JP2787205B2 - 狭帯域発振エキシマレーザの出力制御方法及び装置 - Google Patents
狭帯域発振エキシマレーザの出力制御方法及び装置Info
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- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
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- H01S3/136—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling devices placed within the cavity
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- H01S3/22—Gases
- H01S3/223—Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は狭帯域発振エキシマレーザの出力制御装置
に関し、特に縮小投影露光装置の光源として用いるエキ
シマレーザの出力制御方法及び装置に関する。
に関し、特に縮小投影露光装置の光源として用いるエキ
シマレーザの出力制御方法及び装置に関する。
半導体装置製造用の縮小投影露光装置の光源としてエ
キシマレーザの利用が注目されている。これはエキシマ
レーザの波長が短い（KrFレーザの波長は脈248.4nm）こ
とから光露光の限界を0.5μｍ以下に延ばせる可能性が
あること、同じ解像度なら従来用いていた水銀ランプの
ｇ線やｉ線に比較してし焦点深度が深いこと、レンズの
開口数（NA）が小さくてすみ、露光領域を大きくできる
こと、大きなパワーが得られること等の多くの優れた利
点が期待できるからである。
キシマレーザの利用が注目されている。これはエキシマ
レーザの波長が短い（KrFレーザの波長は脈248.4nm）こ
とから光露光の限界を0.5μｍ以下に延ばせる可能性が
あること、同じ解像度なら従来用いていた水銀ランプの
ｇ線やｉ線に比較してし焦点深度が深いこと、レンズの
開口数（NA）が小さくてすみ、露光領域を大きくできる
こと、大きなパワーが得られること等の多くの優れた利
点が期待できるからである。
しかしながら、エキシマレーザを縮小投影露光装置の
光源として用いるにあたって解決しなければならない２
つの大きな問題がある。
光源として用いるにあたって解決しなければならない２
つの大きな問題がある。
その１つは、エキシマレーザの波長が248.35nmと短い
ため、この波長を透過する材料が石英、CaF2およびMgF2
等しかなく、更に均一性および加工精度等の点でレンズ
素材として石英しか用いることができないことである。
このため色収差補正をした縮小投影レンズの設計が不可
能となる。したがって、この色収差が無視しうる程度ま
で、エキシマレーザの狭帯域化が必要となる。
ため、この波長を透過する材料が石英、CaF2およびMgF2
等しかなく、更に均一性および加工精度等の点でレンズ
素材として石英しか用いることができないことである。
このため色収差補正をした縮小投影レンズの設計が不可
能となる。したがって、この色収差が無視しうる程度ま
で、エキシマレーザの狭帯域化が必要となる。
他の問題はエキシマレーザの狭帯域化に伴い発生する
スペックル・パターンをいかにして防ぎ、また狭帯域化
に伴うパワーの低減をいかにしておさえるかということ
である。
スペックル・パターンをいかにして防ぎ、また狭帯域化
に伴うパワーの低減をいかにしておさえるかということ
である。
エキシマレーザの狭帯域化の技術としてはインジェク
ションロック方式と呼ばれるものがある。このインジェ
クションロック方式は、オシレータ段のキャビティ内に
波長選択素子（エタロン・回折格子・プリズム等）を配
置し、ピンホールによって空間モードを制限して単一モ
ード発振させ、このレーザ光を増幅段によって注入同期
する。このため、その出力光はコヒーレンス性が高く、
これを縮小露光装置の光源に用いた場合はスペックル・
パターンが発生する。一般にスペックル・パターンの発
生はレーザ光に含まれる空間横モードの数に依存すると
考えられている。すなわち、レーザ光に含まれる空間横
モードの数が少ないとスペックル・パターンが発生し易
くなり、逆に空間横モードの数が多くなるとスペックル
・パターンは発生しにくくなることが知られている。上
述したインジェクションロック方式は本質的には空間横
モードの数を著しく減らすことによって狭帯域化を行う
技術であり、スペックル・パターンの発生が大きな問題
となるため縮小投影露光装置には採用できない。
ションロック方式と呼ばれるものがある。このインジェ
クションロック方式は、オシレータ段のキャビティ内に
波長選択素子（エタロン・回折格子・プリズム等）を配
置し、ピンホールによって空間モードを制限して単一モ
ード発振させ、このレーザ光を増幅段によって注入同期
する。このため、その出力光はコヒーレンス性が高く、
これを縮小露光装置の光源に用いた場合はスペックル・
パターンが発生する。一般にスペックル・パターンの発
生はレーザ光に含まれる空間横モードの数に依存すると
考えられている。すなわち、レーザ光に含まれる空間横
モードの数が少ないとスペックル・パターンが発生し易
くなり、逆に空間横モードの数が多くなるとスペックル
・パターンは発生しにくくなることが知られている。上
述したインジェクションロック方式は本質的には空間横
モードの数を著しく減らすことによって狭帯域化を行う
技術であり、スペックル・パターンの発生が大きな問題
となるため縮小投影露光装置には採用できない。
エキシマレーザの狭帯域化の技術として他に有望なも
のはエタロンを用いたものがある。このエタロンを用い
た従来技術としてはAT＆Ｔベル研究所によりエキシマレ
ーザのフロントミラーとレーザチャンバとの間にエタロ
ンを配置し、エキシマレーザの狭帯域化を図ろうとする
技術が提案されている。しかし、この方式はスペクトル
線幅をあまり狭くできず、かつ、エタロン挿入によるパ
ワーロスが大きいという問題があり、更に空間横モード
の数もあまり多くすることができないという欠点があ
る。
のはエタロンを用いたものがある。このエタロンを用い
た従来技術としてはAT＆Ｔベル研究所によりエキシマレ
ーザのフロントミラーとレーザチャンバとの間にエタロ
ンを配置し、エキシマレーザの狭帯域化を図ろうとする
技術が提案されている。しかし、この方式はスペクトル
線幅をあまり狭くできず、かつ、エタロン挿入によるパ
ワーロスが大きいという問題があり、更に空間横モード
の数もあまり多くすることができないという欠点があ
る。
そこで、発明者等はエキシマレーザのリアミラーとレ
ーザチャンバの間に有効径の大きな（数10mmφ程度）エ
タロン等の波長選択素子を配置する構成を採用し、この
構成により、20×10mm2の範囲でスペクトル幅が半値全
幅で約0.003nm以下の一様な狭帯域化を施しパルス当た
り約50mJの出力のレーザ光を得ている。すなわち、エキ
シマレーザのリアミラーとレーザチャンバとの間にエタ
ロンを配置する構成を採用することにより、レーザの狭
帯域化、空間横モード数の確保、エタロンの挿入による
パワーロスの減少という縮小投影露光装置の光源として
要求される必須の問題を解決したのである。
ーザチャンバの間に有効径の大きな（数10mmφ程度）エ
タロン等の波長選択素子を配置する構成を採用し、この
構成により、20×10mm2の範囲でスペクトル幅が半値全
幅で約0.003nm以下の一様な狭帯域化を施しパルス当た
り約50mJの出力のレーザ光を得ている。すなわち、エキ
シマレーザのリアミラーとレーザチャンバとの間にエタ
ロンを配置する構成を採用することにより、レーザの狭
帯域化、空間横モード数の確保、エタロンの挿入による
パワーロスの減少という縮小投影露光装置の光源として
要求される必須の問題を解決したのである。
しかし、エキシマレーザのリアミラーとレーザチャン
バとの間に波長選択素子を配置する構成は、狭帯域化、
空間横モード数の確保、パワーロスの減少という点で優
れた利点を有するが、波長選択素子を透過するパワーが
非常に大きくなるため波長選択素子に温度変動等の物理
的変化が生じ、このため発振出力レーザ光の中心波長が
変動したり、多波長発振したり、パワーが著しく低下す
るという問題があった。この傾向は、特に、狭帯域化の
ためにフリースペクトラルレンジの異なる波長選択素子
を２つ以上用いた場合に顕著となる。
バとの間に波長選択素子を配置する構成は、狭帯域化、
空間横モード数の確保、パワーロスの減少という点で優
れた利点を有するが、波長選択素子を透過するパワーが
非常に大きくなるため波長選択素子に温度変動等の物理
的変化が生じ、このため発振出力レーザ光の中心波長が
変動したり、多波長発振したり、パワーが著しく低下す
るという問題があった。この傾向は、特に、狭帯域化の
ためにフリースペクトラルレンジの異なる波長選択素子
を２つ以上用いた場合に顕著となる。
そこで、発明者等は次の３つの制御を同時にまたは交
互に実行することによりレーザの中心波長および出力パ
ワーを安定化する制御方法を提案している。
互に実行することによりレーザの中心波長および出力パ
ワーを安定化する制御方法を提案している。
１）中心波長制御……少なくともフリースペクトラルレ
ンジの最小の波長選択素子の透過波長をシフトさせ、出
力中心波長を所望の波長に制御する。
ンジの最小の波長選択素子の透過波長をシフトさせ、出
力中心波長を所望の波長に制御する。
２）重ね合せ制御……フリースペクトラルレンジの最小
の波長選択素子を除く他の波長選択素子のそれぞれの透
過中心波長をシフトすることにより全ての波長選択素子
の透過中心波長が重なるように制御し、これによって最
大パワーを得る。
の波長選択素子を除く他の波長選択素子のそれぞれの透
過中心波長をシフトすることにより全ての波長選択素子
の透過中心波長が重なるように制御し、これによって最
大パワーを得る。
３）パワー制御……レーザチャンバ内のレーザ媒質の励
起強度を制御し（具体的には例えばレーザチャンバ内の
電極印加電圧を制御する）、出力パワーが所望の値とな
るように制御する。
起強度を制御し（具体的には例えばレーザチャンバ内の
電極印加電圧を制御する）、出力パワーが所望の値とな
るように制御する。
また、エキシマレーザに用いるレーザ媒質ガスは時間
経過とともにそのレーザ媒質としての性質が徐々に劣化
し、このためにレーザ媒質の励起強度を制御するパワー
制御のみによっては所望の出力パワーを得ることが困難
になる。そこでレーザ媒質の励起強度が所定の強度以上
になるとレーザガスの成分制御、すなわちレーザガスの
部分的交換を行なう。
経過とともにそのレーザ媒質としての性質が徐々に劣化
し、このためにレーザ媒質の励起強度を制御するパワー
制御のみによっては所望の出力パワーを得ることが困難
になる。そこでレーザ媒質の励起強度が所定の強度以上
になるとレーザガスの成分制御、すなわちレーザガスの
部分的交換を行なう。
〔発明が解決しようとする課題〕 ところで、レーザガスの部分的交換を実行するとレー
ザの出力パワーは徐々に上昇し、この上昇をおさえるた
めに上述したパワー制御が実行されることになる。しか
し、レーザガスの部分的交換による出力パワーの上昇速
度は通常の出力変動とは異なるため通常のパワー制御に
よってはこの出力パワーの上昇に適切に対応できない。
またレーザガスの部分的交換を行なった場合、このレー
ザガスの部分的交換による影響はかなり長い時間にわた
って生じ、この時間の間は通常の制御を行なったのでは
安定した出力パワーを得られないことになる。
ザの出力パワーは徐々に上昇し、この上昇をおさえるた
めに上述したパワー制御が実行されることになる。しか
し、レーザガスの部分的交換による出力パワーの上昇速
度は通常の出力変動とは異なるため通常のパワー制御に
よってはこの出力パワーの上昇に適切に対応できない。
またレーザガスの部分的交換を行なった場合、このレー
ザガスの部分的交換による影響はかなり長い時間にわた
って生じ、この時間の間は通常の制御を行なったのでは
安定した出力パワーを得られないことになる。
そこで、この発明は上述したレーザガスの部分的交換
によるパワー変動に確実に追随でき、安定した出力パワ
ーが得られる狭帯域発振エキシマレーザの出力制御方法
及び装置を提供することを目的とする。
によるパワー変動に確実に追随でき、安定した出力パワ
ーが得られる狭帯域発振エキシマレーザの出力制御方法
及び装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、 レーザ出力を一定に制御するためにレーザチャンバ内
の電極の印加電圧を所定の制御周期で制御する電圧制御
を実行するとともに、前記電圧制御により前記電極の印
加電圧が所定値を越えて高くなると前記レーザチャンバ
内のレーザガスの成分を制御するレーザガス成分制御を
実行する狭帯域発振エキシマレーザの出力制御方法にお
いて、 前記レーザガス成分制御を行った場合は、少なくとも
所定時間経過するまでは前記所定の制御周期より短い制
御周期で前記電極の印加電圧を制御することを特徴とす
る。
の電極の印加電圧を所定の制御周期で制御する電圧制御
を実行するとともに、前記電圧制御により前記電極の印
加電圧が所定値を越えて高くなると前記レーザチャンバ
内のレーザガスの成分を制御するレーザガス成分制御を
実行する狭帯域発振エキシマレーザの出力制御方法にお
いて、 前記レーザガス成分制御を行った場合は、少なくとも
所定時間経過するまでは前記所定の制御周期より短い制
御周期で前記電極の印加電圧を制御することを特徴とす
る。
また、請求項２の発明は、 レーザ出力を一定に制御するためにレーザチャンバ内
の電極の印加電圧を所定の制御周期で制御する電圧制御
を実行するとともに、前記電圧制御により前記電極の印
加電圧が所定値を越えて高くなると前記レーザチャンバ
内のレーザガスの成分を制御するレーザガス成分制御を
実行する狭帯域発振エキシマレーザの出力制御方法にお
いて、 前記レーザガス成分制御を行った場合は、少なくとも
前記電極の印加電圧が所定の電圧まで低下するまでは前
記所定の制御周期より短い制御周期で前記電極の印加電
圧を制御することを特徴とする。
の電極の印加電圧を所定の制御周期で制御する電圧制御
を実行するとともに、前記電圧制御により前記電極の印
加電圧が所定値を越えて高くなると前記レーザチャンバ
内のレーザガスの成分を制御するレーザガス成分制御を
実行する狭帯域発振エキシマレーザの出力制御方法にお
いて、 前記レーザガス成分制御を行った場合は、少なくとも
前記電極の印加電圧が所定の電圧まで低下するまでは前
記所定の制御周期より短い制御周期で前記電極の印加電
圧を制御することを特徴とする。
また、請求項３の発明は、 レーザ出力を一定に制御するためにレーザチャンバ内
の電極の印加電圧を所定の制御周期で制御する電圧制御
を実行するとともに、前記電圧制御により前記電極の印
加電圧が所定値を越えて高くなると前記レーザチャンバ
内のレーザガスの成分を制御するレーザガス成分制御を
実行する狭帯域発振エキシマレーザの出力制御方法にお
いて、 前記レーザガス成分制御を行った場合は、少なくとも
所定時間経過し、かつ前記電極の印加電圧が所定の電圧
まで低下するまでは前記所定の制御周期より短い制御周
期で前記電極の印加電圧を制御することを特徴とする。
の電極の印加電圧を所定の制御周期で制御する電圧制御
を実行するとともに、前記電圧制御により前記電極の印
加電圧が所定値を越えて高くなると前記レーザチャンバ
内のレーザガスの成分を制御するレーザガス成分制御を
実行する狭帯域発振エキシマレーザの出力制御方法にお
いて、 前記レーザガス成分制御を行った場合は、少なくとも
所定時間経過し、かつ前記電極の印加電圧が所定の電圧
まで低下するまでは前記所定の制御周期より短い制御周
期で前記電極の印加電圧を制御することを特徴とする。
また、請求項４の発明は、 レーザ発振器内に少なくとも２個の波長選択素子を配
置し、 これら波長選択素子によって決定される発振中心波長
を所望の波長に一致させる中心波長制御を行うととも
に、これら波長選択素子の透過波長を重ね合わせる重ね
合わせ制御を行う波長制御を実行し、 更にレーザチャンバ内の電極の印加電圧を制御するこ
とによりレーザ出力を制御するパワー制御を実行し、 前記パワー制御により前記電極の印加電圧が所定値を
越えて高くなると前記レーザチャンバ内のレーザガスの
成分を制御するレーザガス成分制御を実行する狭帯域発
振エキシマレーザの出力制御方法において、 前記パワー制御の制御周期を前記重ね合わせ制御の制
御周期より長く設定した第１の制御モードと、 前記重ね合わせ制御の制御周期と前記パワー制御との
制御周期とをほぼ同一にした第２の制御モードと を設け、 前記レーザガス成分制御を行った後は、少なくとも前
記第２の制御モードを実行することを特徴とする。
置し、 これら波長選択素子によって決定される発振中心波長
を所望の波長に一致させる中心波長制御を行うととも
に、これら波長選択素子の透過波長を重ね合わせる重ね
合わせ制御を行う波長制御を実行し、 更にレーザチャンバ内の電極の印加電圧を制御するこ
とによりレーザ出力を制御するパワー制御を実行し、 前記パワー制御により前記電極の印加電圧が所定値を
越えて高くなると前記レーザチャンバ内のレーザガスの
成分を制御するレーザガス成分制御を実行する狭帯域発
振エキシマレーザの出力制御方法において、 前記パワー制御の制御周期を前記重ね合わせ制御の制
御周期より長く設定した第１の制御モードと、 前記重ね合わせ制御の制御周期と前記パワー制御との
制御周期とをほぼ同一にした第２の制御モードと を設け、 前記レーザガス成分制御を行った後は、少なくとも前
記第２の制御モードを実行することを特徴とする。
また、請求項５の発明は、 レーザ発振器内に少なくとも２個の波長選択素子を配
置し、 これら波長選択素子によって決定される発振中心波長
を所望の波長に一致させる中心波長制御を行うととも
に、これら波長選択素子の透過波長を重ね合わせる重ね
合わせ制御を行う波長制御を実行し、 更にレーザチャンバ内の電極の印加電圧を制御するこ
とによりレーザ出力を制御するパワー制御を実行し、 前記パワー制御により前記電極の印加電圧が所定値を
越えて高くなると前記レーザチャンバ内のレーザガスの
成分を制御するレーザガス成分制御を実行する狭帯域発
振エキシマレーザの出力制御方法において、 前記パワー制御の制御周期を前記重ね合わせ制御の制
御周期より長く設定した第１の制御モードと、 前記パワー制御実行している間は前記重ね合わせ制御
を禁止する第２の制御モードと を設け、 前記レーザガス成分制御を行った後は、少なくとも前
記第２の制御モードを実行することを特徴とする。
置し、 これら波長選択素子によって決定される発振中心波長
を所望の波長に一致させる中心波長制御を行うととも
に、これら波長選択素子の透過波長を重ね合わせる重ね
合わせ制御を行う波長制御を実行し、 更にレーザチャンバ内の電極の印加電圧を制御するこ
とによりレーザ出力を制御するパワー制御を実行し、 前記パワー制御により前記電極の印加電圧が所定値を
越えて高くなると前記レーザチャンバ内のレーザガスの
成分を制御するレーザガス成分制御を実行する狭帯域発
振エキシマレーザの出力制御方法において、 前記パワー制御の制御周期を前記重ね合わせ制御の制
御周期より長く設定した第１の制御モードと、 前記パワー制御実行している間は前記重ね合わせ制御
を禁止する第２の制御モードと を設け、 前記レーザガス成分制御を行った後は、少なくとも前
記第２の制御モードを実行することを特徴とする。
また、請求項６の発明は、 レーザ出力を一定に制御するためにレーザチャンバ内
の電極の印加電圧を所定の制御周期で制御する電圧制御
を実行するとともに、前記電圧制御により前記電極の印
加電圧が所定値を越えて高くなると前記レーザチャンバ
内のレーザガスの成分を制御するレーザガス成分制御を
実行する狭帯域発振エキシマレーザの出力制御装置にお
いて、 前記レーザチャンバ内の電極の印加電圧を第１の周期
で制御することによりレーザ出力を制御する第１のレー
ザ出力制御手段と、 前記レーザチャンバ内のレーザガスの成分を制御する
レーザガス成分制御手段と、 前記レーザガス成分制御手段により前記レーザチャン
バ内のレーザガスの成分の制御が行われた場合は、少な
くとも所定時間経過するまでは前記レーザチャンバ内の
電極の印加電圧を前記第１の周期より短い第２の周期で
制御することによりレーザ出力を制御する第２のレーザ
出力制御手段と、 とを具備することを特徴とする。
の電極の印加電圧を所定の制御周期で制御する電圧制御
を実行するとともに、前記電圧制御により前記電極の印
加電圧が所定値を越えて高くなると前記レーザチャンバ
内のレーザガスの成分を制御するレーザガス成分制御を
実行する狭帯域発振エキシマレーザの出力制御装置にお
いて、 前記レーザチャンバ内の電極の印加電圧を第１の周期
で制御することによりレーザ出力を制御する第１のレー
ザ出力制御手段と、 前記レーザチャンバ内のレーザガスの成分を制御する
レーザガス成分制御手段と、 前記レーザガス成分制御手段により前記レーザチャン
バ内のレーザガスの成分の制御が行われた場合は、少な
くとも所定時間経過するまでは前記レーザチャンバ内の
電極の印加電圧を前記第１の周期より短い第２の周期で
制御することによりレーザ出力を制御する第２のレーザ
出力制御手段と、 とを具備することを特徴とする。
また、請求項７の発明は、 レーザ出力を一定に制御するためにレーザチャンバ内
の電極の印加電圧を所定の制御周期で制御する電圧制御
を実行するとともに、前記電圧制御により前記電極の印
加電圧が所定値を越えて高くなると前記レーザチャンバ
内のレーザガスの成分を制御するレーザガス成分制御を
実行する狭帯域発振エキシマレーザの出力制御装置にお
いて、 前記レーザチャンバ内の電極の印加電圧を第１の周期
で制御することによりレーザ出力を制御する第１のレー
ザ出力制御手段と、 前記レーザチャンバ内のレーザガスの成分を制御する
レーザガス成分制御手段と、 前記レーザガス成分制御手段により前記レーザチャン
バ内のレーザガスの成分の制御が行われた場合は、少な
くとも前記電極の印加電圧が所定の電圧まで低下するま
では前記レーザチャンバ内の電極の印加電圧を前記第１
の周期より短い第２の周期で制御することによりレーザ
出力を制御する第２のレーザ出力制御手段と、 とを具備することを特徴とする。
の電極の印加電圧を所定の制御周期で制御する電圧制御
を実行するとともに、前記電圧制御により前記電極の印
加電圧が所定値を越えて高くなると前記レーザチャンバ
内のレーザガスの成分を制御するレーザガス成分制御を
実行する狭帯域発振エキシマレーザの出力制御装置にお
いて、 前記レーザチャンバ内の電極の印加電圧を第１の周期
で制御することによりレーザ出力を制御する第１のレー
ザ出力制御手段と、 前記レーザチャンバ内のレーザガスの成分を制御する
レーザガス成分制御手段と、 前記レーザガス成分制御手段により前記レーザチャン
バ内のレーザガスの成分の制御が行われた場合は、少な
くとも前記電極の印加電圧が所定の電圧まで低下するま
では前記レーザチャンバ内の電極の印加電圧を前記第１
の周期より短い第２の周期で制御することによりレーザ
出力を制御する第２のレーザ出力制御手段と、 とを具備することを特徴とする。
また、請求項８の発明は、 レーザ出力を一定に制御するためにレーザチャンバ内
の電極の印加電圧を所定の制御周期で制御する電圧制御
を実行するとともに、前記電圧制御により前記電極の印
加電圧が所定値を越えて高くなると前記レーザチャンバ
内のレーザガスの成分を制御するレーザガス成分制御を
実行する狭帯域発振エキシマレーザの出力制御装置にお
いて、 前記レーザチャンバ内の電極の印加電圧を第１の周期
で制御することによりレーザ出力を制御する第１のレー
ザ出力制御手段と、 前記レーザチャンバ内のレーザガスの成分を制御する
レーザガス成分制御手段と、 前記レーザガス成分制御手段により前記レーザチャン
バ内のレーザガスの成分の制御が行われた場合は、少な
くとも所定時間経過し、かつ前記電極の印加電圧が所定
の電圧まで低下するまでは前記レーザチャンバ内の電極
の印加電圧を前記第１の周期より短い第２の周期で制御
することによりレーザ出力を制御する第２のレーザ出力
制御手段と、 とを具備することを特徴とする。
の電極の印加電圧を所定の制御周期で制御する電圧制御
を実行するとともに、前記電圧制御により前記電極の印
加電圧が所定値を越えて高くなると前記レーザチャンバ
内のレーザガスの成分を制御するレーザガス成分制御を
実行する狭帯域発振エキシマレーザの出力制御装置にお
いて、 前記レーザチャンバ内の電極の印加電圧を第１の周期
で制御することによりレーザ出力を制御する第１のレー
ザ出力制御手段と、 前記レーザチャンバ内のレーザガスの成分を制御する
レーザガス成分制御手段と、 前記レーザガス成分制御手段により前記レーザチャン
バ内のレーザガスの成分の制御が行われた場合は、少な
くとも所定時間経過し、かつ前記電極の印加電圧が所定
の電圧まで低下するまでは前記レーザチャンバ内の電極
の印加電圧を前記第１の周期より短い第２の周期で制御
することによりレーザ出力を制御する第２のレーザ出力
制御手段と、 とを具備することを特徴とする。
また、請求項９の発明は、 レーザ発振器内に少なくとも２個の波長選択素子を配
置し、 これら波長選択素子によって決定される発振中心波長
を所望の波長に一致させる中心波長制御を行うととも
に、これら波長選択素子の透過波長を重ね合わせる重ね
合わせ制御を行う波長制御を実行し、 更にレーザチャンバ内の電極の印加電圧を制御するこ
とによりレーザ出力を制御するパワー制御を実行し、 前記パワー制御により前記電極の印加電圧が所定値を
越えて高くなると前記レーザチャンバ内のレーザガスの
成分を制御するレーザガス成分制御を実行する狭帯域発
振エキシマレーザの出力制御装置において、 前記パワー制御の制御周期を前記重ね合わせ制御の制
御周期より長く設定した第１の制御モードを実行する第
１の制御手段と、 前記重ね合わせ制御の制御周期と前記パワー制御との
制御周期とをほぼ同一にした第２の制御モードを実行す
る第２の制御手段と、 前記レーザガス成分制御を行った後は、少なくとも前
記第２の制御モードを実行する第３の制御手段と を具備することを特徴とする。
置し、 これら波長選択素子によって決定される発振中心波長
を所望の波長に一致させる中心波長制御を行うととも
に、これら波長選択素子の透過波長を重ね合わせる重ね
合わせ制御を行う波長制御を実行し、 更にレーザチャンバ内の電極の印加電圧を制御するこ
とによりレーザ出力を制御するパワー制御を実行し、 前記パワー制御により前記電極の印加電圧が所定値を
越えて高くなると前記レーザチャンバ内のレーザガスの
成分を制御するレーザガス成分制御を実行する狭帯域発
振エキシマレーザの出力制御装置において、 前記パワー制御の制御周期を前記重ね合わせ制御の制
御周期より長く設定した第１の制御モードを実行する第
１の制御手段と、 前記重ね合わせ制御の制御周期と前記パワー制御との
制御周期とをほぼ同一にした第２の制御モードを実行す
る第２の制御手段と、 前記レーザガス成分制御を行った後は、少なくとも前
記第２の制御モードを実行する第３の制御手段と を具備することを特徴とする。
また、請求項10の発明は、 レーザ発振器内に少なくとも２個の波長選択素子を配
置し、 これら波長選択素子によって決定される発振中心波長
を所望の波長に一致させる中心波長制御を行うととも
に、これら波長選択素子の透過波長を重ね合わせる重ね
合わせ制御を行う波長制御を実行し、 更にレーザチャンバ内の電極の印加電圧を制御するこ
とによりレーザ出力を制御するパワー制御を実行し、 前記パワー制御により前記電極の印加電圧が所定値を
越えて高くなると前記レーザチャンバ内のレーザガスの
成分を制御するレーザガス成分制御を実行する狭帯域発
振エキシマレーザの出力制御装置において、 前記パワー制御の制御周期を前記重ね合わせ制御の制
御周期より長く設定した第１の制御モードと、 前記パワー制御実行している間は前記重ね合わせ制御
を禁止する第２の制御モードと、 前記レーザガスの成分制御を行った後は、少なくとも
前記第２の制御モードを実行する第３の制御手段と を具備することを特徴とする。
置し、 これら波長選択素子によって決定される発振中心波長
を所望の波長に一致させる中心波長制御を行うととも
に、これら波長選択素子の透過波長を重ね合わせる重ね
合わせ制御を行う波長制御を実行し、 更にレーザチャンバ内の電極の印加電圧を制御するこ
とによりレーザ出力を制御するパワー制御を実行し、 前記パワー制御により前記電極の印加電圧が所定値を
越えて高くなると前記レーザチャンバ内のレーザガスの
成分を制御するレーザガス成分制御を実行する狭帯域発
振エキシマレーザの出力制御装置において、 前記パワー制御の制御周期を前記重ね合わせ制御の制
御周期より長く設定した第１の制御モードと、 前記パワー制御実行している間は前記重ね合わせ制御
を禁止する第２の制御モードと、 前記レーザガスの成分制御を行った後は、少なくとも
前記第２の制御モードを実行する第３の制御手段と を具備することを特徴とする。
第１図は、この発明の一実施例をブロック図で示した
ものである。この実施例ではレーザチャンバ107とリア
ミラー106との間に２枚のエタロン101,102を配設するこ
とによって構成される。
ものである。この実施例ではレーザチャンバ107とリア
ミラー106との間に２枚のエタロン101,102を配設するこ
とによって構成される。
この実施例の装置はレーザ出力パワーをレーザチャン
バ107内のレーザ媒質ガスの成分制御およびレーザ媒質
の励起強度制御（図示しない電極への印加電圧制御）に
よってコントロールするパワー制御系200と、レーザ出
力中心波長を制御する中心波長制御およびエタロン101
と102との透過中心波長の重ね合せを行なう重ね合せ制
御を同時にもしくは交互に実行する波長制御系300とを
有している。
バ107内のレーザ媒質ガスの成分制御およびレーザ媒質
の励起強度制御（図示しない電極への印加電圧制御）に
よってコントロールするパワー制御系200と、レーザ出
力中心波長を制御する中心波長制御およびエタロン101
と102との透過中心波長の重ね合せを行なう重ね合せ制
御を同時にもしくは交互に実行する波長制御系300とを
有している。
まず、定常状態におけるパワー制御系200と波長制御
系300の動作について説明する。エキシマレーザに用い
るレーザ媒質ガスは時間経過と共にそのレーザ媒質とし
ての性質が徐々に劣化し、レーザパワーが低下する。そ
こでパワー制御系200ではレーザ媒質の成分制御、すな
わちガスの部分的交換を行うとともにレーザ媒質の励起
強度すなわち電極印加電圧を制御することによってレー
ザ出力を一定に保つ出力制御がおこなわれている。すな
わち第１図に示すように発振されたレーザ光の一部をビ
ームスプリッタ104で分岐させパワーモニタ202に入射
し、レーザパワーの変化をモニタし、CPU203がレーザ電
源204を介して、レーザ媒質の励起強度を変化させた
り、あるいはガスコントローラ205を介してレーザ媒質
ガスの部分的交換を実施するなどして、レーザ出力を一
定に保つ出力制御をおこなう。
系300の動作について説明する。エキシマレーザに用い
るレーザ媒質ガスは時間経過と共にそのレーザ媒質とし
ての性質が徐々に劣化し、レーザパワーが低下する。そ
こでパワー制御系200ではレーザ媒質の成分制御、すな
わちガスの部分的交換を行うとともにレーザ媒質の励起
強度すなわち電極印加電圧を制御することによってレー
ザ出力を一定に保つ出力制御がおこなわれている。すな
わち第１図に示すように発振されたレーザ光の一部をビ
ームスプリッタ104で分岐させパワーモニタ202に入射
し、レーザパワーの変化をモニタし、CPU203がレーザ電
源204を介して、レーザ媒質の励起強度を変化させた
り、あるいはガスコントローラ205を介してレーザ媒質
ガスの部分的交換を実施するなどして、レーザ出力を一
定に保つ出力制御をおこなう。
また、発振されたレーザ光の一部はビームスプリッタ
103でサンプル光として分岐され、発振中心波長及び中
心波長パワー検知器301に加えられる。発振中心波長及
び中心波長パワー検知器301はサンプル光に含まれるエ
キシマレーザ10の発振中心波長λと中心波長のパワーＰ
λを検出する。ここで中心波長のパワーＰλの検出は予
め設定された所定数のレーザ出力パルスをサンプリング
し、これを平均化することによって行なわれる。
103でサンプル光として分岐され、発振中心波長及び中
心波長パワー検知器301に加えられる。発振中心波長及
び中心波長パワー検知器301はサンプル光に含まれるエ
キシマレーザ10の発振中心波長λと中心波長のパワーＰ
λを検出する。ここで中心波長のパワーＰλの検出は予
め設定された所定数のレーザ出力パルスをサンプリング
し、これを平均化することによって行なわれる。
発振中心波長及び中心波長パワー検知器301で検出さ
れたサンプル光の中心波長λおよび中心波長パワーＰλ
は波長コントローラを構成する中央処理装置（CPU）302
に入力される。
れたサンプル光の中心波長λおよび中心波長パワーＰλ
は波長コントローラを構成する中央処理装置（CPU）302
に入力される。
CPU302はドライバ303,304を介してエタロン101,102の
波長選択特性（透過波長）を制御し、サンプル光、すな
わちエキシマレーザの出力光の中心波長が予め設定され
た所望の波長に一致し（中心波長制御）、かつ中心波長
パワーが最大となるようにする（重ね合せ制御）。ここ
でドライバ303,304によるエタロン101,102の波長選択特
性の制御はエタロン４の温度の制御、角度の制御のエア
ギャップ内の圧力の制御、ギャップ間隔の制御等によっ
て行なう。
波長選択特性（透過波長）を制御し、サンプル光、すな
わちエキシマレーザの出力光の中心波長が予め設定され
た所望の波長に一致し（中心波長制御）、かつ中心波長
パワーが最大となるようにする（重ね合せ制御）。ここ
でドライバ303,304によるエタロン101,102の波長選択特
性の制御はエタロン４の温度の制御、角度の制御のエア
ギャップ内の圧力の制御、ギャップ間隔の制御等によっ
て行なう。
中心波長制御は、具体的にはエタロン101,102のうち
少なくともフリースペクトラルレンジの小さい方のエタ
ロンの角度等を制御して該エタロンの透過波長をシフト
させ、これにより出力中心波長すなわち発振中心波長及
び中心波長パワー検知器301で所望の波長となるように
制御する。また重ね合せ制御は、上述したフリースペク
トラルレンジの小さい方のエタロン以外のエタロン、す
なわち、フリースペクトラルレンジの大きい方のエタロ
ンの透過中心波長を中心単位波長づつシフトし、エタロ
ン101,102の透過中心波長が重なり、発振中心波長およ
び中心波長パワー検知器301で検出された中心波長パワ
ーが最大となるように制御する。
少なくともフリースペクトラルレンジの小さい方のエタ
ロンの角度等を制御して該エタロンの透過波長をシフト
させ、これにより出力中心波長すなわち発振中心波長及
び中心波長パワー検知器301で所望の波長となるように
制御する。また重ね合せ制御は、上述したフリースペク
トラルレンジの小さい方のエタロン以外のエタロン、す
なわち、フリースペクトラルレンジの大きい方のエタロ
ンの透過中心波長を中心単位波長づつシフトし、エタロ
ン101,102の透過中心波長が重なり、発振中心波長およ
び中心波長パワー検知器301で検出された中心波長パワ
ーが最大となるように制御する。
次に、この発明にかかわるレーザの出力制御について
説明する。
説明する。
第２図は、第１図に示した構成をとる狭帯域発振エキ
シマレーザの出力制御の一実施例を示したものである。
シマレーザの出力制御の一実施例を示したものである。
この実施例では部分的ガス交換（PGR）時の制御を時
間管理で行なうようにしている。まず、レーザチャンバ
107内の図示しない電極への印加電圧Vchが所定の値Ａよ
り大きいか否かの判断を行なう（ステップ401）。ここ
で印加電圧Vchが値Ａより小さい場合は部分的ガス交換
は行なわず定常モード制御サブルーチン402に移行す
る。この定常モード制御サブルーチン402の詳細につい
ては後に詳述する。
間管理で行なうようにしている。まず、レーザチャンバ
107内の図示しない電極への印加電圧Vchが所定の値Ａよ
り大きいか否かの判断を行なう（ステップ401）。ここ
で印加電圧Vchが値Ａより小さい場合は部分的ガス交換
は行なわず定常モード制御サブルーチン402に移行す
る。この定常モード制御サブルーチン402の詳細につい
ては後に詳述する。
ステップ402で電極への印加電圧Vchが値Ａより大にな
ったことが判断されると、値Ｔを０にクリアした後（ス
テップ406）、レーザチャンバ107内のレーザガスを部分
的に交換してレーザチャンバ107内のレーザガスの成分
の調整を行なう部分的ガス交換を開始する（ステップ40
3）。部分的ガス交換が開始されると、部分的ガス交換
（PGR）モード制御サブルーチン404に移行する。ここ
で、部分的ガス交換自体は比較的短い時間に終了する
が、このガス交換による影響はかなり長い時間連続す
る。そこで、この実施例においては部分的ガス交換を行
なうと一定時間（時間Ｂ）だけ、部分的ガス交換時に適
した部分的ガス交換モード制御サブルーチン404を実行
するようにしている。この部分的ガス交換モード制御サ
ブルーチン404の詳細については後述する。
ったことが判断されると、値Ｔを０にクリアした後（ス
テップ406）、レーザチャンバ107内のレーザガスを部分
的に交換してレーザチャンバ107内のレーザガスの成分
の調整を行なう部分的ガス交換を開始する（ステップ40
3）。部分的ガス交換が開始されると、部分的ガス交換
（PGR）モード制御サブルーチン404に移行する。ここ
で、部分的ガス交換自体は比較的短い時間に終了する
が、このガス交換による影響はかなり長い時間連続す
る。そこで、この実施例においては部分的ガス交換を行
なうと一定時間（時間Ｂ）だけ、部分的ガス交換時に適
した部分的ガス交換モード制御サブルーチン404を実行
するようにしている。この部分的ガス交換モード制御サ
ブルーチン404の詳細については後述する。
部分的ガス交換モード制御サブルーチン404はステッ
プ405で経過時間Ｔが設定時間Ｂに達したと判断される
まで繰返される。ステップ405で経過時間Ｔが設定時間
Ｂに達したと判断されると、ステップ401に戻り、ここ
で再び電極への印加電圧Vchが値Ａより大きいか否かの
判断がなされる。ここでVch≧Ａが成立しないと定常モ
ード制御サブルーチン402に移行する。ただし、ステッ
プ401においてVch≧Ａが成立すると再び部分的ガス交換
を行なう（ステップ403）。
プ405で経過時間Ｔが設定時間Ｂに達したと判断される
まで繰返される。ステップ405で経過時間Ｔが設定時間
Ｂに達したと判断されると、ステップ401に戻り、ここ
で再び電極への印加電圧Vchが値Ａより大きいか否かの
判断がなされる。ここでVch≧Ａが成立しないと定常モ
ード制御サブルーチン402に移行する。ただし、ステッ
プ401においてVch≧Ａが成立すると再び部分的ガス交換
を行なう（ステップ403）。
第３図は１図の部分的ガス交換によって定常モード制
御サブルーチン402に移行した例を示したものである。
第３図から明らかのように、部分的ガス交換が開始され
ると部分的ガス交換モード制御サブルーチン404に移行
し、時間Ｂ経過後、Vch≧Ａが不成立となり、定常モー
ド制御サブルーチン402に移行する。なお、第３図にお
いて太線の部分が部分的ガス交換時間を示す。
御サブルーチン402に移行した例を示したものである。
第３図から明らかのように、部分的ガス交換が開始され
ると部分的ガス交換モード制御サブルーチン404に移行
し、時間Ｂ経過後、Vch≧Ａが不成立となり、定常モー
ド制御サブルーチン402に移行する。なお、第３図にお
いて太線の部分が部分的ガス交換時間を示す。
第４図は２回の部分的ガス交換によって定常モード制
御サブルーチン402に移行した例を示したものである。
第４図から明らかのように、部分的ガス交換が開始され
ると部分的ガス交換モード制御サブルーチン404に移行
し、時間Ｂ経過後、再びVch≧Ａが成立すると、再び部
分的ガス交換が開始され、更に時間Ｂ経過後Vch≧Ａが
不成立となり定常モード制御サブルーチン402に移行す
る。
御サブルーチン402に移行した例を示したものである。
第４図から明らかのように、部分的ガス交換が開始され
ると部分的ガス交換モード制御サブルーチン404に移行
し、時間Ｂ経過後、再びVch≧Ａが成立すると、再び部
分的ガス交換が開始され、更に時間Ｂ経過後Vch≧Ａが
不成立となり定常モード制御サブルーチン402に移行す
る。
第５図は定常モード制御サブルーチン402の一例を示
したものである。この定常モード制御サブルーチン402
においては、まず定常モードの各制御のデータサンプル
数、すなわち定常モードの中心波長制御のデータサンプ
ル数N1、定常モードの重ね合せ制御のデータサンプル数
N2、定常モードのパワー制御のデータサンプル数N3を設
定する。ここで各データサンプル数は少なくともN3＞N2
が成立するように、すなわち重ね合せ制御とパワー制御
とが非同期となるように設定される。これは、重ね合せ
制御において出力パワーの変動を伴なうので、ここでパ
ワー制御が働いてしまうと重ね合せ制御が不可能になっ
てしまうからである。
したものである。この定常モード制御サブルーチン402
においては、まず定常モードの各制御のデータサンプル
数、すなわち定常モードの中心波長制御のデータサンプ
ル数N1、定常モードの重ね合せ制御のデータサンプル数
N2、定常モードのパワー制御のデータサンプル数N3を設
定する。ここで各データサンプル数は少なくともN3＞N2
が成立するように、すなわち重ね合せ制御とパワー制御
とが非同期となるように設定される。これは、重ね合せ
制御において出力パワーの変動を伴なうので、ここでパ
ワー制御が働いてしまうと重ね合せ制御が不可能になっ
てしまうからである。
定常モードの各制御のデータサンプル数N1、N2、N3が
設定されるとこの設定されたデータサンプル数N1、N2、
N3にもとづき中心波長制御サブルーチン502、重ね合せ
制御サブルーチン503、パワー制御サブルーチン504が実
行される。
設定されるとこの設定されたデータサンプル数N1、N2、
N3にもとづき中心波長制御サブルーチン502、重ね合せ
制御サブルーチン503、パワー制御サブルーチン504が実
行される。
第７図は中心波長制御サブルーチン502の詳細を示し
たものである。第７図において、レーザの発振トリガを
検出したと判断されると（ステップ601）、値Ｎに１を
加算して（ステップ602）、この発振トリガにもとづく
発振中心波長λを読み込む（ステップ603）。この動作
を、値Ｎが、上述したステップ501で設定した定常モー
ドの中心波長制御のデータサンプル数N1に達するまで
（ステップ604）繰返す。値ＮがN1になると、Ｎ＝０に
クリアし、（ステップ605），読み込んだN1個の中心波
長λの平均値を算出する（ステップ606）。続いて、
この平均中心波長と予め設定した所望の設定波長λ０
との差Δλ（＝−λ０）を算出する（ステップ60
7）。そして狭帯域の波長選択特性をもつ波長選択素子
のみかもしくは各波長選択素子（この実施例の場合はエ
タロン101,102のうちフリースペクトラルレンジの小さ
い方のエタロンもしくは両方のエタロン）の透過波長を
Δλだけシフトさせる（ステップ608）。これにより中
心波長制御サブルーチン502を終了する。
たものである。第７図において、レーザの発振トリガを
検出したと判断されると（ステップ601）、値Ｎに１を
加算して（ステップ602）、この発振トリガにもとづく
発振中心波長λを読み込む（ステップ603）。この動作
を、値Ｎが、上述したステップ501で設定した定常モー
ドの中心波長制御のデータサンプル数N1に達するまで
（ステップ604）繰返す。値ＮがN1になると、Ｎ＝０に
クリアし、（ステップ605），読み込んだN1個の中心波
長λの平均値を算出する（ステップ606）。続いて、
この平均中心波長と予め設定した所望の設定波長λ０
との差Δλ（＝−λ０）を算出する（ステップ60
7）。そして狭帯域の波長選択特性をもつ波長選択素子
のみかもしくは各波長選択素子（この実施例の場合はエ
タロン101,102のうちフリースペクトラルレンジの小さ
い方のエタロンもしくは両方のエタロン）の透過波長を
Δλだけシフトさせる（ステップ608）。これにより中
心波長制御サブルーチン502を終了する。
第８図は重ね合せ制御サブルーチン503の詳細を示し
たものである。レーザの発振トリガを検出したと判断さ
れると（ステップ701）、値Ｎに１を加算して（ステッ
プ702）、この発振トリガにもとづく中心波長パワーＰ
λを読み込む（ステップ703）。この動作を、値Ｎが、
上述したステップ501で設定した定常モードの重ね合せ
制御のデータサンプル数N2に達するまで（ステップ70
4）繰返す。値ＮがN2になると、Ｎ＝０にクリアし（ス
テップ705），読み込んだN2個の中心波長パワーＰλの
平均値λを算出する（ステップ706）。
たものである。レーザの発振トリガを検出したと判断さ
れると（ステップ701）、値Ｎに１を加算して（ステッ
プ702）、この発振トリガにもとづく中心波長パワーＰ
λを読み込む（ステップ703）。この動作を、値Ｎが、
上述したステップ501で設定した定常モードの重ね合せ
制御のデータサンプル数N2に達するまで（ステップ70
4）繰返す。値ＮがN2になると、Ｎ＝０にクリアし（ス
テップ705），読み込んだN2個の中心波長パワーＰλの
平均値λを算出する（ステップ706）。
次に、ステップ706において今回算出した（平均）中
心波長パワーλと前回算出した平均中心波長パワー
λ−１との差Δλを算出する。（Δλ＝λ−λ
−１）。
心波長パワーλと前回算出した平均中心波長パワー
λ−１との差Δλを算出する。（Δλ＝λ−λ
−１）。
次にステップ708において、ステップ707で算出した値
Δλが正（Δλ＞０）であるか否かの判断がなされ
る。ここでΔλ＞０であると、ステップ709に分岐
し、前回制御時（サンプリング時）にエタロン101,102
のうちフリースペクトラルレンジの大きいエタロン（以
下これを＃E2という）の透過波長を短波長側にシフトし
たか否かの判断がなされる。この判断において短波長側
にシフトしたと判断されるとステップ710に分岐し、エ
タロン＃E2の透過波長を更に所定量（単位シフト量）短
波長側にシフトさせる。また、ステップ709において前
回エタロン＃E2の透過波長を長波長側にシフトしたと判
断されるとステップ711に移行し、エタロン＃E2の透過
波長を所定量（単位シフト量）長波長側にシフトさせ
る。
Δλが正（Δλ＞０）であるか否かの判断がなされ
る。ここでΔλ＞０であると、ステップ709に分岐
し、前回制御時（サンプリング時）にエタロン101,102
のうちフリースペクトラルレンジの大きいエタロン（以
下これを＃E2という）の透過波長を短波長側にシフトし
たか否かの判断がなされる。この判断において短波長側
にシフトしたと判断されるとステップ710に分岐し、エ
タロン＃E2の透過波長を更に所定量（単位シフト量）短
波長側にシフトさせる。また、ステップ709において前
回エタロン＃E2の透過波長を長波長側にシフトしたと判
断されるとステップ711に移行し、エタロン＃E2の透過
波長を所定量（単位シフト量）長波長側にシフトさせ
る。
また、ステップ708においては、Δλ≦０と判断さ
れるとステップ712に移行する。ステップ712では前回の
制御時にエタロン＃E2の透過波長を短波長側にシフトし
たか否かの判断がなされる。ここで短波長側にシフトし
たと判断されるとステップ713に分岐し、エタロン＃E2
の透過波長を所定量（単位シフト量）長波長側にシフト
させる。また、ステップ712において、前回エタロン＃E
2の透過波長を長波長側にシフトしたと判断されると、
ステップ714に移行し、エタロン＃E2のと透過波長を所
定量（単位シフト量）短波長側にシフトさせる。
れるとステップ712に移行する。ステップ712では前回の
制御時にエタロン＃E2の透過波長を短波長側にシフトし
たか否かの判断がなされる。ここで短波長側にシフトし
たと判断されるとステップ713に分岐し、エタロン＃E2
の透過波長を所定量（単位シフト量）長波長側にシフト
させる。また、ステップ712において、前回エタロン＃E
2の透過波長を長波長側にシフトしたと判断されると、
ステップ714に移行し、エタロン＃E2のと透過波長を所
定量（単位シフト量）短波長側にシフトさせる。
このように、重ね合せ制御サブルーチン503において
は、値Δλの符号と前回の透過波長のシフト方向とに
もとづき中心波長のパワーを大きくするようにエタロン
＃E2の透過波長シフト方向を判断し、この判断した方向
にエタロン＃E2の透過波長を単位シフト量シフトさせ
る。
は、値Δλの符号と前回の透過波長のシフト方向とに
もとづき中心波長のパワーを大きくするようにエタロン
＃E2の透過波長シフト方向を判断し、この判断した方向
にエタロン＃E2の透過波長を単位シフト量シフトさせ
る。
この重ね合せ制御の動作を第９図（ａ），（ｂ），
（ｃ）により更に説明する。第９図に（ａ）に示すよう
に、重ね合せに不具合が発生すると２個のエタロンのう
ちフリースペクトラルレンジの小さなエタロンによる中
心透過帯11と隣接透過帯13が、フリースペクトラルレン
ジの大きなエタロンによる中心透過帯14と重なり、中心
波長成分15の他にサイドピークと呼ばれる隣接発振線12
が現れる。また第９図（ｂ）に示すように中心波長成分
の強度、換言すれば、狭帯域化されたレーザ光のパワー
の低下をまねくこともある。
（ｃ）により更に説明する。第９図に（ａ）に示すよう
に、重ね合せに不具合が発生すると２個のエタロンのう
ちフリースペクトラルレンジの小さなエタロンによる中
心透過帯11と隣接透過帯13が、フリースペクトラルレン
ジの大きなエタロンによる中心透過帯14と重なり、中心
波長成分15の他にサイドピークと呼ばれる隣接発振線12
が現れる。また第９図（ｂ）に示すように中心波長成分
の強度、換言すれば、狭帯域化されたレーザ光のパワー
の低下をまねくこともある。
重ね合せ制御においては、第９図（ｃ）に示すように
中心波長成分の強度を最大にすべくエタロン101,102の
角度等を調整をする重ね合せ制御が実施される。
中心波長成分の強度を最大にすべくエタロン101,102の
角度等を調整をする重ね合せ制御が実施される。
第10図はパワー制御サブルーチン504の詳細を示した
ものである。第10図において、レーザの発振トリガを検
出したと判断されると（ステップ801）、値Ｎに１を加
算して（ステップ802）、この発振トリガにもとづくパ
ルスエネルギＰを読み込む（ステップ803）。この動作
を、値Ｎが、上述したステップ501で設定した定常モー
ドのパワー制御のデータサンプル数N3に達するまで（ス
テップ804）繰返す。値ＮがN3になると、Ｎ＝０にクリ
アし（ステップ805）、読み込んだN3個のパルスエネル
ギＰの平均値を算出する（ステップ806）。続いて、
この算出した値が予め設定した所望のパルスエネルギ
P0より大きいか否かの判断を行なう（ステップ807）。
ここで＞Ｐが成立すると充電電圧、すなわち電極に印
加される電圧を所定量下げる（ステップ808）。また
＞Ｐが成立しないと充電電圧を所定量上げる（ステップ
809）。
ものである。第10図において、レーザの発振トリガを検
出したと判断されると（ステップ801）、値Ｎに１を加
算して（ステップ802）、この発振トリガにもとづくパ
ルスエネルギＰを読み込む（ステップ803）。この動作
を、値Ｎが、上述したステップ501で設定した定常モー
ドのパワー制御のデータサンプル数N3に達するまで（ス
テップ804）繰返す。値ＮがN3になると、Ｎ＝０にクリ
アし（ステップ805）、読み込んだN3個のパルスエネル
ギＰの平均値を算出する（ステップ806）。続いて、
この算出した値が予め設定した所望のパルスエネルギ
P0より大きいか否かの判断を行なう（ステップ807）。
ここで＞Ｐが成立すると充電電圧、すなわち電極に印
加される電圧を所定量下げる（ステップ808）。また
＞Ｐが成立しないと充電電圧を所定量上げる（ステップ
809）。
第６図は第５図に示した定常モード制御サブルーチン
を実行した場合の中心波長制御、重ね合せ制御、パワー
制御の関係を示したものである。なお、第６図において
は各データサンプル数N1,N2,N3の間にN1＞N2＞N3の関係
がある場合を示している。第６図において、（ａ）は中
心波長制御、（ｂ）は重ね合せ制御、（ｃ）はパワー制
御を示しており、中心波長制御において、縦の太線は中
心波長制御のために波長選択素子（エタロン101,102）
をドライブしている期間、太線と太線の間は中心波長制
御のためのデータサンプリング期間を示している。また
重ね合せ制御において縦の太線は重ね合せ制御のために
波長選択素子（エタロン101,102）をドライブしている
期間、太線と太線の間は重ね合せ制御のためのデータサ
ンリング期間を示している。また、パワー制御におい
て、縦の太線はパワー制御のために充電電圧、すなわち
電極に印加する電圧を変更している期間、太線と太線の
間はパワー制御のためのデータサンプリング期間を示し
ている。第６図から明らかのように各制御の制御周期は
中心波長制御、重ね合せ制御、パワー制御の順に長くな
っており、各制御は非同期で実行されることが理解でき
る。
を実行した場合の中心波長制御、重ね合せ制御、パワー
制御の関係を示したものである。なお、第６図において
は各データサンプル数N1,N2,N3の間にN1＞N2＞N3の関係
がある場合を示している。第６図において、（ａ）は中
心波長制御、（ｂ）は重ね合せ制御、（ｃ）はパワー制
御を示しており、中心波長制御において、縦の太線は中
心波長制御のために波長選択素子（エタロン101,102）
をドライブしている期間、太線と太線の間は中心波長制
御のためのデータサンプリング期間を示している。また
重ね合せ制御において縦の太線は重ね合せ制御のために
波長選択素子（エタロン101,102）をドライブしている
期間、太線と太線の間は重ね合せ制御のためのデータサ
ンリング期間を示している。また、パワー制御におい
て、縦の太線はパワー制御のために充電電圧、すなわち
電極に印加する電圧を変更している期間、太線と太線の
間はパワー制御のためのデータサンプリング期間を示し
ている。第６図から明らかのように各制御の制御周期は
中心波長制御、重ね合せ制御、パワー制御の順に長くな
っており、各制御は非同期で実行されることが理解でき
る。
第11図は定常モード制御サブルーチンの他の構成例を
示したものである。この第11図に示したものは第５図に
示したものと比較してパワー制御のみが異なる。すなわ
ち、第11図においてはパワー制御のためのデータサンプ
リング期間を前回の充電電圧変更期間と今回の充電変更
期間との全期間に設定するのではなくて、充電電圧変更
期間の直前の所定期間に設定している。なお、中心波長
制御、重ね合せ制御は第５図に示したものと同様であ
る。そこで、第11図においてはパワー制御についてのみ
説明する。パワー制御において、発振トリガが検出され
ると（ステップ505）、値Ａに１を加算する（ステップ5
06）。これを繰り返すことにより値Ａがａより大になる
と（ステップ507）、値Ａを０にクリアして（ステップ5
08）、パワー制御サブルーチン504に移行する。このパ
ワー制御サブルーチン504は第５図に示したものと同様
である。このように構成することによって、発振パルス
数がａに達するまではパワー制御のためのパルスエネル
ギＰの読み込みは行なわれず、発振パルス数がａを越え
るとパワー制御のためのパルスエネルギＰの読み込みが
開始されることになる。
示したものである。この第11図に示したものは第５図に
示したものと比較してパワー制御のみが異なる。すなわ
ち、第11図においてはパワー制御のためのデータサンプ
リング期間を前回の充電電圧変更期間と今回の充電変更
期間との全期間に設定するのではなくて、充電電圧変更
期間の直前の所定期間に設定している。なお、中心波長
制御、重ね合せ制御は第５図に示したものと同様であ
る。そこで、第11図においてはパワー制御についてのみ
説明する。パワー制御において、発振トリガが検出され
ると（ステップ505）、値Ａに１を加算する（ステップ5
06）。これを繰り返すことにより値Ａがａより大になる
と（ステップ507）、値Ａを０にクリアして（ステップ5
08）、パワー制御サブルーチン504に移行する。このパ
ワー制御サブルーチン504は第５図に示したものと同様
である。このように構成することによって、発振パルス
数がａに達するまではパワー制御のためのパルスエネル
ギＰの読み込みは行なわれず、発振パルス数がａを越え
るとパワー制御のためのパルスエネルギＰの読み込みが
開始されることになる。
第12図は第11図に示した定常モードサブルーチンを実
行した場合の中心波長制御、重ね合せ制御、パワー制御
の関係を示したものである。なお、この場合は、各制御
のデータサンプル数N1,N2,N3をN2＞N1＝N3に設定した場
合を示している。第12図から明らかのようにこの場合、
パワー制御は、充電電圧変更期間の直前のN3個の発振パ
ルスのパルスエネルギをサンプリングすることにより実
行される。
行した場合の中心波長制御、重ね合せ制御、パワー制御
の関係を示したものである。なお、この場合は、各制御
のデータサンプル数N1,N2,N3をN2＞N1＝N3に設定した場
合を示している。第12図から明らかのようにこの場合、
パワー制御は、充電電圧変更期間の直前のN3個の発振パ
ルスのパルスエネルギをサンプリングすることにより実
行される。
第13図は定常モード制御サブルーチンの更に他の構成
例を示したものである。この構成例においては中心波長
制御は独立に実行されるが、重ね合せ制御しパワー制御
に関してはＢ回数重ね合せ制御サブルーチン503を実行
した後パワー制御サブルーチン504を実行し、これを繰
返すように構成されている。すなわち、第13図の構成に
よると、重ね合せ制御とパワー制御が同時に行なわれる
ことはない。
例を示したものである。この構成例においては中心波長
制御は独立に実行されるが、重ね合せ制御しパワー制御
に関してはＢ回数重ね合せ制御サブルーチン503を実行
した後パワー制御サブルーチン504を実行し、これを繰
返すように構成されている。すなわち、第13図の構成に
よると、重ね合せ制御とパワー制御が同時に行なわれる
ことはない。
第14図は第13図の定常モードサブルーチンを実行した
場合の各制御の関係を示したものである。なお、ここで
は各制御のデータサンプル数をN2＞N1＝N3に設定し、Ｂ
＝２とした場合を示している。第14図から明らかのよう
に、この場合は２回の重ね合せ制御を実行した後１回の
パワー制御を実行し、これを繰返す。
場合の各制御の関係を示したものである。なお、ここで
は各制御のデータサンプル数をN2＞N1＝N3に設定し、Ｂ
＝２とした場合を示している。第14図から明らかのよう
に、この場合は２回の重ね合せ制御を実行した後１回の
パワー制御を実行し、これを繰返す。
第15図は部分的ガス交換モード制御サブルーチン404
の一構成例を示したものである。部分的ガス交換を実行
した後の所定期間内はレーザの出力パワーが大きく変動
する。そこでこの変動に追随してパワー制御を行なうた
めにはパワー制御の制御周期を定常モード制御時よりも
短くする必要がある。すなわち、パワー制御のデータサ
ンプル数を小さくして、充電電圧の変更を頻繁に行なう
ことによって、部分的ガス交換時の急速なパワー変動に
即応させる必要がある。そこで第15図に示す構成例にお
いて重ね合せ制御の制御周期とパワー制御の制御周期を
同一に設定している。この場合、重ね合せ制御にはある
程度の不具合が生じる可能性があるが、ここではパワー
制御を優先させている。第15図において、まず、部分的
ガス交換モードの各制御のデータサンプル数、すなわち
部分的ガス交換モードにおける中心波長制御のデータサ
ンプル数NP1、部分的ガス交換モードにおける重ね合せ
制御のデータサンプル数NP2、部分的ガス交換モードに
おけるパワー制御のデータサンプル数NP3を設定する。
ここではNP2＝Np3に設定する。ステップ551で各制御の
データサンプル数が設定されると、中心波長制御サブル
ーチン552、重ね合せ制御サブルーチン553、パワー制御
サブルーチン554が実行される。中心波長制御サブルー
チン552、重ね合せ制御サブルーチン553、パワー制御サ
ブルーチン554は第５図に示した中心波長制御サブルー
チン502、重ね合せ制御サブルーチン503、パワー制御サ
ブルーチン504と同様のもので、その詳細はそれぞれ、
第７図、第８図、第10図に示したものと同様である。
の一構成例を示したものである。部分的ガス交換を実行
した後の所定期間内はレーザの出力パワーが大きく変動
する。そこでこの変動に追随してパワー制御を行なうた
めにはパワー制御の制御周期を定常モード制御時よりも
短くする必要がある。すなわち、パワー制御のデータサ
ンプル数を小さくして、充電電圧の変更を頻繁に行なう
ことによって、部分的ガス交換時の急速なパワー変動に
即応させる必要がある。そこで第15図に示す構成例にお
いて重ね合せ制御の制御周期とパワー制御の制御周期を
同一に設定している。この場合、重ね合せ制御にはある
程度の不具合が生じる可能性があるが、ここではパワー
制御を優先させている。第15図において、まず、部分的
ガス交換モードの各制御のデータサンプル数、すなわち
部分的ガス交換モードにおける中心波長制御のデータサ
ンプル数NP1、部分的ガス交換モードにおける重ね合せ
制御のデータサンプル数NP2、部分的ガス交換モードに
おけるパワー制御のデータサンプル数NP3を設定する。
ここではNP2＝Np3に設定する。ステップ551で各制御の
データサンプル数が設定されると、中心波長制御サブル
ーチン552、重ね合せ制御サブルーチン553、パワー制御
サブルーチン554が実行される。中心波長制御サブルー
チン552、重ね合せ制御サブルーチン553、パワー制御サ
ブルーチン554は第５図に示した中心波長制御サブルー
チン502、重ね合せ制御サブルーチン503、パワー制御サ
ブルーチン504と同様のもので、その詳細はそれぞれ、
第７図、第８図、第10図に示したものと同様である。
第16図は第15図の部分的ガス交換モード制御サブルー
チンを実行した場合の、中心波長制御、重ね合せ制御、
パワー制御の関係を示したものである。第16図から明ら
かのように部分的ガス交換モード制御サブルーチンにお
いては定常モード制御サブルーチン（第６図参照）に比
較してパワー制御の制御周期が短くなる。
チンを実行した場合の、中心波長制御、重ね合せ制御、
パワー制御の関係を示したものである。第16図から明ら
かのように部分的ガス交換モード制御サブルーチンにお
いては定常モード制御サブルーチン（第６図参照）に比
較してパワー制御の制御周期が短くなる。
第17図は部分的ガス交換モード制御サブルーチンの他
の構成例を示したものである。この構成例では部分的ガ
ス交換モード制御において重ね合せ制御を行なわない。
この構成例はパワー制御を最優先した構成であるという
ことができる。この場合の各制御の関係は第18図に示さ
れる。
の構成例を示したものである。この構成例では部分的ガ
ス交換モード制御において重ね合せ制御を行なわない。
この構成例はパワー制御を最優先した構成であるという
ことができる。この場合の各制御の関係は第18図に示さ
れる。
第19図は部分的ガス交換モード制御サブルーチンの更
に他の構成例を示したものである。この構成例では中心
波長制御は独立に行なわれるが、重ね合せ制御とパワー
制御はそれぞれそ所定回数づつ交互に実行される。すな
わち、まずＡ回パワー制御サブルーチン554を実行し、
その後Ｂ回重ね合せ制御サブルーチン553を実行し、こ
れを交互に繰返す。
に他の構成例を示したものである。この構成例では中心
波長制御は独立に行なわれるが、重ね合せ制御とパワー
制御はそれぞれそ所定回数づつ交互に実行される。すな
わち、まずＡ回パワー制御サブルーチン554を実行し、
その後Ｂ回重ね合せ制御サブルーチン553を実行し、こ
れを交互に繰返す。
第19図の部分的ガス交換モード制御サブルーチンを実
行した場合の各制御の関係を第20図に示す。なお第20図
においてはＡ＝２、Ｂ＝３に設定した場合を示してい
る。
行した場合の各制御の関係を第20図に示す。なお第20図
においてはＡ＝２、Ｂ＝３に設定した場合を示してい
る。
第21図は部分的ガス交換モード制御サブルーチンの更
に他の構成例を示したものである。この構成例において
は、中心波長制御のデータサンプル数NP1と重ね合せ制
御のデータサンプル数NP2とパワー制御のデータサンプ
ル数NP3との間にNP3＞NP1＞NP2が成立するように各デー
タサンプル数が設定される。この場合の各制御の関係は
第22図に示される。
に他の構成例を示したものである。この構成例において
は、中心波長制御のデータサンプル数NP1と重ね合せ制
御のデータサンプル数NP2とパワー制御のデータサンプ
ル数NP3との間にNP3＞NP1＞NP2が成立するように各デー
タサンプル数が設定される。この場合の各制御の関係は
第22図に示される。
第23図は部分的ガス交換時の制御を充電電圧すなわち
電極に印加する電圧管理で行なうようにした他の実施例
を示したものである。この実施例では部分的ガス交換モ
ード制御サブルーチンを充電電圧Vchが所定の値Ｂより
低くなるまで続けるように構成されている。部分的ガス
交換モード制御サブルーチン404が終了すると、電圧Vch
が所定の値Ｂより大きいか否かの判断を行なう（ステッ
プ407）。ここで所定の値Ｂはステップ401で比較する値
Ａより小さいか等しい値（Ａ≧Ｂ）が選択されている。
ステップ407でVch≧Ｂが成立すると再びステップ403に
戻り、部分的ガス交換を開始し、再び部分的ガス交換モ
ード制御サブルーチン404に移行する。ステップ407でVc
h≧Ｂが成立しなくなるとステップ401に戻り、Vch≧Ａ
が成立するか否かの判断がなされる。ここでVch≧Ａが
成立しないと定常モード制御サブルーチン402に移行す
る。ただし、ステップ401でVch≧Ａが成立するとステッ
プ403に移行し、再び部分的ガス交換を開始する。この
制御はステップ401でVch≧Ａが不成立となるまで繰返さ
れる。上記制御において、１回の部分的ガス交換によっ
て部分的ガス交換モード制御サブルーチン404から定常
モード制御サブルーチン402に移行した場合の制御の様
子を第24図に示す。また２回の部分的ガス交換によって
部分的ガス交換モード制御サブルーチン404から定常モ
ード制御サブルーチン402に移行した場合が第25図に示
される。
電極に印加する電圧管理で行なうようにした他の実施例
を示したものである。この実施例では部分的ガス交換モ
ード制御サブルーチンを充電電圧Vchが所定の値Ｂより
低くなるまで続けるように構成されている。部分的ガス
交換モード制御サブルーチン404が終了すると、電圧Vch
が所定の値Ｂより大きいか否かの判断を行なう（ステッ
プ407）。ここで所定の値Ｂはステップ401で比較する値
Ａより小さいか等しい値（Ａ≧Ｂ）が選択されている。
ステップ407でVch≧Ｂが成立すると再びステップ403に
戻り、部分的ガス交換を開始し、再び部分的ガス交換モ
ード制御サブルーチン404に移行する。ステップ407でVc
h≧Ｂが成立しなくなるとステップ401に戻り、Vch≧Ａ
が成立するか否かの判断がなされる。ここでVch≧Ａが
成立しないと定常モード制御サブルーチン402に移行す
る。ただし、ステップ401でVch≧Ａが成立するとステッ
プ403に移行し、再び部分的ガス交換を開始する。この
制御はステップ401でVch≧Ａが不成立となるまで繰返さ
れる。上記制御において、１回の部分的ガス交換によっ
て部分的ガス交換モード制御サブルーチン404から定常
モード制御サブルーチン402に移行した場合の制御の様
子を第24図に示す。また２回の部分的ガス交換によって
部分的ガス交換モード制御サブルーチン404から定常モ
ード制御サブルーチン402に移行した場合が第25図に示
される。
第26図は、部分的ガス交換時の制御を時間管理と充電
電圧管理の両者で行なうようにした更に他の実施例を示
したものである。この実施例では部分的ガス交換モード
制御サブルーチン404を部分的ガス交換からの経過時間
Ｔが所定の値Ｃより大きくなり、かつ充電電圧Vchが値
Ｂより小さくなるまで続けるように構成されている。部
分的ガス交換モード制御サブルーチン404が終了すると
Ｔ≧Ｃが成立するか否かの判断がなされる（ステップ40
5）。ここでＴ≧Ｃが成立しないと再び部分的ガス交換
モード制御サブルーチン404を実行する。ステップ405で
Ｔ≧Ｃが成立すると、次にVch≧Ｂが成立するか否かの
判断がなされる（ステップ407）。ここでVch≧Ｂが成立
するとステップ406に戻り、時間Ｔを０にクリアした
後、再び部分的ガス交換を実行する（ステップ403）。
電圧管理の両者で行なうようにした更に他の実施例を示
したものである。この実施例では部分的ガス交換モード
制御サブルーチン404を部分的ガス交換からの経過時間
Ｔが所定の値Ｃより大きくなり、かつ充電電圧Vchが値
Ｂより小さくなるまで続けるように構成されている。部
分的ガス交換モード制御サブルーチン404が終了すると
Ｔ≧Ｃが成立するか否かの判断がなされる（ステップ40
5）。ここでＴ≧Ｃが成立しないと再び部分的ガス交換
モード制御サブルーチン404を実行する。ステップ405で
Ｔ≧Ｃが成立すると、次にVch≧Ｂが成立するか否かの
判断がなされる（ステップ407）。ここでVch≧Ｂが成立
するとステップ406に戻り、時間Ｔを０にクリアした
後、再び部分的ガス交換を実行する（ステップ403）。
ステップ407でVch≧Ｂが成立しなくなるとステップ40
1に戻り、Vch≧Ａが成立するか否かの判断がなされる。
ここでVch≧Ａが成立しないと定常モード制御サブルー
チン402に移行する。ただし、ステップ401でVch≧Ａが
成立するとステップ406に移行し、Ｔ＝０にクリアした
後再び部分的ガス交換を開始する（ステップ403）。こ
の制御はステップ401でVch≧Ａが不成立となるまで繰返
される。上記制御において、１回の部分的ガス交換によ
って部分的ガス交換モード制御サブルーチン404から定
常モード制御サブルーチン402に移行した場合の制御の
様子を第27図に示す。また２回の部分的ガス交換によっ
て部分的ガス交換モード制御サブルーチン404から定常
モード制御サブルーチン402に移行した場合が第28図に
示される。
1に戻り、Vch≧Ａが成立するか否かの判断がなされる。
ここでVch≧Ａが成立しないと定常モード制御サブルー
チン402に移行する。ただし、ステップ401でVch≧Ａが
成立するとステップ406に移行し、Ｔ＝０にクリアした
後再び部分的ガス交換を開始する（ステップ403）。こ
の制御はステップ401でVch≧Ａが不成立となるまで繰返
される。上記制御において、１回の部分的ガス交換によ
って部分的ガス交換モード制御サブルーチン404から定
常モード制御サブルーチン402に移行した場合の制御の
様子を第27図に示す。また２回の部分的ガス交換によっ
て部分的ガス交換モード制御サブルーチン404から定常
モード制御サブルーチン402に移行した場合が第28図に
示される。
なお、以上の実施例では、レーザチャンバとリアミラ
ーの間にフリースペクトラルレンジの小さなエタロンと
フリースペクトラルレンジの大きなエタロンの２枚を配
設して狭帯域発振するように構成しているがエタロン２
枚のかわりに１つのエタロンと１つの回折格子を用いて
も同様に構成することができる。
ーの間にフリースペクトラルレンジの小さなエタロンと
フリースペクトラルレンジの大きなエタロンの２枚を配
設して狭帯域発振するように構成しているがエタロン２
枚のかわりに１つのエタロンと１つの回折格子を用いて
も同様に構成することができる。
以上説明したようにこの発明によれば部分的ガス交換
時におけるレーザの出力パワーの変動を小さくすること
ができ、安定した出力パワーを得ることができる。
時におけるレーザの出力パワーの変動を小さくすること
ができ、安定した出力パワーを得ることができる。
第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
はこの実施例の動作を説明するフローチャート、第３
図、第４図はこの実施例による制御例を示す図、第５図
は定常モード制御サブルーチンの一例を示すフローチャ
ート、第６図は第５図のサブルーチンの実行による中心
波長制御、重ね合せ制御、パワー制御の関係を示す図、
第７図は中心波長制御サブルーチンの一例を示すフロー
チャート、第８図は重ね合せ制御サブルーチンの一例を
示すフローチャート、第９図は重ね合せ制御を説明する
スペクトル図、第10図はパワー制御サブルーチンの一例
を示すフローチャート、第11図は定常モード制御サブル
ーチンの他の例を示すフローチャート、第12図はその制
御例を示す図、第13図は定常モード制御サブルーチンの
更に他の例を示すフローチャート、第14図はその制御例
を示す図、第15図は部分的ガス交換モード制御サブルー
チンの一例を示すフローチャート、第16図はその制御例
を示す図、第17図は部分的ガス交換モード制御サブルー
チンの他の例を示すフローチャート、第18図はその制御
例を示す図、第19図は部分的ガス交換モード制御サブル
ーチンの更に他の例を示すフローチャート、第20図はそ
の制御例を示す図、第21図は部分的ガス交換モード制御
サブルーチンの更に他の例を示すフローチャート、第22
図はその制御例を示す図、第23図は他の実施例の動作を
説明するフローチャート、第24図、第25図はこの実施例
による制御例を示す図、第26図は更に他の実施例の動作
を示すフローチャート、第27図、第28図はこの実施例に
よる制御例を示す図である。 101,102……エタロン、200……パワー制御系、203……C
PU、204……レーザ電源、205……ガスコントローラ、30
0……波長制御系。
はこの実施例の動作を説明するフローチャート、第３
図、第４図はこの実施例による制御例を示す図、第５図
は定常モード制御サブルーチンの一例を示すフローチャ
ート、第６図は第５図のサブルーチンの実行による中心
波長制御、重ね合せ制御、パワー制御の関係を示す図、
第７図は中心波長制御サブルーチンの一例を示すフロー
チャート、第８図は重ね合せ制御サブルーチンの一例を
示すフローチャート、第９図は重ね合せ制御を説明する
スペクトル図、第10図はパワー制御サブルーチンの一例
を示すフローチャート、第11図は定常モード制御サブル
ーチンの他の例を示すフローチャート、第12図はその制
御例を示す図、第13図は定常モード制御サブルーチンの
更に他の例を示すフローチャート、第14図はその制御例
を示す図、第15図は部分的ガス交換モード制御サブルー
チンの一例を示すフローチャート、第16図はその制御例
を示す図、第17図は部分的ガス交換モード制御サブルー
チンの他の例を示すフローチャート、第18図はその制御
例を示す図、第19図は部分的ガス交換モード制御サブル
ーチンの更に他の例を示すフローチャート、第20図はそ
の制御例を示す図、第21図は部分的ガス交換モード制御
サブルーチンの更に他の例を示すフローチャート、第22
図はその制御例を示す図、第23図は他の実施例の動作を
説明するフローチャート、第24図、第25図はこの実施例
による制御例を示す図、第26図は更に他の実施例の動作
を示すフローチャート、第27図、第28図はこの実施例に
よる制御例を示す図である。 101,102……エタロン、200……パワー制御系、203……C
PU、204……レーザ電源、205……ガスコントローラ、30
0……波長制御系。
Claims (10)
- 【請求項１】レーザ出力を一定に制御するためにレーザ
チャンバ内の電極の印加電圧を所定の制御周期で制御す
る電圧制御を実行するとともに、前記電圧制御により前
記電極の印加電圧が所定値を越えて高くなると前記レー
ザチャンバ内のレーザガスの成分を制御するレーザガス
成分制御を実行する狭帯域発振エキシマレーザの出力制
御方法において、 前記レーザガス成分制御を行った場合は、少なくとも所
定時間経過するまでは前記所定の制御周期より短い制御
周期で前記電極の印加電圧を制御することを特徴とする
狭帯域発振エキシマレーザの出力制御方法。 - 【請求項２】レーザ出力を一定に制御するためにレーザ
チャンバ内の電極の印加電圧を所定の制御周期で制御す
る電圧制御を実行するとともに、前記電圧制御により前
記電極の印加電圧が所定値を越えて高くなると前記レー
ザチャンバ内のレーザガスの成分を制御するレーザガス
成分制御を実行する狭帯域発振エキシマレーザの出力制
御方法において、 前記レーザガス成分制御を行った場合は、少なくとも前
記電極の印加電圧が所定の電圧まで低下するまでは前記
所定の制御周期より短い制御周期で前記電極の印加電圧
を制御することを特徴とする狭帯域発振エキシマレーザ
の出力制御方法。 - 【請求項３】レーザ出力を一定に制御するためにレーザ
チャンバ内の電極の印加電圧を所定の制御周期で制御す
る電圧制御を実行するとともに、前記電圧制御により前
記電極の印加電圧が所定値を越えて高くなると前記レー
ザチャンバ内のレーザガスの成分を制御するレーザガス
成分制御を実行する狭帯域発振エキシマレーザの出力制
御方法において、 前記レーザガス成分制御を行った場合は、少なくとも所
定時間経過し、かつ前記電極の印加電圧が所定の電圧ま
で低下するまでは前記所定の制御周期より短い制御周期
で前記電極の印加電圧を制御することを特徴とする狭帯
域発振エキシマレーザの出力制御方法。 - 【請求項４】レーザ発振器内に少なくとも２個の波長選
択素子を配置し、 これら波長選択素子によって決定される発振中心波長を
所望の波長に一致させる中心波長制御を行うとともに、
これら波長選択素子の透過波長を重ね合わせる重ね合わ
せ制御を行う波長制御を実行し、 更にレーザチャンバ内の電極の印加電圧を制御すること
によりレーザ出力を制御するパワー制御を実行し、 前記パワー制御により前記電極の印加電圧が所定値を越
えて高くなると前記レーザチャンバ内のレーザガスの成
分を制御するレーザガス成分制御を実行する狭帯域発振
エキシマレーザの出力制御方法において、 前記パワー制御の制御周期を前記重ね合わせ制御の制御
周期より長く設定した第１の制御モードと、 前記重ね合わせ制御の制御周期と前記パワー制御との制
御周期とをほぼ同一にした第２の制御モードと を設け、 前記レーザガス成分制御を行った後は、少なくとも前記
第２の制御モードを実行することを特徴とする狭帯域発
振エキシマレーザの出力制御方法。 - 【請求項５】レーザ発振器内に少なくとも２個の波長選
択素子を配置し、 これら波長選択素子によって決定される発振中心波長を
所望の波長に一致させる中心波長制御を行うとともに、
これら波長選択素子の透過波長を重ね合わせる重ね合わ
せ制御を行う波長制御を実行し、 更にレーザチャンバ内の電極の印加電圧を制御すること
によりレーザ出力を制御するパワー制御を実行し、 前記パワー制御により前記電極の印加電圧が所定値を越
えて高くなると前記レーザチャンバ内のレーザガスの成
分を制御するレーザガス成分制御を実行する狭帯域発振
エキシマレーザの出力制御方法において、 前記パワー制御の制御周期を前記重ね合わせ制御の制御
周期より長く設定した第１の制御モードと、 前記パワー制御実行している間は前記重ね合わせ制御を
禁止する第２の制御モードと を設け、 前記レーザガス成分制御を行った後は、少なくとも前記
第２の制御モードを実行することを特徴とする狭帯域発
振エキシマレーザの出力制御方法。 - 【請求項６】レーザ出力を一定に制御するためにレーザ
チャンバ内の電極の印加電圧を所定の制御周期で制御す
る電圧制御を実行するとともに、前記電圧制御により前
記電極の印加電圧が所定値を越えて高くなると前記レー
ザチャンバ内のレーザガスの成分を制御するレーザガス
成分制御を実行する狭帯域発振エキシマレーザの出力制
御装置において、 前記レーザチャンバ内の電極の印加電圧を第１の周期で
制御することによりレーザ出力を制御する第１のレーザ
出力制御手段と、 前記レーザチャンバ内のレーザガスの成分を制御するレ
ーザガス成分制御手段と、 前記レーザガス成分制御手段により前記レーザチャンバ
内のレーザガスの成分の制御が行われた場合は、少なく
とも所定時間経過するまでは前記レーザチャンバ内の電
極の印加電圧を前記第１の周期より短い第２の周期で制
御することによりレーザ出力を制御する第２のレーザ出
力制御手段と、 とを具備することを特徴とする狭帯域発振エキシマレー
ザの出力制御装置。 - 【請求項７】レーザ出力を一定に制御するためにレーザ
チャンバ内の電極の印加電圧を所定の制御周期で制御す
る電圧制御を実行するとともに、前記電圧制御により前
記電極の印加電圧が所定値を越えて高くなると前記レー
ザチャンバ内のレーザガスの成分を制御するレーザガス
成分制御を実行する狭帯域発振エキシマレーザの出力制
御装置において、 前記レーザチャンバ内の電極の印加電圧を第１の周期で
制御することによりレーザ出力を制御する第１のレーザ
出力制御手段と、 前記レーザチャンバ内のレーザガスの成分を制御するレ
ーザガス成分制御手段と、 前記レーザガス成分制御手段により前記レーザチャンバ
内のレーザガスの成分の制御が行われた場合は、少なく
とも前記電極の印加電圧が所定の電圧まで低下するまで
は前記レーザチャンバ内の電極の印加電圧を前記第１の
周期より短い第２の周期で制御することによりレーザ出
力を制御する第２のレーザ出力制御手段と、 とを具備することを特徴とする狭帯域発振エキシマレー
ザの出力制御装置。 - 【請求項８】レーザ出力を一定に制御するためにレーザ
チャンバ内の電極の印加電圧を所定の制御周期で制御す
る電圧制御を実行するとともに、前記電圧制御により前
記電極の印加電圧が所定値を越えて高くなると前記レー
ザチャンバ内のレーザガスの成分を制御するレーザガス
成分制御を実行する狭帯域発振エキシマレーザの出力制
御装置において、 前記レーザチャンバ内の電極の印加電圧を第１の周期で
制御することによりレーザ出力を制御する第１のレーザ
出力制御手段と、 前記レーザチャンバ内のレーザガスの成分を制御するレ
ーザガス成分制御手段と、 前記レーザガス成分制御手段により前記レーザチャンバ
内のレーザガスの成分の制御が行われた場合は、少なく
とも所定時間経過し、かつ前記電極の印加電圧が所定の
電圧まで低下するまでは前記レーザチャンバ内の電極の
印加電圧を前記第１の周期より短い第２の周期で制御す
ることによりレーザ出力を制御する第２のレーザ出力制
御手段と、 とを具備することを特徴とする狭帯域発振エキシマレー
ザの出力制御装置。 - 【請求項９】レーザ発振器内に少なくとも２個の波長選
択素子を配置し、 これら波長選択素子によって決定される発振中心波長を
所望の波長に一致させる中心波長制御を行うとともに、
これら波長選択素子の透過波長を重ね合わせる重ね合わ
せ制御を行う波長制御を実行し、 更にレーザチャンバ内の電極の印加電圧を制御すること
によりレーザ出力を制御するパワー制御を実行し、 前記パワー制御により前記電極の印加電圧が所定値を越
えて高くなると前記レーザチャンバ内のレーザガスの成
分を制御するレーザガス成分制御を実行する狭帯域発振
エキシマレーザの出力制御装置において、 前記パワー制御の制御周期を前記重ね合わせ制御の制御
周期より長く設定した第１の制御モードを実行する第１
の制御手段と、 前記重ね合わせ制御の制御周期と前記パワー制御との制
御周期とをほぼ同一にした第２の制御モードを実行する
第２の制御手段と、 前記レーザガス成分制御を行った後は、少なくとも前記
第２の制御モードを実行する第３の制御手段と を具備することを特徴とする狭帯域発振エキシマレーザ
の出力制御装置。 - 【請求項１０】レーザ発振器内に少なくとも２個の波長
選択素子を配置し、 これら波長選択素子によって決定される発振中心波長を
所望の波長に一致させる中心波長制御を行うとともに、
これら波長選択素子の透過波長を重ね合わせる重ね合わ
せ制御を行う波長制御を実行し、 更にレーザチャンバ内の電極の印加電圧を制御すること
によりレーザ出力を制御するパワー制御を実行し、 前記パワー制御により前記電極の印加電圧が所定値を越
えて高くなると前記レーザチャンバ内のレーザガスの成
分を制御するレーザガス成分制御を実行する狭帯域発振
エキシマレーザの出力制御装置において、 前記パワー制御の制御周期を前記重ね合わせ制御の制御
周期より長く設定した第１の制御モードと、 前記パワー制御実行している間は前記重ね合わせ制御を
禁止する第２の制御モードと、 前記レーザガスの成分制御を行った後は、少なくとも前
記第２の制御モードを実行する第３の制御手段と を具備することを特徴とする狭帯域発振エキシマレーザ
の出力制御装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63079527A JP2787205B2 (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 狭帯域発振エキシマレーザの出力制御方法及び装置 |
| PCT/JP1989/000080 WO1989007353A1 (en) | 1988-01-27 | 1989-01-27 | Method and apparatus for controlling narrow-band oscillation excimer laser |
| DE19893990083 DE3990083T1 (de) | 1988-01-27 | 1989-01-27 | Verfahren und system zur regelung schmalbandig schwingender excimer-laser |
| US07/439,356 US5142543A (en) | 1988-01-27 | 1989-01-27 | Method and system for controlling narrow-band oscillation excimer laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63079527A JP2787205B2 (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 狭帯域発振エキシマレーザの出力制御方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01251771A JPH01251771A (ja) | 1989-10-06 |
| JP2787205B2 true JP2787205B2 (ja) | 1998-08-13 |
Family
ID=13692456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63079527A Expired - Lifetime JP2787205B2 (ja) | 1988-01-27 | 1988-03-31 | 狭帯域発振エキシマレーザの出力制御方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2787205B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5157004B2 (ja) | 2006-07-04 | 2013-03-06 | 株式会社小松製作所 | 狭帯域化レーザのスペクトル幅調整方法 |
| JP5580256B2 (ja) * | 2011-07-11 | 2014-08-27 | 株式会社小松製作所 | 狭帯域化レーザのスペクトル幅調整方法 |
| WO2015097790A1 (ja) * | 2013-12-25 | 2015-07-02 | ギガフォトン株式会社 | エキシマレーザ装置及びエキシマレーザシステム |
| JP5730428B2 (ja) * | 2014-05-07 | 2015-06-10 | 株式会社小松製作所 | 狭帯域化レーザ装置及びそのスペクトル幅調整方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62186579A (ja) * | 1986-02-12 | 1987-08-14 | Amada Co Ltd | レ−ザ発振器のガス制御方法 |
-
1988
- 1988-03-31 JP JP63079527A patent/JP2787205B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01251771A (ja) | 1989-10-06 |
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