(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザチャンバ内に放電電極を取り入れて、この放電電極の長手方向に沿って形成された面を前記レーザチャンバに固定するとともに、前記放電電極の面が前記レーザチャンバに固定された状態を解除して前記放電電極を前記レーザチャンバ外に取り出すようにしたレーザ装置の放電電極交換装置において、
前記レーザチャンバの外壁に、前記放電電極を前記長手方向に沿って挿入でき、かつ前記放電電極を前記長手方向に沿って脱出させることができる大きさの開口部を設け、
前記レーザチャンバ内に、前記開口部と対向する電極挿入部とこの電極挿入部と反対方向に位置する終端部とを有し且つ電極挿入部から終端部に向かって断面が狭まるテーパー形状の溝が形成された電極ホルダを設け、
前記放電電極は、一端部から他端部に向かって断面が狭まるテーパー形状であって、前記溝の電極挿入部に他端部から長手方向に沿って挿入されることによって前記溝に嵌挿され、
前記電極ホルダの電極挿入部近傍の壁面に締着されることによって、前記溝に嵌挿した前記放電電極の一端部を前記溝の終端部方向に押し込んで当該放電電極の移動を停止する停止部材を備え、
前記放電電極が前記溝に挿入され、前記放電電極のうち前記長手方向に沿った面を前記電極ホルダで両側から挟み込み更に前記停止部材が前記電極ホルダに締着されることによって当該放電電極を前記レーザチャンバに固定するとともに、前記停止部材の締着が解除され更に前記放電電極が前記開口部側に移動されることによって前記放電電極が前記レーザチャンバに固定された状態を解除すること
を特徴とするレーザ装置の放電電極交換装置。
【請求項２】
レーザチャンバ内に放電電極を取り入れて、この放電電極の長手方向に沿って形成された面を前記レーザチャンバに固定するとともに、前記放電電極の面が前記レーザチャンバに固定された状態を解除して前記放電電極を前記レーザチャンバ外に取り出すようにしたレーザ装置の放電電極交換装置において、
前記レーザチャンバの外壁に、前記放電電極を前記長手方向に沿って挿入でき、かつ前記放電電極を前記長手方向に沿って脱出させることができる大きさの開口部を設け、
前記レーザチャンバ内に、前記開口部と対向する電極挿入部とこの電極挿入部と反対方向に位置する終端部とを有し且つ電極挿入部から終端部に向かって断面が狭まるテーパー形状の溝が形成された電極ホルダを設け、
一端部から他端部に向かって断面が狭まるテーパー形状であって、前記溝の電極挿入部に他端部から長手方向に沿って挿入されることによって前記溝に嵌挿される固定部材と、
前記電極ホルダの電極挿入部近傍の壁面に締着されることによって、前記溝に嵌挿した前記固定部材の一端部を前記溝の終端部方向に押し込んで当該固定部材の移動を停止する停止部材と、を備え、
前記放電電極及び前記固定部材が前記溝に挿入され、前記放電電極のうち前記長手方向に沿った面を前記電極ホルダ及び前記固定部材で両側から挟み込み更に前記停止部材が前記電極ホルダに締着されることによって当該放電電極を前記レーザチャンバに固定するとともに、前記停止部材の締着が解除され更に前記放電電極及び前記固定部材が前記開口部側に移動されることによって前記放電電極が前記レーザチャンバに固定された状態を解除すること
を特徴とするレーザ装置の放電電極交換装置。
【請求項３】
レーザチャンバ内に放電電極を取り入れて、この放電電極の長手方向に沿って形成された面を前記レーザチャンバに固定するとともに、前記放電電極の面が前記レーザチャンバに固定された状態を解除して前記放電電極を前記レーザチャンバ外に取り出すようにしたレーザ装置の放電電極交換装置において、
前記レーザチャンバの外壁に、前記放電電極を前記長手方向に沿って挿入でき、かつ前記放電電極を前記長手方向に沿って脱出させることができる大きさの開口部を設け、
前記レーザチャンバ内に、互いに対向する第１のホルダ部材及び第２のホルダ部材と、前記第１のホルダ部材及び第２のホルダ部材に対して互いが接触する方向の力を作用させるバネ部材と、前記開口部と対向し前記長手方向と平行する軸を中心に回転自在であり外周部の断面が長径と短径であるカム部材と、を備えた電極ホルダを設け、
前記カム部材の長径の外周部が前記第１のホルダ部材と前記第２のホルダ部材に当接された状態で、前記放電電極が前記第１のホルダ部材と前記第２のホルダ部材との間に挿入され、前記カム部材が回転されて、前記放電電極のうち前記長手方向に沿った面を前記第１のホルダ部材と前記第２のホルダ部材とで両側から挟み込むことによって当該放電電極を前記レーザチャンバに固定するとともに、前記カム部材が回転されて、前記カム部材の長径の外周部が前記第１のホルダ部材と第２のホルダ部材に当接されて当該第１のホルダ部材と前記第２のホルダ部材とが離隔することによって前記放電電極が前記レーザチャンバに固定された状態を解除すること
を特徴とするレーザ装置の放電電極交換装置。
【請求項４】
両電極間で放電を行うレーザ装置に適用され、レーザチャンバ内に前記両放電電極を取り入れて、これらの放電電極を前記レーザチャンバに固定するとともに、前記両放電電極が前記レーザチャンバに固定された状態を解除して前記両放電電極を前記レーザチャンバ外に取り出すようにしたレーザ装置の放電電極交換装置において、
前記両放電電極を絶縁体で結合して一体の電極部を構成し、さらに当該一体の電極部に、前記レーザチャンバに前記一体の電極部を固定する固定部を取り付け、
前記レーザチャンバの外壁に、前記一体の電極部が通過でき前記固定部が通過できない大きさの開口部を設け、
前記開口部から前記一体の電極部を前記レーザチャンバ内に挿入して、前記固定部によって前記一体の電極部を前記レーザチャンバに固定するとともに、前記固定部による固定状態を解除して、前記一体の電極部を前記開口部外に取り外すこと
を特徴とするレーザ装置の放電電極交換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザチャンバにおける放電電極の交換方法およびレーザ装置の放電電極交換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、エキシマレーザ装置では、光共振器を構成するハーフミラーと狭帯域化モジュールとの間にレーザチャンバを配置している。レーザチャンバは、内部にレーザガスを循環可能に充填した密閉の容器であり、ハーフミラーおよび狭帯域化モジュールの光軸に対向する部位にそれぞれウィンドウを備えている。
【０００３】
またこのレーザチャンバには、その内部に上下一対の主放電電極が設けられている。主放電電極は、レーザガスを励起させるためのものである。この主放電電極は、ハーフミラーおよび狭帯域化モジュールの光軸に沿って延在し、かつ該光軸を挟んで互いに対向している。
【０００４】
このエキシマレーザ装置では、主放電電極間の放電によってレーザガスが励起されると誘導放出を行い、この誘導放出によって発生した光がウィンドウを介してハーフミラーと狭帯域化モジュールとの間で発振する。発振した光は、その光エネルギーが所定の閾値を越えた時点でハーフミラーからレーザ光として出射されることになる。
【０００５】
通常、この種のレーザ装置では、運転中におけるレーザガスの消費を抑えるため、並びに所望のレーザ出力を確保するために、レーザチャンバに対してパッシベーションと称される処理を施すようにしている。例えば、上述したエキシマレーザ装置では、レーザガスの構成要素であるフッ素によってレーザチャンバの内壁面を処理（フッ化処理）し、運転中におけるレーザガスの消費を抑えるようにしているとともに、該レーザチャンバの内部から水分を完全に除去し、ＨＦの生成を防止して所望のレーザ出力を確保するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようなレーザ装置では、その使用に伴って主放電電極が漸次消耗し、光エネルギの低下を招来する。したがって、所定の光エネルギを確保した状態でレーザ装置を運転するためには、この消耗した主放電電極を新たなものと交換する必要がある。
【０００７】
このため従来では、レーザチャンバを分解して消耗した主放電電極を取り外した後、新たな主放電電極を取り付けて再びレーザチャンバを組み立てるようにした交換作業が行われている。レーザチャンバを分解して内部を清浄後、再びレーザチャンバを組み立てる作業はリファーブといわれている。
【０００８】
しかしながら、上述した方法で主放電電極の交換を行った場合には、レーザチャンバの内部が外部雰囲気に曝されることになるため、再び組み立てた状態のレーザチャンバに対して新たにパッシベーションを施す必要がある。
【０００９】
このパッシベーションには、専用の設備が必要である。したがって、この専用の設備が整った場所に対してレーザチャンバを搬入出させなければならず、主放電電極の交換作業を著しく煩雑化する。
【００１０】
しかも、パッシベーションを終了するまでには、数日程度の時間が必要であり、この間、レーザ装置を運転させることができない。
【００１２】
また、エキシマレーザ装置には、周知のように、クリプトンフッ素（ＫｒＦ）エキシマレーザ装置や、アルゴンフッ素（ＡｒＦ）エキシマレーザ装置などがある。これらＫｒＦレーザやＡｒＦレーザを発振するエキシマレーザ装置は、ＫｒＦレーザ用やＡｒＦレーザ用のレーザガス（フッ素混合ガス）が封入されるレーザチャンバを備えている。
【００１３】
このレーザチャンバ内に配置されている部品を交換するために、密閉状態のレーザチャンバを分解すると、その内部が大気に曝されることにより、例えば、レーザチャンバ内部に配置されている部品やレーザチャンバ内壁面に付着しているフッ化物たとえばフッ化銅（ＣｕＦ２）と、そのチャンバ内部に流入した大気中の水分とが化学反応を起こし、粉末状の物質すなわち水和物（この場合は、ＣｕＦ２・２Ｈ２Ｏ）が発生する。
【００１４】
この水和物がレーザチャンバ内に残留したまま、当該レーザチャンバを再組立（リファーブ）し、再度、上記レーザガス（フッ素混合ガス）を封入すると、水和物（例えばＣｕＦ２・２Ｈ２Ｏ）と前記レーザガス中のフッ素（Ｆ２）とが化学反応して、不純物（この例では「２ＨＦ＋（１／２）Ｏ2」）が発生する。
【００１５】
このようにしてフッ化水素（ＨＦ）および酸素（Ｏ）の不純物が発生して、これらの不純物が所定の濃度に達すると、レーザ出力が低下し、レーザ特性に悪影響を及ぼすことが知られている。このため、レーザチャンバ内の劣化部品を交換する際にはレーザチャンバ内の粉末状の物質（水和物）を除去する清掃作業が必要とされている。
【００１６】
しかし、近年においては、部品交換した後に、上記水和物（例えばＣｕＦ２・２Ｈ２Ｏ）がレーザチャンバ内に残留したまま、当該レーザチャンバを再組立（リファーブ）し、その後、水和物の結晶水を蒸発させることにより、上記レーザガス（フッ素混合ガス）が封入された場合であっても、たとえば「２ＨＦ＋（１／２）Ｏ2」の化学反応が抑制され、フッ化水素（ＨＦ）および酸素（Ｏ）の不純物が発生しないことが知られている。
【００１７】
これは、レーザチャンバ内に発生した粉末状の物質（水和物）を除去する清掃作業が不要となることを意味する。このようにレーザチャンバ内を清掃する必要がなくなると、その清掃作業を実施するためのレーザチャンバの分解および煩雑な工程であるリファーブを行う必要がなくなる。
【００１８】
このため、レーザチャンバ内の交換部品の内、最も頻繁に交換されるものは放電電極であることから、レーザチャンバの分解およびリファーブを行うことなく放電電極を簡易に交換できるレーザ装置が要求されている。しかしながら、そのようなレーザ装置が具現化させていないのが実情である。
【００１９】
本発明は、上記実情に鑑みて、レーザチャンバの分解およびリファーブを実施することなく、容易、かつ短時間で放電電極の交換が可能なレーザ装置用放電電極交換装置を提供することを解決課題とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段および作用効果】
上記解決課題を解決するため、請求項１に記載の発明では、
レーザチャンバ内に放電電極を取り入れて、この放電電極の長手方向に沿って形成された面を前記レーザチャンバに固定するとともに、前記放電電極の面が前記レーザチャンバに固定された状態を解除して前記放電電極を前記レーザチャンバ外に取り出すようにしたレーザ装置の放電電極交換装置において、
前記レーザチャンバの外壁に、前記放電電極を前記長手方向に沿って挿入でき、かつ前記放電電極を前記長手方向に沿って脱出させることができる大きさの開口部を設け、
前記レーザチャンバ内に、前記開口部と対向する電極挿入部とこの電極挿入部と反対方向に位置する終端部とを有し且つ電極挿入部から終端部に向かって断面が狭まるテーパー形状の溝が形成された電極ホルダを設け、
前記放電電極は、一端部から他端部に向かって断面が狭まるテーパー形状であって、前記溝の電極挿入部に他端部から長手方向に沿って挿入されることによって前記溝に嵌挿され、
前記電極ホルダの電極挿入部近傍の壁面に締着されることによって、前記溝に嵌挿した前記放電電極の一端部を前記溝の終端部方向に押し込んで当該放電電極の移動を停止する停止部材を備え、
前記放電電極が前記溝に挿入され、前記放電電極のうち前記長手方向に沿った面を前記電極ホルダで両側から挟み込み更に前記停止部材が前記電極ホルダに締着されることによって当該放電電極を前記レーザチャンバに固定するとともに、前記停止部材の締着が解除され更に前記放電電極が前記開口部側に移動されることによって前記放電電極が前記レーザチャンバに固定された状態を解除すること
を特徴とする。
【００２１】
上記解決課題を解決するため、請求項２に記載の発明では、
レーザチャンバ内に放電電極を取り入れて、この放電電極の長手方向に沿って形成された面を前記レーザチャンバに固定するとともに、前記放電電極の面が前記レーザチャンバに固定された状態を解除して前記放電電極を前記レーザチャンバ外に取り出すようにしたレーザ装置の放電電極交換装置において、
前記レーザチャンバの外壁に、前記放電電極を前記長手方向に沿って挿入でき、かつ前記放電電極を前記長手方向に沿って脱出させることができる大きさの開口部を設け、
前記レーザチャンバ内に、前記開口部と対向する電極挿入部とこの電極挿入部と反対方向に位置する終端部とを有し且つ電極挿入部から終端部に向かって断面が狭まるテーパー形状の溝が形成された電極ホルダを設け、
一端部から他端部に向かって断面が狭まるテーパー形状であって、前記溝の電極挿入部に他端部から長手方向に沿って挿入されることによって前記溝に嵌挿される固定部材と、
前記電極ホルダの電極挿入部近傍の壁面に締着されることによって、前記溝に嵌挿した前記固定部材の一端部を前記溝の終端部方向に押し込んで当該固定部材の移動を停止する停止部材と、を備え、
前記放電電極及び前記固定部材が前記溝に挿入され、前記放電電極のうち前記長手方向に沿った面を前記電極ホルダ及び前記固定部材で両側から挟み込み更に前記停止部材が前記電極ホルダに締着されることによって当該放電電極を前記レーザチャンバに固定するとともに、前記停止部材の締着が解除され更に前記放電電極及び前記固定部材が前記開口部側に移動されることによって前記放電電極が前記レーザチャンバに固定された状態を解除すること
を特徴とする。
【００２２】
上記解決課題を解決するため、請求項３に記載の発明では、
レーザチャンバ内に放電電極を取り入れて、この放電電極の長手方向に沿って形成された面を前記レーザチャンバに固定するとともに、前記放電電極の面が前記レーザチャンバに固定された状態を解除して前記放電電極を前記レーザチャンバ外に取り出すようにしたレーザ装置の放電電極交換装置において、
前記レーザチャンバの外壁に、前記放電電極を前記長手方向に沿って挿入でき、かつ前記放電電極を前記長手方向に沿って脱出させることができる大きさの開口部を設け、
前記レーザチャンバ内に、互いに対向する第１のホルダ部材及び第２のホルダ部材と、前記第１のホルダ部材及び第２のホルダ部材に対して互いが接触する方向の力を作用させるバネ部材と、前記開口部と対向し前記長手方向と平行する軸を中心に回転自在であり外周部の断面が長径と短径であるカム部材と、を備えた電極ホルダを設け、
前記カム部材の長径の外周部が前記第１のホルダ部材と前記第２のホルダ部材に当接された状態で、前記放電電極が前記第１のホルダ部材と前記第２のホルダ部材との間に挿入され、前記カム部材が回転されて、前記放電電極のうち前記長手方向に沿った面を前記第１のホルダ部材と前記第２のホルダ部材とで両側から挟み込むことによって当該放電電極を前記レーザチャンバに固定するとともに、前記カム部材が回転されて、前記カム部材の長径の外周部が前記第１のホルダ部材と第２のホルダ部材に当接されて当該第１のホルダ部材と前記第２のホルダ部材とが離隔することによって前記放電電極が前記レーザチャンバに固定された状態を解除すること
を特徴とする。
【００２４】
上記請求項１乃至３に記載の発明のうち請求項２に記載の発明について、図１１を参照して説明する。
【００２５】
主放電電極５４は、一端部５４ａから他端部５４ｂまで同一の断面形状で形成されている。
【００２６】
楔６０（固定部材）は、幅がＷおよび高さがＨの断面形状で形成されており、楔６０の一端部６０ａから他端部６０ｂに向かうに従って、幅Ｗが一定で、高さＨが徐々に小さくなるテーパー形状となっている。
【００２７】
電極ホルダ５３には溝５３ｂが形成されており、この溝５３ｂは、図１１（ａ）に示す凸型の主放電電極５４を他端部５４ｂから一端部５４ａまで（つまり主放電電極５４の長手方向に）挿入し、且つ、楔６０を他端部６０ｂから一端部６０ａまで挿入した際に、主放電電極５４の凸型の一部が電極ホルダ５３の外面５３ａから突出した状態で、主放電電極５４が固定されるように形成されている。
【００２８】
以上説明したように、請求項２に記載の発明によれば、レーザチャンバに設けられた開口部を介して、レーザチャンバ内部に設けられた電極ホルダに放電電極を固定することができると共に、電極ホルダから放電電極を取り出すことができる。
【００２９】
従って、放電電極を交換するに際し、レーザチャンバの分解及びリファーブが不要となり、放電電極の交換を容易に、かつ短時間で実施することができる。
【００３０】
さらに、請求項４に記載の発明では、両電極間で放電を行うレーザ装置に適用され、レーザチャンバ内に前記両放電電極を取り入れて、これらの放電電極を前記レーザチャンバに固定するとともに、前記両放電電極が前記レーザチャンバに固定された状態を解除して前記両放電電極を前記レーザチャンバ外に取り出すようにしたレーザ装置の放電電極交換装置において、
前記両放電電極を絶縁体で結合して一体の電極部を構成し、さらに当該一体の電極部に、前記レーザチャンバに前記一体の電極部を固定する固定部を取り付け、
前記レーザチャンバの外壁に、前記一体の電極部が通過でき前記固定部が通過できない大きさの開口部を設け、
前記開口部から前記一体の電極部を前記レーザチャンバ内に挿入して、前記固定部によって前記一体の電極部を前記レーザチャンバに固定するとともに、前記固定部による固定状態を解除して、前記一体の電極部を前記開口部外に取り外すことを特徴とする。
【００３１】
次に、上記請求項４の発明について図１５を参照して説明する。
【００３２】
主放電電極８５は、電極ホルダ８１に固定される固定部８５ｂを有する凸状に形成されており、この固定部８５ｂは、その長手方向の長さが、その部分以外の電極部分における長手方向の長さよりも長くなっている（図１５（ａ）参照）。
【００３３】
主放電電極８５における固定部８５ｂ以外の部分と主放電電極８６とは、長手方向の長さが同一の形状で形成されている。
【００３４】
主放電電極８５には、その長手方向の両側面の両端部には、結合部材８７の一端部が取り付けられている。また、同様にして、主放電電極８６には、その長手方向の両側面の両端部には、結合部材８７の他端部が取り付けられている。これらの結合部材８７は、主放電電極８５，８６の交換が可能なように、例えばネジによって、これらの主放電電極に締着される。
【００３５】
このため、主放電電極８５と主放電電極部８６とは一体となっており、この一体化された電極部８４は、電極ホルダ８１に着脱可能になっている。
【００３６】
以上説明したように、請求項４に記載の発明においても、上記請求項２及び３に記載の発明の作用効果を期待することができる。
【００３７】
また、請求項４に記載の発明においては、両放電電極が絶縁体で一体化された電極部の交換を実施すればよいので、上記請求項１乃至３に記載の発明のものと比較して、より一層、放電電極の交換作業効率を向上させることができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、一実施の形態を示す図面に基づいて本発明を詳細に説明する。
図４は、本発明の適用対象となるレーザ装置の要部を示したもので、エキシマレーザ装置を例示している。
【００３９】
同図４からも明らかなように、このエキシマレーザ装置は、ハーフミラーＨＭと狭帯域化モジュールＮＭとレーザチャンバ１とを備えている。ハーフミラーＨＭは、フロントミラーとして機能する。狭帯域化モジュールＮＭは、リアミラーおよび波長選択素子として機能するグレーティングＧと、ビームエキスパンダとして機能するプリズムＰとを具備して成る。これらハーフミラーＨＭおよび狭帯域化モジュールＮＭは、互いに光軸を合致させた状態で配置され、光共振器を構成している。
【００４０】
レーザチャンバ１は、ハーフミラーＨＭおよび狭帯域化モジュールＮＭの間に配置されている。レーザチャンバ１は、例えばアルミニウムにニッケルメッキを施すことによって構成した容器である。このレーザチャンバ１には、ハーフミラーＨＭおよび狭帯域化モジュールＮＭの光軸に対向する両端面にそれぞれウィンドウ２，３を設けている。ウィンドウ２，３は、レーザチャンバ１の内部と外部との間におけるレーザ光の通過窓として機能するものである。ウィンドウ２，３は、それぞれ筒状体４，５の端部に保持され、各筒状体４，５を介してレーザチャンバ１の開口１ａ，１ｂに着脱可能に取り付けられている。なお、図中の符号６，７は、筒状体４，５の内周面に設けたラビリンスであり、レーザチャンバ１とウィンドウ２，３との間に配置している。
【００４１】
また、上記レーザチャンバ１の内部には、ハーフミラーＨＭおよび狭帯域化モジュールＮＭの光軸を挟んで互いに上下となる位置に一対の電極ホルダ１０，１１を設けている。電極ホルダ１０，１１は、導電体によって構成したものである。これら電極ホルダ１０，１１は、互いに対向する部位に保持溝１０ａ，１１ａを有する。保持溝１０ａ，１１ａは、図５に示すように、レーザチャンバ１の開口１ａ，１ｂを臨む位置においてハーフミラーＨＭおよび狭帯域化モジュールＮＭの光軸に沿って延在し、電極ホルダ１０，１１の両端部に開口している。
【００４２】
これら保持溝１０ａ，１１ａには、それぞれ板バネ１２，１３を介して主放電電極２０，２１を保持させている。主放電電極２０，２１には、図６に示すように、保持溝１０ａ，１１ａの側面に対向する部位に、相互の面接触精度を向上させるためにエンボス加工２０ａ，２１ａを施してある。主放電電極２０，２１は、図７に示すように、電極ホルダ１０，１１の保持溝１０ａ，１１ａに配置させた後、該保持溝１０ａ，１１ａの一側面との間に板バネ１２，１３を介在させることにより、それぞれの延在方向に沿って移動できる状態で当該電極ホルダ１０，１１に保持されている。板バネ１２，１３は、ＳＵＳ（ステンレス鋼）またはベリリウム等のバネ材によって波状に形成したもので、その表面に２０μｍ程度のニッケルメッキ層を有している。
【００４３】
なお、図４中の符号８は、電源との接続部であり、符号９はこの接続部８と主放電電極１０，１１との間に設けたピーキングコンデンサである。また図５中の符号は、レーザガスの予備電離を行うための予備電離電極１４，１５である。
【００４４】
一方、上記エキシマレーザ装置には、主放電電極２０，２１を交換するための装置として、図１（ｃ）に示すように、回収用容器３０および交換用容器４０が備えられている。
【００４５】
回収用容器３０は、主放電電極２０，２１よりも十分な長さを有した筒状を成すもので、その一端にのみ開口している。回収用容器３０は、レーザチャンバ１の開口１ａ，１ｂとほぼ同一の内径を有するとともに、一端の開口周縁部にフランジ３１を有している。
【００４６】
交換用容器４０は、回収用容器３０と同様に筒状を成すものである。この交換用容器４０は、その一端が開口しているとともに、その他端部が細径部４０ａを介して開口している。交換用容器４０の一端部４０ｂは、レーザチャンバ１の開口１ａ，１ｂとほぼ同一の内径を有するとともに、主放電電極２０，２１よりも十分な長さを有している。交換用容器４０の一端部４０ｂには、その開口周縁部にフランジ４１を設けている。
【００４７】
図２に示すように、交換用容器４０の軸心上に位置する部位には、ネジ軸４２を設けている。ネジ軸４２は、細径部４０ａとの間に設けたベアリング４３を介して回転可能に支持されている。ネジ軸４２は、交換用容器４０よりも長く、その両端部が外部へ突出している。ネジ軸４２の他端には、細径部４０ａから突出する部位に当該ネジ軸４２を回転操作するための操作ハンドル４４を設けている。なお、図２中の符号４５は、交換用容器４０とネジ軸４２との間に介在させた気密用のシール部材である。
【００４８】
また、上記交換用容器４０には、図２および図３に示すように、プッシャ４６、ナット部材４７および一対のガイドレール４８，４９を設けている。プッシャ４６は、上述した一対の電極ホルダ１０，１１間に挿入することのできる外径を有し、かつ主放電電極２０，２１よりも長い円柱状を成すものである。このプッシャ４６は、その軸心上にネジ挿入孔４６ａを有しており、該ネジ挿入孔４６ａにネジ軸４２を挿通させた状態で交換用容器４０に配置されている。
【００４９】
プッシャ４６には、一対の位置決め溝４６ｂ，４６ｃを形成している。位置決め溝４６ｂ，４６ｃは、交換用容器４０の軸心をレーザチャンバ１における開口１ａ，１ｂの軸心に合致させた際に、該レーザチャンバ１に保持させた主放電電極２０，２１の延長上に位置する部位に設けたものである。この位置決め溝４６ｂ，４６ｃには、それぞれ交換用の新たな主放電電極２０′，２１′が配置されている。
【００５０】
ナット部材４７は、低摩擦性樹脂、例えばポリテトラフルオルエチレン（＝テフロン：商品名）によって成形したものである。このナット部材４７は、ネジ軸４２に螺合し、かつその大径部を介して上述したプッシャ４６の基端面に固着されている。
【００５１】
ガイドレール４８，４９は、上述したナット部材４７と同様の低摩擦性樹脂によって成形したもので、交換用容器４０の一端部内周面に配設している。このガイドレール４８，４９は、互いに対向する部位にガイド溝４８ａ，４９ａを有している。ガイド溝４８ａ，４９ａは、プッシャ４６に配置させた主放電電極２０′，２１′の外周側端部を収容している。なお、このガイドレール４８，４９は、必ずしも一対である必要はなく、円筒状部材に一対のガイド溝４８ａ，４９ａを形成するように構成することもできる。
【００５２】
上記のように構成したエキシマレーザ装置では、図４に示すように、レーザチャンバ１の開口１ａ，１ｂにそれぞれウィンドウ２，３を取り付けた場合、該ウィンドウ２，３によって開口１ａ，１ｂが閉塞され、レーザチャンバ１が密閉された状態となる。
【００５３】
この状態から一対の主放電電極２０，２１間に所定の電圧を与えると、該主放電電極２０，２１間の放電によってレーザガスが励起される。励起されたレーザガスは、誘導放出を行い、この誘導放出によって発生した光がウィンドウ２，３を介してハーフミラーＨＭと狭帯域化モジュールＮＭとの間で発振する。発振した光は、その光エネルギーが所定の閾値を越えた時点でハーフミラーＨＭからレーザ光として出射されることになる。
【００５４】
ところで、上記のようなエキシマレーザ装置においても、その使用に伴って主放電電極２０，２１が漸次消耗し、光エネルギの低下を招来する。したがって、所定の光エネルギを確保した状態でエキシマレーザ装置を運転するためには、この消耗した主放電電極２０，２１を新たなものと交換する必要がある。
【００５５】
以下、上述したエキシマレーザ装置において、回収用容器３０および交換用容器４０を適用した主放電電極２０，２１の交換方法について説明する。なお、以下においては便宜上、レーザチャンバ１に保持されている消耗した主放電電極を単に「旧主放電電極２０，２１」と称し、交換用容器４０に配置させた新たな主放電電極を単に「新主放電電極２０′，２１′」と称する。
【００５６】
まず、運転を停止した状態で図１（ａ）に示すように、レーザチャンバ１からレーザガスを排出させた後、当該レーザチャンバ１の内部に不活性ガス、例えばレーザ発振に対しても無害であるヘリウムガスを充填して高圧状態にする。この場合、レーザガスの排出や不活性ガスの充填に関しては、予めレーザチャンバ１に設けられている給排気管路（図示せず）を利用して実施することができる。つまり、エキシマレーザ装置を設置した現場においてレーザガスの排出や不活性ガスの充填を容易に行うことができる。
【００５７】
一方、この間に上述した回収用容器３０および交換用容器４０に関しては、それぞれの内部に不活性ガス、例えば窒素ガスを充填して高圧状態にしておく（窒素パージ）。また、交換用容器４０においては、操作ハンドル４４を介してネジ軸４２を適宜回転させ、プッシャ４６を介して一対の新主放電電極２０′，２１′をその最奥方に配置しておく（図２に示す状態）。
【００５８】
次いで、図１（ｂ）に示すように、レーザチャンバ１の両端面からぞれぞれウィンドウ２，３を保持した筒状体４，５を取り外し、その後直ちに、図１（ｃ）に示すように、レーザチャンバ１に対して回収用容器３０および交換用容器４０を取り付け、当該レーザチャンバ１の開口１ａ，１ｂをこれら容器３０，４０によって閉塞する。この場合、交換用容器４０に配置した新主放電電極２０′，２１′がそれぞれレーザチャンバ１に保持されている旧主放電電極２０，２１の延長上に位置するように当該交換用容器４０を位置決めする必要がある。したがって、レーザチャンバ１と交換用容器４０との間には、この位置決め作業を容易に行うための位置決め手段を設けることが好ましい。
【００５９】
ここで、上述した操作の間においては、図１（ｂ）に示すように、一時的にではあるが、レーザチャンバ１が両端面の開口１ａ，１ｂを通じて外部雰囲気に連通することになる。
【００６０】
しかしながら、上述したようにレーザチャンバ１の内部が不活性ガスによって高圧状態となっているため、開口１ａ，１ｂを介して外部雰囲気がレーザチャンバ１の内部に侵入する現象よりも、不活性ガスが開口１ａ，１ｂを介して外部に排出される現象が勝る。また、回収用容器３０および交換用容器４０の内部がそれぞれ不活性ガスによって高圧状態となっている。これらの結果、レーザチャンバ１の内部が外部雰囲気に曝される事態が防止されることになる。
【００６１】
図１（ｃ）に示す状態から、操作ハンドル４４を介してネジ軸４２を回転させると、該ネジ軸４２とナット部材４７とのネジの作用により、プッシャ４６が軸心方向に沿って移動し、該プッシャ４６に配置させた新主放電電極２０′，２１′がそれぞれ対応する電極ホルダ１０，１１の保持溝１０ａ，１１ａにその端部開口を介して順次挿入されることになる。
【００６２】
電極ホルダ１０，１１の保持溝１０ａ，１１ａに挿入された新主放電電極２０′，２１′は、板バネ１２，１３による押圧力に抗して、図１（ｄ）に示すように、旧主放電電極２０，２１をそれぞれの延在方向に沿って移動させると同時に、これら旧主放電電極２０，２１に代わり電極ホルダ１０，１１の保持溝１０ａ，１１ａにおいて板バネ１２，１３との間に配置されることになる。
【００６３】
この結果、図１（ｅ）に示すように、新主放電電極２０′，２１′が電極ホルダ１０，１１の保持溝１０ａ，１１ａに完全に配置された状態においては、当該新主放電電極２０′，２１′がレーザチャンバ１の電極ホルダ１０，１１に位置決め保持される一方、旧主放電電極２０，２１が回収用容器３０に回収されることになる。なお、回収用容器３０および交換用容器４０に、それぞれの気密性を損なうことのない視認用窓を設けておけば、上述した新旧主放電電極２０，２１、２０′，２１′の移動量を外部から容易に視認することができ、その操作の確実性を向上させることができる。
【００６４】
以下、回収用容器３０および交換用容器４０をレーザチャンバ１から取り外し、その後直ちに開口１ａ，１ｂに対してウィンドウ２，３を保持した筒状体４，５を取り付ければ、新旧主放電電極２０，２１、２０′，２１′の交換作業が終了する。この場合、筒状体４，５の内部を不活性ガスで満たしておくことが好ましい。なお、上述した操作の間において筒状体４，５のウィンドウ２，３を交換しておけば、当該ウィンドウ２，３の交換も同時に実施することができる。
【００６５】
以上説明したように、この実施形態に係る主放電電極２０，２１の交換方法によれば、レーザチャンバ１の内部を外部雰囲気に曝すことなくその作業を実施することが可能となる。
【００６６】
したがって、主放電電極２０，２１の交換終了後において、レーザチャンバ１にパッシベーションを施す必要がなく、再びレーザチャンバ１にレーザガスを充填すれば、即座にその運転を再開することができるようになる。
【００６７】
なお、上述した実施形態では、一対の放電電極を同時に交換するようにしているが、必ずしも交換する放電電極は一対である必要はない。
【００６８】
［第２の実施の形態］
図８は、第２の実施形態に係るレーザ装置におけるレーザチャンバの要部概念図であり、詳しくは主放電電極がレーザチャンバ内の電極ホルダに固定されている状態を示す概念図である。
【００６９】
この実施形態においても、上記第１の実施形態と同様に、レーザチャンバの開口部に着脱可能に取り付けられるウインドウを取り外し、その開口部を介して主放電電極を交換可能なレーザ装置を想定している。
【００７０】
レーザチャンバ５０には開口部５０ａ、５０ｂが設けられている。開口部５０ａ、５０ｂにはウィンドウ５１、５２が着脱可能な状態で取り付けられている。
【００７１】
レーザチャンバ５０の内壁面には電極ホルダ５３、５３′がレーザ発振されるレーザ光の光軸Ｌを挟むようにして設けられている。電極ホルダ５３の外面５３ａと電極ホルダ５３′の外面５３′ａは対向している。その外面５３ａ、５３′ａ側にはそれぞれ主放電電極５４、５４′が固定されている。
【００７２】
主放電電極５４と主放電電極５４′とは、その長手方向が光軸Ｌと平行で、かつ光軸Ｌを挟み対向して設けられている。また、主放電電極５４、５４′は、その長手方向の延長する位置に形成されている上述した開口部５０ａ、５０ｂを介して、その長手方向に平行移動して取り出せる程度の大きさとなっている。換言すれば、開口部５０ａ、５０ｂは、主放電電極５４、５４′を、その長手方向に沿って、挿入および脱出（取り出し）できる大きさに形成されている。
【００７３】
次に、具体的な電極ホルダおよび主放電電極について説明する。
【００７４】
ここでは、電極ホルダ５３および主放電電極５４について説明するが、その内容は電極ホルダ５３′及び主放電電極５４′についても同様とする。
【００７５】
図９は第２の実施形態に係るレーザ装置における放電電極交換装置を説明するための図である。
【００７６】
この放電電極交換装置において、一対の２つの放電電極における一方の電極部分は、図９（ａ）に示すように、大別して、電極ホルダ５３と主放電電極５４とから構成されている。従って、実際の放電電極交換装置は、図９（ｂ）に示す状態のものが対向して配置されている構成になっている。
【００７７】
主放電電極５４は、断面形状が、矩形領域５４−１と矩形領域５４−２とから成る凸型に形成されている。
【００７８】
この主放電電極５４においては、矩形領域５４−１に対応する部分の断面形状は一端部５４ａから他端部５４ｂまでは同一であるものの、矩形領域５４−２に対応する部分の断面形状は、一端部５４ａから他端部５４ｂへ行くに従って徐々小さくなっている。すなわち、矩形領域５４−２に対応する部分のみが、一端部５４ａから他端部５４ｂへ行くに従って、高さＨは同一であるが、幅Ｗが小さくなるテーパー形状となっている。
【００７９】
なお、放電電極５４の上記矩形領域５４−１に相当する部分の先頭部は、対向して配置される主放電電極５４′（図８参照）との間で放電が行われる放電部分となる。
【００８０】
電極ホルダ５３は、その外面５３ｅがレーザチャンバ５０に形成されている例えば開口部５０ａに向いて配置される。そして、電極ホルダ５３には、上述した断面形状が凸型の主放電電極５４をその長手方向に案内するための溝５３ｂが形成されている。
【００８１】
溝５３ｂは、凸型の主放電電極５４を他端部５４ｂから一端部５４ａまで（つまり主放電電極５４の長手方向に）挿入した際に、その断面形状の矩形領域５４−１に対応する部分の一部が電極ホルダ５３の外面５３ａから突出した状態で、主放電電極５４が嵌挿されるように形成されている。すなわち、溝５３ｂは、挿入部５３ｃから終端部５３ｄへと向かうに従って、主放電電極５４の矩形領域５４−２の幅Ｗに対応する部分が小さくなっている。これは、電極ホルダ５３には、テーパー形状の主放電電極５４が嵌挿されるように、テーパー形状の溝５３ｂが形成されていることを意味する。
【００８２】
なお、主放電電極５４の他端部５４ｂが溝５３ｂの終端部５３ｄの近傍まで挿入された状態においては、主放電電極５４の一部が、電極ホルダ５３の外面５３ｅから多少突出している。
【００８３】
停止部材５５は、主放電電極５４が電極ホルダ５３に形成された溝５３ｂに挿入され、主放電電極５４の他端部５４ｂが溝５３ｂの終端部５３ｄの近傍に達した場合に、溝５３ｂ内に挿入された主放電電極５４が抜けないようにするものであり、任意の本数（例えば２本）のネジ５６によって電極ホルダ５３の外面５３ｅ側に締着される。このとき、電極ホルダ５３の外面５３ｅから多少突出している主放電電極５４は、溝５３ｂの終端部５３ｄへと押し込まれることになる。
【００８４】
なお、上述した電極ホルダ５３および停止部材５５は例えばアルミニウムの材質で形成され、主放電電極５４は例えば銅、銅合金またはニッケルの材質で形成されている。
【００８５】
次に主放電電極の交換作業の手順について図８、図９を参照して説明する。
【００８６】
最初に、図８において、例えば主放電電極５４をレーザチャンバ５０の外部へ取り出す作業を行うものとし、ここでは、主放電電極５４は、図９（ｂ）に示したように電極ホルダ５４に挿入された状態であるとする。
【００８７】
レーザチャンバ５０の開口５０ａに設けられているウィンドウ５１を取り外すことにより（図８参照）、開口部５０ａを介して主放電電極５４の交換を実施することが可能となる。
【００８８】
そこで、図９（ｂ）に示した状態にあるネジ５６が取り外されることにより、電極ホルダ５３に取り付けられている停止部材５５が取り外される。
【００８９】
このとき、主放電電極５４は、固定状態が解除され、電極ホルダ５３の溝５３ｂの長手方向に沿って開口５０ａの方向への移動が可能となる。
【００９０】
主放電電極５４が徐々に引き抜かれるのに伴って、図９（ａ）に示すように、主放電電極５４は溝５３ｂに沿って開口５０ａの方向へと移動する。
【００９１】
このようにして移動する主放電電極５４は、何れ電極ホルダ５３から離脱され、さらに開口部５０ａを介してレーザチャンバ５０の外部へ取り出される。ここまでの作業で、主放電電極５４の取り出しは終了する。
【００９２】
続いて、新たな主放電電極５４を、開口部５０ａを介して、レーザチャンバ５０の外部から電極ホルダ５３へ取り付ける作業が行われる。
【００９３】
新たな主放電電極５４は、その他端部５４ｂが電極ホルダ５３の溝５３ｂに嵌挿されるように、開口部５０ａを介してレーザチャンバ５０内へ挿入される。
【００９４】
そして、新たな主放電電極５４の他端部５４ｂが電極ホルダ５３の溝５３ｂの挿入部５３ｃに達すると、主放電電極５４は、溝５３ｂに沿って徐々に終端部５３ｄに向けて挿入（嵌挿）される。
【００９５】
こうした挿入に伴って主放電電極５４は溝５３ｂの終端部５３ｄの方向へと移動され、最終的に、主放電電極５４の他端部５４ｂが溝５３ｂの終端部５３ｄの近傍まで移動される。この状態においては、主放電電極５４は、電極ホルダ５３の溝５３ｂに嵌挿した状態となる。
【００９６】
なお、この状態においては、主放電電極５４の一部が、電極ホルダ５３の外面５３ｅから多少突出している（図９（ｂ）参照）。
【００９７】
そして、この状態から、停止部材５５がネジ５６によって電極ホルダ５３に締着されると、主放電電極５４は、溝５３ｂの終端部５３ｄの方向へ押し込まれるように移動する。
【００９８】
この結果、主放電電極５４の一端部５４ａの側面と電極ホルダ５３の外面５３ｅとが同一の高さとなり、かつ、主放電電極５４は、電極ホルダ５３の溝５３ｂに嵌まり固定された状態となる。
【００９９】
最後にウィンドウ５１を開口部５０ａに取り付けることにより、主放電電極５４の取り付けは終了する。
【０１００】
以上説明したように、第２の実施形態によれば、下記の作用効果を得ることができる。
【０１０１】
（１）レーザチャンバに設けられた開口部を介して放電電極の交換が可能となる。従って、ウインドウの取り外し及び取り付け作業を実施するのみで、レーザチャンバの分解およびリファーブが不要となり、容易、かつ短時間で放電電極の交換が可能となる。
【０１０２】
（２）また、放電電極と電極ホルダとが密着され、かつ放電電極が正確な位置に保持されるので、安定した放電、安定したレーザ発振を行うことができる。
【０１０３】
（３）さらに、本実施形態のレーザ装置を、ＡｒＦエキシマレーザ装置、ＫｒＦエキシマレーザ装置などのレーザガスとしてフッ素混合ガスが用いられるエキシマレーザ装置に適用する場合には、下記の理由により、放電電極の交換作業効率を大幅に向上させることができる。
【０１０４】
すなわち、放電電極の交換作業において、ウインドウを取り外した際に、密閉状態のレーザチャンバが開放状態となり、レーザチャンバ内に存在すフッ化物（例えばフッ化銅）と大気中の水部とが化学反応して粉末状の物質（水和物、例えばＣｕＦ２・２Ｈ２Ｏ）が発生する。
【０１０５】
しかし、その水和物の結晶水を蒸発させるようにした上記エキシマレーザ装置では、従来の如くこの粉末状の物質を除去することなく、放電電極の交換作業を実施し、さらにレーザチャンバ内に水和物が存在した状態でウインドウを取り付けて、その水和物の結晶水を蒸発させることが可能となっている。
【０１０６】
このため、結晶水を蒸発させた後においては、レーザチャンバ内には水和物が存在しないので、フッ素混合ガスが封入された場合であっても、従来の如く、レーザ特性に悪影響を与える不純物（例えばフッ化水素（ＨＦ）および酸素（Ｏ））は発生しない。
【０１０７】
従って、本実施形態によれば、従来の如く、レーザチャンバ内の水和物を除去するための清掃作業を実施するために、レーザチャンバを分解する必要はないので（勿論、リファーブする必要もないので）、作業性を大幅に向上させることができる。
【０１０８】
［第３の実施の形態］
図１０は、第３の実施形態に係るレーザ装置における放電電極交換装置を説明するための図である。
【０１０９】
この第３の実施形態の放電電極交換装置は、基本的には第２の実施形態の放電電極交換装置と同様であるものの、下記の点で第２の実施形態のものと異なっている。
【０１１０】
図１０（ａ）に示すように、矩形領域５４−１及び矩形領域５４−２を有する凸型の断面形状の主放電電極５４においては、矩形領域５４−１に対応する部分の断面形状は一端部５４ａから他端部５４ｂまでは同一であるものの、矩形領域５４−２に対応する部分の断面形状は、一端部５４ａから他端部５４ｂへ行くに従って、幅Ｗは同一であるが、高さＨが小さくなっている。
【０１１１】
すなわち、第２の実施形態の場合には、矩形領域５４−２に対応する部分の幅Ｗが小さくなるテーパー形状となっているのに対し、第３の実施形態の場合は、矩形領域５４−２に対応する部分の高さＨが小さくなるテーパー形状となっている。
【０１１２】
また、電極ホルダ５３に形成される溝５３ｂは、図１０（ａ）に示す凸型の主放電電極５４を他端部５４ｂから一端部５４ａまで（つまり主放電電極５４の長手方向に）挿入した際に、その断面形状の矩形領域５４−１に対応する部分の一部が外面５３ａから突出した状態で、主放電電極５４が嵌挿されるように形成されている。すなわち、溝５３ｂは、挿入部５３ｃから終端部５３ｄへと向かうに従って、主放電電極５４の矩形領域５４−２の高さＨに対応する部分が小さくなっている（いわゆるテーパー形状になっている）。
【０１１３】
かかる構成の放電電極交換装置における放電電極の交換作業は、上記第２の実施形態で説明した電極交換作業と同様にして実施することができる。
【０１１４】
以上説明したように、第３の実施形態においても、上記第２の実施形態の作用効果を期待することができる。
【０１１５】
［第４の実施の形態］
図１１は、第４の実施形態に係るレーザ装置における放電電極交換装置を説明するための図である。
【０１１６】
この放電電極交換装置において、一対の２つの放電電極における一方の電極部分は、図１１（ａ）に示すように、大別して、電極ホルダ５３と主放電電極５４とから構成されている。従って、実際の放電電極交換装置は、図１１（ｂ）に示す状態のものが対向して配置されている構成になっている。
【０１１７】
放電電極交換装置は、図１１（ａ）に示すように、大別して、電極ホルダ５３、主放電電極５４および楔６０から構成されている。
【０１１８】
第４の実施形態では、溝５３ｂおよび楔６０はテーパー形状となっているが、主放電電極５４はテーパー形状になっていない。
【０１１９】
すなわち、主放電電極５４は、一端部５４ａから他端部５４ｂまで同一の断面形状で形成されている（つまりテーパー形状になっていない）。
【０１２０】
楔６０（固定部材）は、幅がＷおよび高さがＨの断面形状で形成されており、楔６０の一端部６０ａから他端部６０ｂに向かうに従って、幅Ｗが一定で、高さＨが徐々に小さくなるテーパー形状となっている。
【０１２１】
電極ホルダ５３には溝５３ｂが形成されており、この溝５３ｂは、図１１（ａ）に示す凸型の主放電電極５４を他端部５４ｂから一端部５４ａまで（つまり主放電電極５４の長手方向に）挿入し、且つ、楔６０を他端部６０ｂから一端部６０ａまで挿入した際に、主放電電極５４の凸型の一部が電極ホルダ５３の外面５３ａから突出した状態で、主放電電極５４が固定されるように形成されている。
【０１２２】
すなわち、溝５３ｂは、挿入部５３ｃから終端部５３ｄへと向かうに従って、水平方向の長さ（幅）が一定で、垂直方向の長さ（高さ）が徐々に短くなるテーパー形状となっている。
【０１２３】
次に、かかる構成の放電電極交換装置における主放電電極の交換作業について説明する。
【０１２４】
主放電電極の取り付けにおいては、主放電電極５４が電極ホルダ５３の溝５３ｂに挿入されると、主放電電極５４と溝５３ｂとの間には隙間が生じるので、この隙間に開口部５０ａを介して楔６０が挿入される。
【０１２５】
すなわち、楔６０は、図１１（ａ）に示すように、溝５３ｂの挿入部５３ｃから終端部５３ｄの方向に向かって挿入される。
【０１２６】
そして、楔６０が溝５３ｂの他端部５３ｄの方向へ移動しなくなった場合には、図１１（ｂ）に示すように、停止部材５５は、ネジ５６によって電極ホルダ５３に締着される。このとき、停止部材５５が、楔６０を溝５３ｂの終端部５３ｄの方向へ押しこむように作用するので、主放電電極５４は溝５３ｂ内で固定されることとなる。
【０１２７】
上述したように第４の実施形態では、主放電電極５４を電極ホルダ５３に取り付けるときには、最初に主放電電極５４が溝５３ｂに挿入され、次に楔６０が挿入される。
【０１２８】
一方、電極ホルダ５３から主放電電極５４を取り外すときは、最初に、停止部材５５が取り外され、さらに、楔６０が、電極ホルダ５３から引き抜かれ、開口部５０ａを介してレーザチャンバ５０の外部に取り出される。これによって主放電電極５４の固定状態が解除されるので、主放電電極５４は、電極ホルダ５３から引き抜かれ、開口部５０ａ介してレーザチャンバ５０の外部に取り出される。
【０１２９】
以上説明したように、第４の実施形態においても、上記第２の実施形態の作用効果を期待することができる。
【０１３０】
［第５の実施の形態］
図１２は第５の実施形態に係るレーザ装置における放電電極交換装置を説明するための図である。
【０１３１】
この放電電極交換装置において、一対の２つの放電電極における一方の電極部分は、図１２（ａ）に示すように、大別して、電極ホルダ６１と主放電電極６２とから構成されている。従って、実際の放電電極交換装置は、図１２（ｂ）に示す状態のものが対向して配置されている構成になっている。
【０１３２】
放電電極交換装置は、図１２（ａ）に示すように、大別して、電極ホルダ６１、主放電電極６２および楔６３から構成されている。
【０１３３】
主放電電極６２は、その断面形状が矩形で、かつその断面形状が一端部６２ａから他端部６２ｂまで一定である平板で形成されている。
【０１３４】
楔６３（固定部材）は、高さがＨで幅がＷの矩形の断面形状を有しており、一端部６３ａから他端部６３ｂへ行くに従って、高さＨは一定であるが、幅Ｗが徐々小さくなっている。すなわち、楔６３は、一端部６３ａから他端部６３ｂに向かうに従って、高さＨが一定で幅Ｗが徐々に小さくなるテーパー形状となっている。
【０１３５】
電極ホルダ６１には溝６１ａが形成されており、この溝６１ａは、主放電電極６２が挿入され且つ楔６３が挿入された際に、主放電電極６２の一部が外面６１ｂから突出した状態で、主放電電極６２が固定されるように形成されている。すなわち、溝６１ａは、挿入部６１ｃから終端部６１ｄへと向かうに従って、水平方向の長さ（幅）が一定で、垂直方向の長さ（高さ）が徐々に短くなるテーパー形状となっている。
【０１３６】
次に、かかる構成の放電電極交換装置における主放電電極の交換作業について説明する。
【０１３７】
主放電電極の取り付けにおいては、開口部５０ａを介して主放電電極６２が電極ホルダ６１の溝６１ａに挿入されると、主放電電極６２と溝６１ａとの間に隙間が生じるので、この隙間に開口部５０ａを介して楔６３が挿入される。
【０１３８】
すなわち、楔６３は、図１２（ａ）に示すように、溝６１ａの挿入部６１ｃから終端部６１ｄの方向に向かって挿入される。
【０１３９】
そして、楔６３が溝６１ａの他端部６１ｄの方向へ移動しなくなった場合には、図１２（ｂ）に示すように、停止部材５５は、ネジ５６によって電極ホルダ６１に締着される。このとき、停止部材５５が、楔６３を溝６１ａの終端部６１ｄの方向へ押しこむように作用するので、主放電電極６２は溝６１ａ内で固定されることとなる。
【０１４０】
一方、主放電電極の取り外しにおいては、停止部材５５が取り外され、さらに、楔６３が、電極ホルダ６１から引き抜かれ、開口部５０ａを介してレーザチャンバ５０の外部に取り出される。これによって主放電電極６２の固定状態が解除されるので、主放電電極６２は、電極ホルダ６１から引き抜かれ、開口部５０ａ介してレーザチャンバ５０の外部に取り出される。
【０１４１】
以上説明したように、第５の実施形態においても、上記第２の実施形態の作用効果を期待することができる。
【０１４２】
［第６の実施の形態］
図１３は第６の実施形態に係るレーザ装置における放電電極交換装置を説明するための図である。
【０１４３】
この放電電極交換装置において、一対の２つの放電電極における一方の電極部分は、図１３（ａ）に示すように、大別して、電極ホルダ５３と主放電電極５４とから構成されている。従って、実際の放電電極交換装置は、図１３（ｂ）に示す状態のものが対向して配置されている構成になっている。
【０１４４】
放電電極交換装置は、図１３（ａ）に示すように、大別して、電極ホルダ６５、主放電電極６６、２つの楔６７、６８から構成されている。
【０１４５】
主放電電極６６は、図１２（ａ）に示した主放電電極６２と同様になっている。
【０１４６】
楔６７，６８は、図１２（ａ）に示した楔６３の形状に相似した形状となっている。つまり、楔６７は一端部６７ａから他端部６７ｂに向かうに従って、高さＨが一定で幅Ｗが小さくなるテーパー形状となっている。また楔６８も楔６７と同様のテーパー形状となっている。
【０１４７】
さらに、楔６７の一端部６７ａから他端部６７ｂまでの長さ（長手方向の長さ）と、楔６８の一端部６８ａから他端部６８ｂまでの長さ（長手方向の長さ）との和は、主放電電極６６の一端部６６ａから他端部６６ｂまでの長さ（長手方向の長さ）よりも短くなっている。
【０１４８】
電極ホルダ６５には溝６５ｂが形成されており、この溝６５ｂは、楔６７を電極ホルダ６５の外面６５ｅの側から挿入できるように、かつ楔６８を電極ホルダ６５の外面６５ｊの側から挿入できるように形成されている。
【０１４９】
また、溝６５ｂは、挿入部６５ｃおよび挿入部６５ｄから中央部に向かうに従って、水平方向の幅（例えば楔６７の幅Ｗに対応する幅）が徐々に小さくなるテーパー形状となっている。
【０１５０】
次に、かかる構成の主放電電極交換装置における主放電電極の交換作業について説明する。
【０１５１】
主放電電極の取り付けにおいては、例えば開口部５０ａを介して主放電電極６６が電極ホルダ６５の溝６５ｂに挿入されると、主放電電極６６と溝６５ｂとの間には隙間が生じるので、この隙間に、開口部５０ａを介して楔６７が挿入される。
【０１５２】
すなわち楔６７は、溝６５ｂの挿入部６５ｃから溝６５ｂの中央部の方向へと挿入される。楔６７が溝６５ｂの中央部の方向へ移動しなくなったならば、停止部材５５はネジ５６によって電極ホルダ６５に締着される。
【０１５３】
同様にして、主放電電極６６と溝６５ｂとの間の隙間に、開口５０ｂを介して楔６８が挿入される。つまり楔６８は、溝６５ｂの挿入部６５ｄから溝６５ｂの中央部の方向へと挿入される。楔６８が溝６５ｂの中央部の方向へ移動しなくなったならば、停止部材５５ａはネジ５６ａによって電極ホルダ６５に締着される。
【０１５４】
上述したように、停止部材５５、５５ａがそれぞれネジ５６、５６ａによって電極ホルダ６５に締着されることにより、停止部材５５が楔６７を、また停止部材５５ａが楔６８をそれぞれ溝６５ｂの中央部の方向へ押しこむように作用するので、主放電電極６６は溝６５ｂ内で固定されることとなる。
【０１５５】
一方、主放電電極の取り外しにおいては、停止部材５５が取り外され、さらに、楔６７が、電極ホルダ６５から引き抜かれ、開口部５０ａを介してレーザチャンバ５０の外部に取り出される。同様にして、停止部材５５ａが取り外され、さらに、楔６８が、電極ホルダ６５から引き抜かれ、開口部５０ｂを介してレーザチャンバ５０の外部に取り出される。
【０１５６】
これによって主放電電極６６の固定状態が解除されるので、主放電電極６６は、電極ホルダ６５から引き抜かれ、例えば開口部５０ａ介してレーザチャンバ５０の外部に取り出される。
【０１５７】
以上説明したように、第６の実施形態においても、上記第２の実施形態の作用効果を期待することができる。
【０１５８】
また、第６の実施形態においては、レーザチャンバに設けられる２つの開口部のうちの、いずれの開口部からでも、放電電極を交換することができるので、上記第２乃至第５の実施形態のものと比較して、より一層、作業効率を向上させることができる。
【０１５９】
［第７の実施の形態］
図１４は第７の実施形態に係るレーザ装置における放電電極交換装置を説明するための図である。
【０１６０】
この放電電極交換装置において、一対の２つの放電電極における一方の電極部分は、図１４（ａ）に示すように、大別して、電極ホルダ７０、７１と主放電電極６６とから構成されている。従って、実際の放電電極交換装置は、図１４（ｂ）に示す状態のものが対向して配置されている構成になっている。
【０１６１】
放電電極交換装置は、図１４（ａ）に示すように、大別して、主放電電極６６と、２つの電極ホルダ７０、７１（板状部材）と、２つのカム７３、７４と、複数の棒状部材７５とから構成されている。
【０１６２】
主放電電極６６は、図１３に示した主放電電極６６と同様のものである。
【０１６３】
電極ホルダ７０、７１はレーザチャンバ５０内に設置されるものである。電極ホルダ７０は、電極ホルダ７１と対向する面７０ａには、主放電電極６６が安定して固定されるために、主放電電極６６を載せる載置部７０ｂが備えられている。この載置部７０ｂは、主放電電極６６の厚さと同等の厚さで、主放電電極６６の長手方向の長さと同等の長さで形成されている。
【０１６４】
電極ホルダ７１は、電極ホルダ７０と対向する側が凸部の形状となっている。この凸部における電極ホルダ７０と対向する面７１ａが、載置部７０ｂおよび主放電電極６６と接する。また電極ホルダ７１の凸部には、光軸Ｌと平行に貫通する軸部７２が備えられている。
【０１６５】
軸部７２の両端にはカム７３、７４が備えられており、これらカム７３、７４は軸部７２を中心として互いに連動して回転する。
【０１６６】
カム７３は、例えば図１４（ｄ）に示すように菱形の形状に形成されており、その２つの対角線のうち、長い対角線上に存在する２つの外周部７３ａと、短い対角線上に存在する２つの外周部７３ｂとが形成されている。カム７４もカム７３と同様の構造になっている。
【０１６７】
電極ホルダ７１には面７１ａから反対側の面７１ｂに貫通する複数の孔７１ｃが形成されている。これら複数の孔７１ｃは、バネ７６が遊挿される程度の大きさの孔（以下、大径の孔という）が面７１ｂから面７１ａへの所定の長さまで形成され、また、その大径の孔の終端部から面７１ａまでは棒状部材７５が貫通する程度の大きさの孔（以下、小径の孔という）が形成されている（図１４（ａ）、（ｃ）参照）。
【０１６８】
バネ７６が孔７１ｃ（大径の孔）に遊挿されると、その孔７１ｃの端部７１ｄとバネ７６の一端部が接触する（図１４（ｃ）参照）。
【０１６９】
バネ７６が孔７１ｃに遊挿された状態で、棒状部材７５が、バネ７６を介して、孔７１ｃ（大径および小径の孔）に挿入されている。さらに、棒状部材７５の一端部は電極ホルダ７０の面７０ａに固定されている。また棒状部材７５の他端部には、バネ７６の外径よりも大きい外径を有するバネ止部７５ａが備えられている。
【０１７０】
このバネ止部７５ａは、バネ７６が棒状部材７５から外れないように、棒状部材７５の他端部に固定されていても良いし、棒状部材７５から外れないように配置されていても良い。
【０１７１】
ところで、図１４（ａ）に示す状態においては、２つの電極ホルダ７０，７１と、複数の棒状部材７５と、軸部７２を介して所定の方向に連動して回転する２つのカム７３，７４とは一体になっている。
【０１７２】
そして、カム７３において、２つの外周部７３ａが、電極ホルダ７０の面７０ａと電極ホルダ７１の面７１ｅに接触した状態のときに、主放電電極６６を載置部７０ｂに載置可能となる。またはこのとき、載置部７０ｂに載置された主放電電極６６が固定状態から解除される。一方、カムが回転され、２つの外周部７３ｂが、電極ホルダ７０の面７０ａと電極ホルダ７１の面７１ｅとに面した状態のときに、載置部７０ｂに載置された主放電電極６６は固定状態となる。
【０１７３】
かかる構成の放電電極交換装置において、主放電電極の固定とその解除について図１４を参照して説明する。
【０１７４】
ここで、主放電電極６６が存在していないものとする。
【０１７５】
カム７３、７４の回転に伴って、カム７３、７４のそれぞれの２つの外周部７３ａ、７４ａが電極ホルダ７０の面７０ａと電極ホルダ７１の面７１ｅとに接触される（図１４（ａ）参照）。
【０１７６】
すると、カム７３、７４の軸７２と電極ホルダ７０との距離（あるいは面７０ａと面７１ｅとの距離）が最も長くなる。ここで、電極ホルダ７０の面７０ａと電極ホルダ７１の面７１ａとの間は所定の間隔ｄとなる。この間隔ｄは主放電電極６６を着脱するのに十分な距離である。この状態において、主放電電極６６は、電極ホルダ７０および電極ホルダ７１に対して着脱が可能となる。
【０１７７】
ここでは、主放電電極６６が、開口部５０ａまたは開口部５０ｂを介して、載置部７０ｂに載置される。その後、２つのカム７３，７４のそれぞれの２つの外周部７３ｂ，７４ｂが、電極ホルダ７０の面７０ａと電極ホルダ７１の面７１ｅとに面するように、２つのカム７３，７４が所定の方向に回転される（図１４（ｂ）参照）。
【０１７８】
すると、バネ７６は、棒状部材７５の一端部が電極ホルダ７０に固定されているので、バネ止部７５ａと孔７１ｃ（大径の孔）の端部７１ｄとの方向に押力が発生する。すなわち、バネ７６によって、電極ホルダ７０と電極ホルダ７１とが互いに接近するように作用することになる（図１４（ｃ）参照）。
【０１７９】
したがって、載置部７０ｂに載置された主放電電極６６は、図１４（ｂ）に示すように、バネ７６の復元力によって、電極ホルダ７０と電極ホルダ７１との間に固定された状態で挟まっていることになる。
【０１８０】
このようにして主放電電極６６が電極ホルダ７０と電極ホルダ７１との間に固定された状態から、カム７３、７４のそれぞれの２つの外周部７３ａ、７４ａが電極ホルダ７０の面７０ａと電極ホルダ７１の面７１ｅとに接触するように、開口部５０ａまたは開口部５０ｂを介して、カム７３またはカム７４を回転させることにより、主放電電極６６は固定状態から開放される（図１４（ａ）参照）。
【０１８１】
なお、この第７の実施形態では、電極ホルダ７１に軸部７２を設け、この軸部７２にカム７３、７４を備えるようにしているが、これに限定されることなく、別の部材に軸部７２を設け、この軸部７２にカム７３、７４を備えても良い。要するに、カムを介して、２つの電極ホルダ７０，７１における対向する面が接近する方向にバネの力が作用すれば良いのである。
【０１８２】
以上説明したように、第７に実施形態においても、上記第６の実施形態の作用効果を期待することができる。
【０１８３】
［第８の実施の形態］
図１５は第８の実施形態に係るレーザ装置における放電電極交換装置を説明するための図である。
【０１８４】
第８の実施形態では、対向する２つの主放電電極が一体となって固定される主放電電極交換装置を想定している。
レーザチャンバ８０には電極ホルダ８１、８２と、板バネ８３と、電極部８４とが備えられている。電極部８４は主放電電極８５、８６と、絶縁性の結合部材８７とを備えている。
【０１８５】
主放電電極８５は、電極ホルダ８１に固定される固定部８５ｂを有する凸状に形成されており、この固定部８５ｂは、その長手方向の長さが、その部分以外の電極部分における長手方向の長さよりも長くなっている（図１５（ａ）参照）。
【０１８６】
主放電電極８５における固定部８５ｂ以外の部分と主放電電極８６とは、厚さが同一で、かつ長手方向の長さが同一の形状で形成されている。
【０１８７】
主放電電極８５には、その長手方向の両側面の両端部には、結合部材８７の一端部が取り付けられている。つまり、４つの結合部材８７の一端部が、主放電電極８５のの両側面の四角に固定されている。
【０１８８】
また、同様にして、主放電電極８６には、その長手方向の両側面の両端部には、結合部材８７の他端部が取り付けられている。これらの結合部材８７は、主放電電極８５，８６の交換が可能なように、例えばネジによって、これらの主放電電極に締着される。
【０１８９】
このため、主放電電極８５と主放電電極８６とは一体となっており、この一体化された電極部８４は、電極ホルダ８１に着脱可能になっている。このとき、主放電電極８５と主放電電極８６とは対向して配置されている。
【０１９０】
レーザチャンバ８０の外壁には、その長手方向に沿って形成され、上記一体化された電極部８４が通過可能で、かつ主放電電極８５の固定部８５ｂが通過できない程度の大きさの開口部８０ａが設けられている。
【０１９１】
電極ホルダ８１は、着脱自在に取り付けられる上記一体化された電極部８４の固定部８５ｂにおける長手方向の長さおよび幅方向の長さと同等の長さで、かつ上記一体化された電極部８４のうち固定部８５ｂ以外の部分が通過可能な開口、つまり上記開口部８０ａと同等の大きさの開口が形成されている。
【０１９２】
また電極ホルダ８１は、その開口とレーザチャンバ８０に形成されている開口部８０ａとが一致するように、レーザチャンバ８０に固定されている。
【０１９３】
このような電極ホルダ８１に上記一体化された電極部８４が挿入され、固定部８５ｂが固定されると、開口部８０ａは、当該電極部８４によって閉塞される。
【０１９４】
固定部８５ｂの電極ホルダ８１への固定は、例えば複数のネジによる締着によりなされる。
【０１９５】
このとき、主放電電極８５の放電部８５ａおよび主放電電極８６の放電部８６ａはレーザチャンバ８０内にあり、しかも放電部８５ａと放電部８６ａとは、レーザ光の光軸Ｌを挟んで対向し、かつその光軸Ｌと平行の状態になっている。
【０１９６】
主放電電極８６の固定部８６ｂは、板バネ８３を介して電極ホルダ８２に接触されている。
【０１９７】
かかる構成の主放電電極交換装置において、主放電電極の交換作業の手順について図１５を参照して説明する。
【０１９８】
一体化された電極部８４の取り外しにおいては、例えば複数のネジによって主放電電極８５の固定部８５ｂと電極ホルダ８１とが締着されている状態から、その複数のネジを取り外すことにより、主放電電極８５の固定部８５ｂと電極ホルダ８１との固定状態が解除される。
【０１９９】
そして、電極部８４を光軸Ｌに対し垂直方向に抜き取ることにより、電極部８４は開口部８０ａを介してレーザチャンバ８０の外部へ取り出される。
【０２００】
続いて、一体化された新たな電極部８４が、開口部８０ａを介してレーザチャンバ８０の内部へ挿入され、さらに主放電電極８５の固定部８５ｂが電極ホルダ８１に載置される。最後に、例えば複数のネジによって固定部８５ｂと電極ホルダ８１とが締着される。このとき、主放電電極８６は板バネ８３により電極ホルダ８２上に固定される。
【０２０１】
以上説明したように、第８の実施形態においても、上記第２の実施形態と同様の作用効果を期待することができる。
【０２０２】
また、この実施形態においては、放電電極の交換の際に、レーザ光を透過させる光学材を有するウインドウを取り外す必要がないので、一度設定した設置角度でのウインドウを用いてレーザ発振させることができる。これは、上記光学材でのレーザ光の損失が最小となるようにウインドウの設置角度を調整しながら、ウインドウの取り付けを行う必要がないので、上記第２乃至第７の実施形態と比較して、より一層、作業効率を向上させることができることを意味する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る放電電極の交換方法を順に示した概念図である。
【図２】放電電極の交換の際に適用する交換用容器を示す断面側面図である。
【図３】図２における III−III 線断面図である。
【図４】レーザチャンバの概要を示す断面側面図である。
【図５】図４における V−V 線断面図である。
【図６】放電電極の拡大図である。
【図７】放電電極の支持構造を示す斜視図である。
【図８】本発明に係る放電電極と電極ホルダを示した概念図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）は第２の実施形態を説明するための斜視図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）は第３の実施形態を説明するための斜視図である。
【図１１】（ａ）、（ｂ）は第４の実施形態を説明するための斜視図である。
【図１２】（ａ）、（ｂ）は第５の実施形態を説明するための斜視図である。
【図１３】（ａ）、（ｂ）は第６の実施形態を説明するための斜視図である。
【図１４】（ａ）、（ｂ）は第７の実施形態を説明するための斜視図であり、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ断面図であり、（ｄ）はカムを説明するための図である。
【図１５】（ａ）、（ｂ）は第８の実施形態である一体となった放電電極の交換装置を説明するための図である。
【符号の説明】
１…レーザチャンバ、１ａ，１ｂ…開口、２，３…ウィンドウ、２０，２１，２０′，２１′…主放電電極、３０…回収用容器、４０…交換用容器、
５０，８０…レーザチャンバ、５０ａ，５０ｂ，８０ａ…開口部、
５３，６１，６５，８１，８２…電極ホルダ、
５４，６２，６６，８５，８６…主放電電極、
６０，６３，６７，６８…楔、
８４…電極部、８５ｂ…固定部、８７…結合部材。
【図１】
0004149631.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004149631.tif 000008
【図８】
0004149631.tif 000009
【図９】
0004149631.tif 000010
【図１０】
0004149631.tif 000011
【図１１】
0004149631.tif 000012
【図１２】
0004149631.tif 000013
【図１３】
0004149631.tif 000014
【図１４】
0004149631.tif 000015
【図１５】
0004149631.tif 000016