JPH0371682A - エキシマレーザ装置用予備電離電極 - Google Patents
エキシマレーザ装置用予備電離電極Info
- Publication number
- JPH0371682A JPH0371682A JP1206890A JP20689089A JPH0371682A JP H0371682 A JPH0371682 A JP H0371682A JP 1206890 A JP1206890 A JP 1206890A JP 20689089 A JP20689089 A JP 20689089A JP H0371682 A JPH0371682 A JP H0371682A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrodes
- discharge
- opposed
- excimer laser
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/038—Electrodes, e.g. special shape, configuration or composition
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
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- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［Ｍ業上の利用分野］
本発明は、例えば露光装置に使用される放電型エキシマ
レーザ装置に装備されて、し〜ザ発振に係る主放電を安
定化するための予備放電を行なうエキシマレーザ装置用
予備電離電極に関する。
レーザ装置に装備されて、し〜ザ発振に係る主放電を安
定化するための予備放電を行なうエキシマレーザ装置用
予備電離電極に関する。
［従来の技術］
高強度な単色光の光源として、露光装置への応用が進む
放電型エキシマレーザ装置は、ハロゲンガスを含む高圧
力なレーザガス中でパルス放電を起し、各放電ごとにそ
の放電光を共振させて紫外線パルスレーザ光を得る０通
常、このパルス放電は、対向する放電電極間に数＋ｎ５
ｅＣの直流高電圧パルスを印加して繰返されるが、パル
ス放電がこの電極空間全体にわたる−様なグロー放電と
なるように、各パルス放電に先行して電子のソースを放
電空間中に分布させておくことが試みられている。例え
ば、特開昭６３−２１８８２号公報に示されるように予
備電離電極を備え、レーザガス中で各パルス放電に先行
した予備放電を行なう方式の放電型エキシマレーザ装置
が開発された。
放電型エキシマレーザ装置は、ハロゲンガスを含む高圧
力なレーザガス中でパルス放電を起し、各放電ごとにそ
の放電光を共振させて紫外線パルスレーザ光を得る０通
常、このパルス放電は、対向する放電電極間に数＋ｎ５
ｅＣの直流高電圧パルスを印加して繰返されるが、パル
ス放電がこの電極空間全体にわたる−様なグロー放電と
なるように、各パルス放電に先行して電子のソースを放
電空間中に分布させておくことが試みられている。例え
ば、特開昭６３−２１８８２号公報に示されるように予
備電離電極を備え、レーザガス中で各パルス放電に先行
した予備放電を行なう方式の放電型エキシマレーザ装置
が開発された。
第４図は、この予備放電を行なう放電型エキシマレーザ
装置の構造の一例を示す。予備電離電極４１．４２は、
放電電極４４．４５の長手（紙面に垂直な）方向に、例
えば２Ｑｍｆｆ＋ピッチで数十対−列に配置されるが、
第４図では一対のみを示している。また、レーザチャン
バ４６内には、ハロゲンガスを含むレーザガスが２気圧
程度で充填されていて、運転中は図示しない循環系によ
り攪拌されている。
装置の構造の一例を示す。予備電離電極４１．４２は、
放電電極４４．４５の長手（紙面に垂直な）方向に、例
えば２Ｑｍｆｆ＋ピッチで数十対−列に配置されるが、
第４図では一対のみを示している。また、レーザチャン
バ４６内には、ハロゲンガスを含むレーザガスが２気圧
程度で充填されていて、運転中は図示しない循環系によ
り攪拌されている。
ここで、レーザチャンバ４６内に設けられた放電電極４
４．４５に外部の電源装置５０から、配線４８．４９を
介して直流高電圧パルスが印加されて主放電４０が発生
し、放電光は紙面に垂直な方向に対向させた図示しない
一対のミラー間で共振して、特定波長のレーザ出力光を
与える。
４．４５に外部の電源装置５０から、配線４８．４９を
介して直流高電圧パルスが印加されて主放電４０が発生
し、放電光は紙面に垂直な方向に対向させた図示しない
一対のミラー間で共振して、特定波長のレーザ出力光を
与える。
一方、予備電離電極４１．４２は、１〜２ｍｍの間隔で
対向してギャップ４３を形成していて、このギャップ４
３に外部の電源装置５０から配線４７．４９を介して主
放電と同期させた約２０ｋＶのごく短い直流電圧パルス
が印加されて予備放電を発生する。この予備放電により
発生する電離イオンとアーク光により放電電極４４．４
５間のレーザガスの予備電離が行なわれ、比較的広い放
電電極４４．４５間の間隔じも直ちに主放電４０が発生
する。
対向してギャップ４３を形成していて、このギャップ４
３に外部の電源装置５０から配線４７．４９を介して主
放電と同期させた約２０ｋＶのごく短い直流電圧パルス
が印加されて予備放電を発生する。この予備放電により
発生する電離イオンとアーク光により放電電極４４．４
５間のレーザガスの予備電離が行なわれ、比較的広い放
電電極４４．４５間の間隔じも直ちに主放電４０が発生
する。
第３図は、予備電離電極４１．４２の形状を示す。ギャ
ップ４３で対向する予備電離電極４１．４２は、直径２
〜３■の純ニツケル棒材で形成されている。
ップ４３で対向する予備電離電極４１．４２は、直径２
〜３■の純ニツケル棒材で形成されている。
［発明が解決しようとする課題］
ところで、毎回の予備放電は十数ｎ５ｅｅ程度とごく短
いもののアーク放電であるから、予備電離電極４１．４
２の対向面を効率的に蒸発させる。従って、運転に伴い
予備電離電極４１．４２は急速に消耗してギャップ４３
の間隔が拡大する。これにより、電圧印加時の予備放電
に係るギャップ４３の電位差勾配が減少して予備放電が
不安定化される。一方、放電電極４４．４５の長手方向
に多数対配置された予備放電電極４１．４２の各対にお
ける電極材の損耗速度は一様でないから、速く損耗して
間隔の拡大したギャップ４３では予備放電が発生しにく
くなり、その周辺では予備電離の効果が失われて主放電
の一様性が崩れ、レーザ出力も低下した。
いもののアーク放電であるから、予備電離電極４１．４
２の対向面を効率的に蒸発させる。従って、運転に伴い
予備電離電極４１．４２は急速に消耗してギャップ４３
の間隔が拡大する。これにより、電圧印加時の予備放電
に係るギャップ４３の電位差勾配が減少して予備放電が
不安定化される。一方、放電電極４４．４５の長手方向
に多数対配置された予備放電電極４１．４２の各対にお
ける電極材の損耗速度は一様でないから、速く損耗して
間隔の拡大したギャップ４３では予備放電が発生しにく
くなり、その周辺では予備電離の効果が失われて主放電
の一様性が崩れ、レーザ出力も低下した。
［課題を解決するための手段］
本発明に係るエキシマレーザ装置用予備電離電極は、対
向する一対の電極のすくなくとも一方を断面積が対向面
から後退するに従い次第に減少するように形成した。
向する一対の電極のすくなくとも一方を断面積が対向面
から後退するに従い次第に減少するように形成した。
［作用］
本発明に係るエキシマレーザ装置用予備電離電極は、主
放電に先立ってアーク放電を発生してレーザガスの予備
電離を行なうもので、運転に伴い消耗して対向間隔を拡
大する。ここで、対向する予備電離電極の少なくとも片
方は、その断面積が対向面から後退するに従い次第に減
少する形状であるから、消耗による対向間隔の拡大は対
向面積の縮小となる。ところで、電極の対向面積が縮小
すると、対向部分の局所的な電界の集中が強まりアーク
放電の開始が容易となるから、電極消耗による電極間の
電位差勾配の減少が引き起す予備放電の不安定化を補う
。従って、予備放電が不安定化するまでの電極消耗許容
量が増して電極寿命が伸びる。
放電に先立ってアーク放電を発生してレーザガスの予備
電離を行なうもので、運転に伴い消耗して対向間隔を拡
大する。ここで、対向する予備電離電極の少なくとも片
方は、その断面積が対向面から後退するに従い次第に減
少する形状であるから、消耗による対向間隔の拡大は対
向面積の縮小となる。ところで、電極の対向面積が縮小
すると、対向部分の局所的な電界の集中が強まりアーク
放電の開始が容易となるから、電極消耗による電極間の
電位差勾配の減少が引き起す予備放電の不安定化を補う
。従って、予備放電が不安定化するまでの電極消耗許容
量が増して電極寿命が伸びる。
［発明の実施例コ
本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は、本発明の第１実施例に係るエキシマレーザ装
置用予備電離電極の要部の形状を示す。
置用予備電離電極の要部の形状を示す。
本実施例の予備電離電極１１．１２は、第４図に示す従
来の放電型エキシマレーザ装置の予備電離電極の対向部
分の形状に本発明を応用したものであり、ギャップ１３
において主放電に先行するアーク放電を発生し、周囲の
レーザガスを予備電離する。
来の放電型エキシマレーザ装置の予備電離電極の対向部
分の形状に本発明を応用したものであり、ギャップ１３
において主放電に先行するアーク放電を発生し、周囲の
レーザガスを予備電離する。
一般に、高電圧を印加された対向するビン間でのスパー
ク開始電圧Ｖ。は、ビンの対向面積Ｓが小さい程、また
、ビンの対向間隔ｄが小さい程低くなる。そこで、ビン
の断面積を対向面から後退するに従って次第に小さくす
れば、ビンの消耗による対向間隔ｄの拡大に起因するス
パーク開始電圧Ｖ０の増加は、同時に起こる対向面積Ｓ
の縮小に起因するｖｏの減少により相殺される。
ク開始電圧Ｖ。は、ビンの対向面積Ｓが小さい程、また
、ビンの対向間隔ｄが小さい程低くなる。そこで、ビン
の断面積を対向面から後退するに従って次第に小さくす
れば、ビンの消耗による対向間隔ｄの拡大に起因するス
パーク開始電圧Ｖ０の増加は、同時に起こる対向面積Ｓ
の縮小に起因するｖｏの減少により相殺される。
第１実施例の予備電離電極１１．１２は、両方とも断面
積を対向面から後退するに従って次第に小さく形成して
あり、消耗によるギャップ１３の拡大を同時に起こる対
向面積の縮小で補い、予備電離の効果を安定に維持する
。
積を対向面から後退するに従って次第に小さく形成して
あり、消耗によるギャップ１３の拡大を同時に起こる対
向面積の縮小で補い、予備電離の効果を安定に維持する
。
第２図は、本発明の第２実施例に係るエキシマレーザ装
置用予備電離電極の要部の形状を示す。
置用予備電離電極の要部の形状を示す。
第２実施例の予備電離電極２１．２２は、第１実施例の
予備室ｉｔ極１１．１２の片方を平板型の電極としたも
ので、ギャップ２３において同様にアーク放電を発生し
周囲のレーザガスを予備電離する。このとき、ギャップ
２３の拡大は主に予備型１ｍｌ電極２１ （断面積が対
向面から後退するに従い小さくなる）側で発生し、その
消耗による対向面積の縮小が引き起こす電界の集中の高
まり効果は、対向する電極が平板状なために第１実施例
よりも顕著である。また、第２実施例では、平板型の予
備電離電極２２の電極極性を消耗の優勢な極性に選択す
ればより長寿命となる。
予備室ｉｔ極１１．１２の片方を平板型の電極としたも
ので、ギャップ２３において同様にアーク放電を発生し
周囲のレーザガスを予備電離する。このとき、ギャップ
２３の拡大は主に予備型１ｍｌ電極２１ （断面積が対
向面から後退するに従い小さくなる）側で発生し、その
消耗による対向面積の縮小が引き起こす電界の集中の高
まり効果は、対向する電極が平板状なために第１実施例
よりも顕著である。また、第２実施例では、平板型の予
備電離電極２２の電極極性を消耗の優勢な極性に選択す
ればより長寿命となる。
［発明の効果］
本発明に係るエキシマレーザ装置用予備電離電極は、電
極消耗による対向間隔の拡大に起因する予備放電の不安
定化を、同時に起こる対向面積の縮小に起因する予備放
電の容易化で補って主放電に先行する予備電離の効果を
安定に：維持する。従って、放電型エキシマレーザ装置
を長期使用しても、従来例で述べたような複数の電極間
でばらついた不安定な予ｍ電離状態の発生はより長期間
抑制され、主放電とともにレーザ出力の長期に渡る安定
化が可能となるから、エキシマレーザ装置そのもののメ
ンテナンス寿命が伸びる。
極消耗による対向間隔の拡大に起因する予備放電の不安
定化を、同時に起こる対向面積の縮小に起因する予備放
電の容易化で補って主放電に先行する予備電離の効果を
安定に：維持する。従って、放電型エキシマレーザ装置
を長期使用しても、従来例で述べたような複数の電極間
でばらついた不安定な予ｍ電離状態の発生はより長期間
抑制され、主放電とともにレーザ出力の長期に渡る安定
化が可能となるから、エキシマレーザ装置そのもののメ
ンテナンス寿命が伸びる。
第１図は、本発明に係る第１実施例のエキシマレーザ装
置用予備電離電極の要部の構造を示す模式図である。 第２図は、本発明に係る第２実施例のエキシマレーザ装
置用予備電離電極の要部の構造を示す模式図である。 第３図は、従来のエキシマレーザ装置用予備電離電極の
要部の構造を示す模式図である。 第４図は、従来の放電型エキシマ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］ １１・・・予備電離電極 １２・・・予備電離電極 １３・・・ギャップ
置用予備電離電極の要部の構造を示す模式図である。 第２図は、本発明に係る第２実施例のエキシマレーザ装
置用予備電離電極の要部の構造を示す模式図である。 第３図は、従来のエキシマレーザ装置用予備電離電極の
要部の構造を示す模式図である。 第４図は、従来の放電型エキシマ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］ １１・・・予備電離電極 １２・・・予備電離電極 １３・・・ギャップ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 対向する一対のエキシマレーザ装置用予備電離電極にお
いて、 前記電極のすくなくとも一方を、その断面積が対向面か
ら後退するに従い次第に減少するように形成したことを
特徴とするエキシマレーザ装置用予備電離電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1206890A JPH0371682A (ja) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | エキシマレーザ装置用予備電離電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1206890A JPH0371682A (ja) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | エキシマレーザ装置用予備電離電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0371682A true JPH0371682A (ja) | 1991-03-27 |
Family
ID=16530747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1206890A Pending JPH0371682A (ja) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | エキシマレーザ装置用予備電離電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0371682A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003054179A (ja) * | 2001-08-09 | 2003-02-26 | Mitsubishi Pencil Co Ltd | 筆記具の軸筒 |
-
1989
- 1989-08-11 JP JP1206890A patent/JPH0371682A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003054179A (ja) * | 2001-08-09 | 2003-02-26 | Mitsubishi Pencil Co Ltd | 筆記具の軸筒 |
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