专利摘要:

公开号:WO1990004273A1
申请号:PCT/JP1989/000999
申请日:1989-09-29
公开日:1990-04-19
发明作者:Michiaki Irie;Nobuaki Iehisa;Etsuo Yamazaki
申请人:Fanuc Ltd;
IPC主号:H01S3-00
专利说明:
[0001] 明 細 書 レーザガス置換量制御方式 技 術 分 野
[0002] 本発明は放電励起型ガス レーザ装置のレーザガスの置換量 を制御するレーザガス置換量制御方式に関し、 特にレーザガ スの消費量を低減させたレーザガス置換量制御方式に関する c 背 景 技 術
[0003] 放電励起型のガスレーザ装置では、 装置の停止時に送風系 内に若干量の大気が混入するため、 起動後はレーザガスを所 定以上の量で新鮮ガスに置換する作業が必要であり、 これが 正常に行われないとレーザ出力の制御特性が悪化する。 具体 的には、 例えばステ ッ プの指令値に対して実際のレーザ出力 の立ち上がりが遅くなる。
[0004] したがって、 起動時より運転終了時まで、 この所定量を一 定に保ってレーザガスの置換が行われている。
[0005] しかし、 一定期間運転を継続すると停止中に混入した不要 な成分は殆ど外部に排出され、 起動直後に必要とした量の置 換を行わなくてもレーザ出力の制御特性に支障はない。 した がって、 置換量を起動時から運転終了時まで一定に保つこと は無駄である。 発 明 の 開 示 本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、 レー ザガスの消費量を低減させたレーザガス置換量制御方式を提 供することを目的とする。
[0006] 本発明では上記課題を解決するために、
[0007] 放電励起型ガス レーザ装置のレーザガスの置換量を制御す るレーザガス置換量制御方式において、 起動直後の一定期間 に所定の置換量で前記レーザガスを置換し、 前記一定期間以 降の運転期間では前記所定の置換量より も少ない置換量で前 記レーザガスを置換することを特徴とするレーザガス置換量 制御方式が、
[0008] 提供される。
[0009] 起動直後の一定期間は、 停止中に混入した不要な成分を除 去するために大量の置換量で急速に置換を行い、 これ以降の 運転期間では放電によって劣化したレーザガスの入れ換えの みに必要な最小限の量に置換量を制限する。 この置換量は起 動直後の一定期間に必要とする置換量の十分の 1以下とする ことができるので、 レーザガスの消費が低減される。 図 面 の 簡 単 な 説 明 第 1図は本発明のレーザガス置換量制御方式を実施するた めのガス制御系のブロ ック図、
[0010] 第 2図は送風系内のガス圧力の経時的変化を示したグラフ 第 3図は本発明の一実施例のレーザガス置換量制御方式に よるガス置換量の経時的変化を示したグラ フである。 発明を実施するための最良の形態
[0011] 以下、 本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
[0012] 第 1図は本発明を実施するためのガス レーザ装置における ガス制御系のブロ ック図である。 図において、 1 はガス供給 装置であり、 1 〜 2 k g f Z cnfの圧力のガスボンベ等が使用 される。 2 はガス ク リ ーニング用の 2 〃mの 1 次フ ィ ルタで ある。 3は供給弁である。 4はガスク リ ーニング用の 0 . 5 x mの 2次フ ィ ルタであり、 ガス配管及びガス流量弁 3を通 過したときに流入する塵埃等を除去する。
[0013] 5は送風系であり、 放電管 5 1、 送風機 5 2、 冷却器 5 3 a及び 5 3 bより構成されている。 冷却器 5 3 aは放電管 5 1でレーザ発振を行って高温となったレーザガスを冷却する ための冷却器であり、 冷却器 5 3 bは送風機 5 2による圧縮 熱を除去するための冷却器である。 送風機 5 2はルーツプロ ヮまたはタ一ボブ口ヮ等が使用され、 放電管 5 1 内のレーザ ガスを冷却器 5 3 a及び 5 3 bを通して循環させる。
[0014] 6は排気流量を調整する排気であり、 後述する数値制御装 置によって制御される。 7はレーザガスを排気するための排 気ポンプであり、 起動時に送風系 5内のレーザガスを真空排 気し、 また大気の混入や放電によって劣化するレーザガスを 常時排気置換する。 8は送風系 5内のレーザガス圧力を検出 する圧力セ ンサである。
[0015] 9は数値制御装置 (C N C ) であり、 排気 6を指令値に基 づいて調整し、 レーザガスの絶対流量を制御する。 また、 同 時に圧力セ ンサ 8からのフ ィ ー ドバッ ク信号を受けて、 供給 弁 3を調整して送風系 5内のレーザガス圧力を指令圧力に制 御する。 レーザガスの置換は供給弁 3と排気弁 6の両方が適 当な開度に調整されて行われている。
[0016] 次に、 上記したガス制御系の動作シーケンスについて第 2 図に基づき説明する。 第 2図は第 1図のガス制御系における 送風系 5内のレーザガス圧力の経時的変化を示したグラフで ある。 図において、 横軸は時間、 縦軸はレーザガス圧力を示 す。
[0017] t 0はガスレーザ装置の起動時の時刻であり、 これより排 気ポンプを起動し、 供給弁を閉じ、 排気弁を開いて送風系内 部のレーザガスをガス圧力 P 1 (約 1 0 T 0 r r ) の値まで 真空排気する。
[0018] 時刻 t 1で真空排気が完了すると、 次にガス圧力を P 2 (約 3 0 T 0 r r ) に上昇させ、 時刻 t 2で放電管に高周波 電源より 2 M H zの高周波電圧を印加して放電を開始させる。 放電状態となった後、 時刻 t 3より時刻 t 4にかけてガス 圧力を P 3 (約 4 5 T 0 r r ) に上昇させる。
[0019] 時刻 t 5から時刻 t 6にかけては、 実際に外部にビームを 出力する前の予備段階として、 出力補正を行う。 この出力補 正の内容については後述する。
[0020] 出力補正が終了するとレーザ出力が零になるように高周波 電流を低下し、 ベース放電状態で待機する。
[0021] こ こで、 出力補正について簡単に説明する。 ガス レーザ装 置では、 経年的に各ミ ラ一の間隔及び角度の変化、 ミ ラ一の 汚染、 高周波電源の性能の変化等が発生するため、 最初に設 定した指令値と実際の出力との関係に誤差が生じる。 これを 解決するために、 ここでは特願昭 6 2— 1 0 7 8 2 3号によ る出力補正方式を使用している。
[0022] この出力補正方式は、 実際の加工を行う前に予備的に所定 の指令値でビームを出力してこれをモニターし、 このデータ に基づいてガスレーザ装置に結合された数値制御装置が指令 値と実際の出力とを対比させたテーブルを作成し、 レーザ出 力を自動的に補正する方式である。 これによつて、 経年変化 等が生じてもその都度指令値を変化させる必要がない。 通常、 出力補正は数分以内に完了する。
[0023] 第 3図は本発明のレーザガス置換量制御方式によるガス置 換量の経時的変化を示したグラフである。 図において、 横軸 は時間、 縦軸はガス置換量を示す。 t 0、 t 5及び t 6は時 刻であり、 第 3図に示した同じ記号の時刻に対応している。
[0024] 時刻 t 0で装置を起動した後、 時刻 t 5までは送風系内の 圧力を制御するために、 圧力の変化時においてパルス的に流 量が変化する。
[0025] 時刻 t 5から時刻 t 6の間は出力補正を行っている期間で ある。 この期間は起動後に初めてビームを出力する時期であ り、 送風系内のレーザガスに若干量の大気あるいは送風系内 部から放出された水蒸気等が混入している可能性がある為、 排気弁の開度を調整して置換量 Q 1で急速に置換を行う。 Q 1の値は通常 5 i / m i n 程度に設定される。
[0026] 時刻 t 6で出力補正が終了した後は、 置換量を Q 2に減少 し、 以後の運転期間はこの値を一定に保つ。 時刻 t 5から時 刻 t 6の間で停止時に混入した不要な成分は殆ど排出されて いるので、 Q 1の値は運転中の放電によって劣化したレーザ ガスを入れ換えられる最小限の量で良く、 実際には Q 1の十 分の 1以下に設定できる。 Q 2の値は通常 0 . 5 ^ Ζ ηι ί π 程 度に設定される。 したがって、 運転期間全体のレーザガスの 消費量は、 従来よりも置換量が Q 2に制限された分だけ低減 される。
[0027] なお、 上記した置換量の値あるいはレーザガス圧力の具体 的な値等については、 ガスレーザ装置の種類や運転条件等に 応じて変更して適用することができる。
[0028] 以上説明したように本発明では、 ガスレーザ装置の起動直 後の出力補正期間を除いてはレーザガスの置換量を従来より も減少させたので、 レーザガスの消費量が低減され、 経済性 が向上する。
[0029] また、 出力補正期間中には充分な量の置換が行われるので、 起動直後においてもレーザ出力の制御特性が悪化せず、 補正 が正確に行える。
权利要求:
Claims請 求 の 範 囲
1 . 放電励起型ガス レーザ装置のレーザガスの置換量を制 御するレーザガス置換量制御方式において、
起動直後の一定期間に所定の置換量で前記レーザガスを置 換し、
前記一定期間以降の運転期間では前記所定の置換量よりも 少ない置換量で前記レーザガスを置換することを特徵とする レーザガス置換量制御方式。
2 . 前記一定期間は、 外部にビームを出力する前に行う出 力補正期間であることを特徴とする特許請求の範囲第 1項記 載のレーザガス置換量制御方式。
3 . 前記レーザガスの置換量制御は一つの配管系において ソフ ト ウヱァによるシーケンシャルな動作として行われるこ とを特徴とする特許請求の範囲第 1項記載のレーザガス置換 量制御方式。
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引用文献:
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法律状态:
1990-04-19| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): US |
1990-04-19| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE FR GB |
1990-05-18| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1989910923 Country of ref document: EP |
1990-10-31| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1989910923 Country of ref document: EP |
1994-01-26| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1989910923 Country of ref document: EP |
优先权:
申请号 | 申请日 | 专利标题
JP63253229A|JP2706485B2|1988-10-07|1988-10-07|レーザガス置換量制御方法|
JP63/253229||1988-10-07||DE1989612766| DE68912766T2|1988-10-07|1989-09-29|Regelungssystem der zu ersetzenden lasergasmenge.|
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