JPH02246287A - パルス光源 - Google Patents
パルス光源Info
- Publication number
- JPH02246287A JPH02246287A JP6804389A JP6804389A JPH02246287A JP H02246287 A JPH02246287 A JP H02246287A JP 6804389 A JP6804389 A JP 6804389A JP 6804389 A JP6804389 A JP 6804389A JP H02246287 A JPH02246287 A JP H02246287A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- output voltage
- power supply
- intensity
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/13—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
- H01S3/131—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation
- H01S3/134—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation in gas lasers
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- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は出力パルスのエネルギーを安定化したパルス光
源、たとえばパルス発振するレーザ装置に関するもので
ある。
源、たとえばパルス発振するレーザ装置に関するもので
ある。
（従来の技術）
近年、微細加工用のパルス光源として、紫外域で発振す
るレーザ装置が注目されている。中でもエキシマレーザ
は、レーザ媒質であるクリプトン、キセノンなどの希ガ
スと弗素、塩素などのハロゲンガスの組み合わせにより
、３５３ｎｍから１９３ｎｍの間のいくつかの波長で強
力な発振線を得ることができる。
るレーザ装置が注目されている。中でもエキシマレーザ
は、レーザ媒質であるクリプトン、キセノンなどの希ガ
スと弗素、塩素などのハロゲンガスの組み合わせにより
、３５３ｎｍから１９３ｎｍの間のいくつかの波長で強
力な発振線を得ることができる。
これらエキシマレーザは、コンデンサなどに蓄積した電
荷を短時間に放出することによりレーザ媒質であるガス
を励起し、レーザ光を得るパルスレーザの一種である。
荷を短時間に放出することによりレーザ媒質であるガス
を励起し、レーザ光を得るパルスレーザの一種である。
レーザ光の持続時間は一般に数十ナノ秒であり、数ミリ
秒から数十ミリ秒の周期で繰り返し発振させるのが普通
である。
秒から数十ミリ秒の周期で繰り返し発振させるのが普通
である。
このようなパルス光源であるエキシマレーザ光を微細加
工に用いる場合、１パル人当たりの強度を適当な値にコ
ントロールすることが重要なｉＩ題となる。１パルス当
たりの強度があるしきい値以下の場合、照射を続けても
材料は変化を受けず、加工の目的は達せられない、一方
、パルスの強度が一定値を越えると、加工対象部以外が
変形したり、材料の変質や劣化をも招き好ましくない、
特に超ＬＳＩ素子のパターンなど光源の波長に匹敵する
０、５−以下の線幅をリソグラフィの手法で加工するよ
うな場合、レーザ光のパルス強度を最適の値に設定する
必要がある。さらにエキシマレーザは、レーザ媒質であ
るガスの劣化やそのほかの原因によって効率が比較的短
期間に低下するという特性があるので、電源の出力電圧
を随時調節することによって設定したパルス強度を維持
する機構が必要になる。
工に用いる場合、１パル人当たりの強度を適当な値にコ
ントロールすることが重要なｉＩ題となる。１パルス当
たりの強度があるしきい値以下の場合、照射を続けても
材料は変化を受けず、加工の目的は達せられない、一方
、パルスの強度が一定値を越えると、加工対象部以外が
変形したり、材料の変質や劣化をも招き好ましくない、
特に超ＬＳＩ素子のパターンなど光源の波長に匹敵する
０、５−以下の線幅をリソグラフィの手法で加工するよ
うな場合、レーザ光のパルス強度を最適の値に設定する
必要がある。さらにエキシマレーザは、レーザ媒質であ
るガスの劣化やそのほかの原因によって効率が比較的短
期間に低下するという特性があるので、電源の出力電圧
を随時調節することによって設定したパルス強度を維持
する機構が必要になる。
従来、この種のパルス光源はその平均出力を一定にして
、見かけ上のパルス強度を一定に保つのが普通であった
。第３図はこのような従来のパルス光源の構成を説明す
る図である。第３図において、発光部１は電源２から電
気エネルギーの供給を受け、トリガ回路３からの指令に
より間欠的に発光する６発光部１の出力光の一部は半透
過１ＩＡ４によって取り出され、受光素子５に導入され
る。
、見かけ上のパルス強度を一定に保つのが普通であった
。第３図はこのような従来のパルス光源の構成を説明す
る図である。第３図において、発光部１は電源２から電
気エネルギーの供給を受け、トリガ回路３からの指令に
より間欠的に発光する６発光部１の出力光の一部は半透
過１ＩＡ４によって取り出され、受光素子５に導入され
る。
受光素子５は入射した光の強度に比例した電気信号を、
平均化回路６を経て比較回路７へ送る。比較回路７は平
均化回路６によって時間平均されたレーザ出力に比例す
る信号を基準値Ｖｒと比較し、その差に応じて電源２を
コントロールする。
平均化回路６を経て比較回路７へ送る。比較回路７は平
均化回路６によって時間平均されたレーザ出力に比例す
る信号を基準値Ｖｒと比較し、その差に応じて電源２を
コントロールする。
次に第４図に従って従来のパルス光源の動作を説明する
。最初、発光部１は第４図ａに示すように一定の周期で
発振している０時刻ｔ、で発光部１の効率低下が起こり
、パルス強度Ｐが低下したとすると平均出力も低下する
ので、比較回路７は平均出力と基準値の差Δが零となる
ように、電源電圧Ｖを上昇させる。この結果、パルス強
度Ｐは当初の値に回復する。
。最初、発光部１は第４図ａに示すように一定の周期で
発振している０時刻ｔ、で発光部１の効率低下が起こり
、パルス強度Ｐが低下したとすると平均出力も低下する
ので、比較回路７は平均出力と基準値の差Δが零となる
ように、電源電圧Ｖを上昇させる。この結果、パルス強
度Ｐは当初の値に回復する。
（発明が解決しようとする課題）
しかしこのような従来のパルス光源では、発光の間隔が
変化した場合、パルス強度を一定に保てないという欠点
がある。すなわち、実際の加工を行う場合、材料交換の
ために発光に休止期間を設けたり、加工速度の調節等の
ために発光の周期を変えたりすることがある。第４図の
例では、時間ｔ２以降、休止期間を設けて発光させてい
る。このように休止期間があると、平均出力は低下する
ので、それを補うように比較回路が働く結果、休止期間
直後のパルス強度は大きくなってしまう。
変化した場合、パルス強度を一定に保てないという欠点
がある。すなわち、実際の加工を行う場合、材料交換の
ために発光に休止期間を設けたり、加工速度の調節等の
ために発光の周期を変えたりすることがある。第４図の
例では、時間ｔ２以降、休止期間を設けて発光させてい
る。このように休止期間があると、平均出力は低下する
ので、それを補うように比較回路が働く結果、休止期間
直後のパルス強度は大きくなってしまう。
一方、時間ｔユ以降のように発光周期を短くすると、平
均出力は増加するので、パルス強度を小さくするよう比
較回路が働いてしまうという欠点があった。
均出力は増加するので、パルス強度を小さくするよう比
較回路が働いてしまうという欠点があった。
本発明の目的は以上のような欠点を解決するためになさ
れたもので、発光の間隔が変化しても。
れたもので、発光の間隔が変化しても。
常にパルス強度を一定に保つことのできるパルス光源を
提供することである。
提供することである。
（課題を解決するための手段）
本発明のパルス光源は、パルス的に発光する発光部と、
発光部にエネルギーを供給する電源と、ある回の発光エ
ネルギーに比例した電圧を次回の発光時まで保持した直
流化信号と基準、値との偏差量だけに比例した信号よっ
て前記電源の一出力を制御する手段とを具備したもので
ある。
発光部にエネルギーを供給する電源と、ある回の発光エ
ネルギーに比例した電圧を次回の発光時まで保持した直
流化信号と基準、値との偏差量だけに比例した信号よっ
て前記電源の一出力を制御する手段とを具備したもので
ある。
（作 用）
この構成により、前回発光の強度と基準値とは偏差量だ
けで、次回発光のための電源電圧が決定されるので１発
光の間隔が変化してもパルス強度は室に一定に保た、れ
ることとなる、 。
けで、次回発光のための電源電圧が決定されるので１発
光の間隔が変化してもパルス強度は室に一定に保た、れ
ることとなる、 。
（実施例）
第１図は本発明の一未施例であるパルス光源の構成図で
ある。同図において第３図に示した従来例と同じ部分に
は同一符号を付し、その説明を省略する。第１図におい
て本発明のパルス光源は。
ある。同図において第３図に示した従来例と同じ部分に
は同一符号を付し、その説明を省略する。第１図におい
て本発明のパルス光源は。
電源２から供給され発光部１内のコンデンサに蓄えた電
荷をトリガ回路３の指令によって放電しパルス光を得る
。半透過鏡４によって取り出された出力光は受光素子５
によってその強度に比例した電気信号に変換され、保持
回路８へ送られる。比較回路７は保持回路８の出力電圧
を基準値Ｖｒと比較し、その差に相当する信号をスイッ
チ９を経て積分回路１０へ送る。電源２は積分回路１０
の出力電圧ｖ０に比例した電圧Ｖを発光部１へ供給する
。
荷をトリガ回路３の指令によって放電しパルス光を得る
。半透過鏡４によって取り出された出力光は受光素子５
によってその強度に比例した電気信号に変換され、保持
回路８へ送られる。比較回路７は保持回路８の出力電圧
を基準値Ｖｒと比較し、その差に相当する信号をスイッ
チ９を経て積分回路１０へ送る。電源２は積分回路１０
の出力電圧ｖ０に比例した電圧Ｖを発光部１へ供給する
。
スイッチ９の開閉はタイミング回路１１で・コントロー
ルされている。
ルされている。
次に第２図に従って、本発明に−よる、パルス光源の動
作を説明する。第２図ａに示すようにパルス光源が当初
、一定の周期Ｔ０で動作中゛、時刻ｔ１において発光部
１の一効率が低下してパルス強度Ｐが低下したとする。
作を説明する。第２図ａに示すようにパルス光源が当初
、一定の周期Ｔ０で動作中゛、時刻ｔ１において発光部
１の一効率が低下してパルス強度Ｐが低下したとする。
出力光の一部が入力された受光素子５はその強５度に比
例した電圧を発生するが・、その電圧もパルス波形であ
る。これを直流電圧信号である基準値Ｖｒと比較するた
め、保持回路８により次回のパルス発光時までパルス強
度に比例した信号電圧を保持した直流化信号Ｖｄｃを作
っている。比較回路７は直流化信号Ｖｄｃを基準値Ｖｒ
と比較し、その差信号Δ＝Ｖｒ−Ｖｄｃを出力する。
例した電圧を発生するが・、その電圧もパルス波形であ
る。これを直流電圧信号である基準値Ｖｒと比較するた
め、保持回路８により次回のパルス発光時までパルス強
度に比例した信号電圧を保持した直流化信号Ｖｄｃを作
っている。比較回路７は直流化信号Ｖｄｃを基準値Ｖｒ
と比較し、その差信号Δ＝Ｖｒ−Ｖｄｃを出力する。
積分回路１０は、コンデンサに蓄えた電荷により出力信
号ｖ０を発生しており、差信号Δにより供給される電荷
を前記のコンデンサに足し込んでいくよう構成されてい
るので、電源２の出力電圧Ｖは゛パルス出力Ｐが目標値
に一致する方向へ変化していく。
号ｖ０を発生しており、差信号Δにより供給される電荷
を前記のコンデンサに足し込んでいくよう構成されてい
るので、電源２の出力電圧Ｖは゛パルス出力Ｐが目標値
に一致する方向へ変化していく。
ここでスイッチ９はトリガ回路３と同期したタイミング
回路１１によって、発光後、一定時間ｔｓだけ閉じられ
る。このスイッチ９の働きにより、−回の発光後、積分
回路１０に足し込まれる電荷量は差信号Δのみに依存し
発光間隔に関係しないため、第２図ａに示すように発光
間隔が変化してもパルス強度は一定に保たれる。すなわ
ち第２図ａにおいて休止期間のある動作中の時刻ｔ２．
および発光周期が２分の１に減少した後の時刻ｔ、にお
いてそれぞれ発光部の効率低下が起こっているが、積分
回路１０へ差信号Δをフィードバックする時間は常に一
定であるため１時刻ｔ１の後と同様の経過をたどって当
初の値へ回復している。 なお１本実施例においてはス
イッチ９を用いて積分回路１０に足し込む電荷量が発光
の周期によらないように構成したが、電源２の出力電圧
が前回のパルス強度と基準値との差だけで決定されるよ
うに構成すれば本発明の効果は達成される。また、パル
ス強度のピーク値が保持される例について説明したが、
パルス波形の積分値を保持するようにしてもよい。
回路１１によって、発光後、一定時間ｔｓだけ閉じられ
る。このスイッチ９の働きにより、−回の発光後、積分
回路１０に足し込まれる電荷量は差信号Δのみに依存し
発光間隔に関係しないため、第２図ａに示すように発光
間隔が変化してもパルス強度は一定に保たれる。すなわ
ち第２図ａにおいて休止期間のある動作中の時刻ｔ２．
および発光周期が２分の１に減少した後の時刻ｔ、にお
いてそれぞれ発光部の効率低下が起こっているが、積分
回路１０へ差信号Δをフィードバックする時間は常に一
定であるため１時刻ｔ１の後と同様の経過をたどって当
初の値へ回復している。 なお１本実施例においてはス
イッチ９を用いて積分回路１０に足し込む電荷量が発光
の周期によらないように構成したが、電源２の出力電圧
が前回のパルス強度と基準値との差だけで決定されるよ
うに構成すれば本発明の効果は達成される。また、パル
ス強度のピーク値が保持される例について説明したが、
パルス波形の積分値を保持するようにしてもよい。
以上のような構成を有するので、本発明のパルス光源は
１発光の周期や休止期間の有無によらずパルス強度を一
定に保てる。
１発光の周期や休止期間の有無によらずパルス強度を一
定に保てる。
（発明の効果）
本発明は電源の出力電圧を直前のパルス強度と基準値と
の差だけで制御することにより、発光の間隔が変わって
もパルス強度を一定に保つというすぐれた効果を有する
パルス光源を提供することができる。
の差だけで制御することにより、発光の間隔が変わって
もパルス強度を一定に保つというすぐれた効果を有する
パルス光源を提供することができる。
第１図は本発明の一実施例であるパルス光源の構成図、
第２図は本発明によるパルス光源の動作を説明する図、
第３図は従来のパルス光源の構成図、第４図はその動作
を説明する図である。 １ ・・・発光部、 ２ ・・・電源、 ３ ・・・
トリガ回路、 ４・・・半透過鏡、 ５ ・・・受光素
子、 ６・・・平均化回路、 ７・・・比較回路、 ８
・・・保持回路、 ９ ・・・スイッチ、１０・・・積
分回路、１１・・・タイミング回路。 第１図 特許出願人 松下電器産業株式会社 第 図 一晴 第 図
第２図は本発明によるパルス光源の動作を説明する図、
第３図は従来のパルス光源の構成図、第４図はその動作
を説明する図である。 １ ・・・発光部、 ２ ・・・電源、 ３ ・・・
トリガ回路、 ４・・・半透過鏡、 ５ ・・・受光素
子、 ６・・・平均化回路、 ７・・・比較回路、 ８
・・・保持回路、 ９ ・・・スイッチ、１０・・・積
分回路、１１・・・タイミング回路。 第１図 特許出願人 松下電器産業株式会社 第 図 一晴 第 図
Claims (1)
- パルス的に発光する発光部と、前記発光部にエネルギー
を供給する電源と、ある回の発光エネルギーに比例した
電圧を次回の発光時まで保持した直流化信号と基準値と
の偏差量だけに比例した信号によって、前記電源の出力
を制御する手段とを具備したことを特徴とするパルス光
源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6804389A JPH02246287A (ja) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | パルス光源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6804389A JPH02246287A (ja) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | パルス光源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02246287A true JPH02246287A (ja) | 1990-10-02 |
Family
ID=13362375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6804389A Pending JPH02246287A (ja) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | パルス光源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02246287A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62287680A (ja) * | 1986-06-06 | 1987-12-14 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザ発振器におけるレ−ザ出力制御装置 |
| JPS6480082A (en) * | 1987-09-21 | 1989-03-24 | Mitsubishi Electric Corp | Laser control device |
-
1989
- 1989-03-20 JP JP6804389A patent/JPH02246287A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62287680A (ja) * | 1986-06-06 | 1987-12-14 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザ発振器におけるレ−ザ出力制御装置 |
| JPS6480082A (en) * | 1987-09-21 | 1989-03-24 | Mitsubishi Electric Corp | Laser control device |
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