JP3276118B2 - Wavelength control device - Google Patents
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は波長制御装置に係わり、
特には、半導体露光装置の光源として使用される狭帯域
エキシマレーザ装置の波長の安定化に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wavelength control device,
In particular, the present invention relates to stabilization of the wavelength of a narrow band excimer laser device used as a light source of a semiconductor exposure apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のエキシマレーザの波長制御は文献
〔SPIE Vol.1088 Optical/La
ser Microlithography2(198
8)〕に記載されているように波長を制御しない領域デ
ッドバンドとこのバンドよりも大きな波長の安定性を保
証する領域リミットバンドを設置している。この波長制
御のフローチャートを図8に示す。 まず、レーザが発
光すると、レーザに内蔵された波長検出装置により発振
波長λを検出する。つぎに、設定波長λtと発振波長λ
との差Δλを計算(Δλ=λ−λt)する。そして、差
Δλの絶対値がリミットバンド(LB)よりも大きい
か、否かを判断する。リミットバンドLBよりも大きい
場合は外部に波長異常を出力する。2. Description of the Related Art The wavelength control of a conventional excimer laser is described in the literature [SPIE Vol. 1088 Optical / La
ser Microlithography 2 (198
As described in 8)], a region dead band in which the wavelength is not controlled and a region limit band which guarantees the stability of a wavelength larger than this band are provided. FIG. 8 shows a flowchart of this wavelength control. First, when the laser emits light, an oscillation wavelength λ is detected by a wavelength detecting device built in the laser. Next, the set wavelength λt and the oscillation wavelength λ
Is calculated (Δλ = λ−λt). Then, it is determined whether or not the absolute value of the difference Δλ is larger than the limit band (LB). If it is larger than the limit band LB, an abnormal wavelength is output to the outside.
【0003】一方、リミットバンドLBよりも小さい場
合は波長選択素子を制御せず、スタートに戻る。デッド
バンドよりも大きい場合、または波長異常を出力した場
合は、差Δλの正負を判定し、正の場合には負の方向に
波長選択素子の選択波長を所定量シフトさせる。一方、
負の場合には正の方向に波長選択素子の選択波長を所定
量シフトさせる。そして、スタート時点に戻る。[0003] On the other hand, when the wavelength is smaller than the limit band LB, the process returns to the start without controlling the wavelength selection element. When the difference is larger than the dead band or when the wavelength abnormality is output, it is determined whether the difference Δλ is positive or negative. If the difference Δλ is positive, the selected wavelength of the wavelength selection element is shifted in the negative direction by a predetermined amount. on the other hand,
If negative, the selected wavelength of the wavelength selection element is shifted by a predetermined amount in the positive direction. Then, it returns to the starting point.
【0004】波長を制御しないデッドバンドを設けたの
は、以下の二つの理由によるものである。 (1)レーザの放電の揺らぎまたはレーザ共振器の微小
振動等による短期的な波長の変化があるため、各一つの
パルス毎に差Δλ分だけ波長選択素子の選択波長を変化
させると波長制御のゲインが高すぎて発散してしまって
いたからである。 (2)波長選択素子の選択波長の最小シフト量が大きい
ためである。[0004] The dead band that does not control the wavelength is provided for the following two reasons. (1) Since there is a short-term change in the wavelength due to fluctuations in the discharge of the laser or micro-vibration of the laser resonator, changing the selected wavelength of the wavelength selecting element by the difference Δλ for each pulse causes wavelength control. This is because the gain was too high and diverged. (2) This is because the minimum shift amount of the selection wavelength of the wavelength selection element is large.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところが、例えば、従
来の制御の例を図9で示す。なお、デッドバンドDB=
±0.3pmに、リミットバンド=±0.5pmに、波
長シフト量=0.2pmに設定している。この場合に、
差Δλがデッドバンド以下(内側)の時は、図9に示す
ように波長選択素子を全く制御しないために、波長がデ
ッドバンド内で、例えば、片側に偏ったり、あるいは、
同じ傾向で変動しても修正されないため、デッドバンド
を所定量以下に小さくすることは出来なかった。また、
波長がデッドバンドを越えた時は、各一つのパルス毎に
所定量しか波長選択素子を変化させないために波長をロ
ックするまでの時間が非常に長くなるという問題があ
る。FIG. 9 shows an example of conventional control, for example. In addition, dead band DB =
The range is set to ± 0.3 pm, the limit band is set to ± 0.5 pm, and the wavelength shift amount is set to 0.2 pm. In this case,
When the difference Δλ is equal to or smaller than the dead band (inside), since the wavelength selection element is not controlled at all as shown in FIG. 9, the wavelength is shifted to one side within the dead band, or
Even if it fluctuates in the same tendency, it is not corrected, so that the dead band cannot be reduced to a predetermined amount or less. Also,
When the wavelength exceeds the dead band, there is a problem that the time until the wavelength is locked becomes extremely long because only a predetermined amount of the wavelength selection element is changed for each pulse.
【0006】本発明は上記問題に鑑みたもので、波長制
御装置に係わり、特には、半導体露光装置の光源として
使用される狭帯域エキシマレーザ装置の波長の安定化の
改良を目的としている。The present invention has been made in view of the above problems, and relates to a wavelength control apparatus, and more particularly, to an improvement in stabilization of a wavelength of a narrow band excimer laser apparatus used as a light source of a semiconductor exposure apparatus.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】そのために本発明の第1
発明では、波長検出装置により出力レーザ光の発振波長
を検出し、設定の波長となるようレーザ共振器中の波長
選択素子を制御する狭帯域パルスレーザにおいて、発振
波長が所定の範囲内にある時は所定のサンプル数の波長
を検出し、前記サンプルされた波長の平均値に基づいて
前記波長選択素子を制御し、前記所定の範囲内を越えた
ら直ちに前記波長選択素子を制御する手段を備えてい
る。For that purpose, the first aspect of the present invention is described.
According to the invention, in a narrow-band pulse laser that detects an oscillation wavelength of an output laser beam by a wavelength detection device and controls a wavelength selection element in a laser resonator to have a set wavelength, the oscillation wavelength is within a predetermined range. Comprises means for detecting a predetermined number of sampled wavelengths, controlling the wavelength selection element based on an average value of the sampled wavelengths, and controlling the wavelength selection element immediately after exceeding the predetermined range. I have.
【0008】第2の発明では、波長検出装置により出力
レーザ光の発振波長を検出し、設定の波長となるようレ
ーザ共振器中の波長選択素子を制御する狭帯域パルスレ
ーザにおいて、設定波長と発振波長の差が所定の波長差
よりも大きい時、直ちに出射シャッタを閉じ、かつ、波
長異常を示す信号を外部に出力して、波長選択素子の選
択波長を波長差とほぼ同じ量だけ戻すようにシフトさせ
る手段を備えている。According to a second aspect of the present invention, a wavelength detector detects an oscillation wavelength of an output laser beam and controls a wavelength selection element in a laser resonator so as to have a set wavelength. When the wavelength difference is larger than the predetermined wavelength difference, the emission shutter is immediately closed, and a signal indicating a wavelength abnormality is output to the outside, so that the wavelength selected by the wavelength selection element is returned by substantially the same amount as the wavelength difference. A means for shifting is provided.
【0009】第3発明では、設定波長が変更された場
合、設定される前に発振された波長と新しく設定された
波長の差が所定の波長差よりも大きい時、直ちに出射シ
ャッタを閉じ、かつ、波長異常を示す信号を外部に出力
して、波長選択素子の選択波長を波長差とほぼ同じ量だ
け戻すようにシフトさせる手段を備えている。In the third aspect, when the set wavelength is changed, when the difference between the wavelength oscillated before the setting and the newly set wavelength is larger than the predetermined wavelength difference, the emission shutter is closed immediately, and Means for outputting a signal indicating a wavelength abnormality to the outside and shifting the selected wavelength of the wavelength selection element so as to be returned by substantially the same amount as the wavelength difference.
【0010】[0010]
【作用】上記の構成によれば、発振波長がデッドバンド
内にあっても、発振波長を平均化して波長を制御し、か
つ、もし発振波長がデッドバンドを越えた場合には直ち
に波長を制御することにより、高速で、かつ非常に波長
安定性がよくなる。また、設定波長と発振波長が所定の
波長差よりも大きい時、直ちに出射シャッタを閉じ、か
つ、波長異常を示す信号を外部に出力して、波長選択素
子の選択波長を波長差とほぼ同じ量だけ戻すようにシフ
トさせるさせることにより、高速で、かつ少ない発振パ
ルス数で高速に設定波長にロックできる。According to the above arrangement, even if the oscillation wavelength is within the dead band, the oscillation wavelength is averaged to control the wavelength, and if the oscillation wavelength exceeds the dead band, the wavelength is immediately controlled. By doing so, the wavelength stability is improved at high speed. When the set wavelength and the oscillation wavelength are larger than the predetermined wavelength difference, the emission shutter is immediately closed, and a signal indicating a wavelength abnormality is output to the outside, so that the wavelength selected by the wavelength selection element is set to be substantially the same as the wavelength difference. In this case, the wavelength can be locked to the set wavelength at high speed and with a small number of oscillation pulses.
【0011】[0011]
【実施例】以下に、本発明に係わる波長制御装置の実施
例につき、図面を参照して詳細に説明する。図1は本発
明に係わる波長制御装置の実施例を示す構成図である。
図1において、レーザチャンバ1には図示しないレーザ
媒質とこのレーザ媒質の励起手段とにより発振したレー
ザ光を出力するウインドウ2、3が、また、レーザチャ
ンバ1の前側(図示の右側)にはフロントミラー4が、
後側には狭帯域化ユニット10が設けられ、出力するレ
ーザ光を狭帯域化して出力している。出力するレーザ光
側には、レーザ光の波長を検出するビームスプリッタ5
と、異常波長時に出力レーザ光が出力しないように閉じ
る出射口シャッタ6が配設されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the wavelength control apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a wavelength control device according to the present invention.
In FIG. 1, windows 2 and 3 for outputting laser light oscillated by a laser medium (not shown) and an exciting means of the laser medium are provided in a laser chamber 1, and a front side (right side in the figure) of the laser chamber 1 is provided at a front side. Mirror 4
A band narrowing unit 10 is provided on the rear side to narrow the band of the output laser light and output the laser light. On the output laser beam side, a beam splitter 5 for detecting the wavelength of the laser beam is provided.
And an exit shutter 6 that closes so that output laser light is not output at an abnormal wavelength.
【0012】狭帯域化ユニット10はエタロン、グレー
ティングまたはビームエキスパンダ等の波長選択素子1
1から構成されている。狭帯域化ユニット10の波長選
択素子11は、波長を制御する波長コントローラ20か
らの指令により駆動するドライバ30に連結され、出力
するレーザ光の波長を変えている。The band narrowing unit 10 is a wavelength selecting element 1 such as an etalon, a grating or a beam expander.
1 is comprised. The wavelength selection element 11 of the band-narrowing unit 10 is connected to a driver 30 driven by a command from a wavelength controller 20 for controlling the wavelength, and changes the wavelength of the output laser light.
【0013】波長コントローラ20は、ドライバ30
と、ビームスプリッタ5に接続される波長検出装置40
と、出射口シャッタ6と、ステッパ制御装置50に接続
されている。波長コントローラ20はサンプル光の波長
を計算するとともに、ドライバ30には波長選択素子1
1を駆動し出力するレーザ光の波長を変える信号を、出
射口シャッタ6には発振波長と設定波長差が所定範囲よ
り大きいときには異常波長として出力レーザ光が出力し
ないように閉じる信号あるいは正常波長時には開く信号
を、また、ステッパ40には波長が異常である信号を出
力する。また、波長コントローラ20には、波長検出装
置40からはサンプルし検出された波長の信号が、およ
び、ステッパ制御装置50からは設定波長の変更命令信
号が入力される。The wavelength controller 20 includes a driver 30
And a wavelength detecting device 40 connected to the beam splitter 5
, The exit shutter 6 and the stepper controller 50. The wavelength controller 20 calculates the wavelength of the sample light, and the driver 30
When the difference between the oscillation wavelength and the set wavelength is larger than a predetermined range, a signal that changes the wavelength of the laser light to be driven and output is output to the exit shutter 6 as an abnormal wavelength so that the output laser light is not output or when the wavelength is normal. An open signal is output, and a signal having an abnormal wavelength is output to the stepper 40. The wavelength controller 20 receives a signal of the sampled and detected wavelength from the wavelength detecting device 40 and a set wavelength changing command signal from the stepper control device 50.
【0014】上記構成において作動について説明する。
図2には本発明のフローチャート例を示す。まず、サン
プリング回数Nと、平均値Δλa(設定波長λtと発振
波長λとの差Δλの平均値)について、ステップ101
で初期設定、N=0、Δλa=0を行う。ステップ10
2では、レーザが発振したか、否かを判断し、発光する
とN=N+1が実行される(ステップ103)。次のス
テップ104では、波長検出装置40により発振波長λ
を検出し、ステップ105で発振波長λと設定波長λt
との差Δλを計算する。The operation of the above configuration will be described.
FIG. 2 shows a flowchart example of the present invention. First, regarding the number of sampling times N and the average value Δλa (the average value of the difference Δλ between the set wavelength λt and the oscillation wavelength λ), step 101
Initial setting, N = 0, Δλa = 0. Step 10
In 2, it is determined whether or not the laser oscillates, and when light is emitted, N = N + 1 is executed (step 103). In the next step 104, the oscillation wavelength λ is
Is detected, and in step 105, the oscillation wavelength λ and the set wavelength λt
Is calculated.
【0015】次に、差Δλの絶対値がリミットバンドL
Bよりも小さいか、否かを判断する(ステップ10
6)。否の場合(NOの場合)はステップ107に移行
し波長異常信号を出力し、それと同時に出射口シャッタ
6を閉じる。そして、ステップ108では、波長選択素
子11のドライバ30を駆動し、選択波長を差Δλだけ
シフトする。差Δλだけシフトしたらステップ101に
戻る。ステップ106でYESの場合、波長正常を出力
するとともに、出射口シャッタ6を開ける(ステップ1
09)。Next, the absolute value of the difference Δλ is equal to the limit band L
It is determined whether it is smaller than B (step 10).
6). If not (NO), the process proceeds to step 107 to output a wavelength abnormal signal, and at the same time, closes the exit shutter 6. Then, in step 108, the driver 30 of the wavelength selection element 11 is driven to shift the selected wavelength by the difference Δλ. After shifting by the difference Δλ, the process returns to step 101. In the case of YES in step 106, the normal wavelength is output, and the exit shutter 6 is opened (step 1).
09).
【0016】次に、ステップ110では差Δλの絶対値
がデッドバンドDBよりも小さいか、否かを判断する。
否の場合(NOの場合)はステップ108に移行し、波
長選択素子11のドライバ30を駆動し、選択波長を差
Δλだけシフトする。差Δλだけシフトしたらステップ
101に戻る。ステップ110でYESの場合には、ス
テップ111で平均値Δλa=差Δλと置き、ステップ
112でΔλas=Δλas+Δλaを行う。Next, at step 110, it is determined whether or not the absolute value of the difference Δλ is smaller than the dead band DB.
If no (NO), the process proceeds to step 108, in which the driver 30 of the wavelength selection element 11 is driven to shift the selected wavelength by the difference Δλ. After shifting by the difference Δλ, the process returns to step 101. If YES in step 110, the average value Δλa = difference Δλ is set in step 111, and Δλas = Δλas + Δλa is performed in step 112.
【0017】続いて、サンプリング回数Nが平均サンプ
リング回数Nsumよりも小さいか、否かを判断する
(ステップ113)。否の場合(NOの場合)はステッ
プ102に戻る。YESの場合には、ステップ114で
発振波長λと設定波長λtとの差Δλの平均値Δλaを
計算〔Δλa=(Δλas/Nsum)〕する。そし
て、ステップ108に行き、波長選択素子11のドライ
バ30を駆動し、選択波長を差Δλaだけシフトする。
差Δλaだけシフトしたらステップ101に戻る。Subsequently, it is determined whether or not the number of samplings N is smaller than the average number of samplings Nsum (step 113). If not (NO), the process returns to step 102. In the case of YES, in step 114, the average value Δλa of the difference Δλ between the oscillation wavelength λ and the set wavelength λt is calculated [Δλa = (Δλas / Nsum)]. Then, the process proceeds to step 108, in which the driver 30 of the wavelength selection element 11 is driven to shift the selected wavelength by the difference Δλa.
After shifting by the difference Δλa, the process returns to step 101.
【0018】図3には本発明の波長制御を行った場合の
発振波長の変化を示す。ここで、平均サンプリング回数
Nsum=10とする。図3において、初期の10パル
ス(図中●記号)はデッドバンドDB内に入っている
が、これら10パルスの発振波長λの平均化を行い、1
1パルス目には設定波長(図中◎記号、以下通常の場合
には〇記号で示す。)となるよう波長選択素子11の選
択波長を制御している。17パルス目(図中▽記号)で
は発振波長がデッドバンドDBを越えているので直ちに
設定波長となるように波長選択素子11の選択波長を制
御している。FIG. 3 shows a change in the oscillation wavelength when the wavelength control of the present invention is performed. Here, it is assumed that the average number of samplings Nsum = 10. In FIG. 3, the initial 10 pulses (indicated by ● in the figure) are within the dead band DB, and the oscillation wavelength λ of these 10 pulses is averaged to obtain 1 pulse.
The selected wavelength of the wavelength selection element 11 is controlled so as to have a set wavelength (the symbol ◎ in the figure, hereinafter the symbol 〇 in the normal case) at the first pulse. Since the oscillation wavelength exceeds the dead band DB at the 17th pulse (symbol in the figure), the selection wavelength of the wavelength selection element 11 is controlled so as to immediately reach the set wavelength.
【0019】また、26パルス目(図中×記号)では発
振波長がリミットバンドLBを越えているので、波長異
常信号を出力し出射口シャッタ6を閉じ、波長選択素子
11の選択波長を設定波長となるようにシフトさせる。
次のパルスで発振波長が設定波長となり、波長正常信号
を出力し、それと同時に出射口シャッタ6を開ける。こ
のようにして、デッドバンド範囲内でも平均化すること
ににより、波長制御が発散することなく、高精度に制御
を行うことができる。さらに、デッドバンドを越えた場
合には直ちに波長を制御するため、高速制御が可能とな
る。Since the oscillation wavelength exceeds the limit band LB at the 26th pulse (the symbol x in the figure), a wavelength abnormal signal is output, the exit shutter 6 is closed, and the wavelength selected by the wavelength selection element 11 is set to the set wavelength. Shift so that
At the next pulse, the oscillation wavelength becomes the set wavelength, a normal wavelength signal is output, and at the same time, the exit shutter 6 is opened. In this way, by averaging even within the dead band range, control can be performed with high accuracy without diverging the wavelength control. Further, when the wavelength exceeds the dead band, the wavelength is controlled immediately, so that high-speed control is possible.
【0020】図4には、設定波長を変更した場合の制御
のフローチャート例を示す。まず、最初に新しく設定さ
れた波長λaを読み込む(ステップ201)。次に、ス
テップ202では、新しく設定する前に発振した波長λ
bとの差Δλを計算する。差Δλの絶対値がリミットバ
ンドLBよりも小さいか、否かを判断する(ステップ2
03)。否の場合(NOの場合)はステップ204へ移
行し、波長異常信号を出力し、それと同時に出射口シャ
ッタ6を閉じる。FIG. 4 shows an example of a control flowchart when the set wavelength is changed. First, a newly set wavelength λa is read (step 201). Next, in step 202, the wavelength λ oscillated before the new setting is performed.
The difference Δλ from b is calculated. It is determined whether the absolute value of the difference Δλ is smaller than the limit band LB (step 2).
03). If not (NO), the process proceeds to step 204, where a wavelength abnormality signal is output, and at the same time, the exit shutter 6 is closed.
【0021】そして、ステップ6では、図2に示した定
常制御を行う。一方、ステップ203でYESの場合に
はステップ6に移行する。このようにすることにより設
定波長を変化させた場合に、レーザ発振させる前に波長
に異常があるか、否かを判断して、レーザ光を設定範囲
内から外部に出ないようにしている。Then, in step 6, the steady control shown in FIG. 2 is performed. On the other hand, in the case of YES in step 203, the process proceeds to step 6. In this way, when the set wavelength is changed, it is determined whether or not there is an abnormality in the wavelength before laser oscillation, so that the laser light does not go out of the set range.
【0022】図5に設定波長が変更された場合の従来と
本発明の場合の発振波長の変化を示す。従来の方式で
は、新しく設定する前に発振した波長λbからパルス毎
に所定量発振波長がシフトし、10パルス目(図中△記
号)でリミットバンド内に入り波長正常となり、12パ
ルス目(図中□記号)でデッドバンド内に入り、以下で
は波長選択素子の選択波長の制御を停止している。FIG. 5 shows the change of the oscillation wavelength in the case of the conventional case and the case of the present invention when the set wavelength is changed. In the conventional method, the oscillation wavelength shifts by a predetermined amount for each pulse from the wavelength λb oscillated before newly setting, enters the limit band at the tenth pulse (symbol “△” in the figure), and the wavelength becomes normal. The inside of the dead band is indicated by the middle symbol (symbol), and the control of the selected wavelength of the wavelength selection element is stopped in the following.
【0023】一方、本発明の場合には、設定波長が変更
されると波長異常信号を出力するとともに、出射口シャ
ッタ6を閉じ、波長選択素子の選択波長を新しく設定さ
れた波長λaとなるようにシフトさせ、その後にレーザ
を発振させ、2パルス目(図中□記号)でデッドバンド
内に入り波長正常信号を出力し、出射口シャッタ6を開
けている。このように本発明では、少ないパルス数で、
しかも高速に高精度で設定波長にロックできる。On the other hand, in the case of the present invention, when the set wavelength is changed, a wavelength abnormal signal is output, the exit shutter 6 is closed, and the selected wavelength of the wavelength selection element is set to the newly set wavelength λa. After that, the laser is oscillated, and within the dead band at the second pulse (symbol in the figure), a normal wavelength signal is output, and the emission port shutter 6 is opened. Thus, in the present invention, with a small number of pulses,
Moreover, it is possible to lock the set wavelength at high speed with high accuracy.
【0024】次に、平均値のデッドバンドDBavを設
定して、更に波長安定性を良くした例のフロチャートの
例を図6に示す。まず、サンプリング回数Nと、平均値
Δλa(設定波長λtと発振波長λとの差Δλの平均
値)について、ステップ301で初期設定、N=0、Δ
λa=0を行う。ステップ302では、レーザが発振し
たか、否かを判断し、発光するとN=N+1が実行され
る(ステップ303)。Next, FIG. 6 shows an example of a flowchart in which the average value dead band DBav is set to further improve the wavelength stability. First, the number of samplings N and the average value Δλa (the average value of the difference Δλ between the set wavelength λt and the oscillation wavelength λ) are initialized in step 301, N = 0, Δ
λa = 0 is performed. In step 302, it is determined whether or not the laser oscillates, and when light is emitted, N = N + 1 is executed (step 303).
【0025】次のステップ304では、波長検出装置4
0により発振波長λを検出し、ステップ305で発振波
長λと設定波長λtとの差Δλを計算する。次に、差Δ
λの絶対値がリミットバンドLBよりも小さいか、否か
を判断する(ステップ306)。否の場合(NOの場
合)はステップ307に移行し波長異常信号を出力し、
それと同時に出射口シャッタ6を閉じる。そして、ステ
ップ308では、波長選択素子11のドライバ30を駆
動し、選択波長を設定波長側へ所定量シフトする。所定
量シフトしたらステップ301に戻る。ステップ306
でYESの場合、波長正常を出力するとともに、出射口
シャッタ6を開ける(ステップ309)。In the next step 304, the wavelength detector 4
At step 305, a difference Δλ between the oscillation wavelength λ and the set wavelength λt is calculated. Next, the difference Δ
It is determined whether or not the absolute value of λ is smaller than the limit band LB (step 306). If not (in the case of NO), the flow shifts to step 307 to output a wavelength abnormal signal,
At the same time, the exit shutter 6 is closed. Then, in step 308, the driver 30 of the wavelength selecting element 11 is driven to shift the selected wavelength to the set wavelength side by a predetermined amount. After shifting by a predetermined amount, the process returns to step 301. Step 306
In the case of YES, the normal wavelength is output and the exit shutter 6 is opened (step 309).
【0026】次に、ステップ310では差Δλの絶対値
がデッドバンドDBよりも小さいか、否かを判断する。
否の場合(NOの場合)はステップ308に移行し、波
長選択素子11のドライバ30を駆動し、選択波長を設
定波長側へ所定量シフトする。所定量シフトしたらステ
ップ301に戻る。ステップ310でYESの場合に
は、ステップ311で平均値Δλa=差Δλと置き、ス
テップ312でΔλas=Δλas+Δλaを行う。Next, at step 310, it is determined whether or not the absolute value of the difference Δλ is smaller than the dead band DB.
If not (NO), the process proceeds to step 308, in which the driver 30 of the wavelength selection element 11 is driven to shift the selected wavelength to the set wavelength side by a predetermined amount. After shifting by a predetermined amount, the process returns to step 301. If YES in step 310, the average value Δλa = difference Δλ is set in step 311, and Δλas = Δλas + Δλa is performed in step 312.
【0027】続いて、サンプリング回数Nが平均サンプ
リング回数Nsumよりも小さいか、否かを判断する
(ステップ313)。否の場合(NOの場合)はステッ
プ302に戻る。YESの場合には、ステップ314で
差Δλの平均値〔Δλas/Nsum〕の絶対値がデッ
ドバンドDBavよりも小さいか、否かを判断する。N
Oの場合、ステップ308に行き、波長選択素子11の
ドライバ30を駆動し、選択波長を設定波長側へ所定量
シフトする。所定量シフトしたらステップ301に戻
る。YESの場合は直ちにステップ301に戻る。Subsequently, it is determined whether or not the number of times of sampling N is smaller than the average number of times of sampling Nsum (step 313). If not (NO), the process returns to step 302. In the case of YES, it is determined in step 314 whether or not the absolute value of the average value of the difference Δλ [Δλas / Nsum] is smaller than the dead band DBav. N
In the case of O, the process proceeds to step 308, in which the driver 30 of the wavelength selection element 11 is driven to shift the selected wavelength to the set wavelength side by a predetermined amount. After shifting by a predetermined amount, the process returns to step 301. If YES, the process immediately returns to step 301.
【0028】図7には本発明の波長制御を行った場合の
発振波長の変化を示す。ここで、平均サンプリング回数
Nsum=10とする。図7において、初期の10パル
ス(図中●記号)はデッドバンドDB内に入っている
が、これら10パルスの発振波長λの平均化を行い、1
1パルス目には設定波長(図中◎記号、以下通常の場合
には〇記号で示す。)となるよう波長選択素子11の選
択波長を制御している。FIG. 7 shows a change in the oscillation wavelength when the wavelength control of the present invention is performed. Here, it is assumed that the average number of samplings Nsum = 10. In FIG. 7, the initial 10 pulses (indicated by ● in the figure) are in the dead band DB, and the oscillation wavelength λ of these 10 pulses is averaged to obtain 1 pulse.
The selected wavelength of the wavelength selection element 11 is controlled so as to have a set wavelength (the symbol ◎ in the figure, hereinafter the symbol 〇 in the normal case) at the first pulse.
【0029】22パルス目(図中▽記号)では発振波長
がデッドバンドDBを越えているので直ちに設定側へ所
定量、波長選択素子11の選択波長をシフトしている。
23パルス目はDB内に入っているが、その後10パル
スの平均がDBav内に入るまで所定量シフトを続ける
(33パルス及び43パルス目)。Since the oscillation wavelength exceeds the dead band DB at the 22nd pulse (symbol in the figure), the wavelength selected by the wavelength selection element 11 is immediately shifted by a predetermined amount to the setting side.
Although the 23rd pulse is in the DB, the shift is continued by a predetermined amount until the average of the 10 pulses enters the DBav (the 33rd pulse and the 43rd pulse).
【0030】また、53パルス目(図中×記号)では発
振波長がリミットバンドLBを越えているので、波長異
常信号を出力し出射口シャッタ6を閉じ、波長選択素子
11の選択波長を設定波長側へDB内に入るまでシフト
させる。1パルスの発振がDB内に入ったら、波長正常
信号を出力し、それと同時に出射口シャッタ6を開け
る。その後、10パルスの平均値がDBav内に入るま
で所定量シフトを続ける(66パルス及び76パルス
目)。このようにして、デッドバンド範囲内でも平均化
することににより、波長制御が発散することなく、高精
度に制御を行うことができる。さらに、デッドバンドを
越えた場合には直ちに波長を制御するため、高速制御が
可能となる。Since the oscillation wavelength exceeds the limit band LB at the 53rd pulse (x symbol in the figure), a wavelength abnormal signal is output, the exit shutter 6 is closed, and the wavelength selected by the wavelength selection element 11 is set to the set wavelength. To the side until it enters the DB. When one pulse oscillation enters the DB, a normal wavelength signal is output, and at the same time, the exit shutter 6 is opened. Thereafter, the shift is continued by a predetermined amount until the average value of 10 pulses falls within DBav (66th pulse and 76th pulse). In this way, by averaging even within the dead band range, control can be performed with high accuracy without diverging the wavelength control. Further, when the wavelength exceeds the dead band, the wavelength is controlled immediately, so that high-speed control is possible.
【0031】図6および図7の実施例では、発振波長の
シフトをパルスモータ等で制御する場合、平均値のデッ
ドバンドDBavを設定しているため、非常に高精度に
波長を安定化することができる。In the embodiments of FIGS. 6 and 7, when the shift of the oscillation wavelength is controlled by a pulse motor or the like, the average value of the dead band DBav is set, so that the wavelength can be stabilized with very high accuracy. Can be.
【0032】[0032]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、一
つとして、発振波長がデッドバンド内にあっても、発振
波長を平均化して波長を制御し、かつ、発振波長がデッ
ドバンドを越えた場合には、直ちに波長を制御すること
により、高速でかつ非常に波長安定性がよくなる。ま
た、二つとして、設定波長と発振波長が所定の波長差よ
りも大きい時、直ちに出射シャッタを閉じ、かつ、波長
異常を示す信号を外部に出力して、波長選択素子の選択
波長を波長差とほぼ同じ量だけ戻すようにシフトさせる
させることにより、高速で、かつ少ない発振パルス数で
高速に設定波長にロックできるという優れた効果が得ら
れる。As described above, according to the present invention, as one reason, even if the oscillation wavelength is within the dead band, the oscillation wavelength is averaged to control the wavelength, and the oscillation wavelength is reduced to the dead band. If it exceeds, by controlling the wavelength immediately, the wavelength stability is improved at high speed. In addition, when the set wavelength and the oscillation wavelength are larger than the predetermined wavelength difference, the emission shutter is closed immediately, and a signal indicating a wavelength abnormality is output to the outside, and the selected wavelength of the wavelength selection element is changed to the wavelength difference. An excellent effect of being able to lock to a set wavelength at high speed and with a small number of oscillation pulses is obtained by shifting so as to return by almost the same amount as.
【図1】本発明に係わる波長制御装置の実施例を示す構
成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a wavelength control device according to the present invention.
【図2】本発明のフローチャート例を示す。FIG. 2 shows an example of a flowchart of the present invention.
【図3】本発明の波長制御を行った場合の発振波長の変
化を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a change in oscillation wavelength when the wavelength control of the present invention is performed.
【図4】設定波長を変更した場合の制御のフローチャー
ト図である。FIG. 4 is a flowchart of control when a set wavelength is changed.
【図5】設定波長が変更された場合の従来と本発明の場
合の発振波長の変化を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a change in the oscillation wavelength in the case of the related art and the case of the present invention when the set wavelength is changed.
【図6】設定波長を変更した場合の他の制御の例のフロ
ーチャート図である。FIG. 6 is a flowchart illustrating another example of control when the set wavelength is changed.
【図7】設定波長が変更された図6の場合の発振波長の
変化を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a change in the oscillation wavelength in the case of FIG. 6 in which the set wavelength is changed.
【図8】従来の波長制御のフローチャート図である。FIG. 8 is a flowchart of conventional wavelength control.
【図9】従来の制御を行わない発振波長の変化を示す図
である。FIG. 9 is a diagram showing a change in the oscillation wavelength without performing the conventional control.
1 レーザチャンバ、 2、3 ウインド、 4 フロントミラー、 5 ビームスプリッタ、 6 出射口シャッタ、 10 狭帯域化ユニット、 11 波長選択素子、 20 波長コントローラ、 30 ドライバ、 40 波長検出装置、 50 ステッパ制御装置、 Reference Signs List 1 laser chamber, 2, 3 window, 4 front mirror, 5 beam splitter, 6 emission port shutter, 10 band narrowing unit, 11 wavelength selection element, 20 wavelength controller, 30 driver, 40 wavelength detection device, 50 stepper control device,
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01S 3/00 - 3/30 G03F 7/20 JICSTファイル(JOIS)────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01S 3/00-3/30 G03F 7/20 JICST file (JOIS)
Claims (3)
ルスごとの発振波長(λ)を検出し、 検出された発振波長(λ)の設定波長(λt)からの偏差(Δ
λ)が、所定のリミットバンド(LB)以下となるように出
力レーザ光の波長を制御する狭帯域パルスレーザ装置の
波長制御装置において、 前記リミットバンド(LB)よりも小さなデッドバンド(DB)
を設定し、 前記偏差(Δλ)がデッドバンド(DB)未満である場合に
は、出力レーザ光の発振波長(λ)を所定パルス数だけサ
ンプリングし、 サンプリングされた発振波長(λ)の設定波長(λt)から
の偏差(Δλ)の平均値(Δλa)に基づいて、出力レーザ
光の波長を設定波長(λt)となるように制御し、 前記偏差(Δλ)が、デッドバンド(DB)以上でリミットバ
ンド(LB)未満の場合には、 検出された発振波長(λ)に基づいて、出力レーザ光の波
長を設定波長(λt)となるように制御することを特徴と
する波長制御装置。1. An oscillation wavelength (λ) for each pulse of an output laser beam whose wavelength is narrowed is detected, and a deviation (Δt) of the detected oscillation wavelength (λ) from a set wavelength (λt) is detected.
λ) is a predetermined limit band (LB) In a wavelength control device of a narrow band pulse laser device that controls the wavelength of the output laser light so as to be equal to or less than a dead band (DB) smaller than the limit band (LB)
If the deviation (Δλ) is less than the dead band (DB), the oscillation wavelength (λ) of the output laser light is sampled by a predetermined number of pulses, and the set wavelength of the sampled oscillation wavelength (λ) is set. Based on the average value (Δλa) of the deviation (Δλ) from (λt), the wavelength of the output laser light is controlled to be the set wavelength (λt), and the deviation (Δλ) is equal to or greater than the dead band (DB). A wavelength control device that controls the wavelength of the output laser light to become a set wavelength (λt) based on the detected oscillation wavelength (λ) when the wavelength is less than the limit band (LB).
λ)が、リミットバンド(LB)以上の場合には、 波長の異常を示す信号を出力し、 出力レーザ光が狭帯域パルスレーザ装置の外部に出射す
るのを遮光し、 出力レーザ光の波長を、設定波長(λt)となるように制
御することを特徴とする波長制御装置。2. The wavelength control apparatus according to claim 1, wherein a deviation (Δ) of the detected oscillation wavelength (λ) from a set wavelength (λt).
λ) is equal to or greater than the limit band (LB), a signal indicating an abnormal wavelength is output, the output laser light is shielded from being emitted to the outside of the narrow band pulse laser device, and the wavelength of the output laser light is adjusted. A wavelength control device for controlling the wavelength to be a set wavelength (λt).
おいて、 前記設定波長(λt)が変更された場合には、検出された
発振波長(λ)の設定波長(λt)からの偏差(Δλ)を算出
し、 偏差(Δλ)がリミットバンド(LB)以上の場合には、 波長が異常である信号を出力し、 出力レーザ光が狭帯域パルスレーザ装置の外部に出射す
るのを遮光し、 出力レーザ光の波長を、設定波長(λt)となるように制
御することを特徴とする波長制御装置。3. The wavelength control device according to claim 1, wherein when the set wavelength (λt) is changed, a deviation of the detected oscillation wavelength (λ) from the set wavelength (λt). Δλ) is calculated, and if the deviation (Δλ) is equal to or larger than the limit band (LB), a signal having an abnormal wavelength is output, and the output laser light is shielded from being emitted to the outside of the narrow band pulse laser device. A wavelength controller that controls a wavelength of an output laser beam so as to be a set wavelength (λt).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34510892A JP3276118B2 (en) | 1992-12-02 | 1992-12-02 | Wavelength control device |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP34510892A JP3276118B2 (en) | 1992-12-02 | 1992-12-02 | Wavelength control device |
Publications (2)
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ID=18374339
Family Applications (1)
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| JP34510892A Expired - Lifetime JP3276118B2 (en) | 1992-12-02 | 1992-12-02 | Wavelength control device |
Country Status (1)
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-
1992
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