JPH0316286A - エキシマレーザ光源 - 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】 以下の順序に従って本発明を説明する。

Ａ．産業上の利用分野 Ｂ．発明の概要 Ｃ、背景技術［第２図、第３図〕 Ｄ．発明が解決しようとする問題点 Ｅ．問題点を解決するための手段 Ｆ．作用 Ｇ．実施例［第１図］ Ｈ．発明の効果 （Ａ．産業上の利用分野） 本発明はエキシマレーザ光源、特にレーザ発振中におい
てレーザ媒質の補充をすることのできるエキシマレーザ
光源に関する。

（Ｂ．発明の概要） 本発明は、上記のエキシマレーザ光源において、 レーザ筺体内の圧力変動によるレーザ出力の変動を防止
するため、 レーザ筺体ヘレーザ媒質を導くガス導入管にて圧力を制
圓する第１の圧力レギュレータと、レーザ筺体からレー
ザ媒質を排出するガス排出管にて圧力を制御する第２の
圧カレギュ１ノ−夕を制御してレーザ筺体内の圧力を一
定に保ちながらレーザ媒質を供給できるようにしたもの
である。

（Ｃ．背景技術〉　［第２図、第３図１エキシマレーザ
光源はパルス発振を重ねるにつれてレーザ出力が例えば
第２図に示すように低下してしまうことが知られている
。この原因はレーザ発振が起こるレーザ筺体内のガス中
のハロゲン例えばフッ素あるいはＨＣＪ２がレーザ筺体
構成材料や励起源用放電により生じるスバッタ金属と反
応して減少してしまうことにある。

そのため、一般にはレーザ出力が所定（例えばｌＯ〜２
０％）以上低下したらエキシマレーザ光源の停止時にレ
ーザ筺体を交換するとか、あるいはエキシマレーザ光源
の停止時にレーザ筺体中の混合ガスを新しい混合ガスと
置換するようにしてエキシマレーザ光源を使用している
。そして、レーザ筺体中の混合ガスを新しい混合ガスと
置換するようにしたエキシマレーザ光源には、置換後に
新しい混合ガスを純化するガス純化装置を備えたものが
ある。第３図はガス純化装置を備えたエキシマレーザ光
源の構成図である。

同図において、ａはレーザ発振が行われるレーザ筺体、
ｂは希釈ガスであるアルゴンＡｒの供給を調節するバル
ブ、Ｃはレーザ媒質であるフッ素Ｆｉの供給を調節する
バルブ、ｄは希釈ガスであるヘリウムＨｅの供給を調節
するバルブ、ｅはガス供給時及び排出時に開くバルプ、
ｆはレーザ筺体ａ内の混合ガスを純化するガス純化装置
、ｉはレーザ筺体ａ内の減圧時における圧力を測定する
圧力計、ｈは該圧力計ｉへのガスの流通を制御するバル
ブ、ｇは揚圧時における圧力を測定する圧力計、ｊは圧
力変換器で、過誤のバルブ操作等によりレーザ筺体ａ内
が圧力異常になるのをインターロックして防止する役割
等を担う．ｋは排気をするとき開くバルブ、βはオイル
ミストトラップ、ｍは排気用ポンプ、ｎはオイルミスト
トラップである。

このような従来のエキシマレーザ光源はレーザ筺体ａを
密閉した状態で使用される。従って、エキシマレーザ光
源の使用中におけるレーザ筺体ａ内のレーザ媒質の減少
は避けられず、使用中におけるレーザ出力の低下を防止
できなかった。

そこで、特開昭６１−２５１０９４公報に紹介されたエ
キシマレーザ光源のようにその使用中にレーザ媒質を補
充する試みが為された．ザ出力が変動するという問題が
あった。

本発明はこのような問題点を解決すべく為されたもので
あり、レーザ発振中にレーザ媒質を補充するエキシマレ
ーザ光源においてレーザ筺体内の圧力変動によるレーザ
出力の変動を防止することを目的とする。

（Ｅ．問題点を解決するための手段） 本発明エキシマレーザ光源は上記問題点を解決するため
、レーザ筺体ヘレーザ媒質を導くガス導入管の圧力を制
御する第１の圧力レギュレータと、レーザ筺体からレー
ザ媒質を排出するガス排出管の第２の圧力レギュレータ
を制御してレーザ筺体内の圧力を一定に保ちなからレー
ザ媒質を供給できるようにしたことを特徴とする。

（Ｄ．発明が解決しようとする問題点）ところが、エキ
シマレーザ光源の使用中にレーザ媒質の補充すると外乱
等によってレーザ筺体ａ内の圧力が変動し、その圧力変
動によってレー（Ｆ．作用） 本発明エキシマレーザ光源によれば、レーザ筺体のレー
ザ媒賀ガス導入側に圧力レギュレータを設けると共にガ
ス排出側にも圧力レギュレータを設けたのでレーザ媒質
を供給しながらその２つの圧力レギュレータの働きによ
りレーザ筺体内の圧力を一定に保つことができる。従っ
て、レーザ筺体内の圧力を一定に保ちなからレーザ媒賀
の補充ができる． 依って、レーザ出力の変動を伴うなくエキシマレーザ光
源を長く使用することができる。

（Ｇ．実施例）［第１図］ 以下、本発明エキシマレーザ光源を図示実施例に従って
詳細に説明する。

第１図は本発明エキシマレーザ光源の一つの実施例を示
す構成図である。

同図において、１はレーザ筺体、２は該レーザ筺体ｌに
供給する混合ガス（レーザ媒質、例えばフッ素Ｆと希釈
ガス、例えばアルゴンＡｒとを混合したガス）を蓄えた
ガスボンベ、３は該ガスボンベ２からガスをレーザ筺体
１側へ導くガス導入管、４は一次圧を測定する一次圧計
、５は一次圧を減圧して二次圧にする圧力レギュレータ
、６は該圧力レギュレータ５によって作られた二次圧を
測定する二次圧計、７は圧力レギュレータであり、ガス
ボンベ２に高い圧力で蓄えられた混合ガスは圧力レギュ
レータ５、圧力レギュレータ７によって順次圧力を低め
られてレーザ筺体ｌ側へ供給される。

８はフィルター及び逆止弁、９は流量コントローラ（Ｍ
ＦＬ）、ｔｏは圧力レギエレータ（特許請求の範囲でい
う第１の圧力レギュレータに相当する）で，該圧力レギ
ュレータ１０によってレーザ筺体１に導入される混合ガ
スの圧力がコントロールされる．１１はそのレーザ筺体
１の圧力を測定する圧力計で、その測定値は電気信号の
形で出力されて第１の圧力レギュレータｌＯ及び後述す
る第２の圧力レギュレータ１４を制｛卸する。

１２はレーザ筺体ｌからガスを排出するガス排出管、１
３は該ガス排出管ｌ２に設けられた逆止弁、ｌ４はガス
排出管１２内のガス圧をコントロールする圧力レギュレ
ータ（特許請求の範囲でいう第２の圧力レギュレータに
相当する）で、上記圧力計１１からの電気信号により制
御される．ｌ５は除害装置で、混合ガスは該除害装置１
５を経て排気ダクトから排気される。

本エキシマレーザ光源においては、レーザ筺体ｌ内のガ
ス圧が例えば５ｋｇ／ａｍ”（一般に１〜ｌＯＫｇ／ｃ
ｍ″の範囲）という一定の値になるように第１の圧力レ
ギュレータたる圧力レギュレータ１０と第２の圧力レギ
ュレータたる圧力レギュレータ１４とによってレーザ筺
体ｌ内のガス圧をコントロールして加圧状態を保ちなか
らレーザ媒質の減少分を略補充できる程度の量、例えば
数ＣＣ〜数１０Ｊ２／秒の混合ガスを供給し、その状態
でレーザ発振を行うことができる。

従って、レーザ発振中において常に新鮮な混合ガスがレ
ーザ筺体１に供給され、レーザ媒質の減少が生ぜず、延
いてはレーザ媒質の減少に起因したレーザ出力の低下を
防止することができる。

そして、レーザ筺体１のガス導入側とガス排出側の両端
に圧力レギュレータ１０、ｌ４を設け、レーザ筺体１の
ガス圧を検出する圧力計１０の検出結果を設定値と比較
してレーザ筺体１のガス圧が設定値通りになるように両
圧力レギュレータ１０、１４を制御するので、レーザ筺
体１内の圧力は常に一定の値（設定値）に保持される。

従って、一次圧、二次圧の変動等外乱があってもレーザ
筺体１内の圧力はそれに影響されず安定し、圧力変動を
伴うことなくレーザ媒質の補充を行うことができる。依
って、圧力変動によるレーザ出力の変動も防止すること
ができる。

しかして、レーザ出力の安定化を高めつつレーザ筺体１
の高寿命化を図ることができる。

尚、本実施例においては流量計９がレーザ筺体１に対し
て上手側に設けられていたが、下手側に設けるようにし
ても良い。

また、圧力レギュレータ１０、ｌ４を制御する圧力計１
１はレーザ筺体１外部に設けられていたが、レーザ筺体
１に対する加圧領域内であればレーザ筺体１の内部、外
部のどこに設けても良い。勿論、レーザ筺体１の下手側
であっても良い。

また、圧力レギュレータ１０．１４は同じ圧力計１１に
より制御されていたが、必ずしもそのようにすることは
必要ではなく加圧領域内に配置した２つの圧力計によっ
てその２つの圧力レギュレータ１０，１４を別個に制御
するようにしても良い。

（Ｈ．発明の効果） 以上に述べたように、本発明エキシマレーザ光源は、レ
ーザ媒質を収納するガスボンベと、該ガスボンベからレ
ーザ媒質を導くガス導入管と、該ガス導入管内のガス圧
を制御する第ｌの圧力レギュレータと、上記ガス導入管
を通じてレーザ媒質の供給を受けるレーザ筺体と、該レ
ーザ筺体からガスを排出するガス排出管と、上記ガス排
出管内のガス圧を制御する第２の圧力レギュレータとを
少なくとも有し、レーザ筺体内を一定の圧力に保ちなか
らレーザ発振中におけるレーザ媒質の供給を行うように
してなることを特徴とするものである。

従って、本発明エキシマレーザ光源によれば、レーザ筺
体のレーザ媒質ガス導入側に圧力レギュレータを設ける
と共にガス排出側にも圧力レギュレータを設けたのでレ
ーザ媒質を供給しながらその２つの圧力レギュレータの
働きによりレーザ筺体内の圧力を一定に保つことができ
る。従って、レーザ筺体内の圧力を一定に保ちながらレ
ーザ媒質の補充ができる。

依って、レーザ出力の変動を伴うなくエキシマレーザ光
源を長く使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明エキシマレーザ光源の一つの実施例を示
す構戒図、第２図はレーザ出力の時間経過に伴う低下を
示す図、第３図は従来例の一を示す構或図である。 符号の説明 １・・・レーザ筺体、２・・・ガスボンベ、３・・・ガ
ス導入管、 １０−・・第１の圧力レギュレータ、 １２・・・ガス排出管、 １４・・・第２の圧力レギュレータ． １ −＋吟闇 レーサ゛出力のイ６下を示す図 第２図 従来伊］の溝歳図 菊３図 ◆ スクラバー −４６２−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくともレーザ媒質を収納するガスボンベと、 上記ガスボンベからレーザ媒質を少なくとも含むガスを
   導くガス導入管と、 上記ガス導入管内のガス圧を制御する第１の圧力レギュ
   レータと、 上記ガス導入管を通じてレーザ媒質を少なくとも含むガ
   スの供給を受けるレーザ筺体と、上記レーザ筺体からガ
   スを排出するガス排出管と、 上記ガス排出管内のガス圧を制御する第２の圧力レギュ
   レータと、 を少なくとも有し、 レーザ筺体内を一定の圧力に保ちながらレーザ発振中に
   おけるレーザ媒質の供給を行い得るようにしてなる ことを特徴とするエキシマレーザ光源