JP2003218437A - Laser and its controlling method - Google Patents
Laser and its controlling methodInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
等に用いられるレーザ装置に関し、さらに、そのような
レーザ装置の制御方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser device used for manufacturing a semiconductor device and the like, and further to a method for controlling such a laser device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体ウエハ上に塗布されたレジスト等
を露光するために用いられる逐次移動型縮小投影露光装
置（以下、「ステッパ」ともいう）においては、その露
光量を一定に制御することが非常に重要である。このス
テッパ用の光源としては、最近の半導体装置の高集積密
度の要求に対応するため、エキシマレーザ装置が広く用
いられている。2. Description of the Related Art In a successive movement type reduction projection exposure apparatus (hereinafter also referred to as "stepper") used for exposing a resist or the like applied on a semiconductor wafer, the exposure amount can be controlled to be constant. Very important. As a light source for this stepper, an excimer laser device is widely used to meet the recent demand for high integration density of semiconductor devices.
【０００３】レーザ装置から出力されるレーザ光のエネ
ルギーを一定にするためには、レーザ光のエネルギーが
予め与えられた目標値と一致するように、レーザ装置自
身が電圧指令値を決定することが考えられる。ここで、
電圧指令値は、レーザ発振を励起する強度に対応してい
る。しかしながら、この方法によれば、レーザ出力を一
定にすることができても、レーザ装置から露光装置まで
の間の光伝送系の影響を受けてしまうので、ステッパに
おける露光量に変動を生じる。In order to keep the energy of the laser light output from the laser device constant, the laser device itself must determine the voltage command value so that the energy of the laser light matches a predetermined target value. Conceivable. here,
The voltage command value corresponds to the intensity of exciting the laser oscillation. However, according to this method, even if the laser output can be made constant, it is affected by the optical transmission system from the laser device to the exposure device, so that the exposure amount in the stepper fluctuates.
【０００４】上記のような光伝送系の影響を回避すべ
く、ステッパにおける露光量の制御のために、外部電圧
制御モードが用いられている。外部電圧制御モードにお
いては、レーザ装置は、露光装置から送信された電圧指
令値に従って発振する。露光装置は、内部に設けられた
センサを用いてレーザ光のエネルギーを計測し、露光量
を制御するためのアルゴリズムに従って電圧指令値を決
定する。In order to avoid the influence of the optical transmission system as described above, the external voltage control mode is used for controlling the exposure amount in the stepper. In the external voltage control mode, the laser device oscillates in accordance with the voltage command value transmitted from the exposure device. The exposure apparatus measures the energy of laser light using a sensor provided inside and determines the voltage command value according to an algorithm for controlling the exposure amount.
【０００５】ところが、ステッパにおいては、露光と、
ウエハが設置されたステージの移動とが交互に繰り返さ
れるので、レーザ装置はいわゆるバースト発振モードで
運転される。ここで、バースト発振モードとは、図１２
に示すように、所定回数だけ連続してパルス発振させた
後、所定時間（ｔ）だけパルス発振を休止させる運転を
繰り返して行うことをいう。なお、図１２は、励起強度
（レーザ電源の発生するパルス電圧の値）を一定にした
場合に出力されるレーザパルスのエネルギーを示してい
る。However, in the stepper, exposure and
Since the movement of the stage on which the wafer is installed is repeated alternately, the laser device is operated in the so-called burst oscillation mode. Here, the burst oscillation mode is shown in FIG.
As shown in (1), the pulse oscillation is continuously performed a predetermined number of times, and then the operation of suspending the pulse oscillation for a predetermined time (t) is repeated. Note that FIG. 12 shows the energy of the laser pulse output when the excitation intensity (the value of the pulse voltage generated by the laser power supply) is constant.
【０００６】図１２に示すように、バースト発振モード
の特徴として、所定時間休止した後の連続パルス発振
（以下、「バースト発振」と称す）の初期においては、
発振が安定した状態となって比較的高いパルスエネルギ
ーが得られるが、パルス発振を続けると、放電電極及び
レーザガスの温度上昇やレーザガス内の放電生成物（イ
オン、金属フッ化物等）の増加等によって徐々にパルス
発振が不安定となり、パルスエネルギーが低下して行
く。その結果、露光装置からレーザ装置に送信される電
圧指令値を一定にしても、バースト発振の初期において
レーザパルスのエネルギーが大きくなるというスパイク
現象が現れる。このスパイク現象は、パルス発振を休止
した時間が長くなるほど顕著となる。As shown in FIG. 12, as a feature of the burst oscillation mode, in the initial stage of continuous pulse oscillation (hereinafter referred to as "burst oscillation") after a pause for a predetermined time,
The oscillation is stable and relatively high pulse energy can be obtained. However, if pulse oscillation is continued, the temperature of the discharge electrode and laser gas rises and the discharge products (ions, metal fluorides, etc.) in the laser gas increase. The pulse oscillation gradually becomes unstable and the pulse energy decreases. As a result, even if the voltage command value transmitted from the exposure device to the laser device is constant, a spike phenomenon occurs in which the energy of the laser pulse increases in the initial stage of burst oscillation. This spike phenomenon becomes more prominent as the time when the pulse oscillation is stopped becomes longer.
【０００７】このように、バースト発振モードの運転を
行うレーザ装置の場合には、外部電圧制御モードにおい
て露光装置からフィードバックを行うようにしても、上
述したようなスパイク現象の影響による過渡的な出力変
動が残ってしまい、露光量の制御における精度が著しく
低下するという問題がある。スパイク現象は、レーザ装
置の型式、個々のレーザ装置のバラツキ、運転条件やガ
ス条件等によって変化するが、露光装置側においてこの
ようなレーザ装置の個性や状態を詳しく把握することは
困難であり、レーザ装置側においてスパイク現象による
出力変動を補償することが望まれる。As described above, in the case of the laser device operating in the burst oscillation mode, even if feedback is performed from the exposure device in the external voltage control mode, the transient output due to the effect of the spike phenomenon as described above. There is a problem that the fluctuation remains and the accuracy of the exposure amount control is significantly reduced. The spike phenomenon varies depending on the type of laser device, variations of individual laser devices, operating conditions, gas conditions, etc., but it is difficult to understand in detail the individuality and state of such laser devices on the exposure apparatus side, It is desired to compensate the output fluctuation due to the spike phenomenon on the laser device side.
【０００８】また、レーザ装置においては、放電電極に
印加されるパルス電圧の値と出力されるレーザパルスの
エネルギーとの間の関係（ゲイン）は、一定ではない。
印加電圧がしきい値よりも低い範囲においては、レーザ
光が発生しない。印加電圧がしきい値を超えると、印加
電圧が比較的低い範囲においてはゲインがほぼ一定であ
るが、印加電圧が比較的高い範囲においてはゲインが低
下して行くという非直線性が存在する。従って、露光装
置から送信される電圧指令値が高い範囲においては、レ
ーザガスを励起させるための充電電圧を上昇させても、
レーザ出力エネルギー増分が少なくなる傾向にある。Further, in the laser device, the relationship (gain) between the value of the pulse voltage applied to the discharge electrode and the energy of the laser pulse output is not constant.
Laser light is not generated in the range where the applied voltage is lower than the threshold value. When the applied voltage exceeds the threshold value, the gain is almost constant in the range where the applied voltage is relatively low, but the gain decreases in the range where the applied voltage is relatively high. Therefore, in the range where the voltage command value transmitted from the exposure apparatus is high, even if the charging voltage for exciting the laser gas is increased,
Laser output energy increments tend to be small.
【０００９】これらの問題を解決するために、特開平１
０−１４４９８５号公報には、各パルスの出力値と目標
値との差を各パルス毎に求め、この差が許容限界を超え
たパルスに関しては、該パルスのパルス番号及び計測さ
れた発振休止時間に対応する電圧データテーブル手段の
記憶電源電圧値が、当該パルス番号及び計測された発振
休止時間に対応するブロックに設定された制御ゲインと
の差を用いて補正更新されるレーザ装置が開示されてい
る。しかしながら、各パルスの出力値と目標値との差が
許容限界以下であっても、電圧指令値に対する各パルス
の出力値を一定に近付けることが望まれる。To solve these problems, Japanese Patent Laid-Open No.
In JP-A-0-144985, the difference between the output value of each pulse and the target value is obtained for each pulse, and for the pulse whose difference exceeds the allowable limit, the pulse number of the pulse and the measured oscillation pause time There is disclosed a laser device in which the stored power supply voltage value of the voltage data table means corresponding to is corrected and updated by using the difference between the pulse number and the control gain set in the block corresponding to the measured oscillation pause time. There is. However, even if the difference between the output value of each pulse and the target value is less than or equal to the allowable limit, it is desired that the output value of each pulse with respect to the voltage command value be close to a constant value.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】そこで、上記の点に鑑
み、本発明は、外部電圧制御モードにおいて露光装置か
ら電圧指令値を受信して動作するレーザ装置において、
バースト発振における全パルスのエネルギーを均一化し
て露光量の精度をよりいっそう向上させることを目的と
する。Therefore, in view of the above points, the present invention provides a laser apparatus which operates by receiving a voltage command value from an exposure apparatus in an external voltage control mode.
The purpose is to make the energy of all pulses in burst oscillation uniform and further improve the accuracy of the exposure amount.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め、本発明の第１の観点に係るレーザ装置は、連続パル
ス発振と休止とを交互に繰り返すバースト発振モードに
おいて動作可能なレーザ装置であって、供給される電圧
に従ってレーザ発振を行うことによりレーザパルスを出
力するレーザ共振器と、レーザ共振器にレーザ発振用の
電圧を供給する電源部と、バースト発振期間におけるレ
ーザパルスの番号と休止期間の長さとに依存する補正値
を格納した２次元テーブルを用いて、露光装置から供給
される電圧指令値を補正すると共に、補正された電圧指
令値に基づいて、電源部からレーザ共振器に供給される
電圧を制御する制御手段とを具備する。In order to solve the above problems, a laser device according to a first aspect of the present invention is a laser device capable of operating in a burst oscillation mode in which continuous pulse oscillation and pause are alternately repeated. A laser resonator that outputs a laser pulse by performing laser oscillation according to the supplied voltage, a power supply unit that supplies a voltage for laser oscillation to the laser resonator, a laser pulse number and a pause during the burst oscillation period. The voltage command value supplied from the exposure apparatus is corrected using a two-dimensional table that stores a correction value that depends on the length of the period, and the power supply unit switches the laser resonator from the power supply unit to the laser resonator based on the corrected voltage command value. And a control means for controlling the supplied voltage.
【００１２】また、本発明の第２の観点に係るレーザ装
置は、連続パルス発振と休止とを交互に繰り返すバース
ト発振モードにおいて動作可能なレーザ装置であって、
供給される電圧に従ってレーザ発振を行うことによりレ
ーザパルスを出力するレーザ共振器と、レーザ共振器か
ら出力されるレーザパルスのエネルギーを計測してエネ
ルギー値を出力する計測手段と、レーザ共振器にレーザ
発振用の電圧を供給する電源部と、露光装置から供給さ
れる電圧指令値をエネルギー値に変換する変換手段と、
変換手段から出力されるエネルギー値と計測手段から出
力されるエネルギー値とに基づいて、電源部からレーザ
共振器に供給される電圧を制御する制御手段とを具備す
る。A laser device according to a second aspect of the present invention is a laser device capable of operating in a burst oscillation mode in which continuous pulse oscillation and pause are alternately repeated.
A laser resonator that outputs a laser pulse by performing laser oscillation in accordance with the supplied voltage, a measuring unit that measures the energy of the laser pulse output from the laser resonator and outputs an energy value, and a laser for the laser resonator. A power supply unit that supplies a voltage for oscillation, and a conversion unit that converts the voltage command value supplied from the exposure apparatus into an energy value,
And a control unit that controls the voltage supplied from the power supply unit to the laser resonator based on the energy value output from the conversion unit and the energy value output from the measurement unit.
【００１３】さらに、本発明の第１の観点に係るレーザ
装置の制御方法は、連続パルス発振と休止とを交互に繰
り返すバースト発振モードにおいて動作可能なレーザ装
置を制御する方法であって、バースト発振期間における
レーザパルスの番号と休止期間の長さとに依存する補正
値を格納した２次元テーブルを用いて、露光装置から供
給される電圧指令値を補正するステップ（ａ）と、補正
された電圧指令値に基づいて、レーザ共振器に供給され
る電圧を制御することにより、レーザ共振器からレーザ
パルスを出力させるステップ（ｂ）とを具備する。Further, a method of controlling a laser device according to a first aspect of the present invention is a method of controlling a laser device operable in a burst oscillation mode in which continuous pulse oscillation and pause are alternately repeated. A step (a) of correcting the voltage command value supplied from the exposure apparatus by using a two-dimensional table storing the correction value depending on the number of the laser pulse in the period and the length of the rest period, and the corrected voltage command Controlling the voltage supplied to the laser resonator based on the value to output a laser pulse from the laser resonator.
【００１４】また、本発明の第２の観点に係るレーザ装
置の制御方法は、連続パルス発振と休止とを交互に繰り
返すバースト発振モードにおいて動作可能なレーザ装置
を制御する方法であって、露光装置から供給される電圧
指令値を変換手段を用いてエネルギー値に変換するステ
ップ（ａ）と、レーザ共振器から出力されるレーザパル
スのエネルギーを計測手段を用いて計測してエネルギー
値を出力させると共に、変換手段から出力されるエネル
ギー値と計測手段から出力されるエネルギー値とに基づ
いて、レーザ共振器に供給される電圧を制御することに
より、レーザ共振器からレーザパルスを出力させるステ
ップ（ｂ）とを具備する。A method for controlling a laser device according to a second aspect of the present invention is a method for controlling a laser device operable in a burst oscillation mode in which continuous pulse oscillation and pause are alternately repeated. (A) converting the voltage command value supplied from the device into an energy value using the converting means, and measuring the energy of the laser pulse output from the laser resonator using the measuring means and outputting the energy value. A step (b) of outputting a laser pulse from the laser resonator by controlling the voltage supplied to the laser resonator based on the energy value output from the converting means and the energy value output from the measuring means. And.
【００１５】以上のように構成した本発明によれば、外
部電圧制御モードにおいて露光装置から電圧指令値を受
信して動作するレーザ装置において、バースト発振にお
ける全パルスのエネルギーを均一化して露光量の精度を
よりいっそう向上させることが可能となる。According to the present invention configured as described above, in the laser device which operates by receiving the voltage command value from the exposure device in the external voltage control mode, the energy of all pulses in the burst oscillation is made uniform and the exposure amount of the exposure light is changed. It is possible to further improve the accuracy.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態について説明する。なお、同一の構成要素につ
いては同一の参照番号を付して、これらの説明を省略す
る。図１に、本発明の第１の実施形態に係るレーザ装置
及び露光装置の構成を示す。レーザ装置１０は、内部電
圧制御モード又は外部電圧制御モードにおいてレーザ光
を発生する。露光装置２０は、このレーザ光を用いて、
半導体ウエハ上に塗布されたレジスト等を露光する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same reference numerals are given to the same components, and the description thereof will be omitted. FIG. 1 shows the configurations of a laser device and an exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention. The laser device 10 generates laser light in an internal voltage control mode or an external voltage control mode. The exposure device 20 uses this laser light to
The resist or the like applied on the semiconductor wafer is exposed.
【００１７】レーザ装置１０は、レーザチャンバ１と、
リアミラー２と、フロントミラー３とを有するレーザ共
振器を備えている。レーザ共振器のレーザチャンバ１内
には、レーザ媒質として、Ａｒ、Ｆ2、Ｈｅ等のガスを
含む混合ガスが数気圧で充填されている。また、レーザ
チャンバ１には、放電用の一対の電極（図示せず）が紙
面と直交する方向に対向して配置されており、これらの
電極間には、パルスパワーモジュール等のレーザ電源部
４によって、パルス状の高電圧が印加される。レーザチ
ャンバ１内にレーザ媒質を供給し、電極間に高電圧を印
加して放電を起こすと、レーザ媒質から光が発生する。The laser device 10 includes a laser chamber 1 and
A laser resonator having a rear mirror 2 and a front mirror 3 is provided. The laser chamber 1 of the laser resonator is filled with a mixed gas containing a gas such as Ar, F 2 or He at a pressure of several atmospheres as a laser medium. Further, in the laser chamber 1, a pair of electrodes (not shown) for discharging are arranged so as to face each other in a direction orthogonal to the paper surface, and between these electrodes, a laser power supply unit 4 such as a pulse power module is provided. Causes a pulsed high voltage to be applied. When a laser medium is supplied into the laser chamber 1 and a high voltage is applied between the electrodes to cause discharge, light is emitted from the laser medium.
【００１８】レーザチャンバ１のリア側とフロント側の
壁には、レーザチャンバ１を貫く光軸と所定のブリュー
スタ角を為すように２つのウインドがそれぞれ配置され
ている。レーザチャンバ１において発生したレーザ光
は、リアミラー２とフロントミラー３との間を往復しな
がら増幅され、増幅されたレーザ光がフロントミラー３
を透過してレーザ共振器の外部に出力される。Two windows are arranged on the rear and front walls of the laser chamber 1 so as to form an optical axis passing through the laser chamber 1 and a predetermined Brewster angle. The laser light generated in the laser chamber 1 is amplified while reciprocating between the rear mirror 2 and the front mirror 3, and the amplified laser light is reflected by the front mirror 3.
And is output to the outside of the laser resonator.
【００１９】ウインド３から出射したレーザ光は、レー
ザ装置１０内に配置されたビームスプリッタ５によって
一部が取り出され、センサ６によって出力レーザ光の１
パルス当たりのエネルギー（パルスエネルギー）の計測
が行われる。このエネルギー計測値Ｅ’は、エネルギー
制御部８にフィードバックされる。一方、残りのレーザ
光は露光装置２０の方へ出射される。A part of the laser light emitted from the window 3 is taken out by the beam splitter 5 arranged in the laser device 10, and 1 of the output laser light is outputted by the sensor 6.
The energy per pulse (pulse energy) is measured. This energy measurement value E ′ is fed back to the energy control unit 8. On the other hand, the remaining laser light is emitted toward the exposure device 20.
【００２０】露光装置２０は、センサ２１とコントロー
ラ２２と露光器２３とを含んでいる。露光器２３におい
ては、露光対象である半導体ウエハ上に塗布されたレジ
ストにレーザ光が照射され、半導体ウエハを搭載したス
テージが逐次所定の距離ずつ移動するように制御が行わ
れる。コントローラ２２は、所望の露光量を得るため
に、ＤＯＳＥ制御のアルゴリズムに基づいて、次のパル
スにおいて必要なエネルギー値を求め、これを電圧指令
値に変換してレーザ装置１０のエネルギー制御部８に送
信する。電圧指令値は、レーザ装置１０においてレーザ
光を励起する強度に対応している。また、露光装置２０
は、各パルス発振のタイミングを指令するトリガ信号
（ＴＲ）を出力し、１バースト毎に設定値がリセットさ
れるように、バースト発振開始前にリセット信号を出力
する。The exposure apparatus 20 includes a sensor 21, a controller 22 and an exposure device 23. In the exposure device 23, the resist applied on the semiconductor wafer to be exposed is irradiated with laser light, and control is performed so that the stage on which the semiconductor wafer is mounted sequentially moves by a predetermined distance. The controller 22 obtains a required energy value in the next pulse based on a DOSE control algorithm to obtain a desired exposure amount, converts the energy value into a voltage command value, and causes the energy control unit 8 of the laser device 10 to perform the conversion. Send. The voltage command value corresponds to the intensity of exciting the laser light in the laser device 10. In addition, the exposure device 20
Outputs a trigger signal (TR) that commands the timing of each pulse oscillation, and outputs a reset signal before the start of burst oscillation so that the set value is reset for each burst.
【００２１】レーザ装置１０においては、露光装置２０
内に配置されたコントローラ２２から送信された電圧指
令値に対し、レーザの持つスパイク特性の影響を減らす
ような補正が行われる。例えば、エネルギー制御部８に
おいて、送信された電圧指令値Ｖｔから電圧補正量Ｖｃ
を減じてレーザ発振するための電圧指令値Ｖｏを求め
る。この補正後の電圧指令値Ｖｏに従ってレーザ発振を
行う。In the laser device 10, the exposure device 20
The voltage command value transmitted from the controller 22 arranged inside is corrected so as to reduce the influence of the spike characteristic of the laser. For example, the energy control unit 8 calculates the voltage correction amount Vc from the transmitted voltage command value Vt.
To obtain a voltage command value Vo for laser oscillation. Laser oscillation is performed according to this corrected voltage command value Vo.
【００２２】以下に、エネルギー制御部８内部の具体的
構成について説明する。図２は、本発明の第１の実施形
態に係るレーザ装置におけるエネルギー制御部を示す図
である。ここで、露光装置２０のコントローラ２２から
送信されてきた電圧指令値Ｖｔは、電圧補正部３１によ
ってレーザ光のスパイク特性の影響を消去するような補
正が行われる。補正後の電圧は、レーザ発振させるため
の電圧指令値Ｖｏとしてレーザ電源部４に送信される。The specific structure inside the energy control unit 8 will be described below. FIG. 2 is a diagram showing an energy control unit in the laser device according to the first embodiment of the present invention. Here, the voltage command value Vt transmitted from the controller 22 of the exposure apparatus 20 is corrected by the voltage correction unit 31 so as to eliminate the influence of the spike characteristic of the laser light. The corrected voltage is transmitted to the laser power supply unit 4 as a voltage command value Vo for causing laser oscillation.
【００２３】例えば図３に示すように、エネルギー制御
部において、露光装置から送信されてきた電圧指令値Ｖ
ｔから電圧補正量Ｖｃを減じ、補正後の電圧指令値Ｖｏ
をレーザ電源部へ送信すると、レーザチャンバから補正
後の電圧に対応するレーザ光が露光装置の方へ出射され
る。For example, as shown in FIG. 3, in the energy control unit, the voltage command value V transmitted from the exposure apparatus
The voltage correction value Vc after correction is obtained by subtracting the voltage correction amount Vc from t.
Is transmitted to the laser power supply unit, laser light corresponding to the corrected voltage is emitted from the laser chamber toward the exposure apparatus.
【００２４】図４は、横軸にパルスの順番を示すパルス
番号をとり、縦軸にパルスエネルギー又は電圧指令値を
とっており、１番上の線はパルス番号とパルスエネルギ
ーとの関係を示し、その下の２本の線はパルス番号と電
圧指令値との関係を示している。露光装置から指定され
る指定電圧が一定（図４において、点線で示されている
補正前の電圧指令値）の場合において、レーザのスパイ
ク特性を消去するために、バースト運転開始直後は電圧
指令値を小さくし、序々に電圧指令値を大きくして定常
領域になったら電圧指令値が一定値となるようにする
（図４において、実線で示されている補正後の電圧指令
値）。このようにレーザ装置の放電電圧を制御すること
により、露光装置に入射するレーザのパルスエネルギー
を一定にすることができ（図４におけるパルスエネルギ
ー）、露光装置から見ると、レーザ装置から出力される
レーザ光からスパイク特性の影響が消失したように見え
る。In FIG. 4, the horizontal axis represents the pulse number indicating the order of the pulses, and the vertical axis represents the pulse energy or voltage command value. The uppermost line shows the relationship between the pulse number and the pulse energy. , And the two lines below it show the relationship between the pulse number and the voltage command value. In the case where the specified voltage specified by the exposure device is constant (the voltage command value before correction shown by the dotted line in FIG. 4), the voltage command value immediately after the start of burst operation in order to erase the spike characteristics of the laser. Is made small and the voltage command value is gradually increased so that the voltage command value becomes a constant value when it is in the steady region (corrected voltage command value shown by the solid line in FIG. 4). By controlling the discharge voltage of the laser device in this way, the pulse energy of the laser incident on the exposure device can be made constant (pulse energy in FIG. 4), and when viewed from the exposure device, it is output from the laser device. It seems that the influence of the spike characteristics disappeared from the laser light.
【００２５】例えば図５に示すように、バースト発振開
始時から所定パルス数（第ｎ番目のパルス）までは後述
する電圧補正用のテーブルを利用し、その後（第ｎ＋１
番目のパルス）からバースト発振終了時までは、徐々に
補正量をゼロに近づけて行くような所定の数式に基づい
て電圧補正を行うことができる。レーザのスパイク特性
によっては、図６に示すように、電圧補正用テーブルを
使用する先頭のパルス数ｎを大きくしても良い。For example, as shown in FIG. 5, from the start of burst oscillation until a predetermined number of pulses (nth pulse), a voltage correction table described later is used, and thereafter (n + 1th pulse).
From the (second pulse) to the end of the burst oscillation, the voltage correction can be performed based on a predetermined mathematical expression such that the correction amount gradually approaches zero. Depending on the spike characteristics of the laser, as shown in FIG. 6, the leading pulse number n using the voltage correction table may be increased.
【００２６】ここで、所定の数式とは、例えば、等差級
数や等比級数などの数式をいう。図５において、第ｎ番
目のパルスのデータを初期値としたときに、第（ｉ＋
１）番目のパルスの電圧補正量Ｖｃ（ｉ＋１）を求める
方法を、以下に説明する。数式が等差級数の場合には、
次のようになる。
Ｖｃ（ｉ＋１）＝Ｖｃ（ｉ）−Ｖｃ（ｎ）×Ｒ
ただし、ｉ＞ｎ、Ｖｃ（ｉ）＞０、Ｒは０＜Ｒ＜１を満
たす定数である。数式が等比級数の場合には、次のよう
になる。
Ｖｃ（ｉ＋１）＝Ｖｃ（ｉ）×Ｒ’
ただし、ｉ＞ｎ、Ｖｃ（ｉ）＞０、Ｒ’は０＜Ｒ’＜１
を満たす定数である。Here, the predetermined mathematical formula means, for example, a mathematical formula such as a geometric series or geometric series. In FIG. 5, when the data of the nth pulse is set to the initial value, the (i +
A method for obtaining the voltage correction amount Vc (i + 1) of the 1) th pulse will be described below. If the formula is an arithmetic series,
It looks like this: Vc (i + 1) = Vc (i) −Vc (n) × R However, i> n, Vc (i)> 0, and R are constants satisfying 0 <R <1. If the equation is a geometric series, then: Vc (i + 1) = Vc (i) × R ′ However, i> n, Vc (i)> 0, and R ′ are 0 <R ′ <1.
Is a constant that satisfies.
【００２７】次に、バースト発振開始から第ｎ番目のパ
ルスまでに使用される電圧補正用テーブルの作成方法に
ついて説明する。まず、レーザ発振のエネルギーが一定
となるモード（エネルギー一定モード）において求めた
印加電圧に基づいて、スパイク特性の影響を消去するた
めの目標電圧のテーブルを作成する。ここでは、スパイ
ク現象は休止した時間が長くなるほど顕著になるので、
パルス毎に、休止時間との関係において、例えば図７に
示すような特性を有する電圧を格納した目標電圧のテー
ブルを作成する。なお、図７において、バースト発振開
始から所定のパルス数を発振した後、定常状態になった
ときの電圧を平均して求めたバースト後半の平均電圧と
目標電圧との差が電圧補正量になる。Next, a method of creating a voltage correction table used from the start of burst oscillation to the nth pulse will be described. First, based on the applied voltage obtained in the mode in which the energy of laser oscillation is constant (constant energy mode), a table of target voltage for eliminating the influence of the spike characteristic is created. Here, the spike phenomenon becomes more prominent as the rest time increases, so
For each pulse, a table of target voltages is created which stores voltages having the characteristics shown in FIG. 7, for example, in relation to the pause time. In FIG. 7, the difference between the target voltage and the average voltage in the latter half of the burst obtained by averaging the voltages in the steady state after oscillating a predetermined number of pulses from the start of burst oscillation is the voltage correction amount. .
【００２８】次に、このテーブルを用いて、例えば図８
に示すような特性を有する電圧補正量を格納した電圧補
正用テーブルを作成する。この電圧補正用テーブルも、
目標電圧のテーブルと同様に、２次元のテーブルとな
る。Next, using this table, for example, FIG.
A voltage correction table that stores a voltage correction amount having the characteristics shown in FIG. This voltage correction table is also
It becomes a two-dimensional table like the target voltage table.
【００２９】目標電圧のテーブルは、以下のようにして
作成しても良い。まず、レーザ装置と露光装置との間の
シャッタを閉じてレーザ光が露光装置に入射されない状
態にする。その後、例えば３つの休止時間Ｔ１、Ｔ２、
Ｔ３（Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３）について、レーザを実際に発
振させてパルスエネルギーが一定となるように調整した
ときの放電電圧を求める。The target voltage table may be created as follows. First, the shutter between the laser device and the exposure device is closed so that laser light does not enter the exposure device. Then, for example, three rest periods T1, T2,
Regarding T3 (T1 <T2 <T3), the discharge voltage when the laser is actually oscillated and the pulse energy is adjusted to be constant is obtained.
【００３０】即ち、休止時間Ｔ１の場合において、試験
運転の際の放電電圧をバースト発振開始から順に、Ｖ１
（Ｔ１）、Ｖ２（Ｔ１）、…、Ｖｎ（Ｔ１）とする。同
様に、休止時間Ｔ２の場合において、放電電圧をＶ１
（Ｔ２）、Ｖ２（Ｔ２）、…、Ｖｎ（Ｔ２）とし、休止
時間Ｔ３の場合において、放電電圧をＶ１（Ｔ３）、Ｖ
２（Ｔ３）、…、Ｖｎ（Ｔ３）とする。また、休止時間
Ｔ１の場合において、試験運転の結果検出された各パル
スのエネルギーを、Ｐ１（Ｔ１）、Ｐ２（Ｔ１）、…、
Ｐｎ（Ｔ１）とする。同様に、休止時間Ｔ２の場合にお
いて、各パルスのエネルギーをＰ１（Ｔ２）、Ｐ２（Ｔ
２）、…、Ｐｎ（Ｔ２）とし、休止時間Ｔ３の場合にお
いて、各パルスのエネルギーをＰ１（Ｔ３）、Ｐ２（Ｔ
３）、…、Ｐｎ（Ｔ３）とする。That is, in the case of the pause time T1, the discharge voltage during the test operation is set to V1 in order from the burst oscillation start.
(T1), V2 (T1), ..., Vn (T1). Similarly, in the case of the pause time T2, the discharge voltage is set to V1.
(T2), V2 (T2), ..., Vn (T2), and the discharge voltage is V1 (T3), V when the rest time is T3.
2 (T3), ..., Vn (T3). Further, in the case of the pause time T1, the energy of each pulse detected as a result of the test operation is set to P1 (T1), P2 (T1), ...
Pn (T1). Similarly, in the case of the pause time T2, the energy of each pulse is set to P1 (T2), P2 (T
2), ..., Pn (T2), and in the case of the pause time T3, the energy of each pulse is P1 (T3), P2 (T
3), ..., Pn (T3).
【００３１】次いで、第１番目のパルスに関して、発振
エネルギーの目標値をＰｒとすると、|Ｐ１（Ｔ１）−
Ｐｒ|＜閾値、|Ｐ１（Ｔ２）−Ｐｒ｜＜閾値、｜Ｐ１
（Ｔ３）−Ｐｒ｜＜閾値を満足するまで放電電圧Ｖ１
（Ｔ１）、Ｖ１（Ｔ２）、Ｖ１（Ｔ３）を調整しながら
レーザ発振を繰り返し、第１番目のパルスに関する目標
電圧Ｖ11、Ｖ21、Ｖ31を求める。次に、この３点に基づ
いて、例えば直線補完等により３点の間に位置する各点
における目標電圧データを得る。同様にして、第２番目
以降のパルスについても電圧データテーブルを作成する
ことができる。これにより、例えば図７に示すような目
標電圧が得られる。また、これをテーブルとして表す
と、次の表のようになる。Next, assuming that the target value of the oscillation energy is Pr for the first pulse, | P1 (T1)-
Pr | <threshold value, | P1 (T2) -Pr | <threshold value, | P1
Discharge voltage V1 until (T3) -Pr | <threshold value is satisfied
Laser oscillation is repeated while adjusting (T1), V1 (T2), and V1 (T3) to obtain target voltages V 11 , V 21 , and V 31 for the first pulse. Next, based on these three points, target voltage data at each point located between the three points is obtained by, for example, linear interpolation. Similarly, a voltage data table can be created for the second and subsequent pulses. As a result, a target voltage as shown in FIG. 7, for example, is obtained. If this is expressed as a table, the following table is obtained.
【表１】 [Table 1]
【００３２】次に、本発明の第２の実施形態について説
明する。図９は、本発明の第２の実施形態に係るレーザ
装置におけるエネルギー制御部を示す図である。このエ
ネルギー制御部３８においては、エネルギー変換部４１
が、露光装置のコントローラから受信した電圧指令値Ｖ
ｔに基づいて露光装置が必要とするエネルギー値を逆算
し、これをエネルギー目標値Ｅとしてエネルギーの制御
が行われる。エネルギーの制御は、フィードフォワード
制御とフィードバック制御の組合せで行われる。Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a diagram showing an energy control unit in the laser device according to the second embodiment of the present invention. In the energy control unit 38, the energy conversion unit 41
Is the voltage command value V received from the controller of the exposure apparatus.
The energy value required by the exposure apparatus is back-calculated based on t, and the energy is controlled with this as the energy target value E. Energy control is performed by a combination of feedforward control and feedback control.
【００３３】エネルギー変換部４１において、送信され
てきた電圧指令値Ｖｔをエネルギー目標値Ｅに正確に変
換するために、露光装置に記憶されている入出力パラメ
ータと同一の入出力パラメータを記憶しておくことが望
ましい。即ち、露光装置は、レーザの入出力特性を計測
した後、最終的な変換パラメータ（Ｅｉ，Ｖｉ）（ｉ＝
０、１、２、３）をエネルギー変換部４１に送信する。
エネルギー変換部４１は、下記に示す変換式Ｅ＝Ｆ（Ｖ
ｔ）に基づいて、露光装置からの電圧指令値Ｖｔをエネ
ルギー値に変換し、その値をエネルギー目標値Ｅとす
る。なお、入出力特性は、基準値（Ｅ０，Ｖ０）〜（Ｅ
３，Ｖ３）を直線補完したものとする。Ｖｔ≦Ｖ１のと
きは、次の変換式による。
Ｅ＝Ｅ０+（Ｅ１−Ｅ０）／（Ｖ１−Ｖ０）×（Ｖｔ−
Ｖ０）
Ｖ１＜Ｖｔ≦Ｖ２のときは、次の変換式による。
Ｅ＝Ｆ（Ｖ１）+（Ｅ２−Ｅ１）／（Ｖ２−Ｖ１）×
（Ｖｔ−Ｖ１）
Ｖ２＜Ｖｔのときは、次の変換式による。
Ｅ＝Ｆ（Ｖ２）+（Ｅ３−Ｅ２）／（Ｖ３−Ｖ２）×
（Ｖｔ−Ｖ２）
ただし、Ｖ０＜Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３である。In order to accurately convert the transmitted voltage command value Vt into the energy target value E, the energy conversion unit 41 stores the same input / output parameter as the input / output parameter stored in the exposure apparatus. It is desirable to set it. That is, the exposure apparatus measures the input / output characteristics of the laser and then determines the final conversion parameter (Ei, Vi) (i =
0, 1, 2, 3) is transmitted to the energy conversion unit 41.
The energy conversion unit 41 uses the conversion formula E = F (V
Based on t), the voltage command value Vt from the exposure apparatus is converted into an energy value, and the value is set as the energy target value E. The input / output characteristics are the reference values (E0, V0) to (E0
3, V3) is linearly complemented. When Vt ≦ V1, the following conversion formula is used. E = E0 + (E1-E0) / (V1-V0) * (Vt-
V0) When V1 <Vt ≦ V2, the following conversion formula is used. E = F (V1) + (E2-E1) / (V2-V1) *
(Vt-V1) When V2 <Vt, the following conversion formula is used. E = F (V2) + (E3-E2) / (V3-V2) *
(Vt-V2) However, V0 <V1 <V2 <V3.
【００３４】バースト発振期間の初期における所定数の
パルス発振の期間（図１２に示すスパイク領域に相当す
る）における制御の場合には、セレクタ４５によって、
電圧テーブル学習制御部４２の出力が選択される。電圧
テーブル学習制御部４２は、各バースト発振のスパイク
領域において、学習制御によってスパイクキラー制御
（スパイク特性の影響を消去すること）を行うものであ
り、次回のパルス発振のためにエネルギー目標値Ｅに対
応して出力すべき電圧指令値Ｖｏのテーブルを記憶して
おき、１パルス毎にエネルギー偏差値ΔＥを求め、これ
に基づいて算出した電圧指令値Ｖｏを学習値として更新
する。エネルギー偏差値ΔＥは、エネルギー変換部４１
によって求められたエネルギー目標値Ｅと、センサー６
（図１参照）によって計測されたエネルギー測定値Ｅ’
との差である。In the case of control in the period of a predetermined number of pulse oscillations (corresponding to the spike region shown in FIG. 12) in the initial stage of the burst oscillation period, the selector 45 causes
The output of the voltage table learning control unit 42 is selected. The voltage table learning control unit 42 performs spike killer control (eliminating the influence of spike characteristics) by learning control in the spike region of each burst oscillation, and sets the energy target value E to the next target pulse oscillation. A table of voltage command values Vo to be output correspondingly is stored, the energy deviation value ΔE is obtained for each pulse, and the voltage command value Vo calculated based on this is updated as a learning value. The energy deviation value ΔE is calculated by the energy conversion unit 41.
Energy target value E obtained by the sensor 6
Energy measurement value E'measured by (see FIG. 1)
Is the difference.
【００３５】一方、バースト発振期間における所定数の
パルス発振以降の期間（以下、「毎パルス領域」ともい
う）における制御の場合には、セレクタ４５によって毎
パルス制御部４３の出力が選択される。例えば、所定数
のパルス発振以後のパルス発振に対しては、毎パルス制
御部４３によって毎パルス制御が行われる。毎パルス制
御部４３は、バースト発振の先頭からｉ番目のパルス発
振の際に、直前の（ｉ−１）番目のパルス発振の時に更
新された電圧指令値Ｖｏ（ｉ−１）を、今回の電圧指令
値Ｖｏ（ｉ）として出力する。その後、毎パルス制御部
４３は、今回のエネルギー偏差値ΔＥに基づいて電圧指
令値Ｖｏ（ｉ）を更新し、更新された電圧指令値Ｖｏ
（ｉ）を記憶する。同一バースト発振の場合には、この
記憶された電圧指令値Ｖｏ（ｉ）が次のパルス発振時に
出力されるので、基本的にはフィードバック制御を行っ
ていることになる。On the other hand, in the case of control in a period after a predetermined number of pulse oscillations in the burst oscillation period (hereinafter, also referred to as "each pulse region"), the selector 45 selects the output of each pulse control section 43. For example, the pulse control after the predetermined number of pulse oscillations is performed by the pulse control unit 43. At the time of the i-th pulse oscillation from the beginning of the burst oscillation, the every-pulse control unit 43 sets the voltage command value Vo (i-1) updated at the immediately preceding (i-1) -th pulse oscillation to the current The voltage command value Vo (i) is output. Thereafter, the every-pulse control unit 43 updates the voltage command value Vo (i) based on the current energy deviation value ΔE, and the updated voltage command value Vo (i).
Memorize (i). In the case of the same burst oscillation, the stored voltage command value Vo (i) is output at the next pulse oscillation, so that basically feedback control is performed.
【００３６】また、電圧オフセット部４４は、エネルギ
ー目標値に対応した電圧オフセット量を求めてセレクタ
４５の出力に加算することにより、フィードフォワード
制御を行う。ここで、電圧オフセット量としては、例え
ば、エネルギー目標値Ｅと所定の基準値ＥREFとの差Δ
ＥREFに応じたオフセット電圧ΔＶを次式から求める。
ΔＶ＝Ｋ×ΔＥREF
ただし、Ｋは、レーザ電源部への電圧指令値とパルスエ
ネルギーとの関係を表すレーザの入出力特性から決まる
係数である。The voltage offset section 44 also performs feedforward control by obtaining a voltage offset amount corresponding to the energy target value and adding it to the output of the selector 45. Here, the voltage offset amount is, for example, a difference Δ between the energy target value E and a predetermined reference value E REF.
The offset voltage ΔV corresponding to E REF is obtained from the following equation. ΔV = K × ΔE REF However, K is a coefficient determined from the input / output characteristics of the laser, which represents the relationship between the voltage command value to the laser power supply unit and the pulse energy.
【００３７】以上の動作をまとめると、スパイク領域に
おける制御の場合には、前回のパルス発振の際に更新し
て記録しておいた電圧指令値Ｖｏを電圧テーブル学習制
御部４２から読出し、これにオフセット電圧ΔＶを加算
して、今回の電圧指令値としてレーザ電源に出力する。
なお、最初のバースト発振の際、即ち、それまでに１回
も学習されてないときには、予め記憶しておいた初期の
電圧テーブルが参照される。一方、毎パルス領域におけ
る制御の場合には、毎パルス制御部４２から電圧指令値
Ｖｏ（ｉ−１）を読出し、これにオフセット電圧ΔＶを
加算して、今回の電圧指令値としてレーザ電源に出力す
る。To summarize the above operation, in the case of control in the spike region, the voltage command value Vo updated and recorded at the time of the previous pulse oscillation is read from the voltage table learning control unit 42, and is read. The offset voltage ΔV is added and output as the current voltage command value to the laser power supply.
It should be noted that at the time of the first burst oscillation, that is, when the learning is not performed even once, the initial voltage table stored in advance is referred to. On the other hand, in the case of control in each pulse region, the voltage command value Vo (i-1) is read from each pulse control unit 42, the offset voltage ΔV is added to this, and the voltage command value is output to the laser power supply as the current voltage command value. To do.
【００３８】以下に、エネルギー制御部において、露光
装置で使用した入出力特性と同一の変換パラメータを使
用して電圧補正を行い、レーザ電源部へ電圧指令値を出
力する方法について説明する。A method of performing voltage correction in the energy control unit using the same conversion parameter as the input / output characteristic used in the exposure apparatus and outputting the voltage command value to the laser power supply unit will be described below.
【００３９】図１０は、本実施形態において、エネルギ
ー制御された電圧指令値を生成する方法を示すフローチ
ャートである。この方法においては、露光装置がレーザ
装置の入出力特性を計測した後、最終的な変換パラメー
タをレーザ装置に送信する。FIG. 10 is a flowchart showing a method of generating an energy-controlled voltage command value in this embodiment. In this method, the exposure apparatus measures the input / output characteristics of the laser apparatus and then transmits the final conversion parameter to the laser apparatus.
【００４０】まず、ステップＳ１において、エネルギー
制御部内に配置されたエネルギー変換部の入出力特性の
パラメータ（Ｅｉ，Ｖｉ）を初期化する。ステップＳ２
において、露光装置からの変換パラメータを受信したか
否か判断し、受信した場合には、ステップＳ３において
受信したパラメータを設定した後、ステップＳ４に移行
する。受信していない場合には、直ちにステップＳ４に
移行する。First, in step S1, the input / output characteristic parameters (Ei, Vi) of the energy conversion unit arranged in the energy control unit are initialized. Step S2
In step S3, it is determined whether or not the conversion parameter from the exposure apparatus is received. If the conversion parameter is received, the parameter received in step S3 is set, and then the process proceeds to step S4. If not received, the process immediately proceeds to step S4.
【００４１】ステップＳ４において、露光装置から電圧
指令値を受信したか否か判断し、受信した場合には、ス
テップＳ５において受信データの読込みを行う。次に、
読み込んだ電圧指令値について、ステップＳ３において
設定した変換パラメータを用いてエネルギー値に変換し
（ステップＳ６）、このエネルギー値をエネルギー目標
値とする（ステップＳ７）。ステップＳ８において、エ
ネルギー目標値に基づいて電圧オフセット量を計算し、
電圧指令値を出力する。その後、ステップＳ２に戻る。
一方、ステップＳ４において、露光装置からの電圧指令
値を受信していない場合には、直ちにステップＳ２へ戻
る。In step S4, it is determined whether or not a voltage command value has been received from the exposure device, and if received, the received data is read in step S5. next,
The read voltage command value is converted into an energy value using the conversion parameter set in step S3 (step S6), and this energy value is set as the energy target value (step S7). In step S8, the voltage offset amount is calculated based on the energy target value,
Output the voltage command value. Then, it returns to step S2.
On the other hand, if the voltage command value from the exposure apparatus is not received in step S4, the process immediately returns to step S2.
【００４２】図１１は、本実施形態において、エネルギ
ー制御された電圧指令値を生成する別の方法を示すフロ
ーチャートである。この方法においては、露光装置がレ
ーザ装置の入出力特性を計測する際、露光装置から送信
された設定値や露光装置が取得した計測値をレーザ装置
において記憶しておき、これらに基づいてレーザ装置が
変換パラメータを得る。FIG. 11 is a flowchart showing another method of generating the energy-controlled voltage command value in this embodiment. In this method, when the exposure apparatus measures the input / output characteristics of the laser apparatus, the setting values transmitted from the exposure apparatus and the measurement values acquired by the exposure apparatus are stored in the laser apparatus, and based on these, the laser apparatus is stored. Gets the conversion parameters.
【００４３】ステップＳ１１において、エネルギー変換
手段４１の入出力特性のパラメータ（Ｅｉ，Ｖｉ）を初
期化する。ステップＳ１２において、露光装置が入出力
特性を計測するか否か判断し、計測する場合には、ステ
ップＳ１３において計測回数（ｉ）をカウントする。さ
らに、ステップＳ１４において、露光装置からエネルギ
ー目標値Ｅｉを受信し、ステップＳ１５において、受信
したエネルギー目標値Ｅｉを記憶する。ステップＳ１６
において、パルスエネルギーが一定になるようにレーザ
の発振を行い、電圧テーブルを作成する。ステップＳ１
７において、電圧テーブルから平均電圧を求め、ステッ
プＳ１８において、平均電圧値を露光装置に送信すると
共に、これを記憶する。その後、ステップＳ１３に戻
り、ステップＳ１３〜Ｓ１８の操作を繰り返す。In step S11, the input / output characteristic parameters (Ei, Vi) of the energy converting means 41 are initialized. In step S12, it is determined whether or not the exposure apparatus measures the input / output characteristics, and if it is measured, the number of times of measurement (i) is counted in step S13. Further, in step S14, the energy target value Ei is received from the exposure apparatus, and in step S15, the received energy target value Ei is stored. Step S16
At, the laser is oscillated so that the pulse energy is constant, and a voltage table is created. Step S1
In step 7, the average voltage is calculated from the voltage table, and in step S18, the average voltage value is transmitted to the exposure apparatus and stored. Then, it returns to step S13 and repeats the operation of step S13-S18.
【００４４】入出力特性の計測が終了した場合には、ス
テップＳ１９において、露光装置からの電圧指令値を受
信したか否か判断し、受信している場合には、ステップ
Ｓ２０において受信データ（電圧指令値Ｖｔ）の読込み
を行う。さらに、ステップＳ２１において、電圧指令値
Ｖｔのエネルギー目標値Ｅへの変換を行う。ステップＳ
２２において、エネルギー目標値に基づいて電圧オフセ
ット量を計算し、電圧指令値を出力する。その後、ステ
ップＳ１２に戻る。一方、ステップＳ１９において、露
光装置からの電圧指令値を受信していないと判断した場
合には、ステップＳ１２に戻る。When the measurement of the input / output characteristics is completed, it is determined in step S19 whether or not the voltage command value from the exposure apparatus is received. If it is received, the received data (voltage The command value Vt) is read. Further, in step S21, the voltage command value Vt is converted into the energy target value E. Step S
At 22, the voltage offset amount is calculated based on the energy target value, and the voltage command value is output. Then, it returns to step S12. On the other hand, when it is determined in step S19 that the voltage command value from the exposure apparatus is not received, the process returns to step S12.
【００４５】[0045]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
外部電圧制御モードにおいて露光装置から電圧指令値を
受信して動作するレーザ装置において、バースト発振に
おける全パルスのエネルギーを均一化して露光量の精度
をよりいっそう向上させることが可能となる。レーザ装
置のスパイク特性による出力エネルギーの変動を補正す
ることができるので、露光装置から見ると、実質的にレ
ーザ装置のスパイク特性が消失したように見える。ま
た、露光装置は、従来の露光量制御アルゴリズムやソフ
トウェアをそのまま使用することができるので、コスト
的にも有利である。さらに、露光装置においては、露光
量制御のアルゴリズムにおいて、レーザ装置の特性を考
慮する負担が減り、露光量制御の精度が向上する。As described above, according to the present invention,
In the laser device that operates by receiving the voltage command value from the exposure device in the external voltage control mode, it is possible to make the energy of all pulses in burst oscillation uniform and further improve the accuracy of the exposure amount. Since the fluctuation of the output energy due to the spike characteristic of the laser device can be corrected, it appears that the spike characteristic of the laser device is substantially lost when viewed from the exposure apparatus. Further, the exposure apparatus can use the conventional exposure amount control algorithm and software as it is, which is advantageous in terms of cost. Further, in the exposure apparatus, the burden of considering the characteristics of the laser device in the exposure amount control algorithm is reduced, and the accuracy of the exposure amount control is improved.
【図１】本発明の第１の実施形態に係るレーザ装置及び
露光装置の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing configurations of a laser apparatus and an exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１の実施形態に係るレーザ装置にお
けるエネルギー制御部を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an energy control unit in the laser device according to the first embodiment of the present invention.
【図３】電圧指令値の補正の様子を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing how a voltage command value is corrected.
【図４】パルスエネルギーと電圧指令値との関係を示す
図である。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between pulse energy and a voltage command value.
【図５】テーブルと所定の数式により電圧補正量を求め
ることを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing how to obtain a voltage correction amount using a table and a predetermined mathematical expression.
【図６】テーブルにより電圧補正量を求めることを示す
図である。FIG. 6 is a diagram showing that a voltage correction amount is obtained from a table.
【図７】目標電圧の特性を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing characteristics of a target voltage.
【図８】電圧補正量の特性を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a characteristic of a voltage correction amount.
【図９】本発明の第２の実施形態に係るレーザ装置にお
けるエネルギー制御部を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an energy control unit in a laser device according to a second embodiment of the present invention.
【図１０】本発明の第２の実施形態において、エネルギ
ー制御された電圧指令値を生成する方法を示すフローチ
ャートである。FIG. 10 is a flowchart showing a method for generating an energy-controlled voltage command value in the second embodiment of the present invention.
【図１１】本発明の第２の実施形態において、エネルギ
ー制御された電圧指令値を生成する別の方法を示すフロ
ーチャートである。FIG. 11 is a flowchart showing another method of generating an energy-controlled voltage command value according to the second embodiment of the present invention.
【図１２】放電電圧を一定にした場合の各パルスのエネ
ルギーを示す図である。FIG. 12 is a diagram showing the energy of each pulse when the discharge voltage is constant.
１ レーザチャンバ ２、３ ウインド ４ レーザ電源部 ５ ビームスプリッタ ６ センサ ８、３８ エネルギー制御部 １０ レーザ装置 ２０ 露光装置 ２１ センサ ２２ コントローラ ２３ 露光器 ３１ 電圧補正部 ４１ エネルギー変換部 ４２ 電圧テーブル学習制御部 ４３ 毎パルス制御部 ４４ 電圧オフセット部 ４５ セレクタ 1 laser chamber A few windows 4 Laser power supply 5 Beam splitter 6 sensors 8, 38 Energy control unit 10 Laser device 20 Exposure equipment 21 sensor 22 Controller 23 Exposure device 31 Voltage correction unit 41 Energy Converter 42 Voltage table learning control unit 43 Each pulse control unit 44 Voltage offset section 45 selector
Claims (19)
すバースト発振モードにおいて動作可能なレーザ装置で
あって、 供給される電圧に従ってレーザ発振を行うことによりレ
ーザパルスを出力するレーザ共振器と、 前記レーザ共振器にレーザ発振用の電圧を供給する電源
部と、 バースト発振期間におけるレーザパルスの番号と休止期
間の長さとに依存する補正値を格納した２次元テーブル
を用いて、露光装置から供給される電圧指令値を補正す
ると共に、補正された電圧指令値に基づいて、前記電源
部から前記レーザ共振器に供給される電圧を制御する制
御手段と、を具備するレーザ装置。1. A laser device capable of operating in a burst oscillation mode in which continuous pulse oscillation and pause are alternately repeated, and a laser resonator that outputs a laser pulse by performing laser oscillation according to a supplied voltage, It is supplied from the exposure device using a power supply unit that supplies a voltage for laser oscillation to the laser resonator, and a two-dimensional table that stores correction values that depend on the number of laser pulses in the burst oscillation period and the length of the pause period. And a control unit that controls the voltage supplied from the power supply unit to the laser resonator based on the corrected voltage command value.
格納されている補正値の他に、前記２次元テーブルに格
納されている補正値に所定の演算を施して得られた値を
用いて、露光装置から供給される電圧指令値を補正す
る、請求項１記載のレーザ装置。2. The control means uses, in addition to the correction value stored in the two-dimensional table, a value obtained by performing a predetermined calculation on the correction value stored in the two-dimensional table. The laser apparatus according to claim 1, wherein the voltage command value supplied from the exposure apparatus is corrected.
比級数演算である、請求項２記載のレーザ装置。3. The laser device according to claim 2, wherein the predetermined operation is arithmetic series operation or geometric series operation.
すバースト発振モードにおいて動作可能なレーザ装置で
あって、 供給される電圧に従ってレーザ発振を行うことによりレ
ーザパルスを出力するレーザ共振器と、 前記レーザ共振器から出力されるレーザパルスのエネル
ギーを計測してエネルギー値を出力する計測手段と、 前記レーザ共振器にレーザ発振用の電圧を供給する電源
部と、 露光装置から供給される電圧指令値をエネルギー値に変
換する変換手段と、 前記変換手段から出力されるエネルギー値と前記計測手
段から出力されるエネルギー値とに基づいて、前記電源
部から前記レーザ共振器に供給される電圧を制御する制
御手段と、を具備するレーザ装置。4. A laser device capable of operating in a burst oscillation mode in which continuous pulse oscillation and pause are alternately repeated, and a laser resonator that outputs a laser pulse by performing laser oscillation according to a supplied voltage, Measuring means for measuring the energy of the laser pulse output from the laser resonator and outputting the energy value, a power supply unit for supplying a voltage for laser oscillation to the laser resonator, and a voltage command value supplied from the exposure apparatus. To an energy value, and controls the voltage supplied from the power supply unit to the laser resonator based on the energy value output from the conversion means and the energy value output from the measuring means. A laser device comprising: a control unit.
おいて使用される変換パラメータと同一の変換パラメー
タを使用して、露光装置から供給される電圧指令値をエ
ネルギー値に変換する、請求項４記載のレーザ装置。5. The energy conversion means converts the voltage command value supplied from the exposure apparatus into an energy value by using the same conversion parameter as the conversion parameter used in the exposure apparatus. Laser device.
期間において、前記変換手段から出力されるエネルギー
値と前記計測手段から出力されるエネルギー値との差に
対応する電圧指令値をテーブルから読み出して出力する
第１の制御手段と、 バースト発振期間における前記所定数のパルス発振以降
の期間において、前記変換手段から出力されるエネルギ
ー値と前記計測手段から出力されるエネルギー値との差
に基づいてフィードバック制御を行うことにより電圧指
令値を出力する第２の制御手段と、を含む、請求項４又
は５記載のレーザ装置。6. The control means corresponds to a difference between an energy value output from the converting means and an energy value output from the measuring means in a period of a predetermined number of pulse oscillations in an initial stage of a burst oscillation period. First control means for reading out and outputting a voltage command value from a table; energy value output from the conversion means and energy output from the measurement means in a period after the predetermined number of pulse oscillations in the burst oscillation period 6. The laser device according to claim 4, further comprising a second control unit that outputs a voltage command value by performing feedback control based on a difference from the value.
ら出力されるエネルギー値と前記計測手段から出力され
るエネルギー値との差に基づいて算出した電圧指令値を
テーブルに記憶すると共に、これを更新して学習制御を
行う、請求項６記載のレーザ装置。7. The first control means stores a voltage command value calculated based on a difference between an energy value output from the conversion means and an energy value output from the measurement means in a table, and The laser device according to claim 6, wherein the laser device is updated to perform learning control.
されるエネルギー値に基づいて補正電圧を出力する補正
手段をさらに含む、請求項６又は７記載のレーザ装置。8. The laser device according to claim 6, wherein the control unit further includes a correction unit that outputs a correction voltage based on the energy value output from the conversion unit.
指令値と前記第２の制御手段から出力される電圧指令値
との内の一方を選択する選択手段と、 前記選択手段によって選択された電圧指令値に前記補正
手段から出力される補正電圧を加算する加算手段と、を
さらに具備する請求項８記載のレーザ装置。9. A selection unit that selects one of a voltage command value output from the first control unit and a voltage command value output from the second control unit, and a selection unit selected by the selection unit. 9. The laser device according to claim 8, further comprising: an addition unit that adds the correction voltage output from the correction unit to the voltage command value.
返すバースト発振モードにおいて動作可能なレーザ装置
を制御する方法であって、 バースト発振期間におけるレーザパルスの番号と休止期
間の長さとに依存する補正値を格納した２次元テーブル
を用いて、露光装置から供給される電圧指令値を補正す
るステップ（ａ）と、 補正された電圧指令値に基づいて、レーザ共振器に供給
される電圧を制御することにより、前記レーザ共振器か
らレーザパルスを出力させるステップ（ｂ）と、を具備
するレーザ装置の制御方法。10. A method of controlling a laser device operable in a burst oscillation mode in which continuous pulse oscillation and pause are alternately repeated, the correction being dependent on the number of laser pulses in the burst oscillation period and the length of the pause period. Step (a) of correcting the voltage command value supplied from the exposure apparatus using a two-dimensional table storing the values, and controlling the voltage supplied to the laser resonator based on the corrected voltage command value. Thus, the method of controlling a laser device, comprising the step (b) of outputting a laser pulse from the laser resonator.
なるようにして、バースト発振期間におけるレーザパル
スの番号と休止期間の長さとに対する放電電圧の関係を
求めることにより、前記２次元テーブルを作成するステ
ップをさらに具備する請求項１０記載のレーザ装置の制
御方法。11. A step of creating the two-dimensional table by determining the relationship between the discharge voltage and the number of the laser pulse in the burst oscillation period and the length of the rest period while keeping the energy value of the laser pulse constant. The method for controlling a laser device according to claim 10, further comprising:
ルに格納されている補正値の他に、前記２次元テーブル
に格納されている補正値に所定の演算を施して得られた
値を用いて、露光装置から供給される電圧指令値を補正
することを含む、請求項１０又は１１記載のレーザ装置
の制御方法。12. The step (a) uses, in addition to the correction value stored in the two-dimensional table, a value obtained by performing a predetermined calculation on the correction value stored in the two-dimensional table. 12. The method of controlling a laser device according to claim 10, further comprising correcting a voltage command value supplied from the exposure device.
等比級数演算である、請求項１２記載のレーザ装置の制
御方法。13. The method for controlling a laser device according to claim 12, wherein the predetermined arithmetic operation is arithmetic series arithmetic or geometric series arithmetic.
返すバースト発振モードにおいて動作可能なレーザ装置
を制御する方法であって、 露光装置から供給される電圧指令値を変換手段を用いて
エネルギー値に変換するステップ（ａ）と、 レーザ共振器から出力されるレーザパルスのエネルギー
を計測手段を用いて計測してエネルギー値を出力させる
と共に、前記変換手段から出力されるエネルギー値と前
記計測手段から出力されるエネルギー値とに基づいて、
前記レーザ共振器に供給される電圧を制御することによ
り、前記レーザ共振器からレーザパルスを出力させるス
テップ（ｂ）と、を具備するレーザ装置の制御方法。14. A method for controlling a laser device operable in a burst oscillation mode in which continuous pulse oscillation and pause are alternately repeated, wherein a voltage command value supplied from an exposure device is converted into an energy value by using a conversion means. Converting step (a), and measuring the energy of the laser pulse output from the laser resonator using a measuring means to output an energy value, and outputting the energy value output from the converting means and the measuring means. Based on the energy value and
A method of controlling a laser device, comprising the step (b) of outputting a laser pulse from the laser resonator by controlling a voltage supplied to the laser resonator.
使用される変換パラメータと同一の変換パラメータを使
用して、露光装置から供給される電圧指令値をエネルギ
ー値に変換することを含む、請求項１４記載のレーザ装
置の制御方法。15. The step (a) includes converting the voltage command value supplied from the exposure apparatus into an energy value using the same conversion parameter as that used in the exposure apparatus. 14. The method for controlling a laser device according to 14.
期間において、前記変換手段から出力されるエネルギー
値と前記計測手段から出力されるエネルギー値との差に
対応する電圧指令値をテーブルから読み出して出力する
ステップ（ｂ１）と、 バースト発振期間における前記所定数のパルス発振以降
の期間において、前記変換手段から出力されるエネルギ
ー値と前記計測手段から出力されるエネルギー値との差
に基づいてフィードバック制御を行うことにより電圧指
令値を出力するステップ（ｂ２）と、を含む、請求項１
４又は１５記載のレーザ装置の制御方法。16. The step (b) corresponds to a difference between an energy value output from the converting means and an energy value output from the measuring means in a period of a predetermined number of pulse oscillations in an initial stage of a burst oscillation period. A step (b1) of reading a voltage command value to be output from a table and outputting the voltage command value; an energy value output from the converting means and an energy output from the measuring means in a period after the predetermined number of pulse oscillations in the burst oscillation period Outputting a voltage command value by performing feedback control based on the difference with the value (b2).
The method for controlling a laser device according to 4 or 15.
ら出力されるエネルギー値と前記計測手段から出力され
るエネルギー値との差に基づいて算出した電圧指令値を
テーブルに記憶すると共に、これを更新して学習制御を
行うことを含む、請求項１６記載のレーザ装置の制御方
法。17. The step (b1) stores a voltage command value calculated on the basis of the difference between the energy value output from the conversion means and the energy value output from the measurement means in a table, and stores the voltage command value in the table. The method of controlling a laser device according to claim 16, further comprising updating and performing learning control.
なるようにして、バースト発振期間におけるレーザパル
スの番号と休止期間の長さとに対する放電電圧の関係を
求めることにより、ステップ（ｂ１）において用いるテ
ーブルを作成するステップをさらに具備する請求項１７
記載のレーザ装置の制御方法。18. The table used in step (b1) is obtained by determining the relationship between the discharge voltage and the number of the laser pulse in the burst oscillation period and the length of the rest period while keeping the energy value of the laser pulse constant. 18. The method of claim 17, further comprising the step of creating.
A method for controlling the laser device described.
において出力される電圧指令値とステップ（ｂ２）にお
いて出力される電圧指令値との内の選択された一方に、
前記変換手段から出力されるエネルギー値に基づいて得
られた補正電圧を加算するステップをさらに含む、請求
項１６〜１８のいずれか１項記載のレーザ装置の制御方
法。19. The step (b) is the step (b1).
To the selected one of the voltage command value output in step (b2) and the voltage command value output in step (b2),
19. The method for controlling a laser device according to claim 16, further comprising the step of adding a correction voltage obtained based on the energy value output from the conversion means.
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