JPH01251765A

JPH01251765A - エキシマレーザ装置

Info

Publication number: JPH01251765A
Application number: JP7952488A
Authority: JP
Inventors: Osamu Wakabayashi; 理若林; Yoshio Amada; 天田　芳穂
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1988-03-31
Filing date: 1988-03-31
Publication date: 1989-10-06
Anticipated expiration: 2014-08-23
Also published as: JP2936264B2

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）本光明は、エキシマレーザ装置の改良に関する。

〔従来の技術〕

エキシマレーザ装置は、レーザチャンバ内にＫｒＦ等の
レーザガスを満たし、これをサイラトロンによって、放
電、励起してレーザ発振を行なう。この際、サイラトロ
ンの耐久性を向上させるために空冷、油冷または水冷の
冷２Ｊ］装置にてサイプ１−ロンを冷却することが通常
行なわれる。

さらにレーザチャンバ内のレーザガスがｌＪ！ｌ電１ｉ
ｉ１ノ起されると、これにより各種のガス不純物がｎ１
ずる。この際、レーザガス内の不純物がレーザ光を吸収
したり、不純物がチャンバのレーザ窓（ウィンド）に付
着した不純物がレーザ光を吸収したり、散乱することに
よって、レーザ出力を低下さゼる。これは、結局ウィン
ドの耐久性を低下させることにもなる。

そこで、こうした不都合を解消すべく、たとえばラムダ
・フィシツク社（西ドイツ国）の特開昭５８−１８６９
８５号公報に記載される１キシマレーザ装置では、これ
ら不純物を第３図に示すようにチャンバ内から除去させ
るようにしている。

つまり同図に示すエキシマレーザ装置では、レーザチャ
ンバ１００の気体出口２００と、ウィンド３００に近接
する位置に設けられた気体入口４００とを管路５００に
よって連通して、この管路５００の途中に、レーザガス
循環用のポンプ６００、と循環されたレーザガスに含ま
れる不純物をトラップする静電除塵器７００と、ガスの
流れを休止させるための休止ゾーン８００を設ける。

こうした構成を備えているので、チャンバ１００内でレ
ーザ発振が行なわれ、不純物が発生したとしても、ポン
プ６００によって気体出口２００からガスが吸い出され
、静電除塵器７００によって不純物が除去される。そし
て、休止ゾーン８００にてガスは再生され、再生された
ガスがウィンド３００に吹き付けられて、ウィンドに付
着した不純物を除去する。

また、同様にチャンバ内から不純物を除去することを目
的として、管路にダストをトラップするためのフィルタ
およびガスを新鮮にするための純化装置を設けて、新鮮
なガスをウィンドに吹き何けるように構成したものもあ
る。

（発明が解決しようとする課題）ところで、従来においては、オペレータがレーザの運転
を停止する場合には、運転停止の操作によって、エキシ
マレーザ装置の全−Ｃの部分の動作が停止する。

このため、次回の運転時までレーザチャンバ内に前回の
レーザ発振の終了時にＲ１じた不純物がそのまま残留す
るとともに、ウィンドに不純物が付着したままとなり、
次回の運転時、とりわけ運転初めの間は充分なレーザ出
力が得られないということがある。また、このようなこ
とが度重なると、ウィンドの耐久性を著しく損なうこと
にもなる。さらに、サイラトロンが充分に冷却されない
で高温のまま停止されるので、これもπ型なるとサイラ
トロンの耐久四を著しく損なうことになっていた。

本発明は、こうした実情に２みてなされたもので、サイ
ラトロンおよびウィンドの耐久性を向上させるとともに
、再発振時には充分なレーザ出力を得ることができるエ
キシマレーザ装置を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

そこで、本発明の第１発明では、レーザ発振が停止して
も、サイラトロンの冷却装置を動作させるようにして、
所定時間が経過した後、同装置を停止させるようにする
。また、本発明の第２光明では、レーザ発振が停止して
も不純物をレーザガスから除去する装置を動作させるよ
うにして、所定時間が経過した後、同装置を停止させる
ようにする。

〔作用〕

すなわち、上記第１発明によればレーザ光振停止後、サ
イラトロンは充分に冷却される。これによってサイラト
ロンの耐久性が著しく向上する。

また、上記第２発明によればチャンバ内の不純物および
ウィンドに付着した不純物が除去されるので、再発振時
のスタートの際、最初から安定なレーザ出力が得られる
。これとともに、ウィンドの耐久性が著しく向上する。

〔実施例〕

以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明す
る。

第１図は、本発明に係るエキシマレーザ装置の一実施例
を概念的に示している。

同図においてレーザチャンバ１内には、レーザガス（た
とえばＫｒＦが使用される）が満たされていて、チャン
バ１内の図示していない電極間で放電が行なわれると、
レーザガスが励起してζこれによってエキシマレーザ光
が発生ずる。エキシマレーザ光は、ウィンド２．３を介
してチャンバ１の両側に配置されたりアミラー４とフロ
ントミラー５により」（振される。このようにレーザ発
振が生起されると、光振光は、この共振回路中のレーザ
チャンバ１とリアミラー４との間に挿入された図示して
いない波長選択素子によって狭帯域化された後、フロン
トミラー５から有効なレーザ光として出力される。

レーザチャンバ１内には、ブロアモータ６によって回転
作動するブロア７が配設されていて、同ブロア７は、チ
ャンバ１中のレーザガスに所定の流速を与えるものとし
て作用する。

サイラトロン８は、レーザ発振のための電気回路の一部
を憫成し、上記電極間で放電を行なうためのスイッチ素
子として機能する。

冷却装置９は、冷却用のオイルの配管９ａをサイラトロ
ン８に連通して、サイラトロン８を油冷入０するもので
ある。すなわち、配管９ａには、タンク９ｂ、オイルポ
ンプ９ｃ、オイルクーラ９ｄがそれぞれ設けられていて
、オイルポンプ９Ｃは、タンク９ｂ内に溜められている
オイルを吸い出し、配管９ａを介してサイラトロン８に
送出し、これを油冷却する。一方、オイルクーラ９ｄは
、サイラトロン８を通過し、高温となった配管９ａ内の
オイルを冷却して、サイラトロン８が常に低温のオイル
によって冷却されるようにするものである。

不純物除去装′ａ１０の管路１０ａは、レーザチャンバ
１の略中央部の気体出口１ａと、チャンバ１の両端部で
ウィンド２．３に近接する位置の気体人口１ｂ、ＩＣと
を連通ずるものであり、その管路１０ａの途中には、フ
ィルタ１０ｂ、不純物トラップ１０ｃおよびガスポンプ
１０ｄがそれぞれ設けられている。すなわち、ガスポン
プ１０ｄが駆動すると、レーザチャンバ１内のレーザガ
スがレーザ発振によって光生した不純物とともに気体出
口１ａから管路１０ａに吸引される。この際、レーザガ
ス中の不純物のうち、主に固体状のものは、フィルタ１
０ｂによって吸着され、また、主に気体状のものは、不
純物トラップ内に満たされた液体窒素によって液化され
吸収される。こうして、フィルタ１０ｂ１トラツプ１０
Ｇを通過したレーザガスは気体人口１ｂ、１ｃからチャ
ンバ１内に流入する。この際、ウィンド２，３にガスが
吹き付けられて、ウィンド２．３に付着した不純物が吹
き飛ばされる。これは再び上記フィルタ１０ｂおよびト
ラップ１０Ｇによって除去されることになるから、レー
ザチャンバ１内は常に新鮮なガスで満たされる。

ＣＰＵ１１は、上記オイルポンプ９ｃ、ブロアモータ６
およびガスポンプ１０ｄを駆動制御するとともに、エキ
シマレーザ装置全体の電源１２をＯＮ、０ＦＦｆｌＩＩ
Ｉ御するものである。

いま、エキシマレーザ装置の運転を開始すべく、オペレ
ータが操作スイッチをＯＮ側に投入すると、ｃｐｕｌｉ
から電源１２に対してＯＮ信号が出力される。これと同
時に、上記レーザ発振のための電気回路、ブロア７、冷
却装置９および不純物除去装置１０のすべてに対してＯ
Ｎ信号が出力されるので、これらブロア７、冷却装置９
、および不純物除去装置１０は、上記述べたような動作
を行なう。しかして、オペレータがレーザ発振の運転を
停止すべく、上記操作スイッチをＯＦＦに投入すると、
上記ＣＰＵ１１では、第２図に示すような処理が行なわ
れる。

以下、同図を参照してＣＰＬｌｌｌで実行される処理に
ついて説明する。

オペレータが装置の運転を停止すべく、上記操作スイッ
チをＯＦＦに投入すると、レーザ発振のための電気回路
のみに対して停止信号が出力される。これによってレー
ザ発振が停止する（ステップ１０１．１０２＞。これと
同時に、タイマが動作し、以降予設定時間Ｔ（たとえば
５分間）経過したか否かが随時判断される（ステップ１
０３）。

ステップ１０３の判断結果がＹＥＳの場合、つまリレー
ザ発振の停止から時間■経過した場合には、手順はステ
ップ１０４に移行して、オイルポンプ９ｃ、ブロアモー
タ６およびガスポンプ１０ｄのそれぞれに対して停止信
号が出力されて、これらオイルポンプ９ｃ、ブロアモー
タ６およびガスポンプ１０ｄの各動作が停止する（ステ
ップ１０４）。そして、電源１２に対して電源ＯＦＦ信
号が出力されて、エキシマレーザ装置と電源１２は遮断
されて、運転が終了する（ステップ１０５）。

このようにｃｐｕｉｉは、レーザ発振が停止したとして
も、オイルポンプ９Ｃ、ブロアモータ６およびガスポン
プ１０ｄをａ続して所定時間だけ動作させるように制御
する。これによってレーザ発振の停止時にチャンバ１内
に残留している不純物およびウィンド２，３に付着した
不純物が除去されるとともに、サイラトロン８が継続し
て冷却される。したがって、次回の運転時には、とりわ
けスタート時において前回の運転終了時に残留した不純
物に起因したレーザ出力の損失もなくなり、常に安定し
たレーザ出力を得ることができる。加えて、毎回運転時
にこうしたウィンド２．３の何着物の除去およびサイラ
トロン８の冷却がなされると、これらウィンド２．３お
よびサイラトロン８の寿命を長くすることができる。特
にウィンド２．３については交換のインターバルを従来
に較べて長くできることから、運転に伴うコストを低減
できるという効果がある。

なお、実施例では、レーザ発振の停止後、オイルポンプ
９ｃ、ブロアモータ６およびガスポンプ１０ｄをそれぞ
れ作動さゼるようにしているが、ブロアモータ６につい
ては、必ずしも作動させる必要はなく、オイルポンプ９
Ｃおよびガスポンプ１０ｄのみを作動させるような実施
も可能であり、この場合も実施例と同等の効果が得られ
る。

また、実施例では、オイルポンプ９Ｃ，ブロアモータ６
およびガスポンプ１０ｄをそれぞれ同じ時間だけ作動さ
せるようにしているが、それぞれ作動させる時間を異な
らせるようにする実施も当然可能である。

なおまた、レーザ発振後の作動時間は、不純物の除去能
力およびサイラトロンに対する冷却能力を勘案して、も
っとも効率のよい時間を決定するようにすればよい。

なお、実施例では、サイラトロンの冷却装置および不純
物除去装置の両方を備えたエキシマレーザ装置において
、これら装置をレーザ発振停止後も継続して作動ざゼる
ようにしたが、上記２つの装置のうちいずれか一方の装
置を有する工：１シマレーザ装置に対しても本発明の適
用実施は当然可能である。

また、上記２つの装置を有しているエキシマレーザ装置
であっても、レーザ発振停止後にこれら装置の両方を必
ずしも継続作動させる必要はない。

たとえば、不純物除去装置のみを継続作動させ、サイラ
トロンの冷却装置は上記発振停止と同時に停止させる実
施も可能であることはもちろんである。

〔光間の効果〕

以上説明したように本発明によれば、レーザ発振停止後
も、継続してサイラトロンの冷却または、不純物の除去
を行なってから運転を停止するようにしたので、サイラ
トロンまたは、１ンインドの耐久性が大幅に向上する。

さらに、不純物の除去を行なってから運転を停止する場
合には、レーザチャンバ内に不純物が残留していない状
態で、次回の運転を開始できるので、常に安定したレー
ザ出力が得られるという効果が冑られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るエキシマレーザ装置の一実施例
を概念的に示すブロック図、第２図は、第１図に示すＣ
ＰＵで行なわれる処理手順を示すフローチャート、第３
図は、従来のエキシマレーザ装置の構成の例示した図で
ある。１・・・レーザチャンバ、２．３・・・ウィンド、４・
・・リアミラー、５・・・フロントミラー、７・・・ブ
ロア、８・・・勺イラトロン、９・・・冷却装置、９ａ
・・・配管、９ｂ・・・タンク、９Ｃ・・・オイルポン
プ、９ｄ・・・オイルクーラ、１０・・・不純物除去装
置、１０ａ・・・管路、−１０ｂ・・・フィルタ、１０
ｃ・・・不純物トラップ、１０ｄ・・・ガスポンプ、１
１・・・ｃｐｕ、。１２・・・電源。第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　レーザチャンバ内のレーザガスを放電励起する
ために用いられるサイラトロンと、上記サイラトロンを冷却する冷却手段と、レーザ発振の停止の際、所定時間が経過した後に、上記
冷却装置の動作を停止させる手段とを具えたことを特徴とするエキシマレーザ装置。
（２）　レーザ発振によって発生したレーザガス中の不
純物を除去する除去手段と、レーザ発振の停止の際、所定時間が経過した後に、上記
除去手段の動作を停止させる手段とを具えたことを特徴とするエキシマレーザ装置。