JPH0487388A - エキシマレーザ - 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、ＸｅＣ１等の、エキシマガスをレーザ媒体と
して用いたレーザに関する。

〈従来の技術〉 エキシマレーザは、近年、紫外波長域における高出力レ
ーザとして半導体産業、光化学分野において大きな注目
を集めている。

このようなエキシマレーザにおいては、Ｆ２゜ＨＣ！！
等の反応性の高いハロゲンガスと、Ｋｒ。

Ａｒ、Ｘｅ等の希ガスと、Ｈｅ、Ｎｅ等のバッファガス
との混合ガスをレーザ媒体として使用しているか、この
うちハロゲンガスは、混合ガス中に含まれる不純物やレ
ーザ発振管の壁体等と反応して減少してしまい、このこ
とがレーザ出力低下の主要因となっている。そこで、従
来では、レーザ出力をモニタし、出力が減少した時点で
、レーザ発振器への印加電圧を上昇し、さらに印加電圧
の設定値が上限に達した時点で、ハロゲンガスをレーザ
発振器内に少量追加することでレーザ出力を一定に保つ
ようにしていた。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、上述の従来のレーザ出力安定法においては、
ハロゲンガスの追加は、レーザ発振管内の混合ガス中に
おける濃度を分析せずに、レーザ出力をモニタしつつそ
の回復具合に応じて少量つつ追加してゆくので、この追
加を繰り返すうちに、混合ガス中の各ガスの濃度比か、
レーザ使用開始当初の濃度比からずれてしまい、これに
よりレーザ出力が回復しなことがある。そしてレーザ出
力を一定に保てなくなった場合には、レーザ発振管内の
全てのガスを交換する必要かある。

く課題を解決するための手段〉 本発明は上記の従来の問題点を解決すへくなされたもの
で、その構成を実施例に対応する第１図を参照しつつ説
明すると、本発明は、希ガスおよびハロゲンガスを含む
複数種のガスを、所定の濃度比でレーザ発振管１内に充
填した状態で、その発振管１内で放電を生じさせること
によってガスを励起してレーザ光を出力する装置におい
て、レーザ発振管１の内部に、それぞれバルブ６ａ〜９
ａを介して連通ずる各ガスのそれぞれのガス源６〜９と
、レーザ発振管１内のガスの濃度比を分析する手段（ガ
ス濃度比分析装置１０）と、その分析データと、レーザ
発振初期における混合ガスの濃度比データとを比較し、
各ガスのうち濃度の低いガスがあれば、そのガスを濃度
低下分に相応する量だけレーザ発振管１内部に補給すべ
くバルブ６ａ、７ａ、８ａあるいは９ａを開閉制御する
手段（制御装置１２）を備えていることによって特徴づ
けられる。

く作用〉 レーザ発振管１内の混合ガスの濃度比をモニタし、濃度
の低いガスがあれば、そのガスをレーザ発振管１内部に
補給することで、レーザ発振管１内の混合ガスの濃度比
を、レーザ発振初期の状態に戻すことができ、これによ
りレーザ出力を一定に保つことか可能となる。

〈実施例〉 本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説明する。

第１図は本発明実施例の構成図である。

レーザ発振管１内には、ハロゲンガス、希ガスならびに
バッファガスとしてＨｅおよびＮｅガスか所定の濃度比
のもとに封入されている。

レーザ発振管１内には一対の放電電極（図示せず）が配
設されている。この放電電極間に高圧電源２から電圧か
印加され、これにより生じたグロー放電によって内部の
ガスが励起されてレーザ光しか出力される。

レーザ発振管１の前方には、ビームスプリッタ３が配設
されており、出力レーザ光りの一部はレーザ出力モニタ
４へと導かれる。このレーザ出力モニタ４の出力信号は
制御装置１２に人力される。

また、レーザ発振管１内の放電電極に印加される電圧は
電圧モニタ５に検出され、その検出信号は制御装置１２
に入力される。

一方、レーザ発振管１には、その内部にバルブ１０ａを
介して連通ずるガス濃度比分析装置１０が接続されてお
り、その分析データは制御装置１２に入力される。この
ガス濃度比分析装置１０の排気側にはガス除去装置１１
が接続されており、この除去装置１１はバルブｌｌａを
介してレーザ発振管１内部に連通している。

また、レーザ発振管１には、その内部にそれぞれバルブ
５ａ、７ａ、８ａ、９ａを介して連通ずるハロゲンガス
、希ガス、ＨｅガスならびにＮｅガス供給装置６．　７
．　８．　９か接続されている。

そして、制御装置１２は、先の三つの入力信号と、あら
かじめ入力されたガス濃度比データに基づいて、後述す
る高圧電源２の駆動制御ならびにバルブ６ａ〜ｌｌａの
開閉制御等を行うよう構成されている。

次に、制御装置１２の動作を説明するとともに本発明実
施例の作用を述べる。

まず、レーザ発振を行う前に、レーザ発振管１内に封入
した混合ガスの濃度比のデータを制御装置に入力してお
く。次いで高圧電源２を駆動してレーザ光りを出力する
。このレーザ出力値は出力モニタ４を通じて監視されお
り、出力値に減少か生じた時点で、高圧電源２を駆動制
御してレーザ発振管１への印加電圧を上昇させる。これ
により、レーザ出力はもとのレベルに戻りレーザ出力は
−定に保たれる。

以上の操作を繰り返してゆくうちに、レーザ発振管１へ
の印加電圧か、電源能力等によって決定される上限値ま
で達して、印加電圧によるレーザ出力の制御が不可能と
なったとき、これ以後にレーザ出力値に減少が生じたと
きには、今度はバルブ１０ａの開閉制御を行って、レー
ザ発振管１内の混合ガスを規定量だけガス濃度比分析装
置１０に導入する。なお、このときのサンプリング量は
濃度比分析に必要な最小限の量でよい。

次に、ガス濃度比分析装置１０によって分析された濃度
比データと、先に入力された基準データとを比較して、
濃度の低いガスかあればその不足分に相当する量のガス
を補給すべくバルブ６ａ〜９ａの開閉制御を行う。すな
わち、例えばハロゲンガスが不足している場合には、バ
ルブ６ａを所定時間だけ開き、ハロゲンガスをレーザ発
振管１内に導入して、レーザ発振管１内における混合ガ
スの濃度比をレーザ発振初期の状態に戻す。この後、バ
ルブ６ａ〜９ａの全ての開閉制御を行って、ガス濃度比
分析装置１０にサンプリングした分に相当する量のガス
をレーザ発振管１内に補給して発振管１の内圧を初期の
状態に戻す。このとき、補給する各ガスの量は、その濃
度比か基準となる濃度比データに一致するよう各バルブ
６ａ〜９ａの開閉制御を行い、レーザ発振管１内におけ
る混合ガスの濃度比が変化しないようにする。そしてこ
のような動作か、レーザ出力か減少した時点ごとに順次
繰り返して行われ、これによりレーザ出力を長時間にわ
たって一定に保つことができる。

なお、ガス濃度比分析装置１０にサンプリングされた混
合ガスは、濃度分析後にガス除去装置１１によって大気
へと放出される。また、レーザ発振管１内の混合ガスの
全てを交換する場合には、バルブｌｌａを開いて、発振
管１内部の古い混合ガスを大気へと放出した後、レーザ
発振管１内に新たな混合ガスを封入することによって行
う。

ここで、ガス濃度比分析装置としては、不純物除去装置
を備えたものかあり、このような分析装置を使用する場
合には、例えば第２図に示すように、分析装置１０の排
気側をバルブ１０ｂを介してレーザ発振管１に接続し、
分析後のガスをレーザ発振管１内部に戻すよう構成して
もよい。この場合、希ガス等の高価なガスの無駄な消費
を抑えることかできる。

以上の本発明実施例の構成に加えて、レーザ発振管１内
の混合ガス中における不純物を除去するための付設して
おけば、レーザ出力をより長時間にわたって一定に保つ
ことかできる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、レーザ発振管内
の混合ガスの濃度比を分析して、その分析データに基づ
いて不足するガスを、レーザ発振管内に補給するよう構
成したから、レーザ発振管内における混合ガスの濃度比
を所定の値に保つことかでき、これにより、レーザ出力
を従来に比して正確に、かつ長時間にわたって一定に保
つことができる。しかも、レーザ発振管内の混合ガスを
交換する頻度か少なくなり、希ガス等の高価なガスの無
駄な消費を抑えることができる結果、ランニングコスト
の低減化をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の構成図で、第２図はその実施例
の変形例を説明する図である。 １・・・レーザ発振管 ２・・・高圧電源 ３・・・ビームスプリッタ ４・・・レーザ出力モニタ ５・・・電圧モニタ ６・・・ハロゲンガス供給装置 ７・・・希ガス供給装置 ８・・・Ｈｅガス供給装置 ９・・・Ｎｅガス供給装置 １０・・・ガス濃度比分析装置 １１・・・ガス除去装置 １２・・・制御装置 ６ａ〜ｌｌａ・・・バルブ 特許出願人　　　　株式会社島津製作所代　理　人　　
　　弁理士　西１）新

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 希ガスおよびハロゲンガスを含む複数種のガスを、所定
   の濃度比でレーザ発振管内に充填した状態で、その発振
   管内で放電を生じさせることによってガスを励起してレ
   ーザ光を出力する装置において、それぞれバルブを介し
   て上記レーザ発振管内部に連通する上記各ガスのそれぞ
   れのガス源と、上記レーザ発振管内のガスの濃度比を分
   析する手段と、その分析データとレーザ発振初期におけ
   る上記混合ガスの濃度比データとを比較し、上記各ガス
   のうち濃度の低いガスがあれば、そのガスを上記濃度低
   下分に相応する量だけ上記レーザ発振管内部に補給すべ
   く上記バルブを開閉制御する手段を備えていることを特
   徴とするエキシマレーザ。