JPH08274399A - パルスレーザ装置のパルスエネルギ制御装置と方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高速で精度よくパルスエネルギを１パルス毎に
制御可能なパルスエネルギ制御装置を実現することを目
的とする。 【構成】露光装置（３）から次に必要とされるパルスの
パルスエネルギ値がパルスエネルギコントローラ（５）
に入力され、パルスエネルギコントローラ（５）はパル
スレーザ装置（１）にエネルギ値を指令するとともにア
ッテネータ（２）を制御し、所定のパルスエネルギのパ
ルスを露光装置（３）に入力させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体の露光装置また
は加工装置用の光源として使用されるパルスレーザ装置
のパルスエネルギの制御装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】パルスレーザ装置の出力光はパルス光で
あり、このパルス光には各パルス相互間でのエネルギの
ばらつきが存在する。このようなエネルギのばらつきを
認めた上でパルスレーザ装置出力の露光量を制御するた
めに、従来の技術では、１回の露光におけるパルスレー
ザ出力光のパルス数をできるだけ多くしてトータルでの
露光量のばらつきを低減するようにしていた。

【０００３】しかし、露光装置のスループットを向上さ
せるためには、少ないパルス数で露光を実現させる必要
がある。

【０００４】少ないパルス数で高精度の露光量制御を実
現させる方法として特開平２−５０６３のような発明が
なされている。この発明では、パルス化されたレーザ光
源９１と露光されるべき装置９４との間の光パルスを強
制的に減衰する可変アッテネータ９２を設置するように
している。さらに、この可変アッテネータ９２の影響を
知るために、露光量モニタ９３を設け、光パルスの一部
をとって露光量を計測する。可変アッテネータ９２と光
源９１に接続されている制御部９５は露光量モニタ９３
の計測値から望ましい露光を実施するために必要な最少
の減衰量を求めて制御を行う（図２５）。

【０００５】一方、エキシマレーザのようなパルスレー
ザ装置の場合は、図２６に示すように所定パルス数のパ
ルス発振を行った後、所定時間発振を休止するというこ
とを繰り返すバーストモード制御を行うと、発振初期の
パルスエネルギが大きくなるスパイキング現象によっ
て、エネルギのばらつきが大きくなる。

【０００６】この場合の、バースト初期のスパイキング
現象をなくすために、発明者らは、発振停止時間をパラ
メータとして励起強度あるいは励起コンデンサの充電電
圧を変化させ、スパイキング現象を低減する方法を特開
平６−１６９１２３に示した。

【０００７】しかし、近年、半導体露光装置の露光方式
は、スッテパ方式からスキャン方式へと移ってきている
（ＮＩＫＫＥＩ ＭＡＩＣＲＯＤＥＶＩＣＥＳ １９９
３年９月号５４〜５９ページ）。

【０００８】スキャン方式ではビームをスキャンさせな
がら露光する方式である。この方式では、加工物の同一
の箇所に所定数の光パルスをあて光パルスのエネルギの
積算値を所定の値にするように照射するという従来の方
法によって、所定の場所での露光量を高精度に制御する
のは不可能である。スキャン方式ではパルス毎にパルス
エネルギを制御してはじめて露光量を制御することがで
きる。したがって、高精度に露光量を制御するためには
パルス毎にパルスエネルギを設定し、高速に露光を行う
必要がある。

【０００９】さらに、パルスレーザ光による加工では、
加工状態を検出しながら必要なパルスエネルギを計算し
て、その計算値に基づいて高速にパルスエネルギを制御
しながら加工して、高精度な加工深さ制御を行う必要が
ある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述のごとく、従来の
光パルスエネルギの制御方式はパルスエネルギを積算す
るということで光の積算総エネルギ量のばらつきを減ら
すという制御を行う方式であったため、少ないパルス数
で必要エネルギを実現しようとする場合、ビームをスキ
ャンする場合には場所ごとの露光量を高精度に制御する
には困難があった。本発明はこの点を解決して、各パル
ス毎にパルスエネルギを設定された値に制御して高精度
に加工、露光を行うことが可能なパルスレーザのパルス
エネルギ制御装置およびその制御方法を実現することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、パルスレーザ装置の出力エネルギを制御
するパルスレーザ装置のパルスエネルギ制御装置におい
て、パルス毎に必要なパルスエネルギの値を設定するパ
ルスエネルギ設定手段と、前記パルスレーザ装置の出力
側に設けられ、出力光の透過率を可変することにより出
力光のエネルギを減光する可変減光手段と、前記パルス
レーザ装置の出力パルスエネルギの予測値を計算するパ
ルスエネルギ予測手段と、前記パルスエネルギ設定手段
の設定値と前記パルスエネルギ予測手段で計算した出力
パルスエネルギの予測値とから前記可変減光手段での透
過率を計算する透過率計算手段と、前記可変減光手段の
透過率を前記透過率計算手段の計算値と一致するよう制
御する透過率制御手段とを具備することを特徴とする。

【００１２】前記パルスエネルギ予測手段は、発振停止
期間および励起強度あるいは励起コンデンサの充電電圧
およびレーザガスの状態をパラメータとして出力パルス
エネルギの予測値を計算するパルスエネルギ予測値計算
手段を有することを特徴とする。

【００１３】また、前記パルスエネルギ予測値計算手段
は、前回およびそれ以前の回の前記パラメータを記憶す
るパラメータ記憶手段と、前記パラメータ記憶手段の記
憶内容から前記パラメータの変化傾向を推計し、それを
もとに出力パルスエネルギの予測値を計算するパルスエ
ネルギ予測値推計手段とを有することを特徴とする。

【００１４】また、前記パルスエネルギ予測値計算手段
は、所定のパルス数のパルス列を所定の回数、所定の発
振休止時間をおいて発振させるバーストモードの場合に
は、前回またはそれ以前のバーストモードでの励起強度
あるいは励起コンデンサの充電電圧に対するパルスエネ
ルギの関係を記憶し、該記憶された関係にしたがって、
出力パルスエネルギの予測値を計算することを特徴とす
る。

【００１５】さらに、パルスレーザ装置の出力エネルギ
を制御するパルスレーザ装置のパルスエネルギ制御装置
において、パルス毎に必要なパルスエネルギの値を設定
するパルスエネルギ設定手段と、前記パルスレーザ装置
の出力側に設けられ、出力光の透過率を可変することに
より出力光のエネルギを減光する可変減光手段と、前記
パルスレーザ装置の出力パルスエネルギを所定の値に制
御するパルスエネルギ制御手段と、前記パルスエネルギ
設定手段の設定値と前記パルスエネルギ制御手段が制御
した出力パルスエネルギ値とから前記可変減光手段での
透過率を計算する透過率計算手段と、前記可変減光手段
の透過率を前記透過率計算手段の計算値と一致するよう
制御する透過率制御手段とを具備することを特徴とす
る。

【００１６】前記可変減光手段の光の入力側と出力側に
それぞれ設けられたレーザパルスエネルギを検出する第
１および第２のエネルギ検出手段と、該第１および第２
のエネルギ検出手段の検出値に基づいて、前記透過率制
御手段の制御値と前記可変減光手段の透過率の関係を補
正する透過率補正手段とを具備することを特徴とする。

【００１７】前記可変減光手段は、波長選択素子の選択
波長を変更することにより可変減光を行うことを特徴と
する。

【００１８】また、前記可変減光手段は、前記波長選択
素子としてエアギャップエタロンを使用し、前記エアギ
ャップエタロンのギャップ間隔を制御するギャップ間隔
制御手段を具備することを特徴とする。

【００１９】前記ギャップ間隔制御手段は、圧電素子に
よって構成されることを特徴とする。

【００２０】また、前記可変減光手段は、前記波長選択
素子としてエアギャップエタロンを使用し、前記エアギ
ャップエタロンに用いられるミラーに反射率は３９％以
下である事を特徴とする。

【００２１】さらに、前記可変減光手段に基準光を透過
させる基準光透過手段と、前記基準光の透過出力を検出
する基準光透過出力検出手段と、前記基準光透過出力検
出手段の検出値に基づいて前記透過率制御手段の制御値
と前記可変減光手段の透過率の関係を補正する透過率補
正手段とを具備することを特徴とする。

【００２２】前記可変減光手段は、ストレスモジュレー
タと偏光板の組み合わせで構成され、前記ストレスモジ
ュレータに加える振動の振幅を制御する振幅制御手段を
具備することを特徴とする。

【００２３】パルスレーザ装置の出力エネルギを制御す
るパルスエネルギ制御方法に関して、パルス毎に必要な
パルスエネルギ値を設定し、前記パルスレーザ装置の出
力側で、出力光の透過率を可変することによりパルスエ
ネルギを減光させ、前記パルスレーザ装置の出力パルス
エネルギの予測値を計算し、設定された前記パルスエネ
ルギの設定値と計算による前記出力パルスエネルギの予
測値から前記減衰によって生じる透過率を計算し、実際
の透過率が前記計算され透過率と一致するように制御す
ることを特徴とする。

【００２４】パルスレーザ装置の出力エネルギを制御す
るパルスエネルギ制御方法において、パルス毎に必要な
パルスエネルギ値を設定し、前記パルスレーザ装置の出
力側で、出力光の透過率を可変することによりパルスエ
ネルギを減光させ、前記パルスレーザ装置の出力パルス
エネルギを所定の値に制御し、設定された前記パルスエ
ネルギの設定値と制御された前記出力パルスエネルギ値
から前記減衰によって生じる透過率を計算し、実際の透
過率が前記計算された透過率と一致するよう制御するこ
とを特徴とする。

【００２５】

【作用】本発明によれば、レーザから出力される次のパ
ルスエネルギを予測計算して、出力パルスエネルギが設
定されたパルスエネルギとなるように可変減光手段の透
過率をパルス毎に制御する。またレーザパルスの積算値
が所定のパルスエネルギとなるように、個々のパルスの
エネルギが設定されたパルスエネルギ値となるよう可変
減光手段をパルス毎に制御する。これにより高速に精度
良くパルスエネルギを制御できる。従って、スキャン露
光方式の露光装置および高精度な深さ制御の必要な加工
装置用のパルスエネルギ制御装置として最適な装置を実
現できる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明にかかるパルスレーザのパルス
エネルギ制御装置およびその制御方法を添付図面を参照
にして詳細に説明する。

【００２７】図１は本発明の一実施例のパルスレーザ装
置のブロック図である。

【００２８】図１で、パルスレーザ装置１は、例えば、
狭帯域のエキシマレーザである。狭帯域ユニット１１に
よって狭帯域化された光はレーザ管１２の中の電極から
の放電により励起増幅され、フロントミラー１３と共振
してレーザ光として出力される。検出器１５はレーザ光
出力の一部をビームスプリッタ１４から入力し、そのパ
ルスエネルギと波長を検出する。レーザコントローラ１
６は検出器１５の検出値と、設定値または指令値に基づ
いて、レーザ電源１７を制御してパルスエネルギを制御
し、また、狭帯域ユニット１１の選択波長を制御する。

【００２９】一方、パルスエネルギコントローラ５に
は、露光装置３から、次のパルスに必要なエネルギの所
望値が入力され、次に発振されるパルスのエネルギが予
測され、あるいはパルスレーザ装置１にパルスエネルギ
値を指令する。そして、その予測値または指令値にした
がって、ドライバ４を駆動してアッテネータ２の透過量
を制御する。

【００３０】このようにして、パルスレーザ装置１に発
振トリガが入力されると、パルスレーザ装置１からパル
スレーザ光が出力され、この出力光はアッテネータ２に
よって所望のパルスエネルギに減光され、露光装置３に
入力される。

【００３１】図２に、パルスエネルギコントローラ５で
のパルスエネルギ値を予測してパルスを発生させるパル
ス発生方法の一実施例のフローチャートを示す。

【００３２】先ず露光装置（あるいは加工装置）３から
パルスエネルギの目標値Ｐを入力する（ステップ１０
１）。つぎに、レーザの励起強度（あるいは励起コンデ
ンサの充電電圧）Ｖを設定する（ステップ１０２）。さ
らに、ステップ１０３で、予測されるレーザ内部のパル
スエネルギＰｉｎを計算する。

【００３３】次に、アッテネータ２の透過率α（＝Ｐ／
Ｐｉｎ）を計算する（ステップ１０４）。次に計算され
た透過率αの値が１より大きいかどうかを判定し（ステ
ップ１０５）、１より大きい場合はステップ１０６に移
行し、レーザの励起強度Ｖを所定量ΔＶだけ上昇させる
ための操作Ｖ＝Ｖ＋ΔＶを行い、ステップ１０２に戻
る。

【００３４】一方、透過率αが１以下の場合には、ステ
ップ１０７およびステップ１０８を同時に実行する。ス
テップ１０７ではレーザの励起強度をＶに設定し、ステ
ップ１０８ではアッテネータ２の透過率がαとなるよう
にドライバ４を介してアッテネータ２を制御する。さら
に、ステップ１０９ではレーザ発振の命令を待ち、発振
命令が入力されるとステップ１１０に移行してパルスレ
ーザ装置１を１パルス発振する。発振が終了すると、ス
テップ１０１に移行し、これら作業を繰り返す。

【００３５】図３（ａ）は、レーザ内部のパルスエネル
ギＰｉｎを予測する計算のサブルーチンの一実施例のフ
ローチャートで、図３（ｂ）はこの場合の発振停止時間
Ｔとパルス数ＮとパルスエネルギＰｉｎの関係を示すグ
ラフである。

【００３６】図３（ａ）では、先ず最初に、発振停止時
間Ｔ、レーザの励起強度（あるいは励起コンデンサの充
電電圧）Ｖ、バースト開始時からのパルス数Ｎ、ガスパ
ラメータＧを入力する（ステップ１００１）。ここでガ
スパラメータは、例えばハロゲンガスおよびレアガス分
圧、全圧、ガス温度等である。

【００３７】次に、これらのパラメータから予測される
パルスエネルギＰｉｎの計算を行う（ステップ１００
２）。

【００３８】図３（ｂ）では、パルス数Ｎ、ガスパラメ
ータＧが一定で発振停止時間Ｔが変化した場合のパルス
エネルギＰｉｎの変化パターンが示されている。図で発
振停止時間はＴ３＞Ｔ２＞Ｔ１なる関係にある。一般
に、発振停止時間が長くなるとバースト開始時のパルス
エネルギが高くなる。

【００３９】また、この図には示されていないが、レー
ザの励起強度（あるいは励起コンデンサの充電電圧）Ｖ
を高くすると、バーストの中間であってもパルスに対し
て連続発振とは異なる現象が発生する。また、例えばＫ
ｒガス分圧が高くなると、バースト開始時のパルスエネ
ルギＰｉｎが高くなる。

【００４０】これらのパラメータを関数とした計算式あ
るいはテーブルを記憶しておくことで、パルスエネルギ
コントローラ５は各条件でのパルスエネルギＰｉｎを容
易に求めることが出来る。

【００４１】さらに、この様なパラメータに関する計算
式あるいはテーブルを種々のレーザに対して用意してお
けば、種々のレーザの発振モードに対しても正確にレー
ザ内部のパルスエネルギＰｉｎを計算することができ
る。

【００４２】図４に、パルスエネルギコントローラ５で
パルスエネルギ値を予測してパルスを発生させるパルス
発生方法の他の実施例のフローチャートを示す。

【００４３】このフローチャートが図２のフローチャー
トと異なる点は、ステップ１１０でパルスレーザを１パ
ルス発振させた後で、今回の発振条件をバーストパター
ンとして記憶するステップ１１１が新たに付け加えられ
た点である。このように、前回又はそれ以前のバースト
パターンを記憶しておき、過去のデータの推移にしたが
って今回のパルスエネルギを予測する。これによりレー
ザ内部のパルスエネルギＰｉｎをさらに精度良く予測で
きる。

【００４４】図５（ａ）にレーザ内部のパルスエネルギ
Ｐｉｎの予測計算のサブルーチンの一実施例を、図５
（ｂ）に今回の条件におけるバーストパターンを記憶す
るサブルーチンの一実施例を示した。

【００４５】図５（ａ）では、最初に発振停止時間Ｔ、
レーザの励起強度（あるいは励起コンデンサの充電電
圧）Ｖ、バースト開始時からのパルス数Ｎの読み込みを
行う（ステップ２００１）。この例では図３（ａ）とは
異なり、必ずしも考慮する必要のないガスパラメータＧ
は省略した。

【００４６】次にステップ２００２では、各パラメータ
Ｔ、Ｖ、Ｎに対し、同一あるいは同等の条件での前回又
はそれ以前に出力されたパルスのレーザ内部のパルスエ
ネルギＰｉｎｐを読み出し、レーザ内部のパルスエネル
ギＰｉｎの予測値としてこの値を用い、Ｐｉｎ＝Ｐｉｎ
ｐとする。

【００４７】一方、図５（ｂ）では、同様に最初に発振
停止時間Ｔ、レーザの励起強度（あるいは励起コンデン
サの充電電圧）Ｖ、バースト開始時からのパルス数Ｎの
読み込みを行い（ステップ２０１１）、次に、レーザ内
部で実際に出力されたパルスエネルギＰｉｎの値をこれ
らの条件と組み合わせて記憶する（ステップ２０１
２）。

【００４８】図６に、レーザ内部のパルスエネルギの目
標値Ｐが設定された場合のパルス発生方法の一実施例の
フローチャートを示す。

【００４９】この例では、最初に目標パルスエネルギ値
Ｐを読み込む（ステップ２０１）。次にこの目標パルス
エネルギ値Ｐに対するレーザ内部のパルスエネルギＰｉ
ｎ０とアッテネータ２の透過率αを決定する（ステップ
２０２）。そうして、ステップ２０３とステップ２０４
を平行して実行する。ステップ２０３では、レーザ内部
のパルスエネルギＰｉｎがＰｉｎ０となるようにレーザ
の励起強度（あるいは励起コンデンサの充電電圧）Ｖ等
を制御する。ステップ２０４では、透過率αとなるよう
にアッテネータを制御する。これらの処理が終了した
後、ステップ２０５に移り、レーザ発振命令の入力され
るのを待ち、発振命令が入力されるとステップ２０６に
移行してパルスレーザ装置１を１パルス発振する。発振
が終了すると、ステップ２０１に移行し、これら作業を
繰り返す。この例では、ステップ２０３とステップ２０
４を平行に実行したが、これに限定すること無く、レー
ザ発振命令が入力される前に両ステップを実行すればよ
い。

【００５０】図７に、レーザ内部のパルスエネルギＰｉ
ｎ０とアッテネータ２の透過率αを決定するためのサブ
ルーチンの例を示す。

【００５１】図７では、最初、レーザ内部のパルスエネ
ルギの目標値Ｐｉｎ０を前回の目標値Ｐｌｏｃｋに設定
しＰｉｎ０＝Ｐｌｏｃｋとする（ステップ３００１）。
続いて露光装置、加工機などから要求された光エネルギ
値をＰとしてアッテネータの透過率α（＝Ｐ／Ｐｉｎ
０）を計算する（ステップ３００２）。求めたアッテネ
ータの透過率αが１よりも大きいかどうかを判定し（ス
テップ３００３）、１より大きい場合はステップ３００
４に移行し、レーザ内部のパルスエネルギの目標値Ｐｉ
ｎ０を所定量ΔＰだけ上昇させる操作Ｐｉｎ０＝Ｐｉｎ
０＋ΔＰを行い、ステップ３００２に戻る。

【００５２】一方、求めたアッテネータの透過率αが１
よりも大きくない条件α≦１が成立すると、このルーチ
ンを終了する（ステップ３００３）。このようにするこ
とによって、レーザ内部のパルスエネルギが低く設定さ
れている場合にも対応できる。

【００５３】次に、図８に、本発明の第２の実施例のシ
ステムを示す。

【００５４】図８に示すシステムが図１に示したシステ
ムと異なる点は、アッテネータ２と露光装置３との間
に、アッテネータ２から出されたパルスエネルギを検出
するためのビームスピリッタ６とパルスエネルギ検出回
路７と、シャッタ８を設けた点である。パルスエネルギ
検出回路７の出力はパルスエネルギコントローラ５に入
力される。これによってアッテネータ２の透過率αの確
認および補正が可能になる。

【００５５】図９に、図８に示す本発明の第２の実施例
のシステムの動作フローチャートの一例を示す。

【００５６】このフローチャートが図６に示したフロー
チャート例と異なる点はステップ３０７以降のフローチ
ャートである。レーザ発振（ステップ３０６）の後、ス
テップ３０７に移行し、ここでレーザ内部のパルスエネ
ルギＰｉｎとレーザ出力パルスエネルギＰｏｕｔとが読
み込まれる。次にステップ３０８へと進み、ここではレ
ーザ出力パルスエネルギＰｏｕｔと設定パルスエネルギ
Ｐの差の絶対値が所定の値ｋよりも小さい場合にはステ
ップ３１０に移行し、所定の値ｋよりも大きい場合には
ステップ３０９に進んで外部装置に異常を知らしてから
ステップ３１０に移行する。

【００５７】ステップ３１０では、実際の透過率αｒを
αｒ＝Ｐｏｕｔ／Ｐｉｎから計算し、ステップ３１１に
進んで透過率αｒからアッテネータ等化率の補正を行
い、ステップ３０１に戻る。

【００５８】図１０に、図８に示す本発明の第２の実施
例のシステムの動作フローチャートの他の例を示す。

【００５９】この例が、図９のフローチャート例と異な
る点は、ステップ４０１以降の処理である。ステップ４
０１ではアッテネータ２に設定した透過率αと、実際の
透過率αｒ（＝Ｐｏｕｔ／Ｐｉｎ）との差が所定値ｈよ
りも小さかった場合はそのままステップ３０１に戻り、
所定値ｈよりも大きかった場合はアッテネータ２が異常
と判断して、外部装置に異常を知らせ（ステップ４０
２）、アッテネータ較正ルーチン（ステップ４０３）に
入り、アッテネータ２の較正を行い、その後ステップ３
０１に戻る。

【００６０】図１１に、図１０のステップ４０３で行わ
れるアッテネータ較正の動作サブルーチンの一例を示
す。

【００６１】このサブルーチンに入ると先ず、図８に示
したシャッタ８を閉じる（ステップ４００１）。次にレ
ーザ１の励起強度（あるいは励起コンデンサの充電電
圧）Ｖあるいはレーザ内部のパルスエネルギＰｉｎが一
定となる条件でレーザ１を発振させる（ステップ４００
２）。次にステップ４００３に移行し、出力されるレー
ザ１のパルスエネルギＰｏｕｔが最大になるようにアッ
テネータ２を制御する。次にステップ４００４でＰｏｕ
ｔ最大時のアッテネータ２の制御値ｄｍと透過率αｍを
記憶する。

【００６２】次にステップ４００５でアッテネータの制
御値ｄを若干変化させ、ｄ＝ｄｍ＋Δｄとし、ステップ
４００６でこのアッテネータ２の制御値ｄに対する透過
率α（ｄ）を求めて記憶する。次にステップ４００７で
透過率が最小になったかどうかを判定し、最小でない場
合はステップ４００５に戻る。透過率が最小になったと
判定されると、ステップ４００８に移行する。

【００６３】ステップ４００８では、アッテネータ２の
制御値ｄと透過率αの関係を表すテーブルまたは近似式
を修正する。そうしてステップ４００９でシャッタ８を
開いてこのルーチンを終了する。このような一連の処理
により、アッテネータ２の制御値ｄと透過率αの関係を
高精度に補正することができる。

【００６４】図１２に、図９のステップ３１１で行われ
る実際の透過率αｒからの補正値計算のサブルーチンの
一例を示す。

【００６５】このルーチンでは、まず最初に、現在のア
ッテネータ２の制御値ｄと実際の透過率αｒを読み込む
（ステップ４０１１）。次に、ステップ４０１２に移行
し、アッテネータ２の制御値ｄをｄ０に置き換える（ｄ
＝ｄ０）。さらに、ステップ４０１３でαｒ＝ｆ（ｄ
０）が成立するような関数ｆを計算するか、ステップ４
０１４で関数ｆを表すテーブルを書き換えて、終了す
る。

【００６６】これは、例えば関数ｆがα＝ｋｄ＋ｂで表
される１次関数であったとすると、補正によりα＝ｋｄ
−αｒ−（ｋｄ０）となる。このような補正をパルス毎
に行うことにより、常に高精度のエネルギの調節が可能
になる。アッテネータ２の制御値ｄと透過率αの関係は
設置環境の変化、劣化、入力エネルギ値等によって変化
するので、このような補正がことに重要である。

【００６７】図１３に、必要とするパルスエネルギを計
算して、そのパルスエネルギを出力するように動作する
場合のパルス発生方法の一実施例のフローチャートを示
す。

【００６８】先ず、ステップ５０１は必要とするパルス
エネルギＰを計算するサブルーチンで、ここでＰを計算
する。次にこのＰに従って、レーザ内部の目標パルスエ
ネルギＰｉｎ０とアッテネータ２の透過率αを決定する
（ステップ５０２）。次に、ステップ５０３とステップ
５０４を同時に行う。ステップ５０３では、レーザ内部
のパルスエネルギが目標パルスエネルギＰｉｎ０になる
ように励起強度Ｖを制御する。ステップ５０４では、透
過率αとなるようにアッテネータ２を制御する。

【００６９】次に、レーザ１の発振の命令が入力された
かどうかを判定する（ステップ５０５）。発振命令が入
力されると、ステップ５０６に移行し、レーザ１が１パ
ルス発振される。次に出力パルスエネルギＰｏｕｔを読
み込み、記憶する（ステップ５０７）。その後ステップ
５０１に戻る。

【００７０】図１４に、必要なパルスエネルギを計算す
る計算サブルーチンを示す。

【００７１】このサブルーチンでは、先ず、移動積算露
光量Ｑ、移動積算パルス数Ｎ、前回の発振からＮ回前ま
での各パルスエネルギＰ_ｈ−Ｎ、Ｐ_{ｈ−Ｎ＋１}、……Ｐ
_{ｈ− ２}、Ｐ_ｈ−１を読み込む（ステップ５００１）。更
に、次のステップ５００２で、これらのパラメータから
必要とするパルスエネルギを計算する。

【００７２】ここで移動積算露光量Ｑについて説明す
る。

【００７３】ある時点での移動積算露光量Ｑはその時点
までの一定時間内におけるパルスエネルギＰ_ｋの総和の
光エネルギ量で表される。すなわち、 Ｑ＝Σ_{ｋ＝ｈ−Ｎ} ^ｈ−１Ｐ_ｋ で計算される。

【００７４】今までの光エネルギ量に対して今度のパル
スでどの位のパルスエネルギＰ_ｈを与えれば所望の目標
移動積算露光量Ｑ_ｔになるかは、 Ｐ_ｈ＝Ｑ_ｔ−Σ_{ｋ＝ｈ−Ｎ} ^ｈ−１Ｐ_ｋ で計算する。Ｐ_ｈの値を正確に所望の値とするためには
１パルス発振毎の正確な制御が必要となる。

【００７５】実際の制御は、 Ｐ_ｈ＋１＝Ｑ_ｔ−Σ_{ｋ＝ｈ−Ｎ＋１} ^ｈＰ_ｋ Ｐ_ｈ＋２＝Ｑ_ｔ−Σ_{ｋ＝ｈ−Ｎ＋２} ^ｈ＋１Ｐ_ｋ ……………… Ｐ_ｈ＋ｉ＝Ｑ_ｔ−Σ_{ｋ＝ｈ−Ｎ＋ｉ} ^{ｈ＋ｉ−１}Ｐ_ｋ ｉ＝２、３、４、５、…… という制御であってｉの値が変わっていく。これを移動
積算露光量Ｑと呼ぶことにする。

【００７６】このように移動積算を行って必要とするパ
ルスエネルギを計算する理由は、露光方式がマスクある
いはマスクとウエハを移動させながら露光するスキャン
方式の場合の露光光量を計算するためである。移動積算
パルス数Ｎはウエハ上のある一点に着目したときの露光
パルス数に対応する。

【００７７】ここで述べたように、必要とするパルスエ
ネルギーをパルス毎に計算して制御し、出力することに
よってスキャン方式の場合でも高精度に露光量を制御す
ることができる。

【００７８】以上、ここまでに述べた例ではアッテネー
タ２の種類については言及しなかった。

【００７９】使用できるアッテネータ２の種類として
は、ポッケルセル素子、勾配を持つ反射率を有する誘電
体多層膜または金属多層膜のフィルタ、入射角度の違い
によって反射率が異なる誘電体多層膜をコートしたある
いはノーコートの基板からなる素子、所定の開口数のメ
ッシュが施された基板、所定の吸収率をもつ基板などが
使用できる。

【００８０】しかし、エキシマレーザのような高エネル
ギ紫外光用の、パルス毎に透過率が変化できる高速のア
ッテネータはほとんど存在しない。エキシマレーザのよ
うな高エネルギ紫外光用の高速のアッテネータの例とし
ては、波長選択素子であるエタロンか、あるいはグレー
ティングやプリズムなどの角度分散素子等がある。ま
た、ストレスモジュレータと偏光板を組み合わせても、
高速なアッテネータを作成できる。エキシマレーザのよ
うな高エネルギ紫外光には合成石英またはＣａＦ２など
が偏光板として使用できる。

【００８１】図２４にストレスモジュレータと偏光板を
組み合わせ従来のアッテネータの構成を示す。図ではス
トレスモジュレータとして、基板５２にピエゾ素子５１
をコーティングしたものを用い、所定の直流電圧と交流
波形を発振器５４を介して加え、ストレスモジュレータ
を共振させて大きく歪ませて偏光方向を変える。狭帯域
エキシマレーザは、レーザ１の共振器内に偏光素子が内
蔵されていて、水平方向に直線偏光されている。この水
平方向に直線偏光された狭帯域エキシマレーザの出力光
はストレスモジュレータを通過することにより、偏光方
向が変化する。従ってストレスモジュレータを出たレー
ザ光は偏光板を通る際に減光され、その後露光装置３に
入力される。

【００８２】このアッテネータは印加する直流電圧と交
流波形の大きさを変えることによって、透過率を可変に
することができる。

【００８３】図１５にそって、波長選択素子によって構
成するアッテネータの原理を説明する。

【００８４】図１５（ａ）のように、波長選択素子の選
択スペクトル中央波長と、レーザの発振波長とが一致し
た場合には、透過率は最大値となる。波長選択素子の選
択波長（中央波長）をレーザの発振波長から少しシフト
させると、図１５（ｂ）のように透過率を図１５（ａ）
の場合の８０％程度にすることができ、さらにシフトさ
せると図１５（ｃ）のように透過率を５０％程度に低下
さすことができる。このように波長選択素子を用いたア
ッテネータは、選択波長を変化させることで透過率を変
化させることができる。

【００８５】図１６は、波長選択素子として、透過型回
折格子、反射型回折格子およびプリズムを使用した場合
の構成例を示す。

【００８６】図１６（ａ）は透過型回折格子２０を透過
してきた１次光をスリット２１によって選択して取り出
している。

【００８７】図１６（ｂ）は反射型回折格子２２による
回折光をスリット２３によって選択して取り出してい
る。

【００８８】図１６（ｃ）はプリズム２４の屈折率の分
散を利用した場合の例で、プリズム２４の透過光をスリ
ット２５によって選択して取り出している。

【００８９】これらの例での選択波長は回折格子または
プリズムの設置角を変更することによって実現できる。
また、高速に角度変更を行う場合には、ピエゾ素子を用
いると良い。

【００９０】図１７は、波長選択素子としてエタロンを
使用した場合の例を示す。

【００９１】図１７（ａ）は、反射膜（紫外光の場合は
誘電体多層膜３１）をコーティングした２枚の基板をピ
エゾ素子（ＰＺＴ）３０を解して張り合わせた場合を示
している。ピエゾ素子（ＰＺＴ）３０にドライバ３２を
介して高電圧を印加することにより、基板反射膜３１間
のギャップ間隔を変更し、選択波長をシフトすることが
できる。

【００９２】この例ではピエゾ素子（ＰＺＴ）３０をエ
タロンのスペーサとして用いたが、各基板反射膜をホル
ダ上に配置して対向させ、反射膜とホルダ間にピエゾ素
子（ＰＺＴ）を設けても良い。

【００９３】これらの場合、ピエゾ素子（ＰＺＴ）の印
加電圧を制御するだけで非常に高速にエタロンのギャッ
プ間隔を変更を変化させることができるので、容易に透
過率をパルス毎に変更することができる。

【００９４】図１７（ｂ）は、固定ギャップ間隔のエタ
ロンを角度制御が可能なホルダ３５上に設置した場合の
例である。パルスモータ３３を用いてエタロンの角度を
変化させることによって、透過率を変化させることがで
きる。

【００９５】図１７（ｃ）は、固定ギャップ間隔のエタ
ロンをウィンド付きエタロンチャンバに配置した例であ
る。透過率はチャンバエアギャップ内の気体圧力を電空
レギュレータ等の圧力調整器４１で制御することによっ
て変化させることができる。

【００９６】図１７（ｄ）は、固定ギャップ間隔のエタ
ロンをホルダ３６上に設置し、エタロンの基板をプッシ
ャー３４で押してギャップ間隔を変化させて選択波長を
シフトさせ透過率を変化させる。プッシャー３４にはピ
エゾ素子（ＰＺＴ）やリニアアクチュエータを使用する
ことで実現できる。

【００９７】一般に、エタロンは繰返し反射干渉によっ
て、波長を選択するものである。この動作を図１８に添
って説明する。図中、Ａｉは基板Ｇ２でエタロン内部に
入射される光、Ｂｉは基板Ｇ１でエタロン内部に反射さ
れる光、Ｔｉはエタロンから入射光の前方に出力される
光、Ｒｉはエタロンから入射光の後方に反射される光で
エタロンの動作の基本式は式（１）で表される。

【００９８】 ｍλ＝２ｎｄｃｏｓθ （１） 但し、ｍは次数、λは波長、ｎはギャップ間の屈折率、
ｄはミラー間隔、θはエタロンへの光線の入射角であ
る。

【００９９】図１８での透過光を無限に積算すると式
（２）が得られる。

【０１００】 Ｉ（Ｑ）＝［１＋｛（２ｆ／π）ｓｉｎ（ε／２）｝² ］^-1 （２） ただし、ｆ＝π√Ｒ／（１−Ｒ）、ε＝２ｋｄｃｏｓ
θ、ｋ＝２π／λでｆはフィネス、Ｒはミラーの反射率
である。

【０１０１】図１９は、式（２）から求めた繰返し反射
干渉における透過強度を示す。

【０１０２】反射率Ｒが高くなるに連れて、透過率Ｉ
（Ｑ）の最小値は低くなって行く。また、εが２πの整
数倍のとき、透過率Ｉ（Ｑ）は１になり、エタロンの選
択波長の中心となる。この選択波長と選択波長との間の
差を、フリースペクトラルレンジ（ＦＳＲ）という。

【０１０３】次に、エタロンをアッテネータに使用した
時の透過率の例を図２７の表を使って説明する。図２７
の表ではエタロンの反射率Ｒを変化させた場合の最少透
過率（％）とパルスエネルギの調整範囲（％）の計算結
果を示した。この計算にあたり、ε＝πとした。

【０１０４】この表の計算結果から、ミラーの反射率Ｒ
が３９％あれば十分に広くパルスエネルギの調整が可能
になる。一般に、エタロンを用いてレーザスペクトルの
狭帯域化を行う場合およびスペクトルの測定を行う場合
は、フィネスｆを高くするためにミラーの反射率Ｒを９
０％以上とする必要がある。エタロンのミラーの反射率
Ｒが高くなると、反射膜の吸収率（紫外光の場合は膜に
よる吸収が無視できない）が小さくても、繰返し反射の
回数が非常に増加するため、選択波長での透過率は１０
０％にはならず、大きく低下する。

【０１０５】図２０に、エタロンをＫｒＦエキシマレー
ザのアッテネータとして使用した場合の透過率Ｉ（Ｑ）
と反射率Ｒの関係を示す。

【０１０６】エタロンの最大透過率Ｔｍａｘは式３で表
される。

【０１０７】 Ｔｍａｘ＝｛１−Ａ／（１−Ｒ）｝² （３） ただしＡは吸収率。

【０１０８】図２０は反射膜の吸収率Ａが２および３％
の場合のグラフである。図から分かるように、反射率９
０％以上では最大透過率が５０％程度となる。逆に反射
率３９％以下では最大等化率が９０％以上になるので非
常に損失は少なくなる。

【０１０９】アッテネータとして使用する場合はエタロ
ンの透過スペクトル形状を問題としないので反射率Ｒは
３９％以下で充分である。

【０１１０】反射率Ｒが高くなると繰返し反射の回数が
増加し、膜による吸収が増え、温度上昇による選択波長
のドリフトが大きくなり、膜の耐久性がなくなり寿命が
短くなる。反射率Ｒが３９％以下であれば膜での吸収は
小さく選択波長のドリフトはほとんどなくなる。そして
エタロンの耐久性、寿命は飛躍的に向上する。

【０１１１】またエタロンの透過率を最大から最小にす
るためのエタロンのギャップの変化量はλ／４である。
例えば波長λ＝２４８ｎｍとすると、透過率を最大から
最小にするギャップの変化量は６２ｎｍである。このよ
うな小さい変化量はピエゾ素子を使用することにより容
易に実現できるものであり、ピエゾ素子の応答性は数十
ｎｍ／μｍ程度であるので、数ｋＨｚの繰返し数のエキ
シマレーザのアッテネータとして、高速にこのギャップ
間隔を変化させて十分に対応できる。

【０１１２】図２１に、エタロンをアッテネータとして
使用し、そのギャップ間隔を変更するのにピエゾ素子を
使用した場合に、透過率がαとなるようアッテネータを
制御するサブルーチン例を示す。

【０１１３】まず最初に透過率αからそれを実現するピ
エゾ素子の変位量Δｄを計算する（ステップ６００
１）。次に、この変位量Δｄからピエゾ素子に印加する
電圧Ｖｐ（＝βΔｄ）を計算する（ステップ６００
２）。次に、ステップ６００３に移行し、ピエゾ素子の
ドライバに印加電圧Ｖｐのデータを送り電圧を掛けて終
了する。

【０１１４】図２２に、アッテネータに基準光を入射透
過させて、基準光を検出する場合の構成図を示す。この
ように、アッテネータに基準光を入射透過させた後、こ
の光を検出することにより、アッテネータのドリフトを
補正する事ができる。このようにすることで、レーザが
発振しなくても、アッテネータの透過率を常に較正でき
るので、非常に高精度なパルスエネルギの制御が可能に
なる。

【０１１５】図２３（ａ）は、アッテネータに基準光を
透過させて透過率を検出する場合のフローチャートの例
を示す。

【０１１６】このフローチャートでは、まず、アッテネ
ータを透過してきた基準光を検出する（ステップ７００
１）。次に、基準光の検出値に基づいてアッテネータの
制御値の補正量ｄc を計算し（ステップ７００２）、終
了する。

【０１１７】このルーチンは、例えば図２では、ステッ
プ１０８より前であればどのステップで行っても良い
し、また、他のステップと並列に行っても良い。

【０１１８】この例の具体例としては、例えば基準光に
ＫｒＦエキシマレーザの波長２４８ｎｍに近い波長の低
圧水銀ランプの２５３．７ｎｍの発光を利用できる。基
準光検出器では透過してきた基準光の光強度、位置、干
渉縞等を検出して用いる。基準光は波長が安定した光で
あれば、ランプの発光線でもレーザ光でも差支えない。

【０１１９】図２３（ｂ）に基準光を使用した場合に透
過率がαとなるようにアッテネータを制御する操作のフ
ローチャートの例を示す。

【０１２０】まず、最初に透過率αから制御値ｄを計算
する（ステップ７０１１）。次に制御値の置き換え（ｄ
＝ｄ＋ｄc ）を行う（ステップ７０１２）。次にステッ
プ７０１３に進み、アッテネータ制御値ｄをドライバに
出力して終了する。

【０１２１】図２４に、この場合の装置構成図を示す。
ストレスモジュレータは基板にピエゾ素子をコーティン
グして所定の直流電圧と周波数オシレータ出力を印加
し、共振させることによって、大きく歪ませて偏光方向
を変えることができる。例えば、狭帯域エキシマレーザ
はレーザの共振器内に偏光素子が内蔵されていて、水平
方向に直線偏光されている。この狭帯域エキシマレーザ
から出力される光はストレスモジュレータを通過するこ
とによって偏光方向が変化する。この偏光方向が変化さ
せられたストレスモジュレータから出力される光は偏光
板を通ることにより減光され、その後露光装置に入力さ
れる。このようなストレスモジュレータを用いたアッテ
ネータは、印加電圧を変化させることによって、高速に
透過率を変化させる事ができる。

【０１２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、 １、レーザから出力される次のパルスエネルギを予測計
算して、出力パルスエネルギが設定されたパルスエネル
ギとなるように可変減光手段の透過率をパルス毎に制御
する。これにより高速に精度良くパルスエネルギを制御
できる。

【０１２３】２、レーザパルスの積算値が所定のパルス
エネルギとなるように、個々のパルスのエネルギが設定
されたパルスエネルギ値となるよう可変減光手段をパル
ス毎に制御する。これによってレーザパルスの積算値を
高速に精度良く制御できる。

【０１２４】３、常にアッテネータの透過率を監視して
いる。このため、可変減光手段にドリフトが発生しても
自己補正することができ、長期間高精度にパルスエネル
ギを制御できる。また、設定された透過率と実際の透過
率を比較することにより、可変減光手段の異常も検出で
きる。

【０１２５】４、可変減光手段として波長選択素子を使
用し、選択波長を変化させることによって減光を行って
いる。これにより、パルス毎に可変減光手段の透過率を
変化させパルスエネルギを変化することが容易にでき
る。さらに、波長選択素子としてエタロンを使用し、エ
タロンのミラー間のギャップ間隔をピエゾ素子で駆動さ
せることにより、非常に高速に透過率を変更できる。

【０１２６】５、アッテネータに基準光を入射させて透
過率を検出しているため、レーザが発振していなくても
アッテネータの透過率の補正が可能なため高精度にパル
スエネルギを制御できる。

【０１２７】以上のように、本発明の装置では、パルス
レーザ装置のパルスエネルギを高速高精度に制御できる
ので、スキャン露光方式の露光装置および高精度な深さ
制御の必要な加工装置用のパルスエネルギ制御装置とし
て最適な装置となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のパルスエネルギ制御装置の
構成図。

【図２】図１の実施例での動作フローチャートの一例。

【図３】パルス定数からパルスエネルギを計算するフロ
ーチャートと発振停止時間の影響を示す図。

【図４】図１の実施例でのパルスエネルギを予測して光
パルスを発生させるフローチャートの他の例。

【図５】レーザ内部パルスエネルギを予測するフローチ
ャートとパルス条件を記憶するフローチャート。

【図６】パルスエネルギの目標値が設定された場合の光
パルスを発生させるフローチャート。

【図７】レーザ内部パルスエネルギとアッテネータの透
過率を決定するフローチャート。

【図８】本発明の他の実施例のパルスエネルギ制御装置
の構成図。

【図９】図２の実施例での動作フローチャートの一例。

【図１０】図２の実施例での動作フローチャートの他の
例。

【図１１】アッテネータ較正ルーチンのフローチャー
ト。

【図１２】透過率の補正ルーチンのフローチャート。

【図１３】パルスエネルギを計算しそのパルスエネルギ
のパルスを出力するフローチャート。

【図１４】必要なパルスエネルギを計算する計算サブル
ーチンのフローチャート。

【図１５】波長選択素子によるアッテネータの原理説明
図。

【図１６】波長選択素子によるアッテネータの構成図。

【図１７】波長選択素子としてエタロンを使用した場合
のアッテネータの構成図。

【図１８】エタロンによる波長選択動作の説明図。

【図１９】繰返し反射干渉における透過強度のグラフ。

【図２０】反射膜の吸収率が２％および３％の最大透過
率のグラフ。

【図２１】エタロンをアッテネータとして使用し透過率
を制御するサブルーチンのフローチャート。

【図２２】アッテネータに基準光を入射透過させて透過
率を較正する場合の本発明の一実施例の構成図。

【図２３】基準光を用いてアッテネータ透過率を較正す
る場合のフローチャート。

【図２４】ストレスモジュレータと偏光板を組み合わせ
従来のアッテネータの構成図。

【図２５】従来のパルスエネルギ制御装置の構成図。

【図２６】パルスレーザ装置のパルス発生状況を示す説
明図。

【図２７】エタロンの反射率を変化させた場合の最少透
過率とパルスエネルギの調整範囲を示す表。

【符号の説明】

１ パルスレーザ装置 ２ アッテネータ ３ 露光装置 ４ ドライバ ５ パルスエネルギコントローラ ６ ビームスピリッタ ７ パルスエネルギ検出装置 ８ シャッタ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年８月２３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のパルスエネルギ制御装置の
構成図。

【図２】図１の実施例での動作フローチャートの一例。

【図３】パルス定数からパルスエネルギを計算するフロ
ーチャートと発振停止時間の影響を示す図。

【図４】図１の実施例でのパルスエネルギを予測して光
パルスを発生させるフローチャートの他の例。

【図５】レーザ内部パルスエネルギを予測するフローチ
ャートとパルス条件を記憶するフローチャート。

【図６】パルスエネルギの目標値が設定された場合の光
パルスを発生させるフローチャート。

【図７】レーザ内部パルスエネルギとアッテネータの透
過率を決定するフローチャート。

【図８】本発明の他の実施例のパルスエネルギ制御装置
の構成図。

【図９】図２の実施例での動作フローチャートの一例。

【図１０】図２の実施例での動作フローチャートの他の
例。

【図１１】アッテネータ較正ルーチンのフローチャー
ト。

【図１２】透過率の補正ルーチンのフローチャート。

【図１３】パルスエネルギを計算しそのパルスエネルギ
のパルスを出力するフローチャート。

【図１４】必要なパルスエネルギを計算する計算サブル
ーチンのフローチャート。

【図１５】波長選択素子によるアッテネータの原理説明
図。

【図１６】波長選択素子によるアッテネータの構成図。

【図１７】波長選択素子としてエタロンを使用した場合
のアッテネータの構成図。

【図１８】エタロンによる波長選択動作の説明図。

【図１９】繰返し反射干渉における透過強度のグラフ。

【図２０】反射膜の吸収率が２％および３％の最大透過
率のグラフ。

【図２１】エタロンをアッテネータとして使用し透過率
を制御するサブルーチンのフローチャート。

【図２２】アッテネータに基準光を入射透過させて透過
率を較正する場合の本発明の一実施例の構成図。

【図２３】基準光を用いてアッテネータ透過率を較正す
る場合のフローチャート。

【図２４】ストレスモジュレータと偏光板を組み合わせ
従来のアッテネータの構成図。

【図２５】従来のパルスエネルギ制御装置の構成図。

【図２６】パルスレーザ装置のパルス発生状況を示す説
明図。

【図２７】エタロンの反射率を変化させた場合の最少透
過率とパルスエネルギの調整範囲を示す図表。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５１５Ｃ Ｈ０１Ｓ 3/223 Ｅ

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パルスレーザ装置の出力エネルギを制御
   するパルスレーザ装置のパルスエネルギ制御装置におい
   て、 パルス毎に必要なパルスエネルギの値を設定するパルス
   エネルギ設定手段と、 前記パルスレーザ装置の出力側に設けられ、出力光の透
   過率を可変することにより出力光のエネルギを減光する
   可変減光手段と、 前記パルスレーザ装置の出力パルスエネルギの予測値を
   計算するパルスエネルギ予測手段と、 前記パルスエネルギ設定手段の設定値と前記パルスエネ
   ルギ予測手段で計算した出力パルスエネルギの予測値と
   から前記可変減光手段での透過率を計算する透過率計算
   手段と、 前記可変減光手段の透過率を前記透過率計算手段の計算
   値と一致するよう制御する透過率制御手段とを具備する
   ことを特徴とするパルスレーザ装置のパルスエネルギ制
   御装置。
2. 【請求項２】 前記パルスエネルギ予測手段は、 発振停止期間または励起強度または励起コンデンサの充
   電電圧またはレーザガスの状態をパラメータとして出力
   パルスエネルギの予測値を計算するパルスエネルギ予測
   値計算手段を有することを特徴とする請求項１記載のパ
   ルスレーザ装置のパルスエネルギ制御装置。
3. 【請求項３】 前記パルスエネルギ予測値計算手段は、 前回およびそれ以前の回の前記パラメータとパルスエネ
   ルギの関係を記憶する記憶手段と、 前記記憶手段の記憶内容から出力パルスエネルギの予測
   値を計算するパルスエネルギ予測値推計手段とを有する
   ことを特徴とする請求項１記載のパルスレーザ装置のパ
   ルスエネルギ制御装置。
4. 【請求項４】 前記パルスエネルギ予測値計算手段は、 所定のパルス数のパルス列を所定の回数、所定の発振休
   止時間をおいて発振させるバーストモードの場合には、
   前回またはそれ以前のバーストモードでの励起強度ある
   いは励起コンデンサの充電電圧に対するパルスエネルギ
   の関係を記憶し、該記憶された関係にしたがって、出力
   パルスエネルギの予測値を計算することを特徴とする請
   求項３記載のパルスレーザ装置のパルスエネルギ制御装
   置。
5. 【請求項５】 パルスレーザ装置の出力エネルギを制御
   するパルスレーザ装置のパルスエネルギ制御装置におい
   て、 パルス毎に必要なパルスエネルギの値を設定するパルス
   エネルギ設定手段と、 前記パルスレーザ装置の出力側に設けられ、出力光の透
   過率を可変することにより出力光のエネルギを減光する
   可変減光手段と、 前記パルスレーザ装置の出力パルスエネルギを所定の値
   に制御するパルスエネルギ制御手段と、 前記パルスエネルギ設定手段の設定値と前記パルスエネ
   ルギ制御手段が制御した出力パルスエネルギ値とから前
   記可変減光手段での透過率を計算する透過率計算手段
   と、 前記可変減光手段の透過率を前記透過率計算手段の計算
   値と一致するよう制御する透過率制御手段とを具備する
   ことを特徴とするパルスレーザ装置のパルスエネルギ制
   御装置。
6. 【請求項６】 前記可変減光手段の光の入力側と出力側
   にそれぞれ設けられたレーザパルスエネルギを検出する
   第１および第２のエネルギ検出手段と、 該第１および第２のエネルギ検出手段の検出値に基づい
   て、前記透過率制御手段の制御値と前記可変減光手段の
   透過率の関係を補正する透過率補正手段とを具備するこ
   とを特徴とする請求項１または請求項５記載のパルスレ
   ーザ装置のパルスエネルギ制御装置。
7. 【請求項７】 前記可変減光手段は、 波長選択素子の選択波長を変更することにより可変減光
   を行うことを特徴とする請求項１または請求項５記載の
   パルスレーザ装置のパルスエネルギ制御装置。
8. 【請求項８】 前記可変減光手段は、 前記波長選択素子としてエアギャップエタロンを使用
   し、前記エアギャップエタロンのギャップ間隔を制御す
   るギャップ間隔制御手段を具備することを特徴とする請
   求項７記載のパルスレーザ装置のパルスエネルギ制御装
   置。
9. 【請求項９】 前記ギャップ間隔制御手段は、 圧電素子によって構成されることを特徴とする請求項８
   記載のパルスレーザ装置のパルスエネルギ制御装置。
10. 【請求項１０】 前記可変減光手段は、 前記波長選択素子としてエアギャップエタロンを使用
    し、前記エアギャップエタロンに用いられるミラーに反
    射率は３９％以下である事を特徴とする請求項７記載の
    パルスレーザ装置のパルスエネルギ制御装置。
11. 【請求項１１】 前記可変減光手段に基準光を透過させ
    る基準光透過手段と、 前記基準光の透過出力を検出する基準光透過出力検出手
    段と、 前記基準光透過出力検出手段の検出値に基づいて前記透
    過率制御手段の制御値と前記可変減光手段の透過率の関
    係を補正する透過率補正手段とを具備することを特徴と
    する請求項１または請求項５記載のパルスレーザ装置の
    パルスエネルギ制御装置。
12. 【請求項１２】 前記可変減光手段は、 ストレスモジュレータと偏光板の組み合わせで構成さ
    れ、前記ストレスモジュレータに加える振動の振幅を制
    御する振幅制御手段を具備することを特徴とする請求項
    １または請求項５記載のパルスレーザ装置のパルスエネ
    ルギ制御装置。
13. 【請求項１３】 パルスレーザ装置の出力エネルギを制
    御するパルスエネルギ制御方法において、 パルス毎に必要なパルスエネルギ値を設定し、 前記パルスレーザ装置の出力側で、出力光の透過率を可
    変することによりパルスエネルギを減光させ、 前記パルスレーザ装置の出力パルスエネルギの予測値を
    計算し、 設定された前記パルスエネルギの設定値と計算による前
    記出力パルスエネルギの予測値から前記減衰によって生
    じる透過率を計算し、 実際の透過率が前記計算され透過率と一致するように制
    御することを特徴とするパルスレーザ装置のパルスエネ
    ルギ制御方法。
14. 【請求項１４】 パルスレーザ装置の出力エネルギを制
    御するパルスエネルギ制御方法において、 パルス毎に必要なパルスエネルギ値を設定し、 前記パルスレーザ装置の出力側で、出力光の透過率を可
    変することによりパルスエネルギを減光させ、 前記パルスレーザ装置の出力パルスエネルギを所定の値
    に制御し、 設定された前記パルスエネルギの設定値と制御された前
    記出力パルスエネルギ値から前記減衰によって生じる透
    過率を計算し、 実際の透過率が前記計算された透過率と一致するよう制
    御することを特徴とするパルスレーザ装置のパルスエネ
    ルギ制御方法。