(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エキシマレーザ或は分子弗素レーザであって、
レーザガスで充填された放電チャンバーと、
前記放電チャンバー内の、放電容積によって分離された１対の主電極と、
前記放電チャンバー内の少なくとも１つのトラッキング放電面予備電離ユニットと、
前記レーザガスを励起するために前記１対の主電極と前記トラッキング放電面予備電離ユニットとに接続された放電回路と、
レーザビームを発生する共振器とを備え、
前記トラッキング放電面予備電離ユニットが、長尺状の誘電体によって１つ以上の関連する予備電離電極から離間された長尺状の予備電離電極を含み、前記誘電体は、前記予備電離電極及び前記１つ以上の関連する予備電離電極に共に接触し、
前記誘電体が、当該誘電体の長軸の一端に、前記放電容積に対向するトラッキング放電面を含み、
予備電離放電が、前記予備電離電極と前記１つ以上の関連する予備電離電極との間の前記トラッキング放電面に沿ってスライドする
エキシマレーザ或は分子弗素レーザ。
【請求項２】
前記予備電離電極及び前記関連する予備電離電極が、前記誘電体の短軸の両端にある面のそれぞれに接触して容量性アセンブリを形成する請求項１に記載のレーザ。
【請求項３】
前記予備電離電極が、当該予備電離電極の短軸端にある面で前記誘電体と接触する請求項２に記載のレーザ。
【請求項４】
前記関連する予備電離電極が、当該予備電離電極の短軸端にある面で前記誘電体の前記対向面と接触する請求項２に記載のレーザ。
【請求項５】
前記予備電離電極の前記誘電体との接触領域が、前記トラッキング放電面の領域よりも大きい請求項２乃至４の何れか一項に記載のレーザ。
【請求項６】
前記予備電離電極及び前記関連する予備電離電極の各々の前記誘電体との接触領域が、前記トラッキング放電面の領域よりも大きい請求項２乃至４の内の何れか一項に記載のレーザ。
【請求項７】
前記予備電離電極及び前記関連する予備電離電極の各々の前記誘電体との接触領域が、前記トラッキング放電面の領域よりも大きい請求項１に記載のレーザ。
【請求項８】
前記予備電離電極の前記誘電体との接触領域が、前記トラッキング放電面の領域よりも大きい請求項１に記載のレーザ。
【請求項９】
前記トラッキング放電面が、前記放電容積の高さの中央に配置されている請求項１に記載のレーザ。
【請求項１０】
前記トラッキング放電面が、一方の前記主電極に対して他方の前記主電極よりも近接して配置されている請求項１に記載のレーザ。
【請求項１１】
前記トラッキング放電面に対する法線方向が、前記放電容積の高さの中央に方向付けられている請求項９或は１０の記載のレーザ。
【請求項１２】
前記関連する予備電離電極の各々に対応する前記トラッキング放電面の領域が少なくとも２平方ミリメートルである請求項１に記載のレーザ。
【請求項１３】
前記予備電離電極と前記関連する予備電離電極との間の容量結合が０．１pFを上回る請求項１に記載のレーザ。
【請求項１４】
前記誘電体が、Ａl2Ｏ3、ＢaＴiＯ3、ＢaＴiＯ3／ＳrＴiＯ3、ＢaＴiＯ3／ＺrＯ2、或はＺrＯ2から成る材料グループから選択された材料を含む請求項１に記載のレーザ。
【請求項１５】
前記誘電体がサファイアを含む、請求項１に記載のレーザ。
【請求項１６】
前記トラッキング放電面が、前記放電容積の高さの中央に配置されている請求項１に記載のレーザ。
【請求項１７】
前記トラッキング放電面が、一方の前記主電極に対して他方の前記主電極よりも近接して配置され、
前記トラッキング放電面に対する法線方向が、前記放電容積の高さの中央に方向付けられている請求項１に記載のレーザ。
【請求項１８】
前記放電チャンバーの長軸に沿って延在すると共に前記主電極から離間された長尺状の一次電極と、
前記一次電極の上面上に接触して搭載され、前記主電極間の前記放電容積に向かって方向付けられた側面を有する長尺状の誘電体部材と、
前記誘電体部材の上面上に接触して搭載された複数の二次電極であって、前記一次電極、前記二次電極、及び前記誘電体部材が、前記予備電離放電を前記誘電体部材の前記側面に最初に発生させ、前記主電極間の前記放電容積へ方向付けるように構成されている二次電極とを含む請求項１に記載のレーザ。
【請求項１９】
前記一次電極の前記誘電体部材との接触領域が、前記一次電極と前記二次電極との間の前記誘電体部材における前記側面の領域よりも大きい請求項１８に記載のレーザ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の属する技術分野）
発明の背景
１．発明の分野
本発明は、トラッキング放電面予備電離装置と、ガス放電レーザの方法とに関し、特に放電領域を均一に照射すると共にそこの中のレーザガスを強力に予備電離する高容量トラッキング放電（スライディング放電）に関する。
【０００２】
２．関連技術の議論
とりわけ、マイクロリソグラフィ、ＴＦＴアニーリング、マイクロ加工、或は、平坦パネル・ディスプレイ製造等の産業的用途に対するエキシマレーザは、高エネルギー安定性を伴う出力ビームを提供しなければならない。エキシマレーザにおけるエネルギー安定性の改善は、レーザガスのコンピュータ制御と放電電圧駆動のためのレーザビーム・パラメータ・フィードバック・アルゴリズムを用いることによって為されてきた（各々を参照することでここに合体させる、米国特許出願第０９／３７９，０３４号、同第０９／４４７，８８２号、同第０９／４１８，０５２号、同第０９／４８４，８１８号、同第６０／１３７，９０７号、同第６０／１６０，１２６号、同第６０／１５９，５２５号、並びに、同第６０／１７１，７１７号（以上の特許出願の各々は本願と同一譲受人に譲渡されている）、そして米国特許第６，０１４，３９８号、同第６，００５，８７９号、同第５，７１０，７８７号、同第５，４６３，６５０号、並びに、同第６，００８，４９７号を参照のこと）。放電チャンバー設計に関する改善は放電領域を通じてのレーザガスの流動均一性を改善したものであり、エネルギー安定性を更に改善している（本願と同一譲受人に譲渡されると共に、参照することでここに合体させる米国特許出願第０９／４５３，６７０号を参照のこと）。
【０００３】
エキシマレーザのエネルギー安定性も放電容積（ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  ｖｏｌｕｍｅ）内でのレーザガスの予備電離の強度及び均一性によって強力に影響される。レーザガスの「予備電離（ｐｒｅｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ）」は、放電シーケンスの初期段階での放電容積における初期電子濃度に対応する。幾つかの予備電離装置と、放電容積内のレーザガスと相互作用する短波長ＵＶ輻射線を発生する方法とが開発されてきた。様々な予備電離技法の中で、トラッキング放電（各々を参照することでここに合体させる、ＤＥ  ２９５２１５７２及び米国特許第５，０８１，６３８号及び同第５，８７５，２０７号を参照こと）と、コロナ放電（各々を参照することでここに合体させる、米国特許出願第０９／２４７，８８７号及び同第６０／１６２，８４５号、並びに、米国特許第５，２４７，５３１号（（以上の各々は本願と同一譲受人に譲渡されている）と、そしてＤＥ  ３０３５７３０、同３３１３８１１、同２９３２７８１、並びに、同２０５０４９０を参照のこと）、そして、主放電（各々が本願と同一譲受人に譲渡されている、米国特許第４，９８０，８９４号、同第４，９５１，２９５号、同第４，７９７，８８８号、並びに、同第５，３４７，５３２号を参照のこと）と直列配列（参照することでここに合体させる米国特許第４，１０５，９５２号）か或は並列（参照することでここに合体させる米国特許第４，２８７，４８３号）かの何れかである、多数のピン電極間（予備電離ギャップ）のスパーク放電とがある。
【０００４】
ＤＥ  ２９５２１５７２及び米国特許第５，８７５，２０７号に従ったトラッキング放電は、エキシマレーザガス媒体の予備電離に対して効率的で見込みがある方法である。それは誘電体媒体の面での放電のタイプである。表面放電は３×１０４゜Ｋ間でのＵＶ及びＶＵＶスペクトル範囲における輻射線を保証している（参照することでここに合体するＢａｇｅｎ  Ｂ．，  Ａｒｂｅｉｔｓｂｒ．  Ｉｎｓ．  Ｐｌａｓｍａ  Ｐｈｙｓ．，  Ｊｕｌｉｓｃｈ  １９６３，  ｐｐ．６３１−３４も参照のこと）。
【０００５】
米国特許第５，０８１，６３８号は、トラッキング放電予備電離構成１ａを記載しており、そこでは、絶縁材２ａが予備電離ピン４ａ間に配置されて、ピン４ａ間のギャップを架橋するように為す。絶縁材料２ａは予備電離放電に対する「トラッキング面」６ａを提供する。同様に、先に述べると共に図１ａに図示されたこの米国特許第５，０８１，６３８号は、トラッキング放電予備電離構成１ａを記載しており、そこでは、絶縁材２ａが予備電離ピン２ａ間に配置されて、ピン４ａ間のギャップを架橋するように為す。絶縁材料２ａは予備電離放電に対する「トラッキング面」６ａを提供する。
【０００６】
この米国特許第５，０８１，６３８号に従った構成の主な長所は図１ａの電極ピン４ａ及び図１ｂのピン４ｂのそれぞれにおける磨耗を最少化することであり、それは典型的には従来のスパーク・ギャップ電離器構成に伴う問題である。トラッキング放電を駆動するために必要とされる電圧は、図１ａのピン４ａと図１ｂのピン４ｂとのそれぞれ間におけるガスの絶縁破壊に必要とされる電圧未満である。付加的な長所は、重要な出力レーザ・パラメータがスパーク電離器を有するものよりもトラッキング放電予備電離器を有するエキシマレーザ及び分子弗素レーザの方がより安定していることである。例えば、トラッキング放電予備電離構成の使用は、典型的には、より良好なパルス毎のエネルギー安定性を、エキシマレーザ及び分子弗素レーザに対するより長期の動的ガス寿命と共に提供する。
【０００７】
米国特許第５，０８１，６３８号の図１ａ及び図１ｂに示される構成の長所は、そのトラッキング放電予備電離によって発生させられるＵＶ光の方向性（指向性）特性である。ピン電極でのスパーク・タイプの予備電離構成は特性的に円筒状の輻射線パターンをもたらす一方、図１ａ及び図１ｂのトラッキング放電予備電離構成からのＵＶ発光は絶縁トラッカー面から遠ざかるように方向付けられる。この結果は、放電容積の長尺方向に沿っての周期的な予備電離強度分布を生ずる。
【０００８】
加えて、予備電離構成である図１ａのスパーク・ピン４ａと図１ｂのピン４ｂとは、接地された主電極（主電極は図１ａ及び図１ｂに示されていない）よりも高圧主電極近くに配置されるように米国特許第５，０８１，６３８号には記載され、図１ａのトラッカー面６ａと図１ｂのトラッカー面６ｂとからのＵＶ発光は、接地電極よりも高電圧電極付近である放電容積内におけるレーザガスの部分をより強力に照射する。よって、放電容積におけるレーザガスは均一には照射されない。加えて、図１ａのピン４ａのピン・タイプ構造と、図１ｂの電極４ｂの接点形状によって、面放電に結合するエネルギーは幾分非効率的となる。
【０００９】
発明の概要
それ故に本発明の目的は、エキシマレーザ或は分子弗素レーザに対する効率的なトラッキング放電予備電離構成を提供することである。
【００１０】
本発明の更なる目的は、エキシマレーザ或は分子弗素レーザの放電容積を充填するレーザガスがトラッキング放電によって発生させられるＵＶ光で均一に照射されるような、トラッキング放電予備電離構成を提供することである。
【００１１】
先の目的に従えば、エキシマレーザ或は分子弗素レーザには、放電容積内に配置されたレーザガスを均一に照射するＵＶ光を効率的に発生するトラッキング放電予備電離構成を備えている。この予備電離構成は長尺状電極と複数のピン電極とを含む１つ或はそれ以上の予備電離ユニットを含み、そこでは１つの長尺状絶縁誘電体が長尺状電極とピン電極の各々との間に配置されている。長尺状電極及びピン電極は、好ましくは、長尺状誘電体の「上面」及び「底面」として規定され得るような、該誘電体の両面と接触する。
【００１２】
絶縁誘電体の少なくとも一部分は、レーザの放電容積と実質的に対向するその断面の長軸又は「側面」エッジでのトラッキング放電面を含む。長尺状予備電離電極及びピン電極の各々の一部は、誘電体部分の断面視短軸、上面、或は、底面の内の１つと導電性接触している。
【００１３】
好ましくは、誘電体と接触する長尺状電極の部分も電極の短軸面である。加えて、電極の内の少なくとも１つの面における著しい領域は誘電体の対応する面と接触して、好ましくはその接触領域がトラッキング放電面の領域よりも実質的に大きくなる。更には、トラッキング放電面は、好ましくは、放電容積内のレーザガスの照射の均一性を最適化するために、その放電容積にＵＶ光を指向させるべく放電容積に関して配向されると共に配置される。
【００１４】
こうして、本発明の予備電離構成は、トラッキング放電を発生する面と、放電容積内のレーザガスの高予備電離を作り出す絶縁材に対する導電性電極の約０．１ｐＦ或はそれ以上の強力な容量性結合とを含む有益な長尺状誘電体を有する。本発明の予備電離構成における多数のトラッキング放電面は、有益には、長尺状電極とピン電極各々との間に延在すると共に、エキシマレーザ或は分子弗素レーザの主放電での容積を効率的に照射すべく設計されている。
【００１５】
好適実施例の詳細な説明
図２ａは、第１好適実施例に従ったエキシマレーザ或は分子弗素レーザの放電チャンバーにおける断面図を概略的に示している。このレーザは、ＫｒＦ、ＡｒＦ、ＫｒＣｌ、ＸｅＣｌ、或は、ＸｅＦレーザ、或は、Ｆ２レーザ等の稀ガス・ハロゲン・エキシマレーザであり得る。レーザは１つの長尺状主電極８ａ及び８ｂを含む。これら電極は図２ａの断面図を含む紙面に対して法線方向に「長尺状」である。
【００１６】
レーザは本発明の第１実施例に従ったトラッキング放電予備電離構成をも含む。予備電離構成は１対のトラッキング放電面予備電離ユニット１０ａ，１０ｂを含む。代替的には，レーザは単一の予備電離ユニット１０ａ或は１０ｂの何れかのみを有することができる。この代替実施例では、レーザが予備電離ユニット１０ａを含むものの、予備電離ユニット１０ｂを含まず、その単一の予備電離ユニットが放電容積の上流側に配置されるように為すことが好ましい。図２ａに示される各予備電離ユニット１０ａ或は１０ｂは少なくとも１つであって、より好ましくは数個の高電圧（ＨＶ）ピン電極１２と、長尺状接地電極若しくは低電圧電極１４とを長尺状絶縁誘電体１６で分離された状態で含む。この絶縁誘電体は各ピン電極１２と長尺状電極１４との間にトラッキング放電面１８を含む。電極１２は主電極８ａを担持する金属プレートから高電圧フィードスルー９をよって絶縁されている。
【００１７】
長尺状電極１４は一体的に製造され、アクティブなレーザガス容積の長さに好ましくは近似する長尺状長さを有する。両ピン電極１２は、好ましくは、長尺状電極の長尺方向に１０ｍｍ或はそれ以上だけ相互に離間されている。放電チャンバーの長尺状方向におけるピン電極１２の長さは、好ましくは、３〜３０ｍｍの間の範囲内である。誘電体絶縁体１６は、好ましくは、Ａｌ２、ＢａＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３／ＺｒＯ２２、ＢａＴｉＯ３３／ＳｒＴｉＯ３３、ＺｒＯ２２、或は、サファイア等のセラミックである。絶縁体１６は一片（一体物）或は数片から製造され得る。絶縁誘電体１６の長さは、好ましくは、実質的に長尺状電極１４の長さである。
【００１８】
図２ｂは図２ａのトラッキング放電予備電離構成の１ユニット１０ａの拡大図を概略的に示している。長尺状絶縁誘電体１６及び長尺状電極１４の各々は、「短軸」ＳＡ寸法と「長軸」ＬＡ寸法とを有するように規定されている。長尺状誘電体１６、長尺状電極１４、並びに、電極１２の幾つかの面は、誘電体１６及び長尺状電極１４の長軸端ＬＡＥ或は短軸端ＳＡＥとして、図２ｂに規定されかつ示されている。これらの長軸端はここでは「上面」及び／或は「底面」とも呼称される一方で、短軸面はここでは「側面」とも呼称される。短軸面を呼称すべく用語上の使用は、重力に対する上面及び底面の任意の特定の相対的位置決めを必ず呼称すべきとの意図はない。
【００１９】
図２ｂに示されるように、長尺状電極１４は短軸端に面２２を有し、それが誘電体１８の短軸端の同様輪郭形状の面２４と接触している。好ましくは、面２２及び２４の各々はその輪郭形状に関して略平面状である。誘電体１８は面２４とは反対側である短軸端に別の面２６を有する。誘電体１８の短軸端における面２６は電極１２の短軸端における面２６と接触状態である。好ましくは、面２６及び２８の各々は輪郭形状に関して略平面状となる。面２２，２４，２６，２８の１つ或はそれ以上は、本発明の精神及び範囲内において、異なった輪郭形状と為すことが可能である。加えて、面２２及び２４は面２６及び２８と共に、図示の如くに、それらの長さに沿って略全体的に接触状態であっても、或は接触状態が略全体的ではなくても良い。例えば、面２２及び／或は２４の一方或は双方（これは面２６及び２８に対して同様である）は湾曲、不規則、或は、不連続の輪郭形状を有することができる。
【００２０】
図２ｂに示された誘電体１６は、予備電離ユニットがエキシマレーザ或は分子弗素レーザの放電容積内の然るべく配置されると、その放電容積と対向する長軸端の面１８を有する。面１８は、有益には、傾斜されているか、角度付けされているか、或は、好適な平面状面２２，２４，２６，２８との直交方向からオフセットされている。面１８の角度は、電極１２及び１４の間の面１８に沿って発生させられた予備電離トラッキング放電が放電容積を中心的に且つ均一に照射するように選択される。
【００２１】
再度図２ａで参照されるように、電極１２，１４及び誘電体１６を含む第１実施例の予備電離ユニットは主電極８ｂよりも主電極８ａにより近接して配置されている一方、面２２，２４，２６，２８に対する直交からのオフセットのため、或は、面１８の傾斜或は角度付け特性のために、電極８ａ及び８ｂに対して放電容積を中心的に照射している。面１８に対する法線方向は好ましくは放電容積の中心或はその近辺に方向付けられている。
【００２２】
面２２は、好ましくは、面１８の短軸端が開始するところまで面２４と接触している。面２８は、好ましくは、面１８の他の短軸端が開始するところまで面２６と接触している。こうして、図２ａ及び図２ｂの誘電体１６は面１８だけで露出されており、面４０の各種部分は電極１２の面２８と接触していない。こうして、電極１２の面３０は電極１４の面３２よりも放電容積に対して近接して離間されている。好ましくは、面３０及び３２は平行して、面１８のオフセット或は傾斜特性のために同一平面からオフセットされている。
【００２３】
長尺状電極１４及び長尺状誘電体１６の各々は、好ましくは、放電容積により近接したそれらの他方の長軸状端での面３２，１８とは反対側のそれら長軸端からの延長部３４，３６を有する。代替的には、それらの延長部３４及び３６の一方或は双方は、面３２及び１８をそれぞれ含む電極１４及び誘電体１６の各種部分の内部の何れかの箇所或はそれら各種部分における長軸状端間の何れかの箇所から突出している。延長部３４及び３６は、好ましくは、面３２及び１８を含む電極１８及び誘電体１６の各部分から好ましくは直角或は直角近くである角度でそれぞれ突出している。延長部３６は、好ましくは、面４０とは反対側に面４２をも含む。面４２は好ましくは面３８と接触状態である。
【００２４】
延長部３４は、好ましくは、放電チャンバーのフレームと結着して、電極がそのフレームで機械的に安定化されると共に電気的に接地され、更には／或は、電極８ｂと接続され、更には／或は、電極１２がより高いポテンシャルに充電されと低ポテンシャルに維持されて、そのポテンシャル差が予備電離放電に対する責務を果たす。誘電体１６は好ましくは電極１４及び１２の間に機械的に支持されると共に、電極１４によって重力に対して機械的に支持されるが、電極１２との結着は誘電体１６を更に支持し得る。電極１２は延長部４４をも有して、図２ａに図示されるように、好ましくは電極１４がフレームと結着している場所のフレームの同一側であり且つその場所近くに、該フレームに配置されたフィードスルー９を介して高電圧ＨＶとその延長部が接続している。延長部４４は、好ましくは、面２８とは反対側の電極１２の短軸端での面４５から突出している。
【００２５】
放電は誘電体の対向する短軸面２４及び２６にそれぞれ配置されている電極１２及び１４の間に形成される。図２ｂの構成において、これら連結或は接触面領域は好ましくは大きく、例えば、それは好ましくはトラッキング放電面１８よりも大きく、その結果、大きな容量、例えば０．１ｐＦ或はそれ以上となる。誘電体１６に対する好適な材料は高容量を更に提供するために非常に大きな誘電率を有する。電極１２，１４に印加される電圧パルスは、電極１２，１４の間の大きな容量のために、より大きな電圧及び電界勾配の展開に到る。結果として、冷光を伴う予備電離「波」は高電圧電極１２から遠方へ伝播して、誘電体の面上に壊滅的な破壊を可能とする。
【００２６】
光源として第１実施例のトラッキング放電は、米国特許第５，０８１，６３８号に従ったスパーク無し放電或はトラッキング放電よりも遙かに良好である。面放電のプラズマ温度は従来の予備電離構成の温度よりも相当に高く、面放電の光学的歩留まりは同一の印加電圧ＨＶに対して約１０倍高い。有益には、より低い電圧ＨＶを電極１２，１４に印加することができ、従来のスパーク放電予備電離構成と同一の予備電離をもたらす。冷光スペクトルも誘電体１６の材料特性のためにより多くのラインを含む。更に面放電は従来のスパーク放電よりも大きな抵抗を有する。これはインパルス電圧源で所望され得るあらゆる調整手続きを相当に簡素化する。
【００２７】
図３ａは、本発明の第２実施例に従ったトラッキング放電予備電離構成を含むエキシマレーザ或は分子弗素レーザに対する放電チャンバーを概略的に示している。この予備電離構成は１つのトラッキング放電面予備電離ユニット４６ａ，４６ｂを含む。代替的には、レーザは単一の予備電離ユニット４６ａ或は４６ｂの何れかだけを有することができる。図３ａに示される各予備電離ユニット４６ａ，４６ｂは、少なくとも１つであって、より好ましくは数個の高電圧（ＨＶ）ピン電極４８と、長尺状接地電極若しくは低電圧電極５０とを長尺状絶縁誘電体５２で分離された状態で含む。好適な寸法及び材料は、図２ａ及び図２ｂに示された第１実施例に対して先に説明されたものと同一或は同様である。
【００２８】
絶縁誘電体５２は各ピン電極４８及び長尺状電極５０の間にトラッキング放電面５４を含む。図３ａに示された誘電体５２は第１実施例のものと同様に延長部５８を有するが、その延長部５８の面６２は電極５０の延長部６２の面６４と接触状態ではない（図３ｂ参照）。
【００２９】
電極４８は高電圧フィードスルー５６によって主電極８ａを担持する金属プレートから絶縁されている。各電極４８は、好ましくは、円筒体或は直角六面体等の単一で単純な多面体を含み、放電容積と対向する面３０を含む別の部分から突出する延長部４４を有している図２ａ及び図２ｂに示された第１実施例の電極１２とは対照的である。
【００３０】
誘電体５２のトラッキング放電面５４は、該誘電体５２及び電極５０の短軸端での面６６，６８，７０，７２と直交して示され、接触面６８及び７０を含む（図３ｂ参照）。予備電離ユニット６４ａ及び６４ｂは、好ましくは、放電容積に対して中心に位置決めされ、主電極８ａ及び８ｂの各々から同等隔たり或は略同等隔たりがある。放電容積は、この実施例において、予備電離面トラッキング放電から出現するＵＶ輻射線によって中心部が照射される。代替的には、これら予備電離ユニット４６ａ及び４６ｂは一方の主電極（例えば８ａ）に他の主電極（即ち８ｂ）よりも近接して配置されており、そして、トラッキング放電面５４は電極５０及び誘電体５２の接触面６８及び７０（図３ｂ参照）との直交方向から傾斜或はオフセットされている。この代替例における放電容積でも中心部が照射されるが、その理由は、トラッキング放電面５４の法線方向も放電容積の中心に方向付けられているからである。
【００３１】
図３ｂは、図３ａのトラッキング放電予備電離構成の一方のユニットの拡大図を概略的に示している。直角六面体、円筒体、或は、半円筒体として示されたピン電極４８は、誘電体５２の短軸端での面７２で該誘電体５２と接触する長軸端での面７４を有する。電極４８の短軸端での直交面７６は、好ましくは図示の如くに、トラッキング放電面５４、そして電極５０の長軸端での面７８と同一平面上にある。電極４８は第１実施例の電極１２から変形であるとも考えることが可能であり、それは、図２ｂに戻って参照されるように、（ａ）延長部４４の短軸端長が増大され、（ｂ）放電容積と対向質得る延長部４４の面８０が面３０と面一と為されて、これらの面８０及び３００は単一面を形成し（即ち図３ｂの面７６）、（ｃ）延長部４４の反対側の短軸面８２が面３０とは反対側である電極１２の下方部における面８４と面一と為されて、これらの面８２及び８４が単一面を形成し（即ち図３ｂの面８６）、そして（ｄ）面８４及び４０（図３ｂの面８６及び８８と対応）が相互に移動させられ且つ接触していないからである。
【００３２】
接触状態の面７２及び７４の領域と接触状態の面６８及び７０の領域との各々は、好ましくは、トラッキング放電面５４の領域よりも大きく、高容量性結合を可能としている。同一の関係は、図２ａ及び図２ｂと図４ａ及び図４ｂの第１及び第３実施例の各々における対応する面に対して好適である。
【００３３】
図４ａは、本発明の第３実施例に従った、トラッキング放電予備電離構成を含むエキシマレーザ或は分子弗素レーザに対する放電チャンバーを概略的に示している。予備電離ユニット９０ａ及び９０ｂは、好ましくは、第２実施例の予備電離ユニット４６ａ及び４６ｂと同一であるが、長尺状電極４８及び９２の形状が異なり、且つ、長尺状誘電体９４もその異なる電極４８及び９２によって支持されているために異なり得る。加えて、電極４８は第１実施例の電極１２と置き換えることが可能である。
【００３４】
図４ｂは、図４ａのトラッキング放電予備電離構成における一方ユニット９０ａの拡大図を概略的に示している。図示されているように、電極４８及び誘電体９４の間の関係は好ましくは図３ｂのものと同一であり、トラッキング放電面９６が電極４８の短軸面７６と同一面上であり、且つ、面７２及び７４は図３ｂにおけるように好ましくは平面接触状態である。また、延長部５８の面８８は電極４８の面８６から離間されている（これは、この第３実施例の代替例として、もし電極４８が電極１２で置き換えられていれば該当しない）。
【００３５】
図４ｂに示される長尺状電極９２は、一方或は双方の短軸面９８，１００を有し、それは当該電極９２の長軸端で湾曲している。電極９２は、好ましくは面９８の平面部で誘電体９４と接触している。電極９２は様々な形状を採用することができ、それらの全てはこの電極９２の短軸端での一方或は双方の面９８，１００に何等かの曲率を有する。例えば、面１００は反対方向に湾曲されるか或は平面状であり、面９８は台形断面形状か或は、好ましくは放電容積に最も近い長軸端で誘電体９４から遠ざかるように折られた折り重ね二重平面形状であること可能である。電極９２も好ましくは第１実施例のように、誘電体９４の延長部５８の面６０と接触していない。
【００３６】
第１実施例に係る予備電離構成の機能を以下に簡単に説明するが、あらゆる実施例がこの予備電離機能を遂行するための模範的な構造として使用され得る。キャパシタＣは主電極８ａ及び８ｂに対する電圧パルスの印加に先行して充電されている一方で、電圧パルスがピン電極１２に形成される。誘電体１６の長尺方向におけるトラッキング放電面の寸法的長さは、その長尺方向におけるピン電極１２の長さに直に依存している。
【００３７】
コロナ放電及びトラッキング予備電離放電の各々はキャパシタＣの充電期間中に生ずる。コロナ及びトラッキング放電予備電離は２段階で生ずる。第１として、コロナ放電はトラッキング放電面及び主放電と比べて比較的低い電圧或は弱い電流によって電極１２で生ずる。次いで、電圧が更に増大されると、トラッキング放電がより高い印加電圧によってより高い電流が通過するに連れて生ずる。トラッキング予備電離放電はコロナ放電よりも高効率である。トラッキング放電は特に高出力レーザに使用される初期パラメータを改善する役割を果たす。
【００３８】
主電極８ａ及び８ｂ間のガス媒体はコロナ放電及びトラッキング予備電離放電によってイオン化され、放電は絶縁破壊電圧に達した時に主電極で生ずる。誘電体１６のトラッキング放電面１８上の予備電離放電は単一点放電ではなく、電極１２の全長及び全幅にわたって生ずる。これに関して、従来のスパーク放電予備電離を凌いで各ピン電極１２による予備電離に対する空間的広がりの影響が本発明において改善されている。予備電離の均質性も改善され（即ちより高く改善）、そして予備電離電極の磨耗は高出力レーザに対する従来の予備電離放電と比較して低減されている。
【００３９】
本発明の幾つかの長所
（１）本発明に従ったエキシマレーザ或は分子弗素レーザに対する面放電予備電離構成は、トラッキング放電が誘電体面に沿って走って、予備電離放電が主放電容積に向かって方向付けられている誘電体の面部分で実質的に或は完全に生ずるように開示されている。
【００４０】
（２）主電極に対する予備電離構成の配置と好ましくは組み合わされて誘電体トラッキング放電面が形成され、整合され、形作られ、傾斜され、方向付けられる等々が為されように有益には設計された、エキシマレーザ或は分子弗素レーザに対する面放電予備電離構成は、予備電離放電のＵＶ発光における指向性特性で主放電容積が、好ましくはその中心が照射されるように開示されている。
【００４１】
（３）本発明に従った面放電予備電離構成は、容量性結合が０．１ｐＦを上回る１対の電極間の誘電体で、高い電圧及び電界勾配が高電圧予備電離電極に作り出されるように開示されている。
【００４２】
（４）面放電予備電離構成は、特殊なセラミック材料及びサファイアが好適なものとして選択されて、その誘電体が多角的で効率的な予備電離スペクトルを特性的に提供するように開示されている。
【００４３】
（５）面放電予備電離構成は、電極対当たり２平方メートルを上回る領域放電が作り出されるように開示されている。これは予備電離の均質性を増大すると共に、予備電離電極に対する磨耗を低減する。
【００４４】
（６）面放電予備電離構成は、特に電極との結合のための材料選択及び設計によってパルス・エネルギー動揺が最少化されるように誘電体が設計されるように開示されている。
【００４５】
（７）面放電予備電離構成は、所定電圧範囲にわたるレーザの出力エネルギーが向上された予備電離によって最適化されるように開示されている。
【００４６】
先の背景技術において参照することでここに合体された引例の全ては、本発明の代替的な均等要素を記載しているように好適実施例に組み合わせられている。当業者であれば理解して頂けるように、ここに開示された好適実施例は本発明の範囲及び精神から逸脱すること無しに数多くの適応及び変更を被る。それ故に理解して頂くべきことは、本発明の範囲及び精神内において、本発明は先に詳細に記載されたもの以外で実施され得る。よって本発明の範囲は先に記載された特定の実施例によって制限されない。代わりに、本発明の範囲は特許請求の範囲の文言と、それらの構造的及び機能的均等物とによって包含されるべきものと理解される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１ａ及び図１ｂは、従来のピン電極トラッキング放電予備電離構成を図示している。
【図２ａ】  図２ａは、本発明の第１実施例に従ったトラッキング放電予備電離構成を含むエキシマレーザ或は分子弗素レーザに対する放電チャンバーを概略的に示している。
【図２ｂ】  図２ｂは、図２ａのトラッキング放電予備電離構成の一方ユニットの拡大図を概略的に示している。
【図３ａ】  図３ａは、本発明の第２実施例に従ったトラッキング放電予備電離構成を含むエキシマレーザ或は分子弗素レーザに対する放電チャンバーを概略的に示している。
【図３ｂ】  図３ｂは、図３ａのトラッキング放電予備電離構成の一方ユニットの拡大図を概略的に示している。
【図４ａ】  図４ａは、本発明の第３実施例に従ったトラッキング放電予備電離構成を含むエキシマレーザ或は分子弗素レーザに対する放電チャンバーを概略的に示している。
【図４ｂ】  図４ｂは、図４ａのトラッキング放電予備電離構成の一方ユニットの拡大図を概略的に示している。
【符号の説明】
８ａ，８ｂ    長尺状主電極
９，５６    フィードスルー
１０ａ，１０ｂ，４６ａ，４６ｂ，９０ａ，９０ｂ    トラッキング放電予備電離ユニット
１２，８，４８    高電圧（ＨＶ）ピン電極
１４，５０，９２    低電圧長尺状電極
１６，５２，９４    長尺状誘電体
１８，５４    トラッキング放電面
【図１ａ】
0004459455.tif 000002
【図１ｂ】
0004459455.tif 000003
【図２ａ】
0004459455.tif 000004
【図２ｂ】
0004459455.tif 000005
【図３ａ】
0004459455.tif 000006
【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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