JP2535960B2 - エキシマレ―ザ装置のガス充填方法 - Google Patents
エキシマレ―ザ装置のガス充填方法Info
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- JP2535960B2 JP2535960B2 JP62258644A JP25864487A JP2535960B2 JP 2535960 B2 JP2535960 B2 JP 2535960B2 JP 62258644 A JP62258644 A JP 62258644A JP 25864487 A JP25864487 A JP 25864487A JP 2535960 B2 JP2535960 B2 JP 2535960B2
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- Japan
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- gas
- laser tube
- laser
- vacuum
- excimer laser
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/036—Means for obtaining or maintaining the desired gas pressure within the tube, e.g. by gettering, replenishing; Means for circulating the gas, e.g. for equalising the pressure within the tube
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、エキシマレーザ装置のレーザ管内にガス
を充填する方法に関する。
を充填する方法に関する。
第１図は、エキシマレーザ装置の一例を示す概略図で
ある。
ある。
一端面に反射鏡を、他端面に半透鏡（いずれも図示省
略）を有する円筒状のレーザ管２内に、保持板５に取り
付けられた一対の放電用の電極４、ガス循環ファン６お
よびガス冷却用の熱交換器８が収納されている。更に当
該レーザ管２には、ガス導入管10、真空引き配管12等が
接続されており、また熱交換器８には冷却水Ｗが供給さ
れる。
略）を有する円筒状のレーザ管２内に、保持板５に取り
付けられた一対の放電用の電極４、ガス循環ファン６お
よびガス冷却用の熱交換器８が収納されている。更に当
該レーザ管２には、ガス導入管10、真空引き配管12等が
接続されており、また熱交換器８には冷却水Ｗが供給さ
れる。
この装置を動作させる手順等を簡単に説明すると、ま
ず真空引き配管12につながるロータリーポンプ16によっ
てレーザ管２内を10-1Torr程度にまで真空引きし、次い
でレーザ管２内に、希ガス（例えばKr、Ar等）、ハロゲ
ンガス（例えばF2等）およびバッファガス（例えばHe、
Ne等）を所定割合で混合したガスＧを例えば3atm程度充
填する。充填されたガスＧは、ガス循環ファン６で混合
されレーザ管２内を循環する。そしてその状態で、電極
４、４間で放電を起こさせると、レーザが発振する。
ず真空引き配管12につながるロータリーポンプ16によっ
てレーザ管２内を10-1Torr程度にまで真空引きし、次い
でレーザ管２内に、希ガス（例えばKr、Ar等）、ハロゲ
ンガス（例えばF2等）およびバッファガス（例えばHe、
Ne等）を所定割合で混合したガスＧを例えば3atm程度充
填する。充填されたガスＧは、ガス循環ファン６で混合
されレーザ管２内を循環する。そしてその状態で、電極
４、４間で放電を起こさせると、レーザが発振する。
ところがこの発振を続けると、レーザ管２内のガスＧ
が劣化すると共に不純物も発生するため、レーザの出力
は徐々に低下する。従って、レーザの出力が所定以下に
まで低下したら、レーザ管２内のガスＧを新しいものと
交換する必要がある。
が劣化すると共に不純物も発生するため、レーザの出力
は徐々に低下する。従って、レーザの出力が所定以下に
まで低下したら、レーザ管２内のガスＧを新しいものと
交換する必要がある。
ガスＧの交換に際しては、まず、劣化したガスＧを、
ハロゲンガスを除去するトラップ18を通して図示しない
ガス処理装置に排気し、レーザ管２内をほぼ大気圧にす
る。次いで、前述したようにロータリポンプ16によって
レーザ管２内を10-1Torr程度に真空引きし、次いでレー
ザ管２内に新しいガスＧを3atm程度充填する。それ以降
は上記と同様である。
ハロゲンガスを除去するトラップ18を通して図示しない
ガス処理装置に排気し、レーザ管２内をほぼ大気圧にす
る。次いで、前述したようにロータリポンプ16によって
レーザ管２内を10-1Torr程度に真空引きし、次いでレー
ザ管２内に新しいガスＧを3atm程度充填する。それ以降
は上記と同様である。
上記の場合、レーザ管２内に充填したガスＧの寿命
は、それをレーザの平均出力が50％に低下するまでのシ
ョット数（発振回数）で表すと、従来はせいぜい５×10
5ショット程度止まりであり、このガスＧの長寿命化が
エキシマレーザ装置において大きな技術的課題となって
いた。
は、それをレーザの平均出力が50％に低下するまでのシ
ョット数（発振回数）で表すと、従来はせいぜい５×10
5ショット程度止まりであり、このガスＧの長寿命化が
エキシマレーザ装置において大きな技術的課題となって
いた。
そこでこの発明は、上記のようなガスＧの長寿命化を
図ることができる手段を提供することを主たる目的とす
る。
図ることができる手段を提供することを主たる目的とす
る。
この発明は、エキシマレーザ装置のレーザ管内に通じ
るガス溜り部分に、当該レーザ管内に連通するガス抜き
用の貫通穴または溝を設けておき、当該レーザ管内にガ
スを充填する際、それに先立って当該レーザ管内を10-3
Torrオーダー以上の真空度にまで真空引きすることを特
徴とする。
るガス溜り部分に、当該レーザ管内に連通するガス抜き
用の貫通穴または溝を設けておき、当該レーザ管内にガ
スを充填する際、それに先立って当該レーザ管内を10-3
Torrオーダー以上の真空度にまで真空引きすることを特
徴とする。
ガスを充填する前のレーザ管内の真空度を上記のよう
に上げることによって、ガスの寿命がかなり延びること
が確かめられた。これは、ガスを充填する前のレーザ管
内の真空度を上記のように上げると、レーザ管内に残留
する不純ガス（例えばO2、H2O、N2等）の量が減り、そ
の結果レーザ発振に伴って、充填したガス中のハロゲン
ガス等が化合物となってその濃度が低下したり、エキシ
マレーザの波長において吸収域を持つ化合物が生じたり
するのが抑えられるからである。
に上げることによって、ガスの寿命がかなり延びること
が確かめられた。これは、ガスを充填する前のレーザ管
内の真空度を上記のように上げると、レーザ管内に残留
する不純ガス（例えばO2、H2O、N2等）の量が減り、そ
の結果レーザ発振に伴って、充填したガス中のハロゲン
ガス等が化合物となってその濃度が低下したり、エキシ
マレーザの波長において吸収域を持つ化合物が生じたり
するのが抑えられるからである。
第２図は、この発明に係るガス充填方法による場合の
ガス寿命による出力低下特性の一例を示すグラフであ
る。
ガス寿命による出力低下特性の一例を示すグラフであ
る。
これは、ガスＧを充填する前のレーザ管２内の到達真
空度を10-3Torrオーダーにし、KrFレーザを繰返し率100
Hzで発振させた場合の例であり、レーザの平均出力が50
％に低下するまでのショット数は３×106ショットであ
り、従来に比べて１桁近く多くなっている。
空度を10-3Torrオーダーにし、KrFレーザを繰返し率100
Hzで発振させた場合の例であり、レーザの平均出力が50
％に低下するまでのショット数は３×106ショットであ
り、従来に比べて１桁近く多くなっている。
しかも、レーザ管２内を上記のような真空度にまで真
空引きすることによって、レーザ管２内の残留ガス量が
減るため、レーザの発振が安定化するまでのパッシベー
ション回数を低減させることもできた。
空引きすることによって、レーザ管２内の残留ガス量が
減るため、レーザの発振が安定化するまでのパッシベー
ション回数を低減させることもできた。
尚、レーザ管２内を真空引きするために、従来は1/4
インチ径の真空引き配管12とロータリーポンプ16とを用
いていたが、ロータリーポンプ16では到達真空度が低
く、また1/4インチ配管12ではコンダクタンスが小さい
ため、レーザ管２内を10-3Torrオーダー以上の真空度に
まで真空引きするためには、例えば第３図に示すよう
に、ロータリーポンプ16の前段に例えば油拡散ポンプ、
ターボ分子ポンプ、クライオポンプ等の到達真空度の高
い真空ポンプ26を設けるのが好ましく、またレーザ管２
と真空ポンプ26管をつなぐ真空引き配管22やその途中の
バルブ24もコンダクタンスの大きい1/2インチ径以上の
ものを使用するのが好ましい。そのようにすれば、レー
ザ管２内の到達真空度の向上を図ることができると共
に、真空引き時間も短縮することができる。
インチ径の真空引き配管12とロータリーポンプ16とを用
いていたが、ロータリーポンプ16では到達真空度が低
く、また1/4インチ配管12ではコンダクタンスが小さい
ため、レーザ管２内を10-3Torrオーダー以上の真空度に
まで真空引きするためには、例えば第３図に示すよう
に、ロータリーポンプ16の前段に例えば油拡散ポンプ、
ターボ分子ポンプ、クライオポンプ等の到達真空度の高
い真空ポンプ26を設けるのが好ましく、またレーザ管２
と真空ポンプ26管をつなぐ真空引き配管22やその途中の
バルブ24もコンダクタンスの大きい1/2インチ径以上の
ものを使用するのが好ましい。そのようにすれば、レー
ザ管２内の到達真空度の向上を図ることができると共
に、真空引き時間も短縮することができる。
また、空気や不純ガス等がレーザ管２のＯリング溝や
レーザ管２内にあるねじの部分に溜まるのを防止する手
段を講じておくのが好ましい。そのようにすれば、レー
ザ管２内の真空引き時間の短縮と到達真空度の向上を図
ることができると共に、ガスＧの寿命も延びる。
レーザ管２内にあるねじの部分に溜まるのを防止する手
段を講じておくのが好ましい。そのようにすれば、レー
ザ管２内の真空引き時間の短縮と到達真空度の向上を図
ることができると共に、ガスＧの寿命も延びる。
例えば、前述した電極４はその保持板５に複数本のビ
スで止められているが、例えば第４図に示すように、各
ビス32にガス抜き用の貫通穴34をあけておくのが好まし
い。そのようにすれば、ねじ部の底にあるガス溜り36内
の不純ガス等は、レーザ管２内を真空引きする際に貫通
穴34を通して排気される。尚、この貫通穴34の代わり
に、ビス32の側面あるいは電極４側のねじ穴の側面にガ
ス抜き用の溝を設けておいても良い。
スで止められているが、例えば第４図に示すように、各
ビス32にガス抜き用の貫通穴34をあけておくのが好まし
い。そのようにすれば、ねじ部の底にあるガス溜り36内
の不純ガス等は、レーザ管２内を真空引きする際に貫通
穴34を通して排気される。尚、この貫通穴34の代わり
に、ビス32の側面あるいは電極４側のねじ穴の側面にガ
ス抜き用の溝を設けておいても良い。
また、レーザ管２の端面とその蓋44との間は、例えば
第５図に示すように、Ｏリング溝38内に収納したＯリン
グ40によって真空シールされているが、このＯリング溝
38とレーザ管２の内側とをつなぐガス抜き用の溝42を円
周上に何個所か設けておくのが好ましい。そのようにす
れば、Ｏリング溝38内にある不純ガス等は、レーザ管２
内を真空引きする際に溝42を通して排気される。尚、こ
の溝42は貫通穴としても良い。
第５図に示すように、Ｏリング溝38内に収納したＯリン
グ40によって真空シールされているが、このＯリング溝
38とレーザ管２の内側とをつなぐガス抜き用の溝42を円
周上に何個所か設けておくのが好ましい。そのようにす
れば、Ｏリング溝38内にある不純ガス等は、レーザ管２
内を真空引きする際に溝42を通して排気される。尚、こ
の溝42は貫通穴としても良い。
以上のようにこの発明によれば、ガスを充填する前の
レーザ管内の真空度を上記のように上げることによっ
て、ガスを充填する前のレーザ管内に残留する不純ガス
等の量を減らせることができ、その結果ガスの長寿命化
を図ることができる。また、レーザの発振が安定化する
までのパッシベーション回数を低減させることもでき
る。更に、レーザ管内を真空引きする際に、ガス溜り部
分に溜まっている空気や不純ガス等を、ガス抜き用の貫
通穴または溝を通して速やかに排出することができるの
で、レーザ管内の真空引き時間の短縮および到達真空度
の向上を図ることができる。しかも、当該エキシマレー
ザ装置の運転中に、温度上昇があっても、ガス溜り部分
からそこに残存していた空気や不純ガス等がレーザ管内
に出てくる恐れがなくなるので、この意味からもガスの
長寿命化を図ることができる。
レーザ管内の真空度を上記のように上げることによっ
て、ガスを充填する前のレーザ管内に残留する不純ガス
等の量を減らせることができ、その結果ガスの長寿命化
を図ることができる。また、レーザの発振が安定化する
までのパッシベーション回数を低減させることもでき
る。更に、レーザ管内を真空引きする際に、ガス溜り部
分に溜まっている空気や不純ガス等を、ガス抜き用の貫
通穴または溝を通して速やかに排出することができるの
で、レーザ管内の真空引き時間の短縮および到達真空度
の向上を図ることができる。しかも、当該エキシマレー
ザ装置の運転中に、温度上昇があっても、ガス溜り部分
からそこに残存していた空気や不純ガス等がレーザ管内
に出てくる恐れがなくなるので、この意味からもガスの
長寿命化を図ることができる。
第１図は、エキシマレーザ装置の一例を示す概略図であ
る。第２図は、この発明に係るガス充填方法による場合
のガス寿命による出力低下特性の一例を示すグラフであ
る。第３図は、真空排気系の一例を示すブロック図であ
る。第４図は、レーザ管内の電極部分の一例を示す拡大
断面図である。第５図は、レーザ管の端部の一例を示す
部分断面図であり、第１図の線Ｖ−Ｖ方向の断面図に相
当する。 ２…レーザ管、16…ロータリーポンプ、26…到達真空度
の高い真空ポンプ、Ｇ…ガス。
る。第２図は、この発明に係るガス充填方法による場合
のガス寿命による出力低下特性の一例を示すグラフであ
る。第３図は、真空排気系の一例を示すブロック図であ
る。第４図は、レーザ管内の電極部分の一例を示す拡大
断面図である。第５図は、レーザ管の端部の一例を示す
部分断面図であり、第１図の線Ｖ−Ｖ方向の断面図に相
当する。 ２…レーザ管、16…ロータリーポンプ、26…到達真空度
の高い真空ポンプ、Ｇ…ガス。
Claims (1)
- 【請求項１】エキシマレーザ装置のレーザ管内に通じる
ガス溜り部分に、当該レーザ管内に連通するガス抜き用
の貫通穴または溝を設けておき、当該レーザ管内にガス
を充填する際、それに先立って当該レーザ管内を10-3To
rrオーダー以上の真空度にまで真空引きすることを特徴
とするエキシマレーザ装置のガス充填方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62258644A JP2535960B2 (ja) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | エキシマレ―ザ装置のガス充填方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62258644A JP2535960B2 (ja) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | エキシマレ―ザ装置のガス充填方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01100984A JPH01100984A (ja) | 1989-04-19 |
| JP2535960B2 true JP2535960B2 (ja) | 1996-09-18 |
Family
ID=17323131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62258644A Expired - Lifetime JP2535960B2 (ja) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | エキシマレ―ザ装置のガス充填方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2535960B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09260749A (ja) * | 1996-03-22 | 1997-10-03 | Komatsu Ltd | ガスレーザ装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6041276A (ja) * | 1983-08-17 | 1985-03-04 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザ媒質ガス交換装置 |
| JPS6316473U (ja) * | 1986-07-17 | 1988-02-03 |
-
1987
- 1987-10-14 JP JP62258644A patent/JP2535960B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01100984A (ja) | 1989-04-19 |
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