JPH0685365A - エキシマレーザ発振装置 - Google Patents
エキシマレーザ発振装置Info
- Publication number
- JPH0685365A JPH0685365A JP23400592A JP23400592A JPH0685365A JP H0685365 A JPH0685365 A JP H0685365A JP 23400592 A JP23400592 A JP 23400592A JP 23400592 A JP23400592 A JP 23400592A JP H0685365 A JPH0685365 A JP H0685365A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- main discharge
- preionization
- laser gas
- discharge
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザ発振の高繰り返し化を計るとともに放
電が局所的に集中せず、高繰り返し運転時のレーザガス
流速を減じることができ、高効率のエキシマレーザ発振
装置を提供する。 【構成】 レーザガスを励起する主放電電極１と、励起
したレーザガスを主放電の前に予備電離を行う予備電離
電極３とを備えたエキシマレーザ発振装置において、予
備電離電極３を主放電電極１の上流側に配置するととも
に、予備電離電極３の回りに反射板４を設ける。また反
射板４を設ける代わりに予備電離電極２からの紫外光の
一部を主放電部に導く光ファイバー装置を設けるように
する。
電が局所的に集中せず、高繰り返し運転時のレーザガス
流速を減じることができ、高効率のエキシマレーザ発振
装置を提供する。 【構成】 レーザガスを励起する主放電電極１と、励起
したレーザガスを主放電の前に予備電離を行う予備電離
電極３とを備えたエキシマレーザ発振装置において、予
備電離電極３を主放電電極１の上流側に配置するととも
に、予備電離電極３の回りに反射板４を設ける。また反
射板４を設ける代わりに予備電離電極２からの紫外光の
一部を主放電部に導く光ファイバー装置を設けるように
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体製造などに使用さ
れるエキシマレーザの高繰り返し化し技術に関する。
れるエキシマレーザの高繰り返し化し技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】図８に従来のエキシマレーザ発振装置の
放電部の要部構成を示す。１は主放電電極、２は予備電
離電極であり、レーザガスは図の矢印の方向に流され
る。レーザガスは放電によって生じた金属蒸気と温めら
れたガスを放電部から除去するために流される。放電は
予備電離電極２、主放電電極１の順に行われる。予備電
離電極２では瞬間的に非常に強いアーク放電を行い、紫
外光を発生させ、発生した紫外光により主放電電極１
ａ，１ｂ間のレーザガスを予備電離する。そこで主放電
電極１でグロー放電が行われ、レーザガスが励起され、
レーザ光が紙面に垂直方向に取り出される。主放電電極
１は図の紙面に垂直な方向に細長いかまぼこのような形
状であり、予備電離電極２は図の紙面に垂直な方向に多
数配置され、主放電電極１ａ，１ｂ間のレーザガスに均
一に紫外光を照射するようになっている。
放電部の要部構成を示す。１は主放電電極、２は予備電
離電極であり、レーザガスは図の矢印の方向に流され
る。レーザガスは放電によって生じた金属蒸気と温めら
れたガスを放電部から除去するために流される。放電は
予備電離電極２、主放電電極１の順に行われる。予備電
離電極２では瞬間的に非常に強いアーク放電を行い、紫
外光を発生させ、発生した紫外光により主放電電極１
ａ，１ｂ間のレーザガスを予備電離する。そこで主放電
電極１でグロー放電が行われ、レーザガスが励起され、
レーザ光が紙面に垂直方向に取り出される。主放電電極
１は図の紙面に垂直な方向に細長いかまぼこのような形
状であり、予備電離電極２は図の紙面に垂直な方向に多
数配置され、主放電電極１ａ，１ｂ間のレーザガスに均
一に紫外光を照射するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】主放電電極１ａ，１ｂ
間のレーザガスを均一に励起するためには主放電空間の
レーザガスを均一に予備電離する事が重要であり、予備
電離電極２はそのため主放電電極１の両側に多数配置さ
れている。ところが予備電離電極２における放電がアー
ク放電であるために、放電の際に予備電離電極２を構成
する金属が蒸発し、主放電電極１の上流側の予備電離電
極２ａ，２ｂで生成された金属蒸気はレーザガスの流れ
に乗って主放電空間に流れ込む。金属蒸気が主放電空間
に存在すると主放電が金属蒸気の存在する部分に集中
し、レーザガスが均一に励起されなくなってしまう。こ
の金属蒸気を完全に吹き飛ばすために従来のエキシマレ
ーザ発振装置では高速でレーザガスを流していた。たと
えば主放電電極１と予備電離電極２との間隔が40ｍｍだ
とすると、１ｋＨｚの繰り返し運転では約60ｍ／ｓ、５
ｋＨｚの繰り返し運転では300 ｍ／ｓものガス流速が従
来のエキシマレーザ発振装置には必要である。そのため
従来のエキシマレーザ発振装置の繰り返し数は１ｋＨｚ
程度に制限されていた。また、レーザ発振の繰り返し数
が上がってくるとレーザガスの流速は非常に早くなって
しまうのでレーザガを循環させるための動力がレーザ発
振のための放電エネルギーを上回り、システムとしての
効率を悪くしていた。
間のレーザガスを均一に励起するためには主放電空間の
レーザガスを均一に予備電離する事が重要であり、予備
電離電極２はそのため主放電電極１の両側に多数配置さ
れている。ところが予備電離電極２における放電がアー
ク放電であるために、放電の際に予備電離電極２を構成
する金属が蒸発し、主放電電極１の上流側の予備電離電
極２ａ，２ｂで生成された金属蒸気はレーザガスの流れ
に乗って主放電空間に流れ込む。金属蒸気が主放電空間
に存在すると主放電が金属蒸気の存在する部分に集中
し、レーザガスが均一に励起されなくなってしまう。こ
の金属蒸気を完全に吹き飛ばすために従来のエキシマレ
ーザ発振装置では高速でレーザガスを流していた。たと
えば主放電電極１と予備電離電極２との間隔が40ｍｍだ
とすると、１ｋＨｚの繰り返し運転では約60ｍ／ｓ、５
ｋＨｚの繰り返し運転では300 ｍ／ｓものガス流速が従
来のエキシマレーザ発振装置には必要である。そのため
従来のエキシマレーザ発振装置の繰り返し数は１ｋＨｚ
程度に制限されていた。また、レーザ発振の繰り返し数
が上がってくるとレーザガスの流速は非常に早くなって
しまうのでレーザガを循環させるための動力がレーザ発
振のための放電エネルギーを上回り、システムとしての
効率を悪くしていた。
【０００４】以上の問題を解決するには主放電電極１の
上側に予備電離電極２ａ，２ｂを設けなければ良いが上
流の予備電離電極２ａ，２ｂを使用しないと主放電空間
のレーザガスの予備電離が不足するため、放電が局所的
に集中し十分なレーザ出力を得られなくなってしまう。
上側に予備電離電極２ａ，２ｂを設けなければ良いが上
流の予備電離電極２ａ，２ｂを使用しないと主放電空間
のレーザガスの予備電離が不足するため、放電が局所的
に集中し十分なレーザ出力を得られなくなってしまう。
【０００５】従来のエキシマレーザ発振装置には高繰り
返し運転に限界があり、半導体製造などの応用において
生産スピードが制限されていた。また、高繰り返し運転
での効率が悪かった。本発明は上記の課題を解決し、エ
キシマレーザ発振装置を高繰り返し化し、生産性を上
げ、エキシマレーザ発振装置の効率を改善することを目
的とする。
返し運転に限界があり、半導体製造などの応用において
生産スピードが制限されていた。また、高繰り返し運転
での効率が悪かった。本発明は上記の課題を解決し、エ
キシマレーザ発振装置を高繰り返し化し、生産性を上
げ、エキシマレーザ発振装置の効率を改善することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明においては、予備電離電極を主放電電極に対して
レーザガス流の下流側に設けるとともに、予備電離電極
の回りに反射鏡を設けた構成とする。また反射鏡を設け
る代わりに予備電離電極からの紫外光の一部を主放電部
に導く光ファイバー装置を設けるようにしても上記目的
を達成できる。
本発明においては、予備電離電極を主放電電極に対して
レーザガス流の下流側に設けるとともに、予備電離電極
の回りに反射鏡を設けた構成とする。また反射鏡を設け
る代わりに予備電離電極からの紫外光の一部を主放電部
に導く光ファイバー装置を設けるようにしても上記目的
を達成できる。
【０００７】
【作用】放電は予備電離電極、主放電電極の順に行わ
れ、予備電離電極では瞬間的に非常に強いアーク放電を
行い、紫外光を発生させ、発生した紫外光により主放電
電極間のレーザガスを予備電離する。発生した紫外光は
直接主放電部に到達するものと反射板４によって反射さ
れて到達するものとにわかれる。つぎに主放電電極でグ
ロー放電が行われ、レーザガスが励起され、レーザ光が
取り出される。
れ、予備電離電極では瞬間的に非常に強いアーク放電を
行い、紫外光を発生させ、発生した紫外光により主放電
電極間のレーザガスを予備電離する。発生した紫外光は
直接主放電部に到達するものと反射板４によって反射さ
れて到達するものとにわかれる。つぎに主放電電極でグ
ロー放電が行われ、レーザガスが励起され、レーザ光が
取り出される。
【０００８】本発明は予備電離電極が主放電部の下流側
に設けられているので、上流側から主放電部に金属蒸気
などの不純物が流れ込むことがなく、レーザガス流れは
主放電部で生じた金属蒸気やイオンを吹き飛ばすだけで
よく、ガス流速を小さくでき、ガスを流すためのエネル
ギーを節約できる。
に設けられているので、上流側から主放電部に金属蒸気
などの不純物が流れ込むことがなく、レーザガス流れは
主放電部で生じた金属蒸気やイオンを吹き飛ばすだけで
よく、ガス流速を小さくでき、ガスを流すためのエネル
ギーを節約できる。
【０００９】
【実施例】図１に本発明によるエキシマレーザ発振装置
の一実施例の放電部の要部構成を示す。１は主放電電
極、３は予備電離電極、４は反射板である。予備電離電
極３はレーザガス流れの下流側にだけ設けられ、予備電
離電極３の周囲には反射板４が設置されている。
の一実施例の放電部の要部構成を示す。１は主放電電
極、３は予備電離電極、４は反射板である。予備電離電
極３はレーザガス流れの下流側にだけ設けられ、予備電
離電極３の周囲には反射板４が設置されている。
【００１０】放電は予備電離電極３、主放電電極１の順
に行われる。予備電離電極３では瞬間的に非常に強いア
ーク放電を行い、紫外光を発生させ、発生した紫外光に
より主放電電極間のレーザガスを予備電離する。予備電
離ピン３ａ，３ｂで発生した紫外光は一部は直接主放電
部に到達し、一部は反射板４によって反射して主放電部
に到達する。そこで主放電電極１でグロー放電が行わ
れ、レーザガスから励起され、レーザ光が取り出され
る。レーザガスは図の矢印方向に流され、放電によって
生じた金属蒸気と温められたガスを放電部から除去す
る。反射板４ａ，４ｂには予備電離電極３ａ，３ｂの通
る部分は穴があけられており、予備電離電極３ａ，３ｂ
間、主放電電極１と予備電離電極３の間が電気的に短絡
してしまわないようになっている。
に行われる。予備電離電極３では瞬間的に非常に強いア
ーク放電を行い、紫外光を発生させ、発生した紫外光に
より主放電電極間のレーザガスを予備電離する。予備電
離ピン３ａ，３ｂで発生した紫外光は一部は直接主放電
部に到達し、一部は反射板４によって反射して主放電部
に到達する。そこで主放電電極１でグロー放電が行わ
れ、レーザガスから励起され、レーザ光が取り出され
る。レーザガスは図の矢印方向に流され、放電によって
生じた金属蒸気と温められたガスを放電部から除去す
る。反射板４ａ，４ｂには予備電離電極３ａ，３ｂの通
る部分は穴があけられており、予備電離電極３ａ，３ｂ
間、主放電電極１と予備電離電極３の間が電気的に短絡
してしまわないようになっている。
【００１１】本実施例では予備電離電極３が主放電部の
下流にだけ設けられているため、上流から主放電部に金
属蒸気などの不純物が流れ込むことがない。そのため、
レーザガス流れは主放電部で生じた金属蒸気やイオンを
吹き飛ばすだけでよい。主放電部の放電幅が10ｍｍであ
れば１ｋＨｚの繰り返し運転では20ｍ／ｓ、５ｋＨｚで
も100 ｍ／ｓのガス流速があれば十分であり、ガスを流
すためのエネルギーを節約することができる。また、主
放電部に照射される紫外光も反射板４を利用することに
より、上流側にも予備電離電極が有った場合と同じ光量
を確保できる。また、反射板４の形状を工夫することに
より主放電部のレーザガスをより均一に予備電離する事
ができる。
下流にだけ設けられているため、上流から主放電部に金
属蒸気などの不純物が流れ込むことがない。そのため、
レーザガス流れは主放電部で生じた金属蒸気やイオンを
吹き飛ばすだけでよい。主放電部の放電幅が10ｍｍであ
れば１ｋＨｚの繰り返し運転では20ｍ／ｓ、５ｋＨｚで
も100 ｍ／ｓのガス流速があれば十分であり、ガスを流
すためのエネルギーを節約することができる。また、主
放電部に照射される紫外光も反射板４を利用することに
より、上流側にも予備電離電極が有った場合と同じ光量
を確保できる。また、反射板４の形状を工夫することに
より主放電部のレーザガスをより均一に予備電離する事
ができる。
【００１２】図２に他の実施例を示す。この実施例では
反射鏡５は５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，５ｆのよう
に分割して設けられており、上記実施例と同様の作用・
効果があるが、この例では図１に示す例よりもさらに発
生した紫外光を有効に利用することができる。
反射鏡５は５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，５ｆのよう
に分割して設けられており、上記実施例と同様の作用・
効果があるが、この例では図１に示す例よりもさらに発
生した紫外光を有効に利用することができる。
【００１３】又、図３、図４は反射板６に加えて、プリ
ズム７を設けたもので、プリズムを利用することにより
流路形状をもっともガスの流れの抵抗が少ない形状とし
て、反射板６からの反射紫外光を主放電電極１ａ，１ｂ
間に有効に導くことができる。尚、絶縁リップ８ａは主
放電電極１から反射板６を通じて予備電離電極３ａ，３
ｂに電流が流れて反射板６を損傷する事を防ぐために用
いる。
ズム７を設けたもので、プリズムを利用することにより
流路形状をもっともガスの流れの抵抗が少ない形状とし
て、反射板６からの反射紫外光を主放電電極１ａ，１ｂ
間に有効に導くことができる。尚、絶縁リップ８ａは主
放電電極１から反射板６を通じて予備電離電極３ａ，３
ｂに電流が流れて反射板６を損傷する事を防ぐために用
いる。
【００１４】又、図５は図３、図４の反射板６を上から
見た図である。図中３は予備電離電極である。予備電離
電極３には瞬間的に非常に大きい電流が流れる。反射板
６の反射面に誘導電流が流れることを防ぐために反射面
にはスリット８が設けられている。スリット８を設ける
事により反射板６の寿命をのばすだけでなく、予備電離
電極３のインダクタンスが減じるため、より瞬間的に大
電流を流す事ができ、強い紫外線を発生させる事ができ
る。
見た図である。図中３は予備電離電極である。予備電離
電極３には瞬間的に非常に大きい電流が流れる。反射板
６の反射面に誘導電流が流れることを防ぐために反射面
にはスリット８が設けられている。スリット８を設ける
事により反射板６の寿命をのばすだけでなく、予備電離
電極３のインダクタンスが減じるため、より瞬間的に大
電流を流す事ができ、強い紫外線を発生させる事ができ
る。
【００１５】図６には予備電離電極３ａ，３ｂによって
発生した紫外光を集光レンズ９ａ，９ｂにより集め光フ
ァイバー10ａ，10ｂを通って主放電電極１ａ，１ｂ間に
照射されるようにしたものである。この例では反射板な
どの金属を全く使わなくてすむメリットがある。また、
必要な部分に光ファイバーを導く事ができるので均一な
紫外光の照射を行う事ができる。
発生した紫外光を集光レンズ９ａ，９ｂにより集め光フ
ァイバー10ａ，10ｂを通って主放電電極１ａ，１ｂ間に
照射されるようにしたものである。この例では反射板な
どの金属を全く使わなくてすむメリットがある。また、
必要な部分に光ファイバーを導く事ができるので均一な
紫外光の照射を行う事ができる。
【００１６】図７は予備電離電極のレーザガス流れの下
流から見た形状を示すもので、図中11ａ，11ｂが予備電
離電極である。予備電離電極11ａ，11ｂを図に示したよ
うにくの字形にして対向させて設置すると予備電離電極
間の放電による紫外光が壁面側にも予備電離電極11ａ，
11ｂそれ自体に遮られる事なく届くので壁面に反射板を
設置する事によって発生した紫外光をより有効に利用す
る事ができる。
流から見た形状を示すもので、図中11ａ，11ｂが予備電
離電極である。予備電離電極11ａ，11ｂを図に示したよ
うにくの字形にして対向させて設置すると予備電離電極
間の放電による紫外光が壁面側にも予備電離電極11ａ，
11ｂそれ自体に遮られる事なく届くので壁面に反射板を
設置する事によって発生した紫外光をより有効に利用す
る事ができる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば高
繰り返し運転時のレーザガス流速を減じる事ができ高効
率の高繰り返しエキシマレーザ装置を得ることができ
る。
繰り返し運転時のレーザガス流速を減じる事ができ高効
率の高繰り返しエキシマレーザ装置を得ることができ
る。
【図１】本発明の一実施例に係るエキシマレーザ発振装
置の放電部の拡大図
置の放電部の拡大図
【図２】本発明の他の実施例を示す図
【図３】本発明の他の実施例を示す図
【図４】本発明の他の実施例を示す図
【図５】図４における反射鏡を上部より見た図
【図６】本発明の他の実施例を示す図
【図７】本発明の他の実施例を示す図
【図８】従来のエキシマレーザ発振装置の放電部の拡大
図
図
１…主放電電極 ２，３，11…予備電離電極 ４，５，６…反射板 ７…プリズム ８…スリット ９…集光レンズ 10…光ファイバー
Claims (2)
- 【請求項１】 パルス放電によってレーザガスを励起す
る主放電電極と、励起したレーザガスに均一に紫外光を
照射し主放電の前に予備電離を行う予備電離電極とを備
えたエキシマレーザ発振装置において、前記予備電離電
極を主放電電極に対してレーザガス流の下流側に設ける
とともに、予備電離電極の回りに反射板を設けた事を特
徴とするエキシマレーザ発振装置。 - 【請求項２】 パルス放電によってレーザガスを励起す
る主放電電極と、励起したレーザガスに均一に紫外光を
照射し主放電の前に予備電離を行う予備電離電極とを備
えたエキシマレーザ発振装置において、前記予備電離電
極を主放電電極に対してレーザガス流の下流側に設ける
ことともに、予備電離電極からの紫外光の一部を主放電
部に導く光ファイバー装置を設けた事を特徴とするエキ
シマレーザ発振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23400592A JPH0685365A (ja) | 1992-09-02 | 1992-09-02 | エキシマレーザ発振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23400592A JPH0685365A (ja) | 1992-09-02 | 1992-09-02 | エキシマレーザ発振装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0685365A true JPH0685365A (ja) | 1994-03-25 |
Family
ID=16964064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23400592A Pending JPH0685365A (ja) | 1992-09-02 | 1992-09-02 | エキシマレーザ発振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0685365A (ja) |
-
1992
- 1992-09-02 JP JP23400592A patent/JPH0685365A/ja active Pending
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