JPH021190A - エキシマ・レーザー装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、紫外線露光光源や超微細加工光源に利用され
るエキシマ・レーザー装置に関する。

従来の技術 従来のエキシマ・レーザー装置では、レーザーガスとし
て反応性の強いフッ素や塩素などのハロゲンガスと、ク
リプトンやキセノンなどの希ガスをレーザーガスとして
使用している。上記エキシマ・レーザー装置を長期にわ
たって動作させていると、レーザー出力が徐々に低下し
てしまう。レーザー出力の低下の原因の一つとして、レ
ーザー管に設けた窓の透過特性の劣化が挙げられる。通
常エキシマ・レーザー装置の窓としてはホタル石や石英
などが使用される。この窓の透過特性の劣化の要因とし
て、第一に、ノ・ロゲンガスの腐蝕による窓材料の劣化
、第二に放電電極のスパッタによって発生する金属蒸気
・微粒子の窓への付着、第三にレーザーガス中に存在す
る不純物が強度の紫外線によって解離し窓へ沈着するも
のなどがある。

第一の要因に対して、例えばフッ素を用いたエキシマ・
レーザー装置では、フッ素に対して安定なホタル石（Ｃ
ａ　Ｆ　２　）を窓材料として用いてフッ素による窓材
料の腐蝕を防止している。また、第二の要因に対しては
、レーザーガスの循環経路に電気集塵器を設け、金属蒸
気・微粒子の窓への付着を軽減させている（例えば、特
開昭５８−１８６９８５号公報）。さらに第三の要因に
対しては、レーザーガス内の不純物を除去するガス精製
装置をエキシマ・レーザー装置に付設することによシ、
窓への解離物の沈着を低減させることができる。

しかしながら、上述したような方法はいずれも窓の劣化
速度を低減させるものであって、窓の劣化を完全に阻止
する決定的な手段は見当らない。

しだがって、窓は、劣化の度合いに応じて定期的な交換
または清掃を行うことが不可欠である。

第２図は従来のエキシマ・レーザー装置の断面を示すも
のである。第２図において窓２の交換または清掃を行う
には、有毒なハロゲンガスが外部へ流出しないように、
−旦、レーザー管１内が不活性ガスでパージされ、この
後、窓２がレーザ管１から取り外される。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のような構成では、窓２を取り外し
た時に開口部からレーザー管１内に大気が混入する。レ
ーザー管１内の不活性ガスを大気圧よシやや高めにして
短時間に交換作業を終えれば、大気の混入の影響は少く
なるが皆無にすることは困難である。レーザー管１内に
混入した大気は、レーザー管１内に具備した金属部品の
表面に形成された金属ノ＼ロゲン化膜と直ちに反応し、
金属表面に吸着されるので、不活性ガスをレーザー管１
から排出しても不純物としてレーザー管１内に残存する
。このレーザー管１に新鮮なレーザーガスを封入すると
、レーザー管１内に吸着されていた不純物がレーザーガ
ス中のハロゲンガスと再び反応し、不純ガスとしてレー
ザーガス中に還元される。これらの不純ガスはレーザー
発振線の吸収や、レーザー上準位の原子・分子の脱励起
の原因となるので、レーザー管１内に混入した大気は、
エキシマ−レーザー装置を再始動させたときの初期出力
を著しく低下させるという問題があった。

上述したような窓の交換または清掃に伴うエキシマ・レ
ーザー装置の再始動時の出力低下に対する防止手段とし
て、通常パッシベーションという処理が施される。これ
は、レーザーガスをレーザ管１に導入するに先立ち、適
度のハロゲンガスを含む混合ガスをレーザー管１に導入
し、排出するもので、レーザー管内の金属部品表面に吸
着されている不純物を脱着すると同時に、金属部品表面
に新だな金属／・ロゲン化膜を形成し、金属部品表面を
安定化させる作用を利用したものである。

この操作によシ、エキシマ・レーザー装置の再始動直後
の出力を、清浄なレーザーガスで運転されているときの
出力にまで回復させることが可能であるが、パッシベー
ションの操作は通常１回当シ３Ｑ分以上を要し、なお出
力の回復が十分でないときは、パッシベーションを数回
〈シ返さねばならないことも少くない。このため、エキ
シマ・レザー装置を長時間休止させざるをえないという
欠点があった。

本発明は上記欠点に鑑み、窓交換後の再始動時の出力を
低下させることなく、短時間で窓交換を行うことのでき
るエキシマ・レーザー装置を提供するものである。

課題を解決するだめの手段 上記課題を解決するために、本発明のエキシマ・レーザ
ー装置は、レーザーガスを封入したレーザー管とレーザ
ービームを取り出す窓との間に設けたボール弁とから構
成されている。

作　　用 この構成によって、窓交換時にレーザー管と窓との間を
、ボール弁によって遮断することになる。

実施例 以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。

第１図は本発明の一実施例におけるエキシマ・レーザー
装置の断面図を示すものである。第１図において、１は
レーザーガスを封入するレーザー管、２はレーザービー
ムを取り出す窓、３はボール弁である。４は前記ボール
弁３のオリフィスで、レーザービーム断面、と同程度ま
たはそれ以上の大きさの開口径を有する。６は排気口で
６は前記排気口５の先に設けられた開閉弁で、ろる。

以上のように構成されたエキシマ・レーザー装置につい
て、以下その動作を説明する。まず、レーザーガスをレ
ーザー管１に封入する。エキシマ・レーザー装置を動作
されるときは、ボール弁３のオリフィス４の開口方向を
レーザービームの光軸方向に向けておく。このとき、前
記ボール弁３は開状態である。次に、窓２の劣化が認め
られ、交換が必要とされるときには、前記ボール弁３の
オリフィス４の開口方向をレーザービームの光軸と直交
する方向に向ける。この状態で前記ボール弁３は閉状態
であシ、前記レーザー管１と前記窓２との間は完全に気
密遮断される。ここで、レーザーガスは、前記レーザー
管１内に保持されるので、レーザー管１内への大気の流
入やレーザーガスの流出を派生することなく窓２を取り
外すことができる。

次に、窓２を交換した後、排気口５の開閉弁６を開き、
オリフィス４と窓２の間に残留する大気を排出し、開閉
弁６を閉じる。こののち、ボール弁３を開状態にすれば
、エキシマ・レーザー装置を即座に再始動できることに
なる。

以上のように本実施例によれば、レーザー管１と窓２と
の間にボール弁３を設けることにより、レーザー管１内
に大気が混入することなく窓２を交換するこ′とができ
る。

なお、本実施例ではレーザー管１の両端面にレーザービ
ームを取９出す窓２を設けているが、窓２はレーザービ
ームを透過させる機能に限定されるものではなく、レー
ザービームの一部または全部を反射するという機能を有
するものであってもよいう例えば、窓の表面に反射膜を
コートしたものを用いて光共振器として併用してもよい
。

発明の効果 以上のように本発明は、レーザー管と窓の間にボール弁
を設けることによシ、レーザー管内のレーザーガスの外
部への流出やレーザー管内へ大気を混入させずに窓を交
換できるので、エキシマ・レーザー装置の再始動時の初
期出力が低下しないという効果がある。さらに、窓交換
時のレーザーガスの交換や、パッシベーション処理が不
要となるので、窓交換に伴うエキシマ・レーザー装置の
停止時間を大幅に短縮でき、その実用的効果は大なるも
のがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるエキシマ・レーザー
装置の断面図、第２図は従来のエキシマ・レーザー装置
の断面図である。 １・・・・・・レーザ〒管、２・・・・・・窓、３・・
・・・・ボール弁、４・・・・・・オリフィス、５・・
・・・・排気口、６・・山・開閉弁。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名−へ
ＣＰ＞十−− 派

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レーザー・ガスを封入したレーザー管とレーザービーム
   を取り出す窓との間にボール弁を設けたことを特徴とす
   るエキシマ・レーザー装置。