JPH0714083B2

JPH0714083B2 - Excimer laser device

Info

Publication number: JPH0714083B2
Application number: JP9262785A
Authority: JP
Inventors: 健雄春田; 仁志若田; 行雄佐藤; 治彦永井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1985-04-29
Filing date: 1985-04-29
Publication date: 1995-02-15
Anticipated expiration: 2010-02-15
Also published as: JPS61251094A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は気体レーザに属するエキシマレーザ装置に関す
るものである。The present invention relates to an excimer laser device belonging to a gas laser.

[Conventional technology]

一般にエキシマレーザはパルス発振を重ねるにつれて、
レーザパルスエネルギーが除々に減少してゆき、例えば
XeClエキシマレーザでは、約10⁶回のパルス発振を行う
とレーザパルスエネルギーは初期値の半分近くにまで下
ることが知られている。Generally, as excimer lasers are repeatedly pulsed,
Laser pulse energy gradually decreases, for example
It is known that the laser pulse energy of the XeCl excimer laser drops to nearly half of the initial value when pulsed about 10 ⁶ times.

その主な原因はレーザ媒質の１つであるハロゲンが、レ
ーザ筐体構成材料や励起用放電によって生ずるスパッタ
金属などと反応し減少してしまうことである。The main reason for this is that halogen, which is one of the laser media, reacts with the material of the laser housing and sputtered metal generated by the discharge for excitation, and is reduced.

従来の市販の装置では、この対策として、第５図に示す
ような方法がとられていた。図において、（１）はレー
ザ筐体、（５）はバッファ希釈ハロゲンガスボンベ、
（９）は二次圧調整器、（16）は制御系、（57）はレー
ザビーム、（58）はビームスプリッター、（59）はレー
ザビームの一部、（60）はレーザ出力検出器、（61）は
流量制御系である。まず、レーザビーム（57）の１部を
ビームスプリッター（58）によってレーザビームの一部
（59）として取り出し、その出力をレーザ出力検出器
（60）で測定する。同測定値が所定値以下に減少する
と、制御系（16）を介して、流量制御系（61）が作動
し、レーザ出力が回復するまで、バッファ希釈ハロゲン
ガスボンベ（５）から二次圧調整器（９）を通してハロ
ゲンの供給が行われる。In a conventional commercially available device, a method as shown in FIG. 5 has been taken as a countermeasure against this. In the figure, (1) is a laser housing, (5) is a buffer diluted halogen gas cylinder,
(9) is a secondary pressure regulator, (16) is a control system, (57) is a laser beam, (58) is a beam splitter, (59) is a part of the laser beam, (60) is a laser output detector, (61) is a flow rate control system. First, a part of the laser beam (57) is taken out as a part (59) of the laser beam by the beam splitter (58), and its output is measured by the laser output detector (60). When the measured value decreases below a predetermined value, the flow rate control system (61) operates via the control system (16) and the secondary pressure regulator from the buffer dilution halogen gas cylinder (5) is restored until the laser output is restored. The halogen is supplied through (9).

[Problems to be solved by the invention]

しかし、レーザ出力の変化には上記のハロゲン濃度の減
少の他に、電源電圧の変動や励起放電の不安定性、さら
にはレーザパルス取出し窓の汚れ等も影響するため、直
接ハロゲン濃度変化に対応していないことは明らかであ
る。例えば、電源電圧の低下によってレーザパルスエネ
ルギーが低下すると、制御系はハロゲン濃度低下と見な
し、ハロゲンの注入を行うため、ハロゲン濃度が過剰に
なる。ハロゲンは放電を不安定にするので励起放電が不
安定となって、さらにレーザ出力は低下し、これに伴っ
てさらに過剰のハロゲンを注入するという悪循環をくり
返す。そしてついにはレーザ動作そのものが停止するの
みでなく、励起放電がアークに移行するため電極がダメ
ージを受けるなどの問題点があった。However, the change in laser output directly affects changes in halogen concentration because changes in power supply voltage, instability of excitation discharge, and contamination of the laser pulse extraction window affect the change in laser output in addition to the above decrease in halogen concentration. It is clear that not. For example, when the laser pulse energy decreases due to the decrease in the power supply voltage, the control system considers that the halogen concentration has decreased, and since the halogen is injected, the halogen concentration becomes excessive. Since halogen makes the discharge unstable, the excited discharge becomes unstable, and the laser output further decreases, which causes a repeated vicious cycle of injecting an excessive amount of halogen. Finally, there is a problem that not only the laser operation itself is stopped but also the electrodes are damaged because the excited discharge is transferred to the arc.

この発明は、上記問題点を解決するためのもので、制御
系の発散やハロゲンの過剰消費をなくすことができるエ
キシマレーザ装置を得ることを目的とする。The present invention is intended to solve the above problems, and an object of the present invention is to obtain an excimer laser device capable of eliminating divergence of a control system and excessive consumption of halogen.

[Means for solving problems]

本発明に係るエキシマレーザ装置は、希ガス、ハロゲン
およびバッファガスをレーザ媒質とするエキシマレーザ
装置において、レーザ媒質中のハロゲン濃度を測定し、
その測定信号によりレーザ媒質の再生工程を制御するよ
うにしたエキシマレーザ装置である。An excimer laser device according to the present invention measures a halogen concentration in a laser medium in an excimer laser device using a rare gas, a halogen and a buffer gas as a laser medium,
This is an excimer laser device in which the reproduction process of the laser medium is controlled by the measurement signal.

[Action]

本発明のエキシマレーザ装置においては、レーザ媒質中
のハロゲン濃度を測定し、同測定結果に対応して、レー
ザ媒質の再生工程を制御する。この結果、レーザ媒質中
のハロゲン濃度に１対１に対応したレーザ媒質の再生が
可能となり、従来のような制御系の発散やハロゲンの過
剰消費をなくすことができる。In the excimer laser device of the present invention, the halogen concentration in the laser medium is measured, and the reproducing process of the laser medium is controlled according to the measurement result. As a result, it becomes possible to reproduce the laser medium corresponding to the halogen concentration in the laser medium in a one-to-one manner, and it is possible to eliminate the conventional divergence of the control system and the excessive consumption of halogen.

〔Example〕

以下、この発明の実施例を図について説明する。第１図
は本発明の一実施例を示す構成図である。図において、
（１）はレーザ筐体、（２）はこのレーザ筐体に接続す
るハロゲン濃度測定系で、レーザ筐体（１）から被測定
レーザ媒質（３）を導く流路（3a）および測定済レーザ
媒質（４）をレーザ筐体（１）に戻す流路（4a）を有し
ている。（５）はバッファ希釈ハロゲンガスボンベ、
（６）はバッファ希釈希ガスボンベで、それぞれレーザ
筐体（１）に接続する流路（5a），（6a）に電磁バルブ
（７），（８）、二次圧調整器（９），（10）およびオ
リフィス（11），（12）を有している。レーザ筐体
（１）に接続する排気流路（1a）はオリフィス（13）お
よびポンプ（14）を有し、排気ガス（15）を排出するよ
うになっている。（16）は制御系で、ハロゲン濃度測定
系（２）からの測定信号（17）により制御信号（18），
（19）を電磁バルブ（７），（８）およびポンプ（14）
に送り制御するようになっている。（20）はボンベ
（５）から送られるバッファ希釈ハロゲンガス、（21）
はボンベ（６）から送られるバッファ希釈希ガスであ
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure,
(1) is a laser housing, (2) is a halogen concentration measuring system connected to the laser housing, and a flow path (3a) for guiding the laser medium (3) to be measured from the laser housing (1) and a measured laser It has a flow path (4a) for returning the medium (4) to the laser housing (1). (5) is a buffer diluted halogen gas cylinder,
(6) is a buffer diluted rare gas cylinder, and electromagnetic valves (7), (8), a secondary pressure regulator (9), () are connected to the flow paths (5a), (6a) respectively connected to the laser housing (1). 10) and orifices (11) and (12). The exhaust flow path (1a) connected to the laser housing (1) has an orifice (13) and a pump (14), and discharges exhaust gas (15). (16) is a control system, and the control signal (18), the measurement signal (17) from the halogen concentration measuring system (2),
(19) is a solenoid valve (7), (8) and pump (14)
It is designed to control the feed. (20) is a buffer diluted halogen gas sent from the cylinder (5), (21)
Is a buffer diluted rare gas sent from the cylinder (6).

第２図は制御系（16）の一例としてのオンオフ制御系を
示す接続図である。図において、（22）は測定信号入力
用端子で、OPアンプ（23）の−端子に接続している。OP
アンプ（23）の＋端子には可変抵抗（24）および抵抗
（25）が接続し、その接続点とQPアンプ（23）の出力端
子間には可変抵抗（26）および抵抗（27）が接続してい
る。（28）はツェナーダイオードである。OPアンプ（2
3）の出力端子はダイオード（29）を介してトランジス
タ（30）のベースに接続している。（31）は電磁バルブ
駆動用電源入力端子、（32）は電磁バルブ駆動用の電磁
コイルで、トランジスタ（30）のコレクタに接続し、
（33）はコンデンサで、トランジスタ（30）のベース、
エミッタ間に接続している。FIG. 2 is a connection diagram showing an on / off control system as an example of the control system (16). In the figure, (22) is a measurement signal input terminal, which is connected to the-terminal of the OP amplifier (23). OP
The variable resistance (24) and the resistance (25) are connected to the + terminal of the amplifier (23), and the variable resistance (26) and the resistance (27) are connected between the connection point and the output terminal of the QP amplifier (23). is doing. (28) is a Zener diode. OP amplifier (2
The output terminal of 3) is connected to the base of the transistor (30) through the diode (29). (31) is an electromagnetic valve drive power input terminal, (32) is an electromagnetic valve drive electromagnetic coil, which is connected to the collector of the transistor (30),
(33) is a capacitor, the base of the transistor (30),
It is connected between the emitters.

第３図はハロゲン濃度測定系（２）の一例として光学式
測定器を示す構成図であり、図において、（34）は測定
セル、（35）は標準セルで、光源（36）から出た光がそ
れぞれミラー（37），（38）で反射して通過し、このと
き光はモータ（39）によって回転するチョッパ（40）に
よってON,OFFされ、通過した光はミラー（41），（42）
に反射して検出器（43）に入り測定されるようになって
いる。FIG. 3 is a block diagram showing an optical measuring device as an example of the halogen concentration measuring system (2). In the drawing, (34) is a measuring cell, (35) is a standard cell, and is emitted from the light source (36). The light is reflected by the mirrors (37) and (38) and passes therethrough. At this time, the light is turned on and off by the chopper (40) rotated by the motor (39), and the passed light is reflected by the mirrors (41) and (42). )
It is reflected by and enters the detector (43) for measurement.

第４図はハロゲン濃度測定系（２）の一例としての感熱
抵抗体を用いた測定器を示す構成図であり、図におい
て、（44），（45）は抵抗、（46），（47）は感熱抵抗
で、これらはブリッジ回路を形成している。感熱抵抗
（46）は測定セル（48）内に設けられ、感熱抵抗（47）
は標準セル（49）内に設けられている。測定セル（4
8）、標準セル（49）はそれぞれレーザ筐体（１）に連
絡する循環流路（48a），（49a）を有している。循環流
路（48a）は二方弁（50）を有し、三方弁（51）によっ
て標準セル（49）と連絡している。循環流路（49a）は
二方弁（52）およびハロゲン除去器（53）を有してい
る。（54）はハロゲンを除去したレーザ媒質のガス流、
（55）は電源、（56）はハロゲンガスである。FIG. 4 is a block diagram showing a measuring instrument using a heat sensitive resistor as an example of the halogen concentration measuring system (2). In the figure, (44) and (45) are resistances, (46) and (47). Are heat-sensitive resistors, which form a bridge circuit. The thermal resistance (46) is provided in the measuring cell (48) and the thermal resistance (47)
Are provided in the standard cell (49). Measuring cell (4
8), the standard cell (49) has circulation channels (48a) and (49a) which communicate with the laser housing (1). The circulation flow path (48a) has a two-way valve (50) and is connected to the standard cell (49) by a three-way valve (51). The circulation flow path (49a) has a two-way valve (52) and a halogen remover (53). (54) is the gas flow of the laser medium with the halogen removed,
(55) is a power source and (56) is a halogen gas.

次に動作について説明する。Next, the operation will be described.

第１図において、レーザ筐体（１）内のレーザ媒質の１
部が被測定レーザ媒質（３）としてハロゲン濃度測定系
（２）に導入され、その後測定済レーザ媒質（４）とし
て再びレーザ筐体（１）内に返還される。一方、ハロゲ
ン濃度測定系（２）からの測定信号（17）は制御系（1
6）に伝達され、制御信号（18）によって電磁バルブ
（７）および（８）の開閉が行われる。電磁バルフ
（７）および（８）が開く際にはこれに伴って制御系
（16）からの制御信号（19）によりポンプ（14）が一定
時間駆動し、レーザ筐体（１）内のレーザ媒質の１部が
オリフィス（13）を介して排気ガス（15）として捨てら
れる。この際、レーザ筐体（１）内のレーザ媒質は通常
大気圧以上の一定値になるように充填されているので、
流量抵抗としてオリフィス（13）を排気系に入れること
により、ポンプ（14）の代りに電磁バルブを設置し、こ
れを時間制御で開閉するだけでも一定量のレーザ媒質を
排気することが可能である。In FIG. 1, one of the laser media in the laser housing (1)
The part is introduced into the halogen concentration measuring system (2) as the laser medium to be measured (3), and then returned to the laser housing (1) again as the measured laser medium (4). On the other hand, the measurement signal (17) from the halogen concentration measurement system (2) is sent to the control system (1
6) and the control signal (18) opens and closes the electromagnetic valves (7) and (8). When the electromagnetic valves (7) and (8) are opened, the pump (14) is driven for a certain period of time by the control signal (19) from the control system (16), and the laser in the laser housing (1) is opened. Part of the medium is discarded as exhaust gas (15) via the orifice (13). At this time, since the laser medium in the laser housing (1) is usually filled to a constant value of atmospheric pressure or higher,
By inserting the orifice (13) into the exhaust system as a flow resistance, it is possible to exhaust a certain amount of laser medium by installing an electromagnetic valve instead of the pump (14) and opening and closing it with time control. .

その後、電磁バルブ（７），（８）が開となり、バッフ
ァ希釈ハロゲンガス（20）およびバッファ希釈希ガス
（21）がレーザ筐体（１）内に導入されるが、このとき
二次圧調整器（９），（10）およびオリフィス（11），
（12）の働きにより、電磁バルブ（７），（８）の開い
ている時間を制御するだけで上記のガスの導入量を正確
にコントロールできる。この場合バッファ希釈ハロゲン
ガスボンベ（５）中のハロゲン濃度と、バッファ希釈希
ガスボンベ（６）中の希ガス濃度は、両者が混合された
際に所定の値となるようにあらかじめ調整しておく。After that, the electromagnetic valves (7) and (8) are opened, and the buffer diluted halogen gas (20) and the buffer diluted rare gas (21) are introduced into the laser housing (1). At this time, the secondary pressure adjustment is performed. Vessels (9), (10) and orifices (11),
The function of (12) makes it possible to accurately control the amount of introduction of the above-mentioned gas only by controlling the opening time of the electromagnetic valves (7) and (8). In this case, the halogen concentration in the buffer-diluted halogen gas cylinder (5) and the rare gas concentration in the buffer-diluted rare gas cylinder (6) are adjusted in advance so as to have predetermined values when they are mixed.

第２図の制御系（16）においては、定電圧電源からの＋
15Vをツェナーダイオード（28）でさらに安定化し、こ
れを可変抵抗（24）および抵抗（25）で分割して、OPア
ンプ（23）の＋端子に一定の電圧を設定しておく。測定
信号入力用端子（22）に入る測定信号（17）の電圧が上
記＋端子の設定電圧を超えると、OPアンプ（23）の出力
電圧は＋側に飽和し、トランジスタ（30）にベース電流
が流れ、トランジスタ（30）がONすることにより、電磁
バルブ駆動用の電磁コイル（32）に電流が流れ、電磁バ
ルブ（７），（８）が開くことになる。レーザ筐体
（１）内のハロゲン濃度が所定値になると、測定信号
（17）の電圧はOPアンプ（23）の＋端子の電圧より低く
なり、電磁バルブ（７），（８）は閉じることになる。
抵抗（25），（27）および可変抵抗（26）は正帰還回路
であって、トランジスタ（30）のON,OFF動作を確実にす
るためのものである。ダイオード（29）は逆方向の過大
な信号をトランジスタ（30）に加えないための保護用に
設けられている。コンデンサ（33）は電磁コイル（32）
に発生する逆起電力を小さくなるために設けられてい
る。In the control system (16) in Fig. 2, + from the constant voltage power source
15V is further stabilized by a Zener diode (28), this is divided by a variable resistor (24) and a resistor (25), and a constant voltage is set to the + terminal of the OP amplifier (23). When the voltage of the measurement signal (17) entering the measurement signal input terminal (22) exceeds the set voltage of the + terminal, the output voltage of the OP amplifier (23) saturates to the + side and the base current flows through the transistor (30). When the transistor (30) is turned on, a current flows through the electromagnetic coil (32) for driving the electromagnetic valve, and the electromagnetic valves (7) and (8) are opened. When the halogen concentration in the laser housing (1) reaches a predetermined value, the voltage of the measurement signal (17) becomes lower than the voltage of the + terminal of the OP amplifier (23), and the electromagnetic valves (7) and (8) should be closed. become.
The resistors (25), (27) and the variable resistor (26) are a positive feedback circuit for ensuring ON / OFF operation of the transistor (30). The diode (29) is provided as a protection so as not to apply an excessive reverse signal to the transistor (30). The capacitor (33) is the electromagnetic coil (32)
It is provided to reduce the back electromotive force that occurs in the.

第３図の測定器においては、光源（36）からの光はそれ
ぞれミラー（37），（38）により反射され、測定セル
（34）および標準セル（35）を通り、再びミラー（4
1），（42）によって反射され検出器（43）に入る。２
つの光はモータ（39）で回転しているチョッパ（40）に
よってON,OFFされ、交互に検出器（43）に入るようにな
っている。標準セル（35）内には、レーザ筐体（１）内
のレーザ媒質の初期組成と同一組成の混合ガスが入れて
あり、測定セル（34）内には被測定レーザ媒質（３）が
導入され、この結果ハロゲンの減少量に対応した電圧が
検出器（43）に交流信号となって検知される。In the measuring instrument of FIG. 3, the light from the light source (36) is reflected by the mirrors (37) and (38), passes through the measuring cell (34) and the standard cell (35), and is again reflected by the mirror (4).
It is reflected by 1) and (42) and enters the detector (43). Two
The two lights are turned on and off by the chopper (40) rotating by the motor (39) and alternately enter the detector (43). The standard cell (35) contains a mixed gas having the same composition as the initial composition of the laser medium in the laser housing (1), and the measured laser medium (3) is introduced into the measurement cell (34). As a result, the voltage corresponding to the amount of decrease in halogen is detected by the detector (43) as an AC signal.

ここで同光学式測定に用いる吸収スペクトルとしては、
フッ素ガスに対しては例えば化学便覧、基礎編II、P129
5（丸善、1975年）に示されている290nmに吸収極大をも
つ連続吸収スペクトルが、また塩化水素ガスに対しては
例えばJ.A.Myer;J.chem.phys.vol.52 No1.266（1970）
に報告されている100〜220nmにわたる紫外吸収スペクト
ル、またはG.M.バロウ著島田章訳、The structure of m
olecules化学同人P83（1965年）に示されている振動ス
ペクトル2886cm^-1（Ｖ＝０→Ｖ＝１）、5668cm^-1（Ｖ＝
０→Ｖ＝２）、8374cm^-1（Ｖ＝０→Ｖ＝３）、10923cm
^-1（Ｖ＝０→Ｖ＝４）などが有用である。Here, as the absorption spectrum used for the optical measurement,
For fluorine gas, see, for example, Chemical Handbook, Basic Edition II, P129.
5 (Maruzen, 1975) shows a continuous absorption spectrum with an absorption maximum at 290 nm, and for hydrogen chloride gas, see JA Myer; J.chem.phys.vol.52 No1.266 (1970).
UV spectrum over 100-220 nm, or GM Burrow translated by Akira Shimada, The structure of m
olecules Chemistry Doujin P83 (1965) vibration spectrum 2886cm ^-1 (V = 0 → V = 1), 5668cm ^-1 (V =
0 → V = 2), 8374cm ^-1 (V = 0 → V = 3), 10923cm
^-1 (V = 0 → V = 4) is useful.

光源（36）としては、タングステンフィラメントラン
プ、水素放電管、重水素放電管、高圧水銀ランプ、キセ
ノンランプなどが使用でき、赤外域（振動スペクトルに
対応する）ではグロバー、Nernst glower、ガスマント
ル炭素棒、タングステンリボン半導体レーザなどが使用
できる。また検出器（43）としては、光電管、光電子増
倍管が使用でき、赤外域では熱電対、ボロメータ、Gola
yセル、光電導セルなどが使用できる。As the light source (36), a tungsten filament lamp, a hydrogen discharge tube, a deuterium discharge tube, a high-pressure mercury lamp, a xenon lamp, etc. can be used. In the infrared region (corresponding to the vibration spectrum), a glover, a Nernst glower, a gas mantle carbon rod. A tungsten ribbon semiconductor laser or the like can be used. As the detector (43), a phototube or a photomultiplier tube can be used. In the infrared region, a thermocouple, a bolometer, a Gola
y cells, photoconductive cells, etc. can be used.

第４図の測定器においては、まず、感熱抵抗（46），
（47）を測定セル（48）および標準セル内（49）内にそ
れぞれ配設し、電源（55）から電流ｉを流すことにより
感熱抵抗（46），（47）を加熱する。測定セル（48）お
よび標準セル（49）内に媒質が導入されると、感熱抵抗
（46），（47）の熱は同媒質の熱伝導作用により媒質中
を伝わって各セルに流れる。このために感熱抵抗の温度
は下がり、電気抵抗値が減少する。従って各電気抵抗値
は感熱抵抗を取りまく媒質の熱伝導率によって決まる。
そこで抵抗（44），（45）と感熱抵抗（46），（47）と
でブリッジ回路を組み、測定セル（48）および標準セル
（49）内に同一組成の媒質が存在するときにブリッジが
平衡になるように、すなわちＡ点とＢ点の電位が同じに
なるように各抵抗値を選定する。その後、測定セル（4
8）内にレーザ媒質を導入し、標準セル（49）内にハロ
ゲンのみを除去したレーザ媒質を導入すると、ハロゲン
の有無に基づく熱伝導率の差から感熱抵抗（46），（4
7）の温度が異なる値となり、ブリッジの平衝が崩れ、
Ａ点とＢ点間に不平衝電位差Ｅが生ずる。この不平衝電
位差と標準セル（49）内の媒質の熱伝導度率λおよび測
定セル（48）の媒質の熱伝導率λ′、感熱抵抗の電気抵
抗値の温度係数αとの間にはＥ∝α×（λ−λ′）／λ
の関係がある。In the measuring instrument of FIG. 4, first, the thermal resistance (46),
(47) is arranged in each of the measurement cell (48) and the standard cell (49), and the heat sensitive resistances (46) and (47) are heated by passing a current i from the power source (55). When the medium is introduced into the measurement cell (48) and the standard cell (49), the heat of the heat sensitive resistors (46) and (47) is transmitted through the medium by the heat conduction action of the medium and flows into each cell. For this reason, the temperature of the heat sensitive resistance is lowered and the electric resistance value is reduced. Therefore, each electric resistance value is determined by the thermal conductivity of the medium surrounding the heat-sensitive resistance.
Therefore, a resistor (44), (45) and a heat-sensitive resistor (46), (47) form a bridge circuit, and when the medium of the same composition exists in the measurement cell (48) and the standard cell (49), the bridge is formed. Each resistance value is selected so as to be in equilibrium, that is, the potentials at points A and B are the same. Then the measuring cell (4
When the laser medium is introduced into the standard cell (8) and the halogen-free laser medium is introduced into the standard cell (49), the thermal resistance (46), (4)
The temperature of 7) becomes a different value, the equilibrium of the bridge collapses,
An unbalanced potential difference E is generated between points A and B. Between this unbalance potential difference, the thermal conductivity λ of the medium in the standard cell (49), the thermal conductivity λ ′ of the medium in the measuring cell (48), and the temperature coefficient α of the electric resistance of the heat-sensitive resistance, E ∝α × (λ−λ ′) / λ
Have a relationship.

一方ガス導入部は次のように構成される。まず二方弁
（50）は開き、三方弁（51）は測定セル（48）と標準セ
ル（49）を結ぶ方向に開き、二方弁（52）は閉じた状態
で、レーザ媒質（３）は測定セル（48）および標準セル
（49）を経てレーザ筐体（１）へ戻るというループで循
環する。測定の際には三方弁（51）は測定セル（48）と
レーザ筐体（１）を結ぶ方向に開き、レーザ媒質（３）
は測定セル（48）内のみを循環する。一方、二方弁（5
2）は開となり、レーザ媒質（３）はハロゲン除去器（5
3）を通り、ハロゲンを除去したレーザ媒質（54）とな
り標準セル（49）に導入される。この時返還ガスはハロ
ゲンを除去したレーザ媒質となっているので、レーザ筐
体（１）に戻る際にハロゲンガス（56）が電磁バルブ
（７）およびオリフィス（11）を介して添加される。電
磁バルブ（７）の開閉は前記と同様にして制御される。On the other hand, the gas introduction section is configured as follows. First, the two-way valve (50) is opened, the three-way valve (51) is opened in the direction connecting the measurement cell (48) and the standard cell (49), and the two-way valve (52) is closed, with the laser medium (3). Circulate in a loop through the measuring cell (48) and the standard cell (49) back to the laser housing (1). During measurement, the three-way valve (51) opens in the direction connecting the measurement cell (48) and the laser housing (1), and the laser medium (3)
Circulates only in the measuring cell (48). On the other hand, the two-way valve (5
2) is open and the laser medium (3) is the halogen remover (5
After passing through 3), it becomes a laser medium (54) from which halogen has been removed and is introduced into the standard cell (49). At this time, since the return gas is a laser medium from which halogen has been removed, the halogen gas (56) is added through the electromagnetic valve (7) and the orifice (11) when returning to the laser housing (1). The opening / closing of the electromagnetic valve (7) is controlled in the same manner as described above.

これらの媒質の循環動力としては循環用ポンプを新たに
設置してもよいが、エキシマレーザ装置はパルス発振を
くり返す際に必ずレーザ媒質を筐体内で循環させておか
ねばならず、通常ラインフローファンなどが設けられて
いるので、これらのファンの吹出し側と吸い込み側との
差圧を利用してもよい。A circulating pump may be newly installed as the circulating power for these media, but the excimer laser device must always circulate the laser medium in the case when repeating pulse oscillation, and normally the line flow is used. Since a fan or the like is provided, the differential pressure between the blowing side and the suction side of these fans may be used.

ハロゲン除去器（53）としては、ソーダ石灰、活性炭、
ゼオライト、シリカゲルなどの吸着剤、もしくはチタ
ン、カルシウム、ジルコニウムなどのゲッタ材料を用い
るもの、または冷却トラップによるものを使用すること
ができる。As halogen remover (53), soda lime, activated carbon,
It is possible to use an adsorbent such as zeolite or silica gel, or a getter material such as titanium, calcium or zirconium, or a cooling trap.

なお、上記実施例では、第３図において、標準セル（3
5）内にはレーザ筐体（１）内のレーザ媒質の初期組成
と同一組成の混合ガスを入れ、測定セル（34）内に被測
定レーザ媒質（３）を導入し、ハロゲン減少量に対応し
た信号を取り出すようにしたが、第４図の場合と同様
に、標準セル（35）内にハロゲンのみを除去した被測定
レーザ媒質を導入し、ハロゲンの絶対量に対応した信号
を取り出すように構成してもよい。この場合、標準セル
（35）を逸出してくるガスにハロゲンガスを新たに添加
して（添加量は測定信号で制御）からレーザ筐体（１）
に戻すように構成してもよい。In the above embodiment, the standard cell (3
A mixed gas having the same composition as the initial composition of the laser medium in the laser housing (1) is put in 5), and the laser medium to be measured (3) is introduced into the measuring cell (34) to cope with the amount of halogen reduction. However, as in the case of FIG. 4, the measured laser medium from which only halogen has been removed is introduced into the standard cell (35) so that the signal corresponding to the absolute amount of halogen is taken out. You may comprise. In this case, a halogen gas is newly added to the gas that escapes from the standard cell (35) (the amount added is controlled by the measurement signal) and then the laser housing (1)
It may be configured to return to.

また、上記実施例のうち、アルゴン、フッ素およびバッ
ファガスをレーザ媒質とするエキシマレーザは193nm
に、クリプトン、フッ素およびバッファガスをレーザ媒
質とするエキシマレーザは248nmにそれぞれ発振波長を
もち、いずれの波長も290nmをピークとするフッ素ガス
の連続吸収スペクトル内にあるので、これらのレーザ出
力の一部をフッ素ガス測定用の光源として利用すること
が可能である。Further, among the above-mentioned examples, the excimer laser using argon, fluorine and a buffer gas as a laser medium is 193 nm.
In addition, excimer lasers using krypton, fluorine, and buffer gas as the laser medium each have an oscillation wavelength of 248 nm, and both wavelengths are within the continuous absorption spectrum of fluorine gas with a peak of 290 nm. The part can be used as a light source for measuring fluorine gas.

さらに、エキシマレーザは１つの筐体でレーザ媒質を変
えることにより、193〜351nmの領域内に分布する波長の
レーザ光を取り出すという仕様で用いられるのが通常で
あるので、上記の290nmに吸収極大をもつフッ素の連続
吸収スペクトルと、100〜220nmにわたる塩化水素の紫外
吸収スペクトルとがオーバラップする領域内に発光波長
をもつ光源を用いれば、ハロゲンとしていずれを用いた
場合でも測定が可能であり、２つの光源を準備しなくて
すむので合理的である。Further, since the excimer laser is usually used in such a specification that the laser light of the wavelength distributed in the region of 193 to 351 nm is taken out by changing the laser medium in one case, the absorption maximum at the above 290 nm is obtained. Using a light source having an emission wavelength in the region where the continuous absorption spectrum of fluorine with and the ultraviolet absorption spectrum of hydrogen chloride over 100 to 220 nm overlap each other, it is possible to measure using either halogen. It is rational because it does not need to prepare two light sources.

第２図の制御系は１例としてオンオフ制御を示したが、
例えば比例制御、積分制御、微分制御、PID制御などの
制御系を用いても差支えない。また、光学式測定装置も
被測定ガスと標準ガスの吸光度の差を検出するための光
源と検出器を備えていさえすれば、他の構成の装置を使
用してもよい。The control system of FIG. 2 shows on / off control as an example.
For example, a control system such as proportional control, integral control, derivative control, PID control may be used. Further, the optical measuring device may use a device having another configuration as long as it has a light source and a detector for detecting a difference in absorbance between the gas to be measured and the standard gas.

同様に、ハロゲンや希ガスの注入方式としても、電磁バ
ルブのオンオフの代りに流量制御機能をもつ素子を用い
てもよい。Similarly, as a halogen or rare gas injection method, an element having a flow rate control function may be used instead of turning on / off the electromagnetic valve.

〔The invention's effect〕

以上のように、この発明によれば、レーザ媒質中のハロ
ゲン濃度を測定し、同測定信号によりレーザ媒質の再生
工程を制御するようにしたので、従来のような制御系の
発散やハロゲンの過剰消費をなくすことができる。As described above, according to the present invention, the halogen concentration in the laser medium is measured, and the reproduction process of the laser medium is controlled by the measurement signal. It can eliminate consumption.

[Brief description of drawings]

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は制御
系を示す接続図、第３図は光学式測定器を示す構成図、
第４図は感熱抵抗体を用いた測定器を示す構成図、第５
図は従来例を示す構成図である。各図中、同一符号は同一または相当部分を示し、（１）
はレーザ筐体、（２）はハロゲン濃度測定系、（３）は
被測定レーザ媒質、（４）は測定済レーザ媒質、（５）
はバッファ希釈ハロゲンガスボンベ、（６）はバッファ
希釈希ガスボンベ、（16）は制御系、（34），（48）は
測定セル、（35），（49）は標準セル、（36）は光源、
（43）は検出器、（46），（47）は感熱抵抗、（53）は
ハロゲン除去器である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a connection diagram showing a control system, and FIG. 3 is a block diagram showing an optical measuring device.
FIG. 4 is a block diagram showing a measuring instrument using a heat-sensitive resistor, and FIG.
The figure is a block diagram showing a conventional example. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts, and (1)
Is a laser housing, (2) is a halogen concentration measuring system, (3) is a measured laser medium, (4) is a measured laser medium, and (5).
Is a buffer diluted halogen gas cylinder, (6) is a buffer diluted rare gas cylinder, (16) is a control system, (34) and (48) are measuring cells, (35) and (49) are standard cells, (36) is a light source,
(43) is a detector, (46) and (47) are heat-sensitive resistors, and (53) is a halogen remover.

Claims

[Claims]

1. An excimer laser device using a rare gas, a halogen and a buffer gas as a laser medium, wherein the halogen concentration in the laser medium is measured, and a reproduction signal of the laser medium is controlled by the measurement signal. Excimer laser device.

2. The excimer laser device according to claim 1, wherein the halogen concentration is measured by an optical method or a thermosensitive resistor.

3. A method of reproducing a laser medium, wherein part or all of the laser medium in use is replaced by fresh laser medium.
An excimer laser device according to item 2 or item 2.

4. The excimer laser device according to claim 1 or 2, wherein in the step of reproducing the laser medium, only halogen or halogen and a rare gas are added in an appropriate amount.