JPH0748577B2 - ガスレーザ装置 - Google Patents

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装置等の放電励起型のガスレー
ザ装置に関する。

＜従来の技術＞ エキシマレーザ装置は短波長でかつ高出力のレーザとし
て、光リソグラフィや光CVD等の光源として注目されて
いるが、このエキシマレーザ装置を初めとする放電励起
型のガスレーザ装置の一般的なチャンバ内構造を、第３
図および第４図に示す。なお、第３図はレーザ光出力方
向に直交する方向の断面図、第４図はそのＡ−Ａ断面で
示す要部内部構造図である。

媒質ガスが充填されたレーザチャンバ11内には、アノー
ド12aとカソード12bとがそれぞれの長手方向を互いに平
行にした状態で対向してなる主放電電極対12のほかに、
予備電離電極13、ピーキングコンデンサ14、クロスフロ
ーファン15、および熱交換器16等が配設される。

主放電電極12のカソード12bには高圧電源が接続される
とともに、予備電離電極13にはピーキングコンデンサ14
が直列接続される。この予備電離電極13は、主放電に先
立ってアーク放電することにより紫外光を発生し、媒質
ガスを電離させて主放電電極対12間での放電がグロー放
電となりやすいようにする役割をなす。

また、クロスフローファン15は主放電電極対12と略同等
の長さを有し、主放電によって発生した主放電電極対12
間の不安定なガスを取り除き、次の放電までに新鮮なガ
スを主放電電極対12間に送り込むためのガス循環手段で
ある。熱交換器16は主放電で発生した熱エネルギにより
媒質ガス温度が上昇するのを防ぐために設けられる。

以上のチャンバ内構造により、主放電電極対12間で生じ
たグロー放電によって媒質ガスを励起し、出力窓兼用の
光学窓17と、他側の光学窓18を介してチャンバ11の外に
置かれた全反射鏡19から構成される光共振器によってレ
ーザ発振を生起させ、レーザ光を出力窓17から出力す
る。

＜発明が解決しようとする課題＞ ところで、上記したような従来の放電励起型のガスレー
ザ装置の構造では、予備電離電極13やカソード12bから
チャンバ11の側壁へ異常放電が発生しやすいため、充分
な距離をとる必要があって、装置が大型化するという問
題があった。

また、予備電離電極13や主放電電極対12での放電によっ
て発生した不純物の拡散により、光学窓17,18の表面が
汚染されやすく、レーザ光強度が低下してしまうという
問題もあった。

更に、クロスフローファン15によるガス流速が主放電電
極対12の端部において小さくなり、アーク放電が発生し
やすいという問題もあった。

本発明の目的は、簡単な構造のもとに、上記した従来の
諸問題点を一挙に解決することにある。

＜課題を解決するための手段＞ 上記の目的を達成するための構成を、実施例に対応する
第１図および第２図を参照しつつ説明すると、本発明で
は、主放電電極対12とクロスフローファン15の各長手方
向両端部を繋ぐ２平面に沿って、それぞれレーザ光Ｌを
透過させるための開口部21a,21aを備えた絶縁体板21,22
を配設している。

＜作用＞ クロスフローファン15によるガス流はその両側面部と主
放電電極対12の端部とに沿う絶縁体板21,22によってガ
イドされ、主放電電極対12の端部での流速の低下は抑制
される。

また、この絶縁体板21,22は、主放電および予備放電時
においてチャンバ11の側壁への異常放電を防止する遮蔽
板として機能するとともに、放電により生成された不純
物の光学窓17,18への拡散を抑制する。

＜実施例＞ 第１図は本発明実施例のレーザ光出力方向と直交する方
向の断面図で、第２図はそのＡ−Ａ断面で示す要部内部
構造図である。

この第１図および第２図において、第３図および第４図
に示した従来例と同等の部材は同一の番号を付してその
詳細説明は省略する。

レーザチャンバ11内で互いの長手方向を平行にした状態
で対向するアノード12aとカソード12bからなる主放電電
極対12の両端面と、これらと略同じ長さを有するクロス
フローファン15の両端面とをそれぞれ結ぶ２つの平面に
は、それぞれ絶縁体板21と22が配設されている。

絶縁体板21および22は、主放電電極対12および予備電離
電極13等からなる放電部と、クロスフローファン15の両
端面の放電部側の一部を覆っている。そして、絶縁体板
21および22にはそれぞれ、出力窓兼用の光学窓17と、光
学窓18を介してチャンバ11外に設けられた全反射鏡19か
らなるレーザ共振器内でのレーザ光の進行を妨げないよ
うな開口部21aおよび22aが形成されている。

以上の本発明実施例によると、クロスフローファン15に
よるガス流は、その両端面部および主放電電極対12の両
端面部の双方に沿う絶縁体板21および22にガイドされて
主放電電極対12間に導かれることになり、主放電電極対
12の端面部分における流速の低下が抑制され、主放電電
極対12の長手方向にほぼ均一なガス流速分布が得られ
る。

主放電電極対12または予備電離電極13での放電に際し、
絶縁体板21,22の存在により、チャンバ11の側壁への異
常放電が防止されることから、特に側壁と各電極との距
離を大きくとる必要はない。同時に、各電極の放電によ
り生じた不純物は、絶縁体板21,22の存在によって光学
窓17,18にまで拡散付着する率が減少する。

なお、本発明の絶縁体板の大きさないしは形状について
は、上記した実施例に限られず、本発明の技術的思想か
ら逸脱しない範囲において適宜の変形が可能であること
は勿論である。

＜発明の効果＞ 以上説明したように、本発明によれば、主放電電極対と
クロスフローファンの両側面部に沿って、それぞれレー
ザ光を透過させる開口部を備えた絶縁体板を配設すると
いう簡単な構成のもとに、予備電離電極や主放電電極対
のカソードからチャンバ側壁への異常放電が防止され、
その結果、従来に比してチャンバ側壁と各電極間の距離
を短縮することができ、チャンバの電極長手方向への長
さを短縮したコンパクトな装置を実現できる。

同時に、放電により生じた不純物の光学窓への拡散が弱
まり、窓表面に付着する量が減少する。その結果、窓の
汚染によるレーザ光の低下率が減少し、窓のクリーニン
グ回数を減らすことが可能となる。

更には、クロスフローファンによるガス流は、絶縁体板
によってガイドされて主放電電極対間に導かれ、この間
でのガス流速分布が均一となって、従来のように電極端
部におけるガス流速の低下によるアーク放電の発生を防
止することができ、安定したグロー放電が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図それぞれ本発明実施例のレーザ光出力方向に直交
する方向の断面図、 第２図はそのＡ−Ａ断面で示す要部内部構造図、 第３図および第４図はそれぞれ従来の放電励起型ガスレ
ーザ装置の構造説明図で、レーザ光出力方向に直交する
方向の断面図およびそのＡ−Ａ断面で示す要部内部構造
図である。 11……レーザチャンバ 12……主放電電極対 12a……アノード 12b……カソード 13……予備電離電極 14……ピーキングコンデンサ 15……クロスフローファン 16……熱交換器 17,18……光学窓 19……全反射鏡 21,22……絶縁体板 21a,21a……開口部 Ｌ……レーザ光

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 多見男 京都府京都市中京区西ノ京桑原町１番地 株式会社島津製作所三条工場内 (56)参考文献 実開 昭61−174764（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】媒質ガスが充填されたレーザチャンバ内
   に、アノードとカソードとがそれぞれの長手方向を互い
   に平行にして対向配置されてなる主放電電極対と、その
   主放電電極対と略同等の長さを有し、この主放電電極対
   間にガス流を供給するクロスフローファンが配設された
   放電励起型のガスレーザ装置において、上記主放電電極
   対とクロスフローファンの各長手方向両端部をそれぞれ
   繋ぐ２平面に沿って、それぞれレーザ光を透過させるた
   めの開口部を備えた絶縁体板を配設したことを特徴とす
   るガスレーザ装置。