JP2003283007A - レーザ装置の筐体パージ機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザ光の光路に入り込んだ不純物を効率的
に排出することが可能な筐体パージ機構を提供する。 【解決手段】 レーザ装置の筐体パージ機構において、
レーザ光(21)の光路を囲繞する筐体(31,39,45)の内部
に、酸素を含まない清浄で低反応性のパージガスを導入
する導入口(56)と、筐体(31,39,45)内部の不純物をパー
ジガスとともに排出する排気口(57)とを備え、前記パー
ジガスが排出対象となる不純物よりも軽い場合には、前
記導入口(56)は筐体(31,39,45)内壁の最上部近傍に、排
気口(57)は筐体(31,39,45)内壁の最下部近傍にそれぞれ
設けられ、前記パージガスが排出対象となる不純物より
も重い場合にはその逆に配置されたことを特徴とする、
レーザ装置の筐体パージ機構。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ装置の光路
に清浄気体を供給する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ＡｒＦエキシマレーザ装置や
フッ素分子レーザ装置から出射する、波長２００nm以下
の真空紫外領域のレーザ光は、酸素によく吸収されて減
衰するため、空気中では伝搬可能距離が非常に短くなる
ことが知られている。そのため、特開２０００−１２４
５３４号公報に開示されているように、レーザ光が通過
する光路空間をカバーで覆い、その内部を窒素などの酸
素を含まないパージガスで満たすようにしている。図８
は、同公報に開示されたＡｒＦエキシマレーザ装置１１
１の構成図である。図８において、レーザガスを封入し
たレーザチャンバ１１２の両端部には、レーザ光を透過
するウィンドウ１１７，１１９が固定されている。レー
ザチャンバ１１２の内部で、図示しない主電極間にパル
ス状の高電圧を印加して主放電を起こすことにより、レ
ーザガスが励起され、レーザ光１２１が発生する。

【０００３】ＡｒＦエキシマレーザ装置１１１は、レー
ザ光１２１の波長を狭帯域化する狭帯域化ユニット１３
０と、レーザ光１２１の特性を測定するモニタモジュー
ル１４０とを備えている。狭帯域化ユニット１３０は、
レーザ光１２１を広げるプリズム１３２，１３２と、特
定の波長の光のみを選択発振させるグレーティング１３
３とを備えており、狭帯域化ボックス１３１に囲繞され
ている。また、モニタモジュール１４０は、レーザ光１
２１のパルスエネルギーを検出するパワーモニタ１４１
と、レーザ光１２１の波長特性を測定する波長検出装置
１４２と、これらを内部に収納するモニタボックス１４
４とを備えている。

【０００４】これらのボックス１３１，１４４には、窒
素やヘリウムなどの酸素を含まない低反応性のパージガ
スを封入したパージガスボンベ１５３，１５３が、パー
ジガス配管１５６，１５６を介してそれぞれ接続されて
いる。ボックス１３１，１４４の内部には、パージガス
が充満しており、内部に酸素が入らないようにしてい
る。出射したレーザ光１２１は、モニタボックス１４４
の開口部１４３から出射し、光路カバー１６８によって
囲繞された外部光路１６９を通って、露光機１２５に入
射する。外部光路１６９には、図示しないパージ手段に
より、パージガスが充満している。このように、光路カ
バー１６８やボックス１３１，１４４などの、レーザ光
１２１が通過する光路を囲繞する筐体の内部にパージガ
スを充満させ、レーザ光１２１の減衰を防いでいる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術には、次に述べるような問題がある。即ち、光学
部品と光学部品との間や、光学部品を支持する図示しな
い光学部品ホルダには、あちこちに隙間があって、空気
が滞留しやすくなっている。そのため、光路カバー１６
８や各ボックス１３１，１４４内部に混入した酸素、有
機物、或いは水分といった不純物を、完全に排出するこ
とが困難である。また、パージガスの導入口や、パージ
ガスを排出する排気口の位置については、考察がされて
いない。その結果、光路カバー１６８や各ボックス１３
１，１４４内部にパージガスを導入しても、そのパージ
ガスが空気を充分に追い出すことなく排出されてしまう
ことがある。その結果、上記不純物が、光路カバー１６
８や各ボックス１３１，１４４の内部に残ってレーザ光
１２１を吸収したり、レーザ光１２１に照射されて有機
物などを発生し、光学部品を汚損したりするといった問
題がある。

【０００６】本発明は、上記の問題に着目してなされた
ものであり、レーザ光の光路に入り込んだ不純物を効率
的に排出することが可能な筐体パージ機構を提供するこ
とを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記の目
的を達成するために、本発明は、レーザ装置の筐体パー
ジ機構において、レーザ光の光路を囲繞する筐体の内部
に、清浄で低反応性の酸素を含まないパージガスを導入
する導入口と、筐体内部の不純物をパージガスとともに
排出する排気口とを備え、前記導入口と排気口とが、上
下方向において光路の一側と他側とにそれぞれ配置され
ている。これにより、パージガスが導入口から光路を横
切って排気口へと流れることにより、光路内にある不純
物を効率的に排出できるので、光路内の不純物がレーザ
光を減衰させることが少なくなる。

【０００８】また本発明は、前記導入口及び排気口の少
なくとも一方が、筐体内壁の最上部又は最下部近傍に設
けられている。これにより、筐体の最上部や最下部から
パージガスが流れたり排出されたりするので、パージガ
スが筐体内部の全域に届いて、不純物の溜まる滞留空間
ができにくくなる。従って、不純物がレーザ光を吸収し
たり、光学部品に付着したりして、レーザ光の伝搬を妨
げることが少なくなる。

【０００９】また本発明は、前記パージガスが、排出対
象となる不純物よりも軽い場合には、前記導入口は光路
よりも上方に設けられ、前記パージガスが、排出対象と
なる不純物よりも重い場合には、前記導入口は光路より
も下方に設けられている。重い不純物に対して、軽いパ
ージガスを上方から流すことにより、不純物を筐体の下
部に追いやることができ、不純物が上部に溜まりにく
い。そして、下部に溜まった不純物を、下方の排気口か
ら排出することで、不純物をより徹底的に排出できる。
不純物がパージガスよりも軽い場合は、この逆になる。

【００１０】また本発明は、前記パージガスが、排出対
象となる不純物よりも軽く、前記排気口が筐体の最下部
近傍にあって、筐体の内壁、又はこれに取着された部材
が、排気口に向かって傾斜している。これにより、下部
に溜まった重い不純物が、排気口の周囲に滞留すること
なく排出される。

【００１１】また本発明は、前記排気口が複数設けられ
ている。例えば、筐体が水平方向に広いような場合に
は、排気口が１箇所であると、排気口から離れた場所に
不純物が滞留しやすい。これを避けるために、排気口を
複数設けて不純物の滞留を防止し、排出を容易にする。

【００１２】また本発明は、前記複数の排気口にそれぞ
れ接続された酸素濃度検出器及び排気バルブと、酸素濃
度検出器によって検出された排気口近傍の酸素濃度に基
づいて排気バルブの開度を変更自在の排気コントローラ
とを備えている。これにより、例えばパージガスの導入
口に近い排気口からパージガスが大量に排出されて、遠
い排気口までパージガスが届かないといったことを防止
し、筐体の全域にパージガスが届くようになる。その結
果、内部での不純物の滞留が少なくなる。

【００１３】また本発明は、前記排気コントローラは、
酸素濃度が低い排気口ほど、そこに付設された排気バル
ブの開度を閉じるようにしている。酸素濃度の高い排気
口は、パージガスがあまり多く流れずに、不純物を効率
的に排出できないでいると考えられる。従って、パージ
ガスが多く流れて不純物を排出している排気口の排気バ
ルブを絞るか、或いは完全に閉じてしまうことにより、
酸素濃度の高い排気口にパージガスが回るようにして、
筐体内部の不純物を均一に排出する。

【００１４】また本発明は、前記複数の排気口の排気抵
抗を、導入口に近い場所ほど大きくしている。これによ
り、例えばパージガスの導入口に近い排気口からパージ
ガスが大量に排出されて、遠い排気口までパージガスが
届かないといったことを防止し、筐体の全域にパージガ
スが届くようになる。その結果、内部での不純物の滞留
が少なくなる。

【００１５】また本発明は、筐体内部に光学部品を保持
するホルダを設置し、前記ホルダが、不純物が滞留する
可能性のある滞留空間にパージガスを流す通気口を備え
ている。これにより、滞留空間にパージガスが流れて不
純物を追い出し、不純物の滞留が少なくなる。

【００１６】また本発明は、前記通気口が略上下方向に
貫通している。パージガスの導入口と排気口とは上下に
配設されているので、パージガスの流れも上下方向を向
く。通気口の向きをパージガスの流れに合わせることに
より、パージガスが通気口をよりスムーズに流れて滞留
空間に多く流れ込むので、不純物の滞留が少なくなる。

【００１７】また本発明は、前記不純物が酸素である。
酸素は、レーザ光の波長が真空紫外域の場合に、レーザ
光を吸収して減衰させる。従って、高パルスエネルギー
のレーザ光を得るためには、酸素に狙いを定めて、筐体
内部から効率的に排出することが好適である。

【００１８】また本発明は、前記パージガスが窒素であ
る。窒素は安価で取り扱いも容易であり、大量に筐体内
部に導入することも可能である。従って、パージガスと
して用いた場合に、より不純物を効率的に排出すること
ができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図を参照しながら、本発明
に係る実施形態を詳細に説明する。図１は、第１実施形
態に係るＡｒＦエキシマレーザ装置（以下、レーザ装置
１１と言う）の構成平面図を示している。尚、以下の実
施形態では、筐体内部からパージガスによって排出する
不純物として、酸素を例にとって説明する。これは酸素
がＡｒＦエキシマレーザ装置やフッ素分子レーザ装置の
ような、真空紫外領域のレーザ光を吸収して減衰させる
ためで、レーザ光の出力低下に大きく寄与するためであ
る。しかしながら、本発明は酸素のみならず、例えば有
機物や水蒸気などの、光学部品に付着してレーザ光を減
衰させるような不純物に対しても有効であり、その場合
は以下の説明において、酸素を有機物や水分と読み変え
ればよい。

【００２０】図１において、レーザ装置１１は、フッ素
を含むレーザガスを封止するレーザチャンバ１２を備え
ている。レーザチャンバ１２の内部には一対の主電極１
４，１５が、図１中紙面と垂直に対向して配置され、図
示しない高圧電源から主電極１４，１５間に放電を起こ
すことにより、レーザガスを励起してレーザ光２１を発
生させる。１７，１９は、レーザ光２１を透過させるウ
ィンドウである。尚、以下の図においては、主電極１
４，１５の長手方向をＹ方向、主電極１４，１５の対抗
方向をＺ方向、Ｙ，Ｚ方向に、ともに垂直な方向をＸ方
向とする。

【００２１】発生したレーザ光２１は、レーザチャンバ
１２の後方（図１中左方）に配置された狭帯域化ボック
ス３１に、入射口３７から入射する。狭帯域化ボックス
３１の内部には、プリズム３２，３２と、グレーティン
グ３３とが設置されている。レーザ光２１は、プリズム
３２，３２によってビーム幅を広げられ、グレーティン
グ３３によって所定波長を回折されて狭帯域化され、入
射方向に反射する。そして、フロントミラー１６とグレ
ーティング３３との間で往復するうち、フロントミラー
１６を部分透過し、前方に出射する。

【００２２】出射したレーザ光２１の光軸上には、モニ
タボックス３９が設置されている。メインビームスプリ
ッタ２２で図１中上方に部分反射されたレーザ光２１の
一部は、後述するモニタモジュール３６によって、その
パルスエネルギー及び波長特性を測定される。波長特性
とは、例えば中心波長や、スペクトル線幅を示してい
る。メインビームスプリッタ２２を透過したレーザ光２
１は、後述する光路ミラー４４Ａ，４４Ｂで反射され、
ステッパなどの露光機２５に入射する。狭帯域化ボック
ス３１とレーザチャンバ１２との間、レーザチャンバ１
２とモニタボックス３９との間、及びモニタボックス３
９と露光機２５との間のレーザ光２１が通過する光路
は、それぞれ第１〜第３光路カバー４５Ａ〜４５Ｃによ
って囲繞されている。これらの、第１〜第３光路カバー
４５Ａ〜４５Ｃ、モニタボックス３９、及び狭帯域化ボ
ックス３１などの、レーザ光２１の光路を囲繞する包囲
体を、筐体と呼ぶ。

【００２３】図２に、第１実施形態に係る第３光路カバ
ー４５Ｃの側面断面図を示す。図２において、第３光路
カバー４５Ｃと、モニタボックス３９及び露光機２５と
の間は、それぞれ図示しないＯリングによって封止され
ている。第３光路カバー４５Ｃの内部には、レーザ光２
１を全反射する２個の光路ミラー４４Ａ，４４Ｂが、ミ
ラーホルダ４７Ａ，４７Ｂに固定されている。光路ミラ
ー４４Ａ，４４Ｂで反射したレーザ光２１は、ステッパ
などの露光機２５に導かれ、露光用光として利用され
る。第３光路カバー４５Ｃの上面には、パージガスを導
入する導入口５６が設けられ、酸素よりも軽い低反応性
の軽量パージガスを封止した軽量パージボンベ４６が接
続されている。軽量パージガスとしては、窒素が好適で
あるが、例えばヘリウムなどでもよい。

【００２４】軽量パージボンベ４６から軽量パージガス
が導入されると、第３光路カバー４５Ｃの内部に残存し
ていた酸素が、矢印６４に示すように軽い軽量パージガ
スに押し下げられて上部に残ることができなくなり、下
部に移動する。そして、排気口５７から、第３光路カバ
ー４５Ｃの外部に排出される。尚、排気口５７は、例え
ば気体を外部に放出する図示しない外部ダクトに接続さ
れていてもよいし、図示しない排気ポンプに接続されて
いてもよい。その結果、第３光路カバー４５Ｃの内部
は、上のほうから漏れなく軽量パージガスが充満してゆ
き、酸素の濃度が減少する。従って、レーザ光２１が酸
素に吸収されることが少なくなって、パルスエネルギー
の減衰が起きにくくなる。

【００２５】また、図２に示すように、排気口５７の周
囲には、排気口５７に向かって下がるように傾斜６５が
設けられている。これにより、酸素が第３光路カバー４
５Ｃの隅にたまるようなことが起きにくくなって、より
徹底的に排気口５７から排出される。尚、図２は断面図
であるため、紙面に平行な面内のみで傾斜するように描
画されているが、漏斗状に、四方から傾斜するようにす
るのが、さらによい。

【００２６】これを、逆に下面から第３光路カバー４５
Ｃの内部に軽量パージガスを導入するようにすると、軽
量パージガスは第３光路カバー４５Ｃの上部へ移動し、
酸素が下部に残存する。そのため、上面にある排気口５
７から酸素が出てゆかず、第３光路カバー４５Ｃの内部
にいつまでも滞留して、レーザ光２１を減衰させること
になる。

【００２７】このように、図２によれば、第３光路カバ
ー４５Ｃの上面から、酸素よりも軽い軽量パージガスを
内部に導入している。これにより、重い酸素が下部へ移
動し、下部にある排気口５７から外部に排出される。ま
た、最下部にある排気口５７に向けて、傾斜６５を設け
ている。これにより、酸素が隅に滞留することなく、排
出される。尚、図２に破線で示したように、第３光路カ
バー４５Ｃの側面の最上部近傍から、軽量パージガスを
導入するようにしてもよい。

【００２８】図３に、第１実施形態に係るモニタボック
ス３９の側面断面図を示す。モニタボックス３９の内部
には、レーザ光２１のパルスエネルギー及び波長特性を
測定するモニタモジュール３６が設置されている。モニ
タモジュール３６の光学部品は、それぞれモニタホルダ
３８Ａ〜３８Ｆによって、モニタボックス３９の内壁に
固定されている。図３においては図示しない第２光路カ
バー４５Ｂ（図１参照）内を通過してきたレーザ光２１
は、紙面に垂直に手前から奥に向かって入射し、メイン
ビームスプリッタ２２を部分透過して、図示しない第３
光路カバー４５Ｃ（図１参照）へと出射する。

【００２９】メインビームスプリッタ２２によって、図
３中左方に一部が反射されたレーザ光２１は、全反射ミ
ラー４１によって、図３中上方へ全反射され、集光レン
ズ４８に入射する。ここで集光されたレーザ光２１は、
第１ビームスプリッタ４０によって図３中右方に部分反
射され、一部が拡散板４２を介して光量検出器４３に入
射し、パルスエネルギーを測定される。第１ビームスプ
リッタ４０を上方へ部分透過したレーザ光２１は、第２
ビームスプリッタ７３を透過して、モニタエタロン６６
に入射する。ここで生じた干渉縞を、投影レンズ７２に
よってラインセンサ７１に投影し、その明縞の分布を測
定することにより、レーザ光２１の波長特性を測定す
る。

【００３０】またモニタモジュール３６は、レーザ光２
１の波長特性を較正するための参照ランプ６９を備えて
いる。参照ランプ６９からは既知の波長の参照光７４が
図３中右向きに放射され、参照レンズ７０で平行にさ
れ、拡散板４２を通って第２ビームスプリッタ７３で反
射されてモニタエタロン６６に入射する。６７はレーザ
シャッタ、６８は参照シャッタであり、それぞれの開閉
によって、レーザ光２１と参照光７４とのうち、どちら
か一方のみを、モニタエタロン６６に入射させている。

【００３１】図３において、モニタボックス３９の側面
最上部近傍には導入口５６が設けられ、軽量パージボン
ベ４６が接続されていて、ここから軽量パージガス６３
を内部に連続的に導入している。また、モニタボックス
３９の側面最下部近傍には、排気口５７が設けられてい
る。これにより、図２と同様に、内部の酸素６４を効率
的に外部に追い出すことができる。

【００３２】また、図３に示すように、光学部品を固定
するモニタホルダ３８Ａ〜３８Ｆには、それぞれ内部に
酸素の滞留しやすい滞留空間５１Ａ〜５１Ｆが存在す
る。これは、レーザ光２１の通る光路であることが多
い。この滞留空間５１に酸素が滞留するのを防ぐため
に、モニタホルダ３８Ａ〜３８Ｆには、それぞれ通気口
７５Ａ〜７５Ｆが設けられている。例えば、モニタエタ
ロン６６を保持するモニタホルダ３８Ｆにおいては、そ
の側面の上下に、それぞれ通気口７５Ｆ，７５Ｆが設け
られている。矢印６３Ｆに示すように、軽量パージガス
は、例えばモニタホルダ３８Ｆの上方の通気口７５Ｆか
ら滞留空間５１Ｆに入って、酸素を下方の通気口７５Ｆ
から追い出すようにして、滞留空間５１Ｆから出て行
く。これにより、モニタホルダ３８Ｆの滞留空間５１Ｆ
に酸素が滞留することが少なく、レーザ光２１の減衰が
起きにくい。また、モニタホルダ３８Ｆの滞留空間５１
Ｆに、モニタエタロン６６が突出しないようにしてお
り、これにより、酸素の滞留がより少なくなる。図３に
示すように、他の種々のモニタホルダ３８Ａ〜３８Ｆに
おいてもそれぞれ通気口７５Ａ〜７５Ｆが設けられてお
り、その滞留空間５１Ａ〜５１Ｆに、酸素が滞留しない
ようにしている。

【００３３】また第２ビームスプリッタ７３を保持する
モニタホルダ３８Ｄなどでは、通気口７５Ｄが斜めに設
けられており、これにより、上方から下方に向かう軽量
パージガスがその内部を通りやすいようになって、より
酸素の滞留が少なくなる。さらには、モニタホルダ３８
Ａ，３８Ｃ，３８Ｆなどでは、その角部に面取り部７６
Ａ，Ｃ，Ｆが設けてあるので、軽量パージガスの流れが
スムーズになる。また、モニタホルダ３８Ｅは、モニタ
ボックス３９内部に突出しないように固定してあり、軽
量パージガスの流れを妨げることが少ない。さらに、モ
ニタボックス３９左上部の滞留空間５１Ｇに対しては、
モニタホルダ３８Ｆの図３中左側面に設けられた上下の
通気口７５Ｇ，７５Ｇにより、矢印６３Ｇに示すように
軽量パージガスがここを出入りし、酸素の滞留を防止す
る。

【００３４】図４に、第１実施形態に係る狭帯域化ボッ
クス３１及び第１光路カバー４５Ａの側面断面図を示
す。図４において、狭帯域化ボックス３１の内部には、
グレーティング３３及びプリズム３２，３２がベース５
８，５８上にそれぞれ載置され、押さえ板５９にねじ込
まれた押さえネジ６２により、スプリング６１を介して
固定されている。このような、ベース５８、押さえ板５
９、押さえネジ６２及びスプリング６１などを含む、光
学部品を保持するための部材を、狭帯域化ホルダ５０と
呼ぶ。狭帯域化ボックス３１の上面には、グレーティン
グ３３などを調整するための調整蓋７７が設けられ、図
示しないＯリングによって、狭帯域化ボックス３１の内
部を外気から封止している。調整蓋７７には、軽量パー
ジガスを導入する導入口５６が設けられている。導入口
５６の周囲は、導入口５６から内部に向かって広がる傾
斜６５が設けられ、軽量パージガスが、抵抗なく内部に
導入されるようになっている。

【００３５】一方、狭帯域化ボックス３１の下面及び第
１光路カバー４５Ａの下面には、パージガスを排出する
排気口５７Ａ〜５７Ｄが、複数個設けられている。即
ち、狭帯域化ボックス３１は、水平方向に広いため、排
気口が単一しかないと、排気口のない場所に酸素が滞留
することがある。このため、排気口５７Ａ〜５７Ｄを複
数設けることにより、酸素が滞留しにくいようにしてい
る。また、ベース５８や狭帯域化ボックス３１の床面に
傾斜６５を設けることにより、酸素の滞留を少なくし
て、酸素が外部に排出されやすいようにしている。さら
に、プリズム３２，３２を押さえている押さえ板５９に
は、通気口６０が設けられており、軽量パージガスが、
押さえ板５９の下の滞留空間４９にまで届くようになっ
ている。図５に排気口５７Ｃの近傍の詳細断面図を示
す。図５に示すように、ベース５８が排気口５７の上方
にかぶさるようになった場合にも、排気口５７の周囲に
傾斜６５を設けてテーパ状にし、ベース５８と排気口５
７との間に、酸素が滞留しないようにする。

【００３６】排気口５７Ａ〜５７Ｄには、それぞれ排気
配管５２Ａ〜５２Ｄを介して酸素濃度検出器５４Ａ〜５
４Ｄが接続されている。また、排気配管５２Ａ〜５２Ｄ
には、排気バルブ５３Ａ〜５３Ｄがそれぞれ接続されて
いる。酸素濃度検出器５４Ａ〜５４Ｄ及び排気バルブ５
３Ａ〜５３Ｄは、排気コントローラ７８に接続されてい
る。排気コントローラ７８は、各排気口５７Ａ〜５７Ｄ
近傍の酸素濃度を検出するとともに、排気バルブ５３Ａ
〜５３Ｄの開度を調整できるようになっている。導入口
５６から軽量パージガスを導入すると、軽量パージガス
は、矢印６３に示すように、それぞれの排気口５７Ａ〜
５７Ｄから排出されるが、例えば導入口５６に最も近い
排気口５７Ａから排出されることが最も多く、導入口５
６から遠い排気口５７Ｄまで届かないことがある。その
結果、遠い排気口５７Ｄ近辺の酸素が効率的に排出され
ず、レーザ光２１の減衰の原因となることがある。

【００３７】これを防止するために排気コントローラ７
８は、各排気口５７Ａ〜５７Ｄから排出される酸素の濃
度を検出し、この濃度が略一定になるように、排気バル
ブ５３Ａ〜５３Ｄの開度を調節する。例えば、導入口５
６に最も近い排気口５７Ａの濃度が低く、導入口５６か
ら遠い排気口５７Ｄの濃度が最も高いような場合には、
排気コントローラ７８は、排気口５７Ａの排気バルブ５
３Ａの開度を絞って流量を減らし、排気口５７Ｄの排気
バルブ５３Ｄの開度を開け気味にする。これにより、大
半が排気口５７Ａから排出していた軽量パージガスが、
排気口５７Ｂ〜５７Ｄからも出て行くようになり、排気
口５７Ｂの酸素濃度が次第に低下してくる。すると、次
は排気バルブ５３Ｂを絞り気味にするというように、徐
々に排気バルブ５３Ａ〜５３Ｄの開度を変えて、各排気
口５７Ａ〜５７Ｄから均等に酸素が排出されるようにす
る。これにより、狭帯域化ボックス３１内部の酸素の滞
留が少なくなる。また、排気コントローラ７８は、常時
これらの酸素濃度検出器５４Ａ〜５４Ｄの出力をモニタ
リングし、どこかの排気口５７Ａ〜５７Ｄの濃度が上が
ると、その排気バルブ５３Ａ〜５３Ｄのの開度を開くよ
うにすると、なおよい。

【００３８】尚、排気バルブ５３Ａ〜５３Ｄの開度を排
気コントローラ７８によって調整するように説明した
が、手動で行なってもよい。或いは、排気バルブ５３Ａ
〜５３Ｄを、開度を変更自在のバルブとしたが、例えば
開閉のみのバルブとしてもよい。このような場合には、
排気コントローラ７８は、ある排気口５７Ａ〜５７Ｄの
酸素濃度が所定値以下になったところで、その排気バル
ブ５３Ａ〜５３Ｄを閉じ、他の排気口の酸素濃度が下が
るようにする。この場合も、手動で行なってもよい。

【００３９】或いは、予めこのような酸素濃度の推移を
試作機で測定しておき、排気配管５２５７Ａ〜５７Ｄ中
に予め絞りを入れるなどして配管抵抗を変え、酸素が好
適に排出されるようにしてもよい。例えば、導入口５６
から近い排気口５７Ａ〜５７Ｄほど配管抵抗を大きくす
るようにして、導入口５６から遠い排気口５７Ａ〜５７
Ｄに、軽量パージガスが流れやすくするようにしてもよ
い。このようにすれば、各レーザ装置１１ごとに酸素濃
度検出器５４が必要ということがなく、機器の構成が簡
単になる。

【００４０】尚、不純物を排出する際には、上記説明の
ようにいきなりパージガスを導入するのでもよいが、予
め筐体３１，３９，４５Ａ〜４５Ｃ内部を図示しない真
空ポンプによって真空引きし、パージガスを所定圧力ま
で導入するような手順で行なうと、さらに不純物を効果
的に排出できる。また、真空引きとパージガスの導入を
所定回数繰り返すと、尚良い。また、第２光路カバー４
５Ｂについては、特に詳しく説明しなかったが、同様に
導入口５６を上部に設け、排出口５７を下部に設けるよ
うにすればよい。或いは、第２光路カバー４５Ｂはモニ
タボックス３９と連通していることから、例えば導入口
５６を第２光路カバー４５Ｂ上部に設け、排出口５７を
モニタボックス３９下部に設けるようにしてもよい。

【００４１】次に、第２実施形態を説明する。図６に、
第２実施形態に係るモニタボックス３９の側面断面図を
示す。図６に示すように、モニタボックス３９の側面最
下部近傍には導入口５６が設けられ、酸素よりも重い低
反応性の重量パージガスを封止した重量パージボンベ
が、配管を介して接続されている。重量パージガスとし
ては、例えばネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリ
プトン（Ｋｒ）、又はキセノン（Ｘｅ）等の不活性ガス
が好適である。また、モニタボックス３９の側面最上部
近傍には、重量パージガスを排出する排気口５７が設け
られている。このように、酸素よりも重い重量パージガ
スを、モニタボックス３９の最下部近傍から導入し、最
上部近傍から排出している。

【００４２】これにより、重量パージガス（矢印１６３
Ａ〜１６３Ｇ）がモニタボックス３９の下部に徐々に溜
まり、比較的軽い酸素（矢印１６３）を上方へと押し上
げる。これにより、酸素１６４が内部に滞留することな
く、効果的に排出される。尚、モニタホルダ３８など
に、重量パージガスが流れやすくなるような、略上下方
向の通気口７５Ａ〜７５Ｇを設けたり、突出部を少なく
したり、角を面取りしたりすることにより、重量パージ
ガスがあらゆるところを流れる。これにより、酸素を追
い出しやすくなっているのは、第１実施形態と同様であ
る。

【００４３】図７に、第２実施形態に係る狭帯域化ボッ
クス３１の側面断面図を示す。図７においては、狭帯域
化ボックス３１の最下部近傍に、重量パージガスを導入
する導入口５６を設けてあり、狭帯域化ボックス３１の
上面には、複数の排気口５７Ａ〜５７Ｃを設けている。
これにより、最下部近傍から入った重量パージガス（矢
印１６３）が、複数の排気口５７Ａ〜５７Ｃから排気さ
れるので、酸素の滞留が起こりにくくなる。また、酸素
濃度を計測しながら、排気バルブ５３Ａ〜５３Ｃの開度
を排気コントローラ７８によって調整するのも、第１実
施形態と同様である。

【００４４】尚、上記の説明は、ＡｒＦエキシマレーザ
装置を例にとって行なったが、同様に真空紫外波長のレ
ーザ光２１を出射するフッ素分子レーザ装置等でも、同
様に応用が可能である。また、不純物として酸素のみを
対象に説明したが、例えば有機物や水分など、他の不純
物に対しても応用が可能である。即ち、対象とする不純
物に応じて、パージガスが軽いか重いかにより、第１及
び第２実施形態のいずれかを選択するようにすればよ
い。また、このように不純物として酸素以外の有機物や
水分を対象にする場合には、真空紫外領域以外の波長の
レーザ光を発振する、ＫｒＦエキシマレーザ装置等の、
他のエキシマレーザ装置に対しても、応用が可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係るＡｒＦエキシマレーザ装置
の平面図。

【図２】第１実施形態に係る第３光路カバーの側面断面
図。

【図３】第１実施形態に係るモニタボックスの側面断面
図。

【図４】第１実施形態に係る狭帯域化ボックス及び第１
光路カバーの側面断面図。

【図５】排気口近傍の詳細断面図。

【図６】第２実施形態に係るモニタボックスの側面断面
図。

【図７】第２実施形態に係る狭帯域化ボックスの側面断
面図。

【図８】従来技術に係るＡｒＦエキシマレーザ装置の平
面図。

【符号の説明】

１１：エキシマレーザ装置、１２：レーザチャンバ、１
４：主電極、１５：主電極、１６：フロントミラー、１
７：フロントウィンドウ、１９：リアウィンドウ、２
１：レーザ光、２２：メインビームスプリッタ、２５：
露光機、３１：狭帯域化ボックス、３２：プリズム、３
３：グレーティング、３６：モニタモジュール、３７：
入射口、３８：モニタホルダ、３９：モニタボックス、
４０：第１ビームスプリッタ、４１：反射ミラー、４
２：拡散板、４３：光量検出器、４４：光路ミラー、４
５：光路カバー、４６：軽量パージボンベ、４７：ミラ
ーホルダ、４８：集光レンズ、５１：滞留空間、５２：
排気配管、５３：排気バルブ、５４：酸素濃度検出器、
５６：導入口、５７：排気口、５８：ベース、５９：押
さえ板、６０：通気口、６１：スプリング、６２：押さ
えネジ、６３：軽量パージガス、６４：酸素、６５：傾
斜、６６：モニタエタロン、６７：レーザシャッタ、６
８：参照シャッタ、６９：参照ランプ、７０：参照レン
ズ、７１：ラインセンサ、７２：投影レンズ、７３：第
２ビームスプリッタ、７４：参照光、７５：通気口、７
６：面取り部、７７：調整蓋、７８：排気コントロー
ラ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中野 真生 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所中央研究所内 (72)発明者 若林 理 神奈川県平塚市万田1200 ギガフォトン株 式会社内 (72)発明者 有我 達也 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所中央研究所内 Ｆターム(参考） 5F072 AA04 AA06 JJ03 JJ05 JJ13 KK01 KK07 KK15 KK18 KK22 RR05 YY09

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ装置の筐体パージ機構において、 レーザ光(21)の光路を囲繞する筐体(31,39,45)の内部
   に、酸素を含まない清浄で低反応性のパージガスを導入
   する導入口(56)と、 筐体(31,39,45)内部の不純物をパージガスとともに排出
   する排気口(57)とを備え、 前記導入口(56)と排気口(57)とが、上下方向において光
   路の一側と他側とにそれぞれ配置されたことを特徴とす
   るレーザ装置の筐体パージ機構。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のレーザ装置の筐体パー
   ジ機構において、 前記導入口(56)及び排気口(57)の少なくとも一方が、筐
   体(31,39,45)内壁の最上部近傍又は最下部近傍に設けら
   れたことを特徴とする、レーザ装置の筐体パージ機構。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載のレーザ装置の筐
   体パージ機構において、 前記パージガスが排出対象となる不純物よりも軽い場合
   には、前記導入口(56)は光路よりも上方に設けられ、 前記パージガスが排出対象となる不純物よりも重い場合
   には、前記導入口(56)は光路よりも下方に設けられたこ
   とを特徴とする、レーザ装置の筐体パージ機構。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載のレーザ
   装置の筐体パージ機構において、 パージガスが排出対象となる不純物よりも軽く、 前記排気口(57)が筐体(31,39,45)の最下部近傍に配置さ
   れ、 筐体(31,39,45)の内壁、又はこれに取着された部材が、
   排気口(57)に向かって傾斜していることを特徴とするレ
   ーザ装置の筐体パージ機構。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載のレーザ
   装置の筐体パージ機構において、 前記排気口(57A-57D)が複数設けられていることを特徴
   とするレーザ装置の筐体パージ機構。
6. 【請求項６】 請求項５に記載のレーザ装置の筐体パー
   ジ機構において、 前記複数の排気口(57A-57D)にそれぞれ接続された酸素
   濃度検出器(54A-54D)及び排気バルブ(53A-53D)と、 酸素濃度検出器(54A-54D)によって検出された排気口(57
   A-57D)近傍の酸素濃度に基づいて排気バルブ(53A-53D)
   の開度を変更自在の排気コントローラ(78)とを備えたこ
   とを特徴とするレーザ装置の筐体パージ機構。
7. 【請求項７】 請求項６に記載のレーザ装置の筐体パー
   ジ機構において、 前記排気コントローラ(78)は、酸素濃度が低い排気口(5
   7A-57D)ほど、そこに付設された排気バルブ(53A-53D)の
   開度を閉じるようにすることを特徴とするレーザ装置の
   筐体パージ機構。
8. 【請求項８】 請求項５に記載のレーザ装置の筐体パー
   ジ機構において、 前記複数の排気口(57A-57D)の排気抵抗を、導入口(56)
   に近い場所ほど大きくしたことを特徴とするレーザ装置
   の筐体パージ機構。
9. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれかに記載のレーザ
   装置の筐体パージ機構において、 筐体(31,39,45)内部に光学部品を保持するホルダ(38,4
   7,50,59)を設置し、 前記ホルダ(38,47,59)が、不純物が滞留する可能性のあ
   る滞留空間(49,51)にパージガスを流す通気口(60,75)を
   備えたことを特徴とするレーザ装置の筐体パージ機構。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載のレーザ装置の筐体パ
    ージ機構において、 前記通気口(60,75)が略上下方向に貫通していることを
    特徴とするレーザ装置の筐体パージ機構。
11. 【請求項１１】 請求項１〜１０のいずれかに記載のレ
    ーザ装置の筐体パージ機構において、 前記不純物が酸素であることを特徴とするレーザ装置の
    筐体パージ機構。
12. 【請求項１２】 請求項１〜１１のいずれかに記載のレ
    ーザ装置の筐体パージ機構において、 前記パージガスが窒素であることを特徴とするレーザ装
    置の筐体パージ機構。