JPH03227081A - エキシマレーザ装置 - Google Patents
エキシマレーザ装置Info
- Publication number
- JPH03227081A JPH03227081A JP2278590A JP2278590A JPH03227081A JP H03227081 A JPH03227081 A JP H03227081A JP 2278590 A JP2278590 A JP 2278590A JP 2278590 A JP2278590 A JP 2278590A JP H03227081 A JPH03227081 A JP H03227081A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- output
- gas
- flow rate
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 5
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 38
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 7
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 7
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- WYEPLZROMPCSKP-UHFFFAOYSA-N [He].[F] Chemical compound [He].[F] WYEPLZROMPCSKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 description 1
- DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N krypton atom Chemical compound [Kr] DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/13—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
- H01S3/131—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation
- H01S3/134—Stabilisation 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/04—Arrangements for thermal management
- H01S3/041—Arrangements for thermal management for gas lasers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
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ゴン（Ａｒ）と
フッ素（Ｆ２）を成分とするＡｒＦレーザに関する。
シマレーザのうちレーザガスとしてアルゴン（Ａｒ）と
フッ素（Ｆ２）を成分とするＡｒＦ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
ザ光が得られる。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１９３ｎｍ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。
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
ザ光が得られる。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１９３ｎｍ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］
エキシマレーザでは、コスト面や安全性の観点からレー
ザガスを封じ切りで動作させるのが一般的であり、また
、エキシマレーザガスは、ガス成分として非常に活性な
ハロゲンガスを含むため、このハロゲンガスとレーザチ
ャンバーの構造物との反応や放電時のガス劣化により不
純物ガスが発生するので、エキシマレーザの出力は時間
または発振ショツト数ごとに減少してしまうことが避け
られない。これは、反応によりハロゲンガスが減少する
とともに、発生した不純物ガスによって光が吸収される
ためである。レーザ出力が時間あるいはショツト数によ
り変動したのでは、使用者にとって大変不便であるので
、これを補償するために従来の装置では、出力を一定に
するために出力の減少とともに、主電極に印加する電圧
を徐々に大きくするか、あるいはハロゲンガスの注入を
するなどの工夫が行われている。しかし、ＡｒＦエキシ
マレーザの場合には印加電圧を増加させたり、ハロゲン
ガスを注入すると、放電が悪化して正常なグロー放電か
らアーク放電に移行しやすく、他のＫｒＦレーザやＸｅ
Ｃｌレーザのようには有効に作用せず、レーザガス自体
の寿命が短くなることや電極の寿命に悪影響を及ぼす問
題があった。
ザガスを封じ切りで動作させるのが一般的であり、また
、エキシマレーザガスは、ガス成分として非常に活性な
ハロゲンガスを含むため、このハロゲンガスとレーザチ
ャンバーの構造物との反応や放電時のガス劣化により不
純物ガスが発生するので、エキシマレーザの出力は時間
または発振ショツト数ごとに減少してしまうことが避け
られない。これは、反応によりハロゲンガスが減少する
とともに、発生した不純物ガスによって光が吸収される
ためである。レーザ出力が時間あるいはショツト数によ
り変動したのでは、使用者にとって大変不便であるので
、これを補償するために従来の装置では、出力を一定に
するために出力の減少とともに、主電極に印加する電圧
を徐々に大きくするか、あるいはハロゲンガスの注入を
するなどの工夫が行われている。しかし、ＡｒＦエキシ
マレーザの場合には印加電圧を増加させたり、ハロゲン
ガスを注入すると、放電が悪化して正常なグロー放電か
らアーク放電に移行しやすく、他のＫｒＦレーザやＸｅ
Ｃｌレーザのようには有効に作用せず、レーザガス自体
の寿命が短くなることや電極の寿命に悪影響を及ぼす問
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、レーザ発振中の放電状態を悪
化させることなく、レーザ出力の一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。
に創案されたものであり、レーザ発振中の放電状態を悪
化させることなく、レーザ出力の一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、レーザチャンバー内に配置され、レーザガ
スを冷却する熱交換器と、この熱交換器の冷却水量を調
整する流量調整弁と、レーザ出力をモニターする光検出
器と、この光検出器の出力により上記流量調整弁を制御
する制御回路とを有する。
ーザ装置は、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、この熱交換器の冷却水量を調
整する流量調整弁と、レーザ出力をモニターする光検出
器と、この光検出器の出力により上記流量調整弁を制御
する制御回路とを有する。
［作用］
ＡｒＦレーザでは他のレーザガスにない特有の性質があ
り、レーザ出力がガス温度に依存して変動する。本発明
は、この特性を利用して、出力の一定化を図るものでり
、光検出器によりレーザ出力をモニターし、レーザ出力
が設定出力よりも小さくなった時には、制御回路により
熱交換器に注入する冷却水量を流量調整弁により減少さ
せ、レーザガス温度を最適温度に近づけてレーザ出力を
増加させる。このように、光検出器のモニター出力を冷
却水流量調整弁の流量調整にフィードバックすることに
より、レーザ出力を一定に維持することができる。
り、レーザ出力がガス温度に依存して変動する。本発明
は、この特性を利用して、出力の一定化を図るものでり
、光検出器によりレーザ出力をモニターし、レーザ出力
が設定出力よりも小さくなった時には、制御回路により
熱交換器に注入する冷却水量を流量調整弁により減少さ
せ、レーザガス温度を最適温度に近づけてレーザ出力を
増加させる。このように、光検出器のモニター出力を冷
却水流量調整弁の流量調整にフィードバックすることに
より、レーザ出力を一定に維持することができる。
［実施例コ
実施例について図面を参照して説明すると、第１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はレーザー光
、６は熱交換器、７はビームスプリッタ、８は部分反射
光、９は光検出器、１０は流量弁制御回路、１１は流量
調整弁、１２は冷却水である。
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はレーザー光
、６は熱交換器、７はビームスプリッタ、８は部分反射
光、９は光検出器、１０は流量弁制御回路、１１は流量
調整弁、１２は冷却水である。
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５を得る
。しかし、注入した電力のうち光に変換される効率は、
高々数％であり、残りの大部分のエネルギーは熱エネル
ギーとして発生するので、熱交換器６によりレーザガス
を冷却している。一方、発生したレーザ光５からビーム
スプリッタ７によって部分反射光８を取り出し、これを
光検出器９に導いてレーザ光５の強度をモニターする。
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５を得る
。しかし、注入した電力のうち光に変換される効率は、
高々数％であり、残りの大部分のエネルギーは熱エネル
ギーとして発生するので、熱交換器６によりレーザガス
を冷却している。一方、発生したレーザ光５からビーム
スプリッタ７によって部分反射光８を取り出し、これを
光検出器９に導いてレーザ光５の強度をモニターする。
発振を行う場合には、流量調整弁１１を操作することに
より熱交換器に流す冷却水量を調整し、ＡｒＦレーザガ
スの温度を適正温度よりやや低めに設定し、発振を開始
する。発振が繰り返された後、レーザ出力が減少した場
合、光検出器９を通して制御回路１０がこれを検知し、
流量調整弁１１に信号を送って弁を絞り、冷却水１２の
量を減少させ、レーザチャンバー１内のガス温度を上昇
させてレーザ出力５を増大させる。そして、レーザ出力
が元の値に復帰したらそれ以上冷却水量１２は減らさな
いようにする。この動作を繰り返すことによりレーザガ
ス温度が適性温度に達するまでは出力を一定にすること
が可能である。その後の制御は従来と同じ方法で継続し
て行う。すなわち、レーザ出力の減少に応じて放電電極
２に印加する電圧を少しづつ増大させ、レーザ出力の減
少を補償して一定値とするとともに、印加電圧が印加可
能な最大電圧に達したときには、フッ素ガスを若干量注
入してレーザ出力の回復を図る。このフッ素ガスの注入
により印加すべき電圧も減少し、再び電圧変化によるレ
ーザ出力の制御が可能になる。この一連の動作を繰り返
して行うことによりレーザ出力は長時間−定となる。
より熱交換器に流す冷却水量を調整し、ＡｒＦレーザガ
スの温度を適正温度よりやや低めに設定し、発振を開始
する。発振が繰り返された後、レーザ出力が減少した場
合、光検出器９を通して制御回路１０がこれを検知し、
流量調整弁１１に信号を送って弁を絞り、冷却水１２の
量を減少させ、レーザチャンバー１内のガス温度を上昇
させてレーザ出力５を増大させる。そして、レーザ出力
が元の値に復帰したらそれ以上冷却水量１２は減らさな
いようにする。この動作を繰り返すことによりレーザガ
ス温度が適性温度に達するまでは出力を一定にすること
が可能である。その後の制御は従来と同じ方法で継続し
て行う。すなわち、レーザ出力の減少に応じて放電電極
２に印加する電圧を少しづつ増大させ、レーザ出力の減
少を補償して一定値とするとともに、印加電圧が印加可
能な最大電圧に達したときには、フッ素ガスを若干量注
入してレーザ出力の回復を図る。このフッ素ガスの注入
により印加すべき電圧も減少し、再び電圧変化によるレ
ーザ出力の制御が可能になる。この一連の動作を繰り返
して行うことによりレーザ出力は長時間−定となる。
上記実施例では、ビームスプリッタにより部分反射光を
取り出したが、直接レーザ光を検出することもでき、ま
た、他の部材によりレーザ光の一部を取り出すこともで
きる。
取り出したが、直接レーザ光を検出することもでき、ま
た、他の部材によりレーザ光の一部を取り出すこともで
きる。
［発明の効果］
本発明は、以上のように、レーザガスの出力をレーザガ
スの温度コントロールによって一定に維持しているので
、電圧の制御やハロゲンガスの注入に比較して放電状態
を悪化させないため、より一層のガスの長寿命化、電極
の長寿命化を図ることができる。
スの温度コントロールによって一定に維持しているので
、電圧の制御やハロゲンガスの注入に比較して放電状態
を悪化させないため、より一層のガスの長寿命化、電極
の長寿命化を図ることができる。
第１図は本発明にかかるエキシマレーザ装置ヲ示す図で
ある。 １・・・・・・レーザチャンバー ２・旧・・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・・・・
・・熱交換器、７・・・・・・ビームスプリッタ−８・
・・・・・部分反射光、９・・・・・・光検出器、１０
・・・・・・制御回路、１１・・・・・・流量調整弁、
１２・・・・・・冷却水田；−−−肩。
ある。 １・・・・・・レーザチャンバー ２・旧・・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・・・・
・・熱交換器、７・・・・・・ビームスプリッタ−８・
・・・・・部分反射光、９・・・・・・光検出器、１０
・・・・・・制御回路、１１・・・・・・流量調整弁、
１２・・・・・・冷却水田；−−−肩。
Claims (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、この熱交
換器の冷却水量を調整する流量調整弁と、レーザ出力を
モニターする光検出器と、この光検出器の出力により上
記流量調整弁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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2278590A JPH03227081A (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | エキシマレーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2278590A JPH03227081A (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | エキシマレーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03227081A true JPH03227081A (ja) | 1991-10-08 |
Family
ID=12092331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2278590A Pending JPH03227081A (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | エキシマレーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03227081A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994011932A2 (en) * | 1992-11-13 | 1994-05-26 | Cymer Laser Technologies | Power laser system |
| EP1580852A2 (en) * | 2004-03-02 | 2005-09-28 | Fanuc Ltd | Laser unit |
-
1990
- 1990-01-31 JP JP2278590A patent/JPH03227081A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994011932A2 (en) * | 1992-11-13 | 1994-05-26 | Cymer Laser Technologies | Power laser system |
| WO1994011932A3 (en) * | 1992-11-13 | 1994-07-21 | Cymer Laser Tech | Power laser system |
| EP1580852A2 (en) * | 2004-03-02 | 2005-09-28 | Fanuc Ltd | Laser unit |
| EP1580852A3 (en) * | 2004-03-02 | 2007-07-04 | Fanuc Ltd | Laser unit |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3046955B2 (ja) | ガス添加剤を含む狭帯域エキシマレーザー | |
| RU2240636C2 (ru) | Узкополосный газоразрядный лазер с газовой добавкой | |
| US7266137B2 (en) | Laser gas replenishment method | |
| WO1995034927A1 (fr) | Regulateur de gaz laser et dispositif de charge-decharge pour laser a decharge | |
| US20020031160A1 (en) | Delay compensation for magnetic compressors | |
| US6577663B2 (en) | Narrow bandwidth oscillator-amplifier system | |
| JPH06231894A (ja) | 高圧ナトリウムランプの安定運転方法およびこの方法を実施するための電流供給装置 | |
| JP2001352120A (ja) | レーザ装置とその制御方法およびそれを用いたレーザ加工方法とレーザ加工機 | |
| US6993052B2 (en) | System and method for delay compensation for a pulsed laser | |
| JP2601410B2 (ja) | 放電励起型レーザ装置におけるレーザガスの制御装置 | |
| JPH03227081A (ja) | エキシマレーザ装置 | |
| EP0490647B1 (en) | Method of hot restarting electrodeless hid lamps | |
| US6671302B2 (en) | Device for self-initiated UV pre-ionization of a repetitively pulsed gas laser | |
| JPH03227080A (ja) | エキシマレーザ装置 | |
| KR100731948B1 (ko) | 엑시머 레이저 장치 및 엑시머 레이저용 가스 | |
| Paetzel et al. | KrF excimer laser with repetition rates of 1 kHz for DUV lithography | |
| JP2005158790A (ja) | パルス駆動レーザダイオード励起ｑスイッチ固体レーザ発振器並びにその発振制御方法 | |
| JP3535576B2 (ja) | 放電励起型レーザ装置における充放電装置 | |
| US6714577B1 (en) | Energy stabilized gas discharge laser | |
| JP3794249B2 (ja) | ＡｒＦエキシマレーザ装置、ＫｒＦエキシマレーザ装置及びフッ素レーザ装置 | |
| JPH03194991A (ja) | エキシマレーザ装置 | |
| JPH03284890A (ja) | エキシマレーザ装置 | |
| US6690703B1 (en) | Molecular fluorine laser system | |
| JP2805959B2 (ja) | エキシマレーザ装置 | |
| Enami et al. | Highly durable low CoO mass production version of 2-kHz ArF excimer laser for DUV lithography |