ
を通電部材３ａの底部に接続し、通電部材３ａと電流導
入部材３ｂの間に空間ができるようにしたので、電流導
入部材３ｂを取り付けても、通電部材３ａと電流導入部
材３ｂの間に空気が介在し、冷却効率が低下することは
ない。さらに、通電部材３ａに複数の開口部を設けれ
ば、電流導入部材３ｂからの熱伝導を一層小さくするこ
とができ、また、通電部材７に薄肉部７ｂを設ければ、
レーザチャンバ１からの熱伝導を一層小さくすることが
できる。以上のような構成することにより、所定の回路
性能を得ること、またピーキングコンデンサの過熱によ
る短寿命化を抑制することが可能となった。また、通電
部材３ａを薄板状としたので、熱膨張等によりピーキン
グコンデンサＣｐの長さが変わっても、撓むことにより
長さの変化を吸収することができる。また、構造が簡単
であり、加工も容易であるので、コストを低減化するこ
とができる。

【００１６】図４（ａ）は上記第１の実施例の変形例を
示す図である。本変形例では、図１に示したチャンネル
状の通電部材３ａとして、２個のＬ字状部材３ａ１，３
ａ２を向き合わせて取り付け、チャンネル状に形成した
ものであり、その他の構成は図１に示したものと同じで
ある。上記Ｌ字状部材３ａ１，３ａ２には、図４（ｂ）
に示すように、長円形の取り付け孔３ａ３が設けられて
おり、長円形の取り付け孔３ａ３にねじを貫通させ、第
２の電流導入部材３ｃに設けられたねじ孔に取り付け
る。上記構成とすれば、通電部材３ａの加工を一層容易
とし、コストを一層低減化することができる。また、Ｌ
字状部材３ａ１，３ａ２には長円形の孔３ａ３が設けら
れているので、取り付け時にＬ字状部材３ａ１，３ａ２
の間隔ｄを調整することができる。このため、ピーキン
グコンデンサＣｐの長さ等が変わっても、容易に対応す
ることができる。

【００１７】図５は本発明の第２の実施例を示す図であ
り、図１と同様、図５（ａ）は放電部の断面構造を示
し、図５（ｂ）は図５（ａ）に示す放電部を斜め上方が
見た斜視図である。なお、図５では前記図１に示した電
流導入部材３ｂ等は省略されている。本実施例は、第１
の実施例のように通電部材７に冷却管７ａを直接設ける
のではなく、冷却管７ａが溶接等により固定された冷却
プレート７ｄを通電部材７に取りつける構造としたもの
であり、その他の構成は図１に示したものと同様であ
る。上記冷却プレート７ｄに固定された冷却管７ａに冷
媒を通すことにより、通電部材７は冷却され、通電部材
７とピーキングコンデンサＣｐのアース側との間で熱交
換され、ピーキングコンデンサＣｐがアース側より冷却
される。通電部材７の水冷プレート７ｄとの接続は、通
電部材７に設けられているピーキングコンデンサＣｐ取
り付け用の貫通穴と略同軸状に配置される貫通穴を水冷
プレート７ｄに設け、水冷プレート７ｄ、通電部材７、
ピーキングコンデンサＣｐをねじで固定することにより
なされる。なお、通電部材７にピーキングコンデンサＣ
ｐ取付用の貫通穴の他にねじ穴を設け、このねじ穴と略
同軸状に配置される貫通穴を水冷プレート７ｄに設け、
通電部材７と水冷プレート７ｄをピーキングコンデンサ
Ｃｐ取付用のねじとは別のねじで取り付けてもよい。ま
た、通電部材７の水冷プレート７ｄと接する部分の板厚
は、冷却効率をあげるためになるべく薄い方が望まし
い。

【００１８】一方、ピーキングコンデンサＣｐの高圧側
については、チャンネル形状の全属製の通電部材３ａに
よる放熱効率を上昇させるために、レーザチェンバ外部
に図５に示すように、ファン８を設けて、ファン８によ
り放電電極Ｅ，Ｅの長手方向とほぼ同じ方向に空気を流
す強制冷却を行っても良い。この冷却風は通電部材３ａ
のみならず、ピーキングコンデンサＣｐにも当たるよう
に設定しても良い。これによりピーキングコンデンサＣ
ｐ自体の放熱（特に通電部材７や通電部材３ａとの接続
部分ではない、ピーキングコンデンサＣｐの円筒状側面
部分）も促進することができる。また、通電部材７にも
冷却風が当たるように設定しても良い。さらに、冷却風
の上流側にラジエター９を設けて、冷却風自体を冷却し
てから通電部材３ａやピーキングコンデンサＣｐ、通電
部材７等に冷却風を流す構造にしてもよい。なお、通
常、レーザチェンバが設置されるレーザ装置には、管体
内部での高電圧部分によるコロナ放電により、オゾンが
発生する可能性がある。そして仮にオゾンが発生したと
しても作業空間にオゾンが混入しないように、レーザ装
置の筐体には筐体内部の空気を吸い出す吸出し用ファン
と、ファンからの空気を外部に排出するダクトが設けら
れている。この吸出し用ファンによる筐体内部の風の流
れを、通電部材７，通電部材３ａやピーキングコンデン
サＣｐを通過するように、筐体内部を構成してもよい。
なお、本実施例においても、第１の実施例と同様、通電
部材３ａのピーキングコンデンサＣｐの高圧側端子の取
り付け部分とレーザチャンバ１の取り付け部分の間に複
数の開口部を設けたり、通電部材７の薄肉部７ｂに開口
部７ｃを設けてもよい。また、前記第１の実施例におい
て、上記のようにファン８やファン８とラジエター９を
設けてもよい。

【００１９】図６は、本発明の第３の実施例を示す図で
あり、図１と同様、図６（ａ）は放電部の断面構造を示
し、図６（ｂ）は図６（ａ）に示す放電部を斜め上方が
見た斜視図である。図６では図５と同様電流導入部材３
ｂ等は省略されている。本実施例は、ピーキングコンデ
ンサＣｐの高圧側について、チャンネル形状の金属製の
通電部材３ａによる放熱効率を上昇させるために、通電
部材３ａにおいても冷却管３ｄを設けた構造であり、そ
の他の構成は図５に示したものと同様である。上記のよ
うに冷却管３ｄを設けることにより、ピーキングコンデ
ンサＣｐの高圧側の冷却も積極的に行うことが可能とな
る。ここで、冷却管３ｄを流れる冷媒は、高電圧パルス
が通電する部分であるので、純水や絶縁油等の絶縁性冷
媒である。なお、本実施例においては、通電部材３ａに
冷却管３ｄを設けたが、冷却管３ｄを設ければ、ピーキ
ングコンデンサＣｐの高圧側を冷却することが可能とな
るので、上記のようにチャンネル形状の通電部材３ａを
設ける代わりに、従来例の図８に示した電流導入部材３
を用い、ピーキングコンデンサＣｐの高圧側が両側に取
りつけられた電流導入部材３に、冷却管を設けるような
構造であってもよい。なお、本実施例においても、第１
の実施例と同様、通電部材３ａのピーキングコンデンサ
Ｃｐの高圧側端子の取り付け部分とレーザチャンバ１の
取り付け部分の間に複数の開口部を設けたり、通電部材
７の薄肉部７ｂに開口部７ｃを設けてもよい。また、本
実施例においても、第２の実施例と同様、ファン８やフ
ァン８とラジエター９を設けてもよい。なお、上記第１
〜第３の実施例では、冷却管７ａ，３ｄを設ける場合に
ついて説明したが、冷却管７ａ，３ｄに替え、ヒートパ
イプを用いたり、フィンを設けて冷却するようにしても
よい。

【００２０】

【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）第１の通電部材および／または第２の通電部材に
冷却部材が取り付け、また、第１の通電部材に、薄肉部
および／または開口部を設けたので、ピーキングコンデ
ンサ自体の発熱による温度上昇や、レーザチェンバから
の熱伝導によるピーキングコンデンサの加熱を防止する
ことができる。（２）第２の通電部材を、一方端が上記主放電電極に取
り付けられた２枚の薄板状部材から構成したり、該薄板
状部材に開口部を設けることにより、高圧電源やレーザ
チェンバからの熱伝導によるピーキングコンデンサの加
熱を防止することができる。（３）第１の通電部材および／または第２の通電部材を
強制冷却するための冷却風を発生するファンを設けた
り、冷却風を冷却するためのラジエターを設ければ、一
層、ピーキングコンデンサの温度上昇を抑制することが
できる。（４）第２の通電部材を薄板状部材で構成することによ
り、熱膨張等によるピーキングコンデンサの長さの変化
を、薄板状部材が撓むことで吸収することができ、ピー
キングコンデンサに加わる力を軽減することができる。
また、上記のように第２の通電部材を２枚の薄板状部材
から構成し、該薄板状部材を対向して所定距離離して配
置することで、第２の通電部材の加工を一層容易とし、
コストを一層低減化することができる。さらに、２枚の
薄板状部材の間隔を調整することが可能となるので、ピ
ーキングコンデンサＣｐの長さ等が変わっても、容易に
対応することができる。（５）以上のようにしてピーキングコンデンサの温度上
昇を抑えることにより、繰返し周波数が４ｋＨｚ以上と
なっても、ピーキングコンデンサＣｐの温度を所定の温
度に維持することが可能となった。このため、所定の回
路性能を得ることができるとともに、ピーキングコンデ
ンサの過熱による短寿命化を抑制することが可能となっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す図である。

【図２】図７に示した回路と、図１に示した各部材との
対応を示す図である。

【図３】第１の電流導入部材３ｂの取り付け構造を説明
する図である。

【図４】第１の実施例の変形例を示す図である。

【図５】本発明の第２の実施例を示す図である。

【図６】本発明の第３の実施例を示す図である。

【図７】放電回路の１例を示す図である。

【図８】露光用ガスレーザ装置の放電部の構造を示す図
である。

【符号の説明】

１レーザチェンバ２絶縁ベース３ａ通電部材３ｂ第１の電流導入部材３ｃ第２の電流導入部材３ｄ冷却管４高圧電源５通電部材６導電性べ一ス７通電部材７ａ冷却管７ｂ薄肉部７ｃ開口部７ｄ冷却プレート８冷却ファン９ラジエターＣｐピーキングコンデンサＥ主放電電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5F071 AA06 DD08 FF09 GG08 JJ03 JJ07 5F072 AA06 FF09 GG08 JJ03 JJ07 TT01 TT25

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ピーキングコンデンサのアース側が第１
の通電部材を介してレーザ用チャンバに取り付けられ、
該ピーキングコンデンサの高圧側が第２の通電部材を介
して主放電電極に取り付けられた放電励起ガスレーザ装
置であって、上記第１の通電部材および／または第２の通電部材に冷
却部材が取り付けられていることを特徴とする放電励起
ガスレーザ装置。
【請求項２】上記冷却部材は冷媒を通流させる冷却管
であることを特徴とする請求項１の放電励起ガスレーザ
装置。
【請求項３】上記第１の通電部材に、レーザチャンバ
からピーキングコンデンサへの熱伝導を抑制するための
薄肉部および／または開口部が設けられていることを特
徴とする請求項１または請求項２の放電励起ガスレーザ
装置。
【請求項４】ピーキングコンデンサのアース側が第１
の通電部材を介してレーザ用チャンバに取り付けられ、
該ピーキングコンデンサの高圧側が第２の通電部材を介
して主放電電極に取り付けられた放電励起ガスレーザ装
置であって、上記第２の通電部材は、薄板状部材からな
り、上記ピーキングコンデンサの高電圧側の電極が、上記薄
板状部材に取り付けられていることを特徴とする放電励
起ガスレーザ装置
【請求項５】ピーキングコンデンサのアース側が第１
の通電部材を介してレーザ用チャンバに取り付けられ、
該ピーキングコンデンサの高圧側が第２の通電部材を介
して主放電電極に取り付けられた放電励起ガスレーザ装
置であって、上記第２の通電部材は、チャンネル形状の
薄板状部材からなり、上記チャンネル形状の薄板状部材の底部が主放電電極に
取り付けられ、上記ピーキングコンデンサの高電圧側の電極が、チャン
ネル形状の上記薄板状部材の対向部に取り付けられてい
ることを特徴とする放電励起ガスレーザ装置。
【請求項６】ピーキングコンデンサのアース側が第１
の通電部材を介してレーザ用チャンバに取り付けられ、
該ピーキングコンデンサの高圧側が第２の通電部材を介
して主放電電極に取り付けられた放電励起ガスレーザ装
置であって、上記第２の通電部材は、一方端が上記主放電電極に取り
付けられた２枚の薄板状部材からなり、該薄板状部材は
対向して所定距離離して配置され、上記ピーキングコンデンサの高電圧側の電極が、上記薄
板状部材に取り付けられていることを特徴とする放電励
起ガスレーザ装置。
【請求項７】上記薄板状部材の、ピーキングコンデン
サの高圧側の電極の取り付け部分とレーザチャンバの取
り付け部分の間に開口部が設けられていることを特徴と
する請求項４，５または請求項６の放電励起ガスレーザ
装置。
【請求項８】上記第１の通電部材および／または第２
の通電部材を強制冷却するための冷却風を発生するファ
ンが設けられていることを特徴とする請求項１，２，
３，４，５，６または請求項７の放電励起ガスレーザ装
置。
【請求項９】冷却風を冷却するためのラジエターが設
けられていることを特徴とする請求項８の放電励起ガス
レーザ装置。