JP5454842B2 - High repetition rate high power excimer laser equipment - Google Patents

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本発明は、高繰返し高出力エキシマレーザー装置に関し、特に、露光装置用エキシマレーザーに関するものである。   The present invention relates to a high repetition high power excimer laser device, and more particularly to an excimer laser for an exposure apparatus.

半導体デバイスの高集積化にともない、半導体露光装置用光源には、エキシマレーザー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、特許文献2等に示されるように、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が必要になる。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(10kHz以上)かつ高出力(100W以上)が要求されている。
As semiconductor devices are highly integrated, 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, as shown in Patent Document 1, Patent Document 2, etc., the output is increased by a double chamber system including an oscillation stage laser and an amplification stage laser. Is measured.
In the future, as the integration of semiconductor devices progresses and the node process becomes 32 nm, the exposure apparatus needs to increase the NA (1.3 to 1.5) by the immersion technique and introduce techniques such as double patterning. In order to increase the throughput of this 32-nm node exposure apparatus, an ArF excimer laser is required to have a high repetition frequency (10 kHz or more) and a high output (100 W or more).

ダブルチャンバシステムは、高光品位(スペクトル性能など)、小出力のレーザー光をつくる発振段レーザーと、そのレーザー光を増幅する増幅段レーザーで構成されている。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。   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.

32nmノードプロセス用の露光装置用光源には10kHz以上の繰返し周波数が要求されている。
一般に、エキシマレーザーにおける、動作可能な繰返し周波数は、クリアランスレシオ(CR:Clearance Ratio)と関連付けて説明される。クリアランスレシオ(CR)は電極間ガス流速をV、放電感覚時間をt、放電幅をWとすると以下の式で表
される。
CR=Vt/W …(1)
クリアランスレシオ(CR)が大きいと、安定な放電が得られる。
必要なクリアランスレシオ(CR)の値は、レーザーの用途によって異なるが2程度以上は必要になる。
なお、半導体露光装置用光源のように、高いエネルギー安定性が要求される用途では、大きなクリアランスレシオ(CR)が必要になる。
A light source for an exposure apparatus for a 32 nm node process is required to have a repetition frequency of 10 kHz or more.
In general, an operable repetition frequency in an excimer laser is described in relation to a clearance ratio (CR). The clearance ratio (CR) is expressed by the following equation where the inter-electrode gas flow velocity is V, the discharge sensation time is t, and the discharge width is W.
CR = Vt / W (1)
When the clearance ratio (CR) is large, stable discharge can be obtained.
The required clearance ratio (CR) value varies depending on the application of the laser, but about 2 or more is required.
In applications where high energy stability is required, such as a light source for a semiconductor exposure apparatus, a large clearance ratio (CR) is required.

(1)式より、繰返し周波数を現状の6kHzから10kHzに上げると放電間隔時間tは167μsecから100μsecに短くなる。同じCR値を確保するには電極間ガス流速Vを1.67倍にするか、放電幅Wを1/ 1.67にする必要がある。
特許文献3では、放電幅(W)を小さくすることにより、10kHz以上の高繰返し動作を達成している。
高繰返し動作を実現する別の方法として、シングルスチャンバシステムにおいては、特許文献4で、ダブルチャンバシステムにおいては特許文献3、特許文献5で、増幅段レーザーの共振器内に二対の電極を配置して、放電を半周期ずらして交互発振する方法が示されている。例えば、5kHz動作で必要なCR値が得られているチャンバ内に二対の電極を配置して交互発振すれば10kHzの動作が可能である。
From the equation (1), when the repetition frequency is increased from the current 6 kHz to 10 kHz, the discharge interval time t is shortened from 167 μsec to 100 μsec. In order to ensure the same CR value, it is necessary to increase the inter-electrode gas flow velocity V by 1.67 times or the discharge width W to 1 / 1.67.
In Patent Document 3, a high repetitive operation of 10 kHz or more is achieved by reducing the discharge width (W).
As another method for realizing high repetitive operation, two pairs of electrodes are arranged in a resonator of an amplification stage laser in Patent Document 4 in a single chamber system and in Patent Document 3 and Patent Document 5 in a double chamber system. Thus, a method of alternately oscillating the discharge by shifting it by a half cycle is shown. For example, if two pairs of electrodes are arranged in a chamber in which a necessary CR value is obtained in 5 kHz operation and oscillates alternately, operation at 10 kHz is possible.

特開2001−156367号公報JP 2001-156367 A 特開2001−24265号号公報JP 2001-24265 A 特開2008−78372号公報JP 2008-78372 A 特開昭63−98172号公報JP-A-63-98172 米国特許第7006547号明細書U.S. Pat. No. 7,600,547

同一共振器内に二対の電極を配置して、交互発振することにより高繰返し動作を実現するレーザ装置では、それぞれの電極の長さは、一対時の半分以下になる。これは、高電圧側の電極間には絶縁材による電気的な絶縁が必要だからである。また、それぞれの電極対で一様なグロー放電を生成・維持するために、放電空間に予め一定密度以上の電子を生成(予備電離)しておく必要がある。
予備電離源として、紫外光、コロナ放電、X線などが用いられている。交互発振の場合は、予備電離源を分けて、ぞれぞれの電極対での放電前に放電空間を予備電離している。 この時、例えば、コロナ放電の場合、一方の予備電離源の予備電離電極に高電圧パルスを印加してコロナ放電している時は、他方の予備電離源の予備電離電極はグランド電位である。
In a laser apparatus that realizes a high repetitive operation by arranging two pairs of electrodes in the same resonator and alternately oscillating, the length of each electrode is less than half that of a pair. This is because electrical insulation with an insulating material is necessary between the electrodes on the high voltage side. Further, in order to generate and maintain a uniform glow discharge in each electrode pair, it is necessary to generate (preliminarily ionize) electrons having a certain density or more in advance in the discharge space.
As a preionization source, ultraviolet light, corona discharge, X-rays, and the like are used. In the case of alternating oscillation, the preionization source is divided and the discharge space is preionized before the discharge at each electrode pair. At this time, for example, in the case of corona discharge, when the corona discharge is performed by applying a high voltage pulse to the preionization electrode of one preionization source, the preionization electrode of the other preionization source is at the ground potential.

よって、それぞれの予備電離源の高電圧パルスを印加する予備電離電極間は、この電位差の絶縁を維持する必要がある。ここで絶縁を維持するために予備電離電極間の沿面距離を長くすると、高電圧側の電極間の絶縁部の空間が長くなり、電極長が短くなる。
一般にI0 のエネルギーのレーザー光が小信号利得係数g、吸収係数αのゲイン領域(ゲイン長L)を通過すると、以下の式に示すIまで増幅される。
I=I0 ×exp{(g−α)L}…(2)
高出力化のために、ゲイン長に比例する電極長はできるだけ長くしたい。このため、予備電離源の予備電離電極間の絶縁は高電圧側の電極間の絶縁部の空間内に収めたいという要求がある。
Therefore, it is necessary to maintain this potential difference insulation between the preionization electrodes to which the high voltage pulse of each preionization source is applied. Here, if the creeping distance between the preionization electrodes is increased in order to maintain insulation, the space of the insulating portion between the electrodes on the high voltage side becomes longer and the electrode length becomes shorter.
In general, when laser light having an energy of I 0 passes through a gain region (gain length L) having a small signal gain coefficient g and an absorption coefficient α, it is amplified to I shown in the following equation.
I = I 0 × exp {(g−α) L} (2)
To increase the output, we want to make the electrode length proportional to the gain length as long as possible. For this reason, there is a demand for the insulation between the preionization electrodes of the preionization source to be within the space of the insulation part between the electrodes on the high voltage side.

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、同一共振器内に二対の電極を配置して交互発振するエキシマレーザー装置において、それぞれの電極対に対応する予備電離源の電極間の絶縁構造を、高電圧側の電極間の絶縁部の空間内に収めることができる構造とし、高繰返しかつ高出力なエキシマレーザー装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and in an excimer laser device that alternately oscillates by arranging two pairs of electrodes in the same resonator, between the electrodes of the preliminary ionization source corresponding to each electrode pair. It is an object of the present invention to provide an excimer laser device having a high repetition rate and a high output, with an insulating structure that can be accommodated in a space of an insulating portion between electrodes on the high voltage side.

同一共振器内に二対の電極を配置して交互発振するエキシマレーザー装置において、それぞれの電極対に対応する予備電離源の電極間の絶縁を、高電圧側の電極間の絶縁部の空間内に収める構造とする。
例えば、アルミナセラミックのパイプの内部と外部に予備電離電極を配置してコロナ放電する構成において、内側の予備電離電極に高電圧パルスを印加する場合、中央部を封止することにより、短い距離で絶縁が確保できる。
また、中央部の内側にひだ等を設けて沿面距離を長くすることは可能であるが、製作が非常に困難である。外側の予備電離電極に高電圧パルスを印加する場合、アルミナセラミックのパイプの外周にひだ等を設けて、絶縁距離を長くすることが可能である。
本発明は、同一共振器内に二対の電極を配置して交互発振するエキシマレーザー装置において、予備電離源のアルミナセラミックのパイプの中央部を封止またはひだ等を設けることにより、絶縁を確保し、高繰返しかつ高出力エキシマレーザー装置を実現する。
すなわち、本発明においては、以下のようにして上記課題を解決する。
(1)レーザガスが封入されたレーザチャンバと、該レーザチャンバ内部にレーザ光の光路に沿って配列し、それぞれ所定間隔離間して対向する一対の電極よりなる複数の電極対と、それぞれの前記電極対を放電させるための電源回路を備え、前記電源回路から前記複数の電極対へパルス状の電圧を順次印加し、該複数の電極対間に所定の時間隔で順次放電
を発生させる高繰返し高出力パルスガスレーザ装置において、各電極対の内の一方の電極に隣接して配置され、それぞれ、内部が中空な円筒部を含む円筒状の絶縁体と、前記円筒部の内層に配置された予備電離内電極と、前記円筒部の外層に配置された予備電離外電極とを備え、前記予備電離内電極と前記予備電離外電極との間に電圧が印加されることでコロナ放電を発生させる予備電離機構と、隣り合う予備電離機構における高圧側の電圧が印加される前記予備電離内電極同士または前記予備電離外電極同士の間に介挿された絶縁材と、を備え、前記予備電離内電極はプレート形状の導電体で形成されていることを特徴とする。
(2)上記(1)において、各予備電離機構は、各電極対の内の接地側電位の電極に隣接して配置され、各予備電離機構における前記円筒部の外層側に配置された前記予備電離外電極が接地側電位とされ、前記内層側に配置された前記予備電離内電極に高電圧が印加され、前記円筒状の絶縁体は、予備電離機構毎に分割し、隣接する前記予備電離機構間で離間して配置され、隣接する他の円筒状の絶縁体に対向する部分に配置された絶縁体を備えることを特徴とする。
(3)上記(1)において、各予備電離機構は、各電極対の内の接地側電位の電極に隣接して配置され、各予備電離機構における前記円筒部の外層側に配置された前記予備電離外電極が接地側電位とされ、前記内層側に配置された前記予備電離内電極に高電圧が印加され、前記円筒状の絶縁体は、隣接する予備電離機構間で連結され、隣接する前記予備電離機構間において前記内層側の前記予備電離内電極同士の間に配置された絶縁体を備えることを特徴とする。
(4)上記(1)において、各予備電離機構は、各電極対の内の高圧側電位の電極に隣接して配置され、各予備電離機構における前記円筒部の内層側に配置された前記予備電離内電極が接地側電位とされ、前記外層側に配置された前記予備電離外電極に高電圧が印加され、前記円筒状の絶縁体は、予備電離機構毎に分割し、隣接する前記予備電離機構間で離間して配置され、隣接する他の円筒状の絶縁体に対向する部分に配置された絶縁体を備えることを特徴とする。
(5)上記(1)において、各予備電離機構は、各電極対の内の高圧側電位の電極に隣接して配置され、各予備電離機構における前記円筒部の内層側に配置された前記予備電離内電極が接地側電位とされ、前記外層側に配置された前記予備電離外電極に高電圧が印加され、前記円筒部の絶縁体は、隣接する予備電離機構間で連結され、隣接する前記予備電離機構間において前記外層側の前記予備電離外電極同士の間に配置された絶縁体のひだを備えることを特徴とする。
In an excimer laser device that alternately oscillates by arranging two pairs of electrodes in the same resonator, insulation between the electrodes of the preliminary ionization source corresponding to each electrode pair is performed in the space of the insulation portion between the electrodes on the high voltage side. The structure fits in.
For example, in a configuration in which a preionization electrode is disposed inside and outside an alumina ceramic pipe and corona discharge is applied, when applying a high voltage pulse to the inner preionization electrode, by sealing the central portion, a short distance can be obtained. Insulation can be secured.
Although it is possible to increase the creepage distance by providing a fold or the like inside the central portion, it is very difficult to manufacture. When a high voltage pulse is applied to the outer preionization electrode, it is possible to provide a fold or the like on the outer periphery of the alumina ceramic pipe to increase the insulation distance.
In the excimer laser device that alternately oscillates by arranging two pairs of electrodes in the same resonator, the insulation is ensured by sealing or folding the central part of the alumina ceramic pipe of the preliminary ionization source. In addition, a high repetition and high power excimer laser device is realized.
That is, in the present invention, the above problem is solved as follows.
(1) A laser chamber in which a laser gas is sealed, a plurality of electrode pairs that are arranged along the optical path of laser light inside the laser chamber, and are opposed to each other with a predetermined spacing, and each of the electrodes A power supply circuit for discharging a pair, a pulsed voltage is sequentially applied from the power supply circuit to the plurality of electrode pairs, and discharge is sequentially generated between the plurality of electrode pairs at a predetermined time interval. In the output pulse gas laser device, a cylindrical insulator including a hollow cylindrical portion disposed adjacent to one electrode of each electrode pair, and a preliminary ionization disposed in an inner layer of the cylindrical portion, respectively. an inner electrode, and an outer layer arranged preionization outside electrode of said cylindrical portion, redundant power to generate a corona discharge by a voltage being applied between the preionization inside electrode and the preionization outer electrode Comprising a mechanism, and an insulating material interposed between the adjacent said preionization inside the electrode or between the pre-ionization outer electrode voltage of the high-pressure side is applied in the preliminary ionization mechanism adjacent said preionization inside electrode It is formed of a plate-shaped conductor .
In (2) above (1), each preionization mechanism is disposed adjacent to an electrode on the ground side potential of the respective electrode pair, the preliminary arranged on the outer side of the cylindrical portion of each preionization mechanism The ionization outer electrode is set to the ground side potential, a high voltage is applied to the preliminary ionization inner electrode arranged on the inner layer side, and the cylindrical insulator is divided for each preliminary ionization mechanism, and the adjacent preliminary ionization mechanism is divided. It is characterized by comprising an insulator that is disposed apart from one another between the mechanisms and that is disposed at a portion facing another adjacent cylindrical insulator.
(3) In the above (1), each preionization mechanism is disposed adjacent to an electrode on the ground side potential of the respective electrode pair, the preliminary arranged on the outer side of the cylindrical portion of each preionization mechanism The ionization outer electrode is set to the ground side potential, a high voltage is applied to the preliminary ionization inner electrode disposed on the inner layer side, and the cylindrical insulator is connected between adjacent preliminary ionization mechanisms and adjacent to the adjacent ionization mechanism. It is characterized by comprising an insulator disposed between the preliminary ionization inner electrodes on the inner layer side between the preliminary ionization mechanisms.
(4) In the above (1), each preionization mechanism is disposed adjacent to the electrodes of the high pressure side potential of the respective electrode pair, the preliminary arranged on the inner side of the cylindrical portion of each preionization mechanism The ionization inner electrode is set to ground potential, a high voltage is applied to the preliminary ionization outer electrode arranged on the outer layer side, and the cylindrical insulator is divided for each preliminary ionization mechanism, and the adjacent preliminary ionization mechanism is divided. It is characterized by comprising an insulator that is disposed apart from one another between the mechanisms and that is disposed at a portion facing another adjacent cylindrical insulator.
(5) In the above (1), each preionization mechanism is disposed adjacent to the electrodes of the high pressure side potential of the respective electrode pair, the preliminary arranged on the inner side of the cylindrical portion of each preionization mechanism The ionization inner electrode is set to the ground side potential, a high voltage is applied to the preliminary ionization outer electrode disposed on the outer layer side, and the insulator of the cylindrical portion is connected between adjacent preliminary ionization mechanisms, An insulating pleat is disposed between the preliminary ionization outer electrodes on the outer layer side between the preliminary ionization mechanisms.

本発明においては、以下の効果を得ることができる。
(1)同一共振器内に二対の電極を配置して交互発振するエキシマレーザー装置において、予備電離機構を、円筒状の絶縁体を挟んで内層と外層に導電体を配置し、該導電体間に電圧を印加してコロナ放電を発生させる構造とし、予備電離内電極に高電圧パルスを印加する場合、アルミナセラミック等の上記円筒状の絶縁体の中央部を封止、または分割すると共に封止するようにしたので、電極間の絶縁部の空間内で予備電離の絶縁を確保することができる。このため、電極の長さを短くしたり、チャンバを大きくすることなく、高繰返しかつ高出力エキシマレーザー装置を実現することができる。
(2)同一共振器内に二対の電極を配置して交互発振するエキシマレーザー装置において、予備電離機構を、円筒状の絶縁体を挟んで内層と外層に導電体を配置し、該導電体間に電圧を印加してコロナ放電を発生させる構造とし、予備電離外電極に高電圧パルスを印加する場合、アルミナセラミックのパイプを分割すると共に封止してパイプ間に空間を設けたり、または、アルミナセラミックのパイプの中央部にひだを設けて沿面距離を長くするようにしたので、電極間の絶縁部の空間内で予備電離の絶縁が確保でき、高繰返しかつ高出力エキシマレーザー装置を実現することができる。
In the present invention, the following effects can be obtained.
(1) In an excimer laser device that alternately oscillates by arranging two pairs of electrodes in the same resonator, a preionization mechanism is arranged such that conductors are arranged in an inner layer and an outer layer with a cylindrical insulator sandwiched between them. When a voltage is applied between them to generate corona discharge, and a high voltage pulse is applied to the preionized inner electrode, the central part of the cylindrical insulator such as alumina ceramic is sealed or divided and sealed. Since this is stopped, it is possible to ensure preionization insulation in the space of the insulating portion between the electrodes. For this reason, a high-repetition and high-power excimer laser device can be realized without shortening the length of the electrode or enlarging the chamber.
(2) In an excimer laser device that alternately oscillates by arranging two pairs of electrodes in the same resonator, a preionization mechanism is arranged by arranging conductors in an inner layer and an outer layer with a cylindrical insulator interposed therebetween, and the conductor When a high voltage pulse is applied to the preionization outer electrode by applying a voltage between them and generating a corona discharge, the alumina ceramic pipe is divided and sealed to provide a space between the pipes, or Since the creepage distance is increased by providing a pleat at the center of the alumina ceramic pipe, pre-ionization insulation can be secured in the space of the insulation between the electrodes, realizing a high repetition rate and high output excimer laser device. be able to.

(1)第1の実施形態
図1に本発明の第1の実施形態に係るレーザー装置の構成図を示す。図1 (a) はレーザ光の光軸に平行な平面で切ったレーザ装置の側断面図を示し、図1(b)は、レーザ光の光軸に垂直な平面で切った断面図を示す。
レーザー装置はチャンバ30と、高電圧パルス発生器33,34と、リアミラー36と、フロントミラー37で構成される。
レーザー装置の構成と機能について説明する。
チャンバ30の内部には、所定距離だけ離隔し、互いの長手方向が平行であって、かつ放電面が対向する二対の電極(カソード電極及びアノード電極)30aと30b、30cと30dが設けられる。チャンバ30内にはアルゴン (Ar) ガス、フッ素 (F2)ガスと バッファガスのネオン (Ne) が満たされている。なお、バッファガスはヘリウム (He) でも良い。
また、二対の電極30aと30b、30cと30dに隣接して、アルミナセラミックのパイプ40a、40b等から構成される予備電離機構が設けられる。
(1) First Embodiment FIG. 1 shows a configuration diagram of a laser apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1A shows a side sectional view of the laser device taken along a plane parallel to the optical axis of the laser beam, and FIG. 1B shows a sectional view taken along a plane perpendicular to the optical axis of the laser beam. .
The laser device includes a chamber 30, high voltage pulse generators 33 and 34, a rear mirror 36, and a front mirror 37.
The configuration and function of the laser device will be described.
Inside the chamber 30, there are provided two pairs of electrodes (cathode electrode and anode electrode) 30a and 30b, 30c and 30d, which are separated by a predetermined distance and whose longitudinal directions are parallel to each other and whose discharge surfaces face each other. . The chamber 30 is filled with argon (Ar) gas, fluorine (F 2 ) gas, and buffer gas neon (Ne). The buffer gas may be helium (He).
Further, a preionization mechanism including alumina ceramic pipes 40a and 40b is provided adjacent to the two pairs of electrodes 30a and 30b, 30c and 30d.

電極30a、30bに、高電圧パルス発生器33と図示しない充電器とで構成された電源によって、電極30aに高電圧パルスが印加されると、電極30a、30b間で放電が生じ、ArFエキシマが形成される。
そして、リアミラー36とフロントミラー37で構成される共振器で共振し、レーザー光がフロントミラー37から出力される。
次に電極30c、30dに、高電圧パルス発生器34と図示しない充電器とで構成された電源によって高電圧パルスが印加されると、電極30c、30d間で放電が生じ、ArFエキシマが形成される。
そして、リアミラー36とフロントミラー37で構成される共振器で共振し、レーザー光がフロントミラー37から出力される。この二対の電極30aと30b、30cと30dでの放電を交互に繰り返す。
なお、リアミラー37は、拡大プリズムと波長選択素子であるグレーティング(回折格子)で構成されるスペクトル幅を狭帯域化するモジュールでも良い。
When a high voltage pulse is applied to the electrodes 30a and 30b by a power source composed of a high voltage pulse generator 33 and a charger (not shown), a discharge occurs between the electrodes 30a and 30b, and an ArF excimer is generated. It is formed.
Then, it resonates with a resonator composed of a rear mirror 36 and a front mirror 37, and laser light is output from the front mirror 37.
Next, when a high voltage pulse is applied to the electrodes 30c and 30d by a power source including a high voltage pulse generator 34 and a charger (not shown), a discharge occurs between the electrodes 30c and 30d, and an ArF excimer is formed. The
Then, it resonates with a resonator composed of a rear mirror 36 and a front mirror 37, and laser light is output from the front mirror 37. The discharge at the two pairs of electrodes 30a and 30b, 30c and 30d is repeated alternately.
Note that the rear mirror 37 may be a module that narrows the spectral width composed of a magnifying prism and a grating (diffraction grating) that is a wavelength selection element.

主放電電極である電極30a、30cには高電圧パルスが印加されるため、絶縁材39(アルミナセラミック)によって、グランドとの絶縁を維持している。電極30aとグランド(チャンバ30はグランド電位)との絶縁は絶縁材39の沿面60で、電極30aと30cとの絶縁は絶縁材39の沿面61で、電極30cとグランドとの絶縁は絶縁材39の沿面62で維持している。
電極30aと30b、30cと30dとで、交互に放電を繰り返すため、電極対30a、30b間で放電する時は、電極30cはグランド(接地)電位である。このため、沿面61の沿面距離は沿面60と62の沿面距離と同じにした。なお、沿面60、61、62は平面ではなく、例えばリブ等で凹凸をもたせ、短い直線距離で必要な沿面距離を確保した。(図示せず)。
Since high voltage pulses are applied to the electrodes 30a and 30c, which are the main discharge electrodes, insulation from the ground is maintained by the insulating material 39 (alumina ceramic). The insulation between the electrode 30a and the ground (the chamber 30 is ground potential) is the creeping surface 60 of the insulating material 39, the insulation between the electrodes 30a and 30c is the creeping surface 61 of the insulating material 39, and the insulation between the electrode 30c and the ground is the insulating material 39. It is maintained at the creepage 62.
Since the electrodes 30a and 30b and 30c and 30d are alternately discharged repeatedly, when discharging between the electrode pairs 30a and 30b, the electrode 30c is at the ground (ground) potential. For this reason, the creepage distance of the creeping surface 61 is the same as the creepage distance of the creeping surfaces 60 and 62. The creeping surfaces 60, 61, and 62 are not flat surfaces, but are provided with unevenness by, for example, ribs, and the necessary creeping distance is secured by a short linear distance. (Not shown).

また、チャンバ30の内部には、クロスフローファン51、熱交換器52、ガス流のガイド53,54、図示しない温度センサとウィンドウが設けられる。
クロスフローファン51はチャンバ30内のレーザーガスを循環させ、電極30a、30b間と30c、30d間のガスを置換する。熱交換器52は、チャンバ30内の排熱を行う。温度センサは、ガス温度によりエネルギーが変化するため、所望の温度に制御するためのモニターである。
ウィンドウは、レーザー光の光軸上にあってチャンバ30の出力部分に設けられる。ウィンドウの材質はレーザー光の波長193nmに対して透過性があるCaF2 である。
Further, inside the chamber 30, a cross flow fan 51, a heat exchanger 52, gas flow guides 53 and 54, a temperature sensor and a window (not shown) are provided.
The cross flow fan 51 circulates the laser gas in the chamber 30 and replaces the gas between the electrodes 30a and 30b and between 30c and 30d. The heat exchanger 52 performs exhaust heat in the chamber 30. The temperature sensor is a monitor for controlling to a desired temperature because energy changes depending on the gas temperature.
The window is provided on the output portion of the chamber 30 on the optical axis of the laser beam. The material of the window is CaF 2 that is transparent to the wavelength of 193 nm of the laser beam.

図2は第1の実施形態に係る予備電離電極の構成図であり、図2(a)は電極の長手方向に垂直な平面で切った断面図、図2(b)は、図2(a)のA−A断面図である。また、図2(c)は図2(a)のB−B断面図である。
図2に示すように、予備電離電極は、片端封止のアルミナセラミックのパイプ40a、40bと、丸棒形状の導電体で形成される予備電離内電極41a、41bと、導電体で形成されるプレート形状の予備電離外電極42a、42bで構成される。
片端封止のアルミナセラミックのパイプ40a、40bは封止側が対向して離間して配置され、アルミナセラミックのパイプ40a、40bと丸棒形状の予備電離内電極41a、41bは、電極30b,30dに隣接して電極30b,30dの長手方向にほぼ平行に配置され、パイプ40a、40bのそれぞれは、予備電離外電極42a、42bを介して電極30b,30dに連結されている。
FIG. 2 is a configuration diagram of the preionization electrode according to the first embodiment, FIG. 2A is a cross-sectional view taken along a plane perpendicular to the longitudinal direction of the electrode, and FIG. 2B is a cross-sectional view of FIG. It is AA sectional drawing of). Moreover, FIG.2 (c) is BB sectional drawing of Fig.2 (a).
As shown in FIG. 2, the preionization electrode is formed of a single-end-sealed alumina ceramic pipe 40a, 40b, preionization inner electrodes 41a, 41b formed of a round bar-shaped conductor, and a conductor. It consists of plate-shaped preionization outer electrodes 42a and 42b.
One-end sealed alumina ceramic pipes 40a and 40b are arranged with the sealing sides facing each other and spaced apart, and the alumina ceramic pipes 40a and 40b and round bar-shaped preionized inner electrodes 41a and 41b are connected to the electrodes 30b and 30d. Adjacent to each other, the pipes 40a and 40b are connected to the electrodes 30b and 30d via the preliminary ionization outer electrodes 42a and 42b.

本実施形態の予備電離機構は、上記したように円筒状の絶縁体40a、40bを挟んで内層と外層に導電体41a、41b及び42a、42bを配置し、該導電体間に電圧を印加してコロナ放電を発生させるものであり、図2の例では、外層の導電体(予備電離外電極42a、42b)が接続された電極30b,30dはグランド電位であるので、外層の導電体42a、42bはグランド電位となり、内層の導電体(予備電離内電極41a、41b)に電極30a,30cと同様に、負の高電圧パルスが印加される。   In the preionization mechanism of this embodiment, as described above, the conductors 41a, 41b and 42a, 42b are arranged on the inner layer and the outer layer with the cylindrical insulators 40a, 40b interposed therebetween, and a voltage is applied between the conductors. In the example of FIG. 2, since the electrodes 30b and 30d to which the outer layer conductors (pre-ionization outer electrodes 42a and 42b) are connected are at the ground potential, the outer layer conductors 42a, 42b becomes a ground potential, and a negative high voltage pulse is applied to the inner conductors (pre-ionization inner electrodes 41a and 41b) in the same manner as the electrodes 30a and 30c.

図3にチャンバ部の電気回路の構成例を示す。
図3に示すように、チャンバ30内に、高電圧パルス発生器33,34から高電圧パルスが供給されるピーキングコンデンサCpが設けられ、このピーキングコンデンサCpに並列に電極30a,30c,30b,30dと、予備電離用コンデンサCcと予備電離機構400の直列回路が接続されている。
予備電離内電極41aに、高電圧パルス発生器33から、予備電離用コンデンサCcを介して高電圧パルスが印加されると、予備電離内電極41aと予備電離外電極42a間でコロナ放電し、この時のコロナ放電光により電極対30a、30bの放電空間のガスが予備電離される。
同様に、予備電離内電極41bに、高電圧パルス発生器34から高電圧パルスが印加されると予備電離内電極41bと予備電離外電極42b間でコロナ放電し、この時のコロナ放電光により電極対30c、30dの放電空間のガスが予備電離される。
FIG. 3 shows a configuration example of an electric circuit in the chamber portion.
As shown in FIG. 3, a peaking capacitor Cp to which a high voltage pulse is supplied from high voltage pulse generators 33 and 34 is provided in the chamber 30, and electrodes 30a, 30c, 30b, and 30d are provided in parallel to the peaking capacitor Cp. And the series circuit of the preionization capacitor Cc and the preionization mechanism 400 are connected.
When a high voltage pulse is applied to the preionization inner electrode 41a from the high voltage pulse generator 33 via the preionization capacitor Cc, corona discharge occurs between the preionization inner electrode 41a and the preionization outer electrode 42a. The gas in the discharge space of the electrode pair 30a, 30b is preionized by the corona discharge light at the time.
Similarly, when a high voltage pulse is applied to the preionization inner electrode 41b from the high voltage pulse generator 34, corona discharge occurs between the preionization inner electrode 41b and the preionization outer electrode 42b, and the electrode is generated by corona discharge light at this time. The gas in the discharge space of the pair 30c, 30d is preionized.

ここで、コロナ放電の領域は予備電離内電極41a、41bの長さで決まるため、予備電離内電極41a、41bは以下の(2)式を満たす長さとした。
[放電長]<[予備電離内電極長]<[電極長] …(2)
これは、コロナ放電の領域が沿面60、61、62(図1参照)にかかると絶縁部の絶縁耐力が小さくなるからである。なお、絶縁耐力が小さくなると、沿面距離を長くするために、電極長が短くなる。
第1の実施形態では、それぞれの予備電離源の予備電離内電極41a、41bの絶縁はアルミナセラミックパイプ40a、40bを分割すると共に封止することにより確保した。これにより、沿面61の沿面距離を沿面60、62の沿面距離と同じにしても、交互発振動作が実現できる。
Here, since the area of the corona discharge is determined by the lengths of the preionization inner electrodes 41a and 41b, the preionization inner electrodes 41a and 41b have a length satisfying the following expression (2).
[Discharge length] <[electrode length in preliminary ionization] <[electrode length] (2)
This is because the dielectric strength of the insulating portion is reduced when the corona discharge region is applied to the creeping surfaces 60, 61, 62 (see FIG. 1). When the dielectric strength is reduced, the electrode length is shortened in order to increase the creepage distance.
In the first embodiment, the insulation of the preionization inner electrodes 41a and 41b of the respective preionization sources is ensured by dividing and sealing the alumina ceramic pipes 40a and 40b. Thereby, even if the creeping distance of the creeping surface 61 is the same as the creeping distance of the creeping surfaces 60 and 62, the alternating oscillation operation can be realized.

第1の実施形態に係る別の予備電離電極の構成図を図4に示す。なお、同図は図2(b)に相当するA−A断面図であり、予備電離外電極42a,42bは示されていない。
図4と第1の実施形態との違いはアルミナセラミックのパイプが分割されておらず一体で、中央部近傍で封止されている点である。
すなわち、図4に示すように、中央部に封止部40cが設けられた円筒状のアルミナセラミックのパイプ40内に、両側から丸棒形状の予備電離内電極41a、41bが挿入され、予備電離内電極41a、41b間には上記封止部40cが介在している
その他の構造は、図2に示したものと同様であり、アルミナセラミックのパイプ40と丸棒形状の予備電離内電極41a、41bは、電極30b,30dに隣接して電極30b,30dの長手方向にほぼ平行に配置され、パイプ40は、一対の予備電離外電極(図示せず)により、電極30b,30dに連結されている。
本実施形態では、予備電離内電極41a、41bの絶縁をアルミナセラミックパイプの中央部に設けた封止部40cで確保しており、これにより、沿面61の沿面距離を沿面60、62の沿面距離と同じにしても、交互発振動作が実現できる。
FIG. 4 shows a configuration diagram of another preliminary ionization electrode according to the first embodiment. 2 is a cross-sectional view taken along line AA corresponding to FIG. 2B, and the preliminary ionization outer electrodes 42a and 42b are not shown.
The difference between FIG. 4 and the first embodiment is that the alumina ceramic pipe is not divided and is integrated and sealed in the vicinity of the central portion.
That is, as shown in FIG. 4, round bar-shaped preionization inner electrodes 41a and 41b are inserted from both sides into a cylindrical alumina ceramic pipe 40 provided with a sealing portion 40c at the center, and preionization is performed. The other structure in which the sealing portion 40c is interposed between the inner electrodes 41a and 41b is the same as that shown in FIG. 2, and an alumina ceramic pipe 40 and a round bar-shaped preionized inner electrode 41a, 41b is disposed adjacent to the electrodes 30b and 30d and substantially parallel to the longitudinal direction of the electrodes 30b and 30d, and the pipe 40 is connected to the electrodes 30b and 30d by a pair of preionized outer electrodes (not shown). Yes.
In the present embodiment, the insulation of the preionized inner electrodes 41a and 41b is secured by the sealing portion 40c provided at the center portion of the alumina ceramic pipe, whereby the creepage distance of the creeping surface 61 is made the creepage distance of the creeping surfaces 60 and 62. Even in the same manner, an alternating oscillation operation can be realized.

(2)第2の実施形態
本発明の第2の実施形態に係る予備電離電極の構成図を図5に示す。図5(a)は電極の長手方向に垂直な平面で切った断面図、図5(b)は、図5(a)のA−A断面図である。図5(c)は、図5(a)のB−B断面図である。また、チャンバ部の電気回路を図6に示す。
本実施形態と第1の実施形態との違いは、高電圧パルスが、予備電離外電極42a、42bに印加される点である。
本実施形態の予備電離機構は、第1の実施形態と同様、円筒状の絶縁体40a、40bを挟んで内層と外層に導電体41a、41b及び42a、42bを配置し、該導電体間に電圧を印加してコロナ放電を発生させるものであるが、図6に示すように、内層の予備電離内電極41a、41bはグランド電位とされ、外層の予備電離外電極42a、42bが電極30a,30bに接続され、高電圧パルスが印加される。
(2) Second Embodiment FIG. 5 shows a configuration diagram of a preionization electrode according to a second embodiment of the present invention. 5A is a cross-sectional view taken along a plane perpendicular to the longitudinal direction of the electrode, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 5A. FIG.5 (c) is BB sectional drawing of Fig.5 (a). FIG. 6 shows an electric circuit of the chamber portion.
The difference between the present embodiment and the first embodiment is that a high voltage pulse is applied to the preliminary ionization outer electrodes 42a and 42b.
As in the first embodiment, the preionization mechanism of the present embodiment has conductors 41a, 41b and 42a, 42b arranged between inner and outer layers with cylindrical insulators 40a, 40b sandwiched between the conductors. A voltage is applied to generate a corona discharge. As shown in FIG. 6, the inner preliminary ionization inner electrodes 41a and 41b are set to the ground potential, and the outer preliminary ionization outer electrodes 42a and 42b are connected to the electrodes 30a and 42a. Connected to 30b, a high voltage pulse is applied.

それぞれの予備電離源の予備電離外電極42a、42bの絶縁はアルミナセラミックのパイプ40a、40bを分割すると共に一方端を封止し、片端封止されたパイプ40a、40bの封止側を離間させ対向させて配置して絶縁を確保している。
すなわち、パイプ40a、40b間に30mm程度の空間を設けることにより、予備電離外電極42a、42bの絶縁を確保し、これにより、沿面61の沿面距離を沿面60、62の沿面距離と同じにしても、交互発振動作が実現できる。
Insulation of the preionization outer electrodes 42a and 42b of each preionization source divides the alumina ceramic pipes 40a and 40b, seals one end, and separates the sealing side of the pipes 40a and 40b sealed at one end. Insulation is ensured by placing them facing each other.
That is, by providing a space of about 30 mm between the pipes 40a and 40b, insulation of the preliminary ionization outer electrodes 42a and 42b is ensured, thereby making the creepage distance of the creeping surface 61 the same as the creepage distance of the creeping surfaces 60 and 62. However, an alternating oscillation operation can be realized.

次に、上記第2の実施形態の変形例である別の予備電離電極の構成図を図7に示す。なお、同図は図5(b)に相当するA−A断面図であり、予備電離外電極42a,42bは示されていない。
図7と第2の実施形態との違いは、アルミナセラミックのパイプ40の中央部にひだ43を設けて沿面距離を長くし、予備電離外電極42aと42bの絶縁を確保している点である。
すなわち、図7に示すように、円筒状のアルミナセラミックのパイプ40を電極30b、電極30dに略並行に配置し、アルミナセラミックスのパイプ40内に、一本の予備電離内電極41aを挿入し、予備電離内電極41aをグランド電位とする。そして、予備電離外電極42aと42bを離間させてパイプ40に取り付け、予備電離外電極42aと42b(図示せず)の間のパイプ40の外周に上記ひだ43を設けている。
これにより、予備電離外電極42aと42bの間の沿面距離を確保することができ、交互発振動作が実現できた。
Next, FIG. 7 shows a configuration diagram of another preliminary ionization electrode which is a modification of the second embodiment. This figure is an AA sectional view corresponding to FIG. 5B, and the preliminary ionization outer electrodes 42a and 42b are not shown.
The difference between FIG. 7 and the second embodiment is that a crease 43 is provided at the center of the alumina ceramic pipe 40 to increase the creepage distance and to ensure insulation of the preliminary ionization outer electrodes 42a and 42b. .
That is, as shown in FIG. 7, a cylindrical alumina ceramic pipe 40 is arranged substantially parallel to the electrodes 30b and 30d, and a single preionized inner electrode 41a is inserted into the alumina ceramic pipe 40, The preionized inner electrode 41a is set to the ground potential. The preionized outer electrodes 42a and 42b are separated from each other and attached to the pipe 40, and the pleat 43 is provided on the outer periphery of the pipe 40 between the preionized outer electrodes 42a and 42b (not shown).
As a result, a creeping distance between the preionized outer electrodes 42a and 42b can be secured, and an alternating oscillation operation can be realized.

以上、シングルチャンバのエキシマレーザー装置での構成について説明してきたが、図8、図9に示す様なMOPO方式またはMOPA方式のダブルチャンバシステムの増幅段用レーザーにも適用可能である。
図8において、発振段用レーザ100は発振段用チャンバ10と、発振段用高電圧パルス発生器12と、スペクトルを狭帯域化する狭帯域化モジュール(以下LNMという)16と、フロントミラー17とで構成される。
電極10a、10bに、高電圧パルス発生器12と図示しない充電器とで構成された電源によって高電圧パルスが印加されると、電極10a、10b間で放電が生じエキシマが形成される。そして、LNM16とフロントミラー17で構成される共振器で共振し、レーザ光が発生する。LNM16は、拡大プリズムと波長選択素子であるグレーティング(回折格子)で構成され、レーザ光のスペクトル幅を狭帯域化している。
The configuration of the single chamber excimer laser apparatus has been described above, but the present invention can also be applied to an amplification stage laser of a MOPO type or MOPA type double chamber system as shown in FIGS.
In FIG. 8, an oscillation stage laser 100 includes an oscillation stage chamber 10, an oscillation stage high voltage pulse generator 12, a band narrowing module (hereinafter referred to as LNM) 16 for narrowing the spectrum, a front mirror 17, Consists of.
When a high voltage pulse is applied to the electrodes 10a and 10b by a power source composed of a high voltage pulse generator 12 and a charger (not shown), discharge occurs between the electrodes 10a and 10b to form an excimer. And it resonates with the resonator comprised by LNM16 and the front mirror 17, and a laser beam is generated. The LNM 16 includes a magnifying prism and a grating (diffraction grating) which is a wavelength selection element, and narrows the spectral width of the laser light.

発振段用レーザ100からのレーザ光は、高反射ミラー21でビーム方向を変え、高反射ミラー22に入射し、ここでビーム方向を変え、増幅段用レーザ300に注入される。 増幅段用レーザ300は、二対の電極30aと30bおよび30cと30dと、リアミラー36とフロントミラー37からなる共振器を有する。
上記二対の電極と30bおよび30cと30dには、それぞれ前述した実施形態に示した予備電離機構が設けられ、予備電離機構は前記したような構造により絶縁を確保している。
そして、高電圧パルス発生器32,34から高電圧パルスを印加し、二対の電極30aと30bおよび30cと30dを交互に放電させる。これにより、エキシマが形成され、注入されたレーザ光はリアミラー36とフロントミラー37からなる共振器で共振し、増幅され出射する。
The laser light from the oscillation stage laser 100 is changed in beam direction by the high reflection mirror 21 and incident on the high reflection mirror 22, where the beam direction is changed and injected into the amplification stage laser 300. The amplification stage laser 300 includes a resonator including two pairs of electrodes 30a and 30b and 30c and 30d, a rear mirror 36, and a front mirror 37.
The two pairs of electrodes 30b and 30c and 30d are each provided with the preionization mechanism shown in the above-described embodiment, and the preionization mechanism ensures insulation by the structure as described above.
Then, a high voltage pulse is applied from the high voltage pulse generators 32 and 34 to discharge the two pairs of electrodes 30a and 30b and 30c and 30d alternately. As a result, an excimer is formed, and the injected laser light resonates with a resonator composed of the rear mirror 36 and the front mirror 37, and is amplified and emitted.

図9は、MOPA方式のダブルチャンバシステムの構成例を示したものであり、発振段用レーザ100は、図8に示したものと同じであり、発振段用チャンバ10と、発振段用高電圧パルス発生器12と、スペクトルを狭帯域化する狭帯域化モジュール(以下LNMという)16と、フロントミラー17とで構成される。
そして、電極10a、10bに、高電圧パルス発生器12と図示しない充電器とで構成された電源によって高電圧パルスが印加されると、電極10a、10b間で放電が生じ、レーザ光が発生する。
FIG. 9 shows an example of the configuration of a MOPA double chamber system. The oscillation stage laser 100 is the same as that shown in FIG. 8, and the oscillation stage chamber 10 and the oscillation stage high voltage are shown. The pulse generator 12, a band narrowing module (hereinafter referred to as LNM) 16 for narrowing the spectrum, and a front mirror 17 are configured.
When a high voltage pulse is applied to the electrodes 10a and 10b by a power source composed of a high voltage pulse generator 12 and a charger (not shown), a discharge occurs between the electrodes 10a and 10b, and laser light is generated. .

発振段用レーザ100からのレーザ光は、高反射ミラー21、22で反射され、高反射増幅段用レーザ301に注入される。
増幅段用レーザ301は、二対の電極30aと30bおよび30cと30dを有する。そして、高電圧パルス発生器32,34から高電圧パルスを印加し、二対の電極30aと30bおよび30cと30dを交互に放電させることにより、増幅段用レーザ301に注入されたレーザ光は増幅され出射する。
上記二対の電極30aと30bおよび30cと30dには、それぞれ前述したように、予備電離機構が設けられ、予備電離機構は前記実施形態で説明したような構造を有し、絶縁を確保している。
The laser light from the oscillation stage laser 100 is reflected by the high reflection mirrors 21 and 22 and injected into the high reflection amplification stage laser 301.
The amplification stage laser 301 has two pairs of electrodes 30a and 30b and 30c and 30d. Then, by applying a high voltage pulse from the high voltage pulse generators 32 and 34 and discharging the two pairs of electrodes 30a and 30b and 30c and 30d alternately, the laser light injected into the amplification stage laser 301 is amplified. Then exit.
As described above, the two pairs of electrodes 30a and 30b and 30c and 30d are each provided with a preionization mechanism, and the preionization mechanism has the structure as described in the above embodiment, ensuring insulation. Yes.

本発明の第1の実施形態に係るレーザー装置の構成図である。1 is a configuration diagram of a laser device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る予備電離電極の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the preliminary ionization electrode which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 第1の実施形態に係るレーザー装置のチャンバ部の電気回路の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the electric circuit of the chamber part of the laser apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る予備電離電極の別の構成例を示す図である。It is a figure which shows another structural example of the preliminary ionization electrode which concerns on 1st Embodiment. 本発明の第2の実施形態に係る予備電離電極の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the preliminary ionization electrode which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 第2の実施形態に係るレーザー装置のチャンバ部の電気回路の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the electric circuit of the chamber part of the laser apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る予備電離電極の別の構成例を示す図である。It is a figure which shows another structural example of the preionization electrode which concerns on 2nd Embodiment. 本発明が適用されるMOPO方式のダブルチャンバレーザシステムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the MOPO system double chamber laser system to which this invention is applied. 本発明が適用されるMOPA方式のダブルチャンバレーザシステムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the MOPA system double chamber laser system to which this invention is applied.

符号の説明Explanation of symbols

10 発振段用チャンバ
10a,10b 電極
12 発振段用高電圧パルス発生器
16 狭帯域化モジュール(LNM)
17 フロントミラー
21,22 高反射ミラー
30 チャンバ
30a,30b,30c,30d 電極
33,34 高電圧パルス発生器
36 リアミラー
37 フロントミラー
39 絶縁材(アルミナセラミック)
40,40a、40b アルミナセラミックパイプ
40c 封止部
41a、41b 予備電離内電極
42a、42b 予備電離外電極
43 ひだ
51 クロスフローファン
52 熱交換器
53,54 ガイド
60,61,62 沿面
100 発振段用レーザ
300 増幅段用レーザ(MOPO方式)
301 増幅段用レーザ(MOPA方式)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Oscillation stage chamber 10a, 10b Electrode 12 Oscillation stage high voltage pulse generator 16 Narrow band module (LNM)
17 Front mirror 21, 22 High reflection mirror 30 Chamber 30a, 30b, 30c, 30d Electrode 33, 34 High voltage pulse generator 36 Rear mirror 37 Front mirror 39 Insulating material (alumina ceramic)
40, 40a, 40b Alumina ceramic pipe 40c Sealing portion 41a, 41b Pre-ionization inner electrode 42a, 42b Pre-ionization outer electrode 43 Fold 51 Cross flow fan 52 Heat exchanger 53, 54 Guide 60, 61, 62 Creeping surface 100 For oscillation stage Laser 300 Laser for amplification stage (MOPO method)
301 Laser for amplification stage (MOPA method)

Claims (5)

レーザガスが封入されたレーザチャンバと、該レーザチャンバ内部にレーザ光の光路に沿って配列し、それぞれ所定間隔離間して対向する一対の電極よりなる複数の電極対と、それぞれの前記電極対を放電させるための電源回路を備え、
前記電源回路から前記複数の電極対へパルス状の電圧を順次印加し、該複数の電極対間に所定の時間隔で順次放電を発生させる高繰返し高出力パルスガスレーザ装置であって、
各電極対の内の一方の電極に隣接して配置され、それぞれ、内部が中空な円筒部を含む円筒状の絶縁体と、前記円筒部の内層に配置された予備電離内電極と、前記円筒部の外層に配置された予備電離外電極とを備え、前記予備電離内電極と前記予備電離外電極との間に電圧が印加されることでコロナ放電を発生させる予備電離機構と、
隣り合う予備電離機構における高圧側の電圧が印加される前記予備電離内電極同士または前記予備電離外電極同士の間に介挿された絶縁材と、
を備え、
前記予備電離内電極はプレート形状の導電体で形成されていることを特徴とする高繰返し高出力パルスガスレーザ装置。
A laser chamber in which a laser gas is sealed; a plurality of electrode pairs that are arranged along the optical path of the laser beam inside the laser chamber and are opposed to each other with a predetermined spacing; and discharge the electrode pairs. Power supply circuit for
A high-repetition high-power pulse gas laser device that sequentially applies a pulsed voltage from the power supply circuit to the plurality of electrode pairs, and sequentially generates discharge at a predetermined time interval between the plurality of electrode pairs,
A cylindrical insulator including a cylindrical portion that is disposed adjacent to one electrode of each electrode pair and has a hollow inside, a preionization inner electrode disposed in an inner layer of the cylindrical portion, and the cylinder and a outer layer arranged preionization outside electrode parts, and preionization mechanism for generating a corona discharge by a voltage being applied between the preionization inside electrode and the preionization outer electrode,
An insulating material interposed between the preionization inner electrodes or the preionization outer electrodes to which a high-voltage side voltage in an adjacent preionization mechanism is applied; and
With
The pre-ionization inner electrode is formed of a plate-shaped conductor, and a high-repetition and high-power pulse gas laser device characterized in that
各予備電離機構は、各電極対の内の接地側電位の電極に隣接して配置され、
各予備電離機構において前記予備電離外電極が接地側電位とされ、前記予備電離内電極に高電圧が印加され、
前記円筒状の絶縁体は、隣接する他の円筒状の絶縁体に対向する部分に配置された絶縁体を備え、隣接する予備電離機構間で離間するように予備電離機構毎に分割して配置されている
ことを特徴とする請求項1に記載の高繰返し高出力パルスガスレーザ装置。
Each preionization mechanism is disposed adjacent to the ground potential electrode in each electrode pair,
In each preionization mechanism, the preionization outer electrode is set to the ground side potential, and a high voltage is applied to the preionization inner electrode ,
The cylindrical insulator includes an insulator disposed in a portion facing another adjacent cylindrical insulator, and is divided and arranged for each preliminary ionization mechanism so as to be separated between adjacent preliminary ionization mechanisms. The high-repetition high-power pulse gas laser device according to claim 1, wherein
各予備電離機構は、各電極対の内の接地側電位の電極に隣接して配置され、
各予備電離機構において前記予備電離外電極が接地側電位とされ、前記予備電離内電極に高電圧が印加され、
前記円筒状の絶縁体は、隣接する予備電離機構間において前記予備電離内電極同士の間に配置された絶縁体を備え、隣接する予備電離機構間で連結されている
ことを特徴とする請求項1に記載の高繰返し高出力パルスガスレーザ装置。
Each preionization mechanism is disposed adjacent to the ground potential electrode in each electrode pair,
In each preionization mechanism, the preionization outer electrode is set to the ground side potential, and a high voltage is applied to the preionization inner electrode ,
The cylindrical insulator includes an insulator disposed between the preliminary ionization inner electrodes between adjacent preliminary ionization mechanisms, and is connected between the adjacent preliminary ionization mechanisms. 1. A high repetition high power pulse gas laser device according to 1.
各予備電離機構は、各電極対の内の高圧側電位の電極に隣接して配置され、
各予備電離機構において前記予備電離内電極が接地側電位とされ、前記予備電離外電極に高電圧が印加され、
前記円筒状の絶縁体は、隣接する他の円筒状の絶縁体に対向する部分に配置された絶縁体を備え、隣接する予備電離機構間で離間するように予備電離機構毎に分割して配置されている
ことを特徴とする請求項1に記載の高繰返し高出力パルスガスレーザ装置。
Each preionization mechanism is arranged adjacent to the high-potential-side electrode in each electrode pair,
In each preionization mechanism, the preionization inner electrode is set to the ground side potential, and a high voltage is applied to the preionization outer electrode ,
The cylindrical insulator includes an insulator disposed in a portion facing another adjacent cylindrical insulator, and is divided and arranged for each preliminary ionization mechanism so as to be separated between adjacent preliminary ionization mechanisms. The high-repetition high-power pulse gas laser device according to claim 1, wherein
各予備電離機構は、各電極対の内の高圧側電位の電極に隣接して配置され、
各予備電離機構において前記予備電離内電極が接地側電位とされ、前記予備電離外電極に高電圧が印加され、
前記円筒部の絶縁体は、隣接する予備電離機構間において前記予備電離外電極同士の間に配置された絶縁体のひだを備え、隣接する予備電離機構間で連結されている
ことを特徴とする請求項1に記載の高繰返し高出力パルスガスレーザ装置。
Each preionization mechanism is arranged adjacent to the high-potential-side electrode in each electrode pair,
In each preionization mechanism, the preionization inner electrode is set to the ground side potential, and a high voltage is applied to the preionization outer electrode ,
The insulator of the cylindrical portion includes an insulating fold disposed between the pre-ionization outer electrodes between adjacent pre-ionization mechanisms, and is connected between the pre-ionization mechanisms adjacent to each other. The high-repetition high-power pulse gas laser device according to claim 1.
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