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JP5138480B2 - High repetition high power pulse gas laser apparatus and control method thereof - Google Patents

High repetition high power pulse gas laser apparatus and control method thereof Download PDF

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JP5138480B2
JP5138480B2 JP2008170252A JP2008170252A JP5138480B2 JP 5138480 B2 JP5138480 B2 JP 5138480B2 JP 2008170252 A JP2008170252 A JP 2008170252A JP 2008170252 A JP2008170252 A JP 2008170252A JP 5138480 B2 JP5138480 B2 JP 5138480B2
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Description

本発明は、高繰返し高出力パルスガスレーザ装置に関し、特に、露光装置用エキシマレーザ装置に関するものである。   The present invention relates to a high-repetition high-power pulse gas laser apparatus, and more particularly to an excimer laser apparatus for an exposure apparatus.

半導体デバイスの高集積化の要求に対応するため、半導体露光装置用光源には、エキシマレーザ装置が用いられている。
近年、露光装置のスループット向上と回路パターンの超微細化のため、特許文献1、特許文献2等に示されるように、発振段用レーザ及び増幅段用レーザを備えたダブルチャンバシステムで高出力化が計られている。
今後、半導体デバイスの高集積化が進んで32nmノードプロセスになると、露光装置は液浸技術による高NA(1.3〜1.5)化とダブルパターニング等の技術の導入が必要になる。この32nmノード対応露光装置の高スループット化のため、ArFエキシマレーザには、高繰返し周波数(10kHz以上)かつ高出力(100W以上)が要求されている。
In order to meet the demand for higher integration of semiconductor devices, excimer laser devices are used as light sources for semiconductor exposure apparatuses.
In recent years, in order to improve the throughput of the exposure apparatus and make the circuit pattern ultra-fine, as shown in Patent Document 1, Patent Document 2, etc., the output is increased by a double chamber system including an oscillation stage laser and an amplification stage laser. Is measured.
In the future, as the integration of semiconductor devices progresses and the node process becomes 32 nm, the exposure apparatus needs to increase the NA (1.3 to 1.5) by the immersion technique and introduce techniques such as double patterning. In order to increase the throughput of this 32-nm node exposure apparatus, an ArF excimer laser is required to have a high repetition frequency (10 kHz or more) and a high output (100 W or more).

ダブルチャンバシステムは、高出力化の要求に答えるため、高光品位(スペクトル性能など)、小出力のレーザ光をつくる発振段レーザと、そのレーザ光を増幅する増幅段レーザで構成されている。ダブルチャンバシステムの形態としては、増幅段チャンバに共振器ミラーを設けないMOPA(Master Oscillator Power Amplifier)方式と共振器ミラーを設けるMOPO(Master Oscillator Power Oscillator)方式とに大別される。   In order to respond to the demand for higher output, the double chamber system is composed of an oscillation stage laser that produces laser light with high light quality (spectral performance, etc.) and small output, and an amplification stage laser that amplifies the laser light. The form of the double chamber system is roughly classified into a MOPA (Master Oscillator Power Amplifier) system in which no resonator mirror is provided in the amplification stage chamber and a MOPO (Master Oscillator Power Oscillator) system in which a resonator mirror is provided.

32nmノードプロセス用の露光装置用光源には10kHz以上の繰返し周波数が要求されている。高繰返し動作での問題は、放電安定性である。エキシマレーザは間欠的に放電を起こして、レーザガスを励起し、レーザ発振させる。この時、繰返し周波数を増加させて放電間隔を短くすると、放電は正常なグロー放電からストリーマ放電、アーク放電への変化し、不安定になる。これは、放電時の瞬間的な熱膨張によるガス密度の希薄化と、放電によって生成されるイオン、活性種、電極からの飛散ダストなどの残留によって、放電抵抗が著しく低下するためである。放電が不安定になると利得が不均一で小さくなり、エネルギーが低下する。   A light source for an exposure apparatus for a 32 nm node process is required to have a repetition frequency of 10 kHz or more. The problem with high repetitive operation is discharge stability. The excimer laser intermittently discharges to excite the laser gas and cause laser oscillation. At this time, if the repetition frequency is increased to shorten the discharge interval, the discharge changes from normal glow discharge to streamer discharge and arc discharge and becomes unstable. This is because the discharge resistance is remarkably lowered due to the dilution of the gas density due to instantaneous thermal expansion during discharge and the remaining of ions, active species, scattered dust from the electrodes, and the like generated by the discharge. When the discharge becomes unstable, the gain becomes non-uniform and small, and the energy decreases.

図8にガスレーザ装置のレーザチャンバの断面図を示す。
レーザチャンバ101の中には電極間にレーザガスを流すためのクロスフローファン121と放電したレーザガスを冷却するための熱交換器122と放電励起させるためのアノード131とカソード電極132とクロスフローファン121によって流れるレーザガスを電極間に効率よく流すための風ガイド123からなっている。
また、電源133と電極132の間には絶縁セラミックス124が設けられ、さらに、電極131の近くには予備電離電極125が設けられている。
電源133より、予備電離電極125に電圧を印加して、まず、放電空間を予備電離した後、電極131,132間にパルス電圧を印加して、カソード電極132とアノード電極132間に電流を流し、放電させる。
放電により発生したある波長の光を、共振器で選別、増幅することでエキシマレーザが発振する。
FIG. 8 shows a cross-sectional view of the laser chamber of the gas laser apparatus.
In the laser chamber 101, there are a cross flow fan 121 for flowing a laser gas between the electrodes, a heat exchanger 122 for cooling the discharged laser gas, an anode 131 for discharging excitation, a cathode electrode 132, and a cross flow fan 121. It consists of a wind guide 123 for efficiently flowing the flowing laser gas between the electrodes.
An insulating ceramic 124 is provided between the power supply 133 and the electrode 132, and a preliminary ionization electrode 125 is provided near the electrode 131.
A voltage is applied from the power source 133 to the preionization electrode 125. First, the discharge space is preionized, then a pulse voltage is applied between the electrodes 131 and 132, and a current flows between the cathode electrode 132 and the anode electrode 132. Discharge.
The excimer laser oscillates by selecting and amplifying light of a certain wavelength generated by the discharge with a resonator.

エキシマレーザを高い動作周波数で動作させる場合には、放電安定性が問題となる。上記のように、エキシマレーザでは、間欠放電を起こして、レーザガスを励起し、レーザ発振させるが、繰り返し周波数を増加させると、この間欠放電が安定に生成できなくなるからである。これは、高繰り返し化を行うと、放電が正常なグロー放電ではなく、アーク放電、ストリーマ放電に変化し、放電中のレーザ利得が均一でなくなり、レーザ発振に必要な利得長が確保できなくなるからだと考えられている。
放電によって生成されるイオン、活性種などの放電生成物、電極からの飛散ダスト、デブリはガスの放電抵抗を著しく低下させる。また、放電によって、ガス希薄部が生じ、この部分は相対的にガス圧力が低いため、放電抵抗が小さい。よって、この部分(放電生成物)が、電極近傍に存在すると、次に生じる放電が、電極間ではなく、この部分に生じてしまう。
そこで、レーザガスをアノード131とカソード電極132間に放電方向に略直交する方向に流し、この放電生成物を次の放電が発生する前に電極の近傍から遠ざける必要がある。
When the excimer laser is operated at a high operating frequency, discharge stability becomes a problem. As described above, the excimer laser causes intermittent discharge to excite the laser gas and cause laser oscillation. However, if the repetition frequency is increased, this intermittent discharge cannot be generated stably. This is because if the repetition rate is increased, the discharge changes from a normal glow discharge to an arc discharge or streamer discharge, and the laser gain during discharge is not uniform, and the gain length necessary for laser oscillation cannot be secured. It is believed that.
Ions generated by discharge, discharge products such as active species, scattered dust and debris from the electrode significantly reduce the discharge resistance of the gas. Further, due to the discharge, a gas lean portion is generated, and since this portion has a relatively low gas pressure, the discharge resistance is small. Therefore, when this portion (discharge product) is present in the vicinity of the electrodes, the next generated discharge occurs not in the electrodes but in this portion.
Therefore, it is necessary to flow laser gas between the anode 131 and the cathode electrode 132 in a direction substantially perpendicular to the discharge direction, and to keep the discharge product away from the vicinity of the electrode before the next discharge occurs.

一般に、エキシマレーザにおける、動作可能な繰返し周波数は、クリアランスレシオ(CR:Clearance Ratio)と関連付けて説明される。クリアランスレシオ(CR)は電極間ガス流速をV、放電間隔時間をt、放電幅をWとすると以下の式で表される。
CR=Vt/W … (1)
クリアランスレシオ(CR)が大きい方が、上記放電時の瞬間的な熱膨張によるガス密度の希薄化、放電により生成するイオン、活性種、電極からの飛散ダストなどを、放電空間から遠ざけることができる。
このため、クリアランスレシオ(CR)が大きければ、安定な放電が得られる。必要なクリアランスレシオ(CR)の値は、レーザ装置の用途によって異なるが2程度以上は必要になる。露光装置用光源のように、高いエネルギー安定性が要求される用途では、大きなクリアランスレシオ(CR)が必要になる。
In general, an operable repetition frequency in an excimer laser is described in relation to a clearance ratio (CR). The clearance ratio (CR) is represented by the following equation, where V is the gas flow velocity between electrodes, t is the discharge interval time, and W is the discharge width.
CR = Vt / W (1)
When the clearance ratio (CR) is large, the gas density is diluted by instantaneous thermal expansion during the discharge, ions generated by the discharge, active species, scattered dust from the electrode, etc. can be kept away from the discharge space. .
For this reason, if the clearance ratio (CR) is large, stable discharge can be obtained. The required clearance ratio (CR) value differs depending on the application of the laser apparatus, but about 2 or more is required. In applications where high energy stability is required, such as a light source for an exposure apparatus, a large clearance ratio (CR) is required.

繰返し周波数を現状の6kHzから10kHzに上げると放電間隔は167μsecから100μsecに短くなる。6kHz動作時と同じCR値を確保するには、(1)式より電極間ガス流速(V)を1.67倍にするか、放電幅(W)を1/1.67にする必要がある。
特許文献3では、放電幅(W)を小さくすることにより、10kHz以上の高繰返し動作を達成している。この方式は、ダブルチャンバシステムにおける発振段レーザのような比較的エネルギーが小さい用途においては有効であるが、増幅段レーザのようなエネルギーが大きい用途では問題がある。ビームサイズが小さくなるため、高エネルギーではエネルギー密度が高くなり、フロントミラーやウィンドゥなどの光学素子が損傷してしまう。
When the repetition frequency is increased from the current 6 kHz to 10 kHz, the discharge interval is shortened from 167 μsec to 100 μsec. In order to ensure the same CR value as when operating at 6 kHz, it is necessary to increase the gas flow velocity (V) between electrodes by 1.67 times or the discharge width (W) by 1 / 1.67 from the equation (1). .
In Patent Document 3, a high repetitive operation of 10 kHz or more is achieved by reducing the discharge width (W). This method is effective in applications where energy is relatively low, such as an oscillation stage laser in a double chamber system, but there is a problem in applications where energy is high such as an amplification stage laser. Since the beam size is reduced, the energy density is increased at high energy, and the optical elements such as the front mirror and the window are damaged.

他の高繰返し動作を実現する方法として、シングルスチャンバシステムにおいては特許文献4で、ダブルチャンバシステムにおいては前記特許文献3や、特許文献5で、同一共振器内に二対の電極を配置して、放電を半周期ずらして交互発振する方法が示されている。例えば、5kHz動作で必要なCR値が得られているチャンバ内に二対の電極を配置して交互発振すれば10kHzの動作が可能になる。
この方法は、単独発振時と同じビームサイズにできるので、高エネルギーでもエネルギー密度が高くならない。このため、ダブルチャンバシステムの増幅段レーザのようなエネルギーが大きい用途にも適用可能である。
As another method for realizing high repetitive operation, two pairs of electrodes are arranged in the same resonator in Patent Document 4 in a single chamber system and in Patent Document 3 and Patent Document 5 in a double chamber system. A method of alternately oscillating by shifting the discharge by half a cycle is shown. For example, if two pairs of electrodes are arranged in a chamber in which a necessary CR value is obtained at 5 kHz operation and oscillates alternately, operation at 10 kHz becomes possible.
Since this method can make the beam size the same as that during single oscillation, the energy density does not increase even at high energy. For this reason, it is applicable also to the use with big energy like the amplification stage laser of a double chamber system.

特開2001−156367号公報JP 2001-156367 A 特開2001−24265号号公報JP 2001-24265 A 特開2008−78372号公報JP 2008-78372 A 特開昭63−98172号公報JP-A-63-98172 米国特許第7006547号明細書U.S. Pat. No. 7,600,547

上述のように、5kHz動作で必要なCR値が得られているチャンバ内に二対の電極を配置して交互発振すれば10kHzの動作が可能である。しかし、繰返し周波数を上げると、8kHz程度の繰返し周波数からエネルギーが下がることがわかった。
これは、二対の電極の光軸が同じために発生する。一方の電極対での放電により生成したレーザ光は、他方の電極対の放電空間を通り共振する。なお、以下では、二対の電極対によるそれぞれの放電空間を、それぞれ放電部という。
As described above, if two pairs of electrodes are arranged in a chamber in which a CR value required for 5 kHz operation is obtained, and alternately oscillate, operation at 10 kHz is possible. However, it was found that when the repetition frequency was increased, the energy decreased from a repetition frequency of about 8 kHz.
This occurs because the optical axes of the two pairs of electrodes are the same. The laser beam generated by the discharge at one electrode pair resonates through the discharge space of the other electrode pair. Hereinafter, each discharge space by two pairs of electrodes is referred to as a discharge portion.

例えば、5kHz交互発振による10kHz動作の場合、一方の電極対での放電により生成したレーザ光は、放電から10kHzの間隔の100μsecしか経過していない他方の電極対の放電空間を通る。
放電時、ガスは瞬間的に過熱されて熱膨張し、ガス密度が希薄化する。このガス密度が希薄化した部分はガス流で移動するが、100μsecでは十分に移動できないため、レーザ光がこのガス密度が希薄化した部分を通る。希薄化した部分は他より屈折率が小さいため、ここを通ったレーザ光は屈折し共振器外に出てエネルギーが低下する。
このため、5kHz動作で必要なCR値が得られているチャンバ内に二対の電極を配置して交互発振すると、10kHz動作は可能であるが、ある繰返し周波数からエネルギーが低下する。
For example, in the case of 10 kHz operation by alternating 5 kHz oscillation, the laser light generated by the discharge at one electrode pair passes through the discharge space of the other electrode pair in which only 100 μsec at an interval of 10 kHz has elapsed from the discharge.
During discharge, the gas is instantaneously heated and thermally expanded, and the gas density is diluted. The portion where the gas density is diluted moves in the gas flow, but cannot move sufficiently in 100 μsec, so the laser beam passes through the portion where the gas density is diluted. Since the diluted portion has a lower refractive index than the others, the laser light passing therethrough is refracted and goes out of the resonator, reducing the energy.
For this reason, when two pairs of electrodes are arranged in a chamber in which a CR value necessary for 5 kHz operation is obtained and alternately oscillates, 10 kHz operation is possible, but energy decreases from a certain repetition frequency.

本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、同一共振器内に複数組の電極を配置して交互発振することにより、一対の電極の時の複数倍の繰返し周波数で動作させる高繰返し高出力パルスガスレーザ装置において、ガス密度が希薄化した部分をレーザ光が通ることにより生ずる他方の放電部でのエネルギー損失をなくし、高繰返し高出力が可能なパルスガスレーザ装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and by arranging a plurality of sets of electrodes in the same resonator and alternately oscillating, a high repetition rate operation is performed at a repetition frequency that is multiple times that of a pair of electrodes. An object of the present invention is to provide a pulse gas laser device capable of high output and high output by eliminating the energy loss in the other discharge part caused by laser light passing through a portion where the gas density is diluted in the output pulse gas laser device. .

同一共振器内に二対の電極を配置して交互発振することにより、一対時の2倍の繰返し周波数で動作させる高繰返し高出力パルスガスレーザ装置において、他方の放電部でのエネルギー損失を抑制する方法として、以下の3つが考えられる。
(1)ガス流速を上げて、希薄化した部分を遠くに移動させる。
(2)ガス密度が希薄化する部分の幅(放電方向に対して垂直方向)を狭くする。
(3)ダブルチャンバシステムにおいて、増幅段レーザのビーム幅(放電方向に対して垂直方向)を狭くする。
本発明者は、ガス流速を上げて、希薄化した部分を遠くに移動させる方法を検討した。希薄化した部分でのエネルギーの損失を抑制するには、レーザ光のビーム幅(放電方向に対して垂直方向)をWb、放電時の瞬間的な熱膨張でガス密度が希薄化する部分の幅(放電方向に対して垂直方向)をWh、放電間隔をt(それぞれの放電の間隔、5kHz交互発振による10kHz動作では200μsec)とすると、ガス流速を以下の(2)より算出されるV1以上にすれば良いことを見出した。
V1={(Wb+Wh)/2}/(t/2)…(2)
それぞれの放電に必要なガス流速V2は、CR値をRcとし、放電幅をWdとすると、前記(1)式より、以下の(3)式が得られる。
V2=Rc×Wd/t …(3)
ここで、V1とV2の関係は、次の(4)式となる。
V1>V2 …(4)
これは、Wb≒Wd、Wb<Whの関係があり、さらに、(4)式の関係が変わるほど、大きなCR値を必要とするレーザ装置の用途はほとんどないためである。
以上より、同一共振器内に二対の電極を配置して交互発振することにより、一対時の2倍の繰返し周波数で動作させる方法において、放電していない他方の放電部でのエネルギー損失のない、高繰返し高出力パルスガスレーザ装置は、ガス流速をV1以上にすることにより達成できる。
また、ガス流速をV2の2倍以上に上げると、単独で2倍の繰返し周波数で動作可能であるので、交互発振する意味がない。
よって、以下の(5)式を満たすガス流速Vにすることにより、上記目的を達成することができる。
V1≦V<2×V2 …(5)
By disposing two pairs of electrodes in the same resonator and alternately oscillating, in a high repetition high power pulse gas laser device operating at a repetition frequency twice as high as that of one hour, energy loss in the other discharge part is suppressed. The following three methods are conceivable.
(1) Increase the gas flow rate and move the diluted portion further away.
(2) The width of the portion where the gas density is diluted (the direction perpendicular to the discharge direction) is narrowed.
(3) In the double chamber system, the beam width (a direction perpendicular to the discharge direction) of the amplification stage laser is narrowed.
The inventor studied a method of moving the diluted portion far by increasing the gas flow rate. To suppress energy loss in the diluted portion, the beam width of the laser beam (perpendicular to the discharge direction) is Wb, and the width of the portion where the gas density is diluted due to instantaneous thermal expansion during discharge Assuming Wh (perpendicular to the discharge direction) and discharge interval t (each discharge interval, 200 μsec for 10 kHz operation with 5 kHz alternating oscillation), the gas flow rate is greater than or equal to V1 calculated from (2) below. I found what I should do.
V1 = {(Wb + Wh) / 2} / (t / 2) (2)
As for the gas flow velocity V2 required for each discharge, when the CR value is Rc and the discharge width is Wd, the following equation (3) is obtained from the equation (1).
V2 = Rc × Wd / t (3)
Here, the relationship between V1 and V2 is the following equation (4).
V1> V2 (4)
This is because there is a relationship of Wb≈Wd, Wb <Wh, and there is almost no application of a laser device that requires a large CR value as the relationship of the expression (4) changes.
From the above, in the method of operating at a repetition frequency twice as high as that of one pair by arranging two pairs of electrodes in the same resonator and alternately oscillating, there is no energy loss in the other discharge part that is not discharged. The high repetition high power pulse gas laser apparatus can be achieved by setting the gas flow rate to V1 or higher.
Also, if the gas flow rate is increased to more than twice V2, it can be operated independently at twice the repetition frequency, so there is no point in alternating oscillation.
Therefore, the said objective can be achieved by setting it as the gas flow velocity V which satisfy | fills the following (5) Formula.
V1 ≦ V <2 × V2 (5)

以上に基づき、本発明においては、次のようにして前記課題を解決する。
(1)高繰返し高出力パルスガスレーザ装置は、レーザガスが封入されたレーザチャンバと、前記レーザチャンバ内部に配置され、所定間隔離間して対向する一対の電極よりなる電極対と、前記電極対を放電させるためのパルス状の電圧を前記電極対へ印加する電源回路と、前記一対の電極間を通過するレーザガスを循環させるクロスフローファンと、レーザ光のビーム幅(放電方向に対して垂直方向)をWb、放電時の瞬間的な熱膨張でガス密度が希薄化する部分の幅(放電方向に対して垂直方向)をWh、放電間隔をt、放電幅をWdとし、CR値としてRc(2以上の数)が設定された場合、前記クロスフローファンによって発生するガス流の流速Vが以下の式(1)〜(3)を満たすように、前記クロスフローファンの回転数を設定する設定手段と、を備えることを特徴とする。
V1≦V<2×V2…(1)
V1={(Wb+Wh)/2}/(t/2)…(2)
V2=Rc×Wd/t…(3)
(2)高繰返し高出力パルスガスレーザ装置は、レーザガスが封入されたレーザチャンバと、前記レーザチャンバ内部にレーザ光の光路に沿って配列し、それぞれ所定間隔離間して対向する一対の電極よりなる複数の電極対と、前記一対の電極を放電させるためのパルス状の電圧を前記複数の電極対に順次印加し、該複数の電極対間に所定の時間隔で順次放電を発生させる電源回路と、前記電極間を通過するレーザガスを循環させるクロスフローファンと、レーザ光のビーム幅(放電方向に対して垂直方向)をWb、放電時の瞬間的な熱膨張でガス密度が希薄化する部分の幅(放電方向に対して垂直方向)をWh、放電間隔をt、放電幅をWdとし、CR値としてRc(2以上の数)が設定された場合、前記クロスフローファンによって発生するガス流の流速Vが以下の式(1)〜(3)を満たすように、前記クロスフローファンの回転数を設定する設定手段と、を備えることを特徴とする。
V1≦V<2×V2…(1)
V1={(Wb+Wh)/2}/(t/2)…(2)
V2=Rc×Wd/t…(3)
(3)上記(1)において、前記電源回路から前記電極対へ印加する前記パルス状の電圧の繰返し周波数は、4kHz以上であることを特徴とする。
(4)上記(1)または(3)において、前記設定手段は、前記電源回路から前記電極対へ印加する前記パルス状の電圧の繰返し周波数が4kHz以上である場合、前記クロスフローファンによって発生するガス流の流速Vが52m/s以上となるように、前記クロスフローファンを設定することを特徴とする。
(5)上記(2)において、前記電源回路から前記電極対へ印加する前記パルス状の電圧の繰返し周波数は、8kHz以上であることを特徴とする。
(6)上記(2)または(5)において、前記設定手段は、前記電源回路から前記複数の電極対へ順次印加する前記パルス状の電圧の繰返し周波数が8kHz以上である場合、前記クロスフローファンによって発生するガス流の流速Vが52m/s以上となるように、前記クロスフローファンを設定することを特徴とする。
(7)上記(1)〜(6)のいずれかにおいて、前記ガス密度が希薄化する部分の幅Whは、マッハツェンダー干渉法により計測された幅であることを特徴とする。
(8)上記(1)〜(7)のいずれかの高繰返し高出力パルスガスレーザ装置は、発振段レーザと、増幅段レーザとからなる注入同期式レーザ装置における増幅段レーザであって、前記増幅段レーザのレーザチャンバ内に、前記電極対が配置されていることを特徴とする。
(9)レーザガスが封入されたレーザチャンバと、前記レーザチャンバ内部に配置され、所定間隔離間して対向する一対の電極よりなる電極対と、前記電極対を放電させるためのパルス状の電圧を前記電極対へ印加する電源回路と、前記一対の電極間を通過するレーザガスを循環させるクロスフローファンとを備える高繰返し高出力パルスガスレーザ装置の制御方法であって、レーザ光のビーム幅(放電方向に対して垂直方向)をWb、放電時の瞬間的な熱膨張でガス密度が希薄化する部分の幅(放電方向に対して垂直方向)をWh、放電間隔をt、放電幅をWdとし、CR値としてRc(2以上の数)が設定された場合、前記クロスフローファンによって発生するガス流の流速Vが以下の式(1)〜(3)を満たすように、前記クロスフローファンの回転数を設定する設定工程を含むことを特徴とする。
V1≦V<2×V2…(1)
V1={(Wb+Wh)/2}/(t/2)…(2)
V2=Rc×Wd/t…(3)
(10)レーザガスが封入されたレーザチャンバと、前記レーザチャンバ内部にレーザ光の光路に沿って配列し、それぞれ所定間隔離間して対向する一対の電極よりなる複数の電極対と、前記一対の電極を放電させるためのパルス状の電圧を前記複数の電極対に順次印加し、該複数の電極対間に所定の時間隔で順次放電を発生させる電源回路と、前記電極間を通過するレーザガスを循環させるクロスフローファンとを備える高繰返し高出力パルスガスレーザ装置の制御方法であって、レーザ光のビーム幅(放電方向に対して垂直方向)をWb、放電時の瞬間的な熱膨張でガス密度が希薄化する部分の幅(放電方向に対して垂直方向)をWh、放電間隔をt、放電幅をWdとし、CR値としてRc(2以上の数)が設定された場合、前記クロスフローファンによって発生するガス流の流速Vが以下の式(1)〜(3)を満たすように、前記クロスフローファンの回転数を設定する設定工程を含むことを特徴とする。
V1≦V<2×V2…(1)
V1={(Wb+Wh)/2}/(t/2)…(2)
V2=Rc×Wd/t…(3)
Based on the above, in the present invention, the above-described problems are solved as follows.
(1) A high-repetition high-power pulse gas laser device includes: a laser chamber in which a laser gas is sealed; an electrode pair that is disposed inside the laser chamber and is opposed to each other with a predetermined interval; and discharges the electrode pair A power supply circuit that applies a pulsed voltage to the electrode pair, a cross flow fan that circulates a laser gas that passes between the pair of electrodes, and a beam width of the laser light (perpendicular to the discharge direction). Wb is the width (perpendicular to the discharge direction) of the portion where the gas density is diluted by instantaneous thermal expansion during discharge, Wh, the discharge interval is t, the discharge width is Wd, and the CR value is Rc (2 or more) The number of rotations of the cross flow fan is set so that the flow velocity V of the gas flow generated by the cross flow fan satisfies the following formulas (1) to (3): Setting means that, characterized in that it comprises a.
V1 ≦ V <2 × V2 (1)
V1 = {(Wb + Wh) / 2} / (t / 2) (2)
V2 = Rc × Wd / t (3)
(2) A high-repetition high-power pulse gas laser apparatus includes a laser chamber in which a laser gas is sealed, and a plurality of electrodes that are arranged along the optical path of laser light inside the laser chamber and are opposed to each other with a predetermined spacing therebetween. A power supply circuit that sequentially applies a pulsed voltage for discharging the pair of electrodes to the plurality of electrode pairs, and sequentially generates discharge at a predetermined time interval between the plurality of electrode pairs; A cross-flow fan that circulates the laser gas passing between the electrodes, the beam width of the laser beam (perpendicular to the discharge direction) is Wb, and the width of the portion where the gas density is diluted by instantaneous thermal expansion during discharge Generated by the cross-flow fan when Wh (perpendicular to the discharge direction), discharge interval t, discharge width Wd, and CR value Rc (2 or more) are set That as the flow velocity V of the gas flow satisfies the following equation (1) to (3), characterized in that it comprises a setting means for setting the rotational speed of the cross flow fan.
V1 ≦ V <2 × V2 (1)
V1 = {(Wb + Wh) / 2} / (t / 2) (2)
V2 = Rc × Wd / t (3)
(3) In the above (1), the repetition frequency of the pulse voltage applied from the power supply circuit to the electrode pair is 4 kHz or more.
(4) In the above (1) or (3), the setting means is generated by the cross flow fan when the repetition frequency of the pulse voltage applied from the power supply circuit to the electrode pair is 4 kHz or more. The cross flow fan is set so that the flow velocity V of the gas flow is 52 m / s or more.
(5) In the above (2), the repetition frequency of the pulse voltage applied from the power supply circuit to the electrode pair is 8 kHz or more.
(6) In the above (2) or (5), when the setting means has a repetition frequency of the pulse voltage applied sequentially from the power supply circuit to the plurality of electrode pairs of 8 kHz or more, the cross flow fan The cross flow fan is set so that the flow velocity V of the gas flow generated by the above becomes 52 m / s or more.
(7) In any one of the above (1) to (6), the width Wh of the portion where the gas density is diluted is a width measured by Mach-Zehnder interferometry.
(8) The high-repetition high-power pulse gas laser device according to any one of (1) to (7) is an amplification stage laser in an injection-locked laser apparatus including an oscillation stage laser and an amplification stage laser, and the amplification The electrode pair is arranged in a laser chamber of a stage laser.
(9) a laser chamber in which a laser gas is sealed, an electrode pair including a pair of electrodes disposed inside the laser chamber and facing each other at a predetermined interval, and a pulsed voltage for discharging the electrode pair A control method for a high-repetition high-power pulse gas laser apparatus comprising a power supply circuit to be applied to an electrode pair and a cross-flow fan for circulating a laser gas passing between the pair of electrodes, the beam width of the laser light (in the discharge direction) Wb is the vertical direction), Wh is the width of the portion where the gas density is diluted by instantaneous thermal expansion during discharge (perpendicular to the discharge direction), t is the discharge interval, and Wd is the discharge width. When Rc (number of 2 or more) is set as the value, the cross flow is set so that the flow velocity V of the gas flow generated by the cross flow fan satisfies the following equations (1) to (3). Characterized in that it comprises a setting step of setting a rotational speed of the fan.
V1 ≦ V <2 × V2 (1)
V1 = {(Wb + Wh) / 2} / (t / 2) (2)
V2 = Rc × Wd / t (3)
(10) A laser chamber in which a laser gas is sealed, a plurality of electrode pairs that are arranged along the optical path of laser light inside the laser chamber, and are opposed to each other at a predetermined interval, and the pair of electrodes A pulsed voltage for discharging the battery is sequentially applied to the plurality of electrode pairs, and a power supply circuit that sequentially generates discharge at a predetermined time interval between the plurality of electrode pairs, and a laser gas that passes between the electrodes are circulated. A high repetitive and high power pulse gas laser device control method comprising a cross flow fan for controlling the beam width of the laser beam (perpendicular to the discharge direction) to Wb and the gas density due to instantaneous thermal expansion during discharge. When the width of the portion to be diluted (perpendicular to the discharge direction) is Wh, the discharge interval is t, the discharge width is Wd, and Rc (number of 2 or more) is set as the CR value, the cross As the flow velocity V of the gas flow generated by the low fan satisfies the following equation (1) to (3), characterized in that it comprises a setting step of setting a rotational speed of the cross flow fan.
V1 ≦ V <2 × V2 (1)
V1 = {(Wb + Wh) / 2} / (t / 2) (2)
V2 = Rc × Wd / t (3)

本発明においては、以下の効果を得ることができる。
(1)同一共振器内に二対の電極を配置して交互発振することにより、一対時の2倍の繰返し周波数で動作させる高繰り返し高出力レーザ装置において、クロスフローファンによる生ずるガス流の流速を、一対の電極間で放電が発生した時に生じるガス密度の希薄化部分が、次に電極間で放電が発生するまでに、該放電により生ずるレーザ光の光路外に移動する流速としたので、ガス密度が希薄化した部分をレーザ光が通ることによりエネルギーが低下するのを防ぐことができる。
このため、高繰返し高出力パルスガスレーザ装置を達成することが可能となった。本発明では、15%のガス流速アップで、放電していない他方の放電部でのエネルギー損失がなくすることができた。
(2)本発明を、発振段レーザと、増幅段レーザとからなる注入同期式レーザ装置における増幅段レーザに適用することにより、一層の高出力化を図ることができる。
In the present invention, the following effects can be obtained.
(1) The flow velocity of the gas flow generated by the cross-flow fan in a high-repetition high-power laser device that operates at a repetition frequency twice as high as that of a pair of hours by arranging two pairs of electrodes in the same resonator and alternately oscillating. Since the diluted portion of the gas density generated when a discharge occurs between a pair of electrodes is the flow velocity that moves out of the optical path of the laser light generated by the discharge until the next discharge occurs between the electrodes, It is possible to prevent the energy from being lowered by the laser beam passing through the portion where the gas density is diluted.
For this reason, it has become possible to achieve a high repetition high power pulse gas laser apparatus. In the present invention, an energy loss in the other discharge part that is not discharged can be eliminated by increasing the gas flow rate by 15%.
(2) When the present invention is applied to an amplification stage laser in an injection-locked laser apparatus including an oscillation stage laser and an amplification stage laser, higher output can be achieved.

図1は、本発明の5kHz交互発振による10kHz動作の実施形態に係るレーザシステムの構成図である。
MOPO方式で、増幅段用チャンバ30内に二対の電極が配置されたダブルチャンバシステムである。なお、図1では、本発明をダブルチャンバ方式のレーザ装置に適用した場合について示しているが、シングルチャンバのレーザ装置にも同様に適用することができる。
発振段用レーザ100で高光品位(スペクトル性能など)、小出力のレーザ光が生成される。そして、増幅段用レーザ300でそのレーザ光が増幅される。すなわち、発振段用レーザ100から出力されるレーザ光の光品位(スペクトル性能など)によってレーザシステムの光品位(スペクトル性能など)が決定され、増幅段用レーザ300によってレーザシステムのエネルギーが決定される。
発振段用レーザ100は発振段用チャンバ10と、発振段用高電圧パルス発生器12と、スペクトルを狭帯域化する狭帯域化モジュール(以下LNMという)16と、フロントミラー17と、で構成される。
増幅段用レーザ300は増幅段用チャンバ30と、増幅段用高電圧パルス発生器33、34と、リアミラー36と、フロントミラー37とで構成される。
FIG. 1 is a configuration diagram of a laser system according to an embodiment of 10 kHz operation by 5 kHz alternating oscillation of the present invention.
This is a double chamber system in which two pairs of electrodes are arranged in the amplification stage chamber 30 by the MOPO method. Although FIG. 1 shows the case where the present invention is applied to a double chamber type laser apparatus, the present invention can be similarly applied to a single chamber laser apparatus.
The laser 100 for the oscillation stage generates high-light quality (spectral performance, etc.) and low-power laser light. Then, the laser light is amplified by the amplification stage laser 300. That is, the optical quality (spectral performance, etc.) of the laser system is determined by the optical quality (spectral performance, etc.) of the laser light output from the oscillation stage laser 100, and the energy of the laser system is determined by the amplification stage laser 300. .
The oscillation stage laser 100 includes an oscillation stage chamber 10, an oscillation stage high voltage pulse generator 12, a narrowband module (hereinafter referred to as LNM) 16 that narrows the spectrum, and a front mirror 17. The
The amplification stage laser 300 includes an amplification stage chamber 30, amplification stage high voltage pulse generators 33 and 34, a rear mirror 36, and a front mirror 37.

まず、発振段用レーザ100の構成と機能について説明する。
発振段用チャンバ10の内部には、互いの長手方向が平行であって且つ放電面が対向する一対の電極(カソード電極及びアノード電極)10a、10bが設けられる。この電極の間隔は、10kHz動作を実現するため、特許文献3に記載されるように、8mmとした。発振段用チャンバ10内にはアルゴン(Ar)ガス、フッ素(F2 )ガスとバッファガスのネオン(Ne)が満たされている。なお、バッファガスはヘリウム(He)でも良い。
電極10a、10bに、高電圧パルス発生器12と図示しない充電器とで構成された電源によって高電圧パルスが印加されると、電極10a、10b間で放電が生じ、ArFエキシマが形成される。
そして、LNM16とフロントミラー17で構成される共振器で共振し、レーザ光が発生する。LNM16は、拡大プリズムと波長選択素子であるグレーティング(回折格子)で構成され、レーザ光のスペクトル幅を400pmから0.3pm程度まで狭帯域化している。
First, the configuration and function of the oscillation stage laser 100 will be described.
Inside the oscillation stage chamber 10, a pair of electrodes (cathode electrode and anode electrode) 10a and 10b whose longitudinal directions are parallel to each other and whose discharge surfaces face each other are provided. The distance between the electrodes was set to 8 mm as described in Patent Document 3 in order to realize a 10 kHz operation. The oscillation stage chamber 10 is filled with argon (Ar) gas, fluorine (F 2 ) gas, and buffer gas neon (Ne). The buffer gas may be helium (He).
When a high voltage pulse is applied to the electrodes 10a and 10b by a power source composed of a high voltage pulse generator 12 and a charger (not shown), a discharge occurs between the electrodes 10a and 10b, and an ArF excimer is formed.
And it resonates with the resonator comprised by LNM16 and the front mirror 17, and a laser beam generate | occur | produces. The LNM 16 includes a magnifying prism and a grating (diffraction grating) as a wavelength selection element, and narrows the spectral width of the laser light from about 400 pm to about 0.3 pm.

また、発振段用チャンバ10の内部には、前記図8に示したようにクロスフローファン11と、図示しない熱交換器、温度センサとウィンドウが設けられる。
クロスフローファン11は、チャンバ内のレーザガスを循環させ、放電時の瞬間的な熱膨張によるガス密度の希薄化の部分、放電により生成するイオン、活性種、電極からの飛散ダストなどを、放電空間から遠ざける。熱交換器は、発振段用チャンバ10内の排熱を行う。
温度センサは、ガス温度によりエネルギーが変化するため、所望の温度に制御するためのモニタである。ウィンドウは、レーザ光の光軸上にあって発振段用チャンバ10の出力部分に設けられる。ウィンドウの材質は、レーザ光の波長193nmに対して透過性があるCaF2 である。
Further, inside the oscillation stage chamber 10, as shown in FIG. 8, a cross flow fan 11, a heat exchanger (not shown), a temperature sensor, and a window are provided.
The cross flow fan 11 circulates the laser gas in the chamber, and dilutes the gas density due to instantaneous thermal expansion during discharge, ions generated by the discharge, active species, scattered dust from the electrodes, etc. in the discharge space. Keep away from. The heat exchanger exhausts heat in the oscillation stage chamber 10.
The temperature sensor is a monitor for controlling to a desired temperature because energy changes depending on the gas temperature. The window is provided on the output portion of the oscillation stage chamber 10 on the optical axis of the laser beam. The material of the window is CaF 2 that is transparent to the wavelength of 193 nm of the laser beam.

次に、増幅段用レーザ300について説明する。
基本的な構成と機能は発振段用レーザ100と同じである。違いは二対の電極30aと30bおよび30cと30dを交互に放電することにより高繰返し動作を実現している点である。
それぞれの電極対の間隔は16mmと発振段用レーザ100より広くし、高エネルギーでもエネルギー密度が高くならないようにした。
増幅段用チャンバ30内には発振段用チャンバ10と同様にアルゴン(Ar)ガス、フッ素(F2 )ガスとバッファガスのネオン(Ne)が満たされている。なお、バッファガスはヘリウム(He)でも良い。
Next, the amplification stage laser 300 will be described.
The basic configuration and function are the same as those of the oscillation stage laser 100. The difference is that high repetition operation is realized by alternately discharging two pairs of electrodes 30a and 30b and 30c and 30d.
The distance between each electrode pair is 16 mm, which is wider than that of the laser 100 for the oscillation stage, so that the energy density is not increased even at high energy.
Similarly to the oscillation stage chamber 10, the amplification stage chamber 30 is filled with argon (Ar) gas, fluorine (F 2 ) gas, and buffer gas neon (Ne). The buffer gas may be helium (He).

増幅段用チャンバ30の内部には、発振段用レーザと同様、前記図8に示したように、クロスフローファン31と、図示しない熱交換器、温度センサとウィンドウが設けられる。クロスフローファン31は、前述したようにチャンバ内のレーザガスを循環させ、放電時の瞬間的な熱膨張によるガス密度の希薄化の部分、放電により生成するイオン、活性種、電極からの飛散ダストなどを、二対の電極30a,30b及び30c,30d間のそれぞれの放電空間から遠ざける。
熱交換器は、発振段用チャンバ10内の排熱を行う。また、温度センサは、所望の温度に制御するためのモニタである。ウィンドウは、レーザ光の光軸上にあって増幅段用チャンバ30の出力部分に設けられる。
Like the oscillation stage laser, as shown in FIG. 8, the amplification stage chamber 30 is provided with a cross flow fan 31, a heat exchanger (not shown), a temperature sensor, and a window. As described above, the cross-flow fan 31 circulates the laser gas in the chamber and dilutes the gas density due to instantaneous thermal expansion during discharge, ions generated by the discharge, active species, scattered dust from the electrodes, and the like. From the respective discharge spaces between the two pairs of electrodes 30a, 30b and 30c, 30d.
The heat exchanger exhausts heat in the oscillation stage chamber 10. The temperature sensor is a monitor for controlling to a desired temperature. The window is provided on the output portion of the amplification stage chamber 30 on the optical axis of the laser beam.

電極30a、30bに、高電圧パルス発生器33と図示しない充電器とで構成された電源によって高電圧パルスが印加されると、電極30a、30b間で放電が生じ、ArFエキシマが形成される。このArFエキシマ形成に合わせて、発振段用レーザ100からレーザ光を注入する。
注入されたレーザ光は、リアミラー36とフロントミラー37で構成される共振器で共振し、増幅される。
次に電極30c、30dに、高電圧パルス発生器34と図示しない充電器とで構成された電源によって高電圧パルスが印加されると、電極30c、30d間で放電が生じ、ArFエキシマが形成される。このArFエキシマ形成に合わせて、発振段用レーザ100からレーザ光を注入する。注入されたレーザ光は、リアミラー36とフロントミラー37で構成される共振器で共振し、増幅される。この二対の電極30aと30b、30cと30dでの放電を交互に繰り返す。
When a high voltage pulse is applied to the electrodes 30a and 30b by a power source including a high voltage pulse generator 33 and a charger (not shown), a discharge occurs between the electrodes 30a and 30b, and an ArF excimer is formed. In synchronization with this ArF excimer formation, laser light is injected from the oscillation stage laser 100.
The injected laser light is resonated and amplified by a resonator composed of a rear mirror 36 and a front mirror 37.
Next, when a high voltage pulse is applied to the electrodes 30c and 30d by a power source including a high voltage pulse generator 34 and a charger (not shown), a discharge occurs between the electrodes 30c and 30d, and an ArF excimer is formed. The In synchronization with this ArF excimer formation, laser light is injected from the oscillation stage laser 100. The injected laser light is resonated and amplified by a resonator composed of a rear mirror 36 and a front mirror 37. The discharge at the two pairs of electrodes 30a and 30b, 30c and 30d is repeated alternately.

発振段用レーザ100のフロントミラー17と増幅段用レーザ300のリアミラー36との間には、ビームエキスパンダ20と、高反射ミラー21、22と、モニタモジュール19とが設けられる。
フロントミラー17を透過したレーザ光は、ビームエキスパンダ20により、少なくとも放電方向に拡大され、高反射ミラー21でビーム方向を変え、モニタモジュール19に案内される。モニタモジュール19ではレーザ光のエネルギーをモニタしている。
その後、高反射ミラー22でビーム方向を変え、リアミラー36から増幅段用レーザ300に注入される。
注入されたレーザ光は、リアミラー36とフロントミラー37で構成される共振器で共振して増幅され、フロントミラー37側から出射する。増幅段用レーザ300の出射側にはモニタモジュール39が設けられ、出力レーザ光がモニタされる。
Between the front mirror 17 of the oscillation stage laser 100 and the rear mirror 36 of the amplification stage laser 300, a beam expander 20, high reflection mirrors 21 and 22, and a monitor module 19 are provided.
The laser light transmitted through the front mirror 17 is expanded at least in the discharge direction by the beam expander 20, the beam direction is changed by the high reflection mirror 21, and is guided to the monitor module 19. The monitor module 19 monitors the energy of the laser beam.
Thereafter, the beam direction is changed by the high reflection mirror 22, and the laser beam is injected from the rear mirror 36 into the amplification stage laser 300.
The injected laser light resonates and is amplified by a resonator composed of a rear mirror 36 and a front mirror 37 and is emitted from the front mirror 37 side. A monitor module 39 is provided on the emission side of the amplification stage laser 300 to monitor the output laser light.

5kHz交互発振による10kHz動作を、他方の放電部(交互発振しているうちの放電していない方の放電部)でのエネルギー損失のなく達成するには、クロスフローファン31による必要なガス流速は前記(2)式より52m/sになる。
なお、算出に必要なレーザ光のビーム幅(放電方向に対して垂直方向)Wbと、放電時の瞬間的な熱膨張でガス密度が希薄化した部分の幅(放電方向に対して垂直方向)Whは以下のように求めた。
ビーム幅(放電方向に対して垂直方法)Wbは、レーザを蛍光板にあて蛍光させ、その蛍光をCCDカメラで観察し算出した。図2(a)に、CCDカメラで観察したビーム幅の概念図を示す。同図のWbがビーム幅である。
また、ガス密度が希薄化した部分の幅(放電方向に対して垂直方向)Whは、マッハ・ツェンダー干渉法により、放電時の瞬間的な熱膨張によるガス密度変化を計測し、その計測結果から算出した。図2(b)にマッハ・ツェンダー干渉法により観察した希薄化した部分の概念図を示す。同図のWhは、観察したガス密度が希薄化した部分の幅である。
同様に(3)式よりガス流速V2を算出すると45m/sであり、(4)式と同様の大小関係であった。本実施形態では、52m/sのガス流速はクロスフローファン31の回転数を上げることにより実現した。回転数は、ガス流速を45m/sから52m/sにするため15%アップした。
In order to achieve the 10 kHz operation by 5 kHz alternating oscillation without energy loss in the other discharge part (the discharge part which is not oscillating alternately), the required gas flow rate by the cross flow fan 31 is It becomes 52 m / s from the said (2) Formula.
The beam width of the laser beam necessary for calculation (perpendicular to the discharge direction) Wb and the width of the portion where the gas density is diluted by instantaneous thermal expansion during discharge (perpendicular to the discharge direction) Wh was determined as follows.
The beam width (a method perpendicular to the discharge direction) Wb was calculated by irradiating a fluorescent light with a laser and observing the fluorescence with a CCD camera. FIG. 2A shows a conceptual diagram of the beam width observed with a CCD camera. Wb in the figure is the beam width.
In addition, the width of the portion where the gas density is diluted (perpendicular to the discharge direction) Wh is measured by Mach-Zehnder interferometry to measure the change in gas density due to instantaneous thermal expansion during discharge. Calculated. FIG. 2B shows a conceptual diagram of a diluted portion observed by Mach-Zehnder interferometry. Wh in the figure is the width of the portion where the observed gas density is diluted.
Similarly, when the gas flow velocity V2 is calculated from the equation (3), it is 45 m / s, which is the same magnitude relationship as in the equation (4). In the present embodiment, the gas flow rate of 52 m / s is realized by increasing the rotational speed of the cross flow fan 31. The number of revolutions was increased by 15% in order to change the gas flow rate from 45 m / s to 52 m / s.

図3にマッハ・ツェンダー干渉法により放電幅Wを計測するシステムの構成例を示す。 コヒーレントなパルスレーザ401からの光束をミラー402を介してビームエキスパインダ403に入射させ、ビームエキスパンダ403によりレーザ400の放電領域以上にビーム拡大する。
ハーフミラー404によりレーザチャンバ405を通る光束と通らない光束とに等量に2分し、一方をレーザチャンバ405に入射し、他方を高反射ミラー410を介してハーフミラー408に入射する。
レーザチャンバ405内には放電電極406が設けられ、放電電極406に放電電圧を印加し放電させることにより、レーザチャンバ405内に入射した光は放電電極406間の放電領域を通過し出力する。
レーザ400の出力光は高反射ミラー407で反射してハーフミラー408に入射し、上記高反射ミラー410を介してハーフミラー408に入射した光と重ね合わせられ、重ね合わせられた光は、干渉フィルタ409を介してICCDカメラ411に入射する。
FIG. 3 shows a configuration example of a system for measuring the discharge width W by the Mach-Zehnder interferometry. The light beam from the coherent pulse laser 401 is incident on the beam expander 403 via the mirror 402, and the beam expander 403 expands the beam beyond the discharge region of the laser 400.
The light beam passing through the laser chamber 405 and the light beam not passing through the half mirror 404 are equally divided into two, one incident on the laser chamber 405 and the other incident on the half mirror 408 via the high reflection mirror 410.
A discharge electrode 406 is provided in the laser chamber 405, and a discharge voltage is applied to the discharge electrode 406 for discharge, whereby light incident in the laser chamber 405 passes through a discharge region between the discharge electrodes 406 and is output.
The output light of the laser 400 is reflected by the high reflection mirror 407 and incident on the half mirror 408, and is superimposed on the light incident on the half mirror 408 via the high reflection mirror 410. The superimposed light is an interference filter. The light enters the ICCD camera 411 via 409.

これら二つの光束は、レーザチャンバ405を通る光束と通らない光束の間で両光束は干渉し干渉縞を発生する。すなわち。パルスレーザの波長をλとすれば、光路差Δが半波長λ/2の奇数倍であれば、二つの光束の山と谷が重なって互いに弱め合い暗い縞を生じ、 偶数倍であればお互いに強め合って明るい縞を生じる。光路差Δが像面全体で同じであれば、像は一様な明るさになる。
ここで、カソード電極406aとアノード電極406b間で放電すると電子密度が高くなり、放電部の屈折率が変化する。したがって、この干渉縞が歪む領域の幅を放電幅Wとしてこの干渉計により計測できる。
These two light beams interfere with each other between a light beam passing through the laser chamber 405 and a light beam not passing through the laser chamber 405 to generate interference fringes. That is. If the wavelength of the pulse laser is λ, if the optical path difference Δ is an odd multiple of the half-wavelength λ / 2, the peaks and valleys of the two light beams overlap and weaken each other to form dark stripes. To brighten up. If the optical path difference Δ is the same over the entire image plane, the image has uniform brightness.
Here, when discharging is performed between the cathode electrode 406a and the anode electrode 406b, the electron density increases and the refractive index of the discharge portion changes. Therefore, the width of the region where the interference fringes are distorted can be measured by the interferometer as the discharge width W.

図4に、ガス流速を52m/sとした本実施形態の場合と、45m/sとした従来技術の場合の10kHzまでのエネルギー変化を示す。
本発明の実施形態では、10kHzまでエネルギーの低下はみられない。しかし、従来技術では8kHz以降、エネルギーの低下が見られる。よって(5)式を満たすガス流速Vにすることで、同一共振器内に二対の電極を配置して交互発振することにより、一対時の2倍の繰返し周波数で動作させる方法において、他方の放電部でのエネルギー損失のない、高繰返し高出力パルスガスレーザ装置を達成できる。
FIG. 4 shows energy changes up to 10 kHz in the case of the present embodiment in which the gas flow rate is 52 m / s and in the case of the conventional technique in which the gas flow rate is 45 m / s.
In the embodiment of the present invention, no energy reduction is observed up to 10 kHz. However, in the prior art, a decrease in energy is observed after 8 kHz. Therefore, in the method of operating at a repetition frequency twice as high as that of one hour by arranging two pairs of electrodes in the same resonator and alternately oscillating by setting the gas flow velocity V satisfying the expression (5), the other A high-repetition high-power pulse gas laser device without energy loss in the discharge part can be achieved.

以上、本実施形態は、MOPO方式の構成で行ったが、図5に示す様なMOPA方式のレーザ装置にも適用可能である。
MOPA方式の場合は、増幅段用チャンバ30にリアミラー36とフロントミラー37を設けない構成になる。
その他の構成は前記図1に示したものと同様であり、発振段用レーザ100は発振段用チャンバ10と、発振段用高電圧パルス発生器12と、スペクトルを狭帯域化する狭帯域化モジュール(以下LNMという)16と、フロントミラー17とで構成される。
発振段用レーザ100のフロントミラー17と増幅段用レーザ301との間には、ビームエキスパンダ20と、高反射ミラー21、22と、モニタモジュール19とが設けられる。
As described above, the present embodiment has been performed with the MOPO system configuration, but can also be applied to a MOPA system laser apparatus as shown in FIG.
In the case of the MOPA system, the rear stage mirror 36 and the front mirror 37 are not provided in the amplification stage chamber 30.
The other configurations are the same as those shown in FIG. 1, and an oscillation stage laser 100 includes an oscillation stage chamber 10, an oscillation stage high voltage pulse generator 12, and a narrowband module for narrowing the spectrum. (Hereinafter referred to as LNM) 16 and a front mirror 17.
Between the front mirror 17 of the oscillation stage laser 100 and the amplification stage laser 301, a beam expander 20, high reflection mirrors 21 and 22, and a monitor module 19 are provided.

発振段用レーザ100からのレーザ光は、ビームエキスパンダ20により、少なくとも放電方向に拡大され、高反射ミラー21でビーム方向を変え、モニタモジュール19を介して高反射ミラー22に入射し、ここでビーム方向を変え、増幅段用レーザ301に注入される。増幅段用レーザ301は、前述したように二対の電極30aと30bおよび30cと30dを有し、これを交互に放電させることにより高繰返し動作を実現している。
増幅段用レーザ301に注入されたレーザ光は、増幅段用レーザ301で増幅され、出射する。増幅段用レーザ300の出射側にはモニタモジュール39が設けられ、出力レーザ光がモニタされる。
発振段用レーザ100、増幅段用レーザ301のチャンバ10、30内には、前述したようにクロスフローファン11,31が設けられ、クロスフローファン31によるガス流速は、前記(2)式により設定される。
なお、MOPA方式では、光が増幅段用チャンバ30内を通過する回数は1回であるが、これに限るものではない。例えば、折り返しミラーを設けて、増幅段用チャンバを複数回通過させてもよい。このように構成することにより、より高い出力のレーザ光を取り出すことが可能となる。
The laser light from the oscillation stage laser 100 is expanded at least in the discharge direction by the beam expander 20, changes the beam direction by the high reflection mirror 21, and enters the high reflection mirror 22 through the monitor module 19. The beam direction is changed and the laser beam is injected into the amplification stage laser 301. As described above, the amplification stage laser 301 has the two pairs of electrodes 30a and 30b and 30c and 30d, and realizes high repetition operation by discharging these electrodes alternately.
The laser light injected into the amplification stage laser 301 is amplified by the amplification stage laser 301 and emitted. A monitor module 39 is provided on the emission side of the amplification stage laser 300 to monitor the output laser light.
As described above, the cross flow fans 11 and 31 are provided in the chambers 10 and 30 of the oscillation stage laser 100 and the amplification stage laser 301, and the gas flow velocity by the cross flow fan 31 is set by the equation (2). Is done.
In the MOPA method, the number of times the light passes through the amplification stage chamber 30 is one, but the present invention is not limited to this. For example, a folding mirror may be provided to pass through the amplification stage chamber a plurality of times. With this configuration, it becomes possible to extract laser light with higher output.

発振段レーザ100のレーザ光の注入は、図1に示したように増幅段レーザ300のリアミラー36側に限定されるものではなくフロントミラー37側から注入してもよい。
図6にフロントミラー側から注入した場合の構成例を示す。同図(a)は側面図を示し、同図(b)は増幅段用レーザ300の上面図を示し、レーザ光の注入方法を変えた点を除き、前記図1に示したものと同様である。
前述したように、発振段用レーザ100は発振段用チャンバ10と、発振段用高電圧パルス発生器12と、スペクトルを狭帯域化する狭帯域化モジュール(以下LNMという)16と、フロントミラー17とで構成される。
発振段用レーザ100のフロントミラー17と増幅段用レーザ300との間には、ビームエキスパンダ20と、高反射ミラー21、22と、モニタモジュール19とが設けられる。
Injection of laser light from the oscillation stage laser 100 is not limited to the rear mirror 36 side of the amplification stage laser 300 as shown in FIG.
FIG. 6 shows a configuration example in the case of injection from the front mirror side. 1A shows a side view and FIG. 1B shows a top view of the amplification stage laser 300, which is the same as that shown in FIG. 1 except that the laser beam injection method is changed. is there.
As described above, the oscillation stage laser 100 includes the oscillation stage chamber 10, the oscillation stage high voltage pulse generator 12, the narrow band module (hereinafter referred to as LNM) 16 that narrows the spectrum, and the front mirror 17. It consists of.
Between the front mirror 17 of the oscillation stage laser 100 and the amplification stage laser 300, a beam expander 20, high reflection mirrors 21 and 22, and a monitor module 19 are provided.

発振段用レーザ100からのレーザ光は、ビームエキスパンダ20により少なくとも放電方向に拡大され、高反射ミラー21でビーム方向を変え、モニタモジュール19を介して高反射ミラー22に入射する。
高反射ミラー22で反射したレーザ光は、図6(b)に示すように高反射ミラー23、24で反射して、フロントミラー37側から増幅段用レーザ300のフロントミラー37とリアミラー36で構成される共振器内に注入される。増幅段用レーザ300は、前述したように二対の電極30aと30bおよび30cと30dを有し、これを交互に放電させることにより高繰返し動作を実現している。
増幅段用レーザ300に注入されたレーザ光は、フロントミラー37とリアミラー36で構成される共振器内で増幅され出射する。増幅段用レーザ300の出射側にはモニタモジュール39が設けられ、出力レーザ光がモニタされる。
発振段用レーザ100、増幅段用レーザ300のチャンバ10、30内には、前述したようにクロスフローファン11,31が設けられ、クロスフローファン31によるガス流速は、前記(2)式により設定される。
Laser light from the oscillation stage laser 100 is expanded at least in the discharge direction by the beam expander 20, changes the beam direction by the high reflection mirror 21, and enters the high reflection mirror 22 via the monitor module 19.
The laser beam reflected by the high reflection mirror 22 is reflected by the high reflection mirrors 23 and 24 as shown in FIG. 6B, and is constituted by the front mirror 37 and the rear mirror 36 of the amplification stage laser 300 from the front mirror 37 side. Injected into the resonator. As described above, the amplification stage laser 300 has the two pairs of electrodes 30a and 30b and 30c and 30d, and realizes high repetition operation by alternately discharging them.
The laser light injected into the amplification stage laser 300 is amplified and emitted in a resonator composed of a front mirror 37 and a rear mirror 36. A monitor module 39 is provided on the emission side of the amplification stage laser 300 to monitor the output laser light.
As described above, the cross flow fans 11 and 31 are provided in the chambers 10 and 30 of the oscillation stage laser 100 and the amplification stage laser 300, and the gas flow velocity by the cross flow fan 31 is set by the equation (2). Is done.

さらに、本発明の適用例は、ダブルチャンバシステムに限定されるものではなく、シングルチャンバシステムにも適用可能である。図7にシングルチャンバシステムに適用した場合の構成例を示す。
基本的な構成と機能は図1の増幅段レーザと同様であり、二対の電極40aと40bおよび40cと40dを交互に放電することにより高繰返し動作を実現している。
電極40a、40bに、高電圧パルス発生器43と図示しない充電器とで構成された電源によって高電圧パルスが印加されると、電極40a、40b間で放電が生じ、ArFエキシマが形成される。レーザ光は、リアミラー46とフロントミラー47で構成される共振器で共振し、増幅され、フロントミラー47側から出射する。レーザ400の出射側にはモニタモジュール49が設けられ、出力レーザ光がモニタされる。
レーザ400のチャンバ40内には、前述したようにクロスフローファン41が設けられ、クロスフローファン41によるガス流速は、前記(2)式により設定される。
Furthermore, the application example of the present invention is not limited to a double chamber system, but can be applied to a single chamber system. FIG. 7 shows a configuration example when applied to a single chamber system.
The basic configuration and function are the same as those of the amplification stage laser of FIG. 1, and high repetition operation is realized by alternately discharging the two pairs of electrodes 40a and 40b and 40c and 40d.
When a high voltage pulse is applied to the electrodes 40a and 40b by a power source composed of a high voltage pulse generator 43 and a charger (not shown), a discharge occurs between the electrodes 40a and 40b, and an ArF excimer is formed. The laser light is resonated by a resonator composed of a rear mirror 46 and a front mirror 47, amplified, and emitted from the front mirror 47 side. A monitor module 49 is provided on the emission side of the laser 400 to monitor the output laser light.
As described above, the cross flow fan 41 is provided in the chamber 40 of the laser 400, and the gas flow rate by the cross flow fan 41 is set by the equation (2).

本発明の実施形態に係るMOPO方式のレーザ装置の構成図である。1 is a configuration diagram of a MOPO laser device according to an embodiment of the present invention. FIG. ビーム幅と希薄化した部分の幅の計測結果を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the measurement result of the beam width and the width of the diluted portion. マッハ・ツェンダー干渉法により放電幅Wを計測するシステムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the system which measures the discharge width W by Mach-Zehnder interferometry. ガス流速を52m/sとした本実施形態の場合と、45m/sとした従来技術の場合の10kHzまでのエネルギー変化を示す図である。It is a figure which shows the energy change to 10 kHz in the case of this embodiment which made the gas flow velocity 52 m / s, and the case of the prior art which made it 45 m / s. 本発明をMOPA方式のレーザ装置に適用した構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example which applied this invention to the laser apparatus of the MOPA system. フロントミラー側注入の場合の本発明の実施形態に係るMOPO方式のレーザ装置の構成図である。It is a block diagram of the MOPO type laser apparatus which concerns on embodiment of this invention in the case of front mirror side injection | pouring. 本発明をシングルチャンバのレーザ装置に適用した場合の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example at the time of applying this invention to the laser apparatus of a single chamber. レーザ装置のレーザチャンバの断面図を示す図である。It is a figure which shows sectional drawing of the laser chamber of a laser apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

10 発振段用チャンバ
10a,10b 電極
11 クロスフローファン
12 発振段用高電圧パルス発生器
16 狭帯域化モジュール(LNM)
17 フロントミラー
19,39 モニタモジュール
100 発振段用レーザ
20 ビームエキスパンダ
21,22 高反射ミラー
23,24 高反射ミラー
30 増幅段用チャンバ
30a〜30d 電極
31 クロスフローファン
33,34 増幅段用高電圧パルス発生器
36 リアミラー
37 フロントミラー
300 増幅段用レーザ(MOPO方式)
301 増幅段用レーザ(MOPA方式)
40 チャンバ
40a〜40d 電極
41 クロスフローファン
43,44 増幅段用高電圧パルス発生器
46 リアミラー
47 フロントミラー
400 レーザ(シングルチャンバ)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Oscillation stage chamber 10a, 10b Electrode 11 Cross flow fan 12 Oscillation stage high voltage pulse generator 16 Narrow band module (LNM)
17 Front mirror 19, 39 Monitor module 100 Oscillation stage laser 20 Beam expander 21, 22 High reflection mirror 23, 24 High reflection mirror 30 Amplification stage chamber 30a-30d Electrode 31 Cross flow fan 33, 34 High voltage for amplification stage Pulse generator 36 Rear mirror 37 Front mirror 300 Laser for amplification stage (MOPO method)
301 Laser for amplification stage (MOPA method)
40 chamber 40a to 40d electrode 41 cross flow fan 43, 44 high voltage pulse generator for amplification stage 46 rear mirror 47 front mirror 400 laser (single chamber)

Claims (10)

レーザガスが封入されたレーザチャンバと、
前記レーザチャンバ内部に配置され、所定間隔離間して対向する一対の電極よりなる電極対と、
前記電極対を放電させるためのパルス状の電圧を前記電極対へ印加する電源回路と、
前記一対の電極間を通過するレーザガスを循環させるクロスフローファンと、
レーザ光のビーム幅(放電方向に対して垂直方向)をWb、放電時の瞬間的な熱膨張でガス密度が希薄化する部分の幅(放電方向に対して垂直方向)をWh、放電間隔をt、放電幅をWdとし、CR値としてRc(2以上の数)が設定された場合、前記クロスフローファンによって発生するガス流の流速Vが以下の式(1)〜(3)
V1≦V<2×V2…(1)
V1={(Wb+Wh)/2}/(t/2)…(2)
V2=Rc×Wd/t…(3)
を満たすように、前記クロスフローファンの回転数を設定する設定手段と、
を備えることを特徴とする高繰返し高出力パルスガスレーザ装置。
A laser chamber filled with a laser gas;
Disposed within said laser chamber, a pair of electrodes consisting of a pair of electrodes facing each other separated by a predetermined distance,
A power supply circuit for applying a pulse voltage for discharging the electrode pair to the electrode pairs,
A cross-flow fan for circulating laser gas passing between the pair of electrodes ;
The laser beam width (perpendicular to the discharge direction) is Wb, the width of the portion where the gas density is diluted by instantaneous thermal expansion during discharge (perpendicular to the discharge direction) is Wh, and the discharge interval is t, when the discharge width is Wd and the CR value is set to Rc (number of 2 or more), the flow velocity V of the gas flow generated by the cross flow fan is expressed by the following equations (1) to (3).
V1 ≦ V <2 × V2 (1)
V1 = {(Wb + Wh) / 2} / (t / 2) (2)
V2 = Rc × Wd / t (3)
Setting means for setting the rotational speed of the cross flow fan so as to satisfy
High repetition and high output pulse gas laser apparatus comprising: a.
レーザガスが封入されたレーザチャンバと、
前記レーザチャンバ内部にレーザ光の光路に沿って配列し、それぞれ所定間隔離間して対向する一対の電極よりなる複数の電極対と、
前記一対の電極を放電させるためのパルス状の電圧を前記複数の電極対に順次印加し、該複数の電極対間に所定の時間隔で順次放電を発生させる電源回路と、
前記電極間を通過するレーザガスを循環させるクロスフローファンと、
レーザ光のビーム幅(放電方向に対して垂直方向)をWb、放電時の瞬間的な熱膨張でガス密度が希薄化する部分の幅(放電方向に対して垂直方向)をWh、放電間隔をt、放電幅をWdとし、CR値としてRc(2以上の数)が設定された場合、前記クロスフローファンによって発生するガス流の流速V以下の(1)〜(3)
V1≦V<2×V2…(1)
V1={(Wb+Wh)/2}/(t/2)…(2)
V2=Rc×Wd/t…(3)
を満たすように、前記クロスフローファンの回転数を設定する設定手段と、
を備えることを特徴とする高繰返し高出力パルスガスレーザ装置。
A laser chamber filled with a laser gas;
A plurality of electrode pairs that are arranged along the optical path of the laser beam inside the laser chamber , each of which is a pair of electrodes facing each other at a predetermined interval;
A power supply circuit that sequentially applies a pulsed voltage for discharging the pair of electrodes to the plurality of electrode pairs, and sequentially generates discharge at a predetermined time interval between the plurality of electrode pairs ;
A cross flow fan for circulating the laser gas passing between the electrodes,
The laser beam width (perpendicular to the discharge direction) is Wb, the width of the portion where the gas density is diluted by instantaneous thermal expansion during discharge (perpendicular to the discharge direction) is Wh, and the discharge interval is t, the discharge width is Wd, if Rc (2 or more numbers) is set as the CR value, the cross flow fan thus generated gas flow velocity V of the following formulas (1) to (3)
V1 ≦ V <2 × V2 (1)
V1 = {(Wb + Wh) / 2} / (t / 2) (2)
V2 = Rc × Wd / t (3)
Setting means for setting the rotational speed of the cross flow fan so as to satisfy
High repetition and high output pulse gas laser apparatus comprising: a.
前記電源回路から前記電極対へ印加する前記パルス状の電圧の繰返し周波数は、4kHz以上であることを特徴とする請求項1に記載の高繰返し高出力パルスガスレーザ装置。2. The high-repetition high-power pulse gas laser device according to claim 1, wherein a repetition frequency of the pulse-like voltage applied from the power supply circuit to the electrode pair is 4 kHz or more. 前記設定手段は、前記電源回路から前記電極対へ印加する前記パルス状の電圧の繰返し周波数が4kHz以上である場合、前記クロスフローファンによって発生するガス流の流速Vが52m/s以上となるように、前記クロスフローファンを設定することを特徴とする請求項1または3に記載の高繰返し高出力パルスガスレーザ装置。The setting means is configured such that when the repetition frequency of the pulse voltage applied from the power supply circuit to the electrode pair is 4 kHz or more, the flow velocity V of the gas flow generated by the cross flow fan is 52 m / s or more. The high-repetition high-power pulse gas laser device according to claim 1, wherein the cross flow fan is set. 前記電源回路から前記電極対へ印加する前記パルス状の電圧の繰返し周波数は、8kHz以上であることを特徴とする請求項2に記載の高繰返し高出力パルスガスレーザ装置。3. The high-repetition high-power pulse gas laser device according to claim 2, wherein a repetition frequency of the pulse voltage applied from the power supply circuit to the electrode pair is 8 kHz or more. 前記設定手段は、前記電源回路から前記複数の電極対へ順次印加する前記パルス状の電圧の繰返し周波数が8kHz以上である場合、前記クロスフローファンによって発生するガス流の流速Vが52m/s以上となるように、前記クロスフローファンを設定することを特徴とする請求項2または5に記載の高繰返し高出力パルスガスレーザ装置。The setting means has a flow velocity V of a gas flow generated by the cross flow fan of 52 m / s or more when a repetition frequency of the pulsed voltage sequentially applied from the power supply circuit to the plurality of electrode pairs is 8 kHz or more. The high-repetition high-power pulse gas laser device according to claim 2, wherein the cross-flow fan is set so that 前記ガス密度が希薄化する部分の幅Whは、マッハツェンダー干渉法により計測された幅であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の高繰返し高出力パルスガスレーザ装置。The high repetitive high output pulse gas laser device according to any one of claims 1 to 6, wherein the width Wh of the portion where the gas density is diluted is a width measured by Mach-Zehnder interferometry. 請求項1〜7のいずれか一つに記載の高繰返し高出力パルスガスレーザ装置は、発振段レーザと、増幅段レーザとからなる注入同期式レーザ装置における増幅段レーザであって、
前記増幅段レーザのレーザチャンバ内に、前記電極対が配置されていることを特徴とする高繰返し高出力パルスガスレーザ装置。
The high repetition high power pulse gas laser device according to any one of claims 1 to 7 is an amplification stage laser in an injection-locked laser device including an oscillation stage laser and an amplification stage laser,
Wherein the laser chamber of the amplification stage laser, high repetition and high output pulse gas laser apparatus, wherein the electrode pairs are arranged.
レーザガスが封入されたレーザチャンバと、前記レーザチャンバ内部に配置され、所定間隔離間して対向する一対の電極よりなる電極対と、前記電極対を放電させるためのパルス状の電圧を前記電極対へ印加する電源回路と、前記一対の電極間を通過するレーザガスを循環させるクロスフローファンとを備える高繰返し高出力パルスガスレーザ装置の制御方法であって、A laser chamber in which a laser gas is sealed; an electrode pair which is disposed inside the laser chamber and is opposed to each other at a predetermined interval; and a pulsed voltage for discharging the electrode pair to the electrode pair A control method for a high repetition high power pulse gas laser device comprising a power supply circuit to be applied and a cross flow fan for circulating a laser gas passing between the pair of electrodes,
レーザ光のビーム幅(放電方向に対して垂直方向)をWb、放電時の瞬間的な熱膨張でガス密度が希薄化する部分の幅(放電方向に対して垂直方向)をWh、放電間隔をt、放電幅をWdとし、CR値としてRc(2以上の数)が設定された場合、前記クロスフローファンによって発生するガス流の流速Vが以下の式(1)〜(3)The laser beam width (perpendicular to the discharge direction) is Wb, the width of the portion where the gas density is diluted by instantaneous thermal expansion during discharge (perpendicular to the discharge direction) is Wh, and the discharge interval is t, when the discharge width is Wd and the CR value is set to Rc (number of 2 or more), the flow velocity V of the gas flow generated by the cross flow fan is expressed by the following equations (1) to (3).
V1≦V<2×V2…(1)V1 ≦ V <2 × V2 (1)
V1={(Wb+Wh)/2}/(t/2)…(2)V1 = {(Wb + Wh) / 2} / (t / 2) (2)
V2=Rc×Wd/t…(3)V2 = Rc × Wd / t (3)
を満たすように、前記クロスフローファンの回転数を設定する設定工程を含むことを特徴とする高繰返し高出力パルスガスレーザ装置の制御方法。A control method for a high-repetition high-power pulse gas laser apparatus, comprising a setting step for setting the rotational speed of the cross-flow fan so as to satisfy
レーザガスが封入されたレーザチャンバと、前記レーザチャンバ内部にレーザ光の光路に沿って配列し、それぞれ所定間隔離間して対向する一対の電極よりなる複数の電極対と、前記一対の電極を放電させるためのパルス状の電圧を前記複数の電極対に順次印加し、該複数の電極対間に所定の時間隔で順次放電を発生させる電源回路と、前記電極間を通過するレーザガスを循環させるクロスフローファンとを備える高繰返し高出力パルスガスレーザ装置の制御方法であって、A laser chamber in which a laser gas is sealed, a plurality of electrode pairs that are arranged along the optical path of laser light inside the laser chamber, and are opposed to each other at a predetermined interval, and the pair of electrodes are discharged. A cross-flow for sequentially applying a pulse voltage to the plurality of electrode pairs and sequentially generating a discharge at a predetermined time interval between the plurality of electrode pairs, and circulating a laser gas passing between the electrodes A control method of a high repetition high power pulse gas laser device comprising a fan,
レーザ光のビーム幅(放電方向に対して垂直方向)をWb、放電時の瞬間的な熱膨張でガス密度が希薄化する部分の幅(放電方向に対して垂直方向)をWh、放電間隔をt、放電幅をWdとし、CR値としてRc(2以上の数)が設定された場合、前記クロスフローファンによって発生するガス流の流速Vが以下の式(1)〜(3)The laser beam width (perpendicular to the discharge direction) is Wb, the width of the portion where the gas density is diluted by instantaneous thermal expansion during discharge (perpendicular to the discharge direction) is Wh, and the discharge interval is t, when the discharge width is Wd and the CR value is set to Rc (number of 2 or more), the flow velocity V of the gas flow generated by the cross flow fan is expressed by the following equations (1) to (3).
V1≦V<2×V2…(1)V1 ≦ V <2 × V2 (1)
V1={(Wb+Wh)/2}/(t/2)…(2)V1 = {(Wb + Wh) / 2} / (t / 2) (2)
V2=Rc×Wd/t…(3)V2 = Rc × Wd / t (3)
を満たすように、前記クロスフローファンの回転数を設定する設定工程を含むことを特徴とする高繰返し高出力パルスガスレーザ装置の制御方法。A control method for a high-repetition high-power pulse gas laser apparatus, comprising a setting step for setting the rotational speed of the cross-flow fan so as to satisfy
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