ツインチャンバシステム共通プラットフォーム(GigaTwin Common Platform) 第４回

ギガフォトンのツインチャンバシステムのプラットフォームは4世代共通の構成となっている。ギガフォトン初のツインチャンバシステムであるGT40A(4kHz/45W/0.5pm)から、2008年より量産出荷予定のGT62A (6kHz/90W/0.35pm)に至るまで、主要モジュールのアップグレードを行うことにより、要求性能を実現している。従来、エキシマレーザ装置は発振周波数が変わるたびにプラットフォームが変わることが通例であった。これによりレーザメーカーは機種毎に多大な開発を行うことになり、負担が大きくなる。ユーザーの視点では新機種がリリースされるたびにその信頼性を再度チェックする必要があり、時には新機種ゆえの初期不具合に悩まされることもあった。これに対し、ツインチャンバの共通プラットフォームでは(1)主要モジュールの開発のみでよいため、新機種をタイムリーかつスピーディにリリースできる、(2)既出荷機種で構築した信頼性を次世代機種まで引き継ぐことが出来る、(3)次世代機種向けに開発を行った新技術を既存機種にもスムーズに導入できる、等のメリットを享受できる。下記にてそれぞれのメリットについて詳細を述べる。

図1 GTA共通プラットフォーム構成

(1) 主要モジュールの開発

各機種における開発のポイント(新技術)を示すことで、各機種間のモジュール開発の概要を示す。
○GT40A
- インジェクションロック技術の導入(詳細はこちら)
- 次世代機種まで使用可能なフレキシビリティのあるプラットフォーム
○GT60A
- 周波数UPに伴うチャンバ開発
　チャンバ内音響波の各性能への影響が増大するため、音響波の影響を抑えるダンパーの導入
　放電により発生した電極間の生成物は次の放電までに電極間からより遠くへ離さなければならない。高周波化により放電から放電までの時間が短くなるため、チャンバ内の流量を高速化する必要がある。チャンバ内のCFF(横流ファン)のモータ出力を上げることが解決策として有効であるが、モータ出力UPは電力容量UPに直結するため、チャンバ内の流路を最適化することで、モータ出力UPを最低限に抑えている。
- 電源の6kHz化
　6kHz化に伴う電源の容量UPを行った。同時にチャンバからのエネルギー抽出効率を上げることで、電源の容量UPも最低限に抑えることに成功している。

図2 GT60Aの新規開発項目

○GT61A
- スペクトルの狭帯域化のための狭帯域化モジュール(LNM)開発
　E95>0.35pmを実現するため、LNMの波長分解能を上げ、かつLNMはレーザの運転条件により熱的な影響を受けるため、その影響を最小に抑える技術を導入した
- 電源のパワーUP
　狭帯域化に伴い、エネルギーの減少が発生する。電源のパワーUPにより、狭帯域化のエネルギー減少を補う。
- BCM(Bandwidth Control Module)の標準搭載化
　(BCMの詳細については別途説明を行う、近日更新予定)

図3 高分解能LNM導入による狭帯域化実現

○GT62A(90W)
- 高耐久光学素子の開発
　1パルスあたりのエネルギー増加(10mJ->15mJ)のため、光学素子の高耐久化が必要となる。素子の耐久加速試験を行い、新しい光学素子が15mJ運転に十分耐性があることを確認している。

図4 加速試験による光学素子耐久性の確認

(2) 信頼性の踏襲

2007年Q2時点で55台のツインチャンバシステム(GT40A/GT60A)がユーザーサイトにて稼働中である。現時点でUptimeは99.7%となっており、安定した量産に貢献している。この信頼性は新機種であるGT61A及びGT62A(90W)に踏襲され、システム導入直後から安定した量産活動をスムーズに行うことができる。

(3) 新技術の既存機種への導入

新機種向けに開発を行った、モジュールの長寿命化技術、ダウンタイム低減技術は既存機種へも導入可能なっており、既存機種を使用しているユーザーでも継続したメリットが享受できる構成となっている。 (長寿命化、ダウンタイム低減技術についてはTotal cost down roadmapにて詳細を説明する、近日公開予定)

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