KR20210027505A - 램프 하우스 보정을 갖는 플라즈마 소스 - Google Patents
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Abstract
램프 하우스 보정을 갖는 플라즈마 광원이 개시된다. 시스템은 펌프 조명을 생성하도록 구성된 펌프 소스를 포함할 수 있다. 펌프 조명은 플라즈마를 생성하기 위해 타원형 반사기 요소에 의해 플라즈마 램프 내에 포함된 체적 가스로 지향될 수 있다. 플라즈마는 광대역 조명을 생성하도록 구성될 수 있다. 시스템은 또한 플라즈마 램프에 의해 도입되는 수차들을 보정하기 위해 펌프 조명을 변경하도록 구성된 보정 플레이트 및/또는 비구면 타원형 반사기 요소를 포함할 수 있다. 시스템은 또한 시스템의 광학 요소들에 의해 도입된 수차들을 보정하기 위해 광대역 조명을 변경하도록 구성된 추가적인 비구면 보정 플레이트를 포함할 수 있다.
Description
본 출원은 Shiyu Zhang, Mark Shi Wang, 및 Ilya Beze를 발명자로 하여 2018년 7월 31일에 출원되고 발명의 명칭이 플라즈마 소스 램프 하우스 보정 방법(PLASMA SOURCE LAMP HOUSE CORRECTION METHOD)인 미국 가출원 제62/712,391호에 대해 35 U.S.C.§119(e)에 따른 이익을 주장하며, 이 가출원 전체가 본 명세서에 참고로 통합된다.
본 발명은 일반적으로 플라즈마 기반 광원들에 관한 것으로, 특히 램프 하우스 수차 보정(lamp house aberration correction)을 갖는 플라즈마 기반 광원에 관한 것이다.
훨씬 더 작은 디바이스 피처들을 갖는 집적 회로들에 대한 요구가 계속 증가함에 따라, 이러한 계속 축소되는 디바이스들의 검사에 사용되는 개선된 조명 소스들에 대한 필요성이 계속 증가하고 있다. 하나의 그러한 조명 소스는 레이저-지속 플라즈마(LSP) 소스를 포함한다. 레이저-지속 플라즈마 광원들은 고출력 광대역 조명을 생성할 수 있다. 레이저-지속 플라즈마 광원들은 아르곤 또는 크세논과 같은 가스를 광대역 조명을 방출할 수 있는 플라즈마 상태로 여기시키기 위해 플라즈마 램프 내에 포함된 체적 가스(volume of gas)에 레이저 방사선을 포커싱함으로써 동작한다. 이러한 효과는 전형적으로 플라즈마의 "펌핑"으로 지칭된다.
레이저-지속 광원들의 유효성은 엄격하고 간결하며 정밀하게 알려진 위치에서 플라즈마를 생성하는 능력에 적어도 부분적으로 기초한다. 그러나, 플라즈마 램프들 자체를 포함하는 레이저-지속 플라즈마 광원들 내의 광학 컴포넌트들은 펌핑 레이저 방사선을 왜곡시킬 수 있고, 따라서 펌핑 전력의 증가를 요구하고, 열 관리 문제들을 유발한다. 펌핑 레이저 방사선의 왜곡은 펌프 소스의 포커스를 왜곡시킬 수 있고, 따라서 플라즈마 크기를 증가시키고, 시스템 에탕듀(etendue)를 증가시키고, 스루풋(throughput)을 감소시킨다. 게다가, 레이저-지속 플라즈마 광원들 내의 광학 컴포넌트들은 또한 플라즈마에 의해 생성되는 조명에 수차를 유발할 수 있고, 이는 생성된 조명을 수집을 어렵게 하고, 따라서 스루풋을 감소시킨다.
따라서, 위에서 식별된 결함들 중 하나 이상을 치유하는 시스템 및 방법을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 시스템이 개시된다. 일 실시예에서, 시스템은 펌프 조명을 생성하도록 구성된 펌프 소스를 포함한다. 다른 실시예에서, 시스템은 펌프 조명을 수신하고, 시스템의 하나 이상의 광학 요소(optical element)에 의해 도입(introduce)되는 펌프 조명의 하나 이상의 수차를 보정하기 위해 펌프 조명의 하나 이상의 특성을 수정(modify)하도록 구성된 보정 플레이트를 포함한다. 다른 실시예에서, 시스템은 펌프 조명을 수신하고, 펌프 조명을 플라즈마 램프 내에 포함된 체적 가스로 지향시키도록 구성된 반사기 요소(reflector element)를 포함하고, 플라즈마 램프는 광대역 조명을 생성하기 위해 체적 가스 내에 플라즈마를 유지(sustain)하도록 구성된다.
본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 시스템이 개시된다. 일 실시예에서, 시스템은 광대역 조명 소스를 포함한다. 광대역 조명 소스는 펌프 조명을 생성하도록 구성된 펌프 소스, 펌프 조명을 수신하고 펌프 조명의 하나 이상의 특성을 수정하도록 구성된 보정 플레이트, 및 펌프 조명을 수신하고 펌프 조명을 플라즈마 램프 내에 포함된 체적 가스로 지향시키도록 구성된 반사기 요소를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 플라즈마 램프는 광대역 조명을 생성하기 위해 체적 가스 내에 플라즈마를 유지하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 시스템은 검출기 어셈블리를 포함한다. 다른 실시예에서, 시스템은 광대역 조명 소스로부터 광대역 조명의 적어도 일부를 수집하고 광대역 조명을 샘플 상으로 지향시키도록 구성되는 특성화 광학기(characterization optic)들의 세트를 포함한다. 다른 실시예에서, 특성화 광학기들의 세트는 또한 샘플로부터의 방사선을 검출기 어셈블리로 지향시키도록 구성된다.
본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 시스템이 개시된다. 일 실시예에서, 시스템은 펌프 조명을 생성하도록 구성된 펌프 소스를 포함한다. 다른 실시예에서, 시스템은 펌프 조명을 수신하고 펌프 조명의 하나 이상의 특성을 수정하도록 구성된 제1 보정 플레이트를 포함한다. 다른 실시예에서, 시스템은 펌프 조명을 수신하고 펌프 조명을 플라즈마 램프 내에 포함된 체적 가스로 지향시키도록 구성된 반사기 요소를 포함한다. 다른 실시예에서, 플라즈마 램프는 광대역 조명을 생성하기 위해 체적 가스 내에 플라즈마를 유지하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 시스템은 광대역 조명을 수신하고 광대역 조명의 하나 이상의 수차를 보정하도록 구성된 제2 보정 플레이트를 포함하고, 제2 보정 플레이트는 비구면 보정 플레이트(aspherical correction plate)를 포함한다.
본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 시스템이 개시된다. 일 실시예에서, 시스템은 광대역 조명 소스를 포함한다. 다른 실시예에서, 광대역 조명 소스는 펌프 조명을 생성하도록 구성된 펌프 소스, 펌프 조명을 수신하고 펌프 조명의 하나 이상의 특성을 수정하도록 구성된 제1 보정 플레이트, 및 펌프 조명을 수신하고 펌프 조명을 플라즈마 램프 내에 포함된 체적 가스로 지향시키도록 구성된 반사기 요소를 포함한다. 다른 실시예에서, 플라즈마 램프는 광대역 조명을 생성하기 위해 체적 가스 내에 플라즈마를 유지하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 광대역 조명 소스는 광대역 조명을 수신하고 광대역 조명의 하나 이상의 수차를 보정하도록 구성된 제2 보정 플레이트를 포함한다. 다른 실시예에서, 제2 보정 플레이트는 비구면 보정 플레이트를 포함한다. 다른 실시예에서, 시스템은 검출기 어셈블리를 포함한다. 다른 실시예에서, 시스템은 광대역 조명 소스로부터 광대역 조명의 적어도 일부를 수집하고 광대역 조명을 샘플 상으로 지향시키도록 구성되는 특성화 광학기들의 세트를 포함하고, 특성화 광학기들의 세트는 또한 샘플로부터의 방사선을 검출기 어셈블리로 지향시키도록 구성된다.
본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 방법이 개시된다. 일 실시예에서, 방법은 펌프 조명을 생성하는 단계를 포함한다. 다른 실시예에서, 방법은 제1 보정 플레이트로 펌프 조명을 보정하는 단계를 포함한다. 다른 실시예에서, 방법은 반사기 요소로 펌프 조명을 수집하여 플라즈마 램프 내에 포함된 체적 가스에 포커싱하는 단계를 포함한다. 다른 실시예에서, 방법은 플라즈마 램프 내에 포함된 체적 가스 내에 플라즈마를 생성하는 단계를 포함한다. 다른 실시예에서, 방법은 플라즈마로 광대역 조명을 생성하는 단계를 포함한다. 다른 실시예에서, 방법은 제2 보정 플레이트로 광대역 조명의 하나 이상의 수차를 보정하는 단계를 포함한다.
전술한 일반적인 설명 및 이하의 상세한 설명 둘 다는 단지 예시적이고 설명적인 것이며, 청구되는 바와 같은 본 발명을 반드시 제한하는 것은 아니라는 것을 이해해야 한다. 본 명세서에 통합되어 그 일부를 구성하는 첨부 도면들은 본 발명의 실시예들을 예시하며, 일반적인 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명하는 역할을 한다.
본 개시의 다수의 이점은 첨부 도면들을 참조하여 이 분야의 기술자들에 의해 더 잘 이해될 수 있다. 도면들에서:
도 1a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 램프 하우스 보정 시스템을 갖는 플라즈마 소스를 예시한다.
도 1b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 램프 하우스 보정 시스템을 갖는 플라즈마 소스를 예시한다.
도 2a 및 2b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 원통형 플라즈마 램프를 갖는 시스템 내의 타원형 반사기 근처의 펌핑 포커스 프로파일 단면들을 예시한다.
도 3a 및 3b는 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 원통형 플라즈마 램프를 갖는 시스템 내의 타원형 반사기 포커스에서의 펌핑 열 프로파일 단면들을 예시한다.
도 4a 및 4b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 원통형 플라즈마 램프를 갖는 시스템 내의 타원형 반사기 포커스에서의 수집 열 프로파일 단면들을 예시한다.
도 5a 및 5b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 장구형(prolate spheroid-shaped) 플라즈마 램프를 갖는 시스템 내의 타원형 반사기 포커스에서의 펌핑 포커스 프로파일 단면들을 예시한다.
도 6은 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 비구면 보정 플레이트의 표면 프로파일 그래프를 예시한다.
도 7a 및 7b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 장구형 플라즈마 램프를 갖는 시스템 내의 타원형 반사기 포커스에서의 펌핑 포커스 프로파일 단면들을 예시한다.
도 8은 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 비구면 보정 플레이트의 표면 프로파일 그래프를 예시한다.
도 9a 및 9b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 장구형 플라즈마 램프를 갖는 시스템 내의 수집 포커스에서의 수집 포커스 프로파일 단면들을 예시한다.
도 10a 및 10b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 장구형 플라즈마 램프를 갖는 시스템 내의 수집 포커스에서의 수집 포커스 프로파일 단면들을 예시한다.
도 11은 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 램프 하우스 보정 시스템을 갖는 플라즈마 소스를 구현하는 광학 특성화 시스템의 간이 개략도를 예시한다.
도 12는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 램프 하우스 보정 시스템을 갖는 플라즈마 소스를 구현하는 광학 특성화 시스템의 간이 개략도를 예시한다.
도 13은 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 플라즈마 소스 램프 하우스에 의해 유도되는 에러들을 보정하기 위한 방법의 흐름도를 예시한다.
도 1a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 램프 하우스 보정 시스템을 갖는 플라즈마 소스를 예시한다.
도 1b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 램프 하우스 보정 시스템을 갖는 플라즈마 소스를 예시한다.
도 2a 및 2b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 원통형 플라즈마 램프를 갖는 시스템 내의 타원형 반사기 근처의 펌핑 포커스 프로파일 단면들을 예시한다.
도 3a 및 3b는 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 원통형 플라즈마 램프를 갖는 시스템 내의 타원형 반사기 포커스에서의 펌핑 열 프로파일 단면들을 예시한다.
도 4a 및 4b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 원통형 플라즈마 램프를 갖는 시스템 내의 타원형 반사기 포커스에서의 수집 열 프로파일 단면들을 예시한다.
도 5a 및 5b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 장구형(prolate spheroid-shaped) 플라즈마 램프를 갖는 시스템 내의 타원형 반사기 포커스에서의 펌핑 포커스 프로파일 단면들을 예시한다.
도 6은 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 비구면 보정 플레이트의 표면 프로파일 그래프를 예시한다.
도 7a 및 7b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 장구형 플라즈마 램프를 갖는 시스템 내의 타원형 반사기 포커스에서의 펌핑 포커스 프로파일 단면들을 예시한다.
도 8은 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 비구면 보정 플레이트의 표면 프로파일 그래프를 예시한다.
도 9a 및 9b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 장구형 플라즈마 램프를 갖는 시스템 내의 수집 포커스에서의 수집 포커스 프로파일 단면들을 예시한다.
도 10a 및 10b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 장구형 플라즈마 램프를 갖는 시스템 내의 수집 포커스에서의 수집 포커스 프로파일 단면들을 예시한다.
도 11은 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 램프 하우스 보정 시스템을 갖는 플라즈마 소스를 구현하는 광학 특성화 시스템의 간이 개략도를 예시한다.
도 12는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 램프 하우스 보정 시스템을 갖는 플라즈마 소스를 구현하는 광학 특성화 시스템의 간이 개략도를 예시한다.
도 13은 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 플라즈마 소스 램프 하우스에 의해 유도되는 에러들을 보정하기 위한 방법의 흐름도를 예시한다.
본 개시는 소정의 실시예들 및 그 특정 특징들과 관련하여 구체적으로 도시되고 설명되었다. 본 명세서에 제시된 실시예들은 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 간주된다. 본 개시의 사상 및 범위를 벗어나지 않고서 형태 및 상세에서의 다양한 변경들 및 수정들이 이루어 수 있다는 것이 이 분야의 통상의 기술자들에게 자명할 것이다.
이제, 첨부 도면들에 예시되는 개시된 주제에 대한 참조가 상세히 이루어질 것이다.
일반적으로 도 1a-13을 참조하면, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 램프 하우스 보정 시스템을 갖는 플라즈마 소스 및 방법이 설명된다.
본 개시의 실시예들은 레이저-지속 플라즈마(LSP) 광원들 내의 컴포넌트들에 기인하는 에러들을 보정하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 개시의 실시예들은 보상기(compensator), 플라즈마 램프 등을 포함하지만 이들로 제한되지 않는 LSP 광원들 내의 컴포넌트들에 기인하는 수차들을 보정하기 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다. 본 개시의 추가적인 실시예들은 LSP 광원의 컴포넌트들에 기인하는 수차들을 보정하기 위해 LSP 광원의 펌프 조명을 수정하기 위한 비구면 보정 플레이트들 및/또는 비구면 반사기 요소들의 사용에 관한 것이다. 본 개시의 추가적인 실시예들은 LSP 광원의 컴포넌트들에 기인하는 수차들을 보정하기 위해 LSP 광원의 플라즈마에 의해 생성되는 광대역 조명을 수정하기 위한 비구면 보정 플레이트들의 사용에 관한 것이다.
본 명세서에서 전술한 바와 같이, LSP 광원들의 광학 컴포넌트들은 LSP 광원의 펌핑 방사선/조명을 왜곡시킬 수 있다. 펌프 방사선/조명에서의 왜곡들은 동일한 스루풋을 달성하기 위해 추가적인 펌핑 전력을 요구할 수 있고, 따라서 열 관리 문제들을 유발할 수 있다. 게다가, 왜곡된 펌프 방사선은 펌프 방사선의 포커스를 왜곡시킬 수 있고, 따라서 플라즈마의 크기를 증가시키고, 시스템 에탕듀를 증가시키고, 시스템 스루풋을 감소시킨다. 또한, LSP 광원들 내의 광학 컴포넌트들은 또한 플라즈마 자체에 의해 생성되는 광대역 조명에서 수차들을 유발할 수 있고, 이는 생성된 조명을 수집하는 것을 어렵게 하고, 따라서 스루풋을 감소시킨다.
예를 들어, LSP 광원들은 원통형 플라즈마 램프들, 장구형 플라즈마 램프들(예를 들어, "풋볼 형상" 플라즈마 램프들) 등을 포함하지만 이들에 제한되지 않는 상이한 형상들의 플라즈마 램프들을 이용할 수 있다. 이러한 플라즈마 램프 구성들은 플라즈마 램프들에 들어가고 나가는 조명을 왜곡시킬 수 있다. 보정되지 않은 채로 남으면, 플라즈마 램프들 및 다른 광학 요소들에 의해 야기되는 이러한 왜곡들 및/또는 수차들은 LSP 광원에 필요한 전력을 증가시키고, LSP 광원의 유효성을 감소시키고, 스루풋을 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 개시의 실시예들은 LSP 광원들의 광학 컴포넌트들에 기인하는 수차들을 보정하기 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다. LSP 광원 내의 수차들의 보정은 필요한 펌핑 전력을 감소시키고, 더 엄격하고 더 밝은 플라즈마 포커스를 생성하고, 플라즈마에 의해 생성되는 조명의 수집을 개선할 수 있다.
도 1a 및 1b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 램프 하우스 보정 시스템(100)을 갖는 플라즈마 소스를 예시한다. 일반적으로, 시스템(100)은 펌프 소스(102), 램프 하우스(104), 입구 윈도우(106), 콜드 미러(cold mirror)(116), 반사기 요소(110), 및 출구 윈도우(120)를 포함할 수 있다.
도 1a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 램프 하우스 보정 시스템(100)을 갖는 플라즈마 소스를 예시한다. 시스템(100)은 펌프 소스(102) 및 램프 하우스(104)를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 램프 하우스(104)는 입구 윈도우(106), 보정 플레이트(108), 반사기 요소(110), 체적 가스를 포함하고 플라즈마(114)를 생성하도록 구성된 플라즈마 램프(112), 콜드 미러(116), 추가적인 보정 플레이트(118), 및 출구 윈도우(120)를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 다른 실시예에서, 시스템(100)은 하나 이상의 광학 요소(122) 및 하나 이상의 다운스트림 광학 요소(124)를 포함할 수 있다. 여기서, 도시된 구성은 본 명세서에서 달리 언급되지 않는 한은 제한적인 것으로 간주되어서는 안 된다는 점에 유의한다. 이와 관련하여, 시스템(100)은 도시되고 설명된 것보다 많거나 적은 광학 요소를 포함할 수 있다. 예로서, 추가적인 보정 플레이트(118) 및 출구 윈도우(120)는 단일 컴포넌트로 결합될 수 있고, 따라서 추가적인 보정 플레이트(118)는 출구 윈도우로서 작용한다.
일 실시예에서, 펌프 소스(102)는 펌프 조명(101)을 생성하고 펌프 조명(101)을 펌핑 경로(103)를 따라 지향시키도록 구성된다. 펌프 소스(102)는 하나 이상의 레이저를 포함하지만 이에 한정되지 않는, 이 분야에 공지된, 플라즈마를 펌핑하도록 구성된 임의의 조명 소스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 펌프 소스(102)는 하나 이상의 광섬유 레이저(fiber laser) 또는 이 분야에 공지된 임의의 형태의 전력 에너지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 펌프 소스(102)는 하나 이상의 200㎛ 광섬유 레이저를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 펌프 소스(102)는 하나 이상의 적외선 레이저를 포함할 수 있다. 본 개시의 목적을 위해, 용어 "펌프 조명(101)" 및 "펌프 방사선(101)"는 본 명세서에서 달리 언급되지 않는 한은 교환 가능하게 사용될 수 있다는 점에 유의한다. 또한, 용어 "펌핑 경로(103)" 및 유사한 용어들은 펌프 조명(101)이 펌프 소스(102)로부터 플라즈마(114)까지 취하는 경로를 지칭할 수 있다. 펌프 조명(101)은 적외선(IR) 방사선, 근적외선(NIR) 방사선, 자외선(UV) 방사선, 가시 방사선 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 이 분야에 알려진 임의의 파장 또는 파장 범위의 조명/방사선을 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 펌프 조명(101)은 입구 윈도우(106)를 통해 램프 하우스(104)에 들어간다. 입구 윈도우(106)는 하나 이상의 윈도우, 하나 이상의 렌즈, 하나 이상의 포트 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는, 조명을 송신하기 위한, 이 분야에 공지된 임의의 광학 요소를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 펌프 조명(101)은 보정 플레이트(108)로 지향된다. 보정 플레이트(108)는 원통형 보정 플레이트를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 보정 플레이트(108)는 펌프 조명(101)의 하나 이상의 특성을 변경하도록 구성된다. 예를 들어, 보정 플레이트(108)는 시스템(100)의 광학 요소들에 의해 도입되는 펌프 조명의 하나 이상의 수차를 보정하도록 구성될 수 있다.
다른 실시예에서, 펌프 조명(101)은 반사기 요소(110)로 지향된다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 반사기 요소(110)는 타원형 반사기 요소(110)를 포함할 수 있다. 그러나, 이것은 본 명세서에서 언급되지 않는 한 제한으로서 간주되지 않아야 하는데, 이는 타원형 반사기(110) 요소가 펌프 조명(101)을 플라즈마 램프(112)로 지향시키기 위해 이 분야에 공지된 임의의 형상을 취할 수 있기 때문이다. 반사기 요소(110)는 체적 가스 내에 플라즈마(114)를 생성하기 위해 펌프 조명(101)을 수신하고 펌프 조명(101)을 플라즈마 램프(112) 내에 포함된 체적 가스로 지향시키도록 구성될 수 있다. 플라즈마 램프(112)는 체적 가스를 포함하기 위해 이 분야에 공지된 임의의 형상을 취할 수 있다. 예를 들어, 도 1a에 도시된 바와 같이, 플라즈마 램프(112)는 원통형 플라즈마 램프(112)를 포함할 수 있다. 원통형 플라즈마 램프(112)는 크세논(Xe), 아르곤(Ar) 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는, 플라즈마를 생성하기에 적합한 이 분야에 공지된 임의의 가스 또는 가스들의 혼합물을 포함하는 체적 가스를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 원통형 플라즈마 램프(112) 내에 포함되는 체적 가스는 고압으로 포함될 수 있다. 예를 들어, 원통형 플라즈마 램프(112) 내의 체적 가스는 10 기압에 있을 수 있다.
본 명세서에서 앞서 언급된 바와 같이, 플라즈마 램프(112)는 플라즈마 램프(112)에 들어가는 펌프 조명(101)을 왜곡시키고/시키거나 플라즈마(114)에 의해 생성되어 플라즈마 램프(112)를 빠져나가는 광대역 조명(107)(예를 들어, 광대역 방사선(107))을 왜곡시킬 수 있다. 또한, 시스템(100)의 추가적인 광학 요소들은 추가적인 왜곡들을 도입할 수 있다. 이러한 왜곡들은 플라즈마에 의해 생성되는 광대역 조명(107)에서 하나 이상의 수차를 유발할 수 있고, 따라서 시스템(100)의 유효성을 감소시키고 스루풋을 감소시킬 수 있다. 플라즈마 램프(112) 및/또는 시스템(100)의 추가적인 광학 요소들에 의해 도입되는 수차들은 도 2a 및 2b를 참조하여 더 잘 이해될 수 있다.
도 2a 및 2b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 원통형 플라즈마 램프(112)를 갖는 시스템(100) 내의 타원형 반사기 근처의 펌핑 포커스 프로파일 단면들을 예시한다. 그래프들(200 및 202)의 포커스 프로파일의 조도는 W/㎟의 단위로 표현된다. 도 2a에 도시된 바와 같은 그래프(200)는 X-Y 평면을 따른 펌핑 포커스 프로파일 단면을 예시한다. 도 2b에 도시된 바와 같은 그래프(202)는 X-Z 평면을 따른 펌핑 포커스 프로파일 단면을 예시한다. 도 2a 및 2b에서 알 수 있는 바와 같이, 원통형 플라즈마 램프들(예를 들어, 원통형 플라즈마 램프(112))은 반사기 요소(110)(예를 들어, 타원형 반사기 요소(110)) 근처에 많은 양의 왜곡/수차를 도입할 수 있다. 예를 들어, 타원 포커스에서의 28㎛ 플라즈마 볼(plasma ball)은 펌핑 포커스에서 60 mm보다 크게 다시 이미징될 수 있다. 보정되지 않을 경우, 이러한 레벨의 왜곡/수차는 펌핑 효율의 감소, 광대역 조명(107) 수집 효율의 감소, 및 스루풋의 감소를 초래할 수 있다.
도 1a를 다시 참조하면, 반사기 요소(110)(예를 들어, 타원형 반사기 요소(110))는 펌핑 경로(103)를 따라 플라즈마 램프(112) 및/또는 추가적인 광학 요소들에 의해 유도되는 하나 이상의 수차를 보정하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 반사기 요소(110)는 플라즈마 램프(112) 및/또는 추가적인 광학 요소들에 의해 도입되는 수차들을 최소화 및/또는 감소시키기 위해 홀수-항 비구면 반사기 요소(odd-term aspherical reflector element)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 플라즈마 램프(112)(예를 들어, 원통형 플라즈마 램프(112))에 의해 도입되는 수차들을 보정하기 위해 다수의 홀수 비구면 항(odd aspherical term)이 반사기 요소(110)(예를 들어, 타원형 반사기 요소(110))에 추가될 수 있다. 예를 들어, 2 자리의 홀수 비구면 항들이 반사기 요소(110)에 추가될 수 있다. 다른 예로서, 6 자리의 홀수 비구면 항들이 반사기 요소(110)에 추가될 수 있다. 추가 예로서, 100 자리의 홀수 비구면 항들이 반사기 요소에 추가될 수 있다.
비구면 반사기 요소(110)(예를 들어, 비구면 타원형 반사기 요소(110))의 표면 프로파일은 수학식 1에 의해 설명될 수 있다.
여기서, k는 반사기 요소(110)의 원뿔 상수이고, c는 베이스 곡률 반경이고, r은 반사기 요소(110)의 반경이고, 
는 
에 대한 계수이고, 여기서 
는 1, 2, 3... n일 수 있다. 일부 실시예들에서, 수학식 1은 간소화되어 수학식 2로서 표현될 수 있다.
펌핑 경로(103)를 따라 도입되는 수차들을 보정하기 위해 비구면 반사기 요소(110)를 사용하여 달성될 수 있는 이익들은 도 3a 및 3b를 참조하여 더 잘 이해될 수 있다.
도 3a 및 3b는 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 원통형 플라즈마 램프(112)를 갖는 시스템(100) 내의 타원형 반사기 포커스에서의 펌핑 열 프로파일 단면들을 예시한다. 그래프들(300, 302)은 타원형 반사기 포커스에서의 28㎛ 플라즈마 볼의 펌핑 열 프로파일 단면을 예시한다. 그래프(300)(도 3a)는 비구면 반사기 요소(110)가 없는 시스템의 열 프로파일 단면을 예시하고, 그래프(302)(도 3b)는 펌핑 경로(103)를 따른 수차들을 보정하기 위한 비구면 반사기 요소(110)를 갖는 시스템의 열 프로파일 단면을 예시한다. 도 3a와 도 3b를 비교하면, 비구면 반사기 요소(110)가 펌핑 경로(103)를 따라 원통형 플라즈마 램프(112) 및/또는 다른 광학 요소들에 의해 도입되는 수차들을 보정할 수 있다는 것을 알 수 있다. 일부 실시예들에서, 비구면 반사기 요소(110)의 포함은 펌핑 열 프로파일 단면을 60배 넘게 감소시킬 수 있다.
앞에서 언급된 바와 같이, 반사기 요소(110)는 플라즈마(114)를 생성하기 위해 플라즈마 램프(112) 내에 포함된 체적 가스 내로 펌프 조명(101)을 지향시키고 포커싱할 수 있다. 다른 실시예에서, 플라즈마(114)는 광대역 조명(107)을 방출한다. 광대역 조명(107)은 자외선(UV) 방사선, 심자외선(deep ultraviolet: DUV) 방사선, 진공 자외선(VUV) 방사선 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 다양한 파장들의 조명/방사선을 포함할 수 있다. 광대역 조명(107)은 콜드 미러(116)에 의해 지향될 수 있다. 콜드 미러(116)는 빔 스플리터, 샘플러, 필터 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 이 분야에 공지된 임의의 광학 요소를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 콜드 미러(116)는 광대역 조명(107)을 수집 경로(105)를 따라 추가적인 보정 플레이트(118)로 지향시킨다. 여기서, 수집 경로(105)는 플라즈마(114)로부터 다운스트림 광학 요소들(124)로의 광대역 조명(107)의 경로로서 간주될 수 있다는 점에 유의한다.
다른 실시예에서, 콜드 미러(116)는 광대역 조명(107)을 추가적인 보정 플레이트(118)로 지향시킨다. 추가적인 그리고/또는 대안적인 실시예들에서, 추가적인 보정 플레이트(118)는 수집 경로(105)를 따라 광대역 조명(107)에 도입된 임의의 왜곡들 및/또는 수차들을 보정하도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 추가적인 보정 플레이트(118)는 비구면 보정 플레이트(118)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 추가적인 보정 플레이트(118)는 홀수-항 비구면 보정 플레이트(118)를 포함할 수 있다. 여기서, 수집 경로(105)에서의 추가적인 보정 플레이트(118)의 사용은 광대역 조명(107)의 보정을 향상시킬 수 있고, 따라서 시스템(100)의 스루풋 및 효율을 증가시킬 수 있다는 점에 유의한다.
수집 경로(105)를 따라 도입된 왜곡들 및/또는 수차들을 보정하기 위한 추가적인 보정 플레이트(118)의 이익들은 도 4a 및 4b를 참조하여 더 잘 이해될 수 있다.
도 4a 및 4b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 원통형 플라즈마 램프(112)를 갖는 시스템(100) 내의 타원형 반사기 포커스에서의 열 프로파일 단면들을 예시한다. 도 4a의 그래프(400) 타원 포커스에 위치한 28㎛ 플라즈마 디스크에 대한 열 프로파일 단면을 예시한다. 유사하게, 도 4b의 그래프(402)는 타원 포커스에 위치한 28㎛ 플라즈마 볼에 대한 열 프로파일 단면을 예시한다.
도 1a를 다시 참조할 것이다. 다른 실시예에서, 광대역 조명(107)은 수집 경로(105)를 따라 출구 윈도우(120)로 지향된다. 출구 윈도우(120)는 하나 이상의 윈도우, 하나 이상의 렌즈, 하나 이상의 포트 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는, 광대역 조명(107)이 램프 하우스(104)를 빠져나가는 것을 허용하도록 구성되는 임의의 광학 요소를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 광대역 조명(107)은 수집 경로(105)를 따라 하나 이상의 광학 요소(122)를 통해 지향된다. 하나 이상의 광학 요소(122)는 하나 이상의 컬러 필터, 하나 이상의 렌즈, 하나 이상의 미러, 하나 이상의 빔 스플리터, 하나 이상의 프리즘 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는, 이 분야에 공지된 임의의 광학 요소들을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 광학 요소(122)는 광대역 조명(107)을 하나 이상의 다운스트림 광학 요소(124)로 지향시킨다. 하나 이상의 다운스트림 광학 요소(124)는 하나 이상의 균질기(homogenizer), 하나 이상의 편광기, 하나 이상의 빔 성형기 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는, 특성화 조명(109)을 형성, 수집 또는 포커싱하기 위한 이 분야에 알려진 임의의 광학 요소들을 포함할 수 있다. 특성화 조명(109)은 이미징 시스템, 계측 시스템, 분광법 시스템 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 임의의 다운스트림 특성화 시스템들에 사용될 수 있다.
본 명세서에서 달리 언급되지 않는 한, 펌핑 경로(103) 및/또는 수집 경로(105)를 따라 배열된 광학 요소들의 순서들은 제한적인 것으로 간주되어서는 안 된다는 점에 유의한다. 예를 들어, 콜드 미러(116)에 의해 지향된 후에, 광대역 조명(107)은 추가적인 보정 플레이트(118)와 상호작용하기 전에 출구 윈도우(120)를 통해 램프 하우스(104)를 빠져나갈 수 있다. 따라서, 도 1a의 광학 요소들의 순서는 본 명세서에서 달리 언급되지 않는 한은 단지 예시를 위해 제공된다.
도 1b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 플라즈마 소스 램프 하우스 보정 시스템(100)을 예시한다. 시스템(100)은 펌프 소스(102) 및 램프 하우스(104)를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 램프 하우스(104)는 입구 윈도우(106), 보상기 플레이트(126), 보정 플레이트(128), 반사기 요소(110), 플라즈마 램프(130)(예를 들어, 장구형 플라즈마 램프(130)), 콜드 미러(116), 추가적인 보정 플레이트(132) 및 출구 윈도우(120)를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 여기서, 적용가능한 정도까지, 도 1a와 연관된 임의의 설명은 본 명세서에서 달리 언급되지 않는 한 도 1b에 적용되는 것으로 간주될 수 있다는 점에 유의한다. 유사하게, 적용 가능한 정도까지, 도 1b와 연관된 임의의 설명은 본 명세서에서 달리 언급되지 않는 한 도 1a에 적용되는 것으로 간주될 수 있다.
일 실시예에서, 도 1b에 도시된 바와 같이, 플라즈마 램프는 실질적으로 장구형인 플라즈마 램프(130)(예를 들어, 실질적으로 "풋볼 형상인" 플라즈마 램프(130))를 포함한다. 원통형 플라즈마 램프(112)와 유사하게, 여기서, 장구형 플라즈마 램프(130)는 시스템(100)에 수차들을 도입할 수 있다는 점에 유의한다. 장구형 플라즈마 램프(130)에 의해 도입되는 수차들이 보정되지 않는 시스템들에서, 펌핑 레이저 출력은 약 4 내지 7 킬로와트(kW)의 범위일 수 있다. 장구형 플라즈마 램프(130)에 의해 도입되는 수차들은 도 5a를 참조하여 더 잘 이해될 수 있다.
도 5a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 장구형 플라즈마 램프(130)를 갖는 시스템(100) 내의 타원형 반사기 포커스에서의 펌핑 포커스 프로파일 단면을 예시한다. 도 5a에 도시된 그래프(500)는 200㎛ 광섬유 레이저 소스에 대한 펌핑 포커스 프로파일 단면을 예시한다. 도 5a에서 알 수 있는 바와 같이, 장구형 플라즈마 램프(130)는 보정될 필요가 있는 상당한 왜곡들 및/또는 수차들을 시스템(100)에 도입할 수 있다.
다시 도 1b를 참조할 것이다. 일 실시예에서, 시스템(100)은 보상기 플레이트(126)를 포함한다. 여기서, 플라즈마 램프들(예를 들어, 원통형 플라즈마 램프(112), 장구형 플라즈마 램프(130) 등)에 더하여, 보상기 플레이트(126)는 보정될 필요가 있는 왜곡들 및/또는 수차들을 시스템(100)에 도입할 수 있다.
다른 실시예에서, 시스템(100)은 보정 플레이트(128)를 포함한다. 여기서, 보정 플레이트(108) 및 추가적인 보정 플레이트(118)에 관한 논의는 본 명세서에서 달리 언급되지 않는 한 보정 플레이트(128)에 적용되는 것으로 간주될 수 있다는 점에 유의한다. 일 실시예에서, 보정 플레이트(128)는 비구면 보정 플레이트(128)를 포함한다. 보정 플레이트(128)(예를 들어, 비구면 보정 플레이트(128))는 보상기 플레이트(126), 콜드 미러(116), 플라즈마 램프(예를 들어, 장구형 플라즈마 램프(130)) 등에 의해 도입되는 하나 이상의 수차 및/또는 비점수차를 보정하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 보정 플레이트(128)는 수정된 원통형 보정 플레이트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 보정 플레이트(128)는 원통형 보정 플레이트(108)의 배면 상에 최대 3차의 홀수 비구면 항들을 추가함으로써 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 보정 플레이트(128)는 2개의 개별 보정 플레이트: 보상기 플레이트(126), 콜드 미러(116), 플라즈마 램프(예를 들어, 장구형 플라즈마 램프(130)) 등에 의해 도입되는 하나 이상의 수차 및/또는 비점수차를 보정하도록 구성될 수 있는 홀수 비구면 보정기 및 원통 보정기를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 보정 플레이트(128)는 홀수 비구면 항들을 원통형 보정 항들과 함께 보정 플레이트(128)의 단일 표면 상에 결합하는 아나모픽 프로파일(anamorphic profile)을 포함할 수 있다.
보정 플레이트(128)(예를 들어, 비구면 보정 플레이트(128))의 비구면 프로파일은 도 6을 참조하여 더 잘 이해될 수 있다.
도 6은 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 비구면 보정 플레이트(예를 들어, 비구면 보정 플레이트(128))의 표면 프로파일 그래프(600)를 예시한다. 일례에서, 그래프(600)의 곡선(602)은 보정 플레이트(128)(예를 들어, 비구면 보정 플레이트(128))의 표면 프로파일을 예시할 수 있다. 그러나, 본 명세서에서 달리 언급되지 않는 한, 곡선(602)은 예시를 위해서만 제공되며, 본 개시의 범위에 대한 제한으로 간주되어서는 안 된다는 점에 유의한다.
보정 플레이트(128)는 펌핑 경로(103)를 따라 시스템(100)에 도입되는 수차들 및/또는 비점수차들을 보정하는 것을 도울 수 있다. 이 효과를 더 예시하기 위해, 다시 도 5a 및 5b가 참조될 것이다.
도 5a 및 5b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 장구형 플라즈마 램프(130)를 갖는 시스템(100) 내의 타원형 반사기 포커스에서의 펌핑 포커스 프로파일 단면들을 예시한다. 더 구체적으로, 도 5a에 도시된 그래프(500)는 보정 플레이트(128)에 의해 보정되지 않은 200㎛ 광섬유 레이저 소스에 대한 펌핑 포커스 프로파일 단면을 예시한다. 이와 달리, 도 5b에 도시된 그래프(502)는 보정 플레이트(128)에 의해 보정된 200㎛ 광섬유 레이저 소스에 대한 펌핑 포커스 프로파일 단면을 예시한다.
그래프(502)에서 알 수 있는 바와 같이, 보정된 200㎛ 광섬유 레이저 소스에 대해, 포커스 프로파일 단면의 반치전폭(FWHM)은 약 20㎛이다. 또한, 200㎛ 광섬유 레이저 소스는 약 4kW의 출력을 제공할 수 있으며, 따라서 보정 플레이트(128)에 의해 보정될 때에도 광범위한 LSP 광원들에서 사용하기에 충분할 수 있다. 그래프들(500 및 502)을 비교하면, 보정된 포커스 에너지 밀도(예를 들어, 시스템(100)에 의해 보정됨)는 보정되지 않은 포커스 에너지 밀도의 10배 내지 55배일 수 있다. 시스템(100)에 의해 달성되는 개선의 레벨은 펌프 소스(102)의 유형, 플라즈마 램프(예를 들어, 원통형 플라즈마 램프(112), 장구형 플라즈마 램프(130) 등)의 제조, 정렬 허용한계 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 다수의 인자에 의존할 수 있다.
도 7a 및 7b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 장구형 플라즈마 램프(130)를 갖는 시스템(100) 내의 타원형 반사기 포커스에서의 펌핑 포커스 프로파일 단면들을 예시한다. 더 구체적으로, 도 6a에 도시된 그래프(700)는 보정 플레이트(128)에 의해 보정되지 않은 600㎛ 광섬유 레이저 소스에 대한 펌핑 포커스 프로파일 단면을 예시한다. 이와 달리, 도 6b에 도시된 그래프(702)는 보정 플레이트(128)에 의해 보정된 600㎛ 광섬유 레이저 소스에 대한 펌핑 포커스 프로파일 단면을 예시한다. 그래프들(700, 702)을 비교하면, 보정된 포커스 에너지 밀도(예를 들어, 시스템(100)에 의해 보정됨)는 보정되지 않은 포커스 에너지 밀도의 약 2.4배이며, 이는 600㎛ 광섬유 레이저 소스에 대한 약 140%의 개선을 나타낸다.
여기서, 펌프 소스(102)의 위치는 펌프 조명(101) 포커스의 위치를 변경하기 위해 조정될 수 있다는 점에 유의한다. 예를 들어, 광섬유 레이저의 팁은 플라즈마(114)의 위치를 변경하기 위해 광축을 따라 조정될 수 있다. 예를 들어, 광섬유 레이저의 팁을 약 6.4 mm 이동시키는 것은 플라즈마(114)를 약 5.5㎛ 이동시키는 것을 초래할 수 있다.
도 1b를 다시 참조할 것이다. 보정 플레이트(128)에 이어서, 펌프 조명(101)은 펌핑 경로(103)를 따라 반사기 요소(110)(예를 들어, 타원형 반사기 요소(110))로 지향될 수 있다. 반사기 요소(110)는 펌프 조명(101)을 수신하고, 펌프 조명(101)을 장구형 플라즈마 램프(130) 내에 포함된 체적 가스로 지향시켜 체적 가스 내에 플라즈마(114)를 생성하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 플라즈마(114)는 자외선(UV) 조명, 심자외선(DUV) 조명, 진공 자외선(VUV) 조명 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 광대역 조명(107)을 생성한다.
다른 실시예에서, 콜드 미러(116)는 광대역 조명(107)을 수집 경로(105)를 따라 추가적인 보정 플레이트(132)로 지향시킬 수 있다. 추가적인 그리고/또는 대안적인 실시예들에서, 추가적인 보정 플레이트(132)는 수집 경로(105)를 따라 장구형 플라즈마 램프(130)를 포함하지만 이에 한정되지 않는 광학 요소들에 의해 광대역 조명(107)에 도입된 임의의 왜곡들 및/또는 수차들을 보정하도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 추가적인 보정 플레이트(132)는 비구면 보정 플레이트(132)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 추가적인 보정 플레이트(132)는 홀수-항 비구면 보정 플레이트(132)를 포함할 수 있다. 여기서, 수집 경로(105)에서의 추가적인 보정 플레이트(132)의 사용은 광대역 조명(107)의 보정을 향상시킬 수 있고, 따라서 시스템(100)의 스루풋 및 효율을 증가시킬 수 있다는 점에 유의한다.
여기서, 보정 플레이트(108), 추가적인 보정 플레이트(118) 및 보정 플레이트(128)와 연관된 논의는 본 명세서에서 달리 언급되지 않는 한 추가적인 보정 플레이트(132)에 적용되는 것으로 간주될 수 있다는 점에 더 유의한다. 따라서, 일 실시예에서, 장구형 플라즈마 램프(130)에 의해 도입되는 수차를 보정하기 위해 추가적인 보정 플레이트(132)에 최대 3차의 홀수 비구면 항들이 추가될 수 있다. 게다가, 여기서, 추가적인 보정 플레이트(132)의 표면 프로파일은 수학식 1 또는 수학식 2에 의해 설명될 수 있다는 점에 유의한다.
장구형 플라즈마 램프(130)를 포함하는 시스템(100)에 도입된 왜곡들 및/또는 수차들을 보정하기 위한 추가적인 보정 플레이트(132)의 이익들은 도 8, 도 9a 및 9b를 참조하여 더 잘 이해될 수 있다.
도 8은 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 추가적인 보정 플레이트(132)(예를 들어, 비구면 보정 플레이트(132))의 표면 프로파일 그래프(800)를 예시한다. 일례에서, 그래프(800)의 곡선(802)은 추가적인 보정 플레이트(132)(예를 들어, 비구면 보정 플레이트(132))의 표면 프로파일을 예시할 수 있다. 그러나, 여기서, 곡선(802)은 본 명세서에서 달리 언급되지 않는 한 예시를 위해서만 제공되며, 본 개시의 범위에 대한 제한으로 간주되어서는 안 된다는 점에 유의한다.
도 9a 및 9b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 장구형 플라즈마 램프(130)를 갖는 시스템(100) 내의 수집 포커스에서의 수집 포커스 프로파일 단면들을 예시한다. 도 9a에 도시된 그래프(900)는 비구면 보정 플레이트(132)에 의해 보정되지 않은 20㎛ 플라즈마 볼 소스에 대한 수집 포커스 프로파일 단면을 예시한다. 이와 달리, 도 9b에 도시된 그래프(902)는 비구면 보정 플레이트(132)에 의해 보정된 20㎛ 플라즈마 볼 소스에 대한 펌핑 포커스 프로파일 단면을 예시한다.
도 10a 및 10b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 장구형 플라즈마 램프를 갖는 시스템 내의 수집 포커스에서의 수집 포커스 프로파일 단면들을 예시한다. 도 10a에 도시된 그래프(1000)는 비구면 보정 플레이트(132)에 의해 보정되지 않은 200㎛ 플라즈마 볼 소스에 대한 수집 포커스 프로파일 단면을 예시한다. 이와 달리, 도 10b에 도시된 그래프(1002)는 비구면 보정 플레이트(132)에 의해 보정된 200㎛ 플라즈마 볼 소스에 대한 펌핑 포커스 프로파일 단면을 예시한다.
도 9a와 도 9b는 물론, 도 10a와 도 10b를 비교하면, 수집 경로(105)를 따른 광대역 조명(107)의 보정은 시스템(100)의 수집 효율을 크게 향상시킬 수 있다는 것을 알 수 있다.
도 11은 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 플라즈마 소스 램프 하우스 보정 시스템(100)을 구현하는 광학 특성화 시스템(200)의 간이 개략도를 예시한다. 일 실시예에서, 시스템(1100)은 시스템(100), 조명 암(arm)(203), 수집 암(205), 검출기 어셈블리(214), 및 하나 이상의 프로세서(220) 및 메모리(222)를 포함하는 제어기(218)를 포함한다.
여기서, 시스템(1100)은 임의의 이미징, 검사, 계측, 리소그래피, 또는 이 분야에 공지된 다른 특성화 시스템을 포함할 수 있다는 점에 유의한다. 이와 관련하여, 시스템(1100)은 시료(207)에 대한 검사, 광학 계측, 리소그래피 및/또는 임의의 형태의 이미징을 수행하도록 구성될 수 있다. 시료(207)는 웨이퍼, 레티클/포토마스크 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 이 분야에 공지된 임의의 샘플을 포함할 수 있다. 시스템(1100)은 본 개시 전반에 걸쳐 설명된 시스템(100)의 다양한 실시예들 중 하나 이상을 통합할 수 있다는 점에 유의한다.
일 실시예에서, 시료(207)는 시료(207)의 이동을 용이하게 하기 위한 스테이지 어셈블리(212) 상에 배치된다. 스테이지 어셈블리(212)는 X-Y 스테이지, R-θ 스테이지 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 이 분야에 공지된 임의의 스테이지 어셈블리(212)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 스테이지 어셈블리(212)는 시료(207) 상에 포커스를 유지하기 위해 검사 또는 이미징 동안 시료(207)의 높이를 조정할 수 있다.
다른 실시예에서, 조명 암(203)은 특성화 조명(109)을 시스템(100)으로부터 시료(207)로 지향시키도록 구성된다. 조명 암(203)은 이 분야에 공지된 임의의 수 및 유형의 광학 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 조명 암(203)은 하나 이상의 광학 요소(202), 빔 스플리터(204), 및 대물 렌즈(206)를 포함한다. 이와 관련하여, 조명 암(203)은 시스템(100)으로부터의 특성화 조명(109)을 시료(207)의 표면 상에 포커싱하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 광학 요소(202)는 하나 이상의 미러, 하나 이상의 렌즈, 하나 이상의 편광기, 하나 이상의 격자, 하나 이상의 필터, 하나 이상의 빔 스플리터 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 이 분야에 공지된 임의의 광학 요소 또는 광학 요소들의 조합을 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 수집 암(205)은 시료(207)로부터 반사, 산란, 회절, 및/또는 방출된 광을 수집하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 수집 암(205)은 시료(207)로부터의 광을 검출기 어셈블리(214)의 센서(216)로 지향 및/또는 포커싱할 수 있다. 센서(216) 및 검출기 어셈블리(214)는 이 분야에 공지된 임의의 센서 및 검출기 어셈블리를 포함할 수 있다는 점에 유의한다. 센서(216)는 전하 결합 디바이스(CCD) 검출기, 상보형 금속-산화물-반도체(CMOS) 검출기, 시간-지연 적분(TDI) 검출기, 광전 증배관(PMT), 애벌란시 포토다이오드(APD) 등을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 또한, 센서(216)는 라인 센서 또는 전자 충격 라인 센서를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
다른 실시예에서, 검출기 어셈블리(214)는 하나 이상의 프로세서(220) 및 메모리(222)를 포함하는 제어기(218)에 통신가능하게 결합된다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(220)는 메모리(222)에 통신가능하게 결합될 수 있고, 하나 이상의 프로세서(220)는 메모리(222) 상에 저장된 프로그램 명령어들의 세트를 실행하도록 구성된다. 일 실시예에서, 하나 이상의 프로세서(220)는 검출기 어셈블리(214)의 출력을 분석하도록 구성된다. 일 실시예에서, 프로그램 명령어들의 세트는 하나 이상의 프로세서(220)로 하여금 시료(207)의 하나 이상의 특성을 분석하게 하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 프로그램 명령어들의 세트는 하나 이상의 프로세서(220)로 하여금 시료(207) 및/또는 센서(216) 상에 포커스를 유지하기 위해 시스템(1100)의 하나 이상의 특성을 수정하게 하도록 구성된다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(220)는 시스템(100)으로부터의 특성화 조명(109)을 시료(207)의 표면 상에 포커싱하기 위해 대물 렌즈(206) 또는 하나 이상의 광학 요소(202)를 조정하도록 구성될 수 있다. 다른 예로서, 하나 이상의 프로세서(220)는 시료(207)의 표면으로부터 조명을 수집하고 수집된 조명을 센서(216) 상에 포커싱하기 위해 대물 렌즈(206) 및/또는 하나 이상의 광학 요소(210)를 조정하도록 구성될 수 있다.
시스템(1100)은 암시야 구성, 명시야 배향 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 이 분야에 공지된 임의의 광학 구성으로 구성될 수 있다는 점에 유의한다.
여기서, 시스템(1100)의 하나 이상의 컴포넌트는 이 분야에 공지된 임의의 방식으로 시스템(1100)의 다양한 다른 컴포넌트들에 통신가능하게 결합될 수 있다는 점에 유의한다. 예를 들어, 시스템(100), 검출기 어셈블리(214), 제어기(218), 및 하나 이상의 프로세서(220)는 유선(예를 들어, 구리 와이어, 광섬유 케이블 등) 또는 무선 접속(예를 들어, RF 결합, IR 결합, 데이터 네트워크 통신(예를 들어, WiFi, WiMax, 블루투스 등))을 통해 서로 그리고 다른 컴포넌트들에 통신가능하게 결합될 수 있다.
도 12는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 반사측정 및/또는 타원법 구성으로 배열된 광학 특성화 시스템(1200)의 간이 개략도를 예시한다. 도 11과 관련하여 설명된 다양한 실시예들 및 컴포넌트들은 도 12의 시스템으로 확장되도록 해석될 수 있다는 점에 유의한다. 시스템(1200)은 이 분야에 공지된 임의의 유형의 계측 시스템을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 시스템(1200)은 시스템(100), 조명 암(316), 수집 암(318), 검출기 어셈블리(328), 및 하나 이상의 프로세서(220) 및 메모리(222)를 포함하는 제어기(218)를 포함한다.
이 실시예에서, 시스템(100)으로부터의 특성화 조명(109)은 조명 암(316)을 통해 시료(207)로 지향된다. 다른 실시예에서, 시스템(1200)은 수집 암(318)을 통해 샘플로부터 나오는 방사선을 수집한다. 조명 암 경로(316)는 특성화 조명(109)을 수정 및/또는 컨디셔닝하기에 적합한 하나 이상의 빔 컨디셔닝 컴포넌트(320)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 빔 컨디셔닝 컴포넌트(320)는 하나 이상의 편광기, 하나 이상의 필터, 하나 이상의 빔 스플리터, 하나 이상의 확산기, 하나 이상의 균질기, 하나 이상의 아포다이저(apodizer), 하나 이상의 빔 성형기, 또는 하나 이상의 렌즈를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
다른 실시예에서, 조명 암(316)은 특성화 조명(109)을 샘플 스테이지(212) 상에 배치된 시료(207) 상에 포커싱 및/또는 지향시키기 위해 제1 포커싱 요소(322)를 이용할 수 있다. 다른 실시예에서, 수집 암(318)은 시료(207)로부터의 방사선을 수집하기 위한 제2 포커싱 요소(326)를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 검출기 어셈블리(328)는 수집 암(318)을 통해 시료(207)로부터 나오는 방사선을 캡처하도록 구성된다. 예를 들어, 검출기 어셈블리(328)는 시료(207)로부터 (예를 들어, 경면 반사, 확산 반사 등을 통해) 반사되거나 산란된 방사선을 수신할 수 있다. 다른 예로서, 검출기 어셈블리(328)는 시료(207)에 의해 생성된 방사선(예컨대, 빔(105)의 흡수와 연관된 발광 등)을 수신할 수 있다. 검출기 어셈블리(328)는 이 분야에 공지된 임의의 센서 및 검출기 어셈블리를 포함할 수 있다는 점에 유의한다. 센서는 CCD 검출기, CMOS 검출기, TDI 검출기, PMT, APD 등을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
수집 암(318)은 하나 이상의 렌즈, 하나 이상의 필터, 하나 이상의 편광기, 또는 하나 이상의 위상 플레이트를 포함하지만 이에 한정되지 않는 제2 포커싱 요소(326)에 의해 수집된 조명을 지향 및/또는 수정하기 위한 임의의 수의 수집 빔 컨디셔닝 요소(330)를 더 포함할 수 있다.
시스템(1200)은 하나 이상의 조명 각도를 갖는 분광 엘립소미터(spectroscopic ellipsometer), (예컨대, 회전 보상기들을 사용하여) 뮬러 행렬 요소들을 측정하기 위한 분광 엘립소미터, 단일 파장 엘립소미터, 각도 분해 엘립소미터(예컨대, 빔 프로파일 엘립소미터), 분광 반사계, 단일 파장 반사계, 각도 분해 반사계(예컨대, 빔 프로파일 반사계), 이미징 시스템, 동공 이미징 시스템, 스펙트럼 이미징 시스템 또는 산란계와 같은, 그러나 이들로 제한되지 않는, 이 분야에 공지된 임의의 유형의 계측 도구로서 구성될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에서 구현하기에 적합한 검사/계측 도구들의 설명은 2012년 7월 9일자로 출원된 "Wafer Inspection System"이라는 명칭의 미국 특허 출원 제13/554,954호; 2009년 7월 16일에 공개된 "Split Field Inspection System Using Small Catadioptric Objectives"라는 명칭의 미국 공개 특허 출원 제2009/0180176호; 2007년 1월 4일에 공개된 "Beam Delivery System for Laser Dark-Field Illumination in a Catadioptric Optical System"이라는 명칭의 미국 공개 특허 출원 제2007/0002465호; 1999년 12월 7일에 허여된 "Ultra-broadband UV Microscope Imaging System with Wide Range Zoom Capability"라는 명칭의 미국 특허 제5,999,310호; 2009년 4월 28일에 허여된 "Surface Inspection System Using Laser Line Illumination with Two Dimensional Imaging"이라는 명칭의 미국 특허 제7,525,649호; Wang 등에 의해 "Dynamically Adjustable Semiconductor Metrology System"이라는 명칭으로 2013년 5월 9일에 공개된 미국 공개 특허 출원 제2013/0114085호; 1997년 3월 4일에 허여된, Piwonka-Corle 등에 의한 "Focused Beam Spectroscopic Ellipsometry Method and System"이라는 명칭의 미국 특허 제5,608,526호; 및 2001년 10월 2일에 허여된, Rosencwaig 등에 의한 "Apparatus for Analyzing Multi-Layer Thin Film Stacks on Semiconductors"라는 명칭의 미국 특허 제6,297,880호에서 제공되며, 이들 각각은 그 전체가 본 명세서에 참고로 통합된다.
본 개시의 하나 이상의 프로세서(220)는 이 분야에 공지된 임의의 하나 이상의 처리 요소를 포함할 수 있다. 이러한 의미에서, 하나 이상의 프로세서(220)는 소프트웨어 알고리즘들 및/또는 명령어들을 실행하도록 구성된 임의의 마이크로프로세서 유형 디바이스를 포함할 수 있다. 본 개시 전반에 걸쳐 설명된 단계들은 단일 컴퓨터 시스템 또는 대안적으로, 다수의 컴퓨터 시스템에 의해 수행될 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 일반적으로, "프로세서"라는 용어는 비일시적 메모리 매체(222)로부터의 프로그램 명령어들을 실행하는 하나 이상의 처리 및/또는 논리 요소를 갖는 임의의 디바이스를 포함하도록 넓게 정의될 수 있다. 더욱이, 개시된 다양한 시스템들의 상이한 서브시스템들은 본 개시 전반에 걸쳐 설명된 단계들의 적어도 일부를 수행하기에 적합한 프로세서 및/또는 논리 요소들을 포함할 수 있다.
메모리 매체(222)는 연관된 하나 이상의 프로세서(220)에 의해 실행가능한 프로그램 명령어들을 저장하기에 적합한 이 분야에 공지된 임의의 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리 매체(222)는 비일시적 메모리 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리 매체(222)는 판독 전용 메모리, 랜덤 액세스 메모리, 자기 또는 광학 메모리 디바이스(예를 들어, 디스크), 자기 테이프, 고체 상태 드라이브 등을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 다른 실시예에서, 메모리(222)는 본 명세서에 설명된 다양한 단계들의 하나 이상의 결과 및/또는 출력을 저장하도록 구성된다. 또한, 메모리(222)는 하나 이상의 프로세서(220)와 함께 공통 컨트롤러 하우징에 하우징될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 메모리(222)는 하나 이상의 프로세서(220)의 물리적 위치에 대해 원격적으로 위치할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(220)는 네트워크(예를 들어, 인터넷, 인트라넷 등)를 통해 액세스가능한 원격 메모리(예를 들어, 서버)에 액세스할 수 있다. 이와 관련하여, 제어기(218)의 하나 이상의 프로세서(222)는 본 개시 전반에 걸쳐 설명된 다양한 프로세스 단계들 중 임의의 것을 실행할 수 있다.
일부 실시예들에서, 본 명세서에서 설명되는 바와 같은 시스템들(100, 1100, 및 1200)은 본 명세서에서 프로세스 도구에 물리적으로 결합되지 않는 도구로서 해석되는 "독립형 도구"로서 구성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 그러한 검사 또는 계측 시스템은 유선 및/또는 무선 부분들을 포함할 수 있는 전송 매체에 의해 프로세스 도구(도시되지 않음)에 결합될 수 있다. 프로세스 도구는 리소그래피 도구, 에칭 도구, 퇴적 도구, 연마 도구, 도금 도구, 세정 도구, 또는 이온 주입 도구와 같은 이 분야에 공지된 임의의 프로세스 도구를 포함할 수 있다. 본 명세서에 설명된 시스템들에 의해 수행되는 검사 또는 측정의 결과들은 피드백 제어 기술, 피드포워드 제어 기술 및/또는 인-시튜 제어 기술(in-situ control technique)을 사용하여 프로세스 또는 프로세스 도구의 파라미터를 변경하는 데 사용될 수 있다. 프로세스 또는 프로세스 도구의 파라미터는 수동으로 또는 자동으로 변경될 수 있다.
시스템들(100, 1100, 및 1200)의 실시예들은 또한 본 명세서에 설명된 바와 같이 구성될 수 있다. 또한, 시스템들(100, 1100, 및 1200)은 본 명세서에 설명된 방법 실시예(들) 중 임의의 것의 임의의 다른 단계(들)를 수행하도록 구성될 수 있다.
도 13은 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 플라즈마 소스 램프 하우스에 의해 유발되는 에러들을 보정하기 위한 방법(1300)의 흐름도를 예시한다. 방법(1300)의 단계들은 시스템(100)에 의해 전부 또는 부분적으로 구현될 수 있다는 점에 유의한다. 그러나, 추가적인 또는 대안적인 시스템 레벨 실시예들이 방법(1300)의 단계들의 전부 또는 일부를 수행할 수 있다는 점에서 방법(1300)은 시스템(100)으로 제한되지 않는다는 것이 더 인식된다.
단계 1302에서, 펌프 조명이 생성된다. 예를 들어, 펌프 소스(102)는 펌프 조명(101)을 생성하고 펌프 조명(101)을 펌핑 경로(103)를 따라 지향시키도록 구성될 수 있다. 펌프 소스(102)는 하나 이상의 레이저, 하나 이상의 광섬유 레이저, 하나 이상의 적외선(IR) 레이저 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는, 이 분야에 공지된, 플라즈마를 펌핑하도록 구성되는 임의의 조명 소스를 포함할 수 있다.
단계 1304에서, 펌프 조명은 제1 보정 플레이트로 보정된다. 예를 들어, 펌프 조명(101)은 도 1a에 예시된 바와 같이 원통형 보정 플레이트(108)에 의해 보정될 수 있다. 다른 예로서, 펌프 조명(101)은 비구면 보정 플레이트(128)에 의해 보정될 수 있다. 본 명세서에서 앞서 언급된 바와 같이, 보정 플레이트(예를 들어, 보정 플레이트들(108, 128))에 의한 펌프 조명(101)의 보정은 플라즈마 램프(112, 130)를 포함하지만 이에 한정되지 않는 시스템(100)의 하나 이상의 광학 요소에 의해 도입되는 하나 이상의 수차를 보정하기 위해 수행될 수 있다.
단계 1306에서, 펌프 조명이 반사기 요소에 의해 수집되어 플라즈마 램프 내에 포함된 체적 가스에 포커싱된다. 예를 들어, 반사기 요소(110)는 펌프 조명(101)을 수신하고 펌프 조명(101)을 플라즈마 램프(112) 내에 포함된 체적 가스로 지향시키도록 구성될 수 있다. 반사기 요소(110)는 타원형 반사기 요소를 포함할 수 있다. 또한, 반사기 요소(110)는 비구면 반사기 요소(110)를 포함할 수 있다. 플라즈마 램프(112)는 체적 가스를 포함하기 위해 이 분야에 공지된 임의의 형상을 취할 수 있다. 예를 들어, 도 1a에 도시된 바와 같이, 플라즈마 램프(112)는 원통형 플라즈마 램프(112)를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 플라즈마 램프는 도 1b에 도시된 바와 같이 장구형 플라즈마 램프(130)를 포함할 수 있다. 플라즈마 램프들(112, 130)은 크세논(Xe), 아르곤(Ar) 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는, 플라즈마를 생성하기에 적합한 이 분야에 공지된 임의의 가스 또는 가스들의 혼합물을 포함하는 체적 가스를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 플라즈마 램프들(112, 130) 내에 포함된 체적 가스는 고압으로 포함될 수 있다. 예를 들어, 플라즈마 램프들(112, 130) 내의 체적 가스는 10 기압에 있을 수 있다.
단계 1308에서, 플라즈마가 플라즈마 램프 내에 포함된 체적 가스 내에서 생성된다. 반사기 요소(110)가 펌프 조명(110)을 수집하여 플라즈마 램프(112, 130) 내에 포함된 체적 가스에 포커싱함에 따라, 체적 가스 내에 플라즈마(114)가 발생될 수 있다.
단계 1310에서, 광대역 조명이 플라즈마에 의해 생성된다. 광대역 조명(107)은 자외선(UV) 방사선, 심자외선(DUV) 방사선, 진공 자외선(VUV) 방사선 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 다양한 파장들의 조명/방사선을 포함할 수 있다.
단계 1312에서, 광대역 조명의 하나 이상의 수차가 제2 보정 플레이트로 보정된다. 예를 들어, 광대역 조명(107)은 추가적인 보정 플레이트(118, 132)로 지향될 수 있고, 추가적인 보정 플레이트(118, 132)는 광대역 조명(107)의 하나 이상의 수차를 보정하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 추가적인 보정 플레이트(118, 132)은 비구면 보정 플레이트를 포함한다.
이 분야의 기술자는 본 명세서에서 설명된 컴포넌트들(예컨대, 동작들), 디바이스들, 객체들, 및 그들을 수반하는 논의가 개념적인 명확성을 위한 예들로서 사용된다는 것과 다양한 구성 수정들이 고려된다는 것을 인식할 것이다. 결과적으로, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 제시된 특정 예들 및 관련 논의는 그들의 더 일반적인 클래스들을 나타내도록 의도된다. 일반적으로, 임의의 특정 예의 사용은 그의 클래스를 나타내도록 의도되고, 특정 컴포넌트들(예컨대, 동작들), 디바이스들, 및 객체들의 비포함은 제한적인 것으로 간주되어서는 안 된다.
이 분야의 기술자들은, 본 명세서에 설명된 프로세스들 및/또는 시스템들 및/또는 다른 기술들을 실시할 수 있는 다양한 수단들(예를 들어, 하드웨어, 소프트웨어 및/또는 펌웨어)이 존재하고, 바람직한 수단은 프로세스들 및/또는 시스템들 및/또는 다른 기술들이 배치되는 상황에 따라 변할 것임을 이해할 것이다. 예를 들어, 구현자가 속도 및 정확도가 가장 중요하다고 결정하면, 구현자는 주로 하드웨어 및/또는 펌웨어 수단을 선택할 수 있고; 대안적으로, 유연성이 가장 중요하다면, 구현자는 주로 소프트웨어 구현을 선택할 수 있고; 또는 또 다시 대안적으로, 구현자는 하드웨어, 소프트웨어 및/또는 펌웨어의 소정의 조합을 선택할 수 있다. 따라서, 본 명세서에 설명된 프로세스들 및/또는 디바이스들 및/또는 다른 기술들을 실시할 수 있는 여러 가능한 수단이 존재하며, 이들 중 어느 것도 다른 것보다 본질적으로 우수하지는 않은데, 이는 이용될 임의의 수단이 수단 배치 상황 및 구현자의 특정 관심들(예를 들어, 속도, 유연성 또는 예측성) - 이들 중 어느 것이나 변할 수 있음 -에 의존하는 선택이기 때문이다.
이전의 설명은 이 분야의 통상의 기술자가 특정 응용 및 그 요건과 관련하여 제공되는 바와 같이 본 발명을 실시하고 사용할 수 있게 하기 위해 제시된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "상부", "하부", "위", "아래", "상위", "상향", "하위", "아래로", 및 "하향"과 같은 방향성 용어들은 설명의 목적들을 위한 상대적 위치들을 제공하기 위한 것이고, 절대적인 기준 프레임을 지정하기 위한 것이 아니다. 설명된 실시예들에 대한 다양한 수정들이 이 분야의 기술자들에게 명백할 것이며, 본 명세서에 정의된 일반적인 원리들은 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 도시되고 설명된 특정 실시예들로 한정되도록 의도되는 것이 아니라, 본 명세서에 개시된 원리들 및 새로운 특징들에 부합하는 가장 넓은 범위를 부여받아야 한다.
본 명세서에서의 실질적으로 임의의 복수 및/또는 단수 용어들의 사용과 관련하여, 이 분야의 기술자들은 상황 및/또는 응용에 적합한 대로 복수로부터 단수로 그리고/또는 단수로부터 복수로 변환할 수 있다. 다양한 단수/복수 치환들은 명확성을 위하여 본 명세서에서 명시적으로 제시되지 않는다.
본 명세서에 설명된 방법들 전부는 방법 실시예들의 하나 이상의 단계의 결과들을 메모리에 저장하는 단계를 포함할 수 있다. 결과들은 본 명세서에 설명된 결과들 중 임의의 것을 포함할 수 있고, 이 분야에 공지된 임의의 방식으로 저장될 수 있다. 메모리는 본 명세서에 설명된 임의의 메모리 또는 이 분야에 공지된 임의의 다른 적절한 저장 매체를 포함할 수 있다. 결과들이 저장된 후에, 결과들은 메모리에서 액세스되고, 본 명세서에 설명된 방법 또는 시스템 실시예들 중 임의의 것에 의해 사용되고, 사용자에게 디스플레이를 위해 포맷팅되고, 다른 소프트웨어 모듈, 방법, 또는 시스템에 의해 사용되고, 기타 등등일 수 있다. 더구나, 결과들은 "영구적으로", "반영구적으로", "일시적으로", 또는 소정 기간 동안 저장될 수 있다. 예를 들어, 메모리는 랜덤 액세스 메모리(RAM)일 수 있고, 결과들은 반드시 메모리에 무기한 유지되지는 않을 수 있다.
전술한 방법의 실시예들 각각은 본 명세서에 설명된 임의의 다른 방법(들)의 임의의 다른 단계(들)를 포함할 수 있다는 것이 더 고려된다. 또한, 전술한 방법의 실시예들 각각은 본 명세서에 설명된 시스템들 중 임의의 것에 의해 수행될 수 있다.
본 명세서에 설명된 주제는 때때로 다른 컴포넌트들 내에 포함되거나 그들과 접속되는 상이한 컴포넌트들을 예시한다. 이러한 묘사된 아키텍처들은 단지 예시적인 것이고, 실제로는 동일한 기능을 달성하는 많은 다른 아키텍처가 구현될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 개념적 의미에서, 동일한 기능을 달성하기 위한 컴포넌트들의 임의의 배열은 원하는 기능이 달성되도록 효과적으로 "연관"된다. 따라서, 본 명세서에서 특정 기능을 달성하도록 결합되는 임의의 2개의 컴포넌트는 아키텍쳐들 또는 중간 컴포넌트들에 관계없이 원하는 기능이 달성되도록 서로 "연관된" 것으로 간주될 수 있다. 마찬가지로, 그렇게 연관된 임의의 2개의 컴포넌트는 또한 원하는 기능을 달성하기 위해 서로 "접속" 또는 "결합"된 것으로 간주될 수 있고, 그렇게 연관될 수 있는 임의의 2개의 컴포넌트는 또한 원하는 기능을 달성하기 위해 서로 "결합 가능한" 것으로 간주될 수 있다. 결합 가능한 특정 예들은 물리적으로 짝을 이루고/이루거나 물리적으로 상호작용하는 컴포넌트들 및/또는 무선으로 상호작용 가능하고/하거나 무선으로 상호작용하는 컴포넌트들 및/또는 논리적으로 상호작용하고/하거나 논리적으로 상호작용 가능한 컴포넌트들을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다.
또한, 본 발명은 첨부된 청구항들에 의해 정의된다는 것을 이해해야 한다. 일반적으로 본 명세서에서, 특히 첨부된 청구항들(예를 들어, 첨부된 청구항들의 본문들)에서 사용된 용어들은 일반적으로 "개방형" 용어들로서 의도된 것이라는 것이 이 분야의 기술자들에 의해 이해될 것이다(예를 들어, "포함하는"이라는 용어는 "~을 포함하지만 그에 한정되지 않는"으로서 해석되어야 하고, "갖는"이라는 용어는 "적어도 ~을 갖는"으로서 해석되어야 하며, "포함한다"라는 용어는 "~을 포함하지만 그에 한정되지 않는다"로서 해석되어야 하고, 기타 등등이다). 특정 수의 소개된 청구항 기재가 의도될 경우, 이러한 의도는 청구항에 명시적으로 기재될 것이고, 이러한 기재의 부재 시에는 이러한 의도는 존재하지 않는다는 것이 이 분야의 기술자들에 의해 더 이해될 것이다. 예로서, 이해를 돕기 위해, 이하의 첨부된 청구항들은 청구항 기재들을 소개하기 위해 소개 문구 "적어도 하나" 및 "하나 이상"의 사용을 포함할 수 있다. 그러나, 이러한 문구들의 사용은 부정관사 "a" 또는 "an"에 의한 청구항 기재의 소개가 그러한 소개된 청구항 기재를 포함하는 임의의 특정 청구항을, 그 동일한 청구항이 소개 문구 "하나 이상의" 또는 "적어도 하나의" 및 부정관사 "a" 또는 "an"을 포함하더라도 단지 하나의 그러한 기재만을 포함하는 발명으로 제한한다고 암시하는 것으로 해석되어서는 안 되며(예를 들어, "a" 및/또는 "an"은 통상적으로 "적어도 하나의" 또는 "하나 이상의"를 의미하는 것으로 해석되어야 함); 이는 청구항 기재를 소개하기 위해 사용되는 정관사의 사용에 대해서도 마찬가지이다. 게다가, 특정 수의 소개된 청구항 기재가 명시적으로 기재되더라도, 이 분야의 기술자들은 이러한 기재가 전형적으로 적어도 기재된 수를 의미하는 것으로 해석되어야 한다는 것을 인식할 것이다(예컨대, "2개의 기재"의 드러낸 기재는 다른 수식어들이 없다면 전형적으로 적어도 2개의 기재 또는 2개 이상의 기재를 의미함). 또한, "A, B 및 C 등 중 적어도 하나"와 유사한 규약이 사용되는 사례들에서, 일반적으로 이러한 구성은 이 분야의 기술자가 규약을 이해할 것이라는 의미에서 의도된다(예를 들어, "A, B 및 C 중 적어도 하나를 갖는 시스템"은 A만, B만, C만, A 및 B를 함께, A 및 C를 함께, B 및 C를 함께, 및/또는 A, B, 및 C를 함께 등을 갖는 시스템들을 포함하지만 이에 한정되지 않을 것이다). "A, B 또는 C 등 중의 적어도 하나"와 유사한 규약이 사용되는 사례들에서, 일반적으로 이러한 구성은 이 분야의 기술자가 규약을 이해할 것이라는 의미에서 의도된다(예를 들어, "A, B, 또는 C 중 적어도 하나를 갖는 시스템"은 A만, B만, C만, A 및 B를 함께, A 및 C를 함께, B 및 C를 함께, 및/또는 A, B, 및 C를 함께 등을 갖는 시스템들을 포함하지만 이에 한정되지 않을 것이다). 또한, 2개 이상의 대안적 용어를 제시하는 사실상 임의의 분리성 단어 및/또는 문구는 상세한 설명에서나, 청구항들에서나, 도면에서나에 관계없이, 용어들 중 하나, 용어들 중 어느 하나 또는 용어들 모두를 포함할 가능성을 고려하는 것으로 이해되어야 한다는 것이 이 분야의 기술자들에 의해 더 이해될 것이다. 예를 들어, 문구 "A 또는 B"는, "A" 또는 "B" 또는 "A와 B"의 가능성을 포함하는 것으로 이해될 것이다.
본 개시 및 그 부수적인 이점들 중 대부분은 이상의 설명에 의해 이해될 것으로 생각되며, 개시된 주제를 벗어나지 않거나 그 중요한 이점들 모두를 희생시키지 않고, 컴포넌트들의 형태, 구성 및 배열에서 다양한 변경들이 이루어질 수 있다는 것이 명백할 것이다. 설명된 형태는 단지 설명을 하기 위한 것이며, 다음의 청구항들은 이러한 변경들을 포괄하고 포함하는 것을 의도한다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구항들에 의해 정의된다는 것을 이해해야 한다.
Claims (60)
- 시스템에 있어서,
펌프 조명을 생성하도록 구성된 펌프 소스;
상기 시스템의 하나 이상의 광학 요소(optical element)에 의해 도입(introduce)되는 상기 펌프 조명의 하나 이상의 수차(aberration)를 보정하기 위해, 상기 펌프 조명을 수신하고 상기 펌프 조명의 하나 이상의 특성을 수정(modify)하도록 구성된 보정 플레이트(correction plate); 및
상기 펌프 조명을 수신하고 상기 펌프 조명을 플라즈마 램프 내에 포함된 체적 가스(volume of gas)로 지향시키도록 구성된 반사기 요소(reflector element) - 상기 플라즈마 램프는 광대역 조명을 생성하기 위해 상기 체적 가스 내에 플라즈마를 유지(sustain)하도록 구성됨 -
를 포함하는, 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 플라즈마 램프는 원통형 플라즈마 램프를 포함하는 것인, 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 반사기 요소는 비구면 반사기 요소(aspherical reflector element)를 포함하는 것인, 시스템.
- 제3항에 있어서, 상기 비구면 반사기 요소의 표면 프로파일은 수학식에 의해 설명되는 것인, 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 플라즈마 램프는 실질적으로 장구형(prolate spheroid-shaped)인 플라즈마 램프를 포함하는 것인, 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 보정 플레이트는 상기 플라즈마 램프에 의해 도입되는 상기 펌프 조명의 하나 이상의 수차를 보정하도록 구성된 비구면 보정 플레이트를 포함하는 것인, 시스템.
- 제6항에 있어서, 상기 보정 플레이트의 표면 프로파일은 수학식에 의해 설명되는 것인, 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 펌프 조명을 수신하고 상기 펌프 조명을 상기 반사기 요소를 향해 지향시키도록 구성된 보상기 플레이트(compensator plate)를 더 포함하는, 시스템.
- 제1항에 있어서, 하나 이상의 광학 요소 및 균질기(homogenizer)를 더 포함하고, 상기 하나 이상의 광학 요소는 상기 플라즈마 램프로부터 상기 광대역 조명을 수신하고 상기 광대역 조명을 상기 균질기로 지향시키도록 구성되는 것인, 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 펌프 소스는 광섬유 레이저 펌프 소스(fiber laser pump source)를 포함하는 것인, 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 광대역 조명을 수신하고 상기 광대역 조명을 제2 보정 플레이트로 지향시키도록 구성된 콜드 미러(cold mirror)를 더 포함하는, 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 보정 플레이트는 제1 보정 플레이트 및 제2 보정 플레이트를 포함하고, 상기 제1 보정 플레이트는 하나 이상의 홀수 비구면 보정 항(odd aspheric correction term)을 포함하고, 상기 제2 보정 플레이트는 하나 이상의 원통형 보정 항을 포함하는 것인, 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 보정 플레이트는 하나 이상의 홀수 비구면 보정 항 및 하나 이상의 원통형 보정 항을 갖는 표면을 포함하는 것인, 시스템.
- 시스템에 있어서,
광대역 조명 소스로서, 상기 광대역 조명 소스는,
펌프 조명을 생성하도록 구성된 펌프 소스;
상기 펌프 조명을 수신하고 상기 펌프 조명의 하나 이상의 특성을 수정하도록 구성된 보정 플레이트; 및
상기 펌프 조명을 수신하고 상기 펌프 조명을 플라즈마 램프 내에 포함된 체적 가스로 지향시키도록 구성된 반사기 요소 - 상기 플라즈마 램프는 광대역 조명을 생성하기 위해 상기 체적 가스 내에 플라즈마를 유지하도록 구성됨 - 를 포함하는 것인, 상기 광대역 조명 소스;
검출기 어셈블리; 및
상기 광대역 조명 소스로부터 상기 광대역 조명의 적어도 일부를 수집하고 상기 광대역 조명을 샘플 상으로 지향시키도록 구성된 특성화 광학기(characterization optic)들의 세트 - 상기 특성화 광학기들의 세트는 또한 상기 샘플로부터의 방사선을 상기 검출기 어셈블리로 지향시키도록 구성됨 -
를 포함하는, 시스템. - 제14항에 있어서, 상기 플라즈마 램프는 원통형 플라즈마 램프를 포함하는 것인, 시스템.
- 제14항에 있어서, 상기 반사기 요소는 비구면 반사기 요소를 포함하는 것인, 시스템.
- 제14항에 있어서, 상기 반사기 요소의 표면 프로파일은 수학식에 의해 설명되는 것인, 시스템.
- 제14항에 있어서, 상기 플라즈마 램프는 실질적으로 장구형인 플라즈마 램프를 포함하는 것인, 시스템.
- 제14항에 있어서, 상기 보정 플레이트는 상기 플라즈마 램프에 의해 도입되는 상기 펌프 조명의 하나 이상의 수차를 보정하도록 구성된 비구면 보정 플레이트를 포함하는 것인, 시스템.
- 제19항에 있어서, 상기 보정 플레이트의 표면 프로파일은 수학식에 의해 설명되는 것인, 시스템.
- 제14항에 있어서, 상기 펌프 조명을 수신하고 상기 펌프 조명을 상기 반사기 요소를 향해 지향시키도록 구성된 보상기 플레이트를 더 포함하는, 시스템.
- 제14항에 있어서, 하나 이상의 광학 요소 및 균질기를 더 포함하고, 상기 하나 이상의 광학 요소는 상기 플라즈마 램프로부터 상기 광대역 조명을 수신하고 상기 광대역 조명을 상기 균질기로 지향시키도록 구성되는 것인, 시스템.
- 제14항에 있어서, 상기 펌프 소스는 광섬유 레이저 펌프 소스를 포함하는 것인, 시스템.
- 제14항에 있어서, 상기 광대역 조명을 수신하고 상기 광대역 조명을 균질기로 지향시키도록 구성된 콜드 미러를 더 포함하는, 시스템.
- 제14항에 있어서, 상기 보정 플레이트는 제1 보정 플레이트 및 제2 보정 플레이트를 포함하고, 상기 제1 보정 플레이트는 하나 이상의 홀수 비구면 보정 항을 포함하고, 상기 제2 보정 플레이트는 하나 이상의 원통형 보정 항을 포함하는 것인, 시스템.
- 제14항에 있어서, 상기 보정 플레이트는 하나 이상의 홀수 비구면 보정 항 및 하나 이상의 원통형 보정 항을 갖는 표면을 포함하는 것인, 시스템.
- 시스템에 있어서,
펌프 조명을 생성하도록 구성된 펌프 소스;
상기 펌프 조명을 수신하고 상기 펌프 조명의 하나 이상의 특성을 수정하도록 구성된 제1 보정 플레이트;
상기 펌프 조명을 수신하고 상기 펌프 조명을 플라즈마 램프 내에 포함된 체적 가스로 지향시키도록 구성된 반사기 요소 - 상기 플라즈마 램프는 광대역 조명을 생성하기 위해 상기 체적 가스 내에 플라즈마를 유지하도록 구성됨 - ; 및
상기 광대역 조명을 수신하고 상기 광대역 조명의 하나 이상의 수차를 보정하도록 구성된 제2 보정 플레이트 - 상기 제2 보정 플레이트는 비구면 보정 플레이트를 포함함 -
를 포함하는, 시스템. - 제27항에 있어서, 상기 플라즈마 램프는 원통형 플라즈마 램프를 포함하는 것인, 시스템.
- 제27항에 있어서, 상기 반사기 요소는 비구면 반사기 요소를 포함하는 것인, 시스템.
- 제29항에 있어서, 상기 비구면 반사기 요소의 표면 프로파일은 수학식에 의해 설명되는 것인, 시스템.
- 제27항에 있어서, 상기 플라즈마 램프는 실질적으로 장구형인 플라즈마 램프를 포함하는 것인, 시스템.
- 제27항에 있어서, 상기 제1 보정 플레이트는 상기 플라즈마 램프에 의해 도입되는 상기 펌프 조명의 하나 이상의 수차를 보정하도록 구성된 비구면 보정 플레이트를 포함하는 것인, 시스템.
- 제32항에 있어서, 상기 제1 보정 플레이트의 표면 프로파일은 수학식에 의해 설명되는 것인, 시스템.
- 제27항에 있어서, 상기 펌프 조명을 수신하고 상기 펌프 조명을 상기 반사기 요소를 향해 지향시키도록 구성된 보상기 플레이트를 더 포함하는, 시스템.
- 제27항에 있어서, 상기 제2 보정 플레이트의 표면 프로파일은 수학식에 의해 설명되는 것인, 시스템.
- 제27항에 있어서, 하나 이상의 광학 요소 및 균질기를 더 포함하고, 상기 하나 이상의 광학 요소는 상기 제2 보정 플레이트로부터 상기 광대역 조명을 수신하고 상기 광대역 조명을 상기 균질기로 지향시키도록 구성되는 것인, 시스템.
- 제27항에 있어서, 상기 펌프 소스는 광섬유 레이저 펌프 소스를 포함하는 것인, 시스템.
- 제27항에 있어서, 상기 광대역 조명을 수신하고 상기 광대역 조명을 상기 제2 보정 플레이트로 지향시키도록 구성된 콜드 미러를 더 포함하는, 시스템.
- 시스템에 있어서,
광대역 조명 소스로서, 상기 광대역 조명 소스는,
펌프 조명을 생성하도록 구성된 펌프 소스;
상기 펌프 조명을 수신하고 상기 펌프 조명의 하나 이상의 특성을 수정하도록 구성된 제1 보정 플레이트;
상기 펌프 조명을 수신하고 상기 펌프 조명을 플라즈마 램프 내에 포함된 체적 가스로 지향시키도록 구성된 반사기 요소 - 상기 플라즈마 램프는 광대역 조명을 생성하기 위해 상기 체적 가스 내에 플라즈마를 유지하도록 구성됨 - ; 및
상기 광대역 조명을 수신하고 상기 광대역 조명의 하나 이상의 수차를 보정하도록 구성된 제2 보정 플레이트 - 상기 제2 보정 플레이트는 비구면 보정 플레이트를 포함함 - 를 포함하는 것인, 상기 광대역 조명 소스;
검출기 어셈블리; 및
상기 광대역 조명 소스로부터 상기 광대역 조명의 적어도 일부를 수집하고 상기 광대역 조명을 샘플 상으로 지향시키도록 구성된 특성화 광학기들의 세트 - 상기 특성화 광학기들의 세트는 또한 상기 샘플로부터의 방사선을 상기 검출기 어셈블리로 지향시키도록 구성됨 -
를 포함하는, 시스템. - 제39항에 있어서, 상기 플라즈마 램프는 원통형 플라즈마 램프를 포함하는 것인, 시스템.
- 제39항에 있어서, 상기 반사기 요소는 비구면 반사기 요소를 포함하는 것인, 시스템.
- 제39항에 있어서, 상기 반사기 요소의 표면 프로파일은 수학식에 의해 설명되는 것인, 시스템.
- 제39항에 있어서, 상기 플라즈마 램프는 실질적으로 장구형인 플라즈마 램프를 포함하는 것인, 시스템.
- 제39항에 있어서, 상기 제1 보정 플레이트는 상기 플라즈마 램프에 의해 도입되는 상기 펌프 조명의 하나 이상의 수차를 보정하도록 구성된 비구면 보정 플레이트를 포함하는 것인, 시스템.
- 제44항에 있어서, 상기 제1 보정 플레이트의 표면 프로파일은 수학식에 의해 설명되는 것인, 시스템.
- 제39항에 있어서, 상기 펌프 조명을 수신하고 상기 펌프 조명을 상기 반사기 요소를 향해 지향시키도록 구성된 보상기 플레이트를 더 포함하는, 시스템.
- 제39항에 있어서, 상기 비구면 보정 플레이트의 표면 프로파일은 수학식에 의해 설명되는 것인, 시스템.
- 제39항에 있어서, 하나 이상의 광학 요소 및 균질기를 더 포함하고, 상기 하나 이상의 광학 요소는 상기 비구면 보정 플레이트로부터 상기 광대역 조명을 수신하고 상기 광대역 조명을 상기 균질기로 지향시키도록 구성되는 것인, 시스템.
- 제39항에 있어서, 상기 펌프 소스는 광섬유 레이저 펌프 소스를 포함하는 것인, 시스템.
- 제39항에 있어서, 상기 광대역 조명을 수신하고 상기 광대역 조명을 상기 비구면 보정 플레이트로 지향시키도록 구성된 콜드 미러를 더 포함하는, 시스템.
- 방법에 있어서,
펌프 조명을 생성하는 단계;
제1 보정 플레이트로 상기 펌프 조명을 보정하는 단계;
반사기 요소로 상기 펌프 조명을 수집하여 플라즈마 램프 내에 포함된 체적 가스에 포커싱하는 단계;
상기 플라즈마 램프 내에 포함된 상기 체적 가스 내에 플라즈마를 생성하는 단계;
상기 플라즈마로 광대역 조명을 생성하는 단계; 및
제2 보정 플레이트로 상기 광대역 조명의 하나 이상의 수차를 보정하는 단계
를 포함하는, 방법. - 제51항에 있어서, 상기 플라즈마 램프는 원통형 플라즈마 램프를 포함하는 것인, 방법.
- 제51항에 있어서, 상기 반사기 요소는 비구면 반사기 요소를 포함하는 것인, 방법.
- 제51항에 있어서, 상기 반사기 요소의 표면 프로파일은 수학식에 의해 설명되는 것인, 방법.
- 제51항에 있어서, 상기 플라즈마 램프는 실질적으로 장구형인 플라즈마 램프를 포함하는 것인, 방법.
- 제51항에 있어서, 상기 제1 보정 플레이트는 상기 플라즈마 램프에 의해 도입되는 상기 펌프 조명의 하나 이상의 수차를 보정하도록 구성된 비구면 보정 플레이트를 포함하는 것인, 방법.
- 제56항에 있어서, 상기 제1 보정 플레이트의 표면 프로파일은 수학식에 의해 설명되는 것인, 방법.
- 제51항에 있어서, 보상기 플레이트로 상기 펌프 조명을 보상하는 단계를 더 포함하는, 방법.
- 제51항에 있어서, 상기 광대역 조명을 하나 이상의 광학 요소를 통해 균질기로 지향시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
- 제51항에 있어서, 상기 펌프 조명을 생성하는 단계는 광섬유 레이저 펌프 소스로 펌프 조명을 생성하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
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