(57)【要約】【課題】エキシマレーザ装置において不純物ガスや反応生成物が生成されやすく、高純度アルミナ質焼結体やＹＡＧを主結晶相とした絶縁体では長期間使用できない。【解決手段】レーザ筐体内に封入したハロゲンガスを含むレーザ媒体と、該レーザ媒体にレーザを発信させるための高電圧パルスを印加する放電電極対と、該放電電極対を取着する絶縁体とを備えてなるエキシマレーザ装置において、上記絶縁体がセラミック基材２１と、該セラミック基材２１の少なくとも上記レーザ媒体に暴露される側の主面上に接合された耐食材２２とからなり、該耐食材２２は周期律表第２族あるいは第３族元素の少なくとも１種を主成分とする焼結体から成るとともに、上記セラミック基材２１と耐食材２２とは相互拡散層２３を介して接合されてなる。【選択図】図２
2004296910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ筐体内に封入したハロゲンガスを含むレーザ媒体と、該レーザ媒体にレーザを発信させるための高電圧パルスを印加する放電電極対と、該放電電極対を取着する絶縁体とを備えてなるエキシマレーザ装置において、上記絶縁体がセラミック基材と、該セラミック基材の少なくとも上記レーザ媒体に暴露される側の主面上に接合された耐食材とからなり、該耐食材は周期律表第２族あるいは第３族元素の少なくとも１種を主成分とする焼結体から成るとともに、上記セラミック基材と耐食材とは相互拡散層を介して接合されてなることを特徴とするエキシマレーザ装置。
【請求項２】
上記耐食材の表面に平均気孔率１０〜２０％の開気孔を有することを特徴とする請求項１に記載のエキシマレーザ装置。
【請求項３】
上記耐食材の相対密度が９８％以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のエキシマレーザ装置。
【請求項４】
上記耐食材の厚みが２００μｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のエキシマレーザ装置。
【請求項５】
上記セラミック基材がＡｌ２Ｏ３を主成分とし、少なくともＭｇＯ、ＳｉＯ２を含有するアルミナ質焼結体から成るとともに、上記耐食材がＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）またはイットリアの焼結体から成ることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のエキシマレーザ装置。
【請求項６】
上記相互拡散層は少なくともＭｇまたはＳｉの化合物を含有していることを特徴とする請求項５に記載のエキシマレーザ装置。
【請求項７】
上記アルミナ質焼結体はＭｇＯを１０００〜７００００重量ｐｐｍ、ＳｉＯ２を４００〜１００００重量ｐｐｍ含有することを特徴とする請求項５または６に記載のエキシマレーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエキシマレーザ装置に関し、特にそのレーザ筐体内に収容される放電電極対を取着するための絶縁体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エキシマレーザ装置は、半導体ウェハー加工工程における露光装置の光源等として用いられている。
【０００３】
かかるエキシマレーザ装置は、図１（ａ）、（ｂ）に示すレーザ発信部１１の斜視図及び分解斜視図のようにキャビティ５を有する枠体３に放電電極対２を固定した絶縁体１が上下より挟み込まれ、絶縁体１は有機高分子樹脂、アルミナ質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体等から成り、チャンバー４の内部の空間にレーザ媒体ガスが密封される。
【０００４】
このような構造のエキシマレーザ装置は、図１（ｃ）に示すように、放電電極２に高電圧パルスを印加しプラズマ放電７が発生することで、レーザ媒体ガス８が励起される。この時レーザ触体ガス８より全方向にレーザ光６が発射される。このレーザ光６を、ミラー９にて集光し１本の強いレーザ光６を得ることができる。このミラー５は半反射ミラーとなっており、必要に応じてこのミラー５を透過させてこのレーザ光６を取り出すようになっている。
【０００５】
このレーザ媒体ガス８には反応性の高いハロゲンガスが含まれており、該ハロゲンガスが有機高分子樹脂や、アルミナ質焼結体等から成る絶縁体１と反応して不純物ガスや反応生成物を生成してしまい、その結果、ハロゲンガスの量が大きく減少し、レーザ出力が低下したり、レーザ光６の波長にバラツキが生じるという欠点を有していた。
【０００６】
そこで高純度のアルミナ質焼結体から成る絶縁体１を用いることで上述の欠点を解決することが提案されている（特許文献１参照）。
【０００７】
また、上記絶縁体１としてＹＡＧを主結晶相とする難反応性の焼結体を用いることによって、レーザ媒体ガス８のハロゲンガスが接触したとしても不純物ガスや反応生成物が多量に生成することはなく、レーザ光６の出力を一定に保持することが提案されている（特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平５−７５１８２号公報
【特許文献２】
特開２００１−１５６３６２号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に示すような高純度のアルミナ質焼結体からなる絶縁体１を用いたエキシマレーザ装置では、高純度アルミナ質の耐食性が十分でなく、高純度アルミナ質焼結体から成る絶縁体と反応して不純物ガスや反応生成物を生成してしまうため、ハロゲンガスの量が大きく減少し、レーザ出力が低下したり、レーザ光６の波長にバラツキが生じるという欠点を有していた。
【００１０】
また、特許文献２に示すようなＹＡＧを主結晶相とする焼結体を用いた場合、絶縁体１やレーザ媒体ガス８の汚染を防止することはできるが、特許文献１、２いずれも緻密質材料を用いるために、上述のレーザ光集光時に必要なもの以外のレーザ光が、レーザ媒体ガス８の暴露面の絶縁体１表面からの反射光により生じ、複数のレーザ光を発生させる原因となっており、エキシマレーザ装置の機能を阻害することを防止できなかった。
【００１１】
本発明は上述の問題点に鑑み案出されたもので、その目的は長時間の使用に供することができ、絶縁体の表面からレーザ光の反射が押さえられ複数のレーザ光が発生するのを防止する絶縁体を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のエキシマレーザ装置は、レーザ筐体内に封入したハロゲンガスを含むレーザ媒体と、該レーザ媒体にレーザを発信させるための高電圧パルスを印加する放電電極対と、該放電電極対を取着する絶縁体とを備えてなるエキシマレーザ装置において、上記絶縁体がセラミック基材と、該セラミック基材の少なくとも上記レーザ媒体に暴露される側の主面上に接合された耐食材とからなり、該耐食材は周期律表第２族あるいは第３族元素の少なくとも１種を主成分とする焼結体から成るとともに、上記セラミック基材と耐食材とは相互拡散層を介して接合されてなることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明のエキシマレーザ装置は、上記耐食材の表面に平均気孔率１０〜２０％の開気孔を有することを特徴とするものである。
【００１４】
さらに、本発明のエキシマレーザ装置は、上記耐食材の相対密度が９８％以上であることを特徴とするものである。
【００１５】
またさらに、本発明のエキシマレーザ装置は、上記耐食材の厚みが２００μｍ以上であることを特徴とするものである。
【００１６】
さらにまた、本発明のエキシマレーザ装置は、上記セラミック基材がＡｌ２Ｏ３を主成分とし、少なくともＭｇＯ、ＳｉＯ２を含有するアルミナ質焼結体から成るとともに、上記耐食材がＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）またはイットリアの焼結体から成ることを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明のエキシマレーザ装置は、上記相互拡散層は少なくともＭｇまたはＳｉの化合物を含有していることを特徴とするものである。
【００１８】
さらに、本発明のエキシマレーザ装置は、上記アルミナ質焼結体はＭｇＯを１０００〜７００００重量ｐｐｍ、ＳｉＯ２を４００〜１００００重量ｐｐｍ含有することを特徴とするものである。
本発明のエキシマレーザ装置によれば、レーザ筐体内にハロゲンガスを含むレーザ媒体と、該レーザ媒体にレーザを発信させるための高電圧パルスを印加する放電電極対と、該放電電極対を取着する絶縁体とからなるエキシマレーザ装置において、上記絶縁体がセラミック基材と、該セラミック基材の少なくとも上記レーザ媒体に暴露される側の主面上に接合された耐食材とからなり、該耐食材は周期律表第２族あるいは第３族元素の少なくとも１種を主成分とする焼結体から成るとともに、上記セラミック基材と耐食材との相互拡散層を介して接合されてなることにより、セラミック基材に対する耐食材の接合が強固となり、エキシマレーザ装置への取り付け時もしくは洗浄時等のハンドリング時に衝撃が加わったとしても耐食材がセラミック基材より剥離することはなく、耐食性部材を常に安定して使用することができる。
【００１９】
また、上記耐食材の表面に平均気孔率１０〜２０％の開気孔を有することにより、サンドブラスト加工を行わなくても、耐食性部材からのレーザ反射を抑えることが可能となり、複数のレーザ光発生を防止できる。
【００２０】
また、上記耐食材の相対密度が９８％以上であることにより、耐食性の低い組成の存在がほとんどなくなって耐食性が極めて優れたものとなる。
【００２１】
また、上記耐食材の厚みが２００μｍ以上であることにより、耐食材の消耗に時間を要することから長期間の使用に供することができる。
【００２２】
また、上記セラミック基材がＡｌ２Ｏ３を主成分とし、少なくともＭｇＯ、ＳｉＯ２を含有するアルミナ質焼結体から成るとともに、上記耐食材がＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）またはイットリアの焼結体から成ることにより、アルミナ質焼結体とＹＡＧまたはイットリアとはなじみが良く、相互拡散が起こり易いことから、セラミック基材と耐食材との間に両者に対し強固に接合する相互拡散層が容易に形成されてセラミック基材と耐食材との相互拡散層を介しての接合をより一層強固になすことができる。
【００２３】
また、上記相互拡散層は少なくともＭｇまたはＳｉの化合物を含有していることにより、ＭｇやＳｉの化合物はアルミナ質焼結体から成るセラミック基材とＹＡＧやイットリアから成る耐食材に対し接合性がよいことから、相互拡散層を介してセラミック基材に耐食材をより一層強固に接合させることができる。
【００２４】
また、上記アルミナ質焼結体はＭｇＯを１０００〜７００００重量ｐｐｍ、ＳｉＯ２を４００〜１００００重量ｐｐｍ含有することにより、セラミック基材と耐食材との界面に形成される前記相互拡散層にセラミック基材と耐食材とを強固に接合させるＭｇまたはＳｉの化合物が生成しやすくなり、これによってセラミック基材と耐食材とを強固に接合することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２６】
本発明のエキシマレーザ装置は、図１（ａ）、（ｂ）に示すレーザ発信部１１の斜視図及び分解斜視図のようにキャビティ５を有する枠体３に放電電極対２を固定した絶縁体１が上下より挟み込まれ、絶縁体１は有機高分子樹脂、アルミナ質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体等から成り、チャンバー４の内部の空間にレーザ媒体が密封される。そして、図１（ｃ）に示すように、放電電極２に高電圧パルスを印加しプラズマ放電７が発生することで、レーザ媒体８が励起される。この時レーザ触体８より全方向にレーザ光６が発射される。このレーザ光６を、ミラー９にて集光し１本の強いレーザ光６を得ることができる。このミラー５は半反射ミラーとなっており、必要に応じてこのミラー５を透過させてこのレーザ光６を取り出す仕組みである。
【００２７】
図２は、本発明の絶縁体１を示す斜視図であり、セラミック基材２１と、該セラミック基材２１の少なくとも上記レーザ媒体ガス８に暴露される側の主面上に接合された耐食材２２とからなり、該耐食材２２は、周期律表第２族あるいは第３族元素の少なくとも１種を主成分とする焼結体から成るとともに、上記セラミック基材２１と耐食材２２とは相互拡散層２３を介して接合されてなることが重要である。
【００２８】
これにより、セラミック基材２１と耐食材２２との間の相互拡散層２３によって、セラミック基材２１に対する耐食材２２の接合が強固となり、レーザ光６発生時の温度上昇による耐食部２２の剥がれを有効に防止することができる。また、エキシマレーザ装置への取り付け時もしくは洗浄時等のハンドリング時に衝撃が加わったとしても耐食材２２がセラミック基材２１より剥離することはなく絶縁体１を常に安定して使用することができ、放電によるショート事故も防止することができる。
【００２９】
上記セラミック基材２１は、酸化アルミニウム質焼結体、ジルコニア質焼結体、ムライト質焼結体等のセラミック焼結体から成り、絶縁体１に強度、靱性をもたせるための基材として作用し、エキシマレーザ装置への取付け時もしくは洗浄時に欠けや割れが生じるのを防止することができる。
【００３０】
また、上記セラミック基材２１は、その３点曲げ強度が１５０ＭＰａ以上、破壊靭性が２ＭＰａ・√ｍ以上としておくことにより、絶縁体１の機械的強度を強いものとし、エキシマレーザ装置への取り付け時に欠けや割れ等が発生するのを有効に防止することができる。
【００３１】
さらに、上記セラミック基材２１は、例えばアルミナ質焼結体から形成する場合、アルミナの純度を９５重量％以上とすることにより、絶縁体１としてエキシマレーザ装置に用いる際、レーザ媒体のハロゲンガスによる腐食でガスに不純物が混入してガスの特性に悪影響を与えるのを有効に防止できる。
【００３２】
また、上記セラミック基材２１のレーザ媒体８に暴露される側の主面上には、相互拡散層２３を介して耐食材２２が接合されている。
【００３３】
上記耐食材２２は、周期律表第２族あるいは第３族元素の少なくとも１種を主成分とする焼結体から成り、具体的にはＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）、イットリア、マグネシア、スピネル等の焼結体が好適に使用し得る。
【００３４】
上記ＹＡＧ、イットリア、マグネシア、スピネル等の焼体から成る耐食材２２は、ＳＦ６、ＣＦ４、ＣＨＦ３、ＣｌＦ３、ＮＦ３、Ｃ４Ｆ８、ＨＦ等のフッ素系ガス、Ｃｌ２、ＨＣｌ、ＢＣｌ３、ＣＣｌ４等の塩素系ガス、あるいはＢｒ２、ＨＢｒ、ＢＢｒ３等の臭素系ガス等のハロゲン系腐食性ガスやこれらハロゲン系腐食性ガスのプラズマに対して優れた耐食性を具備し、絶縁体１の腐食をハロゲン系腐食性ガスから有効に防止できる。これにより絶縁体１の寿命が長くなるだけでなく、腐食によるハロゲンガスの汚染も防止でき、ガスの寿命が長くなりメンテナンスによる装置停止時間も短くできる。
【００３５】
また、上記耐食材２２は、その表面に平均気孔率１０〜２０％の開気孔を有することが好ましく、エキシマレーザ装置の絶縁体としてこの開気孔に入ったレーザ光は乱反射して、レーザ光が分散され弱くなる。さらに、この気孔内部に取り込まれて外に出られなくなるレーザ光によって反射レーザ光が弱くなる。この様な気孔の効果により、絶縁体１の表面に漏れたレーザ光が反射され、戻ってくるレーザ光の量が減少し、複数のレーザ光源を発生させにくくする。
【００３６】
また、上記気孔率が１０％未満となると、反射しやすい平滑な部分の面積が増加し絶縁体１の表面からの反射量が増え、複数のレーザ光を発生しやすくなる。一方２０％を越えると、この気孔を発生させるための添加剤の量が多くなり、成形体を得ることができなくなるからである。
【００３７】
上記開気孔の大きさは２０μｍ〜２００μｍの範囲が好ましく、２００μｍを越えると、単位面積当たりの開気孔の数が減少し、上述の効果を生み出す開気孔の量が減少して効果が出なくなるからである。一方２０μｍ未満となると、開気孔の深さが浅くなり気孔内部に取り込まれてしまう量が減少し、反射レーザ光の減少効果が無くなるからである。
【００３８】
なお、上記開気孔を形成するには、耐食材成分に開気孔を作成するためのアクリル樹脂を１５〜２０重量％添加混合し、焼成時にこのアクリル樹脂が焼失することで形成することができる。
【００３９】
さらに、上記耐食材２２は、その相対密度を９８％以上とすることが好ましく、耐食性の低い組成の存在がほとんどなくなって耐食性が極めて優れたものとなる。
一方、相対密度が９８％未満となると、副成分であるＡｌ２Ｏ３が多くなり、この部分が腐食されやすい。
【００４０】
なお、耐食材２２の相対密度を９８％以上とするには、副成分であるＡｌ２Ｏ３の含有量を２％以下とすればよい。
【００４１】
またさらに、上記耐食材２２の厚みは、２００μｍ以上の厚いものに形成することが好ましく、耐食材２２の消耗に時間を要することから長期間の使用に供することが可能となる。一方、厚みが２００μｍ未満となると、耐食材２２の表面に存在する開気孔がセラミック基材２１まで通じてしまい、セラミック基材２１を腐食してしまう。
【００４２】
なお、上記耐食材２２の厚みは、耐食材用原料の充填量を調整することによって２００μｍ以上の厚いものとすることができる。
【００４３】
上記耐食材２２は、その厚みが３０ｍｍを超えると、耐食材用原料を焼成して焼結体から成る耐食材２２を形成する際、耐食材用原料に含まれている有機バインダーを完全に脱脂するのが困難となって耐食材２２の機械的強度を弱くしてしまう危険性がある。従って、上記耐食材２２はその厚みを２００μｍ〜３０ｍｍの範囲としておくことが好ましい。
【００４４】
上記相互拡散層２３は、セラミック基材２１成分と耐食材２２成分とを含有しており、セラミック基材２１及び耐食材２２との接合性が極めて良いことから、耐食材２２を相互拡散層２３を介してセラミック基材２１に強固に接合することが可能となり、これによってエキシマレーザ装置への取り付け時もしくは洗浄時等のハンドリング時に絶縁体１に衝撃が加わったとしても耐食材２２がセラミック基材２１より剥離することはなく、絶縁体１を常に安定して使用することができる。
【００４５】
このように、セラミック基材２１、耐食材２２、相互拡散層２３とからなる絶縁体１は、セラミック基材２１としてＡｌ２Ｏ３を主成分としＭｇＯ、ＳｉＯ２を含有するアルミナ質焼結体で、耐食材２２としてＹＡＧまたはイットリアで形成することが好ましい。
【００４６】
これは、アルミナ質焼結体とＹＡＧまたはイットリアとはなじみが良く相互拡散が起こり易いことから、セラミック基材２１と耐食材２２との間に両者に対し強固に接合する相互拡散層２３が形成されてセラミック基材２１と耐食材２２との相互拡散層２３を介しての接合をより一層強固となすことができる。
【００４７】
また、この場合、相互拡散層２３にスピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）、ＳｉＯ２、ＣａＡｌ２Ｏ１９等のＭｇまたはＳｉの化合物が含有されるようにしておくと、該ＭｇＡｌ２Ｏ４、ＳｉＯ２、ＣａＡｌ２Ｏ１９等のＭｇまたはＳｉの化合物はアルミナ質焼結体から成るセラミック基材２１とＹＡＧやイットリア等から成る耐食材２２と接合性が良いためセラミック基材２１と耐食材２２との接合が一層強固となる。特に、スピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）を含有することが好ましく、相互拡散層２３におけるアルミナ粒子の粒成長を抑制して相互拡散層２３の強度を上げ、同時にセラミック基材２１と耐食材２２との接合強度をより一層強固となすことが可能となる。
【００４８】
また、上記セラミック基材２１をアルミナ質焼結体で形成する場合、アルミナ質焼結体に含有するＭｇＯを１０００〜７００００重量ｐｐｍ、ＳｉＯ２を４００〜１００００重量ｐｐｍとしておくと、セラミック基材２１の表面に相互拡散層２３を介して耐食材２２を形成する際、相互拡散層２３に適量のＭｇもしくはＳｉの化合物を生成しやすくなって、セラミック基材２１と耐食材２２とを強固に接合させることができる。
【００４９】
なお、上記セラミック基材２１をアルミナ質焼結体で形成する場合、アルミナ質焼結体には、一般に不可避不純物としてＣａＯが含有されており、該ＣａＯの含有量が４０００重量ｐｐｍを超えると、該ＣａＯが耐食材２２へ極めて拡散しやすく相互拡散層２３に低温で分解溶融しやすいＣａＯの化合物を形成し、これによってアルミナ質焼結体から成るセラミック基材２１と耐食材２２との界面にクラック等の欠陥が発生し、上記セラミック基材２１より耐食材２２が剥離してしまう危険性がある。従って、セラミック基材２１をアルミナ質焼結体で形成する際、内部に含有される不可避不純物としてのＣａＯの含有量を４０００重量ｐｐｍ以下とすることが好ましい。
【００５０】
ここで、上記アルミナ質焼結体におけるＭｇＯが１０００重量ｐｐｍ未満となると、相互拡散層２３が生じにくくなり、密着強度が低下する。一方、ＭｇＯを７００００重量ｐｐｍを超えると、アルミナ焼結体自身の強度が低下し、絶縁体１そのものが割れやすくなる。
【００５１】
また、アルミナ質焼結体におけるＳｉＯ２が４００重量ｐｐｍ未満となると、ＭｇＯと同様に密着強度が低下し、ＳｉＯ２が１００００重量ｐｐｍを超えると、ＭｇＯと同様にアルミナ質焼結体自身の強度が低下し絶縁体１そのものが割れやすくなる。
【００５２】
次に上記絶縁体１の具体的な製法について、セラミック基材２１としてＡｌ２Ｏ３を主成分としＭｇＯ、ＳｉＯ２を含有するアルミナ質焼結体を、耐食材２２としてＹＡＧを用いた場合について説明する。
【００５３】
先ず、セラミック基材２１、耐食材２２となる原料粉末を調整する。
【００５４】
（セラミック基材用原料の調整）主成分としての酸化アルミニウムに、ＭｇＯ、ＳｉＯ２等を０．０１〜１０重量％含有させた原料粉末にワックスエマルジョン（ワックス＋乳化剤）、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＥＧ（ポリエチレングリコール）等の所望の有機バインダーを添加混合しスプレードライにて造粒して原料を調整する。
【００５５】
（耐食材用原料の調整）酸化アルミニウム粉末とイットリア粉末とを下式の割合で混合して１０００〜１６００℃で仮焼した後、これらを粉砕して平均粒子径０．６〜１．２μｍ、ＢＥＴ比表面積２〜５ｍ２／ｇのＹＡＧ粉末を製作する。Ａ＋Ｂ＝１
０．３６５≦Ａ≦０．３８５
０．６１５≦Ｂ≦０．６３５
Ａ：イットリアのモル量
Ｂ：酸化アルミニウムのモル量
次に、上記ＹＡＧ粉末にＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ワックスエマルジョン（ワックス＋乳化剤）、ＰＥＧ（ポリエチレングリコール）等の所望の有機バインダーと、焼成後に得られる耐食材２２の表面に開気孔を作成するためのアクリル樹脂を１５〜２０重量％添加混合しスプレードライにて造粒して原料を調整する。
【００５６】
次に、上述の各原料を例えば、金型プレス成形により所定の形状に成形する。上記金型プレスによる成形は、金型プレス成形機内に先ずセラミック基材用原料を充填するとともにこれを一定の圧力で押圧して、セラミック基材成形体を形成し、次に上記セラミック基材成形体上に耐食材用原料を充填するとともにこれを一定の圧力で押圧してセラミック基材成形体上に耐食材成形体を形成し、これによってセラミック基材成形体及び耐食材成形体から成る複合成形体を得る。
【００５７】
そして最後に上記複合成形体を必要に応じて３００〜６００℃で脱脂し、しかる後、大気雰囲気中で約１５００〜１７５０℃で焼成し、アルミナ質焼結体から成るセラミック基材２１及びＹＡＧの焼結体から成る耐食材２２を形成するとともに両者の界面に両者の相互拡散層２３を形成して製品としての絶縁体１が完成する。
【００５８】
さらに、上述の方法では金型プレスによる成形方法を採用することによって絶縁体１を製作したが、これに限定されるものでなく鋳込み成形、射出成形等の成形方法を採用しても良い。
【００５９】
かかる絶縁体１は、エキシマレーザ装置のレーザ発信部１１の絶縁体１に用いられるレーザ出力を安定的に長時間持つことができる。
【００６０】
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変更は可能であることは言うまでもない。
【００６１】
【実施例】
（実施例１）
（セラミック基材用原料）主成分として平均粒径が１〜１５μｍ、純度が９５〜９９重量％の酸化アルミニウムに、酸化珪素（ＳｉＯ２）を２００〜１５０００重量ｐｐｍ、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を５００〜９００００重量ｐｐｍ及び酸化カルシウム（ＣａＯ）を２００〜６０００重量ｐｐｍ添加し、有機バインダーとしてポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）及びワックスエマルジョン及び（開気孔を設ける手段）粒径２５０μｍパス１００％７５μｍパス６５％以上のアクリル樹脂を体積比１５％となる量添加混合しスプレードライにて造粒して原料を調整する。
【００６２】
（耐食材用原料）主成分としてＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）及びイットリアに、有機バインダーとしてＰＶＡ、ＰＥＧ及びワックスエマルジョンを、更に開気孔を設けるためのアクリル樹脂を添加混合しスプレードライにて造粒して各原料を調整する。
【００６３】
次に、金型プレス成形にてセラミック基材用原料及び耐食材用原料を順次成形し、各々が直径３０ｍｍ、厚さ２ｍｍのセラミック基材成形体及び耐食材成形体から成る複合成形体を得る。
【００６４】
次に、上記複合成形体を３５０℃で２時間脱脂した後、１５００〜１７５０℃で５時間焼成してセラミック基材２１及び耐食材２２が表１に示す成分から成る各耐食性部材試料を製作した。
【００６５】
また、従来例としてアルミナ質焼結体から成るセラミック基材（直径３０ｍｍ、厚さ５ｍｍ）上に、ＹＡＧ及びイットリアを主成分とする耐食材を直径３０ｍｍ、厚さ１ｍｍに溶射によって形成した試料（試料Ｎｏ．２２，２３）を製作した。
【００６６】
なお、各試料の耐食材の相対密度は次式で求めた。
（焼結密度／理論密度）×１００＝相対密度（％）
更に、相互拡散層２３については、先ず試料を蛍光Ｘ線分析して含有成分を調査し、その後波長分散型Ｘ線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）分析で、上記含有成分をマッピングして、各成分の分布状態を観察した。相互拡散層２３の有無の判定は、セラミック基材中及び耐食材中に含まれる各成分の分布が、セラミック基材２１と耐食材２２の界面において、２倍以上の量が確認できるものを相互拡散層２３とみなした。
【００６７】
そして、各試料の接合状態を評価するため、各試料に対し熱サイクル（室温〜４００℃）を繰り返し印加し、熱サイクルの印加が２０回未満において耐食材２２がセラミック基材より剥離したものは××、２０〜３０回未満で剥離したものを×、８０〜９０回で剥離したものを○、１００回でも剥離しなかったものを◎とした。
【００６８】
次いで、各試料の耐食性を評価するため、各試料の耐食材２２をラップ加工により鏡面にするとともにＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ    Ｉｏｎ    Ｅｔｃｈｉｎｇ）装置にセットしてＣｌ２ガス雰囲気下でプラズマ中に３時間曝し、その前後の耐食材２２の重量の減少量から１分間当たりのエッチングレートを算出した。
【００６９】
上記エッチングレートの数値は、純度９９．９重量％の酸化アルミニウム質焼結体を基準試料とし、そのエッチングレートを１としたときの相対比較した値を示し、エッチングレートが０．４未満のものを◎、０．４以上０．５未満のものを○、０．５以上のものを×として評価した。
【００７０】
評価結果を表１に示す。
【００７１】
【表１】
2004296910.tif 000003
【００７２】
表１から明らかなように、セラミック基材２１と耐食材２２との接合界面に相互拡散層２３を設けた本発明品（試料Ｎｏ．１〜２１）の場合、セラミック基材２１に対しての耐食材２２の接合性が優れていることが分かる。
【００７３】
特に、セラミック基材２１を形成するアルミナ質焼結体中のＭｇＯの含有量が１０００〜７００００重量ｐｐｍ（試料Ｎｏ．２〜７）、ＳｉＯ２の含有量が４００〜１００００重量ｐｐｍ（試料Ｎｏ．１０〜１３）の場合、セラミック基材２１と耐食材２２とは極めて強固に接合し、且つ熱サイクルが繰り返し印加されたとしても耐食材２２がセラミック基材２１より剥離することはなく長期間の使用に供することができる。
【００７４】
また、本発明品は耐食材２２の相対密度が９８％以上で、且つエッチングレートが０．３４（Å／ｍｉｎ）以下であり極めて耐食性に優れていることから、耐食材２２の消耗が少なく長期間の使用に供することができる。
【００７５】
これに対し、セラミック基材２１に耐食材２２を溶射で被着させた従来例（試料Ｎｏ．２２，２３）は、セラミック基材２１と耐食材２２の接合が弱く、熱サイクルの印加が２０回未満で耐食材２２がセラミック基材２１より剥離してしまい長期間の使用に供することができないことが判る。
【００７６】
また、従来例（試料Ｎｏ．２２，２３）はエッチングレートが０．９２（Å／ｍｉｎ）以上で耐食性に劣り短期間に消耗してしまう。
【００７７】
（実施例２）
次に表１における試料Ｎｏ．１１のセラミック基材を用いて、耐食材として表２に示す如くアクリル樹脂を添加して表面に開気孔を形成し、実施例１と同様な方法で各１０個ずつの絶縁体試料を作製した。
【００７８】
得られた各絶縁体試料をレーザ光の分散化の評価を行うため、このうち９個を実際のエキシマレーザ装置に組み込みレーザ光を用いて印字し、文字の鮮明度で評価した。
【００７９】
印字の方法は幅２ｍｍ×深さ３ｍｍのアルファベットのＡをレーザ発振のＯＮ・ＯＦＦを挟みながらそれぞれ５０文字印字し、印字の状態を双眼鏡で観察し、印字の彫り込みがスムーズに行われているかを調べ、レーザ光源の分散を評価するため、上記印字が二重になっている部分がある文字数が０のものを◎、不明確な字数が３個未満を○、３個以上５個未満を△、５個以上を×とした。
【００８０】
なお、各試料の耐食材の気孔率は、その断面を光学顕微鏡を用いて観察し、明暗の差により気孔を識別してその面積比より算出した。また、耐食材の相対密度、接合状態の評価、耐食材のエッチングレートおよび評価は上述の実施例１と同様の方法で行った。
【００８１】
【表２】
2004296910.tif 000004
【００８２】
表２より明らかなように、耐食材のおける開気孔率が１２〜１９％である絶縁体を用いた場合（試料Ｎｏ．２７〜２９）は、印字には彫り込みのバラツキが見られず、鮮明に印字でき、耐食性も高いことが判った。
【００８３】
これに対し、耐食材における開気孔率が７％以下の絶縁体を用いた場合（試料Ｎｏ．１１、２５、２６）は、耐食性は高いものの印字の一部にレーザ彫り込みによるバラツキが観察された。
【００８４】
また、耐食材における開気孔率が２４％の絶縁体を用いた場合（試料Ｎｏ．３０）は、印字は鮮明にできるものの、エッチングレートが０．７２以上となり耐食性が低下することが判った。これは気孔がセラミック基材に貫通しているからと考えられる。
【００８５】
さらに、耐食材におけるアクリル樹脂の添加量を４０％とした（試料Ｎｏ．３１）の場合、金型成形時にクラックが入り成形が不可能であった。
【００８６】
【発明の効果】
本発明のエキシマレーザ装置によれば、レーザ筐体内にハロゲンガスを含むレーザ媒体と、該レーザ媒体にレーザを発信させるための高電圧パルスを印加する放電電極対と、該放電電極対を取着する絶縁体とからなるエキシマレーザ装置において、上記絶縁体がセラミック基材と、該セラミック基材の少なくとも上記レーザ媒体に暴露される側の主面上に周期律表第２族あるいは第３族元素の少なくとも１種を主成分とする焼結体から成る耐食材を上記セラミック基材と耐食材との相互拡散層を介して接合されてなることにより、セラミック基材に対する耐食材の接合が強固となり、エキシマレーザ装置への取り付け時もしくは洗浄時等のハンドリング時に衝撃が加わったとしても耐食材がセラミック基材より剥離することはなく、耐食性部材を常に安定して使用することができる。
【００８７】
また、上記耐食材の表面に平均気孔率１０〜２０％の開気孔を有することにより、サンドブラスト加工を行わなくても、耐食性部材からのレーザ反射を抑えることが可能となり、複数のレーザ光発生を防止できる。
【００８８】
また、上記耐食材の相対密度が９８％以上であることにより、耐食性の低い組成の存在がほとんどなくなって耐食性が極めて優れたものとなる。
【００８９】
また、上記耐食材の厚みが２００μｍ以上であることにより、耐食材の消耗に時間を要することから長期間の使用に供することができる。
【００９０】
また、上記セラミック基材がＡｌ２Ｏ３を主成分とし、少なくともＭｇＯ、ＳｉＯ２を含有するアルミナ質焼結体から成るとともに、上記耐食材がＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）またはイットリアの焼結体から成ることにより、アルミナ質焼結体とＹＡＧまたはイットリアとはなじみが良く、相互拡散が起こり易いことから、セラミック基材と耐食材との間に両者に対し強固に接合する相互拡散層が容易に形成されてセラミック基材と耐食材との相互拡散層を介しての接合をより一層強固になすことができる。
【００９１】
また、上記相互拡散層は少なくともＭｇまたはＳｉの化合物を含有していることにより、ＭｇやＳｉの化合物はアルミナ質焼結体から成るセラミック基材とＹＡＧやイットリアから成る耐食材に対し接合性がよいことから、相互拡散層を介してセラミック基材に耐食材をより一層強固に接合させることができる。
【００９２】
また、上記アルミナ質焼結体はＭｇＯを１０００〜７００００重量ｐｐｍ、ＳｉＯ２を４００〜１００００重量ｐｐｍ含有することにより、セラミック基材と耐食材との界面に形成される前記相互拡散層にセラミック基材と耐食材とを強固に接合させるＭｇまたはＳｉの化合物が生成しやすくなり、これによってセラミック基材と耐食材とを強固に接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明のエキシマレーザ装置におけるレーザ発信部を示す斜視図、（ｂ）は同図（ａ）の分解斜視図、（ｃ）は同図（ａ）、（ｂ）におけるレーザ発信部の動作を説明する概略図である。
【図２】本発明のエキシマレーザ装置における絶縁体を示す斜視図である。
【符号の説明】
１：絶縁体
２：放電電極対
３：枠体
４：チャンバー
５：キャビティ
６：レーザ光
７：プラズマ放電
８：レーザ媒体ガス
９：ミラー
１１：レーザ発信部
２１：セラミック基材
２２：耐食材
２３：相互拡散層
【図１】
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【図２】
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