KR20110086055A - 초 고출력 레이저 챔버의 광학적 개선 - Google Patents

Abstract

개시된 본 발명의 형태는 빔 리버서의 레이저 흡수를 줄이는 방법을 포함하고, 본 방법은 프리즘의 제1 반사 면 상에 있는 제1 입사 포인트와, 프리즘의 제1 반사 면과 제2 반사면 사이에 형성되어 있고 챔퍼된 면을 가지는 챔퍼된 코너 사이의 제1 거리를 증가시키는 단계; 프리즘의 제2 반사 면 상에 있는 제2 입사 포인트와, 챔퍼된 코너 사이의 제2 거리를 증가시키는 단계; 및 프리즘의 챔퍼된 코너의 챔퍼된 면의 반사율을 높이는 단계 중 적어도 하나의 단계를 포함한다. 광 컴포넌트에 대한 프라임 컷을 판정하는 방법이 또한 개시된다. 적어도 하나의 프라임 컷 광 컴포넌트를 포함하는 레이저가 또한 개시된다.

Description

초 고출력 레이저 챔버의 광학적 개선{VERY HIGH POWER LASER CHAMBER OPTICAL IMPROVEMENTS}

본 발명은 일반적으로 가스 방전 레이저와 같은 매우 초 고출력 레이저 시스템에 관한 것이고, 더욱 상세하게는 가스 방전 레이저 챔버 내의 광 컴포넌트를 개선하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.

전기방전 가스 레이저는 집적회로 포토리소그래피 제조 공정과 같은 분야에서의 사용에 대하여 주지되어 있다. 이머전 포토리소그래피의 출현은 이러한 레이저 시스템의 제조자에게 60 내지 90W의 평균 파워를 산출할 수 있는 레이저를 제공할 것을 요구하였다. 이는 레이저 광원이, 예를 들어, 4kHz의 반복율에서 20mJ 이상의 펄스 에너지를 가지는, 또는 6kHz의 반복율에서 15mJ 이상의 펄스 에너지를 가지는, 출력 광 펄스를 산출할 필요가 있다는 것을 의미한다. 전자의 경우는 80Watt 레이저, 후자의 경우는 90Watt 레이저를 야기한다.

엑시머 레이저는 일종의 전기방전 가스 레이저이다. 엑시머 레이저는 1970년대 중반 이후 알려졌다. 집적회로 리소그래피에 유용한 엑시머 레이저의 설명은 "컴팩트 엑시머 레이저"란 제목의 1991년 6월 11일에 허여된 미국 특허 번호 제5,023,884호에 서술되어 있다. 이 '884 특허는 본 출원의 양수인에게 양도되었다. 개시된 레이저가 종래의 레이저 시스템의 출력 펄스 반복율에 비해 대략 1/3 내지 1/2의 출력 펄스 반복율을 가짐에도 불구하고, '884 특허에 서술된 엑시머 레이저는 높은 반복율의 펄스 레이저이다.

그러한 펄스 반복율에서 그러한 펄스 에너지를 산출하기 위해, 앞서 언급한 동시계류중인 특허 출원에서 마스터 오실레이터/파워 오실레이터 구성을 사용할 것이 제안되었다. 특히, 시드 레이저(마스터 오실레이터("MO"))가 비교적 낮은 출력 펄스 에너지에서, 중심 파장과 같은 파라미터 및 대역폭과 같은 빔 품질 파라미터를 미세하게 조정하기 위해 사용되고, 그 다음 증폭기 부분(파워 오실레이터("PO") 또는 오실레이터인 파워 링 증폭기("PRA"))이 그 시드 레이저 출력 펄스를 15-20mJ 정도의 레이저 시스템 출력 펄스에 도달하도록 증폭시키는 애플리케이션에서 그러하다. 설명의 편의를 위해 본 명세서에서, 레이저 시스템은 마스터 오실레이터/파워 링 증폭기("MOPRA") 또는 마스터 오실레이터/파워 증폭기("MOPO") 또는 마스터 오실레이터/파워 증폭기("MOPA")로 언급될 것이다(MOPRA도 MOPO이다). 그러나, 본 명세서의 목적 및 첨부된 청구항의 의미에 대하여, 이러한 용어들은 상호치환가능하고, 명시적으로 다르게 언급되어 있지 않다면, 시드 레이저/증폭기 레이저 시스템 류가 아닌 관련된 개시된 높은 출력의 레이저 시스템 내에 포함되도록 의도된 것이다. 즉, 개시된 본 발명의 임의의 형태는 임의의 하나 이상의 이러한 레이저 배열에 대한 애플리케이션으로 제한되지는 않는다. 즉, 포함된 레이저 배열에 관계없이, 유사한 상황에 놓이고, 구성되고, 사용되고, 그리고 이러한 높은 에너지의 광에 장기간 및/또는 단기간 노출로 인해 유사한 해로운 광학적 영향을 받는 유사한 컴포넌트는 청구된 본 발명의 임의의 형태의 실시예를 사용할 수 있다.

증폭 레이저 메카니즘으로서 오실레이터를 사용하는 것은 대부분 광 플루언스 및 광 열적 트랜지트 유도된 문제여서, 출력 펄스 반복율이 증가할수록 가혹도가 증가하는 어떠한 동작 문제를 야기한다. 캐비티 내의 레이징에 의해 생성된 사용가능한 광이 캐비티를 떠날 수 있게 하도록 부분적으로 반사적이여야 하는, 캐비티를 형성하는 2개의 미러에 의해 바운딩된 오실레이터는 본질적으로 사용가능한 광으로 레이저 캐비티를 떠나는 것보다 각각의 레이저 펄스 내에 더 많은 에너지를 발생시켜야 한다. 캐비티 내에서 순환하는 에너지와 캐비티를 떠나는 에너지 간의 차이는 캐비티 지오메트리, 부분 반사 미러(출력 커플러("OC")라고도 함)의 반사율와 같은 다양한 요인에 의존한다. 그러나, 하나의 예로서, 15mJ의 출력 펄스 에너지를 생성하기 위해, 캐비티는 20mJ 이상 근접해야 한다. 이와 유사한 관계는 출력 펄스 에너지가 예컨대 20mJ보다 훨씬 더 높을 때 캐비티 내의 에너지에 대하여 존재한다. 그러므로, 이러한 레이저로 매우 높은 평균 파워 출력, 예컨대, 이머전 리소그래피를 위해 현재 요구되는, 60-100W를 발생시키는 것은 캐비티 내의 광학부재가 매우 높은 플루언스 부하를 받게 하고, 이는 특히 높은 열적 응력 및 트랜전트를 야기한다.

이와 유사하게, 비록 덜 심각하긴 하지만, 증폭기가 오실레이터이든 아니든 간에, 증폭기 레이저로의 시드 레이저 입력 펄스 에너지가 더 높고(아마도 수십 배 정도) 증폭되는, 광대역 시드 레이저/증폭기 레이저 배열에서도 이러한 현상을 볼 수 있다. 이와 마찬가지로, 심지어 단일 챔버 레이저 시스템내의 광학부재도 개시된 본 발명의 하나의 실시예의 형태로부터 이로울 수 있는 높은 부하를 겪을 수 있다. 그러므로, 본 출원인는 캐비티가 단일 챔버 레이저를 형성하든 또는 시드 레이저/증폭기 레이저 시스템 내의 증폭기이든, 또는 증폭기 레이저 내에서, 오실레이션 캐비티를 포함하든, 또는 단순히 증폭기 레이저 이득 매체를 통과하는 고정된, 광학적으로 형성된, 다수의 통로를 사용하든, 레이저 캐비티 내의 이러한 높은 광 플루언스의 충격(impact)을 제거하기 위한, 또는 적어도 줄이기 위한 측정값을 제안한다.

불행하게도, 이러한 매우 높은 플루언스/파워에 노출된 다수의 광 컴포넌트는 예산적 제약, 제조상의 어려움 또는 이러한 플루언스/파워를 달성하고, 그리고 또는 이러한 플루언스/파워에 장기간 노출되기 위해 적합한 속성을 가진 재료의 사용가능성으로 인해, 높은 파워의 레이저 빔에 최적화되지 않는다. 광 컴포넌트가 최적화되지 않은 때, 덜 최적화된 컴포넌트는 광 컴포넌트를 통해 레이저 빔을, 투과적으로 또는 내부전반사에 의해, 통과시키지 않고, 레이저의 일부를 흡수할 수 있다. 레이저의 일부를 흡수하는 것은 광 컴포넌트의 온도 상승을 야기할 수 있고, 이러한 온도 상승은 광 컴포넌트를 왜곡시키고, 광을 잘못 지향시키게 하고, 레이저의 출력 파워를 감소시키거나, 빔 안정도 및 극성과 같은 레이저 빔 특성을 악화시킨다. 높은 파워의 레이저 광 경로 내에 포함되는 광 컴포넌트를 제조하고 그리고/또는 사용하는 더 비용 효율적인 방법이 요구된다.

광범위하게 말하자면, 본 발명은 증폭 레이징 이득 매체를 통한 고정 개수의 통로에 대한 파워 증폭기 광 경로 내 또는 레이저 캐비티 내에 향상된 광 컴포넌트를 제공함으로써 이러한 니드를 충족시킨다. 개시된 본 발명이 프로세스, 장치, 시스템, 또는 디바이스를 포함한 다양한 방식으로 구현될 수 있음을 이해해야 한다. 개시된 본 발명의 몇가지 실시예가 아래에 서술된다.

개시된 본 발명의 형태는 빔 리버서 프리즘의 레이저 흡수를 줄이는 방법을 포함한다. 본 방법은 프리즘의 제1 반사면 상에 있는 제1 입사 포인트와, 프리즘의 제1 반사면과 제2 반사면 사이에 형성되어 있고 챔퍼된(chamfered) 면을 가진 챔퍼된 코너 사이의 제1 거리를 증가시키는 단계; 프리즘의 제2 반사면 상에 있는 제2 입사 포인트와, 챔퍼된 코너 사이의 제2 거리를 증가시키는 단계; 및 프리즘의 챔퍼된 코너의 챔퍼된 면의 반사율을 증가시키는 단계; 중 적어도 하나의 단계를 포함한다.

제1 거리와 제2 거리 중 적어도 하나를 증가시키는 단계는 프리즘과 레이저 소스 사이의 제3 거리를 증가시키는 단계를 포함할 수 있다. 제3 거리는 프리즘의 제1 반사면 상의 제1 입사 포인트와 레이저 소스의 레이저 출력 윈도우 사이의 거리와 동등할 수 있다.

제1 거리와 제2 거리 중 적어도 하나를 증가시키는 단계는 프리즘의 챔퍼된 코너의 챔퍼된 면의 폭을 감소시키는 단계를 포함할 수 있다. 프리즘의 챔퍼된 코너의 챔퍼된 면의 폭은 대략 0.5mm 미만일 수 있다.

프리즘의 챔퍼된 코너의 반사율을 증가시키는 단계는 프리즘의 챔퍼된 코너의 챔퍼된 면을 폴리싱(polishing)하는 단계를 포함한다. 프리즘의 챔퍼된 코너의 반사율을 증가시키는 단계는 챔퍼된 면에 고운 표면 마감재를 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 프리즘의 챔퍼된 코너의 챔퍼된 면의 반사율을 증가시키는 단계는 제1 입사면 또는 제2 입사면 중 적어도 하나의 반사면 마감재와 실질적으로 동일한 마감재로 챔퍼된 코너의 챔퍼된 표면을 폴리싱하는 단계를 포함할 수 있다.

개시된 본 발명의 하나의 형태는 프리즘의 입사 면과 마주하는 챔퍼된 코너를 구비한 빔 리버서 프리즘을 포함한다. 여기서, 챔퍼된 코너는 제1 반사면과 제2 반사면 사이에 있고, 챔퍼된 코너는 챔퍼된 면을 가지고, 챔퍼된 면은 대략 0.5mm 미만의 폭을 가지고, 챔퍼된 면은 고운 표면 마감재를 가진다. 이 빔 리버서 프리즘은 프라임 컷 빔 리버서 프리즘일 수 있다.

개시된 본 발명의 하나의 형태는 광 컴포넌트에 대한 프라임 컷을 결정하는 방법을 포함한다. 본 방법은 열적 응력 및 기계적 응력을 포함하는 광 컴포넌트에 대한 물리적 응력 복굴절을 식별하는 단계; 선택된 광 컴포넌트에 대한 이상적인 복굴절 모델을 식별하는 단계; 선택된 광 컴포넌트에 대한 복수의 결정 배열을 모델링하는 단계; 선택된 광 컴포넌트에 대한 열적 응력 및 기계적 응력을 선택된 광 컴포넌트에 대한 복수의 결정 배열 각각에 적용하는 단계; 선택된 광 컴포넌트에 대한 복수의 결정 배열 각각에 대응하는 복수의 복굴절 모델 중 하나는 산출하는 단계; 복수의 복굴절 모델 각각과 이상적인 복굴절 모델을 비교하는 단계; 및 이상적인 복굴절 모델과 가장 가깝게 매칭하는 선택된 광 컴포넌트에 대한 복수의 결정 배열 중 대응하는 배열을 선택하는 단계;를 포함한다.

개시된 본 발명의 다른 형태는 시드 레이저 소스 및 시드 레이저 출력에 광학적으로 연결된 레이저 입력을 가지는 파워 링 오실레이터를 구비한 레이저를 포함한다. 파워 링 오실레이터는 제1 입력 프리즘, 제1 출력 프리즘, 제1 윈도우, 제2 윈도우, 빔 리버서, 제2 출력 프리즘, 및 출력 커플러를 포함하고, 제1 출력 프리즘, 제1 윈도우, 제2 윈도우, 빔 리버서, 및 출력 커플러 중 적어도 하나는 프라임 컷 광 컴포넌트이다.

이러한 레이저는 또한 빔 스플리터 및 펄스 스트레처를 포함할 수 있다. 파워 링 오실레이터의 레이저 입력은 폴딩(folding) 미러를 통해 시드 레이저 출력에 광학적으로 연결될 수 있다.

제1 출력 프리즘은 응력 복굴절로 인한 편광 손실이 최소화되도록 하는 방향의 제1 출력 프리즘의 결정 구조를 가진 프라임 컷 프리즘일 수 있다. 제1 윈도우는 응력 복굴절로 인한 편광 손실이 최소화되도록 하는 방향의 제1 윈도우의 결정 구조를 가진 프라임 컷 윈도우일 수 있다. 제2 윈도우는 응력 복굴절로 인한 편광 손실이 최소화되도록 하는 방향의 제2 윈도우의 결정 구조를 가진 프라임 컷 윈도우일 수 있다. 빔 리버서는 응력 복굴절로 인한 편광 손실이 최소화되도록 하는 방향의 빔 리버서 프리즘의 결정 구조를 가진 프라임 컷 빔 리버싱 프리즘일 수 있다. 출력 커플러는 응력 복굴절로 인한 편광 손실이 최소화되도록 하는 방향의 출력 커플러의 결정 구조를 가진 프라임 컷 출력 커플러일 수 있다.

개시된 본 발명의 다른 형태 및 장점은 개시된 본 발명의 원리를 예시의 방법으로 설명하는, 첨부된 도면과 함께 연관지어진 아래의 상세한 설명으로부터 분명해질 것이다.

개시된 본 발명은 첨부된 도면과 연관지어진 아래의 상세한 설명에 의해 쉽게 이해될 것이다.
도 1은 개시된 본 발명의 하나의 실시예의 형태에 따른, MOPRA 시스템의 블록 다이어그램이다.
도 2a는 개시된 본 발명의 하나의 실시예의 형태에 따른, 파워 링 증폭기 및 빔 리버서를 통한 김 경로의 측면도이다.
도 2b는 개시된 본 발명의 하나의 실시예의 형태에 따른, (비축척의) 파워 링 증폭기 및 빔 리버서를 통한 광 경로의 상면도이다.
도 2c는 개시된 본 발명의 하나의 실시예의 형태에 따른 PRA WEB을 통과하는 광 경로의 세부적인 상면도이다.
도 2d는 PRA의 출력부에 추가적인 광 엘리먼트와, 도 1에 도시된 광 트레인의 일부의 투시도이다.
도 3a-3c는 개시된 본 발명의 하나의 실시예의 형태에 따른, 빔 리버서를 통과하는 광 경로, 및 빔 리버서의 상세한 도면이다.
도 4는 개시된 본 발명의 하나의 실시예의 형태에 따른, 빔 리버서 성능을 향상시키는 방법 오퍼레이션의 플로우차트이다.
도 5a-5b는 개시된 본 발명의 하나의 실시예의 형태에 따른, 출력 커플러의 프라임 컷의 다양한 도면을 도시한다.
도 6a-6b는 개시된 본 발명의 하나의 실시예의 형태에 따른, 제3 프리즘의 프라임 컷의 다양한 도면을 도시한다.
도 7a-7b는 개시된 본 발명의 하나의 실시예의 형태에 따른, 우측 챔버 윈도우의 프라임 컷의 다양한 도면을 도시한다.
도 8은 개시된 본 발명의 하나의 실시예의 형태에 따른, 고출력 UV 레이저 시스템에서 선택된 광 컴포넌트에 대한 프라임 컷을 식별하는 방법의 플로우차트이다.
도 9a-9e는 개시된 본 발명의 하나의 실시예의 형태에 따른, 고출력 UV 레이저 시스템 내의 선택된 광 컴포넌트에 대한 프라임 컷 광 컴포넌트의 상세한 도면이다.

이제, 예컨대, 파워 링 증폭기의 캐비티 내부의, 개선된 광 컴포넌트에 대한 개시된 본 발명의 몇 가지 예시적인 형태의 실시예가 서술될 것이다. 개시된 본 발명은 본 명세서에 나열된 특정한 세부사항 중 일부 또는 모두가 없이도 실시될 수도 있음을 이해해야 한다.

도 1은 개시된 본 발명의 하나의 실시예의 형태에 따른, MOPRA 시스템(4)의 블록 다이어그램이다. 레이저 빔은 일본에 있는 설비인 캐논 또는 니콘, 또는 네덜란드에 있는 설비인 ASML에 의해 공급되는 스텝퍼 또는 스캐너와 같은 리소그래피 머신(2)의 입력 포트에 제공된다. 이러한 레이저 시스템은 4,000-6,000Hz 이상의 펄스 반복율로 시스템의 펄스 에너지 및 누적된 도즈(doze) 에너지 출력을 모두 제어하는 레이저 에너지 제어 시스템을 포함한다. 이 시스템은 펄스 및 도즈 에너지의 피드백 및 피드포워드 제어와 함께, 서로에 대하여 마스터 오실레이터(8) 레이저 챔버 및 파워 증폭기(10)와 같은 파워 오실레티어 레이저 챔버 내의 방전의 매우 정밀한 트리거링을 제공한다.

MOPO/MOPRA 시스템(4)은 스캐너(20)의 입력 포트까지 레이저 빔을 전달하기 위한 닫힌 빔 경로를 제공하는 빔 전달 유닛(6)을 포함한다. 이러한 특수한 광원 시스템은 마스터 오실레이터(8), 및 오실레이터 캐비티, 즉 파워 오실레이터(PO)를 형성하는 링 파워 증폭기(10)를 포함하고, MOPO 시스템 및 특히 여기서는 MOPRA 시스템으로 주지된 일종의 레이저 시스템이다. MOPRA 시스템(4)은 또한 펄스 스트레처(16)를 포함한다.

마스터 오실레이터(8) 및 파워 링 증폭기(10)는 대응하는 방전 챔버(8A, 10A)를 포함한다. 방전 챔버(8A, 10A)는 2개의 길쭉한 전극, 레이저 가스, 전극 사이에 가스를 순환시키기 위한 탄젠셜 팬, 및 열 교환기를 포함한다. 마스터 오실레이터(8)는 레이저 빔(14B)을 산출하기 위해 파워 링 증폭기(10) 내부의 오실레이션에 의해, 또는 파워 증폭기(10)를 여러번 통과함에 의해, 증폭되는 제1 레이저 빔(14A)을 산출한다.

마스터 오실레이터(8)는 출력 커플러(8C) 및 라인 내로우잉 패키지(8B)에 의해 형성된 공진 캐비티를 포함한다. 마스터 오실레이터 방전 챔버(8A) 내에 포함된 2개의 50cm 길이의 길쭉한 전극 사이에 마스터 오실레이터(8)를 위한 이득 매체가 만들어진다. 파워 링 증폭기(10)는 방전 챔버(8A)와 실질적으로 유사한 방전 챔버(10A)를 포함한다. 파워 링 증폭기(10)는 또한 공진 캐비티를 형성하는 출력 커플러(도 2에서 224)를 포함한다. 이러한 MOPRA 구성은 마스터 오실레이터(8)가 파장 안정성 및 매우 좁은 대역폭과 같은 빔 품질 파라미터를 최대화시키도록 설계되고 동작되는 것을 가능하게 한다. 파워 링 증폭기(10)는 파워 출력을 최대화하도록 설계되고 동작된다. 증폭기 부분으로서 링 파워 증폭기의 형태의 파워 오실레이터를 사용하는 도 1에 도시된 시스템은 빔 품질의 실질적인 향상과 함께,60-90watts 이상의 자외선 파워를 산출하는 펄스당 15mJ(원한다면 그 이상) 4-6kHz의 ArF 레이저 시스템이다.

빔 리버서 개선

도 2a는 개시된 본 발명의 실시예의 형태에 따른, 빔 리버서(28) 및 파워 링 증폭기(10A)를 통과하는 광 경로의 측면도이다. 도 2b는 개시된 본 발명의 실시예의 형태에 따른, 빔 리버서(28)(비축적) 및 파워 링 증폭기(10A)를 통과하는 광 경로의 위에서 내려다 본 도면이다. 도 2d는 개시된 본 발명의 실시예의 형태에 따른, 폴딩 미러(222) 및 출력 커플러(224), (적절한 명목적 중심 파장에 대하여) 최대 반사 미러, 및 빔 축소/빔 확대 프리즘 세트(230, 236, 228)를 포함하는 PRA WEB(26)을 통과하는 광 경로의 상세한 측면도이다. 도 2c는 PRA 챔버(10A)의 출력부에 추가적인 광 엘리먼트와 함께, 도 1에 도시된 광 트레인의 일부분의 투시도를 도시한다. 도 1에서 앞서 서술된 바와 같이, 마스터 오실레이터(8)는 PRA WEB(26)으로 레이저 광(14A)을 출력한다. 도 2a-2d를 참조하면, 레이저 빔(14A)은 PRA WEB(26)으로 들어가고, 레이저 벰(14A)을 출력 커플러(224)를 통해 최대 반사 미러(227)로 지향시키는 폴딩 미러(222)를 가장 먼저 만난다. 레이저 빔(14A)은 출력 커플러(224)를 통과하지만, 출력 커플러는 레이저 빔이 출력 커플러(224)를 통과할 때 레이저 빔에 실질적인 영향을 주지 않는다. 최대 반사기(227)는 레이저 빔(14A)을 제1 프리즘(228) 및 제3 프리즘(230)을 통해 반사한다. 제3 프리즘(230)은 레이저 빔(14A)을 우측 챔버 윈도우(232) 및 PRA 챔버(10A)를 통과하고, 좌측 챔버 윈도우(234)를 통과하여, 빔 리버서(28)까지의 바람직한 광 경로와 정렬시킨다.

빔 리버서(28)로 부터, 레이저 빔 경로는 좌측 챔버 윈도우(234)로 되돌아가고, PRA 챔버(10A) 및 우측 챔버 윈도우(232)를 지나 제3 프리즘(230)으로 진행한다. 제3 프리즘(230)은 광 경로를 출력 커플러(224)까지 통과시키는 제2 프리즘(236)으로 광 경로를 쉬프트 시킨다. 이 출력 커플러는 지금 증폭된 레이저 빔(14B)을 빔 분석 모듈(BAM), 빔 스플리터(38), 및 그 다음 빔 스트레처(16)로, 그 다음 오토 서텨(52)로, 그리고 최종적으로 레이저 광 사용 디바이스 또는 시스템(예컨대, 도 2에 도시된 바와 같은 다운스트림 리소그래피 시스템(2))로 향하도록 지향시킨다.

도 3a는 개시된 본 발명의 실시예의 형태에 따른, 빔 리버서(28)를 통과하는 광 경로의 상세한 광선 도면으로, 비축척이고 부분적이고 개략적인 도면이다. 레이저 빔(14A)은 좌측 챔버 윈도우(234)를 빠져나가 빔 리버서 프리즘(300)의 제1면(302)으로 지향된다. 빔 리버서 프리즘(300)의 제1 면(302)은 입력된 레이저 빔을 빔 리버서 프리즘의 제2 면(304) 상의 제1 입사 포인트(304A)으로 지향시킨다. 제3 면(306)은 입력된 레이저 빔을 다시 제1 면(302)으로 반사하고, 제1 면(302)은 지금 반사된 레이저 빔(14A')을 다시 좌측 챔버 윈도우(234)로 지향시킨다.

빔 리버서 프리즘(300)은 정밀한 광학적 재료로 이루어져 있고, 정밀하게 광학적으로 마감처리된 면(302, 304, 및 306)을 가진 정밀한 광 디바이스이다. PRA 증폭기 챔버(10A)의 방전 영역을 지나는 빔이 (비축척인) 도 2b에 도시된 바와 같이 삐뚤어져 있지만, 증폭된 스티뮬레이팅된 방출에 의해 증폭을 위한 전기방전 형성식 레이저 가스 이득 매체의 좁은 수평 폭(대략 3mm)을 본질적으로 통과하도록, 사실상 거의 나란하게 정렬되고, (빔의 광선이 도 3a의 광선도에 도시되어 있는) 빔은 유한한 폭을 가지고, 빔 리버서(28)의 내부 전반사 프리즘(300)의 지오메트리 및 빔 경로는 매우 엄격하게 제어된다. 전형적으로, 빔 리버서 프리즘(300)의 코너는 코너의 치핑(chipping)을 줄이는 것과 같은 광학적 제조에서의 표준적인 실행으로서, 에지 응력을 줄이고, 프리즘(300)을 더 내구성 있게 만들기 위해 챔퍼링된다. 예를 들어, 빔 리버서 프리즘(300)의 코너(310)는 도시된 바와 같이 챔퍼링된다. 코너(310)의 챔퍼는 대략 1mm의 폭을 가진다. 본 출원인은 최초 레이저 빔(14A)이 제1 입사 포인트(304A) 및 제2 입사 포인트(310A) 대신에 코너(310)의 챔퍼에 충돌한다면, 코너(310)가 레이저 빔(14A)을 흡수하기 시작하고, 그로 인해 빔 리버서 프리즘(300)이 가열되고, 빔 리버서 프리즘(300)에 불필요한 열적 응력을 부가할 것이라고 판단하였다. 이는 PRA(10)의 출력 커플러 끝부에 있는 광학부재와 방전 영역과의 매우 치명적인 프리즘 왜곡이 유도되는 빔 오배열을 야기시킬 수 있다. 빔(14A)이 챔퍼된 코너(310)에 충돌하지 않더라도, 프리즘(300)을 통과함으로써 산란되는 DUV 광은 코너(310)를 가열시킬 수 있다.

코너(310)의 챔퍼와 충돌하거나 챔퍼에 근접하여 지나가는 초기 레이저 빔(14A)의 크기를 최소화하기 위한 한가지 접근법은 초기 레이저 빔(14A)이 제1 면(302)으로 들어가기 전에 통과해야 하는 챔퍼 마스크(320)를 포함하는 것이다. 챔퍼 마스크(320)는 마스크(320)에 의해 생성된 레이저 그림자 영역에 코너(310)의 챔퍼를 놓도록 시도한다. 그러나, 초기 레이저 빔(14A) 및 반사된 레이저 빔(14A')이 매우 좁은 각도 β만큼 분리되어 있으므로, 초기 레이저 빔(14A)과 반사된 레이저 빔(14A') 사이의 분리는 코너(310)의 전형적인 1mm 폭 챔퍼와 동일한 폭에 매우 근접한다. 달리 말하자면, 제1 입사 포인트(304A)와 코너(310)의 챔퍼 사이의 제1 거리(304B)는 0에 접근하고, 이와 유사하게 제2 입사 포인트(310A)와 코너(310)의 챔퍼 사이의 제2 거리(310B)는 0에 접근한다.

빔 리버서 프리즘(300)에 대한 한가지 개선은 코너(310)의 챔퍼의 폭을 대략 0.5mm 미만의 폭으로 줄이는 것이다. 이러한 좁은 챔퍼는 더욱 정밀한 핸들링을 요구하여 비용을 증가시키지만, 더 좁은 폭의 챔퍼는 거리(304B 및 310B)를 증가시키고, 그로 인해 코너(310)의 챔퍼에 충돌하거나 가깝게 근접하는 초기 레이저 빔(14A)의 양을 줄인다.

빔 리버서 프리즘(300)에 대한 다른 개선은 코너(310)의 챔퍼의 표면의 마감재를 개선하는 것이다. 예를 들어, 코너(310)의 챔퍼는 광학적으로 폴리싱될 수 있다. 코너(310)의 챔퍼를 광학적으로 폴리싱하는 것은 챔퍼에 충돌하는 임의의 광이 흡수되기보다는 더 바람직하게 반사되거나 전달되게 한다.

코너(310)의 챔퍼의 표면에 충돌하는 광의 양을 줄이기 위한 빔 리버서 프리즘(300)에 대한 또 다른 개선은 프리즘(300)과 PRA 챔퍼(10A)의 좌측 챔버 윈도우(234) 사이의 거리(330)를 증가시키는 것이다. 전형적으로, 빔 리버서 프리즘(300), 및 좌측 챔버 윈도우(234)는 대략 100mm 내지 1000mm의 범위에 속하는 거리(330)만큼 떨어져 있다.

좌측 챔버 윈도우(234)로부터 프리즘 빔 리버서 프리즘(300)을 더 이동시키는 것은 그들을 분리시키는 각도 β로 인한 초기 레이저 빔(14A)과 반사된 레이저 빔(14A') 사이의 거리(332)를 증가시킨다. 각도 β가 전형적으로 대략 10밀리 라디안 미만의 크기라 하더라도, 예컨대 40mm와 같은 수 밀리미터도 거리(304B 및 310B)를 증가시키기 위해 거리(332)를 충분히 증가시킬 수 있고, 또한 304A 및 310A 사이의 빔 경로를 더 분리시키고, 산란된 DUV 광이 챔퍼(310)에 덜 충돌하게 하고, 그리고/또는 충돌한다면 더 낮은 에너지의 광이 출동하게 한다.

빔 리버서 프리즘(300)에 대한 이러한 각각의 개선은 빔 리버서 프리즘의 성능을 향상시키고, 챔퍼된 코너(310)에 의해 흡수되는 광의 양을 줄이기 위해 단독으로 사용되거나 조합하여 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 개선된 빔 리버서 프리즘(300)은 좌측 챔버 윈도우(234)로부터 대략 40mm 더 떨어져 위치할 수 있고, 코너(310)의 챔퍼는 대략 0.5mm의 폭으로 감소될 수 있고, 챔퍼는 더 투과성있거나 반사적이도록 폴리슁될 수 있다.

도 4는 개시된 본 발명의 하나의 실시예의 형태에 따른, 빔 리버서(300)의 성능을 향상시키는 방법 오퍼레이션(400)의 플로우차트이다. 오퍼레이션(405)에서, 제1 반사면(304) 상의 제1 입사 포인트와 코너(310)의 챔퍼 사이의 제1 거리(304B)는 증가된다. 제1 거리(304B)는 챔퍼의 크기를 감소시킴으로써, 또는 초기 레이저 빔(14A)과 표면(302)에서 반사된 레이저 빔(14A') 사이의 간격을 증가시킴으로써 증가될 수 있다.

오퍼레이션(410)에서, 제2 반사면(306) 상의 제2 입사 포인트와 코너(310)의 챔퍼 사이의 제2 거리(310B)는 감소된다. 제2 거리(310B)는 챔퍼의 크기를 감소시킴으로써, 또는 초기 레이저 빔(14A)과 표면(302)에서 반사된 레이저 빔(14A') 사이의 간격을 증가시킴으로써 증가될 수 있다. 오퍼레이션(405 및 410)은 통상적으로 동시에 수행될 수 있다.

오퍼레이션(415)에서, 코너(310)의 챔퍼의 표면 마감재는 더 반사적인 마감재로 폴리싱될 수 있다. 앞서 서술한 바와 같이, 챔퍼된 코너(310) 상의 더 반사적인 마감재는 흡수되는 광의 량을 줄이고 반사되는 광의 량을 증가시킬 것이다. 예를 들어, 챔퍼된 코너의 표면은 당업계에 주지된 미세 폴리시로 폴리싱될 수 있다. 챔퍼된 코너의 표면은 반사성 마감재로 폴리슁될 수 있다. 챔퍼된 코너의 표면은 프리즘(300)의 제1 면(302), 제2 면(304), 및 제3 면(306)과 동일한 마감재로 폴리슁될 수 있다.

광 컴포넌트 개선

도 2b를 참조하면, 입력된 레이저(14A) 광 경로는 마스터 오실레이터로부터 PRA WEB(26)으로 통과한다. PRA WEB(26) 내의 광 컴포넌트(222, 224, 227, 228, 230)는 입력된 레이저 빔을 PRA 챔버(10A)를 통해 지향시킨다. 여기서, 입력된 레이저(14A)는 증폭된 후, 빔 리버서(28)로 전달되고, 빔 리버서는 반사된 레이저(14A')를 다시 PRA 챔버(10A)로 지향시키고, 이 PRA 챔버에서 반사된 레이저(14A')는 더 증폭되고, 이 더 증폭된 레이저(14B)는 출력 커플러(224)로 전달된다. 출력 커플러(224)는, 예컨대, 챔버로의 대략 10% 내지 60%의 반사율(예컨대, 대략 20%)을 가지는 부분 반사 미러이고, 오실레이션 캐비티를 형성하고, 전기 방전 동안 PRA(10A) 내의 전극 사이의 여기된 레이저 가스 이득 매체를 통한 오실레이션 동안 레이저 펄스 강도 생성을 가능하게 하고, 그로 인해 PRA으로부터의 출력 펄스가 형성된다. 증폭된 레이저 빔의 펄스(14B)는 BAM 빔 스플리터(38) 및 빔 펄스 스트레처(16) 및 오토 셔터(52)로 출력된다.

증폭된 출력 레이저 빔의 펄스(14B)는 이러한 타입의 애플리케이션에서 전에 만났던 것보다 더 높은 밀도(펄스에 대한 면적당 에너지)의 레이저이다. 결과적으로, 빔이 PRA 챔버(10A)를 빠져나가, PRA WEB을 통과하여 출력 커플러(224)로 진행할 때, 빔이 프리즘(230 및 236)에서 확대된다 하더라도, 이 더 높은 파워 밀도는 증폭된 레이저 빔의 펄스(14B)를 컨덕트하는 광 컴포넌트에 대한 응력을 증가시킬 수 있다. 증폭된 레이저(14B)를 컨덕트하는 컴포넌트는 좌측 챔버 윈도우(234), 빔 리버서 프리즘(300), 우측 챔버 윈도우(232), 제3 프리즘(230)을 포함하고, 광학적으로 해로운 효과의 관점에서 다소 정도는 덜하지만 여전히 중요하게도, 제2 프리즘(236), 출력 커플러(224), BAM 빔 스플리터(38), 빔 펄스 스트레처(16) 및 오토 셔터(52)를 포함한다.

앞서 나열된 것과 같은 광 컴포넌트는 전형적으로 결정 구조이다. 이들은 펄스(14B)의 증폭된 레이저 빔의, 그리고 PRA 캐비티 내의 광학부재 (또는 예컨대, 증폭기를 통과하는 PA 다중경로), 특히 제3 프리즘(230), 챔버 윈도우(232, 234), 및 빔 리버서(300)와 비교되는 248 및 특히 193nm와 같은, 매우 짧은 파장의 매우 높은 펄스 에너지의 레이저 광 펄스를 컨덕트할 필요가 있다. 예를 들어, 그들은 결정 구조를 가지는 플루오르화 칼슘(CaF2)으로 이루어질 수 있다. 플루오르화 칼슘의 결정 구조는 본질적인 복굴절과, 응력이 재료 내에 존재할 때 추가적인 복굴절을 가진다. 이러한 복굴절은 재료가 들어오는 빔의 편광 상태에 따라 상이한 반사율을 가질 수 있는 현상이다. 그러나, 본질적인 복굴절은 실질적으로 고정된 경향이 있고 결정 방향에만 의존하지만, 응력 복굴절은 결정 구조에 대한 기계적 응력의 함수이다. 대부분의 높은 출력의 CaF2의 애플리케이션에 대하여, 응력 복굴절은 본질적인 복굴절보다 상당히 더 크므로, 본질적인 복굴절은 무시될 수 있다. 기계적 응력은 결정 구조가 설치된 방법, 및 결정 구조에 적용되는 온도 변화에 의해 발생될 수 있다.

이상적인 복굴절은 각각의 특정한 광 컴포넌트에 대하여 주관적이고, 그 특정의 광 컴포넌트가 사용되기 위해 요구되는 것, 및 어떠한 정확한 성능이 그 광 컴포넌트로부터 요구되는지를 기초로 한다. 예를 들어, 특정한 편광이 요구된다면, 전형적으로 가능하다면 100퍼센트에 근접하게 그 요구되는 편광의 광을 컨덕팅하기 위해 최적화된 광 컴포넌트가 선택될 것이다.

앞선 관점에서, 특정 광 컴포넌트에 대한 이상적인 또는 최소한의 복굴절 결과를 식별하는 것이 중요하다. 이상적인 복굴절은 광 컴포넌트의 표면에 대한 결정 구조의 방향, 및 결정 구조를 통한 광 경로의 방향에 대한 결정 구조의 방향을 포함하는, 결정 구조의 수개의 특성의 함수이다.

도 5a-5b는 개시된 본 발명의 하나의 실시예의 형태에 따른, 출력 커플러(224)의 프라임 컷의 다양한 도면을 도시한다. 프라임 컷 출력 커플러(224)는 평평한 광 표면(502, 503)과 둥근 둘레를 가지는 플루오르화 칼슘 결정 구조이다. 프라임 컷 출력 커플러(224)는 도 5b에 도시된 결정 축[1 1 1](504)의 방향을 가지고, 표면(502)에 대하여 법선(506)으로부터 대략 12 +/- 2도이다. 도 5a에서, 프라임 컷 출력 커플러(224)는 광 표면 법선과 [1 1 1]에 의해 형성된 평면에 수직인 결정 축[1 0 1"]의 방향을 보여준다. 증폭된 레이저 빔의 펄스(14B)가 표면에 대한 법선(506)에 대하여 45도로 표면(503)에 입사되고, 복굴절을 최소화하도록 산출되도록, 출력 커플러를 정렬시키기 위해, 인덱스 마크가 프라임 컷 출력 커플러(224)상에 포함될 수 있다.

도 6a-6b는 개시된 본 발명의 하나의 실시예의 형태에 따른, 프라임 컷 제3 프리즘(230)의 다양한 도면을 도시한다. 프라임 컷 제3 프리즘(230)은 20도 떨어진 광학적 면(602 및 603)을 가진 플루오르화 칼슘 결정 프리즘 구조이다. 프라임 컷 제3 프리즘(230)은 표면(602)에 대한 법선으로부터 97 +/- 2도인, 도 6a에 도시된 결정 축[1 1 1](604)의 방향을 가진다. 도 6b에서, 프라임 컷 제3 프리즘(230)은 광 표면 법선과 결정 축[1 1 1]에 의해 형성된 평면에 수직인 결정 축[1 0 1"]의 방향을 보여준다. 증폭된 레이저(14B)는 표면에 대한 법선에 대하여 일정한 입사 각으로 표면(603)으로 입사한다. 증폭된 레이저(14B)와 표면(603) 사이의 입사각은 대략 68 +/- 5도이다.

도 7a-7b는 개시된 본 발명의 하나의 실시예의 형태에 따른, 프라임 컷 우측 챔버 윈도우(232)의 다양한 도면을 도시한다. 프라임 컷 우측 챔버 윈도우(232)는 평평한 광학적 표면(702, 703) 및 둥근 둘레를 가진 플루오르화 칼슘 결정 구조일 수 있다. 프라임 컷 우측 챔버 윈도우(232)는 표면(703)에 대한 법선(706)으로부터 대략 19+/- 2도인, 도 7b에 도시된 결정 축[1 1 1](704)의 방향을 가진다. 도 7a에서, 프라임 컷 우측 챔버 윈도우(232)는 광 표면의 법선과 결정 축[1 1 1]에 의해 형성된 평면에 수직인 결정 축[1 0 1"]의 방향을 보여준다. 증폭된 레이저(14B)가 표면에 대한 법선(706)에 대하여 일정한 입사 각으로 표면(702)으로 입사되고, 복굴절을 최소화하도록 산출되도록, 우측 챔버 윈도우를 정렬시키기 위해 프라임 컷 우측 챔버 윈도우(232) 상에 인덱스 마크가 포함될 수 있다. 입사각은 70 +/- 5도이다. 프라임 컷 좌측 챔버 윈도우(234)는 앞서 서술한 프라임 컷 우측 챔버 윈도우(232)와 실질적으로 유사하다.

도 3a를 다시 참조하면, 프라임 컷 빔 리버서 프리즘(300)은 평평한 광 표면(302, 304, 306)을 가진 플루오르화 칼슘 결정 구조이다. 프라임 컷 빔 리버서 프리즘(300)은 제1 광 표면(302)에 대한 법선(346)으로부터 일정한 각도(350)로 도시된 결정 축[1 1 1](352)의 방향을 가진다. 초기 레이저 빔(14A)은 표면에 대한 법선(346)에 대하여 일정한 각도(348)로 표면(302)에 입사한다. 각도(348)는 대략 56.6도 +/- 2도이다.

도 8은 개시된 본 발명의 하나의 실시예의 형태에 따른, 높은 파워의 UV 레이저 시스템 내의 선택된 광 컴포넌트에 대한 프라임 컷을 식별하는 방법의 플로우차트이다. 오퍼레이션(810)에서, 시스템 내의 광 컴포넌트는 복굴절 특성의 최적화를 위해 선택된다.

오퍼레이션(820)에서, 선택된 광 컴포넌트에 대한 이상적인 복굴절 모델은 선택된 광 컴포넌트의 본질적인 복굴절 특성을 식별하는 것을 포함하여 식별된다.

오퍼레이션(830)에서, 선택된 광 컴포넌트에 대한 복수의 복굴절 모델을 식별하기 위해 선택된 광 컴포넌트에 대하여 응력 복굴절 특성이 평가된다. 응력 복굴절 특성은 기계적 응력, 열적 응력, 및 선택된 광 컴포넌트의 응력 복굴절 특성에 영향을 줄 수 있는 임의의 다른 응력을 포함한다.

오퍼레이션(840)에서, 복수의 이상적인 복굴절 모델 각각은 선택된 광 컴포넌트에 대한 식별된 이상적인 복굴절 모델과 비교된다.

오퍼레이션(850)에서, 식별된 이상적인 복굴절 모델과 가장 근접하게 유사한, 복수의 복굴절 모델 중 하나의 모델을 선택한다. 오퍼레이션(860)에서, 추가적인 광 컴포넌트가 최적화될 필요가 있다면, 본 방법의 오퍼레이션은 오퍼레이션(870)에서 아래에 서술된 바와 같이 계속된다.

추가적인 광 컴포넌트가 최적화될 필요가 없다면, 본 방법의 오퍼레이션은 종료할 수 있다. 오퍼레이션(870)에서, 후속적인 광 컴포넌트가 본 방법 오퍼레이션에서 선택되고, 상기 서술된 바와 같이 오퍼레이션(810)에서 시작한다.

도 9a-9e는 개시된 본 발명의 하나의 실시예의 형태에 따른, 높은 파워의 UV 레이저 시스템 내의 선택된 광 컴포넌트에 대한 프라임 컷 광 컴포넌트의 세부적인 도면이다. 도 9a는 높은 파워의 UV 레이저 시스템 내의 프라임 컷 광 컴포넌트를 포함하는 광 경로의 위에서 내려다 본 도면이다. 도 9b는 높은 파워의 UV 레이저 시스템 내의 프라임 컷 광 컴포넌트를 포함하는 광 경로의 측면도이다. 도 9c는 PRA WEB(26)의 상세한 측면도이다. 앞서 서술한 바와 같이, 응력 복굴절의 최소화는 레이저 성능을 향상시킬 수 있다. PRA WEB(26)은 폴딩 미러(222) 및 출력 커플러(224), (적합한 명목적 중심 파장에 대한) 최대 반사 미러, 및 빔 축소/빔 확대 프리즘 세트(230, 236, 228)를 포함한다. 도 9d는 빔 리버서 프리즘(300)의 상세한 도면이다. 도 9e는 우측 챔버 윈도우(232)의 상세한 도면이다. 빔 입사각 및 결정 방향은 프라임 컷을 가지는 6개의 상이한 위치에 있는 광학부재와 함께 도시되어 있다. 결정 축[1 1 1] 방향은 도면의 평면에 대하여 수직이고, 축[1 0 1"] 방향을 나타내기 위한 원 및 중앙 점은 도면 평면에서 윗방향을 가리키고, 축[1 0 1"] 방향을 나타내기 위한 원 및 십자표시는 도면 평면에서 아래 방향을 가리킨다.

응력 복굴절은 결정 구조 방향에 대하여 상당히 의존할 수 있다. 예를 들어, 챔버 윈도우(232, 234)의 애퍼어처 내의 일부 영역에 대하여, 분광 손실은 단순히 결정 방향을 조절함으로써, 거의 100%에서 거의 0까지 변할 수 있다. 이러한 관측은 복굴절을 최소화하기 위한 기회로 인식된다. 더욱 상세하게는, 선택된 광학부재의 결정 구조는 응력 복굴절로 인한 분광 손실이 최소화되도록 방향조절될 수 있다(즉, 프라임 컷 광 방향). 실험으로 검증된 복굴절 모델로, 임의의 결정 방향에 대한 분광 손실이 계산될 수 있다.

모든 가능한 결정 방향 및 대응하는 분광 손실을 비교함으로써, 최소 분광 손실과 그에 대응하는 최소 손실을 산출하는 결정 방향이 식별될 수 있고, 결정 윈도우 설계에 사용될 수 있다. 이러한 방법은 챔버 윈도우 설계에서 분광 손실을 최소화하기 위해 사용될 것이다.

결정 방향은 각각의 광 컴포넌트에 대하여 검사될 수 있다. 결정 축[1 1 1] 및 [1 0 1"]은 고유한 결정 방향을 형성한다. 결정 축[1 1 1]은 x-z 평면에서 설정되고, z축에서 x축으로 y축에 따라 점진적으로 회전된다(θ:0 내지 90°). 그 다음, 결정 축[1 1 1]은 z 축을 짜라 회전한다(Ψ:0 내지 360°). 그 다음, [1 0 1"]은 [1 1 1]을 따라 회전한다(Ψ:0 내지 360°).

각각의 결정 방향에 대한 분광 손실을 비교하기 위해, 하나의 메트릭스: 전체 PRA/MO 레이저 빔 경로 내의 평균 분광 손실 PL(O, Φ, Ψ)이 계산되고, 플로팅되고, 비교된다. 분광 손실을 2차원으로 플로팅하기 위해, PL(O, Φ, Ψ)은 Ψ의 전체 범위로 PL(O, Φ, Ψ)의 최소값을 취함으로써, PL(O, Φ)로 축소될 수 있다.

아래의 미국 특허 및 미국 공개 특허출원은 각각 본 출원의 양수인에 의해 공동 소유된 것이다. 호프만 등의 "신뢰성 있는 모듈형 생산 품질 내로우-밴드 높은 반복율의 F2 레이저"란 제목의 미국특허번호 제6018537호, 미어 등의 "신뢰성 있는 모듈형 생산 품질 내로우-밴드 높은 반복율의 엑시머 레이저"란 제목의 미국특허번호 제6128323호, 아졸라 등의 "충격파 산란 레이저 챔버"란 제목의 미국특허번호 제6212211호, 이시하라 등의 "신뢰성 있는 모듈형 생산 품질 내로우-밴드 높은 반복율의 Arf 엑시머 레이저"란 제목의 미국특허번호 제6330261호, 올리버 등의 "매우 높은 반복률의 가스 방전 레이저"란 제목의 미국특허번호 제6442181호, 올리버 등의 "개선된 블로어 모터를 구비한 매우 높은 반복률의 가스 방전 레이저"란 제목의 미국특허번호 제6477193호, 네스 등의 "정밀한 타이밍 제어를 가진 주입 시드 레이저"란 제목의 미국특허번호 제6549551호, 베사우셀 등의 "낮은 펄스 에너지 및 높은 반복율을 가진 ArF 레이저"란 제목의 미국특허번호 제6553049호, 미어 등의 "초 협대역, 2챔버, 높은 반복율의 가스 방전 레이저 시스템"이란 제목의 미국특허번호 제6567450호, 다스 등의 "정밀한 펄스 타이밍 제어를 가진 높은 반복율의 가스방전 레이저"란 제목의 미국특허번호 제6618421호, 놀스 등의 "초협대역, 2챔버, 높은 반복율의 가스 방전 레이저 시스템"이란 제목의 미국특허번호 제6625191호,우야초우스키 등의 "가스 방전 레이저용 침식 패드를 구비한 플로우 쉐이핑 전극"이란 제목의 미국특허번호 제6654403호, 및 길레스피 등의 "높은 펄스 반복율의 가스 방전 레이저"란 제목의 미국공개특허출원 제20060291517호, 아마다 등의 "가스 방전 레이저 시스템 전극, 및 그 전극에 전기적 에너지를 전달하기 위한 파워 서플라이"란 제목의 미국공개특허출원 제20070071058호, 및 파슬로 등의 "가스 방전 레이저 챔버 개선"이란 제목의 미국공개 특허출원 제20050226301호.

개시된 본 발명의 실시예의 상기 형태를 고려하여, 본 발명이 선택된 광 컴포넌트의 모델의 복굴절 패턴의 컴퓨터 모델과 같은 컴퓨터 시스템에 저장된 데이터를 포함한 다양한 컴퓨터 구현된 오퍼레이션을 사용할 수 있음을 이해해야 한다. 이러한 오퍼레이션은 물리적 양의 물리적 조종을 필요로 한다. 통상적으로, 필수적이지는 않지만, 이러한 양은 저장되고, 전달되고, 결합되고, 비교되고, 그리고 또는 조종될 수 있는 전기 또는 자기적 신호의 형태를 취한다. 또한, 이러한 수행되는 조종은 종종 생성, 식별, 판정, 또는 비교와 같은 용어로 불린다.

본 발령의 일부분을 형성하는 본 명세서에 서술된 임의의 오퍼레이션은 유용한 기계 오퍼레이션이다. 본 발명은 또한 이러한 오퍼레이션을 수행하기 위한 디바이스 또는 장치에 관한 것이다. 이 장치는 요구되는 목적을 위해 특수하게 구성될 수 있고, 또는 컴퓨터에 저장된 컴퓨터 프로그램에 의해 선택적으로 활성화되거나 구성되는 범용 컴퓨터일 수도 있다. 더욱 상세하게는, 다양한 범용 머신이 본 명세서의 교시에 따라 작성된 컴퓨터 프로그램과 함께 사용될 수도 있고, 또는 요구되는 오퍼레이션을 수행하기 위해 더욱 특수화된 장치를 구성하는 것이 더 편리할 수도 있다.

또한, 상기 도면에 오퍼레이션으로 표현된 명령어는 도시된 순서대로 수행될 필요는 없으며, 오퍼레이션으로 표현된 모든 프로세싱이 본 발명을 실시하기 위해 필수적인 것은 아님을 이해해야 한다. 또한, 임의의 상기 도면에 서술된 프로세스는 또한 RAM, ROM, 또는 하드 디스크 드라이브의 임의의 하나의 조합에 저장되는 소프트웨어로 구현될 수도 있다.

앞선 발명이 분명한 이해를 목적으로 일부 상세하게 설명되었으나, 임의의 변경 및 수정이 첨부된 청구항의 범이 내에서 실시될 수 있음을 이해해야 한다. 따라서, 개시된 본 발명의 실시예의 형태는 제한이 아니라 설명을 위한 것으로 간주되어야 하고, 본 발명은 본 명세서에 주어진 세부사항으로 한정되지 않으며, 첨부된 청구항의 범위 내에서, 그 동등물로서 수정될 수 있다.

Claims (19)

1. 빔 리버서 프리즘의 레이저 흡수를 줄이는 방법으로서,
   상기 프리즘의 제1 반사면 상에 있는 제1 입사 포인트와, 상기 제1 반사면과 상기 프리즘의 제2 반사면 사이에 형성되어 있고 챔퍼된 면을 가진 챔퍼된 코너 사이의 제1 거리를 증가시키는 단계;
   상기 프리즘의 상기 제2 반사면 상에 있는 제2 입사 포인트와, 상기 챔퍼된 코너 사이의 제2 거리를 증가시키는 단계; 및
   상기 프리즘의 상기 챔퍼된 코너의 상기 챔퍼된 표면의 반사율을 증가시키는 단계; 중 적어도 하나의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 리버서 프리즘의 레이저 흡수를 줄이는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 거리 및 제2 거리 중 적어도 하나를 증가시키는 단계는 상기 프리즘과 레이저 소스 사이의 제3 거리를 증가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 리버서 프리즘의 레이저 흡수를 줄이는 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 프리즘과 상기 레이저 소스 사이의 제3 거리를 증가시키는 단계에서, 상기 제3 거리는 상기 프리즘의 상기 제1 반사면 상의 상기 제1 입사 포인트와 상기 레이저 소스의 레이저 출력 윈도우 사이의 거리와 동일한 것을 특징으로 하는 빔 리버서 프리즘의 레이저 흡수를 줄이는 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 거리 및 제2 거리 중 적어도 하나를 증가시키는 단계는 상기 프리즘의 상기 챔퍼된 코너의 챔퍼된 면의 폭을 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 리버서 프리즘의 레이저 흡수를 줄이는 방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 프리즘의 챔퍼된 코너의 챔퍼된 면의 폭은 대략 0.5mm 미만인 것을 특징으로 하는 빔 리버서 프리즘의 레이저 흡수를 줄이는 방법.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 프리즘의 챔퍼된 코너의 반사율을 증가시키는 단계는 상기 프리즘의 챔퍼된 코너의 챔퍼된 면을 폴리싱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 리버서 프리즘의 레이저 흡수를 줄이는 방법.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 프리즘의 챔퍼된 코너의 챔퍼된 면의 반사율을 증가시키는 단계는 상기 챔퍼된 면에 고운 표면 마감재를 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 리버서 프리즘의 레이저 흡수를 줄이는 방법.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 프리즘의 챔퍼된 코너의 챔퍼된 면의 반사율을 증가시키는 단계는 상기 제1 입사면 또는 제2 입사면 중 적어도 하나의 반사면과 실질적으로 동일한 마감재로 상기 챔퍼된 코너의 챔퍼된 면을 폴리싱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 리버서 프리즘의 레이저 흡수를 줄이는 방법.
9. 빔 리버서 프리즘으로서,
   상기 프리즘의 입사 면 맞은편에 챔퍼된 코너를 포함하고,
   상기 챔퍼된 코너는 제1 반사면과 제2 반사면 사이에 있고, 상기 챔퍼된 코너는 챔퍼된 면을 가지고, 상기 챔퍼된 면은 그 폭이 대략 0.5mm 미만이고, 상기 챔퍼된 면은 고운 표면 마감재를 가지는 것을 특징으로 하는 빔 리버서 프리즘.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 프리즘은 프라임 컷 프리즘인 것을 특징으로 하는 빔 리버서 프리즘.
11. 광 컴포넌트에 대한 프라임 컷을 판정하는 방법으로서,
    열적 응력 및 기계적 응력을 포함한, 상기 광 컴포넌트에 대한 물리적 응력 복굴절을 식별하는 단계;
    상기 선택된 광 컴포넌트에 대한 이상적인 복굴절 모델을 식별하는 단계;
    상기 선택된 광 컴포넌트에 대한 복수의 결정 배열을 모델링하는 단계;
    상기 선택된 광 컴포넌트에 대한 상기 복수의 결정 배열 중 각각의 결정 배열에 상기 선택된 광 컴포넌트에 대한 상기 열적 응력 및 기계적 응력을 적용하는 단계;
    상기 선택된 광 컴포넌트에 대한 상기 복수의 결정 배열 각각에 대응하는 복수의 복굴절 모델 중 하나를 산출하는 단계;
    상기 복수의 복굴절 모델 각각을 상기 이상적인 복굴절 모델과 비교하는 단계; 및
    상기 이상적인 복굴절 모델과 가장 잘 매칭하는, 상기 선택된 광 컴포넌트에 대한 복수의 결정 배열 중 대응하는 하나의 결정 배열을 선택하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 컴포넌트에 대한 프라임 컷을 판정하는 방법.
12. 레이저로서,
    시드 레이저 소스; 및
    시드 레이저 출력에 광학적으로 연결된 레이저 입력을 가진 파워 링 오실레이터;를 포함하고, 상기 파워 링 오실레이터는
    제1 입력 프리즘;
    제1 출력 프리즘;
    제1 윈도우;
    제2 윈도우;
    빔 리버서;
    제2 출력 프리즘; 및
    출력 커플러;를 포함하고,
    상기 제1 출력 프리즘, 상기 제1 윈도우, 상기 제2 윈도우, 상기 빔 리버서, 및 상기 출력 커플러 중 적어도 하나는 프라임 컷 광 컴포넌트인 것을 특징으로 하는 레이저.
13. 제 12 항에 있어서,
    빔 스플리터; 및
    펄스 스트레처;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저.
14. 제 12 항에 있어서, 상기 파워 링 오실레이터의 레이저 입력부는 폴딩 밀러를 통해 상기 시드 레이저 출력부에 광학적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저.
15. 제 12 항에 있어서, 상기 제1 출력 프리즘은 응력-복굴절로 인한 편광 손실이 최소화되도록 하는 방향의 제1 출력 프리즘의 결정 구조를 가지는 프라임 컷 프리즘인 것을 특징으로 하는 레이저.
16. 제 12 항에 있어서, 상기 제1 윈도우는 응력-복굴절로 인한 편광 손실이 최소화되도록 하는 방향의 제1 윈도우의 결정 구조를 가지는 프라임 컷 윈도우인 것을 특징으로 하는 레이저.
17. 제 12 항에 있어서, 상기 제2 윈도우는 응력-복굴절로 인한 편광 손실이 최소화되도록 하는 방향의 제2 윈도우의 결정 구조를 가지는 프라임 컷 윈도우인 것을 특징으로 하는 레이저.
18. 제 12 항에 있어서, 상기 빔 리버서는 응력-복굴절로 인한 편광 손실이 최소화되도록 하는 방향의 빔 리버서의 결정 구조를 가지는 프라임 컷 윈도우인 것을 특징으로 하는 레이저.
19. 제 12 항에 있어서, 상기 출력 커플러는 응력-복굴절로 인한 편광 손실이 최소화되도록 하는 방향의 출력 커플러의 결정 구조를 가지는 프라임 컷 윈도우인 것을 특징으로 하는 레이저.

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