KR102166400B1 - 상이한 파장대 및 픽셀 사이즈에서의 최적의 파워 출력을 위한 전환 가능한 레이저 및 파이버 기반의 램프하우스 - Google Patents

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Abstract

레이저 지속형 플라즈마 광원을 제공하는 시스템 및 방법이 개시된다. 상이한 파장대 및 픽셀 사이즈에 대해 광을 발생시키기 위해 램프하우스에서 하나의 파이버 사이즈 및 하나의 파장 조합을 이용하는, 통상의 레이저 지속형 플라즈마 광원과는 상이하게, 상이한 파장대 및 픽셀 사이즈에서의 최적의 파워 출력을 위해 전환 가능한 파이버 사이즈 및 파장 조합이 제공된다. 보다 구체적으로, 더 높은 펌프 파워를 가진 더 큰 파이버가 더 큰 픽셀 사이즈에 이용되고 더 작은 파이버는 더 작은 픽셀 사이즈 및 더 짧은 파장대에 이용되는, 전환 가능한 파이버 구성이 제공된다. 부가적으로 그리고/또는 대안적으로, 가스 충만상태(gas fill)의 절대 피크에 근접한 펌프 파장이 더 큰 픽셀 사이즈에 이용되고 가스 충만상태 절대 피크로부터 떨어져 있는 펌프 파장은 더 작은 픽셀 사이즈에 이용되는 펌핑 방식(pumping scheme)이 제공된다.

Description

상이한 파장대 및 픽셀 사이즈에서의 최적의 파워 출력을 위한 전환 가능한 레이저 및 파이버 기반의 램프하우스{SWITCHABLE LASER AND FIBER BASED LAMPHOUSE FOR OPTIMAL POWER OUTPUT IN DIFFERENT WAVELENGTH BANDS AND PIXEL SIZES}
<관련 출원과의 교차 참조>
본 출원은 35 U.S.C. § 119(e)에 의거하여 2014년 3월 18일에 출원한 미국 가출원 일련 번호 61/954,996의 이익을 주장한다. 상기 미국 가출원 일련 번호 61/954,996는 그 전체가 인용에 의해 본 명세서에 포함된다.
<기술 분야>
본 개시내용은 개괄적으로 검사 툴(inspection tool)의 분야에 관한 것이며, 구체적으로는 레이저 지속형 플라즈마 광원(laser sustained plasma light source)을 사용한 검사 툴에 관한 것이다.
레이저 지속형 플라즈마 광원은 다양한 용도에 이용될 수 있다. 실례로, 소정의 검사 툴은 제품 검사에 레이저 지속형 플라즈마 광원을 이용할 수도 있다. 이러한 툴에서, 수킬로와트 다이오드 레이저로부터의 광은 통상의 크세논 또는 수은-크세논 아크 램프 내에 대개 플라즈마를 지속시키는데 이용된다. 다양한 다른 유형의 매질도 플라즈마를 지속시키는데 이용될 수 있다.
본 개시내용은 파이버 기반의 조명 시스템을 제어하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은, 주어진 조명 요건에 맞는 최적의 파이버 사이즈를 결정하는 단계와, 결정된 최적의 파이버 사이즈에 기초하여, 복수의 가용 파이버 입력 중에서 적어도 하나의 파이버 입력을 선택하는 단계와, 선택된 적어도 하나의 파이버 입력을 사용하여 광원으로부터의 광을 조명 시스템의 램프하우스로 전달하는 단계를 포함한다.
본 개시내용의 다른 실시형태는 조명 시스템에 관한 것이다. 조명 시스템은 적어도 하나의 광원, 램프하우스, 복수의 가용 파이버 입력, 및 컨트롤러를 포함한다. 컨트롤러는, 주어진 조명 요건에 맞는 최적의 파이버 사이즈를 결정하고, 결정된 최적의 파이버 사이즈에 기초하여, 복수의 가용 파이버 입력 중에서 적어도 하나의 파이버 입력을 선택하며, 선택된 적어도 하나의 파이버 입력을 사용하여 광원으로부터의 광을 조명 시스템의 램프하우스로 전달하도록 구성된다.
본 개시내용의 추가 실시형태도 조명 시스템에 관한 것이다. 조명 시스템은 적어도 하나의 광원, 램프하우스, 및 파이버 전환 메커니즘(fiber switching mechanism) 내에 하우징된 복수의 가용 파이버 입력을 포함한다. 파이버 전환 메커니즘은 복수의 가용 파이버 입력에 대응하는 미러를 사용하여 상기 복수의 가용 파이버 입력 사이를 전환하도록 구성된다. 조명 시스템은 컨트롤러도 포함하며, 상기 컨트롤러는, 주어진 조명 요건에 맞는 최적의 파이버 사이즈를 결정하고, 결정된 최적의 파이버 사이즈에 기초하여, 복수의 가용 파이버 입력 중에서 적어도 하나의 파이버 입력을 선택하며, 선택된 적어도 하나의 파이버 입력을 사용하여 적어도 하나의 광원으로부터의 광을 램프하우스로 전달하도록 구성된다.
전술한 개괄적인 설명과 이어지는 상세한 설명은 전부 예시적이며, 설명을 위한 것일뿐 본 개시내용을 반드시 제한하는 것이 아님이 이해되어야 한다. 명세서에 포함되어 일부를 구성하는 첨부 도면이 본 개시내용의 청구 대상을 도시한다. 또, 명세서 및 도면은 본 개시내용의 원리를 설명하는데 도움이 된다.
본 개시내용의 다수의 장점은 다음의 첨부 도면을 참조함으로써 당업자에게 더 잘 이해될 수 있다.
도 1은 파이버 전환 메커니즘을 도시하는 도면이다.
도 2는 보조 입력을 갖는 파이버 전환 메커니즘을 도시하는 도면이다.
도 3은 파이버 번들의 단면도이다.
도 4는 최적의 파워 출력을 위해 전환 가능한 레이저 및 파이버 기반의 램프하우스를 제공 및 제어하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
이제, 첨부 도면에 나타내는, 개시하는 청구 대상을 상세하게 검토할 것이다.
레이저 지속형 플라즈마 광원을 사용하는 툴은 일반적으로 이러한 광원으로부터의 출력 파워가 상승한다는 점에서 이득이 있다. 수집 가능한 파워에 대한 필요성 증가를 만족시키기 위해서는, 레이저 펌프 파워가 상승해야만 한다. 레이저 펌프 파워가 상승할 때에, 플라즈마는 사이즈가 성장하고 중심에서의 휘도가 포화되기 시작한다. 광원이 플라즈마의 중심으로부터만 광을 수집하기 때문에, 소정 레벨 이상의 펌프 파워의 상승이 가용 파워의 상응하는 상승으로 이어지지 않는다.
수집 가능한 출력 파워를 효율적으로 상승시키기 위해서는, 플라즈마 휘도 포화를 완화하고 수집 가능한 파워를 최적화하도록 다수의 레이저 파라미터를 변경할 수 있다. 실례로, 레이저 펌프 파장은 고도의 수집 가능한 파워를 달성하기에 결정적인 파라미터인데, 플라즈마 사이즈가 레이저 펌프 파장의 함수이기 때문이다. 선택된 가스 매질에 대한 강한 흡수 파장에서, 플라즈마는 더 낮은 레이저 강도로 지속될 수 있다. 이에, 플라즈마가 레이저의 절대 포커스로부터 더 멀리 연장되어 플라즈마의 사이즈가 성장하게 된다. 따라서, 펌프 파장은 가스 매질의 임의의 절대 피크로부터 멀리 선택되어야 한다.
플라즈마 휘도도 선택된 전달용 파이버 사이즈의 함수이다. 파이버 사이즈가 작을수록 플라즈마 장소에서의 포커스가 더 강해져 플라즈마가 컴팩트하고 밝아질 것이다. 그러나, 소정의 파장에서 파이버에 커플링될 수 있는 최대 레이저 파워는 그 파이버의 사이즈에 의해 제한된다. 펌프 파워를 상승시키기 위해, 다중 파장이 커플링될 수도 있지만, 이 커플링은 더 작은 파이버 사이즈에 대해 펌프 파장을 최적화하는 것을 어렵게 한다. 더 큰 파이버 사이즈의 경우, 동일한 펌프 파워를 달성하기 위해 더 적은 수의 파장이 이용될 수 있지만, 이들 파이버에 대한 포커스는 그다지 강하지 않다. 이러한 한계를 해결하기 위한 한가지 기술은 본래부터 우수한 빔 품질(beam quality)을 지닌 파이버 레이저(이득 매질이 다이오드가 아니라 광파이버이다)를 사용하는 것이다. 이 레이저는 하나의 파장만으로 훨씬 더 작은 파이버(수십 내지 수백 미크론)에서 다이오드 레이저보다 파워에 있어서 같거나 더 높게 광을 커플링할 수 있다. 그러나, 이러한 레이저는 다이오드 레이저보다 더 고가이다. 다음의 표는 상이한 파이버 사이즈 중 몇몇에 대한 장점과 단점을, 예시적인 용도로, 정리한 것이다.
파이버 사이즈 장점 단점
600 미크론
 
상대적으로 저가 파이버에 커플링될 수 있는 파워가 제한적
플라즈마가 컴팩트하고 밝기 때문에 수집 효율이 우수  
2000 미크론
 
상대적으로 저가 플라즈마가 크고 어둡기 때문에 수집 효율이 낮음
더 높은 파워가 파이버에 커플링될 수 있음  
200 미크론 플라즈마가 컴팩트하고 밝기 때문에 수집 효율이 최상 상대적으로 고가
레이저 로드맵에 기초하면, 출력 파워를 상승시키기 위해서는, 더 큰 파이버 사이즈가 필요하거나 더 많은 파장이 파이버에 커플링되어야 한다. 파이버 사이즈를 증가시키는 측면에서, 더 높은 펌프 파워로, 더 큰 픽셀 사이즈에 대해 수집 가능한 출력 파워가 상승할 것이지만, 플라즈마는 사이즈가 성장하여 더 어두워질 것이다. 이것은 더 작은 픽셀에 대한 수집 가능한 출력 파워의 감소로 이어질 것이다. 더 큰 픽셀이더라도, 더 큰 파이버는 더 짧은 파장에 대한 수집 가능한 파워의 감소를 야기할 수 있는데, 이들 파장이 대부분 플라즈마의 중심에서 생성되기 때문이고 대형 파이버의 사용은 플라즈마의 중심 휘도의 저감을 유도하기 때문이다.
본 개시내용은 전술한 단점들 없이 레이저 지속형 플라즈마 광원을 제공하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 상이한 파장대 및 픽셀 사이즈에 대해 광을 발생시키기 위해 램프하우스에서 하나의 파이버 사이즈 및 하나의 파장 조합을 이용하는, 통상의 레이저 지속형 플라즈마 광원과는 상이하게, 상이한 파장대 및 픽셀 사이즈에서의 최적의 파워 출력을 위해 전환 가능한 파이버 사이즈 및 파장 조합이 제공된다. 보다 구체적으로, 본 개시내용에 따른 일부 실시형태에 있어서, 더 높은 펌프 파워를 가진 더 큰 파이버가 더 큰 픽셀 사이즈에 이용되고 더 작은 파이버는 더 작은 픽셀 사이즈 및 더 짧은 파장대에 이용되는, 전환 가능한 파이버 구성이 제공된다. 부가적으로 그리고/또는 대안적으로, 가스 충만상태(gas fill)의 절대 피크에 근접한 펌프 파장이 더큰 픽셀 사이즈에 이용되고 가스 충만상태 절대 피크로부터 떨어져 있는 펌프 파장은 더 작은 픽셀 사이즈에 이용되는 펌핑 방식(pumping scheme)이 제공된다.
이제 도 1을 참조하면, 본 개시내용의 일 실시형태에 따른, 램프하우스(102)에 대한 파이버 전환 메커니즘(100)의 개괄적 구현의 도식이 보여진다. 이 도면에 도시하는 바와 같이, 수개의(n) 파이버(104)가 파이버 전환 메커니즘(100)에 접속되어 램프하우스(102)에 조명을 제공한다. 이들 n개의 파이버(104)는 사이즈가 상이할 수 있으며 선택적으로/조건적으로 체결 또는 체결해제될 수 있다. 복수의 플립 미러(flip mirror)(106)도 파이버 전환 메커니즘(100) 내에 배치된다. 적합한 플립 미러(106)를 제공함으로써, 특정 파이버(104)로부터의 광이 램프하우스(102)에 광학적으로 커플링될 수 있다. 실례로, 파이버 입력 1(104A)을 램프하우스(102)에 광학적으로 커플링시키기 위해서는 파이버 입력 1(104A)과 램프하우스(102) 사이의 광 경로에서 모든 미러(106)를 떼어낼 수 있다. 다른 예로, 파이버 입력 3(104C)을 램프하우스(102)에 광학적으로 커플링시키기 위해서는 미러 2(106B)와 램프하우스(102) 사이의 광 경로에서 미러 3 내지 n-1를 떼어낼 수 있다. 전술한 바와 유사한 방식으로 다른 파이버 입력과 램프하우스(102) 간의 커플링이 달성될 수 있음이 이해될 것이다.
파이버 전환 메커니즘(100)에 설치된 미러(106)는 예시적인 용도로만 플립 미러인 것으로 도시되고 있다고 간주될 것이다. 이들 미러가 광학 경로 내외에서 플립될 필요는 없으며, 미러를 상응하게 위치시키기 위해서 다른 유형의 물리적 움직임(예컨대, 슬라이딩 등)이 구현될 수도 있다.
또한, 미러(106)는 파이버 전환을 달성하기 위해 물리적으로 반드시 이동하지 않아도 된다고 간주될 것이다. 실례로, 파장 커플링 기술이 구현될 수도 있는데, 이 기술에서는 특정 파이버 입력(예컨대, 입력 4, 도면부호 104D)에 대응하는 미러(예컨대, 미러 3, 도면부호 106C)가 그 특정 파이버 입력(104D)의 파장만 램프하우스(102) 쪽으로 반사시키도록 구성되며, 그 미러(106C)가 물리적으로 파이버 입력(104A)과 램프하우스(102) 사이의 광학 경로 상에 위치하더라도, 그 미러(106C)는 그외 다른 파이버 입력(예컨대, 입력 1, 도면부호 104A)에 대해 어떤 광학적 영향도 끼치지 않을 수 있다. 마찬가지로, 편광 커플링(polarization coupling) 기술이 구현될 수도 있는데, 여기서는 특정 파이버 입력에 대응하는 미러가 매칭 편광을 갖는 입력만 반사시키도록 구성된다. 공간 커플링(spatial coupling) 등의 기타 커플링 기술도 파이버 전환을 달성하는데 이용될 수 있다고 간주될 것이다.
본 개시내용에 따르면, 상이한 파이버 입력(104)은 단일 레이저 또는 상이한 레이저들로부터 유래할 수 있다. 일 예시적인 구현예에 있어서, 4개의 상이한 파이버 사이즈(0.2 mm, 0.6 mm, 1 mm 및 2 mm)가 이용되는데, 큰쪽인 3개의 사이즈는 공유 레이저 소스 1(114A)로부터의 광을 전달하고 있고, 최소형 파이버는 파이버 레이저 소스 2(114B)로부터의 광을 전달한다. 다른 예에 있어서, 비용 절감을 위해서는, 0.2 mm는 필요하지 않고 모든 파이버 입력이 공유 레이저 소스(예컨대, 다이오드 레이저)로부터 유래하게 된다. 공유 레이저 소스에는 상이한 파이버에 대한 조명 소스로서 기능하기 위해 빔 스위치가 장착될 수 있다. 일반적으로, 대형 픽셀 사이즈 또는 장파장에 맞게 툴이 구성되는 경우에는 대형 파이버 사이즈를 이용할 수 있다. 소형 픽셀 사이즈 또는 단파장/광대역 광에 맞게 툴이 구성되는 경우에는 파이버가 더 작은 사이즈로 전환될 수 있다. 이러한 구현예는 예시일뿐이며, 본 개시내용의 사상 및 범위에서 일탈하지 않고서 다양한 레이저 소스(114)로부터의 다양한 파이버 사이즈를 사용할 수 있다고 이해될 것이다.
또한, 전환 프로세스 중에는 플라즈마를 지속시키는 것이 중요하다고 이해될 것이다. 이것을 달성하기 위해, 소정의 실시형태에 있어서, 현재 사용중인 파이버가 정지하기 전에 옆에서 이용되어야 하는 파이버에 펌프 레이저 광이 전달된다. 예를 들어, 파이버 입력 1(104A)이 현재 사용중이고 파이버 전환 메커니즘(100)이 입력을 파이버 입력 3(104D)으로 전환할 필요가 있다면, 파이버 입력 3은 파이버 입력 1을 체결해제하기 전에 체결되어야 한다. 파이버 입력 1과 3이 동일한 펌프 레이저 소스를 공유한다면, 총 파워는 2개의 파이버 사이에서 균등하게 나눠질 수 있다. 광이 양쪽 파이버로부터 나오기 시작하면, 이들의 대응하는 미러가 전술한 바와 같이 적소에 배치될 수 있다. 플립 미러가 사용된다면, 이 미러는 전환 프로세스 중에, 과잉 펌프 레이저 광이 빔 덤프(beam dump)(108) 쪽으로 지향될 수 있도록 양면에서 반사되도록 구성될 수 있다. 계속해서, 전환 프로세스가 완료된 후에, 최초 사용된 파이버(상기 예에서는 파이버 입력 1)의 광이 중지될 수 있고, 램프하우스에 대한 전체 레이저 펌프 광이 새로운 파이버(상기 예에서는 파이버 입력 3)를 통해 전달될 수 있다.
한편, 전환 프로세스 중에 플라즈마를 지속시키기 위해 전환 메커니즘의 나머지와는 독립된 보조 레이저 입력이 사용될 수도 있다. 도 2를 참조하면, 플라즈마 지속용 레이저 입력이라고도 지칭되는 보조 레이저 입력(110)이 도시되고 있다. 이 보조 레이저 입력(110)은 플라즈마를 지속시키는 레이저로부터 파이버를 제공한다. 일 실시형태에 있어서, 플라즈마 지속용 레이저는 파이버 전환 시에만 턴온된다. 이 레이저는 파이버 입력의 나머지의 동작에 영향을 미치는 일 없이 다이크로닉 필터(dichroic filter)(112)를 이용하여 광이 램프하우스(102)에 전달될 수 있도록, 나머지 레이저와는 상이한 파장에서 동작할 수 있다. 도 2에 도시하는 보조 레이저 입력(110)은 예시일 뿐임이 이해될 것이다. 하나 이상의 상이한 장소에 위치하는 하나 이상의 보조 레이저 입력 소스를, 본 개시내용의 사상 및 범주에서 일탈하는 일 없이 플라즈마를 지속시키는 데에 사용할 수 있다.
더욱이, 각각의 파이버 입력(104)이 고정된 파이버 사이즈에 제한될 필요는 없음을 알아야 한다. 즉, 파이버 입력(104)은 특정 파이버 입력(104)이 상이한 사이즈 사이를 전환할 수 있도록 조절 가능한 방식으로 구성될 수도 있다. 일 실시형태에 있어서, 동일한 파이버 입력을 통해 광을 출광시키기 위해 다수의 파이버가 함께 번들링된다. 도 3은 예시적인 파이버 번들(fiber bundle)(300)을 도시하는 단면도이다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 다수의 파이버(302 내지 308)는 동일한 방향으로 지향되고, 그 냉각 조건(310)(예컨대, ~ 5 mm)만큼만 서로 떨어지고, 가능한 한 가깝게 배치된다. 본 예에서는 4개의 파이버(302 내지 308)가 도시되고 있지만, 번들링되는 파이버의 특정 수와, 그 특정 사이즈는 본 개시내용의 사상 및 범주에서 일탈하는 일 없이 특정 용도에 따라 달라질 수 있음이 이해될 것이다.
번들(300)의 단면 사이에서의 상대 위치 및 그것의 대응하는 레이저/조명 소스는 조정 가능하다. 이에, 번들(300) 내의 상이한 파이버들이 전달용 파이버로서 사용될 수 있다. 이러한 번들(300) 내의 파이버들 사이를 전환하기 위해, 출사용 전달 파이버로부터 입사용 전달 파이버까지 파워가 점진적으로 분배된다. 입사용 전달 파이버가 제자리에서 이동하면, 전체 파워가 입사용 전달 파이버로부터 유래하게 된다.
이 전환 프로세스 중에, 출사용 전달 파이버와 입사용 전달 파이버 양쪽은 레이저 파워가 차선 레벨로 전달될 수 있더라도 레이저 파워를 전달할 수 있다. 그 결과, 플라즈마 위치 및 형상도 차선일 수 있다. 그러나, 이 전환 프로세스가 매우 짧기 때문에, 그 역효과는 무시할 정도이다. 더 중요한 것은, 출사용 전달 파이버와 입사용 전달 파이버 양쪽이 이 전환 프로세스 중에 레이저 파워를 전달하고 있기 때문에, 플라즈마가 대략 동일한 온도로 계속 지속 및 유지될 수 있다는 것이다. 이에, 램프가 재시동될 필요가 없고 냉각도 조정되지 않아도 된다.
전술한 바와 같은 파이버 번들(300)은 하나 이상의 파이버 입력(104)에 의해 사용될 수 있다고 간주될 것이다. 이런 식으로, 번들(300) 내의 파이버 전환 및 상이한 파이버 입력(104) 중의 파이버 전환을 함께 이용할 수 있다. 한편, 파이버 번들(300)은 램프하우스에 조명을 제공하고, 파이버 전환 메커니즘(100) 없이도 상이한 파이버들 사이를 전환할 수 있는 특성을 제공하도록 독립적으로 사용될 수도 있다.
되풀이하면, 상이한 파이버들 사이를 전환할 수 있는 특성을 제공하는 것은, 툴이 상이한 광학 상태(optics state) 하에서 동작하고 있는 동안에도 램프하우스 파워 출력을 최적화할 수 있기 때문에 유리하다. 예를 들면, 사용자 또는 검사 툴이 특정 광학 상태를 선택할 때에, 조명 시스템의 컨트롤러(116)는 이 사용 케이스에 맞는 최적의 파이버 사이즈를 자동으로 선택해서 선택된 파이버로부터의 광이 램프하우스 쪽으로 지향되게 할 수 있다. 일반적으로, 더 큰 파이버는 더 높은 레이저 파워를 펌핑하게 하는데, 이것은 더 큰 픽셀 사이즈 및 더 긴 파장에 대해 더 높은 실(raw) 파워를 생성하기에 적합하다. 한편, 더 작은 파이버는 플라즈마를 더욱 컴팩트하고 밝게 하여, 더 작은 픽셀 및 파장에 대해 성능이 향상하게 된다.
이제 도 4를 참조하면, 최적의 파워 출력을 위해 전환 가능한 레이저 및 파이버 기반의 램프하우스를 제공 및 제어하는 방법(400)을 나타내는 흐름도가 보여진다. 전환 가능한 레이저 및 파이버 기반의 램프하우스는 컨트롤러(예컨대, 컴퓨터 프로세서 등)에 의해 제어될 수 있다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 현재의 광학 상태 및/또는 요건을 수신하면, 컨트롤러는 단계 402에서 이 특정 광학 상태 및/또는 요건에 맞는 최적의 파이버 사이즈를 결정할 수 있다. 그런 다음 컨트롤러는 단계 404에서, 결정된 최적의 파이버 사이즈에 기초하여, 복수의 상이한 가용 파이버 중에서, 광을 램프하우스에 전달할 하나 이상의 파이버를 선택할 수 있다. 계속해서, 컨트롤러에 의해 선택된 하나 이상의 파이버는 단계 406에서 그 대응하는 체결된 위치로 전환되며 광을 램프하우스로 전달하도록 기능할 수 있다.
하나 이상의 선택된 파이버는 전술한 다양한 전환 기술을 사용하여 그 대응하는 체결 위치로 전환될 수 있다고 간주될 것이다. 또한, 소정의 전환 기술이 사용되는 경우에는 하나 이상의 보조 플라즈마 지속용 레이저 입력이 장착될 수 있다. 또, 전술한 바와 같은 전환 가능한 레이저 및 파이버 기반의 조명 시스템 및 방법은 검사 툴에 맞는 조명을 제공하는 것에 제한되지 않는다고 간주될 것이다. 본 개시내용의 실시형태에 따른 조명 시스템은 본 개시내용의 사상 및 범주에서 일탈하지 않으면서 각종의 상이한 용도로 사용될 수 있다.
본 개시내용은 하드웨어/소프트웨어/펌웨어의 형태로 구현될 수 있다고 이해되어야 한다. 이러한 패키지는 본 개시내용의 개시한 기능 및 프로세스를 수행하도록 컴퓨터를 프로그래밍하는데 이용되는 저장된 컴퓨터 코드를 포함하는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체/디바이스를 채택하는 컴퓨터 프로그램 제품일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 매체는 임의 유형의 통상의 플로피 디스크, 광학 디스크, CD-ROM, 자기 디스크, 하드 디스크 드라이브, 광자기(magneto-optical) 디스크, ROM, RAM, EPROM, EEPROM, 자기 또는 광학 카드, 또는 전자적 명령어를 저장하기 위한 기타 적절한 매체를 포함할 수 있으나, 이들에 한정되지는 않는다.
개시하는 방법은, 단일 제조 디바이스(single production device)를 통해 그리고/또는 다수의 제조 디바이스를 통해 명령어 세트로서 구현될 수도 있다. 또한, 개시하는 방법에서의 단계들의 특정 순서 또는 체계(hierarchy)는 예시적인 접근법의 예임이 이해될 것이다. 설계 선호도(design preference)에 기초하여, 방법의 단계들의 특정 순서 또는 체계는 본 개시내용의 범주 및 사상 내에 있으면서 재배열될 수도 있음이 이해될 것이다. 포함하는 방법에 관한 청구항은 샘플적인 순서로 다양한 단계들의 요소를 제시하나, 꼭 제시하는 특정 순서 또는 체계에 제한되는 것을 의미하지는 않는다.
본 개시내용의 시스템 및 방법과 다수의 수반되는 장점들은 전술한 설명에 의해 이해될 것으로 간주되며, 개시하는 청구 대상으로부터 벗어나는 일 없이 또는 그것의 중요한 장점들 전부를 희생하는 일 없이 구성요소의 형태, 구성 및 배열에서 다양한 변화가 이루어질 수 있음이 명백할 것이다. 기술하는 형태는 설명을 위한 것일 뿐이다.

Claims (20)

  1. 파이버 기반의 조명 시스템(fiber based illumination system)을 제어하는 방법에 있어서,
    제1 조명 요건에 맞는 제1 파이버 사이즈를 결정하는 단계와,
    제2 조명 요건에 맞는 제2 파이버 사이즈를 결정하는 단계와,
    결정된 제1 파이버 사이즈에 기초하여, 복수의 가용 파이버 입력 중에서 적어도 하나의 제1 파이버 입력을 선택하는 단계와,
    선택된 적어도 하나의 제1 파이버 입력을 사용하여 광원으로부터 상기 조명 시스템의 램프하우스로 광을 전달하는 단계
    결정된 제2 파이버 사이즈에 기초하여, 상기 복수의 가용 파이버 입력 중에서 적어도 하나의 제2 파이버 입력을 선택하는 단계와,
    상기 광원으로부터 상기 조명 시스템의 램프하우스로 광을 전달하기 위해 상기 적어도 하나의 제1 파이버 입력에서 상기 적어도 하나의 제2 파이버 입력으로 전환되는 단계
    를 포함하는, 파이버 기반의 조명 시스템의 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제1 파이버 입력에서 상기 적어도 하나의 제2 파이버 입력으로 전환되는 단계는, 상기 적어도 하나의 제1 파이버 입력과 상기 적어도 하나의 제2 파이버 입력에 대응되는 미러를 사용하여 달성되는 것인, 파이버 기반의 조명 시스템의 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제1 파이버 입력과 상기 적어도 하나의 제2 파이버 입력은 파이버 번들(fiber bundle) 내에 번들링(bundling)되고, 상기 적어도 하나의 제1 파이버 입력에서 상기 적어도 하나의 제2 파이버 입력으로 전환되는 단계는, 상기 파이버 번들 내에서의 파이버 전환(fiber switching)에 의해 달성되는 것인, 파이버 기반의 조명 시스템의 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전환되는 단계 동안 보조 입력을 사용하여 상기 조명 시스템의 램프하우스에 광을 전달하는 단계를 더 포함하는, 파이버 기반의 조명 시스템의 제어 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 복수의 가용 파이버 입력 중 적어도 2개는 사이즈가 상이한 것인, 파이버 기반의 조명 시스템의 제어 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 파이버 사이즈를 결정하는 단계와 상기 제2 파이버 사이즈를 결정하는 단계는, 픽셀 사이즈 요건 및 파장 요건 중 적어도 하나에 기초하는 것인, 파이버 기반의 조명 시스템의 제어 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 파이버 기반의 조명 시스템은 레이저 지속형 플라즈마 조명 시스템(laser sustained plasma illumination system)인 것인, 파이버 기반의 조명 시스템의 제어 방법.
  8. 조명 시스템에 있어서,
    적어도 하나의 광원과,
    램프하우스와,
    복수의 가용 파이버 입력과,
    컨트롤러
    를 포함하며,
    상기 컨트롤러는,
    제1 조명 요건에 맞는 제1 파이버 사이즈를 결정하며,
    제2 조명 요건에 맞는 제2 파이버 사이즈를 결정하고,
    결정된 제1 파이버 사이즈에 기초하여, 상기 복수의 가용 파이버 입력 중에서 적어도 하나의 제1 파이버 입력을 선택하며,
    선택된 적어도 하나의 제1 파이버 입력을 사용하여 상기 적어도 하나의 광원으로부터 상기 램프하우스로 광을 전달하고,
    결정된 제2 파이버 사이즈에 기초하여, 상기 복수의 가용 파이버 입력 중에서 적어도 하나의 제2 파이버 입력을 선택하며,
    상기 광원으로부터 상기 조명 시스템의 램프하우스로 광을 전달하기 위해 상기 적어도 하나의 제1 파이버 입력에서 상기 적어도 하나의 제2 파이버 입력으로 전환되도록
    구성되는 것인, 조명 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 복수의 가용 파이버 입력은 파이버 전환 메커니즘(fiber switching mechanism) 내에 하우징되며, 상기 파이버 전환 메커니즘은, 상기 적어도 하나의 제1 파이버 입력과 상기 적어도 하나의 제2 파이버 입력에 대응되는 미러를 사용하여, 상기 적어도 하나의 제1 파이버 입력에서 상기 적어도 하나의 제2 파이버 입력으로 전환되도록 구성되는 것인, 조명 시스템.
  10. 제8항에 있어서, 상기 복수의 가용 파이버 입력은 파이버 번들 내에 번들링되며, 상기 컨트롤러는, 상기 파이버 번들 내에서의 파이버 전환에 의해 상기 적어도 하나의 제1 파이버 입력에서 상기 적어도 하나의 제2 파이버 입력으로 전환되도록 구성되는 것인, 조명 시스템.
  11. 제8항에 있어서,
    보조 입력을 더 포함하고, 상기 보조 입력은, 상기 적어도 하나의 제1 파이버 입력이 상기 적어도 하나의 제2 파이버 입력으로 전환되고 있는 중에, 상기 램프하우스에 광을 전달하도록 구성된 것인, 조명 시스템.
  12. 제8항에 있어서, 상기 복수의 가용 파이버 입력 중 적어도 2개는 사이즈가 상이한 것인, 조명 시스템.
  13. 제8항에 있어서, 상기 컨트롤러는, 픽셀 사이즈 요건 및 파장 요건 중 적어도 하나에 기초하여 상기 제1 파이버 사이즈와 상기 제2 파이버 사이즈를 결정하도록 구성되는 것인, 조명 시스템.
  14. 제8항에 있어서, 상기 조명 시스템은 레이저 지속형 플라즈마 조명 시스템인 것인, 조명 시스템.
  15. 조명 시스템에 있어서,
    적어도 하나의 광원과,
    램프하우스와,
    파이버 전환 메커니즘 내에 하우징되는 복수의 가용 파이버 입력으로서, 상기 파이버 전환 메커니즘은, 상기 복수의 가용 파이버 입력에 대응되는 미러를 사용하여 상기 복수의 가용 파이버 입력 사이를 전환하도록 구성되는 것인 상기 복수의 가용 파이버 입력과,
    컨트롤러
    를 포함하며,
    상기 컨트롤러는,
    제1 조명 요건에 맞는 제1 파이버 사이즈를 결정하며,
    제2 조명 요건에 맞는 제2 파이버 사이즈를 결정하고,
    결정된 제1 파이버 사이즈에 기초하여, 상기 복수의 가용 파이버 입력 중에서 적어도 하나의 제1 파이버 입력을 선택하며,
    선택된 적어도 하나의 제1 파이버 입력을 사용하여 상기 적어도 하나의 광원으로부터 상기 램프하우스로 광을 전달하고,
    결정된 제2 파이버 사이즈에 기초하여, 상기 복수의 가용 파이버 입력 중에서 적어도 하나의 제2 파이버 입력을 선택하며,
    상기 광원으로부터 상기 조명 시스템의 램프하우스로 광을 전달하기 위해 상기 적어도 하나의 제1 파이버 입력에서 상기 적어도 하나의 제2 파이버 입력으로 전환되도록
    구성되는 것인, 조명 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    보조 입력을 더 포함하고, 상기 보조 입력은, 상기 파이버 전환 메커니즘이 상기 복수의 가용 파이버 입력 사이를 전환하고 있는 중에, 상기 램프하우스에 광을 전달하도록 구성된 것인, 조명 시스템.
  17. 제15항에 있어서, 상기 컨트롤러는, 픽셀 사이즈 요건 및 파장 요건 중 적어도 하나에 기초하여 상기 제1 파이버 사이즈와 상기 제2 파이버 사이즈를 결정하도록 구성되는 것인, 조명 시스템.
  18. 제15항에 있어서, 상기 조명 시스템은 레이저 지속형 플라즈마 조명 시스템인 것인, 조명 시스템.
  19. 삭제
  20. 삭제
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10257918B2 (en) 2015-09-28 2019-04-09 Kla-Tencor Corporation System and method for laser-sustained plasma illumination
US10244613B2 (en) * 2015-10-04 2019-03-26 Kla-Tencor Corporation System and method for electrodeless plasma ignition in laser-sustained plasma light source

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130329224A1 (en) 2010-10-29 2013-12-12 Olympus Corporation Optical measurement apparatus and probe apparatus

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4155640B2 (ja) 1998-10-23 2008-09-24 川崎重工業株式会社 レーザスポット調整装置および方法
US6954575B2 (en) 2001-03-16 2005-10-11 Imra America, Inc. Single-polarization high power fiber lasers and amplifiers
US7244937B1 (en) * 2002-10-15 2007-07-17 Raytheon Company Optical measurement apparatus with laser light source
JP2004334083A (ja) * 2003-05-12 2004-11-25 Plus Vision Corp 半導体レーザ素子を光源に用いた照明光学系およびそれを利用したプロジェクタ
US7426410B2 (en) 2003-06-06 2008-09-16 Infraredx, Inc. Spectroscopy of deeply-scattered light
US7319229B2 (en) * 2003-12-29 2008-01-15 Kla-Tencor Technologies Corporation Illumination apparatus and methods
JP4193709B2 (ja) 2004-01-28 2008-12-10 富士ゼロックス株式会社 面発光型半導体レーザを光源に用いた光送信装置
US20060172207A1 (en) 2005-01-28 2006-08-03 Megumi Asaba Exposure analyzing system, method for analyzing exposure condition, and method for manufacturing semiconductor device
DE102005009536A1 (de) 2005-02-25 2006-08-31 Carl Zeiss Sms Gmbh Verfahren zur Maskeninspektion im Rahmen des Maskendesigns und der Maskenherstellung
JP4698460B2 (ja) * 2006-03-27 2011-06-08 オムロンレーザーフロント株式会社 レーザアニーリング装置
US7864294B2 (en) 2007-05-29 2011-01-04 Micron Technology, Inc. Focus sensitive lithographic apparatus, systems, and methods
JP5106309B2 (ja) * 2008-08-07 2012-12-26 三菱電機株式会社 投写型表示装置
KR101295203B1 (ko) 2008-10-06 2013-08-09 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 2차원 타겟을 이용한 리소그래피 포커스 및 조사량 측정
JP5305946B2 (ja) * 2009-01-27 2013-10-02 富士フイルム株式会社 ライトガイド及び光源装置並びに内視鏡システム
JP2010286381A (ja) * 2009-06-12 2010-12-24 Fujifilm Corp フローサイトメーター
JP5327108B2 (ja) 2010-03-10 2013-10-30 パナソニック株式会社 光ファイバ形集光器およびそれを用いたレーザ装置
NL2008702A (en) 2011-05-25 2012-11-27 Asml Netherlands Bv Computational process control.
JP5261543B2 (ja) * 2011-06-30 2013-08-14 シャープ株式会社 レーザ光利用装置および車両用前照灯
US9512985B2 (en) * 2013-02-22 2016-12-06 Kla-Tencor Corporation Systems for providing illumination in optical metrology

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130329224A1 (en) 2010-10-29 2013-12-12 Olympus Corporation Optical measurement apparatus and probe apparatus

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