(57)【要約】【課題】損失を低減して、プラズマからの照明処理量を増加させる。【解決手段】レーザ持続プラズマ光源は、ガスの体積を含むように構成されたプラズマセルを含む。プラズマセルは、ポンプレーザから照明を受けてガスの体積内にプラズマを発生させるように構成される。プラズマは広帯域放射を放出する。プラズマセルは、ポンプレーザからの照明の少なくとも一部と、プラズマにより放出される広帯域放射の少なくとも一部とを少なくとも部分的に透過する透明部分を含む。プラズマセルはまた、プラズマセルの透明部分の内面及び外面の両面に配置されたナノ構造層１０４を含む。ナノ構造層１０４は、プラズマセルの透明部分と大気との界面にわたって屈折率制御の領域を形成する。【選択図】図１Ｈ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスの体積を含むように構成され、ポンプレーザから照明を受けて前記ガスの体積内にプラズマを発生させるように構成されたプラズマセルであって、前記プラズマが広帯域放射を放出し、前記プラズマセルが、
前記ポンプレーザからの照明の少なくとも一部と、前記プラズマにより放出される前記広帯域放射の少なくとも一部とを少なくとも部分的に透過する透明部分と、
前記プラズマセルの前記透明部分の内面及び外面の両面に配置されたナノ構造層とを含み、前記ナノ構造層と前記透明部分とが同じ材料から形成され、
前記ナノ構造層が、前記プラズマセルの前記透明部分と大気との界面にわたって屈折率制御の領域を形成するプラズマセルを含むレーザ持続プラズマ光源。
【請求項２】
請求項１に記載の光源であって、前記ナノ構造層が、前記プラズマセルの前記透明部分と前記プラズマセル内の大気との界面にわたって屈折率制御の領域を形成する光源。
【請求項３】
請求項１に記載の光源であって、前記ナノ構造層が、前記プラズマセルの前記透明部分と前記プラズマセルの外部の大気との界面にわたって屈折率制御の領域を形成する光源。
【請求項４】
請求項１に記載の光源であって、前記ナノ構造層が、前記プラズマセルの前記透明部分と大気との界面にわたって屈折率が連続的に変化する領域を形成する光源。
【請求項５】
請求項１に記載の光源であって、前記ナノ構造層が、前記プラズマセルの前記透明部分と大気との界面にわたって、選択された外形に従って屈折率が変化する領域を形成する光源。
【請求項６】
請求項１に記載の光源であって、前記ナノ構造層が、前記透明部分と大気との界面にわたって、フレネル損失を選択されたレベル未満まで低減させるように構成される光源。
【請求項７】
請求項１に記載の光源であって、前記プラズマセルがプラズマバルブを含む光源。
【請求項８】
請求項１に記載の光源であって、前記プラズマセルが、透過素子と、前記透過素子の１つ以上の開口部に配置された１つ以上のフランジとを含み、前記１つ以上のフランジが、前記透過素子の内部体積を取り囲んで、前記透過素子内にガスの体積を含むように構成される光源。
【請求項９】
請求項１に記載の光源であって、前記ナノ構造層の各々が、前記プラズマセルの前記透明部分の少なくとも一部の表面にわたって形成された一連の構造を含む光源。
【請求項１０】
請求項９に記載の光源であって、前記プラズマセルの前記透明部分の少なくとも一部の表面にわたって形成された前記一連の構造が、前記プラズマセルの前記透明部分の少なくとも一部の表面にわたって形成された一連の周期的構造を含む光源。
【請求項１１】
請求項１０に記載の光源であって、前記周期的構造が、選択されたピッチで前記プラズマセルの前記透明部分の前記表面にわたって形成される光源。
【請求項１２】
請求項１１に記載の光源であって、前記選択されたピッチが、前記ポンプレーザからの照明の波長よりも小さい間隔を含む光源。
【請求項１３】
請求項１１に記載の光源であって、前記選択されたピッチが、前記プラズマにより放出される広帯域照明の少なくとも一部の波長よりも小さい間隔を含む光源。
【請求項１４】
請求項１０に記載の光源であって、前記周期的構造が特徴高さを有する光源。
【請求項１５】
請求項１０に記載の光源であって、前記周期的構造が特徴幅を有する光源。
【請求項１６】
請求項９に記載の光源であって、前記プラズマセルの前記透明部分の少なくとも一部の表面にわたって形成された前記一連の構造が、前記プラズマセルの前記透明部分の少なくとも一部の表面にわたって形成された一連の非周期的構造を含む光源。
【請求項１７】
請求項１６に記載の光源であって、第１の構造と第２の構造との第１の間隔が、前記一連の非周期的構造の前記第２の構造と少なくとも第３の構造との第２の間隔とは異なる光源。
【請求項１８】
請求項１６に記載の光源であって、前記一連の非周期的構造の第１の構造の特徴が、前記一連の非周期的構造の少なくとも第２の構造の特徴とは異なる光源。
【請求項１９】
請求項１８に記載の光源であって、前記一連の非周期的構造の第１の構造の形状が、前記一連の非周期的構造の少なくとも第２の構造の形状とは異なる光源。
【請求項２０】
請求項１８に記載の光源であって、前記一連の非周期的構造の第１の構造の高さが、前記一連の非周期的構造の少なくとも第２の構造の高さとは異なる光源。
【請求項２１】
請求項１８に記載の光源であって、前記一連の非周期的構造の第１の構造の幅が、前記一連の非周期的構造の少なくとも第２の構造の幅とは異なる光源。
【請求項２２】
請求項９に記載の光源であって、前記構造の少なくとも一部が、ナノロッド、ナノコーン、切頭ナノコーン、またはナノ放物面のうちの少なくとも１つを含む光源。
【請求項２３】
請求項１に記載の光源であって、前記プラズマセルの前記透明部分が、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、サファイア、または溶融シリカのうちの少なくとも１つから形成される光源。
【請求項２４】
請求項１に記載の光源であって、前記ガスが、不活性ガス、非不活性ガス、および２つ以上のガスの混合物のうちの少なくとも１つを含む光源。
【請求項２５】
広帯域レーザ持続プラズマ光を発生させるための装置であって、
照明を発生させるように構成されたポンプレーザと、
ガスの体積を含むように構成され、前記ポンプレーザから照明を受けて前記ガスの体積内にプラズマを発生させるように構成されたプラズマセルであって、前記プラズマが広帯域放射を放出し、前記プラズマセルが、前記ポンプレーザからの照明の少なくとも一部と、前記プラズマにより放出される前記広帯域放射の少なくとも一部とを少なくとも部分的に透過する透明部分と、前記プラズマセルの前記透明部分の内面及び外面の両面に配置されたナノ構造層とを含み、前記ナノ構造層と前記透明部分とが同じ材料から形成され、前記ナノ構造層が、前記プラズマセルの前記透明部分と大気との界面にわたって屈折率制御の領域を形成するプラズマセルと、
前記ポンプレーザからの前記照明の焦点を前記ガスの体積に合わせて、前記プラズマセル内に含まれた前記ガスの体積内にプラズマを発生させるように配置されたコレクタ素子とを含む装置。
【請求項２６】
請求項２５に記載の装置であって、前記コレクタ素子が、前記発生したプラズマにより放出された前記広帯域放射の少なくとも一部を集め、前記広帯域放射を追加の光学素子に向けるように配置される装置。
【請求項２７】
請求項２５に記載の装置であって、前記コレクタ素子が楕円形のコレクタ素子を含む装置。
【請求項２８】
請求項２５に記載の装置であって、前記ポンプレーザが赤外線レーザを含む装置。
【請求項２９】
請求項２５に記載の装置であって、前記ポンプレーザが、ダイオードレーザ、連続波レーザ、または広帯域レーザのうちの少なくとも１つを含む装置。
【請求項３０】
請求項２５に記載の装置であって、前記ポンプレーザが、略一定の電力でレーザ光を前記プラズマに提供するように構成されたレーザを含む装置。
【請求項３１】
請求項２５に記載の装置であって、前記ポンプレーザが、変調レーザ光を前記プラズマに提供するように構成された変調レーザを含む装置。
【請求項３２】
ガスの体積を含むように構成されたアークランプであって、
前記ガスの体積内で放電を発生させるように構成された一連の電極と、
前記放電に関連して放出された広帯域放射の少なくとも一部を少なくとも部分的に透過する透明部分と、
前記アークランプの前記透明部分の内面及び外面の両面に配置されたナノ構造層とを含み、前記ナノ構造層と前記透明部分とが同じ材料から形成され、
前記ナノ構造層が、前記アークランプの前記透明部分と大気との界面にわたって屈折率制御の領域を形成するアークランプを含む光源。
【請求項３３】
広帯域レーザ持続プラズマ光を発生させるための装置であって、
照明を発生させるように構成されたポンプレーザと、
ガス封じ込め構造と、
ガスの体積を含むように前記ガス封じ込め構造に機械的に連結された凹状領域を含むコレクタ素子であって、前記ポンプレーザからの前記照明の焦点を前記ガスの体積に合わせて、前記コレクタ素子の前記凹状領域および前記ガス封じ込め構造により含まれた前記ガスの体積内にプラズマを発生させるように配置されたコレクタ素子と、
照明を前記ポンプレーザから前記ガス封じ込め構造へ透過させるように構成された第１の透明部分と、
前記プラズマから前記ガス封じ込め構造の外部の領域へ広帯域放射を透過させるように構成された出力窓であって、ナノ構造層が、前記第１の透明部分または前記出力窓の少なくとも一方の内面及び外面の両面に形成され、前記ナノ構造層と前記第１の透明部分または前記出力窓の少なくとも一方とが同じ材料から形成され、前記ナノ構造層が、前記第１の透明部分または前記出力窓の少なくとも一方と、前記ガス封じ込め構造の内部のガスまたは前記ガス封じ込め構造の外部のガスの少なくとも一方とにより画成された界面にわたって屈折率制御の領域を形成する出力窓とを含む装置。
【請求項３４】
請求項３３に記載の装置であって、前記ガス封じ込め構造がチャンバを含む装置。
【請求項３５】
請求項３３に記載の装置であって、前記コレクタ素子が、前記発生したプラズマにより放出される広帯域照明を集め、前記出力窓を介して前記広帯域照明を追加の光学素子に向けるように配置される装置。
【請求項３６】
請求項３３に記載の装置であって、前記コレクタ素子が楕円形のコレクタ素子を含む装置。
【請求項３７】
請求項３３に記載の装置であって、前記ポンプレーザが、ダイオードレーザ、連続波レーザ、または広帯域レーザのうちの少なくとも１つを含む装置。
【請求項３８】
請求項３３に記載の装置であって、前記ガスが、不活性ガス、非不活性ガス、および２つ以上のガスの混合物のうちの少なくとも１つを含む装置。
【請求項３９】
反射防止面を有する広帯域光源を形成するための方法であって、
透明部分を有するランプを設けるステップと、
前記ランプの透明部分の内面及び外面の両面にナノ構造を形成して、前記ナノ構造層と前記透明部分とが同じ材料から形成され、前記ナノ構造が、プラズマセルの前記透明部分と、前記プラズマセルの内部の体積または前記プラズマセルの外部の体積の少なくとも一方との間に屈折率制御の領域を形成するようにするステップとを含む方法。
【請求項４０】
請求項３９に記載の方法であって、前記透明部分を有するランプを設けるステップが、透明部分を有するプラズマセルを設けるステップを含む方法。
【請求項４１】
請求項３９に記載の方法であって、前記透明部分を有するプラズマセルを設けるステップが、透明部分を有するプラズマバルブを含むプラズマセルを設けるステップを含む方法。
【請求項４２】
請求項３９に記載の方法であって、前記透明部分を有するプラズマセルを設けるステップが、透明部分を有する透過素子を含むプラズマセルを設けるステップを含む方法。
【請求項４３】
請求項３９に記載の方法であって、前記透明部分を有するランプを設けるステップが、透明部分を含むアークランプを設けるステップを含む方法。
【請求項４４】
請求項３９に記載の方法であって、前記ランプの前記透明部分の１つ以上の表面にナノ構造を形成するステップが、エッチングプロセスにより、前記ランプの前記透明部分の１つ以上の表面にナノ構造を形成するステップを含む方法。
【請求項４５】
請求項３９に記載の方法であって、前記ランプの前記透明部分の１つ以上の表面にナノ構造を形成するステップが、成形プロセスにより、前記ランプの前記透明部分の前記１つ以上の表面にナノ構造を形成するステップを含む方法。
【請求項４６】
請求項３９に記載の方法であって、前記ランプの前記透明部分と、前記ランプの内部の体積または前記ランプの外部の体積の少なくとも一方との間の前記屈折率制御の領域が、前記ランプの前記透明部分と、前記ランプの内部の体積または前記ランプの外部の体積の少なくとも一方との間の、屈折率が連続的に変化する領域を含む方法。
【請求項４７】
請求項３９に記載の方法であって、前記ランプの前記透明部分と、前記ランプの内部の体積または前記ランプの外部の体積の少なくとも一方との間の前記屈折率制御の領域が、前記プラズマセルの前記透明部分と、前記ランプの内部の体積または前記ランプの外部の体積の少なくとも一方との間の、選択された外形に従って屈折率が変化する領域を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、プラズマベースの光源に関し、より詳細には、ナノ構造の反射防止層を有するプラズマセルまたはランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
本願は、以下に挙げる出願（「関連出願」）からの最先の利用可能で有効な出願日の利益に関連し、かつそれを主張する（例えば、仮特許出願以外の特許出願に関して最先の利用可能な優先日を主張する、または関連出願のありとあらゆる親出願、祖父出願、曾祖父出願などに関して、仮特許出願の米国特許法第１１９条（ｅ）項下での利益を主張する）。
【０００３】
ＵＳＰＴＯ追加法的要件のために、本願は、「ＬＡＭＰ  ＦＯＲ  ＬＡＳＥＲ  ＳＵＳＴＡＩＮＥＤ  ＰＬＡＳＭＡ  ＷＩＴＨ  ＮＡＮＯＳＴＲＵＣＴＵＲＥＤ  ＡＮＴＩＲＥＦＬＥＣＴＩＯＮ  ＬＡＹＥＲ」と題された、２０１４年３月２０日に、セベック  オー（Ｓｅｂａｅｃｋ  Ｏｈ）、アナント  チムマルギ（Ａｎａｎｔ  Ｃｈｉｍｍａｌｇｉ）、ラフール  ヤーダヴ（Ｒａｈｕｌ  Ｙａｄａｖ）、マシュー  ダースティン（Ｍａｔｔｈｅｗ  Ｄｅｒｓｔｉｎｅ）、およびイリヤ  ベゼル（Ｉｌｙａ  Ｂｅｚｅｌ）を発明者として指定して出願された、出願番号第６１／９６８，１６１号の米国仮特許出願の正規の（非仮）特許出願を構成する。
【０００４】
限りなく小型のデバイス特徴を有する集積回路に対する需要が増加し続けていることに伴い、これらの限りなく縮小し続けるデバイスの検査のために使用される照明源の改善に対する要求が増し続けている。１つのそのような照明源は、レーザ持続プラズマ源を含む。レーザ持続プラズマ光源は、高出力広帯域光をもたらすことが可能である。レーザ持続光源は、レーザ放射の焦点をガスの体積に合わせることによって、アルゴンまたはキセノンなどのガスを、光を放出可能なプラズマ状態に励起するように作用する。この効果は、一般的に、プラズマの「ポンピング」と呼ばれる。従来のプラズマセルまたはランプは、プラズマを発生させるために使用されるガスを含むためのプラズマバルブを含む。一般的に、広帯域ウェーハ検査ツールで使用されるプラズマバルブまたはランプは、追加の表面被覆または層を使用することなく溶融シリカガラスから作られる。その結果、空気−ガラス界面において、フレネル損失が見られ、これにより、失われるポンピング光および放出される広帯域光がかなりの量になる。
【０００５】
図１Ａの概念図１０に示すように、フレネル損失は、空気１２の体積とガラス１４の表面とにより画成される界面１６などの空気−ガラス界面における屈折率の不適合から生じる。図１Ｂのグラフ２０に示すように、空気１２を通って伝播する光が空気−ガラス界面１６に当たると、光は空気の屈折率よりも高いガラスの屈折率を受け始める。その結果、光の一部が空気−ガラス界面から反射して戻り、界面１６を透過する光が失われる。一般的な空気−ガラス界面では、垂直入射で、入射光出力の約４％がフレネル損失のために失われる。
【０００６】
この損失を減らす目的で、多層の誘電薄膜を使用して通常形成される誘電ベースの反射防止（ＡＲ）被覆により、一部の光学系を被覆する。広帯域検査ツールで使用される一般的な広帯域ランプ（例えば、プラズマ源、アークランプなど）は、通常、このような誘電被覆の物理的特性および／または光学特性の大幅な低下を生じさせるのに十分な温度で動作する。結果として、一般的な誘電ＡＲ被覆は、プラズマベースの広帯域発光のような高温環境での使用に適していない。
【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２０１３／０００３３８４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、前述したような欠点を解決する装置、システムおよび／または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】
本開示の例示的な実施形態によるレーザ持続プラズマ光源が開示される。１つの例示的な実施形態において、光源は、ガスの体積を含むように構成されたプラズマセルを含む。別の例示的な実施形態において、プラズマセルは、ポンプレーザから照明を受けてガスの体積内にプラズマを発生させるように構成される。別の例示的な実施形態において、プラズマは広帯域放射を放出する。別の例示的な実施形態において、プラズマセルは１つ以上の透明部分を含む。１つの例示的な実施形態において、１つ以上の透明部分は、ポンプレーザからの照明の少なくとも一部と、プラズマにより放出される広帯域放射の少なくとも一部とを少なくとも部分的に透過する。別の例示的な実施形態において、プラズマセルは、プラズマセルの１つ以上の透明部分の１つ以上の表面に配置された１つ以上のナノ構造層を含む。別の例示的な実施形態において、１つ以上のナノ構造層は、プラズマセルの１つ以上の透明部分と大気との界面にわたって屈折率制御の領域を形成する。
【００１０】
広帯域レーザ持続プラズマ光を発生させるための装置が開示される。１つの例示的な実施形態において、装置は、照明を発生させるように構成された１つ以上のポンプレーザを含む。別の例示的な実施形態において、装置は、ガスの体積を含むように構成されたプラズマセルを含み、プラズマセルは、１つ以上のポンプレーザから照明を受けてガスの体積内にプラズマを発生させるように構成され、プラズマは広帯域放射を放出する。別の例示的な実施形態において、プラズマセルは、ポンプレーザからの照明の少なくとも一部と、プラズマにより放出される広帯域放射の少なくとも一部とを少なくとも部分的に透過する１つ以上の透明部分を含む。別の例示的な実施形態において、プラズマセルは、プラズマセルの１つ以上の透明部分の１つ以上の表面に配置された１つ以上のナノ構造層を含む。別の例示的な実施形態において、１つ以上のナノ構造層は、プラズマセルの１つ以上の透明部分と大気との界面にわたって屈折率制御の領域を形成する。別の例示的な実施形態において、装置は、１つ以上のポンプレーザからの照明の焦点をガスの体積に合わせて、プラズマセル内に含まれたガスの体積内にプラズマを発生させるように配置されたコレクタ素子を含む。
【００１１】
光源が開示される。１つの例示的な実施形態において、光源は、ガスの体積を含むように構成されたアークランプを含む。別の例示的な実施形態において、アークランプは、ガスの体積内で放電を発生させるように構成された一連の電極を含む。別の例示的な実施形態において、アークランプは、放電に関連して放出された広帯域放射の少なくとも一部を少なくとも部分的に透過する１つ以上の透明部分を含む。別の例示的な実施形態において、アークランプは、アークランプの１つ以上の透明部分の１つ以上の表面に配置された１つ以上のナノ構造層を含む。別の例示的な実施形態において、１つ以上のナノ構造層は、アークランプの１つ以上の透明部分と大気との界面にわたって屈折率制御の領域を形成する。
【００１２】
広帯域レーザ持続プラズマ光を発生させるための装置が開示される。１つの例示的な実施形態において、装置は、照明を発生させるように構成された１つ以上のポンプレーザを含む。別の例示的な実施形態において、装置はガス封じ込め構造を含む。別の例示的な実施形態において、装置は、ガスの体積を含むようにガス封じ込め構造に機械的に連結された凹状領域を含むコレクタ素子を含み、コレクタ素子は、１つ以上のポンプレーザからの照明の焦点をガスの体積に合わせて、コレクタ素子の凹状領域およびガス封じ込め構造により含まれたガスの体積内にプラズマを発生させるように配置される。別の例示的な実施形態において、装置は、照明を１つ以上のポンプレーザからガス封じ込め構造へ透過させるように構成された第１の透明部分を含む。別の例示的な実施形態において、装置は、プラズマからガス封じ込め構造の外部の領域へ広帯域放射を透過させるように構成された追加の透明部分を含み、１つ以上のナノ構造層が、第１の透明部分または追加の透明部分の少なくとも一方の１つ以上の表面に形成され、１つ以上のナノ構造層が、第１の透明部分または追加の透明部分の少なくとも一方と、ガス封じ込め構造の内部のガスまたはガス封じ込め構造の外部のガスの少なくとも一方とにより画成された界面にわたって屈折率制御の領域を形成する。
【００１３】
１つ以上の反射防止面を有する広帯域光源を形成するための方法が開示される。１つの例示的な実施形態において、方法は、１つ以上の透明部分を有するランプを設けるステップを含む。別の例示的な実施形態において、方法は、ランプの１つ以上の透明部分の１つ以上の表面に１つ以上のナノ構造を形成して、１つ以上のナノ構造が、プラズマセルの１つ以上の透明部分と、プラズマセルの内部の体積またはプラズマセルの外部の体積の少なくとも一方との間に屈折率制御の領域を形成するようにするステップを含む。
【００１４】
前述した一般的な説明および以下の詳細な説明のいずれも例示的な説明のためのものに過ぎず、必ずしも本発明を特許請求の範囲に記載された通りに限定するものではないことを理解されたい。本明細書に組み込まれてその一部を構成する添付図面は、本発明の実施形態を一般的な説明と共に示し、本発明の原理を説明する役割を果たす。
【００１５】
添付図面を参照することにより、当業者は本開示の多くの利点をより十分に理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】本開示の１つの実施形態による、切り立った空気−ガラス界面の概念図である。
【図１Ｂ】本開示の１つの実施形態による、切り立った空気−ガラス界面にわたる位置の関数としての屈折率のグラフである。
【図１Ｃ】本開示の１つの実施形態による、１つ以上のナノ構造層を備えた、プラズマベースの広帯域光を発生させるためのシステムの高度な概略図である。
【図１Ｄ】本開示の１つの実施形態による、ナノ構造層が形成された段階的な空気−ガラス界面の概念図である。
【図１Ｅ】本開示の１つの実施形態による、ナノ構造層が形成された段階的な空気−ガラス界面にわたる位置の関数としての屈折率のグラフである。
【図１Ｆ】本開示の１つの実施形態による、プラズマセルの透明部分の内面に形成されたナノ構造層を備えたプラズマセルの一部の横断面図である。
【図１Ｇ】本開示の１つの実施形態による、プラズマセルの透明部分の外面に形成されたナノ構造層を備えたプラズマセルの一部の横断面図である。
【図１Ｈ】本開示の１つの実施形態による、プラズマセルの透明部分の内面に形成された第１のナノ構造層と、プラズマセルの透明部分の外面に形成された第２のナノ構造層とを備えたプラズマセルの一部の横断面図である。
【図１Ｉ】本開示の１つ以上の実施形態による、ナノ構造層で使用するのに適したナノ構造の一連の形状の横断面図である。
【図１Ｊ】本開示の１つ以上の実施形態による、ナノ構造層で使用するのに適したナノ構造の一連の形状の横断面図である。
【図１Ｋ】本開示の１つ以上の実施形態による、ナノ構造層で使用するのに適したナノ構造の一連の形状の横断面図である。
【図１Ｌ】本開示の１つ以上の実施形態による、ナノ構造層で使用するのに適したナノ構造の一連の形状の横断面図である。
【図１Ｍ】本開示の１つ以上の実施形態による、ナノ構造層で使用するのに適した一連の非周期的なナノ構造の横断面図である。
【図１Ｎ】本開示の１つ以上の実施形態による、ナノ構造層で使用するのに適した一連の非周期的なナノ構造の横断面図である。
【図１Ｏ】本開示の１つ以上の実施形態による、ナノ構造層で使用するのに適した一連の非周期的なナノ構造の横断面図である。
【図１Ｐ】本開示の１つ以上の実施形態による、ナノ構造層で使用するのに適した一連の非周期的なナノ構造の横断面図である。
【図１Ｑ】本開示の１つの実施形態による、ナノ構造層を備えたプラズマバルブの横断面図である。
【図１Ｒ】本開示の１つの実施形態による、ナノ構造層を備えたフランジ付き透過素子の横断面図である。
【図２】本開示の１つの実施形態による、ナノ構造層を備えたアークランプの横断面図である。
【図３】本開示の１つの実施形態による、１つ以上のナノ構造層を有する１つ以上の光学面を含む、プラズマベースの広帯域光を発生させるためのバルブなしシステムの高度な概略図である。
【図４】本発明の１つの実施形態による、１つ以上の反射防止面を有する広帯域光源を作製するための方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下で、添付図面に示す、開示された主題を詳細に参照する。
【００１８】
全体的に図１Ｃ〜図１Ｎを参照して、本開示による１つ以上のナノ構造層を備えた広帯域照明源について説明する。本開示の一部の実施形態は、光持続プラズマ光源を用いた放射の発生を対象とする。光持続プラズマ光源はプラズマセルを含むことができ、このプラズマセルは、プラズマセル内にプラズマを持続させるために使用するポンピング光（例えば、レーザ源からの光）と、プラズマにより放出される広帯域放射との両方を透過するプラズマバルブまたは透過素子を備える。本開示の追加の実施形態は、プラズマセルまたはランプの１つ以上の透明部分に形成された１つ以上のナノ構造層を提供する。所定の光学界面における反射率を低下させるように、ナノ構造層を形成してもよい。例えば、プラズマセルは、プラズマセルの透明部分の内面および／または外面に配置されたナノ構造の反射防止（ＡＲ）層を有することができる。これに関し、本開示の１つ以上のナノ構造層は、プラズマセルの光学面（例えば、外部の空気−ガラス界面または内部のガラス−ガス界面）の反射率を低下させる役割を果たすことができる。例えば、本開示の１つ以上のナノ構造層は、ポンピング放射および／またはプラズマ放出広帯域放射に対する所定の光学面の反射率を低下させることができる。そのような構成は、プラズマセルの空気−ガラス界面および／またはガラス−ガス界面におけるポンプレーザ光の損失および広帯域プラズマ放射の損失を低減させる役割を果たす。本開示の様々な実施形態によりもたらされる損失の低減により、本開示の実施形態によってプラズマからの照明処理量が増加し、広帯域ウェーハ検査の処理量が増加する。
【００１９】
加えて、本開示のナノ構造層は、一連の小規模構造を含んでもよい。このような小規模特徴により、大気（例えば、プラズマセル外部の空気またはプラズマセル内のガス）とプラズマセルの透明部分の材料（例えば、プラズマバルブの透明壁または透過素子の透明壁）との間の段階的な遷移が可能になる。この大気と所定の光学材料との間の段階的な遷移により、この遷移領域に有効屈折率が生じ、これにより、所定の大気の屈折率からプラズマセルの光学材料の屈折率まで段階的に変化する。
【００２０】
本開示の他の実施形態において、１つ以上のナノ構造層を、限定されないがアークランプなどの放電ランプの文脈で使用することができる。
【００２１】
本開示の他の実施形態において、１つ以上のナノ構造層を、１つ以上の透明界面を必要とする任意の光学システムの文脈で使用することができる。１つ以上のナノ構造層を、任意の数の高温光学環境で使用することができる。例えば、１つ以上のナノ構造層を、バルブなしプラズマベースの広帯域光源の１つ以上の窓で使用してもよい。
【００２２】
図１Ｃは、本開示の１つ以上の実施形態による、１つ以上のナノ構造の光学面を有するプラズマセル１０１を備えた光持続プラズマを形成するためのシステム１００を示す。不活性ガス種内におけるプラズマの発生は、一般に、全体を本願に引用して援用する、２００７年４月２日に出願された米国特許出願第１１／６９５，３４８号および２００６年３月３１日に出願された米国特許出願第１１／３９５，５２３号に記載されている。様々なプラズマセル設計は、全体を本願に引用して援用する、２０１２年１０月９日に出願された米国特許出願第１３／６４７，６８０号に記載されている。プラズマセル設計およびプラズマバルブ設計は、全体を本願に引用して援用する、２０１３年１月１５日に出願された米国特許出願第１３／７４１，５６６号に記載されている。プラズマの発生はまた、一般に、全体を本願に引用して援用する、２０１４年３月２５日に出願された米国特許出願第１４／２２４，９４５号に記載されている。
【００２３】
１つの実施形態において、システム１００は、限定されないが赤外線放射または可視放射などの選択された波長または波長帯の照明１０７を発生させるように構成された照明源１１１（例えば、１つ以上のレーザ）を含む。別の実施形態において、システム１００は、プラズマ１０６を発生させ、または維持するためのプラズマセル１０１を含む。別の実施形態において、プラズマセル１０１は１つ以上の透明部分１０２を含む。１つの実施形態において、プラズマセル１０１の透明部分１０２は、照明源１１１からの照明を受けて、プラズマセル１０１内に含まれたガス１０８の体積のプラズマ発生領域内にプラズマ１０６を発生させるように構成される。これに関し、プラズマセル１０１の１つ以上の透明部分１０２は、照明源１１１によって発生する照明を少なくとも部分的に透過し、照明源１１１により送達される（例えば、光ファイバ連結を介して送達されるか、または自由空間連結を介して送達される）照明が透明部分１０２を通ってプラズマセル１０１に透過できるようにする。別の実施形態において、照明源１１１からの照明を吸収するときに、プラズマ１０６は、広帯域放射（例えば、広帯域ＩＲ、広帯域可視、広帯域ＵＶ、広帯域ＤＵＶ、および／または広帯域ＥＵＶ放射）を放出する。別の実施形態において、プラズマセル１０１の１つ以上の透明部分１０２は、プラズマ１０６によって放出された広帯域放射の少なくとも一部を少なくとも部分的に透過する。本明細書において、プラズマセル１０１の１つ以上の透明部分が、照明源１１１からの照明１０７とプラズマ１０６からの広帯域照明１１５との両方を透過できる点に留意する。
【００２４】
１つの実施形態において、１つ以上のナノ構造層１０４は、プラズマセル１０１の１つ以上の透明部分１０２の１つ以上の表面に形成される。図１Ｄに示すように、１つ以上のナノ構造層１０４は、プラズマセル１０１の１つ以上の透明部分１０２と大気（例えば、プラズマセル１０１外部の空気１１０またはプラズマセル１０１内部のガス１０８）との界面１０９にわたって屈折率制御の領域を形成してもよい。
【００２５】
１つの実施形態において、ナノ構造層１０４は、一連の周期的もしくは非周期的な構造または特徴を含む。例えば、周期的または非周期的とは、限定されないが、当該光（例えば、ポンピング光１０７または広帯域光１１５）の波長よりも小さいサイズのサブ波長構造を含んでもよい。これに関し、１つ以上のナノ構造層１０４の周期的構造は、界面１０９の空間長さを、切り立った界面（例えば、図１Ａの界面１６）の空間長さよりも大きくする役割を果たす。本開示の拡張界面１０９が、例えば、図１Ｄに示される。
【００２６】
図１Ｄに示すように、構造は、大気（例えば、プラズマセル１１０内のガス１０８）とプラズマセル１０１の透明部分１０２のバルク材料（例えば、プラズマバルブの透明壁または透過素子の透明壁）との間に段階的な遷移をもたらす。このガス１０８とプラズマセル１０１の透明部分１０２との間の段階的な遷移により、遷移領域１０９に有効屈折率が生じて、ガス１０８の屈折率からプラズマセル１０１の透明部分１０２のバルク光学材料の屈折率まで段階的に変化する。
【００２７】
本明細書において、１つ以上のナノ構造層１０４の構造のサブ波長の性質により、界面１０９に入射する光が、ナノ構造層１０４の構造を形成する材料およびこれらの構造を囲む大気／ガスの特性の平均化を受けることができる点に留意する。この平均化により、ガス（例えば、１０８／１１０）の屈折率からプラズマセル１０１の透明部分１０２のバルク光学材料の屈折率まで、屈折率を段階的に遷移させることができる。ナノ構造層１０４でサブ波長構造を使用することにより、単一の材料および構造を使用して屈折率を段階的に遷移させることができ、大気（例えば、ガス１０８／ガス１１０）は界面１０９の一側にあり、すべてのバルク光学材料１０２は界面１０９の他側に位置する。
【００２８】
図１Ｅは、位置ｒの関数として表示された屈折率のグラフ１１２の概念図である。例えば、円筒形プラズマセル１０１の場合、プラズマセル１０１の透明部分１０２の壁を透過する光が受ける屈折率（半径ｒの関数として表示される）は、初期値Ａから始まる。その後、光が拡張界面１０９に入ると、光が受ける有効屈折率は、その空間領域内のガス１０８に関連して初期値Ａから第２の値Ｂへ段階的に遷移する。その後、光が界面１０９から出ると、光は完全に第２の屈折率値Ｂを受ける。この場合、初期屈折率値Ａと第２の屈折率値Ｂとの変化は、界面１０９にわたって連続する。別の実施形態において、界面１０９にわたる屈折率の変化は、ナノ構造層１０４を形成するために使用するナノ構造の選択された特徴に基づいて、選択された外形の形を取ることができる。本明細書において、図１Ｅは界面１０９にわたる屈折率の遷移を直線として示しているが、これは本開示の必要条件ではないことに留意する。本明細書において、屈折率遷移は様々な形を取ることができ、ガス／材料体積組成が混合界面１０９にわたって変化する割合の関数であることが理解される。
【００２９】
本明細書において、界面１０９にわたる屈折率の段階的な変化は、所定の界面１０９においてフレネル損失を低減させる役割を果たすことに留意する。界面１０９において損失が低減することにより、界面に入射する光の反射が低減する。これに関し、ナノ構造層１０４は、所定のガス／材料界面１０９で反射防止（ＡＲ）層として機能する。例えば、ナノ構造層１０４は、照明１０７が透明部分１０２のバルク光学材料から出て、界面１０９を横切り、プラズマセル１０１の内部体積に含まれたガス１０８に伝播するときに、照明１０７の反射を低減させることができる。別の例として、ナノ構造層１０４は、プラズマ１０６により放出される広帯域照明１１５がガス１０８から出て、界面１０９を横切り、透明部分１０２のバルク材料を通ってプラズマセル１０１からプラズマセルの１０１外部のガス１１０に伝播するときに、広帯域照明１１５の反射を低減させることができる。これに関し、ポンプ放射１０７および広帯域放射１１５についてのフレネル損失が低減することにより、プラズマ１０６に送達されるポンピング放射１０７が増加し、プラズマセル１０１の外部に集められる、発生した広帯域放射１１５のレベルが高くなる。
【００３０】
さらに、プラズマセル１０１の１つ以上のナノ構造層１０４は、プラズマセル１０１の透明部分１０２（または他の透明光学素子）内へ光を伝播する導波路モードとの光結合を低減させる役割を果たすことができる。このようなモードにより、限定されないが封止材料などの、プラズマから遠くに位置する他のランプ構造部品の照明および劣化が生じることがある。
【００３１】
図１Ｆ〜図１Ｈは、本開示の１つ以上の実施形態による、プラズマセル１０１の透明部分１０２の１つ以上の表面に配置されたナノ構造層１０４を有するプラズマセル１０１の透明部分１０２の横断面図を示す。１つの実施形態において、図１Ｆに示すように、ナノ構造層１０４は、プラズマセル１０１の透明部分１０２の内面１０３に配置される。これに関し、ナノ構造層１０４は、プラズマセル１０１の１つ以上の透明部分１０２とプラズマセル１０１の内部体積内に含まれる大気との界面１０９にわたって屈折率制御の領域を形成する。例えば、体積１０８内に含まれる大気は、プラズマ１０６を形成するために使用するガス種（例えば、キセノン、アルゴンなど）を含むことができ、プラズマ１０６は広帯域放射１１５を放出する。
【００３２】
別の実施形態において、図１Ｇに示すように、ナノ構造層１０４は、プラズマセル１０１の透明部分１０２の外面１０５に配置される。これに関し、ナノ構造層１０４は、外部大気１１０（例えば、空気）とプラズマセル１０１の１つ以上の透明部分１０２との界面１０９にわたって屈折率制御の領域を形成する。例えば、プラズマセル１０１の外部の大気１１０は、限定されないが、空気、パージガス（例えば、アルゴン）、またはプラズマセル１０１を囲う任意のガスを含んでもよい。
【００３３】
別の実施形態において、図１Ｈに示すように、プラズマセル１０１の透明部分１０２は、透明部分１０２の内面１０３に形成された内部ナノ構造層１０４と透明部分１０２の外面１０５に形成された外部ナノ構造層１０４とを含んでもよい。これに関し、プラズマセル１０１の１つ以上のナノ構造層１０４は、外面１０５（例えば、外部の空気−ガラス界面）および内面１０３（例えば、ガス−ガラス界面）におけるポンピング放射１０７の反射率を低下させ、かつ／または内面１０３（例えば、ガス−ガラス界面）および外面１０５においてプラズマ１０６により放出される広帯域放射１１５の反射率を低下させることができる。
【００３４】
例として、本開示の１つ以上のナノ構造層１０４がない場合、垂直入射での空気−ガラス界面におけるフレネル損失が約４％になり得る。ナノ構造層１０４を外面１０５と内面１０３との両方に形成することにより、追加の８％超のポンピング放射１０７がプラズマ１０６に到達する。その結果、プラズマ１０６はより多くの光を放出する。次に、プラズマからの広帯域放射１１５がプラズマセル１０１の透明部分１０２を通って伝播すると、広帯域光の追加の８％の損失が避けられ、さらに強力な広帯域出力が得られる。広帯域出力１１５の増加により、同量のポンプレーザ電力について、１つ以上のナノ構造層１０４のない場合よりもサンプル検査（例えば、ウェーハ広帯域検査）に使用可能な光が多くなる。
【００３５】
別の実施形態において、プラズマセル１０１の１つ以上のナノ構造層１０４を、プラズマセル１０１の透明部分１０２を形成するために使用される材料と同じ材料から形成してもよい。その結果、１つ以上のナノ構造層１０４は、プラズマセル１０１の透明部分１０２と同様に高温に耐えることができる。本明細書において、この特徴は、プラズマセル１０１の１つ以上の表面１０３、１０５に配置されたナノ構造層１０４の場合に特に有用であり、それは、このような表面がプラズマ発生中に大きく上昇するからである点に留意する。本開示の１つ以上のナノ構造層１０４の温度抵抗は、施された誘電被覆にしばしば見られる熱劣化を避ける助けになる。例えば、１つ以上のナノ構造層１０４をプラズマセル１０１の透明部分１０２と同じ材料から作製することにより、限定されないが、被覆の修正、性能の損失、剥離、およびかすめなどの熱劣化プロセスに耐えるＡＲ層をもたらすことができる。
【００３６】
本明細書において、１つ以上のナノ構造層１０４を、当技術で公知の任意の作製技法を使用して形成してもよいことに留意する。１つの実施形態において、１つ以上のナノ構造層１０４が、エッチングプロセスにより、プラズマセル１０１の１つ以上の界面１０３、１０５に形成される。例えば、プラズマセル１０１の透明部分１０２の材料から離れてエッチングして１つ以上のナノ構造層１０４の一連の構造を形成するのに適した、任意のエッチング手順を使用することができる。
【００３７】
１つの実施形態において、プラズマセル１０１の透明部分１０２の１つ以上の表面にサブ波長構造を作るのに適した任意のエッチングプロセス（例えば、プラズマエッチング）を使用して、ナノ構造層１０４を形成する。この場合、エッチングプロセスを使用して、ポンピング放射１０７の波長および／または広帯域放射１１５に関連する波長よりも短い構造を形成してもよい。
【００３８】
非限定的な例として、プラズマエッチングプロセスを使用して、プラズマセル１０１の透明部分１０２の内面１０３または外面１０５の１つ以上の部分に、幅約１０〜３００ｎｍ、ピッチ約２０〜４００ｎｍ、および高さ約２０〜５００ｎｍを有する構造を形成してもよい。エッチングプロセスを介したサブ波長構造の形成は、一般に、全体を本願に引用して援用する、キョー−チョル  パート（Ｋｙｏｏ−Ｃｈｕｌ  Ｐａｒｔ）他によるＮａｎｏｔｅｘｔｕｒｅｄ  Ｓｉｌｉｃａ  Ｓｕｒｆａｃｅｓ  ｗｉｔｈ  Ｒｏｂｕｓｔ  Ｓｕｐｅｒｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｉｔｙ  ａｎｄ  Ｏｍｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ  Ｂｒｏａｄｂａｎｄ  Ｓｕｐｅｒｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｖｉｔｙ、ＡＣＳ  Ｎａｎｏ  Ｖｏｌ．６  Ｉｓｓｕｅ  ５、３７８９〜３７９９ページ（２０１２）に記載されている。エッチングプロセスを介したサブ波長構造の形成は、一般に、全体を本願に引用して援用する、ラウリ  サイニエミ（Ｌａｕｒｉ  Ｓａｉｎｉｅｍｉ）他によるＮｏｎ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  ａｎｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｕｒｆａｃｅｓ  ｂｙ  Ｐｌａｓｍａ  Ｅｔｃｈｉｎｇ  ａｎｄ  Ｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎ、Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｖｏｌ．２３  Ｉｓｓｕｅ  １、１２２〜１２６ページ（２０１１）にも記載されている。
【００３９】
別の実施形態において、１つ以上のナノ構造層１０４は、電子ビーム（ＥＢ）リソグラフィプロセスにより、プラズマセル１０１の１つ以上の界面１０３、１０５に形成される。
【００４０】
別の実施形態において、１つ以上のナノ構造層１０４は、成形プロセスにより、プラズマセル１０１の１つ以上の界面１０３、１０５に形成される。１つの実施形態において、プラズマセル１０１の透明部分１０２の１つ以上の表面にサブ波長構造を作るのに適した任意の成形プロセスを使用して、ナノ構造層１０４を形成してもよい。例えば、成形およびＥＢプロセスを介したサブ波長構造の形成は、一般に、全体を本願に引用して援用する、タカマサ  タムラ（Ｔａｋａｍａｓａ  Ｔａｍｕｒａ）他によるＭｏｌｄｅｄ  Ｇｌａｓｓ  Ｌｅｎｓ  ｗｉｔｈ  Ａｎｔｉ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ、Ｐｒｏｃ．ＯＤＦ２０１０  Ｙｏｋｏｈａｍａ、２１ＳＳ−０５ＯＤＦ（２０１０）に記載されている。別の例として、ナノ構造層１０４を形成するために適用可能な成形プロセスを介した構造の形成は、一般に、全体を本願に引用して援用する、ジョージ  クラツ（Ｇｅｏｒｇｅ  Ｃｕｒａｔｕ）による、Ｄｅｓｉｇｎ  ａｎｄ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｌｏｗ−Ｃｏｓｔ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｏｐｔｉｃｓ  ｕｓｉｎｇ  Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ｃｈａｌｃｏｇｅｎｉｄｅ  Ｇｌａｓｓ  Ｍｏｌｄｉｎｇ、Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ、７０６０；７０６００８（２００８）に記載されている。
【００４１】
別の実施形態において、ナノ構造層１０４は、プラズマセル１０１の透明部分１０２を形成するために使用される材料とは異なる１つ以上の材料から形成される。これに関し、１つ以上のナノ構造層１０４を、プラズマセル１０１の透明部分１０２の１つ以上の表面に堆積、または組み付けることができる。堆積されたナノ構造層１０４を、ナノ構造形成の技術で公知の任意の方法で形成してもよい。例えば、基板上へのグレーデッドインデックス膜の形成は、一般に、全体を本願に引用して援用する、ジェイ．キュー．  シー（Ｊ．Ｑ．  Ｘｉ）他による、Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｈｉｎ−Ｆｉｌｍ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ｗｉｔｈ  Ｌｏｗ  Ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  Ｉｎｄｅｘ  ｆｏｒ  Ｂｒｏａｄｂａｎｄ  Ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｆｒｅｓｎｅｌ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ、Ｎａｔｕｒｅ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ、Ｖｏｌ．１  ２００７年３月、１７６〜１７９ページに記載されている。
【００４２】
図１Ｉ〜図１Ｌは、本開示の１つ以上の実施形態による、ナノ構造層１０４における実施に適した周期的構造の一連の概念横断面図である。例えば、図１Ｉに示すように、ナノ構造層１０４の周期的構造は、限定されないが、一連のナノロッドを含んでもよい。１１３ａのナノロッドは、特徴高さｈ、特徴幅ｗを有することができ、選択されたピッチｄに従って離間され得る。
【００４３】
別の実施形態において、図１Ｊの概念横断面図１１３ｂに示すように、ナノ構造層１０４の周期的構造は、限定されないが、一連のナノコーンを含んでもよい。１１３ｂのナノコーンは、特徴高さｈ、特徴幅ｗを有することができ、選択されたピッチｄに従って離間され得る。
【００４４】
別の実施形態において、図１Ｋの概念横断面図１１３ｃに示すように、ナノ構造層１０４の周期的構造は、限定されないが、一連の切頭ナノコーンを含んでもよい。１１３ｃの切頭ナノコーンは、特徴高さｈ、特徴幅ｗを有することができ、選択されたピッチｄに従って離間され得る。
【００４５】
別の実施形態において、図１Ｌの概念横断面図１１３ｄに示すように、ナノ構造層１０４の周期的構造は、限定されないが、一連のナノ放物面を含んでもよい。１１３ｄのナノ放物面も、特徴高さｈ、特徴幅ｗを有することができ、選択されたピッチｄに従って離間され得る。
【００４６】
本明細書において、本開示のナノ構造層１０４は前述した規則正しい形状および周期的な間隔に限定されず、これらは例示の目的で示されたものに過ぎないことに留意する。
【００４７】
図１Ｍは、本開示の１つ以上の実施形態による、非周期的構造から作られたナノ構造層１０４の概念横断面図１１３ｅを示す。例えば、図１Ｍの１１３ｅに示すように、ナノ構造層１０４の構造は、非周期的に離間してもよい。これに関し、構造間の間隔は、ナノ構造層１０４にわたって変化する（例えば、ランダムに変化する）ことができる。例えば、図１Ｍに示すように、第１の構造１３０ａと第２の構造１３０ｂとは間隔ｄ１を有し、第２の構造１３０ｂと第３の構造１３０ｃとは間隔ｄ２を有し、第３の構造１３０ｃと第４の構造１３０ｄとは間隔ｄ３を有するなど、第Ｎの間隔ｄＮまで至る。１つの実施形態において、間隔ｄ１〜ｄＮは選択されたパターンに応じて変化し得る。別の実施形態において、間隔ｄ１〜ｄＮはランダムに変化し得る。
【００４８】
図１Ｎ〜図１Ｐは、本開示の１つ以上の実施形態による、変化する特徴を有する構造から作られたナノ構造層１０４の概念横断面図である。構造の変化する特徴は、ナノ構造層１０４を作る構造の任意の物理的特徴を含んでもよい。例えば、特徴は、限定されないが、高さ、幅、形状などを含んでもよい。例えば、図１Ｎの１１３ｆに示すように、ナノ構造層１０４の構造の高さはナノ構造層にわたって変化し得る。１つの実施形態において、構造の高さは選択されたパターンに応じて変化し得る。別の実施形態において、構造の高さはランダムに変化し得る。
【００４９】
別の例として、図１Ｏの１１３ｇに示すように、ナノ構造層１０４の構造の幅は、ナノ構造層にわたって変化し得る。１つの実施形態において、構造の幅は選択されたパターンに応じて変化し得る。別の実施形態において、構造の幅はランダムに変化し得る。
【００５０】
別の例として、図１Ｐの１１３ｈに示すように、ナノ構造層１０４の構造の形状は、ナノ構造層にわたって変化し得る。１つの実施形態において、構造の形状は、選択されたパターンに応じて変化し得る。別の実施形態において、構造の形状は、ランダムに変化し得る。本明細書において、ナノ構造層１０４は、ナノ構造形成の技術で公知の構造の任意の組合せから作られ、図１Ｐに示す組合せに限定されないことに留意する。
【００５１】
本明細書において、本開示のナノ構造層１０４は、図１Ｉ〜図１Ｐに記載され図示される構造および／または配置に限定されないことに留意する。このような構造および配置はむしろ、例示の目的で示されたものに過ぎない。１つ以上のナノ構造層１０４のナノ構造は、ナノ構造作製の技術で公知の規則正しいまたは不規則な形状を呈することができる。さらに、１つ以上のナノ構造層１０４のナノ構造の位置合わせおよび間隔は、当技術で公知の任意の方法で変化し得ることがさらに理解される。任意の数のナノ構造またはサブ波長構造を使用して、本開示の１つ以上のナノ構造層１０４を形成できることが理解される。
【００５２】
様々なサブ波長構造が、全体を本願に引用して援用する、ヤン  ミン  ソン（Ｙｏｕｎｇ  Ｍｉｎ  Ｓｏｎｇ）他による、Ｄｅｓｉｇｎ  ｏｆ  Ｈｉｇｈｌｙ  Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  Ｇｌａｓｓｅｓ  ｗｉｔｈ  Ｂｒｏａｄｂａｎｄ  Ａｎｔｉｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  Ｓｕｂｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ、Ｏｐｔｉｃｓ  Ｅｘｐｒｅｓｓ、Ｖｏｌ．１８  Ｉｓｓｕｅ１２、１３０６３〜１３０７１ページ（２０１０）に記載されている。サブ波長構造は、全体を本願に引用して援用する、キョー−チョル  パート（Ｋｙｏｏ−Ｃｈｕｌ  Ｐａｒｔ）他による、ＡＣＳ  Ｎａｎｏ  Ｖｏｌ．６  Ｉｓｓｕｅ  ５、３７８９〜３７９９ページ（２０１２）にも記載されている。
【００５３】
本明細書において、本開示のプラズマセル１０１は、プラズマ１０６を開始および／または維持するのに適したプラズマベースの光源の技術で公知の任意のガス含有構造を含んでもよいことに留意する。
【００５４】
図１Ｑを参照すると、１つの実施形態において、プラズマセル１０１は、ガス１０８の体積を含むのに適したプラズマバルブ１１４を含んでもよい。プラズマバルブ１１４は、プラズマ１０６を開始および／または維持するのに適している。これに関し、図１Ｑに示すように、プラズマセル１０１の透明部分１０２は、プラズマバルブ１１４の透明部分（または壁）から構成され得る。プラズマバルブの実施は、一般に、各々全体を本願に引用して援用した、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号に記載されている。
【００５５】
図１Ｑに示すように、１つ以上のナノ構造層１０４を、プラズマバルブ１１４の１つ以上の表面に形成してもよい。例えば、図１Ｑに示すように、本開示のナノ構造層１０４を、一般に図１Ｆに関して説明したものと同様の方法で内部のバルブ−ガス界面に形成してもよい。別の例として、ここには図示しないが、本開示のナノ構造層１０４を、一般に図１Ｇに関して説明したものと同様の方法で外部のバルブ−空気界面１０５に形成してもよい。別の例として、ここには図示しないが、一般に図１Ｈに関して説明したものと同様の方法で、第１のナノ構造層１０４を内部のバルブ−ガス界面１０３に形成し、第２のナノ構造層１０４を外部のバルブ−空気界面１０５に形成してもよい。
【００５６】
別の実施形態において、開示の多くは、プラズマセル１０１の所定の透明部分１０２の全体を覆うものとしてナノ構造層１０４を示すが、ナノ構造層１０４を、透明部分１０２の１つ以上の表面の離散部分に選択的に形成してもよい。例えば、照明源１１１からのポンピング放射１０７を受けることを見込んだ透明部分１０２に沿った位置に、ナノ構造層１０４を形成してもよい。別の例として、プラズマ１０６から下流の光学系へ広帯域放射１１５を優先的に透過することを見込んだ透明部分１０２に沿った位置に、ナノ構造層１０４を形成してもよい。図１Ｑのプラズマバルブ１１４は、ナノ構造層１０４が透明部分１０２の選択された部分に形成される構成を示すことに留意する。しかしながら、この構成は、本開示のプラズマバルブ１１４を限定するものではない。
【００５７】
図１Ｒを参照すると、１つの実施形態において、プラズマセル１０１が、ガス１０８の体積を含むのに適した透過素子１１６を含んでもよい。透過素子１１６は、プラズマ１０６を開始および／または維持するのに適している。これに関し、図１Ｒに示すように、プラズマセル１０１の透明部分１０２は、透過素子１１６の透明部分（または壁）から構成され得る。１つの実施形態において、透過素子１１６は、ポンピング源１１１からガス１０８へ光１０７を透過するのに適しており、さらにプラズマ１０６から下流の光学素子へ広帯域放射１１５を透過するのに適している。
【００５８】
図１Ｒに示すように、１つ以上のナノ構造層１０４を、透過素子１１６の１つ以上の表面に形成してもよい。例えば、図１Ｒに示すように、本開示のナノ構造層１０４を、一般に図１Ｆに関して説明したものと同様の方法で内部の素子−ガス界面１０３に形成してもよい。別の例として、ここには図示しないが、本開示のナノ構造層１０４を、一般に図１Ｇに関して説明したものと同様の方法で外部の素子−空気界面１０５に形成してもよい。別の例として、ここには図示しないが、一般に図１Ｈに関して説明したものと同様の方法で、第１のナノ構造層１０４を内部の素子−ガス界面１０３に形成し、第２のナノ構造層１０４を外部の素子−空気界面１０５に形成してもよい。
【００５９】
別の実施形態において、透過素子１１６は、１つ以上の開口部（例えば、上部および下部開口部）を含んでもよい。別の実施形態において、１つ以上のフランジ１１８、１２０が、透過素子１０８の１つ以上の開口部に配置される。１つの実施形態において、１つ以上のフランジ１１８、１２０は、透過素子１１６の内部体積を取り囲んで、透過素子１１６の本体内にガス１０８の体積を含むように構成される。１つの実施形態において、１つ以上の開口部を、透過素子１１６の１つ以上の端部に位置させることができる。例えば、図１Ｒに示すように、第１の開口部を透過素子１１６の第１の端部（例えば、上部）に位置させることができ、第２の開口部を、透過素子１１６の第１の端部と反対の第２の端部（例えば、下部）に位置させることができる。別の実施形態において、図１Ｒに示すように、１つ以上のフランジ１１８、１２０が、透過素子１１６の１つ以上の端部で透過素子１１６を終端させるように配置される。例えば、透過素子１１６を第１の開口部で終端させるように第１のフランジ１１８を位置決めしてもよく、透過素子１１６を第２の開口部で終端させるように第２のフランジ１２０を位置決めしてもよい。別の実施形態において、第１の開口部と第２の開口部とが互いに流体連通して、透過素子１１６の内部体積が第１の開口部から第２の開口部へ連続するようにする。別の実施形態において、図示しないが、プラズマセル１０１は１つ以上のシールを含む。１つの実施形態において、シールは、透過素子１１６の本体と１つ以上のフランジ１１８、１２０との間に封止をもたらすように構成される。プラズマセル１０１のシールは、当技術で公知の任意のシールを含んでもよい。例えば、シールは、限定されないが、ろう付け、弾性シール、Ｏリング、Ｃリング、金属シールなどを含んでよい。別の実施形態において、上部フランジ１１８と下部フランジ１２０とを１つ以上の連結ロッド１２２を介して機械的に連結することができ、これにより透過素子１１６を封止する。フランジ付きプラズマセルにおけるプラズマの発生は、全体を本願に引用して援用する、２０１４年３月３１日に出願された米国特許出願第１４／２３１，１９６号にも記載されている。
【００６０】
再び図１Ａを参照すると、１つの実施形態において、プラズマセル１０１は、適切な照明の吸収時にプラズマを発生させるのに適した、当技術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、水銀など）を含んでもよい。１つの実施形態において、照明源１１１からの照明１０７の焦点をガス１０８の体積に合わせることにより、プラズマセル１０１（例えば、プラズマバルブ１１４または透過素子１１６内）のガスまたはプラズマの１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、これによりガス種を「ポンピング」してプラズマを発生または持続させる。別の実施形態において、図示しないが、プラズマセル１０１は、プラズマセル１０１の内部体積内でプラズマ１０６を開始するための一連の電極を含むことができ、これにより、照明源１１１からのポンピング放射１０７が、電極による点火後にプラズマ１０６を維持する。
【００６１】
本明細書において、システム１００を使用して、様々なガス環境でプラズマ１０６を開始および／または維持できることが考えられる。１つの実施形態において、プラズマ１０６を開始および／または維持するために使用するガスは、不活性ガス（例えば、希ガスもしくは非希ガス）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を開始および／または維持するために使用するガス１０８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との混合物、または非不活性ガスの混合物）を含んでもよい。例えば、本明細書において、プラズマ１０６を発生させるために使用するガス１０８の体積はアルゴンを含んでもよいことが予想される。例えば、ガス１０８は、５ａｔｍ超（例えば、２０〜５０ａｔｍ）の圧力で保持される実質的に純粋なアルゴンガスを含んでもよい。別の例では、ガス１０８は、５ａｔｍ超（例えば、２０〜５０ａｔｍ）の圧力で保持される実質的に純粋なクリプトンガスを含んでもよい。別の例では、ガス１０８はアルゴンガスと追加のガスとの混合物を含んでもよい。
【００６２】
システム１００をいくつかのガスを用いて実施できることにさらに留意する。例えば、本開示のシステム１００における実施に適したガスは、限定されないが、Ｘｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｈｅ、Ｎ２、Ｈ２Ｏ、Ｏ２、Ｈ２、Ｄ２、Ｆ２、ＣＨ４、１つ以上の金属ハロゲン化合物、ハロゲン、Ｈｇ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｆｅ、Ｌｉ、Ｎａ、Ａｒ：Ｘｅ、ＡｒＨｇ、ＫｒＨｇ、ＸｅＨｇなどを含んでもよい。一般的には、本開示のシステム１００は、光持続プラズマ発生に適した構成にまで及ぶものと解釈されるべきであり、プラズマセル内にプラズマを持続させるのに適した任意の種類のガスにまで及ぶものとさらに解釈されるべきである。
【００６３】
システム１００のプラズマセル１０１の透明部分１０２（例えば、バルブ１１４または透過素子１１６）を、プラズマ１０６により発生する放射を少なくとも部分的に透過する、当技術で公知の任意の材料から形成してもよい。１つの実施形態において、プラズマセル１０１の透明部分１０２を、プラズマ１０６により発生するＶＵＶ放射を少なくとも部分的に透過する、当技術で公知の任意の材料から形成してもよい。別の実施形態において、プラズマセル１０１の透明部分１０２を、プラズマ１０６により発生するＤＵＶ放射を少なくとも部分的に透過する、当技術で公知の任意の材料から形成してもよい。別の実施形態において、プラズマセル１０１の透明部分１０２を、プラズマ１０６により発生するＥＵＶ光を少なくとも部分的に透過する、当技術で公知の任意の材料から形成してもよい。別の実施形態において、プラズマセル１０１の透明部分１０２を、プラズマ１０６により発生するＵＶ光を少なくとも部分的に透過する、当技術で公知の任意の材料から形成してもよい。別の実施形態において、プラズマセル１０１の透明部分１０２を、プラズマ１０６により発生する可視光を少なくとも部分的に透過する、当技術で公知の任意の材料から形成してもよい。
【００６４】
別の実施形態において、プラズマセル１０１の透明部分１０２を、照明源１１１からのポンピング放射１０７（例えば、ＩＲ放射）を透過する、当技術で公知の任意の材料から形成してもよい。別の実施形態において、プラズマセル１０１の透明部分１０２を、照明源１１１（例えば、ＩＲ源）からの放射１０７と、プラズマセル１０１の透明部分１０２の体積内に含まれるプラズマ１０６により放出される放射１１５（例えば、ＶＵＶ放射、ＤＵＶ放射、ＥＵＶ放射、ＵＶ放射および／または可視放射）との両方を透過する、当技術で公知の任意の材料から形成してもよい。一部の実施形態において、プラズマセル１０１の透明部分１０２を、低ＯＨ含有量の溶融シリカガラス材料から形成してもよい。他の実施形態において、プラズマセル１０１の透明部分１０２を、高ＯＨ含有量溶融シリカガラス材料から形成してもよい。例えば、プラズマセル１０１の透明部分１０２は、限定されないが、ＳＵＰＲＡＳＩＬ  １、ＳＵＰＲＡＳＩＬ  ２、ＳＵＰＲＡＳＩＬ  ３００、ＳＵＰＲＡＳＩＬ  ３１０、ＨＥＲＡＬＵＸ  ＰＬＵＳ、ＨＥＲＡＬＵＸ−ＶＵＶなどを含んでもよい。他の実施形態において、プラズマセル１０１の透明部分１０２は、限定されないが、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、フッ化リチウム（ＬｉＦ２）、結晶石英、およびサファイアを含んでもよい。本明細書において、限定されないが、ＣａＦ２、ＭｇＦ２、結晶石英、およびサファイアは、短波長放射（例えば、λ＜１９０ｎｍ）を透過することに留意する。本開示のプラズマセル１０１の透明部分１０２における実施に適した様々なガラスについて、全体を本願に引用して援用する、エー  シュライバー（Ａ．Ｓｃｈｒｅｉｂｅｒ）他、Ｒａｄｉａｔｉｏｎ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  ｏｆ  Ｑｕａｒｔｚ  Ｇｌａｓｓ  ｆｏｒ  ＶＵＶ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  Ｌａｍｐｓ、Ｊ．  Ｐｈｙｓ．  Ｄ：  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．３８（２００５）、３２４２〜３２５０に詳細に記載されている。
【００６５】
本明細書において、本開示の１つ以上のナノ構造層１０４を、プラズマセル１０１の１つ以上の表面に形成してもよいことに留意する。これに関し、エッチングベースの作製の場合、前述した材料のいずれかから形成された透明部分１０２の表面をエッチングすることにより、１つ以上のナノ構造層１０４を形成してもよい。
【００６６】
プラズマセル１０１の透明部分１０２（例えば、バルブ１１４または透過素子１１６）は、当技術で公知の任意の形状を呈することができる。図１Ｒに示すように、プラズマセル１０１が透過素子１１６を含む場合、透過素子１１６は円筒形状を有することができる。別の実施形態において、図示しないが、透過素子１１６は球形状または楕円形状を有することができる。別の実施形態において、図示しないが、透過素子１１６は複合形状を有することができる。例えば、透過素子１１６の形状は、２つ以上の形状の組合せから構成されてもよい。例えば、透過素子１１６の形状を、プラズマ１０６を含むように配置された球形または楕円形中心部分と、球形または楕円形中心部分より上および／または下で延びる１つ以上の円筒形部分とから構成することができ、これにより１つ以上の円筒形部分が１つ以上のフランジ１１８、１２０に連結される。図１Ｒに示すように透過素子１１６が円筒形である場合、透過素子１１６の１つ以上の開口部を、円筒形の透過素子１１６の端部に位置させることができる。これに関し、透過素子１１６は中空の円筒の形を取り、これにより、流路が第１の開口部（上部開口部）から第２の開口部（下部開口部）へ延びる。別の実施形態において、第１のフランジ１１８および第２のフランジ１２０は、透過素子１１６の壁と共に、透過素子１１６の流路内にガス１０８の体積を含む役割を果たす。本明細書において、前述したように、この配置は様々な透過素子１１６の形状にまで及び得ることが理解される。
【００６７】
図１Ｑのように、プラズマセル１０１がプラズマバルブ１１４を含む設定では、プラズマバルブ１１４も当技術で公知の任意の形状を呈することができる。１つの実施形態において、プラズマバルブ１１４は円筒形状を有することができる。別の実施形態において、プラズマバルブ１１４は球形または楕円形を有することができる。別の実施形態において、プラズマバルブは複合形状を有することができる。例えば、プラズマバルブの形状は、２つ以上の形状の組合せから構成されてもよい。例えば、プラズマバルブの形状を、プラズマ１０６を含むように配置された球形または楕円形中心部分と、球形または楕円形中心部分より上および／または下で延びる１つ以上の円筒形部分とから構成することができる。
【００６８】
別の実施形態において、本開示の１つ以上のナノ構造層１０４を、プラズマセル１０１の湾曲面の１つ以上に形成してもよい。例えば、プラズマバルブ１１４の場合、本明細書で前述したプラズマバルブ形状の場合にはいずれも湾曲している内面１０３および／または外面１０５に、１つ以上のナノ構造層１０４を形成してもよい。別の例として、透過素子１１６の場合、本明細書で前述した透過素子形状の場合にはいずれも湾曲している内面１０３および／または外面１０５に、１つ以上のナノ構造層１０４を形成してもよい。
【００６９】
別の実施形態において、システム１００は、照明源１１１から発する照明の焦点をプラズマセル１０１内に含まれたガス１０８の体積に合わせるように構成されたコレクタ／反射素子１０５を含む。コレクタ素子１０５は、照明源１１１から発する照明の焦点をプラズマセル１０１内に含まれたガスの体積に合わせるのに適した、当技術で公知の任意の物理的構成を呈することができる。１つの実施形態において、図１Ａに示すように、コレクタ素子１０５は、照明源１１１からポンピング放射１０７を受け、ポンピング放射１０７の焦点をプラズマセル１０１内に含まれたガスの体積に合わせるのに適した反射内面を有する凹状領域を含んでもよい。例えば、図１Ａに示すように、コレクタ素子１０５は、反射内面を有する楕円形のコレクタ素子１０５を含んでもよい。
【００７０】
別の実施形態において、コレクタ素子１０５は、プラズマ１０６から放出された広帯域照明１１５（例えば、ＶＵＶ放射、ＤＵＶ放射、ＥＵＶ放射、ＵＶ放射および／または可視放射）を集め、広帯域照明を１つ以上の追加の光学素子（例えば、フィルタ１２３、ホモジナイザ１２５など）に向けるように配置される。例えば、コレクタ素子１０５は、プラズマ１０６によって放出されたＶＵＶ広帯域放射、ＤＵＶ放射、ＥＵＶ放射、ＵＶ放射または可視放射のうちの少なくとも１つを集め、広帯域照明１１５を１つ以上の下流の光学素子に向けることができる。これに関し、プラズマセル１０１は、ＶＵＶ放射、ＤＵＶ放射、ＥＵＶ放射、ＵＶ放射および／または可視放射を、限定されないが、検査ツールまたは計測ツールなどの当技術で公知の任意の光学特徴付けシステムの下流の光学素子に送達することができる。本明細書において、システム１００のプラズマセル１０１は、限定されないが、ＶＵＶ放射、ＤＵＶ放射、ＥＵＶ放射、ＵＶ放射、および／または可視放射を含む様々なスペクトル域において有用な放射を放出できることに留意する。
【００７１】
１つの実施形態において、システム１００は様々な追加の光学素子を含んでもよい。１つの実施形態において、一連の追加の光学系は、プラズマ１０６から発する広帯域光を集めるように構成された集光光学系を含んでもよい。例えば、システム１００は、コレクタ素子１０５からの照明を、限定されないが、ホモジナイザ１２５などの下流の光学系に向けるように配置されたコールドミラー１２１を含んでもよい。
【００７２】
別の実施形態において、一連の光学系は、システム１００の照明経路または集光経路のいずれかに沿って配置された１つ以上のレンズ（例えば、レンズ１１７）を含んでもよい。１つ以上のレンズを使用して、照明源１１１からの照明の焦点をプラズマセル１０１内のガス１０８の体積に合わせることができる。あるいは、１つ以上の追加のレンズを使用して、プラズマ１０６から発する広帯域光の焦点を選択された標的（図示せず）に合わせることができる。
【００７３】
別の実施形態において、一連の光学系は、回転ミラー１１９を含んでもよい。１つの実施形態において、回転ミラー１１９を、照明源１１１からのポンピング放射１０７を受け、コレクタ素子１０５を介してプラズマセル１０１内に含まれたガス１０８の体積に照明を向けるように配置することができる。別の実施形態において、コレクタ素子１０５は、ミラー１１９からの照明を受け、プラズマセル１０１が位置するコレクタ素子１０５（例えば、楕円形集光素子）の焦点に照明を合わせるように配置される。
【００７４】
別の実施形態において、一連の光学系は、照明経路または集光経路のいずれかに沿って配置された１つ以上のフィルタ１２３を含んで、光がプラズマセル１０１に入る前に照明をフィルタにかけ、またはプラズマ１０６からの光の放出後に照明をフィルタにかけることができる。本明細書において、前述した図１Ａに示すシステム１００の一連の光学系は、例示のために示されたものに過ぎず、限定するものと解釈すべきでないことに留意する。いくつかの等価または追加の光学構成を本発明の範囲内で使用してもよいことが予想される。
【００７５】
別の実施形態において、システム１００の照明源１１１は、１つ以上のレーザを含んでもよい。一般的に、照明源１１１は、当技術で公知の任意のレーザシステムを含んでもよい。例えば、照明源１１１は、電磁スペクトルの赤外線部分、可視部分、または紫外線部分の放射を放出可能な、当技術で公知の任意のレーザシステムを含んでもよい。１つの実施形態において、照明源１１１は、連続波（ＣＷ）レーザ放射を放出するように構成されたレーザシステムを含んでもよい。例えば、照明源１１１は、１つ以上のＣＷ赤外線レーザ源を含んでもよい。例えば、プラズマセル１０１内のガスがアルゴンであるか、またはアルゴンを含む設定では、照明源１１１は、１０６９ｎｍの放射を放出するように構成されたＣＷレーザ（例えば、繊維レーザまたはディスクＹｂレーザ）を含んでもよい。この波長はアルゴンの１０６８ｎｍの吸収線に適合し、そのため、アルゴンガスのポンピングに特に有用であることに留意する。本明細書において、ＣＷレーザの上記説明は限定するものではなく、当技術で公知の任意のレーザを本発明の文脈で実施してもよいことに留意する。
【００７６】
別の実施形態において、照明源１１１は、１つ以上のダイオードレーザを含んでもよい。例えば、照明源１１１は、プラズマセル１０１内に含まれたガス種のいずれか１つ以上の吸収線に一致する波長の放射を放出する１つ以上のダイオードレーザを含んでもよい。一般的に、ダイオードレーザの波長が当技術で公知の任意のプラズマの任意の吸収線（例えば、イオン遷移線）またはプラズマ発生ガスの任意の吸収線（例えば、高励起中性遷移線）に同調されるように、照明源１１１のダイオードレーザを実施のために選択することができる。そのため、所定のダイオードレーザ（または一連のダイオードレーザ）の選択は、システム１００のプラズマセル１０１内に含まれたガスの種類に応じて決まる。
【００７７】
別の実施形態において、照明源１１１は、イオンレーザを含んでもよい。例えば、照明源１１１は、当技術で公知の任意の希ガスイオンレーザを含んでもよい。例えば、アルゴン系プラズマの場合、アルゴンイオンをポンピングするために使用する照明源１１１は、Ａｒ＋レーザを含んでもよい。
【００７８】
別の実施形態において、照明源１１１は、１つ以上の周波数変換レーザシステムを含んでもよい。例えば、照明源１１１は、１００ワット超の電力レベルを有するＮｄ：ＹＡＧまたはＮｄ：ＹＬＦレーザを含んでもよい。別の実施形態において、照明源１１１は、広帯域レーザを含んでもよい。別の実施形態において、照明源は、変調レーザ放射またはパルスレーザ放射を放出するように構成されたレーザシステムを含んでもよい。
【００７９】
別の実施形態において、照明源１１１は、略一定の電力でレーザ光をプラズマ１０６に提供するように構成された１つ以上のレーザを含んでもよい。別の実施形態において、照明源１１１は、変調レーザ光をプラズマ１０６に提供するように構成された１つ以上の変調レーザを含んでもよい。別の実施形態において、照明源１１１は、パルスレーザ光をプラズマに提供するように構成された１つ以上のパルスレーザを含んでもよい。
【００８０】
別の実施形態において、照明源１１１は、１つ以上の非レーザ源を含んでもよい。一般的に、照明源１１１は、当技術で公知の任意の非レーザ光源を含んでもよい。例えば、照明源１１１は、電磁スペクトルの赤外線部分、可視部分、または紫外線部分の放射を離散的または連続的に放出可能な、当技術で公知の任意の非レーザシステムを含んでもよい。
【００８１】
別の実施形態において、照明源１１１は、２つ以上の光源を含んでもよい。１つの実施形態において、照明源１１１は、１つ以上のレーザを含んでもよい。例えば、照明源１１１（または複数の照明源）は、複数のダイオードレーザを含んでもよい。別の例として、照明源１１１は、複数のＣＷレーザを含んでもよい。さらなる実施形態において、２つ以上のレーザの各々は、システム１００のプラズマセル１０１内のガスまたはプラズマの異なる吸収線に同調されたレーザ放射を放出してもよい。
【００８２】
図２は、本開示の１つ以上の実施形態によるナノ構造層１０４を備えたアークランプ２００を示す。本開示の多くは、レーザポンピングされたプラズマ源（例えば、プラズマセル１０１）の文脈におけるナノ構造層１０４の実施について説明しているが、本開示はそのような構成に限定されない。本開示のナノ構造層１０４を、１つ以上の光学面において低反射率が望ましい任意の高温光学設定の文脈において実施してもよい。
【００８３】
本明細書において、図１Ａ〜図１Ｒに関して前述したプラズマセル１０１の様々な実施形態および例は、図２のアークランプ２００にまで及ぶものと解釈されるべきであることに留意する。例えば、アークランプ２００およびナノ構造層１０４の構造構成を作製するために使用される材料は、プラズマセル１０１の文脈で前述したものと同様の形を取ることができる。
【００８４】
１つの実施形態において、アークランプ２００は、アークランプ２００の１つ以上の光学面に配置された１つ以上のナノ構造層１０４を含む。１つの実施形態において、１つ以上のナノ構造層１０４は、アークランプ２００の透明部分１０２に配置される。
【００８５】
１つの実施形態において、１つ以上のナノ構造層１０４は、アークランプ２００の透明部分１０２の内面２０３に配置される。例えば、ナノ構造層１０４を、ランプガス２０４とランプ２００の透明部分１０２とにより画成される内部界面に形成してもよいが、これは必要というわけではない。
【００８６】
別の実施形態において、図示しないが、１つ以上のナノ構造層１０４は、アークランプ２００の透明部分１０２の外面２０５に配置される。例えば、ナノ構造層１０４を、ランプ２００の透明部分１０２と外部大気２０６（例えば、空気、パージガスなど）とにより画成された外部界面に形成してもよいが、これは必要というわけではない。
【００８７】
別の実施形態において、図示しないが、第１のナノ構造層１０４がアークランプ２００の透明部分の内面２０３に配置され、第２のナノ構造層１０４がアークランプ２００の透明部分１０２の外面２０５に配置される。
【００８８】
前述したように、アークランプの内面２０３および／または外面２０５に形成された１つ以上のナノ構造層１０４は、内面および／または外面２０５における反射率を低下させる役割を果たすことができる。このようにして、アークランプの放電２０２による照明出力２０７が受けるフレネル損失が低減し、照明出力が増加する。
【００８９】
本明細書において、本開示のアークランプ２００は、当技術で公知の任意のアークランプの形を呈することができ、図２に示す構成に限定されないことに留意する。１つの実施形態において、アークランプ２００は、一連の電極２０８、２１０を含んでもよい。例えば、図２に示すように、アークランプ２００は、限定されないが、陽極２０８と陰極２１０とを含んでもよい。
【００９０】
本明細書において、アークランプで使用されるガス２０４は、アークランプの技術で使用される任意のガスを含んでもよいことに留意する。例えば、ガス２０４は、限定されないが、Ｘｅ、Ｈｇ、Ｘｅ−Ｈｇ、Ａｒなどのうちの１つ以上を含んでもよい。
【００９１】
本開示のナノ構造層１０４は、当技術で公知の任意の放電ランプの文脈で実施され得、アーク型放電ランプに限定されないことにさらに留意する。
【００９２】
図３は、本開示の１つ以上の実施形態による、プラズマベースの広帯域放射を発生させるためのバルブなし照明源３００を示す。本開示の多くは、ガス環境が小さい体積で維持されるプラズマセル１０１またはアークランプ２００の文脈におけるナノ構造層１０４の実施に焦点を置いているが、これは、本開示のナノ構造層１０４の実施を限定するものではない。本明細書において、ナノ構造層１０４を、光の透過が望ましい任意の透明光学面で実施できることが理解される。バルブなし照明源３００は、１つのそのような環境を示す。バルブなし光源３００は、ガス封じ込め構造３０７（例えば、チャンバ３０７）に含まれたガス３０６内にプラズマ１０６を確立し維持するように構成される。例えば、図３に示すように、ガス封じ込め構造３０７（例えば、チャンバ）および／またはコレクタ素子１０５により画成された体積内に含まれたガス３０６において、プラズマ１０６を確立し維持することができる。
【００９３】
別の実施形態において、ガス封じ込め構造３０７は、コレクタ素子１０５に動作可能に連結される。例えば、図３に示すように、コレクタ素子は、封じ込め構造３０７の上部に配置される。別の例として、図示しないが、コレクタ素子１０５をガス封じ込め構造３０７の内部に配置してもよい。本明細書において、光源３００が、本発明によるプラズマを開始および／または維持するのに適したいくつかのバルブなし構成を包含してもよいことが考えられるので、本明細書において、本開示は図３の光源３００の上記説明または図示に限定されないことに留意する。
【００９４】
バルブなし光源におけるプラズマの発生は、一般に、全体を本願に引用して援用する、２０１４年３月２５日に出願された米国特許出願第１４／２２４，９４５号に記載されている。バルブなしレーザ持続プラズマ光源も、一般に、全体を本願に引用して援用する、２０１０年５月２６日に出願された米国特許出願第１２／７８７，８２７号に記載されている。
【００９５】
本明細書において、図１Ａ〜図２に関して前述したプラズマセル１０１およびアークランプ２００の様々な実施形態および例は、図３のバルブなし光源３００にまで及ぶものと理解すべきであることに留意する。例えば、光源３００の透明光学素子およびナノ構造層１０４の構造構成を作製するために使用される材料は、プラズマセル１０１およびアークランプ２００の文脈で前述したものと同様の形を取ることができる。
【００９６】
１つの実施形態において、光源３００は、１つ以上のナノ構造層１０４を備えた１つ以上の透明部分３０２、３０４を含む。例えば、１つ以上の透明部分３０２、３０４は、限定されないが、１つ以上のナノ構造層１０４を備えた窓３０２、３０４を含むことができる。１つの実施形態において、光源３００は、ポンピング源１１１からのポンピング放射１０７を受けるための入力窓３０２を含む。１つの実施形態において、入力窓３０２は、入力窓３０２の内面または外面に配置された１つ以上のナノ構造層１０４を含む。例えば、図３に示すように、ナノ構造層１０４を、ガス３０６と窓３０２の材料との界面により画成された窓３０２の内面に配置してもよいが、これは必要というわけではない。別の例として、図示しないが、ナノ構造層１０４を、窓３０２の材料と外部ガス３１０（例えば、空気、パージガスなど）との界面により画成された窓３０２の外面に配置してもよいが、これは必要というわけではない。別の例として、図示しないが、第１のナノ構造層１０４を窓３０２の内面に形成し、第２のナノ構造層１０４を窓３０２の外面に形成してもよいが、これは必要というわけではない。
【００９７】
別の実施形態において、光源３００は、広帯域照明１１５をプラズマ１０６から下流の光学部品（例えば、ホモジナイザ１２５）へ透過させるための出力窓３０４を含む。１つの実施形態において、出力窓３０４は、出力窓３０４の内面または外面に配置された１つ以上のナノ構造層１０４を含む。例えば、図３に示すように、ナノ構造層１０４を、ガス３０６と窓３０４の材料との界面により画成された窓３０４の内面に配置してもよいが、これは必要というわけではない。別の例として、図示しないが、ナノ構造層１０４を、窓３０４の材料と外部ガス（例えば、空気、パージガスなど）との界面により画成された窓３０４の外面に配置してもよいが、これは必要というわけではない。別の例として、図示しないが、第１のナノ構造層１０４を窓３０４の内面に形成し、第２のナノ構造層１０４を窓３０４の外面に形成してもよいが、これは必要というわけではない。
【００９８】
これに関し、光源３００の窓３０２および／または窓３０４の内面および／または外面に形成される１つ以上のナノ構造層１０４は、窓３０２および／または窓３０４の内面および／または外面における反射率を低下させる役割を果たす。そのため、ポンピング放射１０７および／またはプラズマ１０６からの広帯域照明出力１１５のフレネル損失を低減させることができ、照明出力１１５が増加する。
【００９９】
本明細書において、本開示は光源３００の特定の構成に限定されないことに留意する。本明細書において、１つ以上のナノ構造層１０４を、ポンピング放射をプラズマに結合するために使用され、かつ／または広帯域放射を下流の光学系に結合するために使用される任意の透明光学面に形成してもよいことが理解される。
【０１００】
図４は、１つ以上の反射防止光学面を有する光源を作製するための方法４００を示すプロセスフロー図である。ステップ４０２において、１つ以上の透明部分を有するランプが設けられる。例えば、設けられるランプは、限定されないが、１つ以上の透明部分１０２を有するプラズマセル１０１を含んでもよい。例えば、プラズマセル１０１は、限定されないが、１つ以上の透明部分１０２を有するプラズマバルブ１１４または１つ以上の透明部分１０２を有する透過素子１１６を含んでもよい。別の例として、設けられるランプは、限定されないが、１つ以上の透明部分１０２を含むアークランプ２００を含んでもよい。
【０１０１】
ステップ４０４において、１つ以上のナノ構造が、ランプの１つ以上の透明部分の１つ以上の表面に形成される。これに関し、１つ以上のナノ構造は、プラズマセルの１つ以上の透明部分とプラズマセルの内部の体積またはプラズマセルの外部の体積の少なくとも一方との間に屈折率制御の領域（例えば、拡張界面１０９）を形成する。１つの実施形態において、１つ以上のナノ構造は、ランプの１つ以上の透明部分の１つ以上の表面にエッチング（例えば、プラズマエッチング）される。
【０１０２】
本開示は、サンプル（例えば、ウェーハ）検査ツールでの広帯域光発生の文脈における１つ以上のナノ構造層１０４の実施に焦点を置いているが、本明細書において、本開示の実施形態は、誘電ベースのＡＲ被覆の使用が不十分である任意の光学設定にまで及び得ることが考えられる。例えば、広帯域検査に加えて、本明細書において、本開示の１つ以上のナノ構造層１０４を、散乱計、反射率計、楕円偏光計、または光学計測ツールのうちの１つ以上の透明光学界面に形成してもよいことが理解される。
【０１０３】
本明細書において説明した主題は、他の構成要素に含まれる、または他の構成要素に連結される異なる構成要素を示すことがある。そのような図示した構成は例示的なものに過ぎず、実際には、同じ機能を達成する多くの他の構成を実施してもよいことを理解されたい。概念的には、同じ機能を達成する構成要素の任意の配置は、所望の機能が達成されるように効果的に「関連付けられる」。したがって、本明細書において組み合わせて特定の機能を達成する任意の２つの構成要素は、構成または中間構成要素とは関係なく、所望の機能が達成されるように互いに「関連付けられる」ことがわかる。同様に、そのように関連付けられた任意の２つの構成要素を、所望の機能を達成するために互いに「連結」または「結合」するものとみなしてもよく、そのように関連付けることのできる任意の２つの構成要素を、所望の機能を達成するために互いに「結合可能」であるものとみなしてもよい。結合可能の特定の例は、限定されないが、物理的に相互作用可能であり、かつ／または物理的に相互作用する構成要素を含む。
【０１０４】
本開示およびその付随する利点の多くが前述した説明から理解されるものと考えられ、開示された主題から逸脱することなく、またはその材料の利点のすべてを犠牲にすることなく、構成要素の形、構成、配置に様々な変更を行ってもよいことが明らになろう。記載した形は説明のためのものに過ぎず、そのような変更を包含し含むことが以下の特許請求の範囲の意図である。さらに、本発明が添付の特許請求の範囲により定義されることを理解されたい。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図１Ｇ】
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【図１Ｈ】
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【図１Ｉ】
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【図１Ｊ】
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【図１Ｋ】
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【図１Ｌ】
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【図１Ｍ】
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【図１Ｎ】
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【図１Ｏ】
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【図１Ｐ】
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【図１Ｑ】
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【図１Ｒ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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