KR20230117360A - 광학 구성요소 정렬을 위한 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

광 빔 스플리터의 일부를 통과한 빔의 도달 스폿과 역반사된 입력 빔으로부터 분할된 빔의 일치하는 도달 스폿이 타겟 스폿 상에 정렬되게 하는 광학 펄스 신장기의 빔 스플리터 같은 광학 구성요소를 정렬시키는 장치 및 방법. 또한, 적절한 빔 정렬을 용이하게 하기 위해 역반사체를 정렬하는 장치 및 방법이 개시된다. 빔 도달 스폿이 보이게 하기 위해 형광 재료가 사용될 수 있다.

Description

광학 구성요소 정렬을 위한 장치 및 그 방법

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 광학 구성요소 정렬 분야를 위한 장치 및 그 방법이라는 명칭으로 2020년 12월 16일에 출원된 미국 출원 제63/126,067호에 대한 우선권을 주장하며, 이는 그 전체 내용이 참조로 본 명세서에 원용된다.

분야

본 개시내용은, 예를 들어 리소그래피 장치에서 사용하기 위한 광학 구성요소를 정렬하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이며, 특히 레이저 소스의 출력의 펄스를 연장하는 데 유용한 광학 펄스 신장기의 구성요소에 관한 것이다.

리소그래피 장치는 반도체 재료의 웨이퍼와 같은 기판, 일반적으로 기판의 타겟 부분 상에 원하는 패턴을 부여한다. 마스크 또는 레티클과 같은 패터닝 장치는 웨이퍼의 개별 층에 형성될 회로 패턴을 생성하는 데 사용될 수 있다. 패턴의 전사는 전형적으로 기판 상에 제공된 방사선 민감성 재료(레지스트)의 층 상으로의 이미징에 의해 달성된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속적으로 패터닝되는 인접한 타겟 부분을 포함할 것이다.

리소그래피 장치는 한 번에 전체 패턴을 타겟 부분 상으로 노광함으로써 각각의 타겟 부분이 조사되는 소위 스테퍼(stepper)와, 패턴을 주어진 방향("스캐닝" 방향)으로 방사선 빔을 통해 스캐닝하는 동시에 이 방향에 평행하게 또는 반대로 기판을 스캐닝함으로써 각각의 타겟 부분이 조사되는 소위 스캐너를 포함한다. 패턴을 기판 상으로 임프린팅함으로써 패터닝 장치로부터 기판으로 패턴을 전사하는 것도 가능하다. 여기에서는, 단순화를 위해, 스테퍼와 스캐너를 모두 간단히 스캐너라고 지칭한다.

패턴을 조명하고 이것을 기판에 투영하는 데 사용되는 광원은 다수의 구성 중 어느 하나일 수 있다. 리소그래피 시스템에서 일반적으로 사용되는 심자외선 엑시머 레이저는 248 nm 파장의 크립톤 플루오라이드(KrF) 레이저 및 193 nm 파장의 아르곤 플루오라이드(ArF) 레이저를 포함한다. 레이저 소스는 고출력 가스 방전 레이저 시스템의 출력의 펄스를 연장하기 위한 광학 펄스 신장기를 포함할 수 있다.

리소그래피 스캐너 성능에 대한 더 새로운 요구사항은 펄스 길이의 TIS(시간 적분 제곱) 측면에서 측정되는 더 긴 펄스 길이를 필요로 한다. 예를 들어, 칩 피처(chip feature)의 EPE(Edge Placement Error)를 개선하려면 더 긴 TIS가 필요하다. 광학 펄스 신장기(OPuS)가 원하는 TIS를 달성하기 위해 펄스를 신장시키는 데 사용된다. TIS를 증가시키려면 더 큰 OPuS가 필요하다. OPuS의 크기를 증가시키려면 OPuS의 구성요소가 적절한 광학적 정렬 상태에 있는 것이 더욱 중요해진다.

OPuS의 구성요소를 정렬하는 종래의 방법은 OPuS 인클로저를 개방하고 정렬되는 구성요소의 광학 표면 근처에 타겟 카드를 물리적으로 위치결정하는 것을 수반한다. 그 후 진입하는 빔은 타겟 카드의 빔의 도달 위치(또는 풋프린트)에 기초해서 정렬된다. 그 후 타겟 카드는 정렬이 필요한 모든 광학 구성요소가 적절하게 정렬될 때까지 정렬이 필요한 다음 광학 구성요소 등으로 시프트된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "광선" 및 "빔"은 동일한 의미를 공유한다.

개방 빔 페이퍼 타겟 정렬이라고 지칭될 수 있는 이 정렬 프로세스는 카드 배치를 위해 밀봉된 레이저 인클로저를 개방하는 것을 필요로 한다. 이것은 개방 빔 동작의 위험을 수반하며 정렬을 수행하는 개인의 피부가 UV 방사선에 노출되는 것을 피하도록 매우 신중하게 실행되어야 한다. 이것은 또한 시간 소모적이고 광범위한 수작업을 필요로 한다. 이것은 정렬되는 광학 표면을 오염에 노출시키고 중요한 광학 구성요소의 광학 수명의 감소를 초래할 수 있다. 또한 빔 정렬 타겟의 수립의 복잡성과 빔 위치에 대한 주관적 판단으로 인해 정확한 정렬을 달성하는 것이 어렵다.

정렬 프로세스는 또한 OPuS에서 빔 스플리터를 정렬하는 것도 수반한다. 이 프로세스는 여러 단계를 수반하며, 그 중 일부는 정렬 프로세스 중에 빔이 미러 중 하나에서 "벗어나는" 경우, 즉 미러를 빗나가는 경우 반복해야 할 수 있다. 이는 정렬을 수행하는 데 필요한 시간을 크게 증가시킨다.

개시된 주제에 대한 필요성이 발생하는 것은 이러한 맥락에 있다.

다음은 실시예의 기본적인 이해를 제공하기 위해 하나 이상의 실시예의 간결한 요약을 제시한다. 이 요약은 모든 고려된 실시예의 광범위한 개요가 아니며 모든 실시예의 핵심 또는 중요한 요소를 식별하거나 임의의 또는 모든 실시예의 범위를 설명하기 위한 것이 아니다. 그 유일한 목적은 나중에 제시되는 더 상세한 설명에 대한 서론으로서 단순화된 형태로 하나 이상의 실시예의 일부 개념을 제시하는 것이다.

실시예의 양태에 따르면, 적절한 빔 정렬을 용이하게 하기 위해 미러와 같은 OPuS 구성요소 상의 빔 위치를 모니터링하기 위해 카메라 시스템이 사용된다. 일부 실시예에서, 카메라 시스템에 동시에 이미지를 제공하기 위해 좌측 미러 뱅크 및 우측 미러 뱅크 같은 다수의 광학 피처(optical feature)로부터의 이미지를 통합하기 위해 이미지 통합 광학 시스템이 사용된다. 이는 설계를 단순화하고 피처를 개별적으로 검사하기 위해 다수의 카메라를 갖는 것에 의한 비용을 피한다. 실시예의 양태에 따르면, 카메라 시스템은 OPuS 인클로저의 퍼지 볼륨 외부에 설치되어 개방 빔 동작의 위험을 완화하고 퍼지 중단을 피한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "카메라"라는 용어는 이미지를 촬상(변환)하기 위한 임의의 장치, 시스템 또는 배치물을 포함하도록 의도된다.

실시예의 양태에 따르면, 정렬 동안 "형광 풋프린트"에 의해 나타내는 바와 같은 빔의 도달 위치는 정렬되는 구성요소의 정렬 피처와 일치하거나 그와 중첩되도록 위치결정된다. 예를 들어, 광학 구성요소가 OPuS 내의 다이크로익 미러인 경우, 정렬 피처는 다이크로익 미러를 통해 후방 지지 플레이트 상에 배치되어 빔 위치결정을 용이하게 할 수 있다.

따라서, 일부 실시예에 따르면, 카메라 시스템의 사용은 정렬 중에 요구되는 개방 빔 동작의 양을 최소화한다. 이는 정렬 절차의 안전성을 크게 향상시킨다. 또한, 이 정렬 시스템의 비접촉 특성은 표면 오염의 위험을 포함하여 직접적인 근접 광학장치 취급에 내재된 위험을 감소시킨다. 또한 이 시스템은 인클로저의 개방 및 퍼지의 중단 필요성과 수동적인 타겟 위치결정이 제거되기 때문에 OPuS 모듈의 현장 서비스 시간을 크게 감소시킬 수 있다.

실시예의 일 양태에 따르면, 밀봉된 인클로저를 포함하는 광학 구성요소가 개시되며, 밀봉된 인클로저는 가시광에 투명한 창, 인클로저 내의 제1 위치에 위치결정되는 제1 광학 피처, 인클로저 내의 제2 위치에 위치결정되는 제2 광학 피처, 및 제1 광학 피처로부터의 제1 광학 피처 광 및 제2 광학 피처로부터의 제2 광학 피처 광을 수취하도록 배치되고 창을 통해 제1 광학 피처 광 및 제2 광학 피처 광을 재지향시켜 제2 광학 피처 광으로부터의 이미지와 병치되는 제1 광학 피처 광으로부터의 이미지를 형성하도록 적응되는 이미지 통합 모듈을 포함한다. 광학 구성요소는 광학 펄스 신장기일 수 있다. 제1 광학 피처는 제1 미러를 포함할 수 있고 제2 광학 피처는 제2 미러를 포함할 수 있다. 제1 미러는 제1 오목 다이크로익 미러를 포함할 수 있고 제2 미러는 제2 오목 다이크로익 미러를 포함할 수 있다. 제1 광학 피처 및 제2 광학 피처는 이미지 통합 모듈에 대해 실질적으로 대칭적으로 위치결정될 수 있다.

실시예의 다른 양태에 따르면, 이미지 통합 모듈은 제1 광학 피처로부터의 광을 재지향시키도록 배치되는 제1 반사 표면 및 제2 광학 표면으로부터의 광을 재지향시키도록 배치되는 제2 반사 표면을 포함할 수 있다. 제1 반사 표면은 제1 프리즘의 제1 프리즘 반사 표면을 포함할 수 있고, 제2 반사 표면은 제2 프리즘의 제2 프리즘 반사 표면을 포함할 수 있다. 이미지 통합 모듈은 제1 광학 피처를 향해 배향되는 제1 반사 표면 및 제2 광학 피처를 향해 배향되는 제2 반사 표면을 갖는 프리즘을 포함할 수 있다. 이미지 통합 모듈은 2개의 편평한 사면 미러를 포함할 수 있다.

실시예의 다른 양태에 따르면, 광학 구성요소는 인클로저 내의 제3 위치에 위치결정되는 제3 광학 피처 및 인클로저 내의 제4 위치에 위치결정되는 제4 광학 피처를 더 포함할 수 있고, 이미지 통합 모듈은 제3 광학 피처로부터의 제3 광학 피처 광 및 제4 광학 피처로부터의 제4 광학 피처 광을 수취하도록 배치되고 창을 통해 제3 광학 피처 광 및 제4 광학 피처 광을 조합 및 재지향시켜 제4 광학 피처 광으로부터의 이미지에 인접하는 제3 광학 피처 광으로부터의 이미지를 형성하도록 적응될 수 있다.

실시예의 다른 양태에 따르면, 광학 구성요소는 창을 통해 제1 광학 피처 광 및 제2 광학 피처 광을 수취하도록 배치되는 카메라 시스템을 더 포함할 수 있다. 카메라 시스템은 창을 통해 제1 광학 피처 광 및 제2 광학 피처 광을 수취하도록 배치되는 렌즈 시스템 및 렌즈 시스템으로부터 제1 광학 피처 광 및 제2 광학 피처 광을 수취하도록 배치되는 카메라를 포함할 수 있다. 광학 구성요소는 제1 광학 피처 광 및 제2 광학 피처 광의 광학 경로를 전환하기 위해 이미지 통합 모듈과 창 사이에 광학적으로 위치결정되는 폴딩 미러를 더 포함할 수 있다.

실시예의 다른 양태에 따르면, 제1 광학 피처 및 제2 광학 피처 중 적어도 하나는 조정가능할 수 있고 제1 광학 피처 및 제2 광학 피처 중 적어도 하나의 배향을 조정하기 위해 제1 광학 피처 및 제2 광학 피처 중 적어도 하나에 기계적으로 결합되는 액추에이터를 더 포함할 수 있다.

실시예의 다른 양태에 따르면, 제1 광학 피처는 제1 형광 재료 및 제1 정렬 피처를 포함할 수 있고, 제2 광학 피처는 제2 형광 재료 및 제2 정렬 피처를 포함할 수 있다. 제1 광학 피처는 가시광에 투명한 제1 기판 및 UV 방사선에 반사성인 제1 반사 코팅을 포함하는 제1 미러 및 제1 미러 지지부를 포함할 수 있고, 제2 광학 피처는 가시광에 투명한 제2 기판 및 UV 방사선에 대해 반사성인 제2 반사 코팅을 포함하는 제2 미러 및 제2 미러 지지부를 포함할 수 있다. 제1 미러 지지부는 제1 미러 지지부의 전방 표면 상에 제1 정렬 피처를 포함할 수 있고, 제2 미러 지지부는 제2 미러 지지부의 전방 표면 상에 제2 정렬 피처를 포함할 수 있다. 제1 정렬 피처는 제1 미러 상의 정렬된 빔 풋프린트의 위치에 대응할 수 있고, 제2 정렬 피처는 제2 미러 상의 정렬된 빔 풋프린트의 위치에 대응할 수 있다.

실시예의 다른 양태에 따르면, 제1 광학 피처는 제1 형광 재료를 포함하는 제1 반사 코팅을 포함할 수 있고, 제2 광학 피처는 제2 형광 재료를 포함하는 제2 반사 코팅을 포함할 수 있다. 제1 형광 재료는 제1 기판의 후방 표면 상에 제공될 수 있고, 제2 형광 재료는 제2 기판의 후방 표면 상에 제공될 수 있다. 제1 형광 재료는 제1 미러 지지부의 전방 표면 상에 제공될 수 있고, 제2 형광 재료는 제2 미러 지지부의 전방 표면 상에 제공될 수 있다. 제1 미러 지지부는 제1 형광 재료를 포함할 수 있고, 제2 미러 지지부는 제2 형광 재료를 포함할 수 있다.

실시예의 다른 양태에 따르면, 밀봉된 인클로저를 포함하는 광학 구성요소가 개시되며, 밀봉된 인클로저는 가시광에 투명한 창, 인클로저 내의 제1 시야 내에 위치결정되는 제1 광학 피처, 인클로저의 내의 제1 시야 내에 위치결정되는 제2 광학 피처, 및 제1 시야로부터의 제1 시야 광을 수취하도록 배치되고 창을 통해 제1 시야 광을 조합 및 재지향시키도록 적응되는 이미지 통합 모듈을 포함하고, 이미지 통합 모듈은 평면 미러 표면의 중심을 통과하는 선에 대해 경사지고 다음의 관계에 의해 주어지는 각도(θ)만큼 제1 시야에 대해 실질적으로 평행한 평면 미러 표면을 포함할 수 있고,

여기서, h는 제1 시야의 높이이고, d는 제1 시야의 중심과 평면 미러 표면의 중심 사이의 수직 거리이며, s는 제1 시야와 평면 미러 표면의 중심 사이의 수평 거리이다.

실시예의 다른 양태에 따르면, 창을 갖는 밀봉된 인클로저에 배치되는 복수의 광학 피처를 정렬하는 방법이 개시되며, 방법은 조합된 광 신호를 생성하기 위해 광학 피처 각각으로부터의 광을 조합하는 단계, 인클로저로부터의 조합된 광 신호를 창을 통해 지향시키는 단계, 및 조합된 광 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 복수의 광학 피처의 적어도 일부를 정렬하는 단계를 포함한다. 방법은 밀봉된 인클로저 외부에 위치결정되고 조합된 광 신호를 수취하도록 배치되는 카메라 시스템을 사용해서 창을 통해 인클로저로부터의 조합된 광 신호를 지향시킨 후 조합된 광 신호를 이미징하는 단계를 더 포함할 수 있다. 복수의 광학 피처 각각은 광학 피처에 충돌하는 UV 광의 가시적 풋프린트를 생성하도록 배치되는 형광 재료 및 정렬 피처를 포함할 수 있으며, 방법은, 조합된 광 신호를 생성하기 위해 광학 피처 각각으로부터의 광을 조합하기 전에, 광학 피처 각각을 UV 방사선의 빔에 노출시키는 단계 및 광학 피처 각각 상에 UV 방사선의 빔의 조명된 풋프린트를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 조합된 광 신호에 적어도 부분적으로 기초해서 복수의 광학 피처의 적어도 일부를 정렬하는 단계는 조명된 풋프린트와 각각의 광학 피처를 위한 정렬 피처의 위치 관계에 적어도 부분적으로 기초해서 복수의 광학 피처의 적어도 일부를 정렬하는 단계를 포함할 수 있다. 정렬 단계는 복수의 광학 피처 중 하나 이상을 조정하는 단계를 포함할 수 있다. 복수의 광학 피처 중 하나 이상을 조정하는 단계는 복수의 광학 피처 중 하나 이상에 각각 기계적으로 결합된 하나 이상의 액추에이터를 수동으로 동작시키는 단계를 포함할 수 있다. 복수의 광학 피처 중 하나 이상을 조정하는 단계는 복수의 광학 피처 중 하나 이상에 각각 기계적으로 결합된 하나 이상의 모터 구동 액추에이터를 작동시키기 위해 신호를 공급하는 단계를 포함할 수 있다. 복수의 광학 피처 중 하나 이상을 조정하는 단계는 복수의 광학 피처 중 하나 이상의 배향을 조정하는 단계를 포함할 수 있다.

실시예의 다른 양태에 따르면, 공초점 광학 펄스 신장기에서 빔 스플리터를 정렬하는 방법이 개시되며, 공초점 광학 펄스 신장기는 적어도 제1 오목 미러 및 제1 오목 미러와 공초점인 제2 오목 미러를 포함하고, 빔 스플리터는 제1 오목 미러 상의 제1 스폿과 제2 오목 미러 상의 제2 스폿 사이에 광학적으로(즉, 그 사이의 광학 경로 상에) 배치되고, 빔 스플리터는 제1 방향으로 진행하는 제1 진입 빔을 제1 스폿으로 지향되는 제1 빔 부분 및 역반사체를 향해 제1 방향으로 계속 진행하는 제2 빔 부분으로 분할하도록 더 배치되고, 제1 빔 부분은 공초점 광학 펄스 신장기에서 광학 경로를 횡단하고, 광학 경로는 제2 스폿과 빔 스플리터 사이에 세그먼트를 포함하고, 제1 빔 부분은 제2 스폿에서 제2 미러에 부딪히고, 방법은 제1 방향에 반대되는 제2 방향으로 복귀 경로를 따라 제2 빔 부분을 빔 스플리터로 다시 역반사시키는 단계, 역반사된 제2 빔 부분을 빔 스플리터로부터 제2 스폿으로 진행하는 빔과 제2 방향으로 계속 진행하는 제3 빔 부분으로 분할하는 단계, 및 분할된 역반사된 제2 빔을 제2 스폿에서 제2 미러에 입사하도록 정렬하는 단계를 포함한다. 방법은 이미지를 생성하기 위해 제3 빔의 일부가 형광 스크린에 부딪히게 하는 단계, 및 이미지가 미리결정된 특성을 갖는지 여부에 적어도 부분적으로 기초해서 역반사체를 정렬하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이미지를 생성하기 위해 제3 빔의 적어도 일부가 형광 스크린에 부딪히게 하는 단계는 개구를 갖는 반사 요소를 사용해서 제3 빔의 적어도 일부를 형광 스크린 상으로 반사시키는 단계를 포함할 수 있다. 이미지가 미리결정된 특성을 갖는지 여부를 결정하는 단계는 이미지가 개구의 테두리로부터 대칭적으로 반사되는 광을 포함하는지 여부를 결정하는 단계를 포함한다.

실시예의 다른 양태에 따르면, 제1 오목 미러, 제1 오목 미러와 공초점인 제2 오목 미러, 역반사체, 및 제1 오목 미러와 제2 오목 미러 사이에 광학적으로 배치되는 빔 스플리터를 포함하는 공초점 광학 펄스 신장기가 개시되고, 빔 스플리터는 제1 방향으로 진행하는 제1 빔을 제1 오목 미러로 지향되는 제1 빔 부분과 제1 방향으로 진행하는 제2 빔 부분으로 분할하도록 더 배치되며, 제1 빔 부분은 공초점 광학 펄스 신장기에서 폐쇄된 광학 경로를 횡단하고, 광학 경로는 제2 오목 미러와 빔 스플리터 사이에 세그먼트를 포함하고, 역반사체는 제1 방향에 반대되는 제2 방향으로 진행하는 역반사된 빔을 생성하기 위해 제2 빔 부분을 역반사시키도록 배치되고, 빔 스플리터는 역반사된 빔을 제2 오목 미러에 입사하도록 세그먼트를 횡단하는 제3 빔 부분으로 분할하도록 더 배치된다. 역반사체는 조정가능한 팁(tip) 및 틸트(tilt)를 갖는 미러를 포함할 수 있다. 역반사체는 조정가능한 팁 및 틸트를 갖는 폴딩 미러 및 고정 미러를 포함할 수 있고, 폴딩 미러는 제2 빔 부분을 수취하여 고정 미러를 향해 재지향시키도록 배치되고 고정 미러는 제2 빔 부분을 폴딩 미러를 향해 다시 반사시키도록 배치된다. 공초점 광학 펄스 신장기는 빔 스플리터를 통과하고 제1 방향에 반대되는 제2 방향으로 진행하는 역반사된 광을 수취하고 광을 재지향시키도록 배치되는 개구를 갖는 반사 요소 및 재지향된 광을 수취하도록 배치되는 형광 스크린을 더 포함할 수 있다. 반사 요소는 빔 스플리터를 통과하는 광에 대해 소정 각도로 배향될 수 있고 개구를 가질 수 있다. UV 반사 요소는 광을 재지향시키도록 배치되는 반사 표면을 가질 수 있다.

실시예의 다른 양태에 따르면, 공초점 광학 펄스 신장기에서 빔 스플리터의 정렬을 용이하게 하기 위한 장치가 개시되며, 공초점 광학 펄스 신장기는 적어도 제1 오목 미러 및 제1 오목 미러와 공초점인 제2 오목 미러를 포함하고, 공초점 광학 펄스 신장기는 역반사체를 추가로 포함하고, 빔 스플리터는 제1 오목 미러와 제2 오목 미러 사이에 광학적으로 배치되고, 빔 스플리터는 제1 빔을 제1 오목 미러로 지향되는 제1 빔 부분과 역반사체를 향해 제1 방향으로 진행하는 제2 빔 부분으로 분할하도록 더 배치되고, 역반사체는 역반사된 빔을 생성하기 위해 제2 빔 부분을 역반사시키도록 배치되고, 제1 빔 부분은 공초점 광학 펄스 신장치에서 광학 경로를 횡단하고, 빔 경로는 제2 오목 미러와 빔 스플리터 사이에 세그먼트를 포함하고, 빔 스플리터는 역반사된 빔을 제2 미러로 진행하는 제1 부분과 빔 스플리터를 통과하는 제2 부분으로 분할하도록 더 배치되고, 장치는 빔 스플리터를 통과하는 역반사된 빔 광의 제2 부분을 수취하고 광을 재지향시키도록 배치되는 개구를 갖는 반사 요소 및 재지향된 광을 수취하도록 배치되는 형광 스크린을 포함한다. 반사 요소는 빔 스플리터를 통과하는 역반사된 빔의 제2 부분에 대해 소정 각도로 배향될 수 있고 개구를 가질 수 있다. 반사 요소는 역반사된 빔의 제2 부분을 재지향시키도록 배치되는 반사 표면을 가질 수 있다.

본 발명의 추가적인 특징 및 이점뿐만 아니라 본 발명의 다양한 실시예의 구조 및 동작이 첨부된 도면을 참조하여 아래에서 상세히 설명된다. 본 발명은 본 명세서에 기술된 특정 실시예에 제한되지 않는다는 점에 유의한다. 이러한 실시예는 단지 예시의 목적으로 본 명세서에 제시된다. 추가 실시예는 본 명세서에 포함된 교시에 기초하여 관련 기술(들)의 통상의 기술자에게 명백할 것이다.

본 명세서에 통합되고 명세서의 일부를 형성하는 첨부 도면은 본 발명의 실시예의 방법 및 시스템을 예시로서 도시하며 제한하지 않는다. 상세한 설명과 함께, 도면은 관련 기술(들)의 통상의 기술자가 본 명세서에 제시된 방법 및 시스템을 만들고 사용할 수 있도록 원리를 설명하는 역할을 한다. 도면에서, 동일한 참조 번호는 동일하거나 기능적으로 유사한 요소를 나타낸다.
도 1은 개시된 주제의 양태에 따른 포토리소그래피 시스템의 전반적으로 넓은 개념의 개략도(일정 비율이 아님)를 도시한다.
도 2는 개시된 주제의 양태에 따른 리소그래피 시스템에 사용되는 레이저 시스템의 전반적으로 넓은 개념의 개략도(일정 비율이 아님)를 도시한다.
도 3은 개시된 주제의 일 양태에 따른 광학 펄스 신장기의 도면이다.
도 4는 개시된 주제의 양태에 따른 광학 펄스 신장기 내의 다양한 광 경로를 도시하는 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 개시된 주제의 양태에 따른 광학 펄스 신장기 내의 다양한 광 경로를 도시하는 도면이다.
도 6은 개시된 주제의 양태에 따른 광학 펄스 신장기의 일 측면에서의 미러 배치의 부분 사시도이다.
도 7은 광학 구성요소 내에서 광학 피처를 정렬하는 종래의 방법을 도시하는 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 개시된 주제의 양태에 따른 광학 피처를 정렬하기 위한 시스템을 도시하는 도면이다.
도 9a는 개시된 주제의 양태에 따른 광학 피처를 정렬하기 위한 시스템을 도시하는 도면이다.
도 9b는 개시된 주제의 양태에 따른 광학 피처를 정렬하기 위한 시스템에서의 이미지 병치를 도시하는 도면이다.
도 10은 개시된 주제의 양태에 따른 최대 시야를 달성하기 위한 조건을 도시하는 도면이다.
도 11a 및 도 11b는 개시된 주제의 양태에 따른 이미지 통합 모듈에 대한 대안적인 구성요소를 도시한다.
도 11c는 개시된 주제의 양태에 따른 시야에 대한 광학 이미지 통합 모듈 내의 구성요소의 배치의 효과를 도시하는 도면이다.
도 12a는 개시된 주제의 양태에 따른 광학 피처를 정렬하기 위한 시스템을 도시하는 도면이다.
도 12b는 개시된 주제의 양태에 따른 광학 피처를 정렬하기 위한 시스템에서의 이미지 병치를 도시하는 도면이다.
도 13a, 도 13b, 도 13c 및 13d는 개시된 주제의 양태에 따른 광학 피처의 구조의 양태를 도시한다.
도 14a, 도 14b, 도 14c 및 도 14d는 개시된 주제의 양태에 따른 광학 피처의 구조의 양태를 도시한다.
도 15a 및 도 15b는 개시된 주제의 양태에 따른 정렬 프로세스 전과 후의 UV 풋프린트 및 정렬 마크의 상대적인 위치결정을 각각 도시한다.
도 16은 개시된 주제의 양태에 따른 광학 구성요소에서 광학 피처를 정렬하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 17은 개시된 주제의 양태에 따른 광학 펄스 신장기 내의 다양한 광 경로를 도시하는 도면이다.
도 18은 개시된 주제의 양태에 따른 광학 펄스 신장기 내의 다양한 광 경로를 도시하는 도면이다.
도 19는 개시된 주제의 양태에 따라 광학 구성요소에서 광학 피처를 정렬하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 20은 개시된 주제의 양태에 따른 광학 구성요소에서 광학 피처를 정렬하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 21은 개시된 주제의 양태에 따른 광학 펄스 신장기 내의 다양한 광 경로를 도시하는 도면이다.
도 22는 개시된 주제의 양태에 따른 광학 펄스 신장기 내의 다양한 광 경로를 도시하는 도면이다.
도 23a는 개시된 주제의 양태에 따른 광학 펄스 신장기 내의 다양한 광 경로를 도시하는 도면이다.
도 23b는 개시된 주제의 양태에 따른 광학 펄스 신장기 내의 광선의 다양한 정렬 조건을 나타내는 도면이다.
도 24는 개시된 주제의 양태에 따른 광학 펄스 신장기 내의 다양한 광 경로를 도시하는 도면이다.
도 25는 개시된 주제의 양태에 따른 광학 펄스 신장기 내의 다양한 광 경로를 도시하는 도면이다.
도 26은 개시된 주제의 양태에 따른 광학 구성요소에서 광학 피처를 정렬하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 27은 개시된 주제의 양태에 따른 광학 펄스 신장기 내의 다양한 광 경로를 도시하는 도면이다.
도 28은 개시된 주제의 양태에 따른 광학 펄스 신장기 내의 다양한 광 경로를 도시하는 도면이다.
도 29a 내지 도 29c는 개시된 주제의 양태에 따른 광학 펄스 신장기 내의 역반사 광선의 다양한 정렬로부터 초래되는 일부 가능한 패턴을 도시하는 도면이다.
도 30a 내지 도 30c는 개시된 주제의 양태에 따른 광학 펄스 신장기에서 역반사 광선을 정렬하기 위한 모듈 내의 개구 플레이트의 일부 양태를 도시하는 도면이다.
본 발명의 다양한 실시예의 구조 및 동작뿐만 아니라 본 발명의 추가적인 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 아래에서 상세히 설명된다. 본 발명은 본 명세서에 기술된 특정 실시예에 제한되지 않는다는 점에 유의한다. 이러한 실시예는 단지 예시의 목적으로 본 명세서에 제시된다. 추가 실시예는 본 명세서에 포함된 교시에 기초하여 관련 기술 분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다.

본 명세서는 본 발명의 특징을 포함하는 하나 이상의 실시예를 개시한다. 개시된 실시예(들)는 단지 본 발명을 예시한다. 본 발명의 범위는 개시된 실시예(들)에 제한되지 않는다. 본 발명은 본 명세서에 첨부된 청구항에 의해 규정된다.

기술된 실시예(들) 및 "일 실시예", "실시예", "모범적 실시예", "예시적인 실시예" 등의 명세서에서의 언급은 기술된 실시예(들)가 특정 특징, 구조, 또는 특성을 포함할 수 있음을 나타내지만, 모든 실시예가 반드시 특정 특징, 구조, 또는 특성을 포함하는 것은 아닐 수 있다. 더욱이, 이러한 문구는 반드시 동일한 실시예를 언급하는 것은 아니다. 또한, 특정 특징, 구조 또는 특성이 실시예와 관련하여 설명될 때, 다른 실시예와 관련하여 이러한 특징, 구조 또는 특성을 달성하고 관련시키는 것은 명시적으로 설명되는지 여부에 관계없이 통상의 기술자의 지식 범위 내에 있음을 이해해야 한다.

"밑에", "아래에", "하부", "상방", "위", "상부", "좌측", "우측" 등과 같은 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시된 바와 같이 하나의 요소 또는 특징의 다른 요소(들) 또는 특징(들)에 대한 관계를 설명하기 위해 본 명세서에서 설명의 용이성을 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시된 배향에 추가하여 사용 또는 동작 중의 장치의 다양한 배향을 포함하도록 의도된다. 장치는 다른 방향으로 배향될 수 있으며(90도 또는 다른 배향으로 회전) 본 명세서에서 사용되는 공간적으로 상대적인 설명자는 그에 따라 마찬가지로 해석될 수 있다.

특정 실시예를 더 상세히 설명하기 전에, 본 발명의 실시예가 구현될 수 있는 모범적 환경을 제시하는 것이 유익하다. 도 1을 참조하면, 포토리소그래피 시스템(100)은 조명 시스템(105)을 포함한다. 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 조명 시스템(105)은 펄스형 광 빔(110)을 생성하고 이를 웨이퍼(120) 상에 마이크로전자 피처를 패터닝하는 포토리소그래피 노광 장치 또는 스캐너(115)로 유도하는 광원을 포함한다. 웨이퍼(120)는 웨이퍼(120)를 유지하도록 구성되고, 소정 파라미터에 따라 웨이퍼(120)를 정확하게 위치결정하도록 구성되는 포지셔너(도시되지 않음)에 연결되는 웨이퍼 테이블(125) 상에 배치된다.

포토리소그래피 시스템(100)은 예를 들어 248 나노미터(nm) 또는 193 nm의 파장을 갖는 심자외선(DUV) 범위의 파장을 갖는 광 빔(110)을 사용한다. 웨이퍼(120) 상에 패터닝될 수 있는 마이크로전자 피처의 최소 크기는 광 빔(110)의 파장에 의존하며, 더 낮은 파장은 더 작은 최소 피처 크기를 허용한다. 광 빔(110)의 파장이 248 nm 또는 193 nm일 때, 마이크로전자 피처의 최소 크기는 예를 들어 50 nm 이하일 수 있다. 광 빔(110)의 대역폭은 광 빔(110)의 광학 에너지가 상이한 파장에 걸쳐 분포되는 방식에 대한 정보를 포함하는 광학 스펙트럼(또는 방출 스펙트럼)의 실제 순간 대역폭일 수 있다. 스캐너(115)는 예를 들어 하나 이상의 집광 렌즈, 마스크 및 대물렌즈 배치를 갖는 광학 배치를 포함한다. 마스크는 하나 이상의 방향을 따라, 예를 들어 광 빔(110)의 광학 축을 따라 또는 광학 축에 수직인 평면에서 이동가능하다. 대물렌즈 배치는 투영 렌즈를 포함하고 마스크로부터 웨이퍼(120) 상의 포토레지스트로의 이미지 전사가 일어날 수 있게 한다. 조명 시스템(105)은 마스크에 충돌하는 광 빔(110)에 대한 각도의 범위를 조정한다. 조명 시스템(105)은 또한 마스크를 가로지르는 광 빔(110)의 강도 분포를 균질화한다(균일화시킨다).

스캐너(115)는 다른 특징들 중에서 리소그래피 컨트롤러(130), 공조 장치 및 다양한 전기 구성요소용 전원을 포함할 수 있다. 리소그래피 컨트롤러(130)는 웨이퍼(120) 상에 층이 인쇄되는 방식을 제어한다. 리소그래피 컨트롤러(130)는 프로세스 레시피와 같은 정보를 저장하는 메모리를 포함한다. 프로세스 프로그램 또는 레시피는 예를 들어 노광에 영향을 미치는 다른 인자뿐만 아니라 사용된 마스크에 기초하여 웨이퍼(120) 상의 노광 길이를 결정한다. 리소그래피 동안, 광 빔(110)의 복수의 펄스가 조사 선량을 구성하도록 웨이퍼(120)의 동일한 영역을 조명한다.

포토리소그래피 시스템(100)은 또한 제어 시스템(135)을 포함하는 것이 바람직하다. 일반적으로, 제어 시스템(135)은 디지털 전자 회로, 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어 및 소프트웨어 중 하나 이상을 포함한다. 제어 시스템(135)은 또한 판독 전용 메모리 및/또는 랜덤 액세스 메모리일 수 있는 메모리를 포함한다. 컴퓨터 프로그램 명령어 및 데이터를 유형적으로 구현하기에 적합한 저장 장치는 예를 들어 EPROM, EEPROM 및 플래시 메모리 장치와 같은 반도체 메모리 장치; 내장 하드 디스크 및 이동식 디스크와 같은 자기 디스크; 광자기 디스크; 및 CD-ROM 디스크를 포함하여 모든 형태의 비휘발성 메모리를 포함한다.

제어 시스템(135)은 또한 하나 이상의 입력 장치(예를 들어, 키보드, 터치 스크린, 마이크로폰, 마우스, 휴대용 입력 장치 등) 및 하나 이상의 출력 장치(예를 들어, 스피커 또는 모니터)를 포함할 수 있다. 제어 시스템(135)은 또한 하나 이상의 프로그램가능한 프로세서, 및 하나 이상의 프로그램가능한 프로세서에 의한 실행을 위해 기계 판독가능 저장 장치에 유형적으로 구현된 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 제품을 포함할 수 있다. 하나 이상의 프로그램가능 프로세서는 입력 데이터에 대해 동작하고 적절한 출력을 생성함으로써 원하는 기능을 수행하기 위한 명령어의 프로그램을 각각 실행할 수 있다. 일반적으로, 프로세서는 메모리로부터 명령어 및 데이터를 수신한다. 전술한 것 중 임의의 것은 특별히 설계된 ASIC(주문형 집적 회로)에 의해 보완되거나 그에 통합될 수 있다. 제어 시스템(135)은 집중화되거나 포토리소그래피 시스템(100) 전체에 부분적으로 또는 전체적으로 분산될 수 있다.

도 2를 참조하면, 조명 시스템(105) 내의 예시적인 레이저 소스 시스템은 광 빔(110)으로서 펄스형 레이저 빔을 생성하는 펄스형 레이저 소스이다. 도 2는 개시된 주제의 특정 양태의 실시예에 따른 가스 방전 레이저 시스템을 예시적으로 그리고 블록도로 도시한다. 가스 방전 레이저 시스템은 예를 들어 고체 상태 또는 가스 방전 시드 레이저 시스템(140), 증폭 스테이지, 예를 들어 파워 링 증폭기("PRA") 스테이지(145), 릴레이 광학장치(150) 및 레이저 시스템 출력 서브시스템(160)을 포함할 수 있다. 시드 시스템(140)은, 예를 들어 마스터 오실레이터("MO") 챔버(165)를 포함할 수 있다.

시드 레이저 시스템(140)은 또한 마스터 오실레이터 출력 커플러("MO OC")(175)를 포함할 수 있으며, 이는 라인 협소화 모듈("LNM")(170)의 반사 격자(도시되지 않음)와 함께 시드 레이저(140)가 발진하여 시드 레이저 출력 펄스를 형성하는 오실레이터 캐비티를 형성하는, 즉 마스터 오실레이터("MO")를 형성하는 부분 반사 미러를 포함할 수 있다. 시스템은 또한 라인 중심 분석 모듈("LAM")(180)을 포함할 수 있다. LAM(180)은 미세 파장 측정을 위한 에탈론 분광계 및 거친 분해능 격자 분광계를 포함할 수 있다. MO 웨이브프론트 엔지니어링 박스(wavefront engineering box)("WEB")(185)는 MO 시드 레이저 시스템(140)의 출력을 증폭 스테이지(145)를 향해 재지향시키는 역할을 할 수 있고, 예를 들어 다중 프리즘 빔 확장기(도시되지 않음)를 이용한 빔 확장 및 예를 들어 광학 지연 경로(도시되지 않음) 형태의 코히어런스 부스팅을 포함할 수 있다.

증폭 스테이지(145)는, 예를 들어 PRA WEB(210)에 통합될 수 있고 빔 리버서(220)에 의해 챔버(200) 내의 게인 매체를 통해 다시 재지향될 수 있는 예를 들어 시드 빔 주입 및 출력 커플링 광학장치(도시되지 않음)에 의해 형성되는 오실레이터일 수도 있는 예를 들어 PRA 레이징 챔버(200)를 포함할 수 있다. PRA WEB(210)는 공칭 동작 파장(예를 들어, ArF 시스템에 대해 약 193 nm)을 위한 최대 반사 미러 및 부분 반사 입력/출력 커플러(도시되지 않음)와 하나 이상의 프리즘을 통합할 수 있다.

증폭 스테이지(145)의 출력에 있는 대역폭 분석 모듈("BAM")(230)은 증폭 스테이지로부터 펄스의 출력 레이저 광 빔을 수취하고 계측 목적을 위해, 예를 들어 대역폭 및 펄스 에너지를 측정하기 위해 광 빔의 일부를 픽 오프(pick off)할 수 있다. 펄스의 레이저 출력 광 빔은 그 후 광학 펄스 신장기("OPuS")(240) 및 펄스 에너지 미터의 위치일 수도 있는 출력 조합 오토셔터 계측 모듈(output combined autoshutter metrology module)("CASMM")(250)을 통과한다. OPuS(240)의 하나의 목적은 예를 들어 단일 출력 레이저 펄스를 펄스 열로 변환하는 것일 수 있다. 원래의 단일 출력 펄스로부터 생성된 2차 펄스는 서로에 대해 지연될 수 있다. 원래의 레이저 펄스 에너지를 2차 펄스 열로 분배함으로써, 레이저의 유효 펄스 길이는 확장될 수 있는 동시에 피크 펄스 강도가 감소될 수 있다. 따라서 OPuS(240)는 BAM(230)을 통해 PRA WEB(210)으로부터 레이저 빔을 수취하고 OPuS(240)의 출력을 CASMM(250)으로 지향시킬 수 있다. 다른 실시예에서 다른 적절한 배치가 사용될 수 있다.

PRA 레이징 챔버(200) 및 MO(165)는 전극 사이의 전기 방전이 레이징 가스에서 레이징 가스 방전을 야기하여 예를 들어 Ar, Kr 및/또는 Xe를 포함하는 고에너지 분자의 반전된 집단을 생성하여, 본 기술 분야에 공지된 바와 같이 라인 협소화 모듈(''LNM'')(170)에서 선택된 비교적 매우 좁은 대역폭 및 중심 파장으로 라인 협소화될 수 있는 비교적 광대역 방사선을 생성할 수 있는 챔버로서 구성된다.

전형적으로, LNM에서 조정이 일어난다. 라인 협소화 및 레이저의 조정에 사용되는 전형적인 기술은 레이저 빔의 일부가 LNM으로 통과하는 레이저의 방전 캐비티의 후방에 창을 제공하는 것이다. 거기에서, 빔의 일부는 프리즘 빔 확장기에 의해 확장되고 레이저의 더 넓은 스펙트럼의 좁게 선택된 부분을 그것이 증폭되는 방전 챔버로 다시 반사시키는 격자로 지향된다. 레이저는 전형적으로 예를 들어 압전 액추에이터와 같은 액추에이터를 사용하여 빔이 격자를 조명하는 각도를 변경함으로써 조정된다.

동작 시, OPuS(240)는 주어진 펄스 지속시간 및 TIS를 갖는 엑시머 또는 다른 가스 방전 레이저, 예를 들어 분자 불소 가스 방전 레이저를 여러 피크 및 더 큰 TIS를 갖는 더 긴 펄스로 신장시킨다.

도 3은 본 개시내용의 일부 실시예에 따른 제1 광학 펄스 신장기(401a) 및 제2 광학 펄스 신장기(401b)를 갖는 광학 펄스 신장기(401)의 예의 정면도의 개략도이다. 광학 펄스 신장기(401)는 입력 빔 펄스(411)를 수취하고 그것을 신장시켜 신장된 출력 빔 펄스(413)를 출력한다.

일부 실시예에 따르면, 그리고 아래에서 더 자세히 논의되는 바와 같이, 제2 광학 펄스 신장기(401b)는 공초점 광학 펄스 신장기의 2개 이상(예를 들어, 3개)의 스테이지를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 공초점 광학 펄스 신장기의 이들 3개의 스테이지는 제2 광학 펄스 신장기(401b)에서 서로 대략 평행하게 위치결정될 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 광학 펄스 신장기(401b)는 제1 광학 펄스 신장기(401a)에 대해 수직 또는 대략 수직으로 위치결정될 수 있다. 즉, 일부 실시예에서, 제1 광학 펄스 신장기(401a)(예를 들어, 수직으로 위치결정될 수 있는 직교 광학 펄스 신장기)는 도면에서 수직으로 위치결정되는 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 공초점 광학 펄스 신장기의 2개 이상(예를 들어, 3개)의 스테이지에 대해 수직 또는 대략 수직으로 위치결정된다. 일부 실시예에 따르면, 제2 광학 펄스 신장기(401b)는 추가적인 광 지연을 제공하도록 설계된다.

일부 실시예에 따르면, 확장된 광학 펄스 신장기(401)는 2개 이상의 공초점 광학 펄스 신장기를 조합한다. 예를 들어, 확장된 광학 펄스 신장기(401)는 광학 회로 구성당 4회 반사, 4회 반사, 12회 반사 및 12회 반사의 조합으로 공초점 광학 펄스 신장기를 조합한다. 일부 실시예에 따르면, 상이한 미러 분리 및 지연 경로 길이(예를 들어, 4회 반사 및 12회 반사 지연 길이)의 조합의 포함은 매우 긴 펄스 신장 및 최소 효율 손실을 초래할 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 제2 광학 펄스 신장기(401b)는 공초점 광학 펄스 신장기의 3개의 스테이지를 포함할 수 있다. 그러나, 본 개시내용의 실시예는 이러한 예로 제한되지 않으며, 제2 광학 펄스 신장기(401b)는 공초점 광학 펄스 신장기의 다른 개수의 스테이지를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제1 스테이지는 2개의 미러를 갖는 것으로 설명된다. 그러나, 본 개시내용의 실시예는 이들 예에 제한되지 않고 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제1 스테이지는 다른 개수(예를 들어, 2개 이상) 및/또는 구성의 미러를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제1 스테이지에서 사용되는 복수의 미러는 그들 사이에서 레이저 빔의 4회 반사를 생성하도록 구성된다.

일부 예에서, 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제2 스테이지는 4개의 미러를 갖는 것으로 설명된다. 그러나, 본 개시내용의 실시예는 이들 예에 제한되지 않고 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제2 스테이지는 다른 개수(예를 들어, 4개 이상) 및/또는 구성의 미러를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제2 스테이지에서 사용되는 복수의 미러는 그들 사이에서 레이저 빔의 12회 반사를 생성하도록 구성된다.

일부 예에서, 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제3 스테이지는 4개의 미러를 갖는 것으로 설명된다. 그러나, 본 개시내용의 실시예는 이들 예에 제한되지 않고 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제3 스테이지는 다른 개수(예를 들어 4개 이상) 및/또는 구성의 미러를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제3 스테이지에서 사용되는 복수의 미러는 그들 사이에서 레이저 빔의 12회 반사를 생성하도록 구성된다.

일부 실시예에 따르면, 제1 광학 펄스 신장기(401a) 및 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 스테이지는 광학적 지연이 제1 광학 펄스 신장기(401a)로부터 제2 광학 펄스 신장기(401b)까지 증가하도록 설계된다. 또한, 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 각각의 스테이지의 광학적 지연은 제1 스테이지로부터 제3 스테이지까지 증가한다. 예를 들어, 제1 광학 펄스 신장기(401a)(예를 들어, 직교 광학 펄스 신장기)는 광학적 지연을 가질 수 있다. 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제1 스테이지는 제1 광학 펄스 신장기(401a)의 광학적 지연 이상의 제1 광학적 지연을 가질 수 있다. 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제2 스테이지는 제1 광학적 지연 이상의 제2 광학적 지연을 가질 수 있다. 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제3 스테이지는 제2 광학적 지연 이상의 제3 광학적 지연을 가질 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 광학적 지연은 빔이 광학 펄스 신장기 내에서 진행하는 거리에 기초하여 결정될 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제1 스테이지는 미러 사이에서 레이저 빔의 4회 반사를 생성하는 2개의 미러(예를 들어, 도 3의 미러(501 및 502)의 2개의 하부 미러)를 포함하는 광학 설계를 가질 수 있다. 이 예는 2개의 미러로 설명되지만, 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제1 스테이지는 다른 개수의 미러(예를 들어, 2개 이상의 미러)를 포함할 수 있다. 이들 미러는 미러 사이에서 레이저 빔의 4회 반사를 생성하도록 위치결정될 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제1 스테이지의 2개의 미러는 약 2m 내지 4m의 물리적 거리만큼 서로로부터 분리될 수 있다. 예를 들어, 물리적 거리는 약 2.5m 내지 3.5m일 수 있다. 이러한 거리는 단지 예로서 제공되며 다른 실시예에서 다른 거리가 사용될 수 있다. 일부 예에서, 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제1 스테이지는 예를 들어 약 60ns 내지 80ns의 광학적 지연을 갖는 광학 펄스 신장이 가능할 수 있다. 예를 들어, 광학적 지연은 약 65ns 내지 75ns이다. 예를 들어, 약 70ns 내지 75ns의 광학적 지연이다. 2개의 미러 사이의 예시적인 물리적 거리 및 제공된 예시적인 광학적 지연이 본 개시내용의 실시예를 제한하지 않는다는 점에 유의한다. 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제1 스테이지는 다양한 다른 물리적 거리 및/또는 다양한 광학적 지연이 달성되도록 설계될 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제1 스테이지의 미러(예를 들어, 미러(501, 502)의 2개의 하부 미러)는 직사각형 오목 미러를 포함할 수 있다. 예를 들어, 2개의 큰 직사각형 오목 미러가 사용될 수 있지만 다른 실시예에서는 다른 형상이 사용된다. 일부 실시예에 따르면, 미러의 반사 표면은 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제1 스테이지의 2개의 미러(예를 들어, 미러(501 및 502)의 2개의 하부 미러의 표면) 사이의 거리가 2개의 미러 각각의 곡률 반경과 동일하도록(또는 거의 동일하도록) 구형으로 오목할 수 있다. 예를 들어, 미러는 텔레센트릭 설계에 기초하여 설계되고 위치결정될 수 있다. 오목 미러는 일부 실시예에 따라 직교 팁-틸트 조정 및 또한 Z축(예를 들어, 빔의 전파 방향) 조정을 갖도록 설계될 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제1 스테이지는 추가적인 광학 요소를 포함할 수 있다. 일 예에서, 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제1 스테이지는 레이저 빔을 분할하고 레이저 빔의 복제를 생성하는 데 사용되는 빔 스플리터를 포함할 수 있다. 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제1 스테이지의 빔 스플리터는 예를 들어 약 45% 내지 65%의 반사율을 가질 수 있다. 일부 예에서, 빔 스플리터는 약 50% 내지 60%의 반사율을 가질 수 있다. 그러나 본 개시내용의 실시예는 이러한 예에 제한되지 않으며 반사율의 다양한 다른 값이 사용될 수 있다. 일부 예에서, 빔 스플리터의 반사율은 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제1 스테이지에서 사용되는 미러의 반사율에 의존하고 및/또는 그에 기초하여 계산될 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제2 스테이지는 미러 사이에서 레이저 빔의 12회 반사를 생성하는 4개의 미러(예를 들어, 도 3의 미러(501 및 502)의 4개의 중간 미러)를 포함하는 광학 설계를 가질 수 있다. 이 예는 4개의 미러로 설명되지만, 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제2 스테이지는 다른 개수의 미러(예를 들어, 4개 이상의 미러)를 포함할 수 있다. 이들 미러는 미러 사이에서 레이저 빔의 12회 반사를 생성하도록 위치결정될 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제2 스테이지의 미러의 2개의 쌍은 약 2m 내지 4m의 물리적 거리만큼 서로로부터 분리될 수 있다. 예를 들어, 물리적 거리는 약 2.5m 내지 3.5m일 수 있다. 이러한 거리는 단지 예로서 제공되며 다른 실시예에서 다른 거리가 사용될 수 있다. 일부 예에서, 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제2 스테이지는 예를 들어 약 170ns 내지 210ns의 광학적 지연을 갖는 광학 펄스 신장이 가능할 수 있다. 예를 들어, 광학적 지연은 약 180ns 내지 190ns이다. 예를 들어, 약 185ns 내지 195ns의 광학적 지연이다. 2쌍의 미러 사이의 예시적인 물리적 거리 및 제공된 예시적인 광학적 지연은 본 개시내용의 실시예를 제한하지 않는다는 점에 유의한다. 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제2 스테이지는 다양한 다른 물리적 거리 및/또는 다양한 광학적 지연이 달성되도록 설계될 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제2 스테이지의 미러(예를 들어, 미러(501, 502)의 4개의 중간 미러)는 직사각형 오목 미러를 포함할 수 있다. 예를 들어, 4개의 큰 직사각형 오목 미러가 사용될 수 있지만 다른 실시예에서는 다른 형상이 사용된다. 일부 실시예에 따르면, 미러의 반사 표면은 제2 광학적 펄스 신장기(401b)의 제2 스테이지의 미러의 2개의 쌍(예를 들어, 미러(501, 502)의 중간 미러의 2개의 쌍의 표면) 사이의 거리가 4개의 미러 각각의 곡률 반경과 동일하도록(또는 거의 동일하도록) 구형으로 오목할 수 있다. 예를 들어, 미러는 텔레센트릭 설계에 기초하여 설계되고 위치결정될 수 있다. 오목 미러는 일부 실시예에 따라 직교 팁-틸트 조정을 갖도록 설계될 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제2 스테이지는 추가적인 광학 요소를 포함할 수 있다. 일 예에서, 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제2 스테이지는 레이저 빔을 분할하고 레이저 빔의 본제를 생성하는 데 사용되는 빔 스플리터(도 3의 빔 스플리터(503)의 중간 빔 스플리터)를 포함할 수 있다. 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제2 스테이지의 빔 스플리터는 예를 들어 약 45% 내지 65%의 반사율을 가질 수 있다. 일부 예에서, 빔 스플리터는 약 50% 내지 60%의 반사율을 가질 수 있다. 그러나 본 개시내용의 실시예는 이러한 예에 제한되지 않으며 반사율의 다양한 다른 값이 사용될 수 있다. 일부 예에서, 빔 스플리터의 반사율은 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제2 스테이지에서 사용되는 미러의 반사율에 의존하고 및/또는 그에 기초하여 계산될 수 있다.

광학 펄스 신장기에 관한 다른 세부 사항은 2008년 5월 6일에 발행된 "Laser Output Light Pulse Stretcher"라는 제목의 미국 특허 제7,369,597호로부터 얻을 수 있으며, 그 전체 내용은 본 명세서에 참조로 포함된다.

도 4는 본 개시내용의 일부 실시예에 따른 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 레이저 빔의 경로의 일부에 대한 개략도를 도시한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제1 광학 펄스 신장기(401a)의 스테이지를 사용하여 광학적으로 신장된 레이저 빔(601)이 제2 광학 펄스 신장기(401b)에 입사한다. 제1 빔 스플리터(503a)를 사용하여, 레이저 빔(601)은 레이저 빔(603)과 레이저 빔(605)으로 분할된다. 레이저 빔(605)은 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제2 스테이지에 입사한다. 레이저 빔(603)은 2개의 미러를 포함하는 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제1 스테이지에 입사한다. 도 5a에 도시된 바와 같이 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제1 스테이지의 2개의 미러(501a, 502a)로부터의 4회 반사 후, 레이저 빔의 일부는 빔 스플리터(503a)로부터 반사됨으로써 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제2 스테이지에 입사하고, 빔의 나머지는 광학 펄스 신장기(400) 내부에서 계속해서 추가로 루프될 것이다.

레이저 빔(605)(및/또는 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제1 스테이지로부터의 레이저 빔)은 레이저 빔(607)과 레이저 빔(609)으로 분할된다. 레이저 빔(609)은 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제3 스테이지에 입사한다. 레이저 빔(607)은 도 5b에 도시된 바와 같이 4개의 미러(501c, 501b, 502b 및 501c)를 포함하는 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제2 스테이지에 입사한다. 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제2 스테이지의, 번호 1 내지 12로 식별되는, 4개의 미러로부터의 12회 반사 후에, 레이저 빔의 일부는 빔 스플리터(503b)로부터 반사됨으로써 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제3 스테이지에 입사한다.

레이저 빔(609)(및/또는 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제2 스테이지로부터의 레이저 빔)은 레이저 빔(611)과 레이저 빔(613)으로 분할된다. 레이저 빔(613)은 미러(505a, 505b)를 사용하여 반사되어 다시 제1 광학 펄스 신장기(401a)로 돌아간다. 레이저 빔(611)은 4개의 미러를 포함하는 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제3 스테이지에 입사한다. 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제3 스테이지의 4개의 미러로부터의 12회 반사 후에, 레이저 빔의 일부는 빔 스플리터(503c) 및 폴딩 미러(505a 및 505b)(도 4)를 사용하여 제1 광학 펄스 신장기(401a)를 향해 반사된다.

도 6은 본 개시내용의 일부 실시예에 따른 제2 광학 펄스 신장기(401b)에서의 레이저 빔의 경로의 일부 및 제2 광학 펄스 신장기(401b)에서 사용되는 미러의 일부의 개략도를 도시한다.

도 6에는, 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 일측에 있는 5개의 미러가 도시되어 있다. 일부 실시예에 따르면 거의 대칭 배치가 제2 광학 펄스 신장기(401b)에도 존재함을 이해할 것이다. 이 예에서, 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제1 스테이지의 미러(502a)가 도시되어 있다. 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제1 스테이지의 다른 측에 미러(예를 들어, 미러(501a))가 있으며, 이는 이 도면에는 도시되지 않는다. 이 예에서, 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제2 스테이지의 한 쌍의 미러(502b, 502c)가 도시된다. 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제2 스테이지의 다른 측에 다른 한 쌍의 미러(예를 들어, 한 쌍의 미러(501b, 501c))가 있으며, 이는 이 도면에는 도시되지 않는다. 또한, 본 예에서, 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제3 스테이지의 한 쌍의 미러(502d, 502e)가 도시된다. 제2 광학 펄스 신장기(401b)의 제3 스테이지의 다른 측에 다른 한 쌍의 미러(예를 들어, 한 쌍의 미러(501d, 501e))가 도시되며, 이는 이 도면에는 도시되지 않는다.

다음 설명은 설명을 진척시키기 위한 구체적인 예를 갖기 위해 중심축에 대해 거의 좌우 대칭인 2개의 뱅크에 미러와 같은 OPuS 내의 광학 구성요소가 배치되는 배치에 관한 것이다. 그러나, 여기에 설명된 원리는 여기에 설명된 특정 예가 제한적이지 않도록 다른 배치에 적용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 여기서 확실시되는 바와 같이, "거의 대칭" 및 "실질적으로 대칭"은 OpuS가 그 의도된 목적을 위해 기능할 수 있고 아래에 설명된 바와 같은 이미지 통합 모듈이 모든 미러를 동시에 "볼" 수 있을 만큼 충분히 대칭적임을 의미한다. 실시예의 양태에 따르면, 이러한 배치에서, 이미지 통합 모듈은 이 예에서는 오목 미러인 좌측 광학장치 및 우측 광학장치 양자 모두로부터 오브젝트 광선을 집광하도록 배치된다. 따라서, 이 배치에서는, 몇 개의 좌우 미러 쌍이 있다. 카메라와 렌즈 시스템을 포함하는 카메라 시스템이 밀봉된 OPuS 인클로저 외부에 위치결정된다. 카메라는 스펙트럼의 가시 부분, 즉 약 380 내지 약 700 nm의 파장 범위에 있는 광에 투명한 밀봉 창을 통해 광선을 집광하도록 배치된다. 광선은 미러 쌍의 좌측 오목 미러에서 시작되는 이미지의 절반과 미러 쌍의 우측 오목 미러에서 시작되는 이미지의 나머지 절반으로 이미지를 생성한다.

이러한 배경에서, OPuS에서 광학 요소를 정렬하는 종래의 방법을 도 7과 관련하여 설명한다. 도 7에서 보이는 바와 같이, OPuS(700)는 인클로저(710)를 포함한다. 인클로저(710) 내에는 광학 요소(720, 730, 740, 750)가 위치결정된다. 이러한 광학 요소는 예를 들어 미러일 수 있다. 이러한 광학 요소는 진입하는 빔이 적절한 위치에서 광학 요소에 부딪히도록 정렬되어야 한다. 이 정렬 절차를 수행하기 위해, 인클로저(710)가 개방되고 정렬 카드(760)가 광학 요소 중 하나, 도면에서는 광학 요소(750)의 광학 표면의 위치에 인접하게 배치된다. 그 후 광학 요소는 빔이 정렬 카드(760) 상의 적절한 위치에 떨어지도록 정렬된다. 전술한 바와 같이, 이 방법은 인클로저(710)를 개방하고 퍼지를 중단할 필요성 및 오퍼레이터가 개방 빔 상황에서 인클로저(710) 내에 그들의 손을 삽입해야 할 필요성-이는 오퍼레이터의 손을 자외선에 노출시킬 수 있음-과 같은 몇 가지 단점을 수반한다. 이는 또한 광학적 오염의 위험을 증가시키고 결과적으로 광학장치의 유용한 수명을 감소시킨다.

일 실시예의 양태에 따르면, 도 8a에 도시된 바와 같이, 개선된 정렬 방법을 가능하게 하는 OPuS(800)은 인클로저(810)를 포함한다. 인클로저(810) 내부에는 광학 피처(820, 830, 840, 850)가 위치된다. 인클로저(810)의 중앙 부분에는 이미지 통합 모듈(860)이 위치된다. 아래에서 더 자세히 설명되지만, 이 이미지 통합 모듈(860)은 광학 피처로부터 광을 집광하고 밀봉 창(870)과 렌즈(880)를 통해 카메라(890)에 광을 제공한다. 사실상, 카메라(890)는 인클로저(810)를 개방할 필요 없이 동시에 인클로저(810) 내의 모든 광학 피처를 "본"다. 이는 종래 방법의 단점을 피하면서 OPuS(800)의 정렬 상태를 지속적으로 관찰할 수 있게 한다. 일부 실시예에서, 이미지 통합 모듈(860)은 이용가능한 시야를 최대화하기 위해 가능한 한 카메라 시스템에 가깝게 배치된다. 요소(835, 855)는 아래에서 더 상세하게 설명되는 조정기이다. 도 8b는 도 8b에 도시된 배치와 관련하여 이미지 통합 모듈(860)의 배치를 도시한다. 역시, 번호 1 내지 12는 4개의 미러로부터의 12회 반사의 위치를 나타낸다.

도 9a는 일 실시예의 양태에 따른 이미지 통합 모듈(860)의 가능한 구현예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 이미지 통합 모듈(860)은 한 쌍의 미러 프리즘(910, 920)으로서 구현될 수 있다. 프리즘(910)은 적어도 하나의 광학 피처(820)를 포함하는 관심 영역(825)으로부터 광을 수광하고 광을 밀봉 창(870)을 통해 도시된 바와 같이 재지향시키도록 배치된다. 유사하게, 프리즘(920)은 관심 영역(835)으로부터 광을 수광하고 광을 밀봉 창(870)을 통해 도시된 바와 같이 재지향시키도록 배치된다. 따라서, 밀봉 창(870)의 다른 측에 배치된 카메라 및 하나 이상의 렌즈를 포함하는 카메라 시스템은 좌측 관심 영역(825) 및 우측 관심 영역(835) 양자 모두로부터 이미지 형성 광을 동시에 수광한다. 즉, 이미지 통합 모듈(860)은 좌측 광학 피처 및 우측 광학 피처 양자 모두로부터 오브젝트 광선을 집광한다. 밀봉된 OPuS 인클로저(820) 외부에 위치결정된 카메라 및 렌즈 시스템은 가시적인 투명 밀봉 창을 통해 오브젝트 광선을 집광하고 이미지를 생성하며, 이미지의 절반은 좌측 광학 피처로부터 오고 다른 절반은 우측 광학 피처로부터 온다.

도 9b는, 이미지 통합 모듈(860)이 적어도 하나의 광학 피처를 포함하는 좌측 관심 영역(825) 및 적어도 하나의 광학 피처를 포함하는 우측 관심 영역(835) 양자 모두로부터 광을 수광하고 광을 위치 A로 재지향시키며, 이 위치 A로부터 좌측 관심 영역(825)의 이미지인 가상 오브젝트(825a) 및 우측 관심 영역(835)의 이미지인 가상 오브젝트(835a)가 병치되도록, 즉 나란이 위치결정되도록 나타나며, 따라서 이들을 위치 A에 배치된 단일 카메라 시스템에 의해 동시에 볼 수 있는 방식을 도시하는 도면이다.

일 실시예의 양태에 따르면, 이미지 통합 모듈(860)은 또한 한 쌍의 미러면을 사용해서 구현될 수 있다. 일 예로서, 미러(950)가 도 10에 도시되어 있으며, 다른 미러는 축(970)을 가로질러 실질적으로 대칭으로 배치된다. 이러한 배치에서의 최대 시야를 위한 조건은 도 10에 도시된 바와 같이 기하학적으로도 수립된다. 도면에서, h는 관심 필드(960)의 높이이고, d는 필드의 중심과 미러(950)의 중심 사이의 수직 거리이며, s는 필드와 미러(950) 사이의 수평 거리이다. 도면의 상부는 미러 아래(도면에서)에서 본 가상 이미지의 위치이다. 관심 필드(960)에 평행한 라인(980)과 미러(950)의 중심을 통과하는 라인 사이의 최대 시야에 대한 각도(θs)는 다음 관계로 주어진다:

따라서, 광학적 수직에 대한 미러(950)의 경사각인 각도(θs)는 다음과 같이 주어진다:

언급한 바와 같이, 이미지 통합 모듈(860)은 다수의 방식 중 임의의 하나로 구현될 수 있다. 일부 실시예의 양태에 따르면, 이미지 통합 모듈(860)은 도 9에 도시된 바와 같이 한 쌍의 프리즘(910, 920)으로서 또는 도 11a에 도시된 바와 같이 2개의 미러면(1010, 1020)을 갖는 단일 프리즘(1000)으로서 또는 도 11b에 도시된 바와 같이 2개의 편평한 사면 미러(1030, 1040)로서 구현될 수 있다. 그러나, 이미지 통합 모듈(860)이 구현되고, 일부 실시예에서 광학 요소 또는 미러면 사이의 간극은 도 11c에 도시된 바와 같이 시야 부분이 간극으로 상실되어 낭비되지 않도록 최소화된다. 도 11c에서, 화살표 A는 광학 피처 중 하나, 예를 들어 미러로부터의 시야를 나타내고, 화살표 B는 다른 쌍을 이룬 광학 피처로부터의 시야를 나타내며, 화살표 C는 프리즘(910, 920) 사이의 간극으로 인해 상실되는 시야를 나타낸다.

도 9a는 밀봉 창(870)을 통과하는 광이 직선으로 렌즈 시스템(880)으로 직접 진행하는 배치를 도시한다. 일부 실시예의 경우, 밀봉 창(870)으로부터 렌즈 시스템(880)으로의 경로에 추가 광학 요소를 삽입하는 것이 유리할 수 있다. 예를 들어, 도 12a는 폴딩 미러(1100)가 광학 경로를 폴딩하여 더 콤팩트한 배치를 제공할 가능성을 생성하기 위해 이 경로에 놓이는 배치를 도시한다. 도 12a의 배치에서, 미러(1100)는 더 큰 시야를 얻기 위해 인클로저 내에 위치결정된다. 이 배치는 또한 이미지 배향을 조정하고 필드의 크기 및 형상과 카메라의 이미지 센서의 일치를 개선하는 능력을 제공한다. 도 12b는 프리즘(910a, 920a)이 부분적으로 회전되어 광 경로를 폴딩하는 배치를 도시한다. 도 12b는, 이미지 통합 모듈(860a)이 좌측 관심 영역(825) 및 우측 관심 영역(835) 양자 모두로부터 광을 수신하고 광을 위치 B로 재지향시키며, 위치 B로부터 좌측 관심 영역(825)의 이미지인 가상 오브젝트(825b) 및 우측 관심 영역(835)의 이미지인 가상 오브젝트(835b)가 병치되도록, 즉 나란히 위치결정되도록 나타나며, 따라서 이들을 위치 B에 배치된 단일 카메라 시스템에 의해 동시에 볼 수 있는 방식을 도시한다. 도시된 바와 같이, 이 배치는 또한 이미지 배향을 조정하고 필드의 크기 및 형상과 카메라의 이미지 센서의 일치를 개선하는 능력을 제공한다.

일부 실시예의 경우, 정렬 피처를 제공하고 자외선 흡수에 의해 생성된 형광으로부터의 (카메라에 대한) 가시광선을 사용함으로써 관심 영역의 가시성을 향상시키는 것이 또한 유리할 수 있다. 정렬될 광학 요소로서 다이크로익 미러의 예를 사용하여, 일반적으로 미러는 지지부(1310) 및 적어도 하나의 정렬 피처(1320)를 포함하는 미러 지지 플레이트(1300)에 의해 지지된다. 일부 실시예에 따르면, 도 13에 도시된 바와 같이, 다이크로익 미러 어셈블리(1330)는 도 13b에 도시된 바와 같이 가시광선을 투과시키는 기판(1340) 및 UV 반사 코팅(1360)을 포함한다(도 13d). 다이크로익 미러 어셈블리(1330)는 도 13c 및 도 13d에 도시된 샌드위치 유사 구조를 생성하도록 미러 지지 플레이트(1300)의 상단에 중첩된다. 다이크로익 미러 어셈블리(1330)에 부딪히는 UV 방사선은 아래에서 더 상세히 설명되는 방식으로 가시 빔 형광 풋프린트(1350)를 생성할 것이다. 자외 방사선 및 후방 정렬 피처에 의해 생성된 형광은 예를 들어 가시 스펙트럼 범위에서 동작하는 카메라에 의해 관찰될 수 있다. 미러 또는 기판을 통해 형광 및 정렬 피처의 위치를 비교함으로써, 시스템은 아래 설명된 바와 같이 쉽게 정렬될 수 있다. 이 예에서는 가시광선이 사용되지만, 스펙트럼의 가시광 부분 외부의 방사선이 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

다양한 실시예의 양태에 따르면, 조명된 빔 풋프린트는 다수의 상이한 방식 중 임의의 하나로 UV에 대한 노출시 생성될 수 있다. 예를 들어, 도 14a에 도시된 바와 같이, UV 반사 코팅(1360)은 UV에 노출될 때 고유 형광 특성을 나타내는 것으로 선택될 수 있다. 이는 도 14a 내지 도 14d에서 두꺼운 화살표가 입사하는 UV 방사선을 나타내고 물결 모양 화살표가 형광에 의해 생성된 광을 나타내는 것으로 도시되어 있다. 대안적으로, 도 14b에 도시된 바와 같이, 기판(1340)의 후방 표면에는 반사 코팅(1360)을 통한 UV의 누설에 의해 광이 생성되는 형광 코팅(1370)이 제공될 수 있다. 기판(1340)을 언급할 때 "후방 표면"이라는 용어는 진입하는 UV 방사선으로부터 먼 쪽을 향하는 기판 표면을 의미한다. 대안적으로, 도 14c에 도시된 바와 같이, 지지부(1310)의 전방 표면에는 반사 코팅(1360)을 통해 UV의 누설에 의해 광이 생성되는 형광 코팅(1380)이 제공될 수 있다. 지지부(1310)를 언급할 때 "전방 표면"이라는 용어는 진입하는 UV 방사선의 방향을 향하는 지지 표면을 의미한다. 대안적으로, 도 14d에 도시된 바와 같이, 지지부(1310)는 반사 코팅(1360)을 통한 UV의 누설에 의해 광이 생성되는 형광 재료로 이루어질 수 있다.

도 15a는 정렬 피처(1320)를 갖는 미러 지지 플레이트(1300)의 상단에 중첩된 다이크로익 미러 어셈블리(1330)의 평면도이다. 정렬 피처(1320)를 갖는 미러 지지 플레이트(1300)는 다이크로익 미러 어셈블리(1330) 뒤에 있기 때문에 가상선으로 도시되어 있다. 다이크로익 미러 어셈블리(1330)에 부딪히는 UV 방사선은 설명된 바와 같이 가시 빔 형광 풋프린트(1350)를 생성한다. 도 15a는 형광 풋프린트(1350)가 정렬 피처(1320)와 충분히 일치하지 않는 정렬되지 않은 위치를 도시한다. 도 15b는 형광 풋프린트(1350)가 정렬 피처(1320)와 충분히 일치하는 정렬된 위치를 도시한다. 이는 형광으로 인해 UV 풋프린트와 정렬 피처의 상대적인 위치결정을 빛나게 해서 드러내는 올바른 위치(예에서는 2개)에서 다이크로익 미러 어셈블리(1330)에 UV 빔이 도달하도록 정렬에 의해 달성된다. 정렬을 수정하기 위해, 빔이 모든 미러의 올바른 위치에 도달하도록 하나 이상의 미러의 배향이 조정된다. 정렬 피처와 나란히 놓이는 빔 도달의 이미지는 카메라에 의해 촬상되는데, 즉 오퍼레이터가 정렬 동작을 수행하는 동안 볼 수 있는 디지털 이미지로 변환된다.

일부 실시예에 따르면, 펄스 신장기의 정렬은 미러의 적어도 일부가 조정가능할 것을 요구하는데, 예를 들어 4개의 미러 배치의 경우에, 4개의 이미징 릴레이 미러 중 적어도 2개가 조정가능할 수 있다. 2개의 조정가능한 미러 각각은 총 4개의 자유도를 생성하는 팁/틸트 조정을 갖는다. 2개의 조정가능한 미러는 시스템의 공초점 설계로 인해 OPuS의 대향 단부에 위치될 수 있다. 조정가능한 미러는 또한 일부 실시예에 따라 Z축(예를 들어, 빔의 전파 방향) 조정으로 설계될 수 있다.

전형적으로, 정렬을 수행하기 위한 이러한 구성요소에 대한 조정은 조정기(855 및 835)(도 8a)와 같은 벽 관통 조정기("TWA")를 사용하여 이루어진다. 이는 광학장치 또는 모듈을 팁핑(tiping)하거나 틸팅(tilting)하거나 병진시키기 위해 수조작 육각 드라이버의 사용을 수반한다. TWA는 예를 들어 밀봉된 기계적 피드스루(feed through)를 통해 커버를 통해 접근하는 것과 같이 특정 조정에 대한 밀봉된 기계적 피드스루를 제공할 수 있다. 수동 작동 TWA 대신 전기 작동 TWA를 사용하여 조정을 수행할 수도 있다. 모터가 TWA에 기계적으로 연결된다. 예를 들어, 모터는 모터가 샤프트를 회전시킬 때 육각 드라이버 또한 회전하여 TWA의 단부가 샤프트의 회전 방향에 따라 그 축을 따라 병진하게 하도록 육각 어댑터가 부착되는 샤프트를 가질 수 있다. 전기 작동 TWA의 사용은 카메라(890)로부터의 디지털 이미지가 제어 시스템(135)(도 1)에 전달되고 제어 시스템은 다시 이미지를 분석하고 TWA를 작동시켜 정렬을 실행하는 정렬 프로세스의 자동화를 가능하게 한다.

정렬은 하나의 광학 피처만을 조정하는 것을 수반할 수 있고 빔이 제1 광학 피처의 적절한 부분에 충돌하게 하는 것은 제2 광학 피처를 조정하는 것을 필요로 할 수 있다는 것을 이해해야 한다.

도 16은 실시예의 양태에 따라 밀봉된 인클로저 내에 위치결정된 광학 피처를 정렬하기 위한 프로세스를 도시하는 흐름도이다. 단계 S10에서, 인클로저 내의 광학 피처는 UV 방사선의 빔에 노출된다. UV 방사선의 빔은 UV 방사선 빔의 풋프린트가 보이게 한다. 단계 S20에서, UV 방사선 빔 형광에 의해 생성된 광은 광학 피처로부터 단일 이미지로 조합된다. 단일 이미지는 단계 S30에서 밀폐된 챔버 외부의 카메라로 전달된다. 단계 S40에서, 피처는, 카메라에 의해 촬상된 이미지를 보고 있는 기술자에 의해 또는 전술한 바와 같은 제어 시스템에 의해, 피처로부터 조합된 광으로부터 생성된 이미지에 기초하여 정렬된다. 본질적으로, 피처 각각이 정렬 피처를 포함하는 경우에, 정렬은 빔 풋프린트의 이미지 내의 위치 관계 및 각각의 광학 피처에 대한 정렬 피처에 기초하여 결정된다.

도 17에 도시된 바와 같이, 공초점 4× OpuS(1710)는 광을 공초점 OpuS(1710) 안팎으로 결합하기 위한 빔 스플리터(1720)를 포함할 수 있다. 공초점 OpuS(1710)는 또한 각각 초점 거리(f)를 갖고 초점 거리(f)의 두 배와 대략 동일한 거리(d)만큼 분리된 공초점 오목 미러(CM1, CM2)를 포함한다. 빔 스플리터(1720)의 정렬은 정렬에 수반되는 단계의 수 및 다른 미러 정렬에 대한 의존성으로 인해 도전적이다.

도 17에 도시된 바와 같은 4× OpuS 1710의 예에서, CM1 상의 제1 빔 도달 스폿(SP1)의 위치는 빔 스플리터(1720)의 배향에 의해 제어된다. CM2 상의 제1 빔 도달 스폿(SP2)의 위치는 전형적으로 조정가능한 팁 및 틸트가 제공되며 또한 빔 스플리터(1720)의 배향에 의해 영향을 받는 CM1 배향에 의해 제어된다. CM1 상의 제2 빔 도달 스폿(SP3)의 위치는 CM2 배향, 빔 스플리터(1720)의 배향, 및 CM1 배향에 의해 제어된다. 여기 및 다른 곳에서, "배향"이라는 용어는 적어도 팁 및 틸트 배향을 지칭한다. 그러나, CM2 상의 제2 빔 도달 스폿(SP4)의 위치는 거의 전적으로 빔 스플리터(1720)의 배향에 의해 제어된다. 실시예의 양태에 따르면, 빔 스플리터(1720)는 SP4와 빔 스플리터(1720) 사이의 거리가 빔 스플리터(1720)와 SP1 사이의 거리의 약 6배인 상태로 측방향으로 대칭적으로 배치된다.

도 18에 도시된 바와 같이, 공초점 12× OpuS(1810)는 광을 공초점 OpuS(1810) 안팎으로 결합하기 위한 빔 스플리터(1820)를 포함할 수 있다. 공초점 OpuS(1810)는 또한 각각 초점 길이(f)를 갖고 초점 길이(f)의 두 배와 대략 동일한 거리(d)만큼 분리되는 제1 공초점 오목 미러 쌍(CM1, CM2)을 포함한다. 공초점 OpuS(1810)는 또한 각각 초점 거리(f)를 갖고 초점 거리(f)의 두 배와 대략 동일한 거리(d)만큼 분리되는 제2 공초점 오목 미러 쌍(CM3, CM4)을 포함한다.

도 18에 도시된 바와 같은 12× OpuS 1810의 예에서, CM1 상의 제1 빔 도달 스폿(SP1)의 위치는 빔 스플리터(1820)의 배향에 의해 제어된다. CM4 상의 제1 빔 도달 스폿(SP2)의 위치는 전형적으로 조정가능한 팁 및 틸트가 제공되며 또한 빔 스플리터(1820)의 배향에 의해 영향을 받는 CM1 배향에 의해 제어된다. CM1 상의 제2 빔 도달 스폿(SP3)의 위치는 CM4 배향, 빔 스플리터(1820)의 배향, 및 CM1 배향에 의해 제어된다. 그러나, CM4 상의 제1 빔 도달 스폿(SP4)의 위치는 거의 전적으로 빔 스플리터(1820)의 배향에 의해 제어된다.

이러한 펄스 신장기는 단계적으로 직렬로 배치될 수 있다. 예를 들어, 전체 OpuS의 설계는 도 17에 도시된 바와 같은 하나의 4× OpuS 정렬 블록 및 도 18에 도시된 바와 같은 2개의 12× OpuS 정렬을 포함할 수 있다.

현재 예를 들어, 4× OpuS 정렬 블록에서의 빔 스플리터의 정렬은 빔이 SP4에 도달하여 빔 스플리터 조정이 SP1과 SP4를 함께 정렬할 수 있게 하도록 수행되어야 하는 여러 정렬 단계를 수반한다. 빔 스플리터 정렬 중에 오목 미러 중 하나에서 빔이 벗어나면, 추가 정렬 단계가 필요하다.

도 19는 본 명세서에 개시된 주제의 이점 없이 4× OpuS 정렬 블록에서 빔 스플리터를 정렬하기 위한 방법을 설명하는 흐름도이다. 단계 S100에서, 빔 스플리터는 빔 도달 스폿(SP1)이 제1 오목 미러(CM1) 상의 적절한 빔 위치에 정렬되도록 정렬된다. 단계 S110에서, 오목 미러(CM1)는 도달 스폿(SP2)이 제2 오목 미러(CM2) 상의 적절한 빔 위치에 정렬되도록 정렬된다. 단계 S120에서, CM2는 제3 도달 스폿(SP3)이 제1 오목 미러(CM1) 상의 적절한 빔 위치에 정렬되도록 정렬된다. 단계 S130에서, 빔 스플리터는 SP1 및 SP4가 적절한 빔 위치에 정렬되도록 다시 정렬된다. 단계 S140에서, 빔이 정렬 프로세스 동안 CM1 또는 CM2에서 벗어나는지 여부가 결정된다. 빔이 정렬 프로세스 중에 오목 미러 중 하나에서 벗어나지 않는 경우, 프로세스는 단계 S110으로 되돌아가서 다시 수행되어야 한다. 빔이 오목 미러 중 하나에서 벗어나지 않는 경우, 프로세스는 단계 S150에서 종료된다.

도 20은 본 명세서에 개시된 주제의 이점 없이 12× OpuS 정렬 블록에서 빔 스플리터를 정렬하기 위한 방법을 설명하는 흐름도이다. 단계 S200에서, 빔 스플리터는 빔 도달 스폿(SP1)이 제1 오목 미러(CM1) 상의 적절한 빔 위치에 정렬되도록 정렬된다. 단계 S210에서, 오목 미러(CM1)는 도달 스폿(SP2)이 오목 미러(CM4) 상의 적절한 빔 위치에 정렬되도록 정렬된다. 단계 S220에서, CM4는 제3 도달 스폿(SP3)이 제1 오목 미러(CM1) 상의 적절한 빔 위치에 정렬되도록 정렬된다. 단계 S230에서, 빔 스플리터는 SP1 및 SP4가 적절한 빔 위치에 정렬되도록 다시 정렬된다. 단계 S240에서, 빔이 정렬 프로세스 중에 CM1 또는 CM4에서 벗어나는지 여부가 결정된다. 빔이 정렬 프로세스 중에 이들 오목 미러 중 하나에서 벗어나는 경우, 프로세스는 단계 S210으로 되돌아가고 다시 수행되어야 한다. 빔이 오목 미러 중 하나에서 벗어나지 않는 경우, 프로세스는 단계 S250에서 종료된다.

OpuS가 여러 블록으로 구성되는 위에 설명된 것과 같은 배치에서, 전체 정렬 프로세스는 많은 단계를 포함하며, 빔이 미러에서 "벗어나는", 즉 조준되지 않아 빔이 인터셉트되는 데 실패하는 경우 잠재적으로 훨씬 더 많은 단계를 포함한다. 따라서 전체 정렬 절차를 수행하는 데 연장된 기간의 시간이 걸릴 수 있다. 이는 바람직하지 않게 레이저 설치 및 서비스 중에 더 긴 MTTR(mean time to repair)(평균 수리 시간)(약 30분 내지 60분)으로 이어진다. MTTR을 줄이는 것은 시스템 가용성을 개선하고 서비스 비용을 줄이는 데 핵심이다.

MTTR을 줄이는 한 가지 방법은 잘 정렬된 공초점 OpuS에서 직접 통과 빔과 이것이 OpuS를 횡단한 후의 분할 빔이 본질적으로 완벽한 동일 선상 관계가 있다는 사실을 활용하는 것이다. 도 21을 참조하면, 진입하는 광선(2100), 즉 도면에서 위쪽으로 진행하고, 블록(2110)에 입사하며, 빔 스플리터(2120)에 부딪히는 광선은 "출사 광선"(2130), 즉 도 21에서 위쪽으로 진행하는 직접 통과 광선(2130)을 초래한다. 진입하는 광선(2100)의 다른 부분은 빔 스플리터(2120)에 의해 광선(2150)으로서 SP1으로 편향된다. 이 광선(2150)은 OpuS(2110)에서 닫힌 경로를 횡단하며, 그 중 하나의 세그먼트는 SP4로부터 광선(2150)과 동일 선상에 있는 빔 스플리터(2120)로 진행하는 광선(2140)이다. 광선(2140)은 잘 정렬된 OpuS에서 빔(2130)과 일치할 광선(2160)으로서 빔 스플리터(2120)에 의해 위쪽으로 편향된다. 이는 또한 도 22 및 도 23에 도시되어 있다.

광선(2130)은 광선(2160)과 동일 선상에 있기 때문에, 광선(2130)이 역반사되는 경우, 빔 스플리터(2120)에 의해 분할되고 SP4로 지향되는 광선(2130)의 부분인 도 23a의 광선(2170)은 광선(2140)과 동일 선상에 있을 것이고 양 빔은 SP4에서 중첩할 것이다. 따라서, SP4는 CM1과 CM2의 정렬 없이 광선(2130)의 간단한 역반사 빔으로 재수립될 수 있다. 이것은 빔 스플리터 정렬 절차를 크게 단순화하는 가능성을 생성한다.

이것은 또한 도 23a에 도시되어 있다. 거기서, 진입하는 광선(2100)은 빔 스플리터(1720)에 의해 분할되고 광선(2130)의 일부가 역반사체(2200)에 부딪힌다. 알려진 바와 같이, 역반사체(때때로 역반사체 또는 반사경이라고도 지칭함)는 방사선을 그 소스로 다시 반사시키는 장치 또는 표면이다. 역반사체(2200)는 광선(2130)을 빔 스플리터(2100)에 부딪히고 광선(2170)으로서 스폿(SP4)을 향해 반사되는 광선(2135)으로 반사한다. 동시에, SP4로부터 빔 스플리터(1720)까지의 광선(2140)은 SP4와 빔 스플리터(1720) 사이에서 동일한 경로를 횡단하고 따라서 광선(2140 및 2170)을 동일 선상에 있게 한다. 이는 광선의 풋프린트가 SP4에서 만다고 중첩되는 것을 의미한다. 이 중첩 조건의 도면이 도 23b에 도시되어 있다. 거기에서, 스폿(SP4)을 갖는 오목 미러(CM2)의 부분은 광선(2170 및 2140)에 의해 충돌된다. 위에서 나타낸 바와 같이, 스폿(SP4)이 발생하는 CM2의 부분에는 자외선 하에서 형광을 내는 재료가 제공되고 이에 의해 빔 도달 스폿이 보이게 할 수 있다. 광선(2140 및 2170)에 대한 도달 스폿은 일반적으로 서로 정확하게 맵핑되지만, 예를 들어 광선(2140)이 CM1 및 CM2로부터 벗어나는 경우 광선(2140)은 CM1 또는 CM2에 의해 클립핑될 수 있기 때문에 도달 스폿은 도시된 바와 같이 완벽하게 원형이 아닐 수 있다. 그러나, 빔 스플리터(1720)가 조정될 때 양 빔에 대한 도달 스폿은 일반적으로 동기화되어 함께 이동할 것이다. 파선으로 도시된 원(2180)은 빔 스플리터(1720)(도 23a)를 조정함으로써 광선(2140, 2170)이 조화되어 조정되는 바람직한 빔 위치를 나타낸다.

도 24는 12× OpuS 블록(2300)에 대한 이러한 배치를 도시한다. 거기서, 진입하는 광선(2310)은 빔 스플리터(2320)에 의해 분할되고, 광선(2130)의 일부는 빔 스플리터(2320)를 통과하고, 광선(2330)은 역반사체(2340)에 부딪친다. 역반사체(2340)는 광선(2330)을 빔 스플리터(2320)에 부딪히고 광선(2360)으로서 스폿(SP4)을 향해 반사되는 광선(2350)으로 반사한다. 동시에, 잘 정렬된 12× OPuS의 경우, 직접 통과 빔(2360)과 OpuS를 통한 빔(2370)의 완벽한 동일 선상 관계가 있다. 즉, SP4로부터 빔 스플리터(2320)까지의 광선(2370)은 SP4와 빔 스플리터(2320) 사이의 동일한 경로를 횡단하므로 광선(2360, 2370)을 동일 선상으로 만든다. 이는 광선이 본질적으로 완벽하게 SP4에서 만나고 중첩되는 것을 의미한다.

위에서는 빔 스플리터(2120)가 두께가 없다고 가정했지만, 빔 스플리터(2120)의 두께가 0이 아닌 경우에도 위의 결론이 성립한다. SP4는 역반사 빔으로 쉽게 복제될 수 있기 때문에 위의 결론은 또한 12× OpuS 정렬에 대해서도 성립된다. 예를 들어 위에서 설명된 카메라 방법에 의해 SP1 및 SP4가 보이면, 빔 스플리터는 이 2개의 빔 위치만을 기준으로 조정될 수 있다. 이는 상당히 더 빠르게 수행될 수 있는 OpuS 빔 스플리터에 대한 크게 단순화된 정렬 절차를 제공한다.

전술한 배치는 도 25에 도시된 바와 같이 다중-스테이지 광학 펄스 신장기에서 특별한 이점을 제공한다. 도 25에서, 제1 스테이지 광학 펄스 신장기(2500)는 2개의 공초점 미러(2510, 2520)를 포함하고 빔 스플리터(2540)에 의해 SP1을 향해 진행하는 빔으로 분할되는 입력 광선(2530)을 수신하고, 그 다른 부분은 광학 펄스 신장기의 제2 스테이지(2560)에서 도면의 위쪽으로 제2 빔 스플리터(2550)로 진행하도록 분할된다. 이 스테이지(2560) 또한 제1 미러(2570), 제2 미러(2580) 등을 가지며, 점으로 나타낸 바와 같이 빔 스플리터(2600) 및 미러(2610, 2620)를 갖는 광학 펄스 신장기의 제n 스테이지(2590)까지 이어진다. 이 위에서 제n 스테이지는 도면에서 위쪽으로 진행하는 빔을 반사하는 역반사체(2630)이다. 반사된 광선은 이러한 빔 스플리터에 부딪히고 SP4에 대응하는 스폿을 생성하는 각각의 분파 광선으로 연속적으로 분할된다. 따라서, 단일 입력 광선과 단일 역반사체를 사용하여 모든 스테이지가 정렬될 수 있다.

예를 들어, 도 26은 역반사체가 "레이 아웃(ray out)" 빔, 즉 빔 스플리터를 통과하는 광선을 반사하도록 정렬되는 단계 S300으로 시작하는 다중-스테이지 OPuS에서 빔 스플리터를 정렬하기 위한 단순화된 절차를 도시한다. 그 후, 단계 S310에서 빔 스플리터는 제1 스테이지 OpuS에서 SP1의 위치와 SP4의 위치를 기준으로 정렬된다. 그 후, 단계 S320에서, OPuS의 제2 스테이지의 빔 스플리터는 스테이지 2 OPuS에서 SP1과 SP4를 기준으로 정렬되고, 빔 스플리터(N)가 스테이지 N OPuS에서 SP1 및 SP4의 위치를 기준으로 정렬되는 OpuS의 최종 스테이지에 속하는 단계 S330까지 이런 식으로 되며, 이 시점에서 절차는 단계 S340으로 종료된다.

도 27은 역반사체가 터닝 미러 또는 폴딩 미러(2700) 및 반사기(2710)로서 구현되는 것을 제외하고 도 25와 유사한 배치를 나타낸다. 이 배치는 광학 경로의 폴딩 및 가능하게는 역반사체에 대한 더 콤팩트한 배치를 허용한다.

OpuS의 제1 스테이지를 다시 통과한 후 역반사된 빔의 위치를 살펴봄으로써 역반사체의 적절한 조정이 달성될 수 있다. 이를 달성하기 위한 배치가 역반사된 빔(2800)이 개구(2830)를 갖는 플레이트(2820)를 포함하는 모듈(2810)에 입사하는 도 28에 도시되어 있다. 역반사체가 적절히 조정되는 경우, 광선(2800)은 개구(2830)의 에지를 조명할 것이다. 플레이트(2820)는 그것을 구성하는 재료의 효과에 의해 또는 도시된 바와 같이 반사 코팅(2840)을 가짐으로써 자외 방사선에 대해 반사성이다. 개구(2830)의 테두리로부터의 반사는 형광 스크린(2850)에 비친다. 역반사체의 정렬은 형광 스크린(2850) 상의 이미지의 특성에 따라 평가될 수 있다.

도 29a, 도 29b 및 도 29c는 형광 스크린 상의 이미지에 대한 다양한 가능성을 보여준다. 도 29a는 역반사체가 적절하게 조정되었음을 나타내는 프로파일이 개구의 에지를 대칭적으로 추적하는 개구 이미지의 단면을 도시한다. 플레이트가 역반사된 빔에 대해 소정 각도를 이루기 때문에 원형 개구의 이미지는 다소 타원형이라는 것에 유의한다. 도 29b는 역반사체가 적절하게 배향되지 않은 것을 나타내는 프로파일이 개구에 대해 중심에서 벗어난 개구 이미지의 단면을 도시한다. 도 29c는 역반사체가 적절하게 조정되지 않은 것을 나타내는 프로파일이 개구의 에지를 대칭적으로 추적하지 않는 개구 이미지의 단면의 다른 예이다.

도 30a, 도 30b 및 도 30c는 실시예의 특정 양태에 따라 사용되는 개구 플레이트의 다양한 세부사항을 도시한다. 도 30a는 역반사된 빔(2800)을 수용하고 이상적으로는 개구(2830)의 모든 에지로부터 빔(2860)의 일부를 반사하도록 배치된 개구(2830)를 갖는 개구 플레이트(2820)의 측면 절취도이다. 언급된 바와 같이, 반사성 코팅(2840)은 빔(2800)이 입사하는 플레이트(2820)의 측면 상에 배치될 수 있다. 개구는 플레이트가 기울어질 때 개구를 통과하는 빔의 방해를 피하기 위해 각진 프로파일을 갖는다. 이러한 세부 사항은 도 30b 및 도 30c에서도 볼 수 있다.

도면에서 아래쪽으로 진행하는 역반사된 빔에 대한 직경은 레이저 빔의 유한 발산으로 인해 개구보다 약간 더 크며, 반사된 빔은 개구부와 유사한 프로파일을 나타낼 것이다. 전체 모듈(2810)(도 28)은 역반사된 빔의 정렬 동안 빔 내로 삽입될 수 있고 정렬이 완료되면 빔에서 제거될 수 있다. 플레이트(2820)는 예를 들어 다이아몬드 터닝에 의해 폴리싱될 때 높은 고유 UV 반사율을 갖는 알루미늄과 같은 재료로 만들어질 수 있다. 플레이트(2820)는 또한 UV 반사 코팅으로 표면 코팅된 유리/세라믹 재료로 구성될 수 있다.

본 발명은 특정 기능 및 그 관계의 구현을 예시하는 기능적 빌딩 블록의 도움으로 상술되었다. 이러한 기능적 빌딩 블록의 경계는 설명의 편의를 위해 여기에서 임의로 규정되었다. 지정된 기능과 그 관계가 적절하게 수행되는 한 대안적인 경계가 규정될 수 있다.

특정 실시예에 대한 전술한 설명은 본 발명의 일반적인 특성을 완전히 드러낼 것이므로, 다른 사람들이 본 발명의 일반적인 개념 내에서 과도한 실험 없이 본 기술분야의 지식을 적용함으로써 이러한 특정 실시예와 같은 다양한 용례를 위해 쉽게 수정 및/또는 적응시킬 수 있다. 따라서, 이러한 적응 및 수정은 본 명세서에 제시된 교시 및 지침에 기초하여 개시된 실시예의 등가물의 의미 및 범위 내에 있는 것으로 의도된다. 본 명세서의 용어 또는 술어는 설명을 위한 것이며 제한이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 따라서 본 명세서의 용어 또는 술어는 교시 및 지침에 비추어 숙련된 기술자에 의해 해석되어야 한다.

실시예는 다음 절을 사용하여 추가로 설명될 수 있다:

1. 공초점 광학 펄스 신장기이며,

제1 오목 미러;

제1 오목 미러와 공초점인 제2 오목 미러;

역반사체; 및

제1 오목 미러와 제2 오목 미러 사이에 광학적으로 배치되는 빔 스플리터를 포함하되, 빔 스플리터는 제1 방향으로 진행하는 제1 빔을 제1 오목 미러로 지향되는 제1 빔 부분과 제1 방향으로 진행하는 제2 빔 부분으로 분할하도록 더 배치되고, 제1 빔 부분은 공초점 광학 펄스 신장기에서 폐쇄된 광학 경로를 횡단하고, 광학 경로는 제2 오목 미러와 빔 스플리터 사이에 세그먼트를 포함하고, 역반사체는 제1 방향에 반대되는 제2 방향으로 진행하는 역반사된 빔을 생성하기 위해 제2 빔 부분을 역반사시키도록 배치되고, 빔 스플리터는 역반사된 빔을 제2 오목 미러에 입사하도록 하기 위해 세그먼트를 횡단하는 제3 빔 부분으로 분할하도록 더 배치되는, 빔 스플리터를 포함하는 공초점 광학 펄스 신장기.

2. 항목 1에 있어서, 역반사체는 조정가능한 팁 및 틸트를 갖는 미러를 포함하는 공초점 광학 펄스 신장기.

3. 항목 1에 있어서, 역반사체는 조정가능한 팁 및 틸트를 갖는 폴딩 미러와 고정 미러를 포함하고, 폴딩 미러는 제2 빔 부분을 수취하여 고정 미러를 향해 재지향시키도록 배치되고, 고정 미러는 제2 빔 부분을 폴딩 미러를 향해 다시 반사시키도록 배치되는 공초점 광학 펄스 신장기.

4. 항목 1에 있어서,

빔 스플리터를 통과하고 제1 방향에 반대되는 제2 방향으로 진행하는 역반사된 광을 수취하여 광을 재지향시키도록 배치되는 개구를 갖는 반사 요소; 및

재지향된 광을 수취하도록 배치되는 형광 스크린을 포함하는 공초점 광학 펄스 신장기.

5. 항목 4에 있어서, 반사 요소는 빔 스플리터를 통과하는 광에 대해 소정 각도록 배향되고 개구를 갖는 공초점 광학 펄스 신장기.

6. 항목 4에 있어서, UV 반사 요소는 광을 재지향시키도록 배치되는 반사 표면을 갖는 공초점 광학 펄스 신장기.

7. 공초점 광학 펄스 신장기에서 빔 스플리터의 정렬을 용이하게 하는 장치이며,

공초점 광학 펄스 신장기는 적어도 제1 오목 미러 및 제1 오목 미러와 공초점인 제2 오목 미러를 포함하고,

공초점 광학 펄스 신장기는 추가로 역반사체를 포함하고,

빔 스플리터는 제1 오목 미러와 제2 오목 미러 사이에 광학적으로 배치되고, 빔 스플리터는 제1 빔을 제1 오목 미러로 지향되는 제1 빔 부분과 역반사체를 향해 제1 방향으로 진행하는 제2 빔 부분으로 분할하도록 더 배치되고, 역반사체는 역반사된 빔을 생성하기 위해 제2 빔 부분을 역반사시키도록 배치되고,

제1 빔 부분은 공초점 광학 펄스 신장기에서 광학 경로를 횡단하고, 빔 경로는 제2 오목 미러와 빔 스플리터 사이에 세그먼트를 포함하고,

빔 스플리터는 역반사된 빔을 제2 미러로 진행하는 제1 부분과 빔 스플리터를 통과하는 제2 부분으로 분할하도록 더 배치되고, 장치는,

빔 스플리터를 통과하는 역반사된 빔 광의 제2 부분을 수취하고 광을 재지향시키도록 배치되는 개구를 갖는 반사 요소; 및

재지향된 광을 수취하도록 배치되는 형광 스크린을 포함하는 장치.

8. 항목 7에 있어서, 반사 요소는 빔 스플리터를 통과하는 역반사된 빔의 제2 부분에 대해 소정 각도로 배향되고 개구를 갖는 장치.

9. 항목 7에 있어서, 반사 요소는 역반사된 빔의 제2 부분을 재지향시키도록 배치되는 반사 표면을 갖는 장치.

10. 공초점 광학 펄스 신장기에서 빔 스플리터를 정렬하는 방법이며,

공초점 광학 펄스 신장기는 적어도 제1 오목 미러 및 제1 오목 미러와 공초점인 제2 오목 미러를 포함하고,

빔 스플리터는 제1 오목 미러 상의 제1 스폿과 제2 오목 미러 상의 제2 스폿 사이에 광학적으로 배치되고, 빔 스플리터는 제1 방향으로 진행하는 제1 진입 빔을 제1 스폿으로 지향되는 제1 빔 부분과 역반사체를 향해 제1 방향으로 계속 진행하는 제2 빔 부분으로 분할하도록 더 배치되고,

제1 빔 부분은 공초점 광학 펄스 신장기에서 광학 경로를 횡단하고, 광학 경로는 제2 스폿과 빔 스플리터 사이에 세그먼트를 포함하고, 제1 빔 부분은 제2 스폿에서 제2 미러에 부딪히고,

방법은,

제2 빔 부분을 제1 방향에 반대되는 제2 방향으로 복귀 경로를 따라 빔 스플리터로 다시 역반사시키는 단계;

역반사된 제2 빔 부분을 빔 스플리터로부터 제2 스폿으로 진행하는 빔과 제2 방향으로 계속 진행하는 제3 빔 부분으로 분할하는 단계; 및

분할된 역반사된 제2 빔 부분을 제2 스폿에서 제2 미러 상에 입사하도록 정렬하는 단계를 포함하는 방법.

11. 항목 10에 있어서, 이미지를 생성하기 위해 제3 빔 부분의 일부가 형광 스크린에 부딪히게 하는 단계, 및 이미지가 미리결정된 특성을 갖는지 여부를 결정하는 것에 적어도 부분적으로 기초하여 역반사체를 정렬하는 단계를 더 포함하는 방법.

12. 제11항에 있어서, 이미지를 생성하기 위해 제3 빔 부분의 적어도 일부가 형광 스크린에 부딪히게 하는 단계는 개구를 갖는 반사 요소를 사용하여 형광 스크린 상으로 제3 빔 부분의 적어도 일부를 반사시키는 단계를 포함하는 방법.

13. 항목 11에 있어서, 이미지가 미리결정된 특성을 갖는지 여부를 결정하는 것은 이미지가 개구의 테두리로부터 대칭적으로 반사된 광을 포함하는지 여부를 결정하는 것을 포함하는 방법.

전술한 구현예 및 기타 구현예는 다음 청구항의 범위 내에 있다.

Claims (13)

1. 공초점 광학 펄스 신장기이며,
   제1 오목 미러;
   제1 오목 미러와 공초점인 제2 오목 미러;
   역반사체; 및
   제1 오목 미러와 제2 오목 미러 사이에 광학적으로 배치되는 빔 스플리터를 포함하되, 빔 스플리터는 제1 방향으로 진행하는 제1 빔을 제1 오목 미러로 지향되는 제1 빔 부분과 제1 방향으로 진행하는 제2 빔 부분으로 분할하도록 더 배치되고, 제1 빔 부분은 공초점 광학 펄스 신장기에서 폐쇄된 광학 경로를 횡단하고, 광학 경로는 제2 오목 미러와 빔 스플리터 사이에 세그먼트를 포함하고, 역반사체는 제1 방향에 반대되는 제2 방향으로 진행하는 역반사된 빔을 생성하기 위해 제2 빔 부분을 역반사시키도록 배치되고, 빔 스플리터는 역반사된 빔을 제2 오목 미러에 입사하도록 하기 위해 세그먼트를 횡단하는 제3 빔 부분으로 분할하도록 더 배치되는, 공초점 광학 펄스 신장기.
2. 제1항에 있어서, 역반사체는 조정가능한 팁 및 틸트를 갖는 미러를 포함하는 공초점 광학 펄스 신장기.
3. 제1항에 있어서, 역반사체는 조정가능한 팁 및 틸트를 갖는 폴딩 미러 및 고정 미러를 포함하고, 폴딩 미러는 제2 빔 부분을 수취하고 고정 미러를 향해 재지향시키도록 배치되며, 고정 미러는 제2 빔 부분을 다시 폴딩 미러를 향해 반사시키도록 배치되는 공초점 광학 펄스 신장기.
4. 제1항에 있어서,
   빔 스플리터를 통과하고 제1 방향에 반대되는 제2 방향으로 진행하는 역반사된 광을 수취하여 광을 재지향시키도록 배치되는 개구를 갖는 반사 요소; 및
   재지향된 광을 수취하도록 배치되는 형광 스크린을 포함하는 공초점 광학 펄스 신장기.
5. 제4항에 있어서, 반사 요소는 빔 스플리터를 통과하는 광에 대해 소정 각도로 배향되고 개구를 갖는 공초점 광학 펄스 신장기.
6. 제4항에 있어서, UV 반사 요소는 광을 재지향시키도록 배치되는 반사 표면을 갖는 공초점 광학 펄스 신장기.
7. 공초점 광학 펄스 신장기에서 빔 스플리터의 정렬을 용이하게 하는 장치이며,
   공초점 광학 펄스 신장기는 적어도 제1 오목 미러 및 제1 오목 미러와 공초점인 제2 오목 미러를 포함하고,
   공초점 광학 펄스 신장기는 추가로 역반사체를 포함하고,
   빔 스플리터는 제1 오목 미러와 제2 오목 미러 사이에 광학적으로 배치되고, 빔 스플리터는 제1 빔을 제1 오목 미러로 지향되는 제1 빔 부분과 역반사체를 향해 제1 방향으로 진행하는 제2 빔 부분으로 분할하도록 더 배치되고, 역반사체는 역반사된 빔을 생성하기 위해 제2 빔 부분을 역반사시키도록 배치되고,
   제1 빔 부분은 공초점 광학 펄스 신장기에서 광학 경로를 횡단하고, 빔 경로는 제2 오목 미러와 빔 스플리터 사이에 세그먼트를 포함하고,
   빔 스플리터는 역반사된 빔을 제2 미러로 진행하는 제1 부분과 빔 스플리터를 통과하는 제2 부분으로 분할하도록 더 배치되고, 장치는,
   빔 스플리터를 통과하는 역반사된 빔 광의 제2 부분을 수취하고 광을 재지향시키도록 배치되는 개구를 갖는 반사 요소; 및
   재지향된 광을 수취하도록 배치되는 형광 스크린을 포함하는 장치.
8. 제7항에 있어서, 반사 요소는 빔 스플리터를 통과하는 역반사된 빔의 제2 부분에 대해 소정 각도로 배향되고 개구를 갖는 장치.
9. 제7항에 있어서, 반사 요소는 역반사된 빔의 제2 부분을 재지향시키도록 배치되는 반사 표면을 갖는 장치.
10. 공초점 광학 펄스 신장기에서 빔 스플리터를 정렬하는 방법이며,
    공초점 광학 펄스 신장기는 적어도 제1 오목 미러 및 제1 오목 미러와 공초점인 제2 오목 미러를 포함하고,
    빔 스플리터는 제1 오목 미러 상의 제1 스폿과 제2 오목 미러 상의 제2 스폿 사이에 광학적으로 배치되고, 빔 스플리터는 제1 방향으로 진행하는 제1 진입 빔을 제1 스폿으로 지향되는 제1 빔 부분과 역반사체를 향해 제1 방향으로 계속 진행하는 제2 빔 부분으로 분할하도록 더 배치되고,
    제1 빔 부분은 공초점 광학 펄스 신장기에서 광학 경로를 횡단하고, 광학 경로는 제2 스폿과 빔 스플리터 사이에 세그먼트를 포함하고, 제1 빔 부분은 제2 스폿에서 제2 미러에 부딪히고,
    방법은,
    제2 빔 부분을 제1 방향에 반대되는 제2 방향으로 복귀 경로를 따라 빔 스플리터로 다시 역반사시키는 단계;
    역반사된 제2 빔 부분을 빔 스플리터로부터 제2 스폿으로 진행하는 빔과 제2 방향으로 계속 진행하는 제3 빔 부분으로 분할하는 단계; 및
    분할된 역반사된 제2 빔 부분을 제2 스폿에서 제2 미러 상에 입사하도록 정렬하는 단계를 포함하는 방법.
11. 제10항에 있어서, 이미지를 생성하기 위해 제3 빔 부분의 일부가 형광 스크린에 부딪히게 하는 단계, 및 이미지가 미리결정된 특성을 갖는지 여부를 결정하는 것에 적어도 부분적으로 기초하여 역반사체를 정렬하는 단계를 더 포함하는 방법.
12. 제11항에 있어서, 이미지를 생성하기 위해 제3 빔 부분의 적어도 일부가 형광 스크린에 부딪히게 하는 단계는 개구를 갖는 반사 요소를 사용하여 형광 스크린 상에 제3 빔 부분의 적어도 일부를 반사시키는 단계를 포함하는 방법.
13. 제11항에 있어서, 이미지가 미리결정된 특성을 갖는지 여부를 결정하는 것은 이미지가 개구의 테두리로부터 대칭적으로 반사되는 광을 포함하는지 여부를 결정하는 것을 포함하는 방법.