JP3434315B2 - Regeneration method of impurity removing device in fluorine-based excimer laser device - Google Patents

Regeneration method of impurity removing device in fluorine-based excimer laser device

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JP3434315B2
JP3434315B2 JP08936593A JP8936593A JP3434315B2 JP 3434315 B2 JP3434315 B2 JP 3434315B2 JP 08936593 A JP08936593 A JP 08936593A JP 8936593 A JP8936593 A JP 8936593A JP 3434315 B2 JP3434315 B2 JP 3434315B2
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理 若林
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、エキシマレーザ装置に
係わり、特に、高分子またはセラミックまたは金属の微
細加工用の露光装置用の光源として用いられるエキシマ
レーザに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an excimer laser device, and more particularly to an excimer laser used as a light source for an exposure device for microfabrication of polymer, ceramic or metal.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、フッ素系エキシマレーザの例とし
てはArF、KrFおよびXeFエキシマレーザなどが
ある。レーザガスとしては、極めて反応性が高いF2ガ
スと希ガス(Ar、Kr、Xe)が、バッファガスとし
てHe、Neガスが使用される。レーザの運転中または
停止中に発生する不純物はCF4、SiF4、HF、NF
3、C2F6等のフッ素化合物およびO2であり、従来、こ
れらの不純物を除去または発生を抑える目的で以下の方
法が提案されている。 (1)レーザガスを冷却して、レーザガスと不純物の蒸
気圧の差を利用して比較的高い沸点の物質を凝縮させる
低温トラツプ法。 (2)金属カルシウムと反応しうる物質を金属カルシウ
ムと接触させてカルシウム化合物とする金属カルシウム
法。 (3)活性炭やゲッター材(Ti−Zr合金)で被吸着
物質を吸着する吸着法。 (4)レーザガスを固体アルカリ金属および/またはア
ルカリ土類金属化合物と接触させてからゼオライトに接
触させる方法(特公平4−46607号)。この特公平
4−46607号の方法は、図8に示すように、まずレ
ーザガスが固体アルカリ充填管93に挿入され、固体ア
ルカリ化合物との反応により活性物質B、例えば主成分
であるF2、HF、SiF4等が除去され、さらにゼオラ
イト充填管94に挿入されゼオライトへの吸着により残
余の不純物C、例えばC2F6、CF4、NF3等が除去さ
れる。そして、He、Ar、Kr等の希ガスはレーザ装
置91に循環される。一方、除去されたF2ガスは補充
される。 (5)一方、不純物の発生を抑える方法として、レーザ
チャンバ内に使用する材料としてフッ素に対して耐腐食
性のある金属(例えば、Ni、Al)およびセラミック
(例えば、Al2O3)を使用することにより発生源を減
らして、不純物の発生量および種類を少なく抑えてい
た。
2. Description of the Related Art Conventionally, ArF, KrF, and XeF excimer lasers are examples of fluorine excimer lasers. F2 gas and rare gas (Ar, Kr, Xe), which have extremely high reactivity, are used as the laser gas, and He and Ne gases are used as the buffer gas. Impurities generated while the laser is operating or stopped are CF4, SiF4, HF, NF
3, fluorine compounds such as C2F6 and O2, and the following methods have been conventionally proposed for the purpose of removing these impurities or suppressing their generation. (1) A low temperature trap method in which a laser gas is cooled and a substance having a relatively high boiling point is condensed by utilizing a vapor pressure difference between the laser gas and impurities. (2) A metal calcium method in which a substance capable of reacting with metal calcium is brought into contact with metal calcium to form a calcium compound. (3) An adsorption method of adsorbing a substance to be adsorbed with activated carbon or a getter material (Ti-Zr alloy). (4) A method in which a laser gas is brought into contact with a solid alkali metal and / or alkaline earth metal compound and then brought into contact with zeolite (Japanese Patent Publication No. 4-46607). In the method of Japanese Patent Publication No. 4-46607, as shown in FIG. 8, a laser gas is first inserted into a solid alkali filling tube 93, and the active substance B, for example, F2, HF which is the main component, is reacted by the reaction with the solid alkali compound. SiF4 and the like are removed, and are further inserted into the zeolite filling tube 94 to remove residual impurities C such as C2F6, CF4 and NF3 by adsorption on the zeolite. Then, a rare gas such as He, Ar, or Kr is circulated to the laser device 91. On the other hand, the removed F2 gas is replenished. (5) On the other hand, as a method for suppressing the generation of impurities, by using a metal (for example, Ni, Al) and a ceramic (for example, Al2O3) that are corrosion resistant to fluorine as a material used in the laser chamber, The number of sources was reduced, and the amount and type of impurities were reduced.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
(1)の低温トラツプ法では、F2ガスはトラップされ
ないが、レーザガスを低温にするために液体窒素が必要
であり、そのために液体窒素の供給システムを要し、ま
たハンドリングも非常に面倒であった。(2)、
(3)、(4)の方法では、不純物と一緒にF2ガスま
で吸着または反応して除去してしまうため、トラップさ
れたF2ガスを補うために別に供給する必要があり、非
常に大きな装置となっていた。さらに、(4)の方法で
は、固体アルカリ化合物としてソーダライム、CaO、
Ca(OH)2等を使用しているためHFおよびF2を吸
収するが、その際、発生していたH2OおよびO2をゼオ
ライトにより除去していた。
However, in the low temperature trap method of the above (1), the F2 gas is not trapped, but liquid nitrogen is required to keep the laser gas at a low temperature. Therefore, the liquid nitrogen supply system is used. Required, and handling was also very troublesome. (2),
In the methods (3) and (4), the F2 gas is adsorbed or reacted with the impurities to be removed, so that it is necessary to supply the trapped F2 gas separately to supplement the trapped F2 gas. Was becoming. Further, in the method (4), soda lime, CaO,
Since Ca (OH) 2 and the like are used, HF and F2 are absorbed, but at that time, H2O and O2 generated are removed by zeolite.

【化1】CaO+2HF → CaF2 +H2O[Chemical 1] CaO + 2HF → CaF2 + H2O

【化2】2CaO+2F2 → 2CaF2 +O2 (5)の方法においては、不純物量の非常に多い物質は
HFであり、このHFがレーザのガス寿命を決定する主
要因であった。上述のように、これまで、低温トラップ
法以外の方法でF2ガスをトラップせずに不純物ガスを
取り除き、かつ、反応ガスが発生しない、レーザガスの
精製装置が提案されていないという問題がある。
## STR00002 ## In the method of 2CaO + 2F2 → 2CaF2 + O2 (5), the substance having a large amount of impurities is HF, and this HF was the main factor that determines the gas life of the laser. As described above, there has been a problem that a refining device for a laser gas has not been proposed so far, which removes the impurity gas without trapping the F2 gas by a method other than the low temperature trap method and does not generate a reaction gas.

【0004】本発明は上記従来の問題点に着目し、エキ
シマレーザ装置に係わり、特には、F2ガスと反応せず
不純物ガスであるHFと反応してフッ化水素化合物を生
成して固定化する物質、すなわち、フッ化金属化合物ま
たはフッ化水素金属化合物またはその混合物にレーザガ
スを接触させることによりHFを除去し、かつ、反応ガ
スを発生しないレーザガス精製装置の提供を目的として
いる。
The present invention focuses on the above-mentioned conventional problems, and relates to an excimer laser device, and in particular, it does not react with F2 gas but reacts with HF which is an impurity gas to generate a hydrogen fluoride compound and immobilize it. An object of the present invention is to provide a laser gas purifying apparatus that removes HF by bringing a laser gas into contact with a substance, that is, a metal fluoride compound, a hydrogen fluoride metal compound or a mixture thereof, and does not generate a reaction gas.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第1発明では、レーザガス中の不純物を吸
着除去する際に少なくともフッ化金属化合物またはフッ
化水素金属化合物または前記化合物の混合物にレーザガ
スを接触させる不純物除去装置を有する。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, at least a metal fluoride compound, a hydrogen fluoride metal compound, or the above-mentioned compound is used when adsorbing and removing impurities in a laser gas. It has an impurity removing device for bringing the laser gas into contact with the mixture.

【0006】第1発明を主体とする第2発明では、フッ
化金属化合物またはフッ化水素金属化合物として、アル
カリ金属化合物または鉄族化合物である。
In the second invention mainly based on the first invention, the metal fluoride compound or the hydrogen fluoride metal compound is an alkali metal compound or an iron group compound.

【0007】第1発明を主体とする第3発明では、フッ
化金属化合物として、LiFまたはNaFまたはKFま
たはRbFまたはCsFまたはAgFまたはCoF2ま
たはNiF2またはFeF2である。
In the third invention mainly based on the first invention, the metal fluoride compound is LiF, NaF, KF, RbF, CsF, AgF, CoF2, NiF2 or FeF2.

【0008】第1発明を主体とする第4発明では、フッ
化水素金属化合物として、KF・HFまたはKF・2H
FまたはCsF・HFまたはCsF・2HFである。
In the fourth invention mainly based on the first invention, as the hydrogen fluoride metal compound, KF.HF or KF.2H is used.
F or CsF · HF or CsF · 2HF.

【0009】第1発明を主体とする第5発明では、不純
物除去装置をレーザガス中の塵を除去してウィンドウの
汚損を防止するダストフィルタシステムの除塵装置の上
流側または下流側に配設する。
In the fifth aspect of the invention, which is mainly the first aspect of the invention, the impurity removing device is disposed upstream or downstream of the dust removing device of the dust filter system that removes dust in the laser gas to prevent window contamination.

【0010】第1発明を主体とする第6発明では、不純
物除去装置をダストフィルタシステムと並列にガス循環
経路を形成して、その中に配設する。
In a sixth aspect of the invention, which is mainly the first aspect of the invention, an impurity removing device is provided in the dust filter system, forming a gas circulation route in parallel therewith.

【0011】第1発明を主体とする第7発明では、ダス
トフィルタ・不純物除去システムのガス循環にレーザ発
振の際に電極間のガスを循環するファンの発生する差圧
を利用して不純物を除去する。
In the seventh invention, which is mainly based on the first invention, impurities are removed by utilizing a differential pressure generated by a fan that circulates gas between electrodes during laser oscillation in gas circulation of the dust filter / impurity removing system. To do.

【0012】第1発明を主体とする第8発明では、ダス
トフィルタ・不純物除去システムのガス循環にポンプを
利用してレーザガスの一部を取り出して不純物を除去す
る。
In the eighth aspect of the invention, which is mainly based on the first aspect, a pump is used for gas circulation in the dust filter / impurity removing system to remove a part of the laser gas to remove impurities.

【0013】[0013]

【作用】上記構成によれば、フッ化金属化合物またはフ
ッ化水素金属化合物またはその混合物の例としては、例
えば、LiF、NaF、KF、CsF、RbF、Ag
F、CoF、NiF、NiF2、FeF2等がある。これ
らの化合物のHFに対する反応式を以下に示す。
According to the above construction, examples of the metal fluoride compound, the hydrogen fluoride metal compound or the mixture thereof are, for example, LiF, NaF, KF, CsF, RbF and Ag.
There are F, CoF, NiF, NiF2, FeF2 and the like. The reaction formulas of these compounds for HF are shown below.

【化3】 LiF: LiF + HF → LiF・HF[Chemical 3] LiF: LiF + HF → LiF · HF

【化4】 NaF: NaF + HF → NaF・HF[Chemical 4] NaF: NaF + HF → NaF / HF

【化5】 KF : KF + HF → KF・HF KF・HF + HF → KF・2HF KF・2HF+ HF → KF・3HF KF +2HF → KF・2HF KF +3HF → KF・3HF[Chemical 5] KF: KF + HF → KF ・ HF KF ・ HF + HF → KF ・ 2HF KF ・ 2HF + HF → KF ・ 3HF KF + 2HF → KF ・ 2HF KF + 3HF → KF / 3HF

【化6】 CsF: CsF + HF → CsF・HF CsF +2HF → CsF・2HF CsF +3HF → CsF・3HF 等、[Chemical 6] CsF: CsF + HF → CsF ・ HF CsF + 2HF → CsF ・ 2HF CsF + 3HF → CsF ・ 3HF, etc.

【化7】 RbF: RbF + HF → RbF・HF[Chemical 7] RbF: RbF + HF → RbF ・ HF

【化8】 AgF: AgF +3HF → AgF・3HF[Chemical 8]   AgF: AgF + 3HF → AgF / 3HF

【化9】 CoF : CoF2 +5HF → CoF2・5HF[Chemical 9]   CoF: CoF2 + 5HF → CoF2 ・ 5HF

【化10】 NiF : NiF2 +5HF → NiF2・5HF 以上のように、これら化合物はフッ化物であるためF2
とは反応する事がなく、HFのみ反応して吸着する。し
かも反応生成物は固体であり、不純物ガス(O2および
H2O等)を発生することがない。
Embedded image NiF: NiF2 + 5HF → NiF2 · 5HF As described above, since these compounds are fluorides, F2
Does not react with, but only HF reacts and is adsorbed. Moreover, the reaction product is a solid and does not generate an impurity gas (O2, H2O, etc.).

【0014】図1に本発明の原理図を示す。フッ素系エ
キシマレーザ1において、前後にウインドウ2、3を有
するレーザチャンバ4内にはフッ素ガスと希ガスとバッ
ファガスが充填されており、例えば、放電励起により発
光した光はフロントミラー5とリアミラー6とからな共
振器によりレーザ発振(L)する。レーザガスの一部は
レーザガス循環回路(M)中に設置されたフッ化金属化
合物充填管7に送られ、レーザガス中に発生した不純物
ガスであるHFを吸収する。フッ化金属化合物充填管7
でHFが取り除かれたレーザガスは再びレーザチャンバ
4内に戻される。このように、フッ化金属化合物または
フッ化水素金属化合物またはこれらの混合物にレーザガ
スを接触させることによりレーザの出力低下の主原因で
あるHFのみを常温で効率良くトラップでき、反応生成
ガスが発生しないため、レーザのガス寿命を飛躍的に延
ばすことができる。
FIG. 1 shows the principle of the present invention. In the fluorine-based excimer laser 1, a laser chamber 4 having windows 2 and 3 at the front and back is filled with fluorine gas, a rare gas, and a buffer gas. For example, light emitted by discharge excitation emits light from a front mirror 5 and a rear mirror 6. Laser oscillation (L) is generated by the empty resonator. A part of the laser gas is sent to the metal fluoride compound filling pipe 7 installed in the laser gas circulation circuit (M) and absorbs HF which is an impurity gas generated in the laser gas. Metal fluoride compound filling tube 7
The laser gas from which the HF has been removed is returned to the laser chamber 4 again. As described above, by bringing the laser gas into contact with the metal fluoride compound, the hydrogen fluoride metal compound, or a mixture thereof, only HF, which is the main cause of the reduction in the laser output, can be efficiently trapped at room temperature and no reaction product gas is generated. Therefore, the gas life of the laser can be dramatically extended.

【0015】[0015]

【実施例】以下に、本発明に係わるエキシマレーザ装置
の実施例につき、図面を参照して詳細に説明する。図1
と同一部品には同一符号を付して説明は省略する。図2
は本発明のエキシマレーザ装置1のポンプ11により循
環レーザガスを外部循環させた場合の1実施例の概略図
を示す。図2において、レーザガスの一部は外部循環回
路(N)のポンプ11により吸引されフィルタ12に送
られる。フィルタによりレーザガス中にダストを除去を
除去してから、フッ化金属化合物の充填管7に送られ、
この充填管7を透過中に不純物ガスであるHFを除去さ
れる。そして、レーザチャンバ内に再び戻される。ここ
で、フッ化金属化合物充填管を透過させる前にフィルタ
12を透過させたのはダストがフッ化金属化合物に付着
してHFの吸着能力を低下させないためである。但し、
本実施例に限定されることなくフッ化金属化合物充填管
を透過させた後にフィルタ13を配置しても良い。
Embodiments of the excimer laser device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Figure 1
The same parts as those in FIG. Figure 2
Shows a schematic diagram of one embodiment in which the circulating laser gas is externally circulated by the pump 11 of the excimer laser device 1 of the present invention. In FIG. 2, a part of the laser gas is sucked by the pump 11 of the external circulation circuit (N) and sent to the filter 12. After removing dust in the laser gas by a filter, the dust is sent to the metal fluoride compound filling tube 7,
HF which is an impurity gas is removed during permeation through the filling pipe 7. Then, it is returned to the laser chamber again. Here, the reason why the filter 12 is allowed to pass through before passing through the metal fluoride compound-filled tube is that dust does not adhere to the metal fluoride compound and reduce the HF adsorption capacity. However,
The present invention is not limited to this embodiment, and the filter 13 may be arranged after passing through the metal fluoride compound filling tube.

【0016】図3にフッ化金属化合物充填管を透過した
HF及びダストを除去したガスをレーザのウィンドウに
導入した例を示す。レーザガスの一部は外部循環回路
(P)中のポンプ21により吸引されフィルタ22に送
られる。フイルタ22によりレーザガス中のダストを除
去してから、フッ化金属化合物の充填管7に送られ、こ
の充填管7を透過中に不純物ガスであるHFを除去され
る。充填管7でHFおよびダストを除去したレーザガス
はフロント側回路(Pa)とリア側回路(Pb))の二
つに分岐され、フロント側のウィンドウ2とリア側のウ
ィンドウ3の近傍のレーザチャンバ4内に戻される。こ
のようにすることによりウィンドウ2、3にダストやH
Fを吸着することを防ぐことができる。従って、ウイン
ドウ寿命を飛躍的に延ばすことができる。
FIG. 3 shows an example in which the HF and dust-removed gas that has passed through the metal fluoride compound filling tube is introduced into the laser window. Part of the laser gas is sucked by the pump 21 in the external circulation circuit (P) and sent to the filter 22. After dust in the laser gas is removed by the filter 22, the dust is sent to the metal fluoride compound filling pipe 7, and HF which is an impurity gas is removed while passing through the filling pipe 7. The laser gas from which HF and dust have been removed by the filling tube 7 is branched into two, a front side circuit (Pa) and a rear side circuit (Pb), and the laser chamber 4 near the front side window 2 and the rear side window 3 is divided. Returned inside. By doing this, dust and H
It is possible to prevent the adsorption of F. Therefore, the window life can be dramatically extended.

【0017】図4にフッ化金属化合物を再生するための
装置を設置した場合の例を示す。図4において、外部循
環回路(Q)には、フッ化金属化合物充填管7の前後に
バルブ31、32を設置し、また、フッ化金属化合物充
填管7にヒータ33あるいは/および冷却器34を設置
する。また、フッ化金属化合物充填管7には真空ポンプ
35を介して図示しない排気装置へ送り排気する回路を
付設している。バルブ31、32、ヒータ33あるいは
/および冷却器34、真空ポンプ35はCPU36から
の信号をドライバー37を経て受け、それぞれの駆動が
行われる。CPU36にタイマ38が付設されレーザ装
置の稼働時間を計測している。
FIG. 4 shows an example in which an apparatus for regenerating a metal fluoride compound is installed. In the external circulation circuit (Q) in FIG. 4, valves 31 and 32 are installed before and after the metal fluoride compound filling pipe 7, and a heater 33 and / or a cooler 34 is provided in the metal fluoride compound filling pipe 7. Install. Further, the metal fluoride compound filling pipe 7 is provided with a circuit for sending it to an exhaust device (not shown) through the vacuum pump 35 and exhausting it. The valves 31, 32, the heater 33 or / and the cooler 34, and the vacuum pump 35 receive signals from the CPU 36 via the driver 37, and are respectively driven. A timer 38 is attached to the CPU 36 to measure the operating time of the laser device.

【0018】次に作動について説明する。ヒータで加熱
することにより次のような逆反応が進行する例えば、フ
ッ化金属化合物がKFの場合には、
Next, the operation will be described. The following reverse reaction proceeds by heating with a heater. For example, when the metal fluoride compound is KF,

【化11】 KF・HF → KF(solid) +HF(gas) T=223℃ 従って、223℃に加熱することによりHFガスを排出
してKFを再生できる。図5にフッ化金属化合物を再生
する際のフローチャートを示す。まず、ステップ101
において、フッ化金属化合物を再生するか、否かを判断
する。 再生する場合には、CPU36からの信号によ
りバルブ31、および32を閉じる(ステップ10
2)。そして、ステップ103でヒータ33と真空ポン
プ35を作動させる。次に、ステップ104でHFが十
分廃棄される作動時間Kを越えたか、否かを判断する。
ステップ104で作動時間TがKを越えたら、ヒータ3
3および真空ポンプ35を停止させる(ステップ10
5)。その後、バルブ31、および32を開けて、HF
トラツプ状態に戻る(ステップ106)。
Embedded image KF · HF → KF (solid) + HF (gas) T = 223 ° C. Therefore, by heating to 223 ° C., HF gas can be discharged to regenerate KF. FIG. 5 shows a flowchart for regenerating the metal fluoride compound. First, step 101
At, it is determined whether or not the metal fluoride compound is regenerated. When reproducing, the valves 31 and 32 are closed by a signal from the CPU 36 (step 10).
2). Then, in step 103, the heater 33 and the vacuum pump 35 are operated. Next, at step 104, it is judged whether or not the operating time K during which the HF is sufficiently discarded has been exceeded.
If the operating time T exceeds K in step 104, the heater 3
3 and the vacuum pump 35 are stopped (step 10).
5). After that, the valves 31 and 32 are opened and the HF
Return to the trap state (step 106).

【0019】また、この場合の判定は、人間が判定して
も良く、また、稼働時間よりCPU36により判定して
も良い。さらには、ガスセンサ39からの信号により判
定しても良い。この方法としては、レーザチャンバ4内
にHF等の不純物ガスを検出するガスセンサ39が配設
され、検出した信号をコントローラのCPU36に送信
している。CPU36は、ガスセンサ39からの信号に
より判定し、ドライバー37を経てバルブ31、32、
ヒータ33あるいは/および冷却器34、真空ポンプ3
5に信号を送り、それぞれの駆動を制御する。
Further, the judgment in this case may be made by a human, or may be made by the CPU 36 from the operating time. Further, the determination may be made based on the signal from the gas sensor 39. As this method, a gas sensor 39 for detecting an impurity gas such as HF is provided in the laser chamber 4, and the detected signal is transmitted to the CPU 36 of the controller. The CPU 36 makes a determination based on the signal from the gas sensor 39, passes through the driver 37, the valves 31, 32,
Heater 33 or / and cooler 34, vacuum pump 3
5 is sent to control each drive.

【0020】図4において、ヒータ33または冷却器3
4を用いたのは、フッ化金属化合物の種類によって、例
えば、NiF2、CoF2、AgFでは冷却した方がHF
の吸収能力が高いため、HFトラツプ状態では冷却器
(氷、水、ヒートポンプ、熱電素子等)を作動させ、再
生状態ではヒータ(ヒートポンプ、熱電素子等でも良
い)で加熱し、図5に示すようなフローチャートに従っ
て再生しても良い。さらに、フッ化金属化合物は結晶状
態が安定であり結晶水が入っているとF2と反応してO2
を排出するため好ましくない。
In FIG. 4, the heater 33 or the cooler 3
The reason for using No. 4 is that depending on the kind of the metal fluoride compound, for example, in NiF2, CoF2, and AgF, HF is better when cooled.
Because of its high absorption capacity, the cooler (ice, water, heat pump, thermoelectric element, etc.) is activated in the HF trap state, and is heated by the heater (heat pump, thermoelectric element, etc.) in the regenerated state, as shown in FIG. You may reproduce according to a simple flowchart. Furthermore, the metal fluoride compound has a stable crystal state, and when crystal water is contained, it reacts with F2 to produce O2.
It is not preferable because it is discharged.

【化12】 2F2 + 2H2O → 4HF +O2(gas) 従って、結晶水を排出するためにフッ化金属化合物を加
熱する必要がある。
[Image Omitted] 2F2 + 2H2O → 4HF + O2 (gas) Therefore, it is necessary to heat the metal fluoride compound in order to discharge the water of crystallization.

【0021】例えば、KFの場合には次のような反応が
進行する。
For example, in the case of KF, the following reaction proceeds.

【化13】 KF・4H2O → KF + 4H2O(gas) T=40℃ 40℃に加熱することにより結晶水を除去できる。結晶
水を除去するシステムは図4のようにHFを再生するの
と同様のシステムと、図5と同様のフローチャートの手
順で結晶水を除去することができる。
Embedded image KF · 4H 2 O → KF + 4H 2 O (gas) T = 40 ° C. The water of crystallization can be removed by heating to 40 ° C. As a system for removing water of crystallization, water for crystallization can be removed by the same system as that for regenerating HF as shown in FIG. 4 and the procedure of the same flow chart as in FIG.

【0022】図6は不純物除去装置をレーザ管内に設置
した場合の一例を示す。図6では、レーザ管内のクロス
フローファンにより発生する差圧を利用したガスが循環
する位置で、ダストフィルタの濾過された後に不純物除
去装置を配置している。図6において、41は所定のレ
ーザガスを封入するレーザチャンバー、42はクロスフ
ローファン、43と44は主電極、45はファン駆動用
モータ、46aはフロント側ウインドウ、46bはリア
側ウインドウ、47はウインドウホルダ、48はラビリ
ンスである。レーザチャンバ41にはダストフィルタケ
ース49が付設されレーザチャンバ41とダストフィル
タケース49とは、光軸方向のほぼ中央に設けられたダ
ストフィルタ入口50により連通している。また、レー
ザチャンバ41の両端の壁面内に設けられたガス導入路
51とダストフィルタケース49の両端に設けられたダ
ストフィルタ出口52とによって連通している。ダスト
フィルタ出口52はラビリンス48を収納する副室53
とフロント側ウインドウ46a、あるいは、副室53と
リア側ウインドウ46bに連通した後に、ラビリンス4
8を経てレーザチャンバー41に戻る。ダストフィルタ
ケース49内には、フロント側ウインドウ用の不純物除
去部材55a、リア側ウインドウ用の不純物除去部材5
5bが配設されている。不純物除去部材55a、55b
は、フイルタ56とフッ化金属化合物57と金属製のメ
ッシュフィルタ58とから構成されている。フッ化金属
化合物57は金属製のメッシュフィルタ58により飛散
しないように仕切られた空間内に充填されて閉じ込めら
れていても良い。メッシュフィルタ58はステンレス・
ニッケル・モネル・銅などのフッ素に侵されない金属で
作成する。フロント側ウインドウ46a、あるいは、リ
ア側ウインドウ46bの外側には、フロントミラー59
あるいは、リアミラー60が配設されている。
FIG. 6 shows an example in which the impurity removing device is installed in the laser tube. 6, at a position where the gas utilizing a pressure difference generated by the cross flow fan of the laser tube is circulated, it is arranged impurity removing device after being filtered of dust filter. In FIG. 6, 41 is a laser chamber for enclosing a predetermined laser gas, 42 is a cross flow fan, 43 and 44 are main electrodes, 45 is a fan driving motor, 46a is a front window, 46b is a rear window, and 47 is a window. The holder 48 is a labyrinth. A dust filter case 49 is attached to the laser chamber 41, and the laser chamber 41 and the dust filter case 49 communicate with each other through a dust filter inlet 50 provided substantially at the center in the optical axis direction. Further, the gas introducing passages 51 provided in the wall surfaces at both ends of the laser chamber 41 communicate with the dust filter outlets 52 provided at both ends of the dust filter case 49. The dust filter outlet 52 is a sub chamber 53 for accommodating the labyrinth 48.
And the front window 46a or the sub-chamber 53 and the rear window 46b, and then the labyrinth 4
It returns to the laser chamber 41 through 8. In the dust filter case 49, the impurity removing member 55a for the front window and the impurity removing member 5 for the rear window are provided.
5b is provided. Impurity removing members 55a, 55b
Is composed of a filter 56, a metal fluoride compound 57, and a mesh filter 58 made of metal. The metal fluoride compound 57 may be filled and confined in the space partitioned by the metal mesh filter 58 so as not to scatter. The mesh filter 58 is made of stainless steel
It is made of a metal that is not affected by fluorine, such as nickel, monel or copper. A front mirror 59 is provided outside the front window 46a or the rear window 46b.
Alternatively, the rear mirror 60 is provided.

【0023】次に作動について説明する。例えば、Kr
Fエキシマレーザの場合、レーザガスはKrガス、ハロ
ゲンガスとしてフッ素ガス、バッファガスとしてNeま
たはHeあるいはこれらの混合ガスからなっている。レ
ーザガスはクロスフローファン42によりレーザチャン
バー41内を循環し、主電極43、44間に常に新しい
ガスが流れ、主電極43、44で安定したパルス放電が
なされるようになっている。そして、この放電によって
励起された光はフロントミラー59とリアミラー60の
共振器によって増幅され、レーザ発振する。一方、内部
循環しているレーザガスの一部はダストフィルタ入口5
0からダストフィルタケース49内に入り、フロント側
ウインドウ用の不純物除去部材55aとリア側ウインド
ウ用の不純物除去部材55bを透過する。不純物除去部
材55a、55bでは、フイルタ56と金属製のメッシ
ュフィルタ58によりダストが除去されるとともに、フ
ッ化金属化合物57でレーザガス中からHFが除去され
て清浄なレーザガスとなる。
Next, the operation will be described. For example, Kr
In the case of the F excimer laser, the laser gas is Kr gas, the halogen gas is fluorine gas, and the buffer gas is Ne or He or a mixed gas thereof. The laser gas is circulated in the laser chamber 41 by the cross flow fan 42, and a new gas constantly flows between the main electrodes 43 and 44 so that stable pulse discharge is performed at the main electrodes 43 and 44. Then, the light excited by this discharge is amplified by the resonators of the front mirror 59 and the rear mirror 60 and oscillates as a laser. On the other hand, a part of the laser gas that is internally circulated is part of the dust filter inlet 5.
From 0, it enters the dust filter case 49 and passes through the impurity removing member 55a for the front window and the impurity removing member 55b for the rear window. In the impurity removing members 55a and 55b, dust is removed by the filter 56 and the metal mesh filter 58, and HF is removed from the laser gas by the metal fluoride compound 57 to obtain a clean laser gas.

【0024】この清浄なレーザガスは、ダストフィルタ
出口52を経てレーザチャンバ壁面内のガス導入路51
を通り、ラビリンス48を収納する副室53とフロント
側ウインドウ46a、あるいは、副室53とリア側ウイ
ンドウ46bに入る。副室53はレーザ光路上設けら
れ、流入したガスの流れを静定させるバッファ領域を形
成している。ここで静定に回復したレーザガスはウイン
ドウ46a、46bの内面近傍に滞留する清浄なレーザ
ガスを動かすことなく、ラビリンス48を通過してレー
ザチャンバー41内の主電極43、44の方向に流れ
る。従って、塵、HFが除去されたレーザガスが主電極
43、44に入り、性能を低下することなくパルス放電
がなされる。
This clean laser gas passes through a dust filter outlet 52 and a gas introduction path 51 in the wall surface of the laser chamber.
Pass through the sub chamber 53 and the front window 46a for accommodating the labyrinth 48, or enter the sub chamber 53 and the rear window 46b. The sub-chamber 53 is provided on the laser optical path and forms a buffer region for stabilizing the flow of the inflowing gas. Here, the laser gas that has recovered to the static state flows through the labyrinth 48 toward the main electrodes 43 and 44 in the laser chamber 41 without moving the clean laser gas that stays near the inner surfaces of the windows 46a and 46b. Therefore, the laser gas from which dust and HF have been removed enters the main electrodes 43 and 44, and pulse discharge is performed without deteriorating the performance.

【0025】図7は不純物除去装置をレーザ管内に設置
した場合の他の実施例を示す。図7では、ウィンドウパ
ージ機構(図示せず)とは並列にガス循環回路を設けク
ロスフローファンにより発生する差圧を利用して不純物
除去装置にレーザガスを導入している。なお、図6と同
一部品には同一符号を付して説明は省略する。不純物除
去ケース65内には、不純物除去部材62aと不純物除
去部材62bが配設されている。不純物除去部材62
a、62bはフッ化金属化合物63と金属製のメッシュ
フィルタ64とから構成されている。フッ化金属化合物
63は金属製のメッシュフィルタ64により飛散しない
ように仕切られた空間内に充填されて閉じ込められてい
る。
FIG. 7 shows another embodiment in which the impurity removing device is installed in the laser tube. In Figure 7, we introduce a laser gas impurity removing device by utilizing the pressure difference generated by the cross flow fan provided gas circulation circuit in parallel with the window purging mechanism (not shown). The same parts as those in FIG. 6 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. An impurity removing member 62 a and an impurity removing member 62 b are arranged in the impurity removing case 65. Impurity removing member 62
Each of a and 62b is composed of a metal fluoride compound 63 and a mesh filter 64 made of metal. The metal fluoride compound 63 is filled and confined in the space partitioned by the metal mesh filter 64 so as not to scatter.

【0026】次に作動について説明する。内部循環して
いるレーザガスの一部は不純物除去装置入口66から不
純物除去装置ケース65内に入り、不純物除去部材62
aと不純物除去部材62bを透過する。不純物除去部材
62a、62bでは、金属製のメッシュフィルタ64に
より保持されるとともに、フッ化金属化合物63でレー
ザガス中からHFが除去されて清浄なレーザガスとな
り、レーザチャンバ41の両端のガス出口61a、61
bを経てレーザチャンバ41内に戻る。従って、塵、H
Fが除去されたレーザガスが主電極43、44に入り、
性能を低下することなくパルス放電がなされる。
Next, the operation will be described. A part of the laser gas circulated internally enters the impurity removing device case 65 through the impurity removing device inlet 66, and the impurity removing member 62
a and the impurity removing member 62b. In the impurity removing members 62a and 62b, while being held by the metal mesh filter 64, HF is removed from the laser gas by the metal fluoride compound 63 to become clean laser gas, and the gas outlets 61a and 61 at both ends of the laser chamber 41 are formed.
It returns to the inside of the laser chamber 41 through b. Therefore, dust, H
The laser gas from which F has been removed enters the main electrodes 43 and 44,
Pulse discharge is performed without degrading the performance.

【0027】なお、図1から図5において、フッ化金属
化合物充填管と記載したがこれに限定されることなく、
この充填管には少なくともフッ化金属化合物またはフッ
化水素金属化合物またはその混合物を充填してあれば良
い。また、図6、図7において、フッ化金属化合物とし
たが上記と同様にフッ化水素金属化合物またはその混合
物でも良く、また、フッ化金属化合物を金属製のメッシ
ュフィルタで被覆して一体にしてカセット式に交換可能
にしても良い。さらに、上記通路も中央に設けたが、片
側に出入口を設けても良い。
1 to 5, the metal fluoride compound filling tube is described, but the invention is not limited to this.
The filling tube may be filled with at least a metal fluoride compound, a hydrogen fluoride metal compound, or a mixture thereof. Further, in FIGS. 6 and 7, a metal fluoride compound is used, but a hydrogen fluoride metal compound or a mixture thereof may be used similarly to the above, and the metal fluoride compound may be covered with a metal mesh filter to be integrated. The cassette type may be exchangeable. Further, although the above passage is also provided in the center, the entrance may be provided on one side.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、 1 レーザ出力を低下させる主な原因であるHFをレー
ザガス中から除去することによりレーザのガス寿命を飛
躍的に伸長することができる。 2 ウインドウ近傍のガス中のHF濃度が低下するため
ウィンドウに吸着されにくくなりウィンドウの寿命がの
びる。 3 ガス精製の過程で不純物であるHFのみ吸着してハ
ロゲンドナーであるフッ素を吸着しないために、レーザ
ガス組成に影響を与えることなしに不純物を除去でき
る。 という優れた効果が得られる。
As described above, according to the present invention, the gas life of the laser can be remarkably extended by removing HF, which is the main cause of lowering the laser output, from the laser gas. . 2 Since the HF concentration in the gas near the window decreases, it is less likely to be adsorbed by the window and the window life is extended. 3 Since only HF which is an impurity is adsorbed and fluorine which is a halogen donor is not adsorbed in the process of gas purification, the impurities can be removed without affecting the laser gas composition. That is an excellent effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の原理を説明するための模式図。FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the principle of the present invention.

【図2】本発明の循環レーザガスを外部循環させた場合
の一実施例の模式図。
FIG. 2 is a schematic diagram of an embodiment in which the circulating laser gas of the present invention is externally circulated.

【図3】本発明のフッ化金属化合物充填管を透過したH
F及びダストを除去したガスをレーザのウィンドウに導
入した実施例の模式図。
FIG. 3 shows H permeated through a metal fluoride compound-filled tube of the present invention.
The schematic diagram of the Example which introduce | transduced the gas which removed F and dust into the window of the laser.

【図4】本発明のフッ化金属化合物を再生するための装
置を設置した実施例の模式図。
FIG. 4 is a schematic view of an example in which an apparatus for regenerating a metal fluoride compound of the present invention is installed.

【図5】本発明のフッ化金属化合物を再生する際のフロ
ーチャート図。
FIG. 5 is a flow chart when regenerating the metal fluoride compound of the present invention.

【図6】本発明の不純物除去装置をレーザ管内に設置し
た実施例の模式図。
FIG. 6 is a schematic view of an example in which the impurity removing device of the present invention is installed in a laser tube.

【図7】本発明の不純物除去装置をレーザ管内に設置し
た他の実施例の模式図。
FIG. 7 is a schematic view of another embodiment in which the impurity removing device of the present invention is installed in a laser tube.

【図8】従来の不純物除去装置の実施例の模式図。FIG. 8 is a schematic diagram of an example of a conventional impurity removing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エキシマレーザ装置 2、3 ウインド 4、41 レーザチャンバー 5 フロントミラー 6 リアミラー 7 フッ化金属化合物充填管 11、21 ポンプ 12、13、22 フィルタ 31、32 バルブ 33 ヒータ 34 冷却器 35 真空ポンプ 36 CPU 37 ドライバー 38 タイマー 42 クロスフローファン 43、44 主電極 45 ファン駆動用モータ 46a フロント側ウインドウ 46b リア側ウインドウ 47 ウインドウホルダ 48 ラビリンス 49 ダストフィルタケース 55a、55b 不純物除去部材 56 フイルタ 57 フッ化金属化合物 58 金属製のメッシュフィルタ 61a、61b ガス出口路 62a、62b 不純物除去装置 63 フッ化金属化合物 64 メッシュフィルタ 65 不純物除去ケース 66 不純物除去入口 1 Excimer laser device A few windows 4, 41 Laser chamber 5 front mirror 6 rear mirror 7 Metal fluoride compound filling tube 11,21 pump 12, 13, 22 filters 31, 32 valves 33 heater 34 Cooler 35 vacuum pump 36 CPU 37 driver 38 timer 42 cross flow fan 43,44 Main electrode 45 Fan drive motor 46a Front window 46b Rear window 47 window holder 48 Labyrinth 49 dust filter case 55a, 55b Impurity removing member 56 filters 57 Metal Fluoride Compound 58 Metal mesh filter 61a, 61b Gas outlet path 62a, 62b Impurity removing device 63 Metal fluoride compound 64 mesh filter 65 Impurity removal case 66 Impurity removal inlet

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01S 3/00 - 3/30 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01S 3/00-3/30

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 フッ素系エキシマレーザ装置における不
純物除去装置の再生方法において、 レーザ発振中に、 内部にフッ化金属化合物、フッ化水素金属化合物、及び
前記化合物の混合物のいずれかを含む不純物除去物質を
充填した充填管とレーザチャンバとの間の連通を、遮断
手段によって遮断するステップと、加熱手段によって、充填管を不純物除去温度まで所定時
間にわたって加熱し、不純物除去物質に吸着された物質
を除去する不純物除去ステップと、 排気手段によって、加熱中に充填管内部を真空排気する
ステップとを備え、 充填管内部の不純物除去物質を再生させることを特徴と
するフッ素系エキシマレーザ装置における不純物除去装
置の再生方法。
1. A method of reproducing an impurity removing device in a fluorine-based excimer laser device, comprising: an impurity removing material containing a metal fluoride compound, a metal hydrogen fluoride compound, or a mixture of the compounds therein during laser oscillation. The step of interrupting the communication between the filling tube filled with the gas and the laser chamber by the blocking means, and the heating means at a predetermined time to the impurity removal temperature of the filling tube.
Substances adsorbed to the substance for removing impurities by heating for a period of time
And a step of evacuating the inside of the filling tube during heating by an evacuation means by means of evacuation means to regenerate the impurities-removing substance inside the filling tube, thereby removing impurities in a fluorine-based excimer laser device. How to play the device.
【請求項2】 請求項1記載の、フッ素系エキシマレー
ザ装置における不純物除去装置の再生方法において、前記不純物除去温度が223度以上である ことを特徴と
するフッ素系エキシマレーザ装置における不純物除去装
置の再生方法。
2. The method of reproducing an impurity removing device in a fluorine excimer laser device according to claim 1, wherein the impurity removing temperature is 223 ° C. or higher . How to play.
【請求項3】 請求項1又は2記載の、フッ素系エキシ
マレーザ装置における不純物除去装置の再生方法におい
て、不純物除去物質にフッ素が接触する前に、充填管を不純
物除去温度より低い脱水温度まで所定時間にわたって加
熱し、不純物除去物質内部の結晶水を除去する脱水ステ
ップを備えた ことを特徴とするフッ素系エキシマレーザ
装置における不純物除去装置の再生方法。
3. The method for regenerating an impurity removing device in a fluorine-based excimer laser device according to claim 1 , wherein the filling pipe is impure before contacting the impurity removing substance with fluorine.
The dehydration temperature, which is lower than the removal temperature, can be
A dehydration step that heats and removes the water of crystallization inside the substance for removing impurities
A method of remanufacturing an impurity removal device in a fluorine-based excimer laser device, which is characterized in that
【請求項4】 請求項1記載の、フッ素系エキシマレー
ザ装置における不純物除去装置の再生方法において、前記脱水温度が40度以上である ことを特徴とするフッ
素系エキシマレーザ装置における不純物除去装置の再生
方法。
4. The regeneration method for an impurity removing device in a fluorine excimer laser device according to claim 1, wherein the dehydration temperature is 40 degrees or higher. Method.
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