JP4579002B2 - Pulse oscillation type discharge excitation laser equipment - Google Patents
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Description
本発明は、ArFエキシマレーザ、KrFエキシマレーザ、F2レーザ等のパルス発振型放電励起レーザ装置に関し、特に放電に伴い発生する音響波がレーザ光の生成やレーザ出力に及ぼす影響を低減するものである。 The present invention relates to a pulse oscillation type discharge excitation laser apparatus such as an ArF excimer laser, a KrF excimer laser, or an F2 laser, and particularly to reduce the influence of acoustic waves generated by discharge on the generation of laser light and the laser output. .
半導体集積回路の微細化、高集積化につれて、半導体基板の露光装置においては解像力の向上が要請されている。このため、露光用光源から放出される露光光の短波長化が進められている。半導体露光用光源としては、従来の水銀ランプが放出する光より短い波長の光を放出するガスレーザ装置が用いられている。露光用のガスレーザ装置としては、現在は波長248nmの紫外線を放出するKrFエキシマレーザ装置、波長193nmの紫外線を放出するArFエキシマレーザ装置が用いられている。また、次世代を担う露光用ガスレーザ装置としては、波長157nmの紫外線を放出するフッ素分子(F2)レーザ装置が有力である。 With the miniaturization and high integration of semiconductor integrated circuits, there is a demand for improvement in resolution in a semiconductor substrate exposure apparatus. For this reason, the wavelength of the exposure light emitted from the exposure light source is being shortened. As a light source for semiconductor exposure, a gas laser device that emits light having a shorter wavelength than light emitted by a conventional mercury lamp is used. Currently, a KrF excimer laser device that emits ultraviolet light with a wavelength of 248 nm and an ArF excimer laser device that emits ultraviolet light with a wavelength of 193 nm are used as gas laser devices for exposure. As a next-generation exposure gas laser apparatus, a fluorine molecule (F2) laser apparatus that emits ultraviolet light having a wavelength of 157 nm is prominent.
KrFエキシマレーザ装置においては、レーザ媒質であるレーザガスとして、フッ素分子(F2)ガスとクリプトン(Kr)ガス、およびバッファガスとしてネオン(Ne)等の希ガスからなる混合ガスが用いられる。ArFエキシマレーザ装置においては、レーザ媒質であるレーザガスとして、フッ素分子(F2)ガスとアルゴン(Ar)ガス、およびバッファガスとしてネオン(Ne)等の希ガスからなる混合ガスが用いられる。F2レーザ装置においては、レーザ媒質であるレーザガスとして、フッ素分子(F2)ガス、およびバッファガスとしてヘリウム(He)やネオン(Ne)等の希ガスからなる混合ガスが用いられる。通常、レーザガスはレーザチャンバ内に数百kPaで封入されて使用される。 In the KrF excimer laser device, a mixed gas composed of a fluorine molecule (F2) gas and a krypton (Kr) gas as a laser gas that is a laser medium and a rare gas such as neon (Ne) as a buffer gas is used. In the ArF excimer laser device, a mixed gas composed of a fluorine gas (F2) gas and an argon (Ar) gas as a laser gas which is a laser medium, and a rare gas such as neon (Ne) as a buffer gas is used. In the F2 laser device, a mixed gas composed of a fluorine molecule (F2) gas as a laser gas that is a laser medium and a rare gas such as helium (He) or neon (Ne) as a buffer gas is used. Usually, the laser gas is used by being sealed in a laser chamber at several hundred kPa.
(ガスレーザ装置の構成と動作)
図1はガスレーザ装置の一構成例を示す図である。
レーザチャンバ12内の内部にはレーザガスが封入されており、またレーザガスを励起するためのアノード14及びカソード15からなる一対の主電極14、15が設けられる。アノード14及びカソード15は、それぞれ長手方向がレーザ発振方向と平行にされ、互いの放電面が対向し且つ所定距離だけ互いに離隔するように配置される。なお、図1においては、アノード14及びカソード15は紙面の直交方向に配列されている。この主電極14、15間(アノード14、カソード15間)には高電圧電源23によって高電圧パルスが印加される。その電圧がある値(ブレークダウン電圧)に到達すると、主電極14、15間のレーザガスが絶縁破壊されて、主放電が開始される。この主放電によってレーザガスが励起され、レーザ発振の元となる蛍光が発生する。ガスレーザ装置では、主放電の繰り返しによるパルス発振が行われ、放出されるレーザ光はパルス光となる。
(Configuration and operation of gas laser device)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a gas laser apparatus.
A laser gas is sealed inside the
図1には示されていないが、レーザチャンバ12内には予備電離手段が設けられる。主放電に先駆けて、予備電離手段からは主電極14、15間のレーザガスに向けて紫外光が放出される。すると、主電極14、15間のレーザガスは予備電離される。予備電離によって後に生ずる主放電が安定する。また、レーザチャンバ12内にはCFF(Cross Flow Fan:クロスフローファン)24が設けられる。高繰り返し発振の際、放電によって主電極14、15間には電離物質等が生じるが、CFF24の回転によってレーザガスがレーザチャンバ内を循環するため、レーザガスの流れと共に電離物質は次の放電前迄に主電極14、15間から除去される。
Although not shown in FIG. 1, preliminary ionization means is provided in the
また、レーザチャンバ12内には冷却用の熱交換器13が設けられる。熱交換器13の内部には冷却剤が流される。放電によって加熱されたレーザガスは、レーザチャンバ12内を循環する際に熱交換器13を通過し冷却剤によって冷却される。冷却剤で吸収された熱はレーザチャンバ12の外部に排出される。また、レーザチャンバ12にはガス供給バルブ62を有するガス供給ライン61と、ガス排出バルブ64及び真空ポンプ65を有するガス排出ライン63が接続される。ガス供給ライン61を介してレーザチャンバ12にレーザガスが供給され、ガス排出ライン63を介してレーザチャンバ12からレーザガスが排出される。
A
レーザチャンバ12の外部のレーザ光軸上には、レーザチャンバ12を介してLNM(Line Narrow Module:狭帯域化モジュール)71と出力鏡75とが設けられる。LNM71は、一以上のビーム拡大用のプリズム72と波長に応じた方向に光を反射するグレーティング73とで構成される。主放電によって生じた蛍光は、LNM71によって所定の波長に選択されながら狭帯域化され、出力鏡75との間を往復することによって発振し、レーザ光として出力鏡75から出力される。出力鏡75から出力されたレーザ光はビームサンプラー76に入射する。ビームサンプラー76は入射したレーザ光を二方向のレーザ光に分ける。一方のレーザ光はビームモニタ77に入射する。ビームモニタ77ではレーザパルスのエネルギー、安定度、及びパルス幅などの各情報が測定される。他方のレーザ光は露光装置側に出力される。
On the laser optical axis outside the
コントローラ80は、ビームモニタ77からの各情報に基づいてレーザパルスのエネルギーや波長制御を行う。例えば、波長制御の一形態として、ビームモニタ77からの波長情報に基づいてコントローラ80は、図示しないグレーティング駆動機構に指令信号S1を出力する。この指令信号S1に応じてグレーティング駆動機構はグレーティング73の姿勢を調整し、グレーティング73へのレーザ光の入射角を制御する。また、エネルギー制御の一形態として、ビームモニタ77からのエネルギー情報に基づいてコントローラ80は、高電圧電源23に指令信号S2を出力する。この指令信号S2に応じて高電圧電源23は主電極14、15への印加電圧を制御する。また、エネルギー制御の別の一形態として、ビームモニタ77からのエネルギー情報に基づいてコントローラ80は、ガス供給バルブ62、ガス排出バルブ64、真空ポンプ65に指令信号S3、S4、S5を出力する。この指令信号S3、S4、S5に応じてガス供給バルブ62、ガス排出バルブ64は開閉し、また真空ポンプはレーザチャンバ12内を真空引きして、レーザチャンバ12内のレーザガスの混合比や圧力を制御する。
The
(ガスレーザ装置の高出力化)
近年は、露光用のガスレーザ装置にさらなる高出力化・狭帯域化が求められる傾向にある。この傾向は、ArFエキシマレーザにおいてはさらに顕著になると思われる。その大きな理由としては、ArFエキシマレーザでの露光の際に用いられるレジストはKrFエキシマレーザでの露光の際に用いられるレジストよりも感度が悪いことや、高スループット・高分解能などの要請があること、などが上げられる。
(High output of gas laser equipment)
In recent years, there is a tendency that further higher output and narrower band are required for the gas laser apparatus for exposure. This tendency seems to be more remarkable in the ArF excimer laser. The main reasons are that the resist used for exposure with ArF excimer laser is less sensitive than the resist used for exposure with KrF excimer laser, and there is a demand for high throughput and high resolution. , Etc. are raised.
ガスレーザ装置の高出力化を実現するためには二つの方法が考えられる。一つは1パルスあたりのエネルギーを上げる方法である。この方法では、発振周波数を上げる必要はないが、レーザパルスでのピークパワーが増加するため、光学系のダメージが懸念される。ピークパワーの増加を抑制しつつ1パルスあたりのエネルギーを増加させるためには、レーザの発振時間を時間的に伸ばすようにパルスストレッチを行う必要がある。ただし、発振時間とエネルギーの間にはトレードオフの関係があるという点、またパルスストレッチは電気的もしくは光学的に行うために、装置自体が複雑になるという点が難点である。もう一つは発振周波数を上げる方法である。この方法では、1パルスあたりのエネルギーを上げる必要がないので光学系のダメージはそれほど大きくはない。しかし、発振周波数を上げていくと、放電で生成された音響波の影響が大きくなる。後述するように、音響波は狭帯域化と密接に関わってくる。 Two methods are conceivable for realizing high output of the gas laser device. One is to increase the energy per pulse. In this method, it is not necessary to increase the oscillation frequency, but since the peak power in the laser pulse increases, there is a concern about damage to the optical system. In order to increase the energy per pulse while suppressing the increase in peak power, it is necessary to perform pulse stretching so as to extend the laser oscillation time in terms of time. However, there are trade-offs between oscillation time and energy, and pulse stretching is performed electrically or optically, so that the device itself is complicated. The other is to increase the oscillation frequency. In this method, since it is not necessary to increase the energy per pulse, the damage to the optical system is not so great. However, as the oscillation frequency is increased, the influence of the acoustic wave generated by the discharge increases. As will be described later, acoustic waves are closely related to narrowing the band.
なお、発振周波数を上げ安定にレーザ発振を得るには主電極間の循環流速を上げる必要があり、CFF24のモータでの消費電力を増加させる必要がある。
In order to obtain stable laser oscillation by increasing the oscillation frequency, it is necessary to increase the circulation flow rate between the main electrodes, and it is necessary to increase the power consumption in the motor of the
(音響波)
発振周波数が低い場合に、前の放電で生成された音響波は次の放電までに減衰するので問題にはならない。しかし、発振周波数が高い場合に、前放電で生成された音響波は次放電までに十分減衰されない。この現象は、特に2kHzを超える発振周波数で顕著になる。音響波はレーザガスに疎密を生じさせる。よって、次放電の時点で音響波が主電極14、15間に存在すると、主電極14、15間のレーザガスに疎密が生じる。そのためにレーザ光軸方向と直交する方向(放電方向と放電幅方向)に屈折率の変化が現れ、またゲインが均一にならなくなる。屈折率の変化はレーザ光の波面に歪みをもたらす。レーザ光の波面が歪むとLNM71が正常に機能しないため、スペクトル線幅が一定にならなくなる。
(Acoustic wave)
When the oscillation frequency is low, the acoustic wave generated in the previous discharge is attenuated until the next discharge, so that there is no problem. However, when the oscillation frequency is high, the acoustic wave generated in the previous discharge is not sufficiently attenuated until the next discharge. This phenomenon becomes remarkable particularly at an oscillation frequency exceeding 2 kHz. The acoustic wave causes the laser gas to become sparse and dense. Therefore, if an acoustic wave exists between the
現在の露光用エキシマレーザに求められている仕様は、パルス繰返し数の最大値が4kHz以上、スペトル線幅が0.2pm以下である。 The specifications required for the current excimer laser for exposure are that the maximum value of the pulse repetition number is 4 kHz or more and the spectrum line width is 0.2 pm or less.
図2は音響波の影響を受けた場合の発振周波数とスペクトル線幅の関係を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the oscillation frequency and the spectral line width when affected by an acoustic wave.
図2において、スペクトル線幅の最小値はほぼ0.2pmであり、スペクトル線幅の振れ幅は最大でおおよそ0.12pmである。前記したスペクトル線幅0.2pm以下という仕様値を満たすことは困難である。また、スペクトル線幅以外のレーザ性能(ビームポインティング、ビームサイズ等)も音響波の影響を受ける。よって、ガスレーザ装置を高発振周波数で使用するとなると、音響波の影響を低減する方法が必須である。 In FIG. 2, the minimum value of the spectral line width is about 0.2 pm, and the fluctuation width of the spectral line width is about 0.12 pm at the maximum. It is difficult to satisfy the specification value of the spectral line width of 0.2 pm or less. In addition, laser performance (beam pointing, beam size, etc.) other than the spectral line width is also affected by acoustic waves. Therefore, when the gas laser device is used at a high oscillation frequency, a method for reducing the influence of acoustic waves is essential.
図3は主放電で発生した音響波が伝播する様子を説明するための模式図である。 FIG. 3 is a schematic diagram for explaining how the acoustic wave generated by the main discharge propagates.
図3において、主電極14、15は対向して配置されている。CFF24が動作すると、レーザガスはレーザチャンバ12内を還流し、放電空間37を図の左側(以下上流という)から右側(以下下流という)に流れる。主電極に高電圧が印加され主放電が起こると、放電空間37に音響波が発生する。
In FIG. 3, the
図3に示すように、主放電で発生する音響波は、放電幅方向(X軸方向)、長手方向(Y軸方向)、および放電方向(Z軸方向)へ伝播する音響波成分に分けられる。空間に伝播した音響波は周囲の部材により反射され、反射された音響波の一部が再び放電空間37に戻ってくる。
As shown in FIG. 3, the acoustic wave generated in the main discharge is divided into acoustic wave components that propagate in the discharge width direction (X-axis direction), the longitudinal direction (Y-axis direction), and the discharge direction (Z-axis direction). . The acoustic wave propagated to the space is reflected by surrounding members, and a part of the reflected acoustic wave returns to the
レーザ性能に大きな影響を与えるのは、反射され放電空間37に戻ってきた音響波成分のうちX軸方向およびZ軸方向の音響波成分である。一方、Y軸方向の音響波成分はレーザ性能にあまり影響しないと考えられる。レーザビームプロファイル(強度分布)は、レーザ光軸に垂直な平面(X−Z軸の波面)の強度分布を、レーザ光軸方向(Y軸方向)に積算することによって得られる。従って、Y軸方向の音響波成分によりY軸方向のレーザガスの密度分布が生じても、さまざまな疎密分布が積算されることによって均質化されてしまうからである。
It is the acoustic wave components in the X-axis direction and the Z-axis direction among the acoustic wave components reflected and returned to the
そこで上記問題に対処するため、下記特許文献1には、主電極の近傍に凹凸を有するヒダ部を設け、凹部内に主放電によって生じる音響波を減衰させる減衰材を挿入した装置が開示されている。
Therefore, in order to cope with the above problem,
また、下記特許文献2には、前の放電で発生し、空間に伝播した音響波が、次の放電が始まる前に放電空間に反射して来ないように、放電空間から所定距離だけ離れた範囲内に音響波を放電空間方向へ反射する部材を配置しない装置が開示されている。
特許文献1の場合、Z軸方向の音響波成分を低減する効果はあるものの、主電極の近傍に配置された凹凸のヒダ部を有する部材によりレーザガス流が乱されてしまい、所望の電極間流速のレーザガスを放電空間37に安定して誘導することができないという問題がある。
In the case of
また、特許文献2によれば、X軸方向へ伝播する音響波成分の影響を低減させることができるが、Z軸方向へ伝播する音響波成分の影響を低減させる効果は、発振周波数が4kHzを超える範囲では必ずしも十分とは言えない。 According to Patent Document 2, the influence of the acoustic wave component propagating in the X-axis direction can be reduced, but the effect of reducing the influence of the acoustic wave component propagating in the Z-axis direction is that the oscillation frequency is 4 kHz. The range exceeding this is not necessarily sufficient.
本願発明者等によれば、本願発明が対象とする最高発振周波数が4kHz以上のガスレーザ装置の場合、Z軸方向の音響波成分がレーザ性能に大きな影響を及ぼすことが明らかになった。すなわち特許文献1の場合、Z軸方向に配置した部材の反射面は主電極14、15に近接しており、Z軸方向の音響波成分が放電空間37から逃げにくく、長時間に渡って反射を繰り返し滞留してしまうという問題がある。
According to the inventors of the present application and the like, in the case of a gas laser device having a maximum oscillation frequency of 4 kHz or more, which is the subject of the present invention, it has been clarified that the acoustic wave component in the Z-axis direction has a great influence on the laser performance. That is, in the case of
そこで、上記問題を解決するためには、Z軸方向の音響波成分が放電空間からすみやかに逃げられるように主電極周辺の構造を変えるか、あるいはZ軸方向の音響波成分の音響エネルギーを減衰させる必要がある。その際、4kHz以上の高発振周波数の範囲で、X軸方向の音響波成分を特許文献1に記載された程度またはそれ以下にする必要があるとともに、Z軸方向の音響波成分をさらに低減する必要がある。
Therefore, in order to solve the above problem, the structure around the main electrode is changed so that the acoustic wave component in the Z-axis direction can quickly escape from the discharge space, or the acoustic energy of the acoustic wave component in the Z-axis direction is attenuated. It is necessary to let At that time, the acoustic wave component in the X-axis direction needs to be set to the level described in
本発明は上記したような問題に鑑みてなされたものであり、所望の電極間流速のレーザガスを安定して放電空間に誘導できるとともに、主放電で発生する音響波の影響、特に放電方向の音響波成分の影響を低減し、スペクトル線幅等のレーザ性能の周波数特性を改善することができるガスレーザ装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and can stably guide a laser gas having a desired interelectrode flow velocity into the discharge space, and also influence the acoustic waves generated by the main discharge, particularly the acoustic in the discharge direction. An object of the present invention is to provide a gas laser device that can reduce the influence of wave components and improve the frequency characteristics of laser performance such as spectral line width.
以上のような目的を達成するために、第1発明は、互いに対向して配置された一対のアノード電極及びカソード電極からなる主電極と、前記主電極を含むレーザガス流路とを備え、前記主電極間に高電圧を印加してパルス状の主放電を行い、最高発振周波数が4kHz以上のパルス発振をするパルス発振型放電励起レーザ装置において、少なくとも前記主電極のいずれか一方の放電面近傍のレーザガス流路壁面に、主放電によって発生する音響波の放電方向の成分を放電空間の外部に反射する傾斜面が形成されていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the first invention comprises a main electrode composed of a pair of an anode electrode and a cathode electrode disposed to face each other, and a laser gas flow path including the main electrode, In a pulsed discharge-type excitation laser apparatus that performs pulsed main discharge by applying a high voltage between the electrodes and oscillates at a maximum oscillation frequency of 4 kHz or more, at least near the discharge surface of one of the main electrodes An inclined surface is formed on the wall surface of the laser gas flow path to reflect the component in the discharge direction of the acoustic wave generated by the main discharge to the outside of the discharge space.
第2発明は、第1発明において、前記傾斜面は、レーザガス流路のうち、放電面から電極の外側方向に0.5mm以上の範囲に形成されていることを特徴としている。 According to a second invention, in the first invention, the inclined surface is formed in a range of 0.5 mm or more from the discharge surface to the outer side of the electrode in the laser gas flow path.
第3発明は、第1発明において、前記レーザガス流路は、前記傾斜面と前記傾斜面が接続されてなる壁面とを有し、前記傾斜面は、放電幅方向に対して角度θ2の傾きを持ち、前記壁面は、放電幅方向に対して角度θ1の傾きを持ち、θ1とθ2が0°<θ1<θ2≦45°の関係を満たしていることを特徴としている。 According to a third invention, in the first invention, the laser gas flow path has the inclined surface and a wall surface to which the inclined surface is connected, and the inclined surface has an inclination of an angle θ2 with respect to a discharge width direction. The wall surface has an inclination of an angle θ1 with respect to the discharge width direction, and θ1 and θ2 satisfy a relationship of 0 ° <θ1 <θ2 ≦ 45 °.
第4発明は、第3発明において、前記角度θ1と角度θ2は、θ1+5°≦θ2の関係を満たしていることを特徴としている。 According to a fourth invention, in the third invention, the angle θ1 and the angle θ2 satisfy a relationship of θ1 + 5 ° ≦ θ2.
第5発明は、互いに対向して配置された一対のアノード電極及びカソード電極からなる主電極と、前記主電極を含みヒダ部を有しない平滑なレーザガス流路とを備え、前記電極間に高電圧を印加してパルス状の主放電を行い、最高発振周波数が4kHz以上のパルス発振をするパルス発振型放電励起レーザ装置において、少なくとも前記主電極のいずれか一方の電極の放電面近傍のレーザガス流路壁面に、主放電によって発生する音響波の放電方向の成分を吸音する吸音材が設けられていることを特徴としている。 A fifth invention comprises a main electrode comprising a pair of anode and cathode electrodes arranged opposite to each other, and a smooth laser gas flow path that includes the main electrode and does not have a fold portion, and a high voltage is provided between the electrodes. In the pulse oscillation type discharge excitation laser apparatus that performs pulsed main discharge by applying a pulse and oscillates at a maximum oscillation frequency of 4 kHz or more, at least a laser gas flow path in the vicinity of the discharge surface of one of the main electrodes The wall surface is provided with a sound absorbing material that absorbs a component in the discharge direction of the acoustic wave generated by the main discharge.
第6発明は、互いに対向して配置された一対のアノード電極及びカソード電極からなる主電極と、前記主電極を含みヒダ部を有しない平滑なレーザガス流路とを備え、前記電極間に高電圧を印加してパルス状の主放電を行い、最高発振周波数が4kHz以上のパルス発振をするパルス発振型放電励起レーザ装置において、少なくとも前記主電極のいずれか一方のレーザガス流路壁面に前記主電極から離隔して配置される予備電離電極を備え、前記予備電離電極と前記主電極の間に吸音材が設けられることを特徴としている。 A sixth invention includes a main electrode composed of a pair of anode and cathode electrodes arranged to face each other, and a smooth laser gas flow path that includes the main electrode and does not have a fold portion, and a high voltage is provided between the electrodes. In the pulse oscillation type discharge excitation laser apparatus that performs pulsed main discharge by applying a pulse to generate a pulse oscillation having a maximum oscillation frequency of 4 kHz or more, and at least one of the main electrodes on the wall surface of the laser gas channel from the main electrode A preionization electrode is provided separately, and a sound absorbing material is provided between the preionization electrode and the main electrode.
第7発明は、第6発明において、前記予備電離電極に対向するレーザガス流路壁面に前記吸音材とは別の吸音材が設けられることを特徴としている。 A seventh invention is characterized in that, in the sixth invention, a sound absorbing material different from the sound absorbing material is provided on the wall surface of the laser gas flow channel facing the preliminary ionization electrode.
第8発明は、第6発明において、前記予備電離電極は一部が前記レーザガス流路壁内に埋設され、他部が前記レーザガス流路内に突出しており、他部の突出量が3mm以下であることを特徴としている。 In an eighth aspect based on the sixth aspect, the preliminary ionization electrode is partially embedded in the laser gas flow channel wall, the other portion protrudes into the laser gas flow channel, and the protruding amount of the other portion is 3 mm or less. It is characterized by being.
第9発明は、第5発明において、前記吸音材はセラミックス系であることを特徴としている。 A ninth invention is characterized in that, in the fifth invention, the sound absorbing material is ceramic.
第10発明は、第1、5発明において、少なくとも前記アノード電極及びカソード電極のいずれか一方の電極の放電面との間に空隙を開けずに設けられるか、または放電空間内で、放電面との間に空隙を開けて設けられた吸音材を備えたことを特徴としている。 A tenth aspect of the present invention is the first or fifth aspect of the present invention, wherein at least one of the anode electrode and the cathode electrode is provided without a gap between the discharge surface, or a discharge surface in the discharge space It is characterized by having a sound absorbing material provided with a gap between them.
第11発明は、第1、5発明において、少なくとも前記アノード電極及びカソード電極のいずれか一方の電極に、放電面から裏面側へ貫通する孔または溝が形成され、かつ、前記裏面側には前記孔または溝の位置に対応して吸音材が設けられていることを特徴としている。 An eleventh invention is the first or fifth invention, wherein at least one of the anode electrode and the cathode electrode is formed with a hole or groove penetrating from the discharge surface to the back surface side, and the back surface side has the above-mentioned A sound absorbing material is provided corresponding to the position of the hole or groove.
第12発明は、第1、5発明において、少なくとも前記アノード電極及びカソード電極のいずれか一方の電極の放電面から裏面側へ貫通する孔または溝が形成され、かつ、前記前記孔または溝に吸音材が設けられていることを特徴としている。 According to a twelfth aspect, in the first and fifth aspects, a hole or groove penetrating from the discharge surface to the back surface side of at least one of the anode electrode and the cathode electrode is formed, and sound absorption is performed in the hole or groove. The material is provided.
第13発明は、第10乃至第12発明のいずれかにおいて、前記吸音材はセラミック系であることを特徴としている。 A thirteenth invention is characterized in that, in any one of the tenth to twelfth inventions, the sound absorbing material is a ceramic system.
第1発明によれば、図8に示すように、Z軸方向の音響波成分を効果的に反射する所定の傾斜面が放電面近傍に設けてあるので、Z軸方向の音響波成分を放電空間からすみやかに逃がすことができる。 According to the first invention, as shown in FIG. 8, since the predetermined inclined surface that effectively reflects the acoustic wave component in the Z-axis direction is provided near the discharge surface, the acoustic wave component in the Z-axis direction is discharged. You can quickly escape from the space.
第5発明によれば、図16、図19に示すように、レーザガス流路に配置した吸音材により放電空間のZ軸方向の音響波エネルギーを減衰することができる。 According to the fifth invention, as shown in FIGS. 16 and 19, the acoustic wave energy in the Z-axis direction of the discharge space can be attenuated by the sound absorbing material arranged in the laser gas flow path.
第9発明によれば、フッ化およびスパッタによる吸音材の吸音性能を低下させることがないので、長時間にわたり安定したレーザ性能を得ることができる。 According to the ninth aspect, since the sound absorption performance of the sound absorbing material by fluorination and sputtering is not deteriorated, stable laser performance can be obtained for a long time.
第10発明によれば、放電面の近傍に所定の傾斜面を設け、かつ、放電面等に吸音材を設けたことによりZ軸方向の音響波成分を放電空間からさらにすみやかに低減させることができる。 According to the tenth invention, the acoustic wave component in the Z-axis direction can be further quickly reduced from the discharge space by providing a predetermined inclined surface in the vicinity of the discharge surface and providing a sound absorbing material on the discharge surface or the like. it can.
第11発明によれば、図22、図24に示すように、放電面の裏面側に配置した吸音材により、放電空間のZ軸方向の音響波エネルギーを効果的に吸音・減衰させることができる。 According to the eleventh invention, as shown in FIGS. 22 and 24, the acoustic wave energy in the Z-axis direction of the discharge space can be effectively absorbed and attenuated by the sound absorbing material arranged on the back side of the discharge surface. .
第12発明によれば、図26に示すように、所定の孔にあるいは溝に設けられた吸音材により、放電空間のZ軸方向の音響波エネルギーを効果的に吸音・減衰させることができる。 According to the twelfth aspect, as shown in FIG. 26, the acoustic wave energy in the Z-axis direction of the discharge space can be effectively absorbed and attenuated by the sound absorbing material provided in the predetermined hole or groove.
以下、本願発明に係る実施形態を図を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(レーザチャンバ内の構造)
図4は本願発明の実施形態に係るガスレーザ装置の構成を示す図であり、図5は主電極の近傍を示す図である。図4と図5は、図1で示したレーザチャンバの断面図に相当する。以下では図4と図5を合わせて参照し説明する。なお、便宜のため、図面の上下方向をそのまま装置の上下方向として説明する。また、放電方向をZ軸方向、長手方向をY軸方向、そして放電幅方向をX軸方向とする。
(Structure inside the laser chamber)
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the gas laser apparatus according to the embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram showing the vicinity of the main electrode. 4 and 5 correspond to the cross-sectional view of the laser chamber shown in FIG. Hereinafter, description will be made with reference to FIGS. 4 and 5 together. For convenience, the vertical direction of the drawing will be described as the vertical direction of the apparatus. The discharge direction is the Z-axis direction, the longitudinal direction is the Y-axis direction, and the discharge width direction is the X-axis direction.
レーザチャンバ12にはレーザガスが所定の圧力で封入されている。また、レーザチャンバ12の内部には金属製のアノード14及びカソード15からなる一対の主電極14、15が放電空間37を挟んで上下方向に互いに対向して設置されている。高電圧電源23から主電極14、15間に高電圧が印加されると、放電空間37でパルス状の主放電が発生する。すると、レーザガスが励起され、図4の紙面と垂直方向にパルス状のレーザ光が発生する。
Laser gas is sealed in the
レーザチャンバ12の内部には、レーザガスをレーザチャンバ12内部で循環させて放電空間37に送り込むCFF24と、放電によって熱を与えられたレーザガスを冷却する熱交換器13とが、それぞれ所定位置に設置されている。カソード絶縁部材54とアノード絶縁部材55、58のレーザガス流路側に面した表面はレーザガス流路壁面である。図4の矢印47で表されるように、レーザガスのガス流は放電空間37を横切るように上流(図の左側)から下流(図の右側)に流れる。ガスレーザ装置では主電極間に高速のレーザガスを誘導させており、そのため主電極を含む放電部周辺の部材の表面はレーザガス流路Wを形成している。
Inside the
レーザチャンバ12の上部にはチャンバ開口部35が設けられている。このチャンバ開口部35はセラミック等の絶縁体からなるカソードベース36で塞がれている。カソードベース36はカソードベース押さえ46によってレーザチャンバ12の内側に上向きに押しつけられ、図示しない固定用のボルトで固定されている。レーザチャンバ12とカソードベース36との間にはOリング52が配置されており、レーザチャンバ12の内部にレーザガスが封止されている。
A
カソードベース36の下面にはカソード15が固定されている。カソード15は、隅部に曲率を有する棒状の支持部15Aと、支持部15Aの略中央部に数mm程度突出した約2〜5mm幅の板状の放電部15Bとを備えている。なお、図4と図5では支持部15Aと放電部15Bとが一体であるような形態が示されているが、支持部15Aに放電部15Bがネジなどで固定された形態であってもよい。
The
カソード15とレーザチャンバ12とはカソードベース36によって電気的に絶縁されている。カソードベース36には、カソードベース36を上下に貫通してカソード15に到達する複数本の高圧給電ロッド48が、電極長手方向に沿って所定間隔毎に設置されている。高圧給電ロッド48は図示しない放電回路を介して高圧電源23の高圧側HVに接続されている。高圧給電ロッド48によって、カソード15には高圧電流が供給される。高圧給電ロッド48とカソードベース36との間はOリング53で封止されている。
The
カソード15の上流側及び下流側にはアルミナセラミックなどで構成されたカソード絶縁部材54が設置される。カソード絶縁部材54は、図示しないボルトなどでカソードベース36の下面に固定されている。レーザガスの流路がカソード15側に近いほど狭くなるように、上流側及び下流側のカソード絶縁部材54の表面は、カソード15側に進むにつれて下方に傾斜している。よって、レーザガスの流路は、放電空間37が最も狭く上流側及び下流側へ行くに従って次第に広がる。 また、カソード絶縁部材54はカソード15の支持部15Aを覆っているため、電界分布の広がりが抑制されて主放電が安定する。これは、支持部15Aがない場合と比べて、等電位面が相対的にカソード15の左右でほぼ平行に近づくためである。放電部15Bはカソード絶縁部材54から放電空間37側へ1〜3mm程度突出した突出部15Cを有している。突出部15Cの先端部が放電面となる(図5参照)。
A
カソード15に対向するアノード14は幅2〜5mm程度の板状の金属で形成されている。アノード固定ネジ43はアノード押さえ44とアノード14とを貫通してアノードホルダ42に螺合される。すると、アノード14がアノード押さえ44とアノードホルダ42とに挟まれて固定される。アノードホルダ42及びアノード押さえ44は金属で形成されている。アノードホルダ42は金属製のアノードベース上に設置される。
The
放電空間37の上流側及び下流側には、複数の数mm幅(例えば1mm程度)の板状のリターンプレート39が、主電極長手方向(図面垂直方向)に沿って所定間隔毎に設置されている。リターンプレート39の上部は、リターンプレート固定ネジ56でカソードベース押さえ46に固定されている。また、リターンプレート39の下部は、リターンプレート固定ネジ56でアノードホルダ42に固定されている。レーザチャンバ12は、図示しない放電回路を介して高圧電源23の接地側GNDに接続され、接地電位となっている。また、アノード14とアノードホルダ42とアノード押さえ44とアノードベース40は、リターンプレート39によってレーザチャンバ12と電気的に接続されており、接地電位となっている。リターンプレート39は薄いので、レーザガスのガス流47に影響を及ぼすものではない。
On the upstream and downstream sides of the
アノード14の上流側及び下流側には、第1のアノード絶縁部材55と第2のアノード絶縁部材58とが設置されている。レーザガスの流路がアノード14側に近いほど狭くなるように、上流側及び下流側のアノード絶縁部材55、58の表面は、アノード14側に進むにつれて上方に傾斜している。アノード14の上端部はアノード絶縁部材55から放電空間37へ所定の長さ突出した突出部14Eを有している。突出部14Eの先端部が放電面となる(図5参照)。
A first
第2のアノード絶縁部材58の上流側及び下流側には、レーザガスのガス流47を導くガイド59がそれぞれ設置されている。ガイドの材料は耐フッ素性を有する金属やセラミックである。また、アノード14とレーザチャンバ12とは同電位(接地電位)であるため、アノード絶縁部材55、58の材質は必ずしも絶縁体である必要はない。しかしながら、下流側のアノード絶縁部材55、58が絶縁体であることによって、放電空間37の下流側において、レーザガスの流速が不足した場合にアーク放電の発生が防止される。さらに、上流側のアノード絶縁部材55、58が絶縁体であることによって、電界分布の広がりが抑制されて主放電が安定する。
On the upstream side and the downstream side of the second
第1のアノード絶縁部材55の表面及び第2のアノード絶縁部材58の表面は同程度に傾斜する。そして、両者の表面が略同一平面に含まれるように、且つリターンプレート39が介在する部位を除いて両者の間になるべく隙間が生じないように、互いに接触している。第1のアノード絶縁部材55及び第2のアノード絶縁部材58と、カソード絶縁部材54とがなす広がり角度には適切な範囲が存在する。例えば、両者が平行であると、絶縁部材54、55、58間で音響波41が定在波となり減衰に長時間を要する。また、あまり大きな広がり角度をつけると、レーザガスの流れに圧損が生じ、流速の低下や乱流につながる。このため、主放電が乱れることがある。
The surface of the first
上流側の第2アノード絶縁部材58には、金属製の円柱形の内部導電体38Aとその周面を囲繞する円筒形の誘電体38Bとで構成された予備電離電極38が、アノード14の長手方向と略平行にして埋設されている。なお、予備電離電極38の一部外周面は、第2アノード絶縁部材58から突出しレーザガスの流路に曝されている。内部導電体38Aは、高圧電源23の高圧側HVに電気的に接続されている。金属板からなる外部予備電極57の一端は、上流側のリターンプレート39の下端部にリターンプレート固定ネジ56で固定されている。外部予備電極57の他端は、第2のアノード絶縁部材58の表面に沿って配置され、先端部が予備電離電極38の誘電体38Bに接触している。外部予備電極57はレーザチャンバ12と同じく接地電位となっている。高圧電源23から高圧側HVと接地側GNDとの間に高電圧が印加されると、外部予備電極57と内部導電体38Aとの間でコロナ放電が発生し、放電空間37が予備電離される。すると、主電極14、15間に主放電が生じ易くなる。主電極14、15間に主放電が生じると、レーザ光が発生する。
The upstream second
主放電に伴い、放電空間37から音響波41が発生する。音響波41は全空間に伝播し、また周囲の部材により反射され、反射された音響波の一部が再び放電空間37に戻ってくる。
Accompanying the main discharge, an
所望の電極間流速のレーザガスが安定して誘導され、かつ、Z軸方向の音響波成分が放電空間からすみやかに逃げられるようにするためには、主電極およびその近傍に配置された部材の表面で構成されたレーザガス流路を平滑な構造にするとともに、レーザガス流路壁面の傾斜角度を大きくとり、伝播してきたZ軸方向の音響波成分を大きな傾斜角度の反射面で放電空間の外部に反射させればよい。 In order to stably induce a laser gas having a desired inter-electrode flow velocity and allow the acoustic wave component in the Z-axis direction to escape immediately from the discharge space, the surfaces of the main electrode and the members disposed in the vicinity thereof The laser gas flow path constructed with the above structure is made smooth and the inclination angle of the laser gas flow path wall surface is increased, and the propagating acoustic wave component in the Z-axis direction is reflected outside the discharge space by the reflection surface having a large inclination angle. You can do it.
図6は平滑なレーザガス流路Wの傾斜角度を説明するための模式図である。 FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the inclination angle of the smooth laser gas flow path W. FIG.
図6において、主電極14、15の側面に接続して、具体的には絶縁部材54、55、58等の表面からなる壁面6A、6Bは、主電極の外側に広がる態様で、X軸方向に対する傾斜角度がθの傾斜面を持っている。レーザガス流路Wに伝播したZ軸方向の音響波成分は、傾斜角度θに対応して放電空間37からより遠ざかる方向に反射される。
In FIG. 6, the wall surfaces 6A and 6B, which are connected to the side surfaces of the
図7は図6の傾斜角度θより大きい傾斜角度θ′で壁面7A、7Bが形成されている場合を示す模式図である。この場合、Z軸方向の音響波成分はさらにすみやかに放電空間37から逃げやすくなる。しかしながら傾斜角度をあまり大きくしすぎると、圧力損失が大きくなり電極間流速が低下してしまうので傾斜角度の大きさには限度がある。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a case where the wall surfaces 7A and 7B are formed at an inclination angle θ ′ larger than the inclination angle θ of FIG. In this case, the acoustic wave component in the Z-axis direction can easily escape from the
Z軸方向の音響波成分の滞留に係る反射は、おもに主電極の側面近傍、特にX軸方向に対して音響波の波長程度の距離の領域にある部材からの反射の影響が大きいと考えられる。そこで、電極間流速をほとんど低下させず、しかもZ軸方向の音響波成分を放電空間からすみやかに逃がすためには、主電極近傍にあるレーザガス流路の微小領域だけに急峻な角度をもつ傾斜面をつけ、この傾斜面でZ軸方向の音響波成分を放電空間の外部に反射させればよい。 The reflection related to the stay of the acoustic wave component in the Z-axis direction is considered to be largely influenced by the reflection from the member in the vicinity of the side surface of the main electrode, particularly in the region of the distance of the wavelength of the acoustic wave with respect to the X-axis direction. . Therefore, in order to quickly reduce the acoustic wave component in the Z-axis direction from the discharge space with almost no decrease in the interelectrode flow velocity, the inclined surface has a steep angle only in a minute region of the laser gas flow path near the main electrode. And the acoustic wave component in the Z-axis direction may be reflected to the outside of the discharge space by this inclined surface.
そこで、本願発明に係る第1の実施形態は、互いに対向して配置された一対のアノード電極及びカソード電極からなる主電極と、前記主電極を含むレーザガス流路とを備え、前記主電極間に高電圧を印加してパルス状の主放電を行い、最高発振周波数が4kHz以上、特に6kHz以上のパルス発振をするパルス発振型放電励起レーザ装置において、少なくとも前記主電極のいずれか一方の放電面近傍のレーザガス流路壁面に、主放電によって発生する音響波の放電方向の成分を放電空間の外部に反射する傾斜面が形成されている。 Therefore, the first embodiment according to the present invention includes a main electrode composed of a pair of anode and cathode electrodes arranged to face each other, and a laser gas flow path including the main electrode, and the gap between the main electrodes. In a pulsed discharge-type excitation laser apparatus that performs pulsed main discharge by applying a high voltage and has a maximum oscillation frequency of 4 kHz or higher, particularly 6 kHz or higher, at least near the discharge surface of one of the main electrodes An inclined surface is formed on the wall surface of the laser gas flow path to reflect the component in the discharge direction of the acoustic wave generated by the main discharge to the outside of the discharge space.
図8は傾斜角度が2段であるレーザガス流路Wを説明するための電極近傍の断面模式図である。主電極14、15の両側面に接続して、大きな傾斜角度を持つ傾斜面8Aと通常の傾斜角度を持つ壁面8Bとで構成されたレーザガス流路Wがそれぞれ形成されている。傾斜面8Aが形成される領域は、レーザガス流路Wのうち、放電面と放電しない面との境界(電極側面8C)から電極の外側方向の所定範囲である。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view in the vicinity of an electrode for explaining the laser gas flow path W having a two-step inclination angle. Connected to both side surfaces of the
図9(a)、(b)は、主電極間の音圧をシミュレーション比較するために用いた2種類のレーザガス流路Wの構成図である。 FIGS. 9A and 9B are configuration diagrams of two types of laser gas flow paths W used for simulation comparison of sound pressure between main electrodes.
図9(a)は、従来の傾斜角度をもつ1段傾斜のレーザガス流路であり、レーザガス流路Wは一定の傾斜角度(ここでは5.6度)の壁面9Aを有して主電極15の側面に接続している。図9(b)は、本願発明の2段傾斜のレーザガス流路であり、レーザガス流路Wは、主電極に接続する大きな傾斜角度(約23度)を持つ傾斜面9Bと、傾斜面9Bに接続して圧力損失の大き過ぎない程度の傾斜角度(5.6度)を持つ壁面9Cとで構成されている。傾斜面9Bは、主電極15の側面に接続し、ここを基点として、主電極の側面の接続位置からX軸の方向に1.5mm、またZ軸の方向に0.65mmの範囲に形成される。
FIG. 9A shows a conventional one-stage inclined laser gas passage having an inclination angle, and the laser gas passage W has a
図10は主電極間における音圧の実効値をシミュレーション計算した結果比較図である。なおシミュレーションは、図9(a)または図9(b)に示した、絶縁部材54、55、58等の表面からなるレーザガス流路Wを、主電極14、15側の上流と下流にそれぞれ配置した条件で行った。横軸は放電が発生してからの経過時間、縦軸は発生した音響波の音圧である。
FIG. 10 is a comparison diagram showing the result of simulation calculation of the effective value of the sound pressure between the main electrodes. In the simulation, the laser gas flow paths W composed of the surfaces of the insulating
現在利用されているエキシマレーザは最大発振周波数4kHzであり、その時の発振間隔は250μsである。図10において、経過時間250μs付近では、2段傾斜モデルの主電極間に滞留している音響波エネルギーは、1段傾斜モデルの場合に比較して60%程度であることがわかる。また、2段傾斜モデルは大きな傾斜角度の傾斜面を持っているが、この程度の狭い領域であれば電極間流速にほとんど影響を与えることがない。 The excimer laser currently used has a maximum oscillation frequency of 4 kHz, and the oscillation interval at that time is 250 μs. In FIG. 10, it can be seen that the acoustic wave energy staying between the main electrodes of the two-step tilt model is about 60% in the vicinity of the elapsed time of 250 μs as compared with the case of the one-step tilt model. In addition, the two-stage tilt model has an inclined surface with a large tilt angle, but if it is such a narrow region, it hardly affects the flow velocity between electrodes.
上記したシミュレーションでは、主電極14、15側ともに傾斜面を設けているが、主電極14、15電極側のいずれか一方に傾斜面を設けるだけでも音響波をすみやかに逃がす効果はある。また、上流と下流のいずれかの側にあるアノード電極とカソード電極に傾斜面を設けてもよい。さらに、主電極の長手方向の全領域でなく、たとえば5mmおきに傾斜面を設けてもよい。この場合、レーザ光軸方向(長手方向)に同一時間に均一に音響波成分の影響を受けることがなくなるので効果がある。
In the above-described simulation, the inclined surfaces are provided on both the
傾斜面が形成される領域は、レーザガス流路のうち、放電面と放電しない面との境界(電極側面)から電極の外側方向に0.5mm以上の範囲であることが好ましい。その理由は、音響波の波長を考慮すると、これ以下の微小領域ではZ軸方向の音響波成分をすみやかに反射できないからである。上限は適宜最適化して決定すればよい。 The region where the inclined surface is formed is preferably in the range of 0.5 mm or more from the boundary (electrode side surface) between the discharge surface and the non-discharge surface in the laser gas flow path to the outer side of the electrode. The reason is that in consideration of the wavelength of the acoustic wave, the acoustic wave component in the Z-axis direction cannot be promptly reflected in a minute region below this. The upper limit may be determined by optimizing as appropriate.
図11は2段傾斜を有するレーザガス流路における2つの傾斜角度の関係を説明するための図である。 FIG. 11 is a diagram for explaining the relationship between two inclination angles in a laser gas flow path having a two-stage inclination.
図11において、傾斜面11Aは、放電幅方向に対して角度θ2の傾きを持ち、壁面11Bは、放電幅方向に対して角度θ1の傾きを持ち、角度θ1と角度θ2は、0°<θ1<θ2≦45°の関係を満たしている。
In FIG. 11, the
角度θ2が大きいほどZ軸方向の音響波成分をすみやかに逃がすことができるが、実際的にはレーザ性能に対する音響波の影響を従来に比較して少なくとも10%は低減したい。そこで図11のレーザガス流路構造をもとに音響波シミュレーションを行った結果、
θ1+5°≦θ2 ・・・・・(1)
という式を満足すれば音響波の影響が従来より10%以上低減されることがわかった。よって、上記シミュレーションで得られた(1)式に基づいて、適宜レーザガス流路の形状を設計することができる。
The larger the angle θ2, the quicker the acoustic wave component in the Z-axis direction can be released, but in practice it is desired to reduce the influence of the acoustic wave on the laser performance by at least 10% compared to the conventional case. Therefore, as a result of performing an acoustic wave simulation based on the laser gas channel structure of FIG.
θ1 + 5 ° ≦ θ2 (1)
It has been found that the effect of the acoustic wave is reduced by 10% or more compared to the conventional case if the above equation is satisfied. Therefore, the shape of the laser gas flow path can be appropriately designed based on the equation (1) obtained by the simulation.
以上の実施例においては、角度θ2の大きさを特に規定していないが、安定して所望の電極間流速を得るために、角度θ2の範囲は10〜30度が好ましい。また、これ以降の壁面をさらに2段またはそれ以上の段数で形成してもよい。 In the above embodiment, the angle θ2 is not particularly defined, but the range of the angle θ2 is preferably 10 to 30 degrees in order to obtain a desired interelectrode flow rate stably. Moreover, you may form the wall surface after this by two steps or more.
図12は傾斜面および壁面の形態を説明するための図である。 FIG. 12 is a view for explaining the form of the inclined surface and the wall surface.
図12(a)は、主電極15の側面に配置された部材12Aの表面に2段の傾斜が形成される形態を示す図である。すなわち、部材12Aの表面には傾斜面12Bと壁面12Cが形成される。
FIG. 12A is a view showing a form in which a two-step slope is formed on the surface of the
図12(b)は、主電極15の側面に配置された2個の部材12D,12Eの表面に、傾斜面12Fと壁面12Gがそれぞれ形成される形態を示す図である。
FIG. 12B is a diagram showing a form in which inclined
図12(a)、(b)の場合、傾斜面あるいは壁面は絶縁部材等の表面に形成したが、電極自体に傾斜面あるいは壁面が設けられていてもよい。
図12(c)は、主電極自体に2段の傾斜が形成される形態を示す図である。主電極15の突出部15Cの先端部にある放電面15Dから所定距離離れた主電極15の側面に傾斜面12Hと壁面12Iが連続して形成される。
12A and 12B, the inclined surface or wall surface is formed on the surface of an insulating member or the like, but the electrode itself may be provided with the inclined surface or wall surface.
FIG. 12C is a diagram showing a form in which a two-step inclination is formed on the main electrode itself. An
図12(d)は、主電極自体に傾斜面が形成されている場合を示す図である。主電極15の突出部15Cの先端部にある放電面15Dから所定距離離れた主電極15の側面から傾斜面12Jが形成される。傾斜面12Jに接続して、部材表面からなる壁面12Kが接続している。
FIG. 12D is a diagram showing a case where an inclined surface is formed on the main electrode itself. An
以上の説明では、傾斜面をすべて平面形状としている。しかし傾斜面を特に平面形状にする必要はなく、曲面形状であってもよい。 In the above description, the inclined surfaces are all planar. However, the inclined surface does not have to be particularly flat, and may be curved.
図13は傾斜面が曲面形状である場合を説明する図である。 FIG. 13 is a diagram illustrating a case where the inclined surface has a curved surface shape.
図13において、点線で囲んだ領域に傾斜面13A、13Aが形成されており、壁面13B、13Bにそれぞれ接続している。傾斜面13A、13Aは、主電極15の側面に接続する箇所13C、13Cの傾斜が一番大きくなっており、壁面13B、13Bに近づくにつれ傾斜は小さくなり、最後に壁面側の傾き角度となって壁面13B、13B側に接続している。すなわち、傾斜面13A、13Aは曲面形状になっている。
In FIG. 13,
以上の説明においては、主電極の側面は放電方向に平行しているものとして説明した。主電極をこのような形状にしておくと、長時間連続放電して放電面が削れても、レーザビームの形状の変化を小さくすることができる。 In the above description, the side surface of the main electrode has been described as being parallel to the discharge direction. If the main electrode has such a shape, the change in the shape of the laser beam can be reduced even if the discharge surface is shaved by continuous discharge for a long time.
主電極の突出部の側面は必ずしもZ軸方向に平行でなくてもよい。すなわち突出部の側面はテーパ状に裏面側に広がる形状であってもよい。 The side surface of the projecting portion of the main electrode is not necessarily parallel to the Z-axis direction. That is, the side surface of the projecting portion may have a tapered shape that extends to the back surface side.
図14は主電極15の側面がテーパ状の形状を有する場合を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a case where the side surface of the
たとえば側面14Aの放電方向に対する傾斜角度を0〜15度とすることができる。この程度の傾斜であれば、長時間連続放電してもレーザビームサイズの変化は小さいので、側面14Aの端部14Bに接続して、たとえば2段傾斜の傾斜面14Cと壁面14Dを設けることができる。この場合も、傾斜面14Cは、レーザガス流路のうち、放電面15D(電極側面)から電極外側方向に0.5mm以上の範囲に形成される必要がある。
For example, the inclination angle of the
なお、主電極の消耗があまり問題にならなければ、図14で示した主電極の側面14Aの傾斜角度をさらに大きくして、主電極の側面領域を用いてZ軸方向の音響波成分を反射させることもできる。
If the consumption of the main electrode does not matter so much, the inclination angle of the
図15はZ軸方向の音響波成分の音響エネルギーを減衰させるために、もっとも効率よく吸音材の配置をした場合の主電極近傍の模式図である。 FIG. 15 is a schematic view of the vicinity of the main electrode when the sound absorbing material is arranged most efficiently in order to attenuate the acoustic energy of the acoustic wave component in the Z-axis direction.
図15において、主電極14、15の両側面に配置されたレーザガス流路壁面の全体にわたって吸音材Kが設けられている。吸音材Kの放電空間37に面した表面はレーザガス流路Wを兼ねている。
In FIG. 15, a sound absorbing material K is provided over the entire wall surface of the laser gas channel disposed on both side surfaces of the
しかしこの場合には、吸音材Kの表面抵抗によりレーザガス流速が低減されるため、所望の電極間流速のレーザガスを流す妨げになる場合がある。また、吸音材Kを主電極の周辺の広い領域で使用する場合、高電圧に対する絶縁耐圧を確保しなければならないという問題がある。よって、吸音材Kを使用する場合は、吸音材の配置方法や吸音材の材質の選定などの吟味が必要となる。 However, in this case, since the laser gas flow velocity is reduced by the surface resistance of the sound absorbing material K, there is a case where the laser gas having a desired interelectrode flow velocity is prevented from flowing. Further, when the sound absorbing material K is used in a wide area around the main electrode, there is a problem that it is necessary to ensure a dielectric strength voltage against a high voltage. Therefore, when the sound absorbing material K is used, it is necessary to examine the arrangement method of the sound absorbing material and the selection of the material of the sound absorbing material.
電極間流速への影響をできるだけ少なくするとともに、Z軸方向の音響波成分の影響を低減するために、吸音材を配置する箇所を限定することや孔径、気孔率等を最適化することが考えられる。 In order to reduce the influence on the interelectrode flow velocity as much as possible and to reduce the influence of the acoustic wave component in the Z-axis direction, it is considered to limit the location where the sound absorbing material is arranged and to optimize the hole diameter, porosity, etc. It is done.
そこで本願発明に係る第2の実施形態は、互いに対向して配置された一対のアノード電極及びカソード電極からなる主電極と、前記主電極を間に置いてヒダ部を有しない平滑なレーザガス流路とを備え、前記電極間に高電圧を印加してパルス状の主放電を行い、最高発振周波数が4kHz以上のパルス発振をするパルス発振型放電励起レーザ装置において、少なくとも前記主電極のいずれか一方の電極の放電面近傍のレーザガス流路壁面に、主放電によって発生する音響波の放電方向の成分を吸音する吸音材が設けられている。 Accordingly, a second embodiment according to the present invention is directed to a main electrode composed of a pair of anode and cathode electrodes arranged to face each other, and a smooth laser gas flow path having no crease between the main electrodes. A pulsed discharge-type pumped laser apparatus that performs pulsed main discharge by applying a high voltage between the electrodes, and oscillates at a maximum oscillation frequency of 4 kHz or more, at least one of the main electrodes A sound absorbing material that absorbs a component in the discharge direction of the acoustic wave generated by the main discharge is provided on the wall surface of the laser gas channel near the discharge surface of the electrode.
なお、ここでいう放電面近傍とは、主電極14側では、放電面14Dから予備電離電極38が設けられた位置までの間の領域をいい、主電極15側では、主電極15の放電面15Dから予備電離電極38に対向する位置周辺までの間の領域をいう。
Here, the vicinity of the discharge surface refers to a region from the
以下において、実施例1で説明した部材と同じ機能を有するものについては、同符号をつけるとともにその説明を略す。 In the following, components having the same functions as those described in the first embodiment will be given the same reference numerals and description thereof will be omitted.
放電空間で発生した音響波のなかで、問題なのはZ軸方向の音響波成分が主電極間に滞留することであり、放電空間に発生したすべての音響波を減衰させる必要はない。 Of the acoustic waves generated in the discharge space, the problem is that the acoustic wave component in the Z-axis direction stays between the main electrodes, and it is not necessary to attenuate all the acoustic waves generated in the discharge space.
図16に示すように、実施例1で述べた傾斜面の替わりに主電極近傍に吸音材を配置してもよい。 As shown in FIG. 16, a sound absorbing material may be disposed in the vicinity of the main electrode instead of the inclined surface described in the first embodiment.
図16において、吸音材Kは主電極14、15の両側面に接続してレーザガス流路Wを構成している。こうするだけでも、Z軸方向の音響波成分を減衰させるのに大きな効果がある。なお、吸音材Kの表面は主電極間のレーザガス流速を低減させるので、それをできるだけ回避するために、放電面からX軸方向に対して所定の距離Lまで吸音材Kを設けている。また、Lはなるべく小さくする。距離Lは適宜実験等によって決定すればよい。この場合には、高電圧側(ここでは主電極15側)の絶縁耐圧にそれほど影響を与えることがないので、Lが小さいなら吸音材Kの材質は導電性のものでよいが好ましくは誘電体がよい。
In FIG. 16, the sound absorbing material K is connected to both side surfaces of the
吸音材を主電極の周辺に配置する場合、パラメータとして孔径と気孔率が小さい吸音材ほどレーザガスの流速を低下させることがないので、必要な吸音率との兼ね合いで吸音材のパラメータを決定する必要がある。少なくとも一方の吸音材側(ここでは主電極15側)には高電圧が印加されるため、高電圧が印加される主電極近傍に吸音材を配置する場合は吸音材の材質が限定される。すなわち、この場合、絶縁耐圧の高いセラミックス系(アルミナ、窒化アルミ等)にする必要がある。 When the sound absorbing material is arranged around the main electrode, the sound absorbing material having a smaller hole diameter and porosity as parameters does not decrease the flow velocity of the laser gas, so it is necessary to determine the parameters of the sound absorbing material in consideration of the necessary sound absorbing rate. There is. Since a high voltage is applied to at least one of the sound absorbing materials (here, the main electrode 15), the material of the sound absorbing material is limited when the sound absorbing material is disposed near the main electrode to which the high voltage is applied. That is, in this case, it is necessary to use a ceramic system (alumina, aluminum nitride, etc.) having a high withstand voltage.
従来、高電圧側の電極部品はセラミックスからなる部材で保持されていた。そのため、セラミックス系吸音材を配置する場合は、このセラミックス部材に貼り付ける必要がある。その方法としてはネジで止める方法が簡単であり好ましい。その際、ネジもセラミックスネジを用いることが望ましい。さらに、吸音効果のある部分と密である部分を一体で製造した部材を用いることもできる。 Conventionally, the electrode component on the high voltage side is held by a member made of ceramics. Therefore, when a ceramic-based sound absorbing material is disposed, it is necessary to affix to this ceramic member. As the method, a screwing method is simple and preferable. At this time, it is desirable to use a ceramic screw as the screw. Furthermore, a member in which a portion having a sound absorbing effect and a dense portion are integrally manufactured can be used.
ところで、Z軸方向の音響波成分に影響を与える部材として、たとえば予備電離電極がある。予備電離電極を放電空間37から離せばその影響は小さくなるが、予備電離電極は安定した主放電に必要なものであり、放電空間37からあまり離すことは好ましくない。しかしあまり近づけると、特に4kHz以上の発振周波数を対象とした場合、予備電離電極から反射した音響波が放電空間37に戻ってきてレーザ性能に影響を与える。
By the way, as a member that affects the acoustic wave component in the Z-axis direction, for example, there is a preionization electrode. If the preliminary ionization electrode is separated from the
図17は予備電離電極の断面構造の模式図である。 FIG. 17 is a schematic diagram of a cross-sectional structure of a preionization electrode.
図17に示すように、予備電離電極38の外側をアルミナ等のチューブ38Bで囲繞し、内部導電体38A側に高電圧を印加するとコロナ放電が発生し、紫外光が放射される。この紫外光により予備電離を起こし、安定した主放電を得ることができる。そのため、予備電離電極38は安定した主放電を得るための必需部品となっている。なお、内部導電体38A側を接地電位とし、チューブ38の外側電極を高電圧としてもコロナ発光が可能である。
As shown in FIG. 17, when the outside of the
図18は予備電離電極の反射を低減するために主電極と予備電離電極以外のレーザガス流路壁面に吸音材が設けられた場合を示す模式図である。 FIG. 18 is a schematic view showing a case where a sound absorbing material is provided on the wall surface of the laser gas flow channel other than the main electrode and the preionization electrode in order to reduce the reflection of the preionization electrode.
図18において、主電極14の周辺のレーザガス流路壁面には2個の予備電離電極38、38が設けてある。また、予備電離電極38、38と主電極14の間および主電極14からみて予備電離電極38、38の外側のレーザガス流路壁面に吸音材Kが貼り付けられている。さらに、主電極15側の両側面のレーザガス流路壁面にも吸音材Kが全面にわたって貼り付けられている。
In FIG. 18, two
このようにすれば、予備電離電極38、38の表面で反射してZ軸方向に伝播した音響波成分は、主電極15側のレーザガス流路壁面に設けた吸音材Kで吸音できる。しかしながら、全面に貼り付けた吸音材の表面抵抗によりレーザガスの流速が低減する。
In this way, the acoustic wave component reflected on the surfaces of the
本願発明者等によれば、シミュレーションから、図18に示すような吸音材配置をしなくても十分であることがわかった。 According to the inventors of the present application and the like, it was found from simulation that it is not necessary to arrange the sound absorbing material as shown in FIG.
図19はシミュレーションから得られた十分な吸音材配置を示す模式図である。 FIG. 19 is a schematic diagram showing a sufficient sound absorbing material arrangement obtained from the simulation.
図19(a)では、図18の場合と異なり、主電極14側のレーザガス流路壁面に主電極14と予備電離電極38、38の間だけ吸音材Kが設けられている。
In FIG. 19A, unlike the case of FIG. 18, the sound absorbing material K is provided only between the
図19(b)では、図18の場合と異なり、主電極14側のレーザガス流路壁面には主電極14と予備電離電極38、38の間だけ吸音材が設けられている。また、主電極15側のレーザガス流路壁面には予備電離電極38、38と対向した所定領域のみに吸音材Kが設けてある。
In FIG. 19B, unlike the case of FIG. 18, a sound absorbing material is provided only between the
なお、図19において、主電極15側のレーザガス流路壁面の予備電離電極38、38と対向した所定領域のみに吸音材Kを設けてもよい。
In FIG. 19, the sound absorbing material K may be provided only in a predetermined region facing the
図19に示した吸音材配置をすることで、レーザガスの流速を低減することなく、Z軸方向に反射した音響エネルギーを効果的に減衰することができる。 By arranging the sound absorbing material shown in FIG. 19, the acoustic energy reflected in the Z-axis direction can be effectively attenuated without reducing the flow velocity of the laser gas.
予備電離電極38による音響波の反射を吸音する吸音材の配置方法を工夫する代わりに、予備電離電極38による反射自体を低減してもよい。
Instead of devising a method of arranging a sound absorbing material that absorbs reflection of acoustic waves by the
予備電離電極38のチューブ38Bがレーザガス流路Wから放電空間側に突き出る突出量Hを小さくすることで音響波の反射を抑制することができる。同時に、レーザガスの流れを乱すことも少なくなる利点がある。突出量Hとしては3mm以下であることが好ましい。
By reducing the amount of protrusion H that the
しかしながら、突出量Hをあまり小さくすると主電極間に照射される紫外光の光量が低下してしまう。そこで突出量Hを小さくしたことによる光量の低下を、予備電離電極38を追加することで補うことができる。追加する予備電離電極38は主電極14、15側の上流および下流におくことができる。
However, if the protrusion amount H is too small, the amount of ultraviolet light irradiated between the main electrodes is reduced. Therefore, the decrease in the amount of light caused by reducing the protrusion amount H can be compensated by adding the
図20は突出量Hの予備電離電極38がレーザガス流路壁面に複数個配置された場合の図である。
FIG. 20 is a diagram in the case where a plurality of
図20において、主電極14側のレーザガス流路壁面には、上流と下流に突出量Hの2個の予備電離電極38C、38Dが設けてある。また主電極14側からみて予備電極38C、38Dの外側のレーザガス流路壁面に、点線で示す予備電離電極38E,38Fが設けてある。主電極15側のレーザガス流路壁面には、点線で示す予備電離電極38G、38H、38I、38Jがそれぞれ予備電離電極38E、38C、38D、38Fに対向して設けてある。
In FIG. 20, two
図20によれば、個々の予備電離電極の光量低下を予備電離電極数を増加させたことで補うことができる。 According to FIG. 20, it is possible to compensate for the decrease in the amount of light of each preliminary ionization electrode by increasing the number of preliminary ionization electrodes.
主電極の放電面自体も音響波を反射する。音響波の一部は主電極間で反射を繰り返し、放電空間内に滞留する。こうした音響波も低減したい。以下では放電面で反射する音響波を低減する形態を述べる。 The discharge surface itself of the main electrode also reflects acoustic waves. Part of the acoustic wave repeatedly reflects between the main electrodes and stays in the discharge space. I want to reduce these acoustic waves. Below, the form which reduces the acoustic wave reflected on a discharge surface is described.
図21(a)、(b)は主電極14、15の正面図である。図21では、紙面垂直方向が電極長手方向である。
FIGS. 21A and 21B are front views of the
図21(a)において、主電極14、15の放電面14D、15Dには多孔質の吸音材Kが設けられている。吸音材Kが導電性の部材であれば、主電極14、15間のインピーダンスが上がることはない。しかし、導電性の部材は表面がフッ化され、また高電界でスパッタされる。このため吸音材Kが導電性の部材である場合は、吸音性が低下するおそれがある。一方、セラミックス系の部材はフッ化耐性を有する。以上からセラミックス系の吸音材Kを用いたほうが吸音性が低下しないので好ましい。セラミックス系の吸音材Kを用いる場合は、吸音材Kの気孔率と孔径を最適化することにより主電極間のインピーダンス上昇を防止することができる。
In FIG. 21A, a porous sound absorbing material K is provided on the discharge surfaces 14D and 15D of the
吸音材Kを主電極14、15の放電面14D、15Dに設ける方法としては、放電面14D、15Dの形状に合わせて作成した吸音材Kを放電面14D、15Dに空隙を開けずに配置する方法が好ましい。なお、吸音材Kの厚さに応じて吸音率が変わるので、吸音材の厚さは適宜最適化される。
As a method of providing the sound absorbing material K on the discharge surfaces 14D and 15D of the
また、溶射法を用いて主電極14、15の放電面14D、15Dに多孔質の吸音材Kを形成してもよい。一般に溶射法では薄膜が形成されるのみである。吸音材Kの厚さを最適化(例えば1mm以上)するためには、複数回溶射を繰り返せばよい。
Alternatively, the porous sound absorbing material K may be formed on the discharge surfaces 14D and 15D of the
なお、必ずしも主電極14、15の放電面14D、15Dと吸音材Kとが空隙を開けずに接触する必要はない。要は主電極14、15間の放電を妨げないように放電空間内に吸音材Kが設けられていればよい。そこで、図21(b)に示されるように、放電空間37内で、主電極14、15との間に空隙を開けて吸音材Kが配置されていてもよい。吸音材Kは図示しないホルダで支持される。
The discharge surfaces 14D and 15D of the
また、放電面14、15の全面に吸音材Kを形成する必要はなく、所定の大きさに分割した吸音材Kを放電面14D、15Dに設けてもよい。 Further, it is not necessary to form the sound absorbing material K on the entire surfaces of the discharge surfaces 14 and 15, and the sound absorbing material K divided into a predetermined size may be provided on the discharge surfaces 14D and 15D.
吸音材Kは主電極14、15の放電面14D、15D側に設けられるのではなく、放電面14D、15Dの裏面側に設けられていてもよい。以下では、放電面14D、15Dの裏面側に設けられる吸音材Kの形態を説明する。以下の説明では便宜のために主電極15側の構造のみを説明するが、主電極14側の構造も同様とする。
The sound absorbing material K is not provided on the discharge surfaces 14D and 15D side of the
図22(a)は主電極15の平面図であり、図22(b)は図22(a)のY−Y断面図である。図22(a)、(b)では、紙面左右方向が電極長手方向である。
FIG. 22A is a plan view of the
主電極15には放電面15Dから裏面15Eに貫通する孔22が複数個形成されている。主電極15の裏面15E側には吸音材Kが設けられている。放電空間内のZ軸方向に伝搬する音響波の一部は、孔22を通過し、吸音材Kに到達する。吸音材Kに到達した音響波の多くは、吸音材Kに吸音される。よって、孔22を通過した音響波はほとんどが放電空間に戻らない。
The
図22(a)、(b)に示される形態での音響波減衰率は、孔22の総断面積と主電極15の放電面15Dの表面積の比(以下、面積比という)で定義される。孔22の孔径は、音響波が通過できる程度であり、かつ、主電極15の機能を低下させない程度であることが必要である。以上を考慮すると、0.1mm≦孔径≦1mmであることが好ましい。面積比は必要な減衰率から適宜決定すればよいが、0.1≦面積比≦0.9であることが好ましい。なお、面積比が大きい場合は孔径を小さくすることが好ましい。また、孔22の形状は特に円形に限られるものではなく、三角形や四角形であってもよい。孔22の配置も、図24に示したような格子状でなく、ランダムであってもよい。主電極の厚さは、放電による変形を考慮すると、1mm以上あることが好ましい。
22A and 22B is defined by the ratio of the total cross-sectional area of the
図23(a)は図22(a)のX−X断面図であり、第1の形態を示す図である。図23(b)は図22(a)のX−X断面図であり、第2の形態を示す図である。図23(a)に示される吸音材Kは、主電極15の裏面15E側に配置されている。図23(b)に示される吸音材Kは、主電極15の裏面15E側に形成された空洞15F内に格納されている。吸音材Kと主電極15は接触していても、接触していなくてもよい。なお、吸音材Kは主電極15の裏面全面に設けられる必要はない。吸音材Kは、少なくとも孔22の位置に対応して設けられていればよい。
Fig.23 (a) is XX sectional drawing of Fig.22 (a), and is a figure which shows a 1st form. FIG.23 (b) is XX sectional drawing of Fig.22 (a), and is a figure which shows a 2nd form. The sound absorbing material K shown in FIG. 23A is disposed on the
図24〜図26に示されるように、主電極15に孔が設けられるのではなく、溝が設けられるようにしてもよい。
As shown in FIGS. 24 to 26, the
図24(a)は主電極15の平面図であり、図24(b)は主電極15の側面図である。図24(a)、(b)では、紙面左右方向が電極長手方向である。
FIG. 24A is a plan view of the
図24において、主電極15は、長手方向に列設された複数の電極15−1、15−2、・・・、15−Nで構成される。隣接する電極間には間隙が設けられる。本明細書ではこの間隙を溝24とよぶ。主電極15の裏面15E側には吸音材Kが設けられている。放電空間内のZ軸方向に伝搬する音響波の一部は、溝24を通過し、吸音材Kに到達する。吸音材Kに到達した音響波の多くは、吸音材Kに吸音される。よって、溝24を通過した音響波はほとんどが放電空間に戻らない。なお放電安定性および音響波の通過容易性を考慮すると、溝24の間隔が1mm以下であることが好ましい。吸音材Kは導電性の部材でもよいが、セラミックス系の部材のほうが各電極間を絶縁できるのでより好ましい。なお、吸音材Kは主電極15の裏面全面に設けられる必要はない。吸音材Kは、少なくとも溝24の位置に対応して設けられていればよい。
24, the
図25は主電極15の正面図である。図25では、紙面垂直方向が電極長手方向である。
FIG. 25 is a front view of the
図25において、主電極15は、放電幅方向に列設された複数の電極15−1、15−2、・・・、15−Nで構成される。隣接する電極間には間隙が設けられる。本明細書ではこの間隙を溝25とよぶ。主電極15の裏面15E側には吸音材Kが設けられている。放電空間内のZ軸方向に伝搬する音響波の一部は、溝25を通過し、吸音材Kに到達する。吸音材Kに到達した音響波の多くは、吸音材Kに吸音される。よって、溝25を通過した音響波はほとんどが放電空間に戻らない。なお放電安定性および音響波の通過容易性を考慮すると、溝25の間隔が0.5mm以下であることが好ましい。吸音材Kは導電性の部材でもよいが、セラミックス系の部材のほうが各電極間を絶縁できるのでより好ましい。なお、吸音材Kは主電極15の裏面全面に設けられる必要はない。吸音材Kは、少なくとも溝25の位置に対応して設けられていればよい。
25, the
図26(a)は主電極15の平面図であり、図26(b)は主電極15の側面図である。図26(a)、(b)では、紙面左右方向が電極長手方向である。
FIG. 26A is a plan view of the
図25(a)、(b)に示された溝25は単なる間隙であるが、図26(a)、(b)に示される溝26には吸音材Kが設けられる。また、図示しないが、主電極15の裏面15E側に吸音材Kが設けられず、溝25にのみ吸音材Kを設けられてもよい。
The grooves 25 shown in FIGS. 25 (a) and 25 (b) are merely gaps, but the sound absorbing material K is provided in the
本実施形態では主電極14、15の放電面14D、15D側又は裏面15E側に吸音材Kが設けられる形態について説明した。しかし、必ずしも吸音材Kが主電極14、15の両方に設けられる必要はない。吸音材Kが主電極14、15の何れか一方にのみ設けられていてもよい
In the present embodiment, the configuration in which the sound absorbing material K is provided on the discharge surfaces 14D and 15D side or the
本発明のパルス発振型放電励起レーザ装置は、大出力を伴う微細加工用のレーザ源として、半導体製造に限られずあらゆる分野に応用できる。 The pulse oscillation type discharge excitation laser apparatus of the present invention is applicable not only to semiconductor manufacturing but also to all fields as a laser source for fine processing with high output.
K 吸音材
H 突出量
W レーザガス流路
12 レーザチャンバ
14 アノード電極
14D 放電面
15 カソード電極
15D 放電面
37 放電空間
38 予備電離電極
41 音響波
K sound absorbing material H protrusion amount W laser
Claims (12)
少なくとも前記主電極のいずれか一方の放電面近傍のレーザガス流路の壁面に、主放電によって発生する音響波の放電方向の成分を放電空間の外部に反射する傾斜面が形成され、
前記傾斜面は、放電幅方向に対して角度θ2の傾きを持ち、前記傾斜面が接続されてなる壁面は、放電幅方向に対して角度θ1の傾きを持ち、θ1とθ2が0°<θ1<θ2≦45°の関係を満たしていることを特徴とする請求項1記載のパルス発振型放電励起レーザ装置。 A main electrode comprising a pair of anode and cathode electrodes arranged opposite to each other, and a laser gas flow path including the main electrode, and a high voltage is applied between the main electrodes to perform a pulsed main discharge. In a pulse oscillation type discharge excitation laser device that oscillates at a maximum oscillation frequency of 4 kHz or more,
At least on the wall surface of the laser gas flow path in the vicinity of the discharge surface of any one of the main electrodes, an inclined surface that reflects the component in the discharge direction of the acoustic wave generated by the main discharge to the outside of the discharge space is formed ,
The inclined surface has an inclination of angle θ2 with respect to the discharge width direction, and the wall surface to which the inclined surface is connected has an inclination of angle θ1 with respect to the discharge width direction, and θ1 and θ2 are 0 ° <θ1. 2. The pulse oscillation type discharge excitation laser apparatus according to claim 1, wherein a relationship of <θ2 ≦ 45 ° is satisfied .
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