KR102588483B1 - 고효율의 레이저-지속 플라즈마 광원 - Google Patents

고효율의 레이저-지속 플라즈마 광원 Download PDF

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Abstract

레이저-지속 광대역 광을 발생시키는 시스템은 펌핑 빔을 생성하도록 구성된 펌프 소스, 가스를 격납하기 위한 가스 격납 구조 및 멀티-패스 광학 어셈블리를 포함한다. 멀티-패스 광학 어셈블리는 광대역-발광 플라즈마를 지속시키기 위해 가스의 부분을 통해 펌핑 빔의 복수의 패스를 수행하도록 구성된 하나 이상의 광학 요소를 포함한다. 하나 이상의 광학 요소는 플라즈마를 통해 투과된 펌핑 빔의 흡수되지 않은 부분을 수집하고, 상기 수집된 펌핑 빔의 흡수되지 않은 부분을 가스의 부분 내로 다시 지향시키도록 배열된다.

Description

고효율의 레이저-지속 플라즈마 광원
본 출원은 다음에 열거된 출원(들)("관련 출원들(Related Applications)")과 관련되고, 관련 출원들로부터 가장 빠른 이용가능한 유효 출원일(들)의 이익을 주장한다(예를 들어, 관련 출원(들)의 임의의 모든 원(parent) 출원, 조부(grandparent) 출원, 증조부(great-grandparent) 출원 등에 대하여 임시 특허출원 외의 경우 가장 빠른 이용가능한 우선일을 주장하거나, 임시 특허출원의 경우 35 USC §119(e) 하의 이익을 주장한다).
관련 출원들:
미국특허상표청(USPTO)의 부가적인 법적 요건들에 있어서, 본 출원은 Ilya Bezel, Anatoly Shchemelinin, Eugene Shifrin 및 Matthew Derstine을 발명자로 하여 2015년 6월 22일에 출원된 MULTIPASS LASER-SUSTAINED PLASMA PUMP GEOMETRIES(멀티패스 레이저-지속 플라즈마 펌프 기하학적 구조)라는 명칭의 미국 임시 특허 출원 번호 62/183,069호의 정규(비-임시) 특허 출원을 구성하며, 이는 본 명세서에 전체가 참조로 포함된다.
미국특허상표청의 부가적인 법적 요건들에 있어서, 본 출원은 Matthew Derstine 및 llya Bezel을 발명자로 하여 2016년 2월 3일에 출원된 OPTICAL WAFER INSPECTOR(광학 웨이퍼 검사자)라는 명칭의 미국 임시 특허 출원 번호 62/290,593호의 정규(비-임시) 특허 출원을 구성하며, 이는 본 명세서에 전체가 참조로 포함된다.
본 발명은 일반적으로 레이저-지속(laser-sustained) 플라즈마 광원에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 멀티-패스 레이저-지속 플라즈마 광원에 관한 것이다.
점점 작아진 디바이스 피처들을 갖는 집적 회로에 대한 요구가 계속해서 증가함에 따라, 이러한 계속 줄어드는 디바이스의 검사에 사용되는 개선된 조명원에 대한 필요성이 계속해서 커지고 있다. 그러한 조명원 중 하나는 레이저-지속 플라즈마 소스를 포함한다. 레이저-지속 플라즈마 광원은 고전력 광대역 광을 생성할 수 있다. 레이저-지속 광원은 아르곤 또는 크세논과 같은 가스를 광을 방출할 수 있는 플라즈마 상태로 여기시키기 위해 레이저 방사선을 가스 체적(gas volume) 내로 집속시킴으로써 작동한다. 이 효과는 일반적으로 플라즈마를 "펌핑(pumping)"한다고 불린다.
연속파(continuous wave; CW) 방사선으로 지속되는 플라즈마는 종종 사용된 펌프 광에 대해 플라즈마가 실질적으로 투명한 충분히 낮은 밀도에서 작동한다. 그 결과, 플라즈마에 의해 방출된 광대역 광은 이론상의 흑체 한계보다 훨씬 덜 밝다.
낮은 에텐듀(etendue) 광학 시스템의 경우 이 문제점을 해결하기 위해 여러 가지 접근법이 사용되어 왔다. 하나의 접근법은 더 고압의 램프를 사용함으로써 플라즈마의 낮은 밀도를 다루는 것을 포함한다. 이 접근법은 플라즈마의 성장을 가져옴에 따라 제한된 성공을 거두었다. 추가 접근법은 연장된(elongated) 플라즈마를 생성하기 위해 낮은 개구 수(numerical aperture, NA)의 레이저로 플라즈마를 펌핑하는 것을 포함한다. 연장 방향을 따라 광대역 광을 수집함으로써, 이론적으로 흑체에 근접하는 밝기를 얻을 수 있다. 펌핑 및 수집을 분리시키는 기하학적 구조는 레이저 흡수와 DUV/VUV 방출 사이의 불일치 문제를 해결하기 위해 제안되었다. 두 가지 구현에서, 연장된 플라즈마는 결코 사용되지 않는 상당한 광을 방출한다. 따라서, 위에서 확인된 바와 같은 이전 접근법의 단점을 보완하기 위한 시스템 및 방법을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 개시의 하나 이상의 실시 예에 따라, 광대역 광을 생성하기 위한 멀티-패스 레이저-지속 플라즈마 시스템이 개시된다. 일 실시 예에서, 시스템은 펌핑 빔을 생성하도록 구성된 펌프 소스를 포함한다. 다른 실시 예에서, 시스템은 가스를 격납(contain)하기 위한 가스 격납 구조(gas containment structure)를 포함한다. 다른 실시 예에서, 시스템은 멀티-패스 광학 어셈블리를 포함한다. 다른 실시 예에서, 멀티-패스 광학 어셈블리는 광대역-발광 플라즈마를 지속하기 위해 가스의 부분을 통해 펌핑 빔의 멀티 패스를 수행하도록 구성된 하나 이상의 광학 요소를 포함한다. 또 다른 실시 예에서, 하나 이상의 광학 요소는 플라즈마를 통해 투과된 펌핑 빔의 흡수되지 않은 부분을 수집하고, 상기 수집된 펌핑 빔의 흡수되지 않은 부분을 상기 가스의 부분으로 다시 지향시키도록 배열된다(arranged).
본 개시의 하나 이상의 실시 예에 따라, 광대역 광을 생성하기 위한 멀티-패스 레이저-지속 플라즈마 시스템이 개시된다. 일 실시 예에서, 시스템은 펌핑 빔을 생성하도록 구성된 펌프 소스를 포함한다. 다른 실시 예에서, 시스템은 가스를 격납하기 위한 가스 격납 구조를 포함한다. 다른 실시 예에서, 시스템은 광학 어셈블리를 포함한다. 다른 실시 예에서, 광학 서브 시스템은 광대역 발광 플라즈마를 지속하기 위해 가스의 부분을 통해 펌핑 빔의 하나 이상의 패스를 수행하도록 구성된 하나 이상의 광학 요소를 포함한다. 다른 실시 예에서, 시스템은 하나 이상의 수집 광학기(collection optics)를 포함하는 수집 어셈블리를 포함한다. 또 다른 실시 예에서, 시스템은 플라즈마에 의해 방출된 광대역 방사선의 적어도 일부를 하나 이상의 다운스트림 광학 요소로 지향시키도록 구성된 하나 이상의 수집 광학기를 포함한다. 또 다른 실시 예에서, 시스템은 플라즈마에 의해 방출된 광대역 방사선의 적어도 일부를 수집하여 플라즈마로 다시 지향시키도록 구성된 하나 이상의 수집 광학 요소를 포함한다.
본 개시의 하나 이상의 실시 예에 따라, 광대역 광을 생성하기 위한 멀티-패스 레이저-지속 플라즈마 시스템이 개시된다. 일 실시 예에서, 시스템은 펌핑 빔을 생성하도록 구성된 펌프 소스를 포함한다. 다른 실시 예에서, 시스템은 가스를 격납하도록 구성된 반사체 어셈블리(reflector assembly)를 포함한다. 다른 실시 예에서, 반사체 어셈블리는 펌프 소스로부터 펌핑 빔을 수신하기 위한 하나 이상의 입구 애퍼처(entrance aperture)를 포함한다. 다른 실시 예에서, 펌핑 빔은 가스의 일부분 내에서 플라즈마를 지속시킨다. 다른 실시 예에서, 플라즈마는 광대역 방사선을 방출한다. 다른 실시 예에서, 반사체 어셈블리의 내부 표면은 플라즈마에 의해 방출된 광대역 방사선의 적어도 일부를 수집하고 수집된 광대역 방사선을 플라즈마로 다시 지향시키도록 구성된다.
전술한 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명은 모두 단지 예시적이고 설명적인 것이며, 청구된 본 발명을 반드시 제한하는 것은 아니라는 것을 이해해야 한다. 본 명세서에 통합되어 그 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 실시 예를 도시하고, 일반적인 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
본 개시의 다수의 이점은 첨부된 도면을 참조하여 당업자에 의해 보다 잘 이해될 수 있다:
도 1a 내지 도 1f는 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 따른 멀티-패스 레이저-지속 플라즈마 시스템의 간략화된 개략도를 도시한다.
도 1g는 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 따른, 하나 이상의 축외(off-axis) 거울을 구비한 멀티-패스 광학 어셈블리를 도시한다.
도 1h는 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 따른 광학 스레딩(threading) 구성으로 배열된 멀티-패스 광학 어셈블리를 도시한다.
도 1i는 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 따라, 플라즈마를 통한 하나 이상의 연속적인 패스시 조명의 NA가 감소하도록 배열된 멀티-패스 광학 어셈블리를 도시한다.
도 1j 내지 도 1k는 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 따라, 멀티-패스 광학 어셈블리를 사용하여 플라즈마의 형상을 제어하는 것을 도시한다.
도 1l은 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 따른, 하나 이상의 역-반사체 어셈블리가 구비된 멀티-패스 광학 어셈블리를 도시한다.
도 1m 내지 도 1n은 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 따라, 공진기 구성으로 배열된 하나 이상의 역-반사체 어셈블리를 포함하는 멀티-패스 광학 어셈블리를 도시한다.
도 1o은 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 따른, 하나 이상의 편광자 요소(polarizer element)가 구비된 멀티-패스 광학 어셈블리를 도시한다.
도 1p 내지 도 1q는 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 따라, 멀티-패스 광학 어셈블리에서 수차를 측정하기 위한 하나 이상의 파면 센서(wavefront sensor)가 구비된 멀티-패스 광학 어셈블리를 도시한다.
도 2a 내지 도 2h는 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 따른 반사체 어셈블리가 장착된 멀티-패스 시스템을 도시한다.
첨부된 도면에 도시된, 개시된 주제(subject matter)에 대한 상세한 설명이 이제 이루어질 것이다.
본 발명의 특정 실시 예가 설명되었지만, 전술한 개시의 범위 및 사상을 벗어나지 않고 본 발명의 다양한 수정 및 실시 예가 당업자에 의해 만들어질 수 있음이 명백하다. 따라서, 본 발명의 범위는 여기에 첨부된 청구항들에 의해서만 제한되어야 한다.
일반적으로 도 1a 내지 도 2h를 참조하면, 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 따른 고효율 레이저-지속 플라즈마(laser sustained plasma, LSP) 광원이 개시되어 있다. 본 개시의 실시 예는 펌프 조명 및/또는 광대역 광을 리사이클하기 위한 다수의 별개의 광학 요소를 포함하는 멀티-패스 레이저-지속 플라즈마 시스템에 관한 것이다. 본 개시의 추가의 실시 예는 펌프 조명 및/또는 광대역 광을 리사이클하기 위한 타원 반사체 어셈블리를 포함하는 멀티-패스 레이저-지속 플라즈마 시스템에 관한 것이다. 플라즈마를 더 펌핑하기 위해 펌프 조명 및/또는 플라즈마 방출 광대역을 다시 플라즈마로 리사이클하는 것은, 리사이클이 아닌 시스템에 비해 본 개시의 실시 예의 효율을 향상시킨다. 또한, 본 개시의 개별 광학 요소 또는 반사체 어셈블리를 사용하는 플라즈마의 다중 이미지의 조합은 광대역 출력의 밝기를 향상시킬 수 있다.
광-지속 플라즈마의 생성은 또한 2008년 10월 14일에 발행된 미국 특허 제7,435,982호에 일반적으로 기재되어 있으며, 이는 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다. 플라즈마의 생성은 또한 2010년 8월 31일에 발행된 미국 특허 제7,786,455호에 일반적으로 기재되어 있으며, 이는 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다. 플라즈마의 생성은 또한 2011년 8월 2일에 발행된 미국 특허 제7,989,786호에 일반적으로 기재되어 있으며, 이는 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다. 플라즈마의 생성은 또한 2012년 5월 22일에 발행된 미국 특허 제8,182,127호에 일반적으로 기재되어 있으며, 이는 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다. 플라즈마의 생성은 또한 2012년 11월 13일에 발행된 미국 특허 제8,309,943호에 일반적으로 기재되어 있으며, 이는 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다. 플라즈마의 생성은 또한 2013년 2월 9일에 발행된 미국 특허 제8,525,138호에 일반적으로 기재되어 있으며, 이는 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다. 플라즈마 생성은 또한 2014년 12월 30일에 발행된 미국 특허 제8,921,814호에 일반적으로 기재되어 있으며, 이는 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다. 플라즈마의 생성은 또한 2016년 4월 19일에 발행된 미국 특허 제9,318,311호에 일반적으로 기재되어 있으며, 이는 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다. 플라즈마의 생성은 또한 2014년 3월 25일에 출원된 미국 특허 공개 번호 2014/029154호에 일반적으로 기재되어 있으며, 이는 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다. 광-지속 플라즈마의 횡 방향 펌핑(transverse pumping)은 또한 2015년 3월 31일에 출원된 미국 특허 공개 번호 제2015/0282288호에 일반적으로 기재되어 있으며, 이는 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다. 일반적인 의미에서, 본 개시의 다양한 실시 예는 당업계에 공지된 임의의 플라즈마-기반 광원으로 확장되는 것으로 해석되어야 한다. 플라즈마 생성과 관련하여 사용되는 광학 시스템은 2010년 4월 27일에 발행된 미국 특허 제7,705,331호에 일반적으로 기재되어 있으며, 이는 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.
도 1a 내지 도 1o는 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 따라, LSP 플라즈마를 효율적으로 생성하기 위한 멀티-패스 시스템(100)을 도시한다. 일 실시 예에서, 도 1a에 도시된 바와 같이, 시스템(100)은 플라즈마(106)를 지속하기 위한 펌핑 조명의 빔(101)을 생성하도록 구성된 펌프 소스(104)(예를 들어, 하나 이상의 레이저)를 포함한다. 펌프 빔(101)은 가스(107)의 체적 내에 플라즈마(106)를 지속하기에 적합하다. 펌프 빔(101)으로부터의 광학 펌핑에 응답하여, 플라즈마(106)는 광대역 방사선(115)을 방출한다. 다른 실시 예에서, 시스템(100)은 멀티-패스 광학 어셈블리(102)를 포함한다. 일 실시 예에서, 멀티-패스 광학 어셈블리(102)는 플라즈마(106)를 지속하기 위하여 가스(107)의 부분을 통하여 펌핑 빔의 멀티 패스(108a-108d)를 수행하도록 구성된 하나 이상의 광학 요소(110a-110f)를 포함한다. 다른 실시 예에서, 하나 이상의 광학 요소(110a-110f)는 플라즈마(106)를 통해 투과된 펌핑 빔의 흡수되지 않은 부분을 수집하고, 상기 수집된 펌핑 빔의 흡수되지 않은 부분을 플라즈마(106) 및/또는 플라즈마(106) 근처의 가스(107)로 다시 지향시키도록 배열된다. 본 명세서에서 앞서 설명한 바와 같이, 멀티-패스 광학 어셈블리(102)는 플라즈마(106)에 의한 펌프 조명의 흡수가 작은 저압 설정에서 특히 유용하다. 멀티-패스 어셈블리(102)의 하나 이상의 광학 요소(110a-110f)는 펌프 조명의 "리사이클"을 제공하여, 이에 의해 펌프 빔의 흡수되지 않은 부분이 흡수되지 않은 펌프 빔을 다시 플라즈마(106)로 및/또는 플라즈마(106)에 근접한 가스(107) 내로 다시 재지향시킨다.
일 실시 예에서, 도 1a에 도시된 바와 같이, 멀티-패스 광학 어셈블리(102)는 2개 이상의 광학 요소(110a-110f)를 포함한다. 2개 이상의 광학 요소(110a-110f)는 플라즈마(106)를 통해 투과된 플라스마 조명을 수집하고 펌프 조명을 플라스마(106) 및/또는 플라즈마(106) 근처의 가스(107) 내로 재지향시킬 수 있는, 당업계에 공지된 임의의 광학 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 2개 이상의 광학 요소(110a-110f)는 하나 이상의 반사 광학 요소(예를 들어, 거울) 및/또는 하나 이상의 투과 광학 요소(예를 들어, 렌즈)를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 1a에 도시된 바와 같이, 2개 이상의 광학 요소(110a-110f)는 거울 세트(110a-110f)를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 거울 세트(110a-110f)는 하나 이상의 회전 거울(turning mirror)을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 거울 세트(110a-110f)는 당업계에 공지된 임의의 유형의 거울을 포함할 수 있다. 예를 들어, 거울 세트(110a-110f)는 하나 이상의 타원형 거울, 하나 이상의 포물선형 거울, 하나 이상의 구형 거울 또는 하나 이상의 평면형 거울 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 펌프 빔(101)은 플라즈마(106)의 제1 패스(108a)를 수행한다. 펌프 빔(101)의 초기 패스(108a)의 제1 부분은 플라즈마(106) 및/또는 플라즈마(106)에 근접한 가스(107)에 의해 흡수된다. 펌프 빔(101)의 초기 패스(108a)의 제2 부분은 부분적으로 투명한 플라즈마(106)를 통해 투과되고 거울(110a)에 의해 수집된다. 그 후, 거울(110a)은 수집된 조명을 제2 거울(110b)로 지향시키고, 차례로 제2 거울(110b)은 플라즈마(106)를 통해 펌프 빔(101)의 제2 패스(108b)를 수행한다. 다시, 빔(101)의 제2 패스(108b)의 제1 부분은 플라즈마(106) 및/또는 플라즈마(106)에 근접한 가스(107)에 의해 흡수되는 반면, 빔(101)의 제2 패스(108b)의 제2 부분은 플라즈마(106)를 통해 투과된다. 이러한 프로세스는 플라즈마(106)를 통하여 펌프 빔(101)의 패스(108c) 및 패스(108d)를 실행하기 위해 거울(110c-110c)를 통해 여러 번 반복된다. 본 개시의 범위는 도 1a에 도시된 거울의 개수 또는 배열에 한정되지 않는다는 것을 유의해야 하며, 이는 단지 예시적인 목적으로 제공된다. 멀티-패스 어셈블리(102)는 플라즈마(106)를 통한 펌프 조명의 멀티-패스를 달성하기 위해 임의의 방식으로 위치되고 배향된 임의의 수의 광학 요소(예를 들어, 반사형 및/또는 투과형)를 포함할 수 있다.
또 다른 실시 예에서, 펌프 소스(104)는 하나 이상의 레이저를 포함한다. 펌프 소스(104)는 당업계에 공지된 임의의 레이저 시스템을 포함할 수 있다. 예를 들어, 펌프 소스(104)는 전자기 스펙트럼의 적외선, 가시 광선 및/또는 자외선 부분에서 방사선을 방출할 수 있는 당업계에 공지된 임의의 레이저 시스템을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 펌프 소스(104)는 연속파(CW) 레이저 방사선을 방출하도록 구성된 레이저 시스템을 포함할 수 있다. 예를 들어, 펌프 소스(104)는 하나 이상의 CW 적외선 레이저 소스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 가스(107)가 아르곤이거나 아르곤을 포함하는 설정에서, 펌프 소스(104)는 1069nm에서 방사선을 방출하도록 구성된 CW 레이저(예를 들어, 광섬유 레이저 또는 디스크 Yb 레이저)를 포함할 수 있다. 이 파장은 아르곤의 1068nm 흡수선에 맞으므로(fit), 따라서 아르곤 가스를 펌핑하는 데 특히 유용하다는 것을 유의해야 한다. 본 명세서에서 CW 레이저의 상기 설명은 제한적이지 않고 당업계에 공지된 임의의 레이저가 본 발명의 문맥에서 구현될 수 있음을 유의해야 한다.
다른 실시 예에서, 펌프 소스(104)는 실질적으로 일정한 전력의 레이저 광을 플라즈마(106)에 제공하도록 구성된 하나 이상의 레이저를 포함할 수 있다. 다른 실시 예에서, 펌프 소스(104)는 변조된 레이저 광을 플라즈마(106)에 제공하도록 구성된 하나 이상의 변조된 레이저를 포함할 수 있다. 다른 실시 예에서, 펌프 소스(104)는 펄스된(pulsed) 레이저 광을 플라즈마에 제공하도록 구성된 하나 이상의 펄스된 레이저를 포함할 수 있다.
다른 실시 예에서, 펌프 소스(104)는 하나 이상의 다이오드 레이저를 포함할 수 있다. 예를 들어, 펌프 소스(104)는 가스(107)의 화학 종(species)의 임의의 하나 이상의 흡수선에 대응하는 파장에서 방사선을 방출하는 하나 이상의 다이오드 레이저를 포함할 수 있다. 펌프 소스(104)의 다이오드 레이저는, 다이오드 레이저의 파장이 당업계에 공지된 임의의 플라즈마의 임의의 흡수선(예를 들어, 이온 전이선(inoic transition line)) 또는 플라즈마 생성 가스의 임의의 흡수선(예를 들어, 고도로 여기된(excited) 중성 전이선)에 동조되도록, 구현을 위해 선택될 수 있다. 이와 같이, 주어진 다이오드 레이저(또는 다이오드 레이저 세트)의 선택은 시스템(100)에 사용되는 가스(107)의 유형에 의존할 것이다.
또 다른 실시 예에서, 펌프 소스(104)는 이온 레이저를 포함할 수 있다. 예를 들어, 펌프 소스(104)는 당업계에 공지된 임의의 비활성 기체(noble gas) 이온 레이저를 포함할 수 있다. 예를 들어, 아르곤 기반 플라즈마의 경우, 아르곤 이온을 펌핑하는데 사용되는 펌프 소스(104)는 Ar+ 레이저를 포함할 수 있다. 다른 실시 예에서, 펌프 소스(104)는 하나 이상의 주파수 변환된 레이저 시스템을 포함할 수 있다. 예를 들어, 펌프 소스(104)는 100 와트를 초과하는 전력 레벨을 갖는 Nd:YAG 또는 Nd:YLF 레이저를 포함할 수 있다. 다른 실시 예에서, 펌프 소스(104)는 디스크 레이저를 포함할 수 있다. 다른 실시 예에서, 펌프 소스(104)는 광섬유 레이저를 포함할 수 있다. 다른 실시 예에서, 펌프 소스(104)는 광대역 레이저를 포함할 수 있다.
다른 실시 예에서, 펌프 소스(104)는 하나 이상의 비-레이저(non-laser) 소스를 포함할 수 있다. 펌프 소스(104)는 당업계에 공지된 임의의 비-레이저 광원을 포함할 수 있다. 예를 들어, 펌프 소스(104)는 전자기 스펙트럼의 적외선, 가시광선 또는 자외선 부분에서 이산적으로 또는 연속적으로 방사선을 방출할 수 있는 당업계에 공지된 임의의 비-레이저 시스템을 포함할 수 있다.
다른 실시 예에서, 펌프 소스(104)는 2개 이상의 광원을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 펌프 소스(104)는 2개 이상의 레이저를 포함할 수 있다. 예를 들어, 펌프 소스(104)(또는 "소스들")는 다수의 다이오드 레이저를 포함할 수 있다. 다른 실시 예에서, 2개 이상의 레이저 각각은 시스템(100) 내의 가스 또는 플라즈마의 상이한 흡수선에 동조된 레이저 방사선을 방출할 수 있다.
도 1b는 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 따른 단일 반사 표면으로 구성된 멀티-패스 어셈블리(102)를 도시한다. 일 실시 예에서, 멀티-패스 어셈블리(102)는 펌프 빔(101)의 흡수되지 않은 부분을 수집하고 상기 수집된 펌프 빔의 흡수되지 않은 부분을 플라즈마(106) 및/또는 플라즈마(106)에 근접한 가스(107)로 재지향시키도록 배열된, 제1 부분 및 적어도 제2 부분을 구비하는 반사 표면을 포함한다. 이 실시 예에서, 반사 표면은 복잡한 형상을 갖는 단일 거울로 이루어질 수 있으며, 이에 의해 거울의 제1 부분 및 거울의 적어도 제2 부분은 플라즈마(106)를 통해 펌프 조명의 멀티-패스를 수행하는 독립적인 거울로서 기능한다. 단일 반사 표면은 독립적인 거울을 포함하는 본 개시의 실시 예들 중 임의의 것과 유사한 방식으로 기능하도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 단일 반사 표면은 본 개시의 다양한 실시 예의 독립적인 거울을 복제하는 다수의 부분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1b에 도시된 바와 같이, 반사 표면은 플라즈마(106)를 통해 투과된 흡수되지 않은 펌프 조명을 수집하고 수집된 펌프 조명을 플라즈마(106) 및/또는 플라즈마(106)에 근접한 가스(107)로 재지향시키는 역할을 하는 복수의 부분(113a-113f)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 도 1b의 단일 반사 표면의 형상 및 구성은 본 개시에 대한 제한으로 해석되어서는 안되며 단지 예시적인 목적으로 제공된다. 여기서, 도 1b의 단일 반사 표면의 반사 부분의 구성은 다중 반사 부분(예컨대, 113a-113f)의 임의의 형상, 수 및/또는 위치로 연장될 수 있다는 것을 유의해야 한다. 다른 실시 예에서, 단일 반사 표면은 서로 맞는 다수의 컴포넌트(예를 들어, 전반부 및 후반부)로 형성될 수 있다. 다른 실시 예에서, 단일 반사 표면은 가스(107)를 격납하기 위한 가스 격납 요소 또는 용기(vessel)로서 기능하도록 구성될 수 있다.
도 1c는 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 따라 수집 광학기 세트(103)가 장착된 시스템(100)을 도시한다. 일 실시 예에서, 수집 광학기 세트(103)는 플라즈마(106)에 의해 방출된 광대역 방사선(115)을 균질기(homogenizer), 렌즈, 거울, 필터 및/또는 애퍼처와 같은(이에 한정되지는 않음) 하나 이상의 다운스트림 광학 요소(105)로 지향시키도록 구성된 하나 이상의 수집 광학 요소(111a-111f)를 포함한다. 이러한 의미에서, 수집 광학 요소(111a-111f)는 플라즈마(106)의 다수의 이미지를 결합하는 역할을 하여, 증가된 밝기를 갖는 광대역 출력을 초래한다.
일 실시 예에서, 도 1c에 도시된 바와 같이, 수집 광학 요소(111a-111f)는 멀티-패스 광학 요소(110a-110f)와 동일한 평면에 배열될 수 있다. 이 실시 예에서, 수집 광학 요소(111a-111f)는 멀티-패스 광학 요소(110a-110f)와 관련된 사인선(line of sign)을 간섭하지 않도록 멀티-패스 광학 요소(110a-110f) 사이에 산재되어 있다. 광대역 광(115)이 플라즈마(106)에 의해 방출됨에 따라, 광(115)의 일부는 제1 수집 요소(111a)에 의해 수집되고 제2 수집 요소(111b)를 통해 플라즈마(106) 및/또는 플라즈마(106)에 근접한 가스(107)로 다시 지향된다. 이러한 프로세스는 추가 수집 광학 요소(111c-111f)를 통해 임의의 횟수로 반복되어 플라즈마(106) 및/또는 플라즈마(106)에 근접한 가스(107)를 통한 추가 패스를 수행할 수 있다.
수집 광학 요소(111a)로 시작하여, 수집된 광대역 방사선(115)에 대해 단 하나의 반사 경로만이 도시되었음을 유의해야 한다. 본 명세서에서, 광대역 방사선은 수집 광학 요소(111b-111f) 중 임의의 하나에 의해 (임의의 재지향에 앞서) 초기에 수집될 수 있음이 인식된다. 또한, 요소(111b-111f) 중 임의의 요소로 반사 경로를 시작하는 광대역 광은 수집 요소(111a)에서 개시된 광대역 광보다 플라즈마(106)를 통하여 더 적은 패스를 경험할 것이라는 것을 또한 유의해야 한다.
도 1c의 수집 광학 요소(111a-111f)의 수 및 구성은, 본 개시의 범위에 대한 제한으로서 해석되어서는 안 된다. 오히려, 도 1c에 도시된 구성은 단지 예시적인 목적으로 제공된다. 수집 광학기(103)는 플라즈마(106)에 의해 방출된 광대역 광(115)을 수집하고 플라즈마의 다중 이미지를 결합하여 광대역 출력의 밝기를 증가시키는데 적합한 임의의 광학 장치로 이루어질 수 있다.
일 실시 예에서, 도시되지는 않았지만, 수집 광학기(103)는 멀티-패스 광학 요소(102)에 의해 정의된 평면을 벗어나서 배열될 수 있다. 이 실시 예에서, 수집 광학 요소(111a-111f)는 멀티-패스 광학 요소(110a-110f)에 의해 정의되는 광학 평면과 상이한 광학 평면에서 배열될 수 있다. 예를 들어, 수집 광학 요소(111a-111f)의 평면은 멀티-패스 광학 요소(110a-110f)에 의해 정의된 평면에 대해 90°로 배열될 수 있다.
다른 실시 예에서, 도시되지는 않았지만, 수집 광학기(103)는 단일 컬렉터 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 단일 콜렉터 요소는 도 1b의 실시 예와 유사한 단일 반사 표면으로 구성될 수 있고 플라즈마(106)에 의해 방출된 광대역 광(115)을 수집하도록 구성된다. 차례로, 컬렉터 요소의 반사 표면은 플라즈마(106)의 다중 이미지를 결합하여, 증가된 밝기로 광대역 출력을 제공하도록 작용할 수 있다. 일 실시 예에서, 멀티-패스 어셈블리(102)는 단일 콜렉터 요소의 내부 체적 내에 위치될 수 있다.
다른 실시 예에서, 멀티-패스 어셈블리(102) 및 수집 어셈블리(103)는 단일 유닛 내에 통합될 수 있다. 이와 관련하여, 단일 반사 표면은 플라즈마(106) 및/또는 플라즈마(106)에 근접한 가스를 통해 펌프 빔(101)의 멀티-패스를 수행하는 한편, 또한 플라즈마(106)의 다중 이미지를 결합하여 광대역 출력의 전체 밝기를 증가시키도록 작용할 수 있다. 이와 관련하여, 단일 반사 유닛은 멀티-패스 어셈블리(102) 및 수집 어셈블리(103) 모두로서 기능한다. 이러한 한가지 구성은 타원체 반사체 어셈블리를 포함하며, 여기에서 더 논의된다(도 2a 내지 도 2h 참조).
도 1d는 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 따라, 단일 펌프 패스 모드로 구성된 시스템(100)을 도시한다. 예를 들어, 도 1d에 도시된 바와 같이, 펌프 조명(104)은 플라즈마(106)를 한 번 패스할 수 있다. 또 다른 실시 예에서, 수집 광학 어셈블리(103)는 펌프 조명에 의해 방출된 광대역(115) 광을 수집하여 그것을 플라스마(106)로 다시 재지향시킬 수 있다.
수집기 어셈블리(103)(또는 집적된 멀티-패스/수집기 어셈블리)는 플라즈마(106)에 의해 방출된 가시광, NUV, UV, DUV, VUV 및/또는 EUV 방사선 중 하나 이상을 수집하여, 광대역 조명(115)을 하나 이상의 다운스트림 광학 요소로 지향시킬 수 있다. 이와 관련하여, 수집기 어셈블리(103)는 검사 툴 또는 계측 툴과 같은(이에 한정되지는 않음) 당업계에 공지된 임의의 광학 특성화 시스템의 다운스트림 광학 요소로 가시광, NUV, UV, DUV, VUV 및/또는 EUV 방사선을 전달할 수 있다. 이와 관련하여, 광대역 출력(115)은 검사 툴 및/또는 계측 툴의 조명 광학기에 결합될 수 있다.
다시 도 1c를 참조하면, 일 실시 예에서, 멀티-패스 어셈블리(102)의 하나 이상의 광학 요소(110a-110f) 및/또는 수집 어셈블리(103)의 하나 이상의 수집 요소(111a-111f)는 선택적으로 하나 이상의 선택된 파장의 광을 투과한다. 예를 들어, 하나 이상의 광학 요소(110a-110f) 및/또는 하나 이상의 수집 요소(111a-111f)는 플라즈마(106)에 의해 방출된 광대역 방사선(115)의 하나 이상의 스펙트럼 영역에 대해 투명할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 광학 요소(110a-110f)는 수집 어셈블리(103)에 의한 수집을 위해 목표된 광대역 방사선(115)의 하나 이상의 스펙트럼 영역에 대해 투명할 수 있다. 일 실시 예에서, 멀티-패스 어셈블리(102)의 하나 이상의 광학 요소(110a-110f) 및/또는 수집 어셈블리(103)의 하나 이상의 수집 요소(111a-111f)는 하나 이상의 선택된 파장의 광을 선택적으로 흡수한다. 예를 들어, 하나 이상의 광학 요소(110a-110f) 및/또는 하나 이상의 수집 요소(111a-111f)는 플라즈마(106)에 의해 방출된 광대역 방사선(115)의 하나 이상의 스펙트럼 영역을 흡수할 수 있다. 다른 실시 예에서, 멀티-패스 어셈블리(102)의 하나 이상의 광학 요소(110a-110f) 및/또는 수집 어셈블리(103)의 하나 이상의 수집 요소(111a-111f)는 하나 이상의 선택된 파장의 광을 선택적으로 반사한다. 예를 들어, 하나 이상의 광학 요소(110a-110f) 및/또는 하나 이상의 수집 요소(111a-111f)는 플라즈마(106)에 의해 방출된 광대역 방사선(115)의 하나 이상의 스펙트럼 영역을 플라즈마(106)로 다시 반사할 수 있다. 또한, 멀티-패스 어셈블리(102)의 하나 이상의 광학 요소(110a-110f) 및/또는 수집 어셈블리(103)의 하나 이상의 수집 요소(111a-111f)는 광대역 광(115)의 하나 이상의 선택된 파장을 다시 플라즈마(106)로 선택적으로 반사하는 한편, (추가 선택된 선택된 파장의 광이 플라즈마로 다시 반사되지 않도록) 광대역 광(115)의 하나 이상의 추가 선택된 파장을 선택적으로 투과시킨다. 예를 들어, 멀티-패스 어셈블리(102)의 하나 이상의 광학 요소(110a-110f)는 수집 어셈블리(103)에 의한 수집을 위해 목표된 광대역 방사선(115)의 하나 이상의 스펙트럼 영역을 흡수할 수 있다.
플라즈마(106)가 개시되고 유지되는 가스(107)의 체적은 플라즈마 발생 기술 분야에 공지된 임의의 가스 격납 구조 또는 용기에 포함될 수 있다는 것을 본 명세서에서 유의해야 한다.
도 1e는 본 개시의 일 실시 예에 따라 가스(107)를 격납하기 위한 플라즈마 전구 및/또는 셀(140)을 갖춘 시스템(100)을 도시한다. 일 실시 예에서, 가스 격납 구조는 플라즈마 전구이다. 플라즈마 전구의 사용은 적어도 2007년 4월 2일에 출원된 미국 특허 출원 제11/695,348호; 2006년 3월 31일에 출원된 미국 특허 출원 11/395,523호; 및 2012년 10월 9일에 출원된 미국 특허 출원 제13/647,680호에 기재되어 있으며, 이들은 각각 전체적으로 본 명세서에 이전에 참조로 포함되어 있다. 다른 실시 예에서, 가스 격납 구조는 플라즈마 셀이다. 플라즈마 셀의 경우에, 플라즈마 셀은 가스(107)를 격납하기 위한 하나 이상의 플랜지(flange)와 함께 배열된 투과 요소를 포함할 수 있지만, 이에 국한되지는 않는다. 플랜지 플라즈마 셀의 사용은 적어도 2014년 3월 31일에 출원된 미국 특허 출원 제14/231,196호; 및 2014년 5월 27일에 출원된 미국 특허 출원 제14/288,092호에 기재되어 있으며, 이들은 각각 전체적으로 본 명세서에 이전에 참조로 포함되어 있다.
도 1f는 본 개시의 일 실시 예에 따라 가스(107)를 격납하기 위한 챔버(150)가 장착된 시스템(100)을 도시한다. 도 1e에 도시된 바와 같이, 멀티-패스 광학 어셈블리(102) 및/또는 수집 어셈블리(103)는 챔버(150) 내에 배치될 수 있다. 다른 실시 예에서, 챔버(150)는 펌프 소스(104)로부터 펌핑 조명(101)을 수신하기 위한 하나 이상의 입구 윈도우(entrance window)(142)를 포함한다. 다른 실시 예에서, 챔버(150)는 광대역 광(115)을 하나 이상의 다운스트림 광학 요소(105)에 투과하기 위한 하나 이상의 출구 윈도우(exit window)(144)를 포함한다. 가스 격납 구조로서 가스 챔버의 사용은 2010년 5월 16일에 출원된 미국 특허 출원 제12/787,827호; 2015년 3월 17일에 출원된 미국 특허 출원 제14/660,846호; 2015년 3월 26일에 출원된 미국 특허 출원 제14/670,210호; 2014년 3월 25일에 출원된 미국 특허 출원 제14/224,945호에 기재되어 있고, 이들은 각각 전체적으로 본 명세서에 참조로 포함된다.
시스템(100)의 가스 격납 구조의 투과 부분(예를 들어, 투과 요소, 전구 또는 윈도우)은 플라즈마(106) 및/또는 펌프 조명(101)에 의해 생성된 광대역 광(115)에 대해 적어도 부분적으로 투명한 당업계에 공지된 임의의 물질로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 가스 격납 구조의 하나 이상의 투과 부분(예를 들어, 투과 요소, 전구 또는 윈도우)은 가스 격납 구조 내에서 생성된 EUV 방사선, VUV 방사선, DUV 방사선, UV 방사선, NUV 방사선 및/또는 가시광에 대해 적어도 부분적으로 투명한 당업계에 공지된 임의의 물질로 형성될 수 있다. 또한, 가스 격납 구조의 하나 이상의 투과 부분은 펌프 소스(104)로부터의 IR 방사선, 가시광 및/또는 UV 광에 적어도 부분적으로 투명한 당업계에 공지된 임의의 물질로 형성될 수 있다. 다른 실시 예에서, 가스 격납 구조의 하나 이상의 투과 부분은 펌프 소스(104)로부터의 방사선(예를 들어, IR 소스) 및 플라즈마(106)에 의해 방출된 방사선(예를 들어, EUV, VUV, DUV, UV, NUV 방사선 및/또는 가시광) 모두에 대해 투명한 당업계에 공지된 임의의 물질로 형성될 수 있다.
일부 실시 예에서, 가스 격납 구조의 투과 부분(들)은 저-OH 함량의 용융 실리카 유리 재료로 형성될 수 있다. 다른 실시 예들에서, 가스 격납 구조의 투과 부분(들)은 고-OH 함량의 용융 실리카 유리 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 가스 격납 구조(140, 150)의 투과 요소, 전구 또는 윈도우는 SUPRASIL 1, SUPRASIL 2, SUPRASIL 300, SUPRASIL 310, HERALUX PLUS, HERALUX-VUV 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 다른 실시 예들에서, 가스 격납 구조(140, 150)의 투과 요소, 전구 또는 윈도우는 불화 칼슘, 불화 마그네슘, 불화 리튬, 결정질 석영 및 사파이어를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 가스 격납 구조에서의 구현에 적합한 다양한 유리는 A. Schreiber 등에 의한 VUV 방전 램프용 석영 유리의 복사 저항(Radiation Resistance of Quartz Glass for VUV Discharge Lamps), J. Phys. D: Appl. Phys. 38(2005), 3242-3250에 논의되어 있으며, 이는 본 명세서에 전체가 참조로 포함된다.
일 실시 예에서, 가스 격납 구조(140 및/또는 150)는 펌프 조명의 흡수시에 플라즈마를 생성하기에 적합한 당업계에 공지된 임의의 선택된 가스(예를 들어, 아르곤, 크세논, 수은 등)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 펌프 소스(104)으로부터 가스 체적(107)으로의 펌프 조명(101)의 집속은 (예를 들어, 하나 이상의 선택된 흡수선을 통하여) 가스 격납 구조 내의 가스 또는 플라즈마에 의해 에너지가 흡수되도록 하며, 이에 의해 플라즈마(106)를 생성하고/하거나 지속시키기 위하여 가스 종(gas species)을 "펌핑"한다. 다른 실시 예에서, 도시되지는 않았지만, 가스 격납 구조는 가스 격납 구조의 내부 체적 내에서 플라즈마(106)를 개시하기 위한 전극 세트를 포함할 수 있으며, 이에 의해 펌프 소스(104)로부터의 조명은 전극에 의한 점화 후에 플라즈마(106)를 유지한다.
본 명세서에서 시스템(100)은 다양한 가스 환경에서 플라즈마(106)를 개시하고/하거나 지속시키는데 사용될 수 있다고 생각된다. 일 실시 예에서, 플라즈마(106)를 개시하고/하거나 지속시키는데 사용되는 가스는 불활성 가스(예를 들어, 영족 가스(noble gas) 또는 비-영족 가스) 또는 활성(non-inert) 가스(예를 들어, 수은)를 포함할 수 있다. 다른 실시 예에서, 플라즈마(106)를 개시하고/하거나 지속시키는데 사용되는 가스는 가스들의 혼합물(예를 들어, 불활성 가스들의 혼합물, 불활성 가스와 활성 가스의 혼합물, 또는 불활성 가스들의 혼합물)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 시스템(100)에서의 구현에 적합한 가스는 Xe, Ar, Ne, Kr, He, N2, H2O, O2, H2, D2, F2, CH4, 하나 이상의 금속 할라이드, 할로겐, Hg, Cd, Zn, Sn, Ga, Fe, Li, Na, Ar:Xe, ArHg, KrHg, XeHg 및 이들의 임의의 혼합물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 본 개시는 임의의 광 펌핑된 플라즈마 발생 시스템으로 확장되는 것으로 해석되어야 하며, 또한 가스 격납 구조 내에서 플라즈마를 지속하기에 적합한 임의의 유형의 가스까지 확장되도록 해석되어야 한다.
도 1g는 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 따라, 하나 이상의 축외 거울이 구비된 멀티-패스 광학 어셈블리(102)를 도시한다. 일 실시 예에서, 하나 이상의 거울은 축외 포물선 거울이다. 일 실시 예에서, 하나 이상의 거울은 축외 타원형 거울이다. 일 실시 예에서, 하나 이상의 거울은 평면 거울이다. 도 1g에 도시된 예에서, 멀티-패스 광학 어셈블리(102)는 축외 포물선 거울(110a, 110b), 축외 타원 거울(110c) 및 평면 거울(110d)를 포함한다. 축외 포물선 거울(110a, 110b) 사이를 패스하는 조명은 실질적으로 시준(collimate)될 수 있음을 유의해야 한다. 대조적으로, 축외 타원형 거울(110c)로부터 반사된 조명은 (평면 거울(110d)로부터의 반사를 통해) 플라즈마(106) 상에 집속된다. 도 1g의 거울(110a-110d)의 수, 유형 및 위치는 본 개시의 범위에 대한 제한이 아니며 설명의 목적으로만 제공된다는 것을 유의해야 한다.
도 1h는 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 따른 광학 스레딩(threading) 구성으로 배열된 멀티-패스 광학 어셈블리(102)를 도시한다. 일 실시 예에서, 하나 이상의 고차 수(higher-order) 패스(108c)는 저차(lower-order) 패스(108b)와 연관된 광학 요소들 사이에서 스레드될 수 있다. 예를 들어, 멀티-패스 광학 어셈블리(102)는 플라즈마(106) 및/또는 플라즈마(106)에 근접한 가스(107)를 통해 펌핑 빔(101)의 제1 패스(108b)와 관련된 제1 광학 요소 세트(110a, 110b)를 포함할 수 있다. 또한, 멀티-패스 광학 어셈블리(102)는 플라즈마(106) 및/또는 플라즈마(106)에 근접한 가스(107)를 통해 펌핑 빔(101)의 추가 패스(108c)와 관련된 추가 광학 요소 세트(110c, 110d)를 포함할 수 있다. 다른 실시 예에서, 제1 광학 요소 세트(110a, 110b) 및 추가 광학 요소 세트(110c, 110d)는 펌핑 빔(101)의 추가 패스(108c)의 조명이 제1 광학 요소 세트의 거울(110a 및 110b) 사이의 영역(117)을 가로지르도록 배열된다. 도 1h에 도시된 구성은, 본 개시의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안되며, 단지 예시적인 목적으로 제공된다. 본 명세서에서, 도 1h에 도시된 바와 같이, 도 1h의 실시 예는 고차 반사로부터의 조명이 저차 광학 요소를 통해 스레드되는 임의의 설정으로 확장될 수 있다는 것을 인식해야 한다.
도 1h에 도시된 실시 예는, NA(개구 수) 공간이 제한되는 설정에서 특히 유용하고, 이는 LSP 애플리케이션에서 흔하다는 것을 유의해야 한다. 예를 들어, 이용 가능한 NA 공간에 대한 그러한 제약은 플라즈마 수행(또는 다른 기술적인 이유들)을 위해 펌프 조명 NA 및 수집 조명 NA를 분리하고자 하는 바람으로부터 발생할 수 있다. 또한, 플라즈마의 크기를 최소화하기 위해 플라즈마 펌핑의 목적을 위해 많은 NA 공간을 사용하는 것이 일반적으로 바람직하다. 또한, 통상적으로 균일한 세기 분포와 같이(이에 한정되지는 않음) NA 공간에서 특정 펌프 세기 분포를 갖는 것이 바람직하다. 고차 패스로부터의 조명이 더 이른 저차 패스의 광학 요소들(예를 들어, 조향 거울들) 사이를 향하는, 상술한 광 스레딩 실시 예의 구현은 특히 유용하다. 이러한 구성은 LSP 펌핑을 위한 사용 가능한 NA 공간을 최대화하는 데 도움이 된다.
도 1i는 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 따라, 플라즈마(106)를 통한 하나 이상의 연속적인 패스시에 조명의 NA가 감소하도록 배열된 멀티-패스 광학 어셈블리(102)를 도시한다. 예를 들어, 멀티-패스 어셈블리(102)의 하나 이상의 광학 요소(110a 및 110b)는 플라즈마(106) 및/또는 플라즈마에 근접한 가스(107)를 통한 제2 패스(108b) 동안 펌핑 빔(101)의 NA가 플라즈마(106) 및/또는 플라즈마(106) 근처의 가스를 통한 제1 패스(108a) 동안 펌핑 빔(101)의 NA보다 더 낮도록, 배열될 수 있다. 각 연속 경로를 따른 펌프 빔(101)의 흡수 때문에, 저차 패스에 대해서와 같이 NA 공간에서 거의 동일한 세기 분포를 유지하기 위해 연속적인 고차 패스의 집속 NA가 감소될 수 있다는 것을 유의해야 한다. 이러한 구성은 펌프 조명이 플라즈마 펌핑을 위해 지정된 NA 공간에서 보다 고르게 분포되도록 한다. 다른 실시 예에서, 멀티-패스 광학 어셈블리(102)의 광학 요소는 NA 공간에서 선택된 펌프 세기 분포를 생성하기 위해 펌핑 빔(101)의 연속적인 패스에 대한 NA의 변화를 확립하도록 배열될 수 있다.
도 1j 및 도 1k는 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 따라 멀티-패스 광학 어셈블리(102)를 사용하여 플라즈마(106)의 형상을 제어하는 것을 도시한다. 멀티-패스 광학 어셈블리(102)의 하나 이상의 광학 요소는 플라즈마(106) 및/또는 플라즈마(106)에 근접한 가스를 통해 펌핑 빔(101)의 각각의 패스와 연관된 각각의 초점의 위치를 제어함으로써 플라즈마(106)의 형상을 제어하도록 배열될 수 있다. 일 실시 예에서, 본 명세서에서 이전에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 광학 요소(110a, 110b)는 펌핑 빔(101)의 각 패스의 초점이 실질적으로 중첩되어 스폿을 형성하도록 배열된다. 다른 실시 예에서 도 1j에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 광학 요소(110a, 110b)는 펌핑 빔의 제1 패스(108a)의 초점을 펌핑 빔의 적어도 추가 패스(108b)의 초점에 대해 변위시키도록 배열되어, 연장된 플라즈마 영역(121)을 형성한다. 다른 실시 예에서, 도 1k에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 광학 요소(110a, 110b)는 각각의 연속적인 경로(108a, 108b)로부터의 조명을 라인에 집속시키도록 배열됨으로써, 연장된 플라즈마 영역(121)을 형성한다. 일 실시 예에서, 멀티-패스 어셈블리(102)의 하나 이상의 광학 요소는 펌프 소스(104)와 동일한 평면 내에 배열될 수 있다. 다른 실시 예에서, 멀티-패스 어셈블리(102)의 하나 이상의 광학 요소는 펌프 소스(104)에 의해 정의된 평면 밖에서 배열됨으로써, NA 공간에서 펌프 빔(101)의 3 차원 분포를 형성한다.
전술한 구성 및 플라즈마 형상은 본 개시의 범위에 대한 제한이 아니며 단지 설명 목적으로 제공된다는 점에 유의해야 한다. 멀티-패스의 초점의 위치 설정은 임의의 적합한 형상을 갖는 플라즈마 영역을 형성하기 위해 임의의 적절한 방식으로 제어될 수 있다.
도 1l은 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 따라, 하나 이상의 역-반사체 어셈블리가 구비된 멀티-패스 광학 어셈블리(102)를 도시한다. 일 실시 예에서, 멀티-패스 광학 어셈블리(102)의 하나 이상의 광학 요소는 하나 이상의 역-반사체 어셈블리를 포함한다. 예를 들어, 멀티-패스 광학 어셈블리(102)는 역-반사체(116)를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 역-반사체(116)는 구형 거울을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 이 실시 예에서, 플라즈마(106)를 통한 펌프 조명(101)의 제1 패스에 이어서, 거울(110a, 110b)은 제2 패스를 실행하기 위해 흡수되지 않은 펌프 조명(101)을 수집하여 플라즈마(106)를 통해 다시 지향시킨다. 차례로, 역-반사체(116)는 제2 패스로부터 흡수되지 않은 펌프 조명을 수신하고 플라즈마(106)를 통해 다시 펌프 조명을 반사시켜 플라즈마(106)를 통해 펌프 조명(101)의 제3 패스를 실행한다. 역-반사체의 이용은 주어진 광학 시스템에 대한 패스(pass through)의 수를 효과적으로 두 배로 만든다는 것을 유의해야 한다.
도 1m 내지 도 1n은 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 따라, 공진기 구성으로 배열된 하나 이상의 역-반사체 어셈블리를 포함하는 멀티-패스 광학 어셈블리(102)를 도시한다. 일 실시 예에서, 도 1m에 도시된 바와 같이, 멀티-패스 광학 어셈블리(102)는 공진기 구성으로 배열된 2개 이상의 역-반사체(116a, 116b)를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 이와 관련하여, 제1 역-반사체(116a) 및 제2 역-반사체(116b)는 공진기를 형성한다. 이 실시 예에서, 플라즈마(106)를 통한 펌프 조명(101)의 제1 패스에 이어서 거울(110a, 110b)은 제2 패스를 실행하기 위해 흡수되지 않은 펌프 조명(101)을 수집하여 플라즈마(106)를 통해 다시 지향시킨다. 차례로, 제1 역-반사체(116a)(예를 들어, 구면 거울)는 제2 패스로부터 흡수되지 않은 펌프 조명을 수신하고 플라즈마(106)를 통해 다시 펌프 조명을 반사시켜서, 플라즈마 조명(101)의 제3 패스를 플라즈마(106)를 통해 수행한다. 차례로 거울(110b, 110a)은 플라즈마(106)를 통해 다시 제3 패스의 광을 되돌려 보내어, 플라즈마(106)를 통한 제4 패스를 실행한다. 그 다음, 제2 역-반사체(116b)가 제4 패스로부터의 광을 수신하고, 광학 경로 시퀀스를 반복한다.
일 실시 예에서, 도 1n에 도시된 바와 같이, 멀티-패스 광학 어셈블리(102)는 단순한 공진기 구성으로 배열된 2개 이상의 역-반사체(116a, 116b)를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 이와 관련하여, 제1 역-반사체(116a) 및 제2 역-반사체(116b)는 단순한 공진기를 형성한다. 이 실시 예에서, 플라즈마(106)를 통한 펌프 조명(101)의 제1 패스에 이어서, 제1 역-반사체(116a)(예를 들어, 구형 거울)는 제1 패스로부터 흡수되지 않은 펌프 조명을 수신하고, 플라즈마(106)를 통해 플라즈마 조명을 다시 반사시켜서, 플라즈마(106)를 통해 펌프 조명(101)의 제2 패스를 실행한다. 차례로, 제2 역-반사체(116b)는 제2 패스로부터 광을 수신하고 광학 경로 시퀀스를 반복한다. 상기 제공되는 역-반사체의 수 및 구성은 본 개시의 범위에 대한 제한이 아니며 단지 예시적인 목적으로 제공된다는 것을 유의해야 한다.
도 1o는 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 따라, 하나 이상의 편광자(polarizer) 요소가 구비된 멀티-패스 광학 어셈블리(102)를 도시한다. 일 실시 예에서, 멀티-패스 광학 어셈블리(102)는 멀티-패스 어셈블리(102)에서 편광 회전을 실행하기 위해 편광자(125) 및 1/4 파장판(126)을 포함한다. 일 실시 예에서, 펌프 조명(101)은 수평으로 편광되고 편광자(125)를 통과하여 렌즈(124)로 가고, 렌즈(124)는 조명(101)을 플라즈마(106) 내로 집속시킨다. 차례로, 거울(110a, 110b)은 흡수되지 않은 조명을 수집하여, 그것을 플라즈마(106)를 통하여 다시 재지향시켜서, 제2 패스를 실행한다. 그 후, 제2 패스로부터의 흡수되지 않은 조명은 1/4 파장판(126)을 통과하여 역-반사체(116a)로 가고, 1/4 파장 판(126)을 통해 다시 반사되어, 편광의 플립(flip)을 수직 편광으로 만든다. 그 후, 수직 편광된 펌프 조명은 제3 및 제4 패스를 실행하며 광학 어셈블리를 투사하여(retrace), 다시 편광기(125)로 돌아가며, 편광기(125)는 수직 편광된 조명을 역-반사체(116b)(예를 들어, 평면 거울)로 반사한다. 역-반사체(116b)는 그 후 조명을 편광기(125)로 다시 반사시키고, 조명은 광학 어셈블리(102)를 통해 다시 투과된다. 상기 제공된 역-반사체 및 편광/파장판 요소의 수 및 구성은 본 개시의 범위에 대한 제한이 아니고, 단지 예시적인 목적으로 제공된다는 것을 유의해야 한다. 다른 실시 예에서, 편광 회전은 펌프 소스(104)로부터의 펌프 조명에 의해 정의된 평면 밖에 배열된 거울로부터의 다중 반사를 사용하여 멀티-패스 광학 어셈블리(102)에서 수행될 수 있다.
도 1p 내지 도 1q는 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 따라 멀티-패스 광학 어셈블리에서 수차를 측정하기 위한 하나 이상의 파면 센서가 구비된 멀티-패스 광학 어셈블리(102)를 도시한다. 멀티-패스 어셈블리(102)에서의 수차는 플라즈마(106)를 여러번 패스한 후에 투과된 펌프 레이저 파면에 축적될 수 있음을 유의해야 한다. 수차는 플라즈마 및 주변 가스에서의 굴절률의 변화로부터 기인할 수 있다. 이러한 수차는 후속 패스에 대한 레이저의 효율적인 집속을 방해한다. 일 실시 예에서, 멀티-패스 광학 어셈블리(102)는 이러한 수차를 보정하거나 적어도 감소시키도록 구성될 수 있다. 일 실시 예에서, 멀티-패스 어셈블리(102)는 하나 이상의 파면 센서(128) 및 파면 센서(128)에 통신 가능하게 결합된 하나 이상의 적응(adaptive) 광학 요소(118)를 포함한다. 다른 실시 예에서, 하나 이상의 파면 센서(128)는 멀티-패스 어셈블리(102)의 하나 이상의 펌핑 경로를 따라 조명을 수집하고 수차를 측정할 수 있다. 차례로, 파면 센서(128)는 하나 이상의 적응 광학 요소(118)에 이 측정치를 송신하고, 적응 광학 요소(118)는 그 후 파면 센서(128)에서 측정된 수차를 보상하기 위하여, 적응 광학 요소(118)로부터 반사되는 빔의 파면을 조정할 수 있다. 적응 광학 요소(118)는 디지털 미소반사 어레이 디바이스(digital micromirror array device)와 같은 당업계에 공지된 임의의 적응 광학 요소를 포함할 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다.
다른 실시 예에서, 도 1q에 도시된 바와 같이, 적응 광학 요소는 적응 역-반사체(130)(예를 들어, 적응 구형 거울)를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 적응 역-반사체(130)는 하나 이상의 파면 센서(128)에 의해 측정된 수차를 보정하도록 작용하는 한편, 펌프 조명을 플라즈마(106)로 다시 반사시키는 역할을 할 수 있다.
다른 실시 예에서, 비록 도시되지는 않았지만, 시스템(100)은 하나 이상의 파면 센서(128) 및 하나 이상의 적응 광학 요소(118 및/또는 130)에 통신 가능하게 결합된 하나 이상의 제어기를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 하나 이상의 제어기는 하나 이상의 파면 센서(128)로부터 파면 데이터를 수신하고 수차에 대한 데이터를 분석할 수 있다. 차례로, 제어기는 측정된 수차를 보상하도록 하나 이상의 적응 광학기에 지시하기 위해 하나 이상의 적응 광학기에 하나 이상의 제어 신호를 발송할 수 있다. 제어기는 하나 이상의 프로세서 및 프로그램 명령어들을 저장하기 위한 하나 이상의 메모리를 포함할 수 있다. 프로그램 명령어들은 하나 이상의 프로세서가 단계들(the about steps)을 실행하게 하기 위해 미리 프로그램될 수 있다.
도 2a 내지 도 2h는 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 따라 반사체 어셈블리(202)가 구비된 멀티-패스 시스템(100)을 도시한다. 이 실시 예의 반사 어셈블리(202)는 흑체 한계에 훨씬 더 가까운 복사 휘도(radiance)를 제공할 수 있다. 플라즈마를 통한 멀티-패스의 수집은 플라즈마가 훨씬 더 큰 것처럼 가스 압력의 최적화를 허용한다. 결과적으로, 각 패스 당 플라즈마에서 원하는 광대역 출력 파장의 흡수/방사율이 감소될 수 있다. 유사한 기하학적 구조가 펌핑 조명에 사용되는 경우, 펌핑 조명의 흡수가 또한 감소될 수 있어 더 낮은 가스 압력을 가능하게 한다. 더 낮은 가스 압력에서의 시스템(100)의 작동은 굴절률의 변화를 유도하는 밀도 및 온도 구배(gradient)에 기인하는 "가스 흔들림(gas wiggle)"을 감소시키는데 도움이 된다.
또한, 출력 포트로 가져가지 않는 각도로 반사체 어셈블리(202)의 플라즈마(106)에 의해 방출된 광은 항상 플라즈마(들)에 (또는 그에 근접하여) 다시 집속된다. 결과적으로, 일반적으로 손실될 광은 플라즈마(들)을 펌핑하는데 부분적으로 사용된다. 이러한 구성은 단일-패스 시스템에 비해 시스템(100)의 효율을 향상시키며, 덜 강력한 펌프 소스(104)가 주어진 광대역 방사 휘도를 달성하도록 한다.
도 2a 및 도 2b는 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 따른 시스템(100)의 반사체 어셈블리(202)의 단면도를 도시한다. 도 2a는 도 2b의 횡단면에 대해 수직인 횡단면을 나타낸다는 것을 유의해야 한다.
일 실시 예에서, 시스템(100)은 펌프 소스(104) 및 반사체 어셈블리(202)를 포함한다. 펌프 소스(104)는 하나 이상의 조명원을 포함할 수 있다. 예를 들어, 펌프 소스(104)는 단일 조명원 또는 다수의 분리된 조명원을 포함할 수 있다(도 2g-2h 참조). 펌프 소스(104)는 이전에 논의된 펌프 소스들(104) 중 임의의 것으로 구성될 수 있다. 일 실시 예에서, 반사체 어셈블리(202)는 가스(107)를 격납하기 위한 압력 용기로서 작용한다. 반사체 어셈블리(202)는 Ar, Xe, Ne, N2 , H2 또는 이들의 혼합물을 포함하는 본 개시에 걸쳐 설명된 임의의 가스를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다는 것을 유의해야 한다. 다른 실시 예에서, 반사체 어셈블리(202)는 1 기압과 100 기압 사이에서 가스(107)의 압력을 유지할 수 있다.
또 다른 실시 예에서, 펌프 조명의 파장은 가스(107)의 흡수선과 일치하도록 조절될 수 있어서, 가스가 펌프 조명(101)을 효율적으로 흡수한다. 이러한 접근법은 저밀도 설정에서 특히 유용하다.
다른 실시 예에서, 반사체 어셈블리(202)는 조명원(104)으로부터 펌핑 빔(101)(도 2a 참조)을 수신하기 위한 하나 이상의 입구 애퍼처(204)를 포함한다. 다른 실시 예에서, 반사체 어셈블리(202)는 반사체 어셈블리의 내부 체적으로부터 하나 이상의 다운스트림 광학 요소(105)까지의 광대역 방사선(115)의 적어도 일부(도 2b 참조)를 패스하기 위한 하나 이상의 출구 애퍼처(206)를 포함한다.
일 실시 예에서, 반사체 어셈블리(202)는 반사 내부 표면(203)을 갖는 타원형 쉘이다. 일 실시 예에서, 도 2a에 도시된 바와 같이, 펌프 조명(101)은 반사체 어셈블리(202)에 진입하여 반사 내부 표면(203)에 의해 반사체 어셈블리(202)의 제1 초점(201a)에 집속된다. 펌프 조명(101)으로부터의 여기 에너지에 응답하여, 플라즈마는 제1 포커스(201a)에서 지속(개시 및/또는 유지)된다. 차례로, 도 2b에 도시된 바와 같이, 광대역 광(115)은 플라즈마(106)로부터 방출된다. 다른 실시 예에서, 반사체 어셈블리(202)의 내부 반사 표면은 플라즈마에 의해 방출된 광대역 방사선의 적어도 부분을 수집하고, 상기 수집된 광대역 방사선을 다시 플라즈마(106)로 지향시키도록 구성된다. 이 프로세스는 광대역 광(115)의 주어진 부분이 플라즈마(106)에 의해 흡수되거나 출구 애퍼처(206)를 빠져나올 때까지 반복된다. 이와 관련하여, 반사체 어셈블리(202)의 내부 반사 표면(203)은 광대역 방사선(115)의 출력 부분이 플라즈마(106)의 단일 이미지의 휘도보다 큰 휘도를 갖도록, 플라즈마(106)의 2개 이상의 이미지를 결합하는 역할을 한다. 재지향된 광대역 광(115)의 경로는 제1 초점(201a)에 도달하기 전에 먼저 제2 포커스(201b)를 패스(pass through)할 수 있다.
일 실시 예에서, 타원체 형상의 반사체 어셈블리(202)는 단일 타원체 쉘을 포함한다. 다른 실시 예에서, 타원체 형상의 반사체 어셈블리(202)는 부분 타원체 쉘을 포함한다. 출구 애퍼처(206)를 통해 결합된 광은 타원 상의 제한된 풋 프린트(footprint)로부터 유래된다는 것을 유의해야 한다. 이와 같이, 전체 타원체 쉘이 항상 필요한 것은 아니다. 이 경우, 광이 부딪힐 타원체의 부분들을 덮기 위해 다수의 요소들로 형성된 부분 타원체 쉘이 구현될 수 있다. 예를 들어, 부분 타원체 쉘은 완전한 타원체 표면의 임의의 2개 이상의 섹션을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 출력 각 및 초점(201a, 201b) 분리는 타원체의 중간 부분이 광대역 광을 수신하지 않도록 선택될 수 있다. 이 경우, 반사체 어셈블리(202)는 전체 타원체의 상부 및 하부를 나타내는 2개의 타원형 수집기를 포함할 수 있다. 이러한 구성은 또한 제2의 더 큰 타원체의 사용이 모든 방향으로부터의 레이저 광을 플라즈마(106)로 가져오기 위해 타원형 수집기를 둘러쌀 수 있게 하여, 더 작고 더 고온의 플라즈마(106)를 제공할 수 있게 한다. 전체 타원체가 아니라, 타원형 수집기를 이용하는 것은 내부 반사 표면에 대한 코팅 프로세스에 대한 요구 사항을 완화할 것이다.
입구 애퍼처(204) 및/또는 출구 애퍼처(206)는 하나 이상의 윈도우에 맞을 수 있다(fitted). 입구 애퍼처(204) 및/또는 출구 애퍼처(206)의 윈도우는 당업계에 공지된 임의의 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 입구 애퍼처(204)의 윈도우 및/또는 출구 애퍼처(206)의 윈도우는 다음 재료들, 즉, 사파이어, 용융 실리카, 결정 석영, 불화 마그네슘, 불화 칼슘, 불화 리튬 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 다른 실시 예에서, 입구 애퍼처(204)의 윈도우는 펌프 조명(101)을 성형 및/또는 집속하도록 만곡될 수 있다.
펌프 소스(104)는 하나 이상의 조명원을 포함할 수 있다. 예를 들어, 펌프 소스(104)는 단일 조명원 또는 다수의 분리된 조명원을 포함할 수 있다(도 2g 내지 도 2h 참조). 펌프 소스(104)는 본 명세서에서 이전에 논의된 임의의 하나 이상의 펌프 소스(104)로 구성될 수 있다. 다른 실시 예에서, 펌프 소스(104)는 직접 결합된 펌프 소스(예를 들어, 직접 결합된 레이저 다이오드)를 포함할 수 있다. 다른 실시 예에서, 펌프 소스(104)는 광섬유 결합(fiber coupled) 펌프 소스를 포함할 수 있다.
도 2a에 도시되지 않은 일 실시 예에서, 펌프 조명(101)은 타원체 반사체 어셈블리(202)의 제1 초점(201a)에 위치한 플라즈마(106)를 통해 단일 패스를 수행할 수 있다. 이 실시 예에서, 반사체 어셈블리(202)는 플라즈마(106)를 통해 투과된 흡수되지 않은 펌프 조명을 반사체 어셈블리(202) 외부의 영역에 패스하기 위한 추가 출구 애퍼처를 포함할 수 있다.
도 2a에 도시된 다른 실시 예에서, 반사체 어셈블리(202)는 펌프 조명(101)을 리사이클하도록 구성된다. 이와 관련하여, 반사체 어셈블의 내부 반사 표면(203)은 제1 초점에 위치된 플라즈마(106)를 통해 투과된 펌핑 빔(101)의 흡수되지 않은 부분을 수집하여, 상기 수집된 펌핑 빔의 흡수되지 않은 부분을 플라즈마(106) 또는 플라즈마(106) 근처에 위치한 가스(107)로 다시 지향시키도록 구성된다. 재지향된 펌프 조명(101)의 경로는 제1 초점(201a)에 도달하기 전에 제2 초점(201b)을 통해 먼저 패스할 수 있음을 유의해야 한다.
다른 실시 예에서, 도시되지는 않았지만, 시스템(100)은 하나 이상의 플라즈마 점화 유닛을 포함할 수 있다. 예를 들어, 시스템(100)은 플라즈마(106)를 개시하기 위해 반사체 어셈블리(202) 내에 배치된 하나 이상의 전극 어셈블리를 포함할 수 있다. 예를 들어, 시스템(100)은 플라즈마를 개시하기 위한 반사체 어셈블리(202) 내에 배치된 하나 이상의 전극 어셈블리를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 시스템(100)은 플라즈마(106)를 개시하기 위한 하나 이상의 RF 플라즈마 생성기를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 시스템(100)은 펌프 소스(104)로부터의 레이저 광을 사용하여 또는 플라즈마 점화에 전용된 추가 레이저 소스로부터 플라즈마(106)를 개시할 수 있다.
다른 실시 예에서, 가스(107)는 타원체 반사체 어셈블리(202)에 주입되기 전에 예비-이온화(pre-ionize)될 수 있다. 예를 들어, 가스(107)는 전기적 이온화, 레이저 이온화 또는 RF 이온화 중 하나 이상을 통해 예비-이온화될 수 있다. 예를 들어, 시스템(100)은 가스(107)가 반사체 어셈블리(202)의 내부 체적으로 들어가기 전에 가스(107)를 예비-이온화하도록 구성된 추가 전극 세트, 추가 레이저 점화 유닛 또는 RF 점화 유닛 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 타원면 반사체 어셈블리의 내부 표면은 타원체 반사체 어셈블리(202)의 초점(201a) 중 하나에서 단일 플라즈마(106)를 형성하도록 구성된다.
또 다른 실시 예에서, 타원체 반사체 어셈블리의 반-장축(semi-major axis)은 수직으로 배열될 수 있다. 다른 실시 예에서, 타원체 반사체 어셈블리의 반-장축은 수평으로 배열될 수 있다. 다른 실시 예에서, 타원체 반사체 어셈블리의 반-장축은 수직 또는 수평 방향에 대해 선택된 각도로 배열될 수 있다. 또한, 단일 플라즈마(106)가 형성되는 초점의 선택은 하나 이상의 인자에 기초할 수 있다. 예를 들어, 타원체 반사체 어셈블리의 반-장축이 수직으로 배열되는 경우, 단일 플라즈마(106)는 가스 유동 기하학적 구조에 기초하여 상부 포커스(201a) 또는 하부 포커스(201b) 중 어느 하나에 형성될 수 있다(도 2d 내지 도 2e 참조). (초점(201a) 또는 초점(201b) 중 하나에서) 플라즈마(106)의 위치는 플라즈마가 개시되는(예를 들어, 전극, RF 점화 유닛 또는 레이저 점화 유닛을 통해 개시되는) 곳에 의해 제어될 수 있다.
다른 실시 예에서, 도 2c에 도시된 바와 같이, 2개의 플라즈마 영역(106a, 106b)는 타원체 반사체 어셈블리(202)에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 타원체 반사체 어셈블리(202)의 제1 초점(201a)에 제1 플라즈마(106a)가 형성되고 타원체 반사체 어셈블리(202)의 제2 초점(201b)에 제2 플라즈마가 형성된다. 이러한 이중 플라즈마 구성은 플라즈마를 통한 트립(trips) 사이의 반사 횟수를 감소시킨다. 도 2c의 이중 플라즈마 구성은, 반사 표면(203)이 이상적인 반사체보다 작은 스펙트럼 영역(예를 들어, 100-200nm)에서 특히 유리하다. 이러한 설정에서, 시스템(100)에 의해 수집된 광대역 광(115)의 양은 플라즈마(106a, 106b)를 통한 트립 사이의 반사 횟수가 감소되면 더 높아질 것이다.
다른 실시 예에서, 두 개의 플라즈마들(106a, 106b)의 경우에, 두 개의 플라즈마들(106a, 106b)은 순차적으로 개시될 수 있다. 예를 들어, 수직 구성에서, 하부 플라즈마(106b)는 전술한 임의의 수단(예를 들어, 전기, RF 또는 레이저)에 의해 개시될 수 있다. 차례로, 제1 플라즈마(106a)로부터의 플룸(plume)은 상부 플라즈마(106b)를 점화시키도록 작용할 수 있다.
도 2d 및 2e는 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 따른 가스 순환 어셈블리(gas circulation assembly)(209)가 장착된 반사체 어셈블리(202)를 도시한다. 반사체 어셈블리(202)의 제한된 출력 포트/경로는 주입된 펌프 조명 빔(101)의 에너지의 대부분이 가스(107) 및/또는 내부 반사 표면(203)에 의해 흡수되도록 초래한다는 것을 유의해야 한다. 결과적으로, 하나 이상의 냉각 접근법은 양질의 플라즈마 작동에 필요한 온도에서 또는 그 온도 아래에서 반사체 어셈블리(202)의 온도를 유지하도록 구현될 수 있다. 일 실시 예에서, 가스 순환 어셈블리(209)는 반사체 어셈블리(202)를 통해 가스를 순환시키기 위한 가스 입력 포트(210) 및 가스 출력 포트(212)를 포함한다.
도 2d 내지 도 2f에 도시된 바와 같이, 가스 입력 포트(210)는 가스 스트림을 플라즈마(106a 및/또는 106b)에 제공한다. 그 후, 가스 출력 포트(212)는 반사체 어셈블리(202)로부터 가스(107)를 배출한다. 도 2d 및 도 2e의 실시 예는 동일한 방향을 따라 배열된 가스 입력 포트(210) 및 가스 출력 포트(212)를 도시하지만, 이는 본 개시 내용에 대한 제한이 아니다. 다른 실시 예에서, 가스 입력 포트(210) 및 가스 출력 포트(212)는 반사체 어셈블리(202)로의 가스 흐름이 반사체 어셈블리(202)로부터의 가스 흐름에 대해 선택된 각도로 배향되도록 배열될 수 있다. 다른 실시 예에서, 가스 흐름은 반사체 어셈블리(202) 외부에 있는 히트 싱크(heat sink)로 밀어넣어져서 결합될 수 있다. 다른 실시 예에서, 반사체 어셈블리(202)는 대류(convection)를 통하여 반사체 어셈블리(202)를 냉각시키도록 배열된 하나 이상의 대류 디바이스 및/또는 히트 싱크를 포함한다. 대류 기반 냉각은 2014년 5월 27일에 출원된 미국 특허 출원 제14/288,092호에 전반적으로 설명되어 있으며, 이는 그 전체가 본 명세서에 참고 문헌으로서 이전에 포함되어 있다.
일 실시 예에서, 도 2f에 도시된 바와 같이, 가스 입력/출력 포트(210, 212)는 또한 플라즈마 점화 전극으로서 작용할 수 있다. 예를 들어, 시스템(100)은 하나 이상의 전기적 피드스루(feedthrough)(224)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 전기적 피드스루(224)는 금속 가스 입력/출력 튜브(210, 212)를 절연시키는 역할을 할 수 있다. 또한, 가스 입력/출력 튜브(210, 212)는 플라즈마(106)를 점화하기 위한 전기 에너지를 가스(107)에 전달하기 위한 고전압 소스(225)에 전기적으로 결합될 수 있다. 또한, 시스템(100)은 전기 가스 입력/출력 튜브(210, 212)로부터 가스 순환 시스템(209)의 나머지를 절연시키기 위한 하나 이상의 전기 절연 섹션(220)을 포함할 수 있다.
다른 실시 예에서, 반사체 어셈블리(202)는 다중-컴포넌트 반사체 어셈블리이다. 이와 관련하여, 어셈블리(202)의 타원형 쉘은 2개 이상의 컴포넌트로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 2f에 도시된 바와 같이, 반사체 어셈블리(202)는 함께 맞춰질 때(fitted) 반사체 어셈블리(202)의 타원형 쉘을 형성하는 상부 부분(top poriton)(230) 및 하부 부분(bottom portion)(232)을 포함할 수 있다.
다른 실시 예에서, 개별 컴포넌트(230 및/또는 232)는 냉각될 수 있다. 예를 들어, 반사체 어셈블리(202)의 상부 부분(230) 및/또는 하부 부분(232)은 액체 냉각될 수 있다. 예를 들어, 반사체 어셈블리(202)의 상부 부분(230) 및/또는 하부 부분(232)은 컴포넌트(230, 232)의 몸체를 통해 액체 냉각제(예를 들어, 물)를 패스시키기 위한 액체 유동 시스템(liquid flow system)(예를 들어, 하나 이상의 튜브)을 포함할 수 있다. 또한, 액체 유동 시스템은 외부 히트 싱크에 결합될 수 있으며, 그에 의해 열은 반사체 어셈블리(202)의 상부 부분(230) 및/또는 하부 부분(232)으로부터 히트 싱크에 전달되어 유동 시스템에서 흐르는 액체를 볼 수 있다.
도 2g 내지 도 2h는 본 개시의 하나 이상의 실시 예에 따라 다수의 조명원(104a-104d)이 구비된 반사체 어셈블리(202)를 도시한다. 도 2g 및 도 2h는 반사체 어셈블리(202)의 상면도 및 측면도를 각각 도시한다. 다수의 별개의 소스(104a-104d)를 사용하는 것은 반사체 어셈블리(202) 내에서 고 NA 플라즈마 펌핑을 달성하는 것에 도움이 될 수 있음을 유의해야 한다.
일 실시 예에서, 반사체 어셈블리(202)는 반사체 어셈블리(202) 주위에 분산된 별개의 펌프 소스(104a-104d)로부터 광을 수신하기 위한 단일 입구 포트(204)를 포함한다.
다른 실시 예에서, 반사체 어셈블리(202)는 반사체 어셈블리(202) 주위에 분포된 다수의 입구 포트(entrance port)(204)를 포함한다. 일 실시 예에서, 다수의 입구 포트(204)는 각 소스(204)와 관련된 풋프린트가 인터리브되도록 상이한 각도에서 타원체 반사체 어셈블리(202)의 대향 측면 상에 배열될 수 있다. 이러한 구성은 입체각(solid angle)과 함께 보다 균일한 세기 변화를 갖는 펌핑 조명을 초래한다.
일 실시 예에서, 다수의 입구 포트(204)는 각 조명 반사에 대한 입체각이 이전의 반사보다 작도록 배열될 수 있다. 이러한 구성은 펌핑 조명(101)이 플라즈마(106)를 가로지르면서 전력이 플라즈마(106)에 의해 흡수될 때 조명의 세기를 유지하는 데 도움이 될 수 있다.
도 2a 내지 도 2f를 참조하면, 일 실시 예에서, 반사체 어셈블리(202)는 레이저 입구 및 광대역 출력을 위해 사용되는 단일 애퍼처를 포함한다. 이 실시 예에서, 펌핑 조명(101)은 출사(outgoing) 광대역 광(115)에 대향하며, 애퍼처를 통해 반사체 어셈블리(202)에 진입할 수 있다. 펌핑 조명(101) 및 출사 광대역 광(115)은 콜드 미러(cold mirror)를 이용하여 분리될 수 있다.
본 명세서에 기술된 주제는 때로는 다른 컴포넌트 내에 포함되거나 다른 컴포넌트와 연결되는 상이한 컴포넌트들을 설명한다. 그러한 도시된 아키텍처는 단지 예시적인 것이며 실제로 동일한 기능을 달성하는 많은 다른 아키텍처가 구현될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 개념적 의미에서, 동일한 기능을 달성하기 위한 컴포넌트의 임의의 배열은 원하는 기능이 달성되도록 효과적으로 "관련된다(associated)". 따라서, 여기서 특정 기능을 달성하기 위해 결합된 임의의 2개의 컴포넌트는 아키텍처 또는 중간 매개 컴포넌트와 관계없이 원하는 기능이 달성되도록 "서로 관련된(associated with)" 것으로 볼 수 있다. 유사하게, 이와 같이 관련된 임의의 2개의 컴포넌트는 원하는 기능을 달성하기 위해 또한 서로 "접속된(connected)" 또는 "결합된(coupled)" 것으로 간주될 수 있고, 그렇게 연관될 수 있는 임의의 2개의 컴포넌트는 또한 원하는 기능을 달성하기 위해 서로 "결합 가능한(couplable)" 것으로 간주될 수 있다. 결합 가능의 특정 예는 물리적으로 상호 작용 가능하고/하거나 물리적으로 상호 작용하는 컴포넌트, 및/또는 무선으로 상호 작용 가능하고/하거나 무선으로 상호 작용하는 컴포넌트, 및/또는 논리적으로 상호 작용 가능하고/하거나 논리적으로 상호 작용하는 컴포넌트를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
본 개시 및 그에 따른 다수의 장점은 전술한 설명에 의해 이해될 것이며, 개시된 주제로부터 벗어남이 없이, 중요한 장점 모두를 희생하는 일 없이, 컴포넌트의 형태, 구성 및 배열에 다양한 변경이 가해질 수 있음이 명백할 것이다. 설명된 형태는 단지 설명적인 것이며, 이러한 변경을 망라하고(encompass) 포함하는(include) 것이 다음의 청구 범위의 의도이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 한정되는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (57)

  1. 시스템에 있어서,
    펌핑 빔을 생성하도록 구성된 펌프 소스;
    가스를 격납하기 위한 가스 격납 구조; 및
    멀티-패스 광학 어셈블리를 포함하되,
    상기 멀티-패스 광학 어셈블리는 광대역 발광 플라즈마를 지속(sustain)시키기 위해 상기 가스의 일 부분을 통해 상기 펌핑 빔의 복수의 패스(pass)를 수행하도록 구성된 하나 이상의 광학 요소를 포함하고,
    상기 하나 이상의 광학 요소는 상기 플라즈마를 통해 투과된 상기 펌핑 빔의 흡수되지 않은 부분을 수집하고 상기 수집된 상기 펌핑 빔의 흡수되지 않은 부분을 상기 가스의 상기 부분으로 다시 지향시키도록 배열되고(arranged),
    상기 하나 이상의 광학 요소는 복수의 수집 거울을 포함하고, 상기 복수의 수집 거울은, 상기 플라스마를 통한 상기 펌핑 빔의 연속된 패스 동안의 상기 펌핑 빔의 흡수를 오프셋하도록 상기 플라스마를 통한 후속 패스 동안의 상기 펌핑 빔의 개구수(numerical aperture)가 상기 플라스마를 통한 제1 패스 동안의 상기 펌핑 빔의 개구수보다 더 낮아지도록 그리고 상기 후속 패스의 강도 분포를 상기 제 1 패스의 강도 분포와 동일하게 생성하도록, 배열되는 것인 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 광학 요소는,
    제1 광학 요소; 및
    적어도 하나의 추가 광학 요소를 포함하되,
    상기 제1 광학 요소 및 상기 적어도 하나의 추가 광학 요소는 상기 펌핑 빔의 흡수되지 않은 부분을 수집하고 상기 수집된 상기 펌핑 빔의 흡수되지 않은 부분을 상기 가스의 상기 부분으로 지향시키도록 배열되는 것인 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 광학 요소는,
    제1 부분 및 적어도 하나의 추가 부분을 갖는 반사 표면을 포함하되,
    상기 제1 부분 및 상기 적어도 하나의 추가 부분은 상기 펌핑 빔의 흡수되지 않은 부분을 수집하고 상기 수집된 상기 펌핑 빔의 흡수되지 않은 부분을 상기 가스의 상기 부분으로 지향시키도록 배열되는 것인 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 광학 요소는 하나 이상의 반사(reflective) 광학 요소 또는 하나 이상의 투과(transmissive) 광학 요소 중 적어도 하나를 포함하는 것인 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 하나 이상의 반사 광학 요소는 타원형 거울, 포물선형 거울, 구형 거울 또는 평면형 거울 중 적어도 하나를 포함하는 것인 시스템.
  6. 제4항에 있어서, 상기 하나 이상의 반사 광학 요소는 조명원으로부터의 상기 펌핑 빔의 입사 패스(incident pass)에 의해 정의된 광학 축에 대해 축외로 배열되는 것인 시스템.
  7. 제4항에 있어서, 상기 하나 이상의 반사 광학 요소는 하나 이상의 선택된 파장의 광을 선택적으로 투과시키는 하나 이상의 거울을 포함하는 것인 시스템.
  8. 제4항에 있어서, 상기 하나 이상의 반사 광학 요소는 하나 이상의 선택된 파장의 광을 선택적으로 흡수하는 하나 이상의 거울을 포함하는 것인 시스템.
  9. 제4항에 있어서, 상기 하나 이상의 투과 광학 요소는 하나 이상의 렌즈를 포함하는 것인 시스템.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 광학 요소는,
    상기 플라즈마를 통한 상기 펌핑 빔의 제1 패스와 관련된 제1 광학 요소 세트; 및
    상기 플라즈마를 통한 상기 펌핑 빔의 추가 패스와 관련된 추가 광학 요소 세트를 포함하되,
    상기 제1 광학 요소 세트 및 상기 추가 광학 요소 세트는 상기 펌핑 빔의 상기 추가 패스의 조명이 상기 제1 광학 요소 세트의 하나 이상의 부분 사이의 영역을 가로지르도록(traverse) 배열되는 것인 시스템.
  12. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 광학 요소는 상기 펌핑 빔의 각 패스의 각 초점의 위치를 제어함으로써 상기 플라즈마의 형상을 제어하도록 구성되는 것인 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 하나 이상의 광학 요소는 상기 펌핑 빔의 각 패스의 상기 초점이 실질적으로 중첩되어 스폿을 형성하도록 배열되는 것인 시스템.
  14. 제12항에 있어서, 상기 하나 이상의 광학 요소는 연장된(elongated) 플라즈마를 형성하기 위해 상기 펌핑 빔의 제1 패스의 초점을 상기 펌핑 빔의 적어도 하나의 추가 패스의 초점에 대해 변위시키도록 배열되는 것인 시스템.
  15. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 광학 요소는 적어도 하나의 역-반사체 어셈블리(retro-reflector assembly)를 포함하는 것인 시스템.
  16. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 광학 요소는 적어도 하나의 공진기 어셈블리를 포함하는 것인 시스템.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 가스의 상기 부분을 통해 상기 펌핑 빔의 하나 이상의 패스 동안 초래되는 수차를 측정하도록 배열된 하나 이상의 파면 센서를 더 포함하는 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 상기 하나 이상의 광학 요소는 상기 하나 이상의 파면 센서에 반응하는 적응형(adaptive) 광학 요소를 포함하는 것인 시스템.
  19. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 광학 요소는 상기 플라즈마에 의해 방출된 광대역 방사선의 적어도 일 부분을 수집하여 상기 플라즈마로 다시 지향시키도록 또한 구성되는 것인 시스템.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 플라즈마에 의해 방출된 광대역 방사선의 적어도 일 부분을 하나 이상의 다운스트림 광학 요소로 지향시키도록 구성된 하나 이상의 수집 광학 요소를 더 포함하는 시스템.
  21. 제20항에 있어서, 상기 하나 이상의 수집 광학 요소는 상기 플라즈마에 의해 방출된 광대역 방사선의 적어도 일 부분을 수집하여 상기 플라즈마로 다시 지향시키도록 구성되는 것인 시스템.
  22. 제1항에 있어서, 상기 플라즈마에 의해 방출된 광대역 방사선은 극자외선(extreme ultraviolet) 방사선, 진공 자외선(vacuum ultraviolet) 방사선, 심자외선(deep ultraviolet) 방사선, 자외선 방사선 또는 가시 광선 방사선 중 적어도 하나를 포함하는 것인 시스템.
  23. 제1항에 있어서, 상기 가스 격납 요소는 상기 가스를 격납하기 위한 플라즈마 전구를 포함하는 것인 시스템.
  24. 제1항에 있어서, 상기 가스 격납 요소는 상기 가스를 격납하기 위한 플라즈마 셀을 포함하는 것인 시스템.
  25. 제1항에 있어서, 상기 가스 격납 요소는 상기 가스를 격납하기 위한 챔버(chamber)를 포함하는 것인 시스템.
  26. 제1항에 있어서, 조명원이 하나 이상의 레이저를 포함하는 것인 시스템.
  27. 제26항에 있어서, 상기 하나 이상의 레이저는 하나 이상의 적외선 레이저, 하나 이상의 가시 광선 레이저 또는 하나 이상의 자외선 레이저 중 적어도 하나를 포함하는 것인 시스템.
  28. 제26항에 있어서, 상기 하나 이상의 레이저는 다이오드 레이저, 디스크 레이저 또는 광섬유(fiber) 레이저 중 적어도 하나를 포함하는 것인 시스템.
  29. 제26항에 있어서, 상기 하나 이상의 레이저는 협대역 레이저 또는 광대역 레이저 중 적어도 하나를 포함하는 것인 시스템.
  30. 제26항에 있어서, 상기 하나 이상의 레이저는 연속파(continuous wave, CW) 모드, 펄스된 모드 또는 변조된 모드 중 적어도 하나로 동작하도록 구성되는 것인 시스템.
  31. 제1항에 있어서, 상기 가스는 불활성 가스, 활성 가스 및 2개 이상의 가스의 혼합물 중 적어도 하나를 포함하는 것인 시스템.
  32. 시스템에 있어서,
    펌핑 빔을 생성하도록 구성된 펌프 소스;
    가스를 격납하기 위한 가스 격납 구조;
    멀티-패스 광학 어셈블리 및 수집 어셈블리를 포함하는 광학 어셈블리
    를 포함하고,
    상기 멀티-패스 광학 어셈블리는, 광대역 발광 플라즈마를 지속시키기 위해 상기 가스의 일 부분을 통해 상기 펌핑 빔의 복수의 패스를 수행하도록 구성된 하나 이상의 광학 요소를 포함하고,
    상기 수집 어셈블리는 하나 이상의 수집 광학 요소를 포함하고, 상기 하나 이상의 수집 광학요소는 상기 플라즈마에 의해 방출된 광대역 방사선의 적어도 일 부분을 수집하여 상기 플라즈마로 다시 지향시키도록 구성되고, 상기 수집 어셈블리의 하나 이상의 수집 광학 요소는 상기 멀티-패스 광학 어셈블리의 하나 이상의 광학 요소 사이에 산재된 것인 시스템.
  33. 제32항에 있어서, 상기 수집 어셈블리는 상기 플라즈마의 2개 이상의 이미지를 조합하도록 또한 구성되는 것인 시스템.
  34. 제33항에 있어서, 상기 수집 어셈블리는 상기 광대역 방사선의 출력 부분이 상기 플라즈마의 단일 이미지의 밝기보다 더 큰 밝기를 갖도록, 상기 플라즈마의 2개 이상의 이미지를 조합하도록 또한 구성되는 것인 시스템.
  35. 시스템에 있어서,
    펌핑 빔을 생성하도록 구성된 조명원; 및
    가스를 격납하도록 구성된 반사체 어셈블리를 포함하되,
    상기 반사체 어셈블리는 상기 조명원으로부터 상기 펌핑 빔을 수신하기 위한 하나 이상의 입구 애퍼처를 포함하고,
    상기 펌핑 빔은 상기 가스의 일 부분 내에 플라즈마를 지속시키고,
    상기 플라즈마는 광대역 방사선을 방출하며,
    상기 반사체 어셈블리의 내부 표면은 상기 플라즈마에 의해 방출된 상기 광대역 방사선의 적어도 일 부분을 수집하고 상기 수집된 광대역 방사선을 상기 플라즈마로 다시 지향시키도록 구성되고,
    제1 플라즈마는 상기 반사체 어셈블리의 제1 초점에서 형성되고, 제2 플라즈마는 상기 반사체 어셈블리의 제2 초점에서 형성되는 것인 시스템.
  36. 제35항에 있어서, 상기 반사체 어셈블리는 상기 플라즈마의 2개 이상의 이미지를 조합하도록 또한 구성되는 것인 시스템.
  37. 제36항에 있어서, 상기 반사체 어셈블리는 상기 광대역 방사선의 출력 부분이 상기 플라즈마의 단일 이미지의 밝기보다 더 큰 밝기를 갖도록, 상기 플라즈마의 2개 이상의 이미지를 조합하도록 또한 구성되는 것인 시스템.
  38. 제35항에 있어서, 상기 반사체 어셈블리는 상기 가스의 상기 부분을 통해 투과된 상기 펌핑 빔의 흡수되지 않은 부분을 수집하고 상기 수집된 상기 펌핑 빔의 흡수되지 않은 부분을 상기 가스의 상기 부분으로 다시 지향시키도록 배열되는 것인 시스템.
  39. 제35항에 있어서, 상기 반사체 어셈블리는 타원체(ellipsoidal) 반사체 어셈블리를 포함하는 것인 시스템.
  40. 제39항에 있어서, 상기 타원체 반사체 어셈블리의 내부 표면은 상기 광대역 방사선의 일 부분을 상기 타원체 반사체의 하나 이상의 초점에 집속시키도록 구성되는 것인 시스템.
  41. 삭제
  42. 삭제
  43. 제35항에 있어서, 타원체 반사체 어셈블리는 부분 타원체 반사체 어셈블리를 포함하는 것인 시스템.
  44. 제35항에 있어서, 상기 반사체는 다중-컴포넌트 반사체 어셈블리를 포함하는 것인 시스템.
  45. 제35항에 있어서, 상기 반사체 어셈블리의 상기 하나 이상의 입구 애퍼처는 복수의 조명원으로부터 펌핑 빔을 수신하기 위한 복수의 입구 애퍼처를 포함하는 것인 시스템.
  46. 제35항에 있어서, 상기 반사체 어셈블리의 상기 하나 이상의 입구 애퍼처는 사파이어, 용융 실리카, 결정 석영, 불화 마그네슘, 불화 칼슘 또는 불화 리튬 중 적어도 하나로 형성된 하나 이상의 윈도우를 포함하는 것인 시스템.
  47. 제35항에 있어서, 상기 반사체 어셈블리는 상기 반사체 어셈블리의 내부 체적으로부터 상기 광대역 방사선의 적어도 일 부분을 하나 이상의 다운스트림 광학 요소에 패스하기 위한 하나 이상의 출구 애퍼처를 포함하는 것인 시스템.
  48. 제47항에 있어서, 상기 반사체 어셈블리의 상기 하나 이상의 출구 애퍼처 중 하나는 사파이어, 용융 실리카, 결정 석영, 불화 마그네슘, 불화 칼슘 또는 불화 리튬 중 적어도 하나로 형성된 하나 이상의 윈도우를 포함하는 것인 시스템.
  49. 제35항에 있어서, 가스 재순환(recirculation) 어셈블리를 더 포함하는 시스템.
  50. 제49항에 있어서, 상기 가스 재순환 어셈블리는,
    가스 입력 포트; 및
    상기 가스를 상기 반사체 어셈블리의 내부 체적을 통해 상기 가스 재순환 어셈블리를 거쳐 유동시키기 위한 가스 출력 포트를 포함하는 것인 시스템.
  51. 제35항에 있어서, 상기 반사체 어셈블리는 하나 이상의 전기 피드스루(feedthrough)를 포함하는 것인 시스템.
  52. 제35항에 있어서, 상기 조명원은 하나 이상의 레이저를 포함하는 것인 시스템.
  53. 제52항에 있어서, 상기 하나 이상의 레이저는 하나 이상의 적외선 레이저, 하나 이상의 가시 광선 레이저 또는 하나 이상의 자외선 레이저 중 적어도 하나를 포함하는 것인 시스템.
  54. 제52항에 있어서, 상기 하나 이상의 레이저는 다이오드 레이저, 디스크 레이저 또는 광섬유 레이저 중 적어도 하나를 포함하는 것인 시스템.
  55. 제52항에 있어서, 상기 하나 이상의 레이저는 협대역 레이저 또는 광대역 레이저 중 적어도 하나를 포함하는 것인 시스템.
  56. 제52항에 있어서, 상기 하나 이상의 레이저는 연속파(continuous wave, CW) 모드, 펄스된 모드 또는 변조된 모드 중 적어도 하나로 동작하도록 구성되는 것인 시스템.
  57. 제35항에 있어서, 상기 가스는 불활성 가스, 활성 가스 및 2개 이상의 가스의 혼합물 중 적어도 하나를 포함하는 것인 시스템.
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