(57)【要約】【課題】レーザ光源における光電磁センセを較正する。【解決手段】レーザ生成プラズマ極端紫外システムにおいてＥＵＶ光を生成するためにレーザパルスが用いられる。個々のレーザパルスのエネルギーを決定するために光電磁検出器は較正係数を用いて電力計に対して較正される。ユニタリレーザビームを測定することが単一の波長のパルスを含む時、較正係数はパルスのバーストに基づいて計算される。組み合わされたレーザビームは第２の波長のプレパルスと交互に生じる第１の波長のメインパルスを有する。組み合わされたレーザビーム内のメインパルスのエネルギーを計算するために、メインパルスのユニタリレーザビームについて計算された較正係数が用いられる。組み合わされたレーザビーム内のプレパルスのエネルギーを計算するために新しい較正係数が計算される。計算されたエネルギー値が事前に定義された閾値を超えてドリフトする時、較正係数が再計算される。【選択図】図９
2017529553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）極端紫外（ＥＵＶ）システム内で、時間の長さによって分けられるプレパルス及びメインパルスを備えるレーザビームを測定するように構成されるエネルギーモニタであって、画定された時間期間にわたって一連のレーザパルスの平均電力を感知するように構成される電力計と、前記画定された時間期間の一部中に、第１のメインパルスから前記時間の長さによって分けられる第１のプレパルスの時間的プロファイルを示す電圧信号を提供するように構成される光電磁（ＰＥＭ）検出器と、を備える、エネルギーモニタと、
メインパルス較正係数と前記第１のメインパルスに対応する前記電圧信号の一部のパルス積分とに基づいて前記第１のメインパルスの電力を決定するように、前記平均電力と前記第１のメインパルスの前記電力とに基づいて前記第１のプレパルスの電力を決定するように、及び、前記第１のプレパルスの前記電力と前記第１のプレパルスに対応する前記電圧信号の一部の積分とに基づいてプレパルス較正係数を決定するように、構成される、較正モジュールと、
前記プレパルス較正係数と、第２のプレパルスに対応する前記ＰＥＭ検出器によって提供される第２の電圧信号の一部のパルス積分と、に基づいて、前記第２のプレパルスのエネルギーを決定するように、及び、前記メインパルス較正係数と前記第２のメインパルスへの前記第２の電圧信号の一部のパルス積分とに基づいて、第２のメインパルスのエネルギーを決定するように、構成される単一パルスエネルギー計算（ＳＰＥＣ）モジュールと、
を備える、システム。
【請求項２】
前記ＰＥＭによって提供される前記第２の電圧信号に基づいて、第２の画定された時間期間にわたる前記レーザビームのエネルギーを計算するように構成される再較正モジュールを更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記再較正モジュールは、前記レーザビームの前記計算されたエネルギーと、前記第２の画定された時間期間にわたって前記電力計によって感知される前記平均電力と、を比較するように、及び、前記比較に基づいて前記プレパルス較正係数を更新するよう前記較正モジュールに命令するように、更に構成される、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記再較正モジュールは、前記比較が閾値を超える場合、前記プレパルスの較正係数を更新するよう前記較正モジュールに命じるように構成される、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記較正モジュールは、前記画定された時間期間にわたる前記平均電力から、前記画定された時間期間中の前記メインパルスに起因する前記電力を減じることによって、前記第１のプレパルスの前記電力を決定するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）極端紫外（ＥＵＶ）システム内でエネルギーモニタを用いたプレパルス及びメインパルスを備えるレーザビームの測定を受信することであって、前記レーザビームの前記測定は、電力計を用いて測定される画定された時間期間にわたる一連のレーザパルスの平均電力と、前記メインパルスのうちの第１のメインパルスから時間の長さによって分けられる前記プレパルスのうちの第１のプレパルスの時間的プロファイルを示す第１の電圧信号と、を含み、前記第１の電圧信号は光電磁（ＰＥＭ）検出器によって提供されることと、
メインパルス較正係数と前記第１のメインパルスに対応する前記第１の電圧信号の一部の積分とに基づいて、前記第１のメインパルスの電力を決定することと、
前記平均電力と前記第１のメインパルスの前記電力とに基づいて、前記第１のプレパルスの電力を決定することと、
前記第１のプレパルスの前記電力と、前記第１のプレパルスに対応する前記第１の電圧信号の一部の積分と、に基づいて、プレパルス較正係数を決定することと、
前記プレパルス較正係数と、前記第２のプレパルスに対応する前記ＰＥＭ検出器によって提供される第２の電圧信号の一部の積分と、に基づいて、第２のプレパルスのエネルギーを決定することと、
前記メインパルス較正係数と、前記第２のメインパルスに対応する前記第２の電圧信号の一部の積分と、に基づいて、第２のメインパルスのエネルギーを決定することと、
を含む、方法。
【請求項７】
前記ＰＥＭによって提供される前記第２の電圧信号に基づいて、第２の画定された時間期間にわたる前記レーザビームのエネルギーを計算することを更に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記レーザビームの前記計算されたエネルギーと、前記第２の画定された時間期間にわたる前記平均電力と、を比較することと、
前記比較に基づいて前記プレパルスの較正係数を更新することと、
を更に含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記プレパルスの較正係数を更新することは、前記比較が閾値を超えることに基づく、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１のプレパルスの前記電力を決定することは、前記画定された時間期間にわたる前記平均電力から、前記画定された時間期間中の前記メインパルスに起因する前記電力を減じることによって実行される、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）極端紫外（ＥＵＶ）システムのレーザ光源内で、同じ波長を有しバースト内で発生するレーザパルスを測定するように構成されるエネルギーモニタであって、画定された時間期間にわたって前記レーザパルスの平均電力を測定するように構成される電力計と、前記画定された時間期間の少なくとも一部にわたって、前記レーザパルスの前記バーストの時間的プロファイルを示す第１の電圧信号を提供するように構成される光電磁（ＰＥＭ）検出器と、を備える、エネルギーモニタと、
前記平均電力と前記第１の電圧信号とに基づいて較正係数を決定するように構成される較正モジュールであって、前記較正係数は、前記平均電力から決定された前記レーザパルスの前記バーストのエネルギーと、前記第１の電圧信号の積分との割合である、較正モジュールと、
前記較正係数と、後続パルスの時間的プロファイルを示す前記ＰＥＭ検出器によって提供される第２の電圧信号のパルス積分と、に基づいて、一連の前記レーザパルスの前記後続パルスのエネルギーを決定するように構成される単一パルスエネルギー計算（ＳＰＥＣ）モジュールと、
を備える、システム。
【請求項１２】
前記再較正モジュールは、第２のバーストの第２の時間的プロファイルを示す第３の電圧信号に基づいて、前記第２のバーストのエネルギーを計算するように更に構成される、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記再較正モジュールは、前記第２のバーストの前記エネルギーと、前記電力計によって感知される第２の平均電力と、を比較するように、及び、前記比較に基づいて前記較正係数を更新するよう前記比較モジュールに命令するように、更に構成される、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記再較正モジュールは、前記比較が閾値を超えている場合、前記較正係数を更新するよう前記較正モジュールに命令するように構成される、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記レーザパルスは、メインパルスである、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記レーザパルスは、プレパルスである、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１７】
同じ波長を有しバースト内で発生するレーザパルスを、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）極端紫外（ＥＵＶ）システムのレーザ光源内でエネルギーモニタを用いて測定することであって、画定された時間期間にわたって測定される前記レーザパルスの平均電力を電力計から受信すること、及び、前記画定された時間期間の少なくとも一部中に感知される前記レーザパルスの時間的プロファイルを示す第１の電圧信号を、光電磁（ＰＥＭ）検出器から受信すること、を含むことと、
前記平均電力及び前記第１の電圧信号に基づいて較正係数を決定することであって、前記較正係数は、前記平均電力から決定された前記レーザパルスのエネルギーと前記第１の電圧信号の積分との割合であることと、
前記較正係数と、パルスの時間的プロファイルを示す前記ＰＥＭ検出器によって提供される第２の電圧信号の積分と、に基づいて、一連の前記レーザパルスの前記後続パルスのエネルギーを決定することと、
を含む、方法。
【請求項１８】
第２のバーストの時間的プロファイルを示す第３の電圧信号に基づいて、前記第２のバーストのエネルギーを計算することを更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第２のバーストの前記エネルギーと、前記電力計によって感知される第２の平均電力とを比較することと、
前記比較に基づいて前記較正係数を更新することと、
を更に含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記較正係数を更新することは、前記比較が閾値を超えることに基づく、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記レーザパルスは、メインパルスである、請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
前記レーザパルスは、プレパルスである、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[1]  本出願は、一般にレーザシステムに関し、より具体的には、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）極端紫外（ＥＵＶ）システムのレーザ光源における光電磁（ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ）センサの較正に関する。
【背景技術】
【０００２】
[2]  半導体業界では、更に小型の集積回路寸法のプリントを可能とするリソグラフィ技術の開発が続いている。極端紫外（「ＥＵＶ」）光（軟ｘ線と称されることもある）は、一般に、１０ｎｍから１０２ｎｍの間の波長を有する電磁放射として定義される。ＥＵＶリソグラフィは、現時点では一般に、１０〜１４ｎｍの範囲内の波長のＥＵＶ光を含むと考えられ、シリコンウェーハ等の基板に極めて小さいフィーチャ（例えば３２ｎｍ以下のフィーチャ）を生成するために用いられる。これらのシステムは、信頼性が極めて高くなければならず、費用対効果の大きいスループット及び適度なプロセス許容度を与えなければならない。
【０００３】
[3]  ＥＵＶ光を生成するための方法は、必ずしも限定されるわけではないが、ＥＵＶ範囲に１つ以上の放出線を有する１つ以上の元素、例えばキセノン、リチウム、スズ、インジウム、アンチモン、テルル、アルミニウム等を有する材料をプラズマ状態に変換することを含む。レーザ生成プラズマ（「ＬＰＰ」）と呼ばれることが多いそのような方法の１つにおいて、必要なプラズマは、ＬＰＰ  ＥＵＶ光源プラズマチャンバ内で、所望の線放出元素を有する材料の液滴、流れ、又はクラスタ等のターゲット材料に、照射部位でレーザビームを照射することによって生成することができる。    
【０００４】
[4]  図１は、従来技術のＬＰＰ  ＥＵＶシステム１００の構成要素のうちのいくつかを示す。ＣＯ２レーザなどのレーザ光源１０１は、ビーム送出システム１０３及び合焦光学系１０４（レンズ及びステアリングミラーを備える）を通るレーザビーム１０２を生成する。合焦光学系１０４は、ＬＰＰ  ＥＵＶ光源プラズマチャンバ１１０内の照射部位に第１焦点１０５を有する。液滴生成器１０６は、第１焦点１０５でレーザビーム１０２が当たるとＥＵＶ光を照射するプラズマを生成する、適切なターゲット材料の液滴１０７を生成する。楕円ミラー（「コレクタ」）１０８は、生成されたＥＵＶ光を例えばリソグラフィスキャナシステム（図示せず）に送出するために、フォーカルスポット１０９（中間焦点位置とも呼ばれる）でプラズマからのＥＵＶ光を集束させる。フォーカルスポット１０９は、典型的にはＥＵＶ光に露光されるウェーハを含むスキャナ（図示せず）内にある。いくつかの実施形態において、ビームのすべてが合焦光学系１０４に集中する、複数のレーザ光源１０１が存在し得る。ＬＰＰ  ＥＵＶ光源の１つのタイプは、ＣＯ２レーザと、反射防止コーティング及び約６インチから８インチ（約１５．２４ｃｍから２０．３２ｃｍ）の開口部を有するセレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）レンズと、を用いるものであってよい。
【０００５】
[5]  レーザ光源１０１は、いくつかの光パルスがバースト間にある程度の時間を伴うバーストで生成される、バーストモードで生成することができる。レーザ光源１０１は、波長及び／又はパルス長などの明確な特性を有するパルス状のレーザビームを生成する、いくつかのレーザを備えることができる。レーザ光源１０１、ビーム送出システム１０３、及び合焦光学系１０４において、別々のレーザビームを組み合わせる、分割する、又は他の方法で操作することができる。
【０００６】
[6]  レーザビーム１０２がＬＰＰ  ＥＵＶ光源プラズマチャンバ１１０に到達する前に、ビーム１０２は、レーザ光源１０１、ビーム送出システム１０３、及び／又は合焦光学系１０４内の、様々なポイントで測定される。測定は、レーザビーム１０２の１つ以上の態様を測定する様々な計器を用いて行われる。いくつかのインスタンスにおいて、レーザビーム１０２は、他の生成されたビームと組み合わされる前、又は組み合わされた後に測定することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
[6]  しかしながら計器は、レーザビーム１０２のある特性を直接測定しない場合、又は、レーザビーム１０２の特性を測定するようなやり方で較正されない場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
[7]  実施形態によれば、システムは、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）極端紫外（ＥＵＶ）システム内で、時間の長さによって分けられるプレパルス及びメインパルスを備えるレーザビームを測定するように構成されるエネルギーモニタであって、画定された時間期間にわたって一連のレーザパルスの平均電力を感知するように構成される電力計と、画定された時間期間の一部中に、第１のメインパルスから時間の長さによって分けられる第１のプレパルスの時間的プロファイルを示す電圧信号を提供するように構成される光電磁（ＰＥＭ）検出器と、を備える、エネルギーモニタ；メインパルス較正係数と第１のメインパルスに対応する電圧信号の一部のパルス積分とに基づいて第１のメインパルスの電力を決定するように、平均電力と第１のメインパルスの電力とに基づいて第１のプレパルスの電力を決定するように、並びに、第１のプレパルスの電力と第１のプレパルスに対応する電圧信号の一部の積分とに基づいてプレパルス較正係数を決定するように、構成される、較正モジュール；プレパルス較正係数と、第２のプレパルスに対応するＰＥＭ検出器によって提供される第２の電圧信号の一部のパルス積分と、に基づいて、第２のプレパルスのエネルギーを決定するように、並びに、メインパルス較正係数と第２のメインパルスへの第２の電圧信号の一部のパルス積分とに基づいて、第２のメインパルスのエネルギーを決定するように、構成される単一パルスエネルギー計算（ＳＰＥＣ）モジュール、を備える。
【０００９】
[8]  システムは、ＰＥＭによって提供される第２の電圧信号に基づいて、第２の画定された時間期間にわたるレーザビームのエネルギーを計算するように構成され、レーザビームの計算されたエネルギーと、第２の画定された時間期間にわたって電力計によって感知される平均電力と、を比較するように、並びに、この比較に基づいてプレパルス較正係数を更新するよう較正モジュールに命令するように、構成される再較正モジュールを更に備えることができる。
【００１０】
[9]  実施形態によれば、方法は、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）極端紫外（ＥＵＶ）システム内でエネルギーモニタを用いたプレパルス及びメインパルスを備えるレーザビームの測定を受信することであって、レーザビームの測定は、電力計を用いて測定される画定された時間期間にわたる一連のレーザパルスの平均電力と、メインパルスのうちの第１のメインパルスから時間の長さによって分けられるプレパルスのうちの第１のプレパルスの時間的プロファイルを示す第１の電圧信号と、を含み、第１の電圧信号は光電磁（ＰＥＭ）検出器によって提供されること；メインパルス較正係数と第１のメインパルスに対応する第１の電圧信号の一部の積分とに基づいて、第１のメインパルスの電力を決定すること；平均電力と第１のメインパルスの電力とに基づいて、第１のプレパルスの電力を決定すること；第１のプレパルスの電力と、第１のプレパルスに対応する第１の電圧信号の一部の積分と、に基づいて、プレパルス較正係数を決定すること；プレパルス較正係数と、第２のプレパルスに対応するＰＥＭ検出器によって提供される第２の電圧信号の一部の積分とに基づいて、第２のプレパルスのエネルギーを決定すること；並びに、メインパルス較正係数と、第２のメインパルスに対応する第２の電圧信号の一部の積分と、に基づいて、第２のメインパルスのエネルギーを決定すること、を含む。
【００１１】
[10]  実施形態によれば、非一時的コンピュータ可読媒体はその上に具体化された命令を有し、命令は、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）極端紫外（ＥＵＶ）システム内でエネルギーモニタを用いたプレパルス及びメインパルスを備えるレーザビームの測定を受信することであって、レーザビームの測定は、電力計を用いて測定される画定された時間期間にわたる一連のレーザパルスの平均電力と、メインパルスのうちの第１のメインパルスから時間の長さによって分けられるプレパルスのうちの第１のプレパルスの時間的プロファイルを示す第１の電圧信号と、を含み、第１の電圧信号は光電磁（ＰＥＭ）検出器によって提供されること；メインパルス較正係数と第１のメインパルスに対応する第１の電圧信号の一部の積分とに基づいて、第１のメインパルスの電力を決定すること；平均電力と第１のメインパルスの電力とに基づいて、第１のプレパルスの電力を決定すること；第１のプレパルスの電力と、第１のプレパルスに対応する第１の電圧信号の一部の積分と、に基づいて、プレパルス較正係数を決定すること；プレパルス較正係数と、第２のプレパルスに対応するＰＥＭ検出器によって提供される第２の電圧信号の一部の積分と、に基づいて、第２のプレパルスのエネルギーを決定すること；並びに、メインパルス較正係数と、第２のメインパルスに対応する第２の電圧信号の一部の積分と、に基づいて、第２のメインパルスのエネルギーを決定すること、を含む動作を実行するために、１つ以上のプロセッサによって実行可能である。
【００１２】
[11]  実施形態によれば、システムは、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）極端紫外（ＥＵＶ）システムのレーザ光源内で、同じ波長を有しバースト内で発生するレーザパルスを測定するように構成されるエネルギーモニタであって、画定された時間期間にわたってレーザパルスの平均電力を測定するように構成される電力計と、画定された時間期間の少なくとも一部にわたって、レーザパルスのバーストの時間的プロファイルを示す第１の電圧信号を提供するように構成される光電磁（ＰＥＭ）検出器と、を備える、エネルギーモニタ；平均電力と第１の電圧信号とに基づいて較正係数を決定するように構成される較正モジュールであって、較正係数は、平均電力から決定されたレーザパルスのバーストのエネルギーと第１の電圧信号の積分との割合である、較正モジュール；並びに、較正係数と、後続パルスの時間的プロファイルを示すＰＥＭ検出器によって提供される第２の電圧信号のパルス積分と、に基づいて、一連のレーザパルスの後続パルスのエネルギーを決定するように構成される、単一パルスエネルギー計算（ＳＰＥＣ）モジュール、を備える。
【００１３】
[12]  システムは、第２のバーストの第２の時間的プロファイルを示す第３の電圧信号に基づいて第２のバーストのエネルギーを計算するように、及び、第２のバーストのエネルギーを電力計によって感知される第２の平均電力と比較するように、及び、この比較に基づいて較正係数を更新するよう比較モジュールに命令するように、構成される再較正モジュールを更に備える。
【００１４】
[13]  実施形態によれば、方法は、同じ波長を有しバースト内で発生するレーザパルスを、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）極端紫外（ＥＵＶ）システムのレーザ光源内でエネルギーモニタを用いて測定することであって、画定された時間期間にわたって測定されるレーザパルスの平均電力を電力計から受信すること、及び、画定された時間期間の少なくとも一部中に感知されるレーザパルスのバーストの時間的プロファイルを示す第１の電圧信号を、光電磁（ＰＥＭ）検出器から受信すること、を含むこと；平均電力及び第１の電圧信号に基づいて較正係数を決定することであって、較正係数は、平均電力から決定されたレーザパルスのバーストのエネルギーと第１の電圧信号の積分との割合であること；並びに、較正係数と、後続パルスの時間的プロファイルを示すＰＥＭ検出器によって提供される第２の電圧信号の積分と、に基づいて、一連のレーザパルスの後続パルスのエネルギーを決定すること、を含む。
【００１５】
[14]  実施形態によれば、非一時的コンピュータ可読媒体はその上に具体化された命令を有し、命令は、同じ波長を有しバースト内で発生するレーザパルスを、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）極端紫外（ＥＵＶ）システムのレーザ光源内でエネルギーモニタを用いて測定することであって、画定された時間期間にわたって測定されるレーザパルスの平均電力を電力計から受信すること、及び、画定された時間期間の少なくとも一部中に感知されるレーザパルスのバーストの時間的プロファイルを示す第１の電圧信号を、光電磁（ＰＥＭ）検出器から受信すること、を含むこと；平均電力及び第１の電圧信号に基づいて較正係数を決定することであって、較正係数は、平均電力から決定されたレーザパルスのバーストのエネルギーと第１の電圧信号の積分との割合であること；並びに、較正係数と、後続パルスの時間的プロファイルを示すＰＥＭ検出器によって提供される第２の電圧信号の積分と、に基づいて、一連のレーザパルスの後続パルスのエネルギーを決定すること、を含む動作を実行するために、１つ以上のプロセッサによって実行可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】[1]従来技術に従った、ＬＰＰ  ＥＵＶシステムの一部を示す図である。
【図２】[2]例示的実施形態に従った、エネルギーモニタを示す図である。
【図３】[3]例示的実施形態に従った、レーザ光源のバーストモードを示す図である。
【図４】[4]メインパルスを備えるバーストの時間的プロファイルを示す、ＰＥＭ検出器によって出力されるグラフを示す図である。
【図５】[5]単一のメインパルスの時間的プロファイルを示す、ＰＥＭ検出器によって出力されるグラフを示す図である。
【図６】[6]プレパルスを備えるバーストの時間的プロファイルを示す、ＰＥＭ検出器によって出力されるグラフを示す図である。
【図７】[7]単一のプレパルスの時間的プロファイルを示す、ＰＥＭ検出器によって出力されるグラフを示す図である。
【図８】[8]時間の長さによって分けられるプレパルス及びメインパルスの時間的プロファイルを示す、ＰＥＭ検出器によって出力されるグラフの例を示す図である。
【図９】[9]例示的実施形態に従った、パルスのエネルギーを測定するためのシステムを示すブロック図である。
【図１０】[10]例示的実施形態に従った、パルスのエネルギーを測定する例示的方法を示すフローチャートである。
【図１１】[11]ユニタリレーザビーム（ｕｎｉｔａｒｙ  ｌａｓｅｒ  ｂｅａｍ）について、電力計を用いて光電磁（ＰＥＭ）検出器を較正する例示的方法を示すフローチャートである。
【図１２】[12]組み合わされたレーザビームについて、電力計を用いてＰＥＭ検出器を較正する例示的方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
[13]  ＬＰＰ  ＥＵＶシステムにおいて、レーザパルスのエネルギーは、レーザ光源、ビーム送出システム、及び／又は合焦光学系の様々な場所で計算される。ＬＰＰ  ＥＵＶシステム内でレーザビームを測定するために用いられるセンサは、レーザビームのパルスのエネルギーを直接測定しない。センサは、画定された時間期間にわたって生成されるパルスの平均電力の測定を提供する電力計を含む。センサは、限定された時間期間にわたって検出される赤外線（ＩＲ）光に基づいて電圧信号を出力する光電磁（ＰＥＭ）検出器を更に含む。電圧信号は、個々のレーザパルスの時間的プロファイルを提供する。センサによって収集されるデータを用いて、電力計に対してＰＥＭ検出器を較正するための較正係数が計算される。較正後、ＰＥＭ検出器によって提供される電圧信号からパルスのエネルギーを計算することができる。
【００１８】
[14]  測定されるレーザビームは、ユニタリレーザビームと呼ばれる同じ波長の光のパルスを備えることができる。ユニタリレーザビームは、第１の波長のプレパルス又は第２の波長のメインパルスのいずれかを備えることができる。ユニタリレーザビーム内の光のパルスのエネルギーを決定するために、ＰＥＭ検出器は、ユニタリレーザビームについて較正係数を計算することによって、電力計に対して較正される。ユニタリレーザビームの場合、較正係数は、電力計から受信される測定及びバーストを介してＰＥＭ検出器によって提供される電圧信号に基づく割合である。較正後、較正係数及びＰＥＭ検出器によって提供される電圧信号を用いて、ユニタリレーザビームにおけるパルスのエネルギーが計算される。
【００１９】
[15]  ＬＰＰ  ＥＵＶシステムにおいて、異なる波長の２つのユニタリレーザビームが組み合わされる時、結果として生じる組み合わされたレーザビームは、時間領域内で分けられる交互波長のパルスを有する。本明細書で説明する実施形態において、組み合わされたレーザビーム内のパルスは、第１の波長のプレパルスと第２の波長のメインパルスとが交互である。組み合わされたレーザビーム内のメインパルスのエネルギーを計算する時、メインパルスのユニタリレーザビームから計算された較正係数が用いられる。組み合わされたレーザビームにおけるプレパルスとメインパルスとの間でＬＰＰ  ＥＵＶシステム内の光学構成要素の効果が異なることにより、組み合わされたレーザビーム内のプレパルスの別の較正係数が計算される。プレパルスの較正係数は、電力計によって測定される電力と組み合わされたレーザビームにおいてメインパルスに起因する電力との差に基づいて決定される。較正後、較正係数とＰＥＭ検出器によって提供される電圧信号とを用いて、組み合わされたレーザビームにおけるプレパルス及びメインパルスのそれぞれのエネルギーが計算される。
【００２０】
[16]  図２は、電力計２０２及びＰＥＭ検出器２０８を備える、例示的実施形態に従ったエネルギーモニタ２００の図である。エネルギーモニタ２００は、例えばビームスプリッタを用いて、レーザ光源１０１内の別の構成要素からレーザビーム１０２を受信することができる。当業者であれば明らかなように、レーザビーム１０２はエネルギーモニタ２００に到達する前に、測定のためのレーザビーム１０２の一部をピックオフ（ｐｉｃｋ−ｏｆｆ）するために１つ以上の光学構成要素を通過する。これらの光学構成要素は、ダイヤモンドウィンドウ、部分リフレクタ、又はセレン化亜鉛ウィンドウを含むことができる。エネルギーモニタ２００を含むことができるレーザシードモジュール（ｌａｓｅｒ  ｓｅｅｄ  ｍｏｄｕｌｅ）の例は、２０１３年１２月５日に公開された、本願の譲受人に譲渡された米国特許出願第２０１３／０３２１９２６号で考察している。
【００２１】
[17]  エネルギーモニタ２００は、レーザ光源１０１、ビーム送出システム１０３、又は合焦光学系１０４内の特定の場所で、レーザビーム１０２を測定するように配置される。本明細書で説明するいくつかの実施形態において、エネルギーモニタ２００を配置することで、エネルギーモニタ２００に、同じ波長の光のレーザパルス（例えば、プレパルス又はメインパルス）を備えるユニタリレーザビーム１０２を測定させることになる。光のレーザパルスは単一の光源によって生成されるが、他のシステムでは複数の光源によって生成されることも可能である。本明細書で説明する他の実施形態において、エネルギーモニタ２００を配置することで、異なる波長を備える２つのレーザ光源によって生成される組み合わされたレーザビーム１０２を、エネルギーモニタに測定させることになる。レーザ光源１０１、ビーム送出システム１０３、及び合焦光学系１０４は、１つ以上のエネルギーモニタ２００を含むことができる。
【００２２】
[18]  レーザビーム１０２は、エネルギーモニタ２００を通る光路をたどる。レーザビーム１０２は、レーザビーム１０２の第１の部分は光路に沿って続くが、レーザビーム１０２の残りの部分はリフレクタ２０６に向けて送られるように、ビームスプリッタ２０４によって分割される。次にリフレクタ２０６はレーザビーム１０２の残りの部分を電力計２０２に向けて送る。
【００２３】
[19]  電力計２０２は、画定された時間期間にわたってレーザビーム１０２の平均電力を測定するように構成される。測定は、レーザビーム１０２のいくつかのバーストに及ぶことができる。いくつかのインスタンスにおいて、測定はレーザビーム１０２の５、１０、又は２０バーストに及ぶことができる。画定された時間期間は、数分の１秒又は数秒とすることができる。いくつかのインスタンスにおいて、画定された時間期間は１秒である。
【００２４】
[20]  電力計２０２に向けられないレーザビーム１０２の一部は、更に別のビームスプリッタ２０４に向けて送られる。ビームスプリッタ２０４から、レーザビームの第１の部分が、例えば更に別のセンサ又は他の光学構成要素（図示せず）に向けて送られる。レーザビーム１０２の残りの部分はＰＥＭ検出器２０８に向けて送られる。
【００２５】
[21]  ＰＥＭ検出器２０８は、レーザビーム１０２の時間的プロファイルを示す電圧信号を提供する。時間的プロファイルは、電力計２０２によって用いられる画定された時間期間の少なくとも一部に及ぶ。時間的プロファイルは、レーザビーム１０２の少なくとも１つのバーストに及ぶことができる。組み合わされたレーザビームにおけるパルスのエネルギーを計算するために、時間的プロファイルはプレパルス及びメインパルスに及ぶ。
【００２６】
[22]  図２には１つのＰＥＭ検出器２０８のみが示されているが、追加のＰＥＭ検出器（図示せず）をエネルギーモニタ２００に含めることができる。更に、レーザビーム１０２は、例えばレンズ（図示せず）又はディフューザセット（図示せず）を用いて、ＰＥＭ検出器２０８による測定の前に修正することができる。エネルギーモニタ２００は、ケーシングによって封入してレーザ光源１０１の一部に取り付けるか、又はレーザ光源１０１内部に封入することができる。
【００２７】
[23]  図９は、例示的実施形態に従った、パルスのエネルギーを測定するためのシステム９００のブロック図である。システム９００は、エネルギーモニタ９０２、較正モジュール９０４、単一パルスエネルギー計算（ＳＰＥＣ）モジュール９０６、及び任意選択の再較正モジュール９０８を備える。システム９００は、実行可能命令を記憶することが可能なメモリへのアクセスを備えるプロセッサをコンピューティングデバイスが有する場合などを含むが、これに限定されない、当業者に既知の様々なやり方で実装可能である。コンピューティングデバイスは、ネットワーク又は他の形の通信を介して他のコンピューティングデバイスと通信するための構成要素を含む、１つ以上の入力及び出力構成要素を含むことができる。システム９００は、コンピューティング論理又は実行可能コードで具体化される１つ以上のモジュールを備える。
【００２８】
[24]  エネルギーモニタ９０２は、レーザビーム１０２のレーザパルスに関するデータを受信するように構成される。エネルギーモニタ９０２は、電力計及びＰＥＭ検出器を備えるか、又はこれらと電子的に通信する。いくつかのインスタンスにおいて、エネルギーモニタ９０２は、電力計２０２及びＰＥＭ検出器２０８を備えるエネルギーモニタ２００である。電力計は、画定された時間期間にわたってレーザパルスの平均電力を測定するように構成される。画定された時間期間は、例えば１秒とすることができる。ＰＥＭ検出器は、画定された時間期間の少なくとも一部にわたって、レーザパルスの時間的プロファイルを示す電圧信号を提供するように構成される。
【００２９】
[25]  エネルギーモニタ２００又は９０２がユニタリレーザビーム１０２を受信するようにＬＰＰ  ＥＵＶシステム１００内に配置される時、較正モジュール９０４は、電力計（例えば、電力計２０２）及びＰＥＭ検出器（例えば、ＰＥＭ検出器２０８）によって集められたデータに基づいて、較正係数を決定するように構成される。較正係数は各ユニタリレーザビームに対して計算される。較正係数は、後に収集されるＰＥＭ検出器データに基づいて、単一パルス（例えば、単一メインパルス５０２又は単一プレパルス７０２）のエネルギーを計算するために用いられる。較正係数は、平均電力及び電圧信号の積分から決定される割合である。
【００３０】
[26]  ユニタリレーザビーム１０２における較正係数を決定するために、パルスのバーストが分析される。図３は、例示的実施形態に従った、レーザパルスの２つのバースト３０２の例示３００である。例示３００は、（ミリ秒（ｍｓ）単位で測定される）時間の関数として変化する電圧として示される、ＰＥＭ検出器２０８によって提供される時間的プロファイルの概略である。
【００３１】
[27]  各バースト３０２は、立ち上がりエッジ３１０、ピーキング３１２を有し、その後、立ち下がりエッジ３１６で終わるまでの時間の長さだけピークレベルより低い電圧レベル３１４を維持する曲線として、例示３００に示される。バースト３０２は、立ち上がりエッジ３１０で始まり立ち下がりエッジ３１６で終わるバースト長さ３０４を有する。本明細書の他の場所で説明するように、較正係数を計算するためにバースト３０２のエネルギーを計算する時、ＰＥＭ検出器２０８は少なくともバースト長さ３０４を包含するスコープウィンドウ３０６を有する。スコープウィンドウ３０６は、バースト３０２間の時間を捕捉するために延長すること、或いはバースト３０２内の１つ又は２つのパルスのみを捕捉するために短縮することが可能である。
【００３２】
[28]  バースト周期３０８は、第１のバースト３０２の立ち上がりエッジ３１０から第２のバースト３０２の立ち上がりエッジ３１０までが測定される。バースト周期３０８は、画定された時間期間（例えば、１秒）にわたるバーストの数を示す、バースト３０２の繰り返しレート又は「ｒｅｐレート（ｒｅｐ  ｒａｔｅ）」から決定することができる。バーストｒｅｐレートは、５ヘルツ（Ｈｚ）、１０Ｈｚ、又は２０Ｈｚなどの周波数として表すことができる。
【００３３】
[29]  図４は、メインパルスを備えるユニタリレーザビーム１０２のバースト４０２のＰＥＭ検出器２０８の出力によって提供される、時間的プロファイルを示すグラフ４００である。グラフ４００は、図３に示された出力の実際の例である。ユニタリレーザビーム１０２は、単一の光源によって生成される。実施形態において、メインパルスは１０．５９ミクロンの波形を有する。図に示されるように、バースト４０２はおよそ３．５ミリ秒続き、所定数のレーザパルスを備える。様々な実施形態によれば、バースト４０２はバースト長に基づいて異なる数のレーザパルスを備えることができる。レーザパルスは幅（時間の長さとして測定される）及び振幅を有する。較正係数の計算の一部として、グラフ４００に示される時間の長さにわたって、較正モジュール９０４はバースト４０２のパルスを積分することができる。
【００３４】
[30]  図６は、プレパルスを備えるユニタリレーザビーム１０２のバースト６０２の時間的プロファイルを示すＰＥＭ検出器２０８によって出力されるグラフ６００である。グラフ６００は、図３に示される出力の実際の例である。ユニタリレーザビーム１０２は単一の光源によって生成されるが、他のシステムでは複数の光源によって生成することも可能である。実施形態において、プレパルスは１０．２６ミクロンの波長を有する。図に示されるように、バースト６０２はおよそ３．５ミリ秒の持続時間を有し、所定数のレーザパルスを備える。様々な実施形態によれば、バースト６０２はバースト長さに基づいて異なる数のレーザパルスを備えることができる。レーザパルスは幅（時間の長さとして測定される）及び振幅を有する。較正係数の計算の一部として、グラフ６００に示される時間の長さにわたって、較正モジュール９０４はバースト６０２のパルスを積分することができる。
【００３５】
[31]  ユニタリレーザビーム１０２についての較正係数は、メインパルスを備えるユニタリビームとプレパルスを備えるユニタリビームの両方について同様に計算される。第１に、較正モジュール９０４は、平均電力からレーザパルスのバーストのエネルギーを決定する。その期間にわたって電力が測定された、画定された時間期間中に生成されたエネルギーは、以下のように決定される。
【数１】
2017529553.tif 000003
上式で、Ｅｔｏｔａｌは画定された時間期間にわたるレーザビーム１０２のエネルギーであり、Ｐｍｅａｓｕｒｅｄは電力計２０２によって行われた電力測定であり、Ｔｐｅｒｉｏｄは電力計２０２の画定された時間期間（例えば、１秒）である。Ｅｔｏｔａｌから、バーストｒｅｐレートを用いてバースト内のエネルギー量が以下のように計算される。
【数２】
2017529553.tif 000004
上式で、Ｅｂｕｒｓｔはバーストのエネルギーであり、Ｅｔｏｔａｌは画定された時間期間（例えば、１秒）にわたるユニタリレーザビーム１０２のエネルギーであり、ｆｂｕｒｓｔはバーストｒｅｐレートである。
【００３６】
[32]  較正係数Ｋｐを決定するために、以下の式が用いられる。
【数３】
2017529553.tif 000005
したがって、
【数４】
2017529553.tif 000006
である。上式で、Ｋｐは較正係数であり、Ｖは、積分∫Ｖｄｔがバーストの時間の長さにわたってＰＥＭ検出器２０８によって提供される電圧信号の曲線の下の領域であるように、ＰＥＭ検出器２０８から受信される電圧信号であり、Ｅｂｕｒｓｔは、電力計２０２から受信する平均電力データから決定されるバーストのエネルギーである。較正係数Ｋｐはボルト当たりワット数の単位を有する。
【００３７】
[33]  ＳＰＥＣモジュール９０６は、較正モジュール９０４によって計算される較正係数を用いて、単一パルスのエネルギーを計算するように構成される。ＳＰＥＣモジュール９０６は、ユニタリレーザビームにおける単一パルス（例えば、単一メインパルス５０２又は単一プレパルス７０２）の時間的プロファイルを備える、ＰＥＭ検出器２０８からの電圧データを受信する。
【００３８】
[34]  図５は、ユニタリレーザビーム１０２における単一メインパルス５０２の時間的プロファイルを示す、ＰＥＭ検出器２０８によって出力されるグラフ５００である。単一メインパルス５０２はバースト４０２内のパルスであるか、又は後続バースト内のパルスであるものとすることができる。単一メインパルス５０２は、ＰＥＭ検出器２０８のスコープウィンドウ３０６を低減させることによって捕捉される。メインパルス５０２は振幅及び幅（時間の長さとして測定される）を有する。パルス５０２のエネルギー計算の一部として、ＳＰＥＣモジュール９０６はメインパルス５０２を積分することができる。
【００３９】
[35]  図７は、ユニタリレーザビーム１０２における単一プレパルス７０２の時間的プロファイルを示す、ＰＥＭ検出器によって出力されるグラフ７００である。単一プレパルス７０２は、その長さにわたってＰＥＭ検出器２０８がレーザビーム１０２を測定する、時間の長さを低減させることによって捕捉される。プレパルス７０２は振幅及び幅（時間の長さとして測定される）を有する。プレパルス７０２のエネルギー計算の一部として、ＳＰＥＣモジュール９０６はプレパルス７０２を積分することができる。
【００４０】
[36]  単一パルスの時間的プロファイルを用いて、単一パルスのエネルギーは以下の公式に従って計算される。
【数５】
2017529553.tif 000007
上式で、Ｅｐｕｌｓｅはパルスのエネルギーであり、Ｋｐは測定されるパルスの波長のパルスについての較正係数であり、Ｖは、積分∫Ｖｄｔがパルスの時間の長さにわたってＰＥＭ検出器２０８によって提供される電圧信号の曲線の下の領域であるように、測定されるパルスの時間的プロファイルを示すＰＥＭ検出器２０８から受信される電圧信号である。
【００４１】
[37]  任意選択の再較正モジュール９０８は、ＰＥＭ検出器２０８を再構成するかどうかを決定するように構成される。較正係数は、例えば計器ドリフト、機器劣化、又はレーザビームの受信元であるビームスプリッタの品質低下により、経時的に精度が失われる可能性がある。ユニタリレーザビームにおいて、レーザパルスの後続バースト（例えば、バースト４０２又はバースト６０２）中、再較正モジュール９０８は、電力計２０２の測定とＰＥＭ検出器２０８によって提供されるデータを用いるレーザビーム１０２の計算された電力とを比較するように構成される。本明細書で説明するように、この比較は１秒の時間期間を用いて行われる。当業者であれば以下の説明に基づいて明らかなように、バースト長さ３０４又はバースト期間３０８、或いはいくつかのバースト期間などの、他の時間期間も用いることができる。
【００４２】
[38]  １秒の機関にわたってレーザビーム１０２のパルスの電力を計算するために、較正係数を用いてバースト（例えば、バースト４０２又は６０２）にわたるパルスのエネルギーが以下のように決定される。
【数６】
2017529553.tif 000008
上式で、Ｋｐは較正係数であり、Ｖは、積分∫Ｖｄｔがバーストの時間の長さにわたってＰＥＭ検出器２０８によって提供される電圧信号の曲線の下の領域であるように、ＰＥＭ検出器２０８から受信される電圧信号であり、Ｅｂｕｒｓｔはバーストの計算されたエネルギーである。レーザパルスエネルギーの合計は、以下のように、時間期間にわたるレーザビーム１０２の総エネルギーを決定するために用いられる。
【数７】
2017529553.tif 000009
上式で、Ｅｂｕｒｓｔはバーストのエネルギーであり、Ｅｔｏｔａｌは画定された時間期間（例えば、１秒）にわたるレーザビーム１０２の計算されたエネルギーであり、ΣＥｂｕｒｓｔは画定された時間期間にわたるレーザパルスエネルギーの合計である。パルスの電力を決定するために、総エネルギーは時間期間（例えば、１秒）によって以下のように割られる。
【数８】
2017529553.tif 000010
上式で、Ｅｔｏｔａｌは画定された時間期間にわたるレーザビーム１０２の計算されたエネルギーであり、ＰｃａｌｃｕｌａｔｅｄはＰＥＭ検出器２０８から受信される電圧信号から計算される電力値であり、Ｔｐｅｒｉｏｄは画定された時間期間（例えば、１秒）である。
【００４３】
[39]  較正モジュール９０４に較正係数を再計算するよう命令するかどうかを決定するために、再較正モジュール９０８は計算された電力と測定された電力との差を計算することができる。この差はパーセンテージで表すことができる。再較正するかどうかを決定するために、再較正モジュール９０８はこの差を閾値と比較することができる。いくつかのインスタンスにおいて、２つの電力値が１５％以上離れている場合、再較正モジュール９０８は較正モジュール９０４に、較正係数を再計算するよう命令する。この比較に基づいて、再較正マネージャ９０８は較正モジュール９０４に、レーザビーム１０２のパルスの後続バースト中に較正係数を再計算することによって、較正係数を更新するよう命令することができる。
【００４４】
[40]  組み合わされたレーザビーム１０２を受信するようにエネルギーモニタ２００又は９０２がＬＰＰ  ＥＵＶシステム１００内に配置された時、図９のシステム９００は、組み合わされたレーザビーム１０２内のプレパルスのエネルギーを決定するために用いられる較正係数を決定するように更に構成される。エネルギーモニタ９０２は、組み合わされたレーザビーム１０２を測定するためにＬＰＰ  ＥＵＶシステム１００内に配置される。
【００４５】
[41]  組み合わされたレーザビーム１０２内のプレパルスの較正係数を計算するために、較正モジュール９０４は、ユニタリレーザビームについて較正する際に用いたものとは異なる計算セットを用いる。これらの計算は、メインパルスのユニタリレーザビーム１０２について計算される較正係数を用いて、メインパルスに起因する電力計２０２によって測定される電力の一部を決定し、その後、電力の残りの部分を用いて、組み合わされたレーザビーム内のプレパルスについて較正係数を決定する。
【００４６】
[42]  図８は、時間の長さによって分けられるプレパルス及びメインパルスを備える、組み合わされたパルスのＰＥＭ検出器２０８によって出力される電圧信号の例示的な時間的プロファイル８００である。組み合わされたレーザビーム１０２は、ユニタリレーザビーム１０２を単一レーザビームに組み合わせることによって生成され、結果として組み合わされたレーザビーム１０２のバースト内では、バースト６０２のプレパルスとバースト４０２のメインパルスとが交互に生じることになる。図８に示されるように、プレパルス８０２はメインパルス８０４よりも１５マイクロ秒先行している。レーザパルスは幅（時間の長さとして測定される）及び振幅を有する。グラフ８００に示される時間の長さにわたって、較正モジュール９０４及びＳＰＥＣモジュール９０６は、メインパルス８０４とは別にプレパルス８０２を積分することができる。この積分を用いて、プレパルスのエネルギーを計算するための較正係数が決定され、組み合わされたレーザビーム内の後続プレパルスのエネルギーが計算される。
【００４７】
[43]  較正モジュール９０４は、組み合わされたパルス内のメインパルスの時間的プロファイルを示すＰＥＭ検出器２０８によって提供される電圧信号の一部に基づいて、組み合わされたビームのメインパルスの電力を計算する。この時間的プロファイルを用いて、メインパルスのエネルギーは下記の式に従って計算される。
【数９】
2017529553.tif 000011
上式で、Ｅｍａｉｎ  ｐｕｌｓｅはメインパルスのエネルギーであり、Ｋｍｐはユニタリレーザビーム１０２について計算されるメインパルスについての較正係数であり、Ｖは、積分∫Ｖｄｔがメインパルスの時間の長さにわたってＰＥＭ検出器２０８によって提供される電圧信号の曲線の下の領域であるように、測定されるメインパルスの時間的プロファイルを示すＰＥＭ検出器２０８から受信される電圧信号である。
【００４８】
[44]  組み合わされたパルスの平均電力は、画定された時間期間（例えば、１秒）にわたって電力計２０２によって測定される。メインパルスのエネルギーに基づいて、画定された時間期間にわたるメインパルスに起因する電力は以下のように計算される。
【数１０】
2017529553.tif 000012
上式で、Ｅｍａｉｎ  ｐｕｌｓｅはメインパルスのエネルギーであり、Ｐｍａｉｎ  ｐｕｌｓｅはメインパルスの計算された電力であり、Ｔｐｅｒｉｏｄは電力計２０２によって用いられる画定された時間期間であり、ΣＥｍａｉｎ  ｐｕｌｓｅｓは、電力計２０２によって用いられる画定された時間期間にわたって生じるメインパルスのエネルギーの合計である。プレパルスに起因する電力計２０２によって測定される電力の一部を決定するために、較正モジュール９０４は以下のように差を決定し、
【数１１】
2017529553.tif 000013
上式で、Ｐｐｒｅ−ｐｕｌｓｅは、画定された時間期間にわたる組み合わされたパルスのプレパルスに起因する電力計によって測定される電力の一部であり、Ｐｍｅａｓｕｒｅｄは電力計２０２によって測定される組み合わされたパルスの電力であり、Ｐｍａｉｎ  ｐｕｌｓｅはメインパルスの計算された電力である。
【００４９】
[45]  プレパルスに起因する電力を用いて、プレパルスに起因するエネルギーは下記によって決定される。
【数１２】
2017529553.tif 000014
上式で、Ｅｐｒｅ−ｐｕｌｓｅは電力計２０２によって用いられる画定された時間期間にわたるプレパルスの総エネルギーであり、Ｐｐｒｅ−ｐｕｌｓｅは、画定された時間期間にわたる組み合わされたパルスのプレパルスに起因する電力計によって測定される電力の一部であり、Ｔｐｅｒｉｏｄは電力計２０２の画定された時間期間（例えば、１秒）である。
【００５０】
[46]  組み合わされたレーザビーム内のプレパルスの較正係数を決定するために、下記の式が用いられる。
【数１３】
2017529553.tif 000015
上式で、Ｋｐｐは組み合わされたレーザビーム内のプレパルスの較正係数であり、Ｖは、積分∫Ｖｄｔが画定された時間期間の少なくとも一部にわたってＰＥＭ検出器２０８によって提供される電圧信号の曲線の下の領域であるように、ＰＥＭ検出器２０８から受信される電圧信号であり、Ｅｐｒｅ−ｐｕｌｓｅは電力計２０２によって用いられる画定された時間期間にわたるプレパルスの総エネルギーである。較正係数Ｋｐｐはボルト当たりワット数の単位を有する。
【００５１】
[47]  組み合わされたレーザビーム内のプレパルスの較正係数が決定されると、ＳＰＥＣモジュール９０６は、組み合わされたレーザビーム内のプレパルスとメインパルスのペアの時間的プロファイルを備える、ＰＥＭ検出器２０８からの電圧データを受信する。その後、ＳＰＥＣモジュール９０６は、以下の式を用いて後続プレパルスのエネルギーを決定することができる。
【数１４】
2017529553.tif 000016
上式で、Ｅｐｒｅ−ｐｕｌｓｅは単一プレパルスのエネルギーであり、Ｋｐｐは組み合わされたレーザビーム１０２内のプレパルスのパルスについての較正係数であり、Ｖは、積分∫Ｖｄｔがプレパルスの時間の長さにわたってＰＥＭ検出器２０８によって提供される電圧信号の曲線の下の領域であるように、測定されるプレパルスの時間的プロファイルを示すＰＥＭ検出器２０８から受信される電圧信号である。
【００５２】
[48]  任意選択の再較正モジュール９０８は、前述のように、組み合わされたレーザビーム１０２内のプレパルスについて、電力計２０２を用いてＰＥＭ検出器２０８を再較正するかどうかを更に決定することができる。組み合わされたレーザビームについて、再較正モジュール９０８は、電力計２０２に対応する画定された時間期間にわたって組み合わされたレーザビーム内のパルスのエネルギーを合計することによって、パルスの電力を決定する。その後、再較正モジュール９０８は前述のように、合計から計算される電力と電力計２０２によって測定される電力とを比較する。
【００５３】
[49]  図１０は、例示的実施形態に従った、パルスのエネルギーを計算する例示的方法１０００のフローチャートである。方法１０００はシステム９００によって実行することができる。
【００５４】
[50]  動作１００２で、ＰＥＭ検出器は第１のレーザのビームについて電力計を用いて較正される。第１のレーザは前述のように、ユニタリレーザビーム内にメインパルス又はプレパルスを生成することができる。図１１は、ユニタリレーザビームに内のパルスのエネルギーを決定するために、電力計を用いてＰＥＭ検出器を較正する例示的方法１１００のフローチャートである。方法１１００は、例えば、システム９００のエネルギーモニタ２００又は９０２及び較正モジュール９０４によって、動作１００２の一部として実行することができる。
【００５５】
[51]  動作１１０２で、電力測定が電力計（例えば、電力計２０２）から受信される。電力測定は、時間期間にわたるユニタリレーザビーム１０２のパルスの平均電力を示す。
【００５６】
[52]  動作１１０４で、時間の長さにわたる電圧信号がＰＥＭ検出器（例えば、ＰＥＭ検出器２０８）から受信される。この電圧信号は、ユニタリレーザビーム１０２のパルスのバーストの時間的プロファイルである。ＰＥＭ検出器２０８によってデータが収集される時間の長さは、電力計２０２の時間期間内の少なくとも１つのバーストである。
【００５７】
[53]  動作１１０６で、レーザビーム１０２の較正係数が計算される。較正係数は、較正モジュール９０４に関連して説明したように計算される。較正係数は較正モジュール９０４によって計算することができる。
【００５８】
[54]  エネルギーモニタ２００がユニタリレーザビームを測定している場合、方法１０００は動作１００４をスキップして動作１００６に進む。動作１００６で、パルスのエネルギーが計算される。パルスのエネルギーは、例えば本明細書の他の場所でＳＰＥＣモジュール９０６に関連して説明されるように計算される。いくつかのインスタンスにおいて、ＳＰＥＣモジュール９０６は動作１００６を実行する。
【００５９】
[55]  任意選択の動作１００８で、例えば再較正モジュール９０８によってＰＥＭ検出器を再較正するかどうかが決定される。この決定は、ＰＥＭ検出器によって提供される電圧信号から計算される電力と電力計によって測定される電力とを比較することによって実行される。再較正する旨が決定された場合、方法１０００は動作１００２に戻るか、又はいくつかのインスタンスでは動作１００４に戻る。再較正しない旨が決定された場合、方法１０００は動作１００６に戻る。
【００６０】
[56]  エネルギーモニタ２００によって測定されるレーザビームが組み合わされたレーザビームである時、方法１０００は動作１００２から動作１００４に進む。ＰＥＭ検出器は、組み合わされたビーム内のプレパルスのエネルギーを決定するために、組み合わされたビームについて較正される。第２のレーザが、前述のように、バースト内にプレパルスを生成することが可能であり、これらが組み合わされたレーザビーム１０２内でメインパルスと組み合わされる。動作１００４で、組み合わされたレーザビーム１０２内のプレパルスについて較正係数が決定される。ＬＰＰ  ＥＵＶシステム１００の光学構成要素が、プレパルスの時間的プロファイルと、ユニタリレーザビーム１０２が組み合わされた後に電力計２０２によって測定される電力との間の関係に影響を与えることから、組み合わされたレーザビーム１０２内のプレパルスについての較正係数は、ユニタリレーザビーム１０２内のプレパルスの較正係数とは別に決定される。プレパルスの較正係数は、電力計によって測定される電力と組み合わされたレーザビーム内のメインパルスに起因する電力との差に基づいて決定される。
【００６１】
[57]  図１２は、プレパルス及びメインパルスを有する組み合わされたレーザビームでの、電力計（例えば、電力計２０２）を用いてＰＥＭ検出器（例えば、ＰＥＭ検出器２０８）を較正する例示的方法１２００のフローチャートである。方法１２００は、エネルギーモニタ２００によって測定されるレーザビームが組み合わされたレーザビームである時に、方法１０００の動作１００４を実行する例示的方法である。方法１２００は、例えばシステム９００の較正モジュール９０４によって実行することができる。
【００６２】
[58]  動作１２０２で、電圧データは、エネルギーモニタ２００又は９０２内のＰＥＭ検出器２０８から受信される。電圧データは、図８に示されるように、組み合わされたレーザビーム１０２の時間的プロファイルである。ＰＥＭ検出器２０８によってデータが収集される時間の長さは、電力計２０２の時間期間の少なくとも一部である。
【００６３】
[59]  動作１２０４で、メインパルスに起因する電力が決定される。メインパルスの電力は、較正モジュール９０４及びＳＰＥＣモジュール９０６に関連して説明したように決定される。
【００６４】
[60]  動作１２０６で、電力データは電力計２０２から受信される。電力データは、時間期間にわたる組み合わされたレーザビーム１０２のパルスの平均電力を示す。
【００６５】
[61]  動作１２０８で、組み合わされたレーザビーム１０２内のプレパルスに起因する電力が決定される。プレパルスの電力は、較正モジュール９０４及びＳＰＥＣモジュール９０６に関連して説明したように決定される。
【００６６】
[62]  動作１２１０で、組み合わされたレーザビーム１０２内のプレパルスの較正係数が計算される。較正係数は、較正モジュール９０４に関連して説明したように計算される。
【００６７】
[63]  動作１００６に進み、エネルギーモニタ２００によって測定されるレーザビームが組み合わされたレーザビームである時、組み合わされたレーザビーム内のメインパルス及びプレパルスのそれぞれのエネルギーは、上記で動作１００６に関して説明したように計算される。メインパルスのユニタリビームについて計算された動作１００２の較正係数を用いて、組み合わされたレーザビーム内のメインパルスのエネルギーが計算される。組み合わされたレーザビーム内のプレパルスのエネルギーを計算するために、動作１００４の較正係数が用いられる。エネルギーモニタ２００によって測定されるレーザビームが組み合わされたレーザビームである時、方法１０００は前述のように任意選択の動作１００８に進むことができる。
【００６８】
[64]  以上、開示された方法及び装置をいくつかの実施形態を参照しながら説明してきた。当業者であれば、本開示の観点から他の実施形態が明らかとなろう。説明された方法及び装置の或る態様は、上記の実施形態で説明された構成以外の構成を用いて、又は、上記で説明された要素以外の要素と共に、容易に実装可能である。例えば、恐らくは本明細書で説明されたものよりも複雑な、異なるアルゴリズム及び／又は論理回路、並びに場合によっては異なるタイプのレーザビーム生成システムを、使用することが可能である。
【００６９】
[65]  また、記載した方法及び装置は、プロセスとして、装置として、又はシステムとして等の多数の方法で実施可能であることは認められよう。本明細書に記載した方法は、そのような方法の実行をプロセッサに命令するためのプログラム命令によってある程度実施可能である。そのような命令は、ハードディスクドライブ、フロッピディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）もしくはデジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）等の光ディスク、フラッシュメモリ等のコンピュータ可読記憶媒体上に記録される。ある実施形態では、プログラム命令を遠隔的に記憶し、光通信リンク又は電子通信リンクを介してネットワークで送信してもよい。本明細書に記載した方法のステップの順序は変えることができ、その場合も本開示の範囲内であり得ることに留意すべきである。    
【００７０】
[66]  所与の例示は単なる例示のためのものであり、異なる慣習及び技法を用いる他の実装及び実施形態まで拡張することが可能であることを理解されよう。いくつかの実施形態が説明されているが、開示を本明細書で開示された実施形態に限定することは意図されていない。これに対して、当業者にとって明らかなすべての代替、改変、及び等価物をカバーすることが意図されている。
【００７１】
[67]  上記において、本発明は特定の実施形態を参照しながら説明されているが、当業者であれば、本発明がそれらに限定されないことを理解されよう。前述の発明の様々な特徴及び態様は、個別に又は共同で使用することができる。更に本発明は、本明細書のより広範な趣旨及び範囲を逸脱することなく、本明細書で説明されたものを超える任意数の環境及び適用範囲で利用することが可能である。したがって本明細書及び図面は、制限的ではなく例示的であるものと見なされる。本明細書で使用される「備える」、「含む」、及び「有する」という用語は、特に当分野のオープンエンドの用語として読まれるものと意図されることを理解されよう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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