JP2782893B2 - エキシマレーザ装置 - Google Patents
エキシマレーザ装置Info
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- JP2782893B2 JP2782893B2 JP2022784A JP2278490A JP2782893B2 JP 2782893 B2 JP2782893 B2 JP 2782893B2 JP 2022784 A JP2022784 A JP 2022784A JP 2278490 A JP2278490 A JP 2278490A JP 2782893 B2 JP2782893 B2 JP 2782893B2
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- gas
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- 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
- H01S3/04—Arrangements for thermal management
- H01S3/041—Arrangements for thermal management for gas lasers
-
- 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
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/13—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
- H01S3/131—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation
- H01S3/134—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation in gas lasers
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、エキシマレーザ、特に希ガスハライド・エ
キシマレーザのうちレーザガスとしてアルゴン（Ar）と
フッ素（F2）を成分とするArFレーザに関する。
キシマレーザのうちレーザガスとしてアルゴン（Ar）と
フッ素（F2）を成分とするArFレーザに関する。
［従来技術］ 希ガスハライド・エキシマレーザ装置は、レーザーガ
スとしてクリプトン（Kr）、キセノン（Xe）、アルゴン
（Ar）などの希ガスと、フッ素（F2）、塩化水素（Hc
l）などのハロゲンと、ヘリウム（He）やネオン（Ne）
を用いた希釈ガスとの混合ガスを用いるものであり、放
電等で励起することにより強力な紫外レーザー光を得る
ことができる。
スとしてクリプトン（Kr）、キセノン（Xe）、アルゴン
（Ar）などの希ガスと、フッ素（F2）、塩化水素（Hc
l）などのハロゲンと、ヘリウム（He）やネオン（Ne）
を用いた希釈ガスとの混合ガスを用いるものであり、放
電等で励起することにより強力な紫外レーザー光を得る
ことができる。
希ガスとハロゲンの組み合わせにより幾通りかの発振
線が得られるが、この中で特にアルゴンとフッ素の組み
合わせによるArFエキシマレーザは、発振波長が193nmと
希ガスハライドエキシマレーザ中、最も短波長であり、
光子エネルギーも大きいことから光リソグラフィーの光
源や光化学プロセスの光源として期待されている。
線が得られるが、この中で特にアルゴンとフッ素の組み
合わせによるArFエキシマレーザは、発振波長が193nmと
希ガスハライドエキシマレーザ中、最も短波長であり、
光子エネルギーも大きいことから光リソグラフィーの光
源や光化学プロセスの光源として期待されている。
［発明が解決しようとする課題］ エキシマレーザガスを放電等により励起した場合、レ
ーザ発振効率、即ち、注入した放電エネルギーの何％が
レーザ光エネルギーに変換されるかの比率、は、たかだ
か数％のオーダであり、残りは熱エネルギー、音波など
になる。特に、熱エネルギーの発生は大きく、そのまま
放置すれば、レーザガス温度上昇を招き、レーザ発振の
不安定化をもたらす。そこで、通常、熱交換器をレーザ
チャンバー内に設け、この熱交換器に冷却水を流すこと
により、レーザガスの冷却を行っている。ArFレーザ以
外のエキシマレーザではこれで十分であるが、ArFレー
ザでは、事情がやや複雑であり、レーザガスの温度に対
してレーザ発振効率が大きく変化してしまう。このた
め、発振出力が不安定であり、放電のための注入エネル
ギーが小さいときや、発振の繰り返し周波数が低いとき
には、レーザガスが過冷却されることにより、効率が低
下する問題があった。
ーザ発振効率、即ち、注入した放電エネルギーの何％が
レーザ光エネルギーに変換されるかの比率、は、たかだ
か数％のオーダであり、残りは熱エネルギー、音波など
になる。特に、熱エネルギーの発生は大きく、そのまま
放置すれば、レーザガス温度上昇を招き、レーザ発振の
不安定化をもたらす。そこで、通常、熱交換器をレーザ
チャンバー内に設け、この熱交換器に冷却水を流すこと
により、レーザガスの冷却を行っている。ArFレーザ以
外のエキシマレーザではこれで十分であるが、ArFレー
ザでは、事情がやや複雑であり、レーザガスの温度に対
してレーザ発振効率が大きく変化してしまう。このた
め、発振出力が不安定であり、放電のための注入エネル
ギーが小さいときや、発振の繰り返し周波数が低いとき
には、レーザガスが過冷却されることにより、効率が低
下する問題があった。
本発明は、上記のような従来技術の欠点を解消するた
めに創案されたものであり、周囲環境の変化や設定発振
繰返し数の影響を受けることなく、ArFレーザーの出力
及び発振効率の増大及び安定化を図ることができるエキ
シマレーザ装置を提供することを目的とする。
めに創案されたものであり、周囲環境の変化や設定発振
繰返し数の影響を受けることなく、ArFレーザーの出力
及び発振効率の増大及び安定化を図ることができるエキ
シマレーザ装置を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明におけるエキシマ
レーザ装置は、レーザチャンバーと、このレーザチャン
バー内に配置され、レーザガスを冷却する熱交換器と、
上記チャンバーの周囲に設けられたヒータと、レーザガ
ス温度をモニターするセンサーと、このセンサーの出力
より上記ヒータに流す電流を制御する制御回路とをそれ
ぞれ有し、レーザガスとしてArFガスを用いることを特
徴とする。
レーザ装置は、レーザチャンバーと、このレーザチャン
バー内に配置され、レーザガスを冷却する熱交換器と、
上記チャンバーの周囲に設けられたヒータと、レーザガ
ス温度をモニターするセンサーと、このセンサーの出力
より上記ヒータに流す電流を制御する制御回路とをそれ
ぞれ有し、レーザガスとしてArFガスを用いることを特
徴とする。
［作用］ 上記のように構成されたエキシマレーザ装置は、温度
センサによりレーザガス温度をモニターし、制御回路に
よって、ガス温度が上昇した場合には、熱交換器の冷却
水量を増加させ、ガス温度が低下した時には、冷却水量
を減少させることにより、レーザガス温度を一定に制御
する。あるいは、レーザガス温度に応じてヒータに流す
電流を制御回路によって制御することによりレーザガス
温度を一定に制御する。
センサによりレーザガス温度をモニターし、制御回路に
よって、ガス温度が上昇した場合には、熱交換器の冷却
水量を増加させ、ガス温度が低下した時には、冷却水量
を減少させることにより、レーザガス温度を一定に制御
する。あるいは、レーザガス温度に応じてヒータに流す
電流を制御回路によって制御することによりレーザガス
温度を一定に制御する。
［実施例］ 実施例について図面を参照して説明すると、第１図、
第２図において、１はレーザチャンバー、２は放電電
極、３はレーザ反射ミラー、４はレーザ光取出し窓、５
はレーザ光、６は加熱用ヒータ、７はガス冷却用熱交換
器、８は冷却水、９は温度センサ、10、11は冷却水配
管、12は流量調整弁、13は制御回路である。
第２図において、１はレーザチャンバー、２は放電電
極、３はレーザ反射ミラー、４はレーザ光取出し窓、５
はレーザ光、６は加熱用ヒータ、７はガス冷却用熱交換
器、８は冷却水、９は温度センサ、10、11は冷却水配
管、12は流量調整弁、13は制御回路である。
このエキシマレーザ装置の使用方法を説明すると、レ
ーザチャンバー１にレーザガスを封入し、放電電極２に
電圧を印加して放電によりレーザガスを励起し、発生し
た放射光をレーザ反射ミラー３とレーザ光取出し窓４か
らなる共振器で閉じ込めることにより、レーザ光を得
る。注入する励起エネルギーのうち光エネルギーに変換
される割合は、わずか数％であり、他の大部分は熱エネ
ルギーとして放出される。そこで、通常、熱交換器７を
レーザチャンバー１内に設け、この熱交換器７に冷却水
８を流すことにより、レーザガスの冷却を行っている。
一方、レーザチャンバー１内の温度センサ９はレーザガ
スの温度を検出し、制御回路13に入力する。そして、制
御回路13はレーザガス温度が上昇した時には、冷却水８
の流量を増大し、レーザガス温度が下降したときには、
冷却水の流量を減少させるように流量調整弁12を制御す
る。このとき、レーザチャンバー１の周囲に装着された
加熱用ヒータ６によりレーザチャンバー１を一定温度、
例えば、約30〜40℃に保つことにより、気候、周囲の環
境の変化による変動を小さくすることができ、熱交換器
７への負担をできるだけ小さくして温度制御を容易にす
ることができる。
ーザチャンバー１にレーザガスを封入し、放電電極２に
電圧を印加して放電によりレーザガスを励起し、発生し
た放射光をレーザ反射ミラー３とレーザ光取出し窓４か
らなる共振器で閉じ込めることにより、レーザ光を得
る。注入する励起エネルギーのうち光エネルギーに変換
される割合は、わずか数％であり、他の大部分は熱エネ
ルギーとして放出される。そこで、通常、熱交換器７を
レーザチャンバー１内に設け、この熱交換器７に冷却水
８を流すことにより、レーザガスの冷却を行っている。
一方、レーザチャンバー１内の温度センサ９はレーザガ
スの温度を検出し、制御回路13に入力する。そして、制
御回路13はレーザガス温度が上昇した時には、冷却水８
の流量を増大し、レーザガス温度が下降したときには、
冷却水の流量を減少させるように流量調整弁12を制御す
る。このとき、レーザチャンバー１の周囲に装着された
加熱用ヒータ６によりレーザチャンバー１を一定温度、
例えば、約30〜40℃に保つことにより、気候、周囲の環
境の変化による変動を小さくすることができ、熱交換器
７への負担をできるだけ小さくして温度制御を容易にす
ることができる。
上記実施例では、レーザガスの温度を一定温度に制御
するために制御回路により冷却水の流量を制御したが、
レーザチャンバーの熱容量が極めて小さい時には、加熱
用ヒータに流す電流を制御することにより、レーザガス
温度の制御を行うこともできる。
するために制御回路により冷却水の流量を制御したが、
レーザチャンバーの熱容量が極めて小さい時には、加熱
用ヒータに流す電流を制御することにより、レーザガス
温度の制御を行うこともできる。
また、上記実施例では、レーザチャンバーを加熱用ヒ
ータにより一定温度に保持したが、気候、周囲環境の変
化が少ない場合には、加熱用ヒータは不要である。
ータにより一定温度に保持したが、気候、周囲環境の変
化が少ない場合には、加熱用ヒータは不要である。
［発明の効果］ 本発明は、以上のように、温度センサによりレーザガ
ス温度をモニターし、ガス温度に応じて熱交換器の冷却
水量、あるいは、加熱用ヒータに流す電流を制御するこ
とにより、レーザガス温度を一定に制御しているので、
周囲環境の変化や設定発振繰返し数の影響を受けること
なく、ArFレーザの出力、及び、発振効率の増大と安定
化を図ることができる。
ス温度をモニターし、ガス温度に応じて熱交換器の冷却
水量、あるいは、加熱用ヒータに流す電流を制御するこ
とにより、レーザガス温度を一定に制御しているので、
周囲環境の変化や設定発振繰返し数の影響を受けること
なく、ArFレーザの出力、及び、発振効率の増大と安定
化を図ることができる。
第１図は本発明にかかるエキシマレーザ装置を示す図、
第２図は本発明のエキシマレーザ装置の電気回路のブロ
ック図である。 １……レーザチャンバー、２……放電電極、３……レー
ザ反射ミラー、４……レーザ光取出し窓、５……レーザ
光、６……加熱用ヒータ、７……ガス冷却用熱交換器、
８……冷却水、９……温度センサ、10、11……冷却水配
管、12……流量調整弁、13……制御回路
第２図は本発明のエキシマレーザ装置の電気回路のブロ
ック図である。 １……レーザチャンバー、２……放電電極、３……レー
ザ反射ミラー、４……レーザ光取出し窓、５……レーザ
光、６……加熱用ヒータ、７……ガス冷却用熱交換器、
８……冷却水、９……温度センサ、10、11……冷却水配
管、12……流量調整弁、13……制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉岡 善文 京都府京都市中京区西ノ京桑原町１番地 株式会社島津製作所三条工場内 (56)参考文献 特開 昭59−218785（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−111382（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−60060（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−83169（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−20656（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01S 3/04 H01S 3/134
Claims (1)
- 【請求項１】レーザチャンバーと、このレーザチャンバ
ー内に配置され、レーザガスを冷却する熱交換器と、上
記チャンバーの周囲に設けられたヒータと、レーザガス
温度をモニターするセンサーと、このセンサーの出力よ
り上記ヒータに流す電流を制御する制御回路とをそれぞ
れ有し、レーザガスとしてArFガスを用いることを特徴
とするエキシマレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022784A JP2782893B2 (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | エキシマレーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022784A JP2782893B2 (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | エキシマレーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03227080A JPH03227080A (ja) | 1991-10-08 |
| JP2782893B2 true JP2782893B2 (ja) | 1998-08-06 |
Family
ID=12092303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022784A Expired - Lifetime JP2782893B2 (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | エキシマレーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2782893B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0472779A (ja) * | 1990-07-13 | 1992-03-06 | Nec Corp | 高速繰り返しパルスガスレーザ装置 |
| US5377215A (en) * | 1992-11-13 | 1994-12-27 | Cymer Laser Technologies | Excimer laser |
| JP2007141941A (ja) * | 2005-11-15 | 2007-06-07 | Komatsu Ltd | エキシマレーザ装置 |
| CN118394158B (zh) * | 2024-06-26 | 2024-08-23 | 钧雷光电有限公司 | 一种用于激光器的高精度温度控制方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6022634Y2 (ja) * | 1982-07-30 | 1985-07-05 | 工業技術院長 | ガスレ−ザ装置 |
| JPS59111382A (ja) * | 1982-12-17 | 1984-06-27 | Hitachi Ltd | 炭酸ガスレ−ザ発振器 |
| JPS59218785A (ja) * | 1983-05-27 | 1984-12-10 | Amada Co Ltd | ガスレ−ザ−発振装置 |
-
1990
- 1990-01-31 JP JP2022784A patent/JP2782893B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03227080A (ja) | 1991-10-08 |
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Legal Events
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