JPS6342189A

JPS6342189A - ガスレ−ザ装置

Info

Publication number: JPS6342189A
Application number: JP18588086A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Sugimoto; 一郎杉本; Yasuhiro Nozue; 野末　康博; Osamu Wakabayashi; 理若林; Junichi Fujimoto; 藤本　淮一; Mitsuo Tsuchiya; 土屋　満男
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1986-08-07
Filing date: 1986-08-07
Publication date: 1988-02-23

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、ガスレーザ装置に係り、特にレーザガスの供
給方式に関するものである。

〔従来技術およびその問題点〕

エキシマレーザは、高効率、高出力の発振が可能である
ことから、近年広く開発が進められてきており、その非
コヒーレントな性質からフォトリソグラフィー等への利
用が注目されている。

このようなエキシマレーザをはじめとするガスレーザ装
置では、通常気密容器内にレーザガスを封入し、このレ
ーザガスを該気密容器内で循環させなからレーザ発振を
行なう閉ループ方式がとられている。

例えば第４図にその１例を示す如く、レーザガスの循環
方向が光軸および放電方向に対して直交するようにした
３軸直交型の循環方式をもつガスレーザ装置はレーザガ
スを吐出する電流ファンを具えたガス循環部１００と、
該レーザガスを冷却する熱交換器１０１と、主放電に先
立ちレーザガスをあらかじめ放電させる予備電離電極１
０２と、主放電によってエキシマを励起しレーザ光を発
振せしめる主放電電極対１０３とを有するレーザチャン
バーＲとを具備し、レーザガスが、主放電電極間を主放
電電極の軸方向に流れるようにしたものである。

ここで、ガスの循環を模式的に示すと第５図に示す如く
ガス供給部１０４からレーザチャンバーＲ内に供給され
るレーザガスは、発振後排出部１０５を経てレーザチャ
ンバーＲから排出せしめられガス純化装置１０６で清浄
化された後、再びレーザチャンバー内に供給せしめられ
るようになっている。

ところで、レーザ発振に際して、放電時に予備電離電極
をはじめ主放電電極がスパッタリングされて電極金属が
たたき出され、これが金属性のダストとなってガス流と
共に主放電電極の軸方向に流れ、放電を劣化させたり、
またダスト等の不純物がレーザミラー１０７や共振器（
図示せず）に付着し、レーザ出力を低下させるという不
都合があった。特にレーザミラーの汚れは、大幅な出力
低下を招く原因となっていた。

また、このようなダストあるいはその他の不純物の発生
により、そのままでは、レーザ光の吸収が進む他、循環
回数が進むにつれてハロゲン分子濃度の減少等による出
力低下は避けられないものとなっている。従って工業的
な使用に際しては、出力の安定化対策およびガスの純化
対策は不可欠なものとなっており、このため、装置の大
型化、複雑化、高価格化を余儀なくされていた。

本発明は前記実情に鑑みてなされたもので、不純物によ
るし・−ザ出力の低下を防止し、長期間にわたって安定
したレーザ出力を得ることのできるガスレーザ装置を提
供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本発明では、ガスレーザ装置においてレーザガス
の供給を常時流出（開ループ）方式とし、常時新しいガ
スを入れかつ古い汚れたガスを排出するようにしている
。

望ましくは、レーザ発振を行なうレーザチャンバーの両
端部に配設されたレーザミラーの近傍を隔室化してチャ
ンバー副室とし、レーザガスの供給を該副室を介して行
なうようにしている。

また、レーザチャンバーに、チャンバー内のガスを清浄
化するガス純化装置を付設するようにし、レーザガスの
１部を循環せしめるようにしてもよい。

〔作用〕

上記構成によれば、常時新しいレーザガスが供給される
ため、不純物等によるレーザ出力の低下が防止せしめら
れ長期間にわたって安定したレーザ出力を得ることがで
きる。

また、レーザガスの供給をレーザミラーの近傍に配設し
た副室を介して行なうようにすることにより、レーザミ
ラーの近傍は常に新しいガスのみで放電後のガスが触れ
ることはないため放電によって生成された不純物がレー
ザミラーに付着することはない。

更に、レーザチャンバーに供給するガスの１部を循環せ
しめることにより、ガスの消費量を節減することができ
る。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に
説明する。

第１図は、本発明実施例のエキシマレーザ装置の概要図
である。

このエキシマレーザ装置は、レーザガスを従来の閉ルー
プ式に代えて、開ループ式にしたもので放電によりガス
を励起しレーザ発振を生ぜしめるレーザチャンバー１と
、該レーザチャンバー１へのガスの供給を行なうガス供
給部２と、レーザ発振後のガスを排出するガス排出部３
とからなり、ガス供給部２から常時新しいレーザガスを
レーザチャンバー１内に供給すると共にガス排出部３へ
と排出するようにしたものである。

このレーザチャンバー１は両端にレーザミラー４ａ、４
ｂを具備すると共に、該レーザミラー４ａ、４ｂを囲む
ように配設された隔壁５ａ。

５ｂによって主室６と副室７ａ、７ｂとに分離されてお
り、レーザガスはこの副室７ａ、７ｂに一旦供給され、
該隔壁に設けられた開口８ａ、８ｂを会して主室に流入
せしめられるようになっている。また主室内には通常の
如く１対の放電電極（図示せず）が配設されており、放
電によって反応ガスを励起しレーザ発振を行なうように
構成されている。

そして、この開口ｇａ、１３ｂは、第２図（ａ）および
（ｂ）に示すように、レーザミラーの位置に対応して、
レーザミラーよりも大きく形成されており、形状はレー
ザビームの形状に合わせて選択される。（第２図（ｂ）
は第２図（ａ）のＡ−Ａ断面を示す。）また、ガス供給部又は、反応ガスとしてのハロゲンガス
を充填してなる第１の供給室２ａとキャリアガスとして
の希ガスを充填してなる第２の供給室２ｂと、バッファ
ガスを充填してなる第３の供給部２Ｃとを具備し、夫々
、マスフローコントローラ９ａ、９ｂ、９ｃで流量をコ
ントロールしつつダクト１０ａ、１０ｂ、１０ｃを介し
て副室７ａ、７ｂにレーザガスの供給を行なうものであ
る。

更に、ガス排出部３は主室に配設された排出口３ａとダ
クト３ｂとハロゲンガスの処理を行なうスクラバー３０
とを含み、レーザチャンバー１から、使用後のガスを排
出せしめ、無害な形に代えて、放出するように構成され
ている。３ｄはリリフ弁である。

このようなエキシマレーザ装置によれば、常に新しいガ
スがレーザチャンバー内に供給され、汚れた古いガスは
排出せしめられるため、常に安定したレーザ発振を行な
うことができる。

また、新しいレーザガスは、ガス供給部から、一旦副室
に供給され、圧力差によって、開口部から主室に導かれ
るようになっているため、副室内に汚れたガスが逆流す
ることはなく、副室内は常に新しいレーザガスで満たさ
れているため、副室内にあるレーザミラーは汚染される
ことなく清浄な状態を維持することができる。従って、
レーザ出力の低下を防ぐことができる。

このように、本発明のエキシマレーザ装置によれば、長
時間にわたってメインテナンスフリーで稼動することが
できる。

また、出力の安定化およびガスの純化のための設備が、
従来の閉ループ方式を用いた場合に比べて簡単で良いた
め、装置は簡単でかつ小型、低コストのものとすること
ができる。

なお、実施例では、レーザガスの供給は全て、開ループ
式としたが、第３図に示す如く、主室に設けた補助排出
口１１ａから主室内のガスを排出し、フィルタ１１ｂお
よびガス純化ｆｆ装置１１ｃを介して補助供給口ｌｉｄ
から再び主室内にレーザガスを供給する補助径路１１を
設け１部閉ループ式とするようにしてもよい。これによ
り、ガス消費量を節減することができる。

なお、実施例では、レーザチャンバーを主室と副室とに
分割したが、必ずしもその必要はなく、ガス供給部から
直接レーザチャンバー内にレーザガスを注入するように
してもよい。また、レーザガスの供給用のダクト（実施
例では１０ａ。

１０ｂ、１０ｃ）のうちの少なくとも１つをレーザミラ
ーに向け、レーザミラーの表面に向って新しいガスが吹
きつけられるようにすることにより、レーザミラーの表
面を更に清浄な状態に維持することが可能となる。

〔効果〕

以上説明してきたように、本発明のガスレーザ装置によ
れば、レーザガスの供給を循環させることなく常時流し
続ける開ループ式で行なうようにしているため、長時間
メインテナンスフリーで、良好なレーザ出力を維持しつ
つ稼動することができる。

また、装置を小型化すると共に、構造を簡単化しコスト
の低減をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明実施例のエキシマレーザ装置を示す図
、第２図（ａ）および（ｂ）は、同装置の要部構造を示
す図、第３図は、本発明の他の実施例のエキシマレーザ
装置を示す図、第４図および第５図は従来例のエキシマ
レーザ装置を示す図である。Ｒ・・・レーザチャンバー、１００・・・ガス循環部、
１０１・・・熱交換器、１０２・・・予備電離電極、１
０３・・・主放電電極対、１０４・・・ガス供給部、１
０５・・・排出部、１０６・・・ガス純化装置、１・・
・レーザチャンバー、２・・・ガス供給部、２ａ・・・
第１の供給室、２ｂ・・・第２の供給室、２Ｃ・・・第
３の供給室、３・・・ガス排出部、３ａ・・・排出口、
３ｂ・・・ダクト、３Ｃ・・・スクラバー、４ａ、４ｂ
・・・レーザミラー、５ａ、５ｂ・・・隔壁、６・・・
主室、７ａ、７ｂ・・・副室、８ａ、８ｂ−・−開口、
９　ａ、　　９　ｂ、　　９　Ｃ−７スフローコントロ
ーラ、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ・・・ダクト、１１・・
・補助径路、ｌｌａ・・・補助排出口、１１ｂ・・・フ
ィルタ、ｌｌｃ・・・ガス純化装置、ｌｉｄ・・・補助
排出口。第１図第２図（０）　　　　第２図（ｂ）第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）レーザチャンバー内に相対向して配設された第１
および第２の主放電電極の間に形成される放電空間にレ
ーザガスを射出せしめてレーザ発振を行ない、レーザチ
ャンバーの両端に配設されたレーザミラーを介してレー
ザ光を導出せしめるようにしたガスレーザ装置において
、レーザチャンバー内のレーザガスの供給が、常にガス供
給部から新しいガスを供給し、汚れたガスをガス排出部
から排出せしめる開ループ方式によってなされるように
したことを特徴とするガスレーザ装置。
（２）前記レーザチャンバーは、レーザミラーの近傍に
配設された隔壁によって副室とレーザ発振を行なう主室
とに分離されており、レーザガスは前記副室内に供給さ
れ、前記隔壁に配設された開口を介して前記主室に導か
れるようになっていることを特徴とする特許請求の範囲
第（１）項記載のガスレーザ装置。
（３）前記レーザチャンバーは、チャンバー内のガスを
清浄化するガス純化装置を具備するようにしたことを特
徴とする特許請求の範囲第（１）項又は第（２）項記載
のガスレーザ装置。