JPH05503814A - 塩化水素を有するエキシマーレーザ装置及びエキシマーレーザ装置のための塩化水素を製造するための方法 - 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】 発明の名称 塩化水素を有するエキシマ−レーザ装置及びエキシマ−レーザ装置のための塩化 水素を製造するだめの方法 背景技術 本発明は、ガス放電が塩化水素（ＨＣＩ）の関与のもとに中で行われるチャンバ （１ｏ）を有するエキシマ−レーザ装置及びエキシマ−レーザ装置のための塩化 水素を発生するための方法に関する。

技術的課題 公知のようにエキシマ−レーザ装置ではレーザ活性媒体は、稀ガス原子及びハロ ゲン化水素（及びその他の反応体）の関与のもとにガス放電のプラズマ中で、強 く励起されたエキシマ−分子が形成されることにより生じる。

この場合、特にハロゲン化物及びハロゲン化水素（例えばＦ２及びＨＣＩ）の使 用はこれらの化合物の反応性が極端なので非常に複雑である。反応性ガスは大規 模な安全装置を用いて生成されなければならならず、レーザ装置内外でのそれら の取扱いも対応して複雑である高価な構成要素を必要とする。

米国特許第４９５８３５６号明細書から、ガス状水素（Ｆ２）を固相の金属塩化 物の上に通すことにより塩化水素（ＨＣＩ）を生成することが公知である。この ＨＣＩをエキシマ−レーザに使用するこの場合には不均質系であるガス／固体反 応が行われる。ガスは水素（Ｆ２）、固体は金属ハロゲン化物である。反応は熱 的に導入される。換言すれば金属ハロゲン化物は、反応を行うために対応して加 熱される。

すなわちこれはＨＣＩ収率が比較的小さい不均質な表面反応である。更にこの従 来技術は、金属塩化物の吸湿性が困難をもたらす欠点を有する。

本発明の課題は、塩化水素が簡単な方法で大量に僅かなコストで生成可能である 、エキシマ−レーザ装置及びこれにガス供給するための方法を提供することにあ る。

上記課題は本発明により、塩化水素発生のためにハロゲン化物の加水分解が行わ れることにより解決される。

加水分解とは歴史的に見て水との反応による結合の解離と理解されている。冒頭 に記載の従来の技術ではハロゲン化物のこのような加水分解は行われない。何故 ならば反応体としてガス状水素（Ｆ２）が使用されるからである。

塩化水素（ＭＣＩ）を高収率で得、これにより長い時間にわたる大規模エキシマ −レーザ装置の作動を可能にするために本発明の１つの有利な実施例では加水分 解が均質液相で行われる。この場合、ハロゲン化物として有利にはＳ　ｉ　Ｃｌ 　ａ又はＰＯＣＩ、が使用される。均質液相は、一方の反応体が液体であり他方 の反応体が滴下可能な微細分布液状粒子の懸濁から成る場合もある。

使用ハロゲン化物は有利には無機質である。

代替的に加水分解は、所与の部分圧で一緒にされた反応体（例えばＳ　ｉ　Ｃ１ ４又はＦ２０）の反応により均質ガス相で行われることも可能である。本発明の １つの別の有利な実施例ではいわゆる供給容量が不要となる、換言すれば加水分 解のためにハロゲン化物が例えば蒸気又はガス状で直接にプロトン放電物質を通 ってＨＣＩガスを発生し、ＨＣＩガスは直接にガス放電チャンバに送り込まれる 。例えばＳｉＣ１ｍ蒸気が水貯蔵装置を通されて５ｉＣ１４ガスが水により加水 分解され、得られたＨＣＩガスは直接にレーザ装置のガス放電チャンバに送り込 まれることも可能である。水貯蔵装置は有利には塩化カルシウム×Ｈ２０から成 る。

従来の技術に比べ本発明は、レーザ装置のガス放電のために使用されない例えば ５ｉ（ＯＨ）、又はＢ２０、等の加水分解生成物がレーザ装置のガス放電チャン バの中に入らない利点がある。すなわちこれらの加水分解生成物が固体であるか 又はそれらの低い蒸気圧に起因して反応容器に残るのでレーザ装置又はレーザ管 を汚さない。

他方、本発明ではプレキシ硝子（ｐｌｅｘｉｇｌａｓ）等の適切なプロトン供与 体を使用すれば加水分解を直接にレーザ装置のガス放電チャンバの中で行うこと も可能である。

本発明のエキシマ−レーザ装置は、そのガス放電に必要なハロゲン化水素ガス自 体が直接に（場合によっては薄められて）ガス瓶から取り出されるのではなく、 レーザ装置のガス放電チャンバの中又は外でガス放電用ハロゲン化水素の生成反 応が行われることを特徴とする。

従って本発明の基礎となる知見は、レーザ装置の安全基準が、高反応性ハロゲン 化水素ガスがレーザ装置の領域に貯蔵されるのではなく、ハロゲン化水素ガスよ り反応性がずっと穏やかであり従って貯蔵及び取扱いが大幅に容易である反応体 による化学反応で生成されることにより、飛躍的に改善することが可能であるこ とにある。

ハロゲン化物供与体として特に適しているのは次の加水分解可能なハロゲン化物 である。　ＢＣｌｉ　、Ｓ　ＩＣＩＪ、ＰＯＣｌ３　、（ＣＨ３）ｚ　５ｉＣ１ ｚ　、（ＣＨｓ　）　Ｓ　Ｉ　Ｃ１ｓ　＊ 本発明のためのプロトン供与体としては特に水が適している。水はそれ自体とし てか又は被吸着質としてか又は結晶水例えばＣａＣ１ｚ　ｘＨｚ　Ｏ，Ｎａｇ　 Ｂ４Ｏ７・１０Ｈｚ　Ｏ，ＡｌＣ１ｔ　・５　Ｈｚ　Ｏ，Ａ　ｌ　ｔ　Ｏｘ＋残 留水、　Ａｄｚ　Ｓ　ｉｔ　Ｏｔ　・２Ｈ，Ｏ，完全に乾燥していないシリカゲ ル、（Ｎ　ａ　Ｐ　Ｏｘ　）　！　・Ｈｚ　Ｏ。

ＮａｚＷＯａ　・２Ｈ２０として使用可能である。

本発明はハロゲン化物供与体が液状で貯蔵可能であり、従って大量のハロゲンが 非常に小さい空間に貯蔵可能である利点も有する。同様のことが水素供与体とし ての水の貯蔵にも当てはまる。これにより比較的小さい貯蔵容器でレーザ装置内 での多数のガス充填の実施が可能となる。

発明の最良の実施形態 第１図〜第４回はエキシマ−レーザ装置のためのガス供給装置の３つの異なる実 施例を示す、これらの図で互いに対応する構成部品は同一の参照番号で示す。

エキシマ−レーザ装置のガス放電チャンバ１０の中でガス放電がハロゲン化水素 の使用のもとに行われる。

ハロゲン水素ガスの他に、公知であり供給が図示されていないその他の反応体も 関与している。これらのその他のガスの操作は、守るべき安全規則から見てハロ ゲン化水素に比べかなり簡単である。

図示の実施例ではハロゲン化水素ガスとしてＨＣＩが採用されている。従って例 えばＸｅＣｌエキシマ−−レーザ装置はＨＣＩを供給される。

ガス放電のためにはＨＣＩがガス放電チャンバ１０の中になければならない。こ のためにガス放電チャンバ用Ｏは圧力計１２を設けられている。図１の実施例で はＣＩ供与体が水蒸気と反応してＨＣＩを生成する。

ハロゲン供与体１４は容器の中に液状に収容されている。この容器は、ハロゲン 給与体１４の液相の上にハロゲン供与体蒸気１８が発生するように温度調整器に より適温にされる。ハロゲン供与体としては例えばＢＣｌ３．５ｉＣ１４，（Ｃ Ｈ：ｌ　）Ｚ　５ｉＣ１ｚ　、（ＣＨ３）　Ｓ　Ｉ　Ｃｌｚがある。

ガス相１８の中のハロゲン供与体の蒸気圧は温度制御装置１６により調整され、 弁■１及び■２によりガス状ハロゲン供与体は反応室２０の中に送られる。

別の容器の中に水２２が貯蔵される。水２２も初めは液状であり、温度調整装置 ３４によりガス相２４にすることが可能である。このために温度測定器２６及び 圧力計２８が設けられている。

容器及び導管から成る第１図の系がＨＣＩ発生のために作動される前に系は真空 ポンプ（図示せず）により真空にされる。真空ポンプへの導管は参照番号３０に より示されている。

レーザ装置のガス放電チャンバ１０をＨＣＩにより新たに充填するために弁５が 、反応室が所与の水蒸気圧を得るまで開かれる。次いで弁■、が再び閉じられる や次いで、ハロゲン供与体が反応室２０に流入するように弁■１及び■２が開か れる０反応室２０での反応によりＨＣＩが所与の圧力Ｐ３まで発生する。次いで 弁■、及び■２が閉しられる。弁Ｖ、を開くと塩化水素ガスが真空のチャンバ１ ０に流入する。その際にフィルター３２は粒子分離の役割を果たす。チャンバＩ Ｏの中には圧力計１２により所望のＨＣＩ部分圧が設定される。

反応室２０を先ずハロゲン供与体により次いで水蒸気により充填することも可能 である。

第２図は第１図の実施例の変形を示す。ここではハロゲン供与体１４は先ず液相 であり、温度制御装置１６によりガス相１８へ移行され、所望のハロゲン供与体 蒸気圧Ｐ＋が得られる。

弁ｖ１を介してガス状ハロゲン供与体１８は供給容積容器３６に導かれる。その 際に真空ポンプ３０への弁■、が閉じられているのは当然である。供給容積容器 ３６は所望の圧力Ｐ２となる。次いで弁■、が閉じられ、弁■２が開かれる。ハ ロゲン供与体蒸気は供給容積容器３６から水貯蔵装置３８へ流れる。水貯蔵装置 ３８は温度調整装置４０により温度調整される。水貯蔵装置３８は結晶水含有物 質を収容し、従ってハロゲン供与体蒸気は水と反応する。これによりＨＣＩが発 生ずる。発生ＨＣＩは弁■２の閉成後に弁Ｖｈ及びフィルター３２を介してレー ザ装置チャンバ１０に送られる。この実施例では前述の加水分解可能な／Ｓロゲ ン化物をハロゲン供与体として使用できる。水貯蔵装置３８は有利には前述のプ ロトン活性物質を含む。前述の実施例は、水貯蔵装置３８の容積が十分に大きい か又はプロトン活性物質の表面が十分に大きい場合には、供給容器３６が不要と する変形が可能である。

第３図は、直接にガス放電チャンバ１０の中で水含有物質が使用される本発明の 実施例を示す。ハロゲン供与体１４はここでも温度制御装置１６によりガス相１ ６に移行され、供給容積容器３６が所望の部分圧力ｐ２になるまで弁■１を介し て供給容積容器３６に送られる。弁■、を介してガス状ハロゲン供与体はレーザ 装置のガス放電チャンバ１０に送られる。ガス放電チャンバ１０には水含有物質 ４２が入っており、ハロゲン供与体と反応してＨＣＩを生成する。水含有物質４ ２としては例えばプレキシガラス、エポキシ樹脂等及び前記のプロトン活性物質 がある。

第４図は、第２図の実施例に比べかなり簡単化されている特に有利な実施例であ る。第４図の実施例ではハロゲン供与体として、熱的にガス相１８へ移行される Ｓ　ｒ　Ｃｌ　４が採用される。弁■、によりＳ　ｉ　Ｃ１ｍ蒸気は水貯蔵装置 ３８′にまず送られる。水貯蔵装置３８′は温度調整装置４０′により所定の温 度にされる。作動中の通常の室温である１５〜４５℃を守ることが確実に可能な ならば反応体の適切な選択により温度調整装置を不要にすることが可能である。

水貯蔵装置は塩化カルシウムｘＨｚＯから成ることもある。水貯蔵装置を通る５ ＩＣ１，ガスは加水分解されてＨＣｌガスを発生する０発生ＨＣＩガスは直接に 弁■、及び場合よってはフィルター３２及び場合によっては収集容積容器（図示 せず）を介してレーザ装置のガス放電チャンバ１０に送られる。完全な加水分解 を得るためにＳ　ｉ　ＣＩｎガスを数分貯蔵装置内に留めるとよい。

前述の収容容積容器は図示されていない。第４回の配置では収集容積容器はフィ ルター３２とレーザ装置チャンバ１０の間の導管の途中に設けることも可能であ る。この場合、流れ方向で収集容積容器の前及び後ろにそれぞれ１つの弁を取り つける。

Ｏ 要約書 ガス放電が塩化水素（ＭＣＩ）の関与のもとに中で行われるチャンバ（１０）を 有するエキシマ−レーザ装置が、塩化水素を加水分解により生成する装置を有す る。

国際調査報告

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．ガス放電が塩化水素（ＨＣｌ）の関与のもとに中で行われるチャンバ（１０ ）を有するエキシマーレーザ装置において、塩化水素（ＨＣｌ）を発生するため にハロゲン化物を加水分解するための装置（１４、１６、１８、２０、２２、２ ４；３６、３８；４２；３８′、４０′）が設けられていることを特徴とするエ キシマーレーザ装置。
2. ２．前記加水分解が等質液相又はガス相内で行われることを特徴とする請求の範 囲第１項記載のエキシマーレーザ装置。
3. ３．前記ハロゲン化物が無機物であることを特徴とする請求の範囲第１項又は第 ２項記載のエキシマーレーザ装置。
4. ４．前記ハロゲン化物が蒸気で、ＨＣｌ発生のもとにこれと反応する例えば加水 分解を行う物質等の物質を通って流れることを特徴とする請求の範囲第１項記載 のエキシマーレーザ装置。
5. ５．前記塩化水素（ＨＣｌ）発生のためにハロゲン化物の加水分解が行われるこ とを特徴とするレーザ装置内でのガス放電のための塩化水素（ＨＣｌ）を発生す るための方法。
6. ６．前記加水分解が等質液相又はガス相内で行われることを特徴とする請求の範 囲第５項記載のレーザ装置内でのガス放電のための塩化水素（ＨＣｌ）を発生す るための方法。
7. ７．無機ハロゲン化物が使用されることを特徴とする請求の範囲第５項又は第６ 項記載のレーザ装置内でのガス放電のための塩化水素（ＨＣｌ）を発生するため の方法。
8. ８．前記ハロゲン化物が蒸気で、ＨＣｌ発生のもとにこれと反応する例えば加水 分解を行う物質等の物質を通って導かれることを特徴とする請求の範囲第５項記 載のレーザ装置内でのガス放電のための塩化水素（ＨＣｌ）を発生するための方 法。
9. ９．前記加水分解が、塩化水素（ＨＣｌ）発生のために十分高い蒸気圧を室温で 有する反応体と一緒に行われることを特徴とする請求の範囲第５項から第８項の うちのいずれか１つの項に記載のレーザ装置内でのガス放電のための塩化水素（ ＨＣｌ）を発生するための方法。