KR20010062136A - 자외선을 방출하는 가스 레이저 장치 - Google Patents

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Abstract

자외선을 방출하는 가스 레이저 장치의 여기회로중의 방전 회로 루프의 단면적을 작게 하여 그 인덕턴스를 보다 작게 하고, 레이저 발진효율을 향상시키는 것으로서, 봉입된 레이저 가스를 내부에서 순환시키는 순환수단을 가지는 레이저 챔버(1)와, 레이저 챔버(1)내에 소정간격 이간하여 배치된 한쌍의 주 방전(主放電) 전극(3, 4)과, 주방전 전극(3, 4)에 병렬로 접속된 피킹 콘덴서(C3)로 이루어지는 방전회로와, 유전체(8)를 사이에 두고 제1 전극(9)과 제2 전극(7)이 대향배치되어 이루어지는 예비전리수단(15)을 가지고, 예비전리수단(15)이 한쪽 주방전 전극(4)에 따르도록 그 양측에 근접하여 배치되어 이루어지는 자외선을 방출하는 가스 레이저 장치에 있어서, 한쪽 주방전 전극(4)과 피킹 콘덴서(C3)가 한쪽 주방전 전극(4)과 예비전리수단(15)사이를 통과하는 통전부재(25)에 의해 접속되어 있다.

Description

자외선을 방출하는 가스 레이저 장치{Gas laser apparatus that emits UV light}
본 발명은 자외선을 방출하는 가스 레이저 장치에 관한 것으로, 특히 발진효율이 높은 엑시머 레이저 장치 등의 자외선을 방출하는 가스 레이저 장치에 관한 것이다.
반도체 집적회로의 미세화, 고집적화에 따라 투영 노광장치에 있어서는 해상력의 향상이 요청되고 있다. 이때문에, 노광용 광원으로부터 방출되는 노광광의 단파장화가 진행되고 있고, 차세대 반도체 노광용 광원으로서 ArF 엑시머 레이저 장치 및 불소 레이저 장치 등, 자외선을 방출하는 가스 레이저 장치가 유력하다.
ArF 엑시머 레이저 장치에 있어서는 불소(F2)가스, 아르곤(Ar)가스 및 버퍼 가스로서의 네온(Ne) 등의 불활성가스로 이루어지는 혼합 가스, 또한, 불소 레이저 장치에 있어서는 불소(F2)가스 및 버퍼 가스로서의 헬륨(He) 등의 불활성가스로 이루어지는 혼합 가스인 레이저 가스가 수 1OOkPa에서 레이저 챔버내에 봉입되어, 그 레이저 챔버 내부에 소정간격 이간하여 대향배치된 한쌍의 주 방전전극이 구비되어 있다. 레이저 챔버의 내부에서 이 주 방전용 전극에서 방전이 발생됨으로써, 레이저 매질인 레이저 가스가 여기된다.
효율 좋게 레이저광을 발생시키기 위해서는 주 방전전극간에서 일정한 방전을 발생시키는 것이 필요한데, 수 1OOkPa라는 고압 가스 분위기에서 일정한 방전을 발생시키기 위해서는 통상, 주 방전 개시전에 주 방전전극간의 방전공간에 존재하는 레이저 가스를 예비전리하는 것이 일반적이다.
상기한 바와같은 예비전리를 발생시키기 위한 수단의 하나로서, 유전체를 사이에 두고 2개의 전극이 대향 배치되어 있는 예비전리방식이 있다. 그 예비전리부의 예가 일본국 특개평 5-327070호, 일본국 특허 제2,794,792호, 일본국 특개평 10-242553호, 일본국 특표평 8-502145호 등에 기재되어 있다. 어떠한 기재의 예비전리부도 유전체로 형성되는 통체의 외부표면과 접촉하는 제1 전극(이하, 외전극이라고 호칭한다.)과, 상기 통체 내부에 삽입되어 있는 제2 전극(이하, 내전극이라고 호칭한다.)을 구비한 구성이고, 상기 외전극과 내전극사이에 전위차를 발생시킴으로써, 외전극과 유전체 통체와의 사이에서 코로나 방전을 발생시키고, 이 때 발생된 자외광에 의해, 상기한 주 방전전극간의 방전공간에 존재하는 레이저 가스를 예비전리하는 것이다. 또한, 상기 예비전리수단에서는, 그 외에 유전체 통체와 외전극이 접촉하지 않고, 근접하고 있는 경우나, 외전극도 유전체 물질로 덮여있는 경우도 있다.
상기한 예비전리방식을 채용한 자외선을 방출하는 가스 레이저 장치(이하, 단순히 가스 레이저 장치로 한다.)의 여기회로의 구성예를 도5에 도시한다. 이 여기회로는 IGBT와 같은 고체 스위치(SW)를 이용하여 용량 이행형(移行型) 회로라고 불리는 회로구성으로 되어 있다. 이 회로도에 따라 간단히 동작을 설명하면, 스위치(SW)가 켜진 상태에서는 고압전원(HV)에서의 전하가 콘덴서(C1)에 모아진다. 콘덴서(C1)에 전하가 모아진 상태에서 스위치(SW)를 끄면, 콘덴서(C1)의 전하는 콘덴서(C2)로 이행한다. 콘덴서(C2)로 이행한 전하는 자기 스위치 혹은 과포화 인덕턴스라고 불리는 비선형 인덕턴스(Lm)을 거쳐 피킹 콘덴서(C3)로 이행한다. 이 때, 자기 스위치(Lm)의 작용에 의해 인가전압의 펄스폭이 압축된다. 또한, 자기 스위치(Lm) 작용은 콘덴서(C1)의 전하가 콘덴서(C2)로 이행하는 동안은 인덕턴스가 크고, 그 자속밀도가 크게 포화하면 인덕턴스가 급격하게 감소하여 효율좋게 콘덴서(C2)의 전하를 피킹 콘덴서(C3)로 이행시킨다. 피킹 콘덴서(C3)의 전압이 높아져, 방전파괴전압에 도달하면, 레이저 챔버(1)내에 대향 배치된 주 방전전극(3)과 (4)사이에 펄스 방전이 발생하여, 레이저 가스의 여기가 행해진다. 즉, 이 방전에 의해, 도5의 굵은선으로 표시한 방전 회로 루프에 전류가 흐른다.
주 방전전극(3, 4)과 병렬로 콘덴서(C11와 C12) 및 인덕턴스(L0)로 이루어지는 분압회로가 접속되어 있고, 후술하는 도6에 도시하는 바와같이, 주 방전 전극(3)과 (4)사이에 가해지는 펄스 전압을 분압하여 그 25%∼75%의 범위로 강압하여 주 방전전극(3, 4)사이의 주 방전 공간의 상류측과 하류측에 근접하여 배치된 코로나 예비전리부(15)의 내전극(7)과 외전극(9) 사이에 코로나 방전을 위한 전압을 인가하도록 되어 있다. 이 분압회로중의 분압비, 콘덴서(C11, C12)의 용량, 인덕턴스(L0)의 값을 최적으로 선택하여 시정수를 원하는 값으로 하여, 주 방전에 대한 코로나 예비방전의 타이밍을 조정한다. 이 분압회로의 합성용량은 피킹 콘덴서(C3)의 1O% 이하로 조정된다.
그런데, 일반적으로 상기한 방전 회로 루프가 만드는 인덕턴스가 낮을수록, 레이저 발진효율이 향상되는 것이 알려져 있다(前田 三男편「엑시머 레이저」 제64∼65페이지, (주)학회출판센터 1983년 8월20일 초판).
상기한 방전 회로 루프의 실제 구성예를 도6에 도시한다. 도6은 가스 레이저 장치의 요부 레이저 발진방향에 수직인 단면도로, 도5와 동일한 부호를 붙인 구성요소는 도5에 도시한 구성요소에 대응하고 있다.
간단히 설명하면, 레이저 챔버(1)의 상부벽에 방전공간의 길이에 따라 절연 베이스(21)가 기밀하게 넣어지고, 그 레이저 챔버(1) 내측 중앙에 다른쪽 주전극(예컨대 캐소드)(3)이 부착되고, 절연 베이스(21)를 관통하여 전류 도입부재(23)에 의해 고압전원(10)에 접속되어 있다. 여기서, 고압전원(10)은 도5의 피킹 콘덴서(C3)보다 좌측의 비선형 인덕턴스(Lm)을 포함하는 회로부분에 대응한다. 레이저 챔버(1)내에서 주전극(3)의 양측에 따르도록 한쌍의 통전부재(25)가 대략 평행하게 절연 베이스(21)에 부착되어 있고, 통전부재(25) 선단사이에는 도전성 베이스(26)가 걸쳐져 있으며, 그 중앙에 있어 상부의 주전극(3)에 대향하는 위치에 한쪽 주전극(4)(예컨대 애노드)이 부착되어 있다. 그리고, 레이저 챔버(1) 외부에는 전류 도입부재(23) 양측에 병렬접속의 다수 콘덴서로 이루어지는 피킹 콘덴서(C3)가 접속되고, 그 피킹 콘덴서(C3)는 절연 베이스(21)를 관통하는 전류 도입부재(24)를 사이에 두고 통전부재(25)에 접속되어 있다. 또한, 도전성 베이스(26)의 상부 화살표로 표시한 레이저 가스류(2)의 상류측과 하류측에 있어, 주전극(3, 4) 사이의 주방전 공간이 예상되는 위치에는 유전체 통체(8)를 사이에 두고 외전극(9)과 내전극(7)이 대향 배치되어 되어 이루어지는 예비전리부(15)가 배치되고, 외전극(9)은 도전성 베이스(26)에 직접 접속되어 있고, 내전극(7)은 도시하지 않은 단자를 통하여 고압전원(1O)의 콘덴서(C11)와 콘덴서(C12)의 사이에 접속되어 있다.
이 도6의 구성에 있어서, 일점 쇄선으로 둘러싸인 부분이 도5에 관해 설명한 방전 회로 루프이고, 절연 베이스(21)를 관통한 전류 도입부재(23), 전류 도입부재(23)에 접속되어 있는 주전극(3), 주전극(4), 주전극(4)이 설치되어 있는 도전성 베이스(26), 도전성 베이스(26)에 접속되어 있는 통전부재(25), 통전부재(25)와 접속되며, 절연 베이스(21)를 관통한 전류 도입부재(24), 전류 도입부재(24)와 전류 도입부재(23)가 접속된 피킹 콘덴서(C3)로 구성되어 있다.
상기한 바와같이, 이 방전 회로 루프가 만드는 인덕턴스가 낮을수록, 레이저발진효율이 향상된다. 이 인덕턴스는 방전 회로 루프의 단면적(도6의 단면 면적)에 비례하므로, 이 단면적이 가능한한 작아지도록 구성할 필요가 있다. 즉, 도6의 일점쇄선으로 둘러싸인 전류 도입부재(23), 주전극(3), 주전극(4), 도전성 베이스(26), 통전부재(25), 전류 도입부재(24), 피킹 콘덴서(C3)로 둘러싸이는 공간의 단면적이 작아지도록 구성할 필요가 있다.
그러나, 전류 도입부재(23), 주전극(3), 피킹 콘덴서(C3)와, 통상 접지되어 있는 레이저 챔버(1)는 전위차가 20∼30kV 정도로 크고, 이들 거리가 너무 가까우면 절연파괴가 발생한다. 따라서, 절연 베이스(21)의 크기를 그다지 작게 할 수 없다.
또한, 주전극(3, 4)간 거리는 방출되는 레이저광의 크기를 규정하는데, 레이저광의 크기는 용도에 따라 어느정도 한정되고, 예컨대 반도체 노광용 ArF 엑시머 레이저의 경우는 15∼18mm로 되므로, 무턱대고 짧게 할 수 없다.
또한, 도전성 베이스(26)의 크기는 주전극(4)의 양측에 예비전리부(15)를 배치하므로, 그다지 작게 할 수 없다.
또한, 도전성 베이스(26)와 전류 도입부재(24)를 연결하는 통전부재(25)의 위치를 예비전리부(15)측에 가깝게 하면, 상기 방전 회로 루프의 단면적을 작게 할 수 있다. 그러나, 통전부재(25)는 예비전리부(15)를 형성하는 외전극(9)과 동전위이므로, 통전부재(25)가 예비전리부(15)에 너무 가까우면, 통전부재(25)가 외전극(9)과 동일하게 작용하게 된다. 그러면, 코로나 방전이 주전극(3, 4)간의 방전공간과 반대측에도 발생하고, 이 코로나 방전에 의해 생기는 자외선이 방전공간에 도달하지 않게 되어, 방전공간에 존재하는 레이저 가스의 예비전리에 기여하지 않는다. 즉, 외전극(9)과 유전체 통체(8)간에서 발생하는 코로나 방전에의 공급 에너지가 상기한 여분의 코로나 방전에 의해 적어지고, 예비전리가 불충분해질 염려가 생긴다.
또한, UV 아크 예비전리방식에 있어서도, Applied Physics B 63권, 1∼7페이지나, 일본국 특개평 3-145170호 등에 기재되어 있는 바와같이, 통전부재가 한쌍의 예비전리용 전극의 외측(전극과는 반대측)에 위치하고, 또한, 예비전리전극에 너무 가까우면, 예비전리전극의 고전압측과의 사이에서 방전파괴가 발생하므로, 그다지 가깝게 할 수 없으므로, 방전 회로 루프의 단면적을 작게 할 수 없다.
본 발명자들이 종래 제작한 엑시머 레이저 장치의 경우, 도6의 방전 회로 루프가 만드는 인덕턴스는 최소 10nH이었다.
본 발명은 종래 기술의 이러한 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적은 자외선을 방출하는 가스 레이저 장치의 여기회로중의 방전 회로 루프의 단면적을 작게 하고 그 인덕턴스를 보다 작게 하여, 레이저 발진효율 등의 특성을 향상시키는 것이다.
도1은 본 발명의 제1 실시예의 가스 레이저 장치 요부의 레이저 발진방향에 수직인 단면도,
도2는 도1의 가스 레이저 장치 요부의 측면도,
도3은 본 발명의 제2 실시예의 가스 레이저 장치의 요부 레이저 발진방향에 수직인 단면도,
도4는 도3의 가스 레이저 장치의 요부 측면도,
도5는 가스 레이저 장치의 여기회로의 일구성예를 도시하는 도면,
도6은 종래 가스 레이저 장치 요부의 레이저 발진방향에 수직인 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
SW : 고체 스위치 HV : 고압전원
C1, C2: 콘덴서 Lm: 비선형 인덕턴스(자기 스위치)
C3: 피킹 콘덴서 C11, C12: 콘덴서
L0: 인덕턴스 1 : 레이저 챔버
2 : 레이저 가스류 3, 4 : 주방전 전극
7 : 내전극 8 : 유전체 통체
9 : 외전극 10 : 고압전원
15 : 코로나 예비전리부 16 : 자외선
21 : 절연 베이스 23 : 전류 도입부재
24 : 전류 도입부재 25 : 통전부재
26 : 도전성 베이스 27 : 개구부
상기 목적을 달성하는 본 발명의 자외선을 방출하는 가스 레이저 장치는 레이저 가스가 봉입되고, 이 레이저 가스를 내부에서 순환시키는 순환수단을 가지는 레이저 챔버와, 이 레이저 챔버내에 소정간격 이간하여 배치된 한쌍의 주방전 전극과, 이 한쌍의 주방전 전극에 병렬로 접속된 피킹 콘덴서로 이루어지는 방전회로와, 유전체를 사이에 두고 제1 전극과 제2 전극이 대향 배치되어 이루어지는 예비전리수단을 가지고, 이 예비전리수단이 한쪽 주방전 전극에 따르도록 그 양측에 근접하여 배치되어 이루어지는 자외선을 방출하는 가스 레이저 장치에 있어서,
상기 한쪽 주방전 전극과 상기 피킹 콘덴서가 상기 한쪽의 주방전 전극과 상기 예비전리수단 사이를 통과하는 통전부재에 의해 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
이 경우에, 그 통전부재가 개구를 형성한 도전판으로 구성되고, 그 개구는 주방전 전극간의 주방전 공간을 통과하는 레이저 가스가 통과하고, 또한, 예비전리수단에서의 자외선이 주방전 공간에 도달하도록 배치되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 예비전리수단은 유전체 물질로 덮인 제2 전극과, 제2 전극 주위의 유전체 물질의 외면에 접하는 제1 전극으로 구성되고, 그 통전부재와 제1 전극이 일체화되어 있어도 된다.
본 발명에 있어서는 한쪽 주방전 전극과 피킹 콘덴서가 한쪽 주방전 전극과 예비전리수단사이를 통과하는 통전부재에 의해 접속되어 있으므로, 여기회로중의 방전 회로 루프의 단면적이 작아지고, 그 방전 회로 루프의 인덕턴스를 보다 작게 할 수 있으므로, 자외선을 방출하는 가스 레이저 장치의 레이저 발진 효율 등의 특성을 향상시킬 수 있다.
<발명의 실시형태>
이하, 본 발명의 가스 레이저 장치의 실시예에 대해 설명한다.
도1은 본 발명의 제1 실시예의 가스 레이저 장치 요부의 레이저 발진방향에 수직인 단면도이고, 도2는 그 측면도이다. 이 실시예에 있어서, 여기회로는 종래와 같이 예컨대 도5에 도시하는 것과 같은 구성의 것을 이용한다. 또한, 도1, 도2에서 레이저 챔버(1)내에 봉입되어 있는 레이저 가스를 그 안에서 순환시키는 팬, 레이저 가스를 냉각시키는 열교환기 등은 도시를 생략하고 있다. 또한, 도2의 측면도에서 예비전리부(15)의 도시는 생략되어 있다.
이 가스 레이저 장치는 레이저 챔버(1)의 상부벽에 방전공간의 길이에 따라 절연 베이스(21)가 기밀하게 넣어지고, 그 레이저 챔버(1) 내측 중앙에 다른쪽 주전극(예컨대 캐소드)(3)이 부착되고, 절연 베이스(21)를 관통하여 전류 도입부재(23)에 의해 고압전원(10)에 접속되어 있다. 여기서, 고압전원(10)은 도5의 피킹 콘덴서(C3)보다 좌측의 비선형 인덕턴스(Lm)를 포함하는 회로부분에 대응한다.
레이저 챔버(1)내에서 주전극(3)의 양측에 따라 한쌍의 통전부재(25)가 선단을 향하여 상호 가까워지도록 절연 베이스(21)에 부착되어 있고, 통전부재(25)의 선단사이와 그 양측으로 퍼지도록 도전성 베이스(26)가 걸쳐져 있고, 한쌍의 통전부재(25)의 선단간의 주전극(3)에 대향하는 위치의 도전성 베이스(26)상에는 한쪽 주전극(4)(예컨대 애노드)이 부착되어 있다.
또한, 도전성 베이스(26)의 한쌍의 통전부재(25)의 선단이 접속되어 있는 위치의 양쪽 외측의 상부영역에 있어, 각각의 통전부재(25)를 통해서 주전극(3, 4)간의 주방전 공간이 예상되는 위치에는 유전체 통체(8)를 사이에 두고 외전극(9)과내전극(7)이 대향 배치되어 이루어지는 예비전리부(15)가 배치되어 있고, 외전극(9)은 도전성 베이스(26)에 직접 접속되어 있으며, 또한, 내전극(7)은 도시하지 않은 단자를 통하여 고압전원(1O)의 콘덴서(C11)와 콘덴서(C12) 사이에 접속되어 있다.
또한, 레이저 챔버(1) 외부에는 전류 도입부재(23) 양측에 병렬접속의 다수의 콘덴서로 이루어지는 피킹 콘덴서(C3)가 접속되고, 그 피킹 콘덴서(C3)는 절연 베이스(21)를 관통하고 있는 전류 도입부재(24)를 사이에 두고 통전부재(25)에 접속되어 있다.
그리고, 통전부재(25)는 도2의 측면도로부터 명백한 바와같이, 소정간격으로 세로로 연장되는 가는 통전부를 제거하고 도려내 개구부(27)로 한 도전판으로 구성되어 있고, 이 개구부(27)를 통과해 주전극(3, 4)간의 주 방전 공간에 레이저 가스류(2)가 지장없이 흐르게 되어 있고, 또한, 예비전리부(15)에서의 코로나 방전에 의해 생기는 자외선(16)이 개구부(27)를 통과하여 주전극(3, 4)사이의 주방전 공간에 도달하게 되어 있다.
이 도1의 구성에 있어서, 일점 쇄선으로 둘러싸인 부분이 도5에 관해 설명한 방전 회로 루프를 구성하고 있고, 절연 베이스(21)를 관통한 전류 도입부재(23), 전류 도입부재(23)에 접속되어 있는 주전극(3), 주전극(4), 주전극(4)이 설치되어 있는 도전성 베이스(26), 도전성 베이스(26)에 접속되어 있는 통전부재(25), 통전부재(25)와 접속되고, 절연 베이스(21)를 관통한 전류 도입부재(24), 전류 도입부재(24)와 전류 도입부재(23)가 접속된 피킹 콘덴서(C3)로 구성되어 있다.
이 실시예와 도6의 종래 기술의 상이점은 도전성 베이스(26)와 절연 베이스(21)를 관통한 전류 도입부재(24)에 각 단부가 접속된 통전부재(25)의 배치에 있다. 도6의 종래 기술에 있어서는, 통전부재(25)와 도전성 베이스(21)의 접속점이 예비전리부(15)의 외측(주전극(4)과 반대측)에 배치되어 있는데 대해, 본 실시예에 있어서는 통전부재(25)와 도전성 베이스(21)의 접속점이 주전극(4)과 예비전리부(15)의 사이가 되도록 배치되어 있다.
이와 같이, 한쪽 주전극(4)과 예비전리부(15) 사이를 통전부재(25)가 통과하도록 함으로써, 주전극(4)의 양측에 예비전리부(15)를 배치하여 도전성 베이스(21)의 크기를 그다지 작게 할 수 없음에도 불구하고, 방전 회로 루프의 주전극(4)으로부터 도전성 베이스(26), 통전부재(25)를 경유하여 전류 도입부재(24)에 도달하는 경로를 짧게 할 수 있어, 방전 회로 루프의 단면적을 보다 작게 할 수 있다.
또한, 상기한 바와같이, 예비전리부(15)에서 발생한 예비전리용의 자외선(16)이 주 방전 공간에 도달하도록, 통전부재(25)에는 도2에 도시하는 개구부(27)가 형성되어 있다.
그런데, 일반적으로 가스 레이저 장치에 있어서는, 주전극(3, 4)사이에서 주 방전 발생후에는 그 주 방전 공간에 존재하는 레이저 가스의 온도분포 등이 불균일하게 되어, 그대로는 다음번 주 방전이 불균일하게 되어 효율적으로 레이저 발진을 시킬 수 없다. 이 때문에, 다음번 주 방전이 발생하기 전에, 주 방전 공간에 위치하는 레이저 가스를 치환하기 위해서, 레이저 챔버(1)안으로 레이저 가스를 도시하지 않은 팬으로 순환시키고 있다. 그 레이저 가스류를 도1에 부호 2로 표시한다. 통전부재(25)의 상기 개구부(27)는 이 주 방전 공간을 흐르는 순환 레이저 가스류(2)가 주방전 공간에 도달하는 것을 저해하지 않는 작용도 가진다. 개구부(27)의 한장의 금속판의 개구율은 90% 이상으로 하면 효과적이다.
통전부재(25)는 복수의 얇은 평판을 레이저 가스류(2), 자외선(16)이 통과하는 개구부(27)를 확보하도록 소정간격마다 배치하여 구성해도, 한장의 금속판에 개구부(27)를 형성하도록 구성해도 되지만, 후자쪽이 이하의 점에서 유리하다.
도1, 도2의 구성에서 통전부재(25)는 주전극(4)과 예비전리부(15)간에 배치된다. 복수의 얇은 평판을 소정간격마다 배치하여 개구부(27)를 확보하는 경우, 복수의 얇은 평판의 두께는 그 자체의 강도를 확보하기 위해, 어느정도의 두께가 필요해진다. 이 때, 레이저 가스류(2)의 방향과 수직방향으로 두껍게 하면 레이저 가스류(2)에 방해가 되므로, 레이저 가스류(2)의 방향과 평행한 방향으로 두껍게 된다. 그러면, 이 두께분만큼 주 방전 공간에서 예비전리부(15)가 멀어지므로, 방전부재의 두께가 두꺼워짐에 따라 주방전 공간에 도달하는 자외선(16)의 강도가 그만큼 저하하여 예비전리가 약해지고, 레이저 특성이 저하되게 된다.
한편, 후자의 경우는 한장의 금속판에 개구부(27)를 도려내 형성한 일체 구조이므로, 레이저 가스류(2)의 방향과 평행한 방향의 두께를 전자에 비해 얇게 해도, 강도를 확보할 수 있다, 이 때문에, 전자의 경우에 비해 주 방전 공간에 예비전리부(15)를 가깝게 할 수 있고, 주 방전 공간에 도달하는 자외선(16)의 강도가 강하게 되고 예비전리가 강하게 되어, 레이저 특성을 향상시킬 수 있다.
상기 실시예를 변형한 본 발명의 제2 실시예의 가스 레이저 장치의 요부 레이저 발진방향에 수직인 단면도를 도3에, 도4에 그 측면도를 도시한다. 이 실시예의 제1 실시예와의 상이점은 도1, 도2의 통전부재(25)와, 예비전리부(15)의 외전극(9)을 일체화한 점에 있다. 그 이외는 제1 실시예와 동일하다.
본 실시예의 경우, 통전부재(25)의 측면에 예비전리부(15)의 유전체 통체(8)에 근접하는 위치에 외전극(9)을 구성하는 직선상의 금속부재를 용접 등으로 일체화하고, 이 외전극(9)이 예비전리부(15)의 내전극(7) 주위의 유전체 통체(8) 외면에 접하도록 부착하면 된다.
이 실시예에 있어서는, 통전부재(25)와 외전극(9)이 일체화하고 있으므로, 제1 실시예보다 주 방전 공간에 예비전리부(15)를 가깝게 할 수 있고, 주 방전 공간에 도달하는 자외선(16)의 강도가 강하게 되어 예비전리가 강해져, 레이저 특성을 향상시킬 수 있다.
상기 제1 실시예 혹은 제2 실시예의 구성을 채용함으로써, 본 발명자가 제작한 가스 레이저 장치에 있어서, 방전회로의 인덕턴스를 종래 1OnH 있던 것을 6nH로 할 수 있었다.
이상, 본 발명의 자외선을 방출하는 가스 레이저 장치를 실시예에 의거하여 설명했는데, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 다양한 변형이 가능하다.
이상의 설명에서 명백한 바와같이, 본 발명의 자외선을 방출하는 가스 레이저 장치에 있어서는, 통전부재(25)와 도전성 베이스(26)의 접속점을 주전극(4)과예비전리부(15) 사이가 되도록 배치하였으므로, 방전 회로 루프의 주전극(4)으로부터 도전성 베이스(26), 통전부재(25)를 경유하여 전류 도입부재(24)에 이르는 경로를 짧게 할 수 있고, 방전 회로 루프의 단면적을 작게 할 수 있다.
또한, 통전부재(25)에 개구부(27)를 형성함으로써, 예비전리용의 자외선(16)이 통전부재(25)에 차단되지 않고, 주 방전 공간에 도달할 수 있고, 또한, 주 방전 공간을 흐르는 순환 레이저 가스류(2)의 주 방전 공간에의 도달이 저해되지 않는다.
특히, 통전부재(25)를 한 장의 금속판에 개구부(27)를 도려내 형성한 일체 구조로 하면, 레이저 가스류(2)의 방향과 평행한 방향의 두께를 얇게 할 수 있으므로, 주 방전 공간에 예비전리부(15)를 가깝게 할 수 있고, 주 방전 공간에 도달하는 자외선(16)의 강도가 강해지고 예비전리가 강해져, 레이저 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 통전부재(25)와 외전극(9)을 일체화하면, 주 방전 공간에 예비전리부(15)를 가깝게 할 수 있고, 주 방전 공간에 도달하는 자외선(16)의 강도가 강해지고 예비전리가 강해져, 레이저 특성을 향상시킬 수 있다.

Claims (3)

  1. 레이저 가스가 봉입되고, 이 레이저 가스를 내부에서 순환시키는 순환수단을 가지는 레이저 챔버와, 이 레이저 챔버내에 소정 간격 이간하여 배치된 한쌍의 주 방전 전극과, 이 한쌍의 주 방전 전극에 병렬로 접속된 피킹 콘덴서로 이루어지는 방전회로와, 유전체를 사이에 두고 제1 전극과 제2 전극이 대향배치되어 이루어지는 예비전리수단을 가지고, 이 예비전리수단이 한쪽 주 방전 전극을 따라 그 양측에 근접하여 배치되어 이루어지는 자외선을 방출하는 가스 레이저 장치에 있어서,
    상기 한쪽 주 방전 전극과 상기 피킹 콘덴서가 상기 한쪽 주 방전 전극과 상기 예비전리수단과의 사이를 통과하는 통전부재에 의해 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 자외선을 방출하는 가스 레이저 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 통전부재는 개구를 형성한 도전판으로 구성되고, 그 개구는 상기 주 방전 전극사이의 주 방전 공간을 통과하는 레이저 가스가 통과하고, 또한, 상기 예비전리수단에서의 자외선이 상기 주방전 공간에 도달하도록 배치
    되어 있는 것을 특징으로 하는 자외선을 방출하는 가스 레이저 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 예비전리수단은 유전체 물질로 덮인 제2 전극과, 제2 전극 주위의 유전체 물질의 외면에 접하는 제1 전극으로 구성되며, 상기 통전부재와 상기 제1 전극이 일체화되어 있는 것을 특징으로 하는 자외선을 방출하는 가스레이저 장치.
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