JPH03262183A - Narrow band oscillation excimer laser control device - Google Patents

Narrow band oscillation excimer laser control device

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JPH03262183A
JPH03262183A JP6066790A JP6066790A JPH03262183A JP H03262183 A JPH03262183 A JP H03262183A JP 6066790 A JP6066790 A JP 6066790A JP 6066790 A JP6066790 A JP 6066790A JP H03262183 A JPH03262183 A JP H03262183A
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center wavelength
power
laser
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Osamu Wakabayashi
理 若林
Yukio Kobayashi
小林 諭樹夫
Masahiko Kowaka
雅彦 小若
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Komatsu Ltd
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Abstract

PURPOSE:To enable an excimer laser to be quickly controlled in power and to be improved in controllability of power by a method wherein an etalon and grating are provided together in an optical resonator, and the selection center wavelength is intermittently shifted so as to overlap the selection center wavelength of the etalon at overlapping control. CONSTITUTION:The center wavelength lambda and the center wavelength power P1 of a sample light detected by an oscillation center wavelength and center wavelength power detector 301 are inputted into a central processing unit (CPU) 302 which constitutes a wavelength controller. The CPU 302 shifts an etalon 101 in passing light center wavelength (selection light center wavelength) controlling the etalon 101 in angle or the like so as to set an output light or a sample light detected by the detector 301 to a required value in wavelength. An overlapping control is carried out in such a manner that the selection light center wavelength of a grating 106 is made to shift by a prescribed unit wavelength at a time so as to make the center wavelength power P1 detected by the detector 301 maximal enabling the selection center wavelengths of the etalon 101 and the grating 106 to overlap each other. Therefore, an excimer laser of this design is sharply improved in power controllability.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は縮小投影露光装置の光源として用いる狭帯域
発振エキシマレーザに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a narrow band oscillation excimer laser used as a light source for a reduction projection exposure apparatus.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

集積回路等の回路パターンを半導体ウエノ\上に露光す
る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レーザの波長は約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、同し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。
The use of excimer lasers as a light source for reduction projection exposure apparatuses that expose circuit patterns such as integrated circuits onto semiconductor wafers is attracting attention. This is because the wavelength of excimer laser is short (the wavelength of KrF laser is about 248.4 nm), so it is possible to extend the limit of light exposure to 0.5 μm or less, and with the same resolution, the g The depth of focus is deeper compared to the line and i-line, and the numerical aperture of the lens (
NA) can be small and the exposure area can be enlarged;
This is because many excellent advantages such as the ability to obtain large power can be expected.

ところでエキシマレーザはその波長が248.35nm
と短いため、この波長を透過する材料が石英、CaF 
 およびMgF2等しかなく、しかも均一性および加工
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。そこで色収差補正をした縮小投影レンズの設■
は困難である。このため、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はこの色収差が無視しうる
程度までの狭帯域化が必要となる。
By the way, the wavelength of excimer laser is 248.35nm.
Because of this short wavelength, materials that transmit this wavelength are quartz, CaF
In addition, only quartz can be used as a lens material in terms of uniformity and processing accuracy. Therefore, we designed a reduction projection lens that corrected chromatic aberration.
It is difficult. Therefore, in order to use an excimer laser as a light source for a reduction projection exposure apparatus, it is necessary to narrow the band to such an extent that this chromatic aberration can be ignored.

こうしたエキシマレーザの狭帯域化の技術として有望な
ものに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。
A promising technique for narrowing the band of excimer lasers is the use of etalons. As a conventional technique using this etalon, AT&T Bell Laboratories has proposed a technique in which an etalon is disposed between the front mirror of an excimer laser and a laser chamber to narrow the band of the excimer laser. However, this method has problems in that the spectral linewidth cannot be narrowed very much, power loss due to etalon insertion is large, and the number of spatial transverse modes cannot be increased very much.

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10m+nφ程度
)エタロンを配置する構成を採用し、この構成により、
20X10mrrrの範囲てスペクトル幅が半値全幅て
約0.003 nm以下の−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、エキシマレーザのり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。
Therefore, the inventors adopted a configuration in which an etalon with a large effective diameter (about several tens of meters + nφ) is placed between the rear mirror of the excimer laser and the laser chamber, and with this configuration,
A laser beam with an output of about 50 mJ per pulse is obtained by narrowing the spectrum so that the full width at half maximum is about 0.003 nm or less in the range of 20×10 mrrr. In other words, by adopting a configuration in which an etalon is placed between the excimer laser mirror and the laser chamber, reduction projection exposure equipment can be improved by narrowing the laser band, securing the number of spatial transverse modes, and reducing power loss due to the insertion of the etalon. This solved the essential problems required as a light source.

しかし、エキシマレーザのり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、エタロンを透過するパワーが非常に大き
くなるためエタロン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エタロンを2つ以上用いた場
合に顕著となる。
However, the configuration in which an etalon is placed between the excimer laser mirror and the laser chamber has excellent advantages in terms of narrowing the band, securing the number of spatial transverse modes, and reducing power loss, but the power transmitted through the etalon is As it becomes very large, physical changes such as temperature fluctuations occur in the etalon,
For this reason, there have been problems in that the center wavelength of the oscillated output laser light fluctuates, oscillation occurs at multiple wavelengths, and the power decreases significantly. This tendency becomes particularly noticeable when two or more etalons with different free spectral ranges are used to narrow the band.

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。
Therefore, the inventors have proposed a control method that stabilizes the center wavelength and output power of a laser by simultaneously or alternately performing the following three controls.

])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エタロン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。
]) Center wavelength control: Shifting the transmission wavelength of at least the smallest etalon in the free spectral range,
Control the output center wavelength to a desired wavelength.

2)重ね合せ制御・・・・・・フリースペクトラルレン
ジの最小のエタロンを除く他のエタロンのそれぞれの透
過中心波長をシフトすることにより全てのエタロンの透
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。
2) Superposition control: Controls the transmission center wavelengths of all etalons to overlap by shifting the transmission center wavelengths of the other etalons except for the smallest etalon in the free spectral range. Get maximum power.

3)パワー制御・・・・・・レーザチャンバ内の電極の
印加電圧を制御し、出力パワーが所望の値となるように
制御する。
3) Power control: The voltage applied to the electrodes in the laser chamber is controlled so that the output power becomes a desired value.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかし、上述するごとくエタロンは制御中に入熱により
温度変動等の物理的変化が生じやすく、発振出力レーザ
光の中心波長が変動しやすい。
However, as described above, the etalon is prone to physical changes such as temperature fluctuations due to heat input during control, and the center wavelength of the oscillated output laser light is likely to fluctuate.

このため中心波長制御と重ね合せ制御とを常に行う必要
があった。これに起因してパワー制御終了までに時間を
要゛することとなっていた。
For this reason, it was necessary to constantly perform center wavelength control and superposition control. Due to this, it takes a long time to complete the power control.

また、パワー制御中も、重ね合せのすれによるパワー低
下が招来することがないように重ね合せ制御を同時に行
う必要があった。しかし、これはパワーの制御性を著し
く損なうこととなっていた。
Further, even during power control, it was necessary to simultaneously perform overlay control so as not to cause a drop in power due to misalignment. However, this significantly impairs power controllability.

この発明は、重ね合せ制御を短時間て終rしてパワー制
御を迅速に行うことができるとともに、パワーの制御性
を向上させることのできる狭帯域発振エキシマレーザの
制御装置を提供することをその目的としている。
An object of the present invention is to provide a control device for a narrowband oscillation excimer laser, which can quickly perform power control by completing superposition control in a short time, and can improve power controllability. The purpose is

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

そこでこの発明においては、光共振器内に2個の波長選
択素子を配設し、出力レーザ光の波長が所望の波長にな
るようにこれら2個の波長選択素子の内の少なくとも一
方の選択中心波長を制御する中心波長制御を行うととも
に、出力レーザ光のパワーが最大になるように前記2個
の波長選択素子の選択中心波長を重ね合せる重ね合せ制
御を行う狭帯域発振エキシマレーザの制御装置において
、前記2個の波長選択素子は、エタロンとグレーティン
グであり、前記中心波長制御は、前記エタロンの選択中
心波長をシフトさせて、出力レーザ光の波長が所望の波
長になるように制御するものであり、前記重ね合せ制御
は、前記グレーティングの選択中心波長を間欠的にシフ
トさせ、該ダレティングの選択中心波長を前記エタロン
の選択中心波長に重ね合せるものであることを特徴とす
る。
Therefore, in the present invention, two wavelength selection elements are arranged in the optical resonator, and the selection center of at least one of these two wavelength selection elements is set so that the wavelength of the output laser beam becomes a desired wavelength. In a narrowband oscillation excimer laser control device that performs center wavelength control to control the wavelength and superposition control to overlap the selected center wavelengths of the two wavelength selection elements so that the power of the output laser beam is maximized. , the two wavelength selection elements are an etalon and a grating, and the center wavelength control is performed by shifting the selection center wavelength of the etalon so that the wavelength of the output laser beam becomes a desired wavelength. The superimposition control is characterized in that the selected center wavelength of the grating is intermittently shifted so that the selected center wavelength of the daleting is superimposed on the selected center wavelength of the etalon.

また、この発明では、光共振器内に2個の波長選択素子
を配設し、出力レーザ光の波長が所望の波長になるよう
にこれら2個の波長選択素子の内の少なくとも一方の選
択中心波長を制御する中心波長制御を行うとともに、出
力レーザ光のパワが最大になるように前記2個の波長選
択素子の選択中心波長を重ね合せる重ね合せ制御を行い
、さら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所望の値にするパワ制御を行う
狭帯域発振エキシマレーザの制御装置において、前記2
個の波長選択素子は、エタロンとグレーティングであり
、前記中心波長制御は、前記エタロンの選択中心波長を
シフトさせて、出力レーザ光の波長が所望の波長になる
ように制御するものであり、前記重ね合せ制御は、前記
ダレティングの選択中心波長を間欠的にシフトさせ、該
グレーティングの選択中心波長を前記エタロンの選択中
心波長に重ね合せるものであり、さらに前記パワー制御
は前記重ね合せ制御が行われていない時間に行うように
している。
Further, in the present invention, two wavelength selection elements are arranged in the optical resonator, and the selection center of at least one of these two wavelength selection elements is set so that the wavelength of the output laser beam becomes a desired wavelength. In addition to performing center wavelength control to control the wavelength, superimposition control is performed to superimpose the selected center wavelengths of the two wavelength selection elements so that the power of the output laser beam is maximized, and furthermore, the voltage is applied to the electrode in the laser chamber. In the narrowband oscillation excimer laser control device that performs power control to adjust the laser output to a desired value by controlling the voltage, the above-mentioned 2.
The wavelength selection elements are an etalon and a grating, and the center wavelength control is to shift the selection center wavelength of the etalon so that the wavelength of the output laser beam becomes a desired wavelength, The superposition control is to intermittently shift the selected center wavelength of the daleting so that the selected center wavelength of the grating is superimposed on the selected center wavelength of the etalon, and the power control is performed by the superposition control. I try to do it when I'm not busy.

〔作用〕[Effect]

すなわち、光共振器内にエタロンとともにグレーティン
グが配設され、このグレーティングが重ね合せ制御の一
方の波長選択素子として機能する。
That is, a grating is disposed together with an etalon within the optical resonator, and this grating functions as one wavelength selection element for superposition control.

グレーティングはエタロンと異なり、入熱による選択波
長の変化が少なく、レーザ発振・停止を繰り返しても選
択波長の変化が少ない。そこで、エタロンの選択中心波
長をシフトする中心波長制御を行う一方で、グレーティ
ングの選択中心波長をシフトする重ね合せ制御を間欠的
に行う。すると、迅速にレーザ光のパワーが最大になる
。すなわち、従来よりも少ない回数の重ね合せ制御によ
り発振レーザ光のパワーを最大にすることができる。
Unlike etalons, gratings have little change in the selected wavelength due to heat input, and even if the laser is repeatedly oscillated and stopped, the selected wavelength does not change much. Therefore, while center wavelength control is performed to shift the selected center wavelength of the etalon, superposition control is intermittently performed to shift the selected center wavelength of the grating. Then, the power of the laser beam quickly reaches its maximum. In other words, the power of the oscillated laser beam can be maximized by controlling the superposition fewer times than in the past.

また、このように重ね合せ制御は迅速に少ない 0 回数で終了するので、パワー制御中にあらためて重ね合
せ制御を行う必要がない。そこでパワー制御は、この重
ね合せ制御が行われていない時間に行うようにすること
ができ、このようにすればパワーの制御性が向上する。
Furthermore, since the superimposition control is quickly completed in a small number of times in this way, there is no need to perform the superimposition control again during the power control. Therefore, power control can be performed during times when this superposition control is not being performed, and in this way, power controllability is improved.

〔実施例〕〔Example〕

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。この実施例では狭帯域発振エキシマレーザ1
00の光共振器内にレーザ光を狭帯域化させるための狭
帯域素子としてプリズム109.110、エタロン10
1およびグレーティング106をそれぞれ、フロントミ
ラー105が配置されているレーザチャンバ107のウ
ィンド側とは反対側のウィンド側に順に配設するように
している。この実施例ではグレーティング106がリア
ミラーとして機能する。なお、プリズム109.110
はレーザビームを拡大するビームエキスパンダを構成し
ている。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. In this embodiment, a narrowband oscillation excimer laser 1
Prisms 109 and 110 and etalons 10 are used as narrowband elements to narrow the laser beam in the optical resonator of 00.
1 and the grating 106 are respectively disposed in order on the window side opposite to the window side of the laser chamber 107 where the front mirror 105 is disposed. In this embodiment, the grating 106 functions as a rear mirror. In addition, prism 109.110
constitutes a beam expander that expands the laser beam.

この実施例の装置はレーザチャンバ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1 ] 超強度制御、すなわち放電電圧制御によってレーザ出力
パワーを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
]01とグレーティング106との選択中心波長の重ね
合せを行なう重ね合せ制御を実行する波長制御系300
とを有している。
The apparatus of this embodiment includes a power control system 200 that controls the laser output power by controlling the composition of the laser medium gas in the laser chamber 107 and excitation of the laser medium. Center wavelength control and etalon] Wavelength control system 300 that executes superposition control that superposes selected center wavelengths of 01 and grating 106
It has

まず、定常状態におけるパワー制御系2oO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ともにそのレーザ媒質
としての性質が徐々に劣化し、レーザパワーが低下する
。そこで励起強度制御系200ではレーザ媒質の成分制
御、すなわちガス交換を行なうとともにレーザ媒質の励
起強度すなわち放電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。
First, the operations of the power control system 2oO and the wavelength control system 300 in a steady state will be explained. The properties of the laser medium gas used in an excimer laser gradually deteriorate over time, and the laser power decreases. Therefore, the excitation intensity control system 200 performs output control to keep the laser output constant by controlling the components of the laser medium, that is, gas exchange, and controlling the excitation intensity of the laser medium, that is, the discharge voltage.

すなわち第1図に示すようにフロントミラー105から
射出された発振レーザ光の一部をビームスプリッタ10
4で分岐させパワーモニタ202に入射し、CPU20
3はこのパワーモニタの出力] 2 にもとづきレーザ電源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20
5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。
That is, as shown in FIG.
4 and enters the power monitor 202, and the CPU 20
3 is the output of this power monitor] 2 Based on the laser power source 204, the excitation intensity of the laser medium is changed, or the gas controller 20
Output control is performed to keep the laser output constant by, for example, partially exchanging the laser medium gas via 5.

ここでCPU203はレーザ媒質ガス全量交換時からの
経過時間および通算レーザ発振パルス数を計数しており
、この経過時間および通算レーザ発振パルス数をデータ
としてレーザ媒質ガスの劣化具合を判断するとともに所
望のレーザパワーPaを得るために必要なレーザ媒質ガ
スの励起強度すなわち放電電圧Vaを算出し、この算出
値にもとづきレーザ電源204を制御する。
Here, the CPU 203 counts the elapsed time and the total number of laser oscillation pulses since the time when the entire amount of laser medium gas was replaced, and uses this elapsed time and the total number of laser oscillation pulses as data to judge the degree of deterioration of the laser medium gas and to perform the desired The excitation intensity of the laser medium gas, that is, the discharge voltage Va required to obtain the laser power Pa is calculated, and the laser power source 204 is controlled based on this calculated value.

また、発振されたレーザ光の一部はビームスプリッタ1
03でサンプル光として分岐され、発振中心波長および
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はこのサンプル光か
らエキシマレーザ100の発振中心波長λと中心波長の
パワーP。
Also, a part of the oscillated laser light is transmitted to the beam splitter 1.
The sample light is branched at 03 and added to the oscillation center wavelength and center wavelength power detector 301. The oscillation center wavelength and center wavelength power detector 301 detects the oscillation center wavelength λ and center wavelength power P of the excimer laser 100 from this sample light.

を検出する。ここで中心波長のパワーPXの検出 3 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われる。
Detect. Here, the detection 3 of the power PX at the center wavelength is performed by sampling a predetermined number of laser output pulses and averaging them.

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P、
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。
The center wavelength λ and the center wavelength power P of the sample light detected by the oscillation center wavelength and center wavelength power detector 301,
is the central processing unit (CPU) that constitutes the wavelength controller.
302.

CPU302はドライバ303,304を介してグレー
ティング106、エタロン1.01の波長選択特性(選
択中心波長)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
に一致しく中心波長制御)、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3
03,304によるグレーティング1o6、エタロン1
゜1の波長選択特性の制御はエタロン1.01について
は温度の制御、角度の制御、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。一方、グレ
ーティング1.06については入射光に対するグレーテ
ィング106の角度を可変す 4 ることにより特定の波長を選択中心波長として選択する
ことができる。すなわち、グレーティング106は入射
光に対するグレーティング106の角度に対応する特定
の光のみを特定の方向に反射させ、これによって特定の
波長の光に対する選択動作を行う。
The CPU 302 controls the wavelength selection characteristics (selected center wavelength) of the grating 106 and the etalon 1.01 via the drivers 303 and 304, so that the center wavelength of the sample light, that is, the output light of the excimer laser, becomes a preset desired wavelength. (center wavelength control) and maximize the center wavelength power (superposition control). Here driver 3
Grating 1o6, etalon 1 by 03,304
The wavelength selection characteristic of the etalon 1.01 is controlled by controlling the temperature, controlling the angle, controlling the pressure in the air gap, controlling the gap interval, etc. On the other hand, for the grating 1.06, a specific wavelength can be selected as the selection center wavelength by varying the angle of the grating 106 with respect to the incident light. That is, the grating 106 reflects only a specific light in a specific direction corresponding to the angle of the grating 106 with respect to the incident light, thereby performing a selection operation for light of a specific wavelength.

中心波長制御は、具体的にはエタロン101の角度等を
制御して該エタロンの透過中心波長(選択中心波長)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。
Specifically, the center wavelength control is performed by controlling the angle of the etalon 101 and shifting the transmission center wavelength (selection center wavelength) of the etalon, thereby changing the output center wavelength, that is, the oscillation center wavelength and the center wavelength power detector 301. Control to achieve the desired wavelength.

また重ね合せ制御は、グレーティング106の選択中心
波長を所定単位波長づつシフトし、エタロン101.グ
レーティング106の選択中心波長が重なり、発振中心
波長及び中心波長パワー検知器301で検出された中心
波長パワーが最大となるように制御する。
Also, the superposition control shifts the selection center wavelength of the grating 106 by a predetermined unit wavelength, and the etalon 101. Control is performed so that the selected center wavelengths of the gratings 106 overlap and the oscillation center wavelength and the center wavelength power detected by the center wavelength power detector 301 are maximized.

この重ね合せ制御の動作を第2図(a) 、(b) 、
 (c)により更に説明する。第2図(a)に示すよう
に、重ね合せに不具合が発生するとエタロン101(こ
れはフリースペクトラルレンジ(F S R)が5 グレーティングとの比較において小さい)による選択中
心波長帯]1と隣接波長帯13が、FSRの大きいグレ
ーティング106による選択中心波長帯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が現われる。
The operation of this superimposition control is shown in Fig. 2 (a), (b),
This will be further explained by (c). As shown in Fig. 2(a), if a problem occurs in the overlay, the etalon 101 (which has a small free spectral range (FSR) compared to the 5 grating) selects the central wavelength band] 1 and the adjacent wavelength. The band 13 overlaps the selected center wavelength band 14 by the grating 106 with a large FSR,
In addition to the center wavelength component 15, adjacent oscillation lines 12 called side peaks appear.

また第2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。
Furthermore, as shown in FIG. 2(b), this may lead to a decrease in the intensity of the center wavelength component, in other words, the power of the narrow band laser beam.

重ね合せ制御においては、第2図(C)に示すように中
心波長成分の強度を最大にすべくグレーティング106
、エタロン101の角度等を調整をする重ね合せ制御が
実施される。
In the superposition control, as shown in FIG. 2(C), the grating 106 is adjusted to maximize the intensity of the center wavelength component.
, superposition control is performed to adjust the angle of etalon 101, etc.

次に、実施例の制御の態様について説明する。Next, the control mode of the embodiment will be explained.

第3図は、第1図に示した構成をとる狭帯域発振エキシ
マレーザの制御の一実施例を示したものである。第3図
に示す実施例では、レーザ起動時において重ね合せ制御
を行ってしまい、その後定常制御に移行して、重ね合せ
制御を行わないようにしている。
FIG. 3 shows an example of controlling the narrow band oscillation excimer laser having the configuration shown in FIG. In the embodiment shown in FIG. 3, overlay control is performed when the laser is started, and thereafter, steady control is performed and no overlay control is performed.

すなわち、レーザが起動されると(ステップ 6 401、 ) 、後述する重ね合せ制御Aが実行され(
サブルーチン402)その後、後述する定常制御が繰り
返し実行される(サブルーチン403)。
That is, when the laser is activated (step 6 401), superimposition control A, which will be described later, is executed (
Subroutine 402) Thereafter, steady-state control, which will be described later, is repeatedly executed (subroutine 403).

ここに重ね合せ制御Aとは中心波長制御と重ね合せ制御
とを行い、発振レーザ光の出力パワーが最大になるよう
にする制御であり、定常制御とは中心波長制御とパワー
制御とを行い、発振レーザ光の出力パワーを所望の値に
する制御である。
Here, superposition control A is control that performs center wavelength control and superposition control to maximize the output power of the oscillated laser beam, and steady control is control that performs center wavelength control and power control, This is control to set the output power of the oscillation laser light to a desired value.

重ね合せ制御Aの詳細は第4図に示される。Details of the superimposition control A are shown in FIG.

すなわち、まず、所定の励起強度、すなわち放電電圧の
設定を行なう(ステップ501)。たとえば、この所定
の励起強度は、起動時であるから、起動時における重ね
合せ制御を迅速に行なわせるために、定常の励起強度よ
り高く設定するようにしてもよい。
That is, first, a predetermined excitation intensity, that is, a discharge voltage is set (step 501). For example, since this predetermined excitation intensity is at the time of startup, it may be set higher than the steady excitation intensity in order to quickly perform superposition control at the time of startup.

続いて、この装置の発振が開始される(ステップ502
)。発振が開始されると、中心波長制御(サブルーチン
503)と、重ね合せ制御B(サブルーチン504)と
が並列に実行される。
Subsequently, oscillation of this device is started (step 502
). When oscillation starts, center wavelength control (subroutine 503) and superposition control B (subroutine 504) are executed in parallel.

この中心波長制御サブルーチンの詳細は第5図に 7 示される。第5図において、まず、発振中心波長及び中
心波長パワー検知器301て検出された発振中心波長λ
の読み込みを行なう(ステップ601)。
Details of this center wavelength control subroutine are shown in FIG. In FIG. 5, first, the oscillation center wavelength and the oscillation center wavelength λ detected by the center wavelength power detector 301
is read (step 601).

続いて、ステップ601で読み込んだ中心波長λと予め
設定された所望の中心波長λ。との差Δλを算出する演
算Δλ−λ−λ。を実行する(ステップ602)。ステ
ップ602で差Δλが算出されると、この差Δλを0に
すべくエタロン1゜1の透過中心波長(選択中心波長)
をΔλたけシフトする制御が行なわれる(ステップ60
3)。
Next, the center wavelength λ read in step 601 and the desired center wavelength λ set in advance. The operation Δλ−λ−λ calculates the difference Δλ between the two. (step 602). When the difference Δλ is calculated in step 602, in order to make this difference Δλ 0, the transmission center wavelength of the etalon 1°1 (selected center wavelength) is set.
is controlled by Δλ (step 60).
3).

これによりレーザ出力中心波長を所望の中心波長λ0に
一致させることができる。この中心波長制御に際し、前
述した重ね合せ制御Bが並行して実行されておリレーザ
出力パワーが充分高くなっているので、確実に中心波長
λを検出することができ、確実に所望の中心波長λ0へ
の制御が可能となる。こうした中心波長制御サブルーチ
ン503は繰り返し実行される。
This allows the laser output center wavelength to match the desired center wavelength λ0. During this center wavelength control, since the above-mentioned superposition control B is executed in parallel and the relay laser output power is sufficiently high, the center wavelength λ can be reliably detected, and the desired center wavelength λ0 can be reliably detected. control becomes possible. Such center wavelength control subroutine 503 is repeatedly executed.

一方、重ね合せ制御Bは、エタロン101に比 8 較してスペクトラルレンジの大きなグレーティング10
6の選択中心波長を所定単位波長づつ順次シフトし、こ
のときのレーザ出力パワー、すなわち発振中心波長及び
中心波長パワー検知器301による検知パワーが最大と
なるように制御される。
On the other hand, in superposition control B, grating 10 has a larger spectral range than etalon 101.
The selected center wavelength of 6 is sequentially shifted by a predetermined unit wavelength, and control is performed so that the laser output power at this time, that is, the oscillation center wavelength and the power detected by the center wavelength power detector 301 are maximized.

サブルーチン504の詳細は第8図に示される。Details of subroutine 504 are shown in FIG.

まず、サブルーチン901において、中心波長パワーを
読み込む。サブルーチン901の詳細は第11図に示さ
れる。ここでは発振されたレーザパルスを所定回数N、
サンプリングして中心波長パワーP、を検出しくステッ
プ1. OO1) 、検出値を平均化して中心波長パワ
ーP、を算出している(ステップ1.002 )。この
ような処理を実行する理由は、エキシマレーザがパルス
ガスレーザであるため、パルス毎に出力レーザ光パワー
のバラツキがあるためである。
First, in subroutine 901, the center wavelength power is read. Details of subroutine 901 are shown in FIG. Here, the oscillated laser pulse is emitted a predetermined number of times N,
Step 1. To sample and detect the center wavelength power P. OO1), the detected values are averaged to calculate the center wavelength power P (step 1.002). The reason for performing such processing is that since the excimer laser is a pulsed gas laser, the output laser light power varies from pulse to pulse.

次に、ステップ902において今回サンプリングした(
読み込んだ)中心波長パワーP、と前回サンプリングし
た中心波長パワーP、−3との差ΔP、を算出する。(
ΔPl −Pi  Pi−+ )。
Next, in step 902, the current sample (
The difference ΔP between the center wavelength power P (read) and the previously sampled center wavelength power P, -3 is calculated. (
ΔPl-PiPi-+).

 9 次にステップ903において、ステップ902て算出し
た値ΔP、が正(ΔP1.>0)であるか否かの判断が
なされる。ここてΔP、〉0であると、ステップ904
に分岐し、前回制御時(サンプリング時)にグレーティ
ング106(以下これをGという)の選択中心波長を短
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
905に分岐し、Gの選択中心波長を更に所定量(単位
シフト量)短波長側にシフトさせる。また、ステップ9
04において前回Gの選択中心波長を長波長側にシフト
したと判断されるとステップ906に移行し、Gの選択
中心波長を所定量(単位シフト量)長波長側にシフトさ
せる。
9 Next, in step 903, it is determined whether the value ΔP calculated in step 902 is positive (ΔP1.>0). Here, if ΔP, > 0, step 904
Then, it is determined whether or not the selected center wavelength of the grating 106 (hereinafter referred to as G) was shifted to the shorter wavelength side during the previous control (sampling time). If it is determined in this judgment that the wavelength has shifted to the shorter wavelength side, the process branches to step 905, and the selected center wavelength of G is further shifted to the shorter wavelength side by a predetermined amount (unit shift amount). Also, step 9
If it is determined in step 04 that the previously selected center wavelength of G has been shifted to the long wavelength side, the process proceeds to step 906, in which the selected center wavelength of G is shifted by a predetermined amount (unit shift amount) to the long wavelength side.

また、ステップ903において、ΔP、≦0と判断され
るとステップ907に移行する。ステップ907では前
回の制御時(サンプリング時)にGの選択中心波長を短
波長側にシフトしたが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908に分
岐し、Gの選 0 択中心波長を所定量(単位シフト量)長波長側にシフト
させる。また、ステップ907において、前回Gの選択
中心波長を長波長側にシフトしたと判断されると、ステ
ップ909に移行し、Gの選択中心波長を所定量(単位
シフト量)短波長側にシフトさせる。
Further, in step 903, if it is determined that ΔP≦0, the process moves to step 907. In step 907, it is determined whether the selected center wavelength of G was shifted to the shorter wavelength side during the previous control (sampling). If it is determined that the wavelength has shifted to the shorter wavelength side, the process branches to step 908, and the selection center wavelength of G is shifted by a predetermined amount (unit shift amount) to the longer wavelength side. If it is determined in step 907 that the selected center wavelength of G was previously shifted to the longer wavelength side, the process proceeds to step 909, where the selected center wavelength of G is shifted by a predetermined amount (unit shift amount) to the shorter wavelength side. .

このように、重ね合せ制御Bにおいては、値ΔP、の符
号と前回の選択中心波長のシフト方向とにもとづき出力
レーザ光パワーを増大させるGの選択中心波長シフト方
向を判断し、この判断した方向にGの選択中心波長を単
位シフト量シフトさせる。
In this way, in superposition control B, the selected center wavelength shift direction of G that increases the output laser light power is determined based on the sign of the value ΔP and the shift direction of the previously selected center wavelength, and The selected center wavelength of G is shifted by a unit shift amount.

ところで、重ね合せ制御における中心波長パワーの検出
は前述したように所定回数N、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り行なわれる
が、この実施例ではレーザ起動時であるので、重ね合せ
制御の迅速化のために上記サンプリング数N1を従来定
常時に行っていたサンプリング数よりも少なく設定する
ようにしてもよい。サンプリング数を少なくすることに
1 よりサンプリングに要する時間は短くなり、これによっ
て重ね合せ制御に要する時間は大幅に短縮される。
By the way, as mentioned above, the center wavelength power in superposition control is detected by sampling the laser output pulse a predetermined number of times N and averaging them. In order to speed up superimposition control, the number of samplings N1 may be set to be smaller than the number of samplings conventionally performed in a steady state. By reducing the number of samples, the time required for sampling becomes shorter, thereby significantly reducing the time required for superimposition control.

重ね合せ制御Bが終了したか否かはステップ505で判
断される。すなわち、ステップ505では上記重ね合せ
制御Bによってレーザ出力パワーが予め設定した所定の
パワーになったか否かの判断がなされる。ここで所定の
パワーに達していないと判断されると重ね合せ制御Bの
サブルーチン504に戻り、再び重ね合せ制御Bが繰返
される。
It is determined in step 505 whether or not superimposition control B has ended. That is, in step 505, it is determined whether the laser output power has reached a predetermined power as a result of the superposition control B. If it is determined that the predetermined power has not been reached, the process returns to subroutine 504 for superposition control B, and superposition control B is repeated again.

ステップ505で所定のパワーになったと判断されると
、重ね合せ制御Bは終了したものとして第3図の定常制
御のサブルーチン403に移行して、このサブルーチン
403が繰り返し実行される。
When it is determined in step 505 that the predetermined power has been reached, it is assumed that the superimposition control B has ended and the process moves to the steady control subroutine 403 in FIG. 3, where this subroutine 403 is repeatedly executed.

なお、重ね合せ制御Bが実行されている間、上記中心波
長制御(サブルーチン503)は常に実行されている。
Note that while the superposition control B is being executed, the center wavelength control (subroutine 503) is always executed.

ここにグレーティング1.06は、エタロン1゜1と異
なり、入熱による選択波長の変化が少なく、レーザ発振
・停止を繰り返しても選択波長の変化2 が少ない。このため、エタロン2枚を用いる従来の重ね
合せ制御よりも少ない繰り返し回数で発振レーザ光のパ
ワーを最大にすることができる。
Here, grating 1.06 differs from etalon 1°1 in that there is little change in the selected wavelength due to heat input, and even when the laser is repeatedly oscillated and stopped, there is little change in the selected wavelength 2 . Therefore, the power of the oscillated laser beam can be maximized with a smaller number of repetitions than the conventional superposition control using two etalons.

上記定常制御のサブルーチン403の詳細は第6図に示
される。定常制御では中心波長制御(サブルーチン70
1)と、パワー制御(サブルーチン702)とが並列に
実行される。中心波長制御は先に第5図に示したものと
同様である。
Details of the steady-state control subroutine 403 are shown in FIG. In steady control, center wavelength control (subroutine 70
1) and power control (subroutine 702) are executed in parallel. The center wavelength control is similar to that shown in FIG. 5 above.

パワー制御の詳細は第7図に示される。第7図において
、まずレーザの発振トリガを検出したと判断されると、
パルスエネルギ、つまりレーザのパワーPを読み込む。
Details of power control are shown in FIG. In FIG. 7, when it is determined that the laser oscillation trigger is detected,
Read the pulse energy, that is, the laser power P.

この動作を、予め設定したパワー制御のデータサンプル
数N2に達するまで繰返す(ステップ801)。パルス
回数がN2になると、検出したN2個のパワーPの平均
値Pを算出する(ステップ802)。続いて、この算出
した値Pと予め設定した所望のパワーPoとの偏差ΔP
を求め(ステップ803)、この偏差ΔPが零になるよ
うにレーザチャンバ107内の電極に印加される電圧を
制御する。しかしてレーザ媒3 質の励起強度が変化してレーザのパワーが所望の値P。
This operation is repeated until the preset number of power control data samples N2 is reached (step 801). When the number of pulses reaches N2, the average value P of the N2 detected powers P is calculated (step 802). Next, the deviation ΔP between this calculated value P and the preset desired power Po
is determined (step 803), and the voltage applied to the electrodes in the laser chamber 107 is controlled so that this deviation ΔP becomes zero. As a result, the excitation intensity of the laser medium 3 changes, and the laser power reaches the desired value P.

となる(ステップ804)。(Step 804).

ここにグレーティング1.06は、エタロン10]と異
なり、入熱による選択波長の変化が少なく、レーザ発振
・停止を繰り返しても選択波長の変化が少ない。このた
め、定常制御中は重ね合せ制御を行わずとも、パワーを
最大にしたまま、パワを所望の値に安定させることがで
きる。
Here, the grating 1.06 differs from the etalon 10 in that the selected wavelength changes little due to heat input, and even when laser oscillation and stop are repeated, the selected wavelength changes little. Therefore, during steady control, the power can be stabilized at a desired value while being maximized without performing superposition control.

第9図は第4図に示した重ね合せ制御Aのサブルーチン
を実行した場合の中心波長制御、重ね合せ制御B1パワ
ー制御の関係を横軸を時間tとしてタイムチャートで示
したものである。第9図に示すように重ね合せ制御A実
行中は、中心波長制御は常にオンとなっており、この間
に重ね合せ制御Bが繰り返し実行されているのがわがる
(第4図参照)。重ね合せ制御Bにおいて縦の実線は重
ね合せ制御のためにグレーティング106をドライブし
ている期間、実線と実線の間は重ね合せ制御のためのデ
ータサンプリング期間を示している。
FIG. 9 is a time chart showing the relationship between center wavelength control and superposition control B1 power control when the superposition control A subroutine shown in FIG. 4 is executed, with the horizontal axis representing time t. As shown in FIG. 9, center wavelength control is always on while superposition control A is being executed, and it can be seen that superposition control B is repeatedly executed during this time (see FIG. 4). In superposition control B, the vertical solid line indicates a period during which the grating 106 is driven for superposition control, and the period between the solid lines indicates a data sampling period for superposition control.

また、パワー制御は重ね合せ制御A実行中は行ゎ 4 れす常にオフとなっている。すなわち、パワー制御にお
いてオンはパワー制御のために電極に印加する電圧を変
更していることを意味するが、この場合は電極に印加す
る電圧は変更されずに常にオフとなっているのがわかる
Further, the power control is always off while the superposition control A is being executed. In other words, in power control, on means that the voltage applied to the electrode is changed for power control, but in this case, the voltage applied to the electrode is not changed and is always off. .

一方、第10図は第5図に示した定常制御のサブルーチ
ンを実行した場合の中心波長制御、重ね合せ制御B1パ
ワー制御の関係を横軸を時間tとしてタイムチャートで
示したものである。第10図に示すように定常制御実行
中は、中心波長制御は常にオンとなっており、この間に
もパワー制御が繰り返し実行されているのがわかる(第
6図参照)。すなわち、パワー制御において縦の実線は
パワー制御のために電極に印加する電圧を変更している
期間、実線と実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。また、重ね合せ制御は定常
制御実行中は行われず常にオフとなっているのがわかる
On the other hand, FIG. 10 is a time chart showing the relationship between center wavelength control and superposition control B1 power control when the steady-state control subroutine shown in FIG. 5 is executed, with the horizontal axis representing time t. As shown in FIG. 10, the center wavelength control is always on while the steady control is being executed, and it can be seen that the power control is being repeatedly executed during this time as well (see FIG. 6). That is, in power control, a vertical solid line indicates a period during which the voltage applied to the electrode is changed for power control, and a period between solid lines indicates a data sampling period for power control. Also, it can be seen that the superimposition control is not performed during the execution of the steady control and is always turned off.

以上第3図に示す実施例では、レーザ起動時において重
ね合せ制御を行ってしまい、その後定常 5 制御に移行して、重ね合せ制御を行わないようにしてい
るが、以下これとは異なる制御態様について説明する。
In the embodiment shown in FIG. 3 above, the superimposition control is performed when the laser is started, and then the steady state control is performed and the superposition control is not performed. I will explain about it.

第12図に重ね合せ制御Aを定常制御の間に周期的に実
行する実施例を示す。
FIG. 12 shows an embodiment in which superposition control A is periodically executed during steady control.

すなわち、同図に示すように上述した実施例と同様の定
常制御が実行され(サブルーチン1]01)、前回タイ
マがOにクリアされてからの同タイマの経過時間Tが所
定時間によりも大きいか否かの判断がなされる。ここに
所定時間には重ね合せ制御Aの繰り返し周期であり、最
適なものとして予設定されているものとする(ステップ
1102)。経過時間Tが所定時間kに達していないな
らば、定常制御が引き続き実行されるが、経過時間Tが
所定時間kに達すると、手順はつぎのステップに移行し
て、重ね合せ制御Aが実行される(サブルーチン110
3)。重ね合せ制御Aが終了すると、タイマが0にクリ
アされて(ステップ1104)、手順は再びサブルーチ
ン1101に移行されて定常制御が実行される。なお、
この実6 絶倒においてサブルーチン1101の定常制御、サブル
ーチン1103の重ね合せ制御Aの詳細な内容は前述し
た第6図、第4図にそれぞれ示すものであるとする。
That is, as shown in the same figure, steady control similar to the embodiment described above is executed (subroutine 1] 01), and whether the elapsed time T of the timer since the timer was last cleared to O is greater than the predetermined time or not. A judgment is made as to whether or not. Here, it is assumed that the predetermined time is the repetition period of superimposition control A, and is preset as the optimum one (step 1102). If the elapsed time T has not reached the predetermined time k, steady control is continued to be executed, but when the elapsed time T reaches the predetermined time k, the procedure moves to the next step and superposition control A is executed. (subroutine 110
3). When superposition control A ends, the timer is cleared to 0 (step 1104), and the procedure returns to subroutine 1101 to execute steady control. In addition,
In this case, the detailed contents of the steady control of subroutine 1101 and the superposition control A of subroutine 1103 are shown in FIGS. 6 and 4, respectively.

また、第13図に重ね合せ制御Aをレーザ発振停止中に
行う実施例を示す。
Further, FIG. 13 shows an embodiment in which the superposition control A is performed while the laser oscillation is stopped.

すなわち、同図に示すように、レーザ発振トリガを検出
していて、レーザ発振したか否かを常に判断している(
ステップ1201)。つぎに、前回タイマがOにクリア
されてからの同タイマの経過時間Tが所定時間によりも
大きいか否かの判断がなされる。ここに所定時間にはレ
ーザ発振が中断したか否かを判断するための閾値である
(ステップ1.202 )。すなわち、パルスレーザが
定期的に発振されている場合は、常にタイマの経過時間
Tは所定時間に以下であり、手順はステップに移行され
て、定常制御が実行される(サブルーチン1205)。
In other words, as shown in the figure, it detects the laser oscillation trigger and constantly judges whether or not the laser oscillates (
Step 1201). Next, it is determined whether the elapsed time T of the timer since the timer was last cleared to O is greater than a predetermined time. This is a threshold value for determining whether laser oscillation has been interrupted at a predetermined time (step 1.202). That is, when the pulse laser is periodically oscillated, the elapsed time T of the timer is always less than or equal to the predetermined time, and the procedure moves to step and steady control is executed (subroutine 1205).

以下、パルスレーザが定期的に発振されている間は、定
常制御が繰り返し実行される。
Thereafter, steady-state control is repeatedly executed while the pulse laser is periodically oscillated.

 7 ところが、レーザ発振が中断して、タイマの経過時間T
が所定時間によりも大きくなると(ステップ1202の
判断結果YES)、タイマがOにクリアされて(ステッ
プ1.203)、重ね合せ制御が実行され(サブルーチ
ン1.204)、続いて定常制御が実行される(サブル
ーチン]−205)。
7 However, the laser oscillation was interrupted and the timer elapsed time T
When becomes larger than the predetermined time (YES in step 1202), the timer is cleared to O (step 1.203), superposition control is executed (subroutine 1.204), and then steady control is executed. (subroutine]-205).

なお、この実施例においてサブルーチン1204の重ね
合せ制御A1サブルーチン1205の定常制御の詳細な
内容は前述した第4図、第6図にそれぞれ示すものであ
るとする。
In this embodiment, the detailed contents of the steady control of the superposition control A1 subroutine 1205 of the subroutine 1204 are shown in FIGS. 4 and 6, respectively.

さらにまた、第14図に重ね合せ制御Bをレザ媒質の励
起強度が上限を越えた場合に行う実施例を示す。
Furthermore, FIG. 14 shows an embodiment in which superposition control B is performed when the excitation intensity of the laser medium exceeds the upper limit.

すなわち、同図に示すように、レーザ媒質の励起強度、
つまりレーザチャンバ107の電極への印加電圧を常に
検出していて、印加電圧が所定値以上であるか否かが判
断される。この所定値は励起強度が上限に達しているか
否かを判断するための閾値である(ステップ1301)
。励起強度が上限に達していないものと判断されると、
定常側8 御が実行される(サブルーチン1303 )。一方、励
起強度が上限に達したものと判断されると、重ね合せ制
御Bが実行される(サブルーチン1302)。すなわち
、励起強度が上限を越えてしまうような事態は、重ね合
せが良好になされていないためにパワーが所定の値に達
していない場合なので、重ね合せ制御Bを実行してパワ
ーを回復するようにしている。
That is, as shown in the figure, the excitation intensity of the laser medium,
That is, the voltage applied to the electrodes of the laser chamber 107 is constantly detected, and it is determined whether the applied voltage is equal to or higher than a predetermined value. This predetermined value is a threshold value for determining whether the excitation intensity has reached the upper limit (step 1301).
. If it is determined that the excitation intensity has not reached the upper limit,
Steady side 8 control is executed (subroutine 1303). On the other hand, if it is determined that the excitation intensity has reached the upper limit, superposition control B is executed (subroutine 1302). In other words, a situation where the excitation intensity exceeds the upper limit is a case where the power does not reach a predetermined value because the superposition is not good, so superposition control B is executed to recover the power. I have to.

なお、この実施例においてサブルーチン1302の重ね
合せ制御B1サブルーチン1303の定常制御の詳細な
内容は前述した第8図、第6図にそれぞれ示すものであ
るとする。
In this embodiment, the detailed contents of the steady control of the superimposition control B1 subroutine 1303 of the subroutine 1302 are shown in FIGS. 8 and 6, respectively.

なお、実施例ではグレーティングをリアミラとするリト
ロ−配置について説明したが、斜入射配置とする実施も
可能である。斜入射配置では、たとえばグレーティング
に全反射ミラーを一体で取り付ける構造にし、この全反
射ミラーをリアミラーとして機能させるようにする。す
なわち、本発明としては、共振器内にグレーティングを
含み、その選択中心波長を重ね合せ制御の際、シフトさ
2つ せるようにすることができる構成であればよい。
In the embodiment, a retro arrangement in which the grating is a rear mirror has been described, but an oblique incidence arrangement is also possible. In the oblique incidence arrangement, for example, a total reflection mirror is integrally attached to the grating, and this total reflection mirror functions as a rear mirror. That is, the present invention may have any configuration as long as the grating is included in the resonator and its selected center wavelength can be shifted by two during superposition control.

なおまた、実施例では、グレーティングの選択中心波長
をシフトする制御(第8図)を発振中心波長および中心
波長パワー検知器301の出力P、に基づき行うように
しているが、この制御をパワーモニタ202の出力Pに
基づき行うようにしてもよい。
Furthermore, in the embodiment, control for shifting the selected center wavelength of the grating (FIG. 8) is performed based on the oscillation center wavelength and the output P of the center wavelength power detector 301, but this control is performed using a power monitor. The process may be performed based on the output P of 202.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したようにこの発明によれば、狭帯域発振エキ
シマレーザの光共振器内にエタロンとともにグレーティ
ングを配設し、このグレーティングの選択中心波長を重
ね合せ制御の際、エタロンの選択中心波長に重なるよう
に間欠的にシフトさせるようにしたので、従来よりも少
ない回数の重ね合せ制御により発振レーザ光のパワーを
最大にすることができる。
As explained above, according to the present invention, a grating is disposed together with an etalon in the optical resonator of a narrowband oscillation excimer laser, and during superposition control, the selected center wavelength of the grating is overlapped with the selected center wavelength of the etalon. Since the shift is performed intermittently, the power of the oscillated laser beam can be maximized by controlling the superposition fewer times than conventionally.

したがって、パワー制御を迅速に行うことができるよう
になる。
Therefore, power control can be performed quickly.

さらに、重ね合せ制御が迅速に少ない回数で終了するの
で、パワー制御を重ね合せ制御が行われて0 いない間に行うことができる。このため、パワの制御性
が飛躍的に向上する。
Furthermore, since the superposition control is quickly completed in a small number of times, the power control can be performed while the superposition control is not being performed. Therefore, power controllability is dramatically improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の実施例装置を示すブロック図、第2
図は重ね合せ制御を説明する波形図、第3図は実施例を
説明するフローチャート、第4図は重ね合せ制御サブル
ーチンを説明するフローチャート、第5図は中心波長制
御サブルーチンを説明するフローチャート、第6図は定
常制御サブルチンを説明するフローチャート、第7図は
パワー制御サブルーチンを説明するフローチャート第8
図は第4図のフローチャートに示す重ね合せ制御サブル
ーチンを説明するフローチャート、第9図は、第4図に
示す重ね合せ制御サブルーチンの実行による中心波長制
御、重ね合せ制御、パワ制御の関係を示すタイムチャー
ト、第10図は第6図に示す定常制御サブルーチンの実
行による中心波長制御、重ね合せ制御、パワー制御の関
係を示すタイムチャート、第11図は第8図のフロチャ
ートに示す中心波長パワー読み込みサブル1 チンをを説明するフローチャート、第12図、第13図
、第14図はそれぞれ他の実施例を説明するフローチャ
ートである。 101・・・エタロン、106・・・グレーティング、
300・・・波長制御系。  2 中1(゛液長 (0)リイドピーフ 第2 図 第3図 七F 華−
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG.
3 is a flowchart explaining the embodiment, FIG. 4 is a flowchart explaining the superposition control subroutine, FIG. 5 is a flowchart explaining the center wavelength control subroutine, and FIG. 6 is a flowchart explaining the superposition control subroutine. Figure 7 is a flowchart explaining the steady control subroutine, and Figure 7 is a flowchart explaining the power control subroutine.
The figure is a flowchart explaining the superimposition control subroutine shown in the flowchart of Fig. 4, and Fig. 9 is a time chart showing the relationship among center wavelength control, superposition control, and power control by executing the superposition control subroutine shown in Fig. 4. Figure 10 is a time chart showing the relationship between center wavelength control, superposition control, and power control by executing the steady-state control subroutine shown in Figure 6. Figure 11 is a time chart showing the center wavelength power reading shown in the flowchart of Figure 8. FIG. 12, FIG. 13, and FIG. 14 are flowcharts explaining other embodiments, respectively. 101...Etalon, 106...Grating,
300...Wavelength control system. 2 Middle 1 (゛Liquid Length (0) Lid Peaf 2nd Figure 3 7F Flower-

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)光共振器内に2個の波長選択素子を配設し、出力
レーザ光の波長が所望の波長になるようにこれら2個の
波長選択素子の内の少なくとも一方の選択中心波長を制
御する中心波長制御を行うとともに、出力レーザ光のパ
ワーが最大になるように前記2個の波長選択素子の選択
中心波長を重ね合せる重ね合せ制御を行う狭帯域発振エ
キシマレーザの制御装置において、 前記2個の波長選択素子は、エタロンとグレーティング
であり、前記中心波長制御は、前記エタロンの選択中心
波長をシフトさせて、出力レーザ光の波長が所望の波長
になるように制御するものであり、前記重ね合せ制御は
、前記グレーティングの選択中心波長を間欠的にシフト
させ、該グレーティングの選択中心波長を前記エタロン
の選択中心波長に重ね合せるものであることを特徴とす
る狭帯域発振エキシマレーザの制御装置。
(1) Two wavelength selection elements are arranged in an optical resonator, and the selection center wavelength of at least one of these two wavelength selection elements is controlled so that the wavelength of the output laser beam becomes the desired wavelength. In the narrowband oscillation excimer laser control device that performs center wavelength control to superimpose the selected center wavelengths of the two wavelength selection elements so that the power of the output laser light is maximized, The wavelength selection elements are an etalon and a grating, and the center wavelength control is to shift the selection center wavelength of the etalon so that the wavelength of the output laser beam becomes a desired wavelength, A control device for a narrowband oscillation excimer laser, characterized in that the superposition control is such that the selected center wavelength of the grating is intermittently shifted so that the selected center wavelength of the grating is superimposed on the selected center wavelength of the etalon. .
(2)光共振器内に2個の波長選択素子を配設し、出力
レーザ光の波長が所望の波長になるようにこれら2個の
波長選択素子の内の少なくとも一方の選択中心波長を制
御する中心波長制御を行うとともに、出力レーザ光のパ
ワーが最大になるように前記2個の波長選択素子の選択
中心波長を重ね合せる重ね合せ制御を行い、さらにレー
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
ーザ出力を所望の値にするパワー制御を行う狭帯域発振
エキシマレーザの制御装置において、 前記2個の波長選択素子は、エタロンとグレーティング
であり、前記中心波長制御は、前記エタロンの選択中心
波長をシフトさせて、出力レーザ光の波長が所望の波長
になるように制御するものであり、前記重ね合せ制御は
、前記グレーティングの選択中心波長を間欠的にシフト
させ、該グレーティングの選択中心波長を前記エタロン
の選択中心波長に重ね合せるものであり、さらに前記パ
ワー制御は前記重ね合せ制御が行われていない時間に行
うようにしたことを特徴とする狭帯域発振エキシマレー
ザの制御装置。
(2) Two wavelength selection elements are arranged in the optical resonator, and the selection center wavelength of at least one of these two wavelength selection elements is controlled so that the wavelength of the output laser beam becomes the desired wavelength. At the same time, superimposition control is performed to overlap the selected center wavelengths of the two wavelength selection elements so that the power of the output laser beam is maximized, and the voltage applied to the electrodes in the laser chamber is further controlled. In a narrowband oscillation excimer laser control device that performs power control to adjust the laser output to a desired value by The wavelength of the output laser beam is controlled to be a desired wavelength by shifting the center wavelength, and the superposition control is performed by intermittently shifting the selected center wavelength of the grating to adjust the selected center of the grating. A control device for a narrow band oscillation excimer laser, characterized in that the wavelength is superimposed on the selected center wavelength of the etalon, and the power control is performed at a time when the superimposition control is not being performed.
(3)レーザ起動時に前記重ね合せ制御を行い、その後
前記パワー制御を行うようにした請求項(2)記載の狭
帯域発振エキシマレーザの制御装置。
(3) The control device for a narrow band oscillation excimer laser according to claim (2), wherein the superposition control is performed at the time of starting the laser, and the power control is performed thereafter.
(4)前記重ね合せ制御を所定の周期で実行するように
した請求項(2)記載の狭帯域発振エキシマレーザの制
御装置。
(4) The narrowband oscillation excimer laser control device according to claim (2), wherein the superposition control is executed at a predetermined cycle.
(5)レーザ発振が所定時間以上停止した場合に前記重
ね合せ制御を行うようにした請求項(2)記載の狭帯域
発振エキシマレーザの制御装置。
(5) The control device for a narrow band oscillation excimer laser according to claim (2), wherein the superposition control is performed when laser oscillation is stopped for a predetermined period of time or more.
(6)レーザ媒質の励起強度が所定値以上になった場合
に前記重ね合せ制御を行うようにした請求項(2)記載
の狭帯域発振エキシマレーザの制御装置。
(6) The narrowband oscillation excimer laser control device according to claim (2), wherein the superposition control is performed when the excitation intensity of the laser medium exceeds a predetermined value.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1038340A1 (en) * 1997-12-08 2000-09-27 Cymer, Inc. Narrow band laser with etalon based output coupler
EP1155481A1 (en) * 1998-12-02 2001-11-21 Cymer, Inc. Durable etalon based output coupler

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EP1155481B1 (en) * 1998-12-02 2013-03-13 Cymer, Inc. Durable etalon based output coupler

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