JPH06177478A - 波長制御装置 - Google Patents
波長制御装置Info
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- JPH06177478A JPH06177478A JP4345108A JP34510892A JPH06177478A JP H06177478 A JPH06177478 A JP H06177478A JP 4345108 A JP4345108 A JP 4345108A JP 34510892 A JP34510892 A JP 34510892A JP H06177478 A JPH06177478 A JP H06177478A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は波長制御装置に係わり、特には、半
導体露光装置の光源として使用される狭帯域エキシマレ
ーザ装置の波長の安定化に関するものである。 【構成】 波長検出装置により出力レーザ光の発振波長
を検出し、設定の波長となるようレーザ共振器中の波長
選択素子を制御する狭帯域パルスレーザにおいて、発振
波長が所定の範囲内にある時は所定のサンプル数の波長
を検出し、前記サンプルされた波長の平均値に基づいて
前記波長選択素子を制御し、前記所定の範囲内を越えた
ら直ちに前記波長選択素子を制御する手段を備えてい
る。あるいは、波長検出装置により出力レーザ光の発振
波長を検出し、設定の波長となるようレーザ共振器中の
波長選択素子を制御する狭帯域パルスレーザにおいて、
設定波長と発振波長の差が所定の波長差よりも大きい
時、直ちに出射シャッタを閉じ、かつ、波長異常を示す
信号を外部に出力して、波長選択素子の選択波長を波長
差とほぼ同じ量だけ戻すようにシフトさせる手段を備え
ている。
導体露光装置の光源として使用される狭帯域エキシマレ
ーザ装置の波長の安定化に関するものである。 【構成】 波長検出装置により出力レーザ光の発振波長
を検出し、設定の波長となるようレーザ共振器中の波長
選択素子を制御する狭帯域パルスレーザにおいて、発振
波長が所定の範囲内にある時は所定のサンプル数の波長
を検出し、前記サンプルされた波長の平均値に基づいて
前記波長選択素子を制御し、前記所定の範囲内を越えた
ら直ちに前記波長選択素子を制御する手段を備えてい
る。あるいは、波長検出装置により出力レーザ光の発振
波長を検出し、設定の波長となるようレーザ共振器中の
波長選択素子を制御する狭帯域パルスレーザにおいて、
設定波長と発振波長の差が所定の波長差よりも大きい
時、直ちに出射シャッタを閉じ、かつ、波長異常を示す
信号を外部に出力して、波長選択素子の選択波長を波長
差とほぼ同じ量だけ戻すようにシフトさせる手段を備え
ている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は波長制御装置に係わり、
特には、半導体露光装置の光源として使用される狭帯域
エキシマレーザ装置の波長の安定化に関するものであ
る。
特には、半導体露光装置の光源として使用される狭帯域
エキシマレーザ装置の波長の安定化に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来のエキシマレーザの波長制御は文献
〔ＳＰＩＥ Ｖｏｌ．１０８８ Ｏｐｔｉｃａｌ／Ｌａ
ｓｅｒ Ｍｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ２（１９８
８）〕に記載されているように波長を制御しない領域デ
ッドバンドとこのバンドよりも大きな波長の安定性を保
証する領域リミットバンドを設置している。この波長制
御のフローチャートを図８に示す。 まず、レーザが発
光すると、レーザに内蔵された波長検出装置により発振
波長λを検出する。つぎに、設定波長λｔと発振波長λ
との差Δλを計算（Δλ＝λ−λｔ）する。そして、差
Δλの絶対値がリミットバンド（ＬＢ）よりも大きい
か、否かを判断する。リミットバンドＬＢよりも大きい
場合は外部に波長異常を出力する。
〔ＳＰＩＥ Ｖｏｌ．１０８８ Ｏｐｔｉｃａｌ／Ｌａ
ｓｅｒ Ｍｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ２（１９８
８）〕に記載されているように波長を制御しない領域デ
ッドバンドとこのバンドよりも大きな波長の安定性を保
証する領域リミットバンドを設置している。この波長制
御のフローチャートを図８に示す。 まず、レーザが発
光すると、レーザに内蔵された波長検出装置により発振
波長λを検出する。つぎに、設定波長λｔと発振波長λ
との差Δλを計算（Δλ＝λ−λｔ）する。そして、差
Δλの絶対値がリミットバンド（ＬＢ）よりも大きい
か、否かを判断する。リミットバンドＬＢよりも大きい
場合は外部に波長異常を出力する。
【０００３】一方、リミットバンドＬＢよりも小さい場
合は波長選択素子を制御せず、スタートに戻る。デッド
バンドよりも大きい場合、または波長異常を出力した場
合は、差Δλの正負を判定し、正の場合には負の方向に
波長選択素子の選択波長を所定量シフトさせる。一方、
負の場合には正の方向に波長選択素子の選択波長を所定
量シフトさせる。そして、スタート時点に戻る。
合は波長選択素子を制御せず、スタートに戻る。デッド
バンドよりも大きい場合、または波長異常を出力した場
合は、差Δλの正負を判定し、正の場合には負の方向に
波長選択素子の選択波長を所定量シフトさせる。一方、
負の場合には正の方向に波長選択素子の選択波長を所定
量シフトさせる。そして、スタート時点に戻る。
【０００４】波長を制御しないデッドバンドを設けたの
は、以下の二つの理由によるものである。 （１）レーザの放電の揺らぎまたはレーザ共振器の微小
振動等による短期的な波長の変化があるため、各一つの
パルス毎に差Δλ分だけ波長選択素子の選択波長を変化
させると波長制御のゲインが高すぎて発散してしまって
いたからである。 （２）波長選択素子の選択波長の最小シフト量が大きい
ためである。
は、以下の二つの理由によるものである。 （１）レーザの放電の揺らぎまたはレーザ共振器の微小
振動等による短期的な波長の変化があるため、各一つの
パルス毎に差Δλ分だけ波長選択素子の選択波長を変化
させると波長制御のゲインが高すぎて発散してしまって
いたからである。 （２）波長選択素子の選択波長の最小シフト量が大きい
ためである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、例えば、従
来の制御の例を図９で示す。なお、デッドバンドＤＢ＝
±０．３ｐｍに、リミットバンド＝±０．５ｐｍに、波
長シフト量＝０．２ｐｍに設定している。この場合に、
差Δλがデッドバンド以下（内側）の時は、図９に示す
ように波長選択素子を全く制御しないために、波長がデ
ッドバンド内で、例えば、片側に偏ったり、あるいは、
同じ傾向で変動しても修正されないため、デッドバンド
を所定量以下に小さくすることは出来なかった。また、
波長がデッドバンドを越えた時は、各一つのパルス毎に
所定量しか波長選択素子を変化させないために波長をロ
ックするまでの時間が非常に長くなるという問題があ
る。
来の制御の例を図９で示す。なお、デッドバンドＤＢ＝
±０．３ｐｍに、リミットバンド＝±０．５ｐｍに、波
長シフト量＝０．２ｐｍに設定している。この場合に、
差Δλがデッドバンド以下（内側）の時は、図９に示す
ように波長選択素子を全く制御しないために、波長がデ
ッドバンド内で、例えば、片側に偏ったり、あるいは、
同じ傾向で変動しても修正されないため、デッドバンド
を所定量以下に小さくすることは出来なかった。また、
波長がデッドバンドを越えた時は、各一つのパルス毎に
所定量しか波長選択素子を変化させないために波長をロ
ックするまでの時間が非常に長くなるという問題があ
る。
【０００６】本発明は上記問題に鑑みたもので、波長制
御装置に係わり、特には、半導体露光装置の光源として
使用される狭帯域エキシマレーザ装置の波長の安定化の
改良を目的としている。
御装置に係わり、特には、半導体露光装置の光源として
使用される狭帯域エキシマレーザ装置の波長の安定化の
改良を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そのために本発明の第１
発明では、波長検出装置により出力レーザ光の発振波長
を検出し、設定の波長となるようレーザ共振器中の波長
選択素子を制御する狭帯域パルスレーザにおいて、発振
波長が所定の範囲内にある時は所定のサンプル数の波長
を検出し、前記サンプルされた波長の平均値に基づいて
前記波長選択素子を制御し、前記所定の範囲内を越えた
ら直ちに前記波長選択素子を制御する手段を備えてい
る。
発明では、波長検出装置により出力レーザ光の発振波長
を検出し、設定の波長となるようレーザ共振器中の波長
選択素子を制御する狭帯域パルスレーザにおいて、発振
波長が所定の範囲内にある時は所定のサンプル数の波長
を検出し、前記サンプルされた波長の平均値に基づいて
前記波長選択素子を制御し、前記所定の範囲内を越えた
ら直ちに前記波長選択素子を制御する手段を備えてい
る。
【０００８】第２の発明では、波長検出装置により出力
レーザ光の発振波長を検出し、設定の波長となるようレ
ーザ共振器中の波長選択素子を制御する狭帯域パルスレ
ーザにおいて、設定波長と発振波長の差が所定の波長差
よりも大きい時、直ちに出射シャッタを閉じ、かつ、波
長異常を示す信号を外部に出力して、波長選択素子の選
択波長を波長差とほぼ同じ量だけ戻すようにシフトさせ
る手段を備えている。
レーザ光の発振波長を検出し、設定の波長となるようレ
ーザ共振器中の波長選択素子を制御する狭帯域パルスレ
ーザにおいて、設定波長と発振波長の差が所定の波長差
よりも大きい時、直ちに出射シャッタを閉じ、かつ、波
長異常を示す信号を外部に出力して、波長選択素子の選
択波長を波長差とほぼ同じ量だけ戻すようにシフトさせ
る手段を備えている。
【０００９】第３発明では、設定波長が変更された場
合、設定される前に発振された波長と新しく設定された
波長の差が所定の波長差よりも大きい時、直ちに出射シ
ャッタを閉じ、かつ、波長異常を示す信号を外部に出力
して、波長選択素子の選択波長を波長差とほぼ同じ量だ
け戻すようにシフトさせる手段を備えている。
合、設定される前に発振された波長と新しく設定された
波長の差が所定の波長差よりも大きい時、直ちに出射シ
ャッタを閉じ、かつ、波長異常を示す信号を外部に出力
して、波長選択素子の選択波長を波長差とほぼ同じ量だ
け戻すようにシフトさせる手段を備えている。
【００１０】
【作用】上記の構成によれば、発振波長がデッドバンド
内にあっても、発振波長を平均化して波長を制御し、か
つ、もし発振波長がデッドバンドを越えた場合には直ち
に波長を制御することにより、高速で、かつ非常に波長
安定性がよくなる。また、設定波長と発振波長が所定の
波長差よりも大きい時、直ちに出射シャッタを閉じ、か
つ、波長異常を示す信号を外部に出力して、波長選択素
子の選択波長を波長差とほぼ同じ量だけ戻すようにシフ
トさせるさせることにより、高速で、かつ少ない発振パ
ルス数で高速に設定波長にロックできる。
内にあっても、発振波長を平均化して波長を制御し、か
つ、もし発振波長がデッドバンドを越えた場合には直ち
に波長を制御することにより、高速で、かつ非常に波長
安定性がよくなる。また、設定波長と発振波長が所定の
波長差よりも大きい時、直ちに出射シャッタを閉じ、か
つ、波長異常を示す信号を外部に出力して、波長選択素
子の選択波長を波長差とほぼ同じ量だけ戻すようにシフ
トさせるさせることにより、高速で、かつ少ない発振パ
ルス数で高速に設定波長にロックできる。
【００１１】
【実施例】以下に、本発明に係わる波長制御装置の実施
例につき、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発
明に係わる波長制御装置の実施例を示す構成図である。
図１において、レーザチャンバ１には図示しないレーザ
媒質とこのレーザ媒質の励起手段とにより発振したレー
ザ光を出力するウインドウ２、３が、また、レーザチャ
ンバ１の前側（図示の右側）にはフロントミラー４が、
後側には狭帯域化ユニット１０が設けられ、出力するレ
ーザ光を狭帯域化して出力している。出力するレーザ光
側には、レーザ光の波長を検出するビームスプリッタ５
と、異常波長時に出力レーザ光が出力しないように閉じ
る出射口シャッタ６が配設されている。
例につき、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発
明に係わる波長制御装置の実施例を示す構成図である。
図１において、レーザチャンバ１には図示しないレーザ
媒質とこのレーザ媒質の励起手段とにより発振したレー
ザ光を出力するウインドウ２、３が、また、レーザチャ
ンバ１の前側（図示の右側）にはフロントミラー４が、
後側には狭帯域化ユニット１０が設けられ、出力するレ
ーザ光を狭帯域化して出力している。出力するレーザ光
側には、レーザ光の波長を検出するビームスプリッタ５
と、異常波長時に出力レーザ光が出力しないように閉じ
る出射口シャッタ６が配設されている。
【００１２】狭帯域化ユニット１０はエタロン、グレー
ティングまたはビームエキスパンダ等の波長選択素子１
１から構成されている。狭帯域化ユニット１０の波長選
択素子１１は、波長を制御する波長コントローラ２０か
らの指令により駆動するドライバ３０に連結され、出力
するレーザ光の波長を変えている。
ティングまたはビームエキスパンダ等の波長選択素子１
１から構成されている。狭帯域化ユニット１０の波長選
択素子１１は、波長を制御する波長コントローラ２０か
らの指令により駆動するドライバ３０に連結され、出力
するレーザ光の波長を変えている。
【００１３】波長コントローラ２０は、ドライバ３０
と、ビームスプリッタ５に接続される波長検出装置４０
と、出射口シャッタ６と、ステッパ制御装置５０に接続
されている。波長コントローラ２０はサンプル光の波長
を計算するとともに、ドライバ３０には波長選択素子１
１を駆動し出力するレーザ光の波長を変える信号を、出
射口シャッタ６には発振波長と設定波長差が所定範囲よ
り大きいときには異常波長として出力レーザ光が出力し
ないように閉じる信号あるいは正常波長時には開く信号
を、また、ステッパ４０には波長が異常である信号を出
力する。また、波長コントローラ２０には、波長検出装
置４０からはサンプルし検出された波長の信号が、およ
び、ステッパ制御装置５０からは設定波長の変更命令信
号が入力される。
と、ビームスプリッタ５に接続される波長検出装置４０
と、出射口シャッタ６と、ステッパ制御装置５０に接続
されている。波長コントローラ２０はサンプル光の波長
を計算するとともに、ドライバ３０には波長選択素子１
１を駆動し出力するレーザ光の波長を変える信号を、出
射口シャッタ６には発振波長と設定波長差が所定範囲よ
り大きいときには異常波長として出力レーザ光が出力し
ないように閉じる信号あるいは正常波長時には開く信号
を、また、ステッパ４０には波長が異常である信号を出
力する。また、波長コントローラ２０には、波長検出装
置４０からはサンプルし検出された波長の信号が、およ
び、ステッパ制御装置５０からは設定波長の変更命令信
号が入力される。
【００１４】上記構成において作動について説明する。
図２には本発明のフローチャート例を示す。まず、サン
プリング回数Ｎと、平均値Δλａ（設定波長λｔと発振
波長λとの差Δλの平均値）について、ステップ１０１
で初期設定、Ｎ＝０、Δλａ＝０を行う。ステップ１０
２では、レーザが発振したか、否かを判断し、発光する
とＮ＝Ｎ＋１が実行される（ステップ１０３）。次のス
テップ１０４では、波長検出装置４０により発振波長λ
を検出し、ステップ１０５で発振波長λと設定波長λｔ
との差Δλを計算する。
図２には本発明のフローチャート例を示す。まず、サン
プリング回数Ｎと、平均値Δλａ（設定波長λｔと発振
波長λとの差Δλの平均値）について、ステップ１０１
で初期設定、Ｎ＝０、Δλａ＝０を行う。ステップ１０
２では、レーザが発振したか、否かを判断し、発光する
とＮ＝Ｎ＋１が実行される（ステップ１０３）。次のス
テップ１０４では、波長検出装置４０により発振波長λ
を検出し、ステップ１０５で発振波長λと設定波長λｔ
との差Δλを計算する。
【００１５】次に、差Δλの絶対値がリミットバンドＬ
Ｂよりも小さいか、否かを判断する（ステップ１０
６）。否の場合（ＮＯの場合）はステップ１０７に移行
し波長異常信号を出力し、それと同時に出射口シャッタ
６を閉じる。そして、ステップ１０８では、波長選択素
子１１のドライバ３０を駆動し、選択波長を差Δλだけ
シフトする。差Δλだけシフトしたらステップ１０１に
戻る。ステップ１０６でＹＥＳの場合、波長正常を出力
するとともに、出射口シャッタ６を開ける（ステップ１
０９）。
Ｂよりも小さいか、否かを判断する（ステップ１０
６）。否の場合（ＮＯの場合）はステップ１０７に移行
し波長異常信号を出力し、それと同時に出射口シャッタ
６を閉じる。そして、ステップ１０８では、波長選択素
子１１のドライバ３０を駆動し、選択波長を差Δλだけ
シフトする。差Δλだけシフトしたらステップ１０１に
戻る。ステップ１０６でＹＥＳの場合、波長正常を出力
するとともに、出射口シャッタ６を開ける（ステップ１
０９）。
【００１６】次に、ステップ１１０では差Δλの絶対値
がデッドバンドＤＢよりも小さいか、否かを判断する。
否の場合（ＮＯの場合）はステップ１０８に移行し、波
長選択素子１１のドライバ３０を駆動し、選択波長を差
Δλだけシフトする。差Δλだけシフトしたらステップ
１０１に戻る。ステップ１１０でＹＥＳの場合には、ス
テップ１１１で平均値Δλａ＝差Δλと置き、ステップ
１１２でΔλａｓ＝Δλａｓ＋Δλａを行う。
がデッドバンドＤＢよりも小さいか、否かを判断する。
否の場合（ＮＯの場合）はステップ１０８に移行し、波
長選択素子１１のドライバ３０を駆動し、選択波長を差
Δλだけシフトする。差Δλだけシフトしたらステップ
１０１に戻る。ステップ１１０でＹＥＳの場合には、ス
テップ１１１で平均値Δλａ＝差Δλと置き、ステップ
１１２でΔλａｓ＝Δλａｓ＋Δλａを行う。
【００１７】続いて、サンプリング回数Ｎが平均サンプ
リング回数Ｎｓｕｍよりも小さいか、否かを判断する
（ステップ１１３）。否の場合（ＮＯの場合）はステッ
プ１０２に戻る。ＹＥＳの場合には、ステップ１１４で
発振波長λと設定波長λｔとの差Δλの平均値Δλａを
計算〔Δλａ＝（Δλａｓ／Ｎｓｕｍ）〕する。そし
て、ステップ１０８に行き、波長選択素子１１のドライ
バ３０を駆動し、選択波長を差Δλａだけシフトする。
差Δλａだけシフトしたらステップ１０１に戻る。
リング回数Ｎｓｕｍよりも小さいか、否かを判断する
（ステップ１１３）。否の場合（ＮＯの場合）はステッ
プ１０２に戻る。ＹＥＳの場合には、ステップ１１４で
発振波長λと設定波長λｔとの差Δλの平均値Δλａを
計算〔Δλａ＝（Δλａｓ／Ｎｓｕｍ）〕する。そし
て、ステップ１０８に行き、波長選択素子１１のドライ
バ３０を駆動し、選択波長を差Δλａだけシフトする。
差Δλａだけシフトしたらステップ１０１に戻る。
【００１８】図３には本発明の波長制御を行った場合の
発振波長の変化を示す。ここで、平均サンプリング回数
Ｎｓｕｍ＝１０とする。図３において、初期の１０パル
ス（図中●記号）はデッドバンドＤＢ内に入っている
が、これら１０パルスの発振波長λの平均化を行い、１
１パルス目には設定波長（図中◎記号、以下通常の場合
には〇記号で示す。）となるよう波長選択素子１１の選
択波長を制御している。１７パルス目（図中▽記号）で
は発振波長がデッドバンドＤＢを越えているので直ちに
設定波長となるように波長選択素子１１の選択波長を制
御している。
発振波長の変化を示す。ここで、平均サンプリング回数
Ｎｓｕｍ＝１０とする。図３において、初期の１０パル
ス（図中●記号）はデッドバンドＤＢ内に入っている
が、これら１０パルスの発振波長λの平均化を行い、１
１パルス目には設定波長（図中◎記号、以下通常の場合
には〇記号で示す。）となるよう波長選択素子１１の選
択波長を制御している。１７パルス目（図中▽記号）で
は発振波長がデッドバンドＤＢを越えているので直ちに
設定波長となるように波長選択素子１１の選択波長を制
御している。
【００１９】また、２６パルス目（図中×記号）では発
振波長がリミットバンドＬＢを越えているので、波長異
常信号を出力し出射口シャッタ６を閉じ、波長選択素子
１１の選択波長を設定波長となるようにシフトさせる。
次のパルスで発振波長が設定波長となり、波長正常信号
を出力し、それと同時に出射口シャッタ６を開ける。こ
のようにして、デッドバンド範囲内でも平均化すること
ににより、波長制御が発散することなく、高精度に制御
を行うことができる。さらに、デッドバンドを越えた場
合には直ちに波長を制御するため、高速制御が可能とな
る。
振波長がリミットバンドＬＢを越えているので、波長異
常信号を出力し出射口シャッタ６を閉じ、波長選択素子
１１の選択波長を設定波長となるようにシフトさせる。
次のパルスで発振波長が設定波長となり、波長正常信号
を出力し、それと同時に出射口シャッタ６を開ける。こ
のようにして、デッドバンド範囲内でも平均化すること
ににより、波長制御が発散することなく、高精度に制御
を行うことができる。さらに、デッドバンドを越えた場
合には直ちに波長を制御するため、高速制御が可能とな
る。
【００２０】図４には、設定波長を変更した場合の制御
のフローチャート例を示す。まず、最初に新しく設定さ
れた波長λａを読み込む（ステップ２０１）。次に、ス
テップ２０２では、新しく設定する前に発振した波長λ
ｂとの差Δλを計算する。差Δλの絶対値がリミットバ
ンドＬＢよりも小さいか、否かを判断する（ステップ２
０３）。否の場合（ＮＯの場合）はステップ２０４へ移
行し、波長異常信号を出力し、それと同時に出射口シャ
ッタ６を閉じる。
のフローチャート例を示す。まず、最初に新しく設定さ
れた波長λａを読み込む（ステップ２０１）。次に、ス
テップ２０２では、新しく設定する前に発振した波長λ
ｂとの差Δλを計算する。差Δλの絶対値がリミットバ
ンドＬＢよりも小さいか、否かを判断する（ステップ２
０３）。否の場合（ＮＯの場合）はステップ２０４へ移
行し、波長異常信号を出力し、それと同時に出射口シャ
ッタ６を閉じる。
【００２１】そして、ステップ６では、図２に示した定
常制御を行う。一方、ステップ２０３でＹＥＳの場合に
はステップ６に移行する。このようにすることにより設
定波長を変化させた場合に、レーザ発振させる前に波長
に異常があるか、否かを判断して、レーザ光を設定範囲
内から外部に出ないようにしている。
常制御を行う。一方、ステップ２０３でＹＥＳの場合に
はステップ６に移行する。このようにすることにより設
定波長を変化させた場合に、レーザ発振させる前に波長
に異常があるか、否かを判断して、レーザ光を設定範囲
内から外部に出ないようにしている。
【００２２】図５に設定波長が変更された場合の従来と
本発明の場合の発振波長の変化を示す。従来の方式で
は、新しく設定する前に発振した波長λｂからパルス毎
に所定量発振波長がシフトし、１０パルス目（図中△記
号）でリミットバンド内に入り波長正常となり、１２パ
ルス目（図中□記号）でデッドバンド内に入り、以下で
は波長選択素子の選択波長の制御を停止している。
本発明の場合の発振波長の変化を示す。従来の方式で
は、新しく設定する前に発振した波長λｂからパルス毎
に所定量発振波長がシフトし、１０パルス目（図中△記
号）でリミットバンド内に入り波長正常となり、１２パ
ルス目（図中□記号）でデッドバンド内に入り、以下で
は波長選択素子の選択波長の制御を停止している。
【００２３】一方、本発明の場合には、設定波長が変更
されると波長異常信号を出力するとともに、出射口シャ
ッタ６を閉じ、波長選択素子の選択波長を新しく設定さ
れた波長λａとなるようにシフトさせ、その後にレーザ
を発振させ、２パルス目（図中□記号）でデッドバンド
内に入り波長正常信号を出力し、出射口シャッタ６を開
けている。このように本発明では、少ないパルス数で、
しかも高速に高精度で設定波長にロックできる。
されると波長異常信号を出力するとともに、出射口シャ
ッタ６を閉じ、波長選択素子の選択波長を新しく設定さ
れた波長λａとなるようにシフトさせ、その後にレーザ
を発振させ、２パルス目（図中□記号）でデッドバンド
内に入り波長正常信号を出力し、出射口シャッタ６を開
けている。このように本発明では、少ないパルス数で、
しかも高速に高精度で設定波長にロックできる。
【００２４】次に、平均値のデッドバンドＤＢａｖを設
定して、更に波長安定性を良くした例のフロチャートの
例を図６に示す。まず、サンプリング回数Ｎと、平均値
Δλａ（設定波長λｔと発振波長λとの差Δλの平均
値）について、ステップ３０１で初期設定、Ｎ＝０、Δ
λａ＝０を行う。ステップ３０２では、レーザが発振し
たか、否かを判断し、発光するとＮ＝Ｎ＋１が実行され
る（ステップ３０３）。
定して、更に波長安定性を良くした例のフロチャートの
例を図６に示す。まず、サンプリング回数Ｎと、平均値
Δλａ（設定波長λｔと発振波長λとの差Δλの平均
値）について、ステップ３０１で初期設定、Ｎ＝０、Δ
λａ＝０を行う。ステップ３０２では、レーザが発振し
たか、否かを判断し、発光するとＮ＝Ｎ＋１が実行され
る（ステップ３０３）。
【００２５】次のステップ３０４では、波長検出装置４
０により発振波長λを検出し、ステップ３０５で発振波
長λと設定波長λｔとの差Δλを計算する。次に、差Δ
λの絶対値がリミットバンドＬＢよりも小さいか、否か
を判断する（ステップ３０６）。否の場合（ＮＯの場
合）はステップ３０７に移行し波長異常信号を出力し、
それと同時に出射口シャッタ６を閉じる。そして、ステ
ップ３０８では、波長選択素子１１のドライバ３０を駆
動し、選択波長を設定波長側へ所定量シフトする。所定
量シフトしたらステップ３０１に戻る。ステップ３０６
でＹＥＳの場合、波長正常を出力するとともに、出射口
シャッタ６を開ける（ステップ３０９）。
０により発振波長λを検出し、ステップ３０５で発振波
長λと設定波長λｔとの差Δλを計算する。次に、差Δ
λの絶対値がリミットバンドＬＢよりも小さいか、否か
を判断する（ステップ３０６）。否の場合（ＮＯの場
合）はステップ３０７に移行し波長異常信号を出力し、
それと同時に出射口シャッタ６を閉じる。そして、ステ
ップ３０８では、波長選択素子１１のドライバ３０を駆
動し、選択波長を設定波長側へ所定量シフトする。所定
量シフトしたらステップ３０１に戻る。ステップ３０６
でＹＥＳの場合、波長正常を出力するとともに、出射口
シャッタ６を開ける（ステップ３０９）。
【００２６】次に、ステップ３１０では差Δλの絶対値
がデッドバンドＤＢよりも小さいか、否かを判断する。
否の場合（ＮＯの場合）はステップ３０８に移行し、波
長選択素子１１のドライバ３０を駆動し、選択波長を設
定波長側へ所定量シフトする。所定量シフトしたらステ
ップ３０１に戻る。ステップ３１０でＹＥＳの場合に
は、ステップ３１１で平均値Δλａ＝差Δλと置き、ス
テップ３１２でΔλａｓ＝Δλａｓ＋Δλａを行う。
がデッドバンドＤＢよりも小さいか、否かを判断する。
否の場合（ＮＯの場合）はステップ３０８に移行し、波
長選択素子１１のドライバ３０を駆動し、選択波長を設
定波長側へ所定量シフトする。所定量シフトしたらステ
ップ３０１に戻る。ステップ３１０でＹＥＳの場合に
は、ステップ３１１で平均値Δλａ＝差Δλと置き、ス
テップ３１２でΔλａｓ＝Δλａｓ＋Δλａを行う。
【００２７】続いて、サンプリング回数Ｎが平均サンプ
リング回数Ｎｓｕｍよりも小さいか、否かを判断する
（ステップ３１３）。否の場合（ＮＯの場合）はステッ
プ３０２に戻る。ＹＥＳの場合には、ステップ３１４で
差Δλの平均値〔Δλａｓ／Ｎｓｕｍ〕の絶対値がデッ
ドバンドＤＢａｖよりも小さいか、否かを判断する。Ｎ
Ｏの場合、ステップ３０８に行き、波長選択素子１１の
ドライバ３０を駆動し、選択波長を設定波長側へ所定量
シフトする。所定量シフトしたらステップ３０１に戻
る。ＹＥＳの場合は直ちにステップ３０１に戻る。
リング回数Ｎｓｕｍよりも小さいか、否かを判断する
（ステップ３１３）。否の場合（ＮＯの場合）はステッ
プ３０２に戻る。ＹＥＳの場合には、ステップ３１４で
差Δλの平均値〔Δλａｓ／Ｎｓｕｍ〕の絶対値がデッ
ドバンドＤＢａｖよりも小さいか、否かを判断する。Ｎ
Ｏの場合、ステップ３０８に行き、波長選択素子１１の
ドライバ３０を駆動し、選択波長を設定波長側へ所定量
シフトする。所定量シフトしたらステップ３０１に戻
る。ＹＥＳの場合は直ちにステップ３０１に戻る。
【００２８】図７には本発明の波長制御を行った場合の
発振波長の変化を示す。ここで、平均サンプリング回数
Ｎｓｕｍ＝１０とする。図７において、初期の１０パル
ス（図中●記号）はデッドバンドＤＢ内に入っている
が、これら１０パルスの発振波長λの平均化を行い、１
１パルス目には設定波長（図中◎記号、以下通常の場合
には〇記号で示す。）となるよう波長選択素子１１の選
択波長を制御している。
発振波長の変化を示す。ここで、平均サンプリング回数
Ｎｓｕｍ＝１０とする。図７において、初期の１０パル
ス（図中●記号）はデッドバンドＤＢ内に入っている
が、これら１０パルスの発振波長λの平均化を行い、１
１パルス目には設定波長（図中◎記号、以下通常の場合
には〇記号で示す。）となるよう波長選択素子１１の選
択波長を制御している。
【００２９】２２パルス目（図中▽記号）では発振波長
がデッドバンドＤＢを越えているので直ちに設定側へ所
定量、波長選択素子１１の選択波長をシフトしている。
２３パルス目はＤＢ内に入っているが、その後１０パル
スの平均がＤＢａｖ内に入るまで所定量シフトを続ける
（３３パルス及び４３パルス目）。
がデッドバンドＤＢを越えているので直ちに設定側へ所
定量、波長選択素子１１の選択波長をシフトしている。
２３パルス目はＤＢ内に入っているが、その後１０パル
スの平均がＤＢａｖ内に入るまで所定量シフトを続ける
（３３パルス及び４３パルス目）。
【００３０】また、５３パルス目（図中×記号）では発
振波長がリミットバンドＬＢを越えているので、波長異
常信号を出力し出射口シャッタ６を閉じ、波長選択素子
１１の選択波長を設定波長側へＤＢ内に入るまでシフト
させる。１パルスの発振がＤＢ内に入ったら、波長正常
信号を出力し、それと同時に出射口シャッタ６を開け
る。その後、１０パルスの平均値がＤＢａｖ内に入るま
で所定量シフトを続ける（６６パルス及び７６パルス
目）。このようにして、デッドバンド範囲内でも平均化
することににより、波長制御が発散することなく、高精
度に制御を行うことができる。さらに、デッドバンドを
越えた場合には直ちに波長を制御するため、高速制御が
可能となる。
振波長がリミットバンドＬＢを越えているので、波長異
常信号を出力し出射口シャッタ６を閉じ、波長選択素子
１１の選択波長を設定波長側へＤＢ内に入るまでシフト
させる。１パルスの発振がＤＢ内に入ったら、波長正常
信号を出力し、それと同時に出射口シャッタ６を開け
る。その後、１０パルスの平均値がＤＢａｖ内に入るま
で所定量シフトを続ける（６６パルス及び７６パルス
目）。このようにして、デッドバンド範囲内でも平均化
することににより、波長制御が発散することなく、高精
度に制御を行うことができる。さらに、デッドバンドを
越えた場合には直ちに波長を制御するため、高速制御が
可能となる。
【００３１】図６および図７の実施例では、発振波長の
シフトをパルスモータ等で制御する場合、平均値のデッ
ドバンドＤＢａｖを設定しているため、非常に高精度に
波長を安定化することができる。
シフトをパルスモータ等で制御する場合、平均値のデッ
ドバンドＤＢａｖを設定しているため、非常に高精度に
波長を安定化することができる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、一
つとして、発振波長がデッドバンド内にあっても、発振
波長を平均化して波長を制御し、かつ、発振波長がデッ
ドバンドを越えた場合には、直ちに波長を制御すること
により、高速でかつ非常に波長安定性がよくなる。ま
た、二つとして、設定波長と発振波長が所定の波長差よ
りも大きい時、直ちに出射シャッタを閉じ、かつ、波長
異常を示す信号を外部に出力して、波長選択素子の選択
波長を波長差とほぼ同じ量だけ戻すようにシフトさせる
させることにより、高速で、かつ少ない発振パルス数で
高速に設定波長にロックできるという優れた効果が得ら
れる。
つとして、発振波長がデッドバンド内にあっても、発振
波長を平均化して波長を制御し、かつ、発振波長がデッ
ドバンドを越えた場合には、直ちに波長を制御すること
により、高速でかつ非常に波長安定性がよくなる。ま
た、二つとして、設定波長と発振波長が所定の波長差よ
りも大きい時、直ちに出射シャッタを閉じ、かつ、波長
異常を示す信号を外部に出力して、波長選択素子の選択
波長を波長差とほぼ同じ量だけ戻すようにシフトさせる
させることにより、高速で、かつ少ない発振パルス数で
高速に設定波長にロックできるという優れた効果が得ら
れる。
【図１】本発明に係わる波長制御装置の実施例を示す構
成図である。
成図である。
【図２】本発明のフローチャート例を示す。
【図３】本発明の波長制御を行った場合の発振波長の変
化を示す図である。
化を示す図である。
【図４】設定波長を変更した場合の制御のフローチャー
ト図である。
ト図である。
【図５】設定波長が変更された場合の従来と本発明の場
合の発振波長の変化を示す図である。
合の発振波長の変化を示す図である。
【図６】設定波長を変更した場合の他の制御の例のフロ
ーチャート図である。
ーチャート図である。
【図７】設定波長が変更された図６の場合の発振波長の
変化を示す図である。
変化を示す図である。
【図８】従来の波長制御のフローチャート図である。
【図９】従来の制御を行わない発振波長の変化を示す図
である。
である。
１ レーザチャンバ、 ２、３ ウインド、 ４ フロントミラー、 ５ ビームスプリッタ、 ６ 出射口シャッタ、 １０ 狭帯域化ユニット、 １１ 波長選択素子、 ２０ 波長コントローラ、 ３０ ドライバ、 ４０ 波長検出装置、 ５０ ステッパ制御装置、
Claims (3)
- 【請求項１】 波長検出装置により出力レーザ光の発振
波長を検出し、設定の波長となるようレーザ共振器中の
波長選択素子を制御する狭帯域パルスレーザにおいて、
発振波長が所定の範囲内にある時は所定のサンプル数の
波長を検出し、前記サンプルされた波長の平均値に基づ
いて前記波長選択素子を制御し、前記所定の範囲内を越
えたら直ちに前記波長選択素子を制御する手段を備えた
ことを特徴とする波長制御装置。 - 【請求項２】 波長検出装置により出力レーザ光の発振
波長を検出し、設定の波長となるようレーザ共振器中の
波長選択素子を制御する狭帯域パルスレーザにおいて、
設定波長と発振波長の差が所定の波長差よりも大きい
時、直ちに出射シャッタを閉じ、かつ、波長異常を示す
信号を外部に出力して、波長選択素子の選択波長を波長
差とほぼ同じ量だけ戻すようにシフトさせる手段を備え
たことを特徴とする波長制御装置。 - 【請求項３】 設定波長が変更された場合、設定される
前に発振された波長と新しく設定された波長の差が所定
の波長差よりも大きい時、直ちに出射シャッタを閉じ、
かつ、波長異常を示す信号を外部に出力して、波長選択
素子の選択波長を波長差とほぼ同じ量だけ戻すようにシ
フトさせる手段を備えたことを特徴とする波長制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34510892A JP3276118B2 (ja) | 1992-12-02 | 1992-12-02 | 波長制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34510892A JP3276118B2 (ja) | 1992-12-02 | 1992-12-02 | 波長制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06177478A true JPH06177478A (ja) | 1994-06-24 |
| JP3276118B2 JP3276118B2 (ja) | 2002-04-22 |
Family
ID=18374339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34510892A Expired - Lifetime JP3276118B2 (ja) | 1992-12-02 | 1992-12-02 | 波長制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3276118B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001267673A (ja) * | 2000-02-09 | 2001-09-28 | Cymer Inc | レーザの帯域幅制御技術 |
| WO2022244237A1 (ja) * | 2021-05-21 | 2022-11-24 | ギガフォトン株式会社 | レーザ装置及び電子デバイスの製造方法 |
| WO2023276103A1 (ja) * | 2021-07-01 | 2023-01-05 | ギガフォトン株式会社 | 波長制御方法、レーザ装置、及び電子デバイスの製造方法 |
-
1992
- 1992-12-02 JP JP34510892A patent/JP3276118B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001267673A (ja) * | 2000-02-09 | 2001-09-28 | Cymer Inc | レーザの帯域幅制御技術 |
| WO2022244237A1 (ja) * | 2021-05-21 | 2022-11-24 | ギガフォトン株式会社 | レーザ装置及び電子デバイスの製造方法 |
| WO2023276103A1 (ja) * | 2021-07-01 | 2023-01-05 | ギガフォトン株式会社 | 波長制御方法、レーザ装置、及び電子デバイスの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3276118B2 (ja) | 2002-04-22 |
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