JPH02281786A - フッ素系エキシマーレーザーガスの精製法ならびにその装置 - 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〕 本発明はフッ素系エキシマ−レーザー装置において、レ
ーザー出力の低下を抑制すべくレーザーガスを精製し循
環するための方法ならびにその装置に関し、詳しくはエ
キシマ−レーザー装置の稼動時に発生し、レーザー出力
の低下に著しい影響を及ぼす不純旺ガスを除去し、一方
主成分ガスであるＦ２ガス、希ガスを環流せしめる極め
て効率的な精製法ならびにそのための装置に関する。

〔従来技術とその問題点〕

従来特開昭６２−７４４３０号、特開昭６２−２７９８
２４号においてエキシマ−レーザーガスを固体アルカリ
化合物、ゼオライトと順次接触させ、あるいは前記固体
アルカリ化合物に先立ち反応性金属と接触させることに
よりガス中の不純物を除去精製し循環使用することを開
示している。これら開示例では主成分ガスであるＦ２ガ
スも除去されるため新たにＦ２ガスを導入しなければな
らないという問題がある。

前記先行技術発明には、レーザーガスを固体アルカリま
たは反応性金属に接触させる前に液化窒素、液化酸素等
の冷媒により冷却して高沸点の希ガスや不純旺ガス等を
凝縮分離後、前記した処理精製をし、他方低沸点のＦ２
や希釈Ｎ　ｅ　％Ｈｅガスをそのまま環流させることも
開示している。

しかし精製工程がきわめて複雑となり高度の技術力を必
要とし、またレーザーガスの冷却には極めて低い温度に
制御しなければならない等、経済面、技術面からみて容
易ではない。

本発明は前述した諸問題に鑑みて鋭意検討の結果完成に
達したもので、経済性に優れ、技術的にも容易で産業利
用上極めて有効なフッ素系エキシマ−レーザーガスの精
製法ならびにその装置を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はフッ素エキシマ−レーザーガスの精製法に関し
、不純成分を含んだフッ素系エキシマ−レーザーガスを
、常温以下に維持した多孔質の金属フッ化物に接触させ
るようにしたこと、好適には前記金属フッ化物がアルカ
リ金属類のフッ化物であること、さらに金属フッ化物を
、−７０℃以下の温度に維持せしめること、および該精
製法を実施する装置に関し、エキシマ−レーザー装置に
レーザーガス排管、金属フッ化物の充填カラム、さらに
精製レーザーガス導管を順次配設し、該精製レーザーガ
ス導管をエキシマ−レーザー装置に接続してなること、
好ましくはエキシマ−レーザー装置が、その内壁におけ
る電気絶縁部表面にアルカリ土類金属フッ化物を被覆し
たものであることからなる。

本発明においてフッ素系エキシマ−レーザー装置とはＦ
２ガスとＫｒ、　Ｘｅ等を反応ガスとし、Ｈｅ　−。

Ｎｅ等を希釈ガスとして用いるものであり、その駆動に
際しての大きな問題点は時間経過とともに不純物、特に
ＨＦが発生、蓄積し、それによりレーザー出力が低下す
ることである。■は主に水分とＦ２ガスとの反応、水素
とＦ２ガスとの反応により生ずるもので、水分源として
は装置材料内表面に付着残留している水分、水素源とし
ては絶縁材としての有機フッ化物材料中に含まれる水素
がある。

例えばＫｒＦ系レーザーで１００Ｈｚ、　２４ＫＶの条
件下で１時間稼働すると約１１０００ｐｐのＩＩＦの発
生（増加）が認められ、以降稼働時間の増加とともに比
例的に増加することを確認している。

多孔質の金属フッ化物とは吸着剤として公知のＮａＦ、
、ＬｉＦ、　ＫＦ、　ＣａＦｔ、ＭｇＦ２等の多孔質塊
状体、粉粒体をいい、特にＮａＦ　％　ＬｉＦ　１にＦ
等のアルカリ金属フッ化物においてＨＦの吸着に効果的
であり、例えばＮａＦ−ｘＨＦの反応固相を形成する。

これらは室温またはそれ以下に維持することにより）Ｉ
Ｆの捕捉吸着を容易にし、−万Ｆ２は吸着されない。

ｌなお、飽和吸着後は金属フッ化物を数百℃で熱処理す
れば、脱着再生できる。

本発明を実施するための装置について添付の図面に基づ
き説明すれば、第１図中ｌはＦ２ガスとＫｒ、、Ｘｅ等
の反応ガス、ｌｌｅ、　Ｎｅ等の希釈ガスよりなるレー
ザーガスを充填し、放電励起等の手段により紫外レーザ
ーを発生するエキシマ−レーザー装置である。２は装置
ｌ内の放電用電極３に電気を導く導線であり、第２図の
部分拡大部に示すように絶縁材１ａとして有機フッ化物
を使用するが、後述するようにその内表面１ｂには金属
フッ化物を被覆しておくのが好ましい。

前記レーザーガスは導管４を通じ金属フッ化物を充填し
たカラム５に導く。カラム５は例えばＮａｐＸＬｔＦ等
を充填した本体５ａと、該本体５ａの周囲を覆い、ドラ
イアイス等の安価かつ入手容易な冷却剤を収容する外套
部５ｂとからなり、冷却剤は金属フッ化物を室温以下の
ｉ！ｉＡ例えば７０℃以下に維持することにより前記１
１Ｐ等の不純物を効率的に除去することができる。

さらにレーザーガスを導管６を経てフィルター７に導（
。該フィルター７によりＡＩ、　Ｎｉなどあるいはこれ
らのフッ化物等の滴状または固形不純物を除去し、導管
８を接続してエキシマ−レーザー装置１に環流せしめる
。このような循環システムを採用することにより従来単
にエキシマ−レーザー装置ｌを稼働させた場合、時間と
ともに著しくレーザー出力が低下するのに対し、これを
大巾に改善することができる。

〔比較例〕

全ガス圧２６００　ｔｏｒｒで、Ｆｚ　Ｏ，２χ、Ｋｒ
４．８χ、Ｈｅ９５χを充填したエキシマ−レーザー装
置を、印加圧力２４ＫＶ、発振周波数１００Ｈｚでレー
ザー発振し、循環システムを採用することなくそのまま
稼働しレーザー出力の経時変化を測定した。結果は第３
図Ａのグラフ（横軸は時間、縦軸は初期出力を１とした
レーザー出力をあられす）に示すとおり４時間経過後は
初期出力の５０χと著しく低下した。

なお、レーザーガスを分析した結果不純成分は主にＨＦ
およびＣＦ４　であった。

（実施例１） レーザー発振条件は比較例１と同様とし、第１図に示す
ようなレーザーガス循環システムを採用した。すなわち
カラム本体５ａにはＮａＦ＋ＬｉＦ（モル比ｌ対１　’
）　、８００ｇを充填し、ただし冷却剤を使用すること
なくカラム５を常温とし、さらに０．２μｍ径以上の粉
塵を除去するフィルター７を用いたガス精製系を配置し
てレーザーガスを循環させつつエキシマ−レーザー装置
を稼動させたところ、４時間経過後のレーザー出力は第
３図Ｂに示すように初期の８５χ程度となり、比較例に
比べ出力低下を大巾に抑制できた。

なお主な不純ガスはＣＦ、および小量のＩＦである。

〔実施例２〕 実施例１と同様の条件でエキシマ−レーザー装置を稼働
し、かつ同様の循環システムを採用し、ただしカラム５
の外套部５ａにはドライアイスおよびエタノールを充填
してＮａＦ＋ＬｉＦ混合フッ化物を一８０℃の温度にな
るようにコントロールした。

エキシマ−レーザー装置４時間稼働後のレーザー出力は
第３図Ｃに示すように初期の９０χを超え、きわめて有
効であることが明らかとなった。

なお、レーザーガス中の不純物は主にＣＦ４であった。

〔実施例３〕 本出願人は特願平１−９１６９号において、エキシマ−
レーザー装置の電気絶縁部内表面に金属フッ化物、好適
にはＣａＦ、またはＭｇＦ、を被覆することにより、不
純ＣＦ、ガスの発生を抑制できることを提唱している。

当該エキシマ−レーザー装置を用い、実施例２と全く同
様に操作したところ、エキシマ−レーザーガス装置４時
間稼働後のレーザー出力は第３図りに示すように初期の
９８％以上であり、長期に亘りレーザー発振が可能であ
ることが明らかとなった。

〔発明の効果〕

本発明によれば、フッ素系エキシマ−レーザーガス中の
不純物を簡単な装置で容易かつ経済的に除去精製でき、
レーザー出力の低下を抑制できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる精製システムの図、第２図は放
電用電極部分の拡大図、第３図ＡないしＤはレーザー出
力の経時変化を示した比較例ならびに実施例のグラフで
ある。 １−ｍ−エキシマーレーザー装置 ５−一一金属フソ化物充填力ラム

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）不純成分を含んだフッ素系エキシマーレーザーガス
   を、常温以下に維持した多孔質の金属フッ化物に接触さ
   せるようにしたことを特徴とするフッ素系エキシマーレ
   ーザーガスの精製法。 ２）金属フッ化物がアルカリ金属類のフッ化物であるこ
   とを特徴とする請求項１記載のフッ素系エキシマーレー
   ザーガスの精製法。 ３）金属フッ化物を、−７０℃以下の温度に維持せしめ
   ることを特徴とする請求項１または２記載のフッ素系エ
   キシマーレーザーガスの精製法。 ４）エキシマーレーザー装置にレーザーガス排管、金属
   フッ化物の充填カラム、さらに精製レーザーガス導管を
   順次配設し、該精製レーザーガス導管をエキシマーレー
   ザー装置に接続してなることを特徴とするフッ素系エキ
   シマーレーザーガスの精製装置。 ５）エキシマーレーザー装置が、その内壁における電気
   絶縁部表面にアルカリ土類金属フッ化物を被覆したもの
   であることを特徴とする請求項４記載のエキシマーレー
   ザーガスの精製装置。