JPH10173273A - Excimer laser device - Google Patents

Excimer laser device

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JPH10173273A
JPH10173273A JP8326870A JP32687096A JPH10173273A JP H10173273 A JPH10173273 A JP H10173273A JP 8326870 A JP8326870 A JP 8326870A JP 32687096 A JP32687096 A JP 32687096A JP H10173273 A JPH10173273 A JP H10173273A
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gas
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laser
variation
partial pressure
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Takanobu Ishihara
孝信 石原
Tatsuya Ariga
達也 有我
Osamu Wakabayashi
理 若林
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Komatsu Ltd
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Komatsu Ltd
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  • Lasers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an excimer laser device which can obtain a uniform pulsed light output by controlling the power supply voltage from a laser discharge power source and halogen gas supply by giving the highest priority to the suppression of the fluctuation of each output energy. SOLUTION: Laser pulse oscillation is performed in a laser chamber 2 by exciting a laser gas by discharge and the emitted pulsed light is narrowed in band by means of a band narrowing unit 6. The band-narrowed pulsed light returns to the chamber 2 and is outputted as an oscillated laser beam L through a partially transmissive mirror 7 after the pulsed light is amplified in the chamber 2. The laser beam L is sampled through beam splitters 8 and 13 and made incident to a light receiving element 14. A CPU 15 detects the energy Ei of the laser beam L based on the output of the light receiving element 14 and controls a laser power source circuit 16 and gas supplying device 17. Therefore, an excimer laser device which can obtain a uniform pulsed light output by controlling the power supply voltage Vi by means of the laser power source circuit 16 and the laser gas supply to the chamber 2 by means of the gas supplying device 17 can be obtained.

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】この発明は、ステッパ方式や
ステップ&スキャン方式の縮小投影露光装置の光源など
として用いられるエキシマレーザ装置に関し、特にその
レーザチャンバ内にハロゲンガスを含むレーザガスを充
填してレーザパルス発振を行うエキシマレーザ装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an excimer laser device used as a light source for a stepper type or step & scan type reduction projection exposure apparatus, and more particularly, to a laser chamber in which a laser gas containing a halogen gas is filled. The present invention relates to an excimer laser device that performs pulse oscillation.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
ハロゲンガスを用いてエキシマレーザ装置を運転する場
合、運転にしたがって電極材料の蒸発、レーザチャンバ
構成材料との化学反応によりハロゲンガスが消費され
る。したがって、従来はハロゲンガスの消耗によるレー
ザ出力の低下を補うために次のような制御を行うように
していた。
2. Description of the Related Art
When an excimer laser device is operated using a halogen gas, the halogen gas is consumed due to the evaporation of the electrode material and the chemical reaction with the constituent materials of the laser chamber according to the operation. Therefore, conventionally, the following control has been performed to compensate for a decrease in laser output due to consumption of halogen gas.

【0003】すなわち、レーザの出力はレーザを励起す
るためにコンデンサに蓄積しておいた電気エネルギーを
放電空間に投入してレーザ媒質ガス中で放電を行うこと
により得るが、このコンデンサの充電電圧を大きくする
とレーザ出力は増加する。従って、従来においてはレー
ザ出力を検出し、この検出にしたがって充電電圧値を制
御することでレーザ出力を安定化するようにしている。
なお、この制御は通常パワーロック制御という。
[0003] That is, the output of the laser is obtained by applying electric energy stored in a capacitor to excite the laser into a discharge space and performing discharge in a laser medium gas. Increasing the value increases the laser output. Therefore, in the related art, the laser output is detected, and the charging voltage value is controlled in accordance with the detection to stabilize the laser output.
This control is usually called power lock control.

【0004】しかしながら、この制御によっても長時間
の運転を続けているとハロゲンガスの消耗によって発振
効率が低下し、次第に充電電圧(パワーロック電圧)を
高くしていかないと所定の出力を維持できなくなる。
However, even with this control, if the operation is continued for a long time, the oscillation efficiency decreases due to consumption of the halogen gas, and a predetermined output cannot be maintained unless the charging voltage (power lock voltage) is gradually increased. .

【0005】係る不具合を解消すべく特開平3−166
783号公報においては、各充電電圧値毎に発振効率
(投入電力に対する出力レーザエネルギーの割合)を最
大にするレーザガス圧力値が各別に存在することに着目
し、レーザ発振の進行に対応して充電電圧が上昇してい
くに伴い、発振効率が最大値を維持するように充電電圧
及びレーザガス圧力を制御するようにしている。
To solve such a problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-166
In the publication No. 783, attention is paid to the fact that laser gas pressure values that maximize the oscillation efficiency (ratio of output laser energy to input power) exist for each charging voltage value, and charging is performed in accordance with the progress of laser oscillation. As the voltage increases, the charging voltage and the laser gas pressure are controlled so that the oscillation efficiency maintains the maximum value.

【0006】すなわちこの従来技術は、レーザの発振効
率を主眼とし、この発振効率が常に最大値を維持するよ
うに充電電圧及びレーザガス圧力を制御しようとするも
のである。
That is, this prior art is intended to control the charging voltage and the laser gas pressure such that the oscillation efficiency of the laser is the main focus and the oscillation efficiency always maintains the maximum value.

【0007】この従来技術による手法は、エキシマレー
ザをレーザ出力をできるだけ大きくする事が最も重要で
ある加工に用いる場合は、有効な方法となる。
The technique according to the prior art is an effective method when an excimer laser is used for processing in which it is most important to increase the laser output as much as possible.

【0008】しかしながら、エキシマレーザをステッパ
方式やステップ&スキャン方式の縮小投影露光装置に利
用する場合は、各パルスのレーザ出力をいかに大きくす
る(発振効率を上げる)かということが問題になるので
はなく、いかに均一な出力のパルス光を得るようにする
ことが、最も大きな目的となる。
However, when an excimer laser is used in a stepper type or step & scan type reduction projection exposure apparatus, the problem is how to increase the laser output of each pulse (to increase the oscillation efficiency). The most important purpose is to obtain a pulse light having a uniform output.

【0009】すなわち、上記従来技術によれば、均一な
レーザ出力を得ることを主眼として、充電電圧制御及び
レーザガス供給制御が行われていないために、露光精度
を今1つ向上させることが不可能である。
In other words, according to the above-mentioned prior art, the charging voltage control and the laser gas supply control are not performed with a view to obtaining a uniform laser output, so that it is impossible to further improve the exposure accuracy. It is.

【0010】この発明はこのような実情に鑑みてなされ
たもので、均一なパルス光出力を得ることができるエキ
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 such circumstances, and has as its object to provide an excimer laser device capable of obtaining a uniform pulsed light output.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段及び作用効果】この発明で
は、ハロゲンガスを含むレーザガスをレーザチャンバ内
に封入し、このレーザチャンバ内でパルス放電を行うこ
とにより前記レーザガスを励起してパルスレーザ発振を
行うエキシマレーザ装置において、前記レーザチャンバ
に前記レーザガスを補給するガス補給手段と、前記各パ
ルスレーザ発振光の出力エネルギーのばらつきを求める
ばらつき計測手段と、前記パルス放電の電源電圧をほぼ
一定に維持する電源電圧制御手段と、前記演算されたば
らつきが所定の目標値範囲内に入るよう前記ガス補給手
段を制御してハロゲンガスを補給する制御手段とを具え
るようにしている。
According to the present invention, a laser gas containing a halogen gas is sealed in a laser chamber, and a pulse discharge is performed in the laser chamber to excite the laser gas to generate pulsed laser oscillation. In the excimer laser apparatus to be performed, a gas replenishing unit for replenishing the laser chamber with the laser gas, a variation measuring unit for determining a variation in output energy of each pulsed laser oscillation light, and a power supply voltage of the pulse discharge is maintained substantially constant. Power supply voltage control means and control means for controlling the gas replenishing means so that the calculated variation falls within a predetermined target value range to replenish the halogen gas are provided.

【0012】係る発明によれば、各パルス発振光の出力
エネルギーを優先させるのではなく、各出力エネルギー
のばらつきの抑制を最優先させてハロゲンガス供給制御
を行うようにする。また、レーザ放電電源の電源電圧は
ほぼ一定値を維持するようにする。すなわち、出力ばら
つきが大きくなる要因となる電源電圧の変化を行わず
に、電源電圧をほぼ一定に維持するとともに、レーザ出
力のばらつきが最小またはその近傍の値となるハロゲン
ガス分圧を目指してハロゲンガス供給制御を行うように
する。
According to the present invention, the supply of the halogen gas is controlled not by giving priority to the output energy of each pulsed light but by giving top priority to suppressing the variation of each output energy. Further, the power supply voltage of the laser discharge power supply is maintained at a substantially constant value. That is, the power supply voltage is kept almost constant without changing the power supply voltage, which causes the output variation to increase, and the halogen gas partial pressure aiming at the halogen gas partial pressure at which the variation of the laser output becomes a minimum value or a value close to the minimum value. The gas supply control is performed.

【0013】したがって、この発明では、各パルス発振
光の出力ばらつきが最小限に抑制させることができ、本
発明のエキシマレーザ装置を半導体の縮小投影露光を行
う縮小投影露光装置用などの光源に適用するようにすれ
ば、高精度の露光処理をなし得ることが可能になる。
Therefore, according to the present invention, the variation in the output of each pulsed light can be suppressed to a minimum, and the excimer laser device of the present invention is applied to a light source for a reduced projection exposure apparatus for performing reduced projection exposure of a semiconductor. By doing so, it becomes possible to perform a highly accurate exposure process.

【0014】またこの発明によれば、ハロゲンガスを含
むレーザガスをレーザチャンバ内に封入し、このレーザ
チャンバ内でパルス放電を行うことにより前記レーザガ
スを励起してパルスレーザ発振を行うエキシマレーザ装
置において、前記レーザチャンバに前記レーザガスを補
給するガス補給手段と、前記各パルスレーザ発振光の出
力エネルギーのばらつきを求めるばらつき計測手段と、
過去の発振履歴に基づいて前記パルス放電の電源電圧を
調整制御する電源電圧制御手段と、前記演算されたばら
つきが所定の目標値範囲内に入るよう前記ガス補給手段
を制御してハロゲンガスを補給する制御手段とを具える
ようにする。
According to the present invention, there is provided an excimer laser apparatus which encloses a laser gas containing a halogen gas in a laser chamber and performs pulse discharge in the laser chamber to excite the laser gas to perform pulsed laser oscillation. Gas replenishing means for replenishing the laser gas to the laser chamber, variation measuring means for determining variation in output energy of each pulsed laser oscillation light,
Power supply voltage control means for adjusting and controlling the power supply voltage of the pulse discharge based on past oscillation history; and halogen gas supply by controlling the gas supply means so that the calculated variation falls within a predetermined target value range. Control means.

【0015】係る発明によれば、レーザ電源電圧を過去
の発振履歴に基づいて各パルス発振毎に調整制御するよ
うにしているが、この制御によっても電源電圧はそれほ
ど大きくは変動せず、ほぼ一定の状態となる。
According to the invention, the laser power supply voltage is adjusted and controlled for each pulse oscillation based on the past oscillation history. However, even with this control, the power supply voltage does not fluctuate so much and is almost constant. State.

【0016】したがって、この発明によっても、各パル
ス発振光の出力ばらつきを最小限に抑制させることがで
き、本発明のエキシマレーザ装置を半導体の縮小投影露
光を行う縮小投影露光装置用などの光源に適用するよう
にすれば、高精度の露光処理をなし得るようになる。
Therefore, according to the present invention, it is also possible to minimize the variation in the output of each pulsed light, and to use the excimer laser device of the present invention as a light source for a reduced projection exposure apparatus for performing reduced projection exposure of a semiconductor. If applied, the exposure processing can be performed with high precision.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を添付図
面に従って詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0018】まず、図4を用いて本発明の要部の概略に
ついて説明する。
First, the outline of the main part of the present invention will be described with reference to FIG.

【0019】図4は、KrFエキシマレーザにおいて、
レーザ電源電圧Vおよびレーザチャンバ内のガス全圧P
GAをほぼ一定にした状態でのフッ素ガス分圧PF2に対応
する出力レーザ光エネルギーEおよび出力レーザ光エネ
ルギーのばらつき(標準偏差)σを示したものである。
すなわち、フッ素ガス分圧PF2(レーザチャンバ内のF
2ガスのモル濃度に比例)を横軸にして、出力レーザ光
エネルギーEおよび出力レーザ光エネルギーのばらつき
(標準偏差)σを縦軸にしている。
FIG. 4 shows a KrF excimer laser.
Laser power supply voltage V and total gas pressure P in laser chamber
The graph shows the output laser beam energy E and the variation (standard deviation) σ of the output laser beam energy corresponding to the fluorine gas partial pressure PF2 when the GA is substantially constant.
That is, the fluorine gas partial pressure PF2 (F in the laser chamber)
The output laser light energy E and the variation (standard deviation) σ of the output laser light energy are plotted on the vertical axis.

【0020】この図4によれば、レーザ出力Eは、F2
分圧が所定値Peのときに最大値をとり(効率が最
大)、この分圧値Peよりも低い分圧では単調増加で、
この分圧値Peより高い分圧では単調減少となる。
According to FIG. 4, the laser output E is F2
When the partial pressure is the predetermined value Pe, the maximum value is obtained (the efficiency is maximum), and when the partial pressure is lower than the partial pressure value Pe, it monotonically increases.
At a partial pressure higher than this partial pressure value Pe, it decreases monotonically.

【0021】一方、レーザ出力の標準偏差σは、F2分
圧が所定値Pfのときに最小値をとり、この分圧値Pfよ
りも低い分圧では単調減少で、この分圧値Pfより高い
分圧では単調増加となる。
On the other hand, the standard deviation σ of the laser output takes a minimum value when the F2 partial pressure is a predetermined value Pf, and monotonically decreases at a partial pressure lower than the partial pressure value Pf, and is higher than the partial pressure value Pf. The partial pressure increases monotonically.

【0022】この図4に示す特性において、本願発明者
が着目した現象はPe≠Pfとなる点であり、本願発明で
は、レーザ出力(発振効率)は多少犠牲にしても、出力
ばらつきσを最小にするフッ素分圧値Pfを最優先の目
標値としてF2ガス供給制御を行うようにする。
In the characteristics shown in FIG. 4, the phenomenon that the inventor of the present application focused on is that Pe ≠ Pf. In the present invention, the laser output (oscillation efficiency) is sacrificed somewhat, but the output variation σ is minimized. The F2 gas supply control is performed by setting the fluorine partial pressure value Pf to be the highest priority target value.

【0023】なお、図4において、σcは出力ばらつき
の許容限界値(許容上限値)であり、この許容限界値σ
cに対応するF2分圧には、PMINおよびPMAXの2つの値
がある。
In FIG. 4, σc is an allowable limit value of the output variation (an allowable upper limit value).
The F2 partial pressure corresponding to c has two values, PMIN and PMAX.

【0024】次に、エキシマレーザの出力ばらつきσ
は、レーザの電源電圧V、レーザチャンバ内のガス全圧
PGA、およびレーザチャンバ内のハロゲンガス分圧PF2
といったパラメータの変化に対応して変化する。
Next, the output variation σ of the excimer laser
Are the laser power supply voltage V, the total gas pressure PGA in the laser chamber, and the halogen gas partial pressure PF2 in the laser chamber.
Change in response to a change in such a parameter.

【0025】図5は、電源電圧Vを3つの異なる値にV
1,V2,V3(V1>V2>V3)にした場合におけるばら
つきσを最小にするフッ素分圧値Pfと全ガス圧PGAと
の関係を示すもので、この図5によれば、ガス全圧PGA
が所定値PG1に達するまでは、全圧値PGAが増加しても
ばらつきσを最小にするフッ素分圧値Pfはほぼ一定で
あり、PGA>PG1のときに前記フッ素分圧値Pfは全圧
PGAの増加に対応して減少傾向を示す。この性質は、図
3にも示すように、各電源電圧値V1,V2,V3に亘っ
て共通である。また、この図5によれば、電源電圧Vの
増加に対応してばらつきσを最小にするフッ素分圧値P
fが大きくなる。
FIG. 5 shows that the power supply voltage V is changed to three different values.
FIG. 5 shows the relationship between the fluorine partial pressure value Pf and the total gas pressure PGA that minimizes the variation σ when 1, V2, and V3 (V1>V2> V3). PGA
Until the pressure reaches a predetermined value PG1, the fluorine partial pressure value Pf that minimizes the variation σ is almost constant even if the total pressure value PGA increases, and when PGA> PG1, the fluorine partial pressure value Pf becomes the total pressure. It shows a decreasing trend in response to an increase in PGA. This property is common across the respective power supply voltage values V1, V2, V3, as shown in FIG. Also, according to FIG. 5, the fluorine partial pressure value P that minimizes the variation σ in response to the increase in the power supply voltage V
f increases.

【0026】図6は、電源電圧を3種類の電源電圧V
1,V2,V3(V1>V2>V3)にした場合の出力ばらつ
き特性をそれぞれ示すものである。この図6によれば、
電源電圧Vが高くなると、ばらつきをσを最小にするフ
ッ素分圧値Pfが高くなり(Pf3<Pf2<Pf1)、かつ
電源電圧Vの上昇にともなってばらつき値σ自体も小さ
くなることが判る(σ1<σ2<σ3)。また、電源電圧
が高い領域では、電源電圧が低い領域に比べ、同じ電源
電圧差に対応する前記Pf値自体の差が小さくなること
も判る(Pf3−Pf2<Pf2−Pf1)。
FIG. 6 shows three types of power supply voltages V
The graph shows output variation characteristics when 1, V2, and V3 (V1>V2> V3). According to FIG.
As the power supply voltage V increases, the fluorine partial pressure value Pf that minimizes the variation σ increases (Pf3 <Pf2 <Pf1), and the variation value σ itself decreases with an increase in the power supply voltage V ( σ1 <σ2 <σ3). It can also be seen that the difference in the Pf value itself corresponding to the same power supply voltage difference is smaller in the region where the power supply voltage is high than in the region where the power supply voltage is low (Pf3−Pf2 <Pf2−Pf1).

【0027】図7は、ガス全圧PGAを5種類の異なる値
P1,P2,P3,P4,P5(P1>P2>P3>P4>P5)
にした場合の出力ばらつき特性を夫々示すものである。
この図7によれば、全圧PGAが高くなるに伴ってばらつ
きをσを最小にするフッ素分圧値Pfが低くなり(Pfa
<Pfb<Pfc)、かつばらつき値σ自体も大きくなるこ
とが判る(σa>σb>σc)。また、全圧PGAが或る程
度以下の値になると(この場合はPGA<P3)、ばらつ
き値σ及びばらつきσを最小にするフッ素分圧値Pf共
にほぼ同一の値となって変化しないことも判明した。
FIG. 7 shows that the total gas pressure PGA is set to five different values P1, P2, P3, P4, P5 (P1>P2>P3>P4> P5).
3 shows output variation characteristics in the case of.
According to FIG. 7, as the total pressure PGA increases, the fluorine partial pressure value Pf that minimizes the variation σ decreases as the total pressure PGA increases (Pfa
<Pfb <Pfc) and the variation value σ itself also increases (σa>σb> σc). Further, when the total pressure PGA becomes a value equal to or less than a certain value (in this case, PGA <P3), the variation value σ and the fluorine partial pressure value Pf that minimizes the variation σ become almost the same value and do not change. found.

【0028】このように上記図4〜図8によれば、ばら
つきσをできるだけ小さくかつ一定にするためには、電
源電圧Vは大きいほうがよいし、また全ガス圧PGAは小
さいほうが良いことがわかる。なお、ばらつきσがフッ
素分圧Pf、ガス全圧PGA、電源電圧Vといったパラメ
ータによって変動することは事実ではあるが、図5〜図
8は或る1台のレーザ装置の実測結果に過ぎず、電源電
圧Vが小さく若しくは全ガス圧PGAが大きいほうがばら
つきσが小さくなるレーザ装置もある。
As described above, according to FIGS. 4 to 8, it is understood that the power supply voltage V is preferably large and the total gas pressure PGA is preferably small in order to keep the variation σ as small and constant as possible. . It is true that the variation σ fluctuates depending on parameters such as the fluorine partial pressure Pf, the gas total pressure PGA, and the power supply voltage V. However, FIGS. 5 to 8 are merely measurement results of a single laser device. In some laser devices, the variation σ decreases as the power supply voltage V decreases or the total gas pressure PGA increases.

【0029】図8はこの発明を適用する狭帯域化エキシ
マレーザを示すものである。
FIG. 8 shows a narrow-band excimer laser to which the present invention is applied.

【0030】図8において、エキシマレーザ1のレーザ
チャンバ2は図示しない放電電極等を有し、レーザチャ
ンバ2内には、F2などのハロゲンガス、Krなどの稀
ガス、Neなどのバッファガスが封入されており、これ
らレーザガスを放電電極間の放電によって励起させてレ
ーザパルス発振を行う。発光したパルス光は狭帯域化ユ
ニット6(この場合はプリズムビームエキスパンダ3,
4、グレーティング5が含まれる)によって狭帯域化さ
れて、再びレーザチャンバ2に戻って増幅され、部分透
過ミラー7を介して発振レーザ光Lとして出力される。
出力された一部の光は再びレーザチャンバ2に戻りレー
ザ発振が起こる。
In FIG. 8, a laser chamber 2 of the excimer laser 1 has a discharge electrode and the like (not shown), and a halogen gas such as F 2, a rare gas such as Kr, and a buffer gas such as Ne are sealed in the laser chamber 2. The laser gas is excited by the discharge between the discharge electrodes to perform laser pulse oscillation. The emitted pulse light is applied to the band narrowing unit 6 (in this case, the prism beam expander 3,
4, including the grating 5), is returned to the laser chamber 2, is amplified again, and is output as the oscillation laser light L via the partially transmitting mirror 7.
Part of the output light returns to the laser chamber 2 again, and laser oscillation occurs.

【0031】発振されたレーザ光Lは、ビームスプリッ
タ8によってその一部がサンプリングされた後、光拡散
板18を経てエタロン分光器9に入射され、レンズ19
を介してラインセンサなどで構成される受光素子10に
入射され、同心円状のフリンジパターンを形成する。エ
タロン分光器9には、予め波長が既知の基準光も入射さ
れており、CPU11は受光素子10に形成される基準
光及びレーザ光Lのフリンジパターンを比較することに
より、出力レーザ光Lの波長及びスペクトル幅などを計
測する。CPU11は、該計測した波長およびスペクト
ル幅データを波長コントローラ12に出力する。波長コ
ントローラ12は、入力された波長およびスペクトル幅
データに基づいてグレーティング5の角度を変えること
により、波長選択素子であるグレーティング5への光入
射角度を変えて、レーザ発振波長を調整制御する。
A part of the oscillated laser light L is sampled by the beam splitter 8, and then is incident on the etalon spectroscope 9 through the light diffusion plate 18, where
To form a concentric fringe pattern. The etalon spectroscope 9 also receives reference light of a known wavelength in advance, and the CPU 11 compares the reference light formed on the light receiving element 10 with the fringe pattern of the laser light L to determine the wavelength of the output laser light L. And the spectrum width. The CPU 11 outputs the measured wavelength and spectrum width data to the wavelength controller 12. The wavelength controller 12 adjusts and controls the laser oscillation wavelength by changing the angle of the grating 5 based on the input wavelength and spectrum width data, thereby changing the light incident angle on the grating 5 which is a wavelength selection element.

【0032】一方、前記ビームスプリッタ8を透過した
レーザ光は、ビームスプリッタ13でさらのその一部が
サンプリングされて受光素子14に入射される。CPU
15では、受光素子14の受光出力に基づいて各パルス
発振の光エネルギーEiを検出し、この出力Eiに基づい
てレーザ電源回路16およびガス補給装置17を制御す
る。レーザ電源回路16では電源電圧Viが制御され、
ガス供給装置17ではレーザチャンバ2に対するレーザ
ガスの補給が制御される。
On the other hand, a part of the laser light transmitted through the beam splitter 8 is further sampled by the beam splitter 13 and incident on the light receiving element 14. CPU
At 15, the light energy Ei of each pulse oscillation is detected based on the light receiving output of the light receiving element 14, and the laser power supply circuit 16 and the gas replenishing device 17 are controlled based on the output Ei. In the laser power supply circuit 16, the power supply voltage Vi is controlled,
In the gas supply device 17, the supply of the laser gas to the laser chamber 2 is controlled.

【0033】図9はガス補給装置17の各種具体例を示
すものである。
FIG. 9 shows various specific examples of the gas supply device 17.

【0034】図9(a)〜(d)においては、2つのガスボン
ベ20,21が用いられ、一方のガスボンベ20には、
F2,Kr,Neが、α:b:c(α=n・a,n>
1)のモル比で充填されており、他方のガスボンベ21
にはKr,Neがb:cのモル比で充填されている。
9 (a) to 9 (d), two gas cylinders 20, 21 are used.
F2, Kr, and Ne are α: b: c (α = n · a, n>
The other gas cylinder 21 is filled at a molar ratio of 1).
Is filled with Kr and Ne in a molar ratio of b: c.

【0035】すなわち、レーザチャンバ2へレーザガス
を注入する際には(真空状態のレーザチャンバへガスを
初期充填するとき、または出力ばらつきσが許容範囲外
となってガスを途中補給するとき)、2つのガスボンベ
20、21から所定量のガスをレーザチャンバ2へ注入
することで、ガスボンベ20から注入されるF2ガスが
他方のボンベ21から注入されるガスによって希釈され
て、結果的にレーザチャンバ2内の混合ガスが理想的な
混合比a:b:cとなるようにしている。なお、ガスを
途中補給するときにガスボンベ20のみから補給するよ
うにしても同様の効果を得ることができる。
That is, when injecting a laser gas into the laser chamber 2 (when initially filling the laser chamber in a vacuum state with gas, or when replenishing the gas halfway when the output variation σ is outside the allowable range), 2 By injecting a predetermined amount of gas from one of the gas cylinders 20 and 21 into the laser chamber 2, the F 2 gas injected from the gas cylinder 20 is diluted by the gas injected from the other cylinder 21, and as a result, Is an ideal mixture ratio a: b: c. It should be noted that the same effect can be obtained by replenishing gas only from the gas cylinder 20 when replenishing gas in the middle.

【0036】なお、ガス補給の際、レーザチャンバ内ガ
スの全圧が上昇し過ぎた際には、排気バルブ22を開い
てガスの一部を排気してレーザチャンバ内の全圧が所定
圧を維持できるように調整するようにしている。また、
全ガス圧計測器40はレーザチャンバ2内の全ガス圧を
計測するもので、全圧を所定圧に維持する制御の際に用
いられる。
If the total pressure of the gas in the laser chamber rises excessively during gas replenishment, the exhaust valve 22 is opened to exhaust a part of the gas so that the total pressure in the laser chamber becomes a predetermined pressure. They are adjusted so that they can be maintained. Also,
The total gas pressure measuring device 40 measures the total gas pressure in the laser chamber 2 and is used for controlling to maintain the total pressure at a predetermined pressure.

【0037】図9(a)においては、オンオフバルブ2
3,24によってガスの供給制御を行うようにしており
オンオフバルブ23,24の開閉時間を調整することに
より、ガス流量を調整するようにしている。
In FIG. 9A, the on-off valve 2
The supply of gas is controlled by 3 and 24, and the gas flow rate is adjusted by adjusting the opening and closing time of the on / off valves 23 and 24.

【0038】図9(b)においては、ガスの供給路にサブ
タンク25,26を設けるとともに、サブタンク25,
26の下流側にオンオフバルブ27,28を設けるよう
にしている。
In FIG. 9B, sub-tanks 25 and 26 are provided in the gas supply path,
On / off valves 27 and 28 are provided on the downstream side of 26.

【0039】図9(c)においては、ガスの供給路にマス
フローコントローラ(質量流量制御装置)29,30を
設けるようにしている。このマスフローコントローラ2
9,30は、質量流量が所望の一定値になるように通過
するガス量を制御するものである。この図9(c)の構成
の場合、マスフローコントローラ29,30の流量を一
定に設定しておいてオンオフバルブ23,24の開閉時
間を調整することによりガス流量を高精度に制御するこ
とが可能になる。なお、オンオフバルブ23,24を省
略してマスフローコントローラ29,30のみによてガ
ス流量を制御するようにしてもよい。
In FIG. 9C, mass flow controllers (mass flow controllers) 29 and 30 are provided in the gas supply path. This mass flow controller 2
Numerals 9 and 30 control the amount of gas passing so that the mass flow rate becomes a desired constant value. In the case of the configuration of FIG. 9 (c), the gas flow rate can be controlled with high accuracy by setting the flow rates of the mass flow controllers 29, 30 to be constant and adjusting the opening / closing time of the on / off valves 23, 24. become. The gas flow rate may be controlled only by the mass flow controllers 29 and 30 without the on / off valves 23 and 24.

【0040】また、上記ガス補給装置17の構成におい
て、レーザガスをレーザチャンバ内へ注入する注入口
と、レーザチャンバ外へレーザガスを排気する排気口と
の距離を可能な限り遠ざけるようにすれば、供給した新
しいガスをそのまま排気してしまう量を低減することが
できる。
In the configuration of the gas replenishing device 17, if the distance between the injection port for injecting the laser gas into the laser chamber and the exhaust port for exhausting the laser gas to the outside of the laser chamber is made as far as possible, the supply is made possible. It is possible to reduce the amount of exhausting the new gas as it is.

【0041】次に、図10〜図13にしたがって出力ば
らつき(標準偏差)σの求め方について説明する。
Next, a method of obtaining the output variation (standard deviation) σ will be described with reference to FIGS.

【0042】前述したように、エキシマレーザはいわゆ
るパルス放電励起ガスレーザであるために、レーザ発振
は図10に示すようなパルス発振となる。なお、図10
のタイムチャートにおいては、エキシマレーザを半導体
露光装置の光源として用いる場合のパルス発振を示して
いるために、その運転状態は、レーザ光を所定回数連続
してパルス発振させる連続パルス発振運転と、所定時間
の間パルス発振を休止させる発振休止時間tとを繰り返
すバーストモードとなっている。
As described above, since the excimer laser is a so-called pulse discharge excitation gas laser, the laser oscillation has a pulse oscillation as shown in FIG. Note that FIG.
In the time chart, pulse oscillation is shown when an excimer laser is used as a light source of a semiconductor exposure apparatus. Therefore, the operation state includes a continuous pulse oscillation operation in which laser light is continuously pulsed a predetermined number of times, and a predetermined pulse oscillation operation. This is a burst mode in which a pulse oscillation is suspended for a period of time and an oscillation suspension time t is repeated.

【0043】すなわち図11は、複数のICチップTP
が配列された半導体ウェハWを示すものであるが、ステ
ッパ方式の露光においては、半導体ウェハW上の1つの
ICチップTPに対して多数(数百個以上)のパルス光
を照射する露光処理が終了すると、次の未照射ICチッ
プTPに連続パルス光が照射されるようにウェハWまた
は光学系を移動し、このステージ移動後に前記と同じ光
照射を行う。このような露光及びステージ移動を交互に
行いながら、半導体ウェハW上の全てのICチップTP
への露光が終了すると、その露光済みのウェハWを搬出
して次のウェハWを照射位置に設置して前記と同じ光照
射を繰り返す。
FIG. 11 shows a plurality of IC chips TP
Shows a semiconductor wafer W on which a plurality of (several hundred or more) pulse lights are irradiated to one IC chip TP on the semiconductor wafer W in the stepper type exposure. Upon completion, the wafer W or the optical system is moved so that the next unirradiated IC chip TP is irradiated with the continuous pulse light, and the same light irradiation as described above is performed after this stage movement. While performing such exposure and stage movement alternately, all the IC chips TP on the semiconductor wafer W
When the exposure of the wafer W is completed, the exposed wafer W is carried out, the next wafer W is set at the irradiation position, and the same light irradiation as described above is repeated.

【0044】このようにステッパ方式の半導体露光装置
では露光とステージ移動とを交互に繰り返すようになっ
ているので、露光装置の光源となるエキシマレーザの運
転状態は、必然的に図10に示すようなバーストモード
となる。
As described above, in the stepper type semiconductor exposure apparatus, the exposure and the stage movement are alternately repeated, so that the operating state of the excimer laser which is the light source of the exposure apparatus is necessarily as shown in FIG. Burst mode.

【0045】図12は、図10に示した1バースト周期
内のパルス列を拡大して示したものである。各パルス光
のエネルギーをEi(i=1,2,…)とし、またばらつきσを
求める際の1つの集合のパルス数をNsとする。
FIG. 12 is an enlarged view of the pulse train within one burst period shown in FIG. The energy of each pulse light is Ei (i = 1, 2,...), And the number of pulses in one set for obtaining the variation σ is Ns.

【0046】この場合は、ばらつきデータとして標準偏
差σをパルス出力の平均値EAで割って規格化した値ε
(=3・σ/EA)を用いる。即ち、前記Ns個のパルスが
含まれる1つの集合毎に標準偏差σ及び出力平均値EA
を計算し、該計算した標準偏差σおよび出力平均値EA
からばらつきデータεを計算するようにしている。
In this case, a standardized value ε obtained by dividing the standard deviation σ as the variation data by the average value EA of the pulse output is used.
(= 3 · σ / EA) is used. That is, the standard deviation σ and the output average value EA are set for each set including the Ns pulses.
Is calculated, and the calculated standard deviation σ and output average value EA are calculated.
Is used to calculate the variation data ε.

【0047】標準偏差σは以下のようにして求める。The standard deviation σ is obtained as follows.

【0048】まず、Ns個のパルスの光エネルギーの積
算値ETを下式にしたがって求める。なお、Σ(i=1,Ns)
は、i=1からi=Nsまで積算する意味の記号である。
First, the integrated value ET of the light energy of Ns pulses is obtained according to the following equation. Note that Σ (i = 1, Ns)
Is a symbol meaning that integration is performed from i = 1 to i = Ns.

【0049】 ET=Σ(i=1,Ns)Ei=E1+E2+E3+…+ENs 次に、これらNs個のパルス光出力の平均値EAを下式に
従って求める。
ET = Σ (i = 1, Ns) Ei = E1 + E2 + E3 +... + ENs Next, the average value EA of these Ns pulsed light outputs is determined according to the following equation.

【0050】EA=ET/Ns 次に、上記求めた平均値EAを用いてこれらNs個のパル
スについての標準偏差σを下式(1)にしたがって求め
る。
EA = ET / Ns Next, using the average value EA obtained above, the standard deviation σ of these Ns pulses is obtained according to the following equation (1).

【0051】 このように、ステッパ方式の場合は、1〜Ns、Ns+1
〜2Ns、2Ns+1〜3Ns、という集合毎にσを求め
るようにする。
[0051] Thus, in the case of the stepper method, 1 to Ns, Ns + 1
Σ is determined for each set of 22Ns, 2Ns + 1、23Ns.

【0052】次に、上記求めた標準偏差σ及び出力平均
値EAを用いて下式に従って出力ばらつきεを求めるよ
うにする。
Next, using the standard deviation σ and the output average value EA obtained above, an output variation ε is obtained according to the following equation.

【0053】ε=3・σ/EA …(2) 次に、ステップ&スキャン方式での標準偏差σの求め方
について説明する。
Ε = 3 · σ / EA (2) Next, a method of obtaining the standard deviation σ by the step & scan method will be described.

【0054】すなわち、ステッパ方式ではステージを停
止させて露光を行うようにしているがステップ&スキャ
ン方式ではステージを移動させながら露光を行うように
しており、大面積を露光できる利点を有している。
That is, in the stepper method, exposure is performed while the stage is stopped, whereas in the step & scan method, exposure is performed while moving the stage, which has the advantage that a large area can be exposed. .

【0055】すなわち、このステップ&スキャン方式で
は、ICチップTP上の全ての点にそれぞれ予め設定さ
れた所定個数N0のパルスレーザが入射されるよう1個
のパルスレーザ(シートビームと呼称される細長い長方
形の断面形状のビーム)が入射される度に加工物上での
パルスレーザ光の照射領域を所定のピッチずつずらせな
がら加工を行う。すなわち、図13に示すように、各シ
ートビームの照射面積(E1、E2、E3、…で示された
エリア)はICチップ31の面積よりも小さく、これら
のパルスレーザ光が順次所定のピッチΔPで重畳されな
がらスキャンされることで、各点に所定個数N0のシー
トビームが入射されてICチップTPの全面の露光が行
われる。
That is, in this step & scan method, one pulse laser (an elongated sheet called a sheet beam) is applied so that a predetermined number N 0 of pulse lasers are set in advance at all points on the IC chip TP. Processing is performed while shifting the irradiation area of the pulse laser beam on the workpiece by a predetermined pitch every time a beam having a rectangular cross-sectional shape is incident. That is, as shown in FIG. 13, the irradiation area of each sheet beam (the area indicated by E1, E2, E3,...) Is smaller than the area of the IC chip 31, and these pulsed laser beams are sequentially arranged at a predetermined pitch ΔP Are scanned while being superimposed, and a predetermined number N0 of sheet beams are incident on each point, and the entire surface of the IC chip TP is exposed.

【0056】例えば、図13においては、N0=4であ
り、A点は、4つのパルスレーザ光E1、E2、E3およ
びE4の積算エネルギーによって露光され、またB点は
4つのパルスレーザ光E2、E3、E4およびE5の積算エ
ネルギーによって露光されるようになっている。以下
の、C点、…も同様に4つのパルスレーザ光の積算エネ
ルギーによって露光される。
For example, in FIG. 13, N0 = 4, point A is exposed by the integrated energy of four pulsed laser beams E1, E2, E3 and E4, and point B is four pulsed laser beams E2, The exposure is performed by the integrated energy of E3, E4 and E5. The following points C are similarly exposed by the integrated energy of the four pulsed laser beams.

【0057】したがって、このようなステップ&スキャ
ン方式で標準偏差σを求める場合は、標準偏差σを求め
る際の1つの集合のパルス数Ns=Noとし、上記(1)
式を用いて標準偏差を求めるようにすればよい。また、
1つのICチップに照射されるシートビームの総個数を
1つの集合としてばらつきを求めるようにしても良い。
Therefore, when the standard deviation σ is obtained by such a step-and-scan method, the number of pulses Ns = No of one set for obtaining the standard deviation σ is obtained by the above (1).
The standard deviation may be obtained using an equation. Also,
Variations may be obtained by using the total number of sheet beams irradiated to one IC chip as one set.

【0058】以下、図1及び図2のフローチャートにし
たがってハロゲンガスの補給制御についての第1の実施
例を説明する。
Hereinafter, a first embodiment of the supply control of the halogen gas will be described with reference to the flowcharts of FIGS.

【0059】この第1の実施例では、電源電圧Vをほぼ
一定の値に保持し、レーザ出力のばらつきσが極小値σ
min近傍の値になるようにハロゲンガスを補給制御す
る。
In the first embodiment, the power supply voltage V is maintained at a substantially constant value, and the variation σ of the laser output is reduced to the minimum value σ.
The supply control of the halogen gas is controlled so as to have a value near min.

【0060】ここで、出力ばらつきσを常にσcより小
さくなるように制御するためには、F2分圧値PF2がPM
INとPMAXの間になるように制御する必要がある。
Here, in order to control the output variation σ to be always smaller than σc, the F2 partial pressure value PF2 must be equal to PM.
It is necessary to control so as to be between IN and PMAX.

【0061】しかし、図4に示すように出力ばらつきσ
はリニアな関係ではないため、前記制御の際に、出力ば
らつき値σがσcに近い値になった場合、この状態がフ
ッ素分圧がPMIN及びPMAXの何れに近い状態であるかを
判断しないことには、F2ガスを供給すべきか否かを決
定することができない。すなわち、F2分圧がPMINより
小さいときにはF2ガスを供給する必要があり、F2分圧
がPMAXより大きいときはF2ガスを供給する必要はな
い。
However, as shown in FIG.
Is not a linear relationship, therefore, if the output variation value σ becomes close to σc during the control, it is not necessary to determine whether this state is closer to the fluorine partial pressure PMIN or PMAX. Cannot determine whether to supply the F2 gas. That is, when the partial pressure of F2 is smaller than PMIN, it is necessary to supply the F2 gas. When the partial pressure of F2 is larger than PMAX, there is no need to supply the F2 gas.

【0062】そこで、F2ガス量がレーザパルス発振の
進行にともなって減少することに着目すれば、以下のよ
うな制御を行う事で上記の問題は解消する。
Therefore, if attention is paid to the fact that the amount of F2 gas decreases with the progress of laser pulse oscillation, the above-mentioned problem can be solved by performing the following control.

【0063】すなわち、レーザチャンバ内にレーザガス
を補給した後、またはレーザチャンバ内のレーザガスを
全て新しいレーザガスに入れ替えた後はレーザパルス発
振が進行するにともなってF2ガスは減少する一方であ
るので、上記のガス補給またはガス交換の後に出力ばら
つきσを監視していれば各時点の状態が図4のσ曲線の
何れの位置にあるかを判断することができる。
That is, after the laser gas is replenished in the laser chamber, or after all the laser gas in the laser chamber is replaced with a new laser gas, the F2 gas is decreasing as the laser pulse oscillation progresses. If the output variation .sigma. Is monitored after the gas replenishment or gas replacement, it is possible to determine which position on the .sigma. Curve in FIG.

【0064】例えば、ガス補給またはガス交換の際に、
レーザチャンバ内のF2分圧をPMAXとPfとの間の値に
設定(例えばPMAXよりも若干低い分圧値)するように
しておけば、レーザ発振回数の増加にともなってハロゲ
ンガスは減少するので、これに対応してばらつき値σは
図4のσ曲線上を矢印Fにそって移動することになる。
すなわち、σはPMAXよりも若干低い分圧値に対応する
値から減少し続けて極小値σMINに達した後、増加し始
めるので、その後にσ=σcに達したときに、F2ガスを
供給するようにすれば、出力ばらつき値σをσc以下に
制御することができる。
For example, at the time of gas replenishment or gas exchange,
If the partial pressure of F2 in the laser chamber is set to a value between PMAX and Pf (for example, a partial pressure slightly lower than PMAX), the halogen gas decreases as the number of laser oscillations increases. Correspondingly, the variation value σ moves along the arrow F on the σ curve in FIG.
That is, since σ continues to decrease from the value corresponding to the partial pressure value slightly lower than PMAX and reaches the minimum value σMIN and then starts increasing, the F2 gas is supplied when σ = σc is reached thereafter. By doing so, the output variation value σ can be controlled to σc or less.

【0065】以下、図1に従って上記制御の詳細を説明
する。
Hereinafter, the above control will be described in detail with reference to FIG.

【0066】まず、オペレータはばらつきを求める際の
データ数Nsおよびばらつき値の許容限界値Stを適宜の
値に設定する(ステップ100)。なお、ばらつき値の
許容限界値Stは前記出力ばらつきεとの比較用の閾値
で、図4のσcに対応する値である。Stは、例えば7%
などの所定の数値に設定される。
First, the operator sets the number of data Ns and the permissible limit value St of the variation value for obtaining the variation to appropriate values (step 100). Note that the allowable limit value St of the variation value is a threshold value for comparison with the output variation ε and is a value corresponding to σc in FIG. St is, for example, 7%
It is set to a predetermined numerical value such as.

【0067】次に、オペレータは、図4〜図8の関係か
ら出力ばらつきεをできるだけ小さな値に収めることが
できる電源電圧Vcおよび全ガス圧PGAおよびハロゲン
ガス分圧Pfを設定する(ステップ110)。すなわ
ち、電源電圧Vcは、図6から判るように、出力エネル
ギーEとの兼ね合いで(電源電圧が大きいほど出力エネ
ルギーは大きくなる)、できるだけ小さくするようにし
たほうが、出力ばらつきσを小さくするためには望まし
い。
Next, the operator sets the power supply voltage Vc, the total gas pressure PGA, and the halogen gas partial pressure Pf that can keep the output variation ε as small as possible from the relationships shown in FIGS. 4 to 8 (step 110). . That is, as can be seen from FIG. 6, the power supply voltage Vc is set to be as small as possible in view of the output energy E (the output energy increases as the power supply voltage increases) in order to reduce the output variation σ. Is desirable.

【0068】また、図7から判るように、全ガス圧PGA
も、出力ばらつきσを小さくするためには、できるだけ
小さくしたほうが望ましい。
As can be seen from FIG. 7, the total gas pressure PGA
However, in order to reduce the output variation σ, it is desirable to make it as small as possible.

【0069】また、目標フッ素分圧Pfは、設定した充
電電圧Vcおよび全ガス圧PGAに応じて出力ばらつきσ
が最小になるフッ素分圧値Pfを設定する。
The target fluorine partial pressure Pf is determined by the output variation σ according to the set charging voltage Vc and the total gas pressure PGA.
Is set to the fluorine partial pressure value Pf that minimizes the pressure.

【0070】そして、上記設定した全ガス圧PGAおよび
およびハロゲンガス分圧Pfとなるように、レーザチャ
ンバ内にレーザガスを初期充填(パッシベーション処理
の済んだ真空レーザチャンバ内に新しいガスを満たすこ
と)する。
Then, the laser gas is initially charged into the laser chamber so that the total gas pressure PGA and the halogen gas partial pressure Pf are set as described above (the vacuum laser chamber which has been passivated is filled with new gas). .

【0071】次に、CPU15は、ガス補給サブルーチ
ンを実行するか否かを決定するために参照するフラグFL
AGと、当該バースト周期における現パルス発振数をカウ
ントするカウンタのカウンタ値iと、各発振パルスの出
力エネルギーEiを順次積算する積算カウンタのカウン
ト値ETを0に初期化する(ステップ120、13
0)。
Next, the CPU 15 determines whether or not to execute the gas supply subroutine by referring to the flag FL.
AG, the counter value i of the counter that counts the current pulse oscillation number in the burst cycle, and the count value ET of the integration counter that sequentially integrates the output energy Ei of each oscillation pulse are initialized to 0 (steps 120 and 13).
0).

【0072】次に、CPU15はパルスカウンタ値iを
+1した後(ステップ140)、パルス発振を開始す
る。この際の電源電圧値Vは前記設定された電圧値Vc
であり、これ以降のパルス発振時もこの電源電圧Vcを
維持するようにする(ステップ150)。そして、CP
U15は第1発目の発振パルスの出力エネルギーEiを
計測し記憶する(ステップ150)。さらに、該計測し
た出力エネルギーEiを前回までのパルスエネルギー積
算値ET(この場合は=0)に加算し、該加算結果ET+
Eiで積算カウンタ値ETを更新する(ステップ16
0)。次に、パルスカウント値iが前記設定値Nsに一
致したか否かを判定し(ステップ170)、一致しない
場合は一致するまで上記ステップ130〜ステップ16
0の手順を繰り返す。
Next, after incrementing the pulse counter value i by 1 (step 140), the CPU 15 starts pulse oscillation. The power supply voltage value V at this time is the set voltage value Vc.
The power supply voltage Vc is maintained during the subsequent pulse oscillation (step 150). And CP
U15 measures and stores the output energy Ei of the first oscillation pulse (step 150). Further, the measured output energy Ei is added to the previous pulse energy integrated value ET (= 0 in this case), and the addition result ET +
The integrated counter value ET is updated with Ei (step 16).
0). Next, it is determined whether or not the pulse count value i matches the set value Ns (step 170).
Repeat step 0.

【0073】その後、パルス発振動作が進行してパルス
カウント値iがNsに一致すると、CPU15はこれら
Ns個の発振パルス分の標準偏差σを前記(1)式に従
って計算するとともに、当該Ns個の発振パルス分の出
力の平均値EA(=ET/Ns)を計算し、該計算した標準
偏差σを出力平均値EAで除すことにより規格化された
出力ばらつきε(=3・σ/EA)を求める(ステップ18
0)。
Thereafter, when the pulse oscillating operation proceeds and the pulse count value i matches Ns, the CPU 15 calculates the standard deviation σ of these Ns oscillating pulses according to the above equation (1), The average output value EA (= ET / Ns) of the output of the oscillation pulse is calculated, and the standard deviation σ is divided by the output average value EA to standardize the output variation ε (= 3 · σ / EA). (Step 18)
0).

【0074】そして、CPU15は、該計算した出力ば
らつきεを前記設定した許容限界値Stと比較する。こ
の比較の結果、出力ばらつきεが設定値Stの範囲内に
入っている(ε≦St)場合は、ハロゲンガス補給は必
要ないので、手順をステップ120に移行してフラグFL
AGを0に設定した後、ステップ130〜170の手順を
繰り返すことにより次のNs個分のパルス発振の出力ば
らつきεを演算する。
Then, the CPU 15 compares the calculated output variation ε with the set allowable limit value St. As a result of this comparison, if the output variation ε is within the range of the set value St (ε ≦ St), the halogen gas supply is not necessary, so the procedure shifts to step 120 and the flag FL
After setting AG to 0, the procedure of steps 130 to 170 is repeated to calculate the output variation ε of the next Ns pulse oscillations.

【0075】しかし、ステップ190の判定において、
ε>Stが成立する場合は前記フラグFLAG=−1である
か否かを判定する。そして、フラグFLAG=−1であった
場合は、F2分圧がPMAX以上であったと判断してハロゲ
ンガス補給を行わずに、手順をステップ130に移行さ
せてこれ以降次の集合の出力ばらつきεを計算する。す
なわち、フラグFLAG=−1であった場合は、F2ガス補
給を行わずにパルス発振を継続させることで、F2ガス
を図4の矢印Qにそって自然減少させ(レーザ発振によ
ってF2ガスがレーザ電極などの材料と反応してフッ化
物となりF2ガス自体が減少する)、該F2ガスの自然減
少によって出力ばらつきεを設定値Stより小さくする
のである。
However, in the determination at step 190,
If ε> St holds, it is determined whether or not the flag FLAG = −1. If the flag FLAG is -1, it is determined that the F2 partial pressure is equal to or higher than PMAX, and the procedure shifts to step 130 without refilling the halogen gas. Is calculated. That is, when the flag FLAG = -1, the pulse oscillation is continued without replenishing the F2 gas, whereby the F2 gas is naturally reduced along the arrow Q in FIG. The F2 gas itself is reduced by reacting with a material such as an electrode to form a fluoride), and the output variation ε is made smaller than the set value St by natural decrease of the F2 gas.

【0076】なお、ステップ200でフラグFLAG=−1
であった場合にハロゲンガス補給を行うようにすれば、
F2分圧は増大するので、出力ばらつきεは図4の矢印
Rにそってさらに大きくなることになる。
In step 200, the flag FLAG = -1
If halogen gas replenishment is performed when
Since the F2 partial pressure increases, the output variation ε increases further along the arrow R in FIG.

【0077】次に、ステップ200の判定でフラグFLAG
=−1でないならば、次のステップ210でフラグFLAG
=1であるか否かを判定し、フラグFLAG=1でない場合
はフラグFLAGを1にセットした後(ステップ240)、
図2に示すガス補給サブルーチンを実行する(ステップ
250)。このガス補給サブルーチンについては、後述
する。
Next, the flag FLAG
If not, the flag FLAG is set in the next step 210.
= 1 is set, and if the flag FLAG is not 1, the flag FLAG is set to 1 (step 240).
The gas supply subroutine shown in FIG. 2 is executed (step 250). This gas supply subroutine will be described later.

【0078】一方、ステップ210でフラグFLAG=1で
ある場合は、前回計算した前の集合のばらつきεk-1を
今回計算した現集合のばらつきεkと比較し、εk-1>ε
kである場合は、前回のガス補給で図4の矢印Sにそっ
たばらつきεの減少が実現できたと判断して、手順をス
テップ250に移行してガス補給サブルーチンを実行さ
せることによりさらにガス補給を実行する。
On the other hand, if the flag FLAG = 1 in step 210, the variance εk-1 of the previous set calculated before is compared with the variance εk of the current set calculated this time, and εk-1> ε
If it is k, it is determined that the variation ε along the arrow S in FIG. 4 has been reduced by the previous gas replenishment, and the procedure shifts to step 250 to execute the gas replenishment subroutine to further replenish the gas. Execute

【0079】しかし、ステップ220の判定で、εk-1
≦εkが成立した場合は、図4の矢印Rにそったばらつ
きεの増加が生じたと判断して、フラグFLAG=−1に設
定した後(ステップ230)、手順をステップ130に
移行させることにより、ハロゲンガス補給を行わずに、
これ以降次の集合のばらつきεを計算する。すなわち、
この場合は、F2ガス補給を行わずにパルス発振を継続
させることで、F2ガスを図4の矢印Qにそって自然減
少させ、該F2ガスの自然減少によってばらつきεを設
定値Stより小さくするのである。
However, at step 220, εk-1
If ≤εk is satisfied, it is determined that the variation ε along the arrow R in FIG. 4 has increased, the flag FLAG is set to −1 (Step 230), and the procedure is shifted to Step 130. , Without refilling halogen gas
Thereafter, the variation ε of the next set is calculated. That is,
In this case, the pulse oscillation is continued without replenishing the F2 gas, whereby the F2 gas is naturally reduced along the arrow Q in FIG. 4, and the variation ε is made smaller than the set value St by the natural reduction of the F2 gas. It is.

【0080】この図1に示す制御手順によれば、ε≦S
tであるときは(ステップ190の判断がNOのと
き)、F2ガスを供給しない。
According to the control procedure shown in FIG. 1, ε ≦ S
If it is t (NO in step 190), the F2 gas is not supplied.

【0081】また、ε>StであってかつPF2≧PMAXで
あると判断されるときも(ステップ200の判断がYE
Sのときまたはステップ220の判断がNOのとき)、
F2ガスを供給しないでF2ガスの自然減少を待つ。
When it is determined that ε> St and PF2 ≧ PMAX (the determination in step 200 is YE
At the time of S or when the determination at step 220 is NO),
Wait for the natural decrease of F2 gas without supplying F2 gas.

【0082】しかし、ε≧StであってかつPF2<PMIN
であると判断されるときは(ステップ210の判断がN
Oのときまたはステップ220の判断がYESのと
き)、ε<StとなるまでF2ガスの供給制御を実行す
る。
However, ε ≧ St and PF2 <PMIN
Is determined to be (the determination in step 210 is N
At the time of O or when the determination at step 220 is YES), the supply control of the F2 gas is executed until ε <St.

【0083】なお、上記図1の制御手順において、εが
許容最大値Stを超えてしまった場合、異常信号を出力
し、この異常信号を半導体露光装置側へ送信するととも
に、エキシマレーザの出射側に設けたシャッタを閉じ
て、露光処理を中断させるようにしてもよい。この場合
その後、ε<Stになった時点で、前記シャッタを開に
し、露光処理を再開させるようにすればよい。
In the control procedure shown in FIG. 1, when ε exceeds the maximum allowable value St, an abnormal signal is output, and this abnormal signal is transmitted to the semiconductor exposure apparatus, and the excimer laser emission side is output. May be closed to interrupt the exposure process. In this case, after that, when ε <St, the shutter may be opened to restart the exposure processing.

【0084】また、レーザ発振効率の高い領域、即ちF
2分圧値が図4のPfとPMAXとの間になるように制御す
れば、レーザ出力ばらつきσが小さくできるとともにレ
ーザ発振効率を高い領域に保つ事が可能になる。
Further, a region where the laser oscillation efficiency is high, that is, F
If the two-part pressure value is controlled so as to be between Pf and PMAX in FIG. 4, the laser output variation σ can be reduced and the laser oscillation efficiency can be kept in a high range.

【0085】次に、図2を用いてガス補給サブルーチン
について説明する。
Next, the gas supply subroutine will be described with reference to FIG.

【0086】このガス補給サブルーチンには、ガスの排
気を行わない手法と、ガスの排気を行って全圧を所定範
囲に維持する手法の2つの手法がある。
The gas replenishment subroutine includes two methods, a method of not exhausting gas and a method of exhausting gas to maintain the total pressure within a predetermined range.

【0087】すなわち、先の図5に示したガス補給装置
17の一方のガスボンベ20のF2分圧を5%程度に高
くした場合は、前述したように両方のガスボンベ20,
21を用いてガス供給を行うようにするが、この場合は
ガス供給量が少ないので、排気工程を省略する事もでき
る。他方、ガスボンベ20のF2分圧を1%程度に低く
設定した場合は、ガスボンベ20のみを用いてガスを大
量に供給し、全圧上昇分は排気によって低下させる。
That is, when the partial pressure of F2 of one gas cylinder 20 of the gas replenishing device 17 shown in FIG. 5 is increased to about 5%, as described above, both gas cylinders 20,
The gas supply is performed by using the gas supply 21. In this case, since the gas supply amount is small, the exhaust step can be omitted. On the other hand, when the F2 partial pressure of the gas cylinder 20 is set to be as low as about 1%, a large amount of gas is supplied using only the gas cylinder 20, and the increase in the total pressure is reduced by exhaust.

【0088】図2(a)に示すガス補給サブルーチンはガ
ス排気を行わない場合であり、ガス補給サブルーチンが
開始されると、2つのガスボンベ20,21を用いてハ
ロゲンガスを供給するようにする。すなわち、レーザチ
ャンバ内のハロゲンガス分圧は0.3%以下の低い値で
あり、またこの場合のガス供給量は少ないので、ガス供
給分がハロゲンガス消費分で相殺されて、ガス全圧はほ
ぼ一定であるとみなしてガス排気工程を省略するように
している。しかし、このような場合でも、ガス補給回数
が多くなるとガス全圧が図7の圧力P3を超えて圧力P2
に至るほど上昇し、このようになると、全圧上昇によっ
てばらつき値の最小値も引き上げられるので(σc→σ
b)、ハロゲンガスを補給してもばらつきσは低下せ
ず、逆に上昇してしまうことになる。すなわち、σの値
が全圧PGAの影響を受けない範囲(図7においてPF2≦
P3)でハロゲンガス補給制御を行うようにしていれ
ば、ハロゲンガスの補給によってσの値を低下させるこ
とができるが、ハロゲンガス補給を繰り返していれば、
全圧が上昇してついには図7の圧力P2の特性を持つに
至る。
The gas replenishment subroutine shown in FIG. 2A is a case in which gas exhaust is not performed. When the gas replenishment subroutine is started, the halogen gas is supplied using the two gas cylinders 20 and 21. That is, the halogen gas partial pressure in the laser chamber is a low value of 0.3% or less, and the gas supply amount in this case is small. Therefore, the gas supply amount is offset by the halogen gas consumption amount, and the total gas pressure is reduced. The gas exhaust process is omitted because it is considered to be substantially constant. However, even in such a case, when the number of times of gas supply increases, the total gas pressure exceeds the pressure P3 in FIG.
, And when this occurs, the minimum value of the variation value is also increased by the increase in the total pressure, so that (σc → σ
b), even if the halogen gas is supplied, the variation σ does not decrease but increases. That is, the range of the value of σ is not affected by the total pressure PGA (PF2 ≦
If the halogen gas replenishment control is performed in P3), the value of σ can be reduced by replenishing the halogen gas, but if the halogen gas replenishment is repeated,
The total pressure rises and finally reaches the characteristic of pressure P2 in FIG.

【0089】本実施例においては、ばらつきσ(または
ε)をモニタしているので、ハロゲンガスを補給した
際、σ(またはε)が上昇するという現象を判別するよ
うにすれば、上記全圧の上昇現象は把握することができ
る。したがって、このような全圧の上昇現象が発生した
場合は、レーザ発振を継続してレーザチャンバ内部のハ
ロゲンガス分圧を下げ続ければ、σの値は図7の矢印U
に沿って減少し、やがてσcより小さな範囲に入ってく
るので、その時点で再びσの値に応じてハロゲンガスを
補給する前述した制御を開始するようにすればよい。
In this embodiment, since the variation σ (or ε) is monitored, if the phenomenon that σ (or ε) increases when the halogen gas is supplied is determined, the above total pressure can be determined. Can be grasped. Therefore, when such a total pressure increase phenomenon occurs, if the laser oscillation is continued and the halogen gas partial pressure inside the laser chamber is continuously reduced, the value of σ becomes the value indicated by the arrow U in FIG.
And eventually enters a range smaller than σc. At that time, the above-described control for replenishing the halogen gas according to the value of σ may be started again.

【0090】次に、図2(b)に示すガス補給サブルーチ
ンは、ガス排気工程を行う場合であり、ガス補給サブル
ーチンが開始されると、最初にレーザチャンバ内のガス
を一部排気する(ステップ300)。すなわち、ガス補
給前にガス排気を行うことにより、レーザ発振済みの不
純物を含んだガスを排気するようにする。次に、先の図
8に示したガス補給装置17によってF2,Kr,Ne
の混合ガスをレーザチャンバ2内に所定量補給すること
により、ハロゲンガスF2をレーザチャンバ内に供給す
る(ステップ310)。そして、この補給の後、レーザ
チャンバ内の全圧PGAを全圧計測センサ40によって計
測し(ステップ320)、この計測値が設定した所定の
設定圧Pga1より大きくなった場合は(ステップ33
0)、さらにレーザチャンバ2内のガスを排気するよう
にする(ステップ340)。
Next, the gas replenishment subroutine shown in FIG. 2 (b) is a case where a gas exhaust step is performed. When the gas replenishment subroutine is started, first, a part of the gas in the laser chamber is partially exhausted (step 300). That is, by performing gas exhaustion before gas replenishment, a gas containing laser-oscillated impurities is exhausted. Next, F2, Kr and Ne are supplied by the gas replenishing device 17 shown in FIG.
By supplying a predetermined amount of the mixed gas into the laser chamber 2, the halogen gas F2 is supplied into the laser chamber (step 310). After the replenishment, the total pressure PGA in the laser chamber is measured by the total pressure measurement sensor 40 (step 320), and when the measured value becomes larger than the predetermined set pressure Pga1 (step 33).
0), and the gas in the laser chamber 2 is exhausted (step 340).

【0091】なお、レーザチャンバ内の全圧PGAが上昇
すると、出力光エネルギーを一定に保つための電源電圧
値が低下してくるので、その電圧値をモニタするように
すればレーザチャンバ内の全圧PGAを間接的に計測する
ことになる。この場合、全圧センサ40は必ずしも必要
はない。
When the total pressure PGA in the laser chamber rises, the power supply voltage value for keeping the output light energy constant decreases, and if the voltage value is monitored, the total voltage in the laser chamber can be reduced. The pressure PGA will be measured indirectly. In this case, the total pressure sensor 40 is not always necessary.

【0092】すなわち、レーザチャンバ内の全ガス圧が
あまりに上昇すると、図7からも判るように、ばらつき
値σ自体も上昇し、σが許容上限値σcを超える可能性
もでてくる。また、レーザチャンバ内の全ガス圧があま
りに上昇すると、フッ素分圧PF2が減少し、これによっ
てレーザ発振効率(出力レーザ光エネルギーE)も極端
に落ちてくる(図4参照)。したがって、図2(b)のガ
ス補給ルーチンによれば、上記のような現象を解消すべ
く、レーザチャンバからガスの一部を排気して、ガス全
圧を常に所定の所定の設定圧Pga1以内の値(例えば図
7のP3程度の値)に抑えるようにしている。
That is, if the total gas pressure in the laser chamber rises too much, as can be seen from FIG. 7, the variation value σ itself also rises, and there is a possibility that σ exceeds the allowable upper limit σc. Further, if the total gas pressure in the laser chamber rises too much, the fluorine partial pressure PF2 decreases, and the laser oscillation efficiency (output laser light energy E) drops extremely (see FIG. 4). Therefore, according to the gas replenishment routine of FIG. 2B, in order to eliminate the above-mentioned phenomenon, a part of the gas is exhausted from the laser chamber, and the total gas pressure is always kept within a predetermined pressure Pga1. (For example, about P3 in FIG. 7).

【0093】次に、図3に従ってハロゲンガスの補給制
御についての第2の実施例を説明する。
Next, a second embodiment of the halogen gas supply control will be described with reference to FIG.

【0094】この第2の実施例では、各パルス光エネル
ギーをできるだけ一定にするべく、過去の(この場合は
直前の)発振履歴を用いて次式のようにして電源電圧を
制御するようにしている。
In the second embodiment, in order to make each pulsed light energy as constant as possible, the power supply voltage is controlled by the following equation using the past (in this case, the immediately preceding) oscillation history. I have.

【0095】Vi=Vi-1+G×(Er−Ei-1) Vi:今回パルスの電源電圧 Vi-1:直前のパルスの電源電圧 G:ゲイン Er:パルス光エネルギーの目標値 Ei-1:直前のパルスのパルス光エネルギー なお、上記制御によって電源減圧を制御するとはいって
も実際にはその変動分はごく僅かであり、ほぼ一定の電
圧値となる。
Vi = Vi-1 + G * (Er-Ei-1) Vi: power supply voltage of the current pulse Vi-1: power supply voltage of the immediately preceding pulse G: gain Er: target value of pulse light energy Ei-1: immediately before Even though the power supply pressure reduction is controlled by the above-described control, the variation is actually very small, and the voltage is almost constant.

【0096】すなわち、図3のフローチャートにおいて
は、先図1のフローチャートのステップ100をステッ
プ105に差し替え、さらに図1のステップ160とス
テップ170の間にステップ165を追加するようにし
ており、それ以外は図1の手順と全く同様である。
That is, in the flowchart of FIG. 3, step 100 of the flowchart of FIG. 1 is replaced with step 105, and step 165 is added between step 160 and step 170 of FIG. Is exactly the same as the procedure in FIG.

【0097】図3のステップ105においては、ばらつ
きを求める際のデータ数Nsおよびばらつき値の許容限
界値Stの他に、パルス光エネルギーの目標値Erを設定
するようにしている。このEr値としては、オペレータ
が設定するようにしてもよく、また半導体露光装置側か
ら自動的に与えられるようにしてもよい。
In step 105 in FIG. 3, a target value Er of the pulse light energy is set in addition to the number of data Ns and the allowable limit value St of the variation value when obtaining the variation. The Er value may be set by an operator, or may be automatically given from the semiconductor exposure apparatus.

【0098】また、図3のステップ165においては、
当該パルスのパルス発振後に、モニタされた当該パルス
の発振エネルギー値Eiとそのときの電源電圧値Viとか
ら次のパルス発振の際の電源電圧値VI+1を次式にした
がって演算するようにしている。この演算された電源電
圧値Vi+1によって次のパルス発振が行われる。
In step 165 of FIG.
After the pulse oscillation of the pulse, the power supply voltage value VI + 1 at the time of the next pulse oscillation is calculated from the monitored oscillation energy value Ei of the pulse and the power supply voltage value Vi at that time according to the following equation. I have. The next pulse oscillation is performed by the calculated power supply voltage value Vi + 1.

【0099】Vi+1=Vi+G×(Er−Ei) なお、この第2の実施例において、過去の発振履歴とし
て、 (1))当該パルスのN(例えばN=2、N=3など)個前
のパルスのパルスエネルギー値Pi-Nと、そのときの充
電電圧Vi-N、 (2)当該パルスのパルス番号より若いパルス番号を持つ
n個のパルスのパルスエネルギーPi〜Pi+nの平均値
と、それらに対応する充電電圧Vi〜Vi+nの平均値 (3)当該パルスの1バースト周期前の同じパルス順番の
パルスのパルスエネルギー値Piと、そのときの充電電
圧Vi、 等を採用するようにしてもよい。
Vi + 1 = Vi + G × (Er−Ei) In the second embodiment, (1)) N (for example, N = 2, N = 3, etc.) The pulse energy value Pi-N of the previous pulse and the charging voltage Vi-N at that time, (2) the average value of the pulse energies Pi to Pi + n of n pulses having pulse numbers smaller than the pulse number of the pulse (3) The pulse energy value Pi of the pulse in the same pulse sequence one burst cycle before the pulse and the charging voltage Vi at that time are used. You may do so.

【0100】また、ハロゲンガス補給制御として次のよ
うな実施も可能である。
The following control is also possible as the halogen gas supply control.

【0101】すなわち、出力ばらつきεをモニタしなが
らハロゲンガスを間断無く(連続的に)少量ずつレーザ
チャンバ内部に補給し続け、εの値が極小値から大きく
外れないようにする。この制御においても、全圧が上昇
し続け、やがて図7の値P3を超えて、ハロゲンガスの
補給がεの上昇のみをもたらす状態となる。したがっ
て、この場合には、前記状態を検知したときに、レーザ
チャンバ内部からガスの一部を排気して全圧を低下させ
て、望ましくは全圧を図7の値P3以下にまで低下させ
るようにすればよい。
That is, while monitoring the output variation ε, the halogen gas is continuously and continuously (smallly) supplied little by little into the laser chamber so that the value of ε does not greatly deviate from the minimum value. Also in this control, the total pressure continues to increase, and eventually exceeds the value P3 in FIG. 7, and the supply of the halogen gas causes only the increase in ε. Therefore, in this case, when the above state is detected, a part of the gas is exhausted from the inside of the laser chamber to reduce the total pressure, and desirably, the total pressure is reduced to the value P3 or less in FIG. What should I do?

【0102】また、他に、ハロゲンガスの補給を行う際
に、これと同時にガスの排気を行うことにより、レーザ
チャンバ内の全ガス圧をほとんど変化させないようにす
ることも可能である。
In addition, when the halogen gas is supplied, the gas is exhausted at the same time, so that the total gas pressure in the laser chamber can hardly be changed.

【0103】また、上記実施例では、出力ばらつき値と
してNs個分の発振パルスの標準偏差σをNs個分の発振
パルスの平均値EA(=ET/Ns)で除した値εを用い
るようにしたが標準偏差σを出力ばらつきとして用いる
ようにしてもよい。
In the above embodiment, the value ε obtained by dividing the standard deviation σ of the Ns oscillation pulses by the average value EA (= ET / Ns) of the Ns oscillation pulses is used as the output variation value. However, the standard deviation σ may be used as the output variation.

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

【図1】この発明の第1の実施例を示すフローチャー
ト。
FIG. 1 is a flowchart showing a first embodiment of the present invention.

【図2】ガス補給サブルーチンを示すフローチャート。FIG. 2 is a flowchart showing a gas supply subroutine.

【図3】この発明の第2の実施例を示すフローチャー
ト。
FIG. 3 is a flowchart showing a second embodiment of the present invention.

【図4】フッ素分圧に対する出力ばらつきと出力エネル
ギーとの関係を示すグラフ図。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between output variation and output energy with respect to fluorine partial pressure.

【図5】全ガス圧と出力ばらつきを最小にするフッ素分
圧値との関係を示すグラフ図。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the total gas pressure and a fluorine partial pressure value that minimizes output variations.

【図6】電源電圧をパラメータにしてフッ素分圧と出力
ばらつきとの関係を示すグラフ図。
FIG. 6 is a graph showing a relationship between a partial pressure of fluorine and output variation using a power supply voltage as a parameter.

【図7】全ガス圧をパラメータにしてフッ素分圧と出力
ばらつきとの関係を示すグラフ図。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the partial pressure of fluorine and output variation using the total gas pressure as a parameter.

【図8】エキシマレーザ装置の構成例を示すブロック
図。
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration example of an excimer laser device.

【図9】ガス補給装置の各種構成例を示すブロック図。FIG. 9 is a block diagram showing various configuration examples of a gas supply device.

【図10】バースト運転におけるパルス発振の状態を示
すタイムチャート。
FIG. 10 is a time chart showing a state of pulse oscillation in a burst operation.

【図11】ウェハに対する露光処理の状況を示す図。FIG. 11 is a diagram showing a state of exposure processing on a wafer.

【図12】1バースト周期内におけるばらつき値の求め
方を説明する図。
FIG. 12 is a view for explaining a method of obtaining a variation value within one burst period.

【図13】ステップ&スキャン方式を説明する図。FIG. 13 is a view for explaining a step-and-scan method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…エキシマレーザ装置 2…レーザチャンバ 3、4…プリズムビームエキスパンダ 5…グレーティング 6…狭帯域化ユニット 7…部分透過ミラー 8,13…ビームスプリッタ 9…エタロン分光器 10,14…受光素子 11,15…CPU 12…波長コントローラ 17…ガス補給装置 20,21…ガスボンベ 23,24…オンオフバルブ 25,26…サブタンク 29,30…マスフローコントローラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Excimer laser apparatus 2 ... Laser chamber 3, 4 ... Prism beam expander 5 ... Grating 6 ... Narrowing unit 7 ... Partial transmission mirror 8, 13 ... Beam splitter 9 ... Etalon spectroscope 10, 14 ... Light receiving element 11, 15 CPU 12 Wavelength controller 17 Gas replenishing device 20, 21 Gas cylinder 23, 24 On-off valve 25, 26 Sub-tank 29, 30 Mass flow controller

Claims (23)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ハロゲンガスを含むレーザガスをレーザチ
ャンバ内に封入し、このレーザチャンバ内でパルス放電
を行うことにより前記レーザガスを励起してパルスレー
ザ発振を行うエキシマレーザ装置において、 前記レーザチャンバ内に前記レーザガスを補給するガス
補給手段と、 前記各パルスレーザ発振光の出力エネルギーのばらつき
を求めるばらつき計測手段と、 前記パルス放電の電源電圧をほぼ一定に維持する電源電
圧制御手段と、 前記演算されたばらつきが所定の目標値範囲内に入るよ
う前記ガス補給手段を制御してハロゲンガスを補給する
制御手段と、 を具えるエキシマレーザ装置。
An excimer laser device for sealing a laser gas containing a halogen gas in a laser chamber and performing pulse discharge in the laser chamber to excite the laser gas to perform pulsed laser oscillation. A gas replenishing unit for replenishing the laser gas; a variation measuring unit for determining a variation in output energy of each pulsed laser oscillation light; a power supply voltage control unit for maintaining a power supply voltage of the pulse discharge substantially constant; An excimer laser device comprising: a control unit that controls the gas replenishing unit so that the variation falls within a predetermined target value range to replenish the halogen gas.
【請求項2】前記ばらつき計測手段は、 前記パルスレーザ発振光の出力エネルギーをパルス単位
に検出する出力エネルギー検出手段と、 この出力エネルギー検出手段の検出出力に基づき各パル
ス発振光の出力ばらつきを演算するばらつき演算手段
と、 を具える請求項1記載のエキシマレーザ装置。
2. The variation measuring means: an output energy detecting means for detecting output energy of the pulsed laser oscillation light in pulse units; and an output variation of each pulsed oscillation light based on a detection output of the output energy detecting means. The excimer laser device according to claim 1, further comprising: a variation calculating means.
【請求項3】前記ばらつき演算手段は、 予め設定された所定個数のパルス発振光の出力エネルギ
ーの標準偏差を求め、この標準偏差を出力ばらつき値と
する請求項2記載のエキシマレーザ装置。
3. The excimer laser device according to claim 2, wherein said variation calculating means obtains a standard deviation of the output energy of a predetermined number of pulsed oscillation lights, and sets the standard deviation as an output variation value.
【請求項4】前記ばらつき演算手段は、 予め設定された所定個数のパルス発振光の出力エネルギ
ーの標準偏差及び平均値を求め、標準偏差を平均値で除
した値を出力ばらつき値とする請求項2記載のエキシマ
レーザ装置。
4. The variation calculation means calculates a standard deviation and an average value of output energies of a predetermined number of pulsed light beams, and sets a value obtained by dividing the standard deviation by an average value as an output variation value. 3. The excimer laser device according to 2.
【請求項5】各パルスレーザ発振光の出力エネルギーの
ばらつきは前記レーザチャンバ内のハロゲンガス分圧に
対応して所定の極小値をとるものであり、かつ前記目標
値範囲の限界値は、前記極小値に対応するハロゲンガス
ガス分圧値よりも小さい第1の値と、前記極小値に対応
するハロゲンガス分圧値よりも大きい第2の値との2つ
の値を有するものであり、 前記制御手段は、 前記演算された出力ばらつきが前記目標値範囲外となっ
た場合、そのときの状態が、現ハロゲンガス分圧が前記
第1の値より小さい状態であるかあるいは現ハロゲンガ
ス分圧値が前記第2の値より大きい状態であるかを識別
し、前者である場合にのみ前記ガス制御手段を制御して
ハロゲンガスを補給する請求項1記載のエキシマレーザ
装置。
5. The variation in the output energy of each pulsed laser oscillation light takes a predetermined minimum value corresponding to the partial pressure of the halogen gas in the laser chamber, and the limit value of the target value range is: A first value smaller than the halogen gas partial pressure value corresponding to the minimum value; and a second value larger than the halogen gas partial pressure value corresponding to the minimum value. When the calculated output variation is out of the target value range, the state at that time is a state where the current halogen gas partial pressure is smaller than the first value or the current halogen gas partial pressure value. 2. The excimer laser device according to claim 1, wherein it is determined whether or not is larger than the second value, and only in the former case, the gas control means is controlled to supply the halogen gas.
【請求項6】前記レーザチャンバ内のレーザガスを排気
する排気手段を更に有し、 前記制御手段は、前記ガス補給手段によるハロゲンガス
の補給前に、前記排気手段による排気動作を行わせる請
求項1記載のエキシマレーザ装置。
6. An exhaust unit for exhausting a laser gas in the laser chamber, wherein the control unit causes the exhaust unit to perform an exhaust operation before the halogen gas is supplied by the gas supply unit. The excimer laser device as described in the above.
【請求項7】前記レーザチャンバ内のレーザガスを排気
する排気手段を更に有し、 前記制御手段は、前記ガス補給手段によるハロゲンガス
の補給中に、前記排気手段による排気動作を行わせる請
求項1記載のエキシマレーザ装置。
7. An exhaust unit for exhausting a laser gas in the laser chamber, wherein the control unit causes the exhaust unit to perform an exhaust operation while the gas supply unit supplies the halogen gas. The excimer laser device as described in the above.
【請求項8】前記レーザチャンバ内のレーザガスの全圧
を計測するガス全圧計測手段を更に有し、 前記制御手段は、前記ガス全圧計測手段の測定値に基づ
いてレーザチャンバ内ガス全圧が所定の上限値を超えな
いように前記ガス補給手段によるガス補給及び前記排気
手段によるガス排気を制御する請求項6または7記載の
エキシマレーザ装置。
8. A gas total pressure measuring means for measuring a total pressure of a laser gas in the laser chamber, wherein the control means comprises a gas total pressure in the laser chamber based on a measured value of the gas total pressure measuring means. 8. The excimer laser device according to claim 6, wherein gas supply by said gas supply means and gas exhaustion by said exhaust means are controlled such that does not exceed a predetermined upper limit.
【請求項9】前記制御手段は、前記演算されたばらつき
が所定の目標値範囲外になると、異常信号を出力する請
求項1記載のエキシマレーザ装置。
9. The excimer laser device according to claim 1, wherein said control means outputs an abnormal signal when said calculated variation falls outside a predetermined target value range.
【請求項10】前記ガス補給手段は、ハロゲンガス、希
ガス及びバッファガスを含むガス供給源を有し、このガ
ス供給源内のハロゲンガスの分圧はレーザチャンバ内の
ハロゲンガス分圧より大きな値に設定されるとともに、
前記ガス供給源内の希ガスとバッファガスの分圧比はレ
ーザチャンバ内の希ガスとバッファガスの分圧比とほぼ
同じ値に設定されている請求項1記載のエキシマレーザ
装置。
10. The gas supply means has a gas supply source containing a halogen gas, a rare gas and a buffer gas, and the partial pressure of the halogen gas in the gas supply source is larger than the partial pressure of the halogen gas in the laser chamber. Is set to
2. The excimer laser device according to claim 1, wherein a partial pressure ratio between the rare gas and the buffer gas in the gas supply source is set to substantially the same value as a partial pressure ratio between the rare gas and the buffer gas in the laser chamber.
【請求項11】前記ガス補給手段は、ハロゲンガス、希
ガス及びバッファガスを含む第1のガス供給源と、希ガ
ス及びバッファガスを含む第2のガス供給源とを有し、
第1のガス供給源内のハロゲンガスの分圧はレーザチャ
ンバ内のハロゲンガス分圧より大きな値に設定されると
ともに、第1及び第2のガス供給源内の希ガスとバッフ
ァガスの分圧比は夫々レーザチャンバ内の希ガスとバッ
ファガスの分圧比とほぼ同じ値に設定されている請求項
1記載のエキシマレーザ装置。
11. The gas supply means has a first gas supply source containing a halogen gas, a rare gas and a buffer gas, and a second gas supply source containing a rare gas and a buffer gas.
The partial pressure of the halogen gas in the first gas supply source is set to a value larger than the partial pressure of the halogen gas in the laser chamber, and the partial pressure ratio between the rare gas and the buffer gas in the first and second gas supply sources is respectively set. 2. The excimer laser device according to claim 1, wherein the partial pressure ratio between the rare gas and the buffer gas in the laser chamber is set to substantially the same value.
【請求項12】ハロゲンガスを含むレーザガスをレーザ
チャンバ内に封入し、このレーザチャンバ内でパルス放
電を行うことにより前記レーザガスを励起してパルスレ
ーザ発振を行うエキシマレーザ装置において、 前記レーザチャンバ内に前記レーザガスを補給するガス
補給手段と、 前記各パルスレーザ発振光の出力エネルギーのばらつき
を求めるばらつき計測手段と、 過去の発振履歴に基づいて前記パルス放電の電源電圧を
調整制御する電源電圧制御手段と、 前記演算されたばらつきが所定の目標値範囲内に入るよ
う前記ガス補給手段を制御してハロゲンガスを補給する
制御手段と、 を具えるエキシマレーザ装置。
12. An excimer laser device which encloses a laser gas containing a halogen gas in a laser chamber and performs pulse discharge in the laser chamber to excite the laser gas to perform pulsed laser oscillation. Gas replenishing means for replenishing the laser gas, variation measuring means for determining variation in output energy of each pulsed laser oscillation light, and power supply voltage control means for adjusting and controlling the power supply voltage of the pulse discharge based on past oscillation history. An excimer laser device comprising: a control unit that controls the gas replenishing unit to replenish the halogen gas so that the calculated variation falls within a predetermined target value range.
【請求項13】前記ばらつき計測手段は、 前記パルスレーザ発振光の出力エネルギーをパルス単位
に検出する出力エネルギー検出手段と、 この出力エネルギー検出手段の検出出力に基づき各パル
ス発振光の出力ばらつきを演算するばらつき演算手段
と、 を具える請求項12記載のエキシマレーザ装置。
13. The variation measuring means: an output energy detecting means for detecting the output energy of the pulsed laser oscillation light in pulse units; and an output variation of each pulsed oscillation light based on a detection output of the output energy detection means. 13. The excimer laser device according to claim 12, comprising: a variation calculating means.
【請求項14】前記ばらつき演算手段は、 予め設定された所定個数のパルス発振光の出力エネルギ
ーの標準偏差を求め、この標準偏差を出力ばらつき値と
する請求項13記載のエキシマレーザ装置。
14. The excimer laser device according to claim 13, wherein said variation calculating means obtains a standard deviation of output energies of a predetermined number of pulse oscillation lights set in advance, and uses the standard deviation as an output variation value.
【請求項15】前記ばらつき演算手段は、 予め設定された所定個数のパルス発振光の出力エネルギ
ーの標準偏差及び平均値を求め、標準偏差を平均値で除
した値を出力ばらつき値とする請求項13記載のエキシ
マレーザ装置。
15. The variation calculation means calculates a standard deviation and an average value of output energies of a predetermined number of pulsed light beams, and sets a value obtained by dividing the standard deviation by an average value as an output variation value. 14. The excimer laser device according to item 13.
【請求項16】各パルスレーザ発振光の出力エネルギー
のばらつきは前記レーザチャンバ内のハロゲンガス分圧
に対応して所定の極小値をとるものであり、かつ前記目
標値範囲の限界値は、前記極小値に対応するハロゲンガ
スガス分圧値よりも小さい第1の値と、前記極小値に対
応するハロゲンガス分圧値よりも大きい第2の値との2
つの値を有するものであり、 前記制御手段は、 前記演算された出力ばらつきが前記目標値範囲外となっ
た場合、そのときの状態が、現ハロゲンガス分圧が前記
第1の値より小さい状態であるかあるいは現ハロゲンガ
ス分圧値が前記第2の値より大きい状態であるかを識別
し、前者である場合にのみ前記ガス制御手段を制御して
ハロゲンガスを補給する請求項12記載のエキシマレー
ザ装置。
16. The variation of the output energy of each pulsed laser oscillation light takes a predetermined minimum value corresponding to the partial pressure of the halogen gas in the laser chamber, and the limit value of the target value range is: A first value smaller than the halogen gas partial pressure value corresponding to the minimum value, and a second value larger than the halogen gas partial pressure value corresponding to the minimum value.
When the calculated output variation is out of the target value range, the state at that time is a state where the current halogen gas partial pressure is smaller than the first value. 13. The method according to claim 12, wherein it is determined whether or not the current halogen gas partial pressure value is greater than the second value, and only when the former is the former, the gas control means is controlled to supply the halogen gas. Excimer laser device.
【請求項17】前記電源電圧制御手段は、パルスエネル
ギーの目標値と直前のパルス発振のパルスエネルギーと
の偏差に直前のパルス発振の際の電源電圧値を加算した
値を今回の電源電圧値とする請求項12記載のエキシマ
レーザ装置。
17. The power supply voltage control means calculates a value obtained by adding a power supply voltage value at the time of the immediately preceding pulse oscillation to a deviation between a target value of the pulse energy and the pulse energy of the immediately preceding pulse oscillation as a current power supply voltage value. The excimer laser device according to claim 12, wherein
【請求項18】前記レーザチャンバ内のレーザガスを排
気する排気手段を更に有し、 前記制御手段は、前記ガス補給手段によるハロゲンガス
の補給前に、前記排気手段による排気動作を行わせる請
求項12載のエキシマレーザ装置。
18. An exhaust unit for exhausting a laser gas in the laser chamber, wherein the control unit causes the exhaust unit to perform an exhaust operation before the halogen gas is supplied by the gas supply unit. Excimer laser device.
【請求項19】前記レーザチャンバ内のレーザガスを排
気する排気手段を更に有し、 前記制御手段は、前記ガス補給手段によるハロゲンガス
の補給中に、前記排気手段による排気動作を行わせる請
求項12記載のエキシマレーザ装置。
19. The apparatus according to claim 12, further comprising an exhaust unit for exhausting a laser gas in the laser chamber, wherein the control unit causes the exhaust unit to perform an exhaust operation while the halogen gas is supplied by the gas supply unit. The excimer laser device as described in the above.
【請求項20】前記レーザチャンバ内のレーザガスの全
圧を計測するガス全圧計測手段を更に有し、 前記制御手段は、前記ガス全圧計測手段の測定値に基づ
いてレーザチャンバ内ガス全圧が所定の上限値を超えな
いように前記ガス補給手段によるガス補給及び前記排気
手段によるガス排気を制御する請求項18または19記
載のエキシマレーザ装置。
20. A gas total pressure measuring means for measuring a total pressure of a laser gas in the laser chamber, wherein the control means controls a gas total pressure in the laser chamber based on a measurement value of the gas total pressure measuring means. 20. The excimer laser device according to claim 18, wherein gas supply by said gas supply means and gas exhaustion by said exhaust means are controlled such that does not exceed a predetermined upper limit.
【請求項21】前記制御手段は、前記演算されたばらつ
きが所定の目標値範囲外になると、異常信号を出力する
請求項12記載のエキシマレーザ装置。
21. The excimer laser device according to claim 12, wherein said control means outputs an abnormal signal when said calculated variation falls outside a predetermined target value range.
【請求項22】前記ガス補給手段は、ハロゲンガス、希
ガス及びバッファガスを含むガス供給源を有し、このガ
ス供給源内のハロゲンガスの分圧はレーザチャンバ内の
ハロゲンガス分圧より大きな値に設定されるとともに、
前記ガス供給源内の希ガスとバッファガスの分圧比はレ
ーザチャンバ内の希ガスとバッファガスの分圧比とほぼ
同じ値に設定されていることを特徴とする請求項12記
載のエキシマレーザ装置。
22. The gas replenishing means has a gas supply source containing a halogen gas, a rare gas and a buffer gas, and a partial pressure of the halogen gas in the gas supply source is larger than a partial pressure of the halogen gas in the laser chamber. Is set to
13. The excimer laser device according to claim 12, wherein a partial pressure ratio between the rare gas and the buffer gas in the gas supply source is set to substantially the same value as a partial pressure ratio between the rare gas and the buffer gas in the laser chamber.
【請求項23】前記ガス補給手段は、ハロゲンガス、希
ガス及びバッファガスを含む第1のガス供給源と、希ガ
ス及びバッファガスを含む第2のガス供給源とを有し、
第1のガス供給源内のハロゲンガスの分圧はレーザチャ
ンバ内のハロゲンガス分圧より大きな値に設定されると
ともに、第1及び第2のガス供給源内の希ガスとバッフ
ァガスの分圧比は夫々レーザチャンバ内の希ガスとバッ
ファガスの分圧比とほぼ同じ値に設定されていることを
特徴とする請求項12記載のエキシマレーザ装置。
23. The gas supply means has a first gas supply source containing a halogen gas, a rare gas and a buffer gas, and a second gas supply source containing a rare gas and a buffer gas.
The partial pressure of the halogen gas in the first gas supply source is set to a value larger than the partial pressure of the halogen gas in the laser chamber, and the partial pressure ratio between the rare gas and the buffer gas in the first and second gas supply sources is respectively set. 13. The excimer laser device according to claim 12, wherein the partial pressure ratio between the rare gas and the buffer gas in the laser chamber is set to substantially the same value.
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JP2009188031A (en) * 2008-02-04 2009-08-20 Gigaphoton Inc Fault diagnosis system of laser equipment
WO2015068205A1 (en) * 2013-11-05 2015-05-14 ギガフォトン株式会社 Laser device and non-transitory computer-readable storage medium

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100859689B1 (en) 2007-03-27 2008-09-23 삼성에스디아이 주식회사 Laser annealing apparatus and method for laser annealing
JP2009188031A (en) * 2008-02-04 2009-08-20 Gigaphoton Inc Fault diagnosis system of laser equipment
WO2015068205A1 (en) * 2013-11-05 2015-05-14 ギガフォトン株式会社 Laser device and non-transitory computer-readable storage medium
JPWO2015068205A1 (en) * 2013-11-05 2017-03-09 ギガフォトン株式会社 Laser apparatus and non-transitory computer-readable recording medium
US9825417B2 (en) 2013-11-05 2017-11-21 Gigaphoton Inc. Laser unit and non-transitory computer-readable storage medium
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