JPH03227080A - エキシマレーザ装置 - Google Patents

エキシマレーザ装置

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JPH03227080A
JPH03227080A JP2278490A JP2278490A JPH03227080A JP H03227080 A JPH03227080 A JP H03227080A JP 2278490 A JP2278490 A JP 2278490A JP 2278490 A JP2278490 A JP 2278490A JP H03227080 A JPH03227080 A JP H03227080A
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heat exchanger
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Yutaka Ido
豊 井戸
Tamio Yoshida
吉田 多見男
Hideki Okamoto
英樹 岡本
Yoshifumi Yoshioka
吉岡 善文
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    • 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
    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/04Arrangements for thermal management
    • H01S3/041Arrangements for thermal management for gas lasers
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    • 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
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/13Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
    • H01S3/131Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation
    • H01S3/134Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation in gas lasers

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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、エキシマレーザ、特に希ガスハライド・エキ
シマレーザのうちレーザガスとしてアルドレーザに関す
る。
[従来技術] 希ガスハライド・エキシマレーザ装置は、レーザーガス
としてクリプトン(Kr)、キセノン(Xe)、アルゴ
ン(Ar)などの希ガスと、フッ素(F2)、塩化水素
(Hcl)などのハロゲンと、ヘリウム(He)やネオ
ン(Ne)を用いた希釈ガスとの混合ガスを用いるもの
であり、放電等で励起することにより強力な紫外レーザ
ー光を得ることができる。
希ガスとハロゲンの組み合わせにより幾通りかの発振線
が得られるが、この中で特にアルゴンとフッ素の組み合
わせによるArFエキシマレーザは、発振波長が193
nmと希ガスハライドエキシマレーザ中、最も短波長で
あり、光子エネルギーも大きいことから光リソグラフィ
ーの光源や光化学プロセスの光源として期待されている
[発明が解決しようとする課題] エキシマレーザガスを放電等により励起した場合、レー
ザ発振効率、即ち、注入した放電エネルギーの何%がレ
ーザ光エネルギーに変換されるかの比率、は、たかだか
数%のオーダであり、残りは熱エネルギー、音波などに
なる。特に、熱エネルギーの発生は大きく、そのまま放
置すれば、レーザガス温度上昇を招き、レーザ発振の不
安定化をもたらす。そこで、通常、熱交換器をレーザチ
ャンバー内に設け、この熱交換器に冷却水を流すことに
より、レーザガスの冷却を行っている。ArFレーザ以
外のエキシマレーザではこれで十分であるが、ArFレ
ーザでは、事情がやや複雑であり、レーザガスの温度に
対してレーザ発振効率が大きく変化してしまう。このた
め、発振出力が不安定であり、放電のための注入エネル
ギーが小さいときや、発振の繰り返し周波数が低いとき
には、レーザガスが過冷却されることにより、効率が低
下する問題があった。
本発明は、上記のような従来技術の欠点を解消するため
に創案されたものであり、周囲環境の変化や設定発振繰
返し数の影響を受けることなく、ArFレーザーの出力
及び発振効率の増大及び安定化を図ることができるエキ
シマレーザ装置を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために、本発明におけるエキシマレ
ーザ装置は、レーザチャンバーと、このレーザチャンバ
ー内に配置され、レーザガスを冷却する熱交換器と、上
記チャンバーに設けられたヒータと、レーザガス温度を
モニターするセンサーと、このセンサーの出力により上
記熱交換器の冷却水量、または、上記ヒータに流す電流
を制御する制御回路とを有する。
[作用コ 上記のように構成されたエキシマレーザ装置は、温度セ
ンサによりレーザガス温度をモニターし、制御回路によ
って、ガス温度が上昇した場合には、熱交換器の冷却水
量を増加させ、ガス温度が低下した時には、冷却水量を
減少させることにより、レーザガス温度を一定に制御す
る。あるいは、レーザガス温度に応じてヒータに流す電
流を制御回路によって制御することによりレーザガス温
度を一定に制御する。
[実施例] 実施例について図面を参照して説明すると、第1図、第
2図において、1はレーザチャンバー、2は放電電極、
3はレーザ反射ミラー、4はレーザ光取出し窓、5はレ
ーザ光、6は加熱用ヒータ、7はガス冷却用熱交換器、
8は冷却水、9は温度センサ、10.11は冷却水配管
、12は流量調整弁、13は制御回路である。
このエキシマレーザ装置の使用方法を説明すると、レー
ザチャンバー1にレーザガスを封入し、放電電極2に電
圧を印加して放電によりレーザガスを励起し、発生した
放射光をレーザ反射ミラー3とレーザ光取出し窓4から
なる共振器で閉じ込めることにより、レーザ光を得る。
注入する励起エネルギーのうち光エネルギーに変換され
る割合は、わずか数%であり、他の大部分は熱エネルギ
ーとして放出される。そこで、通常、熱交換器7をレー
ザチャンバー1内に設け、この熱交換器7に冷却水8を
流すことにより、レーザガスの冷却を行っている。一方
、レーザチャンバー1内の温度センサ9はレーザガスの
温度を検出し、制御回路13に入力する。そして、制御
回路13はレーザガス温度が上昇した時には、冷却水8
の流量を増大し、レーザガス温度が下降したときには、
冷却水の流量を減少させるように流量調整弁12を制御
する。このとき、レーザチャンバー1の周囲に装着され
た加熱用ヒータ6によりレーザチャンバー1を一定温度
、例えば、約30〜400!:保つことにより、気候、
周囲の環境の変化による変動を小さくすることができ、
熱交換器7への負担をできるだけ小さくして温度制御を
容易にすることができる。
上記実施例では、レーザガスの温度を一定温度に制御す
るために制御回路により冷却水の流量を制御したが、レ
ーザチャンバーの熱容量が極めて小さい時には、加熱用
ヒータに流す電流を制御することにより、レーザガス温
度の制御を行うこともできる。
また、上記実施例では、レーザチャンバーを加熱用ヒー
タにより一定温度に保持したが、気候、周囲環境の変化
が少ない場合には、加熱用ヒータは不要である。
[発明の効果コ 本発明は、以上のように、温度センサによりレーザガス
温度をモニターし、ガス温度に応じて熱交換器の冷却水
量、あるいは、加熱用ヒータに流す電流を制御すること
により、レーザガス温度を一定に制御しているので、周
囲環境の変化や設定発振繰返し数の影響を受けることな
く、ArFレーザの出力、及び、発振効率の増大と安定
化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかるエキシマレーザ装置を示す図、
第2図は本発明のエキシマレーザ装置の電気回路のブロ
ック図である。 1・・・・・・レーザチャンバー 2・・・・・・放電
電極、3・・−・・・レーザ反射ミラー 4・・・・・
・レーザ光取出し窓、5・・・・・・レーザ光、6・・
・・・・加熱用ヒータ、7・・・・・・ガス冷却用熱交
換器、8・・−・・・冷却水、9・・・・・・温度セン
サ、10.11・旧・・冷却水配管、12・・・・・・
流量調整弁、13・・・−・・制御回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)レーザチャンバーと、このレーザチャンバー内に
    配置され、レーザガスを冷却する熱交換器と、レーザガ
    ス温度をモニターするセンサーと、このセンサーの出力
    により上記熱交換器の冷却水量を制御する制御回路とを
    それぞれ有することを特徴とするエキシマレーザ装置。
  2. (2)レーザチャンバーと、このレーザチャンバー内に
    配置され、レーザガスを冷却する熱交換器と、上記チャ
    ンバーに設けられたヒータと、レーザガス温度をモニタ
    ーするセンサーと、このセンサーの出力により上記ヒー
    タに流す電流を制御する制御回路とをそれぞれ有するこ
    とを特徴とするエキシマレーザ装置。
JP2022784A 1990-01-31 1990-01-31 エキシマレーザ装置 Expired - Lifetime JP2782893B2 (ja)

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