JPH0997951A - Excimer laser apparatus - Google Patents

Excimer laser apparatus

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JPH0997951A
JPH0997951A JP28910595A JP28910595A JPH0997951A JP H0997951 A JPH0997951 A JP H0997951A JP 28910595 A JP28910595 A JP 28910595A JP 28910595 A JP28910595 A JP 28910595A JP H0997951 A JPH0997951 A JP H0997951A
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JP
Japan
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halogen gas
voltage value
charging voltage
laser oscillation
laser
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Application number
JP28910595A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akira Senrin
暁 千林
Shinichi Ideno
慎一 出野
Tamotsu Kawakita
有 川北
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Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an excimer laser apparatus in which the injection interval of halogen gas is expanded, in which the cause of the instability of a laser oscillation is reduced and in which the contamination of an optical system can be discriminated. SOLUTION: In an excimer laser apparatus, the laser output of a laser oscillation container 2 is detected 4, the charging voltage of a high-voltage power supply 10 is controlled 14 so as to obtain a constant laser output, and halogen gas 7 is injected into the laser oscillation container when the charging voltage reaches a predetermined set voltage value by a comparison circuit 17. In the excimer laser apparatus, a second set voltage value which is smaller than the predetermined set voltage value is set, and the injection of the halogen gas is finished when the inversion transition of the charging voltage does no exceed the second set voltage value by comparison circuits 20, 21 in the injection of the halogen gas. In addition, the excimer laser apparatus is provided with the injection control part, of the halogen gas, which finishes the injection of the halogen gas when the inversion transition of the charging voltage exceeds the second set voltage value.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、エキシマレーザ装
置に関し、特に長時間運転におけるハロゲンガス供給に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an excimer laser device, and more particularly to halogen gas supply during long-term operation.

【0002】[0002]

【従来の技術】エキシマレーザ装置は、レーザ発振容器
内に希ガス(Ar,Kr,Xeなど)とハロゲンガス
(F2,HClなど)の混合ガスを封じ込め、その混合
ガス中で放電を行って前記混合ガスを励起して紫外域の
パルスレーザ(エキシマレーザ)を発振する装置で、エ
キシマレーザ装置から発振されるエキシマレーザ光の発
振波長は、希ガスとして使う成分とハロゲンガスとして
使う成分との組合わせによって異なったものになる。
2. Description of the Related Art In an excimer laser device, a mixed gas of a rare gas (Ar, Kr, Xe, etc.) and a halogen gas (F2, HCl, etc.) is enclosed in a laser oscillation container, and discharge is performed in the mixed gas. This is a device that excites a mixed gas to oscillate a pulse laser (excimer laser) in the ultraviolet region. The oscillation wavelength of the excimer laser light emitted from the excimer laser device is a combination of a component used as a rare gas and a component used as a halogen gas. It will be different depending on the combination.

【0003】ところで、ハロゲンガスは反応性が極めて
高いため、エキシマレーザ装置の運転中にレーザ発振容
器内の放電用の電極金属等と反応して不純物であるハロ
ゲン化合物が生成される。そして、このようにして生成
されたハロゲン化合物は、発振したレーザ光を吸収した
り、あるいはレーザ発振容器内の光学系に付着して光学
系を汚損したり、また、ハロゲンそのものの減少を引き
起こす。その結果、レーザ発振容器から出力されるエキ
シマレーザ光の出力を徐々に低下させ、封じ切りレーザ
としての寿命を短命化するという不都合を招く。
By the way, since halogen gas has extremely high reactivity, it reacts with an electrode metal for discharge in the laser oscillation container during operation of the excimer laser device to generate a halogen compound as an impurity. The halogen compound thus generated absorbs the oscillated laser light, adheres to the optical system in the laser oscillation container to stain the optical system, and causes a decrease in halogen itself. As a result, the output of the excimer laser light output from the laser oscillation container is gradually reduced, and the life of the shut-off laser is shortened.

【0004】そこで、このような不都合の発生を防止す
るための対策として、従来より、エキシマレーザ装置自
体に、予め、ガス精製手段や、ハロゲンガス供給手段を
装備しておくことが行われている。前記ガス精製手段
は、例えば、冷却トラップ等の不純ガストラップ装置、
フィルタ等の集塵装置からなるもので、レーザ発振容器
内の混合ガスをこの不純ガストラップ装置や集塵装置に
循環させてレーザ発振容器内の混合ガス中の不純物濃度
を低減させ、ハロゲン化合物等の不純物によるレーザ光
の吸収を低下させると同時に、光学系の汚染を低下させ
るものである。
Therefore, as a measure for preventing the occurrence of such an inconvenience, conventionally, the excimer laser device itself is equipped with a gas purifying means and a halogen gas supplying means in advance. . The gas purification means is, for example, an impure gas trap device such as a cooling trap,
It consists of a dust collector such as a filter, and the mixed gas in the laser oscillation container is circulated to this impure gas trap device or dust collector to reduce the concentration of impurities in the mixed gas in the laser oscillation container, halogen compounds, etc. In addition to reducing the absorption of laser light by the impurities, the contamination of the optical system is reduced.

【0005】また、ハロゲンガス供給手段は、開閉バル
ブ付きのハロゲンガスボンベで、レーザ発振容器内のハ
ロゲンガス濃度が低下した場合に、開閉バルブを操作し
て、一定量のハロゲンガスをレーザ発振容器内に供給
し、ハロゲン化合物の生成によってレーザ発振容器内に
おけるハロゲンガス濃度が低下する分、適時、ハロゲン
ガスを前記レーザ発振容器に補給して、ハロゲンガス濃
度の低下に起因する不都合の発生を防止するものであ
る。
Further, the halogen gas supply means is a halogen gas cylinder with an opening / closing valve, and when the halogen gas concentration in the laser oscillating container is lowered, the opening / closing valve is operated to supply a fixed amount of halogen gas in the laser oscillating container. The halogen gas concentration in the laser oscillation container decreases due to the generation of the halogen compound, and accordingly, the halogen gas is replenished to the laser oscillation container at an appropriate time to prevent the occurrence of inconvenience caused by the decrease in the halogen gas concentration. It is a thing.

【0006】この場合、レーザ発振容器内のハロゲンガ
ス濃度の低下の検出は、レーザ発振容器から出力される
レーザ光の出力を検出することにより行い、レーザ光の
出力が低下した時点で一定量のハロゲンガスをレーザ発
振容器内に注入する、いわゆるハロゲンガスインジェク
ションにより対応されている。
In this case, the decrease in the halogen gas concentration in the laser oscillation container is detected by detecting the output of the laser light output from the laser oscillation container, and when the output of the laser light is reduced, a fixed amount is detected. This is supported by so-called halogen gas injection, in which a halogen gas is injected into the laser oscillation container.

【0007】また、レーザ出力一定での長時間連続運転
では、レーザ出力変動に応じてレーザ発振容器内の放電
用の電極に印加する高電圧電源の充電電圧を変動してレ
ーザ出力一定の制御を行うが、この場合、その充電電圧
がハロゲンガス減少により出力が低下するために充電電
圧を上昇させる。その上昇が予め定めた所定値を越えた
時点で一定量のハロゲンガスをレーザ発振容器内に注入
し、再び充電電圧を低下させて運転を続行するようにさ
れている。
Further, in a long-time continuous operation with a constant laser output, the charging voltage of the high voltage power source applied to the discharge electrode in the laser oscillation container is changed according to the fluctuation of the laser output to control the constant laser output. In this case, the charging voltage is raised because the charging voltage decreases the output due to the decrease in halogen gas. When the rise exceeds a predetermined value, a certain amount of halogen gas is injected into the laser oscillation container, the charging voltage is lowered again, and the operation is continued.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述のよう
に、充電電圧値が所定値を越えた時点で一定量のハロゲ
ンガスをレーザ発振容器内に注入するという方式では、
ハロゲンガスの最適量を注入できないために、ハロゲン
ガスの注入の間隔が短くなる。そのためレーザ発振容器
内のハロゲン濃度が過度的に不均一になる機会が多く発
生し、レーザ発振を不安定にし、また、運転を止めてハ
ロゲンガスの供給を行う場合にはその都度ダウンタイム
が生じ効率的でなくなる。更に、レーザ容器内には数気
圧のハロゲンガスを含むレーザガスが充填されてあり、
このような状態で頻繁にバルブを開閉してハロゲンガス
注入を行うには、安全に対する対策も複雑となる。
However, as described above, in the method of injecting a certain amount of halogen gas into the laser oscillation container when the charging voltage value exceeds a predetermined value,
Since the optimum amount of halogen gas cannot be injected, the interval of halogen gas injection becomes short. Therefore, there are many occasions when the halogen concentration in the laser oscillation container becomes excessively non-uniform, which makes laser oscillation unstable, and downtime occurs each time the operation is stopped and halogen gas is supplied. Becomes less efficient. In addition, the laser container is filled with laser gas containing halogen gas at several atmospheres,
In order to inject the halogen gas by frequently opening and closing the valve in such a state, safety measures become complicated.

【0009】また、レーザ出力の低下には他の要因もあ
り(大部分は光学系の汚れと考えられる)前述の方式に
おいては、このことに対する考慮がなされていない。つ
まり他の要因でレーザ出力が低下している場合にも同様
に供給を行うことになり、その結果出力は向上しないこ
とが考えられる。
Further, there is another factor in the reduction of the laser output (mostly considered to be contamination of the optical system), but the above-mentioned method does not take this into consideration. That is, when the laser output is reduced due to other factors, the laser light is similarly supplied, and as a result, the output may not be improved.

【0010】本発明は、上記の実情に鑑みなされたもの
で、ハロゲンガスの最適量を供給でき、ハロゲンガスの
注入間隔を伸長してレーザ発振の不安定化の要因を少な
くするとともに、光学系の汚れの判別を可能にしたエキ
シマレーザ装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above situation, and can supply an optimum amount of halogen gas, extend the injection interval of halogen gas to reduce the factor of destabilizing laser oscillation, and at the same time, to provide an optical system. It is an object of the present invention to provide an excimer laser device capable of discriminating the dirt of the.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、放
電電極を備えハロゲンガスを含む混合ガス中で放電を行
うことによりエキシマレーザ光を形成するレーザ発振容
器と、前記放電電極に印加する高電圧電源と、前記レー
ザ発振容器の出力を検出するレーザ光検出回路と、前記
レーザ発振容器にハロゲンガスを供給するハロゲンガス
供給手段とを有し、前記レーザ光検出回路の検出出力に
応じて前記高電圧電源の充電電圧を制御するとともに、
前記充電電圧が予め定めた第1の設定電圧値に達したと
き、前記ハロゲンガス供給手段を作動して前記レーザ発
振容器にハロゲンガスを注入するエキシマレーザ装置に
おいて、前記第1の設定電圧値よりも小さい第2の設定
電圧値を予め設定し、ハロゲンガスの注入時、前記充電
電圧の反転推移が前記第2の設定電圧値を越えないと
き、前記ハロゲンガスの注入を終了し、前記充電電圧の
反転推移が前記第2の設定電圧値を越えたとき、前記充
電電圧が前記第2の設定電圧値を越えたときに前記ハロ
ゲンガスの注入を終了するハロゲンガス注入制御部を備
えたことを特徴とするエキシマレーザ装置とすることに
より達成される。
The above object of the present invention is to apply a laser oscillation container having a discharge electrode for forming excimer laser light by performing discharge in a mixed gas containing a halogen gas, and to the discharge electrode. A high-voltage power supply, a laser light detection circuit for detecting the output of the laser oscillation container, and a halogen gas supply means for supplying a halogen gas to the laser oscillation container, according to the detection output of the laser light detection circuit While controlling the charging voltage of the high voltage power supply,
In the excimer laser device which operates the halogen gas supply means and injects halogen gas into the laser oscillation container when the charging voltage reaches a predetermined first set voltage value, Is set in advance, and when the inversion transition of the charging voltage does not exceed the second setting voltage value when the halogen gas is injected, the injection of the halogen gas is terminated and the charging voltage is changed. A halogen gas injection control unit that terminates the injection of the halogen gas when the charging voltage exceeds the second set voltage value when the inversion transition of the above exceeds the second set voltage value. This is achieved by using a characteristic excimer laser device.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】レーザ発振容器の出力レーザを検
出して高電圧電源の充電電圧を制御し、一定のレーザ出
力を得るようにしたエキシマレーザ装置は、充電電圧と
ハロゲンガス濃度との関係が、図2の曲線Aに示すよう
に、ハロゲンガス濃度が最適値であるとき充電電圧が最
小となる略放物線状の特性を備えている。本発明はこの
特性を利用し、ハロゲンガス濃度が最適値よりも減少し
てハロゲンガスの注入を必要とするときの充電電圧を第
1の電圧設定値Vaとし、この第1の電圧設定値Vaを
a(0、9〜0、99の定数)倍した第2の電圧設定値
aVaを設定する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An excimer laser device which detects an output laser of a laser oscillation container and controls a charging voltage of a high-voltage power source to obtain a constant laser output has a relationship between a charging voltage and a halogen gas concentration. However, as shown by the curve A in FIG. 2, it has a substantially parabolic characteristic in which the charging voltage becomes minimum when the halogen gas concentration is the optimum value. The present invention utilizes this characteristic, and sets the charging voltage when the halogen gas concentration is lower than the optimum value and the halogen gas needs to be injected, as the first voltage setting value Va. Is set to a (a constant of 0, 9 to 0, 99) and a second voltage setting value aVa is set.

【0013】そして、充電電圧が第1の電圧設定値Va
を越えハロゲンガスの注入を開始したときから、充電電
圧を監視し、充電電圧の反転推移、すなわち充電電圧の
下降から上昇への反転時点が、第2の電圧設定値aVa
を越えているか否かを判別する。反転時点が、第2の電
圧設定値aVaを越えないとき(図2の点線曲線B)、
レーザ発振容器の汚染による低下とし、ハロゲンガスの
注入を終了し、エキシマレーザ装置の運転を停止する。
反転時点が、第2の電圧設定値aVaを越えたとき(図
2の曲線A)、ハロゲンガス濃度の低下とし、充電電圧
が第2の電圧設定値aVaに達する(図2の点Y)まで
ハロゲンガスの注入を続行し、エキシマレーザ装置の運
転はそのまま継続する。
The charging voltage is the first voltage set value Va.
The charging voltage is monitored from the time when the injection of the halogen gas is exceeded, and the reversal transition of the charging voltage, that is, the reversal time point from the decrease to the increase of the charge voltage is the second voltage setting value aVa.
It is determined whether or not it exceeds. When the reversal time does not exceed the second voltage setting value aVa (dotted line curve B in FIG. 2),
It is assumed that the laser oscillation container is deteriorated due to contamination, the injection of halogen gas is completed, and the operation of the excimer laser device is stopped.
When the reversal time exceeds the second voltage set value aVa (curve A in FIG. 2), the halogen gas concentration is decreased until the charging voltage reaches the second voltage set value aVa (point Y in FIG. 2). The injection of halogen gas is continued and the excimer laser device continues to operate.

【0014】[0014]

【実施例】図1は本発明の実施例のエキシマレーザ装置
のブロック図で、この実施例のエキシマレーザ装置1
は、希ガスとハロゲンガスの混合ガス中で放電を行って
励起することによりレーザ発振を行うレーザ発振容器2
と、このレーザ発振容器2内の放電用の電極9に高電圧
を印加する高電圧電源10と、レーザ発振容器2から出
力されるエキシマレーザ光3の光路に配置したスプリッ
トミラー12と、このスプリットミラー12を介してレ
ーザ光3の一部を受光してレーザ発振容器2の出力を検
出するレーザ光出力検出回路4と、レーザ発振容器2内
の混合ガス中の不純物の除去を行うガス精製手段6と、
レーザ発振容器2内にハロゲンガスを注入するハロゲン
ガス供給手段7と、レーザ光出力検出回路4からの検出
信号を入力し、高電圧電源10、ガス精製手段6および
ハロゲンガス供給手段7などの動作を制御する制御部1
1が備えられている。
1 is a block diagram of an excimer laser device according to an embodiment of the present invention. The excimer laser device 1 according to this embodiment is shown in FIG.
Is a laser oscillation container 2 that performs laser oscillation by discharging and exciting in a mixed gas of a rare gas and a halogen gas.
A high voltage power supply 10 for applying a high voltage to the discharge electrode 9 in the laser oscillation container 2, a split mirror 12 arranged in the optical path of the excimer laser light 3 output from the laser oscillation container 2, and the split. A laser light output detection circuit 4 that receives a part of the laser light 3 through the mirror 12 and detects the output of the laser oscillation container 2, and a gas purification unit that removes impurities in the mixed gas in the laser oscillation container 2. 6 and
The halogen gas supply means 7 for injecting a halogen gas into the laser oscillation container 2 and the detection signal from the laser light output detection circuit 4 are input to operate the high-voltage power supply 10, the gas purification means 6, the halogen gas supply means 7, and the like. Control unit 1 for controlling
1 is provided.

【0015】ガス精製手段6は、例えば、冷却トラップ
等の不純ガストラップ装置、フィルタ等の集塵装置およ
びレーザ発振容器2内の混合ガスを不純ガストラップ装
置や集塵装置に循環させるガス循環装置等からなり、レ
ーザ発振容器2内の混合ガスを適時不純ガストラップ装
置や集塵装置に循環させてレーザ発振容器2内の混合ガ
ス中の不純物濃度を低減させ、ハロゲン化合物等の不純
物によるレーザ光の吸収を低下させると同時に、光学系
の汚染を低下させる。ハロゲンガス供給手段7は、開閉
バルブ付きのハロゲンガスボンベで、開閉バルブの開閉
操作によりレーザ発振容器2へハロゲンガスを供給す
る。
The gas purification means 6 is, for example, an impure gas trap device such as a cooling trap, a dust collector such as a filter, and a gas circulation device for circulating the mixed gas in the laser oscillation container 2 to the impure gas trap device and the dust collector. Etc., the mixed gas in the laser oscillation container 2 is circulated to an impure gas trap device or a dust collector at appropriate times to reduce the concentration of impurities in the mixed gas in the laser oscillation container 2 and to emit laser light by impurities such as halogen compounds. Of the optical system, and at the same time, reduces the contamination of the optical system. The halogen gas supply means 7 is a halogen gas cylinder with an opening / closing valve, and supplies the halogen gas to the laser oscillation container 2 by opening / closing the opening / closing valve.

【0016】図2は、レーザー定出力下におけるハロゲ
ンガス濃度と充電電圧との関係を示す図で、曲線Aで示
されるように、ハロゲンガス濃度と充電電圧との関係は
ハロゲンガス濃度が0.1〜0.2%の範囲にある最適
値のときに充電電圧が最小となり、ハロゲンガス濃度が
最適値よりも濃度が低下したり、増加するにしたがい充
電電圧が高くなる下に凸の略放物線状となる。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the halogen gas concentration and the charging voltage under a constant laser output. As shown by the curve A, the relationship between the halogen gas concentration and the charging voltage is that the halogen gas concentration is 0. The charging voltage becomes the minimum when the optimum value is in the range of 1 to 0.2%, and the charging voltage becomes higher as the halogen gas concentration becomes lower or higher than the optimum value. Become a state.

【0017】この実施例では、制御部11に高電圧電源
10の充電電圧を設定制御する充電電圧設定回路14を
設け、レーザ光検出回路4の検出値の減少に応じて高電
圧電源10の充電電圧を高く設定し、レーザ発振容器2
から出力されるレーザ光3を一定に維持するようにされ
ている。
In this embodiment, the control section 11 is provided with a charging voltage setting circuit 14 for setting and controlling the charging voltage of the high voltage power source 10, and the high voltage power source 10 is charged according to the decrease in the detection value of the laser light detecting circuit 4. The voltage is set high and the laser oscillation container 2
The laser light 3 output from the device is kept constant.

【0018】また、制御部11に、ハロゲンガス供給手
段7の開閉バルブを操作してレーザ発振容器2にハロゲ
ンガスを注入するハロゲンガス注入制御部15を設け、
レーザ発振容器2内のハロゲンガス量(濃度)が低下し
たとき、レーザ発振容器2にハロゲンガスを注入してレ
ーザ発振容器2内のハロゲンガス量(濃度)を最適値状
態に維持するようにされている。
Further, the control unit 11 is provided with a halogen gas injection control unit 15 for operating the open / close valve of the halogen gas supply means 7 to inject the halogen gas into the laser oscillation container 2.
When the halogen gas amount (concentration) in the laser oscillation container 2 decreases, the halogen gas is injected into the laser oscillation container 2 to maintain the halogen gas amount (concentration) in the laser oscillation container 2 at an optimum value state. ing.

【0019】そのために、ハロゲンガス注入制御部15
は、図3にそのブロック回路で示すように、充電電圧設
定回路14の設定した充電電圧値Vxと予め定めた第1
の設定電圧値Va(ハロゲンガス注入開始電圧値、図2
のVa)とを比較する第1の比較回路17を備え、充電
電圧設定回路14の設定した充電電圧値Vxを第1の設
定電圧値Vaと比較し、充電電圧値Vxが第1の設定電
圧値Vaを越えるとハロゲンガス供給手段7の開閉バル
ブ(ハロゲンガスバルブ)を開操作し、レーザ発振容器
2へ一定流量1〜100torr/minのハロゲンガ
ス注入を開始する。
Therefore, the halogen gas injection controller 15
Is the charging voltage value Vx set by the charging voltage setting circuit 14 and a predetermined first value as shown in the block circuit of FIG.
Set voltage value Va (a halogen gas injection start voltage value, FIG.
Va) of the first comparison circuit 17 for comparing the charging voltage value Vx set by the charging voltage setting circuit 14 with the first setting voltage value Va, and the charging voltage value Vx is the first setting voltage. When the value Va is exceeded, the opening / closing valve (halogen gas valve) of the halogen gas supply means 7 is opened to start injecting the halogen gas into the laser oscillation container 2 at a constant flow rate of 1 to 100 torr / min.

【0020】また、ハロゲンガス注入制御部15は、充
電電圧値Vxが第1の設定電圧値Vaを越えた時点から
充電電圧値Vxを一定時間毎に検出する充電電圧モニタ
回路18、充電電圧モニタ回路18で検出された充電電
圧値Vxを記憶するメモリ回路19、充電電圧モニタ回
路18の検出した時点の充電電圧値Vnとメモリ回路1
9に保存されている直前の充電電圧値Vn−1とを比較
する第2の比較回路20、充電電圧モニタ回路18の検
出した時点の充電電圧値Vnと第1の設定電圧値Vaを
a(0、9〜0、99の定数、この実施例では0、95
とされている)倍した第2の設定電圧値(図2のaV
a)とを比較する第3の比較回路21とを備えている。
Further, the halogen gas injection control unit 15 detects the charging voltage value Vx at regular intervals from the time when the charging voltage value Vx exceeds the first set voltage value Va, and the charging voltage monitor circuit 18 and the charging voltage monitor. The memory circuit 19 that stores the charging voltage value Vx detected by the circuit 18, the charging voltage value Vn at the time of detection by the charging voltage monitor circuit 18, and the memory circuit 1
The charging voltage value Vn and the first set voltage value Va detected at the second comparison circuit 20 and the charging voltage monitor circuit 18 for comparing the immediately preceding charging voltage value Vn-1 stored in 9 with a ( A constant from 0, 9 to 0, 99, 0, 95 in this example.
2) the second set voltage value (aV in FIG. 2)
and a third comparison circuit 21 for comparing with a).

【0021】このように構成されたハロゲンガス注入制
御部15は、図4に示すように動作する。すなわち、レ
ーザ発振容器2へのハロゲンガス注入を開始する(ステ
ップ101)と、充電電圧設定回路14の設定する充電
電圧値Vxを充電電圧モニタ回路18で一定時間毎に検
出し、その時の検出電圧値Vnをメモリ回路19に保存
する(ステップ103)。そして、メモリ回路19から
前回検出した検出電圧値Vn−1を読出し(ステップ1
04)、今回検出した検出電圧値Vnと前回の検出電圧
値Vn−1とを第2の比較回路20で比較する(ステッ
プ105)。
The halogen gas injection controller 15 constructed as described above operates as shown in FIG. That is, when the halogen gas injection into the laser oscillation container 2 is started (step 101), the charging voltage value Vx set by the charging voltage setting circuit 14 is detected by the charging voltage monitor circuit 18 at regular intervals, and the detected voltage at that time is detected. The value Vn is stored in the memory circuit 19 (step 103). Then, the previously detected detection voltage value Vn-1 is read from the memory circuit 19 (step 1
04), the detected voltage value Vn detected this time and the detected voltage value Vn-1 of the previous time are compared by the second comparison circuit 20 (step 105).

【0022】このステップ105の比較で、今回検出し
た検出電圧値Vnが前回検出した検出電圧値Vn−1よ
りも小さいときは、ハロゲンガス注入はそのまま継続
し、ステップ103に戻り、今回検出した検出電圧値V
nが前回検出した検出電圧値Vn−1よりも大きいとき
は、ハロゲンガス供給手段7のハロゲンガスバルブを閉
操作し、レーザ発振容器2へのハロゲンガス注入を停止
し(ステップ106)、第3の比較回路21で今回検出
した検出電圧値Vnと第2の設定電圧値aVaとを比較
する(ステップ107)。
When the detected voltage value Vn detected this time is smaller than the detected voltage value Vn-1 detected last time in the comparison of this step 105, the halogen gas injection is continued as it is, and the process returns to step 103 to detect the detection detected this time. Voltage value V
When n is larger than the previously detected detection voltage value Vn−1, the halogen gas valve of the halogen gas supply means 7 is closed to stop the injection of the halogen gas into the laser oscillation container 2 (step 106), and the third The comparison circuit 21 compares the detected voltage value Vn detected this time with the second set voltage value aVa (step 107).

【0023】このステップ107の比較で、今回検出し
た検出電圧値Vnが第2の設定電圧値aVaよりも小さ
いときは、ハロゲンガスバルブを開操作し、レーザ発振
容器2へ一定流量1〜100torr/minのハロゲ
ンガス注入を開始し(ステップ108)、充電電圧設定
回路14の設定する充電電圧値Vxを充電電圧モニタ回
路18で一定時間毎に検出し(ステップ109)、その
時の検出電圧値Vnと第2の設定電圧値aVaとを第3
の比較回路で比較する(ステップ110)。
When the detected voltage value Vn detected this time is smaller than the second set voltage value aVa in the comparison of step 107, the halogen gas valve is opened to feed the laser oscillation container 2 at a constant flow rate of 1 to 100 torr / min. Of the halogen gas is started (step 108), the charging voltage value Vx set by the charging voltage setting circuit 14 is detected by the charging voltage monitor circuit 18 at regular intervals (step 109), and the detected voltage value Vn at that time and the The second set voltage value aVa
The comparison circuit is compared (step 110).

【0024】このステップ110の比較で、今回検出し
た検出電圧値Vnが第2の設定電圧値aVaよりも小さ
いときは、ハロゲンガス注入はそのまま継続し、ステッ
プ109へ戻り、今回検出した検出電圧値Vnが第2の
設定電圧値aVaよりも大きいときは、ハロゲンガスバ
ルブを閉操作し、レーザ発振容器2へのハロゲンガス注
入を終了する(ステップ111)。この場合レーザ装置
の運転は続行される。このステップ109および110
の繰り返しは、レーザ発振容器2へ注入するハロゲンガ
ス量を図2の点Yに示すように多く注入することにな
る。これによって、ハロゲンガスの注入間隔を伸長して
レーザ発振の不安定化が防止される。
When the detected voltage value Vn detected this time is smaller than the second set voltage value aVa in the comparison of step 110, the halogen gas injection is continued as it is, and the process returns to step 109 to detect the detected voltage value this time. When Vn is larger than the second set voltage value aVa, the halogen gas valve is closed to terminate the halogen gas injection into the laser oscillation container 2 (step 111). In this case, the operation of the laser device is continued. This step 109 and 110
By repeating the above procedure, a large amount of halogen gas is injected into the laser oscillation container 2 as indicated by a point Y in FIG. As a result, the halogen gas injection interval is extended to prevent destabilization of laser oscillation.

【0025】ステップ107の比較で、今回検出した検
出電圧値Vnが第2の設定電圧値aVaよりも大きいと
きは、ハロゲンガスバルブを閉操作し、レーザ発振容器
2へのハロゲンガス注入を終了する(ステップ11
2)。この場合、図2の点線で示す曲線Bの状態、すな
わち充電電圧設定回路14の設定する充電電圧値Vxの
上昇は、ハロゲンガス濃度の減少に基づくものでなくレ
ーザ発振容器2の窓板の汚れに起因する。したがって、
この場合には、レーザ装置の運転は停止され、レーザ発
振容器2のクリーニング警告が行われる。
In the comparison of step 107, when the detected voltage value Vn detected this time is larger than the second set voltage value aVa, the halogen gas valve is closed to complete the injection of the halogen gas into the laser oscillation container 2 ( Step 11
2). In this case, the state of the curve B shown by the dotted line in FIG. 2, that is, the increase of the charging voltage value Vx set by the charging voltage setting circuit 14 is not based on the decrease of the halogen gas concentration, but the window plate of the laser oscillation container 2 becomes dirty. caused by. Therefore,
In this case, the operation of the laser device is stopped and a warning for cleaning the laser oscillation container 2 is given.

【0026】図3および図4で示されたハロゲンガス注
入制御部15の実施例では、レーザ発振容器2へ一定流
量でハロゲンガスを注入しているが、1〜10torr
の一定量を注入するようにすることもできる、その場合
のハロゲンガス注入制御部の実施例の動作を図5に示し
て説明する。なお、ハロゲンガス注入制御部のブロック
回路は、図3で示すものと同様であるので省略する。
In the embodiment of the halogen gas injection controller 15 shown in FIGS. 3 and 4, the halogen gas is injected into the laser oscillation container 2 at a constant flow rate, but it is 1 to 10 torr.
The operation of the embodiment of the halogen gas injection control unit in that case, which can also be configured to inject a fixed amount, will be described with reference to FIG. The block circuit of the halogen gas injection control unit is the same as that shown in FIG.

【0027】図5に示す実施例では、第1の比較回路1
7で充電電圧設定回路14の設定した充電電圧値Vxと
第1の設定電圧値Vaと比較し、充電電圧値Vxが第1
の設定電圧値Vaを越えるとハロゲンガス供給手段7の
開閉バルブ(ハロゲンガスバルブ)を開操作し、レーザ
発振容器2へ1〜10torrの一定量のハロゲンガス
を注入し(ステップ201、202)、一定量の注入後
ハロゲンガスバルブを閉操作する(ステップ203)。
In the embodiment shown in FIG. 5, the first comparison circuit 1
In step 7, the charging voltage value Vx set by the charging voltage setting circuit 14 is compared with the first setting voltage value Va, and the charging voltage value Vx becomes the first value.
When the set voltage value Va is exceeded, the opening / closing valve (halogen gas valve) of the halogen gas supply means 7 is opened to inject a fixed amount of 1 to 10 torr of the halogen gas into the laser oscillation container 2 (steps 201, 202) and constant. After injecting the amount, the halogen gas valve is closed (step 203).

【0028】そして、充電電圧設定回路14の設定する
充電電圧値Vxを充電電圧モニタ回路18で検出し、そ
の時の検出電圧値Vnをメモリ回路19に保存し(ステ
ップ204)、メモリ回路19から前回検出した検出電
圧値Vn−1を読出し(ステップ205)、今回検出し
た検出電圧値Vnと前回の検出電圧値Vn−1とを第2
の比較回路20で比較する(ステップ206)。
Then, the charging voltage value Vx set by the charging voltage setting circuit 14 is detected by the charging voltage monitor circuit 18, and the detected voltage value Vn at that time is stored in the memory circuit 19 (step 204). The detected voltage value Vn-1 detected is read (step 205), and the detected voltage value Vn detected this time and the detected voltage value Vn-1 of the previous time are secondly read.
The comparison circuit 20 makes a comparison (step 206).

【0029】このステップ206の比較で、今回検出し
た検出電圧値Vnが前回検出した検出電圧値Vn−1よ
りも小さいときは、ステップ202に戻り一定量のハロ
ゲンガスを注入する。今回検出した検出電圧値Vnが前
回検出した検出電圧値Vn−1よりも大きいときは、第
3の比較回路21で今回検出した検出電圧値Vnと第2
の設定電圧値aVaとを比較する(ステップ207)。
In the comparison in step 206, when the detected voltage value Vn detected this time is smaller than the detected voltage value Vn-1 detected last time, the process returns to step 202 and a fixed amount of halogen gas is injected. When the detected voltage value Vn detected this time is larger than the detected voltage value Vn−1 detected last time, the detected voltage value Vn detected this time by the third comparison circuit 21 and the second
The set voltage value aVa of the above is compared (step 207).

【0030】このステップ207の比較で、今回検出し
た検出電圧値Vnが第2の設定電圧値aVaよりも小さ
いときは、ハロゲンガスバルブを開操作し、レーザ発振
容器2へ一定量のハロゲンガスを注入し(ステップ20
8)、一定量の注入後ハロゲンガスバルブを閉操作する
(ステップ209)。そして、充電電圧設定回路14の
設定する充電電圧値Vxを充電電圧モニタ回路18で検
出し(ステップ210)、その時の検出電圧値Vnと第
2の設定電圧値aVaとを第3の比較回路で比較する
(ステップ211)。
When the detected voltage value Vn detected this time is smaller than the second set voltage value aVa in this comparison of step 207, the halogen gas valve is opened to inject a fixed amount of halogen gas into the laser oscillation container 2. (Step 20
8) After the injection of a fixed amount, the halogen gas valve is closed (step 209). Then, the charging voltage value Vx set by the charging voltage setting circuit 14 is detected by the charging voltage monitor circuit 18 (step 210), and the detected voltage value Vn at that time and the second set voltage value aVa are detected by the third comparison circuit. The comparison is made (step 211).

【0031】このステップ211の比較で、今回検出し
た検出電圧値Vnが第2の設定電圧値aVaよりも小さ
いときは、ステップ208へ戻りレーザ発振容器2へ一
定量のハロゲンガスを注入し、今回検出した検出電圧値
Vnが第2の設定電圧値aVaよりも大きいときは、レ
ーザ発振容器2へのハロゲンガス注入を終了する(ステ
ップ212)。この場合レーザ装置の運転は続行され
る。このステップ208および211の繰り返しは、前
述の実施例と同様にレーザ発振容器2へ注入するハロゲ
ンガス量を図2の点Yに示すように多く注入することに
なる。これによって、ハロゲンガスの注入間隔を伸長し
てレーザ発振の不安定化が防止される。
If the detected voltage value Vn detected this time is smaller than the second set voltage value aVa in this comparison of step 211, the process returns to step 208 to inject a fixed amount of halogen gas into the laser oscillation container 2, and this time. When the detected detection voltage value Vn is larger than the second set voltage value aVa, the halogen gas injection into the laser oscillation container 2 is terminated (step 212). In this case, the operation of the laser device is continued. Repeating these steps 208 and 211 results in a large amount of halogen gas to be injected into the laser oscillation container 2 as indicated by point Y in FIG. As a result, the halogen gas injection interval is extended to prevent destabilization of laser oscillation.

【0032】ステップ207の比較で、今回検出した検
出電圧値Vnが第2の設定電圧値aVaよりも大きいと
きは、レーザ発振容器2へのハロゲンガス注入を終了す
る(ステップ213)。この場合、図2の点線で示す曲
線Bの状態、すなわち充電電圧設定回路14の設定する
充電電圧値Vxの上昇は、ハロゲンガス濃度の減少に基
づくものでなくレーザ発振容器2の窓板の汚れに起因す
る。したがって、この場合には、レーザ装置の運転は停
止され、レーザ発振容器2のクリーニング警告が行われ
る。
When the detected voltage value Vn detected this time is larger than the second set voltage value aVa in the comparison of step 207, the halogen gas injection into the laser oscillation container 2 is terminated (step 213). In this case, the state of the curve B shown by the dotted line in FIG. 2, that is, the increase of the charging voltage value Vx set by the charging voltage setting circuit 14 is not based on the decrease of the halogen gas concentration, but the window plate of the laser oscillation container 2 becomes dirty. caused by. Therefore, in this case, the operation of the laser device is stopped, and a warning for cleaning the laser oscillation container 2 is issued.

【0033】以上詳述したように、本発明に係るハロゲ
ンガス注入制御は、レーザ発振容器2へのハロゲンガス
の注入を図りつつ、高電圧電源の充電電圧を監視し、高
電圧電源の充電電圧が予め定めたハロゲンガス注入開始
電圧である第1の電圧設定値よりも小さい予め定めた第
2の電圧設定値よりも大きい電圧値において充電電圧が
下降状態から上昇状態に反転推移したとき、ハロゲンガ
スの注入を終了する。
As described in detail above, in the halogen gas injection control according to the present invention, the charging voltage of the high voltage power supply is monitored while the halogen gas is injected into the laser oscillation container 2, and the charging voltage of the high voltage power supply is monitored. When the charging voltage reverses from the falling state to the rising state at a voltage value that is smaller than the first voltage setting value that is a predetermined halogen gas injection start voltage and that is smaller than the second voltage setting value that is predetermined. Finish the gas injection.

【0034】また、高電圧電源の充電電圧が第2の電圧
設定値よりも小さい電圧値において充電電圧値が下降状
態から上昇状態に推移したとき、高電圧電源の充電電圧
が第2の電圧設定値を越えたときにハロゲンガスの供給
を終了する。これによって、エキシマレーザ装置の出力
の低下がハロゲンガス濃度の低下によりものか、レーザ
発振容器の汚染によるものかを判別するとともに、一度
の注入時期に多くのハロゲンガス量(ハロゲンガス濃
度)を注入している。
When the charging voltage of the high-voltage power supply changes from the falling state to the rising state at a voltage value smaller than the second voltage setting value, the charging voltage of the high-voltage power source is set to the second voltage setting value. When the value is exceeded, the halogen gas supply is stopped. In this way, it is determined whether the output of the excimer laser device is reduced due to the reduction of the halogen gas concentration or the contamination of the laser oscillation container, and a large amount of halogen gas (halogen gas concentration) is injected at one injection time. are doing.

【0035】[0035]

【発明の効果】したがって、本発明によれば、レーザ発
振容器のクリーニング時期または交換時期を見極めるこ
とが容易にでき、また、ハロゲンガスの注入間隔が伸長
され、ハロゲンガスの注入時のレーザ発振の不安定化の
要因を少なくすることができ、レーザ出力一定の長時間
連続運転が可能になる。
As described above, according to the present invention, it is possible to easily determine the cleaning time or the replacement time of the laser oscillation container, and the halogen gas injection interval is extended so that the laser oscillation during the halogen gas injection can be prevented. The factor of destabilization can be reduced, and long-time continuous operation with a constant laser output becomes possible.

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

【図1】本発明の実施例のエキシマレーザ装置の概略構
成を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an excimer laser device according to an embodiment of the present invention.

【図2】レーザ一定出力下におけるハロゲンガス濃度と
充電電圧の相関説明図。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a correlation between a halogen gas concentration and a charging voltage under a constant laser output.

【図3】図1のエキシマレーザ装置のハロゲンガス注入
制御部のブロック回路図。
FIG. 3 is a block circuit diagram of a halogen gas injection control unit of the excimer laser device of FIG.

【図4】本発明の実施例のハロゲンガス注入制御部の動
作を示す流れ図。
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the halogen gas injection control unit according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の他の実施例のハロゲンガス注入制御部
の動作を示す流れ図。
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of a halogen gas injection control unit according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エキシマレーザ装置 2 レーザ発振容器 3 レーザ光 4 レーザ光検出回路 6 ガス精製手段 7 ハロゲンガス供給手段 9 放電電極 10 高電圧電源 11 制御部 12 スプリットミラー 14 充電電圧制御部 15 ハロゲンガス注入制御部 17 第1の比較回路 18 充電電圧モニタ回路 19 メモリ回路 20 第2の比較回路 21 第3の比較回路 1 Excimer Laser Device 2 Laser Oscillator 3 Laser Light 4 Laser Light Detection Circuit 6 Gas Purification Means 7 Halogen Gas Supply Means 9 Discharge Electrode 10 High Voltage Power Supply 11 Control Unit 12 Split Mirror 14 Charging Voltage Control Unit 15 Halogen Gas Injection Control Unit 17 First comparison circuit 18 Charge voltage monitor circuit 19 Memory circuit 20 Second comparison circuit 21 Third comparison circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 放電電極を備えハロゲンガスを含む混合
ガス中で放電を行うことによりエキシマレーザ光を形成
するレーザ発振容器と、前記放電電極に印加する高電圧
電源と、前記レーザ発振容器の出力を検出するレーザ光
検出回路と、前記レーザ発振容器にハロゲンガスを供給
するハロゲンガス供給手段とを有し、前記レーザ光検出
回路の検出出力に応じて前記高電圧電源の充電電圧を制
御するとともに、前記充電電圧が予め定めた第1の設定
電圧値に達したとき、前記ハロゲンガス供給手段を作動
して前記レーザ発振容器にハロゲンガスを注入するエキ
シマレーザ装置において、前記第1の設定電圧値よりも
小さい第2の設定電圧値を予め設定し、ハロゲンガスの
注入時、前記充電電圧の反転推移が前記第2の設定電圧
値を越えないとき、前記ハロゲンガスの注入を終了し、
前記充電電圧の反転推移が前記第2の設定電圧値を越え
たとき、前記充電電圧が前記第2の設定電圧値を越えた
ときに前記ハロゲンガスの注入を終了するハロゲンガス
注入制御部を備えたことを特徴とするエキシマレーザ装
置。
1. A laser oscillation container having a discharge electrode for forming an excimer laser beam by performing discharge in a mixed gas containing a halogen gas, a high voltage power supply applied to the discharge electrode, and an output of the laser oscillation container. Laser light detection circuit for detecting, and a halogen gas supply means for supplying a halogen gas to the laser oscillation container, while controlling the charging voltage of the high-voltage power supply according to the detection output of the laser light detection circuit In the excimer laser device that operates the halogen gas supply means to inject halogen gas into the laser oscillation container when the charging voltage reaches a predetermined first set voltage value, the first set voltage value A second set voltage value smaller than the above is set in advance, and when the inversion transition of the charging voltage does not exceed the second set voltage value when the halogen gas is injected, Ending the injection of the halogen gas,
And a halogen gas injection control unit that terminates the injection of the halogen gas when the charging voltage inversion transition exceeds the second set voltage value and the charge voltage exceeds the second set voltage value. An excimer laser device characterized in that
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7209507B2 (en) 2003-07-30 2007-04-24 Cymer, Inc. Method and apparatus for controlling the output of a gas discharge MOPA laser system
US7277464B2 (en) 2003-12-18 2007-10-02 Cymer, Inc. Method and apparatus for controlling the output of a gas discharge laser system
WO2019207821A1 (en) * 2018-04-24 2019-10-31 ギガフォトン株式会社 Laser gas regeneration device and electronic device manufacturing method

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