(57)【要約】【課題】長期間にわたって安定した出力のレーザ光を出射させることができるレーザ装置を提供する。【解決手段】レーザ装置１は、レーザ媒質ガスを収容させるレーザ媒質収容室１０２を備えた筐体１０１と、筐体１０１の壁面に設けられた第１レーザウインドウ１０４と、レーザ媒質収容室１０２にレーザ媒質ガスを供給するガス供給装置１１４とを有する。レーザ媒質ガスを励起させることにより発生させたレーザ光を第１レーザウインドウ１０４から筐体１０１の外へ出射させる。レーザ媒質収容室１０２の内圧をレーザ発振状態において調整するための圧力調整バルブ１１７を少なくとも有し、レーザ発振状態において、ガス供給装置１１４により、レーザ媒質ガスがレーザ装置１の外部からレーザ媒質収容室１０２に供給される。【選択図】図１
2006140381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ媒質ガスを収容させるレーザ媒質収容室を備えた筐体と、
前記筐体の壁面に設けられた第１レーザウインドウと、
前記レーザ媒質収容室に前記レーザ媒質ガスを供給するガス供給装置と、
を有し、
前記レーザ媒質ガスを励起させることにより発生させたレーザ光を前記第１レーザウインドウから前記筐体の外へ出射させるレーザ装置であって、
前記レーザ媒質収容室の内圧をレーザ発振状態において調整するための圧力調整バルブを少なくとも有し、
レーザ発振状態において、前記ガス供給装置により、前記レーザ装置の外部から前記レーザ媒質収容室に前記レーザ媒質ガスが供給されるレーザ装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたレーザ装置において、
前記レーザ媒質収容室に収容されたレーザ媒質ガスを循環させるガス循環装置をさらに有し、
前記ガス循環装置は循環させる前記レーザ媒質ガスを清浄化させるための清浄化フィルタを有するレーザ装置。
【請求項３】
請求項２に記載されたレーザ装置において、
レーザ発振状態において、前記ガス循環装置により清浄化された清浄化レーザ媒質ガスは前記ガス供給装置に注入され、
前記ガス供給装置は、前記レーザ媒質収容室に前記清浄化レーザ媒質ガスをさらに供給するレーザ装置。
【請求項４】
請求項１に記載されたレーザ装置において、
前記レーザ媒質収容室に設けられた第１区分壁をさらに有し、
前記第１区分壁は前記レーザ媒質収容室を第１包囲空間と、レーザ光発生空間とに区分し、
前記第１包囲空間は前記第１レーザウインドウを包囲する空間であり、
前記レーザ発生空間は前記レーザ媒質ガスを励起させて前記レーザ光を発生させる空間であり、
前記第１区分壁には、前記第１包囲空間と前記レーザ光発生空間とを連通させる第１貫通孔が設けられており、
前記高圧のレーザ媒質ガスは、前記第１包囲空間に注入され、前記第１貫通孔を経由して、前記レーザレーザ光発生空間に供給されるレーザ装置。
【請求項５】
請求項４に記載されたレーザ装置において、
前記第１レーザウインドウに対向するように前記筐体の壁面に設けられ、前記筐体内外にレーザ光を透過させる第２レーザウインドウと、
前記レーザ媒質収容室に設けられた第２区分壁とをさらに有し、
前記第２区分壁は前記レーザ媒質収容室を第２包囲空間と、前記レーザ光発生空間とに区分し、
前記第２包囲空間は前記第２レーザウインドウを包囲する空間であり、
前記第２区分壁には、前記第２包囲空間と前記レーザ光発生空間とを連通させる第２貫通孔が設けられており、
前記高圧のレーザ媒質ガスは、前記第１包囲空間及び前記第２包囲空間に注入され、前記第１貫通孔又は前記第２貫通孔を経由して、前記レーザ光発生空間に供給され、
前記第１包囲空間を経由して前記レーザ光発生空間に注入される前記レーザ媒質ガスの流量は、前記第２包囲空間を経由して前記レーザ光発生空間に注入される前記レーザ媒質ガスの流量よりも多いレーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーザ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザ装置では、経時的に、筐体（ベッセル）内に収容されているレーザ媒質ガスと電極等との反応や電極の放電によって発生した汚染物質が筐体内に蓄積されていく。レーザ光を筐体より取り出すためのレーザウインドウに汚染物質が蓄積した場合、レーザウインドウのレーザ光透過率が低下するため、レーザ装置の出力が低下するという問題がある。このような問題に鑑み、例えば特許文献１には、レーザ媒質ガスに含まれる汚染物質（粉塵）を除去する手段として、金属又はセラミックスからなるダストフィルタを用いたエキシマレーザ装置が提案されている。特許文献１に記載されたエキシマレーザ装置では、汚染物質を含むレーザ媒質ガスがダストフィルタによって濾過されることにより清浄化される。このため、特許文献１に記載されたエキシマレーザ装置では、レーザウインドウの汚染が抑制される。
【０００３】
その他、レーザウインドウの汚染を防止する手段を有するレーザ装置としては、清浄化したレーザ媒質ガスをレーザウインドウの内側面に供給する手段を有するレーザ装置が提案されている（例えば、特許文献２等）。
【０００４】
図３は、清浄化したレーザ媒質ガスをレーザウインドウ２０４、２０５の内側面２０４ａ、２０５ａに供給する手段を有する従来のレーザ装置３の構成を示す模式図である。
【０００５】
レーザ装置３は、レーザ媒質収容室２０２を有する筐体２０１と、筐体２０１に取り付けられた一対のレーザウインドウ２０４、２０５と、それぞれレーザウインドウ２０４、２０５に対向するように設けられた一対の共振ミラー２１０、２１１とを有し、レーザ媒質収容室２０２には加圧されたレーザ媒質ガスが収容されている。レーザ装置３には、ファン２１２が設けられており、レーザ媒質収容室２０２内のレーザ媒質ガスはファン２１２によって循環されている。また、レーザ装置３はガス循環装置２１３を有している。ガス循環装置２１３は、フィルタ２１３ａ、２１３ｂと、ポンプ２１３ｃとを有し、レーザ媒質収容室２０２内のレーザ媒質ガスはフィルタ２１３ａ、２１３ｂで清浄化される。清浄化されたレーザ媒質ガスは、レーザウインドウ２０４、２０５を包囲する包囲空間２０８、２０９に供給され、貫通孔２０６ａ、２０７ｂを経由してレーザ光発生空間２１９に供給される。
【０００６】
このレーザ装置３では、レーザウインドウ２０４、２０５の内側面２０４ａ、２０５ａの近傍には清浄なレーザ媒質ガスが供給される。従って、レーザウインドウ２０４、２０５の内側面２０４ａ、２０５ａに汚染物質（コンタミネーション）が付着する確率を低下させることができる。
【特許文献１】特開平６−１３２５８２号公報
【特許文献２】特開２０００−３４０８６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記レーザ装置３等の従来のレーザ装置であっても、十分にレーザ媒質ガスを清浄化することができない。このため、徐々にレーザウインドウの内側面に汚染物質が蓄積していく。また、経時的に、レーザ媒質ガスと電極とが反応すること等に起因して、レーザ媒質ガスの成分バランスが変化する。従って、レーザ装置から出射されるレーザの出力が経時的に低下するので、上記従来のレーザ装置では、長期間にわたって安定した出力のレーザ光が得られないという問題がある。
【０００８】
本発明は、係る点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、長期間にわたって安定した出力のレーザ光を出射させることができるレーザ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るレーザ装置は、レーザ媒質ガスを収容させるレーザ媒質収容室を備えた筐体と、前記筐体の壁面に設けられた第１レーザウインドウと、前記レーザ媒質収容室に前記レーザ媒質ガスを供給するガス供給装置と、を有する。前記レーザ媒質ガスを励起させることにより発生させたレーザ光を前記第１レーザウインドウから前記筐体の外へ出射させる。前記レーザ媒質収容室の内圧をレーザ発振状態において調整するための圧力調整バルブを少なくとも有する。本発明に係るレーザ装置では、レーザ発振状態において、前記ガス供給装置により、前記レーザ装置の外部から前記レーザ媒質収容室に前記レーザ媒質ガスが供給される。
【００１０】
本発明に係るレーザ装置によれば、レーザ媒質収容室には、電極間の放電等に起因して発生した汚染物質を含まない新しいレーザ媒質ガスがレーザ装置の外部から供給される。一方、圧力調整バルブの機能により、供給されたレーザ媒質ガスの分量に応じた量のレーザ媒質ガスがレーザ媒質収容室から排出される。排出されるレーザ媒質ガスは、電極間の放電等に起因して発生した汚染物質を含んでおり、成分バランスが変化している。このため、レーザ媒質収容室内に存在するレーザ媒質ガスの汚染物質含有率の上昇が効果的に抑制される。よって、レーザ媒質収容室に発生した汚染物質が第１レーザウインドウに付着することが効果的に抑制され、且つ、レーザ媒質収容室に収容されているレーザ媒質ガスの成分バランスが経時的に変化することが効果的に抑制される。従って、本発明に係るレーザ装置によれば、長期間にわたって安定した出力のレーザ光を出射させることができる。
【００１１】
また、本発明に係るレーザ装置は、レーザ媒質収容室の内圧をレーザ発振状態において調整するための圧力調整バルブを有する。レーザ装置から出射されるレーザ光の出力は、レーザ媒質収容室中のレーザ媒質ガスの圧力と相関し、圧力の増加と共にレーザ光の出力が大きくなる。本発明に係るレーザ装置では、レーザ媒質収容室内部のレーザ媒質ガスの圧力がレーザ発振状態においてほぼ一定に保たれる。従って、本発明に係るレーザ装置によれば、安定した出力のレーザ光を出射させることができる。
【００１２】
本発明に係るレーザ装置は、前記レーザ媒質収容室に収容されたレーザ媒質ガスを循環させるガス循環装置をさらに有し、前記ガス循環装置は循環させる前記レーザ媒質ガスを清浄化させるための清浄化フィルタを有するものであっても構わない。また、レーザ発振状態において、前記ガス循環装置により清浄化された清浄化レーザ媒質ガスは前記ガス供給装置に注入され、前記ガス供給装置は、前記レーザ媒質収容室に前記清浄化レーザ媒質ガスをさらに供給するものであってもよい。この構成によれば、清浄化フィルタを有するガス循環装置によって、レーザ媒質収容室内で発生した汚染物質を含むレーザ媒質ガスが汚染物質の含有率が低いレーザ媒質ガスへと清浄化される。このため、レーザ媒質収容室内に存在するレーザ媒質ガスの汚染物質含有率の上昇をより効果的に抑制することができる。従って、より長期間にわたって安定した出力のレーザ光を出射させることができる。尚、本発明において「清浄化」とはガス中の不純物質を除去することをいう。不純物質は、パーティクル状のもの、及びガス状のものの双方を含む。
【００１３】
本発明に係るレーザ装置は、前記レーザ媒質収容室に設けられた第１区分壁をさらに有し、前記第１区分壁は前記レーザ媒質収容室を第１包囲空間と、レーザ光発生空間とに区分し、前記第１包囲空間は前記第１レーザウインドウを包囲する空間であり、前記レーザ発生空間は前記レーザ媒質ガスを励起させて前記レーザ光を発生させる空間であり、前記第１区分壁には、前記第１包囲空間と前記レーザ光発生空間とを連通させる第１貫通孔が設けられており、前記高圧のレーザ媒質ガスは、前記第１包囲空間に注入され、前記第１貫通孔を経由して、前記レーザレーザ光発生空間に供給されるものであってもよい。
【００１４】
また、前記第１レーザウインドウに対向するように前記筐体の壁面に設けられ、前記筐体内外にレーザ光を透過させる第２レーザウインドウと、前記レーザ媒質収容室に設けられた第２区分壁とをさらに有し、前記第２区分壁は前記レーザ媒質収容室を第２包囲空間と、前記レーザ光発生空間とに区分し、前記第２包囲空間は前記第２レーザウインドウを包囲する空間であり、前記第２区分壁には、前記第２包囲空間と前記レーザ光発生空間とを連通させる第２貫通孔が設けられており、前記高圧のレーザ媒質ガスは、前記第１包囲空間及び前記第２包囲空間に注入され、前記第１貫通孔又は前記第２貫通孔を経由して、前記レーザ光発生空間に供給され、前記第１包囲空間を経由して前記レーザ光発生空間に注入される前記レーザ媒質ガスの流量は、前記第２包囲空間を経由して前記レーザ光発生空間に注入される前記レーザ媒質ガスの流量よりも多くてもよい。
【００１５】
この構成によれば、第１レーザウインドウを包囲する第１包囲空間と、第２レーザウインドウを包囲する第２包囲空間とには、電極間の放電等に起因して発生した汚染物質を含まないレーザ媒質ガスがレーザ装置の外部から供給される。言い換えれば、第１レーザウインドウ及び第２レーザウインドウの内側面近傍は常に外部から供給された汚染物質を含まないレーザ媒質ガスが存在し、第１レーザウインドウ及び第２レーザウインドウに汚染物質を含むレーザ媒質ガスが接触することを効果的に抑制することができる。従って、第１レーザウインドウ及び第２レーザウインドウの内側面に汚染物質が付着、蓄積することをさらに効果的に抑制することができるので、さらに長期間にわたって、安定した出力のレーザ光を出射させることができる。
【００１６】
また、レーザ光を筐体から出射させる第１レーザウインドウは、第２レーザウインドウよりも汚染物質が付着しやすい。このため、第１包囲空間を経由してレーザ光発生空間に注入されるレーザ媒質ガスの流量を、第２包囲空間を経由してレーザ光発生空間に注入されるレーザ媒質ガスの流量よりも多くすることにより、汚染されやすい第１レーザウインドウ近傍における、汚染物質を含んだレーザ媒質ガスの存在確率を効果的に抑制することができる。このため、第１レーザウインドウの汚染をより効果的に抑制することができるので、より長期間にわたって安定した出力のレーザ光を出射させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明によれば、長期間にわたって安定した出力のレーザ光を出射させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
（実施形態１）図１は実施形態１に係るレーザ装置１の構成を示す模式図である。
【００２０】
本実施形態１に係るレーザ装置１は、ガスレーザ装置であり、エキシマ等のレーザ媒質ガスを収容させるレーザ媒質収容室１０２を備えた筒状の筐体（ベッセル）１０１と、筐体１０１を狭持するように配設された一対の第１共振ミラー（フロント共振ミラー）１１０及び第２共振ミラー（リア共振ミラー）１１１と、レーザ媒質収容室１０２に収容されたレーザ媒質ガスを循環・清浄化させるガス循環装置１１３と、レーザ媒質収容室１０２に連通し、レーザ媒質収容室１０２にレーザ媒質ガスを供給するためのガス供給装置１１４と、レーザ発振状態において、レーザ媒質収容室１０２の内圧を調整するための圧力調整バルブ１１７と、圧力調整バルブ１１７に連結されたポンプ１１８とを有する。
【００２１】
尚、レーザ装置１は、レーザウインドウ１０４、１０５を固定するためのウインドフォルダと、レーザウインドウ１０４、１０５や上記ウインドフォルダを取り外す際にレーザ媒質収容室１０２を外界から隔離するためのゲートバルブと、共振ミラー１１０、１１１を固定・調整するためのミラーフォルダとをさらに有するが、図１ではこれらの部材は省略されている。
【００２２】
筐体１０１の内部には、対向するように配設された一対の平行電極１０３と、筐体１０１の壁面に対向するように配設され、発生したレーザ光を筐体１０１内外に透過させる第１レーザウインドウ（フロントレーザウインドウ）１０４及び第２レーザウインドウ（リアレーザウインドウ）１０５と、平行電極１０３側に送風するファン１１２とが設けられている。第１レーザウインドウ１０４と、第１共振ミラー１１０と、第２レーザウインドウ１０５と、第２共振ミラー１１１とは同軸上に設けられている。一対の平行電極１０３は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）等により形成することができる。
【００２３】
レーザ媒質ガスは、主としてハロゲンガスとキャリアガスとを含む。ハロゲンガスとしては塩化水素ガス等が挙げられる。キャリアガスとしてはアルゴンガス、ネオンガス、キセノンガス等が挙げられる。
【００２４】
このレーザ装置１では、電圧が印加された一対の平行電極１０３間で励起されたレーザ媒質ガスから出射された光は、第１レーザウインドウ１０４及び第２レーザウインドウ１０５を透過して筐体１０１の外部に取り出される。筐体１０１の外部に取り出された光は第１共振ミラー１１０又は第２共振ミラー１１１に入射し、共振ミラー１１０、１１１の内側面で反射される。この際、共振ミラー１１０、１１１の共振条件を満たす光のみが増幅されて、レーザ発振が生じる。このようにして得られたレーザ光は、第１共振ミラー１１０を透過してレーザ装置１から取り出される。
【００２５】
レーザ装置１からレーザ光を出射させる工程において、エキシマ等のレーザ媒質ガスと筐体１０１や平行電極１０３とが反応することにより、又は、平行電極１０３間において放電されることによってレーザ媒質収容室１０２内に汚染物質が発生する。例えば、ニッケルを含む平行電極１０３を用い、塩化水素ガスを含むレーザ媒質ガスを用いる場合は、ニッケルと塩化水素ガスとが反応して生成された塩化ニッケル等の汚染物質が発生する。レーザ媒質収容室１０２内で発生した汚染物質はレーザ媒質ガス中に分散され、徐々にレーザ媒質収容室１０２内に蓄積されていく。
【００２６】
レーザ装置１には、レーザ媒質収容室１０２に収容されたレーザ媒質ガスを清浄化させながら循環させるガス循環装置１１３が設けられている。ガス循環装置１１３はレーザ媒質ガス中に含まれる汚染物質を除去し、清浄化する機能を有する。詳細には、ガス循環装置１１３は、フィルタ１１３ａと、フィルタの一種であるガスプロセッサ１１３ｂとを含む清浄化フィルタ、及びポンプ１１３ｃを有する。レーザ媒質ガス中に分散された汚染物質のうち、粒径が荒いパーティクル状の汚染物質はフィルタ１１３ａによって捕捉される。フィルタ１１３ａを通過して、粒径が荒いパーティクル状の汚染物質が取り除かれたレーザ媒質ガスはガスプロセッサ１１３ｂに入る。ガスプロセッサ１１３ｂ内は、冷却雰囲気下（例えば、−１５０℃程度）に保持されており、ガスプロセッサ１１３ｂで粒径が細かいパーティクル状の汚染物質やガス状の汚染物質等が捕捉され、清浄化される。その後、ポンプ１１３ｃにより再びレーザ媒質収容室１０２に戻される。
【００２７】
レーザ媒質ガス中に分散された汚染物質の一部はガス循環装置１１３によって除去されるため、レーザ媒質収容室１０２内に存在するレーザ媒質ガスの汚染物質含有率の上昇をより効果的に抑制することができる。従って、第１レーザウインドウ１０４、及び第２レーザウインドウ１０５に汚染物質が付着、堆積することを効果的に抑制することができるので、レーザ装置１によれば、長期間にわたって安定した出力のレーザ光を得ることができる。尚、ガスプロセッサ１１３ｂは、レーザ媒質ガスの液化温度以上の温度範囲内において、できる限り低温であることが好ましい。低温にすることで汚染物質の捕捉効率を向上させることができる。
【００２８】
レーザ装置１は、ガス供給装置１１４と、圧力調整バルブ１１７とを含む。ガス供給装置１１４は、バルブ１１４ａと、ポンプ１１４ｂとを含む。ポンプ１１４ｂはレーザ媒質ガスが貯蔵されたボンベ等に連結されており、そのボンベ等から供給された新しいレーザ媒質ガスをレーザ媒質収容室１０２に加圧注入する。ポンプ１１４ｂにより加圧されたレーザ媒質ガスはフィルタ１１５を透過することにより、塵等が除去された状態でレーザ媒質収容室１０２へと注入される。バルブ１１４ａは、ポンプ１１４ｂからレーザ媒質収容室１０２へと注入されるレーザ媒質ガスの流量を調整する機能を有する。
【００２９】
一方、圧力調整バルブ１１７は、レーザ媒質収容室１０２に収容されたレーザ媒質ガスを排出量を調整することにより、レーザ媒質収容室１０２の内圧を一定に保つ機能を有する。圧力調整バルブ１１７を経由してレーザ媒質収容室１０２外に排出されるレーザ媒質ガスは、一対の平行電極１０３間の放電等に起因して発生した汚染物質を含み、所定の成分バランスと異なる成分バランスを有する。このため、圧力調整バルブ１１７を経由して、レーザ媒質収容室１０２内の汚染物質がレーザ媒質収容室１０２外に放出されるので、レーザ媒質収容室１０２内に存在するレーザ媒質ガスの汚染物質含有率の上昇を効果的に抑制することができる。よって、レーザ媒質収容室１０２に発生した汚染物質が第１レーザウインドウ１０４の内側面１０４ａ及び第２レーザウインドウ１０５の内側面１０５ａに付着、蓄積することを効果的に抑制することができる。
【００３０】
また、圧力調整バルブ１１７を経由して成分バランスが変化したレーザ媒質ガスがレーザ媒質収容室１０２外に放出され、ガス供給装置１１４によりレーザ媒質収容室１０２に所定の成分バランスを有する新しいレーザ媒質ガスが供給される。このため、レーザ媒質収容室１０２に収容されているレーザ媒質ガスの成分バランスが経時的に変化していくことを効果的に抑制することができる。従って、レーザ装置１によれば、長期間にわたって安定した出力のレーザ光を出射させることができる。
【００３１】
ガス供給装置１１４からレーザ媒質収容室１０２に供給されるレーザ媒質ガスの流量は例えば３日から７日程度でレーザ媒質収容室１０２内のレーザ媒質ガスが入れ替わる程度の流量にすることができる。例えば、レーザ媒質収容室１０２の容量が２００リットルでガス圧力が５気圧である場合は、１時間あたりの流量は５リットル以上１５リットル以下であることが好ましい。レーザ媒質ガスの流量はレーザ媒質収容室１０２の容積とガス圧力により決定することができ、例えば、レーザ媒質収容室１０２の容積が２００リットルより大きい場合やガス圧力が５気圧より高い場合等は、その分、流量を多くする必要がある。
【００３２】
レーザ装置１から出射されるレーザ光の出力はレーザ媒質収容室１０２内部のレーザ媒質ガスの内圧に大きく影響する。レーザ装置１では、レーザ媒質収容室１０２の内圧は圧力調整バルブ１１７によって調整され、内圧が所定の範囲内に保持されている。このため、レーザ装置１は安定した出力のレーザ光を出射することができる。尚、レーザ媒質収容室１０２の内圧は、１気圧より大きいことが好ましい。１気圧より大きい、言い換えれば、加圧雰囲気下にすることにより、高出力のレーザ光を得ることができる。より高い出力のレーザ光を出射させる観点から、レーザ媒質収容室１０２の内圧は３気圧以上、さらには６気圧以上であることがより好ましい。
【００３３】
レーザ装置１は第１区分壁１０６及び第２区分壁１０７を有する。これら区分壁１０６、１０７によって、レーザ媒質収容室１０２は、第１レーザウインドウ１０４を包囲する第１包囲空間１０８と、第２レーザウインドウ１０５を包囲する第２包囲空間１０９と、レーザ媒質ガスを励起させてレーザ光を発生させるレーザ光発生空間１１９とに区分されている。第１区分壁１０６は第１貫通孔１０６ａを有し、貫通孔１０６ａを介して第１包囲空間１０８はレーザ光発生空間１１９と連通している。また、第２区分壁１０７は第２貫通孔１０７ａを有し、貫通孔１０７ａを介して第２包囲空間１０９はレーザ光発生空間１１９と連通している。
【００３４】
ガス供給装置１１４から供給されるレーザ媒質ガスは、まず、第１包囲空間１０８及び第２包囲空間１０９に供給され、その後、貫通孔１０６ａ若しくは貫通孔１０７ａを経由してレーザ光発生空間１１９に供給される。このため、レーザ光発生空間に存在するレーザ媒質ガスが貫通孔１０６ａ、１０７ａを経由してレーザウインドウ１０４及び１０５が収容されている包囲空間１０８及び１０９に流入することが効果的に抑制される。よって、レーザ発生空間において汚染物質を含んだレーザ媒質ガスがレーザウインドウ１０４、１０５に接触することを効果的に抑制することができる。従って、レーザウインドウ１０４、１０５に汚染物質が付着、蓄積することを効果的に抑制することができるので、レーザ装置１によれば、長期間にわたって安定した出力のレーザ光を出射させることができる。
【００３５】
ガス供給装置１１４から第１包囲空間１０８に供給されるレーザ媒質ガスの流量は、ガス供給装置１１４から第２包囲空間１０９に供給されるレーザ媒質ガスの流量よりも多いことが好ましい。言い換えれば、第１包囲空間１０８に供給されるレーザ媒質ガスの流量は、ガス供給装置１１４から供給されるガスの流量の半分より多いことが好ましい。レーザ光を筐体１０１から出射させる第１レーザウインドウ１０４には第２レーザウインドウ１０５よりも汚染物質が付着、蓄積されやすい。第１包囲空間１０８に供給するレーザ媒質ガスの流量を比較的多くすることにより、ガス供給装置１１４からのレーザ媒質ガス供給量を増加させることなく、第１レーザウインドウ１０４に汚染物質が接触することをより効果的に抑制することができる。従って、ガス供給装置１１４からのレーザ媒質ガス供給量を増加させることなく、レーザウインドウ１０４、１０５の汚染をより効果的に抑制することができる。第１包囲空間１０８に供給されるレーザ媒質ガスの流量は、第２包囲空間１０９に供給されるレーザ媒質ガスの流量の１．１倍以上１０倍以下であることが好ましく、２倍以上４倍以下であることがより好ましい。
【００３６】
第１包囲空間１０８及び第２包囲空間１０９に供給されるレーザ媒質ガスの流量はバルブ１１６によって調節することができる。バルブ１１６を絞ることによって、第１包囲空間１０８への流量を増やし、第２包囲空間１０９への流量を減らすことができる。
【００３７】
レーザ装置１では、レーザ媒質収容室１０２中に、さらに集塵機（図示せず）が設けられていてもよい。集塵機を設けることにより、レーザ媒質収容室１０２中の汚染物質濃度をより低減させることができる。具体的には、集塵機は、表面に電荷を帯電させることにより、レーザ媒質収容室１０２中の汚染物質を電気的に吸着させる機能を有するものであってもよい。
【００３８】
また、レーザ装置１では、レーザ媒質収容室１０２中に、さらに熱交換機（図示せず）が設けられていてもよい。レーザ発振が行われるため、レーザ媒質収容室１０２内のレーザ媒質ガスは発熱する。熱交換機を配設することにより、発熱したレーザ媒質ガスを冷却し、レーザ媒質収容室１０２内の温度を一定に保つことができる。
【００３９】
上述のように、本実施形態１に係るレーザ装置１は長期間にわたって安定した出力のレーザ光を出射させることができる。このため、本実施形態１に係るレーザ装置１はレーザ光の出力低下に起因するメンテナンスを行わなければならないスパンが長い。このため、稼働効率が高く、且つ稼働費用が低い。例えば、図３に示す従来のレーザ装置３では、レーザ媒質ガスの入れ替え、レーザウインドウ２０４、２０５の清掃等を行う短期的メンテナンスは１日〜２日おきに行う必要があり、一般的にこの短期メンテナンスには２〜４時間程度の時間を要する。また、レーザ装置３の解体清掃を行う長期的メンテナンスは、一般的に１〜２ヶ月おきに行う必要があり、１回の長期的メンテナンスには１〜２週間程度の時間を要する。本実施形態１に係るレーザ装置１では、レーザ媒質収容室１０２内のレーザ媒質ガスの劣化（成分バランスの変化）が発生しにくいため、上記の短期的メンテナンスは不要であるか、必要であったとしてもメンテナンス周期を非常に長く設定することができる。また、レーザ媒質収容室１０２内に蓄積される汚染物質の量も抑制することができるため、短期的メンテナンスと同様に、長期的メンテナンスのメンテナンス周期を非常に長く設定することができる。
【００４０】
ファン１１２は、レーザ媒質収容室１０２内に対流を起こす機能を有する。ファン１１２により対流が引き起こされることにより、平行電極１０３周辺に位置し、レーザ発振に寄与したレーザ媒質ガスを平行電極１０３周辺から除去し、平行電極１０３に励起されていないレーザ媒質ガスを供給することができる。従って、安定してレーザ光を出射させることができる。
【００４１】
レーザウインドウ１０４、１０５はレーザ光に対する透過率が高く、耐腐食性、耐熱性が高いものが好ましく、レーザウインドウ１０４、１０５に好適な材料としては、石英、フッ化マグネシウム等が挙げられる。
【００４２】
（実施形態２）図２は実施形態２に係るレーザ装置２の構成を示す模式図である。
【００４３】
レーザ装置２は、ガス循環装置１１３部分を除いては、上述した実施形態１に係るレーザ装置１と同一の構成を有する。ここでは、実施形態１に係るレーザ装置１と異なるレーザ装置１１３部分について説明する。
【００４４】
レーザ装置２では、ポンプ１１３ｃにより加圧された清浄化レーザ媒質ガスはバルブ１１４ａに注入される。清浄化レーザ媒質ガスはバルブ１１４ａによりポンプ１１４ｂにより注入された新しいレーザ媒質ガスと混合され、レーザ媒質収容室１０２に送られる。このため、レーザ装置２では、第１包囲空間１０８及び第２包囲空間１０９に供給される、汚染物質含有量が少ないレーザ媒質ガスの流量が多い。よって、汚染物質の第１レーザウインドウ１０４及び第２レーザウインドウ１０５への接触が効果的に抑制されるので、レーザウインドウ１０４、１０５に汚染物質が付着、蓄積することをより効果的に抑制することができる。従って、実施形態２に係るレーザ装置２は、導入するガスを節約しつつ、さらに安定した出力のレーザ光を出射させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上説明したように、本発明に係るレーザ装置は、半導体基板等をレーザアニールするための、レーザアニール装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】実施形態１に係るレーザ装置１の構成を示す模式図である。
【図２】実施形態２に係るレーザ装置２の構成を示す模式図である。
【図３】清浄化したレーザ媒質ガスをレーザウインドウ２０４、２０５の内側面２０４ａ、２０５ａに供給する手段を有する従来のレーザ装置３の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４７】
１、２      レーザ装置
１０１      筐体
１０２      レーザ媒質収容室
１０３      平行電極
１０４      第１レーザウインドウ
１０５      第２レーザウインドウ
１０６      第１区分壁
１０６ａ    第１貫通孔
１０７      第２区分壁
１０７ａ    第２貫通孔
１０８      第１包囲空間
１０９      第２包囲空間
１１０      第１共振ミラー
１１１      第２共振ミラー
１１２      ファン
１１３      ガス循環装置
１１３ａ、１１５    フィルタ
１１３ｂ    ガスプロセッサ
１１３ｃ、１１４ｂ、１１８    ポンプ
１１４      ガス供給装置
１１４ａ、１１６    バルブ
１１７      圧力調整バルブ
１１９      レーザ光発生空間
【図１】
2006140381.tif 000003
【図２】
2006140381.tif 000004
【図３】
2006140381.tif 000005