(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザチャンバを備えるレーザチャンバユニットと、
充電用電源及び前記レーザチャンバ内の主放電電極に電気的に接続され、前記レーザチャンバユニットの略上方または略下方に配置されるパルス充電回路ユニットと、
前記パルス充電回路ユニットと前記レーザチャンバユニットとの間に介在し、前記パルス充電回路ユニットに対して前記レーザチャンバユニットを機械的に脱着自在に接合する接合手段と、
前記レーザチャンバユニットおよび前記パルス充電回路ユニットを内部に備えるレーザフレームと、
前記パルス充電回路ユニットと前記レーザフレームとの間に介在し、前記レーザフレーム内で前記レーザチャンバユニットから分離された前記充電回路ユニットを支持する支持手段と
を有することを特徴とする放電励起レーザ装置。
【請求項２】
前記レーザチャンバユニットを略水平方向に移動可能にするレーザチャンバユニット移動手段をさらに有すること
を特徴とする請求項１記載の放電励起レーザ装置。
【請求項３】
前記レーザチャンバユニットに対して前記パルス充電回路ユニットを機械的に脱着する際に、前記パルス充電回路ユニットを前記レーザフレーム内で昇降する昇降手段をさらに有すること
を特徴とする請求項１記載の放電励起レーザ装置。
【請求項４】
前記パルス充電回路ユニットを略水平方向に移動可能にするパルス充電回路ユニット移動手段をさらに有すること
を特徴とする請求項１記載の放電励起レーザ装置。
【請求項５】
前記レーザチャンバユニットを略水平方向に移動可能にするレーザチャンバユニット移動手段と、
前記パルス充電回路ユニットを略水平方向に移動可能にするパルス充電回路ユニット移動手段とを有し、
前記レーザチャンバユニット移動手段と前記パルス充電回路ユニット移動手段は、前記レーザチャンバユニットと前記パルス充電回路ユニットとを結合、または分離した状態で移動可能であること
を特徴とする請求項１記載の放電励起レーザ装置。
【請求項６】
前記パルス充電回路ユニットは、少なくとも主スイッチ素子、または主スイッチ素子と磁気スイッチ素子を含むものであること
を特徴とする請求項１記載の放電励起レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、材料加工、投影露光等の光源に用いる放電励起レーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
放電励起レーザ装置は、製品へのマーキング、穴開け、切断等の材料加工用の光源として用いられている。特に紫外線領域において強力なレーザ光を発生するエキシマレーザは、その特性を利用して有機物質へのマーキング、アブレーション加工、一般材料への微細加工、表面改質、光化学反応等の光源として用いられている。またエキシマレーザは、半導体製品の製造工程にも用いられている。例えば、高密度の回路パターンを半導体上に形成する光リソグラフィー工程に使用する投影露光装置の光源としてエキシマレーザが用いられている。更にエキシマレーザと機構上類似しており、エキシマレーザよりも短波長の紫外光を発生するフッ素レーザも前記のエキシマレーザの利用分野と同様の目的に利用され始めている。
【０００３】
図１３に、従来の放電励起レーザ装置の基本的な回路図を示す。図１３の回路によると、まず充電用電源１０８により一次コンデンサ１０５（充電コンデンサ）が所定の電圧まで充電される。その後にサイラトロン等の放電を用いた主スイッチ素子１０４の導通により二次コンデンサ１０６（ピーキングコンデンサ）への電荷移行が開始される。電荷移行回路の途中には微小放電ギャップ列からなる予備電離電極１０２が設けられており、電荷移行時に放電（予備電離放電）が行われる。この予備電離放電により、主放電空間に初期電子が生成される。二次コンデンサ１０６の電圧が放電開始電圧に達すると、主放電電極１０１間で主放電が発生してレーザ媒質を励起し、レーザ発振が行われる。
【０００４】
放電励起レーザ装置においては、長期間発振動作を行うことによりレーザチャンバ内の主放電電極１０１、予備電離電極１０２が消耗するため、定期的にこれらの部品を交換することが必要となる。また、長期間の運転中には、主スイッチ素子１０４、一次コンデンサ１０５、二次コンデンサ１０６、可飽和リアクトル等のパルス充電回路素子に故障が生じることもあり、これらの部品を交換することも必要となることがある。
【０００５】
図１４は、従来の放電励起レーザ装置の一般的な装置構成を示す要部概念斜視図である。レーザチャンバ１０９内には、主放電を生じさせる主放電電極１０１、主放電を起こす前に放電領域のレーザガスを弱電離状態にする予備電離電極１０２、レーザガスを循環させるブロワ１１２、放電によって生じた熱を取り除くための熱交換器１１４が設けられている。また、レーザチャンバの蓋１０３側には、サイラトロン等の放電管素子からなる主スイッチ素子１０４、一次コンデンサ１０５、二次コンデンサ１０６が設けられている。
【０００６】
レーザチャンバ１０９内の主放電電極１０１、予備電離電極１０２等の部品を交換する際には、通常、レーザチャンバの蓋１０３側に設置されている主スイッチ素子１０４や一次コンデンサ１０５を取り外した後に、チャンバの蓋１０３（二次コンデンサ１０６が併設されている）を開放する。このため、これらのチャンバメンテナンス作業には時間がかかるうえ、チャンバ開放作業中においては、消耗した電極材料の粉体を周囲に飛散させるおそれがある。
【０００７】
同様に、主スイッチ素子１０４、可飽和リアクトル（図示せず）、一次コンデンサ１０５などのパルス充電回路素子についても交換作業には時間がかかる。また、一般に高繰り返し発振動作を行う放電励起レーザ装置においては、発熱による温度上昇防止のために、これらのパルス充電回路素子を絶縁油等の冷媒により循環冷却しているので、交換作業時にはオイルミスト（油の霧）が周囲に飛散することがある。
【０００８】
一方、上述した長時間のチャンバメンテナンス、パルス充電回路メンテナンス作業中は、レーザ加工や露光工程が停止して生産性が低下するという問題がある。さらに、エキシマレーザ等を用いた製造工程の多くにおいては、製造環境に粉塵、オイルミスト等が飛散すると製品の完成品率を低下させ生産性が低下するという問題をもたらす。
【０００９】
このようなメンテナンス作業に伴う不都合を解決する手段として、次に挙げる２つの提案がなされている。
【００１０】
（１）特開平１−１４０６８８号公報
このレーザ発振装置では、レーザチャンバユニットが移動可能に設置されている。これによると、レーザチャンバユニットを比較的容易にレーザ装置本体から取り出すことができ、レーザチャンバユニットをメンテナンス場所に搬入した後にレーザチャンバを開放することが可能となる。すなわち、レーザ装置本体の設置環境をレーザチャンバ内の粉塵等による汚染から回避することができる。
【００１１】
また、メンテナンスを要するレーザチャンバユニットを、メンテナンス済みのレーザチャンバユニットと交換設置することにより、メンテナンスに要する時間を低減することができる。さらにパルス充電回路をレーザチャンバユニットから容易に分離可能とし、パルス充電回路をレーザ本体側に残したままレーザチャンバユニットを移動可能に設置することにより、メンテナンス時間をより低減することが可能となる。これはレーザチャンバユニットのメンテナンス時において、パルス充電回路を分解取り外しする手間が省けたためである。
【００１２】
（２）特開平５−１６７１３４号公報
このエキシマレーザ装置では、絶縁油タンク内に主スイッチ素子、コンデンサ、可飽和リアクトル等のパルス充電回路素子を設置するとともに、この絶縁油タンクと他の絶縁油回路とをモジュール化している。これによると、パルス充電回路のメンテナンス時においても、レーザ装置本体の設置環境をオイルミスト等による汚染から回避することができる。また、メンテナンスを要するパルス充電回路ユニットを、メンテナンス済みのパルス充電回路ユニットと交換設置することにより、メンテナンスに要する時間を低減することができる。
【００１３】
以上のような従来技術による放電励起レーザ装置の概略構成を図１５に示す。この放電励起レーザ装置では、レーザチャンバ１０９、レーザ窓１１３、シールドケース１２２より構成されるレーザチャンバユニット１１０が、レーザチャンバ架台１１８とともに車輪１１４により支持され、メンテナンス時には、レーザチャンバユニット１１０ごと図面右手方向へ略水平方向にガイドレール１１６に沿って移動可能となるように構成されている。一方のパルス充電回路ユニット１１２はレーザーフレーム１２０に据え付けられている。
【００１４】
また、レーザチャンバユニット１１０とパルス充電回路ユニット１１２との電気的な接続を行う内部の給電結合部（図示せず）は容易に着脱可能な構造となっている。
【００１５】
放電励起レーザ装置においては、通常数キロボルト以上の高電圧のスイッチングならびに放電を行う。この際、強力な電磁ノイズを放射するため、付近の電子回路の誤動作を引き起こすことがある。そこで、ノイズの発生源を導電体金属により囲いシールドすることが一般的に行われている。図１５において、レーザチャンバユニット側シールドケース１２２とパルス充電回路ユニット側シールドケース１２４は、この目的で用いられている。また、この２つのシールドケースは接地側の電流経路の役割も果たしている。従ってレーザチャンバユニットを移動後、再び所定の位置に固定した場合でも、レーザチャンバユニット側シールドケースとパルス充電回路ユニット側シールドケースは容易に密着する構造である必要がある。このため、シールドケースの接合面にはシールドフィンガーやワイヤ状シールドメッシュ等の弾力性のあるシールド材１２５が設置されている。
【００１６】
ところで、光リソグラフィー工程に使用する投影露光装置の光源として用いられるエキシマレーザ装置は、極めてクリーン度の高いクリーンルーム内に設置されている。従って、高価な施設を有効利用するため、これらエキシマレーザ装置は、少しでも床投影面積を小さくすることが要求されている。
【００１７】
図１６に、床投影面積が小さくなるように構成された放電励起レーザ装置の従来例を示す。図１６は装置の正面図であり、例えば図１５の右方向から見たときの図に相当する（図１５と同等部分を同一符号で示す）。
【００１８】
図１６において、レーザチャンバユニット１１０は車輪１１４により支持され、ガイドレール１１６に沿って図面手前側へ略水平方向に移動可能となるように構成されている。パルス充電回路ユニット１１２はレーザチャンバユニット１１０の上方に載置されている。パルス充電回路ユニット１１２は内部的に、サイラトロン等の放電管素子を使用した主スイッチ素子、磁気アシスト用可飽和リアクトル、一次コンデンサ等からなるパルス充電回路部と、このパルス充電回路部の各素子を冷却する絶縁油回路とから構成されている。
【００１９】
レーザチャンバユニット１１０のメンテナンス時には、パルス充電回路ユニット１１２をレーザチャンバユニット１１０の上に搭載したままレーザ装置本体より取り出した後、パルス充電回路ユニット１１２をレーザチャンバユニット１１０から下ろしてメンテナンスを行う。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
このように、パルス充電回路ユニット１１２をレーザチャンバユニット１１０の上方に載置した場合は、メンテナンス時に毎回パルス充電回路ユニット１１２をレーザチャンバユニット１１０とともにレーザ装置本体から取りだし、さらにその後に、パルス充電回路ユニット１１２をレーザチャンバユニット１１０から下ろす作業が必要となるため、メンテナンスに直接関係ないパルス充電回路ユニットの移動に労力を要するという難点があった。
【００２１】
特に近年では、パルス充電回路の主スイッチ素子として使われているサイラトロン等の放電管素子の代わりに、より寿命の長いサイリスタ、ＧＴＯ、ＩＧＢＴ等の半導体素子が用いられつつあるが、これらの半導体スイッチ素子は、スイッチ電圧が数キロボルトと比較的低く、電流立ち上がり率［アンペア／秒］が比較的低いという特徴がある。これらの点を克服するため、半導体スイッチ素子を用いたパルス充電回路では、スイッチ素子保護用の磁気アシスト、昇電圧用の可飽和トランス、パルス圧縮用の磁気スイッチ等の可飽和リアクトルを複数個使用している。この可飽和リアクトルは、帯状金属を層間絶縁した巻磁芯であり、素子重量が比較的重たい。従って、近年の半導体スイッチ素子を用いたパルス充電回路は、サイラトロン等の放電管素子を用いたパルス充電回路よりも寿命が長いため、メンテナンス間隔が長い反面、装置の重量は重たくなっている。このため、前述したようにレーザチャンバユニットのメンテナンス時に、メンテナンスに直接関係ないパルス充電回路ユニットの移動に労力を要するという問題がより深刻になっている。
【００２２】
この発明の第１の目的は、床投影面積を小さくした放電励起レーザ装置において、レーザチャンバユニットのメンテナンス性を向上させることにある。
【００２３】
また、図１５に示した従来例の放電励起レーザ装置において、パルス充電回路ユニット１１２はレーザフレーム１２０に据え付けられており、レーザチャンバユニット１１０のように容易に移動可能となるような機構は備えていない。従って、パルス充電回路ユニット１１２のメンテナンス時には、据え付け固定部分（図示せず）を取り外した後、持ち上げて移動させることとなり、労力を要する。特に、前述した半導体スイッチ素子を用いたパルス充電回路ユニット１１２は、装置の重量が重たくなっているため、メンテナンス時により多くの労力が必要となる。
【００２４】
この発明の第２の目的は、放電励起レーザ装置におけるパルス充電回路ユニットのメンテナンス性を向上させることにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するため、第１の発明に係わる放電励起レーザ装置は、  レーザチャンバを備えるレーザチャンバユニットと、
充電用電源及び前記レーザチャンバ内の主放電電極に電気的に接続され、前記レーザチャンバユニットの略上方または略下方に配置されるパルス充電回路ユニットと、
前記パルス充電回路ユニットと前記レーザチャンバユニットとの間に介在し、前記パルス充電回路ユニットに対して前記レーザチャンバユニットを機械的に脱着自在に接合する接合手段と、
前記レーザチャンバユニットおよび前記パルス充電回路ユニットを内部に備えるレーザフレームと、
前記パルス充電回路ユニットと前記レーザフレームとの間に介在し、前記レーザフレーム内で前記レーザチャンバユニットから分離された前記充電回路ユニットを支持する支持手段と
を有することを特徴とする
【００２６】
また、第２の目的を達成するため、第２の発明に係わる放電励起レーザ装置は、第１の発明において、前記パルス充電回路ユニットを略水平方向に移動可能にするパルス充電回路ユニット移動手段をさらに設けたことを特徴とする。
【００２７】
【作用】
第１の発明に係わる放電励起レーザ装置によれば、充電回路ユニットを装置本体側に残したままレーザチャンバユニットのみを移動することができるので、充電回路ユニットをレーザチャンバユニットから下ろす作業が不要となり、充電回路ユニットのメンテナンス時に必要な労力を軽減することができる。
【００２８】
第２の発明に係わる放電励起レーザ装置によれば、充電回路ユニットのメンテナンス時に、充電回路ユニットとレーザチャンバユニットとを結合した状態、または分離した状態で移動させることができるため、パルス充電回路ユニットのメンテナンス時に必要な労力を軽減することができる。
【００２９】
【実施例】
以下、この発明に係わる放電励起レーザ装置の一実施例を図面を参照しながら説明する。
【００３０】
なお、この実施例の放電励起レーザ装置は、例えばエキシマレーザ装置またはフッ素レーザ装置等に適用することができる。さらに、ここではパルス発振レーザを例にして説明するが、ＣＷ発振レーザにも適用することができる。また、充電回路ユニットはパルス回路に限定されない。
【００３１】
実施例１
図１は、実施例１における放電励起レーザ装置の構成図であり、装置を正面から見たときの状態を表している。図１において、レーザチャンバユニット１は車輪２により支持され、ガイドレール３に沿って図面手前側へ略水平方向に移動可能となるように構成されている。このレーザチャンバユニット１は、図示せぬチャンバ固定具により通常は動かないように固定されている。フロント側光学系４とリア側光学系５とを備えたレーザ共振器６は、レーザフレーム８に取り付けられている。この装置では床投影面積を小さくするため、パルス充電回路ユニット９がレーザチャンバユニット１の上方に載置されている。レーザチャンバユニット１とパルス充電回路ユニット９は、レーザチャンバユニット１側のシールドケース１３とパルス充電回路ユニット９側１５により接合されている。両シールドケースの接続面１０は簡易的な接合器１１により接合され、簡単な操作で脱着可能となっている。また、パルス充電回路ユニット９は、上部両端に配設された保持手段１９を介してレーザフレーム８と連結されている。なお、１７はレーザチャンバユニット１に設けられたレーザ窓である。
【００３２】
上述した放電励起レーザ装置によると、メンテナンス等のためにレーザチャンバユニット１をレーザフレーム８から取り出すときは、シールドケース１３と１５の接合を解除して、レーザチャンバユニット１をガイドレール３に沿って図面手前側へ略水平方向に移動する。メンテナンスが終了したレーザチャンバユニット１の再搭載、またはレーザチャンバユニットの交換搭載は、前述とは逆の手順で行う。
【００３３】
この実施例１の放電励起レーザ装置によれば、パルス充電回路ユニット９がレーザチャンバユニット１の略上方に設置され、かつ保持手段１２によりレーザフレーム８に取り付けられているため、レーザチャンバユニット１のメンテナンス時には、パルス充電回路ユニット９を装置本体側に残したままレーザチャンバユニット１のみを装置本体から取り出すことができる。したがって、重たいパルス充電回路ユニット９をレーザチャンバユニット１から下ろす作業が不要となるため、パルス充電回路ユニット９のメンテナンス時に必要な労力を軽減することが可能となる。
【００３４】
なお、上述の実施例１では、パルス充電回路ユニット９をレーザチャンバユニット１の上方に設置した場合について示したが、パルス充電回路ユニット９をレーザチャンバユニット１の下方に設置した場合でも、保持手段１９を介してパルス充電回路ユニット９とレーザフレーム８とを連結させることにより、同様の効果を得ることができる。
【００３５】
実施例２
ところで、シールドケースの接合面にはシールド材が設置されるが、これらのシールド材は、ある程度圧縮された状態でのみ望ましいシールド効果と導電性を発揮するものであるため、取り付けに際してはシールドケースの接合面の間隔が重要となる。例えば図１４で示した従来例の放電励起レーザ装置の場合、パルス充電回路ユニット１１２はレーザチャンバユニット１１０の略移動方向に設置されているため、２つのシールドケース１２２、１２４は比較的容易に密着させることができる。一方、前述の実施例１で示した放電励起レーザ装置（図１）において、パルス充電回路ユニット９が保持手段１２によりレーザフレーム８側に取り付けられた状態で略水平方向からレーザチャンバユニット１を挿入する場合、２つのシールドケース１３、１５の接合面１０の垂直間隔は、望ましいシールド効果と導電性を発揮する間隔で行うことが必要となる。
【００３６】
しかし、この間隔はシールド材がある程度圧縮された状態でのものであるため、略水平方向からこの間隔をもってレーザチャンバユニット１を挿入しようとすると、シールド材がパルス充電回路ユニット側シールドケース１５の縁の部分に引っ掛かり、挿入が困難になる場合がある。また、無理に挿入を行うとシールド材の損傷を招くおそれもある。
【００３７】
ちなみに、接合面にシールド材を取り付けないと次のような不都合を招くことになる。すなわち、２つのシールドケースの接合面がほぼ接する垂直間隔をもってレーザチャンバユニットを挿入しても、接合面は完全には接触しておらず、望ましいシールド効果と導電性を発揮する接触を得ることができない。このため、ノイズが漏れだし、周辺の機器に誤動作をもたらすとともに、電流経路の接触不十分からレーザ出力特性の低下という問題を生じる。
【００３８】
なお、図１では、パルス充電回路ユニット９がレーザチャンバユニット１の略上方に設置されている例を示したが、パルス充電回路ユニット９がレーザチャンバユニット１の略下方に設置されている場合でも同様の問題が発生する。
【００３９】
このように、パルス充電回路ユニットをレーザチャンバユニットの略上方または略下方に設置すると、レーザ装置全体の床投影面積を減少することはできるが、２つのシールドケースを密着させる際にシールド材の損傷を招くというおそれがあった。
【００４０】
この実施例２では、床投影面積を小さくした放電励起レーザ装置において、レーザチャンバユニットのメンテナンス性を向上させるとともに、シールドケースを密着させる際のシールド材の損傷を防止するようにした構成例について説明する。
【００４１】
図２は、実施例２における放電励起レーザ装置の構成図であり、図１と同等部分を同一符号で示す。図２において、レーザチャンバユニット１は車輪２により支持され、ガイドレール３に沿って図面手前側へ略水平方向に移動可能となるように構成されている。このレーザチャンバユニット１はチャンバ固定具１４により、通常は動かないように固定されている。フロント側光学系４とリア側光学系５とを備えたレーザ共振器６は、レーザチャンバユニット１が搭載されたレーザチャンバ架台７から独立してレーザフレーム８に取り付けられている。また、床投影面積を小さくするため、パルス充電回路ユニット９はレーザチャンバユニット１の上方に載置されている。レーザチャンバユニット１とパルス充電回路ユニット９は、レーザチャンバユニット１側のシールドケース１３とパルス充電回路ユニット９側１５により接合されている。両シールドケースの接続面１０は簡易的な接合器１１により接合され、簡単な操作で脱着可能となっている。また、パルス充電回路ユニット９は、上部両端に配設された昇降器１９を介してレーザフレーム８と連結されていて、パルス充電回路ユニット９はこの昇降器１９により略垂直方向に昇降可能となっている。
【００４２】
図３は、昇降器１９の一実施例を示す構成図である。図３において、パルス充電回路ユニット９は空気バネ２２を介してレーザフレーム８に支持されている。メンテナンス時にパルス充電回路ユニット９を上方に移動する場合は、空気バネ２２に空気や窒素等のガスを注入する。また、メンテナンス終了後にパルス充電回路ユニット９をレーザチャンバユニット上に搭載する際は、空気バネ２２に注入したガスを排出する。これによれば、空気バネ２２へガスを注入、排出することでパルス充電回路ユニット９を上下に昇降させることができる。
【００４３】
なお、他の実施例として、空気バネ２２の代わりに空気シリンダを用いることができる。この場合も、空気バネ２２と同様に充電回路ユニット９を上下に昇降させることができる。
【００４４】
図４は、昇降器１９の他の実施例を示す構成図である。図４において、パルス充電回路ユニット９は上下に配設されたバネ２４を介してレーザフレーム８に支持されている。バネ２４の付勢力は、パルス充電回路ユニット９の重量に対して均衡状態付近に設定されているため、外部からわずかな力を加えることによりパルス充電回路ユニット９を上方に移動することができる。移動後はユニット固定具２６により固定することができる。
【００４５】
また、昇降器１９は上述した実施例以外にも、てこ機構、リンク機構、あるいは同等の機能を有する機構で構成することができる。
【００４６】
ここで、レーザチャンバユニット１とパルス充電回路ユニット９の電気回路について説明する。
【００４７】
図５（ａ）は、レーザチャンバユニット１とパルス充電回路ユニット９の電気回路を示す構成図であり、先に説明した図１３および図１４と同等部分を同一符号で表している。また、等価回路を同図（ｂ）に示す。
【００４８】
この回路は、主スイッチ素子としてサイラトロン４４を用いた容量移行型回路である。パルス充電回路ユニット９の各素子、例えばサイラトロン４４、一次コンデンサ１０５、充電用インダクタンス１０７は、必要に応じて絶縁性の冷媒を封入した絶縁油タンク４６の中に設置される。
【００４９】
図６は、レーザチャンバユニット１とパルス充電回路ユニット９の電気回路の他の構成を示したもので、図１３および図１４と同等部分を同一符号で表している。以下、図６の等価回路を示す図７を参照しながら回路構成を説明する。
【００５０】
この装置では、パルス充電回路ユニット９内の回路を半導体スイッチ素子と可飽和リアクトルを用いて構成している。すなわち、主スイッチ素子には半導体スイッチ素子であるサイリスタ４８、このサイリスタ４８の保護のために磁気アシスト用可飽和リアクトル５０を用いている。また、昇圧用に可飽和トランス５２、一次コンデンサ１０５の充電用に可飽和リアクトル５４を用いている。一方、レーザチャンバユニット１内の回路には予備電離コンデンサ５９を用いている。
【００５１】
パルス充電回路ユニット９の各素子、例えばサイリスタ４８、磁気アシスト用可飽和リアクトル５０、可飽和トランス５２などは、必要に応じて絶縁性の冷媒を封入した絶縁油タンク５６の中に設置される。なお、０次コンデンサ５８の充電電圧は、昇圧前のため比較的低く、また発熱量も少ないため、パルス充電回路ユニット９内の絶縁油タンク５６外、またはパルス充電回路ユニット９外に設置することもできる。これにより、絶縁油タンク５６、パルス充電回路ユニット９の小型化が可能となる。同様に、主スイッチ素子のサイリスタ４８もパルス充電回路ユニット９内の絶縁油タンク５６外、またはパルス充電回路ユニット９外に設置することもできる。なお、絶縁油タンク５６内の冷媒は、ポンプ５５により熱交換器５７を経由して循環される。なお、図５では図示していないが、図５の構成においても、図６と同様にポンプと熱交換器により冷媒の循環が行われる。なお、パルス充電回路ユニット９の主スイッチ素子としては、図５のサイラトロンの他に、クロサトロン等の放電管素子を用いることができる。また、主スイッチ素子には、図６のサイリスタの他に、ＧＴＯ、ＩＧＢＴ等の半導体素子を用いることもできる。さらに、パルス充電回路ユニット９に使用される磁気スイッチ等の可飽和リアクトルとしては、例えば鉄系、またはコバルト系アモルファス、または鉄基超微結晶質軟磁性合金などを用いることができる。
【００５２】
次に、上述した実施例２の放電励起レーザ装置において、メンテナンス等を行うために、レーザチャンバユニットをレーザフレームから取り出す手順を図２とともに説明する。
【００５３】
まず、レーザチャンバユニット１とパルス充電回路ユニット９との図示せぬ給電結合部を取り外す。この作業は図示せぬ小開口部より行うが、給電結合部がソケット構造の場合は不要となる。次に、パルス充電回路ユニット９とレーザチャンバユニット１を接続する接合器１１を取り外し、昇降器１９を動作させて、パルス充電回路ユニット９を上方に移動する。これにより、レーザチャンバユニット１とパルス充電回路ユニット９が分離できたことになる。以下は、図２のＡ−Ａ断面図である図８も用いて説明する。
【００５４】
パルス充電回路ユニット９を上方に移動した後（図８）、レーザチャンバユニット移動用の台車１６を装置本体の所定位置に設置し、橋渡しガイドレール１８でレーザチャンバユニット移動台車１６とレーザチャンバ架台７を連結する。次に、レーザチャンバユニット１の図示せぬガス配管、冷却水配管、電気配線等を外し、チャンバ固定具１４を開放する。そして、レーザチャンバユニット１を、ガイドレール３、橋渡しガイドレール１８、移動台車ガイドレール２０に沿って移動し、レーザチャンバユニット移動台車１６上に載置し、チャンバ固定具１４で固定する。この後、橋渡しガイドレール１８を取り外し、レーザチャンバユニット１を載せたレーザチャンバユニット移動台車１６をメンテナンス場まで移動して、所定のメンテナンス作業を行う。
【００５５】
メンテナンスが終了したレーザチャンバユニット１の再搭載、またはレーザチャンバユニットの交換搭載は、前述とは逆の手順で行う。なお、この放電励起レーザ装置では、レーザチャンバユニット１をガイドレール３の図示せぬストッパに当接させたときに、フロント側光学系４、リア側光学系５の光軸と、レーザチャンバユニット１の図示せぬフロントウィンドウ、リアウィンドウの光軸が一致するように構成されているため、レーザチャンバユニット１を再搭載したときには、レーザ共振器６の光軸調整は不要である。
【００５６】
この実施例２の放電励起レーザ装置によれば、パルス充電回路ユニット９がレーザチャンバユニット１の略垂直方向に昇降するように構成されているため、レーザチャンバユニットのメンテナンス時には、レーザチャンバユニット１とパルス充電回路ユニット９を互いに分離する方向へ移動させることができる。したがって、従来、労力を必要としていた重たいパルス充電回路ユニットの移動が容易なものとなり、結果的にレーザチャンバユニットのメンテナンス作業に要する労力を軽減することが可能となる。
【００５７】
さらに、レーザチャンバユニットとパルス充電回路ユニットの、それぞれのシールドケースを比較的容易に密着させることができるため、ユニットを結合する際のシールド材の損傷を防止することができ、良好なシールド効果と導電性を発揮させることができる。
【００５８】
上述した実施例２では、パルス充電回路ユニット９をレーザチャンバユニット１の上方に設置しているが、パルス充電回路ユニット９をレーザチャンバユニット１の下方に設置した場合でも、パルス充電回路ユニット９に略垂直方向に昇降可能な昇降機構を設けることにより、同様の効果を得ることができる。
【００５９】
また、実施例２では、パルス充電回路ユニット９に略垂直方向に昇降可能な昇降機構を設けているが、図２の構成においてパルス充電回路ユニット９をレーザフレーム８に取り付け、レーザチャンバユニット１側に略垂直方向に昇降可能な昇降機構を設けるようにしてもよい。さらに、パルス充電回路ユニット９とレーザチャンバユニット１の両方に略垂直方向に昇降可能な昇降機構を設けるようにしてもよい。
【００６０】
実施例３
図９、実施例３における放電励起レーザ装置の構成図であり、装置を側面から見たときの状態を表している。図１および図８と同等部分を同一符号で示す。
【００６１】
図９において、レーザチャンバユニット１の背面にはパルス充電回路ユニット９が載置されている。レーザチャンバユニット１とパルス充電回路ユニット９は、それぞれ車輪２により支持され、ガイドレール３に沿って略水平方向に移動可能となるように構成されている。このレーザチャンバユニット１とパルス充電回路ユニット９は、それぞれシールドケース３０、３２を介して結合され、通常は図示せぬユニット固定具により動かないように固定されている。なお、レーザチャンバユニット１とパルス充電回路ユニット９の電気回路の構成は図５または図６と同様である。
【００６２】
次に、上述した実施例３の放電励起レーザ装置において、メンテナンス等を行うために、レーザチャンバユニットやパルス充電回路ユニットをレーザフレームから取り出す手順を図９とともに説明する。
【００６３】
まず、レーザチャンバユニット１のメンテナンス時には、レーザチャンバユニット１とパルス充電回路ユニット９のそれぞれのシールドケース３０、３２の結合を外した後、レーザチャンバユニット移動用の台車３４を装置本体の所定位置に設置し、橋渡しガイドレール１８でレーザチャンバユニット移動台車３４とレーザチャンバ架台７を連結する。そして、レーザチャンバユニット１のみを、ガイドレール３、橋渡しガイドレール１８に沿って移動し、レーザチャンバユニット移動台車３４上に載置する。この後、橋渡しガイドレール１８を取り外し、レーザチャンバユニット１を載せたレーザチャンバユニット移動台車３４をメンテナンス場まで移動して、所定のメンテナンス作業を行う。
【００６４】
パルス充電回路ユニット９のメンテナンス時には、前述した手順によりレーザチャンバユニット１をレーザチャンバユニット移動台車３４上に載置した後、図示せぬパルス充電回路ユニット移動用の台車を装置本体の所定位置に設置し、パルス充電回路ユニット９をガイドレール３、橋渡しガイドレール１８に沿って移動し、パルス充電回路ユニット移動用台車上に載置する。
【００６５】
また、レーザチャンバユニット１とパルス充電回路ユニット９を結合した状態で、ガイドレール３、橋渡しガイドレール１８に沿って移動して、レーザチャンバユニット移動台車３４上に載置し、その後、それぞれのシールドケース３０、３２の結合を外して所定のメンテナンス作業を行うようにしてもよい。
【００６６】
図１０は、実施例３の放電励起レーザ装置の他の構成例を示したもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図をそれぞれ表している。この装置では、パルス充電回路ユニット９はレーザチャンバユニット１の側方で、レーザ共振器６のリア測光学系５側に設置されている。レーザチャンバユニット１とパルス充電回路ユニット９は、それぞれ車輪２により支持され、ガイドレール３に沿って略水平方向に移動可能となるように構成されている。このレーザチャンバユニット１とパルス充電回路ユニット９は、それぞれシールドケース３６、３８を介して結合され、通常は図示せぬユニット固定具により動かないように固定されている。
【００６７】
図１０の構成において、レーザチャンバユニット１のメンテナンス時には、レーザチャンバユニット１とパルス充電回路ユニット９のそれぞれのシールドケース３６、３８の結合を開放し、図示せぬレーザチャンバユニット移動用台車を装置本体の所定位置に設置し、前述の実施例と同様の手順でレーザチャンバユニット１を移動し、レーザチャンバユニット移動台車上に載置する。
【００６８】
また、パルス充電回路ユニット９のメンテナンス時には、レーザチャンバユニット１とパルス充電回路ユニット９のそれぞれのシールドケース３６、３８の結合を開放し、図示せぬパルス充電回路ユニット移動用台車を装置本体の所定位置に設置し、前述したレーザチャンバユニットの場合と同様の手順でパルス充電回路ユニット９を移動し、パルス充電回路ユニット移動用台車上に載置する。
【００６９】
図１１および図１２は、実施例３の放電励起レーザ装置のさらに他の構成例を示したもので、図１１は正面図、図１２は側面図をそれぞれ表している。なお、図１１はレーザチャンバユニット１とパルス充電回路ユニット９が結合した状態、図１２はこの結合が外れた状態を表している。
【００７０】
図１１において、パルス充電回路ユニット９はレーザチャンバユニット１の下方に設置され、レーザチャンバユニット１とパルス充電回路ユニット９には、それぞれ車輪２が配設されている。レーザフレーム８は内部的に二段に構成され、それぞれの車輪２に対応したガイドレール４０ａ、同４０ｂが上下に配設されている。図示のように、レーザチャンバユニット１とパルス充電回路ユニット９が結合している状態では、レーザチャンバユニット１の車輪２はガイドレール４０ａに当接しているが、パルス充電回路ユニット９の車輪２はガイドレール４０ｂから浮いている。なお、レーザチャンバユニット１とパルス充電回路ユニット９は、それぞれチャンバ固定具１４により固定されている。また、パルス充電回路ユニット９の下部には昇降器１９が配設されており、パルス充電回路ユニット９はこの昇降器１９により略垂直方向に昇降可能となっている。なお、パルス充電回路ユニット９と昇降器１９とは容易に分離可能な構造となっている。
【００７１】
次に、上述した放電励起レーザ装置において、メンテナンス等を行うために、レーザチャンバユニットやパルス充電回路ユニットをレーザフレームから取り出す手順を図１２とともに説明する。なお、図１２においてはレーザ共振器６を省略している。
【００７２】
レーザチャンバユニット１のメンテナンス時には、レーザチャンバユニット１側シールドケース１３とパルス充電回路ユニット９側シールドケース１５の接合を外し、昇降器１９を動作させて、パルス充電回路ユニット９を下方に移動する。ここでは、レーザチャンバユニット１を略水平方向に移動した時に両方のシールドケースが接触しない位置までパルス充電回路ユニット９を移動する。次に、両ユニット移動用の台車４２を装置本体の所定位置に設置し、橋渡しガイドレール１８で両ユニット移動台車４２とレーザフレーム８を連結する。そして、レーザチャンバユニット１のみを、ガイドレール４０ａ、橋渡しガイドレール１８に沿って移動し、両ユニット移動台車４２上に載置する。
【００７３】
パルス充電回路ユニット９のメンテナンス時には、レーザチャンバユニット１側シールドケース１３とパルス充電回路ユニット９側シールドケース１５の接合を外し、昇降器１９を動作させて、パルス充電回路ユニット９の車輪２がガイドレール４０ｂに当接するまで下方に移動する。次に、両ユニット移動用の台車４２を装置本体の所定位置に設置し、橋渡しガイドレール１８で両ユニット移動台車４２とレーザフレーム８を連結する。そして、パルス充電回路ユニット９のみを、ガイドレール４０ｂ、橋渡しガイドレール１８に沿って移動し、両ユニット移動台車４２上に載置する。
【００７４】
また、レーザチャンバユニット１とパルス充電回路ユニット９を結合した状態でレーザフレーム８から取り出すこともできる。図１２の両ユニット移動台車４２は、両方のユニットを結合したまま載置できるような構造となっている。
【００７５】
上述した実施例３の放電励起レーザ装置によれば、パルス充電回路ユニット９が略垂直方向に移動するように構成されているため、パルス充電回路ユニットのメンテナンス時には、パルス充電回路ユニットを容易に移動することができるので、パルス充電回路ユニットの取り出し作業を簡単に行うことが可能となる。
【００７６】
なお、実施例２では、パルス充電回路ユニット９をレーザチャンバユニット１の下方に設置しているが、パルス充電回路ユニット９をレーザチャンバユニット１の上方に設置した場合でも、パルス充電回路ユニット９に略垂直方向に移動可能な移動機構を設けることにより、同様の効果を得ることができる。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、第１の発明に係わる放電励起レーザ装置では、レーザチャンバユニットと充電回路ユニットを上下配置して床投影面積を少なくした構成において、充電回路ユニットを装置本体に取り付けるようにしたため、レーザチャンバユニットのメンテナンス時には、充電回路ユニットを装置本体側に残したままレーザチャンバユニットのみを装置本体から取り出すことができる。したがって、重たい充電回路ユニットをレーザチャンバユニットから下ろす作業が不要となるため、充電回路ユニットのメンテナンス時に必要な労力を軽減することができる。
【００７８】
なお、レーザチャンバユニットと充電回路ユニットの少なくとも一方に、略上方または略下方に昇降可能な昇降手段を設ければ、充電回路ユニットとレーザチャンバユニットの２つのシールドケースを比較的容易に密着させることができるため、ユニットの結合時にシールド材を損傷することがなく、レーザ装置からの電磁ノイズの低減、レーザ出力特性の向上をはかることができる。
【００７９】
また、第２の発明に係わる放電励起レーザ装置では、パルス充電回路ユニットに、略水平方向に移動可能な移動手段を設けるようにしたため、パルス充電回路ユニットのメンテナンス時には、パルス充電回路ユニットを単独で、あるいはレーザチャンバユニットと結合した状態で移動させることができるので、パルス充電回路ユニットのメンテナンス時に必要な労力を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１における放電励起レーザ装置の構成図
【図２】実施例１における放電励起レーザ装置の構成図
【図３】昇降器の一実施例を示す構成図
【図４】昇降器の他の実施例を示す構成図
【図５】実施例１における放電励起レーザ装置の電気回路図
【図６】実施例１における放電励起レーザ装置の他の電気回路図
【図７】図５の等価回路図
【図８】図１のＡ−Ａ断面図
【図９】実施例２における放電励起レーザ装置の構成図
【図１０】実施例２の放電励起レーザ装置の他の構成図
【図１１】実施例２の放電励起レーザ装置のさらに他の構成図
【図１２】実施例２の放電励起レーザ装置のさらに他の構成図
【図１３】従来の放電励起レーザ装置の基本的な回路図
【図１４】従来の放電励起レーザ装置の一般的な装置構成図
【図１５】従来技術による放電励起レーザ装置の概略構成図
【図１６】床投影面積を小さくした放電励起レーザ装置の構成図
【符号の説明】
１…レーザチャンバユニット
８…レーザフレーム
９…パルス充電回路ユニット
１２…保持手段
１３、１５…シールドケース
１６…レーザチャンバユニット移動台車
１９…昇降器
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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