JPH081973B2 - Excimer laser particle trap device - Google Patents
Excimer laser particle trap deviceInfo
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- JPH081973B2 JPH081973B2 JP4025240A JP2524092A JPH081973B2 JP H081973 B2 JPH081973 B2 JP H081973B2 JP 4025240 A JP4025240 A JP 4025240A JP 2524092 A JP2524092 A JP 2524092A JP H081973 B2 JPH081973 B2 JP H081973B2
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、エキシマレーザのレー
ザ管内における高電圧・大電流の放電が原因でレーザガ
ス中に発生するレーザ発振に有害な微粒子状の不純物を
取り除く技術に係り、特にレーザガスの初期状態を維持
しガス寿命を延ばすのに有効な(特に希ガスハライド系
のエキシマレーザに有効)エキシマレーザ用微粒子トラ
ップ装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for removing particulate impurities harmful to laser oscillation generated in laser gas due to discharge of high voltage and large current in a laser tube of an excimer laser, and particularly to The present invention relates to an excimer laser particle trap device effective for maintaining an initial state and extending a gas life (particularly effective for a rare gas halide excimer laser).
【0002】[0002]
【従来の技術】レーザガスに化学的活性の高いハロゲン
ガスを使用する希ガスハライド系のエキシマレーザで
は、レーザ発振のための放電が原因となってレーザ発振
に有害な不純物が発生する。この不純物を除去するため
に、例えば、高温型、低温型のガス処理装置が知られて
いる。しかし、これらの装置は主にガス系不純物を対象
としているため、今後実用化が期待される数百W級のエ
キシマレーザでの大量発生が懸念される微粒子状の不純
物に対しては長時間にわたってその能力が発揮できない
と考えられる。簡単な対策としては、これらの装置の大
型化を図ることがあげられるが、レーザ装置本体よりも
大型となることが予想され、現実的ではない。また、ガ
スポンプと配管を用いて、レーザ管本体とガス処理装置
との間に微粒子除去専用のガス循環系をつくり、フィル
タによりレーザガスを濾過する方法が考えられるが、フ
ィルタの目づまりなどにより、微粒子状の不純物を除去
する能力を長時間にわたりその発生量を上回る値に維持
するのは困難である。2. Description of the Related Art In a rare gas halide excimer laser using a halogen gas having a high chemical activity as a laser gas, a discharge for laser oscillation causes a harmful impurity for laser oscillation. In order to remove this impurity, for example, high-temperature type and low-temperature type gas treatment devices are known. However, since these devices mainly target gas-type impurities, it takes a long time for fine-grained impurities that may be generated in large quantities in the excimer laser of several hundred W class, which is expected to be put to practical use in the future. It is thought that the ability cannot be exhibited. A simple measure is to increase the size of these devices, but this is not realistic because it is expected to be larger than the laser device main body. Also, by using a gas pump and piping, a method of making a gas circulation system exclusively for removing fine particles between the laser tube main body and the gas processing device and filtering the laser gas with a filter can be considered, but due to clogging of the filter, etc. It is difficult to maintain the ability to remove particulate impurities over a long period of time at a value exceeding the amount generated.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、希ガ
スハライド系エキシマレーザで発生する微粒子状の不純
物を除去する微粒子トラップ装置のトラップ性能が、累
積トラップ量が増えるにつれて低下するのを防止するに
ある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to prevent the trap performance of a particulate trap device for removing particulate impurities generated by a rare gas halide excimer laser from decreasing as the accumulated trap amount increases. There is.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】エキシマレーザで要求さ
れる微粒子除去装置の要求仕様には、保守点検が容易
で、保守点検の周期が長いことが含まれる。これは、エ
キシマレーザ(特にハライド系エキシマレーザ)本体を
大気に曝した場合、大気中の水分等の影響を受けてレー
ザ出力が低下しやすい等の問題が発生するため保守点検
が欠かせないが、その間隔ができるだけ永いことが望ま
しいからである。Means for Solving the Problems The required specifications of a particle removal device required for an excimer laser include easy maintenance and long maintenance intervals. This is because maintenance of the excimer laser (particularly the halide excimer laser) is indispensable because exposure of the body of the excimer laser (especially, the halide excimer laser) to the atmosphere may cause a decrease in the laser output due to the influence of moisture in the atmosphere. This is because it is desirable that the interval be as long as possible.
【0005】そこで、発明者等は、エキシマレーザガス
と不純物微粒子の比重がわずかに違う(不純物微粒子は
レーザガス中で沈降する)ことに着目し、両者に加速度
を与えることにより微粒子を分離収集する方法を考案し
た。さらにこの方法によれば、従来の濾過型フィルタの
ようにトラップ装置に収集された微粒子の量が増えても
それがトラップ性能に影響を与えにくい。Therefore, the inventors of the present invention focused on the fact that the specific gravities of the excimer laser gas and the impurity fine particles are slightly different (the impurity fine particles settle in the laser gas), and a method of separating and collecting the fine particles by accelerating them is proposed. Devised. Furthermore, according to this method, even if the amount of fine particles collected in the trap device increases, unlike the conventional filtration type filter, it is unlikely to affect the trap performance.
【0006】上記の課題は、密封容器内に配置され、レ
ーザ発生に伴ってレーザ媒質であるレーザガス内で発生
する微粒子を該レーザガスから分離するエキシマレーザ
用微粒子トラップ装置を、回転軸と、該回転軸の周囲に
該回転軸に結合して形成された外周体と該外周体の回転
軸方向両端部を形成する二つの壁面を含んでなる中空の
容器と、前記回転軸を前記密封容器の壁面を挟んで配置
された磁気カップリングを介して回転駆動する駆動手段
と、前記中空の容器の回転軸方向の一方の端部を形成す
る壁面の該回転軸近傍に開口したガス導入口を有して微
粒子を含むレーザガスを中空容器内に導入するレーザガ
ス導入手段と、前記中空の容器の回転軸方向の他方の端
部を形成する壁面の該回転軸近傍に開口したガス排出口
を有して該中空の容器から導入されたレーザガスを排出
するレーザガス排出手段と、を含んで構成し、前記レー
ザガス導入手段は前記中空の容器の回転軸方向の前記一
方の端部を形成する壁面及びその内部に配置され、前記
回転軸で駆動されるものとすることによって達成され
る。The above-mentioned problem is solved by using a particle trap device for an excimer laser, which is arranged in a hermetically sealed container and separates particles generated in a laser gas, which is a laser medium, when the laser is generated from the laser shaft and the rotating shaft. Around the axis
Rotation of the outer peripheral member and the outer peripheral member which is formed by bonding to said rotation axis
A hollow container including two wall surfaces forming both axial end portions, and the rotary shaft arranged with the wall surface of the hermetically sealed container interposed therebetween.
And a drive means for rotationally driving it via a magnetic coupling, and one end of the hollow container in the rotation axis direction is formed.
Has a gas inlet opening near the axis of rotation of the wall
A laser gas for introducing a laser gas containing particles into a hollow container.
Introduction means and the other end of the hollow container in the rotation axis direction
Gas outlet opening in the vicinity of the rotation axis of the wall surface forming the part
Discharge the laser gas introduced from the hollow container having
Laser gas exhausting means for
The gas introducing means is the one in the direction of the rotation axis of the hollow container.
Is disposed on the inner wall surface that forms one end and
It is achieved by being driven by a rotating shaft .
【0007】上記の課題はまた、中空の容器の内部に回
転軸を中心として放射状に配置され、半径方向端部が回
転軸及びまたは外周体に固定された放射状フィンを設け
た請求項1に記載のエキシマレーザ用微粒子トラップ装
置によっても達成される。[0007] The above object is also achieved, times into the hollow of the container
The present invention can also be achieved by the particle trap device for excimer laser according to claim 1, further comprising radial fins radially arranged around the rolling axis and having radial ends fixed to the rotation axis and / or the outer peripheral body.
【0008】上記の課題はまた、外周体の一部あるいは
全部を、レーザガスを透過し微粒子を透過しない材料で
構成した請求項1または2に記載のエキシマレーザ用微
粒子トラップ装置によっても達成される。[0008] The above-mentioned problems are also caused by a part of the outer peripheral body or
All are made of a material that is permeable to laser gas and impermeable to particulates.
The fine structure for excimer laser according to claim 1 or 2, which is configured.
It is also achieved by a particle trap device .
【0009】上記の課題はまた、外周体の円周方向の一
部あるいは全周に微粒子溜りを設け、外周体の一部ある
いは全部を内層、外層の二層構造として該2層間に環状
の空間を形成し、回転軸に近い内層の外周体内面に単数
または複数の外層側に凸な窪みを形成し、該窪みの中央
部に該内層の半径方向外側と内側とを連通する開口を形
成し、該開口に半径方向外向きに該中空の容器が回転時
にのみ回転の作用で開く弁を設けた請求項1〜3のうち
のいずれかに記載のエキシマレーザ用微粒子トラップ装
置によっても達成される。[0009] The above-mentioned problems also occur in the circumferential direction of the outer peripheral body.
Part or the entire circumference is provided with a fine particle pool, and there is a part of the outer peripheral body
Or, the entire structure is a two-layer structure consisting of an inner layer and an outer layer.
To form the space of the inner surface of the inner layer near the rotation axis
Alternatively, a convex depression is formed on the outer layer side and the center of the depression is formed.
An opening that connects the inside and the outside of the inner layer in the radial direction.
When the hollow container is rotated radially outward in the opening
A valve which opens only by the action of rotation is provided only in
The particle trap device for excimer laser according to any one of
It is also achieved by placing .
【0010】上記の課題はまた、微粒子溜りの位置を回
転体の回転半径の回転半径の極大値あるいは最大値を示
す部分とした請求項4に記載のエキシマレーザ用微粒子
トラップ装置によっても達成される。[0010] The above problem also involves changing the position of the particle pool.
Indicates the maximum or maximum value of the radius of gyration of the rolling element.
The excimer laser fine particles according to claim 4, wherein
It is also achieved by a trap device .
【0011】上記の課題はまた、中空の容器の内面の一
部または全部を摩擦係数の小さな物質で覆った請求項1
〜5のいずれかに記載のエキシマレーザ用微粒子トラッ
プ装置によっても達成される。[0011] The above-mentioned problems are also related to the inner surface of the hollow container.
A part or all of which is covered with a substance having a small friction coefficient.
5. The fine particle trap for excimer laser according to any one of
It can also be achieved by a device .
【0012】上記の課題はまた、回転軸をエキシマレー
ザの循環ファン用の駆動軸と共用するとともに、循環フ
ァンの軸方向側板に接して中空の容器のガス導入口を備
えた軸方向端部の壁面を配置し、該軸方向側板に前記中
空の容器のガス導入口と合致する開口を設けた請求項1
〜6のいずれかに記載のエキシマレーザ用微粒子トラッ
プ装置によっても達成される。[0012] The above-mentioned problem is also solved by changing the rotating shaft to an excimer
In addition to being used as a drive shaft for the circulation fan,
A gas inlet for a hollow container is provided in contact with the axial side plate of the fan.
The wall surface at the end in the axial direction is arranged, and
An opening provided with a gas inlet of an empty container.
7. The particle trap for excimer laser according to any one of
It can also be achieved by a device .
【0013】[0013]
【作用】エキシマレーザのレーザガス中で発生する微粒
子状不純物は、レーザ発振を停止してガス循環用のファ
ンを止めると、時間はかかるもののレーザ管の底に沈澱
するので、レーザガスより比重が大きいことがわかる。
従って、容器の中に微粒子状不純物を含んだレーザガス
を入れて容器を回転させれば、回転による加速度によ
り、比重の大きな不純物微粒子だけが回転容器の内壁面
に圧着堆積されてレーザガスと不純物微粒子が分離でき
る。さらに不純物微粒子は圧着作用による積層構造によ
りその体積が減少し比較的小型の装置ですむとともに、
従来の濾過型フィルタ方式に比べて目詰りの問題もない
ので長時間の稼働における除去能力の低下も発生しにく
い。[Function] The particulate impurities generated in the laser gas of the excimer laser have a larger specific gravity than the laser gas, because if the laser oscillation is stopped and the gas circulation fan is stopped, it will precipitate at the bottom of the laser tube although it will take time. I understand.
Therefore, if the laser gas containing fine particle impurities is put in the container and the container is rotated, only the impurity particles having a large specific gravity are pressure-bonded and deposited on the inner wall surface of the rotating container due to the acceleration due to the rotation, so that the laser gas and the impurity particles are separated. Can be separated. Furthermore, the volume of impurity particles is reduced due to the laminated structure due to the pressure bonding action, and a relatively small device can be used.
Since there is no problem of clogging as compared with the conventional filtration type filter system, deterioration of the removal capacity during long-time operation is unlikely to occur.
【0014】[0014]
【実施例】以下、図1を参照して本発明の第1の実施例
であるエキシマレーザ用微粒子トラップ装置を説明す
る。図1は、該第一の実施例の構造を示す断面図であ
り、図示のエキシマレーザ用微粒子トラップ装置は、円
周面にレーザガス供給口2およびレーザガス排気口3が
設けられ軸方向の一方の端部が隔壁14で、他方の端部
が隔壁14Aでそれぞれ密封されているほぼ円筒形の密
封容器1と、該密封容器1の内部に密封容器1と同心状
に配置された円筒状の中空の容器である回転体5と、該
回転体5の回転中心に機械的に結合されかつ該回転体5
の両端に突出した回転軸7と、密封容器1の内面に取付
けられ前記回転軸7の両端の前記突出部を回転可能に支
持する軸受部9を備えた一対の支柱8と、前記回転軸の
隔壁14側端部に装着された磁気カップリング15A
と、該磁気カップリング15Aに磁気カップリング15
Bを前記隔壁14を隔てて同軸上に位置させて前記密閉
容器1の隔壁14側端部に固定された外部モータ16
と、を含んで構成されている。前記回転体5の外周面と
密閉容器1の内周面の間には、前記回転体5の回転に必
要な最小限の隙間が形成されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A particle trap device for excimer lasers, which is a first embodiment of the present invention, will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of the first embodiment. The illustrated excimer laser particle trapping device is provided with a laser gas supply port 2 and a laser gas exhaust port 3 on its circumferential surface and is provided on one side in the axial direction. A substantially cylindrical sealed container 1 whose end is a partition wall 14 and the other end is sealed by a partition wall 14A, and a cylindrical hollow which is arranged concentrically with the sealed container 1 inside the sealed container 1. Of the rotating body 5 which is a container of the rotating body 5 and the rotating body 5 mechanically coupled to the center of rotation of the rotating body 5.
Of the rotating shaft 7, the rotating shaft 7 projecting at both ends of the rotating shaft 7, the pair of support columns 8 provided on the inner surface of the sealed container 1 and rotatably supporting the projecting portions at both ends of the rotating shaft 7, Magnetic coupling 15A attached to the end of the partition wall 14
And the magnetic coupling 15A to the magnetic coupling 15A.
External motor 16 fixed to the partition wall 14 side end portion of the hermetic container 1 is positioned coaxially with B separating the partitions 14
And are included. A minimum gap required for rotation of the rotating body 5 is formed between the outer peripheral surface of the rotating body 5 and the inner peripheral surface of the closed container 1.
【0015】前記回転体5は、円筒状の外周体4と、該
外周体4の軸方向両端部を塞ぐ回転軸面6−1,6−2
と、該回転軸面6−1の中心部に設けられてガス導入口
10をなす開口部と、前記回転軸面6−2の中心部に設
けられてガス排出口12をなす開口部と、前記回転軸面
6−1の内面側に装着され該前記回転軸面6−1ととも
に回転してガス導入口10を経て回転体5外の気体を回
転体5内に吸引する遠心ファン11と、前記外周体4の
内周面に垂直にかつ該外周体4の軸線に平行に前記回転
軸7の周囲に放射状に等間隔に配置された8枚のフィン
13と、を含んで構成されている。遠心ファン11は、
回転軸面6−1の内面側に該回転軸面6−1と平行に配
置された回転軸面6−3と、回転軸面6−1と回転軸面
6−3の間に両者を結んで半径方向に放射状に配置され
た12枚の羽根11Aを含んで形成され、微粒子17を
含むレーザガス18を前記回転体5内に導入する手段を
なしている。前記ガス排出口12が、レーザガス18を
回転体から排出する手段をなしている。The rotating body 5 has a cylindrical outer peripheral body 4 and rotary shaft surfaces 6-1 and 6-2 for closing both axial ends of the outer peripheral body 4.
An opening formed in the center of the rotary shaft surface 6-1 to form the gas inlet 10, and an opening formed in the center of the rotary shaft surface 6-2 to form the gas outlet 12. A centrifugal fan 11 mounted on the inner surface side of the rotating shaft surface 6-1 and rotating together with the rotating shaft surface 6-1 to suck the gas outside the rotating body 5 into the rotating body 5 through the gas inlet 10. Eight fins 13 are arranged at equal intervals in a radial direction around the rotary shaft 7 perpendicularly to the inner peripheral surface of the outer peripheral body 4 and parallel to the axis of the outer peripheral body 4. . The centrifugal fan 11 is
A rotary shaft surface 6-3 arranged in parallel to the rotary shaft surface 6-1 on the inner surface side of the rotary shaft surface 6-1 and the rotary shaft surface 6-1 and the rotary shaft surface 6-3 are connected to each other. Is formed by including 12 blades 11A radially arranged in the radial direction, and constitutes a means for introducing the laser gas 18 containing the fine particles 17 into the rotating body 5. The gas discharge port 12 serves as a means for discharging the laser gas 18 from the rotating body.
【0016】前記8枚のフィン13は、回転体5の回転
中心部で相互に結合されてその中心軸が回転体5の回転
中心軸と一致するスリーブ13Aを形成し、前記回転軸
7は該スリーブ13Aに挿通されかつ該スリーブ13A
に固定されている。前記遠心ファンの一部をなす回転軸
面6−3の中心部は回転軸面6−1側に延長された前記
スリーブ13Aに結合されている。また、前記フィン1
3の軸方向両端部は、それぞれ回転軸面6−2と回転軸
面6−3とから離れており、その隙間は回転体5内に吸
入された流体の通路をなしている。The eight fins 13 are coupled to each other at the center of rotation of the rotary body 5 to form a sleeve 13A whose central axis coincides with the central axis of rotation of the rotary body 5, and the rotary shaft 7 is Inserted through the sleeve 13A and the sleeve 13A
It is fixed to. The central portion of the rotary shaft surface 6-3 forming a part of the centrifugal fan is coupled to the sleeve 13A extending toward the rotary shaft surface 6-1. Also, the fin 1
Both axial end portions of 3 are separated from the rotary shaft surface 6-2 and the rotary shaft surface 6-3, respectively, and the gap therebetween forms a passage for the fluid sucked into the rotating body 5.
【0017】回転軸7は、前記軸受部9により軸方向に
は動かないように拘束され、周方向に自由に回転できる
ような構造となっていて、前記外部モータ16に、磁気
カップリング15A,Bを介して回転駆動される。The rotary shaft 7 is constrained by the bearing portion 9 so as not to move in the axial direction, and is structured so as to be freely rotatable in the circumferential direction. The external motor 16 has a magnetic coupling 15A, It is rotationally driven via B.
【0018】次に、図1で示した実施例の動作について
述べる。レーザガス供給口2から不純物微粒子17を含
んだレーザガス18が外部のエキシマレーザ管(図示せ
ず)から密封容器1の内部に供給される。外部モ−タ1
6の回転運動は、隔壁14を通して磁気カップリング1
5A,Bにより回転軸7に伝達され、回転軸7及び該回
転軸7に結合された回転体5が回転する。この回転によ
り、回転体5を構成する回転軸面6−1の内側の遠心フ
ァン11も共に回転し、その作用で遠心ファン11内部
のガス圧力が下がり、不純物微粒子17を含んだレーザ
ガス18が回転軸面6−1に開けられたガス導入口10
から回転体5の内部に流入する。回転体5の内部に流入
した不純物微粒子17を含んだレーザガス18は回転体
5と遠心ファン11の回転により該回転体5とともに回
転し、外向きの加速度19を受ける。不純物微粒子17
の比重Mはレーザガス18の比重mよりも大きい。そこ
で、レーザガス18の比重mを基準としてレーザガス1
8と不純物微粒子17の両者にかかる半径方向外向きの
加速度の差Δaを比重の差の割合R=(M−m)/mを
用いて算出すると、数1のようになる。Next, the operation of the embodiment shown in FIG. 1 will be described. A laser gas 18 containing impurity fine particles 17 is supplied from the laser gas supply port 2 to the inside of the sealed container 1 from an external excimer laser tube (not shown). External motor 1
Rotational movement of 6 through the bulkhead 14 causes magnetic coupling 1
5A and 5B transmits the rotation shaft 7 to rotate the rotation shaft 7 and the rotating body 5 coupled to the rotation shaft 7. Due to this rotation, the centrifugal fan 11 inside the rotary shaft surface 6-1 that constitutes the rotating body 5 also rotates, and the gas pressure inside the centrifugal fan 11 drops due to the action, and the laser gas 18 containing the impurity fine particles 17 rotates. Gas introduction port 10 opened on the shaft surface 6-1
Flows into the rotating body 5. The laser gas 18 containing the impurity fine particles 17 flowing into the rotating body 5 rotates together with the rotating body 5 by the rotation of the rotating body 5 and the centrifugal fan 11, and receives an outward acceleration 19. Impurity fine particles 17
The specific gravity M of is larger than the specific gravity m of the laser gas 18. Therefore, based on the specific gravity m of the laser gas 18, the laser gas 1
8 is calculated using the ratio R of the specific gravity difference R = (M−m) / m, the difference Δa in the radial outward acceleration applied to both No. 8 and the impurity fine particles 17.
【0019】Δa=R・rω2 …… (数1) ここで、rは回転半径、ωは回転体5の回転角速度であ
る(厳密にはレーザガス及び該レーザガス中の不純物微
粒子の回転角速度と回転体5の回転角速度とは異なる
が、実質的には同一として扱ってよい)。ちなみに、不
純物微粒子17とレーザガス18の比重の差の割合Rを
千分の一、外周体4の内面20の回転半径rを0.1
m、回転角速度ωを314.2/秒(3000rpm)
とすると、外周体4の内面20上での加速度の差Δaは
約1G(G=9.8m/s2)となる。その結果、不純
物微粒子17は外周体4の内面20の上に押し付けら
れ、レーザガス18から分離除去される。この時、回転
軸面6−1の内面に設けられた遠心ファン11の回転に
よる排気効果により、回転体5内ではガス圧力が高くな
っているので、不純物微粒子17が除去されたレーザガ
ス18は回転軸面6−2に開けられたガス排出口12か
ら回転体5の外に排出される。回転体5から密閉容器1
内に排出された不純物微粒子17が除去されたレーザガ
ス18は、密封容器1に設けられたレーザガス排気口3
から排気されて、図1中では記載のないガスポンプ等を
介してもとのエキシマレーザ管本体に直接戻されるか、
または高温型、低温型等のレーザガス処理装置を通して
エキシマレーザ管本体に送られる。レーザガス18は上
述の循環を繰り返す。分離された不純物微粒子17は外
周体4の内面20の上に押し付けられ、順次堆積され
る。Δa = R · rω 2 (Equation 1) where r is the radius of rotation, and ω is the rotational angular velocity of the rotor 5 (strictly speaking, the rotational angular velocity and rotation of the laser gas and the impurity fine particles in the laser gas). Although it is different from the rotational angular velocity of the body 5, they may be treated as substantially the same). By the way, the ratio R of the difference in specific gravity between the impurity fine particles 17 and the laser gas 18 is 1/1000, and the radius of rotation r of the inner surface 20 of the outer peripheral body 4 is 0.1.
m, rotational angular velocity ω 314.2 / sec (3000 rpm)
Then, the acceleration difference Δa on the inner surface 20 of the outer peripheral body 4 is about 1 G (G = 9.8 m / s 2 ). As a result, the impurity fine particles 17 are pressed onto the inner surface 20 of the outer peripheral body 4 and separated and removed from the laser gas 18. At this time, since the gas pressure inside the rotating body 5 is high due to the exhaust effect of the rotation of the centrifugal fan 11 provided on the inner surface of the rotating shaft surface 6-1, the laser gas 18 from which the impurity fine particles 17 are removed rotates. The gas is discharged from the gas discharge port 12 opened on the shaft surface 6-2 to the outside of the rotating body 5. Rotating body 5 to closed container 1
The laser gas 18 from which the impurity fine particles 17 discharged inside are removed is the laser gas exhaust port 3 provided in the sealed container 1.
Is it exhausted from and returned directly to the original excimer laser tube body via a gas pump or the like not shown in FIG.
Alternatively, it is sent to the excimer laser tube body through a high temperature type or low temperature type laser gas processing device. The laser gas 18 repeats the above circulation. The separated impurity fine particles 17 are pressed onto the inner surface 20 of the outer peripheral body 4 and sequentially deposited.
【0020】図2および図3は、上記第一の実施例での
回転体5の構造と働きを説明するための断面図である。
図2(a)、(b)、(c)は、それぞれ図1のA−
A、B−BおよびC−C矢視断面図であり、図3は回転
体5の軸方向縦断面図である。回転軸面6−1の中央部
にはガス導入口10が開けられており、その内面には回
転軸7に固定接続された回転軸面6−3に接続されて回
転軸面6−1と一体となって回転する遠心ファン11の
羽根11Aが設けられている。回転軸面6−3の半径は
回転軸面6−1の半径よりも小さくしてあり、外周体4
の内面20と回転軸面6−3の外周端の間はレーザガス
18の通路をなしている。2 and 3 are sectional views for explaining the structure and function of the rotating body 5 in the first embodiment.
2 (a), (b), and (c) are A- of FIG. 1, respectively.
FIG. 3 is a sectional view taken along arrows A, BB, and CC, and FIG. 3 is a longitudinal sectional view in the axial direction of the rotating body 5. A gas introduction port 10 is opened in the center of the rotary shaft surface 6-1 and is connected to the rotary shaft surface 6-3 fixedly connected to the rotary shaft 7 on the inner surface thereof to form the rotary shaft surface 6-1. A blade 11A of the centrifugal fan 11 that rotates integrally is provided. The radius of the rotary shaft surface 6-3 is smaller than the radius of the rotary shaft surface 6-1.
A passage for the laser gas 18 is formed between the inner surface 20 and the outer peripheral end of the rotary shaft surface 6-3.
【0021】以下、不純物微粒子17を含んだレーザガ
ス18の回転体5の中での流れについて図3を用いて説
明する。回転体5の回転で、遠心ファン11の内部にあ
る不純物微粒子17を含んだレーザガス18には、外周
体4の内面20に向かって飛ばされるようなレーザガス
18の流れ21Aが発生する。レーザガス18の流れ2
1Aは、外周体4の内面20に到達すると外周体4の内
面に沿うレーザガス18の流れ21Bとなる。しかし、
回転軸7から外周体4の内面20に向かって放射状のフ
ィン13が設けられているので、不純物微粒子17を含
んだレーザガス18は図2で示したそれぞれの扇型の区
画22に導入された後に回転体5とほぼ同じ回転角速度
ωで回転運動を始める。この回転運動により、比重の大
きな不純物微粒子17は外周体4の内面20に押しつけ
られ、前記扇型の区画22を通過したレーザガス18は
回転軸面6−2に沿って回転軸7の方向に向う。レーザ
ガス18はその大部分が回転軸面6−2の中央部に開け
られたガス排出口12から回転体5の外部(密閉容器1
内)に排出され、一部が扇型の区画22内を回転軸7に
沿って回転軸面6−3に向かう循環流23となる。回転
体5が回転運動を続ける限り、不純物微粒子17を含ん
だレーザガス18はこの導入・不純物微粒子分離・排出
のサイクルを連続して実行する。The flow of the laser gas 18 containing the impurity fine particles 17 in the rotor 5 will be described below with reference to FIG. Due to the rotation of the rotating body 5, the laser gas 18 containing the impurity fine particles 17 inside the centrifugal fan 11 generates a flow 21A of the laser gas 18 which is blown toward the inner surface 20 of the outer peripheral body 4. Flow 2 of laser gas 18
When 1A reaches the inner surface 20 of the outer body 4, it becomes a flow 21B of the laser gas 18 along the inner surface of the outer body 4. But,
Since the radial fins 13 are provided from the rotating shaft 7 toward the inner surface 20 of the outer peripheral body 4, after the laser gas 18 containing the impurity fine particles 17 is introduced into each fan-shaped section 22 shown in FIG. Rotational movement starts at a rotational angular velocity ω that is substantially the same as that of the rotating body 5. By this rotational movement, the impurity fine particles 17 having a large specific gravity are pressed against the inner surface 20 of the outer peripheral body 4, and the laser gas 18 passing through the fan-shaped section 22 is directed toward the rotating shaft 7 along the rotating shaft surface 6-2. . Most of the laser gas 18 is discharged from the gas discharge port 12 opened at the center of the rotating shaft surface 6-2 to the outside of the rotating body 5 (the closed container 1).
It is discharged to the inside) and becomes a circulation flow 23, which is partly inside the fan-shaped section 22 along the rotating shaft 7 toward the rotating shaft surface 6-3. As long as the rotator 5 continues to rotate, the laser gas 18 containing the impurity fine particles 17 continuously performs the introduction / impurity fine particle separation / discharge cycle.
【0022】図4は不純物微粒子17を含んだレーザガ
ス18を、回転体5へ導入、排出するための構造の例を
示す。図を判り易くするため、図4では図1から図3で
示した回転体内部の放射状のフィン13を省略してあ
る。一般に流体に流れを作ってやるには、流れを起こし
たい部分に圧力差を作ってやればよい。従って、回転軸
面6−1のガス導入口10に図4(a)で示すような遠
心ファン11(回転軸面6−1の内面の圧力を下げる)
や図4(b)や軸流型のファン24(回転軸面6−1の
外面の圧力を上げる)を設ければ、もう一方の回転軸面
6−2には単にガス排出口12としての穴を開けるだけ
で済む。あるいは図4(c)のように回転軸面6−1で
のガス導入口10の開口半径を回転軸面6−2でのガス
排出口12の開口半径よりも小さくすることにより、回
転体5の回転により発生するガス圧力の違いを利用する
方法もある。不純物微粒子17を含んだレーザガス18
の回転体5への流入量を上げるには、もう一方の回転軸
面6−2にも回転軸面6−1と同じような構造を回転軸
面6−2の外側に設ければ良いし、流入量を調整できる
ようにするには、ガス導入口10またはガス排出口12
にたとえばカメラの絞りのような機構を付加して開口面
積の大小を調整してやれば良い。FIG. 4 shows an example of a structure for introducing and discharging the laser gas 18 containing the impurity fine particles 17 into and from the rotating body 5. For the sake of clarity, the radial fins 13 inside the rotary body shown in FIGS. 1 to 3 are omitted in FIG. Generally, in order to create a flow in a fluid, a pressure difference may be created in a portion where the flow is desired to occur. Therefore, a centrifugal fan 11 as shown in FIG. 4 (a) (reduces the pressure on the inner surface of the rotating shaft surface 6-1) at the gas inlet 10 of the rotating shaft surface 6-1.
4 (b) or an axial flow type fan 24 (increases the pressure on the outer surface of the rotating shaft surface 6-1) is provided, the other rotating shaft surface 6-2 simply serves as the gas outlet 12. All you have to do is make a hole. Alternatively, as shown in FIG. 4C, the opening radius of the gas introduction port 10 on the rotation shaft surface 6-1 is made smaller than the opening radius of the gas discharge port 12 on the rotation shaft surface 6-2, whereby the rotating body 5 There is also a method of utilizing the difference in gas pressure generated by the rotation of. Laser gas 18 containing impurity fine particles 17
In order to increase the inflow amount into the rotary body 5, the other rotary shaft surface 6-2 may be provided with a structure similar to the rotary shaft surface 6-1 outside the rotary shaft surface 6-2. In order to be able to adjust the inflow rate, the gas inlet 10 or the gas outlet 12
For example, a mechanism such as a camera diaphragm may be added to adjust the size of the opening area.
【0023】図5は、前記第一の実施例における円筒形
状の外周体4を構成する材料の例を示す外観図である。
外周体4の働きは、高速の回転運動に耐え不純物微粒子
17をレーザガス18から分離収集することである。す
なわち、不純物微粒子17を透過させない材料であるこ
とがまず第一の条件であり、レーザガス18は透過して
もしなくても機能的には差し支えない。従って外周体と
しては、図5(a)のように外周体4全体がレーザガス
不透過性材料25で構成されたもの、図5(b)のよう
に外周体4全体がレーザガスは透過させるが不純物微粒
子17は透過させないレーザガス透過性材料26で構成
されたもの、図5(c)のように外周体4の一部がレー
ザガス不透過性材料25で、残りがレーザガス透過性材
料26で構成されたものなどが使用可能である。外周体
4が、レーザガス透過性材料26で構成された場合に
は、不純物微粒子17は外周体に押し付けられ収着され
るのに対してレーザガス18はレーザガス透過性材料2
6を透過して回転体5の外側に出てしまうため、収着さ
れた不純物微粒子17によって外周体が目詰まりを起こ
すまでは、フィルタ式の分離装置とおなじように動作
し、処理容量が大きい。レーザガス透過性材料26が収
着した不純物微粒子17によって目詰まりを起こしたあ
とは、レーザガス不透過性材料25で外周体が形成され
た場合と同じメカニズムでレーザガス18中の不純物微
粒子17を分離する。FIG. 5 is an external view showing an example of the material forming the cylindrical outer peripheral body 4 in the first embodiment.
The function of the outer peripheral body 4 is to endure high-speed rotational movement and separate and collect the impurity fine particles 17 from the laser gas 18. That is, the first condition is that the material does not allow the impurity fine particles 17 to pass therethrough, and the laser gas 18 may or may not pass therethrough functionally. Therefore, as the outer peripheral body, as shown in FIG. 5A, the entire outer peripheral body 4 is made of the laser gas impermeable material 25, and as shown in FIG. The fine particles 17 are made of a laser gas permeable material 26 that does not allow the fine particles 17 to pass through. As shown in FIG. 5C, a part of the outer peripheral body 4 is made of the laser gas impermeable material 25, and the rest is made of the laser gas permeable material 26. Things can be used. When the outer peripheral body 4 is made of the laser gas permeable material 26, the impurity fine particles 17 are pressed against the outer peripheral body to be sorbed, while the laser gas 18 is permeable to the laser gas permeable material 2.
Since it permeates 6 and goes out to the outside of the rotating body 5, it operates in the same manner as a filter-type separation device until the outer peripheral body is clogged with the adsorbed impurity fine particles 17, and has a large processing capacity. . After the laser gas permeable material 26 is clogged with the adsorbed impurity fine particles 17, the impurity fine particles 17 in the laser gas 18 are separated by the same mechanism as when the outer peripheral body is formed by the laser gas impermeable material 25.
【0024】図6は、前記第一の実施例において不純物
微粒子17を収着(トラップ)する外周体4の基本形状
の例を示す外観図である。図6(a)は第一の実施例で
既に示した円筒形を、図6(b)は円筒形の中部が膨ら
んだ形状を、図6(c)は筒形の中部が凹んだ形状を、
図6(d)は円錐形の頂部を除いた形状(円錐台形)
を、それぞれ示している。FIG. 6 is an external view showing an example of the basic shape of the outer peripheral body 4 that sorbs (traps) the impurity fine particles 17 in the first embodiment. FIG. 6 (a) shows the cylindrical shape already shown in the first embodiment, FIG. 6 (b) shows the shape of a hollow cylindrical central portion, and FIG. 6 (c) shows the shape of a hollow cylindrical central portion. ,
FIG. 6 (d) is a shape excluding the conical top part (conical trapezoid)
Are respectively shown.
【0025】図7は、本発明の第二の実施例を示す。図
7では、回転体5関係だけを示し、密封容器1、磁気カ
ップリング15、外部モ−タ16類は省略してあるが、
省略された部分の基本的な構成は、前記第1の実施例と
共通である。第二の実施例の特徴は、外周体4の基本形
状を図6(d)で示した円錐形の頂部を除いた形状と
し、直径の小さい側に遠心ファン11とガス導入口10
を設け、直径(回転半径)の大きな回転軸面6−2の外
周端と外周体4の接合部に全周に亘って回転体内部と連
通する不純物微粒子溜り27を環状に設けたものであ
る。回転半径rが回転軸7の軸方向の位置により異なる
構造の場合、外周体4の回転運動により不純物微粒子が
数2で示したように回転半径の大きな方向への加速度a
´を受ける。FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention. In FIG. 7, only the relation of the rotating body 5 is shown, and the sealed container 1, the magnetic coupling 15, and the external motor 16 are omitted.
The basic structure of the omitted parts is the same as that of the first embodiment. The feature of the second embodiment is that the outer peripheral body 4 has a basic shape excluding the conical top shown in FIG. 6D, and the centrifugal fan 11 and the gas inlet 10 are provided on the smaller diameter side.
Is provided, and an impurity fine particle pool 27 communicating with the inside of the rotating body is provided annularly over the entire circumference at the joint between the outer peripheral end of the rotating shaft surface 6-2 having a large diameter (rotation radius) and the outer peripheral body 4. . In the case where the radius gyration r is different depending on the axial position of the rotary shaft 7, the rotational movement of the outer peripheral body 4 causes the impurity fine particles to have an acceleration a in the direction of the large radius gyration as shown in Equation 2.
Receive '
【0026】 a´=rω2・sinθ ……… (数2) ここで、θは回転軸7と外周体4の母線がなす角度であ
る。すなわち、回転体5の外周体4の表面に押し付けら
れた不純物微粒子17は、回転体5の回転運動時に回転
半径rの大きな方向への力を受ける。従って、図7のよ
うに半径の大きな部分の全周もしくは部分的に不純物微
粒子17の蓄積部(不純物微粒子溜り27)を設けてお
けば、外周体4の内面20に押し付けられた不純物微粒
子17は、前記力によって次第に直径の大きな側、つま
り回転軸面6−2側に動かされ、最終的には不純物微粒
子溜り27に蓄積されることになり、保守点検時におけ
る外周体からの不純物微粒子17の除去が容易にでき
る。さらに、外周体4の内面20を摩擦係数の小さな物
質で覆っておくことにより、不純物微粒子17がわずか
な力でも回転半径の大きな方向へ移動しやすくしておけ
ば、不純物微粒子17分離後の、移動、蓄積の速度が上
げられるので効率的である。以上から、第二の実施例で
は、第一の実施例に比べてより長時間にわたって不純物
微粒子17の分離性能を維持できることになる。A ′ = rω 2 · sin θ (Equation 2 ) where θ is an angle formed by the rotating shaft 7 and the generatrix of the outer peripheral body 4. That is, the impurity fine particles 17 pressed against the surface of the outer peripheral body 4 of the rotating body 5 receive a force in the direction in which the rotation radius r is large during the rotational movement of the rotating body 5. Therefore, as shown in FIG. 7, if the accumulation portion (impurity fine particle reservoir 27) of the impurity fine particles 17 is provided on the entire circumference or a part of the large radius portion, the impurity fine particles 17 pressed against the inner surface 20 of the outer peripheral body 4 can be prevented. By the force, it is gradually moved to the larger diameter side, that is, the rotating shaft surface 6-2 side, and is finally accumulated in the impurity fine particle pool 27. Can be easily removed. Furthermore, by covering the inner surface 20 of the outer peripheral body 4 with a substance having a small friction coefficient, the impurity fine particles 17 can be easily moved in the direction of the large radius of gyration even with a slight force. It is efficient because the speed of movement and accumulation can be increased. From the above, the separation performance of the impurity fine particles 17 can be maintained for a longer period of time in the second embodiment than in the first embodiment.
【0027】図8は、第二の実施例における、不純物微
粒子溜り27を有する外周体4の形状の異なる例であ
り、図4で示した外周体4の基本的形状の組合せの例を
示す。図8(a)は円筒形と円錐台形を組合わせた形状
を、図8(b)は2個の円錐台形の小径側の頂部をつな
いだ形状を、図8(c)は半径の異なる二つの円筒形を
組合わせた形状を、それぞれ示し、それぞれ回転半径の
大きな部分に不純物微粒子溜り27を設けた構造となっ
ている。FIG. 8 is an example in which the shape of the outer peripheral body 4 having the impurity particle reservoir 27 in the second embodiment is different, and shows an example of a combination of the basic shapes of the outer peripheral body 4 shown in FIG. FIG. 8 (a) shows a shape combining a cylindrical shape and a truncated cone shape, FIG. 8 (b) shows a shape in which the tops on the small diameter side of two truncated cone shapes are connected, and FIG. 8 (c) shows two shapes with different radii. A shape obtained by combining two cylindrical shapes is shown, and each has a structure in which an impurity particle reservoir 27 is provided in a portion having a large radius of gyration.
【0028】次に、回転体5の運転方法について述べ
る。エキシマレーザの発振時は不純物微粒子除去のため
回転体5は回転されている。レーザ発振終了後も回転さ
せておいても良いが、電力の浪費になるので停止した方
が好ましい。ところが、図9(a)に示したように回転
軸7の方向が重力方向28に対して直交し、回転体5の
中で不純物微粒子17が回転作用の加速度のみで回転体
5の外周体4の内面20に押し付けられているならば、
回転速度の低下や停止とともに外周体4の内面20に押
し付けられていた不純物微粒子17は回転体5の内面下
側にすべて落ちて集まる可能性があり、もしそうなれば
次の回転開始のときには重量のバランスが崩れて高速回
転に支障をきたす恐れがある。この問題を回避するため
には、図9(b)に示したように回転軸7の軸心の方向
が重力の方向であればよい。この場合、図7または図8
で示した不純物微粒子溜り27は、当然重力方向下側の
回転半径の大きくガス排出口12のある回転軸面6−2
に設けなければならない。また、不純物微粒子溜り27
の位置は最も回転半径が大きい所もしくは重力方向に微
粒子が回転体5の中を落下した時に一旦狭くなった部分
29を通過するようにすれば、次の回転運動が開始され
ても先に分離された不純物微粒子17が回転体5の内部
から密封容器1に飛散することもなく、回転のバランス
を崩すこともない。但し、不純物微粒子17が回転体5
の中を回転軸面6−2に向かって落ちた時に、ガス排出
口12から回転体5の外に飛び出さないようにしておく
必要がある。Next, a method of operating the rotating body 5 will be described. At the time of oscillation of the excimer laser, the rotating body 5 is rotated to remove the impurity fine particles. It may be rotated after the laser oscillation is finished, but it is preferable to stop it because it wastes electric power. However, as shown in FIG. 9A, the direction of the rotating shaft 7 is orthogonal to the direction of gravity 28, and the impurity fine particles 17 in the rotating body 5 are accelerated only by the rotational action of the outer peripheral body 4 of the rotating body 5. If pressed against the inner surface 20 of
There is a possibility that the impurity fine particles 17 pressed against the inner surface 20 of the outer peripheral body 4 may drop and gather under the inner surface of the rotating body 5 when the rotation speed is reduced or stopped, and if so, the weight will be reduced when the next rotation is started. Balance may be lost and high-speed rotation may be hindered. In order to avoid this problem, the direction of the axis of the rotary shaft 7 may be the direction of gravity as shown in FIG. 9 (b). In this case, FIG.
The impurity fine particle pool 27 indicated by 6 has a large radius of gyration on the lower side in the direction of gravity, and the rotary shaft surface 6-2 having the gas discharge port 12
Must be installed in. In addition, the impurity particle pool 27
The position of is such that the fine particles pass through the narrowed portion 29 when the fine particles fall in the rotating body 5 in the place where the radius of rotation is the largest or in the direction of gravity. The generated impurity fine particles 17 do not scatter from the inside of the rotating body 5 into the sealed container 1, and the balance of rotation is not lost. However, the impurity fine particles 17 are
It is necessary to prevent the gas from being ejected from the gas outlet 12 to the outside of the rotating body 5 when the inside falls toward the rotating shaft surface 6-2.
【0029】さらに、図10に本発明の第三の実施例の
断面図を示す。図を判り易くするため、第二の実施例の
時と同様に回転体5及び回転軸7だけを示してある。他
の部分は前記第1の実施例と同様であり、図示と説明を
省略してある。本実施例の特徴は、回転体5の外周体4
を内側外周体4−1と外側外周体4−2の二層構造とし
た点にあり、外側外周体4−2は前記第1の実施例の外
周体4と同様な円筒形をしている。内側外周体4−1と
外側外周体4−2の間の空間30が不純物微粒子溜り2
7を形成している。内側外周体4−1は、前記外側外周
体4−1と同心状に配置された円筒形をなしていて、そ
の軸方向両端は回転軸面6−1、6−2に接合されてお
り、回転中心から見て外側に凸な幾つかの窪み31と、
該窪み31の中央部に開けられた穴32と、その穴32
毎に内側外周体4−1の空間30側に蝶番構造34で設
けられた空間30側にのみ開く一方向性の弁33とを含
んで構成されている。弁33にはバネ35が付いてお
り、回転体5が回転していないときは弁33は該バネ3
5に付勢されて閉じており、回転体5が回転運動をして
いる時には、弁33に加わる外周体4の回転運動による
外向きの加速度19がバネ35に打ち克って弁33は空
間30側に向かって、図10下部の拡大図の破線で示し
たように開いている。フィン13の半径方向外側端は内
側外周体4−1の内周面に結合されている。Further, FIG. 10 shows a sectional view of a third embodiment of the present invention. For the sake of clarity, only the rotary body 5 and the rotary shaft 7 are shown as in the second embodiment. The other parts are the same as those in the first embodiment, and illustration and description thereof are omitted. The feature of this embodiment is that the outer peripheral body 4 of the rotating body 5 is
Has a two-layer structure of an inner peripheral body 4-1 and an outer peripheral body 4-2, and the outer peripheral body 4-2 has a cylindrical shape similar to the outer peripheral body 4 of the first embodiment. . The space 30 between the inner peripheral body 4-1 and the outer peripheral body 4-2 is filled with the impurity particle pool 2
7 are formed. The inner peripheral body 4-1 has a cylindrical shape arranged concentrically with the outer peripheral body 4-1 and both axial ends thereof are joined to the rotary shaft surfaces 6-1 and 6-2. Some recesses 31 that are convex outward when viewed from the center of rotation,
A hole 32 formed in the center of the depression 31 and the hole 32
Each of the inner peripheral bodies 4-1 includes a unidirectional valve 33 provided on the space 30 side of the inner peripheral body 4-1 and opened only on the space 30 side. The valve 33 is provided with a spring 35, and when the rotating body 5 is not rotating, the valve 33 is the spring 3
When the rotor 5 is closed by being biased by 5, the outward acceleration 19 due to the rotary motion of the outer peripheral body 4 applied to the valve 33 overcomes the spring 35 and the valve 33 moves into space. It opens toward the 30 side as shown by the broken line of the enlarged view of the lower part of FIG. The radially outer ends of the fins 13 are joined to the inner peripheral surface of the inner outer peripheral body 4-1.
【0030】内側外周体4−1に圧着分離した不純物微
粒子17が二重の外周体4に挾まれた空間30に入る機
構は以下の通りである。回転体5の回転により窪み31
の部分(内面20−1)に圧着分離された不純物微粒子
17は、数2で表わされたように穴32の中心に向かう
加速度36を回転運動によって受け、穴32(回転によ
り弁33は開かれている)を通って外側外周体4−2の
内面20−2に向かって移動する。外周体4の回転運動
が止まれば、弁33はバネ35に付勢されて穴32を閉
じ、内側外周体4−1と外側外周体4−2の間の空間3
0に入った不純物微粒子17は、内側外周体4−1の内
側に飛び出すことはなくなる。従って、再び回転体5が
回転運動を始めても、一旦空間30に入ってしまった不
純物微粒子17は回転体5の外に飛び出さない。The mechanism by which the impurity fine particles 17 separated by pressure from the inner outer peripheral body 4-1 enter the space 30 sandwiched between the double outer peripheral bodies 4 is as follows. The depression 31 due to the rotation of the rotating body 5
The impurity fine particles 17 pressure-bonded and separated to the portion (inner surface 20-1) of the hole 32 receive the acceleration 36 toward the center of the hole 32 by the rotational movement as shown by the equation 2, and the hole 32 (the valve 33 is opened by the rotation). The outer peripheral body 4-2 toward the inner surface 20-2 of the outer peripheral body 4-2. When the rotational movement of the outer peripheral body 4 is stopped, the valve 33 is biased by the spring 35 to close the hole 32, and the space 3 between the inner peripheral body 4-1 and the outer peripheral body 4-2 is closed.
The impurity fine particles 17 having entered 0 do not fly out inside the inner peripheral body 4-1. Therefore, even if the rotating body 5 starts to rotate again, the impurity fine particles 17 that once enter the space 30 do not jump out of the rotating body 5.
【0031】最後に、第四の実施例を図11に示す。こ
れは、高繰返し型のエキシマレーザに通常用いられてい
るレーザガス18の循環用ファン用動力軸37を回転体
5の回転軸7と共用して、エキシマレーザ管38の中に
本発明である微粒子トラップ装置の主構成要素である回
転体5を組み込んだ例である。Finally, a fourth embodiment is shown in FIG. This is because the power shaft 37 for the circulating fan of the laser gas 18, which is usually used in a high repetition type excimer laser, is shared with the rotating shaft 7 of the rotating body 5, and the fine particles of the present invention are placed in the excimer laser tube 38. This is an example in which the rotating body 5, which is the main component of the trap device, is incorporated.
【0032】本実施例に示すエキシマレーザ装置は、エ
キシマレーザ管38と、該エキシマレーザ管38の内部
に配置された一対の主電極43と、同じくエキシマレー
ザ管38に内装され前記主電極43間にレーザガス18
を循環させる貫流ファン39と、該貫流ファン39の循
環ファン用動力軸37をエキシマレーザ管38の隔壁4
1を挾む一対のエキシマレーザ用磁気カップリング42
を介して回転駆動する循環ファン用モ−タ40と、前記
循環ファン用動力軸37の前記エキシマレーザ用磁気カ
ップリング42と反対側の端部に結合され該循環ファン
用動力軸37とともに回転する第一の実施例で示したよ
うな構造の回転体5と、を含んで構成されている。前記
回転体5の回転軸面6−1は貫流ファン39の軸方向側
板に接して配置され、該側板には回転軸面6−1のガス
導入口10と合致する開口が設けられている。本実施例
では、回転体5が微粒子トラップ部をなしている。The excimer laser device shown in the present embodiment has an excimer laser tube 38, a pair of main electrodes 43 arranged inside the excimer laser tube 38, and a space between the main electrodes 43 which is also provided inside the excimer laser tube 38. Laser gas 18
The cross-flow fan 39 for circulating the air, and the power shaft 37 for the circulation fan of the cross-flow fan 39 to the partition wall 4 of the excimer laser tube 38.
A pair of magnetic couplings 42 for excimer lasers sandwiching 1
And a circulating fan motor 40 that is rotatably driven via an end of the circulating fan power shaft 37. The circulating fan power shaft 37 is connected to the end of the circulating fan power shaft 37 opposite to the excimer laser magnetic coupling 42 and rotates together with the circulating fan power shaft 37. The rotary body 5 having the structure as shown in the first embodiment is included. The rotary shaft surface 6-1 of the rotating body 5 is arranged in contact with the axial side plate of the cross-flow fan 39, and the side plate is provided with an opening that matches the gas introduction port 10 of the rotary shaft surface 6-1. In this embodiment, the rotating body 5 forms a particle trap portion.
【0033】上記構成の装置では、循環ファン用モ−タ
40が貫流ファン39を回転駆動し、貫流ファン39が
レーザガス18をエキシマレーザ管38内で循環させ
る。貫流ファン39で循環されるレーザガス18の一部
は、微粒子トラップ部に向かう。貫流ファン39と同軸
で回転駆動される回転体5は、遠心ファン11の作用で
ガス導入口10から不純物微粒子17を含むレーザガス
18を吸い込み、不純物微粒子17を遠心力で分離除去
し、不純物微粒子17が除去されたレーザガス18をガ
ス排出口12から排出する。排出されたレーザガス18
は、再び貫流ファン39によって主電極43の間を通る
ガス流となり、エキシマレーザ管38内を循環する。In the apparatus having the above structure, the circulation fan motor 40 rotationally drives the cross-flow fan 39, and the cross-flow fan 39 circulates the laser gas 18 in the excimer laser tube 38. A part of the laser gas 18 circulated by the cross-flow fan 39 goes to the particulate trap portion. The rotary body 5 which is rotationally driven coaxially with the cross-flow fan 39 sucks the laser gas 18 containing the impurity fine particles 17 from the gas inlet 10 by the action of the centrifugal fan 11, separates and removes the impurity fine particles 17 by centrifugal force, and the impurity fine particles 17 The laser gas 18 from which is removed is discharged from the gas discharge port 12. Laser gas discharged 18
Becomes a gas flow passing between the main electrodes 43 again by the cross-flow fan 39, and circulates in the excimer laser tube 38.
【0034】上記実施例によれば、第一の実施例で用い
たような微粒子トラップ装置専用の密封容器1、レーザ
ガス供給口2、レーザガス排気口3、隔壁14,14
A、磁気カップリング15ならびに外部モ−タ16は不
要となり、微粒子トラップ装置全体も小型化できる。本
実施例ではまた、エキシマレーザ装置が働いている間、
すなわち循環ファンが回っている間は、レーザ動作にと
もなって発生する不純物微粒子17を除去する作業も自
動的に実施されるという特徴がある。According to the above embodiment, the sealed container 1 for exclusive use of the particulate trap device as used in the first embodiment, the laser gas supply port 2, the laser gas exhaust port 3, the partition walls 14 and 14 are used.
A, the magnetic coupling 15, and the external motor 16 are unnecessary, and the entire particle trap device can be downsized. In this embodiment also, while the excimer laser device is working,
That is, while the circulation fan is rotating, the work of removing the impurity fine particles 17 generated by the laser operation is automatically performed.
【0035】エキシマレーザにおける微粒子の発生源
は、レーザ管内の放電部であることは広く知られてい
る。すなわち、主放電電極に用いられているニッケルや
アルミニウム等の金属材料が高電圧・大電流の放電にさ
らされることにより、その一部が微粒子となって、レー
ザガス中に離脱浮遊する。繰返し型のエキシマレーザで
は、レーザガスをレーザ管内で高速循環させるためのフ
ァンが備えられており、大部分の微粒子はこの循環ガス
流にのって、レーザ管内を循環する。本実施例によれ
ば、微粒子トラップ装置をその循環ガス流に最も近いと
ころに設けており、か つ微粒子を含むレーザガスを微粒
子トラップに引き込むための特別な配管等が不要であ
り、短時間で効率よく微粒子をトラップできる。 Source of Fine Particles in Excimer Laser
Is widely known to be the discharge part in a laser tube.
It That is, nickel used in the main discharge electrode
Metallic materials such as aluminum are suitable for high voltage and large current discharge.
Part of it becomes fine particles and
It floats away and floats in Zagas. Repetitive excimer laser
Is a valve for high-speed circulation of the laser gas in the laser tube.
Is installed, and most of the fine particles are the circulating gas.
It circulates in the laser tube along with the flow. According to this embodiment
For example, if the particle trap device is closest to its circulating gas flow
Has established the time, fine laser gas, including whether One fine
There is no need for special piping for drawing in the child trap.
Therefore, fine particles can be trapped efficiently in a short time .
【0036】上記各実施例によれば、密度の大きい不純
物微粒子を除去できることにより、気体状不純物を除去
するガス再生処理装置の負担を軽減して保守点検の時間
間隔を長くできる上、出力窓への不純物付着が防げるの
で出力窓の長寿命化に貢献でき、弁を用いたレーザガス
ポンプ類の効率低下防止の効果もある。さらには、通常
の高繰返しエキシマレーザで用いられているレーザガス
循環用ファンの回転駆動軸を利用すれば、レーザ管本体
内部の不純物微粒子発生源(放電電極の放電現象)から
の流路に本装置を直接組込むことができるので不純物微
粒子の分離効率を上げることも可能である。According to each of the above-described embodiments, since the impurity fine particles having a high density can be removed, the load on the gas regeneration processing apparatus for removing the gaseous impurities can be reduced, the maintenance inspection time interval can be lengthened, and the output window can be provided. Since the adhesion of impurities can be prevented, it can contribute to prolonging the life of the output window, and also has the effect of preventing the efficiency reduction of laser gas pumps using valves. Furthermore, by using the rotary drive shaft of the laser gas circulation fan used in a normal high-repetition excimer laser, this device can be installed in the flow path from the source of impurity particle generation (discharge phenomenon of the discharge electrode) inside the laser tube body. Since it can be directly incorporated, it is also possible to increase the separation efficiency of impurity fine particles.
【0037】[0037]
【発明の効果】本発明によれば、不純物微粒子をレーザ
ガスから分離トラップする装置自体の小型化および連続
運転の長時間化が可能である。According to the present invention, the apparatus itself for separating and trapping impurity fine particles from the laser gas can be downsized and the continuous operation can be prolonged.
【図1】本発明の第1の実施例を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of the present invention.
【図2】図1のA−A,B−B,C−C線矢視断面図で
ある。FIG. 2 is a sectional view taken along the lines AA, BB, and CC of FIG.
【図3】図1に示す実施例における回転体内のガス流を
示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a gas flow in a rotating body in the embodiment shown in FIG.
【図4】図1に示す実施例における回転体内へのガス導
入機構の他の例を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing another example of the gas introduction mechanism into the rotating body in the embodiment shown in FIG.
【図5】図1に示す実施例における外周体の構成材料の
例を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing an example of constituent materials of the outer peripheral body in the embodiment shown in FIG.
【図6】図1に示す実施例における回転体の形状の他の
例を示す正面図である。FIG. 6 is a front view showing another example of the shape of the rotating body in the embodiment shown in FIG.
【図7】本発明の第2の実施例を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第2の実施例における回転体の他の例
を示す正面図である。FIG. 8 is a front view showing another example of the rotating body according to the second embodiment of the invention.
【図9】本発明の実施例である回転体の回転軸の方向と
重力の方向の関係を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing the relationship between the direction of the rotation axis of the rotating body and the direction of gravity according to the embodiment of the present invention.
【図10】本発明の第3の実施例の部分を示す断面図で
ある。FIG. 10 is a sectional view showing a part of a third embodiment of the present invention.
【図11】本発明の第4の実施例を示す断面図である。FIG. 11 is a sectional view showing a fourth embodiment of the present invention.
1 密封容器 2 レ−ザガス供給
口 3 レ−ザガス排気口 4 外周体 5 回転体(中空の容器) 6−1,2,3 回
転軸面 7 回転軸 8 支柱 9 軸受部 10 ガス導入口 11 遠心ファン 11A 羽根 12 ガス排出口 13 放射状のフィ
ン 14,14A 隔壁 15A,15B 磁
気カップリング 16 外部モ−タ 17 不純物微粒子 18 レ−ザガス 19 外向きの加速
度 20 外周体の内面 21 レ−ザガスの
流れ 22 扇型の区画 23 循環流 24 軸流型のファン 25 不透過性材料 26 レ−ザガス透過性材料 27 不純物微粒子
溜り 28 重力方向 29 一旦狭くなっ
た部分 30 空間 31 窪み 32 穴 33 弁 34 蝶番構造 35 バネ 36 穴の中心に向かう加速度 37 循環ファン用
動力軸 38 エキシマレ−ザ管 39 貫流ファン 40 循環ファン用モ−タ 41 エキシマレ−
ザ管の隔壁 42 エキシマレ−ザ用磁気カップリング 43 主電極。1 Sealed Container 2 Laser Gas Supply Port 3 Laser Gas Exhaust Port 4 Outer Body 5 Rotating Body (Hollow Container) 6-1, 2, 3 Rotating Shaft Surface 7 Rotating Shaft 8 Support 9 Bearing Part 10 Gas Inlet 11 Centrifugal Fan 11A Blade 12 Gas outlet 13 Radial fins 14 and 14A Partition walls 15A and 15B Magnetic coupling 16 External motor 17 Impurity fine particles 18 Laser gas 19 Outward acceleration 20 Inner surface of outer peripheral body 21 Laser gas flow 22 Fan-shaped compartment 23 Circulating flow 24 Axial flow type fan 25 Impermeable material 26 Laser gas permeable material 27 Impurity fine particle pool 28 Gravity direction 29 Once narrowed portion 30 Space 31 Dimple 32 Hole 33 Valve 34 Hinge structure 35 Spring 36 Acceleration toward the center of hole 37 Power shaft for circulation fan 38 Excimer laser tube 39 Cross-flow fan 40 Circulation fan Use motor - 41 other excimer -
Partition of the tube 42 Magnetic coupling for excimer laser 43 Main electrode.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川久保 幸雄 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−216710(JP,A) 実開 昭64−8921(JP,U) 実開 昭55−111528(JP,U) 実開 昭59−48723(JP,U) 実開 昭58−146516(JP,U) 実開 昭61−167917(JP,U) 実開 昭61−15018(JP,U) 実開 昭57−163000(JP,U) 実開 昭55−126919(JP,U) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yukio Kawakubo 4026 Kuji-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Hitachi Research Laboratory, Hitachi Ltd. (56) References JP-A-61-216710 (JP, A) 8921 (JP, U) Actually opened 55-111528 (JP, U) Actually opened 59-48723 (JP, U) Actually opened 58-146516 (JP, U) Actually opened 61-167917 (JP, U) Actual opening 61-15018 (JP, U) Actual opening 57-163000 (JP, U) Actual opening 55-126919 (JP, U)
Claims (7)
ってレーザ媒質であるレーザガス内で発生する微粒子を
該レーザガスから分離するエキシマレーザ用微粒子トラ
ップ装置において、回転軸と、該回転軸の周囲に該回転
軸に結合して形成され微粒子捕集部をなす外周体と該外
周体の回転軸方向両端部を形成する二つの壁面を含んで
なる中空の容器と、前記回転軸を前記密封容器の壁面を
挟んで配置された磁気カップリングを介して回転駆動す
る駆動手段と、前記中空の容器の回転軸方向の一方の端
部を形成する壁面の該回転軸近傍に開口したガス導入口
を有して微粒子を含むレーザガスを中空容器内に導入す
るレーザガス導入手段と、前記中空の容器の回転軸方向
の他方の端部を形成する壁面の該回転軸近傍に開口した
ガス排出口を有して該中空の容器から導入されたレーザ
ガスを排出するレーザガス排出手段と、を含んでなり、
前記レーザガス導入手段は前記中空の容器の回転軸方向
の前記一方の端部を形成する壁面及びその内部に配置さ
れ、前記回転軸で駆動されるものであること、を特徴と
するエキシマレーザ用微粒子トラップ装置。1. An excimer laser fine particle trap device, which is disposed in a hermetically sealed container and separates fine particles generated in a laser gas, which is a laser medium, from a laser gas when the laser is generated. To the rotation
An outer peripheral body that is formed by connecting to a shaft and forms a fine particle collecting portion;
Including two wall surfaces that form both ends of the circumference of the rotating shaft
A hollow container and the rotary shaft on the wall surface of the sealed container.
Driving means for rotationally driving via a magnetic coupling arranged so as to sandwich it , and one end of the hollow container in the rotation axis direction.
Gas inlet opening in the vicinity of the rotation axis of the wall surface forming the part
Laser gas containing fine particles is introduced into the hollow container.
Laser gas introduction means and the rotation axis direction of the hollow container
Opened near the axis of rotation of the wall surface forming the other end of
Laser introduced from the hollow container with gas outlet
Laser gas discharging means for discharging gas ,
The laser gas introduction means is in the rotation axis direction of the hollow container.
The wall surface forming the one end of the
And a particle trap device for excimer laser, characterized in that it is driven by the rotating shaft .
子トラップ装置において、中空の容器の内部に回転軸を
中心として放射状に配置され、半径方向端部が回転軸及
びまたは外周体に固定されて該中空の容器内の気体と該
容器の相対的回転を抑制する放射状フィンを有すること
を特徴とするエキシマレーザ用微粒子トラップ装置。2. The particle trap device for excimer laser according to claim 1, wherein a rotating shaft is provided inside the hollow container.
Radially arranged as the center, the radial end is fixed to the rotating shaft and / or the outer peripheral body, and the gas in the hollow container and the
A particle trap device for an excimer laser, which has radial fins for suppressing relative rotation of a container .
ザ用微粒子トラップ装置において、外周体の一部あるい
は全部がレーザガスを透過し微粒子を透過しない材料で
構成されたことを特徴とするエキシマレーザ用微粒子ト
ラップ装置。3. The excimer laser fine particle trap device according to claim 1 , wherein a part or the whole of the outer peripheral body is made of a material that transmits the laser gas and does not transmit the fine particles. Particulate trap device.
エキシマレーザ用微粒子トラップ装置において、外周体
の円周方向の一部あるいは全周に微粒子溜りを設け、外
周体の一部あるいは全部を内層、外層の二層構造として
該2層間に環状の空間が形成されており、回転軸に近い
内層の外周体内面に単数または複数の外層側に凸な窪み
が形成されており、該窪みの中央部に該内層の半径方向
外側と内側とを連通する開口が形成されており、該開口
に半径方向外向きに該中空の容器が回転時にのみ回転の
作用で開く弁が設けられていることを特徴とするエキシ
マレーザ用微粒子トラップ装置。4. The particle trap device for excimer laser according to claim 1, wherein the outer peripheral body
A fine particle pool is provided in a part or all around the circumference of the inner layer, and an annular space is formed between the outer layers as a two-layer structure of an inner layer and an outer layer, and an inner layer close to the rotation axis. A single or a plurality of convex dents are formed on the inner surface of the outer periphery of the inner layer, and an opening is formed in the center of the dent to connect the outer side and the inner side of the inner layer in the radial direction. A particle trap device for an excimer laser, characterized in that a valve that is opened outwardly in the direction by the action of rotation is provided only when the hollow container rotates.
子トラップ装置において、微粒子溜りの位置を回転体の
回転半径の回転半径の極大値あるいは最大値を示す部分
としたことを特徴とするエキシマレーザ用微粒子トラッ
プ装置。5. The excimer laser particle trap device according to claim 4 , wherein the position of the particle pool is a portion showing a maximum value or a maximum value of the radius of gyration of the rotator. Particle trap device.
マレーザ用微粒子トラップ装置において、中空の容器の
内面の一部または全部を摩擦係数の小さな物質で覆った
ことを特徴とするエキシマレーザ用微粒子トラップ装
置。6. The excimer laser particle trap device according to claim 1 , wherein a part or all of the inner surface of the hollow container is covered with a substance having a small friction coefficient. Particle trap device.
マレーザ用微粒子トラップ装置において、回転軸をエキ
シマレーザの循環ファン用の駆動軸と共用するととも
に、循環ファンの軸方向側板に接して中空の容器のガス
導入口を備えた軸方向端部の壁面が配置され、該軸方向
側板に前記中空の容器のガス導入口と合致する開口が設
けられていることを特徴とするエキシマレーザ用微粒子
トラップ装置。7. The particle trap device for excimer laser according to claim 1 , wherein the rotating shaft is also used as a drive shaft for a circulating fan of the excimer laser.
The gas inside the hollow container in contact with the axial side plate of the circulation fan.
The wall surface of the axial end portion having the introduction port is arranged,
The side plate has an opening that matches the gas inlet of the hollow container.
A particle trap device for an excimer laser, which is characterized by being eclipsed .
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|---|---|---|---|
| JP4025240A JPH081973B2 (en) | 1992-02-12 | 1992-02-12 | Excimer laser particle trap device |
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|---|---|---|---|
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|---|---|
| JPH05226746A JPH05226746A (en) | 1993-09-03 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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| JPS61216710A (en) * | 1985-03-20 | 1986-09-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Apparatus for separating and collecting mist from air stream |
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-
1992
- 1992-02-12 JP JP4025240A patent/JPH081973B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH05226746A (en) | 1993-09-03 |
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