JP2936264B2 - エキシマレーザ装置 - Google Patents

エキシマレーザ装置

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JP2936264B2
JP2936264B2 JP63079524A JP7952488A JP2936264B2 JP 2936264 B2 JP2936264 B2 JP 2936264B2 JP 63079524 A JP63079524 A JP 63079524A JP 7952488 A JP7952488 A JP 7952488A JP 2936264 B2 JP2936264 B2 JP 2936264B2
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理 若林
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/03Constructional details of gas laser discharge tubes
    • H01S3/036Means 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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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エキシマレーザ装置の改良に関する。
〔従来の技術〕
エキシマレーザ装置は、レーザチャンバ内にKrF等の
レーザガスを満たし、これをサイラトロンによって、放
電、励起してレーザ発振を行なう。この際、サイラトロ
ンの耐久性を向上させるために空冷、油冷または水冷の
冷却装置にてサイラトロンを冷却することが通常行なわ
れる。
さらにレーザチャンバ内のレーザガスが放電励起され
ると、これにより各種のガス不純物が発生する。この
際、レーザガス内の不純物がレーザ光を吸収したり、チ
ャンバのレーザ窓(ウインド)に付着した不純物がレー
ザ光を吸収したり、散乱することによって、レーザ出力
を低下させる。これは、結局ウインドの耐久性を低下さ
せることにもなる。
そこで、こうした不都合を解消すべく、たとえばラム
ダ・フィジック社(西ドイツ国)の特開昭58−186985号
公報に記載されるエキシマレーザ装置では、これら不純
物を第3図に示すようにチャンバ内から除去させるよう
にしている。つまり同図に示すエキシマレーザ装置で
は、レーザチャンバ100の気体出口200と、ウインド300
に近接する位置に設けられた気体入口400とを管路500に
よって連通して、この管路500の途中に、レーザガス循
環用のポンプ600、と循環されたレーザガスに含まれる
不純物をトラップする静電除塵器700と、ガスの流れを
休止させるための休止ゾーン800を設ける。
こうした構成を備えているので、チャンバ100内でレ
ーザ発振が行なわれ、不純物が発生したとしても、ポン
プ600によって気体出口200からガスが吸い出され、静電
除塵器700によって不純物が除去される。そして、休止
ゾーン800にてガスは再生され、再生されたガスがウイ
ンド300に吹き付けられて、ウインドに付着した不純物
を除去する。
また、同様にチャンバ内から不純物を除去することを
目的として、管路にダストをトラップするためのフイル
タおよびガスを新鮮にするための純化装置を設けて、新
鮮なガスをウインドに吹き付けるように構成したものも
ある。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、従来においては、オペレータがレーザの運
転を停止する場合には、運転停止の操作によって、エキ
シマレーザ装置の全ての部分の動作が停止する。
このため、次回の運転時までレーザチャンバ内に前回
のレーザ発振の終了時に発生した不純物がそのまま残留
するとともに、ウインドに不純物が付着したままとな
り、次回の運転時、とりわけ運転初めの間は充分なレー
ザ出力が得られないということがある、また、このよう
なことが度重なると、ウインドの耐久性を著しく損なう
ことにもなる。さらに、サイラトロンが充分に冷却され
ないで高温のまま停止されるので、これも度重なるとサ
イラトロンの耐久性を著しく損なうことになっていた。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたもので、サ
イラトロンおよびウインドの耐久性を向上させるととも
に、再発振時には充分なレーザ出力を得ることができる
エキシマレーザ装置を提供することを目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
そこで、本発明の第1発明では、レーザ発振が停止し
ても、サイラトロンの冷却装置を動作させるようにし
て、所定時間が経過した後、同装置を停止させるように
する。また、本発明の第2発明では、レーザ発振が停止
しても不純物をレーザガスから除去する装置を動作させ
るようにして、所定時間が経過した後、同装置を停止さ
せるようにする。
〔作用〕
すなわち、上記第1発明によればレーザ発振停止後、
サイラトロンは充分にる冷却される。これによってサイ
ラトロンの耐久性が著しく向上する。また、上記第2発
明によればチャンバ内の不純物およびウインドに付着し
た不純物が除去されるので、再発振時のスタートの際、
最初から安定なレーザ出力が得られる。これとともに、
ウインドの耐久性が著しく向上する。
〔実施例〕 以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明
する。
第1図は、本発明に係るエキシマレーザ装置の一実施
例を概念的に示している。
同図においてレーザチャンバ1内には、レーザガス
(たとえばKrFが使用される)が満たされていて、チャ
ンバ1内の図示していない電極間で放電が行なわれる
と、レーザガスが励起して、これによってエキシマレー
ザ光が発生する。エキシマレーザ光は、ウインド2,3を
介してチャンバ1の両側に配置されたリアミラー4とフ
ロントミラー5により共振される。
レーザチャンバ1内には、ブロアモータ6によって回
転作動するブロア7が配設されていて、同ブロア7は、
チャンバ1内のレーザガスに所定の流速を与えるものと
して作用する。
サイラトロン8は、レーザ発振のための電気回路を一
部を構成し、上記電極間で放電を行なうためのスイッチ
素子として機能する。
冷却装置9は、冷却用のオイルの配管9aをサイラトロ
ン8に連通して、サイラトロン8を油冷却するものであ
る。すなわち、配管9aには、タンク9b、オイルポンプ9
c、オイルクーラ9dがそれぞれ設けられていて、オイル
ポンプ9cは、タンク9b内に溜められているオイルを吸い
出し、配管9aを介してサイラトロン8に送出し、これを
油冷却する。一方、オイルクーラ9dは、サイラトロン8
を通過し、高温となった配管9a内のオイルを冷却して、
サイラトロン8が常に低温のオイルによって冷却される
ようにするものである。
不純物除去装置10の配管10aは、レーザチャンバ1の
略中央部の気体出口1aと、チャンバ1の両端部でウイン
ド2,3に近接する位置の気体入口1b,1cとを連通するもの
であり、その管路10aの途中には、フイルタ10b、不純物
トラップ10cおよびガスポンプ10dがそれぞれ設けられて
いる。すなわち、ガスポンプ10dが駆動すると、レーザ
チャンバ1内のレーザガスがレーザ発振によって発生し
た不純物とともに気体出口1aから管路10aに吸引され
る。この際、レーザガス中の不純物のうち、主に固体状
のものは、フイルタ10bによって吸着され、また、主に
気体状のものは、不純物トラップ内に満たされた液体窒
素によって液化され吸収される。こうして、フイルタ10
b、トラップ10cを通過したレーザガスは気体入口1b,1c
からチャンバ1内に流入する。この際、ウインド2,3に
ガスが吹き付けられて、ウインド2,3に付着した不純物
が吹き飛ばされる。これは再び上記フイルタ10bおよび
トラップ10cによって除去されることになるから、レー
ザチャンバ1内は常に新鮮なガスで満たされる。
CPU11は、上記オイルポンプ9c、ブロアモータ6およ
びガスポンプ10dを駆動制御するとともに、エキシマレ
ーザ装置全体の電源12をON,OFF制御するものである。
いま、エキシマレーザ装置の運転を開始すべく、オペ
レータが操作スイッチON側に投入すると、CPU11から電
源12に対してON信号が出力される。これと同時に、上記
レーザ発振のための電気回路、ブロア7、冷却装置9お
よび不純物除去装置10のすべてに対してON信号が出力さ
れるので、これらブロア7、冷却装置9、および不純物
除去装置10は、上記述べたような動作を行なう。しかし
て、オペレータがレーザ発振の運転を停止すべく、上記
操作スイッチをOFFに投入すると、上記CPU11では、第2
図に示すような処理が行なわれる。
以下、同図を参照してCPU11で実行される処理につい
て説明する。
オペレータが装置の運転を停止すべく、上記操作スイ
ッチをOFFに投入すると、レーザ発振のための電気回路
のみに対して停止信号が出力される。これによってレー
ザ発振が停止する(ステップ101,102)。これと同時
に、タイマが動作し、以降予設定時間T(たとえば5分
間)経過したが否かが随時判断される(ステップ10
3)。ステップ103の判断結果がYESの場合、つまりレー
ザ発振の停止から時間T経過した場合には、手順はステ
ップ104に移行して、オイルポンプ9c、ブロアモータ6
およびガスポンプ10dのそれぞれに対して停止信号が出
力されて、これらオイルポンプ9c、ブロアモータ6およ
びガスポンプ10dの各動作が停止する(ステップ104)。
そして、電源12に対して電源OFF信号が出力されて、エ
キシマレーザ装置と電源12は遮断されて、運転が終了す
る(ステップ105)。
このようにCPU11は、レーザ発振が停止したとして
も、オイルポンプ9c、ブロアモータ6およびガスポンプ
10dを継続して所定時間だけ動作させるように制御す
る。これによってレーザ発振の停止時にチャンバ1内に
残留している不純物およびウインド2,3に付着した不純
物が除去されるとともに、サイラトロン8が継続して冷
却される。したがって、次回の運転時には、とりわけス
タート時において前回の運転終了時に残留した不純物に
起因したレーザ出力の損失もなくなり、常に安定したレ
ーザ出力を得ることができる。加えて、毎回運転時にこ
うしたウインド2,3の付着物の除去およびサイラトロン
8の冷却がなされると、これらウインド2,3およびサイ
ラトロン8の寿命を長くすることができる。特にウイン
ド2,3については交換のインターバルを従来に較べて長
くできることから、運転に伴うコストを低減できるとい
う効果がある。
なお、実施例では、レーザ発振の停止後、オイルポン
プ9c、ブロアモータ6およびガスポンプ10dをそれぞれ
作動させるようにしているが、ブロアモータ6について
は、必ずしも作動させる必要はなく、オイルポンプ9cお
よびガスポンプ10dのみを作動させるような実施も可能
であり、この場合も実施例と同等の効果が得られる。
また、実施例では、オイルポンプ9c、ブロアモータ6
およびガスポンプ10dをそれぞれ同じ時間だけ作動させ
るようにしているが、それぞれ作動させる時間を異なら
せるようにする実施も当然可能である。
なおまた、レーザ発振後の作動時間は、不純物の除去
能力およびサイラトロンに対する冷却能力を勘案して、
もっとも効率のよい時間を決定するようにすればよい。
なお、実施例では、サイラトロンの冷却装置および不
純物除去装置の両方を備えなエキシマレーザ装置におい
て、これら装置をレーザ発振停止後も継続して作動させ
るようにしたが、上記2つの装置のうちいずれか一方の
装置を有するエキシマレーザ装置に対しても本発明の適
用実施は当然可能である。
また、上記2つの装置を有しているエキシマレーザ装
置であっても、レーザ発振停止後にこれら装置の両方を
必ずしも継続作動させる必要はない。たとえば、不純物
除去装置のみを継続作動させ、サイラトロンの冷却装置
は上記発振停止と同時に停止させる実施も可能であるこ
とはもちろんである。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、レーザ発振停止
後も、継続してサイラトロンの冷却または、不純物の除
去を行なってから運転を停止するようにしたので、サイ
ラトロンまたは、ウインドの耐久性が大幅に向上する。
さらに、不純物の除去を行なってから運転を停止する場
合には、レーザチャンバ内に不純物が残留していない状
態で、次回の運転を開始できるので、常に安定したレー
ザ出力が得られるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係るエキシマレーザ装置の一実施例
を概念的に示すブロック図、第2図は、第1図に示すCP
Uで行なわれる処理手順を示すフローチャート、第3図
は、従来のエキシマレーザ装置の構成の例示示した図で
ある。 1……レーザチャンバ、2,3……ウインド、 4……リアミラー、5……フロントミラー、 7……ブロア、8……サイラトロン、 9……冷却装置、9a……配管、9b……タンク、 9c……オイルポンプ、9d……オイルクーラ、 10……不純物除去装置、10a……管路、 10b……フイルタ、10c……不純物トラップ、 10d……ガスポンプ、11……CPU、 12……電源。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−7683(JP,A) 特開 昭62−55978(JP,A) 特開 昭63−40233(JP,A) 特開 昭62−152188(JP,A) 実開 昭62−101258(JP,U) 実開 昭58−72863(JP,U)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】レーザ発振によって発生したレーザガス中
    の不純物を除去する除去手段と、 レーザ発振の停止の際、所定時間が経過した後に、上記
    除去手段の動作を停止させる手段 とを具えたことを特徴とするエキシマレーザ装置。
JP63079524A 1988-03-31 1988-03-31 エキシマレーザ装置 Expired - Lifetime JP2936264B2 (ja)

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