JPH11204856A - 波長検出制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】全てのパルス発振に対して常に信頼性のあるフ
リンジパターンを検出して精度の高い波長及び線幅計測
を行い、精度の高い波長制御を行う。 【解決手段】連続パルス発振前に該パルス発振に関する
指示を行うバーストオン信号あるいは各パルス発振に伴
う電荷の蓄積を指示するチャージ信号等の予兆信号を用
いて予兆トリガ３９をハード的に生成し、この予兆トリ
ガ３９の入力により割込制御部４１がラインセンサ３１
に蓄積された暗電流の掃出処理を行わせる。または、各
パルス発振に伴うエネルギー値を指示するエネルギーデ
ータあるいは各パルス発振に伴う高電圧値を指示する高
電圧データ等の予兆信号をもとにコントローラ３７が内
部トリガ４９をソフト的に生成し、この内部トリガ４９
の入力により割込制御部４１がラインセンサ３１に蓄積
された暗電流の掃出処理を行わせる。これらの予兆信号
は、各パルス発振に対し、予め決定された時間前に入力
されるため、各パルス発振と暗電流の掃出処理とがバッ
ティングせず、フリンジパターンの撮像前に可能な限り
少ない暗電流にすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも所定の
波長をもつレーザ光を用いて所定の加工あるいは露光を
行うレーザ加工装置からの指示制御に基づき、前記レー
ザ光を所定周期で連続パルス発振させる連続発振運転
と、この連続発振運転後に前記連続パルス発振を所定時
間停止させる停止運転とを繰り返すとともに、分光素子
を有して固体撮像素子によって少なくとも該レーザ光の
フリンジパターンを検出して該レーザ光の波長制御を行
うレーザ装置の波長検出制御装置に関し、特に前記固体
撮像素子に蓄積される暗電流を確実かつ効率的に掃き出
し、レーザ光の波長検出制御を精度高く行うことができ
る波長検出制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザ光を用いて回路パターンの
露光処理を行う縮小投影露光装置（ステッパ）は、回路
パターンの解像度を一定レベル以上に維持するために厳
密な露光量制御を必要とする。このため、ステッパ側に
おいてもレーザ光をモニターしてレーザ装置側に各種の
制御信号を送出することにより露光量制御を行ってい
る。

【０００３】一方、ステッパのレーザ光源として用いら
れるレーザ装置としてのエキシマレーザは、パルス放電
励起ガスレーザであるため１パルス毎のパルスエネルギ
ーや波長にバラツキがあるため、このバラツキを低減さ
せるため、レーザ光をモニターしてエネルギー制御ある
いは波長制御等を行っている。

【０００４】ここで、ステッパは、露光とステージ移動
とを交互に繰り返すため、エキシマレーザの運転状態と
しては、必然的に、レーザ光を所定回数連続してパルス
発振させた（連続発振運転状態）後、所定時間パルス発
振を停止あるいは休止させる運転（停止運転状態）を繰
り返すバーストモードとなる。

【０００５】しかし、このバーストモードによる露光制
御は、ステッパ側がエキシマレーザにレーザ発振同期信
号等を送出して制御しているため、エキシマレーザ側で
は、何時連続発振運転状態になるかを知ることができな
い。すなわち、エキシマレーザ側は、連続パルス発振の
周期、連続パルス発振の個数、現時点は発振休止状態で
あるか否か、発振休止時間等を知ることができず、常に
即座に適正な発振制御を行うことができない。特に、休
止時間は、ステッパ側でのステージ移動がチップ位置に
よって異なり、ウェーハの交換に要する時間も異なる。

【０００６】そこで、連続発振運転状態を開始させるバ
ーストオン信号と連続発振運転状態を停止させるバース
トオフ信号とをステッパ側がレーザ装置側に送出し、こ
れらの信号に基づいてレーザ装置側がパルスエネルギー
の制御等を行うものがある（例えば、特願平８−０９５
５３１号）。

【０００７】ところで、エキシマレーザ側では、エタロ
ン又はグレーティングといった分光素子でレーザ光を分
光し、パルス発振毎に固体撮像素子によってレーザ光の
フリンジパターン（エタロン分光器を用いた場合）を検
出し、この検出したフリンジパターンをもとにレーザ光
の波長及び線幅を算出し、この算出された波長及び線幅
をもとにグレーティング等の狭帯域化分光素子の角度等
を自動調整して所望の波長及び線幅をもつレーザ光を発
振させる制御を行っている。

【０００８】ここで、固体撮像素子は、電子シャッタ機
能によりシャッタが開になったときに受光素子が受光し
た光量をフリンジパターンとして撮像するが、シャッタ
が閉になった場合には受光素子の特性から時間の経過と
ともに暗電流が生成し、この暗電流が無視できない量に
なると、この暗電流が雑音としてフリンジパターンに重
畳し、オフセット量として作用し、フリンジパターンを
もとに算出される波長及び線幅を精度高く測定できな
い。

【０００９】すなわち、画像データとして取得されるフ
リンジパターンは、画素の濃淡のデータとして取得され
るため、暗電流が重畳されると、フリンジパターンの零
レベルがオフセットし、フリンジパターンのピーク値計
測に誤差が生じるからである。

【００１０】このため、従来は図９に示すように連続パ
ルス発振の休止期間Ｔｒ中に定期的に暗電流を掃き出す
制御を行っている。

【００１１】この掃出制御は、図１０に示すように、ま
ず所定時間、すなわち休止期間Ｔｒ中の所定の掃き出し
間隔ｔ１０をタイマにセットし（ステップ１０１）、そ
の後ステッパ側からレーザ発振同期信号ＴＲのトリガが
入力されたか否かを判断し（ステップ１０２）、トリガ
が入力された場合は、連続パルス発振が行われるのでス
テップ１０１に移行して再度タイマのセットを行う。一
方、トリガが入力されない場合には、セットされた時間
のカウントダウンを行い（ステップ１０３）、このカウ
ントダウンによってセットされた所定時間がなくなった
か否かを判断する（ステップ１０４）。所定時間がなく
なった場合は、固体撮像素子の掃き出しを行って（ステ
ップ１０５）、再度タイマをセットし、所定時間が残っ
ている場合は、ステップ１０２に移行して、トリガが入
力されない限りセットされた所定時間のカウントダウン
を行う。

【００１２】このようにして、従来の掃出制御処理で
は、休止期間Ｔｒ中に固体撮像素子に蓄積される暗電流
を掃き出し、固体撮像素子によって撮像されたフリンジ
パターンに対する暗電流の影響を少なくするようにして
いた。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の掃出制
御処理によって休止期間Ｔｒ中に固体撮像素子に蓄積さ
れる暗電流の掃き出しを行うと、上述したように、休止
期間Ｔｒは原則としてステッパの処理によって変化する
不定期間であるため、休止期間Ｔｒ後に連続パルス発振
を行う場合の第１発目のパルス発振と掃出処理とがバッ
ティングする場合があり（図１１（ａ）参照）、このバ
ッティングを確実に避けることができないため、この第
１発目のパルス発振のレーザ光のフリンジパターンを検
出することができず、精度の高い波長及び線幅計測を行
うことができないという問題点があった。

【００１４】また、第１発目のパルス発振と掃出処理と
がバッティングしなくても、休止期間Ｔｒが不定期間で
あるため、第１発目のパルス発振と掃出処理終了との間
の期間ｔ１１が変動し（図１１（ｂ）参照）、第１発目
のパルス発振のレーザ光検出時に加わる暗電流の量が変
化し（図１２参照）、常に精度の高い波長及び線幅計測
を行うことができないという問題点もあった。特に、掃
出間隔の期間ｔ１０が比較的長い場合には、その度合い
が大きくなり、フリンジパターン計測のばらつきが生じ
る。

【００１５】さらに、波長制御は各パルス毎に行われ、
この場合、実露光の際にパルス間隔が微妙に異なる場合
もあり得る。従って、固体撮像素子に蓄積される暗電流
が微妙に異なって、波長や線幅計測結果も異なる場合が
あり得る。こうしたことから固体撮像素子に蓄積される
暗電流を連続パルス発振中においてもできる限り少なく
することが望まれる。

【００１６】そこで、本発明は、かかる問題点を除去
し、全てのパルス発振に対して常に信頼性のあるフリン
ジパターンを検出して精度の高い波長及び線幅計測を行
い、精度の高い波長制御を行うことができる波長検出制
御装置を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段および効果】第１の発明
は、少なくとも所定の波長をもつレーザ光を用いて所定
の加工あるいは露光を行うレーザ加工装置からの指示制
御に基づき、前記レーザ光を所定周期で連続パルス発振
させる連続発振運転と、この連続発振運転後に前記連続
パルス発振を所定時間停止または休止させる運転を繰り
返すとともに、該レーザ光を分光する分光素子を有し、
当該分光素子によるレーザ光の分光パターンを検出して
該レーザ光の波長制御を行うレーザ装置の波長検出制御
装置において、前記レーザ加工装置から送出される信号
のうち、前記パルス発振開始前に該パルス発振に関する
指示を行う予兆信号に基づき前記固体撮像素子に蓄積さ
れた暗電流の掃き出しを行わせる制御手段を具備したこ
とを特徴とする。これにより、常に各パルス発振の所定
時間前に確実に暗電流を掃き出し、暗電流の少ないフリ
ンジパターンを確実に獲得でき、ひいては精度の高い波
長制御を実現することができるという効果を有する。

【００１８】第２の発明は、第１の発明において、前記
予兆信号は、前記連続発振運転の開始に関する指示信号
であることを特徴とする。

【００１９】これにより、連続パルス発振における第１
発目のパルス発振に関するフリンジパターンを暗電流を
少なくかつ確実に取得することができる効果を有する。

【００２０】第３の発明は、第２の発明において、前記
予兆信号は、前記連続発振運転状態の開始を指示するバ
ースト発振開始信号、前記連続発振運転状態時の電圧制
御指示信号あるいは前記連続発振運転状態時のエネルギ
ー設定指示信号、前記連続発振運転状態時の各パルス発
振に用いるエネルギー蓄積の開始を指示するチャージ信
号であることを特徴とする。これにより、具体的に第１
発目のパルス発振に対し、暗電流の少ないフリンジパタ
ーンを確実に獲得でき、精度の高い波長制御を行うこと
ができるという効果を有する。

【００２１】第４の発明は、第１の発明において、前記
予兆信号は、各パルス発振の開始に関する指示信号であ
ることを特徴とする。これにより、各パルス発振間の暗
電流をも効率的に掃き出し、各パルス発振に対し、暗電
流の少ないフリンジパターンを確実に獲得でき、精度の
高い波長制御を行うことができるという効果を有する。

【００２２】第５の発明は、第４の発明において、前記
予兆信号は、各パルス発振に用いるエネルギー蓄積の開
始を指示するチャージ信号、各パルス発振に対する電圧
制御指示信号、あるいは各パルス発振に対するエネルギ
ー設定指示信号であることを特徴とする。これにより、
具体的に第１発目のパルス発振のみでなく第２発目以降
のパルス発振に対しても、暗電流の少ないフリンジパタ
ーンを確実に獲得でき、精度の高い波長制御を行うこと
ができるという効果を有する。

【００２３】第６の発明は、第１から第５の発明におい
て、前記制御手段は、前記予兆信号の信号パルス前縁を
検出して前記掃き出しのタイミングトリガを生成するト
リガ生成手段をさらに具備したことを特徴とする。これ
により、予兆信号をそのまま用いたタイミングトリガが
生成され、簡易な構成で暗電流の少ないフリンジパター
ンを確実に獲得でき、精度の高い波長制御を実現するこ
とができる効果を有する。

【００２４】第７の発明は、第１から第５の発明におい
て、前記制御手段は、前記予兆信号の認識処理を行い、
認識した時点で前記掃き出しのタイミングトリガを生成
する内部トリガ生成手段をさらに具備したことを特徴と
する。これにより、ハード的な構成の付加あるいは変更
をもたらさずに、ソフト的な処理によって暗電流の掃出
処理を適切に実行することができ、暗電流の少ないフリ
ンジパターンを確実に獲得でき、精度の高い波長制御を
実現することができる効果を有する。

【００２５】第８の発明は、第６または第７の発明にお
いて、前記制御手段は、前記予兆信号がパラレル信号と
して入力される場合、ストローブ信号をもとに前記タイ
ミングトリガを生成することを特徴とする。これによ
り、パラレル信号をも予兆信号として用いることができ
るという効果を有する。

【００２６】第９の発明は、第７の発明において、前記
制御手段は、前記予兆信号がシリアル信号として入力さ
れる場合、通信手順中のデータ内容が該予兆信号である
と認識した時点で前記タイミングトリガを生成すること
を特徴とする。これにより、シリアル信号をも予兆信号
として用いることができるという効果を有する。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。

【００２８】図１は、本発明の実施の形態である波長検
出制御装置を含むレーザ加工システムの全体構成を示す
図である。すなわち、図１はレーザ装置として狭帯域化
エキシマレーザ１を用い、レーザ加工装置として半導体
の回路パターンの縮小投影露光処理を行うステッパ（露
光装置）２０を用いた場合のレーザ加工システムを示し
ている。

【００２９】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内に充
填されたＫｒ，Ｆ2，Ｎｅ等からなるレーザガスを放電
電極間の放電によって励起させてレーザ発振を行う。発
光した光は再びレーザチャンバ２に戻って増幅され、狭
帯域化ユニット３によって狭帯域化され、フロントミラ
ー４を介して発振したレーザ光Ｌとして出力される。な
お、レーザ光Ｌは、所定の周期で所定回数連続してパル
ス発振させる連続発振運転と、連続発振運転後に連続パ
ルス発振を所定時間停止させる停止運転とを交互に繰り
返すバーストモード運転により断続的に出力される。

【００３０】レーザ電源回路５は、レーザコントローラ
６から加えられた電圧データに応じて放電電極間に電位
差Ｖを与えて放電を行う。なお、レーザ電源回路５で
は、図示しない充電回路により放電電圧を一旦充電した
後、例えばＧＴＯサイリスタあるいはサイラトロン等の
スイッチ素子の動作により放電を行う。

【００３１】フロントミラー４、レーザチャンバ２及び
狭帯域化ユニット３で構成される共振器から発振された
レーザ光Ｌは、ビームスプリッタ７，９によってその一
部がサンプリングされ、パワーモニタモジュール８及び
波長モニタモジュール１０に入射される。また、その残
りのレーザ光はスリット１５，１６を介して露光装置２
０に入射される。なお、ビームスプリッタ７，９は、ひ
とつのビームスプリッタとして構成してもよい。

【００３２】パワーモニタモジュール８では、出力され
たレーザ光Ｌの１パルス当りのエネルギー値Ｅが検出さ
れ、この検出されたエネルギー値Ｅはレーザコントロー
ラ６に入力される。

【００３３】波長モニタモジュール１０は、出力された
レーザ光Ｌの１パルス毎にレーザ光Ｌの波長及びスペク
トル線幅等を計測するためのフリンジパターン（干渉縞
パターン）を取得し、レーザコントローラ６内の波長コ
ントローラ６ａに入力される。

【００３４】波長モニタモジュール１０内には、分光器
１２及び固体撮像素子１３を有し、分光器１２は、ビー
ムスプリッタ９，１１を経て入射されたレーザ光を分光
し、固体撮像素子１３が分光器１２から出力された空間
的な光強度分布としてのフリンジパターンを撮像する。
ビームスプリッタ１１は、基準光源１４からの光を分光
器１２を介して固体撮像素子１３上に基準のフリンジパ
ターンを形成するために用いられる。基準光源１４とし
ては、低圧水銀ランプが用いられる。これは、狭帯域化
されたレーザ光の波長に近い波長の光をスペクトルとし
て有しているからである。固体撮像素子１３は、ＭＯＳ
型撮像素子あるいはＣＣＤ撮像素子が用いられるが、高
速読出を可能とするＭＯＳ型撮像素子が好ましい。ま
た、固体撮像素子１３は、リニアイメージセンサである
がエリアイメージセンサであってもよく、さらに高感度
を可能とする、エリアイメージセンサを用いたリニアイ
メージセンサであってもよい。このようにして撮像され
たフリンジパターンは固体撮像素子１３からレーザコン
トローラ６内の波長コントローラ６ａに入力される。

【００３５】レーザコントローラ６には、露光装置２０
側から、連続発振運転状態の開始及び終了を指示するバ
ースト信号ＢＳ、各パルス発振のタイミングを制御する
レーザ発振同期信号ＴＲ、各パルス発振毎に必要な電荷
のチャージを指示するチャージ信号ＣＨ、目標パルスエ
ネルギーデータＰｄが入力される。

【００３６】レーザコントローラ６は、連続パルス発振
中にパワーモニタモジュール８で検出された各パルスエ
ネルギーを記憶し、この記憶したデータを次回の連続パ
ルス発振時の充電電圧計算に用いる。

【００３７】また、目標パルスエネルギーＰｄ及び発振
休止時間Ｔｐをパラメータとして、一定のパルスエネル
ギーを得るための最適充電電圧値が、発振順番毎に電圧
データテーブルとして予め記憶されており、この記憶デ
ータから各バーストサイクル毎に今回の目標パルスエネ
ルギーＰｄ及び発振休止時間Ｔｐに対応する最適充電電
圧値を発振順番毎に読み出す。さらに、記憶しておいた
前回周期の連続パルス発振の際の各パルスエネルギーの
モニタ値を、今回の目標パルスエネルギー値と比較し、
この比較結果に応じて前記読み出した最適充電電圧値を
補正し、これら補正した充電電圧値をレーザ電源回路５
に出力して充電制御を行わせる。この際の充電開始はチ
ャージ信号によって開始される。

【００３８】また、パワーモニタモジュール８で検出し
たパルスエネルギーを１バースト期間中の間、順次積算
することにより、１バースト期間中の積算エネルギーＱ
ｅを算出し、この積算したエネルギー値Ｑｅを露光装置
２０に送信する。

【００３９】さらに、レーザ発振同期信号ＴＲをカウン
トすることにより、今回のパルス発振が何番目のパルス
発振かを認識する。なお、波長コントローラ６ａの制御
については後述する。

【００４０】一方、露光装置２０には、スリット１６を
介して入射されたレーザ光Ｌの一部をサンプリングする
ビームスプリッタ１７が設けられ、このサンプリング光
はモニタモジュール１８に入射される。モニタモジュー
ル１８では、入射されたレーザ光Ｌの１パルス当りのエ
ネルギーを検出し、この検出エネルギー値を露光装置コ
ントローラ１９に入力する。なお、ビームスプリッタ１
７を通過したレーザ光は、縮小露光処理に用いられる。

【００４１】露光装置コントローラ１９は、縮小露光処
理及びウェハが載置されたステージの移動制御のほか
に、エキシマレーザ１を制御するための処理を行う。

【００４２】すなわち、モニタモジュール１８で検出し
たパルスエネルギーを１バースト期間中の間、順次積算
することにより、１バースト期間中の積算エネルギーを
算出する。そして、この算出値とエキシマレーザ１から
送出された積算エネルギー値Ｑｅとを比較し、設定され
た目標パルスエネルギーを補正し、その補正結果を目標
パルスエネルギーＰｄとしてエキシマレーザ１側に送信
する。これによって、エキシマレーザ１を出射してから
露光されるまでのレーザ光の透過率の変動分及びエキシ
マレーザ１内のパワーモニタモジュール８のドリフトに
よる変動分が吸収される。

【００４３】さらに、露光装置コントローラ１９は、図
２に示すように、レーザ発振同期信号ＴＲとともにバー
スト信号ＢＳをエキシマレーザ１に送信する。レーザ発
振同期信号ＴＲは、エキシマレーザ１での連続パルス発
振のトリガ信号として機能し、バースト信号ＢＳは、そ
の立ち上がり（バーストオン）でエキシマレーザ１での
連続発振運転を開始させ、その立ち下がり（バーストオ
フ）でエキシマレーザ１での連続発振運転を停止させる
機能を有する。

【００４４】次に、波長制御に関する制御系の構成につ
いて説明する。図３は、波長制御に関する制御系の構成
を示す図である。図３において、レーザ光の発光を検知
する発光検知信号４０は割込制御部４１に入力されると
ともに、外部トリガ（EX TRIG）としてコントローラ３
７に入力される。割込制御部４１が発光検知信号４０を
検出すると、スイッチ３３を介してラインセンサ３１内
の微細ラインセンサ３１ａ及び粗ラインセンサ３１ｂに
撮像の開始を指示する開始信号を出力する。尚、微細ラ
インセンサ、粗ラインセンサとは、それぞれ分解能の異
なる分光素子の分光結果を検出するセンサをいう。即
ち、スペクトル分解能の高いエタロンやグレーティング
によって狭い波長範囲を微細に分光して波長変動を微細
に検出し、一方、スペクトル分解能の低いエタロンやグ
レーティングによって広い波長範囲を分光して波長変動
お広範囲に検出するので波長が目標から大きく外れてし
まった場合にもその検出が可能となる。

【００４５】ラインセンサ３１は、開始信号をもとに電
子シャッタを開閉し、空間的な光強度分布であるフリン
ジパターンの撮像信号をスイッチ３４に出力する。この
際、コントローラ３７は外部トリガをもとに選択信号を
スイッチ３３，３４に出力し、それぞれのスイッチを適
切に切換制御している。粗ラインセンサ３１ｂからの撮
像信号はアナログ信号のまま、モニタパネル４３に入力
され、フリンジパターンが表示出力される。一方、スイ
ッチ３４を介してＡＤ変換部３５に入力された撮像信号
は、ディジタル信号に変換されてメモリ３６に一時格納
される。コントローラ３７は、メモリ３６に格納された
撮像信号すなわちフリンジパターン及び基準光源１４の
フリンジパターンをもとにレーザ光の波長及び線幅を算
出し、レーザ光の波長及び線幅を所望の値にするための
補正値を算出する。

【００４６】コントローラ３７は、算出されたレーザ光
の波長及び線幅をモニタパネル４３に表示出力させると
ともに、狭帯域化ユニット３の狭帯域化分光素子を回転
あるいは歪曲させるパルスモータコントローラ４４に補
正値を送出し、所望の波長及び線幅をもつレーザ光に補
正制御させる。また、コントローラ３７は、基準光源こ
こではＨｇ（水銀）ランプの点灯制御、基準光源の波長
モニタモジュール１０への入射を制御する水銀シャッタ
の開閉制御、及びビームスプリッタ９からのレーザ光の
入射を制御する外部シャッタの開閉制御を行うべく、そ
れぞれの制御信号をモニタボックス４５に送出する。ま
た、コントローラ３７は、波長制御に必要なデータをシ
リアルインターフェース４６あるいはパラレルインター
フェース４７を介して入出力する。さらに、コントロー
ラ３７は、コントローラ３７のリセットを指示するリセ
ット指令４２の入力により、初期状態に復し、初期状態
に復した場合にレディ（READY）信号４８を出力する。
なお、メモリ３８には、波長制御に必要な制御プログラ
ム及びデータが格納されている。

【００４７】ラインセンサ３１に蓄積される暗電流の掃
出制御に関しては、パルス発振開始前にパルス発振に関
する指示を行う予兆信号であるバーストオン信号等をそ
のままハード的に取り出し、予兆トリガ３９として割込
制御部４１に入力されることにより、割込制御部４１が
ラインセンサ３１の暗電流の掃出を行う。あるいは、コ
ントローラ３７がシリアルインターフェース４６または
パラレルインターフェース４７から入力された予兆信号
をソフト的に認識し、内部トリガ（INT TRIG）４９を割
込制御部４１に出力し、割込制御部４１がこの内部トリ
ガ４９の入力によってラインセンサ３１の暗電流の掃出
を行う。この予兆トリガ３９あるいは内部トリガ４９を
発生して波長制御に伴うフリンジパターン計測に悪影響
を与えないように暗電流を適切に掃き出させる点が本発
明の実施の形態の特長である。

【００４８】次に、各種の予兆信号をもとにラインセン
サ３１の暗電流の掃出制御についてタイミングチャート
をもとに説明する。図４は、バーストオン信号を予兆ト
リガ３９として用い、暗電流の掃出制御を行うタイミン
グチャートを示している。バースト信号ＢＳの立ち上が
りであるバーストオン信号は、第１発目のパルス発振が
生じる３〜５ｍｓ前に生じる（図４（ａ），（ｂ））。
従って、バーストオン信号を掃出処理の開始タイミング
として、そのまま予兆トリガ３９とし（図４（ｃ））、
この予兆トリガ３９をもとに割込制御部４１が掃出制御
を行うことにより、ラインセンサ３１に蓄積された暗電
流が強制的に掃き出される（図４（ｄ））。これによ
り、第１発目のパルス発振と掃出処理とがバッティング
することもなく、常に同一で少ない暗電流が蓄積される
のみで、精度の高いフリンジパターンを獲得することが
でき、波長制御を的確に行うことができる。

【００４９】図５は、エネルギーデータをもとに内部ト
リガ４９を生成し、暗電流の掃出制御を行うタイミング
チャートを示している。エネルギーデータは露光装置２
０から設定指示されるレーザ発振のエネルギー値であ
り、シリアルインターフェース４６を介してシリアルデ
ータとしてコントローラ３７に入力される。このエネル
ギーデータはバースト発振の約１０ｍｓ前に入力される
（図５（ａ），（ｂ））。コントローラ３７は、入力さ
れたシリアルデータがエネルギーデータであると認識す
ると、内部トリガ４９を生成し（図５（ｃ））、割込制
御部４１に送出する。割込制御部４１は、内部トリガ４
９をトリガとして掃出処理を行う（図５（ｄ））。コン
トローラ３７で発生される内部トリガ４９は、エネルギ
ーデータであることを認識し、内部トリガ４９を生成す
るソフト的な処理を行うため、エネルギーデータの入力
からやや遅延して発生される。これに対し、図４に示す
予兆トリガ３９は、バーストオン信号をそのまま用いて
いるため、バーストオン信号とほとんど同時に発生して
いる。なお、エネルギーデータであることの認識は、エ
ネルギーデータであることを示す通信開始信号の検出に
よって行われる。例えば、所定の通信手順によってデー
タ送受信が行われる場合、通信手順中におけるエネルギ
ーデータの内容の受信時となり、エネルギーデータの内
容が「SET ENERGY 10.00…」の場合、「SET」、「S
E」、「S」の検出により内部トリガ４９を発生してもよ
いし、「SET ENERGY 10.00…」を全て受信した時に内部
トリガ４９を発生するようにしてもよい。すなわち、シ
リアルデータがエネルギーデータであると認識した時点
で内部トリガ４９を発生する。また、パラレルデータと
してエネルギーデータが入力される場合も同様にエネル
ギーデータとして認識した時点で内部トリガ４９を発生
するようにする。さらに、露光装置２０から、エネルギ
ーデータの代わりに高電圧データがシリアルデータある
いはパラレルデータとしてエキシマレーザ１に入力され
る場合も、エネルギーデータと同様に処理することがで
きる。

【００５０】ここで、エネルギーデータあるいは高電圧
データがパラレルデータとして入力される場合、ストロ
ーブ信号が設定され確定した時点で予兆トリガ３９を生
成するようにしてもよい。これによれば、ハード的な処
理で確実に予兆トリガを生成することができる。

【００５１】図６は、パラレルデータの予兆信号をもと
に暗電流の掃出処理を行う場合のタイミングチャートを
示している。まず、例えばエネルギーデータがパラレル
データとしてエキシマレーザ１に入力される（図６
（ａ））と、パラレルデータ（パラレル信号）からスト
ローブ信号が設定される（図６（ｂ））。その後、この
ストローブ信号の確定によって予兆トリガ３９がハード
的に生成され（図６（ｄ））、割込制御部４１は掃出処
理を行う（図６（ｅ））。なお、図６では、各パルス発
振に対応して暗電流の掃出処理を行っている。これによ
り、さらにパルス発振間における暗電流の蓄積をも少な
くすることができ、精度の高いフリンジパターンの計測
を行うことができ、ひいては波長制御を精度高く行うこ
とができる。

【００５２】図７は、チャージ信号を用いて各パルス発
振間の暗電流の掃出処理を示すタイミングチャートであ
る。なお、チャージ信号は、各パルス発振毎に各パルス
発振の約６００μｓ前に露光装置２０から送出され、パ
ルス発振に必要な電荷の蓄積を指示する信号である。図
７において、チャージ信号の立ち上がりに同期して予兆
トリガ３９を生成し（図７（ｃ））、割込制御部４１は
掃出処理を行う（図７（ｄ））。

【００５３】このように本発明の実施の形態では、予兆
信号をもとにハード的に生成される予兆トリガ３９ある
いはソフト的に生成される内部トリガ４９を生成し、掃
出処理を行うようにしているので、第１発目及び第２発
明以降のパルス発振にバッティングすることなく、可能
な限り暗電流の蓄積量を少なくかつ同一にするようにし
ているので、精度の高いフリンジパターン計測及びこれ
に伴う波長制御を行うことができる。

【００５４】図８に示すように、予兆信号にはバースト
オン信号、チャージ信号、高電圧データ、エネルギーデ
ータ等の種類がある。このうちバーストオン信号は第１
発目のパルス発振に対するフリンジパターン計測に有効
であり、その他の信号は全てのパルス発振に有効であ
る。また、バーストオン信号及びチャージ信号は、単一
のパルス信号であり、その立ち上がりに同期してそのま
ま予兆トリガ３９を生成する。また、高電圧データ及び
エネルギーデータはいずれか一方が露光装置２０側から
送出され、シリアルデータあるいはパラレルデータとし
てエキシマレーザ１側に入力される。従って、基本的に
バーストオン信号及びチャージ信号をもとに予兆トリガ
３９が生成され、高電圧データあるいはエネルギーデー
タがパラレルデータである場合には予兆トリガ３９が生
成され、シリアルデータである場合には内部トリガ４９
が生成される。もちろん、これらの予兆信号の組み合わ
せは任意であり、例えば、第１発目のパルス発振に対し
てはバーストオン信号を用い、第２発目以降のパルス発
振に対してはチャージ信号あるいは高電圧データを用い
るようにしてもよい。また、同じエネルギーデータであ
っても、時間的余裕のとれる第１発目のパルス発振に対
してはシリアルデータを用い、時間的余裕のとれない第
２発目以降のパルス発振に対してはパラレルデータを用
いるような組み合わせとしてもよい。すなわち、予兆ト
リガ３９と内部トリガ４９とを併用するようにしてもよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態である波長検出制御装置を
含むレーザ加工システムの全体構成を示す図である。

【図２】バースト信号ＢＳとレーザ発振信号ＴＲとの関
係を示すタイミングチャートである。

【図３】波長制御に関する制御系の構成を示す図であ
る。

【図４】バーストオン信号を予兆トリガ３９として用
い、暗電流の掃出制御を行うタイミングチャートであ
る。

【図５】エネルギーデータをもとに内部トリガ４９を生
成し、暗電流の掃出制御を行うタイミングチャートであ
る。

【図６】パラレルデータの予兆信号をもとに暗電流の掃
出処理を行う場合のタイミングチャートである。

【図７】チャージ信号を用いて各パルス発振間の暗電流
の掃出処理を示すタイミングチャートである。

【図８】露光装置２０からエキシマレーザ１に送出され
る予兆信号の例を示す図である。

【図９】従来の連続パルス発振の休止期間中に定期的に
暗電流を掃き出す制御のタイミングチャートである。

【図１０】従来の連続パルス発振の休止期間中に定期的
に暗電流を掃き出す制御処理手順を示すフローチャート
である。

【図１１】暗電流の掃出処理とパルス発振とがバッティ
ングし、あるいは暗電流の掃出処理とパルス発振との間
がばらつく従来の暗電流の掃出処理を示すタイミングチ
ャートである。

【図１２】暗電流の蓄積が大きい場合におけるフリンジ
パターンの撮像データの一例を示す図である。

【符号の説明】

１…エキシマレーザ ２…レーザチャンバ ３…狭帯域
ユニット ４…フロントミラー ５…レーザ電源回路 ６…レーザ
コントローラ ６ａ…波長コントローラ ７，９，１１，１７…ビーム
スプリッタ ８…パワーモニタモジュール １０…波長モニタモジュ
ール １２…分光器 １３…固体撮像素子 １４…基準光源 １５，１６…スリット １８…モニタモジュール １９…露光装置コントローラ ２０…露光装置 ３１…
ラインセンサ ３２…クロック ３３，３４…スイッチ ３５…ＡＤ変
換部 ３６，３８…メモリ ３７…コントローラ ３９…予兆
トリガ ４０…発光検知信号 ４１…割込制御部 ４２…リセッ
ト指令 ４３…モニタパネル ４４…パルスモータコントローラ ４５…モニタボックス ４６…シリアルインターフェー
ス ４７…パラレルインターフェース ４８…レディ信号
４９…内部トリガ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも所定の波長をもつレーザ光を
   用いて所定の加工あるいは露光を行うレーザ加工装置か
   らの指示制御に基づき、前記レーザ光を所定周期で連続
   パルス発振させる連続発振運転と、この連続発振運転後
   に前記連続パルス発振を所定時間停止または休止させる
   運転を繰り返すとともに、該レーザ光を分光する分光素
   子を有し、当該分光素子によるレーザ光の分光パターン
   を検出して該レーザ光の波長制御を行うレーザ装置の波
   長検出制御装置において、 前記レーザ加工装置から送出される信号のうち、前記パ
   ルス発振開始前に該パルス発振に関する指示を行う予兆
   信号に基づき前記固体撮像素子に蓄積された暗電流の掃
   き出しを行わせる制御手段を具備したことを特徴とする
   波長検出制御装置。
2. 【請求項２】 前記予兆信号は、前記連続発振運転の開
   始に関する指示信号であることを特徴とする請求項１に
   記載の波長検出制御装置。
3. 【請求項３】 前記予兆信号は、前記連続発振運転状態
   の開始を指示するバースト発振開始信号、前記連続発振
   運転状態時の電圧制御指示信号あるいは前記連続発振運
   転状態時のエネルギー設定指示信号、前記連続発振運転
   状態時の各パルス発振に用いるエネルギー蓄積の開始を
   指示するチャージ信号であることを特徴とする請求項２
   に記載の波長検出制御装置。
4. 【請求項４】 前記予兆信号は、各パルス発振の開始に
   関する指示信号であることを特徴とする請求項１に記載
   の波長検出制御装置。
5. 【請求項５】 前記予兆信号は、各パルス発振に用いる
   エネルギー蓄積の開始を指示するチャージ信号、各パル
   ス発振に対する電圧制御指示信号、あるいは各パルス発
   振に対するエネルギー設定指示信号であることを特徴と
   する請求項４に記載の波長検出制御装置。
6. 【請求項６】 前記制御手段は、 前記予兆信号の信号パルス前縁を検出して前記掃き出し
   のタイミングトリガを生成するトリガ生成手段をさらに
   具備したことを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれ
   か１項に記載の波長検出制御装置。
7. 【請求項７】 前記制御手段は、 前記予兆信号の認識処理を行い、認識した時点で前記掃
   き出しのタイミングトリガを生成する内部トリガ生成手
   段をさらに具備したことを特徴とする請求項１〜５のう
   ちのいずれか１項に記載の波長検出制御装置。
8. 【請求項８】 前記制御手段は、 前記予兆信号がパラレル信号として入力される場合、ス
   トローブ信号をもとに前記タイミングトリガを生成する
   ことを特徴とする請求項６または７に記載の波長検出制
   御装置。
9. 【請求項９】 前記制御手段は、 前記予兆信号がシリアル信号として入力される場合、通
   信手順中のデータ内容が該予兆信号であると認識した時
   点で前記タイミングトリガを生成することを特徴とする
   請求項７に記載の波長検出制御装置。