JPH01162389A - Excimer laser device - Google Patents

Excimer laser device

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JPH01162389A
JPH01162389A JP62321660A JP32166087A JPH01162389A JP H01162389 A JPH01162389 A JP H01162389A JP 62321660 A JP62321660 A JP 62321660A JP 32166087 A JP32166087 A JP 32166087A JP H01162389 A JPH01162389 A JP H01162389A
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JP
Japan
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ionization
capacitor
main
capacitors
discharge
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Application number
JP62321660A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichiro Kawamura
信一郎 河村
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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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
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/097Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
    • H01S3/0971Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited

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Abstract

PURPOSE:To enable a primary discharge to take place automatically and stably without using a spiker transformer by a method wherein charging charges are transferred from a pre-ionizing charge generating circuit provided with first and second pre-ionizing condensers to a peaking condenser. CONSTITUTION:The charge of a first and second pre-ionizing condensers 24A and 24B of a pre-ionizing charge generating circuit 29 is made to start transferring to a peaking condenser 27 through a pre-ionizing spark electrode 26. Then, the laser gas between electrodes 2A and 2B is pre-ionized by ultraviolet rays generated from a pre-ionizing spark electrode 26, consequently the state that a primary discharge is apt to occur uniformly can be gradually developed. Therefore, a spiker transformer can be dispensed with.

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に関し、特に放電型エキシ
マレーザ装置に適用して好適なものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an excimer laser device, and is particularly suitable for application to a discharge type excimer laser device.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、放電型エキシマレーザ装置において、第1及
び第2の予備電離用コンデンサを有する予備電離用電荷
発生回路からピーキング(peaking)用コンデン
サに充電電荷を移すことにより、予備電離させながら励
起用主コンデンサの充電電荷による主放電を発生させる
ようにしたことにより、スパイカトランスを用いずに安
定かつ自動的に主放電を生じさせることができる。
In a discharge type excimer laser device, the present invention provides for excitation while preionizing by transferring charge from a preionization charge generation circuit having first and second preionization capacitors to a peaking capacitor. By causing the main discharge to occur due to the charge in the main capacitor, the main discharge can be generated stably and automatically without using a spiker transformer.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来この種の放電型エキシマレーザ装置として、第2図
に示すものが提案されている。
As a conventional discharge type excimer laser device of this type, one shown in FIG. 2 has been proposed.

第2図において、EXMAは全体としてエキシマレーザ
装置を示し、ガスレーザ本体GLAを有する。ガスレー
ザ本体GLAはハロゲンガス(例えばCj2ガス)、希
ガス(例えばXeガス)、バッファガス(例えばHeガ
ス)でなるレーザガスを密封してなるレーザガスチャン
バ1を有し、−対の主放電電極2A及び2B間に紙面に
垂直方向の位置に対向するように配設された対向ミラー
によって構成される光共振器3から、紙面に垂直方向に
レーザ光LAを放射するようになされている。
In FIG. 2, EXMA indicates the excimer laser device as a whole, and has a gas laser main body GLA. The gas laser main body GLA has a laser gas chamber 1 in which a laser gas consisting of a halogen gas (e.g. Cj2 gas), a rare gas (e.g. Xe gas), and a buffer gas (e.g. He gas) is sealed, and a pair of main discharge electrodes 2A and A laser beam LA is emitted in a direction perpendicular to the plane of the paper from an optical resonator 3 constituted by a facing mirror disposed between 2B and facing each other in a direction perpendicular to the plane of the paper.

また主放電電極2人及び2Bを挟むように対向して例え
ばスパーク電極、X線源等でなる一対の予備電離発生素
子4A及び4Bが配設され、この予備電離発生素子4A
及び4B間のレーザガスをグロー放電状態に予備電離す
ることにより主放電電極2A及び2B間に均一に主放電
を生じさせるようにし、かくしてレーザ光LAを効率良
く発生させるようになされている。
Further, a pair of pre-ionization generating elements 4A and 4B made of, for example, a spark electrode, an X-ray source, etc., are arranged opposite to each other so as to sandwich the two main discharge electrodes and 2B, and this pre-ionization generating element 4A
By pre-ionizing the laser gas between the electrodes 2A and 4B into a glow discharge state, a main discharge is uniformly generated between the main discharge electrodes 2A and 2B, and thus the laser beam LA is efficiently generated.

一方の主放電電極2Aは、スパイ力トランス11の2次
巻′41A11Bを介して比較的大容量の励起用主コン
デンサ12の例えば正極側電極に接続され、他方の主放
電電極2Bが励起用主コンデンサ12の負極側電極に接
続され、その共通接続点がアースされている。
One main discharge electrode 2A is connected to, for example, the positive electrode of a relatively large capacity excitation main capacitor 12 via the secondary winding '41A11B of the spy power transformer 11, and the other main discharge electrode 2B is connected to the excitation main capacitor 12. It is connected to the negative electrode of the capacitor 12, and their common connection point is grounded.

スパイ力トランス11の1次巻線11Aには放電開始用
パルス発生器13が接続され、そのトリガ信号入力端子
13Aにパルス状トリガ信号S1が与えられたとき、ス
パイカトランス11の1次巻線11Aにトリガパルス電
流を流し込むことにより、2次巻線11Bにスパイ力電
圧VTRを発生させ、か(して主放電電極2A及び2B
間に主放電を開始させるようになされている。
A discharge starting pulse generator 13 is connected to the primary winding 11A of the spy transformer 11, and when a pulsed trigger signal S1 is applied to its trigger signal input terminal 13A, the primary winding of the spy transformer 11 By flowing a trigger pulse current into the secondary winding 11A, a spy voltage VTR is generated in the secondary winding 11B, and the main discharge electrodes 2A and 2B are
The main discharge is started during this period.

なお、5はガス冷却器、6はできるだけ大量な放電を生
じさせるためのガス循環ファンである。
Note that 5 is a gas cooler, and 6 is a gas circulation fan for generating as much discharge as possible.

第2図の構成において主放電電極2A及び2B間に主放
電が発生していない状態において、励起用主コンデンサ
12は励起用主電源14によって例えば数(kV)程度
の充電電圧■。に充電されている。第3図は第2図の装
置の各部の信号を示す信号波形図の一例であり、概略図
である。
In the configuration shown in FIG. 2, when no main discharge occurs between the main discharge electrodes 2A and 2B, the main excitation capacitor 12 is charged at a charging voltage of, for example, several (kV) by the main excitation power source 14. is being charged. FIG. 3 is an example of a signal waveform diagram showing signals of each part of the device shown in FIG. 2, and is a schematic diagram.

この状態において放電開始用パルス発生器13のトリガ
信号入力端子13Aにトリガ信号SL(第3図(A))
が与えられると、スパイカトランス11の2次巻線11
Bにスパイ力電圧VTRが発生し、これが励起用主コン
デンサ12の充電電圧■H(第3図(B))に重畳され
ることにより、主放電電極2A及び2B間に印加される
電圧がレーザガスの放電開始電圧を超えることにより、
主放電が開始する。
In this state, a trigger signal SL (Fig. 3 (A)) is sent to the trigger signal input terminal 13A of the discharge starting pulse generator 13.
is given, the secondary winding 11 of the spiker transformer 11
A spy force voltage VTR is generated at B, and this is superimposed on the charging voltage H of the main excitation capacitor 12 (Fig. 3 (B)), so that the voltage applied between the main discharge electrodes 2A and 2B increases from the laser gas By exceeding the discharge starting voltage of
Main discharge starts.

このとき励起用主コンデンサ12の充電電荷が放電電流
1sp<第3図(C))として励起用主コンデンサ12
−スパイ力トランス11の2次巻線11B−主放電電極
2A、2B−励起用主コンデンサ12の回路を通して流
れることにより、光共振器3からレーザ光LA(第3図
(D))が放射される。
At this time, the charging charge of the main excitation capacitor 12 is discharged by the main capacitor 12 as the discharge current 1sp<FIG. 3(C)).
Laser light LA (FIG. 3 (D)) is emitted from the optical resonator 3 by flowing through the circuit of - the secondary winding 11B of the spy power transformer 11 - the main discharge electrodes 2A, 2B - the main excitation capacitor 12. Ru.

やがて励起用主コンデンサ12の充電電圧■や(第3図
(B))が放電し終わると、 放電電流ISI’が流れ
なくなることにより(第3図(C))、光共振器3はレ
ーザ光L Aの放射を停止する(第3図(D))。
Eventually, when the charging voltage ■ and (Fig. 3 (B)) of the main excitation capacitor 12 finish discharging, the discharge current ISI' stops flowing (Fig. 3 (C)), and the optical resonator 3 emits the laser beam. The radiation of LA is stopped (Fig. 3 (D)).

かかる動作はトリガ信号S1がトリガ信号入力端子13
Aに与えられるごとに繰り返され、かくして光共振器3
は例えば数10 (nsec)程度の比較的短い時間の
間レーザ光LA(第3図(D))を間欠的に放射するこ
とになる。
In this operation, the trigger signal S1 is input to the trigger signal input terminal 13.
is repeated each time given to A, thus optical resonator 3
The laser beam LA (FIG. 3(D)) is intermittently emitted for a relatively short period of time, for example, several tens of nanoseconds (ns).

この従来の放電型エキシマレーザ装置は、レーザガス放
電を開始させるためのスパイ力回路として、放電開始用
パルス発生器13及びスパイカトランス11を有すると
共に、当該開始したレーザガス放電を維持させるため励
起用主コンデンサ12−スパイカトランス11の2次巻
線11B−主放電電極2A、2B−励起用主コンデンサ
12の回路を有するいわゆるスパイカ/サステナ方式の
放電型エキシマレーザ装置として、効率が比較的高くか
つ電気回路素子の負荷が軽いことに基づいて装置全体と
しての寿命が長い利点がある。
This conventional discharge type excimer laser device has a discharge starting pulse generator 13 and a spiker transformer 11 as a spy force circuit for starting laser gas discharge, and an excitation main circuit for maintaining the started laser gas discharge. As a so-called spiker/sustainer type discharge excimer laser device having a circuit including a capacitor 12, a secondary winding 11B of the spiker transformer 11, the main discharge electrodes 2A and 2B, and the excitation main capacitor 12, it has relatively high efficiency and Since the load on the circuit elements is light, there is an advantage that the life of the device as a whole is long.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

ところが第2図の従来の構成によると、レーザガスの放
電を開始させるためのスパイ力電圧VTRを得るにつき
、スパイカトランス11を用いるために、エキシマレー
ザ装置全体としての構成が複雑かつ大型になることを避
は得す、しかもスパイカトランス11におけるエネルギ
ー伝達効率が低いためエキシマレーザ装置全体として発
振効率が未だ不十分であった。
However, according to the conventional configuration shown in FIG. 2, since the spiker transformer 11 is used to obtain the spy force voltage VTR for starting the discharge of the laser gas, the structure of the excimer laser device as a whole becomes complicated and large. However, since the energy transfer efficiency in the spiker transformer 11 is low, the oscillation efficiency of the excimer laser device as a whole is still insufficient.

これに加えて第2図の従来の構成においては、主放電電
極2A及び2B間にグロー放電を生じさせる予備電離発
生素子4A及び4Bの駆動手段を、スパイ力回路を構成
する放電開始用パルス発生器13とは別体に設けるよう
になされているが、実際上主放電電極2A及び2B間の
レーザガスが実用上十分な程度に予備電離したタイミン
グに合わせてスパイカ電圧VTRを発生させるような同
期動作を常時安定に実行させるような制御回路を実現す
ることは困難であった。
In addition, in the conventional configuration shown in FIG. 2, the driving means for the pre-ionization generating elements 4A and 4B that generate glow discharge between the main discharge electrodes 2A and 2B is replaced by a discharge starting pulse generator constituting a spy force circuit. Although it is designed to be provided separately from the main discharge electrode 2A and 2B, it is actually a synchronous operation that generates the spiker voltage VTR in accordance with the timing when the laser gas between the main discharge electrodes 2A and 2B is pre-ionized to a sufficient degree for practical use. It has been difficult to realize a control circuit that allows stable execution at all times.

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、従来のス
パイ力トランスを必要とすることなく、レーザガスを常
に安定に予備電離状態から放電状態に移行させることが
できる簡易な構成のエキシマレーザ装置を提案しようと
するものである。
The present invention has been made in consideration of the above points, and provides an excimer laser with a simple configuration that can always stably shift laser gas from a pre-ionization state to a discharge state without requiring a conventional spy power transformer. This is an attempt to propose a device.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

かかる問題点を解決するため本発明においては、第1及
び第2の予備電離用コンデンサ24A及び24Bを有す
る予備電離用電荷発生回路29において発生された充電
電荷を予備電離用スパーク電極26を通じてピーキング
用コンデンサ27に移動させながら当該予備電離用スパ
ーク電極26によって電極2A及び2B間のレーザガス
を予備電離させると共に、励起用主コンデンサ21の充
電電圧をピーキング用コンデンサ27及び予備電離用ス
パーク電極26を介して主放電電極2A及び2Bに印加
することによりレーザガスに主放電を生じさせるように
なされ、予備電離用電荷発生回路29は、第1及び第2
の予備電離用コンデンサ24A及び24Bの一端を予備
電離用電源28に共通に接続されることにより当該予備
電離用電源によって充電されると共に、第2の予備電離
用コンデンサ24Bに並列にスイッチ25を接続した構
成を有し、スイッチ25をオン動作させて第2の予備電
離用コンデンサ24Bの充電電圧の極性を反転させるこ
とにより、第1及び第2の予備電離用コンデンサ24A
及び24Bの直列回路からピーキング用コンデンサ27
に移動させる充電電荷を発生させるようにする。
In order to solve this problem, in the present invention, the charged charges generated in the pre-ionization charge generation circuit 29 having the first and second pre-ionization capacitors 24A and 24B are used for peaking through the pre-ionization spark electrode 26. The laser gas between the electrodes 2A and 2B is pre-ionized by the spark electrode 26 for pre-ionization while being transferred to the capacitor 27, and the charging voltage of the main capacitor 21 for excitation is changed via the capacitor 27 for peaking and the spark electrode 26 for pre-ionization. A main discharge is caused in the laser gas by applying the voltage to the main discharge electrodes 2A and 2B.
One ends of the pre-ionization capacitors 24A and 24B are connected in common to the pre-ionization power source 28 to be charged by the pre-ionization power source, and a switch 25 is connected in parallel to the second pre-ionization capacitor 24B. By turning on the switch 25 and reversing the polarity of the charging voltage of the second pre-ionization capacitor 24B, the first and second pre-ionization capacitors 24A
and peaking capacitor 27 from the series circuit of 24B.
to generate a charging charge that is transferred to

〔作用〕[Effect]

予備電離用電荷発生回路29の第1及び第2の予備電離
用コンデンサ24A及び24Bの電荷を予備電離用スパ
ーク電極26を通じてピーキング用コンデンサ27に移
動開始させると、当該予備電離用スパーク電極26から
発生する紫外線によって電極2A及び2B間のレーザガ
スが予備電離されることにより、主放電が均一に生じや
すい状態を次第に形成させて行くことができる。
When the charges in the first and second pre-ionization capacitors 24A and 24B of the pre-ionization charge generation circuit 29 start to be transferred to the peaking capacitor 27 through the pre-ionization spark electrode 26, the charges are generated from the pre-ionization spark electrode 26. By pre-ionizing the laser gas between the electrodes 2A and 2B by the ultraviolet rays, it is possible to gradually create a state in which the main discharge tends to occur uniformly.

主放電電極2A、2Bには、励起用主コンデンサ21の
充電電圧がピーキング用コンデンサ27及び予備電離用
スパーク電極26を介して印加されており、かくしてレ
ーザガスが主放電を開始し得る状態にまで予備電離され
ると、自動的に主放電電極2A及び2B間に放電が開始
され、その後は主として励起用主コンデンサ21の充電
電荷によってレーザガスの主放電が維持される。
The charging voltage of the main excitation capacitor 21 is applied to the main discharge electrodes 2A and 2B via the peaking capacitor 27 and the pre-ionization spark electrode 26, and the laser gas is thus prepared to a state where it can start main discharge. When ionized, a discharge is automatically started between the main discharge electrodes 2A and 2B, and thereafter the main discharge of the laser gas is maintained mainly by the charge in the main excitation capacitor 21.

このようにしてレーザガスは予備電離状態から安定かつ
自動的に主放電状態に移行することができ、かくするに
つき従来の場合のようにスパイ力トランス11を用いる
必要性をなくし得る。
In this way, the laser gas can be stably and automatically transferred from the pre-ionized state to the main discharge state, thereby eliminating the need for the spy power transformer 11 as in the prior art.

これに加えて特に本発明においては、充電電荷を移動さ
せる際に、第2の予備電離用コンデンサ24Bの充電電
圧を反転させるようにしたことにより、第1及び第2の
予備電離用コンデンサ24A及び24Bとして比較的耐
圧が低いコンデンサを用いて十分に高い充電電圧を発生
させることができる。
In addition to this, particularly in the present invention, the charging voltage of the second preionization capacitor 24B is reversed when moving the charged charge, so that the first and second preionization capacitors 24A and A sufficiently high charging voltage can be generated using a capacitor having a relatively low breakdown voltage as 24B.

〔実施例〕〔Example〕

以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。 An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第2図との対応部分に同一符号を付して示す第1図にお
いて、励起用主コンデンサ21の負極側電極が主電極2
Bに接続されると共に、正極側電極が充電用コイル22
を通じてアースされている。
In FIG. 1, in which parts corresponding to those in FIG. 2 are given the same reference numerals, the negative electrode of the main excitation capacitor 21 is
B, and the positive electrode is connected to the charging coil 22.
It is grounded through.

励起用主コンデンサ21の負極側電極には励起用主電源
23が接続され、励起用主電源23−励起用主コンデン
サ21−充電用コイル22−アース−励起用主電源23
の回路LPIによって励起用主コンデンサ21の両端電
圧■イが例えば−20〔kV)程度に充電される。
The main power source for excitation 23 is connected to the negative electrode of the main capacitor for excitation 21, and the main power source for excitation 23 - the main capacitor for excitation 21 - the charging coil 22 - the ground - the main power source for excitation 23
The voltage across the excitation main capacitor 21 is charged to, for example, about -20 [kV] by the circuit LPI.

充電用コイル22の励起用主コンデンサ21側端には第
1の予備電離用コンデンサ24Aの負極側電極が接続さ
れると共に、充電用コイル22のアース側端には第2の
予備電離用コンデンサ24Bの負極側電極が接続される
The negative electrode of the first pre-ionization capacitor 24A is connected to the excitation main capacitor 21 side end of the charging coil 22, and the second pre-ionization capacitor 24B is connected to the ground side end of the charging coil 22. The negative electrode of is connected.

第1及び第2の予備電離用コンデンサ24A及び24B
の正極側電極は、互いに接続されて予備電離用電源28
に接続される。さらに第2の予備電離用コンデンサ24
Bには並列に例えばサイラトロンでなるスイッチ25が
接続され、かくして第1及び第2の予備電離用コンデン
サ24’A及び24B、予備電離用電源28、スイッチ
25によって予備電離用電荷発生回路29が形成されて
いる。
First and second pre-ionization capacitors 24A and 24B
The positive electrodes are connected to each other and connected to a pre-ionization power source 28.
connected to. Furthermore, a second pre-ionization capacitor 24
A switch 25 made of, for example, a thyratron is connected in parallel to B, and thus a pre-ionization charge generation circuit 29 is formed by the first and second pre-ionization capacitors 24'A and 24B, the pre-ionization power supply 28, and the switch 25. has been done.

第1の予備電離用コンデンサ24Aは、予備電離用電源
28−第1の予備電離用コンデンサ24A−充電用コイ
ル22−アース−予備電離用電源28の充電回路LP2
Aによってその両端電圧■、が例えば2.5 CkV)
程度になるまで充電される。
The first pre-ionization capacitor 24A is connected to the pre-ionization power supply 28 - the first pre-ionization capacitor 24A - the charging coil 22 - the ground - the charging circuit LP2 of the pre-ionization power supply 28.
For example, the voltage at both ends of A is 2.5 CkV)
It will be charged until it reaches a certain level.

また第2の予備電離用コンデンサ24Bは、予備電離用
電源28−第2の予備電離用コンデンサ24B−アース
−予備電離用電源28の充電回路LP2Bによッテ両端
電圧VSZが2.5 (kV)程度になるまで充電され
る。
Further, the second pre-ionization capacitor 24B has a voltage VSZ across it of 2.5 (kV) between the pre-ionization power supply 28 - the second pre-ionization capacitor 24B - earth - the charging circuit LP2B of the pre-ionization power supply 28. ).

第2の予備電離用コンデンサ24Bの負極側端は予備電
離用スパーク電極26を通じてピーキング用コンデンサ
27の正極側電極に接続されると同時に主放電電極2A
に接続され、またピーキング用コンデンサ27の負極側
電極が第1の予備電離用コンデンサ24Aの負極側電極
に接続される。
The negative end of the second pre-ionization capacitor 24B is connected to the positive electrode of the peaking capacitor 27 through the pre-ionization spark electrode 26, and at the same time the main discharge electrode 2A.
The negative electrode of the peaking capacitor 27 is connected to the negative electrode of the first preionization capacitor 24A.

かくしてスイッチ25のトリガ信号入力端25Aにトリ
ガ信号Sllが与えられてオン動作したとき、第2の予
備電離用コンデンサ24Bの電荷が過渡的にスイッチ2
5を通って放電されることにより、予備電離用コンデン
サ24Bの両端電圧VS2の極性が反転する。その結果
第1及び第2の予備電離用コンデンサ24A及び24B
の両端電圧V g H及び■3□の和の電圧を有する充
電電荷が予備電離用スパーク電極26を通ってピーキン
グ用コンデンサ27に移動する。
Thus, when the trigger signal Sll is applied to the trigger signal input terminal 25A of the switch 25 and the switch 25 is turned on, the electric charge of the second pre-ionization capacitor 24B is transiently transferred to the switch 2.
5, the polarity of the voltage VS2 across the pre-ionization capacitor 24B is reversed. As a result, the first and second preionization capacitors 24A and 24B
A charged charge having a voltage equal to the sum of the voltage V g H and 3□ moves to the peaking capacitor 27 through the pre-ionization spark electrode 26 .

このとき予備電離用スパーク電極26の放電によって生
ずる紫外線がレーザガスに照射されることにより、グロ
ー放電状態に予備電離させるようになされている。
At this time, the laser gas is irradiated with ultraviolet rays generated by the discharge of the pre-ionization spark electrode 26, thereby pre-ionizing the laser gas into a glow discharge state.

以上の構成において、ガスレーザ本体GLAO主放電電
極2A及び2B間に主放電が生じておら   ′ず、し
かも予備電離用スパーク電極26にも放電が生じていな
いとき、励起用主コンデンサ21、及び第1及び第2の
予備電離用コンデンサ24A及び24Bが上述の充電回
路LPI、LP2A及びLP2Bを介して充電されてい
る。
In the above configuration, when no main discharge occurs between the GLAO main discharge electrodes 2A and 2B of the gas laser main body, and no discharge occurs at the preliminary ionization spark electrode 26, the excitation main capacitor 21 and the first And second pre-ionization capacitors 24A and 24B are charged via the above-mentioned charging circuits LPI, LP2A and LP2B.

このとき第1及び第2の予備電離用コンデンサ24A及
び24Bの両端電圧VSI及びVs□は、等価的に予備
電離用スパーク電極26及びピーキング用コンデンサ2
7の直列回路に対して互いに逆極性かつほぼ等しい絶対
値電圧をもつようになされているので、予備電離用スパ
ーク電極26を介してピーキング用コンデンサ27への
充電電荷の移動は生じない。
At this time, the voltages VSI and Vs□ across the first and second pre-ionization capacitors 24A and 24B are equivalently equivalent to the pre-ionization spark electrode 26 and the peaking capacitor 2.
Since the 7 series circuits have mutually opposite polarities and substantially equal absolute value voltages, there is no movement of the charged charge to the peaking capacitor 27 via the pre-ionization spark electrode 26.

この状態においてスイッチ25がそのトリガ信号入力端
25Aにトリガ信号Sllが与えられることによりオン
動作すると、第2の予備電離用コンデンサ24Bの両端
電圧VSZの極性が反転することにより、予備電離用ス
パーク電極26及びピーキング用コンデンサ27の両端
に第1及び第2の予備電離用コンデンサ24A及び24
Bの両端電圧v、1及びv3□の和の電圧が印加される
In this state, when the switch 25 is turned on by applying the trigger signal Sll to its trigger signal input terminal 25A, the polarity of the voltage VSZ across the second pre-ionization capacitor 24B is reversed, so that the pre-ionization spark electrode First and second pre-ionization capacitors 24A and 24 are connected to both ends of 26 and peaking capacitor 27.
A voltage equal to the sum of voltages v, 1 and v3□ across B is applied.

その結果第1及び第2の予備電離用コンデンサ24A及
び24Bの充電電荷が予備電離用スパーク電極26を通
じてピーキング用コンデンサ27に移動を開始する。
As a result, the charges in the first and second pre-ionization capacitors 24A and 24B start moving to the peaking capacitor 27 through the pre-ionization spark electrode 26.

このとき予備電離用スパーク電極26が放電することに
より、主放電電極2A及び2B間のレーザガスを予備電
離してグロー放電を開始させるが、これと同時に励起用
主コンデンサ21の充電電圧■Nがピーキング用コンデ
ンサ27、予備電離用スパーク電極26を介して主放電
電極2A及び2B間に印加される。
At this time, by discharging the spark electrode 26 for pre-ionization, the laser gas between the main discharge electrodes 2A and 2B is pre-ionized to start glow discharge, but at the same time, the charging voltage ■N of the main capacitor 21 for excitation peaks. The voltage is applied between the main discharge electrodes 2A and 2B via the pre-ionization capacitor 27 and the pre-ionization spark electrode 26.

ここで励起用主コンデンサ21の充電電圧■イとピーキ
ング用コンデンサ27の充電電圧VPとは同極性になる
ので、結局主放電電極2A及び2B間には充電電圧V 
M及びV、の和の電圧が印加され、実際上ピーキング用
コンデンサ27に対する充電が進むに従ってその両端電
圧V2が上昇して行くので、主放電電極2A及び2B間
に印加される電圧も次第に上昇して行く。
Here, since the charging voltage ① of the excitation main capacitor 21 and the charging voltage VP of the peaking capacitor 27 have the same polarity, the charging voltage V
A voltage equal to the sum of M and V is applied, and as the peaking capacitor 27 is actually charged, the voltage V2 across it increases, so the voltage applied between the main discharge electrodes 2A and 2B also gradually increases. Go.

やがてグロー放電が拡大して行くと、主放電電極2A及
び2B間のレーザガスのインピーダンスが急速に低下し
て行くことにより、主放電電極2A及び2B間に主放電
が開始する。
As the glow discharge gradually expands, the impedance of the laser gas between the main discharge electrodes 2A and 2B rapidly decreases, so that a main discharge starts between the main discharge electrodes 2A and 2B.

このとき励起用主コンデンサ21の充電電荷は、励起用
主コンデンサ21−ピーキング用コンデンサ27−予備
電離用スパーク電極26−主放電電極2人、2B−励起
用主コンデンサ21でなる主放電回路LP5を通じて放
電する。
At this time, the charge of the main excitation capacitor 21 is transferred through the main discharge circuit LP5, which is composed of the main excitation capacitor 21 - the peaking capacitor 27 - the pre-ionization spark electrode 26 - the two main discharge electrodes, and 2B - the main excitation capacitor 21. Discharge.

実際上、かかる主放電が開始したとき、第1及び第2の
予備電離用コンデンサ24A及び24Bの充電電荷も主
放電電極2A及び2Bを通じて放電される。
In fact, when the main discharge starts, the charges in the first and second pre-ionization capacitors 24A and 24B are also discharged through the main discharge electrodes 2A and 2B.

従って主放電電極2A及び2B間のレーザガスがレーザ
光を発生する状態が維持される。
Therefore, the state in which the laser gas between the main discharge electrodes 2A and 2B generates laser light is maintained.

やがて励起用主コンデンサ21の充電電荷が放電し終わ
ると、主放電回路LP5に流れる放電電流が小さくなる
ことにより、主放電電極2A及び2B間に放電が生じな
くなり、その結果レーザ光が発生しなくなる。
When the charge in the main excitation capacitor 21 is eventually discharged, the discharge current flowing through the main discharge circuit LP5 becomes smaller, so that no discharge occurs between the main discharge electrodes 2A and 2B, and as a result, no laser light is generated. .

カ<シて1回の放電サイクルが終了し、エキシマレーザ
装置EXMAが全体として励起用主コンデンサ21、及
び第1及び第2の予備電離用コンデンサ24A及び24
Bを充電する状態に戻る。
One discharge cycle is completed, and the excimer laser device EXMA as a whole includes the main excitation capacitor 21 and the first and second preionization capacitors 24A and 24.
Return to the state of charging B.

第1図の構成によれば、ガスレーザ本体GLAO主放電
電極2A及び2B間に主放電を開始させる前に、第1及
び第2の予備電離用コンデンサ24A及び24Bの充電
電荷を予備電離用スパーク電極26を介してピーキング
用コンデンサ27に移動させる際に予備電離を発生させ
ると共に、当該予備電離状態が主放電を生じさせるのに
最適な状態になったとき自動的に励起用主コンデンサ2
1の充電電荷を主放電電極2A及び2B間に主放電する
に至る。かくしてレーザガスが予備電離状態から主放電
状態へ自動的にかつ安定に移行し得る。
According to the configuration shown in FIG. 1, before starting the main discharge between the GLAO main discharge electrodes 2A and 2B of the gas laser main body, the charges in the first and second pre-ionization capacitors 24A and 24B are transferred to the pre-ionization spark electrode. 26 to the peaking capacitor 27, and when the pre-ionization state becomes optimal for generating a main discharge, the excitation main capacitor 2 is automatically
1 charge is main discharged between the main discharge electrodes 2A and 2B. In this way, the laser gas can automatically and stably transition from the pre-ionization state to the main discharge state.

かくするにつき、従来の場合のようにスパイカトランス
11 (第2図)を設ける必要性をな(し得ることによ
り、この分エキシマレーザ装置EXMA全体としての構
成を一段と簡易かつ小型化し得ると同時に、レーザ光の
発生効率を高めることができる。
In this way, it is not necessary to provide the spiker transformer 11 (FIG. 2) as in the conventional case, which makes it possible to further simplify and downsize the entire structure of the excimer laser device EXMA. , the generation efficiency of laser light can be increased.

これに加えて第1図の構成によれば、予備電離用電荷発
生回路29として充電時に第1及び第2の予備電離用コ
ンデンサ24A及び24Bを等価的に並列に接続して充
電させるのに対して、予備電離時には第2の予備電離用
コンデンサ24Bの両端電圧■8□を反転させることに
より、−挙にほぼ2倍の充電電圧V 3 H+ V 3
□を予備電離用スパーク電極26に供給できるようにし
得、これにより、第1及び第2の予備電離用コンデンサ
24A及び24Bとして耐圧が低いものを適用し得ると
共に、予備電離用電源28の出力電圧を一段と低減し得
ることにより、予備電離用発生回路29を一段と簡易か
つ小型化し得る。
In addition, according to the configuration shown in FIG. 1, the first and second pre-ionization capacitors 24A and 24B are equivalently connected in parallel during charging as the pre-ionization charge generation circuit 29. During pre-ionization, by inverting the voltage across the second pre-ionization capacitor 24B, the charging voltage V 3 H+ V 3 is almost doubled.
□ can be supplied to the pre-ionization spark electrode 26, thereby making it possible to use capacitors with low withstand voltage as the first and second pre-ionization capacitors 24A and 24B, and to reduce the output voltage of the pre-ionization power source 28. By further reducing the pre-ionization generation circuit 29, the pre-ionization generation circuit 29 can be further simplified and miniaturized.

なお上述の実施例においては、第1及び第2の予備電離
用コンデンサ24A及び24Bの充電電圧■、I及びV
S2をほぼ等しい値になるように構成した場合について
述べたが、これに限らず、互いに異なる充電電圧を発生
するように構成しても良い。
In the above-mentioned embodiment, the charging voltages of the first and second pre-ionization capacitors 24A and 24B, I and V
Although the case has been described in which S2 is configured to have approximately the same value, the configuration is not limited to this, and the configuration may be such that charging voltages that are different from each other are generated.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上述のように本発明によれば、予備電離用コンデンサの
充電電荷をピーキング用コンデンサに移動させる際に予
備電離用スパーク電極によって光共振器に対する予備電
離をなし得ると共に、励起用主コンデンサの充電電圧を
ピーキング用コンデンサ及び予備電離用スパーク電極を
介して主放電電極間に印加するようにしたことにより、
レーザガスを予備電離した後主放電に移行させる一連の
動作を安定かつ自動的に実行させ得る。かくするにつき
従来の場合のようにスパイ力トランスを用いないで済む
ことにより、エキシマレーザ装置全体としての構成を小
型かつ簡易化し得ると共に、レーザ発生効率を改善し得
る。
As described above, according to the present invention, when the charged charge of the pre-ionization capacitor is transferred to the peaking capacitor, the pre-ionization spark electrode can pre-ionize the optical resonator, and the charging voltage of the main excitation capacitor can be By applying it between the main discharge electrodes via the peaking capacitor and the pre-ionization spark electrode,
A series of operations in which the laser gas is pre-ionized and then transferred to the main discharge can be executed stably and automatically. Therefore, since there is no need to use a spy force transformer as in the conventional case, the structure of the excimer laser device as a whole can be made smaller and simpler, and the laser generation efficiency can be improved.

これに加えて本発明によれば、予備電離用電荷発生回路
として等価的に充電時互いに並列に接続された2つの予
備電離用コンデンサを用意し、放電時一方の予備電離用
コンデンサの両端電圧を反転させるようにしたことによ
り、予備電離用電荷発生回路の構成を一段と簡易かつ小
型化し得る。
In addition, according to the present invention, two pre-ionization capacitors are prepared which are equivalently connected in parallel to each other during charging as a charge generation circuit for pre-ionization, and the voltage across one of the capacitors for pre-ionization is controlled during discharging. By inverting the charge generation circuit, the configuration of the pre-ionization charge generation circuit can be further simplified and miniaturized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明によるエキシマレーザ装置の一実施例を
示す路線的接続図、第2図は従来のエキシマレーザ装置
を示す路線的接続図、第3図はその各部の信号を示す信
号波形図である。 1・・・・・・レーザガスチャンバ、2A、2B・・・
・・・主放電電極、3・・・・・・光共振器、11・・
・・・・スパイ力トランス、21・・・・・・励起用主
コンデンサ、22・・・・・・充電用コイル、24A、
24B・・・・・・第1、第2の予備電離用コンデンサ
、25・・・・・・スイッチ、26・・・・・・予備電
離用スパーク電極、27・・・・・・ピーキング用コン
デンサ、EXMA・・・・・・エキシマレーザ装置、G
LA・・・・・・ガスレーザ本体。
Fig. 1 is a line connection diagram showing an embodiment of an excimer laser device according to the present invention, Fig. 2 is a line connection diagram showing a conventional excimer laser device, and Fig. 3 is a signal waveform diagram showing signals of each part thereof. It is. 1... Laser gas chamber, 2A, 2B...
...Main discharge electrode, 3...Optical resonator, 11...
... Spy power transformer, 21 ... Main capacitor for excitation, 22 ... Charging coil, 24A,
24B...First and second capacitors for pre-ionization, 25...Switch, 26...Spark electrode for pre-ionization, 27...Capacitor for peaking , EXMA...Excimer laser device, G
LA...Gas laser main body.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)第1及び第2の予備電離用コンデンサを有する予
備電離用電荷発生回路において発生された充電電荷を予
備電離用スパーク電極を通じてピーキング用コンデンサ
に移動させながら上記予備電離用スパーク電極によつて
レーザガスを予備電離させると共に、励起用主コンデン
サの充電電圧を上記ピーキング用コンデンサ及び上記予
備電離用スパーク電極を介して主放電電極に印加するこ
とにより主放電を生じさせるようになされ、 上記予備電離用電荷発生回路は、上記第1及び第2の予
備電離用コンデンサの一端を予備電離用電源に共通に接
続されることにより当該予備電離用電源によつて充電さ
れると共に、上記第2の予備電離用コンデンサに並列に
スイツチを接続した構成を有し、上記スイツチをオン動
作させて上記第2の予備電離用コンデンサの充電電圧の
極性を反転させることにより、上記第1及び第2の予備
電離用コンデンサの直列回路から上記ピーキング用コン
デンサに移動させる充電電荷を発生させることを特徴と
するエキシマレーザ装置。
(1) While transferring the charge generated in the pre-ionization charge generating circuit having the first and second pre-ionization capacitors to the peaking capacitor through the pre-ionization spark electrode, the pre-ionization spark electrode The main discharge is caused by pre-ionizing the laser gas and applying the charging voltage of the excitation main capacitor to the main discharge electrode via the peaking capacitor and the pre-ionization spark electrode, The charge generation circuit connects one end of the first and second pre-ionization capacitors to the pre-ionization power supply, and is charged by the pre-ionization power supply, and also charges the second pre-ionization capacitor. It has a configuration in which a switch is connected in parallel to the capacitor for pre-ionization, and by turning on the switch to reverse the polarity of the charging voltage of the second capacitor for pre-ionization, the first and second pre-ionization capacitors are connected in parallel. An excimer laser device characterized in that a charged charge is generated to be transferred from a series circuit of capacitors to the peaking capacitor.
(2)上記第1の予備電離用コンデンサ及び上記励起用
主コンデンサは、上記第1及び第2の予備電離用コンデ
ンサの他端間に接続された充電用コイルを通じて充電さ
れるようにしてなる特許請求の範囲第1項に記載のエキ
シマレーザ装置。
(2) A patent in which the first pre-ionization capacitor and the excitation main capacitor are charged through a charging coil connected between the other ends of the first and second pre-ionization capacitors. An excimer laser device according to claim 1.
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