JPH05251794A - エキシマレーザ発振器 - Google Patents
エキシマレーザ発振器Info
- Publication number
- JPH05251794A JPH05251794A JP4050280A JP5028092A JPH05251794A JP H05251794 A JPH05251794 A JP H05251794A JP 4050280 A JP4050280 A JP 4050280A JP 5028092 A JP5028092 A JP 5028092A JP H05251794 A JPH05251794 A JP H05251794A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- preionization
- discharge
- excimer laser
- shaped
- 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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Abstract
(57)【要約】
【目的】 希ガスハライドエキシマレーザ発振器の予備
電離量の均一化を行いレーザ出力、特にパルス出力の安
定化と予備電離用電極の摩耗による性能劣化を改善し電
極の長寿命化を目的とする。 【構成】 主放電電極と、その長さ方向に複数個配列さ
れた相対向する予備電離電極対を備え、少なくとも片方
の予備電離電極３（カソード）をリング状電極とし、ま
た片方を棒状電極４（アノード）とし、前記リング状電
極の中心部に前記棒状電極を配置するしたことことによ
り予備電離放電を円周に沿って行わせることができるた
め、電極の長寿命化を達成することができる。
電離量の均一化を行いレーザ出力、特にパルス出力の安
定化と予備電離用電極の摩耗による性能劣化を改善し電
極の長寿命化を目的とする。 【構成】 主放電電極と、その長さ方向に複数個配列さ
れた相対向する予備電離電極対を備え、少なくとも片方
の予備電離電極３（カソード）をリング状電極とし、ま
た片方を棒状電極４（アノード）とし、前記リング状電
極の中心部に前記棒状電極を配置するしたことことによ
り予備電離放電を円周に沿って行わせることができるた
め、電極の長寿命化を達成することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エキシマレーザ装置に
関し、特に、希ガスハライド放電励起を利用したエキシ
マレーザ装置の予備電離電極に関するものである。
関し、特に、希ガスハライド放電励起を利用したエキシ
マレーザ装置の予備電離電極に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、エキシマレーザ発振器は、紫外領
域で発振するレーザとして微細加工への応用展開が急速
に高まってきた。特に、半導体用微細加工光源としての
工業化が急がれている。
域で発振するレーザとして微細加工への応用展開が急速
に高まってきた。特に、半導体用微細加工光源としての
工業化が急がれている。
【０００３】エキシマレーザは、レーザ上準位寿命が約
１ｎｓと短いことと、グロー放電の安定期間が、負性イ
オンの形成により安定化に寄与するハロゲン分子の枯渇
により、高々１０００ｎｓと短いために、立ち上がり約
１０ｎｓ、パルス幅数１０ｎｓの短パルス放電励起を必
要とする。
１ｎｓと短いことと、グロー放電の安定期間が、負性イ
オンの形成により安定化に寄与するハロゲン分子の枯渇
により、高々１０００ｎｓと短いために、立ち上がり約
１０ｎｓ、パルス幅数１０ｎｓの短パルス放電励起を必
要とする。
【０００４】ところが、この様な短時間のうちには、２
次電子の発生やアバランシェ電離など、通常の正規グロ
ー放電形成のために要求される諸現象が発生し得ないの
で、グロー放電を行わせるためには、紫外光（ｕｖ
光）、コロナ、ｘ線などを用いた予備電離が必要であ
る。
次電子の発生やアバランシェ電離など、通常の正規グロ
ー放電形成のために要求される諸現象が発生し得ないの
で、グロー放電を行わせるためには、紫外光（ｕｖ
光）、コロナ、ｘ線などを用いた予備電離が必要であ
る。
【０００５】従来のｕｖ光予備電離法は、主放電電極の
片側にｕｖ光予備電離用電極を配置し、主放電より一定
時間前に予備電離放電を行わせる。この方法は２度の放
電をおこなわせるので二重放電法と呼ばれる。予備電離
用電極にも、切れ目のある電極に沿って直列に沿面放電
を行わせる直列式と、マルチピンを並列に配置した並列
式のものとがある。
片側にｕｖ光予備電離用電極を配置し、主放電より一定
時間前に予備電離放電を行わせる。この方法は２度の放
電をおこなわせるので二重放電法と呼ばれる。予備電離
用電極にも、切れ目のある電極に沿って直列に沿面放電
を行わせる直列式と、マルチピンを並列に配置した並列
式のものとがある。
【０００６】以下、図２を用いて従来技術を説明する。
図２は、エキシマレーザ発振器の全体概略構成図を示
す。
図２は、エキシマレーザ発振器の全体概略構成図を示
す。
【０００７】レーザチャンバー１には、絶縁体を介して
主電極２、３が相対向して配置され、主放電空間が形成
される。ある空間（絶縁空間）をもってその左右には、
予備電離電極１４、１５が、放電空間（ギャップ）を介
して、主放電電極長手方向に沿って複数本配置される。
レーザ動作は、高電圧（ＨＶ）をストレージキャパシタ
ーＣ1に印可し、スイッチＳを閉じることによりピーキ
ングキャパシターＣ2に容量移行される。移行される間
に、予備電離電極ギャップは、絶縁破壊し、導通状態と
なる。したがって予備電離が行われ、次に、主放電電極
間には、逆電圧が印可されて主放電に至り、レーザガス
を放電励起し、紙面に垂直方向の両端に配置された光学
部材（不図示）によりレーザ光を取り出す。一般的にこ
の様な方式を自動予備電離容量移行型と呼ばれる。
主電極２、３が相対向して配置され、主放電空間が形成
される。ある空間（絶縁空間）をもってその左右には、
予備電離電極１４、１５が、放電空間（ギャップ）を介
して、主放電電極長手方向に沿って複数本配置される。
レーザ動作は、高電圧（ＨＶ）をストレージキャパシタ
ーＣ1に印可し、スイッチＳを閉じることによりピーキ
ングキャパシターＣ2に容量移行される。移行される間
に、予備電離電極ギャップは、絶縁破壊し、導通状態と
なる。したがって予備電離が行われ、次に、主放電電極
間には、逆電圧が印可されて主放電に至り、レーザガス
を放電励起し、紙面に垂直方向の両端に配置された光学
部材（不図示）によりレーザ光を取り出す。一般的にこ
の様な方式を自動予備電離容量移行型と呼ばれる。
【０００８】図３は、対向する一対の予備電離用電極の
拡大図を示す。予備電離電極１４と１５との間にギャッ
プを設けるが、初期設定として約0.5ｍｍから1ｍｍのギ
ャップに調整され、放電を持続すると徐々に消耗しギャ
ップは広がる。
拡大図を示す。予備電離電極１４と１５との間にギャッ
プを設けるが、初期設定として約0.5ｍｍから1ｍｍのギ
ャップに調整され、放電を持続すると徐々に消耗しギャ
ップは広がる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように、予備電離用電極の消耗によりギャップが広がる
と、最終的にはレーザは停止する。もしくは、停止する
前にレーザ出力の不安定性をまねくことになる。
ように、予備電離用電極の消耗によりギャップが広がる
と、最終的にはレーザは停止する。もしくは、停止する
前にレーザ出力の不安定性をまねくことになる。
【００１０】発明者の実験によれば、レーザ動作（パル
ス動作）１０8ショット程度でギャップは約２ｍｍとな
った。この程度広がりはレーザ動作にはさほど問題には
ならないが、場合によっては、相対向する複数本の電極
が不均一に消耗し、ギャップが不均一になり、予備電離
量が場所的に不均一となり、主放電が不安定となる。結
果としてレーザ出力の不安定性につながる課題がある。
ス動作）１０8ショット程度でギャップは約２ｍｍとな
った。この程度広がりはレーザ動作にはさほど問題には
ならないが、場合によっては、相対向する複数本の電極
が不均一に消耗し、ギャップが不均一になり、予備電離
量が場所的に不均一となり、主放電が不安定となる。結
果としてレーザ出力の不安定性につながる課題がある。
【００１１】本発明は以上の点に鑑みてなされたもの
で、予備電離用電極の寿命を伸ばすことを目的とするも
のである。
で、予備電離用電極の寿命を伸ばすことを目的とするも
のである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、主放電電極
と、その長さ方向に複数個配列された相対向する予備電
離電極対とを備え、１方の予備電離電極をリング状電極
とし、他方の予備電離電極を棒状電極として、前記リン
グ状電極の略中心部に前記棒状電極を配置したことを特
徴とするエキシマレーザ発振器である。
と、その長さ方向に複数個配列された相対向する予備電
離電極対とを備え、１方の予備電離電極をリング状電極
とし、他方の予備電離電極を棒状電極として、前記リン
グ状電極の略中心部に前記棒状電極を配置したことを特
徴とするエキシマレーザ発振器である。
【００１３】
【作用】上記構成によれば、放電は、リング状円周に沿
って放電開始易い部分より進み、一周終えると更に二周
目に移り、消耗は除々に進行することになる。したがっ
て予備電離電極の寿命を伸ばし、レーザ出力（パルス）
の安定性を向上する。
って放電開始易い部分より進み、一周終えると更に二周
目に移り、消耗は除々に進行することになる。したがっ
て予備電離電極の寿命を伸ばし、レーザ出力（パルス）
の安定性を向上する。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面をも
とに説明する。
とに説明する。
【００１５】図１は本発明によるエキシマレーザ発振器
の予備電離用電極拡大図を示す。３は予備電離電極のア
ノード部であり、４は予備電離電極のカソード部であ
る。アノード電極３はリング形状となし、カソード電極
４はアノード電極の中心部に配置される。これら一対の
アノード部３、カソード部４によって、予備電離電極は
構成される。
の予備電離用電極拡大図を示す。３は予備電離電極のア
ノード部であり、４は予備電離電極のカソード部であ
る。アノード電極３はリング形状となし、カソード電極
４はアノード電極の中心部に配置される。これら一対の
アノード部３、カソード部４によって、予備電離電極は
構成される。
【００１６】したがって予備電離放電は、アノード部３
の内周面とカソード部４の外周との間を放電する。放電
を持続すると、それぞれ対向する電極はスパッタにより
摩耗し、ギャップが開くことにより、次々に、放電開始
し易いギャップを自動的に選び、放電を持続することに
なる。
の内周面とカソード部４の外周との間を放電する。放電
を持続すると、それぞれ対向する電極はスパッタにより
摩耗し、ギャップが開くことにより、次々に、放電開始
し易いギャップを自動的に選び、放電を持続することに
なる。
【００１７】図１では、例えば矢印の方向へ放電は移行
することになる。したがって、従来の電極に見られる様
な局部的な消耗によりそのギャップは短時間に開くのに
対して、本発明である予備電離電極を採用することによ
り、消耗は円周上でほぼ一様に起こり、電極を長寿命化
することができる。
することになる。したがって、従来の電極に見られる様
な局部的な消耗によりそのギャップは短時間に開くのに
対して、本発明である予備電離電極を採用することによ
り、消耗は円周上でほぼ一様に起こり、電極を長寿命化
することができる。
【００１８】なお、主放電等のレーザの基本動作につい
ては、従来例の説明と同様であるので省略する。
ては、従来例の説明と同様であるので省略する。
【００１９】又、少なくとも一方、特にカソード側の予
備電離電極は、スパッタ率が小さな金属材料を用いると
より効果的である。
備電離電極は、スパッタ率が小さな金属材料を用いると
より効果的である。
【００２０】さらに、リング状アノード部が、主放電電
極に実質的に対向していることはいうまでもない。
極に実質的に対向していることはいうまでもない。
【００２１】本実施例によるエキシマレーザ発振装置
は、レーザ出力安定性はいうまでもなく、特に、レーザ
パルス出力の安定性の点で優れた効果が得られる。
は、レーザ出力安定性はいうまでもなく、特に、レーザ
パルス出力の安定性の点で優れた効果が得られる。
【００２２】
【発明の効果】以上のように本実施例によれば、対向す
る予備電離電極のカソード側をリング状電極とし、更に
アノード側を棒状電極とし、カソード電極の中心部にア
ノード電極を配置することにより、カソード側内面円周
を沿って放電するため短時間にギャップは広がらないこ
とから、予備電離量は均一となり主放電は安定し結果と
してレーザ出力は安定する。また予備電離電極のは寿命
を伸ばすことができる。
る予備電離電極のカソード側をリング状電極とし、更に
アノード側を棒状電極とし、カソード電極の中心部にア
ノード電極を配置することにより、カソード側内面円周
を沿って放電するため短時間にギャップは広がらないこ
とから、予備電離量は均一となり主放電は安定し結果と
してレーザ出力は安定する。また予備電離電極のは寿命
を伸ばすことができる。
【図１】本発明の第１の実施例におけるエキシマレーザ
発振装置の予備電離用電極拡大図
発振装置の予備電離用電極拡大図
【図２】従来のエキシマレーザ発振器概略全体構成図
【図３】従来のエキシマレーザ発振器予備電離用電極拡
大図
大図
１ レーザチャンバー ２ レーザ主電極 ３ レーザ主電極 ４ 予備電離用電極 ５ 予備電離用電極 １４ 予備電離用電極 １５ 予備電離用電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高畑 憲一 神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番１ 号 松下技研株式会社内 (72)発明者 山嵜 正隆 神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番１ 号 松下技研株式会社内 (72)発明者 橋立 雄二 神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番１ 号 松下技研株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 主放電電極と、その長さ方向に複数個配
列された相対向する予備電離電極対とを備え、１方の予
備電離電極をリング状電極とし、他方の予備電離電極を
棒状電極として、前記リング状電極の略中心部に前記棒
状電極を配置したことを特徴とするエキシマレーザ発振
器。 - 【請求項２】 少なくとも片方の予備電離電極が、スパ
ッタ率の小さい金属電極であることを特徴とする請求項
１記載のエキシマレーザ発振器。 - 【請求項３】 少なくとも片方の予備電離電極は、リン
グ側が主放電電極と対向することを特徴とする請求項１
記載のエキシマレーザ発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4050280A JPH05251794A (ja) | 1992-03-09 | 1992-03-09 | エキシマレーザ発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4050280A JPH05251794A (ja) | 1992-03-09 | 1992-03-09 | エキシマレーザ発振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05251794A true JPH05251794A (ja) | 1993-09-28 |
Family
ID=12854522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4050280A Pending JPH05251794A (ja) | 1992-03-09 | 1992-03-09 | エキシマレーザ発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05251794A (ja) |
-
1992
- 1992-03-09 JP JP4050280A patent/JPH05251794A/ja active Pending
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