(57)【要約】【課題】プラズマセルに生み出された収差を修正する。【解決手段】照明を生成するように構成された照明光源２０２と、ガス体積を収容するためのバルブを備えたプラズマセル２０６と、照明光源からの照明の焦点をガス体積に合わせることによって、ガス体積内にプラズマを生成するように構成された楕円体２０４と、一つ以上の光学部品に伴い発生した収差を補正するように構成され、照明光源とプラズマセルとの間の照明経路に沿って位置付けられた一つ以上の適応光学素子を含む。波面センサからの信号に基づき、対流に伴い発生した収差を最小化するように一つ以上の適応光学素子をフィードバック制御する。【選択図】図２Ａ
2020052428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明を生成するように構成された照明光源と、
ガス体積を収容するためのバルブを備えたプラズマセルと、
前記照明光源からの照明の焦点を前記ガス体積に合わせることによって、前記ガス体積内にプラズマを生成するように構成された楕円体と、
前記プラズマセルと前記プラズマセルから放出される放射のターゲットとの間の収集経路に沿った波面誤差を検出する波面センサと、
前記プラズマセルのガス及びプラズマに生じる対流に伴い発生した収差を補正するように構成されており、前記照明光源と前記プラズマセルとの間の照明経路に沿って位置付けられた一つ以上の適応光学素子と、
前記波面センサに通信的に連結され、前記波面センサからの信号に基づき、前記対流に伴い発生した収差を最小化するように前記一つ以上の適応光学素子をフィードバック制御するコンピュータ制御器と、
を備える装置。
【請求項２】
前記照明光源が一つ以上のレーザーを含む、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記一つ以上のレーザーが、ダイオードレーザー、連続波レーザー、または広帯域レーザーの少なくとも一つを含む、請求項２記載の装置。
【請求項４】
ガスが一つ以上の不活性ガスを含む、請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記ガスがアルゴンまたはキセノンの少なくともいずれかを含む、請求項４記載の装置。
【請求項６】
前記ガスが一つ以上の非不活性ガスを含む、請求項１記載の装置。
【請求項７】
前記ガスが水銀を含む、請求項６記載の装置。
【請求項８】
照明を生成することと、
ガス体積を収容するためのバルブを備えたプラズマセルを提供することと、
前記照明の焦点を前記ガス体積に合わせることによって、前記ガス体積内にプラズマを生成することと、
前記プラズマセルと前記プラズマセルから放出される放射のターゲットとの間の収集経路に沿った波面誤差を波面センサで検出することと、
前記プラズマセルのガス及びプラズマに生じる対流に伴い発生した収差を、前記照明光源と前記プラズマセルとの間の照明経路に沿って位置付けられた一つ以上の適応光学素子により補正することと、を含み、
前記波面センサに通信的に連結されたコンピュータ制御器により、前記波面センサからの信号に基づき、前記対流に伴い発生した収差を最小化するように前記一つ以上の適応光学素子をフィードバック制御する、
プラズマセルに生み出された収差を修正する方法。
【請求項９】
前記照明光源が一つ以上のレーザーを含む、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記一つ以上のレーザーが、ダイオードレーザー、連続波レーザー、または広帯域レーザーの少なくとも一つを含む、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
ガスが一つ以上の不活性ガスを含む、請求項８記載の方法。
【請求項１２】
前記ガスがアルゴンまたはキセノンの少なくともいずれかを含む、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記ガスが一つ以上の非不活性ガスを含む、請求項８記載の方法。
【請求項１４】
前記ガスが水銀を含む、請求項１３記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、以下に挙げる出願（複数可）（「関連出願」）から最先の有効な出願日（複数可）の利益に関連し、かつ当該利益を主張するものである（たとえば、当該関連出願（複数可）の任意および全ての親出願、祖父出願、曾祖父出願などの、仮特許出願以外の最先の優先日、または仮特許出願のための米国特許法第３５条１１９（ｅ）項に基づいて利益を主張するものである）。
【０００２】
関連出願
ＵＳＰＴＯの法定外要件のために、本願は、「ＴＨＥ  ＵＳＥ  ＯＦ  ＡＤＡＰＴＩＶＥ  ＯＰＴＩＣＳ  ＴＯ  ＣＯＭＰＥＮＳＡＴＥ  ＡＢＥＲＲＡＴＩＯＮＳ  ＩＮ  ＴＨＥ  ＬＡＳＥＲ−ＳＵＳＴＡＩＮＥＤ  ＰＬＡＳＭＡ  ＣＥＬＬＳ」と題された、２０１１年６月２９日にＩｌｙａ  Ｂｅｚｅｌ、Ａｎａｔｏｌｙ  Ｓｈｃｈｅｍｅｌｉｎｉｎ、およびＭａｔｔｈｅｗ  Ｄｅｒｓｔｉｎｅを発明者と指定して出願された、米国仮特許出願第６１／５０２，７３２号の米国仮特許出願の正規の（仮でない）特許出願を構成する。
【０００３】
本発明は、一般的にプラズマベースの光源に関するものであり、より詳細には、レーザー持続プラズマセルにおける収差を修正するための適応光学系の使用に関するものである。
【背景技術】
【０００４】
常に小さい装置特徴を有する集積回路に対する需要が増大し続けていることに伴い、これらの常に縮小する装置の検査に用いるための改善された照明光源に対する要求が増し続けている。そのような照明光源の一つに、レーザー持続プラズマ源がある。レーザー持続プラズマ光源は、高出力広帯域光を発生する能力がある。レーザー持続光源は、レーザー光線の焦点をガス体積に合わせることによって、ガス、例えば、アルゴンまたはキセノンを、光を放出する能力があるプラズマ状態に励起するように作用する。この効果は、通常、プラズマの「ポンピング」と呼ばれる。
【０００５】
所与のプラズマ形状は、レーザー焦点付近のレーザー光強度分布によってある程度確定される。光学収差がレーザー焦点の質に影響を及ぼす結果として生じるプラズマ形状の予測の可能性が制限される。概略の意味では、任意の介在媒体によって、プラズマセルのバルブに焦点が合わされたレーザー光の光学収差を発生することがある。例として、プラズマ生成に用いる光学経路におけるいずれかの光学部品の欠陥によって、光の収差が発生することがある。プラズマ生成に用いるガスを収容するために、実施に用いるプラズマセルには、生成したプラズマに加えてガス種類も収容するように構成された「バルブ」が必要となる。プラズマセルのバルブは、それ自体が、レーザー持続プラズマ光源における光学収差の主な原因となる。レーザー持続プラズマ光源において光学収差が発生すると、バルブの覆いを制御する能力の欠如に加えてプラズマ体積が所望よりも大きくなる。この制御の欠如は、転じて、再生不可能なプラズマ形状をもたらす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国出願公開第２００９／０１７４９３０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般に、バルブ収差を制御するために、最小限のバルブ収差を持つバルブを製造する。図１Ａ〜図１Ｃに、種々のバルブ形状の利用によって生成された、さまざまレベルの光学収差を持つ一連のプラズマ形状を例証する。図１Ａに、「フットボール」状のバルブによって生成されたプラズマ形状を描写し、一方、図１Ｂに、球状のバルブによって生成されたプラズマ形状を描写する。図１Ｃに、最も小さくかつ最も明るいプラズマを例証する。図１Ｃのプラズマは、円筒状のバルブを用いて生成されたものであり、図１Ａ〜図１Ｃのうち収差は最小量であった。媒体の選択に頼る収差の最小化は限定的である。実際には、収差は完全には回避することはできない。さらに、収差を最小化するためのバルブの選択では、プラズマ光源の追加要素によって生成された収差、またはプラズマ光源内部の対流に起因する収差は軽減できない。それ故に、先行技術に特定された欠陥を修正する、レーザー持続プラズマ光源における収差を修正するためのシステムおよび方法の提供が望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
プラズマセルに生み出された収差を修正するための装置を開示する。一態様では、装置は、これらに制限されないが、照明を生成するように構成された照明光源と、ガス体積を収容するためのバルブを備えたプラズマセルと、照明光源からの照明の焦点をガス体積に合わせることによって、ガス体積内にプラズマを生成するように構成された楕円体と、一つ以上の光学部品に伴い発生した収差を補正するように構成されており、照明光源とプラズマセルとの間の照明経路に沿って位置付けられた一つ以上の適応光学素子と、を備えることができる。
【０００９】
別の態様では、装置は、これらに制限されないが、照明を生成するように構成された照明光源と、ガス体積を収容するためのバルブを備えたプラズマセルと、照明光源からの照明の焦点をガス体積に合わせることによって、ガス体積内にプラズマを生成するように構成された楕円体と、一つ以上の光学部品に伴い発生した収差を補正するように構成されており、プラズマセルとプラズマセルからの照射ターゲットとの間の収集経路に沿って位置付けられた一つ以上の適応光学素子と、を備えることができる。
【００１０】
対流に基づく収差を修正するための装置を開示する。一態様では、装置は、これらに制限されないが、照明を生成するように構成された照明光源と、ガス体積を収容するためのバルブを備えたプラズマセルと、照明光源からの照明の焦点をガス体積に合わせることによって、ガス体積内にプラズマを生成するように構成された楕円体と、対流により発生した収差を補正するように構成されており、照明光源とプラズマセルとの間の照明経路に沿って位置付けられた一つ以上の適応光学素子と、を備えることができる。機械は、照明経路または収集経路に位置付けられた波面センサと、波面センサに通信的に連結されており、波面センサから受信した一つ以上の測定値に応じて一つ以上の適応光学系を制御するように構成された制御器と、をさらに備えることができる。
【００１１】
プラズマセルによって生み出された収差を修正する方法を開示する。一態様では、方法は、これらに制限されないが、ガス体積を収容するためのバルブを備えたプラズマセルを提供することと、照明を生成することと、照明の焦点をガス体積に合わせることによって、ガス体積内にプラズマを生成することと、ガス体積に焦点を合わせた照明の波面に関係する一つ以上の特性を調整することによって、一つ以上の光学部品に伴い発生した収差効果を補正することと、を含むことができる。
【００１２】
対流に基づく収差を修正する方法を開示する。一態様では、方法は、これらに制限されないが、ガス体積を収容するためのバルブを備えたプラズマセルを提供することと、照明を生成することと、照明の焦点をガス体積に合わせることによって、ガス体積内にプラズマを生成することと、照明経路内のガス体積またはプラズマセルのバルブ内のガス体積の少なくともいずれかの対流に伴い発生した収差を補正することと、を含むことができる。
【００１３】
前述の概要および以下の詳細な説明の両方が、説明のための単なる例示であり、請求項に係わる本発明を必ずしも制限するものではないことが理解される。本明細書に組み込まれ、その一部を構成する添付の図面は、本発明の実施態様を例証し、概要とともに本発明の原理を説明するのに役立つ。
【００１４】
以下の添付図を参照することによって、本開示の多くの利点を、当業者はよりよく理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施態様に従う、光学的撮像技術を利用して取得した、さまざまな光学収差から生じた一連のプラズマ形状を例証する図である。
【図２Ａ】本発明の一実施態様に従う、一つ以上の光学部品に起因する収差を修正するためのシステムを示すブロック図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施態様に従う、一つ以上の光学部品に起因する収差を修正するためのシステムを示すブロック図である。
【図２Ｃ】本発明の一実施態様に従う、一つ以上の光学部品に起因する収差を修正するためのシステムを示すブロック図である。
【図２Ｄ】本発明の一実施態様に従う、一つ以上の光学部品に起因する収差を修正するためのシステムを示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施態様に従う、対流に起因する収差を修正するためのシステムを示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施態様に従う、一つ以上の光学部品に起因する収差を修正する方法を例証するフロー図である。
【図５】本発明の一実施態様に従う、対流に起因する収差を修正する方法を例証するフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
添付図面に例証する開示する主題をここで詳細に参照する。
【００１７】
図２〜図５を概して参照し、プラズマ生成に用いる光学システムにおける収差を修正するためのシステムおよび方法を、本開示に従い記述する。
【００１８】
図２Ａ〜図２Ｄに、本発明の一実施態様に従う、光源持続プラズマセルにおける収差を修正するのに適したシステム２００を例証する。プラズマセルにおける収差を修正するのに適したシステム２００は、選択された波長の照明を生成するように構成された照明光源２０２と、選択されたガス（たとえば、アルゴン、キセノン、水銀、または同種のもの）を収容するのに適した、バルブ内にプラズマを生成するように構成されたプラズマセル２０６と、を備えることができる。加えて、システム２００は、照明光源２０２から放射された照明の焦点を、プラズマセル２０６のバルブ２０８内に収容されたガス体積２１０に合わすように構成された楕円体２０４を備えることができる。照明２１６の焦点をガス体積２１０に合わすことによって、バルブ２０８内のガスまたはプラズマの一つ以上の選択された吸収線を通じてエネルギーが吸収される。それによって、ガス種類を「ポンピング」してプラズマを生成または維持する。不活性ガス種類内のプラズマ生成は、米国特許出願第１１／６９５，３４８号（２００７年４月２日出願）、および米国特許出願第１１／３９５，５２３号（２００６年３月３１日出願）に概略が記述されており、それらの全体は参照により本明細書に組み入れられる。概略の意味では、システム２００は、当技術分野において公知の任意のプラズマベースの光源まで拡大して解釈されるはずである。
【００１９】
本発明の一態様では、システム２００は、光源持続プラズマセルにおける収差を補正するように構成された一つ以上の適応光学素子２１２を備えている。適応光学素子２１２は、照明光源２０２とプラズマセル２０６との間の光学経路２１６に沿って位置付けることができる。ある意味では、適応光学系２１２は、照明光源２０２からの照明を照明経路２１６に沿って楕円体２０４に導くように構成される。システム２００の一つ以上の光学部品（たとえば、レンズ２１７、ミラー２１４、楕円体２０４、および同類のもの）、またはプラズマセル２０６のバルブ２０８によって生み出された収差効果の観測に応じて、ユーザーインターフェースまたは制御システムによって適応光学系２１２を制御することができる。この制御によって、波面誤差が選択された許容範囲以内に減少するように収差を補正できる。これに関連して、バルブ２０８から放射される時点で、ミラー２１４における波面誤差が選択されたレベル以下となるように、照明光源２０２からの照明２１６の波面を調整するように適応光学系２１２を構成することができる。適応光学系２１２をそのようなものとして利用して、プラズマセル２０６のバルブ２０８、またはシステム２００の任意の他の光学部品の収差効果を最小化することができる。
【００２０】
一実施形態では、プラズマセル２０６のバルブ２０８に伴い収差が発生することがある。例として、バルブ２０８の製造特性に起因して収差が発生することがある。別の実施形態では、プラズマセル２０６のバルブ２０８の一つ以上の動作状態の変化に起因して収差が発生することがある。例として、プラズマセル２０６のバルブ２０８の温度変化に起因してバルブ２０８の変形またはそこへの応力が生じ、これが転じて、プラズマセル２０６を形成する光の収差をもたらすことがある。
【００２１】
別の実施形態では、システム２００の照明通路または収集通路における一つ以上の光学部品に伴い収差が発生することがある。例として、照明経路におけるレンズ２１７、楕円体２０４、またはミラー２１４の製造特性に起因して収差が発生することがある。別の実施形態では、照明経路または収集経路における一つ以上の光学系の一つ以上の動作状態の変化に起因して収差が発生することがある。例として、楕円体２０４の温度変化に起因して楕円体２０４の変形またはそこへの応力が生じ、これが転じて、プラズマセル２０６を形成する光の収差をもたらすことがある。
【００２２】
例示的な実施形態では、システム２００の一つ以上の光学部品またはプラズマセル２０６のバルブ２０８を取り付けたまたは調整した後で適応光学系２１２を調整することができる。例として、プラズマセル２０６のバルブ２０８を取り付けた後で適応光学系２１２を調整することができる。照明光源２０２に対する光学コンポーネントおよび／またはバルブの幾何学的配置が変化しない限りは、光学コンポーネントおよびバルブ２０８の製造に関係する収差が概して一定の値を維持し得ることが本明細書において留意される。例として、バルブ２０８の取り付けまたは空間的調整の後に、適応光学系２１２を調整して、所与のバルブ２０８に伴う測定した収差を修正することができる。「新品の」バルブによって生成された測定した収差効果を、適応光学系２１２を調整してひとたび補正すれば、適応光学系２１２の構成をほぼ一定に維持することができる。それによって、バルブ２０８の収差効果を連続的に補正することができる。システム２００の光学コンポーネント（たとえば、レンズ、ミラー、楕円体２０４、および同類のもの）のいずれかに前述の手順を実行できることがさらに予期される。
【００２３】
システム２００の運転前の「コールド」システムにも収差の修正を実行できることがさらに留意される。例として、プラズマセルが作動していても（すなわち、プラズマ発生）、していなくても収差測定を実行することができる。一例として、照明光源（たとえば、プローブビーム）を極めて低電力で動かして、存続する収差（すなわち、光学部品の製造または配置に関係する収差）を定量化することができる。
【００２４】
さらなる実施形態では、波面センサ（図示せず）を利用して、バルブ２０８（または、別の介在媒体）の収差効果を測定することができる。一例として、ビームスプリッタ（図示せず）をシステム２００の収集経路に設置し、これをバルブ２０８から放射された光の一部を波面センサに導くように構成することができる。一実施形態では、波面検出プロセスの結果をユーザが取得し、次に、その結果を用いて適応光学系２１２を調整して測定した収差効果を補正することができる。別の実施形態では、波面検出プロセスの結果を、通信的に連結されたコンピュータ制御器（図示せず）に送ることができる。次に、コンピュータ制御器は、観測した収差を最も最小化できる、実行する適応ステップを決定できる。この意味では、コンピュータ制御器は、メモリに保存されている一連のプログラム命令を実施し、適応光学系を制御して歪曲した媒体の収差効果を最小化するように構成することができる。続いて、コンピュータ制御システムは、命令を適応光学系に送信して決定した命令集合を実施することができる。
【００２５】
別の実施形態では、適応光学系２１２を調整して、一つ以上の動作状態の変化（たとえば、変形または応力）に伴い発生した収差を修正することができる。これに関連して、システム２００はランタイム修正を実行するように構成される。この修正を比較的長いタイムスケールで実行できることが本明細書において留意される。一例として、システム２００のさまざまな光学部品の熱平衡の後に、修正を１回実行することができる。前述のフィードバックシステムなどの場合には、ビームスプリッタ（図示せず）をシステム２００の光学経路（たとえば、収集経路または照明経路）に設置し、これをバルブ２０８から放射され光の一部を波面センサに導くように構成することができる。光学部品（たとえば、レンズ、ミラー、楕円体など）の一つ以上、またはバルブ２０８の熱平衡の後に、波面検出プロセスの結果をユーザまたはコンピュータ制御器が取得し、次に、先に記載したのとほぼ同じように、その結果を用いて適応光学系２１２を調整して測定した収差効果を補正することができる。
【００２６】
ここで図２Ｂを参照するように、一つ以上の適応光学系は、プラズマセルのバルブまたはシステム２００の一つ以上の光学部品に伴い発生した収差を補正するように構成された可変ミラー２２０を備えることができる。これに関連して、可変ミラー２２０は、バルブ２０８またはシステム２００の一つ以上の光学部品に伴い発生した波面誤差を修正するように構成される。可変ミラー２２０は、可変ミラー２２０に入射する照明に対して可変ミラー２２０の表面から反射する波面を調整して照明２１６の波面を調整するように構成できる。例として、この調整は、プラズマセル２０６のバルブ２０８の収差効果を、バルブ２０８から下流の地点（たとえば、ミラー２１４）において測定したような所定レベル以下に最小化する方法で実行できる。この意味では、可変ミラー２２０を、バルブ２０８に起因する収差効果が最小となる地点に調整することができる。一実施形態では、波面検出プロセスの結果をユーザが取得し、次に、その結果を用いて可変ミラー２２０を調整して測定した収差効果を補正することができる。例として、観測した収差効果が最小となる地点が発見されるまで、可変ミラー２２０を繰り返し調整（すなわち、試行錯誤）することができる。別の例では、コンピュータ制御システム（図示せず）は、観測した収差の最小値（すなわち、実質的に最小化された波面誤差）をコンピュータ制御システムが測定するまで、可変ミラー２２０を繰り返し調整することができる。
【００２７】
別の実施形態では、図２Ｂに示すように、システム２００は、プラズマセル２０６のバルブ２０８またはシステム２００の一つ以上の光学部品に関係する収差効果の少なくとも一部を修正するのに適した一つ以上の修正プレート２２２をさらに備えることができる。一態様では、一つ以上の修正プレート２２２は、照明光源２０２とプラズマセル２０６のガス体積２１０との間の照明経路２１６に位置付けられる。これに関連して、一つ以上の修正プレート２２２を、予測可能な波面誤差２２２を修正するように構成できる。さらなる実施形態では、一つ以上の修正プレート２２２を、可変ミラー２２０と連動するように実装することができる。この意味では、一つ以上の修正プレート２２２が予測可能な波面誤差を修正し、一方、可変ミラー２２０が予測不可能な波面誤差を修正できる。
【００２８】
ここで図２Ｃを参照するように、適応光学系２１２は、可変ミラー２２０の先端傾斜を調整するように構成された先端傾斜調整装置２２４を備えることができる。例として、可変ミラー２２０全体の先端傾斜バイアスを測定することができる。次に、先端傾斜調整装置２２４は、可変ミラー２２０全体を調整して、測定した先端傾斜バイアスを補正することができる。本発明に関連して任意の先端傾斜調整装置の実装または調整プロセスの実施が可能であることが本明細書において認識される。
【００２９】
ここで図２Ｄを参照するように、システム２００は、バルブ２０８のガス体積２１０内で生成されたプラズマの一つ以上の特性を測定するように構成された一つ以上のセンサ２２６をさらに備えることができる。システム２００は、一つ以上のセンサ２２６に通信的に連結されたコンピュータ制御システム２２８をさらに備えることができる。これに関連して、一つ以上のセンサ２２６は、測定したプラズマの一つ以上の特性を示す信号を、コンピュータ制御システム２２８に送信することができる。続いて、コンピュータ制御システム２２８は、プラズマ２１０の測定した一つ以上の特性を利用して選択されたメリット関数を計算することができる。例として、計算されたメリット関数は、これらに制限されないが、プラズマの輝度、プラズマの選択された輝線の振幅、プラズマ温度、プラズマサイズ、プラズマ形状、バルブを通って伝送される照明のビームプロフィルを含むことができる。さらなる実施形態では、適応光学系２１２を、プラズマの一つ以上の測定したメリット関数に応じて調整することができる。これに関連して、ユーザまたは制御システムは、最適化されるメリット関数を選択し、次に、適応光学系を利用して選択されたメリット関数を最適化することができる。
【００３０】
前述の説明は、照明光源２０２とプラズマセル２０６との間の照明経路２１６に沿って位置付けられた一連の適応光学系２１２に関連した本発明の記述に焦点を合わせたが、本発明の適応光学系２１２を、プラズマセル２１２とプラズマセル２１２から放出される放射のターゲットとの間の、システム２００の収集経路２１８に沿って位置付けできることが本明細書においてさらに意図される。
【００３１】
本発明のさらなる態様では、システム２００は、さまざまな追加の光学部品を備えることができる。一実施形態では、一連の光学系は、プラズマセル２０６のバルブ２０８から放射された広帯域光を収集するように構成された収集光学系を備えることができる。一例として、システム２００は、楕円体からの照明を下流の光学系、例えば、ホモジナイザー２０９に導くように構成されたコールドミラー２１４を備えることができる。
【００３２】
別の実施形態では、一連の光学系は、照明経路２１６または収集経路２１８のいずれかに沿って設置された一つ以上の追加のレンズ（たとえば、２１７）を備えることができる。レンズを利用して、照明光源２０２からの照明の焦点を、プラズマセル２０６のガス体積２１０に合わすことができる。あるいは、追加のレンズを利用して、プラズマセルから放射された広帯域光の焦点を、選択されたターゲット（図示せず）に合わすことができる。さらなる実施形態では、一連の光学系は、照明経路または収集経路のいずれかに沿って設置された一つ以上のフィルタ２１５を備えることができる。このフィルタによって、光がプラズマバルブ２０８に入る前に照明にフィルタを通すか、またはバルブ２０８から光が放出した後に照明にフィルタを通す。先に記載した図２Ａ〜図２Ｄに例証するようなシステム２００の一連の光学系が単なる例証であり、制限的に解釈されないはずであることが本明細書において留意される。多くの同等の光学的構成を本発明に関連して利用できることが予期される。その上、前述の収差修正技術を用いて、任意の追加の光学部品に関係する収差を修正できることがさらに意図される。
【００３３】
本発明の利用によって、多様なガス環境においてプラズマを維持できることが本明細書において意図される。一実施形態では、プラズマセルのガスは、不活性ガス（たとえば、希ガスまたは非希ガス）、または非不活性ガス（たとえば、水銀）を含むことができる。例として、本発明のガス体積２１０はアルゴンを含むことができることが本明細書において予期される。一例として、ガス２１０は、ほぼ純粋なアルゴンガスを含むことができる。別の例では、ガス２１０は、アルゴンガスと追加のガスとの混合体を含むことができる。本発明を多くのガスに拡大適用できることがさらに留意される。例として、本発明の実施に適したガスは、これらに制限されないが、アルゴン、キセノン、水銀、および同類のものを含むことができる。概略の意味では、本発明は、任意の光ポンププラズマ生成システムまで拡大して解釈されるはずであり、そしてさらに、プラズマセル内のプラズマを維持するのに適した任意の種類のガスまで拡大して解釈されるはずである。
【００３４】
本発明の別の態様では、照明光源２０２は一つ以上のレーザーを備えることができる。概略の意味では、照明光源２０２は、当技術分野において公知の任意のレーザーシステムを備えることができる。一例として、照明光源２０２は、電磁スペクトルの可視部または紫外部における放射線を放出する能力がある当技術分野において公知の任意のレーザーシステムを備えることができる。一実施形態では、照明光源２０２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備えることができる。例として、ガス体積２１０がアルゴンまたはそれを含む設定では、照明光源２０２は、１０６９ｎｍの放射線を放出するように構成されたＣＷレーザー（たとえば、ファイバーレーザーまたはディスクＹｂレーザー）を備えることができる。この波長がアルゴンにおける１０６８ｎｍ吸収線に適合し、そのようなものとして、ガスのポンピングに特に有効であることが留意される。ＣＷレーザーの前の記述が制限的ではなく、当技術分野において公知の任意のＣＷレーザーを本発明に関連して実装できることが本明細書において留意される。
【００３５】
別の実施形態では、照明光源２０２は、一つ以上のダイオードレーザーを備えることができる。例として、照明光源２０２は、プラズマセルのガス種類の任意の一つ以上の吸収線に対応する波長の放射線を放出する一つ以上のダイオードレーザーを備えることができる。概略の意味では、照明光源２０２に実装するダイオードレーザーの選択では、ダイオードレーザーの波長を、当技術分野において公知の任意のプラズマの任意の吸収線（たとえば、イオンの遷移線）、またはプラズマ発生ガスの吸収線（たとえば、高励起状態の中性の遷移線）に調節したものを選ぶことができる。そのようなものとして、所与のダイオードレーザー（または、一連のダイオードレーザー）は、本発明のプラズマセル２０６に利用するガス種類に応じて選出される。
【００３６】
別の実施形態では、照明光源２０２はイオンレーザーを備えることができる。例として、照明光源２０２は、当技術分野において公知の任意の希ガスイオンレーザーを備えることができる。一例として、アルゴンベースのプラズマである場合には、アルゴンイオンのポンプに用いる照明光源２０２は、Ａｒ＋レーザーを備えることができる。
【００３７】
一つの別の実施形態では、照明光源２０２は、一つ以上の周波数変換レーザーシステムを備えることができる。例として、照明光源２０２は、１００ワットを超える電力レベルを有するＮｄ：ＹＡＧまたはＮｄ：ＹＬＦレーザーを備えることができる。別の実施形態では、照明光源２０２は、広帯域レーザーを備えることができる。別の実施形態では、照明光源は、変調レーザー光線またはパルス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備えることができる。
【００３８】
本発明の別の態様では、照明光源２０２は、一つ以上の非レーザー光源を備えることができる。概略の意味では、照明光源２０２は、当技術分野において公知の任意の非レーザー光源を備えることができる。一例として、照明光源２０２は、離散的または連続的に電磁スペクトルの可視部または紫外部における放射線を放出する能力がある当技術分野において公知の任意の非レーザーシステムを備えることができる。
【００３９】
本発明の別の態様では、照明光源２０２は、２個以上の光源を備えることができる。一実施形態では、照明光源２０２は、２個以上のレーザーを備えることができる。例として、照明光源２０２（または、照明光源）は、複数のダイオードレーザーを備えることができる。別の例では、照明光源２０２は、複数のＣＷレーザーを備えることができる。さらなる実施形態では、２個以上のレーザーの各々が、プラズマセル２０６内のガスまたはプラズマの種々の吸収線に対して調節されたレーザー光線を放出できる。
【００４０】
図３に、本発明の一実施態様に従う、対流に基づく収差を修正するためのシステム３００を例証する。システム２００と同様に、システム３００は、選択された波長の照明を生成するように構成された照明光源３０２と、選択されたガス（たとえば、アルゴン、キセノン、水銀、または同種のもの）を収容するのに適した、バルブ内にプラズマを生成するように構成されたプラズマセル３０６と、を備えている。加えて、システム３００は、照明光源３０２から放射された照明の焦点を、プラズマセル３０６のバルブ３０８内に収容されたガス体積３１０に合わすように構成された楕円体３０４を備えることができる。図３の前述のコンポーネントがシステム２００と同等のコンポーネントであることが本明細書において留意される。そのようなものとして、システム２００の記述および同等のコンポーネントが、システム３００にも拡大して解釈されるはずである。
【００４１】
システム３００のさらなる態様では、システム３００は、対流により誘発された収差を補正するように構成された一つ以上の適応光学素子３１２を備えている。システム３００は、システム３００の光学経路（たとえば、照明経路３１６または収集経路３１８）に沿った波面誤差を測定するように構成された波面センサ３２０をさらに備えることができる。例として、図３に示すように、波面センサ３２０は、収集経路３１８に沿った波面誤差を測定するように構成することができる。これに関連して、システム３００は、追加の光学部品、例えば、ビームスプリッタ３２４を備えることができ、これは、収集経路における照明の一部をそらして波面センサ３２０に向かわせる。波面センサを照明経路における波面誤差を測定するように構成することができ、そして所与の光学経路をサンプルするのに追加の光学部品を利用できることが予期されるように、前述の構成が制限的には解釈されないはずであることが本明細書において留意される。
【００４２】
別の実施形態では、波面検出プロセスの結果を、通信的に連結されたコンピュータ制御器３２２に送り込むことができる。次に、コンピュータ制御器３２２は、観測した収差を最も最小化できるような実行する適応ステップを決定できる。この意味では、コンピュータ制御器は、メモリに保存されている一連のプログラム命令を実施し、適応光学系３１２を制御することによって、対流により誘発された収差効果を最小化するように構成することができる。続いて、コンピュータ制御システムは、命令を適応光学系３１２に伝送して決定した命令集合を実施することができる。システム３００のフィードバック制御ループが、システム２００に関して記述したフィードバック制御ループと比較して迅速に動作するはずであることが本明細書において認識される。本システム３００が、適応光学系３１２のリアルタイムまたはほぼリアルタイムのフィードバック制御を提供できることが予期される。
【００４３】
コンベンションにより誘発された収差のシステム３００を用いた修正を、例えば、システム２００に関連して記述した、より低いタイムスケールの収差効果（たとえば、光学システムのコンポーネントまたは光学システムの動作状態に起因する収差効果）の修正と連動して行えることがさらに意図される。
【００４４】
図４は、プラズマセルによって生み出された収差を修正する方法４００において実行されるステップを例証するフロー図である。発明者は、システム２００に関連して本明細書において前に記述した実施形態および実現可能な技術が、方法４００にも拡大して解釈されるはずであることを留意する。
【００４５】
第一のステップ４０２において、ガス体積を収容するためのバルブを備えたプラズマセルを提供する。例として、ガス体積（たとえば、純ガスまたはガス混合体）を収容するバルブ２０８を備えたプラズマセルを提供できる。第二のステップ４０４において、照明を生成する。例として、選択された波長の照明は、照明光源、例えば、レーザーを利用して生成することができる。第三のステップ４０６において、照明の焦点をガス体積に合わせることによって、ガス体積内にプラズマを生成する。例として、楕円体２０４が照明光源２０２からの照明を受け取り、そして照明の焦点をプラズマセル２０６のバルブ２０８内に収容されたガス２１０に合わせることができる。第四のステップ４０８において、一つ以上の光学部品（たとえば、プラズマセルのバルブ、照明経路における光学部品、または収集経路における光学部品）に伴い発生した収差効果を、ガス体積に焦点を合わせた照明の波面に関係する一つ以上の特性を調整することによって補正することができる。例として、測定した波面誤差に応じて、システム２００は、波面誤差が許容可能な閾値以下に減少するように、一つ以上の適応光学系（たとえば、可変ミラー）を調整することによって波面誤差を修正することができる。
【００４６】
図５は、対流に基づく収差を修正する方法５００において実行されるステップを例証するフロー図である。発明者は、システム３００に関連して本明細書において前に記述した実施形態および実現可能な技術が、方法５００にも拡大して解釈されるはずであることを留意する。
【００４７】
第一のステップ５０２において、ガス体積を収容するためのバルブを備えたプラズマセルを提供する。例として、ガス体積（たとえば、純ガスまたはガス混合体）を収容するバルブ３０８を備えたプラズマセルを提供できる。第二のステップ５０４において、照明を生成する。例として、選択された波長の照明は、照明光源、例えば、レーザーを利用して生成することができる。第三のステップ５０６において、照明の焦点をガス体積に合わせることによって、ガス体積内にプラズマを生成する。例として、楕円体３０４が照明光源３０２からの照明を受け取り、照明の焦点をプラズマセル３０６のバルブ３０８内に収容されたガス３１０に合わせることができる。第四のステップ５０８において、対流（たとえば、照明経路または収集経路におけるガスに生じる対流、またはプラズマセル２０６のガス／プラズマに生じる対流）に伴い発生した収差効果を、ガス体積３１０に焦点を合わせた照明の波面に関係する一つ以上の特性を調整することによって補正することができる。例として、測定した波面誤差に応じて、システム３００は、波面誤差が許容可能な閾値以下に減少するように、一つ以上の適応光学系（たとえば、可変ミラー）を調整することによって波面誤差を修正することができる。
【００４８】
本明細書に記述したシステムおよび方法の全ては、方法の実施形態の一つ以上のステップの結果をストレージ媒体に保存することを含むことができる。この結果は、本明細書に記述した任意の結果を含むことができ、当技術分野において公知の任意の方法で保存することができる。ストレージ媒体は、本明細書に記述した任意のストレージ媒体、または当技術分野において公知の任意の他の好適なストレージ媒体を含むことができる。結果を保存した後、ストレージ媒体内の結果にアクセスすることができる。この結果を、本明細書に記述した任意の方法またはシステムの実施形態に用いること、ユーザに表示するためにフォーマット化すること、別のソフトウェアモジュール、方法またはシステムなどに用いることができる。さらに、結果は、「永久的に」、「半永久的に」、一時的にまたは一定期間保存することができる。例として、ストレージ媒体はランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）でもよいし、結果は、ストレージ媒体に必ずしも無期限に保存しなくてもよい。
【００４９】
本明細書に記述したプロセスおよび／もしくはシステム、ならびに／または他の技術を実施できるさまざまな手段（たとえば、ハードウェア、ソフトウェアおよび／またはファームウェア）があり、好ましい手段が、プロセスおよび／もしくはシステム、ならびに／または他の技術が展開される状況に応じて異なることを当業者は理解する。例として、速度および精度を最高にすると決定した場合には、開発者は、主としてハードウェアおよび／またはファームウェア手段を選ぶことができる。あるいは、柔軟性を最高にする場合には、開発者は、主としてソフトウェアでの実行を選ぶことができる。さらなる代案として、開発者は、ハードウェア、ソフトウェアおよび／またはファームウェアのいくつかの組み合わせを選ぶことができる。従って、本明細書に記述したプロセスおよび／もしくは装置ならびに／または他の技術を実施できるいくつかの可能な手段があり、それらのどれも他のどれかよりも本質的に優れているわけではない。というのは、利用される任意の手段は、以下のいずれもが変化し得る、手段が展開される状況、および開発者の具体的な懸案事項（たとえば、速度、柔軟性または予測可能性）に応じて選出されるからである。実施の光学的態様が、通常、光学的に配向されたハードウェア、ソフトウェアおよび／またはファームウェアを使用することを当業者は認識する。
【００５０】
本明細書に説明したような装置および／またはプロセスの記述は当該技術では一般的であり、従って、技術的手法を用いてそのような記述した装置および／またはプロセスをデータ処理システムに統合することを当業者は認識する。換言すれば、本明細書に記述した装置および／またはプロセスの少なくとも一部は、十分な量の実験を通じてデータ処理システムに統合することができる。標準的なデータ処理システムが、一般的に、システムユニットハウジング、ビデオディスプレー装置、メモリ、例えば、揮発性および不揮発性メモリ、プロセッサ、例えば、マイクロプロセッサおよびデジタルシグナルプロセッサ、コンピュータ実在物、例えば、オペレーティングシステム、ドライバー、グラフィカルユーザーインターフェースおよびアプリケーションプログラム、一つ以上の相互作用装置、例えば、タッチパッドもしくはスクリーン、ならびに／またはフィードバックループおよび制御モーターを備えた制御システム（たとえば、位置および／または速度を検出するためのフィードバック、コンポーネントおよび／またはその数量を移動および／または調整するための制御モーター）の一つ以上を備えていることを当業者は認識する。標準的なデータ処理システムは、任意の好適な市販のコンポーネント、例えば、データコンピューティング／通信および／またはネットワークコンピューティング／通信システムにおいて通常見出されるものを利用して実施することができる。
【００５１】
本明細書に記述した主題は、時折、種々の他のコンポーネント内に収容されるか、それに接続された種々のコンポーネントを例証する。そのような描写したアーキテクチャが単なる例示であり、実際、同じ機能性を実現する多くの他のアーキテクチャを実施できることが理解される。概念的な意味では、同じ機能性を実現するコンポーネントの任意の配置は、事実上、所望の機能性を実現するように「関係付け」られている。従って、特定の機能性を実現するように組み合わせられた本明細書における任意の２つのコンポーネントを、アーキテクチャまたは中間コンポーネントに関係なく所望の機能性を実現するように互いに「関係付け」られたものとして見ることができる。同様に、そのように関係付けられた任意の２つのコンポーネントはまた、所望の機能性を実現するように互いに「接続された」または「連結された」ものとしてみなすことができ、そのように関係付けられる能力がある任意の２つのコンポーネントはまた、所望の機能性を実現するように互いに「連結可能」であるとみなすことができる。連結可能なものの具体例は、これらに制限されないが、物理的に一致可能なおよび／もしくは物理的に相互作用するコンポーネント、無線で相互作用可能なおよび／もしくは無線で相互作用するコンポーネント、ならびに／または論理的に相互作用するおよび／もしくは論理的に相互作用可能なコンポーネントを含む。
【００５２】
本明細書に記述した本主題の特定の態様を示し、記述したが、本明細書の教示に基づいて、本明細書に記述した主題およびそのより広範な態様から逸することなく変化および変形を為すことができることが当業者に明らかである。それ故に、添付の請求項は、本明細書に記述した主題の真の精神および範囲内にあるような、それらの範囲内の全てのそのような変化および変形を包含することができる。
【００５３】
本発明の特定の実施形態を例証したが、前述の開示の範囲および精神から逸することなく、当業者によって本発明のさまざまな変形および実施形態を為すことができることが明らかである。それゆえに、本発明の範囲は、この文書に添付した請求項によってのみ限定されるはずである。
【００５４】
本開示およびそれに伴う利点の多くが前の記述によって理解され、開示した主題から逸することなく、またはその具体的な利点の全てを犠牲にすることなく、コンポーネントの形態、構造および配置に関してさまざまな変化を為すことができることが明らかであると考えられる。記述した形態は、単なる説明のためのものであり、以下の請求項がそのような変化を包含および含有すると意図される。
【００５５】
さらに、添付の請求項によって本発明が確定されることが理解される。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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