(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トリガパルス信号としてのレーザ発振指令を逐次レーザ装置の電源装置に与えることによってレーザ装置でトリガパルス信号に同期したレーザのパルス発振を逐次行わせてレーザ光を出力するスキャン方式露光装置の光源として用いられるパルス発振レーザ装置であって、
前記トリガパルス信号としてのレーザ発振指令を検出するレーザ発振指令検出手段と、
レーザ光のパルス発振の有無を検出するレーザ発振検出手段と、
前記レーザ発振検出手段によって前記レーザ光のパルス発振が検出された場合に、このレーザ光のパルス発振に対応するレーザ発振指令が前記レーザ発振指令検出手段で検出されなかった場合に、レーザ発振指令無しでレーザ光のパルス発振が行われたというレーザ装置の電源装置の異常を示す異常信号を出力する手段と
を具えたレーザ装置の異常検出装置。
【請求項２】
トリガパルス信号としてのレーザ発振指令を逐次レーザ装置の電源装置に与えることによってレーザ装置でトリガパルス信号に同期したレーザのパルス発振を逐次行わせてレーザ光を出力するスキャン方式露光装置の光源として用いられるパルス発振レーザ装置であって、
前記トリガパルス信号としてのレーザ発振指令を検出するレーザ発振指令検出手段と、
レーザ光のパルス発振の有無を検出するレーザ発振検出手段と、
トリガパルス信号が発生してからレーザ光がパルス発振するまでの許容時間がしきい値として設定され、前記レーザ発振指令検出手段によって前記レーザ発振指令が出力されてからの時間が上記しきい値に達した時点で、当該レーザ発振指令に対応するレーザ光のパルス発振が前記レーザ発振検出手段によって検出されない場合に、トリガパルス信号入力後に所定の時間内でレーザがパルス発振しないというレーザ装置の電源装置の異常を示す異常信号を出力する手段と
を具えたレーザ装置の異常検出装置。
【請求項３】
トリガパルス信号としてのレーザ発振指令を逐次レーザ装置の電源装置に与えることによってレーザ装置でトリガパルス信号に同期したレーザのパルス発振を逐次行わせてレーザ光を出力するスキャン方式露光装置の光源として用いられるパルス発振レーザ装置であって、
前記トリガパルス信号としてのレーザ発振指令を検出するレーザ発振指令検出手段と、
レーザ光のパルス発振の有無を検出するレーザ発振検出手段と、
前記レーザ発振検出手段によって前記レーザ光のパルス発振が検出された場合に、このレーザ光のパルス発振に対応するレーザ発振指令が前記レーザ発振指令検出手段で検出されなかった場合に、レーザ発振指令無しでレーザ光のパルス発振が行われたというレーザ装置の電源装置の異常を示す第１の異常信号を出力する第１の異常検出手段と、
トリガパルス信号が発生してからレーザ光がパルス発振するまでの許容時間がしきい値として設定され、前記レーザ発振指令検出手段によって前記レーザ発振指令が出力されてからの時間が上記しきい値に達した時点で、当該レーザ発振指令に対応するレーザ光のパルス発振が前記レーザ発振検出手段によって検出されない場合に、トリガパルス信号入力後に所定の時間内でレーザがパルス発振しないというレーザ装置の電源装置の異常を示す第２の異常信号を出力する第２の異常検出手段と、
前記第１および第２の異常検出手段の検出結果に基づいて、レーザ装置の電源装置の故障箇所を判断する故障箇所判断手段と
を具えたレーザ装置の異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、エキシマレーザ等のレーザ装置の異常を検出する異常検出装置に関し、特にレーザを光源とする半導体露光装置等の露光装置あるいは加工装置の指令通りにレーザ光が発振されないという異常を検出し、これにより不良品発生を未然に防止することができる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエキシマレーザを光源とする露光装置では、いわゆるステップ・アンド・リピート方式（ステッパ方式）により露光が行われている。
【０００３】
このステッパ方式では、ステージをレチクルおよび投影レンズに対して位置決めした後、レチクルおよびステージが停止した状態で、露光が行われる。そして、レーザの各パルスエネルギが積算され、所定のトータル光量となったら、レーザ発振が停止され、ステージを移動させる。これを繰り返し行うことで露光光量を制御する。
【０００４】
この露光方式では、レーザのパルスエネルギおよび繰返し周波数の多少のばらつき、ミスショットがあったとしても、トータル露光量をモニタして、これに基づいて露光しているために、高精度に光量を制御することができる。
【０００５】
これは、個々のパルスエネルギがばらついていても、ばらつきは正規分布等の一定の分布に従うので、数多くのパルス光を積算すれば、光のトータル光量値は非常にばらつきが少ないという考え方に基づいている。
【０００６】
しかし、ステッパ方式においてもミスショットが頻発する場合には、光量を制御することは不可能となる。
【０００７】
そこで、レーザでミスショットが発生した場合に危険を回避すべくレーザ装置を緊急停止させる提案がなされ、本出願人によってすでに特許出願されている（特願平４ー２６８８１０号）。
【０００８】
この出願には、レーザ発振指令を発する毎に、１回のパルス発振を起こすレーザ装置において、レーザ光を検出した回数とレーザ発振指令回数とを比較して、レーザ発振指令が発せられてもレーザ光が発振しない回数が設定値を越えた場合に、レーザ装置を緊急停止させる技術が開示されている。
【０００９】
こうしたレーザ停止制御が行われることにより、トータル露光量がばらついた状態で次々に不良品質の半導体が生産される事態を回避することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
露光方式としては、上記ステッパ方式だけでなく、スキャン方式と呼ばれる方式も存在する。このスキャン方式は、例えば「ＮＩＫＫＥＩ  ＭＩＣＲＯＤＥＶＩＣＥＳ  １９９３年９月号」（５４頁ー５９頁）等によって公知である。
【００１１】
スキャン方式では、光がシートビーム状に整形され、レチクルおよびウエハを移動（スキャン）させながら露光が行われる。
【００１２】
このスキャン方式の利点は、大面積を露光できる点にある。例えば、フィールドサイズ３６ｍｍφのレンズを使用した場合、ステッパ方式では、２５ｍｍ角（２５６ＭＤＲＡＭ１５×２５ｍｍが１チップ）となるのに対して、スキャン方式では、３０×４０ｍｍ（２５６ＭＤＲＡＭ１５×２５ｍｍが２チップ）といった大面積の露光が可能となる。今後、集積度が増すにしたがってチップサイズは大きくなる（例えば６４ＭＤＲＡＭでは約１０×２０ｍｍ、２５６ＭＤＲＡＭでは約１５×２５ｍｍ）。スキャン方式への移行の背景には、高集積化に伴う大面積化、縮小投影露光装置のレンズの製造技術が限界に近づいていること、高スループット化等が挙げられる。
【００１３】
ところで、スキャン方式の不利な点は、原理的に光量制御が非常に困難であるということである。
【００１４】
すなわち、エキシマレーザは、パルスレーザであるため、スキャン方式の場合、レチクルおよびウエハステージの移動とレーザの発振とを高精度に同期させて露光する必要がある。
【００１５】
この場合、ステッパ方式のように、トータル露光量を検出して、その結果に基づいて露光するようなトータル露光量のフィードバック制御は、不可能となる。したがって、高精度に露光光量を制御するためには、レーザの発振命令（外部トリガ）がレーザ装置に入力された時、直ちに（ないしは非常に小さな許容時間内で）発振し、かつ、レーザのパルスエネルギのばらつきが本質的に小さくなければならない。特に、スキャン方式の場合、ミスショット（発振命令がないのに発振すること、または発振命令があっても発振しないこと）の発生は、絶対に許されない。
【００１６】
このようにスキャン方式では、ミスショットが発生したり、レーザ発振の同期が取れない状態になった場合には、直ちにこれを検出してレーザを緊急停止させて、異常を露光装置に知らせる必要がある。
【００１７】
本発明は、スキャン方式で問題となる異常を事前に検出して、これにより不良品発生を未然に防止することができる装置を提供することを第１の目的とするものである。
【００１８】
また、こうした異常が発生した場合に、レーザ装置の故障箇所を迅速に特定して、作業を即座に再開させることは、作業効率を向上させる上で極めて重要である。
【００１９】
本発明は、レーザ装置の故障箇所を迅速に特定できる装置を提供することを第２の目的とするものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明の第１発明では、レーザ発振指令に応じてレーザ光を発振するレーザ装置において、
前記レーザ発振指令を検出するレーザ発振指令検出手段と、
レーザ光の発振の有無を検出するレーザ発振検出手段と、
前記レーザ発振指令検出手段によって前記レーザ発振指令が検出されない場合に、前記レーザ発振検出手段によって前記レーザ光の発振が検出された場合に、レーザ装置が異常であることを示す異常信号を出力する手段と
を具えている。
【００２１】
また、本発明の第２発明では、同様なレーザ発振指令検出手段と、レーザ発振検出手段とを具え、さらに、
前記レーザ発振指令検出手段によって前記レーザ発振指令が検出されてからの時間が設定時間に達した時点で、前記レーザ発振検出手段によって前記レーザ光の発振が検出されない場合に、レーザ装置が異常であることを示す異常信号を出力する手段と
を具えるようにしている。
【００２２】
また、本発明の第３発明では、同様なレーザ発振指令検出手段と、レーザ発振検出手段とを具え、さらに、
前記レーザ発振指令検出手段によって前記レーザ発振指令が検出されない場合に、前記レーザ発振検出手段によって前記レーザ光の発振が検出された場合に、レーザ装置が異常であることを示す第１の異常信号を出力する第１の異常検出手段と
前記レーザ発振指令検出手段によって前記レーザ発振指令が検出されてからの時間が設定時間に達した時点で、前記レーザ発振検出手段によって前記レーザ光の発振が検出されない場合に、レーザ装置が異常であることを示す第２の異常信号を出力する第２の異常検出手段と
前記第１および第２の異常検出手段の検出結果に基づいて、レーザ装置の故障箇所を判断する故障箇所判断手段と
を具えるようにしている。
【００２３】
【作用】
かかる第１発明の構成によれば、図１、図３に示すように、レーザ発振指令検出手段１０によってレーザ発振指令ａが検出されない場合に、レーザ発振検出手段１１によってレーザ光Ｌの発振ｂが検出された場合に、レーザ装置が異常であることを示す異常信号Ｓ1が出力される。
【００２４】
また、第２発明の構成によれば、図１、図３に示すように、レーザ発振指令検出手段１０によってレーザ発振指令ａが検出されてからの時間が設定時間に達した時点で、レーザ発振検出手段１１によってレーザ光Ｌの発振ｂが検出されない場合に、レーザ装置が異常であることを示す異常信号Ｓ2が出力される。
【００２５】
また、第３発明の構成によれば、図１４に示すように、第１および第２の異常検出手段（ステップ４０１）の検出結果Ｓ1、Ｓ2に基づいて、レーザ装置の故障箇所（サイラトロンまたは充電回路）が判断される。
【００２６】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明に係るレーザ装置の異常検出装置の実施例を説明する。
【００２７】
図１は、実施例のレーザ装置７０とこのレーザ装置７０の外部にあってレーザ装置７０で発生したレーザ光Ｌによって露光が行われる露光装置１２とを示している。図２は、図１に示す放電チャンバ１と充電回路５とＨＶ電源装置６の具体的構成を示す回路図である。なお、この実施例では、エキシマレーザを想定している。
【００２８】
これら図に示すように、レーザ装置７０の放電チャンバ１には、希ガスおよびハロゲンガス等のレーザガス２１が封入されているとともに、熱交換器１９、ファン２０が配設されている。さらに、放電チャンバ１には、予備電離を行う予備電離電極１７、１７および主放電を行う主放電電極１８が配設されている。
【００２９】
充電回路５は、主放電用コンデンサＣ1、予備電離用コンデンサＣ2、Ｃ2およびコイルＬcと、スイッチング素子であるサイラトロン１５とから構成されている。ＨＶ電源装置６は、充電電源１３と、トリガパルス信号Ｔrを発生するトリガパルス発生器１４とから構成されている。
【００３０】
レーザ制御装置７は、レーザ装置７０を制御する制御装置である。緊急停止装置８は、レーザ装置７０の異常が検出された場合に、レーザ装置７０全体を緊急停止させる。
【００３１】
ミスファイヤ検出装置９は、レーザ光のミスファイヤを検出し、これをレーザ制御装置７または露光装置１２に通知する。
【００３２】
発振トリガ検出器１０は、上記トリガパルス信号（発振トリガ）Ｔrが出力されたことを検出し、発振トリガ検出信号ａを出力する。
【００３３】
レーザ光検出器１１は、放電チャンバ１においてレーザ光Ｌが実際に発振されたか否かを検出し、レーザ光Ｌの発振があった場合には、その旨の発振レーザ光検出信号ｂを出力する。
【００３４】
全反射ミラー２および部分反射ミラー３は、光共振器を構成している。光共振器によって共振された光は、ビームスプリッタ４によって一部サンプルされ、レーザ光検出器１１に入力される。発振レーザ光Ｌは、露光装置１２に供給される。
【００３５】
レーザ発振の際は、各パルス毎に次のように動作する。
【００３６】
すなわち、まずレーザ制御装置７からＨＶ電源装置６に対して発振指令が出力される。すると、ＨＶ電源装置６の充電電源１３によって充電回路５に高電圧ＨＶ（ハイボルテージ）が供給される。このため、放電チャンバ１内の電極１７、１７ないし１８、１８間で放電を起こすための電荷が各コンデンサＣ1、Ｃ2に蓄積され、充電がなされる。
【００３７】
こうして充電が完了して、トリガパルス発生器１４からトリガパルス信号Ｔrがサイラトロン１５に対して出力されると、サイラトロン１５が駆動され、サイラトロン１５が導通する。この結果、コンデンサＣ1の電荷が放電され、これが主放電に使用される。主放電電極１８、１８間で主放電がなされると、レーザガス２１が励起され発光する。そして、発光した光は、上記共振器を介してレーザ光Ｌとして発振、出力される。
【００３８】
発振トリガ検出器１０は、トリガパルス信号Ｔrが検出される毎に発振トリガ検出信号ａをミスファイヤ検出装置９に出力する。一方、レーザ光検出器１１は、入力された発振レーザ光Ｌを検出する毎に、発振レーザ光検出信号ｂをミスファイヤ検出装置９に出力する。
【００３９】
ミスファイヤ検出装置９は、上記発振トリガ検出信号ａおよび発振レーザ光検出信号ｂに基づいて、ミスファイヤが発生したこと、つまりレーザ装置７０の異常が発生したことを検出する。ここで、ミスファイヤ検出装置９は、異常検出信号Ｓ1、Ｓ2をいずれの装置に出力すべきかを判断している。
【００４０】
レーザ装置７０を緊急停止させる必要があると判断した場合は、異常検出信号Ｓ1、Ｓ2を、緊急停止装置８に出力する。
【００４１】
緊急停止装置８に異常検出信号Ｓ1、Ｓ2が入力されると、同装置８は、レーザ装置７０全体の運転を緊急停止させるべく、充電回路５、ＨＶ電源装置６、レーザ制御装置７に緊急停止命令を出力する。この緊急停止命令の入力に応じて各機器は動作を停止し、レーザ装置７０全体の運転が停止される。
【００４２】
また、緊急停止の必要がないと判断した場合は、異常検出信号Ｓ1、Ｓ2を、レーザ制御装置７に出力する。この結果、レーザ制御装置７から露光装置１２に対してミスファイヤ（異常）が発生したことが通知される。
なお、ミスファイヤ（異常）が発生したことを即座に露光装置１２に知らせる必要がある場合には、図１の破線に示すように、ミスファイヤ検出装置９より異常検出信号Ｓ1、Ｓ2を露光装置１２に対して直接送出するようにしてもよい。
【００４３】
また、この実施例では、発振トリガ検出器１０を、ＨＶ電源装置６（トリガパルス発生器１４）に付設することによってトリガパルス信号Ｔrを検出しているが、これに限定されることなく、レーザ発振指令を検出できる場所であれば任意の場所に配設することができる。例えば、発振トリガ検出器１０を、露光装置１２とレーザ制御装置７と間に配設してもよく、ＨＶ電源装置６とレーザ制御装置７との間に配設してもよい。
【００４４】
図３は、ミスファイヤ検出装置９の基本的な構成を示す図である。
【００４５】
同図に示すように、ミスファイヤ検出装置９は、発振の命令ａが無い場合にレーザ光Ｌが発振したという異常Ｓ1を検出する装置２２と、発振トリガ信号ａが入力された後所定の許容時間内にレーザ光Ｌが発振しないという異常Ｓ2を検出する装置２３とから構成されている。各装置２２、２３には、発振トリガ検出信号ａおよび発振レーザ光検出信号ｂが入力され、これら各検出信号ａ、ｂに基づいて異常Ｓ1、Ｓ2がそれぞれ検出され、異常検出信号Ｓ1、Ｓ2が各装置２２、２３からそれぞれ出力される。
【００４６】
異常検出信号Ｓ1、Ｓ2は、オア回路２４に入力され、オア回路２４の出力である異常検出信号Ｓ1またはＳ2は、露光装置１２に加えられる。この結果、露光装置１２は、入力された異常検出信号Ｓ1またはＳ2に基づいて所定の異常処理を実行することができる。例えば、異常検出信号Ｓ1、Ｓ2を受け取った露光装置１２としては、レーザ制御装置７に対して発振停止命令を出力してもよく、あるいはシャッタを閉じる等の露光停止制御を実行するようにしてもよい。
【００４７】
また、異常検出信号Ｓ1、Ｓ2は、直接レーザ制御装置７に出力される。
【００４８】
レーザ制御装置７は、入力された異常検出信号Ｓ1、Ｓ2および露光装置１２から出力される信号に基づきレーザ発振停止等の各種異常処理を実行する。
【００４９】
なお、この実施例では、充電回路５のスイッチング素子としてサイラトロン１５を使用しているが、スイッチング素子としては任意であり、例えばサイリスタ等の固体スイッチを使用するようにしてもよい。
【００５０】
以下、ミスフィイヤ検出装置９の具体的構成について説明する。
【００５１】
まず、異常Ｓ1の検出装置２２の具体的構成について説明する。
図４は、装置２２を回路で構成した場合の一例を示す。
【００５２】
同図に示すように、発振トリガ検出信号ａおよび発振レーザ光検出信号ｂは、パルス発生器３０および３１にそれぞれ入力される。パルス発生器３０、３１では、入力信号ａ、ｂがそれぞれ、所定のパルス幅に変換、整形され、パルス信号がそれぞれ計数器３２、３３に出力される。
【００５３】
計数器３２、３３は、パルス信号が入力される毎に動作し、入力パルス数が計数（カウント）され、計数結果値Ｃa、Ｃbがそれぞれ減算器３４に出力される。減算器３４では、減算ＣbーＣaが実行され、減算値（異常回数）ＣbーＣaが比較器３６に出力される。
【００５４】
一方、数値設定器３５では、ミスファイヤの許容値（回数）Ｃが予め設定されており、この設定値Ｃが比較器３６に出力される。
【００５５】
比較器３６では、減算結果ＣbーＣaと設定値Ｃとが比較され、ＣbーＣa≧Ｃが成立した場合に、異常検出信号Ｓ1が出力される。
【００５６】
図５は、異常Ｓ1の検出をソフトウエアで行う場合の実施例であり、異常検出処理をフローチャートにて示している。
【００５７】
すなわち、図５（ａ）に示すルーチンでは、発振トリガ検出信号ａが入力される毎に、ＣＮＴ１に１が順次加算されていく（ステップ１０１）。一方、図５（ｂ）に示すルーチンでは、発振レーザ光検出信号ｂが入力される毎に、ＣＮＴ２に１が順次加算されていく（ステップ１０２）。
【００５８】
そして、図５（ｃ）に示すルーチンでは、まず、異常と判断するための基準となる値（回数）Ｅが入力される（ステップ１０３）。ついで、Ｄ＝ＣＮＴ２ーＣＮＴ１（異常回数）が計算され（ステップ１０２）、つぎに、計算値Ｄと基準値Ｅとが比較される（ステップ１１０）。
【００５９】
この結果、Ｄ≦Ｅの場合は、ステップ１０４に戻る。一方、Ｄ＞Ｅの場合は、つぎのステップ１２０に移行され、異常検出信号Ｓ1を出力して（ステップ１２０）、終了する。
【００６０】
つぎに、異常Ｓ1の検出装置２２をフリップフロップを中心とした回路で構成した実施例を説明する。ここで図６は、回路構成図であり、図７（ａ）、（ｂ）は、それぞれ正常と判断される場合の回路各部の信号のタイミングチャート、異常と判断される場合の回路各部の信号のタイミングチャートである。
【００６１】
すなわち、発振レーザ光検出信号ｂおよび発振トリガ検出信号ａは、それぞれパルス発生器３１および３０に入力され、所定のパルス波形Ａ、Ｂに整形される（図７参照）。
【００６２】
パルス発生器３１から出力されたパルス信号Ａは、フリップフロップ４２のＳ（セット）端子および遅延回路４１にそれぞれ入力される。
【００６３】
一方、パルス発生器３０から出力されるパルス信号Ｂは、遅延回路４０に入力され、パルス信号Ｂが遅延されてパルス信号Ｃとして出力され、フリップフロップ４２のＲ（リセット）端子に入力される。
【００６４】
フリップフロップ４２の状態信号Ｑは、信号Ｄとしてアンド回路４３の一方の入力端子に入力される。一方、遅延回路４１により遅延されたパルス信号Ｅは、アンド回路４３の他方の入力端子に入力される。
【００６５】
そして、アンド回路４３の出力信号Ｆは、設定値（回数）のプリセットが可能なプリセットカウンタ４４に入力される。この結果、カウンタ４４の計数値（異常回数）が設定値を越えた場合に、異常検出信号Ｓ1が出力される。
【００６６】
つぎに、図７（ａ）を参照して、レーザ装置７０が正常に動作をしている場合（異常Ｓ1が発生していない場合）について説明する。
【００６７】
すなわち、発振レーザ光検出信号ｂに応じたパルス信号Ａは、発振トリガ検出信号ａに応じたパルス信号Ｂよりも時間的にタイミングが遅い。そこで、遅延回路４０によって発振トリガ検出信号ａのパルスＢを発振レーザ光検出信号ｂのパルスＡよりも遅らせたパルスＣを出力し、フリップフロップ４２のＲ（リセット）端子に入力させる。
【００６８】
正常動作の場合には、発振レーザ光検出信号ｂによってフリップフロップ４２がセットされ、発振トリガ検出信号ａによってリセットされる。このため、フリップフロップ４２の状態信号Ｑは、信号Ｄのようなパルス波形として出力される。
【００６９】
一方、発振レーザ光検出信号ｂのパルスＡは、遅延回路４１に入力され、パルス波形Ｄより遅れたパルスＥとして出力される。
【００７０】
ここで、パルスＤおよびＥは、時間的に完全にずれている。このため、アンド出力Ｆは、常にＬｏｗ状態（論理‘０’レベル）となる。この結果、プリセットカウンタ４４では、異常が発生した回数のカウントは行われない。
【００７１】
つぎに、図７（ｂ）を参照して、レーザ装置７０が異常動作をしている場合（異常Ｓ1が発生した場合）について説明する。
【００７２】
すなわち、発振トリガ検出信号ａが出力されていない状態で、レーザが発振をすると、発振レーザ光検出信号ｂのパルスＡが、フリップフロップ４２のセット端子Ｓに入力され、フリップフロップ４２の出力Ｑは、Ｈｉｇｈ状態（信号Ｄ）になる。
【００７３】
ところが、リセットパルスが入力されない状態、つまり信号Ｂ、Ｃが論理‘０’レベルのままであるため、フリップフロップ４２の出力Ｑは、常にＨｉｇｈ状態（信号Ｄ）のままとなる。
【００７４】
発振レーザ光検出信号ｂのパルスＡは遅延回路４１によって遅延され、Ｈｉｇｈ状態の波形Ｅとなる。この結果、入力信号Ｄ、Ｅによってアンド回路４３からは、Ｈｉｇｈ状態のパルスＦが出力される。このパルスＦは、プリセットカウンタ４４に入力され、異常回数がカウントされる。この結果、設定値よりもカウント数が大きくなった場合に、異常検出信号Ｓ1が出力される。
【００７５】
つぎに、異常Ｓ1の検出をソフトウエアで行う場合の他の実施例を図８に示すフローチャートを参照して説明する。
【００７６】
図８（ａ）は、発振トリガ検出サブルーチンであり、発振トリガ検出信号ａが入力される毎に、このサブルーチンが起動され、発振トリガのフラグが立てられる（ステップ２０１）。
【００７７】
図８（ｂ）は、レーザ光検出サブルーチンであり、発振レーザ光検出信号ｂが入力される毎に起動される。
【００７８】
まず、レーザ光Ｌの発振が検出されると、ステップ２１０に移行され、発振トリガのフラグがすでに立っているか否かが判断される。ここで、発振トリガフラグが立っている場合には、ステップ２１１に移行され、発振トリガのフラグがリセットされる。一方、発振トリガフラグが立っていない場合には、ステップ２１２に移行され、ＣＮに１が加算される。
【００７９】
図８（ｃ）は、メインルーチンであり、初期化処理としてＣＮが０にイニシャライズされる（ステップ２２０）。異常検出サブルーチン（ステップ２２１）、つづいてレーザ発振制御する処理などの処理（ステップ２２２）が繰り返し実行される。
【００８０】
図８（ｄ）は、異常検出サブルーチンであり、まず、最初に異常と判断するための基準となる値（異常発生回数）Ｅが入力される（ステップ２３０）。
【００８１】
ついで、現在のＣＮと基準値Ｅとが比較される（ステップ２３１）。この結果、ＣＮ＞Ｅとなった場合には、異常発生回数が基準値よりも大きくなった場合なので、ステップ２３２に移行される。この結果、異常検出信号Ｓ1が出力され（ステップ２３２）、ＣＮを０にリセットして（ステップ２３３）、メインルーチンにリターンされる。
【００８２】
つぎに、発振トリガ検出信号ａ入力後、所定時間を過ぎてもレーザ光が発振しないという異常Ｓ2を検出する装置２３をフリップフロップを中心とした回路で構成した実施例を説明する。ここで、図９は、回路構成図であり、図１０（ａ）、（ｂ）は、それぞれ正常と判断される場合の回路各部の信号のタイミングチャート、異常と判断される場合の回路各部の信号のタイミングチャートである。
【００８３】
すなわち、発振トリガ検出信号ａは、パルス発生器３０に入力され、所定のパルス信号Ａが発生する。この発振トリガ検出信号ａのパルスＡは、２つの信号線によって分岐され、一方は、フリップフロップ５３のＳ（セット）端子入力され、他方は、パルス整形器５０に入力される。
【００８４】
パルス整形器５０によってパルス信号Ａは、所定のパルス幅に整形される。ここで、パルス幅の長さは、トリガパルス信号Ｔrが発生してからレーザ光Ｌが発振するまでの許容時間に応じた長さに設定される。つまり、パルス幅は、異常を判断するためのしきい値とされる。かかるパルス信号Ｃは、アンド回路５２の一方の入力端子に入力される。
【００８５】
一方、発振レーザ光検出信号ｂは、パルス発生器３１に入力され、所定のパルス信号Ｂが発生される。この発振レーザ光検出信号ｂのパルスＢは、アンド回路５２の他方の入力端子に入力される。
【００８６】
アンド回路５２の出力信号Ｄは、フリップフロップ５３のＲ（リセット）端子に入力される。そして、このフリップフロップ５３の状態信号Ｑである信号Ｅは、アンド回路５４の一方の入力端子に入力される。
【００８７】
また、発振トリガ検出信号ａのパルスＡは、遅延回路５１にも入力されており、この遅延回路５１によって遅延されたパルスＦが、アンド回路５４の他方の入力端子に入力される。
【００８８】
アンド回路５４の出力信号Ｇは、プリセットカウンタ５５に入力され、Ｈｉｇｈ状態のパルスＧをカウントする。そして、カウント値が設定値よりも大きくなった場合に、カウンタ５５から異常検出信号Ｓ2が出力される。
【００８９】
つぎに、図１０（ａ）を参照して、レーザ装置７０が正常に動作をしている場合（異常Ｓ2が発生していない場合）について説明する。
【００９０】
すなわち、まず、発振トリガ検出信号ａのパルスＡによってフリップフロップ５３がセットされる。一方、パルスＡは、パルス整形器５０によって上記所定のパルス幅（許容時間幅）のパルスＣに整形される。
【００９１】
このため、アンド回路５２において、このパルスＣと発振レーザ光検出信号ｂのパルスＢとの論理積がとられ、許容時間内に正常にレーザが発光した場合には、アンド回路５２からは、Ｈｉｇｈ状態（論理‘１’レベル）のパルスＤが出力される。そして、このパルスＤによってフリップフロップ５３がリセットされる。
【００９２】
この結果、フリップフロップ５３からは出力信号Ｑとして、パルスＥが発生する。このパルスＥと遅延回路５１から出力されるパルスＦとは時間的に重なることがない。このためアンド回路５４の出力Ｇは、常にＬｏｗ状態（論理‘０’レベル）となり、プリセットカウンタ５５は異常回数をカウントアップしない。
【００９３】
つぎに、図１０（ｂ）を参照して、レーザ装置７０が異常動作をしている場合（異常Ｓ2が発生した場合）について説明する。
【００９４】
すなわち、まず、発振トリガ検出信号ａのパルスＡによってフリップフロップ５３がセットされる。一方、パルスＡは、パルス整形器５０によって上記所定のパルス幅（許容時間幅）のパルスＣに整形される。
【００９５】
アンド回路５２によって、このパルスＣと発振レーザ光検出信号ｂのパルスＢとの論理積がとられると、例えばレーザが許容時間よりも遅れて発光したような場合には、アンド回路５２の出力側にパルスが発生せず、常にＬｏｗ状態のままとなる（論理‘０’の信号Ｄ）。この結果、フリップフロップ５３はリセットされることはない。
【００９６】
そして、フリップフロップ５３の出力Ｑは、常にＨｉｇｈ状態となり（信号Ｅ）、アンド回路５４に入力される。一方、発振トリガ検出信号ａのパルスＡを遅延したパルスＦは、アンド回路５２に入力されており、そのままＨｉｇｈ状態のパルスＧとして出力される。このパルスＧがプリセットカウンタ５５に入力され、異常回数のカウントアップがなされる。この結果、カウント数がプリセットされた回数よりも大きくなると、カウンタ５５から異常検出信号Ｓ2が出力されることになる。
【００９７】
つぎに、異常Ｓ2を検出する装置２３を回路で構成した他の実施例について説明する。ここで、図１１は、回路構成図であり、図１２（ａ）、（ｂ）は、それぞれ正常と判断される場合の回路各部の信号のタイミングチャート、異常と判断される場合の回路各部の信号のタイミングチャートである。
【００９８】
すなわち、発振トリガ検出信号ａは、パルス発生器３０に入力され、所定のパルスＡが発生される。この発振トリガ検出信号ａのパルスＡは、パルス整形器５０に入力される。このパルス整形器５０によってパルス信号Ａは、所定のパルス幅に整形される。ここで、パルス幅の長さは、トリガパルス信号Ｔrが発生してからレーザ光Ｌが発振するまでの許容時間に応じた長さに設定される。つまり、パルス幅は、異常を判断するためのしきい値とされる。かかるパルス信号Ｃは、インバータ６０に入力される。そして、インバータ６０によって信号Ｃが反転された信号Ｄは、アンド回路６１の一方の入力端子に入力される。
【００９９】
一方、発振レーザ光検出信号ｂは、パルス発生器３１に入力され、所定のパルスＢが発生される。
【０１００】
この発振レーザ光検出信号ｂのパルスＢは、アンド回路６１の他方の入力端子に入力される。このアンド回路６１からは、信号Ｅが出力され、これがプリセットカウンタ６１に入力される。プリセットカウンタ６２は、Ｈｉｇｈ状態（論値‘１’レベル）のパルスＥをカウントし、カウント数がプリセットされた数よりも大きくなった場合に、異常検出信号Ｓ2を出力する。
【０１０１】
つぎに、図１２（ａ）を参照して、レーザ装置７０が正常に動作をしている場合（異常Ｓ2が発生していない場合）について説明する。
【０１０２】
すなわち、まず発振トリガ検出信号ａのパルスＡは、パルス整形器５０によって上記所定のパルス幅（許容時間幅）のパルスＣに整形される。このパルス波形Ｃは、インバータ６０によって反転され、波形Ｄとなる。
【０１０３】
そして、アンド回路６１によって、上記反転された信号Ｄと発振レーザ光検出信号ｂのパルスＢとの論理積がとられ、上記許容時間内で発光するような場合には、アンド回路６１の出力は常にＬｏｗ状態となる（論理‘０’レベルの信号Ｅ）。
【０１０４】
つぎに、図１２（ｂ）を参照して、レーザ装置７０が異常動作をしている場合（異常Ｓ2が発生した場合）について説明する。
【０１０５】
まず、発振トリガ検出信号ａのパルスＡは、パルス整形器５０によって上記所定のパルス幅（許容時間幅）のパルスＣに整形される。この波形Ｃは、インバータ６１によって反転され、波形Ｄとして出力される。ここで、発振レーザ光検出信号ｂのパルスＢが上記許容時間によりも後に発生した場合には、アンド回路６１からはこの論理‘１’レベルのパルスＢは、パルスＥとしてアンド回路６１からそのまま出力される。
【０１０６】
このパルスＥは、プリセットカウンタ６２によってカウントアップされる。この結果、カウント数が設定回数よりも大きくなった場合に、カウンタ６２から異常検出信号Ｓ2が出力されることになる。
【０１０７】
つぎに、異常Ｓ2の検出をソフトウエアで行う場合の実施例を図１３に示すフローチャートを参照して説明する。
【０１０８】
図１３（ａ）は、発振トリガ検出サブルーチンであり、発振トリガ検出信号ａが入力される毎に、このサブルーチンが起動され、発振トリガのフラグが立てられる（ステップ３０１）。発振トリガ検出信号ａが入力されてからの時間Ｔが計時されており、この時間Ｔが所定の設定時間Ｋよりも小さいか否かが判断される（ステップ３０２）。ここで、時間Ｔが設定時間Ｋ以上になった場合には、発振トリガのフラグがリセットされて（ステップ３０３）、リターンされるが、時間Ｔが設定時間Ｋよりも小さい場合には、発振トリガのフラグを立てた状態でリターンされる。
【０１０９】
図１３（ｂ）は、レーザ光検出サブルーチンであり、発振レーザ光検出信号ｂが入力される毎に起動される。
【０１１０】
まず、レーザ光Ｌの発振が検出されると、ステップ３１０に移行され、発振トリガのフラグがすでに立っているか否かが判断される。ここで、発振トリガのフラグが立っている場合には、リターンされるが、発振トリガのフラグが立っていない場合には、ＣＮに１が加算される（ステップ３１１）。
【０１１１】
図１３（ｃ）は、メインルーチンであり、初期化処理としてＣＮが０にイニシャライズされる（ステップ３２０）。異常検出サブルーチン（ステップ３２１）、つづいてレーザ発振制御などの処理（ステップ３２２）が、繰り返し実行される。
【０１１２】
図１３（ｄ）は、異常検出サブルーチンであり、まず、最初に異常と判断するための基準となる値（異常発生回数）Ｅが入力される（ステップ３３０）。
【０１１３】
ついで、現在のＣＮと基準値Ｅとが比較される（ステップ３３１）。この結果、ＣＮ＞Ｅとなった場合には、異常発生回数が基準値よりも大きくなった場合なので、ステップ３３２に移行される。この結果、異常検出信号Ｓ1が出力され（ステップ３３２）、ＣＮを０にリセットして（ステップ３３３）、メインルーチンにリターンされる。
【０１１４】
つぎに、レーザ装置７０の故障診断を行う実施例について図１４を参照して説明する。
【０１１５】
この故障診断ルーチンでは、まずレーザ装置７０のミスファイヤの検出が、図３に示すミスファイヤ検出装置９によって行われ（ステップ４０１）、その結果、上記異常検出信号Ｓ1または異常検出信号Ｓ2が出力される。
【０１１６】
ここで、異常検出信号Ｓ1が出力された場合には、レーザ発振の指令がない場合に、レーザ光が発振した場合である（ステップ４０２）。そこで、このような異常の原因は、図２に示すスイッチング素子であるサイラトロン１５が自爆、つまりトリガパルス信号Ｔrの入力なしでスイッチングが行われたものであると判断し、「サイラトロン１５に異常が発生した」と故障箇所を特定し、レーザ装置７０の外部にその旨の通知をする（ステップ４０３）。これによって、サイラトロン１５の交換、調整等の措置を迅速にとることが可能となる。
【０１１７】
一方、異常検出信号Ｓ2が出力された場合には、トリガパルスＴrが出力されてから所定の許容時間を経過しても、レーザ光の発振が行われない場合である（ステップ４０４）。そこで、このような異常の原因は、図２に示す充電回路５の異常（例えばコンデンサがショートした等）と判断し、「充電回路５に異常が発生した」と故障箇所を特定し、レーザ装置７０の外部にその旨の通知をする（ステップ４０５）。これによって、充電回路５の点検等の措置を迅速にとることが可能となる。
【０１１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、本発明は、スキャン方式で問題となる異常を事前に検出するようにしたので、不良品発生を未然に防止することができる。
【０１１９】
また、異常が発生した場合に、レーザ装置の故障箇所を迅速に特定できるようにしたので、作業を即座に再開することができ、作業効率を飛躍的に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明に係るレーザ装置の異常検出装置の実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は図１に示す放電チャンバ、充電回路およびＨＶ電源装置の構成を示す回路図である。
【図３】図３は図１に示すミスファイヤ検出装置の構成を概念的に示すブロック図である。
【図４】図４は図３に示す異常Ｓ1の検出装置の具体的構成を示すブロック図である。
【図５】図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図３に示す異常Ｓ1の検出装置で行われる検出処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図６は図３に示す異常Ｓ1の検出装置の具体的構成を示すブロック図である。
【図７】図７（ａ）、（ｂ）は図６に示す装置各部の信号のタイミングチャートであり、（ａ）は正常動作をしている場合、（ｂ）は異常動作をしている場合のタイミングチャートである。
【図８】図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は図３に示す異常Ｓ1の検出装置で行われる検出処理手順を示すフローチャートである。
【図９】図９は図３に示す異常Ｓ2の検出装置の具体的構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０（ａ）、（ｂ）は図９に示す装置各部の信号のタイミングチャートであり、（ａ）は正常動作をしている場合、（ｂ）は異常動作をしている場合のタイミングチャートである。
【図１１】図１１は、図３に示す異常Ｓ2の検出装置の具体的構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２（ａ）、（ｂ）は図１１に示す装置各部の信号のタイミングチャートであり、（ａ）は正常動作をしている場合、（ｂ）は異常動作をしている場合のタイミングチャートである。
【図１３】図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は図３に示す異常Ｓ2の検出装置で行われる検出処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】図１４はレーザ装置の故障診断の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
９    ミスファイヤ検出装置
１０  発振トリガ検出器
１１  レーザ光検出器
７０  レーザ装置
【図１】
0003841839.tif 000002
【図２】
0003841839.tif 000003
【図３】
0003841839.tif 000004
【図４】
0003841839.tif 000005
【図５】
0003841839.tif 000006
【図６】
0003841839.tif 000007
【図７】
0003841839.tif 000008
【図８】
0003841839.tif 000009
【図９】
0003841839.tif 000010
【図１０】
0003841839.tif 000011
【図１１】
0003841839.tif 000012
【図１２】
0003841839.tif 000013
【図１３】
0003841839.tif 000014
【図１４】
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