JP2010073948A - Power supply device for pulse laser - Google Patents

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Hiroshi Umeda
博 梅田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To stabilize discharging by preventing a residual voltage from being applied in an opposite direction between discharge electrodes after discharging, and to prevent a synchronization shift of next discharging from being performed by an influence of residual vibration generated after discharging by attenuating the residual vibration in a short time. <P>SOLUTION: In a power supply circuit for a pulse laser comprising a two-stage magnetic pulse compressing circuit, and a reset circuit RC, a resistance R1 and an inductor L1 are connected in parallel to transfer capacitors C1 and C2 or Cp. Consequently, a magnetic core reset time of a magnetic core of each transfer stage can be controlled to prevent the residual voltage from being applied in the opposite direction between the discharge electrodes. Furthermore, the vibration of a voltage generated by residual energy after magnetic reset completion can be quickly attenuated. Here, the series circuit of the resistance R1 and the L1 may be connected dividedly in parallel to the transfer capacitors C1, C2, and Cp of respective stages of the magnetic compressing circuit. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、エキシマレーザ等のパルスレーザ用電源装置に関し、さらに詳細には、磁気圧縮モジュール(MPC)の転送時間の安定化を達成することができ、ツインチャンバ(2ステージ方式)発振方式のレーザ装置に適用するのに好適なパルスレーザ用電源装置に関するものである。   The present invention relates to a power source for a pulsed laser such as an excimer laser, and more specifically, can stabilize the transfer time of a magnetic compression module (MPC), and is a twin-chamber (two-stage type) oscillation type laser. The present invention relates to a pulse laser power supply device suitable for application to an apparatus.

半導体デバイスの高集積化の要求に対応するため、半導体露光装置用光源には、エキシマレーザ装置が用いられている。
近年、露光装置のスループット向上と回路パターンの超微細化のため、特許文献1や特許文献2で示されている、発振段用レーザ及び増幅段用レーザを備えたダブルチャンバシステムで高出力化が計られている。
今後、半導体デバイスの高集積化が進んで32nmノードプロセスになると、露光装置は液浸技術による高NA(1.3〜1.5)化とダブルパターニング等の技術の導入に必要になる。この32nmノード対応露光装置の高スループット化のため、ArFエキシマレーザには、高繰返し周波数(6kHz以上)かつ高出力(60W以上)が要求されている。
In order to meet the demand for higher integration of semiconductor devices, excimer laser devices are used as light sources for semiconductor exposure apparatuses.
In recent years, in order to improve the throughput of the exposure apparatus and make the circuit pattern ultra-fine, the double chamber system including the oscillation stage laser and the amplification stage laser shown in Patent Document 1 and Patent Document 2 has increased the output. It is measured.
In the future, as the integration of semiconductor devices progresses and the node process becomes 32 nm, the exposure apparatus will be required for high NA (1.3 to 1.5) by liquid immersion technology and introduction of technologies such as double patterning. In order to increase the throughput of this 32-nm node exposure apparatus, ArF excimer lasers are required to have a high repetition frequency (6 kHz or more) and a high output (60 W or more).

ダブルチャンバシステムは、高出力化の要求に答えるため、高光品位(スペクトル性能など)、小出力のレーザ光をつくる発振段レーザと、そのレーザ光を増幅する増幅段レーザで構成されている。ダブルチャンバシステムの形態としては、増幅段チャンバに共振器ミラーを設けないMOPA(Master Oscillator Power Amplifier)方式と共振器ミラーを設けるMOPO(Master Oscillator Power Oscillator)方式とに大別される。
ダブルチャンバシステムにおいては、発振段レーザと増幅段レーザが放電するタイミングを調整する必要があり、発振段レーザと増幅段レーザの放電、発光のタイミングがずれると発振段レーザから放出されたレーザビームは良好に増幅されない。
In order to respond to the demand for higher output, the double chamber system is composed of an oscillation stage laser that produces laser light with high light quality (spectral performance, etc.) and small output, and an amplification stage laser that amplifies the laser light. The form of the double chamber system is roughly classified into a MOPA (Master Oscillator Power Amplifier) system in which no resonator mirror is provided in the amplification stage chamber and a MOPO (Master Oscillator Power Oscillator) system in which a resonator mirror is provided.
In the double chamber system, it is necessary to adjust the discharge timing of the oscillation stage laser and the amplification stage laser. When the discharge and emission timings of the oscillation stage laser and the amplification stage laser are shifted, the laser beam emitted from the oscillation stage laser is Not amplified well.

エキシマレーザは、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。   In an excimer laser, a pair of main discharge electrodes for exciting a laser gas are disposed inside a laser chamber so as to face each other with a predetermined distance in a direction perpendicular to the laser oscillation direction. A high voltage pulse is applied to the pair of main discharge electrodes, and when the voltage applied between the main discharge electrodes reaches a certain value (breakdown voltage), the laser gas between the main discharge electrodes breaks down and main discharge starts. The laser medium is excited by this main discharge. Therefore, such an exposure gas laser device performs pulse oscillation by repeating main discharge, and the emitted laser light becomes pulse light.

上記レーザ装置において、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ための電源装置の高電圧パルス発生器の構成例を図5に示す。
図5のパルスレーザ用電源装置の高電圧パルス発生器は、可飽和リアクトルからなる3個の磁気スイッチSR1、SR2、SR3と昇圧トランスTC1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。
FIG. 5 shows a configuration example of a high voltage pulse generator of a power supply device for generating discharge in the laser chamber and exciting laser gas in the laser device.
The high-voltage pulse generator of the pulse laser power supply device of FIG. 5 is composed of a two-stage magnetic pulse compression circuit using three magnetic switches SR1, SR2, SR3 made of a saturable reactor and a step-up transformer TC1. The magnetic switch SR1 is for reducing switching loss in the solid-state switch SW which is a semiconductor switching element such as IGBT, and is also called magnetic assist.
The first magnetic switch SR2 and the second magnetic switch SR3 constitute a two-stage magnetic pulse compression circuit.

図示しない充電器により主コンデンサC0が充電されている状態で、スイッチSWがONとなり、磁気アシストSR1の両端にかかる主コンデンサC0の充電電圧Vc0の時間積分値が磁気アシストSR1の特性で決まる限界値に達すると、磁気アシストSR1が飽和して磁気スイッチが入り、主コンデンサC0、磁気アシストSR1、昇圧トランスTC1の1次側、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TC1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。
コンデンサC1が充電されると、コンデンサC1における電圧Vc1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。
When the main capacitor C0 is charged by a charger (not shown), the switch SW is turned on, and the time integral value of the charging voltage Vc0 of the main capacitor C0 applied to both ends of the magnetic assist SR1 is determined by the characteristic of the magnetic assist SR1. , The magnetic assist SR1 is saturated and the magnetic switch is turned on, and a current flows through the primary capacitor C0, the magnetic assist SR1, the primary side of the step-up transformer TC1, and the loop of the switch SW. At the same time, a current flows through the secondary side of the step-up transformer TC1 and the loop of the capacitor C1, and the charge stored in the main capacitor C0 is transferred to be charged in the capacitor C1.
When the capacitor C1 is charged, when the time integration value of the voltage Vc1 in the capacitor C1 reaches a limit value determined by the characteristics of the magnetic switch SR2, the magnetic switch SR2 is saturated and the magnetic switch is turned on, and the capacitor C1, the capacitor C2, the magnetic switch A current flows through the loop of the switch SR3, and the charge stored in the capacitor C1 is transferred to charge the capacitor C2.

さらにこの後、コンデンサC2における電圧Vc2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。 ピーキングコンデンサCpが充電され、その電圧Vcpがある値(ブレークダウン電圧)Vbに達すると、図示しないチャンバー内の主放電電極間で主放電が開始し、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。   Thereafter, when the time integration value of the voltage Vc2 in the capacitor C2 reaches a limit value determined by the characteristics of the magnetic switch SR3, the magnetic switch SR3 is saturated and the magnetic switch is turned on, and the capacitors C2, the peaking capacitor Cp, and the magnetic switch SR3 A current flows through the loop, and the charge stored in the capacitor C2 is transferred to charge the peaking capacitor Cp. When the peaking capacitor Cp is charged and the voltage Vcp reaches a certain value (breakdown voltage) Vb, main discharge starts between main discharge electrodes in a chamber (not shown), and the laser medium is excited by this main discharge, and the laser Light is generated.

上記磁気パルス圧縮を行った後は、磁気スイッチ、昇圧SR1〜SR3、トランスTC1のコアの磁気リセットを行う必要がある。
磁気リセットには様々な方法があるが、その一つとしてコアにリセット巻線を設け、このリセット巻線に、主巻線とは逆方向に直流電流を流すリセット回路を設け、このリセット回路により、上記リセット巻線に電流(リセット電流)を流しておく方法がある。
図5に示したものでは、上記磁気スイッチSR1,SR2,SR3、トランスTC1をリセットするためのリセット回路RCが設けられており、該リセット回路RCにより、上記磁気スイッチSR1,SR2,SR3、トランスTC1をリセットする。
すなわち、磁気スイッチSR1,SR2、SR3、トランスTC1のコアには、リセット巻線LR1,LR2,LR3,TR1が巻かれており、リセット巻線LR1,LR2,LR3,TR1はリアクトルL、直流電源Eに直列に接続されている。
そして、上記リセット巻線LR1,LR2,LR3,TR1にリセット電流Irを流して磁気スイッチSR1,SR2,SR3、トランスTC1をリセットする。
After performing the magnetic pulse compression, it is necessary to perform magnetic reset of the cores of the magnetic switch, step-up SR1 to SR3, and transformer TC1.
There are various methods for magnetic reset. One of them is a reset winding in the core, and this reset winding is provided with a reset circuit that sends a direct current in the direction opposite to the main winding. There is a method of passing a current (reset current) through the reset winding.
In FIG. 5, a reset circuit RC for resetting the magnetic switches SR1, SR2, SR3 and the transformer TC1 is provided. By the reset circuit RC, the magnetic switches SR1, SR2, SR3, the transformer TC1 are provided. To reset.
That is, reset coils LR1, LR2, LR3, TR1 are wound around the cores of the magnetic switches SR1, SR2, SR3, and the transformer TC1, and the reset coils LR1, LR2, LR3, TR1 are a reactor L, a DC power supply E Connected in series.
Then, a reset current Ir is supplied to the reset windings LR1, LR2, LR3, TR1 to reset the magnetic switches SR1, SR2, SR3 and the transformer TC1.

上記のような磁気パルス圧縮回路を用いた電源回路は、比較的簡単な回路構成によって高速パルス電圧が得られる利点があるが、負荷からの反射エネルギー及びコアリセット時の余剰エネルギーの処理において充分でないという問題があった。
このような問題に対処するため、例えば、特許文献3、特許文献4に記載のものでは、ダイオード、あるいは抵抗とダイオードを回路上に挿入し、反射電圧を抑制していた。このような構成とすれば、ダイオードの順方向電圧分までは減衰可能であった。
特開2001−24265号号公報 特開2004−342964号公報 特開平4−193073号公報 特開平11−112300号公報
The power supply circuit using the magnetic pulse compression circuit as described above has an advantage that a high-speed pulse voltage can be obtained with a relatively simple circuit configuration, but it is not sufficient in the processing of the reflected energy from the load and the surplus energy at the core reset. There was a problem.
In order to deal with such a problem, for example, in the devices described in Patent Document 3 and Patent Document 4, a diode or a resistor and a diode are inserted on the circuit to suppress the reflected voltage. With such a configuration, the diode can be attenuated up to the forward voltage of the diode.
JP 2001-24265 A JP 2004-342964 A Japanese Patent Laid-Open No. 4-193073 JP-A-11-112300

図6に磁気リセット時の放電チャンバの電極間に印加される電圧のタイムチャートを示す。なお、同図の縦軸はピーキングコンデンサCpの電圧Vcpを示し、横軸は時間tであり、同図は6kHz動作時の電圧Vcpの変動を示している。
同図に示すように、負の高電圧パルスが発生して放電電極間に放電が発生したのち(同図の(1) 放電タイミング)、電圧Vcpは反転して上昇する。
そして、磁気スイッチSR1,SR2,SR3、トランスTC1のリセットが完了すると(同図(2) 最終磁気リセット完了タイミング)、電圧Vcpは振動しながら減衰する(同図(3) の残留エネルギーの減衰期間)。
FIG. 6 shows a time chart of the voltage applied between the electrodes of the discharge chamber at the time of magnetic reset. The vertical axis of the figure shows the voltage Vcp of the peaking capacitor Cp, the horizontal axis shows the time t, and the figure shows the fluctuation of the voltage Vcp during 6 kHz operation.
As shown in the figure, after a negative high voltage pulse is generated and a discharge is generated between the discharge electrodes ((1) discharge timing in the figure), the voltage Vcp is inverted and rises.
When the resetting of the magnetic switches SR1, SR2, SR3 and the transformer TC1 is completed (the final magnetic reset completion timing in FIG. 2), the voltage Vcp attenuates while oscillating (the residual energy decay period in FIG. 3). ).

上記電源回路において、主放電の繰返し周波数を高くし、高繰り返し動作を行っていくには、可飽和リアクトル、トランスのリセット時間も短くする必要がある。
しかし、リセット時間、周期が短くなると、放電後のチャンバー(放電電極間)に印加されるプラス側の電圧が大きくなり高周波放電動作が不安定になる。また、残留エネルギーの振動の影響により、次の放電がパルス発生動作に遅延時間を生ずる。
すなわち、図6に示すように、例えば主放電の繰り返し周波数が6kHzで、放電周期が166.7μsであると、次の放電までに残留振動が減衰せず、また、放電後に電極間に印加されるプラス側の電圧が大きくなる。
In the power supply circuit, in order to increase the repetition frequency of the main discharge and perform high repetition operation, it is necessary to shorten the reset time of the saturable reactor and the transformer.
However, when the reset time and cycle are shortened, the positive voltage applied to the chamber after discharge (between the discharge electrodes) increases and the high-frequency discharge operation becomes unstable. Further, due to the influence of residual energy vibration, the next discharge causes a delay time in the pulse generation operation.
That is, as shown in FIG. 6, if the repetition frequency of the main discharge is 6 kHz and the discharge cycle is 166.7 μs, for example, the residual vibration is not attenuated until the next discharge, and is applied between the electrodes after the discharge. The positive voltage increases.

すなわち、主放電の繰返し周波数を高くし、高繰り返し動作を行うと、以下2点の問題が生ずる。
(1)高周波動作を行うと、各可飽和リアクトル、トランスの磁気リセットも早く終了させる必要がある。リセットを早く終了させるには各可飽和リアクトル等の磁気リセットを早く終了させることになる。
リセット動作は、コアの両端コンデンサの電位差を主転送時とは反対方向に印加させることにより行っている。リセットを早くするということはコアの両端電位差を大きくすることである。このため放電後のチャンバーに印加されるプラス側の電圧が大きくなる。
That is, if the repetition frequency of the main discharge is increased and a high repetition operation is performed, the following two problems arise.
(1) When a high frequency operation is performed, it is necessary to quickly terminate the magnetic reset of each saturable reactor and transformer. In order to end the reset earlier, the magnetic reset of each saturable reactor or the like is terminated earlier.
The reset operation is performed by applying a potential difference between the capacitors at both ends of the core in the opposite direction to that during main transfer. Faster reset means increasing the potential difference between both ends of the core. This increases the positive voltage applied to the chamber after discharge.

この点についてさらに説明する。
リセットの順番は、コアのVt積が小さい順に終了していく。図5の回路では、SR3→SR2→TC1の順番である。
リセットが完了すると可飽和リアクトル両端は、周波数が小さい(周期が長い)成分では、インダクタンス値が小さくなる。例えば磁気スイッチSR3のリセットが終了すると、その両端のコンデンサC2、Cpがインダクタンスなしで接続された状態となる。容量としてはC2//Cpの並列合成容量として機能する。
このため、磁気スイッチSR2のリセット終了時は、コンデンサC1、C2、Cpは並列に接続された状態となる。トランスTC1のリセット動作時はコンデンサC1に電圧が印加される。
すなわちC1//C2//Cpの合成容量に電圧が印加されている状態でリセットが行われている。このためこの間は、放電チャンバの放電部に印加される電圧は、ピーキングコンデンサCpの電圧Vcpと同等であり、C1//C2//Cpの合成容量に印加される電圧となる。この電圧は次回放電に影響を与えるので、上限値以下に抑える必要がある。
This point will be further described.
The reset order ends in ascending order of core Vt product. In the circuit of FIG. 5, the order is SR3 → SR2 → TC1.
When the reset is completed, the inductance value becomes small at both ends of the saturable reactor with components having a small frequency (long period). For example, when the resetting of the magnetic switch SR3 is completed, the capacitors C2 and Cp at both ends thereof are connected without inductance. The capacity functions as a parallel composite capacity of C2 // Cp.
For this reason, at the end of resetting of the magnetic switch SR2, the capacitors C1, C2, and Cp are connected in parallel. During the reset operation of the transformer TC1, a voltage is applied to the capacitor C1.
That is, the reset is performed in a state where a voltage is applied to the combined capacitance of C1 // C2 // Cp. Therefore, during this period, the voltage applied to the discharge portion of the discharge chamber is equivalent to the voltage Vcp of the peaking capacitor Cp, and is the voltage applied to the combined capacitance of C1 // C2 // Cp. Since this voltage affects the next discharge, it is necessary to keep it below the upper limit.

図7にリセット後の残留エネルギーの振動イメージを示す。
各段の可飽和リアクトル等の磁気リセット時間は、同図に示すように最終段が一番早く、以後、転送元への順番でリセットが完了していく。転送元の磁気コアのVt積が一番大きいため、最終段の可飽和リアクトルに向かってリセット時間は小さくなる。そして、残留エネルギーは同図の経路で減衰する。
なお、Vt積は、印加電圧と飽和までの時間の積であり、可飽和リアクトルのエネルギー蓄積可能量を示す。
以上のように、リセット動作を早く終了させるためには、コア両端の印加電圧を高くする必要があり、結果としてチャンバの放電部に印加される残留電圧が高くなっていく。高周波放電動作を安定化させるためには、この残留電圧を抑え、放電後Vcp電圧をプラス側に印加しないようにすることが望ましい。
FIG. 7 shows a vibration image of the residual energy after reset.
As shown in the figure, the magnetic reset time of the saturable reactor at each stage is the earliest in the final stage, and thereafter, the reset is completed in the order to the transfer source. Since the Vt product of the transfer source magnetic core is the largest, the reset time decreases toward the final stage saturable reactor. The residual energy is attenuated along the path shown in FIG.
The Vt product is the product of the applied voltage and the time until saturation, and indicates the amount of energy that can be stored in the saturable reactor.
As described above, in order to end the reset operation early, it is necessary to increase the applied voltage across the core, and as a result, the residual voltage applied to the discharge part of the chamber increases. In order to stabilize the high-frequency discharge operation, it is desirable to suppress this residual voltage and not apply the Vcp voltage to the positive side after discharge.

(2)最終可飽和リアクトルのリセット時間が終了した時の残留エネルギーが振動する。 磁気圧縮回路の主回路には、この余剰エネルギーを吸収する素子がないため、また、余剰エネルギーを吸収する素子を設けると損失が増加し、このような素子を挿入できない為、漂遊抵抗成分のみの減衰となる。このため、振動することになる。
この振動電圧が可飽和リアクトルの両端電圧に微小な電位差を生じさせ、リセット完了した可飽和リアクトルのリセット点を微少に移動させることになる。リセット点が変化すると飽和時間が変化して、高電圧パルスの遅延時間が変化することになる。結果として高電圧パルスの出力遅延時間が変化して、ダブルチャンバシステムにおける発振段レーザと増幅段レーザとの間の同期制御に影響を与える。
(2) The residual energy when the reset time of the last saturable reactor is finished vibrates. Since the main circuit of the magnetic compression circuit has no element that absorbs this surplus energy, and if an element that absorbs the surplus energy is provided, the loss increases, and such an element cannot be inserted. It becomes attenuation. For this reason, it vibrates.
This oscillating voltage causes a minute potential difference between the voltages at both ends of the saturable reactor, and slightly moves the reset point of the saturable reactor that has been reset. When the reset point changes, the saturation time changes and the delay time of the high voltage pulse changes. As a result, the output delay time of the high voltage pulse changes and affects the synchronous control between the oscillation stage laser and the amplification stage laser in the double chamber system.

ダブルチャンバシステムでは2台のチャンバーのレーザ発振同期タイミングが重要である。特に2台のレーザチャンバーへのエネルギー注入(高電圧パルス電圧)タイミングがレーザ発振及び光性能に多大な影響を与えるため、高電圧パルスの遅延時間制御はナノ秒オーダーで制御しなければならず、遅延時間変化を抑制する必要がある。
磁気リセットは、リセット巻線に電流を流すことにより図8に示すように、コアの飽和領域(磁気スイッチのオン状態)から、コアの状態を磁気リセット点まで引き戻すことであるが、残留振動があると、この振動電圧により磁気リセット点が同図に示すように移動する。このため、次のパルスの転送時のスタート位置が変化することになり、高電圧パルスの出力遅延時間が変化する。
In the double chamber system, the laser oscillation synchronization timing of the two chambers is important. In particular, since the timing of energy injection (high voltage pulse voltage) into two laser chambers has a great influence on laser oscillation and optical performance, the delay time control of the high voltage pulse must be controlled in nanosecond order. It is necessary to suppress the delay time change.
As shown in FIG. 8, the magnetic reset is to bring the core state back to the magnetic reset point from the saturation region of the core (the magnetic switch is on) as shown in FIG. If there is, the magnetic reset point moves as shown in FIG. For this reason, the start position at the time of transfer of the next pulse changes, and the output delay time of the high voltage pulse changes.

上記(1)(2)の問題に対して、従来においては次のように対処していた。
上記(1)の問題、すなわち、放電後のチャンバーに印加されるプラス側の電圧が大きくなるという問題は、昇圧トランスTC1のリセット動作時の印加される電圧が問題であるが、従来においては、昇圧トランスTC1のリセット電流値の最適値を確認し、リセット巻線数等で調整を行っていた。
しかし、高繰り返し動作を行うために物理的にリセット時間を早くする必要がある。このためには、昇圧トランスTC1に印加される電圧を大きくしなければならず、電圧が上限値を超えることになる。
さらに、前記図5に示したように、リセット巻線にリセット電流を流しておくリセットする方法の場合、リセット回路が共通のため、可飽和リアクトル等のコアへの個別の注入エネルギーをきめ細かく制御できない。また、放電チャンバーの放電部からの戻りエネルギー(放電チャンバー内で消費されないエネルギー)の影響でコアの初期リセット点が変わると、リセット時間の数値を設計的に求めることも困難である。
このため、自動的に各コアのリセットの順番がSR3→SR2→TC1という順番に固定されていた。
従来においては、動作周波数が遅いためリセット時間を早くする必要がなく、許容値を超える場合は、前記特許文献3,4に記載されるような方法でピーク値を抑えていれば、充分であった。
Conventionally, the problems (1) and (2) have been dealt with as follows.
The above problem (1), that is, the problem that the positive voltage applied to the chamber after discharge becomes large is the voltage applied during the reset operation of the step-up transformer TC1, but in the past, The optimum value of the reset current value of the step-up transformer TC1 was confirmed, and the adjustment was made by the number of reset windings.
However, in order to perform a high repetition operation, it is necessary to physically increase the reset time. For this purpose, the voltage applied to the step-up transformer TC1 must be increased, and the voltage exceeds the upper limit value.
Furthermore, as shown in FIG. 5, in the case of the reset method in which the reset current is made to flow through the reset winding, since the reset circuit is common, the individual injection energy to the core such as the saturable reactor cannot be finely controlled. . In addition, when the initial reset point of the core changes due to the return energy from the discharge part of the discharge chamber (energy not consumed in the discharge chamber), it is difficult to design the numerical value of the reset time.
For this reason, the order of resetting the cores is automatically fixed in the order of SR3 → SR2 → TC1.
Conventionally, since the operating frequency is slow, there is no need to increase the reset time. If the allowable value is exceeded, it is sufficient if the peak value is suppressed by the method described in Patent Documents 3 and 4. It was.

上記(2)の問題、すなわち、リセット時間が終了した時の残留エネルギーが振動するという問題に対しては、前述した特許文献3,4に示される方法である程度、解消することができる。しかし、この方法では、減衰回路にダイオードが挿入されるため、ダイオードの順方向降下電圧分までしか電圧を下げられなかった。
また、これまでの最大動作周波数では動作周波数が遅かったので、漂遊抵抗成分による自然減衰で、次のパルス動作までに振動を減衰させるといった回路構成になっているものもあった。
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、放電後に、放電電極間に逆方向の残留電圧が印加されるのを防止し、チャンバーにおける放電を安定化するとともに、放電後に生ずる残留振動を短時間で減衰させ、残留振動の影響により次の放電の同期ずれが生ずるのを防止することである。
The problem described in (2) above, that is, the problem that the residual energy vibrates when the reset time ends, can be solved to some extent by the methods disclosed in Patent Documents 3 and 4 described above. However, in this method, since the diode is inserted into the attenuation circuit, the voltage can be lowered only to the forward drop voltage of the diode.
In addition, since the operating frequency has been slow at the maximum operating frequency so far, some circuits have a circuit configuration in which vibration is attenuated by the next pulse operation by natural attenuation due to stray resistance components.
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to prevent a residual voltage in the reverse direction from being applied between the discharge electrodes after the discharge, thereby preventing the discharge in the chamber. In addition to stabilization, the residual vibration generated after the discharge is attenuated in a short time to prevent the next discharge from being out of synchronization due to the influence of the residual vibration.

上記課題を本発明においては、次のように解決する。
(1)主コンデンサに充電された電圧が一次側に印加されるトランスと、該トランスの2次側に接続され、可飽和リアクトルと転送コンデンサからなる磁気圧縮回路と、リセット巻線にリセット電流を流すことによりコアを逆励磁して、上記トランスと可飽和リアクトルの磁気リセットを行なうリセット回路を備えたパルスレーザ用電源装置において、上記転送コンデンサに並列に、抵抗とインダクタの直列回路を接続する。
すなわち、磁気リセット完了時の残留エネルギーを消費するために、転送コンデンサに並列に抵抗を挿入する。しかし、抵抗のみを挿入する場合は、主転送時には抵抗にも電流が流れるため損失となる。そこで、主転送時の損失を減らすために抵抗に直列にインダクタを挿入する。
(2)上記(1)において、上記抵抗とインダクタの直列回路を、上記磁気圧縮回路の最終段の転送コンデンサに並列に接続する。
(3)上記(1)において、上記抵抗とインダクタの直列回路を、上記磁気圧縮回路の各段の転送コンデンサに並列に、分割して接続する。
In the present invention, the above problem is solved as follows.
(1) A transformer charged with a voltage charged to the main capacitor is applied to the primary side, a magnetic compression circuit connected to the secondary side of the transformer and composed of a saturable reactor and a transfer capacitor, and a reset current applied to the reset winding. In a pulsed laser power supply device having a reset circuit for magnetically resetting the transformer and the saturable reactor by reversely exciting the core by flowing, a series circuit of a resistor and an inductor is connected in parallel with the transfer capacitor.
That is, a resistor is inserted in parallel with the transfer capacitor in order to consume residual energy when the magnetic reset is completed. However, when only the resistor is inserted, a loss occurs because a current also flows through the resistor during main transfer. Therefore, an inductor is inserted in series with the resistor in order to reduce the loss during the main transfer.
(2) In the above (1), the series circuit of the resistor and the inductor is connected in parallel to the final transfer capacitor of the magnetic compression circuit.
(3) In the above (1), the series circuit of the resistor and the inductor is divided and connected in parallel to the transfer capacitor at each stage of the magnetic compression circuit.

本発明においては、以下の効果を得ることができる。
(1)転送コンデンサに並列に、抵抗とインダクタの直列回路を接続しているので、各転送段の磁気コアの磁気リセット時間を制御することが可能となり、最終段の可飽和リアクトルの磁気コアのリセットを遅らせることで、チャンバーの放電部への正側の電圧の印加を抑制し、高周波放電動作を安定化させることができる。
また、最終磁気リセット完了後の残留エネルギーにより電圧が振動するのを急速に減衰させることができ、残留振動により磁気コアの磁気リセット点が変動するのを防ぐことができ、次のパルスの転送時のスタート位置を安定化することができる。
さらに、抵抗に直列にインダクタを接続しているので、主転送時に、この抵抗に流れる電流を遮断することができ、抵抗を接続することによる主転送時の損失を減らすことができる。
(2)上記抵抗とインダクタの直列回路を、磁気圧縮回路の最終段の転送コンデンサに並列に接続することにより、最終段の転送コンデンサへの転送時間が一番早いので、主転送時の損失を最も少なくすることができる。
(3)上記抵抗とインダクタの直列回路を、上記磁気圧縮回路の各段の転送コンデンサに並列に、分割して接続することにより、抵抗の損失と、抵抗の大きさを最適化するのに有効である。
In the present invention, the following effects can be obtained.
(1) Since a series circuit of a resistor and an inductor is connected in parallel with the transfer capacitor, the magnetic reset time of the magnetic core of each transfer stage can be controlled, and the magnetic core of the saturable reactor in the final stage can be controlled. By delaying the resetting, it is possible to suppress the application of the positive voltage to the discharge part of the chamber and to stabilize the high frequency discharge operation.
In addition, the vibration of the voltage due to the residual energy after completion of the final magnetic reset can be rapidly attenuated, and the magnetic reset point of the magnetic core can be prevented from changing due to the residual vibration. The start position can be stabilized.
Further, since the inductor is connected in series with the resistor, the current flowing through the resistor can be cut off during the main transfer, and the loss during the main transfer due to the connection of the resistor can be reduced.
(2) By connecting the series circuit of the resistor and inductor in parallel with the transfer capacitor at the final stage of the magnetic compression circuit, the transfer time to the transfer capacitor at the final stage is the fastest. Can be the least.
(3) The series circuit of the resistor and inductor is divided and connected in parallel to the transfer capacitor at each stage of the magnetic compression circuit, so that it is effective for optimizing the resistance loss and the resistance size. It is.

図1は本発明の第1の実施例のパルスレーザ用電源回路の高電圧パルス発生器の構成を示す図である。
図1は、前記図5に示した電源回路の高電圧パルス発生器の最終段のコンデンサであるピーキングコンデンサCpに並列に抵抗R1とインダクタL1の直列回路を接続したものであり、その他の構成は前記図5に示したものと同様である。
すなわち、可飽和リアクトルからなる3個の磁気スイッチSR1、SR2、SR3と昇圧トランスTC1を用いた2段の磁気パルス圧縮回路と、上記磁気スイッチSR1,SR2,SR3、トランスTC1をリセットするためのリセット回路RCが設けられている。 そして、前述したように、2段の磁気圧縮回路でパルス圧縮動作が行なわれ、ピーキングコンデンサCpが充電される。そして、この電圧がブレークダウン電圧に達すると、チャンバ内の主放電電極間で主放電が開始し、レーザ光が発生する。
上記電源回路は、前記した発振段レーザと増幅段レーザを有するダブルチャンバシステムの電源装置に適用するのが好適であるが、チャンバが一つのシングルチャンバのレーザ装置にも適用することができる。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a high voltage pulse generator of a pulse laser power supply circuit according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 1 shows a configuration in which a series circuit of a resistor R1 and an inductor L1 is connected in parallel to a peaking capacitor Cp that is a final stage capacitor of the high-voltage pulse generator of the power supply circuit shown in FIG. This is the same as that shown in FIG.
That is, a two-stage magnetic pulse compression circuit using three magnetic switches SR1, SR2, SR3 composed of saturable reactors and a step-up transformer TC1, and a reset for resetting the magnetic switches SR1, SR2, SR3, transformer TC1. A circuit RC is provided. As described above, the pulse compression operation is performed by the two-stage magnetic compression circuit, and the peaking capacitor Cp is charged. When this voltage reaches the breakdown voltage, main discharge starts between the main discharge electrodes in the chamber, and laser light is generated.
The power supply circuit is preferably applied to a power supply apparatus of a double chamber system having the above-described oscillation stage laser and amplification stage laser, but can also be applied to a single chamber laser apparatus having one chamber.

本実施例では、図1に示すように、ピーキングコンデンサCpに並列に抵抗R1とインダクタL1を接続しており、これにより、各転送段の磁気コアの磁気リセット時間を制御することが可能となるとともに、最終磁気リセット完了後の残留エネルギーにより電圧が振動するのを急速に減衰させることができる。
ここで、単純に抵抗のみを挿入した場合は、主転送(コンデンサC0のエネルギーの放電チャンバーへの転送)時に、この抵抗によりロスが発生することになる。
このロスを極力抑えるためにコイル(インダクタL1)を抵抗R1に直列に挿入している。主転送は、前述の振動エネルギーに比べて2桁程度周波数成分が大きいため、抵抗に流れる電流を遮断することができる。
上記のように、抵抗R1とインダクタL1の直列回路を設けることにより、各転送段の可飽和リアクトルの磁気リセット時間を制御することができる。すなわち、図1に示すように抵抗R1を挿入することで最終段の磁気スイッチSR3のコアのリセット時間を遅らせることができる。これにより、放電安定化のために残留電圧のピーク値を抑制することができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, a resistor R1 and an inductor L1 are connected in parallel to the peaking capacitor Cp, whereby the magnetic reset time of the magnetic core of each transfer stage can be controlled. At the same time, the vibration of the voltage due to the residual energy after completion of the final magnetic reset can be rapidly attenuated.
Here, when only a resistor is simply inserted, a loss occurs due to this resistor during main transfer (transfer of energy of the capacitor C0 to the discharge chamber).
In order to suppress this loss as much as possible, a coil (inductor L1) is inserted in series with the resistor R1. Since the main transfer has a frequency component that is about two orders of magnitude larger than the vibration energy described above, the current flowing through the resistor can be cut off.
As described above, by providing a series circuit of the resistor R1 and the inductor L1, the magnetic reset time of the saturable reactor of each transfer stage can be controlled. That is, as shown in FIG. 1, the reset time of the core of the last stage magnetic switch SR3 can be delayed by inserting the resistor R1. Thereby, the peak value of a residual voltage can be suppressed for discharge stabilization.

ここで、上記リセット動作について説明する。
図2(a)は、抵抗とインダクタが挿入されていない従来の回路におけるリセット動作を説明する図である。
同図において、放電後、リセット回路にリセット電流が流れることにより、同図のAの方向に電流が流れ、ピーキングコンデンサCpに充電されていた電荷はコンデンサC2に移行し、コンデンサC2の電圧が上昇する。これにより、可飽和リアクトルSR3には、(Vc2−Vcp)の電圧が印加され、VT積である(Vc2−Vcp)×tが一定値に達すると可飽和リアクトルSR3のコアがリセットされる。同様に、リセット電流が流れることにより、同図のBの方向に電流が流れ、コンデンサC2に充電されていた電荷がコンデンサC1に移行し、コンデンサC1の電圧が上昇する。これにより、可飽和リアクトルSR2には、(Vc1−Vc2)の電圧が印加され、VT積である(Vc1−Vc2)×tが一定値に達すると可飽和リアクトルSR2のコアがリセットされる。
さらに、コンデンサC1が充電されることにより、昇圧トランスTC1にVc1が印加され、このVT積が一定値に達すると昇圧トランスTC1のコアがリセットされる。
磁気圧縮回路においてVT積は、通常、可飽和リアクトルSR3<SR2<昇圧トランスTC1の順に設定されているので、図2(a)の回路の場合には、可飽和リアクトルSR3→SR2→昇圧トランスTC1の順にリセットされることになる。
Here, the reset operation will be described.
FIG. 2A is a diagram for explaining a reset operation in a conventional circuit in which a resistor and an inductor are not inserted.
In this figure, after discharging, a reset current flows through the reset circuit, so that a current flows in the direction of A in the figure, and the charge charged in the peaking capacitor Cp shifts to the capacitor C2, and the voltage of the capacitor C2 increases. To do. Thereby, a voltage of (Vc2−Vcp) is applied to the saturable reactor SR3, and when the VT product (Vc2−Vcp) × t reaches a constant value, the core of the saturable reactor SR3 is reset. Similarly, when the reset current flows, a current flows in a direction B in FIG. 6 and the charge charged in the capacitor C2 shifts to the capacitor C1, and the voltage of the capacitor C1 increases. As a result, a voltage of (Vc1−Vc2) is applied to the saturable reactor SR2, and when the VT product (Vc1−Vc2) × t reaches a certain value, the core of the saturable reactor SR2 is reset.
Further, the capacitor C1 is charged, so that Vc1 is applied to the step-up transformer TC1, and when the VT product reaches a constant value, the core of the step-up transformer TC1 is reset.
In the magnetic compression circuit, the VT product is normally set in the order of saturable reactor SR3 <SR2 <step-up transformer TC1, so in the case of the circuit of FIG. 2A, saturable reactor SR3 → SR2 → step-up transformer TC1. Will be reset in this order.

図2(b)は、本発明のように、抵抗R1とインダクタL1の直列回路を最終段のコンデンサCpに並列に挿入した場合のリセット動作を説明する図である。
同図において、放電後、リセット回路にリセット電流が流れることにより、同図のAの方向に電流が流れるが、この場合は、抵抗R1とインダクタL1が並列に接続されているため、この電流の多くは抵抗R1とインダクタL1の直列回路に流れ、コンデンサC2の電圧はそれほど上昇しない。このため、可飽和リアクトルSR3に印加される電圧は小さく、可飽和リアクトルSR3のコアのリセットが遅れる。
一方、可飽和リアクトルSR2、昇圧トランスTC1には、上述したようにそれぞれ(Vc1−Vc2)、Vc1の電圧が印加され、このVT積が一定値が一定値に達するとそのコアがリセットされる。
すなわち、コンデンサに並列に抵抗R1を挿入し、抵抗R1の値を適切に選定することにより、可飽和リアクトルのリセット時間を制御することができ、図2(b)に示すように構成すれば最終段の可飽和リアクトルSR3のコアのリセットを遅らせることができる。
最終段の可飽和リアクトルSR3のコアのリセットが終了していない間は、その前段のコンデンサC2の電圧は、コンデンサCpに伝達されず、負荷側には現れない。
したがって、この間に、リセット時間が一番かかるコア、この場合はトランスTC1のリセット電圧を大きくしてトランスTC1のリセットを早く終了させる。
すなわち、抵抗R1の抵抗値、リセット電流値等を最適にすることで、放電チャンバーの放電部に印加される電圧(VCp)を抑制することが可能となる。
FIG. 2B is a diagram for explaining the reset operation when the series circuit of the resistor R1 and the inductor L1 is inserted in parallel with the capacitor Cp at the final stage as in the present invention.
In this figure, after discharging, a reset current flows through the reset circuit, so that a current flows in the direction A in this figure. In this case, since the resistor R1 and the inductor L1 are connected in parallel, Most of them flow through a series circuit of a resistor R1 and an inductor L1, and the voltage of the capacitor C2 does not rise so much. For this reason, the voltage applied to the saturable reactor SR3 is small, and the reset of the core of the saturable reactor SR3 is delayed.
On the other hand, as described above, the voltages of (Vc1−Vc2) and Vc1 are applied to the saturable reactor SR2 and the step-up transformer TC1, and when the VT product reaches a constant value, the core is reset.
That is, by inserting the resistor R1 in parallel with the capacitor and appropriately selecting the value of the resistor R1, the reset time of the saturable reactor can be controlled, and if configured as shown in FIG. The reset of the core of the saturable reactor SR3 of the stage can be delayed.
While the reset of the core of the saturable reactor SR3 in the final stage is not completed, the voltage of the capacitor C2 in the preceding stage is not transmitted to the capacitor Cp and does not appear on the load side.
Accordingly, during this period, the reset voltage of the core that takes the longest reset time, in this case, the transformer TC1, is increased to quickly end the reset of the transformer TC1.
That is, by optimizing the resistance value of the resistor R1, the reset current value, and the like, the voltage (VCp) applied to the discharge part of the discharge chamber can be suppressed.

また、本実施例のように、ピーキングコンデンサCpに並列に抵抗R1とインダクタL1を接続することにより、残留エネルギーは抵抗R1を流れることにより消費され、残留エネルギーが主回路上で振動するのを急速に減衰させることができる。
図3は、磁気リセット時に放電チャンバの電極間に印加される電圧のタイムチャートである。なお、同図の縦軸はピーキングコンデンサCpの電圧Vcpを示し、横軸は時間tであり、同図は6kHz動作時の電圧Vcpの変動を示している。
同図に示すように、負の高電圧パルスが発生して放電電極間に放電が発生したのち(同図の(1) 放電タイミング)、電圧Vcpは反転して上昇する。
そして、磁気コアのリセット完了後、電圧Vcpは振動しながら減衰する(同図(2) の残留エネルギーの減衰期間)。
本実施例では、ピーキングコンデンサCpに並列に抵抗R1が接続されているので、上記残留エネルギーは、抵抗R1で消費されて同図に示すように急速に減衰し、次の放電周期では数ボルト以下に減衰する。
このため、残留振動により磁気リセット点が図8に示したように移動するのを防ぐことができ、次のパルスの転送時のスタート位置を安定化することができる。
また、前記したように最終段の可飽和リアクトルSR3のコアのリセットを遅らせることで、放電が発生したのちに反転して上昇する正の電圧は負荷側には現れず、チャンバーの放電部に正側の電圧の印加を抑制し、高周波放電動作を安定化させることができる。
Further, as in this embodiment, by connecting the resistor R1 and the inductor L1 in parallel to the peaking capacitor Cp, the residual energy is consumed by flowing through the resistor R1, and the residual energy rapidly vibrates on the main circuit. Can be attenuated.
FIG. 3 is a time chart of the voltage applied between the electrodes of the discharge chamber at the time of magnetic reset. The vertical axis of the figure shows the voltage Vcp of the peaking capacitor Cp, the horizontal axis shows the time t, and the figure shows the fluctuation of the voltage Vcp during 6 kHz operation.
As shown in the figure, after a negative high voltage pulse is generated and a discharge is generated between the discharge electrodes ((1) discharge timing in the figure), the voltage Vcp is inverted and rises.
Then, after the magnetic core reset is completed, the voltage Vcp attenuates while oscillating (residual energy decay period in FIG. 2).
In this embodiment, since the resistor R1 is connected in parallel with the peaking capacitor Cp, the residual energy is consumed by the resistor R1 and rapidly decays as shown in FIG. Attenuates.
For this reason, it is possible to prevent the magnetic reset point from moving as shown in FIG. 8 due to the residual vibration, and it is possible to stabilize the start position when the next pulse is transferred.
Also, as described above, by delaying the reset of the core of the saturable reactor SR3 in the final stage, the positive voltage that reverses and rises after the occurrence of discharge does not appear on the load side, and is positive in the discharge part of the chamber. The application of the voltage on the side can be suppressed, and the high-frequency discharge operation can be stabilized.

上記抵抗R1及びインダクタL1の値(以下、抵抗R1の値をR、インダクタL1の値をLと表記する)は、次のように決定される。
磁気リセット完了後の残留エネルギーによる振動成分(電圧)は次の放電動作までに収束させる必要がある。放電の動作周期をT、最終の磁気コアのリセット完了時刻をtとすると、減衰可能時間τは、次の(1)式となる。
τ=T−t …(1)
ここで、τは、各段のコンデンサのトータルの容量値C(全てを並列接続したときの容量値)と抵抗値Rの時定数で決まる値以下とする必要があり、以下の(2)式を満足する必要がある。
τ>RC
R<τ/C …(2)
インダクタLの値は、主転送時の電流をブロックし、リセット後の減衰時は電流が流れることが要求されることから、次のように定まる。
主転送時の転送時間は早く、周波数成分では10MHzオーダであるが、減衰時の周波数成分は100kHzオーダーであり、2桁周波数成分の値が異なる。したがって、これに見合ったインピーダンスになるようにインダクタンスの値Lを選定する。
The values of the resistor R1 and the inductor L1 (hereinafter, the value of the resistor R1 is denoted by R and the value of the inductor L1 is denoted by L) are determined as follows.
The vibration component (voltage) due to the residual energy after completion of the magnetic reset needs to be converged before the next discharge operation. Assuming that the discharge operation cycle is T and the final reset time of the magnetic core is t, the decayable time τ is expressed by the following equation (1).
τ = T−t (1)
Here, τ must be less than or equal to the value determined by the time constant of the total capacitance value C (capacitance value when all are connected in parallel) of each stage and the resistance value R, and the following equation (2) Need to be satisfied.
τ> RC
R <τ / C (2)
The value of the inductor L is determined as follows because the current at the time of main transfer is blocked and the current is required to flow at the time of attenuation after reset.
The transfer time at the time of main transfer is fast and the frequency component is on the order of 10 MHz, but the frequency component at the time of attenuation is on the order of 100 kHz, and the value of the two-digit frequency component is different. Therefore, the inductance value L is selected so that the impedance is commensurate with this.

なお、特許文献3,4では、ダイオードを用いているが、本発明においてはダイオードは使用できない。
これは、振動エネルギーの吸収(減衰)を主転送印加電圧(30kV程度)に対して、数ボルト以下にしなければならないが、ダイオードを使用した場合、振動エネルギーを規定値の数ボルト以下に抑えることができないためである。
つまり、ダイオードを使用して主転送時のロスをブロックさせる場合は、振動エネルギー吸収時にダイオードを通して電流を流すことになるが、通常、耐圧を考慮してダイオードを複数個直列接続しているため、その際のダイオードの順方向電圧だけで数十ボルト以上となる。
In Patent Documents 3 and 4, a diode is used, but in the present invention, a diode cannot be used.
This means that vibration energy absorption (attenuation) must be less than a few volts with respect to the main transfer applied voltage (about 30 kV), but when a diode is used, the vibration energy must be kept below a specified value of a few volts. This is because they cannot.
In other words, when blocking the loss during main transfer using a diode, current will flow through the diode when absorbing vibration energy, but normally multiple diodes are connected in series considering the breakdown voltage. At that time, only the forward voltage of the diode becomes several tens of volts or more.

図4は、本発明の第2の実施例の電源回路の高電圧パルス発生器の構成を示す図である。
図1では、最終段のコンデンサであるピーキングコンデンサCpに並列に抵抗R1とインダクタL1の直列回路を接続したが、図4では、各転送コンデンサに並列に分割して抵抗とインダクタの直列回路を配置したものであり、その他の構成は図1に示したものと同様である。
本実施例においては、図4に示すように、ピーキングコンデンサCpに並列に抵抗R1とインダクタL1の直列回路が接続され、コンデンサC2に並列に抵抗R2とインダクタL2の直列回路が接続され、さらに、コンデンサC1に並列に抵抗R3とインダクタL3の直列回路が接続されている。
上記のように各転送コンデンサに並列に分割して抵抗とインダクタの直列回路を接続し、各抵抗値の値を適宜設定することにより、抵抗の発熱と大きさを最適化することができる。また、各抵抗値の値及びリセット電流の値を適宜調整することにより、各磁気コアのリセット終了のタイミングを設定することもできる。
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the high voltage pulse generator of the power supply circuit according to the second embodiment of the present invention.
In FIG. 1, the series circuit of the resistor R1 and the inductor L1 is connected in parallel to the peaking capacitor Cp which is the final stage capacitor, but in FIG. 4, the series circuit of the resistor and the inductor is arranged in parallel to each transfer capacitor. The other configurations are the same as those shown in FIG.
In this embodiment, as shown in FIG. 4, a series circuit of a resistor R1 and an inductor L1 is connected in parallel to the peaking capacitor Cp, a series circuit of a resistor R2 and an inductor L2 is connected in parallel to the capacitor C2, A series circuit of a resistor R3 and an inductor L3 is connected in parallel with the capacitor C1.
As described above, by dividing the transfer capacitors in parallel and connecting a series circuit of resistors and inductors and appropriately setting the values of the respective resistance values, the heat generation and the size of the resistors can be optimized. In addition, by appropriately adjusting the value of each resistance value and the value of the reset current, it is possible to set the reset end timing of each magnetic core.

本発明の第1の実施例のパルスレーザ用電源回路の高電圧パルス発生器の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the high voltage pulse generator of the power supply circuit for pulse lasers of the 1st Example of this invention. 回路中に設けられた磁気スイッチ等の磁気リセットを説明する図である。It is a figure explaining magnetic reset, such as a magnetic switch provided in the circuit. 本実施例において、磁気リセット時に放電チャンバの電極間に印加される電圧のタイムチャートである。In a present Example, it is a time chart of the voltage applied between the electrodes of a discharge chamber at the time of a magnetic reset. 本発明の第2の実施例のパルスレーザ用電源回路の高電圧パルス発生器の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the high voltage pulse generator of the power supply circuit for pulse lasers of the 2nd Example of this invention. パルスレーザ用電源装置の高電圧パルス発生器の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the high voltage pulse generator of the power supply device for pulse lasers. 磁気リセット時の放電チャンバの電極間に印加される電圧のタイムチャートを示す図である。It is a figure which shows the time chart of the voltage applied between the electrodes of the discharge chamber at the time of a magnetic reset. リセット後の残留エネルギーの振動イメージを示す図である。It is a figure which shows the vibration image of the residual energy after reset. 残留振動による磁気リセット点の移動を説明する図である。It is a figure explaining the movement of the magnetic reset point by a residual vibration.

符号の説明Explanation of symbols

C0 主コンデンサ
SW スイッチ
L1 リアクトル
SR1,SR2,SR3 磁気スイッチ
TC1 昇圧トランス
C1,C2 コンデンサ
Cp ピーキングコンデンサ
L1 インダクタ
R1 抵抗
RC リセット回路
TR1,LR1,LR2,LR3 リセット巻線
L インダクタ
E 直流電源
C0 Main capacitor SW switch L1 Reactor SR1, SR2, SR3 Magnetic switch TC1 Step-up transformer C1, C2 Capacitor Cp Peaking capacitor L1 Inductor R1 Resistor RC Reset circuit TR1, LR1, LR2, LR3 Reset winding L Inductor E DC power supply

Claims (3)

主コンデンサに充電された電圧が一次側に印加されるトランスと、該トランスの2次側に接続され、可飽和リアクトルと転送コンデンサからなる磁気圧縮回路と、リセット巻線にリセット電流を流すことによりコアを逆励磁して、上記トランスと可飽和リアクトルの磁気リセットを行なうリセット回路を備えたパルスレーザ用電源装置であって、
上記転送コンデンサに並列に、抵抗とインダクタの直列回路が接続されている
ことを特徴とするパルスレーザ用電源装置。
A transformer charged with a voltage charged to the main capacitor is applied to the primary side, a magnetic compression circuit composed of a saturable reactor and a transfer capacitor connected to the secondary side of the transformer, and a reset current flowing through the reset winding. A pulse laser power supply device comprising a reset circuit that reversely excites a core and magnetically resets the transformer and the saturable reactor,
A pulse laser power supply device, wherein a series circuit of a resistor and an inductor is connected in parallel with the transfer capacitor.
上記抵抗とインダクタの直列回路は、上記磁気圧縮回路の最終段の転送コンデンサに並列に接続されている
ことを特徴とする請求項1に記載のパルスレーザ用電源装置。
2. The pulse laser power supply device according to claim 1, wherein the series circuit of the resistor and the inductor is connected in parallel to a transfer capacitor at a final stage of the magnetic compression circuit.
上記抵抗とインダクタの直列回路は、上記磁気圧縮回路の各段の転送コンデンサに並列に、分割して接続されている
ことを特徴とする請求項1に記載のパルスレーザ用電源装置。
2. The pulse laser power supply device according to claim 1, wherein the series circuit of the resistor and the inductor is divided and connected in parallel to a transfer capacitor at each stage of the magnetic compression circuit.
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