JPH06196789A - パルスレーザ発生装置およびそれを用いた装置 - Google Patents
パルスレーザ発生装置およびそれを用いた装置Info
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- JPH06196789A JPH06196789A JP4357374A JP35737492A JPH06196789A JP H06196789 A JPH06196789 A JP H06196789A JP 4357374 A JP4357374 A JP 4357374A JP 35737492 A JP35737492 A JP 35737492A JP H06196789 A JPH06196789 A JP H06196789A
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Abstract
行って出力パルスのエネルギーをより正確に制御できる
ようにする。 【構成】 パルスレーザ光を出力するレーザ発生手段
と、その出力光のエネルギーをパルス毎に検出するパル
スエネルギー検出手段と、その検出結果に基きレーザ発
生手段の出力光のエネルギーをパルス毎に制御する制御
手段とを備えたパルスレーザ発生装置において、前記レ
ーザ発生手段の平均出力を検出する平均出力検出手段
と、前記レーザ発生手段の出力光のパルスの周波数を検
出する周波数検出手段とを備え、前記制御手段は、前記
平均出力検出手段および周波数検出手段から所定のタイ
ミングで前記平均出力と周波数を得、これらを用いてパ
ルス毎のエネルギーを算出し、これに基き前記パルスエ
ネルギー検出手段を校正するものである。
Description
コントロールが行われる、例えば半導体製造装置用のエ
キシマレーザのような高精度パルスレーザ発生装置に関
する。
パルスレーザにおいては、図2に示すように、レーザチ
ャンバ1、出力ミラー2、ウインド3および全反射ミラ
ー4を有する基本部分から射出されるレーザ光の一部
が、部分透過ミラー5によってエネルギー検出器7に導
入され、エネルギー検出器7によりパルスエネルギーが
パルス毎に検出される。そして通常、レーザに印加され
る放電電圧が、パルス毎に変化され、エネルギーが一定
となるように制御される。レーザ光の大半は、部分透過
ミラー5を透過し、機械的シャッタ8を介して半導体製
造等のプロセスに供給される。
来例に使用されるパルスエネルギー検出器は、通常、パ
ルスエネルギーが検出できる固体素子であるフォトダイ
オードやパイロ素子が多く使用されており、短期間の検
出値の安定性については余り問題がないが、数カ月以上
経過した場合の安定性について問題がある。すなわち、
長期間にわたって使用すると測定値が1方向にドリフト
するという問題が生じ、このため定期的に別の測定器を
用いてパルスエネルギー検出器を校正しなければならな
いという欠点がある。また、エキシマレーザの場合、長
期間レーザを使用していると、レーザの内部の電極が消
耗し、出射されるレーザのビーム形状が変化する。そし
てこのように、レーザ内部の放電電極の劣化やウインド
ウの汚れなどによりビームの形状が変化すると、エネル
ギー検出器は通常、光を検知する部分が余り大きくな
く、ビームの一部を検知しているため、ビーム形状変化
の影響を受けて校正値が変化してしまうという問題があ
る。
題点に鑑み、パルスレーザ発生装置において、パルスエ
ネルギー検出器の校正をより正確に行って出力パルスの
エネルギーをより正確に制御できるようにすることにあ
る。
本発明では、パルスレーザ光を出力するレーザ発生手段
と、その出力光のエネルギーをパルス毎に検出するパル
スエネルギー検出手段と、その検出結果に基きレーザ発
生手段の出力光のエネルギーをパルス毎に制御する制御
手段とを備えたパルスレーザ発生装置において、前記レ
ーザ発生手段の平均出力を検出する平均出力検出手段
と、前記レーザ発生手段の出力光のパルスの周波数を検
出する周波数検出手段とを備え、前記制御手段は、前記
平均出力検出手段および周波数検出手段から所定のタイ
ミングで前記平均出力と周波数を得、これらを用いてパ
ルス毎のエネルギーを算出し、これに基き前記パルスエ
ネルギー検出手段を校正するものであることを特徴とす
る。
部への供給を開閉制御するシャッタを備え、このシャッ
タはまた、閉時に前記出力光を反射してその光路外へ導
くミラーを有し、前記平均出力検出手段はこれによって
反射される出力光に基づいて前記レーザ発生手段の平均
出力を検出するものである。また、前記周波数検出手段
は、前記パルスエネルギー検出手段の検出結果に基づい
て前記パルス周波数を検出するものである。
基づいてそのビーム形状を検出する手段を備え、前記制
御手段は、そのビーム形状の変化に応じて前記パルスエ
ネルギー検出手段を校正するものであるのが好ましい。
また、所定のインタフェースを介して前記パルスエネル
ギー検出手段の校正値を外部の装置に出力するするよう
にしたり、前記パルスエネルギー検出手段の校正値の履
歴を記録する手段を有するようにしたり、してもよい。
する機械的シャッタに反射ミラーを設置して機械的シャ
ッタが閉じている時(ビームを出射していない時)に、
レーザ発生手段の平均出力およびパルス周波数を検出
し、これらを用いてパルス毎のエネルギーを算出し、そ
してこれに基きパルスエネルギー検出手段を校正するよ
うにしたため、あるいはさらに出力光のビームプロファ
イルをチェックし、その変化に応じて前記校正を行うよ
うにしたため、長期間にわたって出力光のパルスエネル
ギーが正確に制御され、安定化する。したがって、本装
置を用いた加工装置、露光装置、測定装置等において
は、極めて出力の安定したレーザ光が供給される。
て説明する。図1は本発明の一実施例に係るパルスレー
ザ発生装置の構成図である。同図において、1はレーザ
チャンバ、2は出力ミラー、3はウインド、4は全反射
ミラーであり、これらはレーザの発振に必要な基本部分
である。このレーザの基本部分から発振したレーザ光は
一部が部分透過ミラー5で反射され、拡散板6を介して
パルスエネルギー検出器7へ入射し、残りの大半のビー
ムは部分透過ミラー5を透過し、機械的シャッタ8aを
介してプロセスに使用される。
反射させるミラーが取り付けられており、レーザ光をプ
ロセスに使用する時は開き、使用しない時は閉じて光路
を遮断する。8bは機械的シャッタ8a裏面のミラーに
よって反射されたレーザ光の光路上に設けられ、表面に
ミラーを有する機械的シャッタ、11はこれによって反
射されるレーザ光を吸収するように表面がコーティング
されたビームダンパ11である。機械的シャッタ8aか
らの反射レーザ光は通常、機械的シャッタ8bのミラー
によって反射され、ビームダンパ11に吸収される。
れたビームスプリッタ、9は長時間の安定性のあるサー
モパイル素子のような平均エネルギーを測定する平均出
力検出器、10はビーム形状の経時的変化が測定できる
ように配置されたビーム形状検出器である。ビームスプ
リッタ12は、平均出力検出器9とビーム形状検出器1
0にビームが入射するようにビームを分割する。
めのパルスエネルギー検出器7の校正は、制御装置20
の指令により定期的に機械的シャッタ8bを開いて、平
均出力検出器9の測定値と、パルスエネルギー検出器7
から得られるパルスエネルギーとレーザの発振周波数か
ら計算される出力とを比較することにより行う。また、
ビーム形状検出器10でビームのプロファイルの変化を
検出する。図3はこの検出結果を示すグラフである。測
定されたビーム形状は図中の曲線で示される。同図に示
すように、あらかじめ強度の基準レベルを測定してお
き、基準レベルより強度の大きい領域の巾Wがある範囲
内±WO をはずれた時、パルスエネルギー検出器7を校
正するようにする。すなわち、ビーム形状に変化があっ
た時、および一定の周期で、パルスエネルギー検出器7
を平均出力検出器9で自動校正する。
ギー検出器7を定期的に校正するため、機械的シャッタ
8bを開閉するようにしているが、これは、平均出力検
出器9に不必要なエネルギーが照射することにより非常
に長い期間の経時劣化を防ぐためである。したがって、
この代わりに、ビームダンパ11の位置に平均出力検出
器9を配置するとともに、これに入射するビームのエネ
ルギー密度をビームエキスパンダなどの光学系で低くし
て入射させるようにしてもよい。また、機械的シャッタ
8bが閉じている時のパルスレーザの発振を制御装置2
0により可能なかぎり少なくすれば、同様にビームダン
パ11の位置に平均出力検出器9を配置してもよい。ま
た、機械的シャッタの裏面に反射ミラーを配置する代わ
りに、シャッタとミラーを別の構造体とし、その位置が
入れ替わるような構成としてもよいことはいうまでもな
い。
な露光装置や精密なエネルギー制御の必要なレーザ加工
機の場合、露光装置や加工機側にもレーザ内蔵のエネル
ギー検出器とは別にエネルギーを検出する検出器が内蔵
されている。したがって、パルスレーザと露光装置ある
いはレーザ加工機にI/Fを設け、レーザ内蔵のエネル
ギー検出器を校正した時、露光装置内蔵の検出器もその
時期に合わせて校正することにより、長期間エネルギー
が安定した露光装置あるいはレーザ加工機を供給するこ
とができる。
変化を制御装置内に記録する機能を設ければ長期変動の
履歴がわかり、レーザの診断に有効であるとともに、本
レーザを光源とする露光装置や加工機および測定装置に
内蔵されているエネルギー検出器の校正履歴と比較すれ
ば露光装置や加工機の光学系の劣化等を検出することが
できる。
えばレーザ光の出射を制御する機械的シャッタが閉じて
いる時に、レーザ発生手段の平均出力およびパルス周波
数を検出し、これらを用いてパルス毎のエネルギーを算
出し、そしてこれに基きパルスエネルギー検出手段を所
定のタイミングで校正するようにしたため、あるいはさ
らに出力光のビーム形状を検出し、その変化に応じて前
記校正を行うようにしたため、長期間にわたって出力光
のパルスエネルギーが正確に制御され、その絶対値が安
定化する。したがって、本装置の光源としての信頼性を
大幅に向上させることができる。また通常、プロセスに
レーザ光を使用していない、レーザ光の出射を制御する
機械的シャッタが閉じている時に、エネルギーの校正を
自動的に行うことにより、プロセスに対してもまったく
ロスを発じさせないという効果がある。
置を示す構成図である。
成図である。
ームのプロファイルの変化を検出した結果を示すグラフ
である。
4:全反射ミラー、5:部分透過ミラー、6:拡散板、
7:パルスエネルギー検出器、8a,8b:機械的シャ
ッタ、11:ビームダンパ、9:平均出力検出器、1
0:ビーム形状検出器、12:ビームスプリッタ、2
0:制御装置。
Claims (9)
- 【請求項1】 パルスレーザ光を出力するレーザ発生手
段と、その出力光のエネルギーをパルス毎に検出するパ
ルスエネルギー検出手段と、その検出結果に基きレーザ
発生手段の出力光のエネルギーをパルス毎に制御する制
御手段とを備えたパルスレーザ発生装置において、前記
レーザ発生手段の平均出力を検出する平均出力検出手段
と、前記レーザ発生手段の出力光のパルスの周波数を検
出する周波数検出手段とを備え、前記制御手段は、前記
平均出力検出手段および周波数検出手段から所定のタイ
ミングで前記平均出力と周波数を得、これらを用いてパ
ルス毎のエネルギーを算出し、これに基き前記パルスエ
ネルギー検出手段を校正するものであることを特徴とす
るパルスレーザ発生装置。 - 【請求項2】 前記レーザ発生手段の出力光の外部への
供給を開閉制御するシャッタを備え、このシャッタはま
た、閉時に前記出力光を反射してその光路外へ導くミラ
ーを有し、前記平均出力検出手段はこれによって反射さ
れる出力光に基づいて前記レーザ発生手段の平均出力を
検出するものであることを特徴とする請求項1記載のパ
ルスレーザ発生装置。 - 【請求項3】 前記周波数検出手段は、前記パルスエネ
ルギー検出手段の検出結果に基づいて前記パルス周波数
を検出するものであることを特徴とする請求項1記載の
パルスレーザ発生装置。 - 【請求項4】 前記光路外へ反射される出力光に基づい
てそのビーム形状を検出する手段を備え、前記制御手段
は、そのビーム形状の変化に応じて前記パルスエネルギ
ー検出手段を校正するものであることを特徴とする請求
項2記載のパルスレーザ発生装置。 - 【請求項5】 所定のインタフェースを介して前記パル
スエネルギー検出手段の校正値を外部の装置に出力する
ことを特徴とする請求項1記載のパルスレーザ発生装
置。 - 【請求項6】 前記パルスエネルギー検出手段の校正値
の履歴を記録する手段を有することを特徴とする請求項
1記載のパルスレーザ発生装置。 - 【請求項7】 請求項1〜6記載のパルスレーザ発生装
置を備えたことを特徴とする加工装置。 - 【請求項8】 請求項1〜6記載のパルスレーザ発生装
置を備えたことを特徴とする露光装置。 - 【請求項9】 請求項1〜6記載のパルスレーザ発生装
置を備えたことを特徴とする測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35737492A JP3542359B2 (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | パルスレーザ装置および該装置を用いた露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35737492A JP3542359B2 (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | パルスレーザ装置および該装置を用いた露光装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06196789A true JPH06196789A (ja) | 1994-07-15 |
JP3542359B2 JP3542359B2 (ja) | 2004-07-14 |
Family
ID=18453808
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP35737492A Expired - Lifetime JP3542359B2 (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | パルスレーザ装置および該装置を用いた露光装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3542359B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000077759A (ja) * | 1998-08-27 | 2000-03-14 | Toshiba Corp | レーザ装置及び多結晶シリコンの製造方法 |
JP2007180452A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 半導体レーザの駆動制御装置及び駆動制御方法 |
JP2011142187A (ja) * | 2010-01-06 | 2011-07-21 | Nikon Corp | レーザ装置 |
JP2012015164A (ja) * | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Disco Abrasive Syst Ltd | レーザ診断装置 |
WO2016031068A1 (ja) * | 2014-08-29 | 2016-03-03 | ギガフォトン株式会社 | レーザ装置 |
JP2017529553A (ja) * | 2014-07-14 | 2017-10-05 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. | レーザ光源における光電磁センサの較正 |
-
1992
- 1992-12-24 JP JP35737492A patent/JP3542359B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2016031068A1 (ja) * | 2014-08-29 | 2016-03-03 | ギガフォトン株式会社 | レーザ装置 |
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