JPH0341790A - ガスレーザ装置 - Google Patents

ガスレーザ装置

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JPH0341790A
JPH0341790A JP1175696A JP17569689A JPH0341790A JP H0341790 A JPH0341790 A JP H0341790A JP 1175696 A JP1175696 A JP 1175696A JP 17569689 A JP17569689 A JP 17569689A JP H0341790 A JPH0341790 A JP H0341790A
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JP
Japan
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gas
laser
circulation path
particulate
laser device
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Pending
Application number
JP1175696A
Other languages
English (en)
Inventor
Hitoshi Takeuchi
仁 竹内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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Publication of JPH0341790A publication Critical patent/JPH0341790A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/03Constructional details of gas laser discharge tubes
    • H01S3/036Means for obtaining or maintaining the desired gas pressure within the tube, e.g. by gettering, replenishing; Means for circulating the gas, e.g. for equalising the pressure within the tube

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

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】 [a業上の利用分野] 本発明は、例えばエキシマレーザ装置に応用される、微
粒子除去機構を備えたガスレーザ装置に関する。
[従来の技術] 種々の用途が開発され、多くの分野で使用されているガ
スレーザ装置、特に強制循環させたレーザガスを放電励
起させて比較的高出力を得るようなガスレーザ装置にお
いては、運転に伴ない、レーザチャンバ内にガス状また
は微粒子状の不純物が発生し蓄積される。これらの不純
物は、電極材料等が蒸発して再凝固したり、レーザチャ
ンバ内に残留した有機物が分解されたり、レーザガスや
不純物から新たに物質が合成されたりして発生したもの
で、時間とともに増加してレーザガスを汚染する。これ
らの不純物は、光共振に係るレーザ光を吸収してレーザ
出力を低下させる。また、放電領域の電界分布を攪乱し
、ガス分子の運動を妨害して放電を不安定にする。従っ
て、レーザガス中の微粒子が増加するとガスレーザ装置
の性能は著しく低下する。特に、放電型エキシマレーザ
装置では、化学的に活性なハロゲンガスを用いるために
微粒子が大量に発生し、この微粒子は、レーザガスの高
速循環に伴ない放電領域に侵入して装置の正常な運転を
比較的短時間で損ねた。
従って、通常の放電型エキシマレーザ装置には不純物除
去機構が設けられてレーザガス中の不純物量を一定以下
に抑えている。
不純物の内でも、ガス状または液体微粒子状のものに対
しては、低温による吸着や凝固を利用した低温除去装置
が実用化されている。しかし、レーザガスの強制循環に
より舞い上がってチャンバ内を循環する固体微粒子に対
しては、低温による吸着や凝固作用が期待できないので
レーザガス流路にフィルタを挿入して捕獲除去する試み
が行われている。
微粒子除去機構を備えた第1従来例のエキシマレーザ装
置の構成を第5図に示す。第1従来例はレーザチャンバ
2内のレーザガスを、放電電極4とガス冷却器5との間
で、ガス循環ファン3によりガス流Fとして循環させる
°構成である。ここでは、ステンレスの細かいメツシュ
で形成されたフィルタ7がガス循環経路上に設置され、
微粒子を捕獲する。第1従来例では、後述するように、
フィルタ7におけるレーザガス循環経路の圧力損失が問
題となるが、レーザガスとともに循環する微粒子は必ず
フィルタ7を通過する。
レーザガス循環経路における圧力損失を解決した第2従
来例のエキシマレーザ装置の構成を第6図に示す。第1
従来例の場合と同じ構成、機能を有する部材には同じ符
号を付しである。
第2従来例は、ダクト10とフィルタ8と循環ポンプ9
とからなる副循環経路を有していて、チャンバ2内のレ
ーザガスの一部を取り出しフィルタ8で微粒子を除去し
た後、再度チャンバ2内へ強制的に戻す構成である。
[発明が解決しようとする課題] 第1従来例のエキシマレーザ装置では、フィルタ7は、
ガス循環経路におけるガス流路全体をふさぐから、メツ
シュ密度を高くして捕獲効率を上昇するとレーザガス流
の圧力損失が拡大する。しかし、メツシュ密度を低くす
ると圧力損失は低くなるが微粒子の捕獲効率も低下する
。加えてフィルタ7は、装置運転に伴ない微粒子による
目すまりを発生して圧力損失を大きくしてガス流Fを妨
げる。
第2従来例のエキシマレーザ装置では、チャンバ2内の
レーザガス循環経路における圧力損失とフィルタ8とは
無関係であるが、フィルタ8を通らないチャンバ2内の
レーザガス循環経路を循環する微粒子は捕獲されないか
ら、フィルタ8の効果は限られたものとなる。また、ポ
ンプ9の能力を向上させればフィルタ8の効果も上がる
が、ポンプ9の大容量化は装置の製作と維持管理の観点
から不都合である。
本発明は、ガス流の圧力損失が小さく微粒子の捕獲効率
が高い微粒子除去機構を備えたガスレーザ装置を提供す
ることを目的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明に係るガスレーザ装置は、レーザチャンバ内のレ
ーザガスを循環させるガス循環手段を有する。また、レ
ーザガスの循環経路におけるガス流路の曲がり部の内部
壁面に、微粒子を捕獲する除去手段を備える。
[作 用] 本発明に係るガスレーザ装置のガス循環手段はレーザチ
ャンバ内のレーザガスを強制的に循環させて効率的なレ
ーザガスの冷却を行い、レーザガスの急速な劣化を阻止
して放電状態を安定に維持する。しかし、ガスレーザ装
置の運転に伴ないレーザチャンバ内には、次第に不要な
微粒子が増加してレーザガスを汚染する。ガス循環手段
は、レーザガス中に微粒子を混合攪拌する。
また、除去手段は、レーザガスの流れと並行して設けら
れるからレーザガスの流れを直接には妨げない、しかし
ながら除去手段は、ガス流路の曲がり部の内壁、特に曲
がりの外側の内壁に設けられるから、レーザガスから微
粒子を効率的に分離して捕獲することができる。すなわ
ち、レーザガス流の曲がりは微粒−子に遠心力を作用さ
せて外側方向への微粒子の濃縮と除去手段への衝突とが
弓き起こされる。
[実施例] 第1図は、本発明の第1実施例のガスレーザ装置の概略
な構成を示す。放電電極4とガス冷却器5との間にレー
ザチャンバ2で構成された循環経路を有し、ガス循環フ
ァン3が、レーザガスを強制循環する構成である。これ
により、循環経路の曲がり部に折れ曲がったガス流Fが
形成される。
このガス流Fに接する循環経路の曲がり部の内壁に微粒
子吸着材1が設けられている。
微粒子吸着材1は、化学的に活性なレーザガスと直接接
触するから、耐食性の高い各種材料が使用される。すな
わち、耐食性金属(SUS316L、Ni等)や耐食性
有機物(フッ素樹脂等)や耐食性セラミックスが採用さ
れる。また、加工形状としては、メツシュや多孔質の薄
膜材やばらばらにならない様にメツシュ等で束ねて固定
されたウール状の1IiI!維の各形状が選択される。
ここではフッ素樹脂製の多孔質薄膜材を採用した。
ガス流Fは、微粒子吸着材1が設けられた循環経路の曲
がり部で急激に方向を変えるので、ガス流F中の微粒子
に対して外側に向かう遠心力が働く。このため、微粒子
は、ガス流Fから外側に追いやられ、微粒子吸着材1に
衝突する。多孔質薄膜材の微粒子吸着材1の表面には、
直径10μm〜数mmの膨大な数の孔が存在し、微粒子
はこの孔に捕えられてレーザガス中から排除される。
第2図は、本発明の第2実施例のガスレーザ装置の概略
な構成を示し、第1実施例と同様な構成と機能とを有す
る部材には、同じ符号を付しである。ここで、循環経路
の曲がり部は、並行する複数のガス流路に分割され、そ
れぞれのガス流Fを形成する。それぞれのガス流路に対
して微粒子吸着材1が設けられ、それぞれのガス流Fか
ら微粒子の除去を行う構成である。第2実施例では、微
粒子吸着材1とガス流Fとの接触表面積をS1実施例よ
りも増やすことができるから、より効率良く微粒子を捕
獲できる。
微粒子吸着材1は、微粒子吸着材のみで構成されていて
も良いが、各ガス流Fの隔壁としての強度を持たせるよ
うに補強構造を設けても良い。この補強構造は、通気性
、非通気性いずれの構造でも良い。
第3図は、本発明の第3実施例のガスレーザ装置の概略
な構成を示し、第1実施例と同様な構成と機能とを有す
る部材には、同じ符号を付しである。ここで、循環経路
の曲がり部は、対向する微粒子吸着材1により形成され
、微粒子吸着材1の折れ曲がV形状に沿ったガス流Fが
発生する。この曲がり部でも第1実施例と同様に、レー
ザガスからの微粒子の分離と固定が行われる。
第4図は、本発明の第4実施例のガスレーザ装置の概略
な構成を示し、第1実施例と同様な構成と機能とを有す
る部材には、同じ符号を付しである。ここで、微粒子吸
着材1は、ついたて状の形状を有し、循環経路の曲がり
部は、レーザガス循環経路内に互い違いに設置されたつ
いたて状の微粒子吸着材1により形成されている。対向
する微粒子吸着材1間のガス流路は、急激に折り曲げら
れたガス流Fを形成する。この曲がり部でも第1実施例
と同様なレーザガスからの微粒子の分離と固定が行われ
る。
以上の各実施例において、微粒子吸着材1は、レーザガ
スの一部分が通り抜けながら微粒子を除かれる構造であ
っても、レーザガスが通り抜けないで表面に衝突した微
粒子を捕獲する構造であっても良い、また、循環経路の
曲り部を微粒子吸着材1を含んだ一体構造のユニットに
形成して、循環経路に着脱自由に挿入する構造とするこ
とも可能である。このとき、循環経路の曲り部構造は、
より自由な選択が可能となり、例えば、円筒内側面をコ
イル状に走査する渦状の流れを形成して微粒子を分離す
るような立体的な構造とすることが可能となる。
各実施例のガスレーザ装置においては、微粒子吸着材1
によるガス流Fの圧力損失が、従来例に比べて小さいか
ら、ガス循環ファン3の負担が軽減される。また、比較
的小容量のガス循環ファンの場合でも高速のガス循環と
レーザガス中の微粒子の効率的な除去とが両立する。
さらに、微粒子吸着材1が、装置運転に伴・ない微粒子
による目すまりを起した場合、微粒子の捕磯効率は低下
するものの、従来例のような圧力損失の増大は引き起こ
さない。
[発明の効果] 本発明に係るガスレーザ装置は、除去手段によりレーザ
ガス中の微粒子を除去してレーザガスの清浄度を保つか
ら、微粒子によるレーザ光の吸収や散乱が抑制され、レ
ーザガス中での異常放電も減り、レーザ出力の長期間安
定した取出しが可能となるとともに、レーザガス寿命も
伸びる。
また、除去手段は、レーザガスの流れを直接妨げない構
造で圧力損失を小さくできるからガス循環手段の小容量
化が可能となる。さらに、循環経路の曲がり部は、レー
ザガスからの微粒子の分離を効率的なものにするから、
除去手段と組み合わせることにより、より効率的−で性
能の高い微粒子除去が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の第1実施例のガスレーザ装置の概略
な構成を示す模式図である。 第2図は、本発明の第2実施例のガスレーザ装置の概略
な構成を示す模式図である。 第3図は、本発明の第3実施例のガスレーザ装置の概略
な構成を示す模式図である。 第4図は、本発明の第4実施例のガスレーザ装置の概略
な構成を示す模式図である。 第5図は、従来例のガスレーザ装置の概略な構成を示す
模式図である。 第6図は、別の従来例のガスレーザ装置の概略な構成を
示す模式図である。 [主要部分の符号の説明]

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 レーザチャンバ内のレーザガスを循環させるガス循環手
    段を有し、 前記レーザガスの循環経路におけるガス流路の曲がり部
    の内部壁面に、微粒子を捕獲する除去手段を備えたこと
    を特徴とするガスレーザ装置。
JP1175696A 1989-07-10 1989-07-10 ガスレーザ装置 Pending JPH0341790A (ja)

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JP1175696A JPH0341790A (ja) 1989-07-10 1989-07-10 ガスレーザ装置

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JP1175696A JPH0341790A (ja) 1989-07-10 1989-07-10 ガスレーザ装置

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JPH0341790A true JPH0341790A (ja) 1991-02-22

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ID=16000650

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JP1175696A Pending JPH0341790A (ja) 1989-07-10 1989-07-10 ガスレーザ装置

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JP (1) JPH0341790A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06132582A (ja) * 1992-10-15 1994-05-13 Komatsu Ltd エキシマレーザ装置
JP2007208183A (ja) * 2006-02-06 2007-08-16 Komatsu Ltd レーザ装置
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KR20200075882A (ko) * 2017-12-05 2020-06-26 사이머 엘엘씨 레이저 방전 체임버 내의 먼지 포집용 부직포 스크린

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