JPH03284890A - Excimer laser - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
Ｕ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。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to an excimer laser, particularly an ArF laser of rare gas halide excimer lasers, which contains argon (Ar) and fluorine (F2) as laser gas components.
［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。[Prior art] A rare gas halide excimer laser device uses rare gases such as krypton (Kr), xenon (Xe), and argon (Ar) as laser gases, and halogens such as fluorine (F2) and hydrogen chloride (Hcl). This uses a gas mixture of helium (He) and neon (Ne) with a diluent gas, and by exciting it with an electric discharge or the like, a powerful ultraviolet laser beam can be obtained.
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
。Several types of oscillation lines can be obtained by combining rare gases and halogens, but among these, the ArF excimer laser, which is made by combining argon and fluorine, has an oscillation wavelength of 193.
Among the rare gas halide excimer lasers, it has the shortest wavelength and high photon energy, so it is expected to be used as a light source for photolithography and photochemical processes.
［発明が解決しようとする課題］
ＡｒＦエキシマレーザ以外の希ガスハライドエキシマレ
ーザは常温であれば、レーザガス封入当初に最大レーザ
出力が得られる。しかし、ＡｒＦエキシマレーザはレー
ザ光の発振効率がガス温度に依存しており、レーザガス
温度が３０〜４０°Ｃより低下すると、著しく発振効率
が低下し、パワーは激減する。このため、外気温が低い
などの理由により、レーザガス温度が低い場合、放電等
によって励起を行う際の発熱によりレーザガスが適温に
なるまで最大発光出力が得られず、また、その間にレー
ザガスが劣化すると言う問題があった。[Problems to be Solved by the Invention] If the rare gas halide excimer laser other than the ArF excimer laser is at room temperature, the maximum laser output can be obtained at the beginning of filling the laser gas. However, in the ArF excimer laser, the oscillation efficiency of laser light depends on the gas temperature, and when the laser gas temperature drops below 30 to 40°C, the oscillation efficiency decreases significantly and the power decreases sharply. For this reason, if the laser gas temperature is low due to reasons such as low outside temperature, the maximum light emission output will not be obtained until the laser gas reaches an appropriate temperature due to the heat generated during excitation by discharge, etc., and the laser gas may deteriorate during that time. There was a problem.
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、周囲温度の影響を受けること
なく、レーザガス封入当初から最大レーザ出力を得るこ
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。The present invention was devised to eliminate the drawbacks of the prior art as described above, and provides an excimer laser device that can obtain maximum laser output from the beginning of filling the laser gas without being affected by ambient temperature. The purpose is to
［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
ーにレーザガスを供給するガスボンベと、上記レーザチ
ャンバーに供給するガスの温度をモニターする温度セン
サと、上記レーザチャンバーに供給するガスを加熱する
加熱ヒータとを有する。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the excimer laser device of the present invention includes a laser chamber, a gas cylinder that supplies laser gas to the laser chamber, and a temperature control system for the gas supplied to the laser chamber. It has a temperature sensor for monitoring and a heater for heating the gas supplied to the laser chamber.
［作用］
上記のように構成されたエキシマレーザ装置は、温度セ
ンサによりレーザチャンバーに供給されるレーザガスの
温度をモニターし、制御回路によってガス温度が一定に
なるように、加熱ヒータへの入力を調整することにより
、ガス温度を一定に維持する。[Function] In the excimer laser device configured as described above, the temperature sensor monitors the temperature of the laser gas supplied to the laser chamber, and the control circuit adjusts the input to the heater so that the gas temperature remains constant. This keeps the gas temperature constant.
［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はガス冷却用熱交換器、７は冷却水、８はボンベボッ
クス、９はヘリウムボンベ、１０はネオンボンベ、１１
はアルゴンボンベ、１２はフッソボンベ、１３はボンベ
ボックス８内に配置された温度センサ、１４はボンベボ
ックス８内に配置された加熱ヒータ、１５は制御回路で
ある。[Example] An example will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, 1 is a laser chamber, 2 is a discharge electrode, 3 is a laser reflection mirror, 4 is a laser beam extraction window, 5 is a laser beam,
6 is a gas cooling heat exchanger, 7 is cooling water, 8 is a cylinder box, 9 is a helium cylinder, 10 is a neon cylinder, 11
12 is an argon cylinder, 12 is a fluorine cylinder, 13 is a temperature sensor placed inside the cylinder box 8, 14 is a heater placed inside the cylinder box 8, and 15 is a control circuit.
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にガスボンベ８〜１２から適量のガスを
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、ガス冷却用熱交換器６をレーザチャンバー１内に
設け、この熱交換器６に冷却水７を流すことにより、レ
ーザガスの冷却を行っている。To explain how to use this excimer laser device, the laser chamber 1 is filled with an appropriate amount of gas from the gas cylinders 8 to 12, a voltage is applied to the discharge electrode 2, the laser gas is excited by discharge, and the emitted light is reflected by the laser. A laser beam is obtained by confining it in a resonator consisting of a mirror 3 and a laser beam extraction window 4. The proportion of the injected excitation energy that is converted into light energy is only a few percent,
Most of the other energy is released as thermal energy. Therefore,
Usually, a gas cooling heat exchanger 6 is provided in the laser chamber 1, and the laser gas is cooled by flowing cooling water 7 through the heat exchanger 6.
ところで、ＡｒＦエキシマレーザの発振効率は温度依存
性を有している。第２図は外気温１０°Ｃ１１００Ｈｚ
動作時における実験データ図であるが、このように外気
温が低いと、第２図イのように放電による熱エネルギー
によりレーザガスが適温になるまで最大発光出力が得ら
れない。しかし、レーザガスをあらかじめ適温にしてお
くと、第２図口のように発振当初から最大発光出力を得
ることができる。このため、本発明のエキシマレーザ装
置では、レーザガス中、約９０％を占める希釈ガスボン
ベ、すなわち、ヘリウムボンベ９とネオンボンベ１０を
ボンベボックス８内に置く。そして、このボンベボック
ス８内に設けられた温度センサ１３によりボンベボック
ス８内の温度を検出し、検出出力を制御回路１５に入力
する。制御回路１５はボンベボックス８内の温度に応じ
て加熱用ヒータ１４を制御し、ボンベボックス８内の温
度を適温に維持する。これにより、適温になったガスを
レーザチャンバー１に供給することができ、レーザガス
封入当初から最大レーザ出力を得ることができるる。Incidentally, the oscillation efficiency of an ArF excimer laser has temperature dependence. Figure 2 shows an outside temperature of 10°C and 1100Hz.
This is a graph of experimental data during operation, and when the outside temperature is as low as this, the maximum light emission output cannot be obtained until the laser gas reaches an appropriate temperature due to the thermal energy generated by the discharge, as shown in FIG. 2A. However, if the laser gas is heated to an appropriate temperature in advance, the maximum light output can be obtained from the beginning of oscillation, as shown in Figure 2. Therefore, in the excimer laser device of the present invention, dilution gas cylinders that account for about 90% of the laser gas, that is, a helium cylinder 9 and a neon cylinder 10, are placed in the cylinder box 8. The temperature inside the cylinder box 8 is detected by a temperature sensor 13 provided inside the cylinder box 8, and the detection output is input to the control circuit 15. The control circuit 15 controls the heater 14 according to the temperature inside the cylinder box 8 to maintain the temperature inside the cylinder box 8 at an appropriate temperature. Thereby, gas at an appropriate temperature can be supplied to the laser chamber 1, and the maximum laser output can be obtained from the beginning of filling the laser gas.
上記実施例では、ボンベボックス内にヘリウムボンベと
ネオンボンベだけを収容したが、すべてのボンベをボン
ベボックス内に収容することにより、レーザチャンバー
１に供給するすべてのガスを適温に維持することもでき
る。In the above embodiment, only the helium cylinder and the neon cylinder were housed in the cylinder box, but by housing all the cylinders in the cylinder box, all the gases supplied to the laser chamber 1 can be maintained at an appropriate temperature. .
また、カスボンベ自体やガスボンベからレーザチャンバ
ーへレーザガスを供給する配管に温度センサ、加熱ヒー
タを設けることによりレーザチャンバーへ供給するレー
ザガスを適温に維持することもできる。Furthermore, the laser gas supplied to the laser chamber can be maintained at an appropriate temperature by providing a temperature sensor and a heater on the gas cylinder itself or on the piping that supplies the laser gas from the gas cylinder to the laser chamber.
［発明の効果コ
本発明は、以上のように、温度センサによりガスボンベ
からレーザチャンバーに供給するガスの温度をモニター
し、この温度に応じて加熱用ヒータを制御することによ
り、レーザチャンバーへ供給するガスの温度を一定に維
持しているので、周囲温度の影響を受けることなく、レ
ーザガス封入当初から最大レーザ出力を得ることができ
る。[Effects of the Invention] As described above, the present invention monitors the temperature of the gas supplied from the gas cylinder to the laser chamber using a temperature sensor, and controls the heater according to this temperature to supply the gas to the laser chamber. Since the gas temperature is maintained constant, maximum laser output can be obtained from the beginning of filling the laser gas without being affected by ambient temperature.
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図はエキシマレーザ装置の外気温度が低い場合のレ
ーザ出力の実験データ図である。
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・・
・・・・・・・・・・ガス冷却用熱交換器、７・・・・
・・冷却水、８・・・・・・ボンベボックス、９・・・
・・・ヘリウムボンベ、１０・・・・・・ネオンボンベ
、１１・・・・・・アルゴンボンベ、１２・・・・・・
フッソボンベ、１３・・・・・・温度センサ、１４・・
・・−・加熱ヒータ、１５・・・・・・制御回路FIG. 1 is a diagram showing an excimer laser device according to the present invention,
FIG. 2 is an experimental data diagram of the laser output when the outside temperature of the excimer laser device is low. 1... Laser chamber, 2... Discharge electrode, 3... Laser reflection mirror, 4...
・Laser light extraction window, 5...- Laser light, 6...
...... Gas cooling heat exchanger, 7...
...Cooling water, 8...Cylinder box, 9...
... Helium cylinder, 10 ... Neon cylinder, 11 ... Argon cylinder, 12 ...
Fluorine cylinder, 13...Temperature sensor, 14...
...-Heating heater, 15... Control circuit
Claims (1)
ーザガスを供給するガスボンベと、上記レーザチャンバ
ーに供給するガスの温度をモニターする温度センサと、
上記レーザチャンバーに供給するガスを加熱する加熱ヒ
ータ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。(1) a laser chamber, a gas cylinder that supplies laser gas to the laser chamber, and a temperature sensor that monitors the temperature of the gas supplied to the laser chamber;
An excimer laser device comprising a heater for heating gas supplied to the laser chamber.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8560390A JPH03284890A (en) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | Excimer laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8560390A JPH03284890A (en) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | Excimer laser |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03284890A true JPH03284890A (en) | 1991-12-16 |
Family
ID=13863402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8560390A Pending JPH03284890A (en) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | Excimer laser |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03284890A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000150387A (en) * | 1998-11-18 | 2000-05-30 | Applied Materials Inc | Piping structure and piping unit |
-
1990
- 1990-03-30 JP JP8560390A patent/JPH03284890A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000150387A (en) * | 1998-11-18 | 2000-05-30 | Applied Materials Inc | Piping structure and piping unit |
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