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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024100825
(43)【公開日】2024-07-26
(54)【発明の名称】高効率レーザー維持プラズマシステム
(51)【国際特許分類】
H05H 1/24 20060101AFI20240719BHJP
H01J 65/04 20060101ALI20240719BHJP
【ＦＩ】
H05H1/24
H01J65/04 Z
【審査請求】有
【請求項の数】28
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024078589
(22)【出願日】2024-05-14
(62)【分割の表示】P 2022197662の分割
【原出願日】2016-06-22
(31)【優先権主張番号】62/183,069
(32)【優先日】2015-06-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】15/187,590
(32)【優先日】2016-06-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】500049141
【氏名又は名称】ケーエルエー コーポレイション
(74)【代理人】
【識別番号】110001210
【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ダースティン マシュー
(72)【発明者】
【氏名】ベゼル イリヤ
(72)【発明者】
【氏名】シェメリニン アナトリー
(72)【発明者】
【氏名】シフリン ユージーン
(57)【要約】
【課題】広帯域光を生成するためのマルチパスレーザー維持プラズマシステムを提供する。
【解決手段】システムは、ポンピングビーム１０１を生成するポンプ源１０４と、ガス１０７を封じ込めるためのガス封じ込め構造と、広帯域発光プラズマを維持するためにガスの一部分を通るポンピングビームの１つ以上のパスを実行するように構成された光学素子を含む光学アセンブリと、プラズマによって放射された広帯域放射の少なくとも一部分を、下流の光学素子に方向付けるように構成され、プラズマによって放射された広帯域放射の少なくとも一部分を収集して、プラズマに戻すように方向付ける収集アセンブリを備える。
【選択図】図１Ａ
【解決手段】システムは、ポンピングビーム１０１を生成するポンプ源１０４と、ガス１０７を封じ込めるためのガス封じ込め構造と、広帯域発光プラズマを維持するためにガスの一部分を通るポンピングビームの１つ以上のパスを実行するように構成された光学素子を含む光学アセンブリと、プラズマによって放射された広帯域放射の少なくとも一部分を、下流の光学素子に方向付けるように構成され、プラズマによって放射された広帯域放射の少なくとも一部分を収集して、プラズマに戻すように方向付ける収集アセンブリを備える。
【選択図】図１Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポンピングビームを生成するように構成されたポンプ源と、
ガスを封じ込めるためのガス封じ込め構造と、
広帯域発光プラズマを維持するために前記ガスの一部分を通る前記ポンピングビームの１つ以上のパスを実行するように構成された１つ以上の光学素子を含み、プラズマを通って通過したポンピングビームの未吸収部分を収集し、収集されたポンピングビームの未吸収部分を方向転換してガスに戻すように配置された光学アセンブリと、
１つ以上の収集光学素子を含み、前記１つ以上の収集光学素子が、プラズマによって放射された広帯域放射の少なくとも一部分を、１つ以上の下流の光学素子に方向付けるように構成され、プラズマによって放射された広帯域放射の少なくとも一部分を収集して、プラズマに戻すように方向付けるように構成されている収集アセンブリと、
を備え、
前記光学アセンブリと前記収集アセンブリが、単一の楕円リフレクタアセンブリに一体化されており、
前記光学アセンブリと前記収集アセンブリの組み合わせによりプラズマを維持し、
前記単一の楕円リフレクタアセンブリの第１の焦点において第１のプラズマが形成され、
前記単一の楕円リフレクタアセンブリの前記第１の焦点と異なる第２の焦点において第２のプラズマが形成され、前記第１のプラズマと前記第２のプラズマは逐次作動される、
システム。
ガスを封じ込めるためのガス封じ込め構造と、
広帯域発光プラズマを維持するために前記ガスの一部分を通る前記ポンピングビームの１つ以上のパスを実行するように構成された１つ以上の光学素子を含み、プラズマを通って通過したポンピングビームの未吸収部分を収集し、収集されたポンピングビームの未吸収部分を方向転換してガスに戻すように配置された光学アセンブリと、
１つ以上の収集光学素子を含み、前記１つ以上の収集光学素子が、プラズマによって放射された広帯域放射の少なくとも一部分を、１つ以上の下流の光学素子に方向付けるように構成され、プラズマによって放射された広帯域放射の少なくとも一部分を収集して、プラズマに戻すように方向付けるように構成されている収集アセンブリと、
を備え、
前記光学アセンブリと前記収集アセンブリが、単一の楕円リフレクタアセンブリに一体化されており、
前記光学アセンブリと前記収集アセンブリの組み合わせによりプラズマを維持し、
前記単一の楕円リフレクタアセンブリの第１の焦点において第１のプラズマが形成され、
前記単一の楕円リフレクタアセンブリの前記第１の焦点と異なる第２の焦点において第２のプラズマが形成され、前記第１のプラズマと前記第２のプラズマは逐次作動される、
システム。
【請求項2】
前記第１のプラズマと前記第２のプラズマを任意に形成する着火手段
をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項3】
システムであって、
ポンピングビームを生成するように構成されたポンプ源と、
ガスを封じ込めるためのガス封じ込め構造と、
前記ガスの一部分を通る前記ポンピングビームの複数のパスを実行して広帯域発光プラズマを維持するように構成された１つ以上の光学素子を含み、プラズマを透過した前記ポンピングビームの未吸収部分を収集し、収集された前記ポンピングビームの未吸収部分を前記ガスの一部分に戻すように方向付けるように配置されたマルチパス光学アセンブリと、
を備え、
前記１つ以上の光学素子は、複数の集束ミラーを含み、前記複数の集束ミラーは、光学スレッディング構成で配置され、前記マルチパス光学アセンブリの高位パスの１つ以上の光学要素は、前記マルチパス光学アセンブリの低位パスの２つ以上の光学要素の間で前記高位パスからのポンプビームを方向付けるように構成され、第１のパスの強度分布と実質的に同じ後続のパスの強度分布を生成するように配置される、システム。
ポンピングビームを生成するように構成されたポンプ源と、
ガスを封じ込めるためのガス封じ込め構造と、
前記ガスの一部分を通る前記ポンピングビームの複数のパスを実行して広帯域発光プラズマを維持するように構成された１つ以上の光学素子を含み、プラズマを透過した前記ポンピングビームの未吸収部分を収集し、収集された前記ポンピングビームの未吸収部分を前記ガスの一部分に戻すように方向付けるように配置されたマルチパス光学アセンブリと、
を備え、
前記１つ以上の光学素子は、複数の集束ミラーを含み、前記複数の集束ミラーは、光学スレッディング構成で配置され、前記マルチパス光学アセンブリの高位パスの１つ以上の光学要素は、前記マルチパス光学アセンブリの低位パスの２つ以上の光学要素の間で前記高位パスからのポンプビームを方向付けるように構成され、第１のパスの強度分布と実質的に同じ後続のパスの強度分布を生成するように配置される、システム。
【請求項4】
システムであって、
ポンピングビームを生成するように構成されたポンプ源と、
ガスを封じ込めるためのガス封じ込め構造と、
マルチパス光学アセンブリと収集アセンブリとを含む光学アセンブリであって、前記マルチパス光学アセンブリは、広帯域発光プラズマを維持するために前記ガスの一部分を通る前記ポンピングビームの複数のパスを実行するように構成された１つ以上の光学素子を含み、前記収集アセンブリは、１つ以上の収集光学素子を含み、前記１つ以上の収集光学素子は、プラズマによって放射された広帯域放射の少なくとも一部分を収集してプラズマに戻すように構成され、前記マルチパス光学アセンブリの前記１つ以上の光学素子の間に散在する、システム。
ポンピングビームを生成するように構成されたポンプ源と、
ガスを封じ込めるためのガス封じ込め構造と、
マルチパス光学アセンブリと収集アセンブリとを含む光学アセンブリであって、前記マルチパス光学アセンブリは、広帯域発光プラズマを維持するために前記ガスの一部分を通る前記ポンピングビームの複数のパスを実行するように構成された１つ以上の光学素子を含み、前記収集アセンブリは、１つ以上の収集光学素子を含み、前記１つ以上の収集光学素子は、プラズマによって放射された広帯域放射の少なくとも一部分を収集してプラズマに戻すように構成され、前記マルチパス光学アセンブリの前記１つ以上の光学素子の間に散在する、システム。
【請求項5】
前記収集アセンブリはさらに、前記プラズマの２つ以上のイメージを合成するように構成される請求項４に記載のシステム。
【請求項6】
前記収集アセンブリはさらに、前記広帯域放射の出力部分が前記プラズマの単一イメージの輝度よりも大きい輝度を有するように、前記プラズマの２つ以上のイメージを合成するように構成される請求項５に記載のシステム。
【請求項7】
システムであって、
ポンピングビームを生成するように構成された照明源と、
ガスを封じ込めるように構成されたリフレクタアセンブリであって、前記照明源から前記ポンピングビームを受け取るための１つ以上の入口開口を含み、前記ポンピングビームは、前記ガスの一部内にプラズマを維持し、前記プラズマは広帯域放射を放射し、前記リフレクタアセンブリの内面は、前記プラズマによって放射された前記広帯域放射の少なくとも一部分を収集し、収集された前記広帯域放射を前記プラズマに戻すように方向付けるように構成され、前記リフレクタアセンブリは、前記ガスの一部分を透過した前記ポンピングビームの未吸収部分を収集し、前記ポンピングビームの収集された未吸収部分を前記ガスの一部分に戻すように方向付けるように構成される、システム。
ポンピングビームを生成するように構成された照明源と、
ガスを封じ込めるように構成されたリフレクタアセンブリであって、前記照明源から前記ポンピングビームを受け取るための１つ以上の入口開口を含み、前記ポンピングビームは、前記ガスの一部内にプラズマを維持し、前記プラズマは広帯域放射を放射し、前記リフレクタアセンブリの内面は、前記プラズマによって放射された前記広帯域放射の少なくとも一部分を収集し、収集された前記広帯域放射を前記プラズマに戻すように方向付けるように構成され、前記リフレクタアセンブリは、前記ガスの一部分を透過した前記ポンピングビームの未吸収部分を収集し、前記ポンピングビームの収集された未吸収部分を前記ガスの一部分に戻すように方向付けるように構成される、システム。
【請求項8】
前記リフレクタアセンブリはさらに、前記プラズマの２つ以上のイメージを合成するように構成される、請求項７に記載のシステム。
【請求項9】
前記リフレクタアセンブリはさらに、前記広帯域放射の出力部分が前記プラズマの単一イメージの輝度よりも大きい輝度を有するように、前記プラズマの２つ以上のイメージを合成するように構成される、請求項８に記載のシステム。
【請求項10】
前記リフレクタアセンブリは、楕円リフレクタアセンブリである、請求項７に記載のシステム。
【請求項11】
前記楕円リフレクタアセンブリの内面は、前記広帯域放射の一部分を前記楕円リフレクタアセンブリの１つ以上の焦点に集束させるように構成される、請求項１０に記載のシステム。
【請求項12】
前記プラズマは、前記楕円リフレクタアセンブリの単一の焦点に形成される、請求項１０に記載のシステム。
【請求項13】
第１のプラズマは、前記楕円リフレクタアセンブリの第１の焦点において形成され、第２のプラズマは、前記楕円リフレクタアセンブリの第２の焦点において形成される、請求項１０に記載のシステム。
【請求項14】
前記楕円リフレクタアセンブリは、部分楕円リフレクタアセンブリである、請求項１０に記載のシステム。
【請求項15】
前記リフレクタアセンブリは、複数の部品から構成されるマルチコンポーネントリフレクタアセンブリである、請求項７に記載のシステム。
【請求項16】
前記リフレクタアセンブリの前記１つ以上の入口開口は、複数の照明源から前記ポンピングビームを受け取るための複数の入口開口以下を含む、請求項７に記載のシステム。
【請求項17】
前記リフレクタアセンブリの前記１つ以上の入口開口は、サファイア、溶融シリカ、水晶、マグネシウムフルオリド、カルシウムフルオリド又はリチウムフルオリドのうちの少なくとも１つから形成される１つ以上の窓を含む、請求項７に記載のシステム。
【請求項18】
前記リフレクタアセンブリは、前記広帯域放射の少なくとも一部分を前記リフレクタアセンブリの内部容積から１つ以上の下流の光学素子に通過させるための１つ以上の出口開口を含む、請求項７に記載のシステム。
【請求項19】
前記リフレクタアセンブリの前記１つ以上の出口開口のうちの１つは、サファイア、溶融シリカ、水晶、マグネシウムフルオリド、カルシウムフルオリド、フッ化リチウムのうちの少なくとも１つから形成される１つ以上の窓を含む、請求項１８に記載のシステム。
【請求項20】
ガス再循環アセンブリをさらに含む、請求項７に記載のシステム。
【請求項21】
前記ガス再循環アセンブリは、
ガス入力ポートと、
前記ガス再循環アセンブリを介して前記リフレクタアセンブリの内部容積を通して前記ガスを流すためのガス出力ポートと、
を含む、請求項２０に記載のシステム。
ガス入力ポートと、
前記ガス再循環アセンブリを介して前記リフレクタアセンブリの内部容積を通して前記ガスを流すためのガス出力ポートと、
を含む、請求項２０に記載のシステム。
【請求項22】
前記リフレクタアセンブリは、１つ以上の電気フィードスルーを含む、請求項７に記載のシステム。
【請求項23】
前記照明源は、１つ以上のレーザーを含む、請求項７に記載のシステム。
【請求項24】
前記１つ以上のレーザーは、１つ以上の赤外レーザー、１つ以上の可視レーザー、または１つ以上の紫外レーザーのうちの少なくとも１つを含む、請求項２３に記載のシステム。
【請求項25】
前記１つ以上のレーザーは、ダイオードレーザー、ディスクレーザーまたはファイバーレーザーの少なくとも１つを含む、請求項２３に記載のシステム。
【請求項26】
前記１つ以上のレーザーは、狭帯域レーザーまたは広帯域レーザーの少なくとも１つを含む、請求項２３に記載のシステム。
【請求項27】
前記１つ以上のレーザーは、連続波（ＣＷ）モード、パルスモード、または変調モードのうちの少なくとも１つで動作するように構成される、請求項２３に記載のシステム。
【請求項28】
前記ガスは、不活性ガス、非不活性ガスおよび２種以上の混合ガスの少なくとも１つを含む、請求項７に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は一般に、レーザー維持プラズマ光源に関し、より詳細には、マルチパスレーザー維持プラズマ光源に関する。
【背景技術】
【0002】
優先権
本出願は、以下に列挙した出願（複数の場合あり）（「関連出願」）に関連するものであり、且つ該出願からの最先の効力のある有効出願日（複数の場合あり）の利益を主張するものである（例えば、特許仮出願以外に対する最先の効力のある優先日を主張するまたは特許仮出願に対する、関連出願のいずれかのおよびすべての親、その親（ｇｒａｎｄｐａｒｅｎｔ）、そのまた親（ｇｒｅａｔ－ｇｒａｎｄｐａｒｅｎｔ）出願などに対する、米国特許法第１１９条（ｅ）の下での利益を主張するものである）。
本出願は、以下に列挙した出願（複数の場合あり）（「関連出願」）に関連するものであり、且つ該出願からの最先の効力のある有効出願日（複数の場合あり）の利益を主張するものである（例えば、特許仮出願以外に対する最先の効力のある優先日を主張するまたは特許仮出願に対する、関連出願のいずれかのおよびすべての親、その親（ｇｒａｎｄｐａｒｅｎｔ）、そのまた親（ｇｒｅａｔ－ｇｒａｎｄｐａｒｅｎｔ）出願などに対する、米国特許法第１１９条（ｅ）の下での利益を主張するものである）。
【0003】
関連出願
ＵＳＰＴＯの法定外要件のため、本出願は、全体の参照により本明細書に組み込まれる、発明者としてＩｌｙａ Ｂｅｚｅｌ、Ａｎａｔｏｌｙ Ｓｈｃｈｅｍｅｌｉｎｉｎ Ｅｕｇｅｎｅ ＳｈｉｆｒｉｎおよびＭａｔｔｈｅｗ Ｄｅｒｓｔｉｎｅの名で２０１５年６月２２日に出願された出願番号第６２／１８３，０６９号の「ＭＵＬＴＩＰＡＳＳ ＬＡＳＥＲ－ＳＵＳＴＡＩＮＥＤ ＰＬＡＳＭＡ ＰＵＭＰ ＧＥＯＭＥＴＲＩＥＳ」と題する米国特許仮出願の通常の（非仮）特許出願を構成する。
ＵＳＰＴＯの法定外要件のため、本出願は、全体の参照により本明細書に組み込まれる、発明者としてＩｌｙａ Ｂｅｚｅｌ、Ａｎａｔｏｌｙ Ｓｈｃｈｅｍｅｌｉｎｉｎ Ｅｕｇｅｎｅ ＳｈｉｆｒｉｎおよびＭａｔｔｈｅｗ Ｄｅｒｓｔｉｎｅの名で２０１５年６月２２日に出願された出願番号第６２／１８３，０６９号の「ＭＵＬＴＩＰＡＳＳ ＬＡＳＥＲ－ＳＵＳＴＡＩＮＥＤ ＰＬＡＳＭＡ ＰＵＭＰ ＧＥＯＭＥＴＲＩＥＳ」と題する米国特許仮出願の通常の（非仮）特許出願を構成する。
【0004】
ＵＳＰＴＯの法定外要件のため、本出願は、全体の参照により本明細書に組み込まれる、発明者としてＭａｔｔｈｅｗ ＤｅｒｓｔｉｎｅおよびＩｌｙａ Ｂｅｚｅｌの名で２０１６年２月３日に出願された出願番号第６２／２９０，５９３号の「ＯＰＴＩＣＡＬ ＷＡＦＥＲ ＩＮＳＰＥＣＴＯＲ」と題する米国特許仮出願の通常の（非仮）特許出願を構成する。
【0005】
常に小型化し続けるデバイスフィーチャを有する集積回路への需要が増加し続けるにつれ、これらの常に縮小し続けるデバイスの検査に用いられる改良された照光源への必要が増え続けている。そのような照光源の１つはレーザー維持プラズマ源を含む。レーザー維持プラズマ光源は、高出力広帯域光を生成できる。レーザー維持光源は、光を発することができるプラズマ状態にアルゴンまたはキセノン等のガスを励起するためにレーザー光線をガス体積に集束することによって作動する。この効果は典型的にプラズマを「ポンピングする」と呼ばれる。
【0006】
連続波（ＣＷ）放射で維持されるプラズマは、多くの場合、使用されるポンプ光に対してプラズマが実質的に透過性である比較的低密度で作動する。その結果、プラズマによって放射される広帯域光の輝度は、理論的黒体限界よりも格段に低い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】米国特許出願公開第２０１２／００９１８９３号
【特許文献2】米国特許出願公開第２０１２／０１１９１１６号
【特許文献3】米国特許出願公開第２０１２／００６８０９１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
低範囲光学システムのこの問題に対処するためにいくつかの手法が用いられてきた。１つの手法は、より高圧のランプを用いることでプラズマの低密度に対処することを含む。この手法は、プラズマの成長をもたらすため、成功には限度があった。別の手法は、低開口数（ＮＡ）レーザーでプラズマをポンピングして細長いプラズマを生成することを含む。長手方向に沿って広帯域光を収集することにより、黒体に接近する輝度が理論的に求められ得る。レーザー吸収とＤＵＶ／ＶＵＶ放射の間の不整合に関する問題に対処するために、ポンピングと収集を分ける形状が提案されている。両方の実施において、細長いプラズマは、用いられたことのない大量の光を放射する。したがって、上記に特定したような従来の手法の不都合を修正するシステムおよび方法を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本開示の１以上の実施形態により、広帯域光を生成するためのマルチパスレーザー維持プラズマシステムが開示される。一実施形態において、システムは、ポンピングビームを生成するように構成されたポンプ源を含む。別の実施形態において、システムは、マルチパス光学アセンブリを含む。別の実施形態において、マルチパス光学アセンブリは、広帯域発光プラズマを維持するためにガスの部分を通るポンピングビームの複数のパスを実行するように構成された１以上の光学素子を含む。別の実施形態において、１以上の光学素子は、プラズマを透過したポンピングビームの未吸収部分を収集して、収集された未吸収ポンピングビーム部分をガスの部分に戻すように方向付けるように構成される。
【0010】
本開示の１以上の実施形態により、広帯域光を生成するためのマルチパスレーザー維持プラズマシステムが開示される。一実施形態において、システムは、ポンピングビームを生成するように構成されたポンプ源を含む。別の実施形態において、システムは、ガスを封じ込めるためのガス封じ込め構造を含む。別の実施形態において、システムは光学アセンブリを含む。別の実施形態において、光学サブシステムは、広帯域発光プラズマを維持するためにガスの部分を通るポンピングビームの１以上のパスを実行するように構成された１以上の光学素子を含む。別の実施形態において、システムは、１以上の収集光学素子を含む収集アセンブリを含む。別の実施形態において、システムは、プラズマによって放射された広帯域放射の少なくとも一部分を１以上の下流の光学素子に方向付けるように構成された１以上の収集光学素子を含む。別の実施形態において、システムは、プラズマによって放射された広帯域放射の少なくとも一部分を収集してプラズマに戻すように方向付けるように構成された１以上の収集光学素子を含む。
【0011】
本開示の１以上の実施形態により、広帯域光を生成するためのマルチパスレーザー維持プラズマシステムが開示される。一実施形態において、システムは、ポンピングビームを生成するように構成されたポンプ源を含む。別の実施形態において、システムは、ガスを封じ込めるように構成されたリフレクタアセンブリを含む。別の実施形態において、リフレクタアセンブリは、ポンプ源からのポンピングビームを受け入れるための１以上の入口開口を含む。別の実施形態において、ポンピングビームは、プラズマをガスの一部分内に維持する。別の実施形態において、プラズマは広帯域放射を放出する。別の実施形態において、リフレクタアセンブリの内面は、プラズマによって放射された広帯域放射の少なくとも一部分を収集して、収集された広帯域放射をプラズマに戻すように方向付けるように構成される。
【0012】
上記の一般的な説明と、以下の詳細な説明は両方とも単に典型的且つ説明的であり、クレームされる本発明を必ずしも限定するものではないことを理解すべきである。本明細書に組み込まれ、その一部を構成する添付図面は、本発明の実施形態を例証し、一般的な説明とともに、本発明の原理を説明する働きをする。
【図面の簡単な説明】
【0013】
本開示の複数の利点は、添付図面を参照すれば当業者にはより良く理解されよう。
【図1A】本開示の１以上の実施形態によるマルチパスレーザー維持プラズマシステムの略模式図である。
【図1B】本開示の１以上の実施形態によるマルチパスレーザー維持プラズマシステムの略模式図である。
【図1C】本開示の１以上の実施形態によるマルチパスレーザー維持プラズマシステムの略模式図である。
【図1D】本開示の１以上の実施形態によるマルチパスレーザー維持プラズマシステムの略模式図である。
【図1E】本開示の１以上の実施形態によるマルチパスレーザー維持プラズマシステムの略模式図である。
【図1F】本開示の１以上の実施形態によるマルチパスレーザー維持プラズマシステムの略模式図である。
【図1G】本開示の１以上の実施形態による、１以上の軸外ミラーが備わったマルチパス光学アセンブリの図である。
【図1H】本開示の１以上の実施形態による、光学的スレッディング構成に配置されたマルチパス光学アセンブリを示す。
【図1I】プラズマを通る１以上の連続したパスによって照光のＮＡが減少するように配置された、本開示の１以上の実施形態によるマルチパス光学アセンブリを示す。
【図1J】本開示の１以上の実施形態によるマルチパス光学アセンブリを用いたプラズマの形状の制御を示す図である。
【図1K】本開示の１以上の実施形態によるマルチパス光学アセンブリを用いたプラズマの形状の制御を示す図である。
【図1L】本開示の１以上の実施形態による、１以上のレトロリフレクタアセンブリが備わったマルチパス光学アセンブリの図である。
【図1M】本開示の１以上の実施形態による、共振器構成に配置された１以上のレトロリフレクタアセンブリを含むマルチパス光学アセンブリの図である。
【図1N】本開示の１以上の実施形態による、共振器構成に配置された１以上のレトロリフレクタアセンブリを含むマルチパス光学アセンブリの図である。
【図1O】本開示の１以上の実施形態による、１以上の偏光素子が備わったマルチパス光学アセンブリの図である。
【図1P】本開示の１以上の実施形態による、収差を測定するための１以上の波面センサが備わったマルチパス光学アセンブリの図である。
【図1Q】本開示の１以上の実施形態による、収差を測定するための１以上の波面センサが備わったマルチパス光学アセンブリの図である。
【図2A】本開示の１以上の実施形態による、リフレクタアセンブリが備わったマルチパスシステムの図である。
【図2B】本開示の１以上の実施形態による、リフレクタアセンブリが備わったマルチパスシステムの図である。
【図2C】本開示の１以上の実施形態による、リフレクタアセンブリが備わったマルチパスシステムの図である。
【図2D】本開示の１以上の実施形態による、リフレクタアセンブリが備わったマルチパスシステムの図である。
【図2E】本開示の１以上の実施形態による、リフレクタアセンブリが備わったマルチパスシステムの図である。
【図2F】本開示の１以上の実施形態による、リフレクタアセンブリが備わったマルチパスシステムの図である。
【図2G】本開示の１以上の実施形態による、リフレクタアセンブリが備わったマルチパスシステムの図である。
【図2H】本開示の１以上の実施形態による、リフレクタアセンブリが備わったマルチパスシステムの図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
ここで、添付図面に示される、開示される主題の詳細について言及する。
【0015】
本発明の特定の実施形態が例証されてきたが、本発明の種々の修正と実施形態が、上記の開示の範囲および趣旨から逸脱せずに当業者によってなされ得ることは明らかである。したがって、本発明の範囲は、本明細書に添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるものとする。
【0016】
図１Ａから２Ｈを全般的に参照すると、本開示の１以上の実施形態による高効率レーザー維持プラズマ（ＬＳＰ）光源が開示されている。本開示の実施形態は、ポンプ照光および／または広帯域光を再循環させる複数の離散型光学素子を含むマルチパスレーザー維持プラズマシステムを対象とする。本開示の付加的な実施形態は、ポンプ照光および／または広帯域光を再循環させる楕円リフレクタアセンブリを含むマルチパスレーザー維持プラズマシステムを対象とする。ポンプ照光および／またはプラズマ発光広帯域をプラズマに戻して再循環させてさらにプラズマをポンピングすることは、本開示の実施形態の効率を、非再循環式システムに比べて向上させる。さらに、本開示の、離散型光学素子またはリフレクタアセンブリを用いたプラズマの複数のイメージの組み合わせは、広帯域出力の輝度を向上させ得る。
【0017】
光維持プラズマの生成は、その全体を参照することにより本明細書に組み込まれる、２００８年１０月１４日に発行された米国特許第７，４３５，９８２号にも一般に説明されている。プラズマの生成は、その全体を参照することにより本明細書に組み込まれる、２０１０年８月３１日に発行された米国特許第７，７８６，４５５号にも一般に説明されている。プラズマの生成は、その全体を参照することにより本明細書に組み込まれる、２０１１年８月２日に発行された米国特許第７，９８９，７８６号にも一般に説明されている。プラズマの生成は、その全体を参照することにより本明細書に組み込まれる、２０１２年５月２２日に発行された米国特許第８，１８２，１２７号にも一般に説明されている。プラズマの生成は、その全体を参照することにより本明細書に組み込まれる、２０１２年１１月１３日に発行された米国特許第８，３０９，９４３号にも一般に説明されている。プラズマの生成は、その全体を参照することにより本明細書に組み込まれる、２０１３年２月９日に発行された米国特許第８，５２５，１３８号にも一般に説明されている。プラズマの生成は、その全体を参照することにより本明細書に組み込まれる、２０１４年１２月３０日に発行された米国特許第８，９２１，８１４号にも一般に説明されている。プラズマの生成は、その全体を参照することにより本明細書に組み込まれる、２０１６年４月１９日に発行された米国特許第９，３１８，３１１号にも一般に説明されている。プラズマの生成は、その全体を参照することにより本明細書に組み込まれる、２０１４年３月２５日に出願された米国特許出願公開第２０１４／０２９１５４号にも一般に説明されている。光維持プラズマの横断ポンピングは、その全体を参照することにより本明細書に組み込まれる、２０１５年３月３１日に出願された米国特許出願公開第２０１５／０２８２２８８号にも一般に説明されている。一般的な意味で、本開示の種々の実施形態は、当技術分野で公知の任意のプラズマベースの光源にも拡張されると解釈されるものとする。プラズマ生成の範疇で用いる光学システムは、その全体を参照することにより本明細書に組み込まれる、２０１０年４月２７日に発行された米国特許第７，７０５，３３１号にも一般に説明されている。
【0018】
図１Ａ－１Ｏは、本開示の１以上の実施形態による、ＬＳＰプラズマを効率的に生成するためのマルチパスシステム１００を示す。一実施形態において、図１Ａに示すように、システム１００は、プラズマ１０６を維持するためにポンピング照光のビーム１０１を生成するように構成されたポンプ源１０４（例えば、１以上のレーザー）を含む。ポンプビーム１０１は、ガス１０７の体積内でプラズマ１０６を維持するのに適している。プラズマ１０６は、ポンプビーム１０１からの光学的ポンピングに応答して、広帯域放射１１５を放出する。別の実施形態において、システム１００はマルチパス光学アセンブリ１０２を含む。一実施形態において、マルチパス光学アセンブリ１０２は、プラズマ１０６を維持するために、ガス１０７の部分を通るポンピングビームのマルチパス１０８ａ－１０８ｄのマルチパスを実行するように構成された１以上の光学素子１１０ａ－１１０ｆを含む。別の実施形態において、１以上の光学素子１１０ａ－１１０ｆは、プラズマ１０６を通って透過したポンピングビームの未吸収部分を収集して、収集されたポンピングビームの未吸収部分を、プラズマ１０６および／またはプラズマ１０６付近のガス１０７に戻すように方向付けるように構成される。本明細書において以前に記載したように、マルチパス光学アセンブリ１０２は、プラズマ１０６によるポンプ照光の吸収が小さい低圧力セッティングにおいて特に有用である。マルチパスアセンブリ１０２の１以上の光学素子１１０ａ－１１０ｆは、ポンプ照光の「再循環」をもたらし、それにより、ポンプビームの未吸収部分は、未吸収のポンプビームを方向転換してプラズマ１０６および／またはプラズマ１０６付近のガス１０７に戻す。
【0019】
一実施形態において、図１Ａに示すように、マルチパス光学アセンブリ１０２は２以上の光学素子１１０ａ－１１０ｆを含む。２以上の光学素子１１０ａ－１１０ｆは、プラズマ１０６を通って透過したプラズマ照光を収集して、ポンプ照光を方向転換してプラズマ１０６および／またはプラズマ１０６付近のガス１０７の部分に戻すことが可能な当技術分野で公知の任意の光学素子を含んでもよい。例えば、２以上の光学素子１１０ａ－１１０ｆは、限定はしないが、１以上の反射型光学素子（例えば、ミラー）および／または１以上の透過型光学素子（例えば、レンズ）を含んでもよい。例えば、図１Ａに描写するように、２以上の光学素子１１０ａ－１１０ｆは、限定はしないが、一組のミラー１１０ａ－１１０ｆを含んでもよい。例えば、一組のミラー１１０ａ－１１０ｆは、限定はしないが、１以上の転向ミラーを含んでもよい。一組のミラー１１０ａ－１１０ｆは、当技術分野で公知の任意のタイプのミラーを含んでもよい。例えば、一組のミラー１１０ａ－１１０ｆは、以下のうち１つ以上を含んでもよい：１以上の楕円ミラー、１以上の放物面ミラー、１以上の球面ミラーまたは１以上の平面ミラー。
【0020】
図１Ａに示すように、ポンプビーム１０１はプラズマ１０６の第１のパス１０８ａを実行する。ポンプビーム１０１の第１のパス１０８ａの第１の部分は、プラズマ１０６および／またはプラズマ１０６に近接したガス１０７によって吸収される。ビーム１０１の第１のパス１０８ａの第２の部分は、半透過性のプラズマ１０６を通って透過し、ミラー１１０ａによって収集される。次にミラー１１０ａは、収集された照光を第２のミラー１１０ｂに方向付け、続いて第２のミラー１１０ｂは、プラズマ１０６を通るポンプビーム１０１の第２のパス１０８ｂを実行する。再び、ビーム１０１の第２のパス１０８ｂの第１の部分はプラズマ１０６および／またはプラズマ１０６に近接したガス１０７によって吸収され、他方で、ビーム１０１の第２のパス１０８ｂの第２の部分はプラズマ１０６を透過する。このプロセスが、ミラー１１０ｃ－１１０ｃを介して複数回繰り返されて、プラズマ１０６を通るポンプビーム１０１のパス１０８ｃおよび１０８ｄを実行する。本開示の範囲は、例証の目的のみで提供されている図１Ａに描写されるミラーの個数または配置に限定されないことに留意すべきである。本明細書では、マルチパスアセンブリ１０２は、プラズマ１０６を通るポンプ照光のマルチパスを達成するために、任意の方式で配置され配向された任意の個数の光学素子（例えば、反射型および／または透過型）を含んでもよいことを認識すべきである。
【0021】
別の実施形態において、ポンプ源１０４は１以上のレーザーを含む。ポンプ源１０４は、当技術分野で公知の任意のレーザーシステムを含んでもよい。例えば、ポンプ源１０４は、電磁スペクトルの赤外線、可視および／または紫外線部分の放射を放出することが可能な、当技術分野で公知の任意のレーザーシステムを含んでもよい。
【0022】
一実施形態において、ポンプ源１０４は、連続波（ＣＷ）レーザー光線を放出するように構成されたレーザーシステムを含んでもよい。例えば、ポンプ源１０４は、１以上のＣＷ赤外線レーザー源を含んでもよい。例えば、ガス１０７がアルゴンである、またはアルゴンを含むセッティングの場合、ポンプ源１０４は、１０６９ｎｍで放射を発するように構成されたＣＷレーザー（例えば、ファイバーレーザーまたはディスクＹｂレーザー）を含んでもよい。この波長は、アルゴンの１０６８ｎｍ吸収線に適合するため、アルゴンガスをポンピングするのに特に有用であることに留意すべきである。本明細書において、ＣＷレーザーの上記の説明は限定的なものではなく、当技術分野で公知の任意のレーザーが、本出願の背景において実施され得ることに留意すべきである。
【0023】
別の実施形態において、ポンプ源１０４は、実質的に一定のパワーでレーザー光をプラズマ１０６に供給するように構成された１以上のレーザーを含んでもよい。別の実施形態において、ポンプ源１０４は、変調レーザー光をプラズマ１０６に供給するように構成された１以上の変調レーザーを含んでもよい。別の実施形態において、ポンプ源１０４は、パルスレーザー光をプラズマに供給するように構成された１以上のパルスレーザーを含んでもよい。
【0024】
別の実施形態において、ポンプ源１０４は、１以上のダイオードレーザーを含んでもよい。例えば、ポンプ源１０４は、ガス１０７の種の任意の１以上の吸収線に対応する波長で放射を発する１以上のダイオードレーザーを含んでもよい。ポンプ源１０４のダイオードレーザーは、ダイオードレーザーの波長が、当技術分野で公知の任意のプラズマの任意の吸収線（例えば、イオン化転移線）またはプラズマ生成ガスの任意の吸収線（例えば、高励起中性転移線）に合わせて調整されるように実行されるよう選択されてもよい。そのため、所与のダイオードレーザー（またはダイオードレーザーの組）の選択は、システム１００によって用いられるガス１０７のタイプに依存することになる。
【0025】
別の実施形態において、ポンプ源１０４はイオンレーザーを含んでもよい。例えば、ポンプ源１０４は、当技術分野で公知の任意の希ガスイオンレーザーを含んでもよい。例えば、アルゴンベースのプラズマの場合、アルゴンイオンをポンピングするために用いられるポンプ源１０４は、Ａｒ＋レーザーを含んでもよい。別の実施形態において、ポンプ源１０４は、１以上の周波数変換レーザーシステムを含んでもよい。例えば、ポンプ源１０４は、１００ワットを超過するパワーレベルを有するＮｄ：ＹＡＧレーザーまたはＮｄ：ＹＬＦレーザーを含んでもよい。別の実施形態において、ポンプ源１０４はディスクレーザーを含んでもよい。別の実施形態において、ポンプ源１０４はファイバーレーザーを含んでもよい。別の実施形態において、ポンプ源１０４は広帯域レーザーを含んでもよい。
【0026】
別の実施形態において、ポンプ源１０４は、１以上の非レーザー源を含んでもよい。ポンプ源１０４は、当技術分野で公知の任意の非レーザー光源を含んでもよい。例えば、ポンプ源１０４は、電磁スペクトルの赤外線、可視または紫外線部分内で離散的または連続的に放射を放出することが可能な当技術分野で公知の任意の非レーザー源を含んでもよい。
【0027】
別の実施形態において、ポンプ源１０４は、２以上の光源を含んでもよい。一実施形態において、ポンプ源１０４は、２以上のレーザーを含んでもよい。例えば、ポンプ源１０４（または複数の「源」）は、複数のダイオードレーザーを含んでもよい。別の実施形態において、２以上のレーザーの各々が、システム１００内のガスまたはプラズマの、異なる吸収線に一致したレーザー光線を放出してもよい。
【0028】
図１Ｂは、本開示の１以上の実施形態による、単一の反射面からなるマルチパスアセンブリ１０２を示す。一実施形態において、マルチパスアセンブリ１０２は、ポンプビーム１０１の未吸収部分を収集して、収集されたポンプビームの未吸収部分を方向転換して、プラズマ１０６および／またはプラズマ１０６に近接したガス１０７に戻すように配置された１つの第１の部分と少なくとも１つの第２の部分を有する反射面を含む。この実施形態において、反射面は複雑な形状を有する単一のミラーから構成されてもよく、それにより、ミラーの第１の部分とミラーの少なくとも第２の部分は、プラズマ１０６を通るポンプ照光のマルチパスを実行するための独立したミラーとして機能する。単一の反射面は、独立したミラーを含む本開示の実施形態のうちいずれとも同様な方式で機能するように構築されてもよい。これに関して、単一の反射面は、本開示の種々の実施形態の独立したミラーを複製する複数の部分を含んでもよい。例えば、図１Ｂに示すように、反射面は、限定はしないが、プラズマ１０６を通って透過したポンプ照光の未吸収部分を収集して、収集されたポンプ照光を方向転換して、プラズマ１０６および／またはプラズマ１０６に近接したガス１０７に戻すように働く複数の部分１１３ａ－１１３ｆを含んでもよい。図１Ｂの単一の反射面の形状と構成は、本開示への限定と解釈されるべきではなく、単に例証の目的で提供されている。本明細書において、図１Ｂの単一の反射面の反射部分の構成は、複数の反射部分（例えば、１１３ａ－１１３ｆ）の任意の形状、個数および／または位置に拡張され得ることに留意すべきである。別の実施形態において、単一の反射面は、互いに嵌り合う複数の部品（例えば、第１半体および第２半体）から形成されてもよい。別の実施形態において、単一の反射面は、ガス１０７を封じ込めるためのガス封じ込め素子または容器として働くように構成されてもよい。
【0029】
図１Ｃは、本開示の１以上の実施形態による、一組の収集光学素子１０３が備わったシステム１００を示す。一実施形態において、一組の収集光学素子１０３は、プラズマ１０６によって放出された広帯域放射１１５を１以上の下流の光学素子１０５に方向付けるように構成された１以上の収集光学素子１１１ａ－１１１ｆを含み、下流の光学素子１０５は、限定はしないが、ホモジナイザー、レンズ、ミラー、フィルタおよび／または開口である。この意味で、収集光学素子１１１ａ－１１１ｆはプラズマ１０６の複数のイメージを合成するように働き、それが、輝度が増加した広帯域出力をもたらす。
【0030】
一実施形態において、図１Ｃに描写するように、収集光学素子１１１ａ－１１１ｆは、マルチパス光学素子１１０ａ－１１０ｆと同面に配置されてもよい。この実施形態において、収集光学素子１１１ａ－１１１ｆは、マルチパス光学素子１１０ａ－１１０ｆのサインの線に干渉しないように、マルチパス光学素子１１０ａ－１１０ｆの間に挿置されている。プラズマ１０６によって広帯域光１１５が放出されると、光１１５の一部が第１の収集素子１１１ａによって収集されて、第２の収集素子１１１ｂを介してプラズマ１０６および／またはプラズマ１０６に近接したガス１０７に戻るように方向付けられる。このプロセスは、プラズマ１０６および／またはプラズマ１０６に近接したガス１０７を通る追加パスを実行するための付加的な収集光学素子１１１ｃ－１１１ｆを介して何度でも繰り返されてよい。
【0031】
収集光学素子１１１ａから開始して、収集される広帯域放射１１５に関して、単一の反射経路のみが示されていることに留意すべきである。本明細書では、広帯域放射は最初に、収集光学素子１１１ｂ－１１１ｆのうちいずれの１つによって収集されてもよい（再方向付けの前に）ことを認識すべきである。さらに、素子１１１ｂ－１１１ｆのうちいずれかで反射経路を開始した広帯域光は、収集素子１１１ａで開始した広帯域光よりも、プラズマ１０６を通るより少ないパスを経験することにも留意すべきである。
【0032】
図１Ｃの収集光学素子１１１ａ－１１１ｆの個数と構成は、本開示の範囲への限定と解釈されるべきではない。寧ろ、図１Ｃに描写された構成は単に例証目的で提供されている。収集光学素子１０３は、プラズマ１０６によって放出された広帯域光１１５を収集して、プラズマの複数のイメージを合成して広帯域出力の輝度を増加させるのに適した任意の光学的構成からなり得ることに留意すべきである。
【0033】
一実施形態において、図示してはいないが、収集光学素子１０３は、マルチパス光学素子１０２によって画定される面外に配置されてもよい。この実施形態において、収集光学素子１１１ａ－１１１ｆは、マルチパス光学素子１１０ａ－１１０ｆによって画定される光学面とは異なる光学面内に配置されてもよい。例えば、収集光学素子１１１ａ－１１１ｆの面は、マルチパス光学素子１１０ａ－１１０ｆによって画定される面に対して９０°のところに配置されてもよい。
【0034】
別の実施形態において、図示してはいないが、収集光学素子１０３は、単一のコレクタ素子を含んでもよい。例えば、単一のコレクタ素子は、図１Ｂの実施形態と同様な単一の反射面から構成されてもよく、プラズマ１０６によって放出された広帯域光１１５を収集するように構成される。次に、コレクタ素子の反射面は、プラズマ１０６の複数のイメージを合成して、輝度が増加した広帯域出力を提供するように働いてもよい。一実施形態において、マルチパスアセンブリ１０２は、単一のコレクタ素子の内容積内に配置されてもよい。
【0035】
別の実施形態において、マルチパスアセンブリ１０２と収集アセンブリ１０３は、単一のユニット内に一体化されてもよい。これに関して、単一の反射面は、広帯域出力の総合輝度を増加させるためにプラズマ１０６の複数のイメージを合成するようにも働きながら、プラズマ１０６および／またはプラズマ１０６付近のガスを通るポンプビーム１０１のマルチパスを実行してもよい。これに関して、単一の反射型ユニットは、マルチパスアセンブリ１０２としても収集アセンブリ１０３としても働く。１つのそのような構成は、本明細書においてさらに論じるような（図２Ａ－２Ｈ参照）楕円リフレクタアセンブリを含む。
【0036】
図１Ｄは、本開示の１以上の実施形態による単一のポンプパスモードに構成されたシステム１００を示す。例えば、図１Ｄに示すように、ポンプ照光１０４は、プラズマ１０６を一回透過する。別の実施形態において、収集光学的アセンブリ１０３は、ポンプ照光によって放出された広帯域光１１５を収集して、それを方向転換してプラズマ１０６に戻してもよい。
【0037】
コレクタアセンブリ１０３（または統合型マルチパス／コレクタアセンブリ）は、プラズマ１０６によって放出された１以上の可視、ＮＵＶ、ＵＶ、ＤＵＶ、ＶＵＶおよび／またはＥＵＶ放射を収集して、広帯域照光１１５を１以上の下流光学素子に方向付けてもよい。これに関して、コレクタアセンブリ１０３は、可視、ＮＵＶ、ＵＶ、ＤＵＶ、ＶＵＶおよび／またはＥＵＶ放射を、限定はしないが、検査ツールまたは計測ツールである、当技術分野で公知の任意の光学的キャラクタライゼーションシステムの下流光学素子に供給してもよい。これに関して、広帯域出力１１５は、検査ツールおよび／または計測ツールの照光光学素子に結合されてもよい。
【0038】
図１Ｃを再び参照すると、一実施形態において、マルチパスアセンブリ１０２の光学素子１１０ａ－１１０ｆのうち１以上および／または収集アセンブリ１０３の収集素子１１１ａ－１１１ｆうち１以上は、光の１以上の選択された波長を選択的に透過する。例えば、光学素子１１０ａ－１１０ｆのうち１以上および／または収集素子１１１ａ－１１１ｆうち１以上は、プラズマ１０６によって放出された広帯域放射１１５の１つ以上のスペクトル領域に対して透過性である。例えば、光学素子１１０ａ－１１０ｆのうち１以上は、収集アセンブリ１０３によって収集される対象の広帯域放射１１５の１以上のスペクトル領域に対して透過性であってよい。一実施形態において、マルチパスアセンブリ１０２の光学素子１１０ａ－１１０ｆのうち１以上および／または収集アセンブリ１０３の収集素子１１１ａ－１１１ｆうち１以上は、光の１以上の選択された波長を選択的に吸収する。例えば、光学素子１１０ａ－１１０ｆのうち１以上および／または収集素子１１１ａ－１１１ｆうち１以上は、プラズマ１０６によって放出された広帯域放射１１５の１つ以上のスペクトル領域を吸収してもよい。別の実施形態において、マルチパスアセンブリ１０２の光学素子１１０ａ－１１０ｆのうち１以上および／または収集アセンブリ１０３の収集素子１１１ａ－１１１ｆうち１以上は、光の１以上の選択された波長を選択的に反射する。例えば、光学素子１１０ａ－１１０ｆのうち１以上および／または収集素子１１１ａ－１１１ｆうち１以上は、プラズマ１０６によって放出された広帯域放射１１５の１つ以上のスペクトル領域をプラズマ１０６に戻すように反射してもよい。さらに、マルチパスアセンブリ１０２の光学素子１１０ａ－１１０ｆのうち１以上および／または収集アセンブリ１０３の収集素子１１１ａ－１１１ｆうち１以上は、広帯域光１１５の１つ以上の付加的な選択された波長を選択的に透過させながら（付加的な選択された波長の光が反射されたプラズマに戻らないように）、広帯域光１１５の１以上の選択された波長を反射させてプラズマ１０６に戻してもよい。例えば、マルチパスアセンブリ１０２の光学素子１１０ａ－１１０ｆのうち１つ以上は、収集アセンブリ１０３による収集の対象である広帯域放射１１５の１以上のスペクトル領域を吸収してもよい。
【0039】
本明細書において、プラズマ１０６が開始し維持される元となるガス１０７の体積は、当技術分野で公知のプラズマ生成の任意のガス封じ込め構造または容器に封じ込められてもよいことに留意すべきである。
【0040】
図１Ｅは、本開示の一実施形態によるガス１０７を封じ込めるためのプラズマ球および／またはセル１４０が備わったシステム１００を示す。一実施形態において、ガス封じ込め構造はプラズマ球である。プラズマ球の使用については、少なくとも、以前に全体の参照によりそれぞれ本明細書に組み込まれた、２００７年４月２日に出願された米国特許出願第１１／６９５，３４８号、２００６年３月３１日に出願された米国特許出願第１１／３９５，５２３号および２０１２年１０月９日に出願された米国特許出願第１３／６４７，６８０号に説明されている。別の実施形態において、ガス封じ込め構造はプラズマセルである。プラズマセルの場合、プラズマセルは、限定はしないが、ガス１０７を封じ込めるための１以上のフランジと組み合わせて配置された透過素子を含んでもよい。フランジ付きプラズマセルの使用は、少なくとも、全体の参照により以前にそれぞれ本明細書に組み込まれた、２０１４年３月３１日に出願された米国特許出願第１４／２３１，１９６号および２０１４年５月２７日に出願された米国特許出願第１４／２８８，０９２号に説明されている。
【0041】
図１Ｆは、本開示の一実施形態による、ガス１０７を封じ込めるための室１５０が備わったシステム１００を示す。図１Ｅに示すように、マルチパス光学アセンブリ１０２および／または収集アセンブリ１０３は、室１５０内に配置されてもよい。別の実施形態において、室１５０はポンプ源１０４からポンピング照光１０１を受けるための１以上の入口窓１４２を含む。別の実施形態において、室１５０は広帯域光１１５を１以上の下流光学素子１０５に透過させるための１以上の出口窓１４４を含む。ガス室をガス封じ込め構造として用いることは、全体の参照によりそれぞれ本明細書に組み込まれる、２０１０年５月２６日に出願された米国特許出願第１２／７８７，８２７号、２０１５年３月１７日に出願された米国特許出願第１４／６６０，８４６号、２０１５年３月２６日に出願された米国特許出願第１４／６７０，２１０号、２０１４年３月２５日に出願された米国特許出願第１４／２２４，９４５号に説明されている。
【0042】
システム１００のガス封じ込め構造の透過部分（例えば、透過素子、球または窓）は、プラズマ１０６および／またはポンプ照光１０１によって生成される広帯域光１１５を少なくとも部分的に透過する当技術分野で公知の任意の材料から形成されてもよい。一実施形態において、ガス封じ込め構造の１以上の透過部分（例えば、透過素子、球または窓）は、ガス封じ込め構造内で生成されたＥＵＶ放射、ＶＵＶ放射、ＤＵＶ放射、ＵＶ放射、ＮＵＶ放射および／または可視光を少なくとも部分的に透過する当技術分野で公知の任意の材料から形成されてもよい。さらに、ガス封じ込め構造の１以上の透過部分は、ポンプ源１０４からのＩＲ放射、可視光および／またはＵＶ光を少なくとも部分的に透過する当技術分野で公知の任意の材料から形成されてもよい。別の実施形態において、ガス封じ込め構造の１以上の透過部分は、ポンプ源１０４（例えば、ＩＲ源）からの放射と、プラズマ１０６によって放出された放射（例えば、ＥＵＶ、ＶＵＶ、ＤＵＶ、ＵＶ、ＮＵＶ放射および／または可視光）の両方を透過する当技術分野で公知の任意の材料から形成されてもよい。
【0043】
いくつかの実施形態において、ガス封じ込め構造の透過部分（複数の場合あり）は、低ＯＨ含有量溶融シリカガラス材料から形成されてもよい。別の実施形態において、ガス封じ込め構造の透過部分（複数の場合あり）は、高ＯＨ含有量溶融シリカガラス材料から形成されてもよい。例えば、ガス封じ込め構造１４０，１５０の透過素子、球または窓は、限定はしないが、ＳＵＰＲＡＳＩＬ１、ＳＵＰＲＡＳＩＬ２、ＳＵＰＲＡＳＩＬ３００、ＳＵＰＲＡＳＩＬ３１０、ＨＥＲＡＬＵＸ ＰＬＵＳ、ＨＥＲＡＬＵＸ－ＶＵＶ等を含んでもよい。別の実施形態において、ガス封じ込め構造１４０，１５０の透過素子、球または窓は、限定はしないが、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、フッ化リチウム、結晶石英およびサファイアを含み得る。本開示のガス封じ込め構造の実施に適した種々のガラスは、その全体の参照により本明細書に組み込む、「Ａ．Ｓｃｈｒｅｉｂｅｒ ｅｔ ａｌ．, Ｒａｄｉａｔｉｏｎ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ Ｑｕａｒｔｚ Ｇｌａｓｓ ｆｏｒ ＶＵＶ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｌａｍｐｓ， Ｊ． Ｐｈｙｓ． Ｄ： Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．３８ (２００５)，３２４２－３２５０」において詳細に考察されている。
【0044】
一実施形態において、ガス封じ込め構造１４０および／または１５０は、ポンプ照光が吸収されるとプラズマを生成するのに適した当技術分野で公知の任意の選択されたガス（例えば、アルゴン、キセノン、水銀等）を含んでもよい。一実施形態において、ポンプ源１０４からのポンプ照光１０１をガス１０７の体積に集束させると、ガス封じ込め構造内のガスまたはプラズマによってエネルギーが吸収され（１以上の選択された吸収線を介して）、それにより、プラズマ１０６を生成および／または維持するためにガス種を「ポンピング」する。別の実施形態において、図示してはいないが、ガス封じ込め構造は、ガス封じ込め構造の内容積内でプラズマ１０６を開始するための一組の電極を含んでもよく、それにより、ポンプ源１０４からの照光は、電極によって着火された後にプラズマ１０６を維持する。
【0045】
本明細書では、システム１００は、様々なガス環境においてプラズマ１０６を作動および／または維持するために用いられてもよいことが想定される。一実施形態において、プラズマ１０６を作動および／または維持するために用いられるガスは、不活性ガス（例えば、希ガスまたは非希ガス）または非不活性ガス（例えば、水銀）を含んでもよい。別の実施形態において、プラズマ１０６を作動および／または維持するために用いられるガスは、ガスの混合物（例えば、不活性ガスの混合物、不活性ガスと非不活性ガスの混合または非不活性ガスの混合物）を含んでもよい。例えば、本開示のシステム１００での実施に適したガスは、限定はしないが、Ｘｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｈｅ、Ｎ２、Ｈ２Ｏ、Ｏ２、Ｈ２、Ｄ２、Ｆ２、ＣＨ４、１以上の金属ハロゲン化物、ハロゲン、Ｈｇ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｆｅ、Ｌｉ、Ｎａ、Ａｒ：Ｘｅ、ＡｒＨｇ、ＫｒＨｇ、ＸｅＨｇ、およびそれらの任意の混合物を含んでもよい。本発明は、任意の光ポンププラズマ生成システムにまで拡張して解釈されるべきであり、さらに、ガス封じ込め構造内でプラズマを維持するのに適した任意のタイプのガスにまで拡張して解釈されるべきである。
【0046】
図１Ｇは、本開示の１以上の実施形態による１以上の軸外ミラーが備わったマルチパス光学アセンブリ１０２を示す。一実施形態においてミラーのうち１以上は軸外放物面ミラーである。一実施形態において、ミラーのうち１以上は軸外楕円ミラーである。一実施形態においてミラーのうち１以上は平面ミラーである。図１Ｇに描写された例において、マルチパス光学アセンブリ１０２は、軸外放物面ミラー１１０ａ，１１０ｂ、軸外楕円ミラー１１０ｃおよび平面ミラー１１０ｄを含む。軸外放物面ミラー１１０ａ，１１０ｂの間を通る照光は実質的に平行にされることに留意すべきである。対照的に、軸外楕円ミラー１１０ｃから反射された照光はプラズマ１０６に集束される（平面ミラー１１０ｄからの反射を介して）。図１Ｇのミラー１１０ａ－１１０ｄの個数、タイプおよび配置は本開示の範囲への限定ではなく、例証のためのみに提供されていることに留意すべきである。
【0047】
図１Ｈは、本開示の１以上の実施形態による、光学的スレッディング構成に配置されたマルチパス光学アセンブリ１０２を示す。一実施形態において、１以上の高位パス１０８ｃは、低位パス１０８ｂと関連づけられた光学素子の間にスレッディングされてもよい。例えば、マルチパス光学アセンブリ１０２は、プラズマ１０６および／またはプラズマ１０６に近接したガス１０７を通って、ポンピングビーム１０１の第１のパス１０８ｂと関連付けられた第１の組の光学素子１１０ａ，１１０ｂを含んでもよい。さらに、マルチパス光学アセンブリ１０２は、プラズマ１０６および／またはプラズマ１０６に近接したガス１０７を通るポンピングビーム１０１の付加的なパス１０８ｃと関連付けられた付加的な組の光学素子１１０ｃ，１１０ｄを含んでもよい。別の実施形態において、第１の組の光学素子１１０ａ，１１０ｂと付加的な組の光学素子１１０ｃ，１１０ｄは、ポンピングビーム１０１の付加的なパス１０８ｃの照光が、第１の組の光学素子のミラー１１０ａと１１０ｂの間の領域１１７を横断するように配置されている。図１Ｈに描写された構成は、本開示の範囲への限定ではなく、例証のためにのみに提供されていることに留意すべきである。本明細書では、図１Ｈの実施形態は、高位の反射からの照光が図１Ｈに示すように低位の光学素子を通ってスレッディングされる任意のセッティングにまで拡張されてもよいことを認識すべきである。
【0048】
図１Ｈに描写された実施形態は、ＬＳＰアプリケーション中にありがちな、ＮＡ（開口数）空間が制約されているセッティングにおいて特に有用であることに留意すべきである。例えば、利用可能なＮＡ空間へのそのような制約は、プラズマの性能のため（またはその他の技術的事由により）ポンプ照光のＮＡと収集照光のＮＡを分離させる要求に由来し得る。さらに、一般的に、プラズマのサイズを最小化するために、プラズマポンピングのためのＮＡ空間をできるだけ多く使用することが望ましい。さらに、典型的には、ＮＡ空間内で、限定はしないが、均一な強度分布等の特定のポンプ強度分布を有することが望ましい。高位パスからの照光が、より前段階の低位パスの光学素子（例えば、ステアリングミラー）の間に方向付けられる、上記の光学的スレッディングの実施形態の実施は特に有用である。そのような構成は、ＬＳＰポンピングのために利用できるＮＡ空間を最大化することを補助する。
【0049】
図１Ｉは、本開示の１以上の実施形態による、照光のＮＡが、プラズマ１０６を通る１つ以上の連続したパスによって減少するように構成されたマルチパス光学アセンブリ１０２を示す。例えば、マルチパスアセンブリ１０２の１以上の光学素子１１０ａおよび１１０ｂは、プラズマ１０６および／またはプラズマ１０６に近接したガス１０７を通る第２のパス１０８ｂ中のポンピングビーム１０１のＮＡが、プラズマ１０６および／またはプラズマ１０６に近接したガスを通る第１のパス１０８ａ中のポンピングビーム１０１のＮＡよりも小さくなるように配置され得る。各連続した経路に沿ったポンプビーム１０１の吸収により、連続した高位パスのフォーカスＮＡは、ＮＡ空間において低位パスと概ね同じ強度分布を維持するように減少され得ることに留意すべきである。そのような構成は、ポンプ照光が、プラズマポンピング向けに設計されたＮＡ空間内により均一に分散されることを可能にする。別の実施形態において、マルチパス光学アセンブリ１０２の光学素子は、ＮＡ空間において選択されたポンプ強度分布を作り出すために、ポンピングビーム１０１の連続したパスに関するＮＡの変動を確立するように配置されてもよい。
【0050】
図１Ｊおよび１Ｋは、本開示の１以上の実施形態によるマルチパス光学アセンブリ１０２を用いたプラズマ１０６の形状の制御を示す。マルチパス光学アセンブリ１０２の１以上の光学素子は、プラズマ１０６および／またはプラズマ１０６に近接したガス１０７を通るポンピングビーム１０１の各パスに関連する各焦点の位置を制御することによってプラズマ１０６の形状を制御するように配置されてもよい。一実施形態において、本明細書で以前に示したように、１以上の光学素子１１０ａ，１１０ｂは、ポンピングビーム１０１のパスそれぞれの焦点が実質的に重なって１つのスポットを形成するように配置されている。別の実施形態において、図１Ｊに示すように、１以上の光学素子１１０ａ，１１０ｂは、細長いプラズマ領域１２１を形成するために、ポンピングビームの第１のパス１０８ａの焦点を、ポンピングビームの少なくとも１つの付加的なパス１０８ｂの焦点に対して変位させるように配置される。別の実施形態において、図１Ｋに示すように、１以上の光学素子１１０ａ，１１０ｂは、各連続した経路１０８ａ，１０８ｂからの照光を線状に集束して、それにより細長いプラズマ領域１２１を形成するように配置される。一実施形態において、マルチパスアセンブリ１０２の光学素子のうち１以上は、ポンプ源１０４と同面に配置されてもよい。別の実施形態において、マルチパスアセンブリ１０２の光学素子のうち１以上は、ポンプ源１０４によって画定される平面の外側に配置され、それにより、ＮＡ空間内にポンプビーム１０１の３次元分布を形成する。
【0051】
上記の配置とプラズマ形状は、本開示の範囲への限定ではなく、例証の目的のみで提供されていることに留意すべきである。マルチパスの焦点の位置決めは、適切な形状を有するプラズマ領域を形成するために任意の適切な方式で制御され得る。
【0052】
図１Ｌは、１以上のレトロリフレクタアセンブリが備わった本開示の１以上の実施形態によるマルチパス光学アセンブリ１０２を示す。一実施形態において、マルチパス光学アセンブリ１０２の光学素子のうち１以上は、１以上のレトロリフレクタアセンブリを含む。例えば、マルチパス光学アセンブリ１０２は、限定はしないがレトロリフレクタ１１６を含んでもよい。レトロリフレクタ１１６は、限定はしないが、球面ミラーを含んでもよい。この実施形態において、プラズマ１０６を通るポンプ照光１０１の第１のパスに引き続いてミラー１１０ａ，１１０ｂは、未吸収のポンプ照光１０１を収集して、プラズマ１０６を通して戻すように方向付けて第２のパスを実行する。次に、レトロリフレクタ１１６は第２のパスからの未吸収のポンプ照光を受け取って、未吸収のポンプ照光をプラズマ１０６を通して戻すように反射して、プラズマ１０６を通るポンプ照光１０１の第３のパスを実行する。レトロリフレクタの利用は、所与の光学システムを通るパスの回数を有効に倍増することに留意すべきである。
【0053】
図１Ｍ－１Ｎは、本開示の１以上の実施形態による、共振器構成に配置された１以上のレトロリフレクタアセンブリを含むマルチパス光学アセンブリ１０２を示す。一実施形態において、図１Ｍに示すように、マルチパス光学アセンブリ１０２は、限定はしないが、共振器構成に配置された２以上のレトロリフレクタ１１６ａ，１１６ｂを含んでもよい。これに関して、第１のレトロリフレクタ１１６ａと第２のレトロリフレクタ１１６ｂは共振器を形成する。この実施形態において、プラズマ１０６を通るポンプ照光１０１の第１のパスに引き続いて、ミラー１１０ａ，１１０ｂは、未吸収のポンプ照光１０１を収集して、プラズマ１０６を通して戻すように方向付けて第２のパスを実行する。次に、第１のレトロリフレクタ１１６ａ（例えば、球面ミラー）は第２のパスからの未吸収のポンプ照光を受け取って、ポンプ照光を反射してプラズマ１０６を通して戻して、プラズマ１０６を通るポンプ照光１０１の第３のパスを実行する。次に、ミラー１１０ｂ，１１０ａは第３のパスからの光をプラズマ１０６を通して戻してプラズマ１０６を通る第４のパスを実行する。次に、第２のレトロリフレクタ１１６ｂは第４のパスからの光を受け取って光学的経路シーケンスを反復する。
【0054】
一実施形態において、図１Ｎに示すように、マルチパス光学アセンブリ１０２は、限定はしないが、単純な共振器構成に配置された２以上のレトロリフレクタ１１６ａ，１１６ｂを含んでもよい。これに関して、第１のレトロリフレクタ１１６ａと第２のレトロリフレクタ１１６ｂは単純な共振器を形成する。この実施形態において、プラズマ１０６を通るポンプ照光１０１の第１のパスに引き続いて、第１のレトロリフレクタ１１６ａ（例えば、球面ミラー）は、第１のパスからの未吸収のポンプ照光を受け取って、ポンプ照光を反射してプラズマ１０６を通して戻し、プラズマ１０６を通るポンプ照光１０１の第２のパスを実行する。次に、第２のレトロリフレクタ１１６ｂは第２のパスからの光を受け取って光学的経路シーケンスを反復する。上記に提示したレトロリフレクタの個数と配置は本開示の範囲への限定ではなく、例証の目的のみで提供されていることに留意すべきである。
【0055】
図１Ｏは、本開示の１以上の実施形態による１以上の偏光素子が備わったマルチパス光学アセンブリ１０２を示す。一実施形態において、マルチパス光学アセンブリ１０２は、マルチパスアセンブリ１０２内で偏光回転を実行するための偏光子１２５と四分の一波長波１２６を含む。一実施形態において、ポンプ照光１０１は、水平方向に偏光して偏光子１２５を通ってレンズ１２４に通過し、プラズマ１０６に照光１０１を集束する。次に、ミラー１１０ａおよび１１０ｂは未吸収の照光を収集して、方向転換してプラズマ１０６を通って戻して第２のパスを実行する。次に、第２のパスからの未吸収の照光は、四分の一波長波１２６を通ってレトロリフレクタ１１６ａに通り、四分の一波長波１２６を通って反射して戻り、偏光を垂直偏光に反転させる。垂直偏光ポンプ照光は次に光学的アセンブリを後戻りして、第３と第４のパスを実行しながら、偏光子１２５に戻り、偏光子１２５は垂直偏光照光をレトロリフレクタ１１６ｂ（例えば、平面ミラー）に反射する。次にレトロリフレクタ１１６ｂは照光を偏光子１２５に反射して戻し、照光は光学的アセンブリ１０２を通して戻る方向に透過する。上記に提示したレトロリフレクタと偏光／波長板素子の個数と配置は本開示の範囲への限定ではなく、例証目的のみで提供されている。別の実施形態において、偏光回転は、マルチパス光学アセンブリ１０２において、ポンプ源１０４からのポンプ照光によって画定される面の外に配置されたミラーからの複数の反射を用いて実行されてもよい。
【0056】
図１Ｐ－１Ｑは、本開示の１以上の実施形態による、マルチパス光学アセンブリにおける収差を測定するための１以上の波面センサが備わったマルチパス光学アセンブリ１０２を示す。マルチパスアセンブリ１０２において収差は、プラズマ１０６を複数回通過した後で、透過されたポンプレーザー波面内に蓄積する可能性があることに留意すべきである。収差は、プラズマと、周囲のガスとの屈折率の偏差から生じ得る。これらの収差は、後続のパスへのレーザーの有効なフォーカシングを妨げる。一実施形態において、マルチパス光学アセンブリ１０２は、これらの収差を修正または少なくとも減らすように構成されてもよい。一実施形態において、マルチパスアセンブリ１０２は、１以上の波面センサ１２８と波面センサ１２８に通信可能に結合された１以上の適応光学素子１１８を含む。別の実施形態において、１以上の波面センサ１２８はマルチパスアセンブリ１０２のポンプのうち１以上に沿って照光を収集して収差を測定してもよい。次に、波面センサ１２８はこの測定値を１以上の適応光学素子１１８に伝送してもよく、それは次に、波面センサ１２８で測定された収差を補償するために適応光学素子１１８から反射するビームの波面を調節してもよい。適応光学素子は、限定はしないが、デジタルマイクロミラーアレイデバイス等の当技術分野で公知の任意の適応光学素子を含んでもよい。
【0057】
別の実施形態において、図１Ｑに示すように、適応光学素子は、適応型レトロリフレクタ１３０（例えば、適応型球面ミラー）を含んでもよい。これに関して、適応型レトロリフレクタ１３０は、１以上の波面センサ１２８によって測定された収差を補正するようにも働きながら、ポンプ照光を反射させてプラズマ１０６に戻すように働いてもよい。
【0058】
別の実施形態において、図示してはいないが、システム１００は、１以上の波面センサ１２８と１以上の適応光学素子１１８および／または１３０に通信可能に結合された１つ以上のコントローラを含んでもよい。これに関して、１以上のコントローラは、１以上の波面センサ１２８から波面データを受け取って、収差に関してデータを分析してもよい。次に、コントローラは１以上の制御信号を１以上の適応光学素子に送信して、１以上の適応光学素子に、測定された収差を補償するように指令してもよい。コントローラは、１以上のプロセッサと、プログラム命令を記憶するための１以上のメモリを含んでもよい。プログラム命令は、１以上のプロセッサに、それに関するステップを実行させるように予めプログラムされてもよい。
【0059】
図２Ａ－２Ｈは、本開示の１以上の実施形態によるリフレクタアセンブリ２０２が備わったマルチパスシステム１００を示す。この実施形態のリフレクタアセンブリ２０２は、黒体限界により近い放射輝度に備えてもよい。プラズマを介したマルチパスの収集は、プラズマがずっと大規模であるかのようなガス圧力の最適化を可能にする。その結果、各パス毎のプラズマにおける所望の広帯域出力波長の吸収／放射率が低減され得る。ポンピング照光に同等の形状が用いられる場合、ポンピング照光の吸収も同様に低減されることができ、より低いガス圧力を可能にする。より低いガス圧力でのシステム１００の動作は、密度と温度勾配に由来し、反射率の偏差を招く「ガス揺動（ｇａｓ ｗｉｇｇｌｅ）」の低減を補助する。
【0060】
さらに、リフレクタアセンブリ２０２のプラズマ１０６から、出力ポートに導かない角度で放出された光は、常にプラズマ（複数の場合あり）に集束されて（またはプラズマに近接して）戻る。その結果、通常は失われてしまう光がプラズマ（複数の場合あり）をポンピングするために部分的に用いられる。そのような構成は、単一パスシステムと比べてシステム１００の効率の向上をもたらし、より低出力のポンプ源１０４で所与の広帯域放射輝度を達成することを可能にする。
【0061】
【0062】
一実施形態において、システム１００はポンプ源１０４とリフレクタアセンブリ２０２を含む。ポンプ源１０４は、１以上の照光源を含んでもよい。例えば、ポンプ源１０４は、単一の照光源または複数の離散した照光源を含んでもよい（図２Ｇ－２Ｈ参照）。ポンプ源１０４は、本明細書で以前に論じたポンプ源１０４のうちいずれから構成されてもよいことに留意すべきである。一実施形態において、リフレクタアセンブリ２０２はガス１０７を封じ込めるための圧力容器として働く。リフレクタアセンブリ２０２は、限定はしないが、Ａｒ、Ｘｅ、Ｎｅ、Ｎ２、Ｈ２またはそれらの混合物を含む、本開示を通して説明された任意のガスを含み得ることに留意すべきである。別の実施形態において、リフレクタアセンブリ２０２は、ガス１０７の圧力を１ａｔｍから１００ａｔｍの間の圧力に維持してもよい。
【0063】
別の実施形態において、ポンプ照光の波長は、ガスがポンプ照光１０１を効率良く吸収するようにガス１０７の吸収線に適合するように調節されてもよい。この手法は、低密度セッティングに特に有用である。
【0064】
別の実施形態において、リフレクタアセンブリ２０２は照光源１０４からのポンピングビーム１０１（図２Ａ参照）を受け取るための１以上の入口開口２０４を含む。別の実施形態において、リフレクタアセンブリ２０２は、広帯域放射１１５の少なくとも一部（図２Ｂ参照）を、リフレクタアセンブリの内容積から１以上の下流光学素子１０５に通すための１以上の出口開口２０６を含む。
【0065】
一実施形態において、リフレクタアセンブリ２０２は、反射内面２０３を有する楕円形状のシェルである。一実施形態において、図２Ａに示すように、ポンプ照光１０１はリフレクタアセンブリ２０２に入って、反射内面２０３によってリフレクタアセンブリ２０２の第１の焦点２０１ａに集束される。ポンプ照光１０１からの励起エネルギーに応答して、プラズマは第１の焦点２０１ａに維持（作動および／または維持）される。次に、図２Ｂに示すように、プラズマ１０６から広帯域光１１５が放出される。別の実施形態において、リフレクタアセンブリ２０２の内部反射面は、プラズマから放出された広帯域放射の少なくとも一部を収集して、収集された広帯域放射をプラズマ１０６に戻すように方向付けるように構成される。このプロセスは、広帯域光１１５の所与の部分がプラズマ１０６によって吸収されるか、または出口開口２０６から出るまで反復される。これに関して、リフレクタアセンブリ２０２の内部反射面２０３は、広帯域放射１１５の出力部分が、プラズマ１０６の単一のイメージの輝度よりも大きい輝度を有するように、プラズマ１０６の２以上のイメージを合成するように働く。方向転換された広帯域光１１５の経路は、第１の焦点２０１ａに達する前に最初に第２の焦点２０１ｂを通り得ること留意すべきである。
【0066】
一実施形態において、楕円形状リフレクタアセンブリ２０２は単一の楕円形シェルを含む。別の実施形態において、楕円形状のリフレクタアセンブリ２０２は、部分楕円形のシェルを含む。出口開口２０６を介して結合された光は、楕円上の限られたフットプリントから来ることに留意すべきである。そのため、全体的に楕円のシェルが常に必要なわけではない。この場合、光が当たる楕円の部分をカバーする複数の要素から形成された部分楕円シェルが実装されてもよい。例えば、部分楕円シェルは、完全楕円面の任意の２以上の区分を含んでもよい。
【0067】
一実施形態において、出力角度と、焦点２０１ａ，２０１ｂの隔離は、楕円の中間部分が広帯域光を受け取らないように選択されてもよい。この場合、リフレクタアセンブリ２０２は、完全楕円の頂部と底部を表す２つの楕円コレクタを含んでもよい。そのような構成は、第２のより大きな楕円を用いて楕円コレクタを包囲することも可能にし、それによりレーザー光を全方向からプラズマ１０６に導入し、より小型でより高温のプラズマ１０６を提供する。完全楕円ではなく楕円のコレクタを用いることは、内部反射面のためのコーティングプロセスの要件を緩和する。
【0068】
入口開口２０４および／または出口開口２０６には１以上の窓が嵌っていてもよい。入口開口２０４および／または出口開口２０６の窓は、当技術分野で公知の任意の材料から形成されてもよい。例えば、入口開口２０４の窓および／または出口開口２０６の窓は以下の材料のうち１以上を含んでもよい：サファイア、溶融シリカ、結晶石英、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化リチウム。別の実施形態において、入口開口２０４の窓は、ポンプ照光１０１を整形および／または集束するために湾曲していてもよい。
【0069】
ポンプ源１０４は１以上の照光源を含んでもよい。例えば、ポンプ源１０４は、単一の照光源または複数の離散した照光源を含んでもよい（図２Ｇ－２Ｈ参照）。ポンプ源１０４は、本明細書で以前に論じた１以上のポンプ源１０４のうちいずれから構成されてもよいことに留意すべきである。別の実施形態において、ポンプ源１０４は直接結合されたポンプ源（例えば、直接結合されたレーザーダイオード）を含んでもよい。別の実施形態において、ポンプ源１０４はファイバー結合ポンプ源を含んでもよい。
【0070】
一実施形態において、図２Ａには図示していないが、ポンプ照光１０１は、楕円リフレクタアセンブリ２０２の第１の焦点２０１ａに配置されたプラズマ１０６を通る単一のパスを実行してもよい。この実施形態において、リフレクタアセンブリ２０２は、プラズマ１０６を通って透過した未吸収のポンプ照光を、リフレクタアセンブリ２０２の外部の領域に通すための付加的な出口開口を含んでもよい。
【0071】
別の実施形態において、図２Ａに示すように、リフレクタアセンブリ２０２は、ポンプ照光１０１を再循環させるように構成されてもよい。これに関して、リフレクタアセンブリ２０２の内部反射面２０３は、第１の焦点２０１ａに配置されているプラズマ１０６を通って透過されたポンピングビーム１０１の未吸収部分を収集して、収集されたポンピングビームの未吸収部分を、プラズマ１０６またはプラズマ１０６付近のガス１０７に戻すように方向付けるように構成される。方向転換されたポンプ照光１０１の経路は、第１の焦点２０１ａに達する前に先ず第２の焦点２０１ｂを通過し得ることに留意すべきである。
【0072】
別の実施形態において、図示してはいないが、システム１００は、１以上のプラズマ着火ユニットを含んでもよい。例えば、システム１００は、プラズマ１０６を着火するためにリフレクタアセンブリ２０２内に配置された１以上の電極アセンブリを含んでもよい。例えば、システム１００は、プラズマ１０６を着火するためにリフレクタアセンブリ２０２内に配置された１以上の電極アセンブリを含んでもよい。別の例として、システム１００は、プラズマ１０６を着火するための１以上のＲＦプラズマ生成器を含んでもよい。別の例として、システム１００は、ポンプ源１０４からのレーザー光を用いて、またはプラズマ着火専用の付加的なレーザー源からのレーザー光を用いてプラズマ１０６を作動させてもよい。
【0073】
別の実施形態において、ガス１０７は楕円リフレクタアセンブリ２０２への注入前に予めイオン化されていてもよい。例えば、ガス１０７は電気的イオン化、レーザーイオン化またはＲＦイオン化のうち１以上によって予めイオン化されてもよい。例えば、システム１００は、ガス１０７がリフレクタアセンブリ２０２の内容積に進入する前にガス１０７を予めイオン化するように構成された付加的な電極のセット、付加的なレーザー着火ユニットまたはＲＦ着火ユニットのうち１以上を含んでもよい。
【0074】
一実施形態において、図２Ａおよび２Ｂに示すように、楕円リフレクタアセンブリの内面は、単一のプラズマ１０６を楕円リフレクタアセンブリ２０２の焦点２０１ａのうち１つに形成するように構成される。
【0075】
別の実施形態において、楕円リフレクタアセンブリの長半径は垂直に配置されてもよい。別の実施形態において、楕円リフレクタアセンブリの長半径は水平に配置されてもよい。別の実施形態において、楕円リフレクタアセンブリの長半径は垂直または水平方向に対してある選択された角度に配置されてもよい。さらに、単一のプラズマ１０６が形成される焦点の選択は、１以上の要因に基づいていてもよい。例えば、楕円リフレクタアセンブリの長半径が垂直に配置されている場合、単一のプラズマ１０６は、ガス流の形状に基づいて頂部焦点２０１ａまたは底部焦点２０１ｂのいずれかに形成されてもよい（図２Ｄ－２Ｅ参照）。プラズマ１０６の位置（焦点２０１ａまたは焦点２０１ｂ）は、プラズマがどこで開始するか（例えば、電極、ＲＦ着火ユニットまたはレーザー着火ユニットを介して）によって制御され得ることに留意すべきである。
【0076】
別の実施形態において、図２Ｃに示すように、２つのプラズマ領域１０６ａ，１０６ｂが楕円リフレクタアセンブリ２０２によって形成されてもよい。例えば、第１のプラズマ１０６ａは楕円リフレクタアセンブリ２０２の第１の焦点２０１ａに形成され、第２のプラズマは楕円リフレクタアセンブリ２０２の第２の焦点２０１ｂに形成される。そのような二重プラズマ構成はプラズマを通る往復間での反射回数を減らす。図２Ｃの二重プラズマ構成は、反射面２０３が理想的なリフレクタに満たないスペクトル型（例えば１００～２００ｎｍ）には特に有利である。これらのセッティングにおいて、システム１００によって収集される広帯域光１１５の量は、プラズマ１０６ａ，１０６ｂを通る往復間での反射回数が減らされた場合に、より多くなる。
【0077】
別の実施形態において、２つのプラズマ１０６ａ，１０６ｂの場合、２つのプラズマ１０６ａ，１０６ｂは逐次作動されてもよい。例えば、垂直構成では、低い方のプラズマ１０６ｂが上記に説明した任意の手段（例えば、電気的、ＲＦまたはレーザー）によって作動されてもよい。次に、第１のプラズマ１０６ａからのプリュームが、上方のプラズマ１０６ｂに着火するように働いてもよい。
【0078】
図２Ｄおよび２Ｅは、本開示の１以上の実施形態によるガス循環アセンブリ２０９が備わったリフレクタアセンブリ２０２を示す。リフレクタアセンブリ２０２内の限られた出力ポート／経路は、注入されたポンプ照光ビーム１０１内のエネルギーの大部分がガス１０７および／または内部反射面２０３によって吸収されることにつながることに留意すべきである。その結果、リフレクタアセンブリ２０２の温度を、高品質プラズマ動作に必要な温度に、またはその温度未満に維持するための１以上の冷却手法が実施されてもよい。一実施形態において、ガス循環アセンブリ２０９はガスをリフレクタアセンブリ２０２を通して循環させるためのガス入力ポート２１０とガス出力ポート２１２を含む。
【0079】
図２Ｄ－２Ｆに示すように、ガス入力ポート２１０はプラズマ１０６ａおよび／または１０６ｂにガスの流れを提供する。次にガス出力ポート２１２は、リフレクタアセンブリ２０２からガス１０７を排出する。図２Ｄと２Ｅの実施形態は、同じ方向に沿って配置されたガス入力ポート２１０とガス出力ポート２１２を描写しているが、これは本開示への限定ではない。別の実施形態において、ガス入力ポート２１０とガス出力ポート２１２は、リフレクタアセンブリ２０２に流入するガスの流れが、リフレクタアセンブリ２０２から流出するガスの流れに対してある選択された角度で配向するように配置されてもよい。別の実施形態において、ガスの流れは、リフレクタアセンブリ２０２の外部にあるヒートシンクのほうに付勢されてヒートシンクに結合されてもよい。別の実施形態において、リフレクタアセンブリ２０２は、コンベンションによってリフレクタアセンブリ２０２を冷却するように構成された１以上のコンベンションデバイスおよび／またはヒートシンクを含む。還流に基づく冷却は、全体を参照することにより本明細書に以前に組み込まれた、２０１４年５月２７日に出願された米国特許出願第１４／２８８，０９２号に全般的に説明されている。
【0080】
一実施形態において、図２Ｆに示すように、ガス入／出力ポート２１０，２１２はプラズマ着火電極として働いてもよい。例えば、システム１００は、１以上の電気的フィードスルー２２４を含んでもよい。１以上の電気的フィードスルー２２４は、金属ガス入／出力管２１０，２１２を絶縁するように働いてもよい。さらに、ガス入／出力管２１０，２１２は、プラズマ１０６に着火するための電気的エネルギーをガス１０７に供給するために高電圧源２２５に電気的に結合されてもよい。さらに、システム１００は、ガス循環システム２０９の残りの部分を、帯電したガス入／出力管２１０，２１２から絶縁するための１以上の電気絶縁区分２２０を含んでもよい。
【0081】
別の実施形態において、リフレクタアセンブリ２０２は多部品リフレクタアセンブリである。これに関して、アセンブリ２０２の楕円シェルは、２以上の部品から形成されてもよい。例えば、図２Ｆに示すように、リフレクタアセンブリ２０２は、一体に嵌り合ったときにリフレクタアセンブリ２０２の楕円シェルを形成する頂部２３０と底部２３２を含んでもよい。
【0082】
別の実施形態において、個々の部品２３０および／または２３２は冷却されてもよい。例えば、リフレクタアセンブリ２０２の頂部２３０および／または底部２３２は液冷されてもよい。例えば、リフレクタアセンブリ２０２の頂部２３０および／または底部２３２は、冷却液（例えば、水）を、部品２３０，２３２の本体に通すための液体流通システム（例えば、１つ以上の管）を含んでもよい。さらに、液体流通システムは、外部ヒートシンクに結合されてもよく、それにより、熱はリフレクタアセンブリ２０２の頂部２３０および／または底部２３２から、流通システム内に流れる液体によってヒートシンクまで転移される。
【0083】
図２Ｇ－２Ｈは、本開示の１以上の実施形態による、複数の照光源１０４ａ－１０４ｄが備わったリフレクタアセンブリ２０２を示す。図２Ｇおよび図２Ｈはそれぞれ、リフレクタアセンブリ２０２の上面図と側面図を示す。本明細書では、複数の離散した源１０４ａ－１０４ｄの使用は、リフレクタアセンブリ２０２での高ＮＡプラズマポンピングを達成することを支援し得ることに留意すべきである。
【0084】
一実施形態において、リフレクタアセンブリ２０２はリフレクタアセンブリ２０２の周りに分散された離散したポンプ源１０４ａ－１０４ｄから光を受け取る単一の入口ポート２０４を含む。
【0085】
別の実施形態において、リフレクタアセンブリ２０２はリフレクタアセンブリ２０２の周りに分散された複数の入口ポート２０４を含む。一実施形態において、複数の入口ポート２０４は、各源２０４に関連するフットプリントがインタリーブされるように、楕円リフレクタアセンブリ２０２の対向する側に異なる角度で配置されてもよい。そのような構成は、立体角を備えたより均一な強度偏差を有するポンピング照光をもたらす。
【0086】
一実施形態において、複数の入口ポート２０４は、各照光反射によって成される立体角が、以前の反射よりも小さくなるように配置されてもよい。そのような構成は、ポンピング照光１０１がプラズマ１０６を横断するにつれてプラズマ１０６によってパワーが吸収されるので照光の強度を維持することを補助し得る。
【0087】
図２Ａ－２Ｆを参照すると、一実施形態において、リフレクタアセンブリ２０２はレーザー入口および広帯域出力部として用いられる単一の開口を含む。この実施形態において、ポンピング照光１０１は、出射広帯域光１１５に対向して開口を通ってリフレクタアセンブリ２０２に入り得る。ポンピング照光１０１および出射広帯域光１１５は、コールドミラーを利用して分離されてもよい。
【0088】
本明細書において説明された主題は、時として、別の部品内に含まれた、または別の部品に接続された異なる部品を示す。そのような描写されたアーキテクチャは、単に例示的なものであり、実際に、同じ機能性を達成する多くの別のアーキテクチャが実装され得ることを理解すべきである。概念的意味で、同じ機能性を達成するための部品の任意の構成は、所望の機能性が達成されるように有効に「連携」される。したがって、特定の機能性を達成するために結合される本明細書における２つの部品は、アーキテクチャまたは中間部品に関らず所望の機能性が達成されるように互いに「連携」していると見なされてもよい。同様に、そのように連携する任意の２つの部品は、所望の機能性を達成するために互いに「接続」または「結合」されていると見なされてもよく、また、そのように連携が可能な任意の２つの部品も同様に、所望の機能性を達成するために互いに「結合可能」であると見なされてもよい。結合可能の特定の例は、限定はしないが、物理的に相互作用可能および／または物理的に相互作用する部品および／またはワイヤレスで相互作用可能および／またはワイヤレスに相互作用する部品および／または論理的に相互作用可能および／または論理的に相互作用する部品を含む。
【0089】
本開示およびその付随する利点のうち多くは上記の説明によって理解され、また、開示された主題から逸脱せずに、またはその実質的な利点の全てを犠牲にすることなく、部品の形状、構成および配置に種々の変更がなされ得ることは明らかであろう。説明された形式は単に説明的であり、そのような変更を包含し含むことは、以下の特許請求の範囲の意図するところである。さらに、本発明は添付の特許請求の範囲によって定義されることを理解すべきである。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図1F】
【図1G】
【図1H】
【図1I】
【図1J】
【図1K】
【図1L】
【図1M】
【図1N】
【図1O】
【図1P】
【図1Q】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図2E】
【図2F】
【図2G】
【図2H】
