JP3297108B2 - エキシマレーザ装置の制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エキシマレーザ装置お
よびその制御方法に係わり、特に、産業用の、長期にわ
たり安定したレーザ出力が得られるエキシマレーザ装置
およびその制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】エキシマレーザにおいてはレーザ発振を
発生させる放電にともない、ハロゲンガスが減少する。
すなわち、放電すると、放電した個所が高温になり、そ
こにレーザガス中のハロゲンガスが反応してハロゲンと
電極金属との化合物を作る。この反応によりハロゲンガ
スが減少してレーザ出力が低下する。そのため、ハロゲ
ンガスを補給してレーザ出力の安定を図る必要がある。

【０００３】従来のハロゲンガス補給注入型の出力安定
エキシマレーザ装置は、特開平４−１２０７８２号公報
に記載されているように、ハロゲンガスの注入量がその
減少量を上回らないように制御している。その制御はレ
ーザ発振により減少するハロゲンガスの量を予め測定し
ておき、そのハロゲンガスの見掛けの減少速度を基にし
てレーザ発振中にハロゲンガスの注入をその減少量を上
回らないように行っている。すなわち、運転初期にレー
ザ出力低下特性を所定の時間測定し、次にハロゲンガス
を注入して出力が回復するまでの注入量を測定して所定
出力におけるハロゲンガスの見掛けの減少速度を求めて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エキシ
マレーザは通常運転初期のハロゲン減少速度は不安定で
ある。なぜなら運転初期はレーザガスチャンバなど各部
の温度が定常状態に達していない不安定な領域であり、
ハロゲンガスのレーザ装置内の各部分との反応速度も温
度に依存するため、ここでのハロゲンガスの減少速度は
定常運転に達したときよりも多めに測定されてしまう恐
れがある。また、上記以外の何らかの要因で減少速度を
読み誤ると以降の制御は不能になってしまう。さらに、
制御項目としてハロゲンガスの注入量、注入時間、注入
開始および終了時の制御などがあり、制御の複雑化およ
び装置が複雑化するという問題がある。

【０００５】本発明は上記の問題点に着目してなされた
もので、エキシマレーザ装置およびその制御方法に係わ
り、特には、簡単な制御で安定した出力制御が行えるエ
キシマレーザ装置およびその制御方法を提供することを
目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的達成のため
に、本発明に係わるエキシマレーザ装置の制御方法の第
１の発明では、レーザ媒質ガスが希ガス、ハロゲンガス
およびバッファガスからなり、レーザ発振により化合物
となり減少するハロゲンガスを順次補給してレーザ出力
の回復を図るエキシマレーザ装置において、ハロゲンガ
ス注入量を発振パルス数に基づいて算出する。

【０００７】第１の発明を主体とする第２の発明では、
発振パルス数の変化にともなうハロゲンガス注入量の制
御を、単位時間当たりの注入量を一定にして、注入時間
を変化させることによって行う。

【０００８】また、第１の発明を主体とする第３の発明
では、発振パルス数の変化にともなうハロゲンガス注入
量の制御を、単位時間当たりの注入量を変化させること
によって行う。

【０００９】第２の発明および第３の発明を主体とする
第４の発明では、ハロゲンガスの注入量の制御を質量流
量制御器を使用してガスの圧力差により行う。

【００１０】さらに、第１の発明を主体とする第５の発
明では、ハロゲンガスの注入にともなうレーザガスチャ
ンバ圧力の上昇を制御するための排気手段として、レー
ザガスチャンバと大気とを連通させる排気制御バルブを
開閉することによってレーザガスチャンバと大気との圧
力差を利用して排気を行う。

【００１１】第７の発明では、レーザ媒質ガスが希ガ
ス、ハロゲンガスおよびハッファガスからなり、希ガス
を順次補給してレーザ出力の回復を図るエキシマレーザ
装置において、希ガス注入量を発振パルス数に基づいて
算出する。

【００１２】また、第７の発明を主体とする第８の発明
では、発振パルス数の変化にともなう希ガス注入量の制
御を、単位時間当たりの注入量は一定にして、注入時間
を変化させることによって行う。

【００１３】また、第７の発明を主体とする第９の発明
では、発振パルス数の変化にともなう希ガスの供給量の
制御を、単位時間当たりの注入量を変化させることによ
って行う。

【００１４】第８の発明および第９の発明を主体とする
第１０の発明では、希ガスの注入量の制御を、ガスの圧
力差を利用する質量流量制御器を使用して行う。

【００１５】第１の発明および第５の発明を主体とする
第１１の発明では、レーザ媒質ガスが希ガス、ハロゲン
ガスおよびバッファガスからなり、希ガスを順次補給し
てレーザ出力の回復を図るエキシマレーザ装置におい
て、希ガス注入量をレーザガスの排気量に基づいて算出
する。

【００１６】第１１の発明を主体とする第１２の発明で
は、レーザガス排気量の変化にともなう希ガス注入量の
制御を、単位時間当たりの注入量は一定にして、注入時
間を変化させることによって行う。

【００１７】第１１の発明を主体とする第１３の発明で
は、レーザガス排気量の変化にともなう希ガス注入量の
制御を、単位時間当たりの注入量を変化させることによ
って行う。

【００１８】第１２の発明および第１３の発明を主体と
する第１４の発明では、希ガスの注入量の制御を質量流
量制御器を使用してガスの圧力差により行う。

【００１９】上記の制御を行う装置として、第１５の発
明では、レーザガスチャンバと、高圧電源と、前記レー
ザガスチャンバの圧力を検出する圧力検出器と、レーザ
出力を検出する出力検出器と、前記圧力検出器と前記出
力検出器とからの信号を受信して前記高圧電源および所
定の装置に制御信号を発信するレーザコントローラと、
前記制御信号を受信してガスの供給量制御を行うガス供
給装置と、前記制御信号を受信し、前記レーザガスチャ
ンバと大気との圧力差を利用して排気を行う回路を備え
たガス排気装置とを具備している。

【００２０】また、第１５の発明を主体とする第１６の
発明では、前記ガス供給装置が、回路の開閉制御を行う
ハロゲンガス制御バルブと質量流量制御器とを備えてい
る。

【００２１】また、第１５の発明を主体とする第１７の
発明では、前記ガス供給装置が、回路の開閉制御を行う
希ガス制御バルブと質量流量制御器とを備えている。

【００２２】また、第１５の発明を主体とする第１８の
発明では、前記ガス排気装置が、回路の開閉制御を行う
排気制御バルブと、排気用真空ポンプに並列に設けられ
たバイパス回路と、前記バイパス回路に設けられたバイ
パスバルブとを備えている。

【００２３】

【作用】本発明のエキシマレーザ装置に、レーザ出力検
出器と、高圧電源およびガス供給装置とガス排気装置と
を制御するレーザコントローラと、ハロゲンガスと希ガ
スとの供給量制御を行うガス制御バルブと質量流量制御
器とを有するガス供給装置と、排気回路に設けた排気制
御バルブと、レーザガスチャンバと大気とが連通するバ
イパス回路とバイパスバルブとを備えたガス排気装置と
を具備した構成としている。その構成において、ガスの
供給量制御はガス制御バルブの開閉制御、あるいは質量
流量制御器を制御することにより行うことができ、レー
ザガスチャンバの圧力制御もレーザガスチャンバと大気
との圧力差を利用して、排気制御バルブとバイパスバル
ブとの開閉のみで行うことができる。

【００２４】また、ハロゲンガスの供給量制御を発振パ
ルス数に基づいて行い、レーザガス排気によって減少す
る希ガスの供給量制御を発振パルス数またはレーザガス
排気量に基づいて行い、レーザガスチャンバの圧力制御
も併せて行うようにしたため、長期間にわたり安定した
出力制御が行える。また、ハロゲンガスが希ガスで希釈
されて供給されることにより生ずるチャンバ圧力の上昇
に対してそれを制御するための排気量の制御、および、
排気にともなう希ガスの減少に対してボンベからの希ガ
スの注入量の制御によって希ガスの分圧の補正とを行う
ことにより、出力を長期間にわたり安定した出力制御が
行える。

【００２５】エキシマレーザではハロゲンガス分圧と出
力との関係を図２のグラフに示すようにすることは比較
的容易である。このような関係が得られると、運転開始
点を図に示すＡ点に設定すると多少のハロゲンガス濃度
の変化は許容できる。充分に材質の吟味された、充分に
パッシベーションされたレーザガスチャンバでは、レー
ザの発振パルス数（放電回数）と一定ハロゲン数密度中
のハロゲン分子の減少量はほぼ比例関係にある。したが
って、レーザの発振パルス数をカウントすることによっ
てハロゲンガスの減少量を求めることができる。

【００２６】

【実施例】以下に、本発明に係るエキシマレーザ装置お
よびその制御方法の実施例について、図面を参照して詳
述する。図１はエキシマレーザ装置の全体構成図であ
る。レーザガスチャンバ１にはレーザガス２の圧力を測
定する圧力検出器８、放電を発生させる高圧電源１２、
ガス供給装置２０およびガス排気装置４０が接続されて
いる。

【００２７】レーザガスチャンバ１の両端にはウインド
ウ３が装着されている。４はフロントミラー、５はリア
ミラー、６はレーザ光、７はビームスピリッタである。
ビームスピリッタ７の前方にはレーザの出力検出器１０
が配設され、エキシマレーザコントローラ１１（以下、
レーザコントローラ１１という。）に接続している。レ
ーザコントローラ１１は高圧電源１２に接続しており、
ガス供給装置２０およびガス排気装置４０とは回路１３
により接続されており、回路１３には手動バルブ１４、
１５が介装されている。

【００２８】ガス供給装置２０は、ハロゲンガスボンベ
２１、希ガスボンベ２２、バッファガスボンベ２３を備
えている。ハロゲンガスボンベ２１と回路１３とはハロ
ゲンガス注入バルブ３０を介して接続し、これと並列に
ハロゲンガス制御バルブ３１および質量流量制御器３２
を介して接続している。希ガスボンベ２２と回路１３と
は希ガス注入バルブ３３を介して接続し、これと並列に
希ガス制御バルブ３４および質量流量制御器３２を介し
て接続している。バッファガスボンベ２３と回路１３と
はハッファガス注入バルブ３５を介して接続している。

【００２９】ガス排気装置４０は、回路１３と大気と
を、排気バルブ４１または、これと並列に設けられた排
気制御バルブ４２およびオリフィス４３、ハロゲン除害
用フィルタ４４、真空ポンプ４５を経て接続しており、
真空ポンプ４５には並列に、バイパスバルブ４７を介装
したバイパス回路４６が設けられている。ガス供給装置
２０もガス排気装置４０も共に手動バルブ１４、１５以
外のバルブおよび質量流量制御器はレーザコントローラ
１１と接続しており、レーザコントローラ１１からの制
御信号により作動するようになっている。前記のバルブ
は電動でも良く、また空圧作動でも良い。手動バルブ１
４、１５は通常時は開いている。さらに、上記実施例で
は図示しないが、ハロゲンガスと接触するフィルター、
ファン、熱交換器等の他の低温（室温＋数十度の温度）
の雰囲気にある部材は充分に耐蝕性のある材質を用いて
いる。

【００３０】次に、作動について説明する。レーザガス
２がガス供給装置２０よりレーザガスチャンバ１内に導
入された後、高圧電源１２によって図示しない電極間で
レーザガス中に放電させ、励起させる。励起されたガス
はレーザガスチャンバ１に取り付けられたレーザ光取り
出しのためのウインドウ３とフロントミラー４およびリ
ヤミラー５とにより構成された共振器によってレーザ発
振を引き起こす。出射されたレーザ光６はその一部をビ
ームスプリッタ７で取り出し、取り出されたその一部が
レーザ出力検出器１０に入り、残りは透過して加工、計
測などに用いられる。レーザ出力検出器１０から得られ
る電気信号はレーザコントローラ１１に入り、レーザコ
ントローラ１１はレーザ出力検出器１０から得られた電
気信号に応じて、ガス供給装置２０、ガス排気装置４０
および高圧電源１２を制御して出力の安定化を図る。

【００３１】ガス供給装置２０のハロゲンガスの供給系
はハロゲンガスボンベ２１から２系統に分離され、初期
のハロゲンガス導入時には一方の系統のハロゲンガス注
入バルブ３０を開閉してガスをレーザガスチャンバ１に
導入する。出力安定用のハロゲンガスは他方の系統のハ
ロゲンガス制御バルブ３１および質量流量制御器３２を
介して供給される。希ガスもハロゲンガスと同様の方法
で供給され、バッファガスはバッファガス注入バルブ３
５を介して供給される。

【００３２】ガス排気装置４０の排気バルブ４１はレー
ザガスの全交換時用であり、排気制御バルブ４２および
オリフィス４３は出力安定制御時のレーザチャンバ圧力
制御用に用いられる。排気されるガスはその後、ハロゲ
ンガスを除害するハロゲン除害用フィルタ４４を通って
真空ポンプ４５により大気に排出される。出力安定制御
時にはバイパスバルブ４７を開いて真空ポンプ４５を介
さずに排気する。

【００３３】次に、本発明のエキシマ装置について、出
力安定のための制御方法の第１実施例について説明す
る。レーザ出力の短期的（秒および分単位）な変化、お
よび不純物（たとえばＣＦ₄ 、ＨＦ）の発生にともなう
長期的（数十時間単位）な出力低下に対する制御は高圧
電源１２が供給する充電電圧の制御によって行い、中期
的（数時間単位）および長期的な出力制御にはバロゲン
ガスの注入による制御が有効である。

【００３４】レーザガスチャンバ１に所定の圧力のレー
ザガス２が注入された後、レーザコントローラ１１によ
り所定のレーザ出力に合わせた充電電圧と発振繰り返し
数を設定する。レーザ発振立ち上がり時に上記設定の微
調整を行い、出力が所定の許容範囲内に入ったところで
出力制御モードに入る。レーザ出力は出力検出器１０で
測定された出力信号をもとにレーザコントローラ１１が
判断する。ハロゲンガスの注入量の制御は図３に示すよ
うに、まず所定の時間間隔ｔｓ＝ｔ₁ −ｔ₀ の間に発振
したパルス数Ｎｐは、数１で求めてレーザコントローラ
１１でカウントする。ただし、数１に於いてＰＲＲはパ
ルス繰り返し数を表す。

【数１】

【００３５】このデータを基に注入制御は次の時間間隔
ｔｓ＝ｔ₂ −ｔ₁ で行う。質量流量制御器３２は一定の
流量が流れるように設定しておく。注入量の制御は質量
流量制御器３２を用いたり、ハロゲンガスボンベ２１の
供給圧力を一定に保てる場合にはオリフィスを用いたり
して行う。 この設定流量はレーザが最大繰り返し速度
ＰＲＲmax で連続して発振したときに、連続して注入す
ると減少量が補える流量に設定しておく。するとｔｓ＝
ｔ₂ −ｔ₁ の時間間隔にハロゲンガス制御バルブ３１を
開く時間ｔopenは次のようになる。ただし数２に於いて
Ｒは数３と、数４で表される。

【数２】

【数３】

【数４】 この制御によれば、ハロゲンガスの注入にｔｓだけ時間
遅れが生じるが、ｔｓはハロゲンの減少速度に対して充
分に短く取ればハロゲン濃度の許容値内に入り実際に問
題になることはない。本発明ではこの時間ｔｓを約１０
分としているがガスの制御は問題なく行われている。

【００３６】また、ハロゲンガスは非常に反応性が高い
ことから通常取扱い上の問題でバッファガスで１〜１０
％に希釈されている。そのため、ハロゲンガスを注入す
ると、同時にバッファガスも注入されてしまいレーザガ
スチャンバの圧力が上昇してしまう。そのため、本実施
例ではレーザガスチャンバ１の圧力を圧力検出器８でモ
ニタしながらレーザガスチャンバ１内の圧力と大気圧と
の差圧を利用して排気し、レーザガスチャンバ１内の圧
力を一定に保っている。排気方法は図１において、排気
バルブ４２とバイパスバルブ４７とを開くことによって
レーザガスチャンバ１内のレーザガス２はオリフィス４
３を通って大気へ逃げる。バイパスバルブ４７を開くこ
とにより真空ポンプ４５を作動させることなく排気がで
きる。もちろん、真空ポンプ４５を作動させれて排気し
てもよいことは言うまでもない。

【００３７】以上の第１実施例の動作を図６に示すフロ
ーチャートによって説明する。図６において、Ｅｃ：目
標レーザ出力、Ｖｃ：最適充電電圧制御範囲（Ｖmin〜
Ｖmax ）、Δｖ：微少増減充電電圧、Ｐｃ：しきい値、
Ｐｎ：（＝ΣＰ）、ΔＧ：１回分補給ガス量、Ｅ：検出
レーザ出力、Ｖ：検出充電電圧、Ｐ：検出パルス、Ｃ：
チャンバ圧力、Ｃｃ：目標チャンバ圧力（一定）、Ｖ
ａ：指令充電電圧である。

【００３８】ステップ１００でＥｃ、Ｖｃ、Δｖ、Ｐ
ｃ、Ｐｎの時のΔＧを設定し、ステップ１０１でＥ、
Ｖ、Ｐを検出する。この後、三つの動作を並行して同時
に行う。第１には、ステップ１０２でレーザコントロー
ラ１１によりＥとＥｃとを比較し、Ｅ＜Ｅｃの場合には
ステップ１０３で充電電圧を増加側に、Ｅ＝Ｅｃの場合
にはステップ１０４で充電電圧は変更せず、Ｅ＞Ｅｃの
場合にはステップ１０５で充電電圧を低減側にそれぞれ
算出して指令充電電圧Ｖａを定め指令を高圧電源１２に
発信し、充電電圧を変更することによって出力の安定化
を図る。以降は、またステップ１０１の前に戻る。この
とき、Ｖａの値はＶmin ≦Ｖａ≦Ｖmax である。

【００３９】第２には、ステップ１０６でレーザコント
ローラ１１は時間ｔｓ間のパルス数を積算し、ステップ
１０７でバルブ開時間（ｔ_open）を計算し、ステップ１
０８でｔ_openだけハロゲンガス制御バルブ３１を開きハ
ロゲンガスを補給して出力の安定化を図る。ステップ１
０８の後はステップ１０１の前に戻る。

【００４０】第３には、ステップ１０９で圧力検出器８
はレーザガスチャンバ１の圧力を検出し、その信号を受
信したレーザコントローラ１１はステップ１１０でＣと
Ｃｃとを比較し、Ｃ＞Ｃｃの場合にはステップ１１１で
排気制御バルブ４２に制御信号を発信し、排気制御バル
ブ４２を開いて排気して圧力調整を行い、出力の安定化
を図る。以後はステップ１０１の前に戻る。Ｃ≦Ｃｃの
場合にはそのままステップ１０１の前に戻る。

【００４１】次に第２実施例を説明する。本発明の第２
実施例の出力安定の制御方法は、上記第１実施例がレー
ザガスチャンバ内の圧力を一定に保っていたのに対し、
第２実施例ではレーザガスチャンバ内の圧力を徐々に増
加させるようにしたものである。エキシマレーザは希ガ
スとハロゲンガスとの分圧比が同じならば図４（図中Ｂ
点は運転開始点である。）に示すようにバッファガスの
分圧すなわちレーザガスチャンバの圧力が高い方が出力
が高い場合がある。この条件で使用している場合には、
ハロゲンガスの注入にともなう圧力上昇を利用してレー
ザガスチャンバ圧力が徐々に上昇するように制御すれ
ば、不純物の増加などにともなうハロゲンガスの注入だ
けでは補えない出力低下分を抑えることができる。

【００４２】上記の動作を第１実施例のフローチャート
で説明すると、第１実施例のフローチャート（図６）に
対して、Ｃｃの設定が異なるのみである。すなわち、Ｃ
ｃ＝ｆ（ΣＰ）：目標チャンバ圧力（あらかじめ設定さ
れた積算パルス数に対する全圧上昇線）であり、他は第
１実施例と同一なのでフローチャートの提示および説明
は省略する。

【００４３】上記第１、第２実施例において、排気を全
く行わなくてもレーザガスチャンバの圧力や、ガス組成
比がレーザ発振の許容値内に収まる場合には排気しなく
てもよい場合である。。その場合には希ガスの分圧が変
化しないので希ガスとハロゲンガスの分圧比が変化する
事もない。従って、動作は図７に示すフローチャートの
ように、チャンバ圧力の制御は不要となる。ステップ２
００〜２０８については図６の第１実施例のフローチャ
ートの１００〜１０８と同一なので説明は省略する。

【００４４】ところで、レーザガスチャンバ圧力を一定
に保つ場合や、徐々に上げる場合において、レーザガス
の排気が必要な場合には排気にともない希ガスやハロゲ
ンガスも排気されてしまう。ハロゲンガスについては注
入量で補正することができるが、希ガスに関してはその
分圧は減る一方である。希ガスの減少量はハロゲンガス
に比べて僅かなのでこのままでもある程度のガス寿命を
得ることができる。しかし、さらに寿命を延ばすために
は希ガス分圧を補正するために希ガスも注入する必要が
ある。この方法は希ガスの分圧と出力との関係が図５に
示すグラフのような関係になっている場合に有効であ
る。図中、Ｃ点は運転開始点である。一般的にレーザは
安定化する出力よりも大きな出力を得られるため、ガス
組成を最大出力を発生させるよりも薄めに設定すること
が多いので、この方法は多くの場合有効である。

【００４５】注入の方法についてはバロゲンガスよりも
注入量はかなり少ない（本実施例では約１／２０〜１／
５０）ため、ある程度の時間間隔をおいて希ガスを注入
すれば良い。もちろんハロゲンガスと同様の方法で注入
しても良いが、その場合流量がかなり少なくなり制御が
難しく、実際問題としてそこまでする必要はない。注入
の方法としてはハロゲンガスと同様に質量流量制御器３
２を用いて注入する方法と、レーザガスチャンバの圧力
をモニタしながら希ガス制御バルブ３４を開閉する方法
とがある。いずれの場合にも急激な希ガス分圧の変化を
引き起こして、出力の安定化制御を不能にすることがな
いようにしなければならないことは言うまでもない。

【００４６】希ガスの注入量の計算はレーザガスの排気
量から算出する方法と、ハロゲンガスと同様にパルス数
から求める方法とがある。レーザガスの排気量から計算
する場合の動作を図８のフローチャートで示す。図８に
おいて第２実施例と同様にＣｃ＝ｆ（ΣＰ）である。ス
テップ３０１でＥ、Ｖ、Ｐを検出した後、充電電圧の制
御と、ハロゲンガスの注入量制御と、レーザガス排気に
よる圧力制御と、希ガス注入制御との四つの動作を並行
して同時に行う。ステップ３０２〜３１１までは第１実
施例の１０２〜１１１と同一なので説明は省略する。ス
テップ３１２でレーザコントローラ１１はレーザガスの
排気量を計算し、ステップ３１３で減った希ガスの量を
計算してステップ３１４で希ガス注入の指示を行う。

【００４７】図９に示すフローチャートはレーザガスチ
ャンバの圧力制御のため、ステップ３１１で排気制御バ
ルブ４２を開いて排気したのちステップ３１５で排気量
を計算し、ステップ３１６で減った希ガスの量を計算
し、ステップ３１７で希ガス注入指示を行う方法であ
る。。他の動作は図８のフローチャートと同一なので説
明は省略する。

【００４８】図１０に示すフローチャートは希ガス注入
量をパルス数から求める場合の動作を示しており、Ｒ：
希ガス分圧、Ｒｃ＝ｆ（ΣＰ）：目標希ガス分圧であ
る。ステップ４００〜４１１の間は前述と同様であり、
ステップ４１２でパルス数を検出し、ステップ４１３で
ＲとＲｃとを比較し、Ｒ＜Ｒｃの場合にはステップ４１
４で希ガス注入を指示し、Ｒ≧Ｒｃの場合にはステップ
４０１の前に戻る。

【００４９】本発明の第３の実施例では、ハロゲンガス
の注入量の制御をハロゲンガス制御バルブ３１の開閉操
作ではなく、質量流量制御器３２の設定流量を変化させ
ることにより行うものである。図１１はその動作を示す
フローチャートであり、ステップ５００〜５０５は他の
実施例と同一であり、ステップ５０６で時間ｔｓ間のパ
ルス数を積算し、ステップ５０７で質量流量制御器３２
に流すべき流量を計算し、ステップ５０８で質量流量制
御器３２に流量を指示してハロゲンガスを供給する。ハ
ロゲンガスの注入量の制御はハロゲンガス制御バルブ３
１の開閉操作と、質量流量制御器３２の流量制御とを併
用しても良いことは言うまでもない。

【００５０】

【発明の効果】以上詳述したごとく、本発明はエキシマ
レーザ装置に、ガス圧力検出器と、レーザ出力検出器
と、ガス圧力検出器とレーザ出力検出器とからの信号を
受けて高圧電源およびガス供給装置とガス排気装置とを
制御するレーザコントローラと、ハロゲンガスと希ガス
との供給量制御を行うガス制御バルブと質量流量制御器
とを有するガス供給装置と、排気回路に排気制御バルブ
と、レーザガスチャンバと大気とが連通するバイパス回
路とバイパスバルブとを備えたガス排気装置とを具備し
た。

【００５１】そして、ハロゲンガスの供給量制御を発振
パルス数に基づいて行い、レーザガス排気によって減少
する希ガスの供給量制御を発振パルス数またはレーザガ
ス排気量に基づいて行い、レーザガスチャンバの圧力制
御を合わせて行うようにしたため、安定したハロゲンガ
スの減少速度が求められ、バルブ操作のみ、あるいはバ
ルブ操作と質量流量制御器の操作とで、ハロゲンガスの
注入、希ガスの注入、チャンバ圧力の制御が可能とな
り、容易な操作で、長時間にわたって安定した出力を保
証するエキシマレーザ装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のエキシマレーザ装置の全体構成図であ
る。

【図２】出力とハロゲンガス分圧との関係を示すグラフ
である。

【図３】ハロゲンガス注入制御方法の説明図である。

【図４】出力とチャンバ圧力との関係を示すグラフであ
る。

【図５】出力と希ガス分圧との関係を示すグラフであ
る。

【図６】本発明の第１、第２実施例における出力制御の
フローチャートである。

【図７】本発明の第１、第２実施例において、排気しな
い場合の出力制御のフローチャートである。

【図８】本発明の第２実施例において、ガス排気量にも
とづいてガス圧制御と並列に希ガスを注入する場合の出
力制御のフローチャートである。

【図９】本発明の第２実施例において、ガス排気量にも
とづいてガス圧制御と直列に希ガスを注入する場合の出
力制御のフローチャートである。

【図１０】本発明の第２実施例において、発振パルス数
にもとづいて希ガスを注入する場合の出力制御のフロー
チャートである。

【図１１】本発明の第３実施例における出力制御のフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１ レーザガスチャンバ ８ 圧力検出器 １０ 出力検出器 １１ レーザコントローラ １２ 高圧電源 １４、１５ 手動バルブ ２０ ガス供給装置 ２１ ハロゲンガスボンベ ２２ 希ガスボンベ ２３ バッファガスボンベ ３１ ハロゲンガス制御バルブ ３２ 質量流量制御器 ３４ 希ガス制御バルブ ４０ ガス排気装置 ４２ 排気制御バルブ ４３ オリフィス ４５ 真空ポンプ ４６ バイパス回路 ４７ バイパスバルブ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−252013（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−100285（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−137576（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−87388（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−135089（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−120782（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−86593（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−47786（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−42190（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−251186（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−251094（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−16473（ＪＰ，Ｕ) 特許2701184（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01S 3/036

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ媒質ガスが希ガス、ハロゲンガ
   ス、およびバッファガスからなるエキシマレーザ装置の
   制御方法において、 レーザ発振により化合物となって減少するハロゲンガス
   を、発振パルス数に基づいて算出したハロゲンガス注入
   量だけ順次補給し、 ハロゲンガスの投入にともなうレーザガスチャンバ圧力
   の上昇を制限するためにレーザガスを排気し、 希ガスを、レーザガスの排気量に基づいて算出した希ガ
   ス注入量だけ順次補給してレーザ出力の回復を図ること
   を特徴とするエキシマレーザ装置の制御方法。
2. 【請求項２】 レーザガスの排気量の変化にともなって
   変化する希ガス注入量の制御を、単位時間あたりの注入
   量は一定にして、注入時間を変化させることによって行
   なう、請求項１記載のエキシマレーザ装置の制御方法。
3. 【請求項３】 レーザガスの排気量の変化にともなって
   変化する希ガス注入量の制御を、単位時間あたりの注入
   量を変化させることによって行なう、請求項１記載のエ
   キシマレーザ装置の制御方法。
4. 【請求項４】 レーザガスの排気量の変化にともなって
   変化する希ガス注入量の制御を、ガスの圧力差を利用す
   る質量流量制御器を使用して行なう、請求項２又は３記
   載のエキシマレーザ装置の制御方法。