KR102127030B1 - 193 나노미터 레이저 및 193 나노미터 레이저를 사용한 검사 시스템 - Google Patents

193 나노미터 레이저 및 193 나노미터 레이저를 사용한 검사 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102127030B1
KR102127030B1 KR1020157028649A KR20157028649A KR102127030B1 KR 102127030 B1 KR102127030 B1 KR 102127030B1 KR 1020157028649 A KR1020157028649 A KR 1020157028649A KR 20157028649 A KR20157028649 A KR 20157028649A KR 102127030 B1 KR102127030 B1 KR 102127030B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
harmonic
laser
frequency
pump
light
Prior art date
Application number
KR1020157028649A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150131193A (ko
Inventor
영호 추앙
제이 조셉 암스트롱
저스틴 디안후안 리우
블라디미르 드리빈스키
존 피엘덴
Original Assignee
케이엘에이 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 케이엘에이 코포레이션 filed Critical 케이엘에이 코포레이션
Publication of KR20150131193A publication Critical patent/KR20150131193A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102127030B1 publication Critical patent/KR102127030B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/23—Arrangements of two or more lasers not provided for in groups H01S3/02 - H01S3/22, e.g. tandem arrangements of separate active media
    • H01S3/2308—Amplifier arrangements, e.g. MOPA
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/9501—Semiconductor wafers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/35—Non-linear optics
    • G02F1/353—Frequency conversion, i.e. wherein a light beam is generated with frequency components different from those of the incident light beams
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S3/0092—Nonlinear frequency conversion, e.g. second harmonic generation [SHG] or sum- or difference-frequency generation outside the laser cavity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/0602—Crystal lasers or glass lasers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067—Fibre lasers
    • H01S3/06708—Constructional details of the fibre, e.g. compositions, cross-section, shape or tapering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/30—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range using scattering effects, e.g. stimulated Brillouin or Raman effects
    • H01S3/302—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range using scattering effects, e.g. stimulated Brillouin or Raman effects in an optical fibre
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/35—Non-linear optics
    • G02F1/3501—Constructional details or arrangements of non-linear optical devices, e.g. shape of non-linear crystals
    • G02F1/3507—Arrangements comprising two or more nonlinear optical devices
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/35—Non-linear optics
    • G02F1/353—Frequency conversion, i.e. wherein a light beam is generated with frequency components different from those of the incident light beams
    • G02F1/354—Third or higher harmonic generation
    • G02F2001/3507—
    • G02F2001/354—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S3/0078—Frequency filtering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067—Fibre lasers
    • H01S3/06754—Fibre amplifiers
    • H01S3/06758—Tandem amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/0941—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode
    • H01S3/09415—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode the pumping beam being parallel to the lasing mode of the pumped medium, e.g. end-pumping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/16—Solid materials
    • H01S3/1601—Solid materials characterised by an active (lasing) ion
    • H01S3/1603—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth
    • H01S3/1618—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth ytterbium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/23—Arrangements of two or more lasers not provided for in groups H01S3/02 - H01S3/22, e.g. tandem arrangements of separate active media
    • H01S3/2375—Hybrid lasers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

개선된 레이저는 1109 nm 근처의 파장을 가지는 펌프 레이저 및 1171 nm 근처의 기본 파장을 사용하여 약 189 nm와 약 200 nm 사이의 파장, 예를 들어 193 nm의 파장에서 광을 발생시킨다. 레이저는 1109 nm 펌프 파장을 1171 nm 기본 파장의 제 5 고조파와 합성하는데, 이것은 약 234.2 nm의 파장에 있다. 비선형 미디어의 적합한 선택에 의하여, 이러한 합성은 거의 비-임계 위상 매칭에 의하여 획득될 수 있다. 이러한 합성은 결과적으로 높은 변환 효율, 양호한 안정성, 및 높은 신뢰성을 초래한다.

Description

193 나노미터 레이저 및 193 나노미터 레이저를 사용한 검사 시스템{A 193NM LASER AND AN INSPECTION SYSTEM USING A 193NM LASER}
우선권 주장 출원
본 출원은 발명의 명칭이 "193 나노미터 레이저 및 193 나노미터 레이저를 사용하는 검사 시스템(193 nm laser and an inspection system using a 193 nm laser)"이고 2013 년 3 월 18 일에 출원된 미국 가출원 번호 제 61/803,108 호에 대한 우선권을 주장하는데, 이것은 본 명세서에서 참조되어 통합된다.
관련 출원들
본 출원은 발명의 명칭이 "약 200 나노미터 미만에서의 코히어런트 광 생성(Coherent light generation below about 200 nm)"이고 2007 년 4 월 16 일에 출원된 미국 특허 출원 번호 제 11/735,967 호, 발명의 명칭이 "고상 레이저 및 193 나노미터 레이저를 사용하는 검사 시스템(Solid-State Laser And Inspection System Using 193 nm Laser)"이고 2012 년 7 월 25 일에 출원된 미국 특허 출원 번호 제 13/558,318 호, 및 발명의 명칭이 "193 나노미터 레이저 및 193 나노미터 레이저를 사용하는 검사 시스템(193 nm laser and an inspection system using a 193 nm laser)"이고 2013 년 2 월 13 일에 출원된 미국 가출원 번호 제 61/764,441 호, 및 발명의 명칭이 "193 나노미터 레이저 및 검사 시스템(193 nm Laser and Inspection System)"이고 2014 년 1 월 31 일에 출원된 미국 특허 출원 번호 제 14/170,384 호에 관련되는데, 이들 모두는 본 명세서에서 참조되어 통합된다.
본 출원은, 파장에 있어서 약 189 nm와 약 200 nm 사이의 광, 예컨대 193 nm 근처의 파장에 있고 포토마스크, 레티클, 또는 웨이퍼 검사에서 사용되기에 적합한 광을 발생시키는 섬유-광학-기초(fiber-optic-based) 레이저에 관한 것이다.
집적 회로 산업계는 집적 회로, 포토마스크, 태양 전지, 전하 결합 디바이스 등의 아주 더 작은 피쳐를 해상하기 위한, 그리고 그 크기가 피쳐 사이즈의 정도이거나 이보다 더 작은 결함을 검출하기 위한, 점점 더 높은 해상도를 가지는 검사 툴을 요구한다. 짧은 파장 광원, 예를 들어 200 nm 아래의 광을 발생시키는 소스가 이러한 해상도를 제공할 수 있다. 그러나, 이러한 짧은 파장 광을 제공할 수 있는 광원은 실질적으로 엑시머 레이저 및 적은 개수의 고상 및 섬유 레이저로 한정된다. 불행하게도, 이러한 레이저들 각각은 커다란 단점들을 가진다.
엑시머 레이저는 자외선 광을 발생시키는데, 이것은 일반적으로 집적 회로의 생산에 사용된다. 엑시머 레이저는 통상적으로 고압 조건하에서 불활성 가스 및 반응성 가스의 조합을 사용하여 자외선 광을 발생시킨다. 집적 회로 산업에서 사용되기에 점점 더 바람직해지고 있는 파장인 193.4 nm 파장 광을 발생시키는 종래의 엑시머 레이저는 아르곤(불활성 가스로서) 및 불소(반응성 가스로서)를 사용한다. 불행하게도, 불소는 독성이 있고 부식성이며, 따라서 결과적으로 소유하기에는 고비용이 초래된다. 더욱이, 이들의 낮은 반복 레이트(통상적으로 약 100 Hz로부터 수 kHz 까지임)와 검사 도중에 샘플의 손상을 결과적으로 초래할 수 있는 매우 높은 피크 전력 때문에, 이러한 레이저는 검사 애플리케이션에 아주 적합하지는 않다.
200 nm-아래의 출력을 생성하는 작은 개수의 고상 및 섬유-기초 레이저가 당업계에 알려져 있다. 불행하게도, 대부분의 이러한 레이저는 아주 낮은 전력 출력(예를 들어 60 mW 미만), 또는 매우 복잡한 디자인, 예컨대 두 개의 상이한 기본 소스 또는 제 8 고조파 발생기를 가지는데, 이러한 요소 모두는 복잡하고, 불안정하며, 고가이고 및/또는 상업적으로 널리 확산되기에는 매력이 없다.
그러므로, 193 nm 광을 발생시키지만 위의 단점들을 극복할 수 있는 레이저에 대한 필요성이 대두된다.
약 189 nm와 약 200 nm 사이의 진공 파장, 예를 들어 약 193 nm, 의 진공 파장을 가지는 자외선 광을 발생시키기 위한 레이저가 설명된다. 이러한 레이저는 펌프 레이저(pump laser), 기본 레이저(fundamental laser), 및 주파수 믹싱 스테이지(frequency mixing stage)를 포함한다. 기본 레이저는 약 1150 nm와 약 1175 nm 사이의 파장, 예를 들어 약 1171 nm의 파장에 대응하는 기본 주파수를 발생시킬 수 있다. 파장 값이 단서(qualification)가 없이 본 명세서 주어진다면, 그 파장 값이 진공에서의 파장을 지칭한다는 것이 가정된다. 기본 주파수는 약 1109 nm의 파장에 대응하는 주파수에 있는 펌프 레이저를 라만 천이(Raman shifting)함으로써 발생될 수 있다.
제 1 스테이지는 기본 주파수의 일부를 합성하여 제 2 고조파 주파수를 발생시킬 수 있다. 일 실시예에서, 제 2 스테이지는 제 2 고조파 주파수의 일부를 합성하여 제 4 고조파 주파수를 발생시킬 수 있다. 제 3 스테이지는 기본 주파수의 일부 및 제 4 고조파 주파수를 합성하여 제 5 고조파 주파수를 발생시킬 수 있다. 제 4 스테이지는 펌프 주파수의 일부 및 제 5 고조파 주파수를 합성하여 약 193.4 nm의 파장에 대응하는 합산 주파수(sum frequency)를 발생시킬 수 있다. 제 1 스테이지는 리튬 트리보레이트(Lithium triborate; LBO) 결정을 포함할 수 있으며, 반면에 제 2, 제 3, 및 제 4 스테이지의 각각은 세슘 리튬 보레이트(Cesium Lithium Borate; CLBO) 결정을 포함할 수도 있다. 일 실시예에서, 제 2, 제 3, 및 제 4 스테이지 중 하나 이상은 CLBO 결정과 같은 어닐링된 비선형 결정을 포함한다.
다른 실시예에서, 제 2 스테이지는 기본 주파수 및 제 2 고조파 주파수를 합성하여 제 3 고조파 주파수를 발생시킬 수 있다. 제 3 스테이지는 제 2 고조파 주파수 및 제 3 고조파 주파수를 합성하여 제 5 고조파 주파수를 발생시킬 수 있다. 제 4 스테이지는 펌프 주파수의 일부 및 제 5 고조파 주파수를 합성하여 약 193.4 nm의 합 주파수를 발생시킬 수 있다. 제 1 및 제 2 스테이지는 LBO 결정을 포함할 수 있고, 제 3 스테이지는 베타-바륨 보레이트(beta-Barium Borate; BBO) 결정을 포함할 수 있으며, 제 4 스테이지는 CLBO 결정을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제 2, 제 3, 및 제 4 스테이지 중 하나 이상은 어닐링된 LBO, BBO, 및/또는 CLBO 결정을 포함할 수 있다.
몇 가지 실시예들에서, 레이저는 기본 주파수를 증폭하기 위한 광 증폭기를 더 포함할 수 있다. 이러한 광 증폭기는 도핑된 광자 대역-갭 섬유 광 증폭기(doped photonic band-gap fiber optical amplifier), 게르마니아-도핑 라만 증폭기(germania-doped Raman amplifier), 또는 미도핑 실리카 섬유 라만 증폭기(undoped silica fiber Raman amplifier)를 포함할 수 있다. 시드 레이저는 라만 섬유 레이저, 저-전력 이테르븀(Yb)-도핑된 섬유 레이저, 광자 대역-갭 섬유 레이저, 또는 양자점 기술을 사용하는 다이오드 레이저와 같은 적외선 다이오드 레이저를 포함할 수 있다.
레이저는 기본 주파수를 적합하게 제 1, 제 2 또는 제 3 스테이지로 제공하기 위한 빔 분할기 및/또는 프리즘을 더 포함할 수 있다. 적어도 하나의 미러 또는 프리즘이 기본 주파수를 적합한 스테이지로 디렉팅하기 위하여 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 미러 또는 프리즘의 세트가 미소비 고조파(unconsumed harmonics)를 적합한 스테이지로 디렉팅하기 위하여 사용될 수 있다.
몇 가지 실시예들에서, 모든 펌프 레이저 출력은 기본 레이저로 디렉팅된다. 기본 레이저의 출력에서, 미소비 펌프 레이저 광이 기본 레이저 광으로부터 분리되고, 주파수 믹싱 스테이지로 디렉팅된다. 다른 실시예에서, 펌프 레이저 출력의 작은 부분이 주파수 믹싱 스테이지로 디렉팅되는 반면에, 대부분의 펌프 레이저 출력은 기본 레이저로 디렉팅된다.
몇 가지 실시예들에서, 제 4 스테이지는 비선형 결정 내에서 펌프 주파수의 고 전력 밀도를 유지하여 제 4 스테이지의 효율을 개선하기 위하여, 펌프 주파수를 재순환시키기 위한 광 공진기(optical cavity)를 포함할 수도 있다.
일 실시예에서, 제 2 스테이지는 비선형 결정 내에서 기본 주파수의 고 전력 밀도를 유지하여 제 2 스테이지의 효율을 개선하기 위하여, 기본 주파수를 재순환시키기 위한 광 공진기를 포함한다. 다른 실시예에서, 제 3 스테이지는 비선형 결정 내에서 기본 주파수의 고 전력 밀도를 유지하여 제 3 스테이지의 효율을 개선하기 위하여, 기본 주파수를 재순환시키기 위한 광 공진기를 포함한다.
또한, 약 189 nm와 약 200 nm 파장에 있는 광, 예를 들어 약 193 nm 파장 광을 발생시키는 방법이 설명된다. 이러한 방법은 약 1171 nm의 파장에 대응하는 기본 주파수를 약 1109 nm의 파장에 대응하는 펌프 주파수로부터 발생시키는 단계를 포함한다. 기본 주파수의 일부는 합성되어 제 2 고조파 주파수를 발생시킬 수 있다. 제 2 고조파 주파수의 일부는 합성되어 제 4 고조파 주파수를 발생시킬 수 있다. 기본 주파수 및 제 4 고조파 주파수는 합성되어 제 5 고조파 주파수를 발생시킬 수 있다. 펌프 주파수 및 제 5 고조파 주파수는 합성되어 약 193.4 nm의 파장에 대응하는 합산 주파수를 발생시킬 수 있다. 이러한 방법의 몇 가지 실시예들에서, 펌프 주파수는 제 5 고조파를 효율적으로 출력 파장으로 변환하기 위하여, 펌프 주파수를 제 5 고조파와 믹싱하는 캐비티(cavity) 내에서 재순환된다. 이러한 방법의 몇 가지 실시예들에서, 기본 주파수는 제 4 고조파를 효율적으로 제 5 고조파로 변환하기 위하여, 기본 주파수를 제 4 고조파와 합성하는 캐비티 내에서 재순환된다.
또한 광을 발생시키는 다른 방법이 설명된다. 이러한 방법은 약 1171 nm의 기본 주파수를 약 1109 nm의 파장에 대응하는 펌프 주파수로부터 발생시키는 단계를 포함한다. 기본 주파수의 일부는 합성되어 제 2 고조파 주파수를 발생시킬 수 있다. 제 2 고조파 주파수의 일부는 기본 주파수와 합성되어 제 3 고조파 주파수를 발생시킬 수 있다. 제 2 고조파 주파수 및 제 3 고조파 주파수는 합성되어 제 5 고조파 주파수를 발생시킬 수 있다. 펌프 주파수 및 제 5 고조파 주파수는 합성되어 약 189 nm와 약 200 nm 사이의 파장, 예를 들어 약 193.4 nm에 대응하는 파장에 대응하는 합산 주파수를 발생시킬 수 있다. 이러한 방법의 몇 가지 실시예들에서, 펌프 주파수는 제 5 고조파를 효율적으로 출력 파장으로 변환하기 위하여, 펌프 주파수를 제 5 고조파와 믹싱하는 캐비티(cavity) 내에서 재순환된다. 이러한 방법의 몇 가지 실시예들에서, 기본 주파수는 제 2 고조파를 효율적으로 제 3 고조파로 변환하기 위하여, 기본 주파수를 제 2 고조파와 합성하는 캐비티 내에서 재순환된다.
샘플을 검사하기 위한 다양한 시스템이 설명된다. 이러한 시스템은 약 189 nm와 약 200 nm 사이의 파장, 예를 들어 약 193 nm의 파장에서의 방사선의 출력 빔을 발생시키기 위한 레이저를 포함할 수 있다. 레이저는 약 1109 nm의 파장에 대응하는 펌프 주파수를 발생시키기 위한 펌프 레이저, 약 1171 nm의 파장에 대응하는 기본 주파수를 발생시키기 위한 기본 레이저, 및 출력 빔을 발생시키기 위한 주파수 믹싱 모듈을 포함할 수 있다. 펌프 주파수, 기본 주파수 및 복수 개의 주파수가 약 193 nm 방사선을 발생시키기 위하여 사용될 수 있다. 몇 가지 실시예들에서, 레이저는 다른 스테이지 내의 하나의 고조파 발생기 또는 주파수 믹싱 모듈로부터 적어도 하나의 미소비 주파수를 사용하도록 최적화된다. 일 실시예에서, 펌프 주파수는 최종 주파수 믹싱 모듈에서 재순환된다. 시스템은 출력 빔을 샘플 상에 집속시키기 위한 수단 및 샘플로부터 산란되거나 반사된 광을 수집하기 위한 수단을 더 포함할 수 있다.
결함에 대하여 포토마스크, 레티클, 또는 반도체 웨이퍼의 표면을 검사하기 위한 광학적 검사 시스템이 설명된다. 이러한 검사 시스템은 약 189 nm와 약 200 nm 사이의 파장, 예를 들어 약 193 nm에 있는 광을 발생시키기 위한, 본 명세서에서 설명되는 레이저들 중 하나를 포함한다. 이러한 레이저는 약 1109 nm의 파장에 대응하는 펌프 주파수를 발생시키기 위한 펌프 레이저, 약 1171 nm의 파장에 대응하는 기본 주파수를 발생시키기 위한 기본 레이저, 및 복수 개의 주파수들을 발생시키기 위한 주파수 믹싱 모듈을 포함할 수 있다. 펌프 주파수, 기본 주파수 및 복수 개의 주파수가 약 193 nm 방사선을 발생시키기 위하여 사용될 수 있다. 몇 가지 실시예들에서, 레이저는 다른 스테이지 내의 하나의 고조파 발생기 또는 주파수 믹싱 모듈로부터 적어도 하나의 미소비 주파수를 사용하도록 최적화된다. 일 실시예에서, 펌프 주파수는 최종 주파수 믹싱 모듈에서 재순환된다. 이러한 검사 시스템은 신호 또는 이미지의 두 개의 채널을 동시에 조명하고 검출한다. 양자 모두의 채널은 동일한 센서 상에서 동시에 검출된다. 두 개의 채널은 검사된 오브젝트가 투명일 경우에는(예를 들어 레티클 또는 포토마스크의 경우에는) 반사된 강도 및 투과된 강도를 포함할 수도 있고, 또는 두 개의 상이한 조명 모드, 예컨대 입사각, 편광 상태, 파장 범위, 또는 이들의 몇 가지 조합을 포함할 수도 있다.
또한, 결함에 대하여 포토마스크, 레티클, 또는 반도체 웨이퍼의 표면을 검사하기 위한 광학적 검사 시스템이 설명된다. 이러한 시스템은 광축을 따라 입사 광 빔을 방출하기 위한 광원을 포함할 수 있는데, 이러한 광원은 약 189 nm와 약 200 nm 사이의 파장, 예를 들어 약 193 nm의 파장을, 약 1109 nm의 파장에 대응하는 펌프 주파수 및 약 1171 nm의 파장에 대응하는 기본 주파수로부터 발생시킨다. 광축을 따라 배치된 광학계는, 입사 광 빔을 포토마스크, 레티클, 또는 반도체 웨이퍼의 표면 상에 디렉팅하도록 구성되는 복수 개의 광학 컴포넌트를 포함한다. 이러한 시스템은 투과된 광의 광 강도를 감지하기 위한 투과 광 검출기 장치를 포함한다. 이러한 시스템은 반사된 광의 광 강도를 감지하기 위한 반사 광 검출기 장치를 더 포함한다.
또한 표면 검사 장치가 설명된다. 이러한 장치는 약 189 nm와 약 200 nm 사이의 파장, 예를 들어 약 193 nm의 파장에서의 방사선의 빔을 발생시키기 위한 레이저를 포함할 수 있다. 이러한 레이저는 약 1109 nm의 파장에 대응하는 펌프 주파수, 및 약 1171 nm의 파장에 대응하는 기본 주파수로부터 방사선을 빔을 발생시키는 광원, 및 복수 개의 주파수를 발생시키기 위한 복수 개의 고조파 발생기 및 주파수 믹싱 모듈을 포함할 수 있는데, 펌프 주파수, 기본 주파수 및 복수 개의 주파수는 약 193 nm 방사선을 발생시키기 위하여 사용된다. 몇 가지 실시예들에서, 레이저는 다른 스테이지 내의 하나의 고조파 발생기 또는 주파수 믹싱 모듈로부터 적어도 하나의 미소비 주파수를 사용하도록 최적화된다. 일 실시예에서, 펌프 주파수는 최종 주파수 믹싱 모듈에서 재순환된다. 장치의 조명 시스템은, 방사선의 빔을 표면에 대해 비-수직 입사각에서 집속시켜 조명 라인을 실질적으로 집속 빔의 입사면에 있는 표면 상에 형성하도록 구성될 수 있다. 입사면은 집속 빔 및 집속 빔을 통과하고 상기 표면에 수직인 방향에 의하여 정의된다. 장치의 수집 시스템이 조명 라인을 이미징하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 수집 시스템은 조명 라인을 포함하는 표면의 영역으로부터 산란되는 광을 수집하기 위한 이미징 렌즈를 포함할 수 있다. 집속 렌즈는 수집된 광을 집속하기 위하여 제공될 수 있다. 광감성 엘리먼트의 어레이를 포함하는 디바이스도 역시 제공될 수 있다. 이러한 어레이에서, 광감성 엘리먼트의 어레이 중 각각의 광감성 엘리먼트는 조명 라인의 확대된 이미지의 대응하는 부분을 검출하도록 구성될 수 있다.
샘플의 이상을 검출하기 위한 광학계도 역시 설명된다. 이러한 광학계는 약 189 nm와 약 200 nm 사이의 파장, 예를 들어 약 193 nm에 있는 파장에서 검사 빔을 발생시키기 위한, 본 명세서에서 설명되는 레이저들 중 하나를 포함한다. 이러한 레이저는 약 1109 nm의 파장에 대응하는 펌프 주파수를 발생시키기 위한 펌프 레이저, 약 1171 nm의 파장에 대응하는 기본 주파수를 발생시키기 위한 기본 레이저, 및 복수 개의 주파수들을 발생시키기 위한 복수 개의 고조파 발생기 및 주파수 믹싱 모듈을 포함할 수 있다. 펌프 주파수, 기본 주파수 및 복수 개의 주파수가 약 193 nm 방사선을 발생시키기 위하여 사용될 수 있다. 이러한 시스템은 제 1 빔을 제 1 경로를 따라 샘플의 표면 상의 제 1 스폿 상에 디렉팅하기 위한 제 1 광학기를 포함할 수 있다. 이러한 시스템은 제 2 빔을 제 2 경로를 따라 샘플의 표면 상의 제 2 스폿 상에 디렉팅하기 위한 제 2 광학기를 더 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 경로는 샘플의 표면에 대해 상이한 입사각에 있다. 수집 광학기는 산란된 방사선을 샘플 표면 상의 스폿으로부터 수신하고 산란된 방사선을 제 1 검출기로 집속시키는 곡면(curved) 미러링된 표면을 포함할 수 있다. 제 1 검출기는 곡면 미러링된 표면에 의하여 그 위에 집속된 방사선에 응답하여 출력 값을 제공한다. 수집 광학기는 산란된 방사선을 샘플 표면 상의 스폿으로부터 수신하고 산란된 방사선을 제 2 검출기로 집속시키는 렌즈를 더 포함할 수 있다. 제 2 검출기는 상기 렌즈에 의하여 그 위에 집속된 방사선에 응답하여 출력 값을 제공한다. 제 1 및 제 2 스폿이 샘플의 표면에 걸쳐 스캐닝되도록, 제 1 및 제 2 빔 및 샘플 사이의 상대적인 모션을 야기하는 기구가 제공될 수 있다.
샘플의 이상을 검출하기 위한 다른 광학계가 설명된다. 이러한 광학계는 약 189 nm와 약 200 nm 사이의 파장, 예를 들어 약 193 nm에 있는 파장에서 제 1 및 제 2 빔을 발생시키기 위한, 본 명세서에서 설명되는 레이저들 중 하나를 포함한다. 이러한 레이저는 약 1109 nm의 파장에 대응하는 펌프 주파수를 발생시키기 위한 펌프 레이저, 약 1171 nm의 파장에 대응하는 기본 주파수를 발생시키기 위한 기본 레이저, 및 복수 개의 주파수들을 발생시키기 위한 복수 개의 고조파 발생기 및 주파수 믹싱 모듈을 포함할 수 있다. 펌프 주파수, 기본 주파수 및 복수 개의 주파수가 약 193 nm 방사선을 발생시키기 위하여 사용될 수 있다. 광학계 내의 광학기는, 광의 복수 개의 채널을 수신하고 복수 개의 채널의 광 에너지를 공간적으로 분리된 합성 광으로 합성하며, 이러한 공간적으로 분리된 합성 광 빔을 샘플을 향하여 디렉팅하도록 구성된다. 이러한 광학계 내의 데이터 획득 서브시스템은 샘플로부터 반사된 광을 검출하도록 구성되는 적어도 하나의 검출기를 포함한다. 데이터 획득 서브시스템은 반사된 광을 광의 복수 개의 채널에 대응하는 복수 개의 수신된 채널로 분리하도록 구성될 수 있다.
암시야(dark-field) 조명을 가지는 반사굴절 이미징 시스템(catadioptric imaging system)도 역시 설명된다. 이러한 시스템은 UV 광을 발생시키기 위한 자외선(UV) 광원을 포함할 수 있다. UV 광원은 약 189 nm와 약 200 nm 사이의 파장, 예를 들어 약 193 nm에 있는 파장에서 광을 발생시키기 위한, 본 명세서에서 설명되는 레이저들 중 하나를 포함한다. 레이저는 약 1109 nm의 파장에 대응하는 펌프 주파수를 발생시키기 위한 펌프 레이저, 약 1171 nm의 파장에 대응하는 기본 주파수를 발생시키기 위한 기본 레이저, 제 5 고조파 발생기, 및 약 193 nm 파장 광을 발생시키기 위한 주파수 믹싱 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 적응 광학기가 검사되는 중인 표면 상의 조명 빔 사이즈 및 프로파일을 제어하기 위하여 제공된다. 대물 렌즈는 서로 동작적으로 관련되는 반사굴절 대물렌즈(catadioptric objective), 집속 렌즈 그룹(focusing lens group), 및 확대 튜브 렌즈 섹션(zooming tube lens section)을 포함할 수 있다. 상기 UV 광을 상기 광축을 따라 샘플의 표면에 수직 입사각으로 디렉팅하고, 상기 샘플의 표면 피쳐로부터의 정반사(specular reflections) 및 상기 대물 렌즈의 광학적 표면으로부터의 반사를 광 경로를 따라 이미징 평면으로 디렉팅하기 위하여 프리즘이 제공될 수 있다.
도 1 은 193 nm 파장 광을 약 1171 nm의 기본 파장(ω) 및 약 1109 nm의 펌프 파장(ω0)을 사용하여 발생시키기 위한 예시적인 레이저의 블록도를 도시한다.
도 2a 는 예시적인 제 5 고조파 발생기 모듈을 도시한다.
도 2b 는 대안적인 예시적 제 5 고조파 발생기 모듈을 도시한다.
도 3 은 약 1109 nm의 펌프 파장을 발생시키기 위한 예시적인 펌프 레이저 및 기본 레이저를 도시한다.
도 4 는 예시적인 주파수 믹싱 모듈의 블록도를 도시한다.
도 5 는 이미지 또는 신호 데이터의 두 개의 채널을 동시에 수집하고 193 nm 레이저를 포함하는 예시적인 검사 시스템을 도시한다.
도 6 은 193 nm 레이저를 포함하는 예시적인 포토마스크 또는 레티클 검사 시스템을 도시한다.
도 7a 및 도 7b 는 다수의 수집 광학기 및 193 nm 레이저를 가지는 예시적인 검사 시스템을 도시한다.
도 8 은 193 nm 레이저를 포함하는 예시적인 표면 검사 시스템을 도시한다.
도 9 는 193 nm 레이저를 포함하는 다른 예시적인 표면 검사 시스템을 도시한다.
도 10 은 다수의 대물 렌즈들과 193 nm 레이저를 포함하는 예시적인 검사 시스템을 도시한다.
도 11 은 암시야 및 명시야(bright-field) 모드가 있으며 193 nm 레이저를 포함하는 예시적인 검사 시스템을 도시한다.
193 nm 광을 발생시키기 위한 개선된 섬유-광학 기초 레이저가 설명된다. 이러한 레이저는 기본 파장(ω 가 1171 nm 근처에 있음)의 제 5 고조파(5ω)를 펌프 파장(ω0 가 1109 nm 근처에 있음)과 합성하여 193 nm 광을 발생시킨다. 비선형 미디어의 적합한 선택에 의하여, 이러한 합성은 아래에서 설명되는 바와 같이 거의 비-임계 위상 매칭(non-critical phase matching)을 사용하여 획득될 수 있다. 이러한 합성은 결과적으로 높은 변환 효율, 양호한 안정성, 및 높은 신뢰성을 초래한다.
도 1 은 193 nm 광을 발생시키기 위한 섬유-광학-기초 레이저(100)의 예시적인 실시예의 단순화된 블록도를 도시한다. 이러한 실시예에서, 레이저(100)는 1109 nm 근처의 파장에서 동작하고 있는 펌프 레이저(101)를 포함하는데, 이것은 약 1109 nm의 파장, 예컨대 1109.1 nm의 파장에 대응하는 주파수에서 펌프 레이저 광(102)을 발생시킨다. 설명의 편의를 위하여, 펌프 파장은 본 명세서에서 ω0 라고 지정될 것이다. 펌프 레이저(101)는 Yb-도핑된 섬유-광학 레이저 또는 다른 레이저를 포함할 수도 있다. 바람직하게는, 펌프 레이저(101)는 안정화되어야 하고 좁은 대역폭(예컨대 약 300 pm와 같거나 이보다 더 적은, 에너지의 95% 를 보유하는 대역폭, 즉 E95 대역폭)을 가져야 한다. 섬유 브래그 격자, 회절 격자 또는 에탈론, 또는 분산형 피드백과 같은 파장 선택적 디바이스는 파장 및 대역폭을 제어하기 위한 펌프 레이저(101)와 함께 사용될 수 있다. ω0 의 주파수에서 펌프 레이저 광(102)은 본 명세서에서 ω 로 지정되는 기본 주파수에서 기본 레이저 광(104)을 발생시키는 기본 레이저(103)를 펌핑하기 위하여 사용된다. 바람직하게는 기본 주파수 ω 는 약 1171 nm의 파장, 예컨대 1171.0 nm의 파장에 대응한다. 기본 레이저(103)는 라만 섬유 레이저에 의하여 구현될 수 있다. 기본 레이저(103)는 바람직하게는 안정화되어야 하고 좁은 대역폭을 가져야 한다. 펌프 레이저(101) 및 기본 레이저(103)의 하나의 예시적인 실시예가 도 3 에서 좀 더 상세하게 도시되고 이하 설명된다.
기본 레이저(103)에 의하여 출력되는 기본 레이저 광(104)은은 제 5 고조파 발생기 모듈(105)로 디렉팅된다. 제 5 고조파 발생기 모듈(105)은 기본 주파수의 제 5 고조파(5ω)(106)를 발생시키기 위한 다수의 주파수 변환 스테이지를 포함한다. 바람직한 실시예들에서, 제 5 고조파(106)는 약 234.2 nm의 파장에 대응한다. 제 5 고조파 발생기 모듈(105)의 예시적인 실시예는 도 2a 및 도 2b 에 도시되고 이하 설명된다.
주파수 믹싱 모듈(107)은 제 5 고조파(106)(제 5 고조파 발생기(105)로부터) 및 펌프 레이저 광(ω0) 양자 모두를 수신하고 약 193.4 nm의 파장에서 레이저 출력(108)을 발생시킨다. 펌프 레이저 광(ω0)은, 펌프 레이저(101)의 출력으로부터 펌프 레이저 광의 일부(102')를 분리함으로써 또는 기본 레이저(103)로부터의 미소비 펌프 레이저 광(102")을 디렉팅함으로써, 주파수 믹싱 모듈(107)로 디렉팅될 수도 있다. 주파수 믹싱 모듈(107)은 비선형 결정, 바람직하게는 수소-어닐링된 CLBO(세슘 리튬 보레이트) 또는 어닐링된 CLBO를 포함한다. CLBO는 약 187 ℃아래의 결정 온도에 대하여, 1109.1 nm 및 234.2 nm 근처의 파장들에 대하여 거의 비-임계적으로 위상 매칭된다. 바람직한 실시예들에서, CLBO의 온도는 약 120 ℃인데, 이것은 결과적으로 약 7 mrad의 워크-오프 각도(walk-off angle)를 초래하고, 이를 통하여 긴 결정(몇 가지 실시예에서는 약 15 mm 내지 20 mm)이 사용되도록 허용한다. 주파수 믹싱 모듈(107)의 예시적인 실시예의 더 많은 세부사항이 도 4 에 도시되고 이하 설명된다. 수소-어닐링된 CLBO를 포함하는, 수소-어닐링된 비선형 결정에 대한 더 많은 세부사항은, 발명의 명칭이 "비선형 광학 결정의 수소 패시베이션(Hydrogen Passivation Of Non-Linear Optical Crystals)"이고 2012 년 6 월 1 일에 출원되며 본 명세서에서 참조되어 통합되는 미국 특허 출원 번호 제 13/488,635 호에서 발견될 수 있다.
도 2a 는 제 5 고조파 발생기 모듈(105)(도 1)의 기능을 수행하기에 적합한 예시적인 제 5 고조파 발생기 모듈(200)의 단순화된 블록도를 도시한다. 제 5 고조파 발생기 모듈(200)에서, 기본 주파수(ω)(201)는 직접적으로 제 2 고조파 발생기(202)로 제공되는데, 이것이 제 2 고조파(2ω)(203)를 발생시킨다. 고조파 발생기가 자신의 입력 광을 완전히 소비하지 않는다는 것에 주의하는데, 이것은 제 5 고조파 발생기 모듈(200)에서 활용된다. 구체적으로 설명하면, 제 2 고조파 발생기(202)에 의하여 소비되지 않은 기본(ω)(즉 미소비 기본(ω)(207))이 제 5 고조파 발생기(206)로 제공될 수 있다.
일 실시예(미도시)에서, 미소비 기본(ω)은 직접적으로 제 2 고조파 발생기(202) 및 제 4 고조파 발생기(204)를 통과하여 전파하여 제 4 고조파 발생기(204)에 의하여 발생된 제 4 고조파(4ω)(205)와 함께 제 5 고조파 발생기(206)에 도달하도록 허용된다. 이러한 접근법은 약 10 ps 또는 이보다 더 긴 펄스 폭에 대하여 실용적일 수 있는데, 이러한 펄스 폭은 본 명세서에서 설명되는 펌프 레이저 및 기본 레이저에 대한 바람직한 펄스 폭들이다. 시간에 있어서 10 ps의 펄스 폭은, 펄스의 공간적 길이가 약 3 mm라는 것을 의미하고, 결과적으로, 제 2 고조파 발생기(202) 및 제 4 고조파 발생기(204)를 통과하는 펄스 전파에서의 작은 차분적 지연들은 일반적으로 중요하지 않다.
다른 실시예에서, 미소비 기본(ω)(207)은 제 2 고조파 발생기(202)의 출력에서의 제 2 고조파(2ω)(203)로부터 분리되고, 컴포넌트, 예를 들어 미러 및 프리즘에 의하여 제 5 고조파 발생기(206)로 디렉팅될 수도 있다. 이러한 접근법은 제 5 고조파 발생기(206)에서의 기본(ω) 및 제 4 고조파(4ω)(205)의 펄스들의 도달의 타이밍의 최적화를 허용하고, 또한, 광학 코팅, 빔 정렬, 및 빔 웨이스트(beam waist)의 별개의 최적화를 허용한다.
제 2 고조파 발생기(202)는 비선형 결정, 바람직하게는 LBO(리튬 트리보레이트)를 사용한다. LBO는 약 45℃의 온도에서 1171 nm 근처의 파장에 대하여 XZ 결정 평면에 대해 비-임계적으로 위상 매칭되고, 이를 통하여 결과적으로 45℃ 근처이거나 이보다 다소 높은 온도에 대하여 무의미한(insignificant) 워크 오프를 초래한다. 결정 길이는 기본(ω)(201)의 적합한 작은 부분(fraction)을 제 2 고조파(2ω)(203)로 변환하기 위하여, 그리고 미소비 기본(ω)(207)의 적합한 양을 제 5 고조파 발생기(206)를 위하여 남겨두기 위하여 선택될 수 있다.
제 2 고조파(2ω)(203)는 제 4 고조파 발생기(204)로 디렉팅되는데, 이것이 제 4 고조파(4ω)(205)를 발생시킨다. 원하는 경우에는, 임의의 미소비 제 2 고조파(2ω)(211)는, 예를 들어 편광 빔 분할기에 의하여 제 4 고조파(4ω)(204)로부터 분리될 수도 있다. 또한 미소비 제 2 고조파(211)는 캐비티 내에서 재순환됨으로써, 결정 내의 제 2 고조파 전력 밀도를 증가시키고, 제 2 고조파(2ω)(203)를 제 4 고조파(4ω)(205)로 더 효율적으로 변환하기 위하여 미소비 펄스가 다음으로 인입하는 펄스와 일치하게 할 수도 있다. 입력 주파수를 재순환시키는 일 예는 주파수 믹싱 모듈(400)에 대하여 도 4 에 도시된다. 도 4 에 도시되는 것과 유사한 기법이 제 2 고조파(2ω)(203)를 제 4 고조파 발생기(204) 내에 재순환시키기 위하여 사용될 수 있다.
제 4 고조파 발생기(204)는 비선형 결정, 바람직하게는 CLBO 또는 LBO를 사용한다. CLBO는 120 ℃ 근처에 있는 온도에 대하여 약 37 mrad의 워크-오프 각도 및 약 0.7 pm V-1의 deff를 가지고 약 52.8° 의 각도로서 585.5 nm 근처의 파장에 대하여 임계적으로 위상 매칭된다. LBO는, 약 12 mrad으로부터 14 mrad까지의 범위에 있는 낮은 워크-오프 각도를 가지지만 CLBO의 경우보다 훨씬 더 낮은 약 0.3 pm V-1의 deff를 가지고, 50 ℃ 미만으로부터 200 ℃ 초과의 온도에서 XY 결정 평면에 대하여 약 67.7° 및 68.4° 사이의 각도에서 585.5 nm 근처에 있는 파장에 대하여 임계적으로 위상 매칭된다.
제 4 고조파(4ω)(205)는 제 5 고조파 발생기(206)로 디렉팅되는데, 이것은 제 4 고조파(4ω)(205)를 비선형 결정 내의 제 2 고조파 발생기(202)로부터의 미소비 기본(ω)(207)과 믹싱함으로써 제 5 고조파(5ω)(205)를 발생시킨다. 원하는 경우에는, 임의의 미소비 제 4 고조파(4ω) 및 미소비 기본(ω)(모두 함께 213 이라고 명명됨)이, 예를 들어 프리즘 또는 편광 빔 분할기에 의하여 제 5 고조파로부터 분리될 수도 있다. 임의의 미소비 기본(ω)(207)은 또한 캐비티 내에서 재순환됨으로써, 결정 내의 기본 전력 밀도를 증가시키고 제 4 고조파(4ω)(205)를 제 5 고조파(5ω)(209)로 더 효율적으로 변환시키기 위하여 미소비 펄스가 다음으로 인입하는 펄스와 일치하게 할 수도 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 입력 주파수를 재순환시키는 일 예는 주파수 믹싱 모듈(400)에 대하여 도 4 에 도시된다. 도 4 에 도시되는 것과 유사한 기법이 미소비 기본(ω)(207)을 제 5 고조파 발생기(206) 내에서 재순환시키기 위하여 사용될 수 있다.
바람직한 실시예들에서, 제 5 고조파 발생기(204)는 CLBO 또는 LBO를 주파수 믹싱을 위한 비선형 결정으로서 사용한다. CLBO는 약 120 ℃의 온도에서 약 38 mrad의 워크-오프 각도 및 약 0.8 pm V-1의 deff를 가지고 약 56.1° 의 각도에서 292.75 nm 및 1171 nm의 파장에 대하여 임계적으로 위상 매칭된다. LBO는, 약 11 mrad으로부터 13 mrad까지의 범위에 있는 낮은 워크-오프 각도를 가지면서 CLBO의 경우보다 훨씬 더 낮은 약 0.3 pm V-1의 deff를 가지고, 50 ℃ 미만으로부터 200 ℃ 초과의 온도에서 XY 결정 평면에 대하여 약 72.0° 및 73.7° 사이의 각도에서 292.75 nm 및 1171 nm근처에 있는 파장에 대하여 임계적으로 위상 매칭된다. 일 실시예에서, 제 5 고조파 발생기(206)는 수소-어닐링된 CLBO 또는 LBO 결정을 사용한다.
도 2b 는 제 5 고조파 발생기 모듈(105)(도 1)의 기능을 수행하기에 적합한 예시적인 대안적 제 5 고조파 발생기 모듈(220)의 단순화된 블록도를 도시한다. 제 5 고조파 발생기(220)는, 제 5 고조파 발생기 모듈(200)의 제 5 고조파 발생기(206)에 대한 임계 위상 매칭과 비교하여, 제 5 고조파 발생기(220)가 자신의 제 5 고조파 발생기(226)에 대하여 거의 비-임계 위상 매칭을 사용할 수 있다는 점에서 제 5 고조파 발생기(200)보다 나은 장점을 가진다. 요구된 출력 전력 레벨, 레이저 반복 레이트, 레이저 펄스 폭, 비용 및 다른 인자들에 의존하여, 모듈(200) 또는 모듈(220) 중 하나가 가장 적합할 수도 있다.
제 5 고조파 발생기 모듈(220)에서, 기본(ω)(221)이 직접적으로 제 2 고조파 발생기(222)로 제공되는데, 이것은 제 2 고조파 발생기(202)(도 2a)에 대하여 위에서 설명된 것에 유사한 방식으로 제 2 고조파(2ω)(223A)를 발생시킨다. 바람직하게는, LBO 결정이 제 2 고조파 발생기(202)에 대하여 위에서 설명된 것과 실질적으로 유사한 방식으로 비선형 결정에 대하여 사용된다.
위에서 설명된 바와 같이, 입력 광 전부가 제 2 고조파 발생기(222)에 의하여 소비되는 것은 아니다. 제 5 고조파 발생기 모듈(220)에서, 제 2 고조파 발생기(222)는 제 2 고조파(2ω)(223A) 및 미소비 기본(ω)(223B)을 출력하고, 이들 양자 모두를 제 3 고조파(3ω) 발생기(224)로 디렉팅한다. 렌즈, 프리즘, 미러 및 다른 광학 컴포넌트가, 제 2 고조파(2ω)(223A) 및 미소비 기본(ω)(223B)을 제 3 고조파 발생기(224)의 비선형 결정과 실질적으로 일치하는 초점으로 재집속하기 위하여 사용될 수 있다. 필요한 경우에는, 적합한 광학적 재료가 사용되어 제 2 고조파(2ω)(223A) 및 미소비 기본(ω)(223B) 사이에 작은 상대적인 지연을 도입하여 제 2 고조파 발생기(222)에 의하여 야기되는 펄스들 사이의 상대적인 지연을 보상함으로써, 펄스들이 제 3 고조파 발생기(224)의 비선형 결정에 실질적으로 동시에 도달하도록 할 수도 있다.
제 3 고조파 발생기(224)는 제 2 고조파(2ω)(223A) 및 기본(ω)(223B)을 비선형 결정 내에서 믹싱함으로써 제 3 고조파(3ω)(225A)를 발생시킨다. 원하는 경우에는, 임의의 미소비 기본(ω)(227)이, 예를 들어 프리즘에 의하여 제 3 고조파(3ω)(225A) 및 미소비 제 2 고조파(2ω)(225B)로부터 분리될 수도 있다. 미소비 기본(ω)(227)은 또한 캐비티 내에서 재순환됨으로써, 결정 내의 기본 전력 밀도를 증가시키고 제 2 고조파(ω)(223A)를 제 3 고조파(ω)(225A)로 더 효율적으로 변환시키기 위하여 미소비 펄스가 다음으로 인입하는 펄스와 일치하게 할 수도 있다. 입력 주파수를 재순환시키는 일 예는 주파수 믹싱 모듈(400)에 대하여 도 4 에 도시된다. 도 4 에 도시되는 것과 유사한 기법이 미소비 기본(ω)(227)을 제 3 고조파 발생기(224) 내에서 재순환시키기 위하여 사용될 수 있다.
바람직한 실시예들에서, 제 3 고조파 발생기(224)는 LBO를 주파수 믹싱을 위한 비선형 결정으로서 사용한다. LBO는, 약 7 mrad으로부터 10 mrad까지의 범위에 있는 낮은 워크-오프 각도를 가지고, 50 ℃ 미만으로부터 200 ℃ 초과의 온도에서 YZ 결정 평면에 대하여 약 22.7° 및 34.9° 사이의 각도에서 1171 nm 및 585.5 nm근처에 있는 파장의 타입 II 믹싱에 대하여 임계적으로 위상 매칭된다. LBO는 또한 타입 I 믹싱에 대하여 XY 평면에 대해 임계적으로 위상 매칭될 수 있는데, 하지만 워크-오프 각도는 조금 더 크고(약 15 mrad), 하나의 입력 파장의 편광은 이것을 타입 I 믹싱에 대해 다른 것과 정렬시키기 위하여 회전되어야 한다.
제 3 고조파(3ω)(225A) 및 미소비 제 2 고조파(2ω)(225B)는 양자 모두 제 5 고조파 발생기(226)로 디렉팅되고, 이것이 그러한 주파수들을 비선형 결정 내에서 함께 믹싱함으로써 제 5 고조파(5ω)(229)를 발생시킨다. 원하는 경우에는, 임의의 미소비 제 3 고조파 및 미소비 제 2 고조파(모두 함께 233 이라고 명명됨)가, 예를 들어 프리즘 또는 편광 빔 분할기에 의하여 제 5 고조파로부터 분리될 수도 있다. 소비되지 않는 임의의 제 2 고조파(2ω)(225B)의 일부도 역시 캐비티 내에서 재순환됨으로써, 결정 내의 제 2 고조파 전력 밀도를 증가시키고, 제 3 고조파(3ω)(225A)를 제 5 고조파(229)로 더 효율적으로 변환하기 위하여 미소비 펄스가 다음으로 인입하는 펄스와 일치하게 할 수도 있다. 입력 주파수를 재순환시키는 일 예는 주파수 믹싱 모듈(400)에 대하여 도 4 에 도시된다. 도 4 에 도시되는 것과 유사한 기법이 제 2 고조파(2ω)(225B)를 제 5 고조파 발생기(226) 내에 재순환시키기 위하여 사용될 수 있다.
제 5 고조파 발생기(226)의 바람직한 실시예들에서, 비선형 결정은 CLBO이고, 이것은 약 161 ℃의 온도에서 585.5 nm 및 390.3 nm의 파장들에 대하여 비-임계적으로 위상 매칭된다. 이러한 실시예에서, CLBO 결정이 약 4 mrad 내지 7 mrad의 범위에 있는 낮은 워크-오프 각도를 가지고, 약 85.1° 및 87.4° 사이의 각도에서 161 ℃보다 낮은 온도, 예컨대 약 120 ℃에서 또는 약 80 ℃ 및 약 140 ℃ 사이의 온도에서 거의 비-임계적으로 위상 매칭된 상태로 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 제 5 고조파 발생기(226)는 수소-어닐링된 CLBO 결정을 사용한다.
도 3 은 펌프 레이저 및 기본 레이저(300)의 예시적인 실시예를 도시한다. 펌프 시드 레이저(302)는 원하는 펌프 주파수(ω0)에서 펌프 시드(303)를 발생시키는데, 이 주파수는 바람직한 실시예들에서 약 1109.1 nm의 파장에 대응한다. 펌프 시드 레이저(302)는 바람직하게는 약 300 pm 미만, 또는 몇 가지 실시예들에서는 100 pm 미만의 E95 대역폭을 가지는 안정한 협-대역 레이저이다. 몇 가지 실시예들에서, 펌프 시드 레이저(302)는 안정화된 다이오드 레이저, 또는 안정화된 저-전력 섬유 레이저이다. 몇 가지 실시예들에서, 펌프 시드 레이저(302)는 CW 레이저이다. 다른 실시예들에서, 펌프 시드 레이저(302)는 펄스형 레이저이고, 마스터 발진기(308) 및 펌프 레이저 다이오드(301)와 동기되어 트리거링된다.
펌프 시드(ω0)(303)는 펌프 레이저 다이오드(301)로부터의 더 짧은 파장 광과 합성된다. 바람직하게는, 펌프 레이저 다이오드(301)는 약 900 nm 및 약 1 urn 사이의, 예컨대 975 nm 근처의 파장을 출력한다. 펌프 레이저 다이오드(301)는 약 1 nm 또는 수 nm의 파장 범위에 걸쳐 상대적으로 광대역 광을 발생시킬 수도 있다. 펌프 레이저 다이오드(301)로부터의 출력은 펌프 시드(ω0)(303)와 합성되고, 제 1 펌프 증폭기(304)로 공급된다. 제 1 펌프 증폭기(304)는 바람직하게는 Yb-도핑된 광섬유를 포함한다. 제 1 펌프 증폭기(304)는 펌프 시드(ω0)(303)를 더 높은 전력 레벨, 예컨대 수 mW로부터 수백 mW까지의 레벨, 또는 약 100 mW로부터 수 W까지의 레벨로 증폭한다. 몇 가지 실시예들에서, 제 1 펌프 증폭기(304)의 출력은 제 2 펌프 증폭기(306)로 전송되어 펌프 주파수(ω0)를 더 높은 전력 레벨로 더욱 증폭할 수도 있다. 몇 가지 실시예들(미도시)에서, 제 2 증폭기(306)와 유사한 추가적 증폭기가 펌프 주파수(ω0)에서 전력을 더욱 증가시키기 위하여 데이지-연결될 수도 있다. 몇 가지 실시예들에서, 레이저의 193 nm 출력 파장 근처에서 필요한 전력에 의존하여, 펌프 주파수(ω0)에서의 전력은 수 W, 또는 몇 십 W로, 또는 일 실시예에서는 약 100 W로 증가될 수도 있다. 도 3 에 표시된 바와 같이, 하나 이상의 ASE(amplified stimulated emission) 필터(305)가 증폭기 체인 내에(및/또는 개개의 증폭기 내에서) 분포되어 ASE를 억제하고 출력 대역폭이 펌프 시드 레이저(302)의 그것과 실질적으로 유사하도록 보장할 수도 있다. 펌프 주파수에서의 증폭된 광의 부분(예컨대 50% 미만)이 분리되고 주파수 믹싱 모듈(107)(도 1)로 디렉팅된다. 펌프 주파수에서의 증폭된 광의 이러한 부분이 펌프(317)로서의 증폭기 체인의 끝에서 탭오프되거나, 펌프(317')로서의 라만 증폭기 이후에 분리될 수도 있다. 몇 가지 실시예들(미도시)에서, 펌프 주파수에서 증폭된 광의 부분이 부분적으로 증폭기 체인을 따라 탭오프될 수도 있다(tapped off).
이러한 실시예에서, 펌프 주파수에 있는 증폭기 광은 라만 증폭기(310)로 디렉팅된다. 라만 증폭기(310)는 마스터 발진기(308)에 의하여 발생된 기본 시드(ω)(309)의 라만 증폭에 의하여 기본 주파수(ω)(319)를 발생시킨다. 마스터 발진기(308)는 원하는 기본 주파수 ω 및 기본 대역폭에서 기본 시드(ω)(309)를 발생시키는데, 이것은 바람직하게는 약 300 pm보다, 또는 몇 가지 실시예들에서는 약 100 pm보다 더 작은 E95 대역폭이다. 바람직한 실시예들에서, 주파수 ω는 1171 nm에 가까운 파장에 대응한다. 마스터 발진기(308)는, 이것이 기본 시드 레이저의 전체 안정성을 주로 결정하기 때문에 매우 안정해야 한다. 기본 시드(ω)(309)는 도 3 에 도시된 바와 같이 라만 증폭기(310) 직전에 펌프 주파수와 합성될 수도 있고, 또는 이것은 더 이전에, 예컨대 기본 시드(ω)(309")로서 도시된 바와 같이 증폭기 데이지 체인 내에서 주입될 수도 있으며, 또는 기본 시드(ω)(309')에 의하여 도시된 바와 같이 제 1 펌프 증폭기 이전에 주입될 수도 있다. 일 실시예(미도시)에서, 기본 시드는 펌프 시드(303)가 펌프 레이저 다이오드(301)로부터의 광과 합성되기 이전에 펌프 시드(303)와 합성될 수도 있다. 이러한 구성은 레이저 다이오드의 고 전력이 합성되기 이전에 오직 저 전력 광만을 합성하는 장점을 가진다. 라만 증폭기에 대한 시드를 펌프 광과 합성하기 위한 상이한 방식의 더 많은 세부사항들은 발명의 명칭이 "고상 조명 소스 및 검사 시스템(Solid State Illumination Source And Inspection System)"이고 2013 년 11 월 15 일에 출원된 미국 특허 출원 번호 제 14/022,190 호에 설명되는데, 이것은 본 명세서에서 참조되어 통합된다.
바람직한 실시예들에서, 라만 증폭기(310)는 용융 실리카 섬유, 또는 게르마니아-도핑 용융 실리카 섬유(germania-doped fused silica fiber)를 포함한다. 용융 실리카 및 게르마니아-도핑 용융 실리카의 라만 이득이 높기 때문에, 약 2m 또는 그보다 짧은 섬유가 충분한 이득을 제공할 수도 있다(마스터 발진기(308)의 전력 및 기본 주파수(319)의 원하는 출력 전력에 의존함). 순수 용융 실리카와 비교할 때 게르마니아-도핑 용융 실리카의 이득이 더 높기 때문에, 게르마니아로 도핑된다면 더 짧은 길이의 섬유가 사용될 수 있다. 게르마니아가 흡습성(hygroscopic)을 가지기 때문에, 게르마니아 도핑 레벨은 바람직하게는 30%보다 더 적고, 예컨대 도핑 레벨은 약 10%와 20% 사이이다.
섬유 브래그 격자(미도시)와 같은 필터가 라만 증폭기(310) 이후에 배치되어 펌프 광, 펌프 레이저 다이오드로부터의 광, 또는 기본(ω)(319) 내의 ASE로부터의 광의 레벨을 최소화할 수도 있다.
라만 섬유 증폭기가 상대적으로 넓은 대역폭(약 200 cm-1)에 걸쳐서 높은 이득을 가지기 때문에, 몇 가지 실시예들에서, 1171 nm로부터 다소 천이된, 예를 들어 약 1150 nm와 약 1175 nm 사이의 파장인 기본 파장이 1109 nm 근처의 펌프 파장으로부터 발생될 수도 있다. 이와 유사하게, 1171 nm에 근접하는 기본 주파수가 1109 nm으로부터 다소 천이된 펌프 파장, 예컨대 약 1105 nm와 약 1130 nm 사이의 펌프 파장으로부터 발생될 수도 있다. 그러므로, 약 189 nm와 약 200 nm 사이의 다양한 딥 UV 파장이, 주파수 변환을 위하여 사용되는 비선형 결정의 성질을 고려하면서 기본 ω 및 펌프 ω0 를 적합하게 선택함으로써 이러한 레이저에 의하여 발생될 수도 있다.
도 4 는 제 5 고조파(5ω)(401A)를 펌프(ω0)(401B)와 믹싱함으로써 193 nm에 가까운 파장에서 레이저 출력(409)(또는 대안적으로는 레이저 출력(409'))을 발생시키는 예시적인 주파수 믹싱 모듈(400)을 도시한다. 주파수 믹싱 모듈(400)은 주파수 믹싱 모듈(107)(도 1)의 기능을 수행할 수 있다.
주파수 믹싱 모듈(400)에서, 제 5 고조파(5ω)(401A) 및 펌프(ω0)(401B)를 포함하는 입력 광이 빔 합성 광학기(410)에 의하여 결합되고, 그리고 비선형 결정(406)을 향해서 디렉팅되고 그 안에서 집속된다. 광학기(410)는 광의 두 개의 입력 주파수(401A 및 401B)가 실질적으로 콜리니어하게 하고, 그들의 편광면이 결정에 매칭되도록 조절하고(예를 들어, 타입 I 주파수 믹싱에 대하여, 편광은 실질적으로 정렬되어야 함), 두 개의 주파수를 비선형 결정(406) 내의 실질적으로 중첩하는 빔 웨이스트로 집속시키기 위하여 프리즘, 빔 분할기, 파 플레이트, 및/또는 렌즈의 임의의 조합을 포함할 수도 있다. 바람직한 실시예들에서, 비선형 결정(406)은 개별적인 페이스에서의 제 5 고조파(5ω)(401A) 및 레이저 출력(409)의 반사 손실을 최소화하기 위하여 브루스터 각에서 절단되는 자신의 입력 및 출력 페이스를 가진다. 출력 페이스가 브루스터 각으로 절단되는 실시예들에서, 레이저 출력(409)은 다른 파장으로부터 그 표면에서의 굴절에 의하여 충분히 분리될 수도 있다. 결정(406)의 출력 페이스가 브루스터 각이 아니거나, 주파수의 각분리가 충분히 크지 않은 대안적인 실시예들에서, 빔 분할기(407')(예컨대 편광 빔 분할기)가 레이저 출력(409')을 분리하기 위하여 사용될 수도 있다.
주파수 믹싱 모듈(400)의 일 실시예에서, 비선형 결정(406)은, 주파수 믹싱 모듈(400)에 대한 총 펌프 레이저 전력의 작은 부분만을 사용하면서 미소비 펌프 주파수 광(411)을 재순환시켜서 비선형 결정(406) 내에서의 펌프 주파수의 전력 밀도를 증가시키는 광 공진기 내에서 보유된다. 미소비 펌프(ω0 411)가 비선형 결정(406)을 떠난 뒤에 이것은 다음에 도달하는 펌프(401B) 펄스와 실질적으로 일치하여 부분적으로 투과하는 미러(402)에 도달하도록 미러(403, 404, 및 405)에서 반사된다. 미러(402)는 재순환하는 미소비 펌프(411)를 반사하면서 인입하는 레이저 펄스(401A 및 401B)를 투과하도록 코팅된다. 미러(402)의 표면으로부터 다시 동일한 표면까지의 총 광경로 길이는 인입하는 펄스의 스페이싱, 또는 그것의 단위 분수(예컨대 1/2 또는 1/3)과 같아서, 재순환된 펄스가 인입하는 펄스와 일치하게 하여야 한다. 예를 들어, 레이저 반복 레이트가 100 MHz라면, 캐비티의 광경로 길이는 2.998 m 또는 1.500 m에 근접할 필요가 있다. 비록 도 4 가 보우-타이 링(bow-tie ring) 캐비티를 도시하지만, 공지된 링 또는 선형의 임의의 광 공진기가 사용될 수 있다.
다른 실시예에서, 미소비 펌프(ω0)(411)는 재순환되지 않는다. 이러한 실시예에서, 미러(402, 403, 404, 및 405)는 생략되고, 미소비 펌프(ω0 411)는 비선형 결정(406) 이후에 빔 덤프(미도시)로 디렉팅될 것이다.
임의의 미소비 제 5 고조파(5ω)(413)는 비선형 결정(406) 이후에 덤핑될 수도 있다. 결정 내의 펌프 주파수의 고 전력 레벨이 미소비 펌프(411)의 재순환에 의하여 획득될 수 있기 때문에, 미소비 펌프(411)를 재순환시키는 그러한 실시예들은 통상적으로 비선형 결정(406)에 대하여 적합한 길이를 선택함으로써 본질적으로 제 5 고조파의 전부를 비선형 결정(406) 내에서의 주파수 변환 프로세스에서 소모할 수 있다.
일 실시예에서, 비선형 결정(406), 또는 비선형 결정(406) 및 빔 분할기(407)는 시간이 지남에 따라서, 딥 UV 방사선이 그러한 재료들을 손상시키기 때문에 스캔된다. 스캐닝은 연속 저속 스캔일 수도 있고, 또는 출력 빔 프로파일 또는 강도의 열화가 검출된 이후에 이산 단계에서 발생할 수도 있다. 비선형 결정을 스캐닝하는 것에 대한 더 많은 정보는 발명의 명칭이 "주파수 변환된 레이저 내의 결정의 연속 모션에 대한 스캔 레이트(Scan rate for continuous motion of a crystal in a frequency converted laser)"이고 2012 년 6 월 29 일에 출원되며 본 명세서에서 참조되어 통합된 미국 가출원 번호 제 61/666,675 호에서 발견될 수 있다.
당업자들에게 공지된 바와 같이, 미러 및 프리즘이 레이저 및 이것의 다양한 모듈들 내의 필요한 곳으로 광을 디렉팅하기 위하여 사용될 수도 있다. 렌즈 및 곡면 미러가 빔 웨이스트를 적합한 비선형 결정 내부의 또는 이에 근접한 포인트로 집속하기 위하여 사용될 수도 있다. 프리즘, 빔 분할기, 격자, 또는 다른 회절형 광학적 엘리먼트가 필요할 경우 각각의 고조파 발생기 모듈의 출력에서 상이한 파장을 분리하기 위하여 사용될 수도 있다. 적합하게 코팅된 미러, 빔 분할기/결합기 또는 프리즘이 상이한 파장을 적합한 경우 고조파 발생기의 입력에서 결합시키기 위하여 사용될 수도 있다.
Figure 112015098342691-pct00001
표 1: 비선형 결정 및 동작 조건.
위의 표 1 은 주파수 변환 단계의 각각에 대한 적합한 비선형 결정 및 동작 조건 중 일부를 요약한다. 제 5 (A) 고조파 발생기는 도 2a 의 제 5 고조파 발생기(206)를 가리키는 반면에, 제 5 고조파 (B) 발생기는 도 2b 의 제 5 고조파 발생기(226)를 가리킨다. LBO 및 CLBO 양자 모두는 제 4 고조파 발생기에 대하여, 그리고 제 5 고조파(A) 발생기에 대하여 잠재적으로 적합하다. 다른 결정(LBO, CLBO 및 베타 바륨 보레이트, BBO를 포함) 또는 LBO의 대안적 방위가 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않으면서 몇몇 스테이지에서 대체될 수도 있다는 것에 주의한다. 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 표 1 의 결정은, 대응하는 변화가 각도에 이루어지기만 한다면 나열된 것들과 많이 상이한 온도에서 동작될 수 있다. 결정 및 동작 온도의 선택은, 워크-오프 각도, 변환 효율, 손상(특히 딥 UV 방사선을 사용하거나 발생시키는 것들에 대한 손상), 수분의 흡수로부터의 보호(LBO 및 CLBO와 같은 흡습성 재료에 대하여), 및 적합한 품질 및 사이즈의 결정의 가격 및 이용가능성을 포함하는 많은 인자를 고려해야 한다.
고조파 발생기 또는 주파수 믹싱 모듈 중 임의의 것은, 발명의 명칭이 "고품질의 안정한 출력 빔을 가진 레이저 및 장수명 고변환율 비선형 결정(Laser with High Quality, Stable Output Beam, and Long Life High Conversion Efficiency Non-Linear Crystal)"이고 2012 년 3 월 5 일에 출원되며 본 명세서에서 참조되어 통합되는 미국 특허 출원 번호 제 13/412,564 호에 개시된 방법 및 시스템의 일부 또는 전부를 사용할 수도 있다.
도 5 내지 도 11 은 1109 nm 근처의 펌프 파장 및 1171 nm 근처의 기본 파장을 사용하여 193 nm 근처의 파장을 발생시키는 위에서 설명된 레이저를 포함할 수 있는 시스템들을 예시한다. 이러한 시스템은 포토마스크, 레티클, 웨이퍼, 및 다른 검사 애플리케이션에서 사용될 수 있다.
특정 실시예에 따르면, 193 nm 근처의 파장에서 동작하는 레이저를 내장하는 검사 시스템이 설명된다. 이러한 검사 시스템은 단일 검출기 상의 데이터의 두 개의 채널을 동시에 검출할 수도 있다. 이러한 검사 시스템은 레티클, 포토마스크, 또는 웨이퍼와 같은 기판을 검사하기 위하여 사용될 수도 있고, 미국 특허 번호 제 7,528,943 호에서 설명되는 바와 같이 동작할 수도 있는데, 이것은 2009 년 5 월 15 일에 브라운(Brown) 등에게 허여되고 본 명세서에서 참조되어 통합된다.
도 5 는 하나의 센서(570) 상의 이미지 또는 신호의 두 개의 채널을 동시에 검출하는 예시적인 레티클, 포토마스크, 또는 웨이퍼 검사 시스템(500)을 도시한다. 조명 소스(509)는 본 명세서에서 설명된 바와 같은 193 nm 레이저를 내장한다. 광원은 펄스 증배기(pulse multiplier) 및/또는 코히어런스 감소 스킴(coherence reducing scheme)을 더 포함할 수도 있다. 두 개의 채널은 검사된 오브젝트(530)가 투명일 경우에는(예를 들어 레티클 또는 포토마스크의 경우에는) 반사된 강도 및 투과된 강도를 포함할 수도 있고, 또는 두 개의 상이한 조명 모드, 예컨대 입사각, 편광 상태, 파장 범위, 또는 이들의 몇 가지 조합을 포함할 수도 있다.
도 5 에 도시된 바와 같이, 조명 릴레이 광학기(515 및 520)는 소스(509)로부터의 조명을 검사된 오브젝트(530)로 릴레이한다. 검사된 오브젝트(530)는 레티클, 포토마스크, 반도체 웨이퍼, 또는 검사될 다른 물건일 수도 있다. 이미지 릴레이 광학기(555 및 560)는 검사된 오브젝트(530)에 의하여 반사되고/되거나 투과되는 광을 센서(570)로 릴레이한다. 두 개의 채널에 대한 검출된 신호 또는 이미지에 대응하는 데이터는 데이터(580)로서 도시되고 제 1 채널 및 제 2 채널을 동시에 판독하고 그러한 데이터를 처리를 위하여 컴퓨터(미도시)로 송신하도록 구성되는 회로부에 의하여 판독된다.
도 6 은 기판(612)의 표면을 검사하기 위한 예시적인 광학적 검사 시스템(600)을 도시한다. 시스템(600)은 일반적으로 제 1 광학적 장치(651) 및 제 2 광학적 장치(657)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 제 1 광학적 장치(651)는 적어도 광원(652), 검사 광학기(654), 및 기준 광학기(656)를 포함하는 반면에 제 2 광학적 장치(657)는 적어도 투과된 광 광학기(658), 투과된 광 검출기(660), 반사된 광 광학기(662), 및 반사된 광 검출기(664)를 포함한다. 하나의 바람직한 구성에서, 광원(652)은 위에서 설명된 개선된 레이저 중 하나를 포함한다.
광원(652)은 음향-광학 디바이스(670)를 통과하여 지나가는 광 빔을 방출하도록 구성되는데, 이것은 광 빔을 편향 및 집속하기 위하여 구성된다. 광원(652)은 본 명세서에서 설명되는 193 nm 레이저 중 하나를 포함한다. 음향-광학 디바이스(670)는 한 쌍의 음향-광학 엘리먼트, 예를 들어 음향-광학 선-스캐너 및 음향-광학 스캐너를 포함할 수도 있는데, 이것은 광 빔을 Y-방향으로 편향시키고 이것을 Z-방향으로 집속시킨다. 일 예로서는, 거의 모든 음향-광학 디바이스는 RF 신호를 석영 또는 TeO2와 같은 결정으로 전송함으로써 동작한다. 이러한 RF 신호는 음파가 결정을 통과하여 진행하도록 한다. 진행하는 음파에 기인하여, 결정은 비대칭이 되고, 이것이 굴절률이 결정에 걸쳐서 변경하도록 한다. 이러한 변화가 입사 빔이 진동 방식으로 편향하는 집속된 진행 스폿(focused travelling spot)을 형성하도록 한다.
광 빔이 음향-광학 디바이스(670)로부터 나타나면, 이것은 이제 한 쌍의 사분파 플레이트(672) 및 릴레이 렌즈(674)를 통해 지나간다. 릴레이 렌즈(674)는 광 빔을 시준하도록 구현된다. 그러면 시준된 광 빔은 계속하여 이것이 회절 격자(676)에 도달할 때까지 자신의 경로에서 계속된다. 회절 격자(676)는 광 빔을 플레어 아웃(flare out)하기 위해서, 그리고 특히 광 빔을 서로 공간적으로 구별가능한(즉 공간적으로 별개의) 3 개의 별개의 빔으로 분리시키기 위해서 구현된다. 대부분의 경우에서, 공간적으로 별개의 빔들은 또한 서로 균등하게 이격되고 실질적으로 동등한 광 강도를 가지도록 구현된다.
회절 격자(676)를 떠날 때에, 3 개의 빔은 애퍼쳐(680)를 통과하여 지나가고, 이들이 빔 분할기 큐브(682)에 도달할 때까지 계속 진행한다. 빔 분할기 큐브(682)(사분파 플레이트(672)와 조합됨)는 빔을 두 개의 경로로, 즉 하향 디렉팅되는 하나와 우측으로 디렉팅되는 다른 것으로 분리시키도록 구현된다(도 6 에 도시된 구성에서). 하향 디렉팅되는 경로는 빔의 제 1 광 부분을 기판(612)으로 분산시키도록 사용되는 반면에, 우측으로 디렉팅되는 경로는 빔의 제 2 광 부분을 기준 광학기(656)로 분산시키도록 사용된다. 거의 모든 실시예에서, 대부분의 광은 기판(612)으로 분산되고, 광의 작은 퍼센티지가 기준 광학기(656)로 분산되는데, 하지만 퍼센티지 비율은 각각의 광학적 검사 시스템의 특정한 디자인에 따라서 변동할 수도 있다. 일 실시예에서, 기준 광학기(656)는 기준 수집 렌즈(614) 및 기준 검출기(616)를 포함할 수 있다. 기준 수집 렌즈(614)는 기준 검출기(616) 상의 빔의 부분을 수집하고 디렉팅하도록 구성되는데, 이것은 광의 강도를 측정하도록 구현된다. 기준 광학기는 일반적으로 당업계에 주지되며, 간략화를 위하여 자세히 논의되지 않을 것이다.
빔 분할기(682)로부터 하향으로 디렉팅되는 3 개의 빔들은 텔레스코프(688)에 의하여 수광되는데, 이것은 광을 리디렉팅하고 확장시키는 여러 렌즈 엘리먼트들을 포함한다. 일 실시예에서, 텔레스코프(688)는 터릿(turret) 위에서 회전하는 복수 개의 텔레스코프들을 포함하는 텔레스코프 시스템의 일부이다. 예를 들어, 3 개의 텔레스코프들이 사용될 수도 있다. 이러한 텔레스코프의 목적은 기판 상의 스캐닝 스폿의 사이즈를 변동시키고 이를 통하여 최소 검출가능한 결함 사이즈의 선택을 가능하게 하는 것이다. 좀 더 자세하게 설명하면, 텔레스코프들 각각은 일반적으로 상이한 픽셀 사이즈를 나타낸다. 이를 고려하여, 하나의 텔레스코프는 더 큰 스폿 사이즈를 발생시켜서 검사를 더 빠르고 덜 민감하게 할 수도 있는 반면에(예를 들어, 낮은 해상도), 다른 텔레스코프는 더 작은 스폿 사이즈를 발생시켜서 검사를 더 느리고 더 민감하게 만들 수도 있다(예를 들어, 높은 해상도).
텔레스코프(688)로부터, 3 개의 빔들은 대물 렌즈(690)를 통과하여 지나가는데, 이것은 빔을 기판(612)의 표면 상에 집속시키기 위하여 구현된다. 빔들이 3 개의 별개의 스폿으로서 표면과 교차하기 때문에, 반사된 광 빔 및 투과된 광 빔 양자 모두가 발생될 수도 있다. 투과된 광 빔은 기판(612)을 통과하여 지나가는 반면에, 반사된 광 빔은 표면에서 반사된다. 일 예로서는, 반사된 광 빔은 기판의 불투명한 표면에서 반사될 수도 있고, 투과된 광 빔은 기판의 투명 영역을 통과해서 투과할 수도 있다. 투과된 광 빔은 투과된 광 광학기(658)에 의하여 수집되고, 반사된 광 빔은 반사된 광 광학기(662)에 의하여 수집된다.
투과된 광 광학기(658)와 관련하여, 투과된 광 빔은 기판(612)을 통과하여 지나간 이후에 제 1 투과된 렌즈(696)에 의하여 수집되고 구형 수차 정정기 렌즈(698)의 도움을 받아 투과된 프리즘(610) 상에 집속된다. 프리즘(610)은 투과된 광 빔의 재포지셔닝 및 벤딩(bending)을 위하여 구현되는 투과된 광 빔들의 각각에 대한 패싯(facet)을 가지도록 구성될 수 있다. 대부분의 경우에서, 프리즘(610)은 빔들이 각각 투과된 광 검출기 장치(660)(3 개의 별개의 검출기를 가지는 것으로 도시됨) 내의 단일 검출기에 도착하도록 빔들을 분리하기 위하여 사용된다. 이에 상응하여, 빔들이 프리즘(610)을 떠나는 경우, 이들은 제 2 투과된 렌즈(602)를 통과하여 지나가는데, 이것은 분리된 빔들의 각각을 3 개의 검출기 중 하나 상에 집속시키고, 이들 각각은 투과된 광의 강도를 측정하도록 구현된다.
반사된 광 광학기(662)에 관련하여, 반사된 광 빔은 기판(612)으로부터 반사된 이후에 대물 렌즈(690)에 의하여 수집되는데, 그러면 이것은 빔을 텔레스코프(688)로 디렉팅한다. 텔레스코프(688)에 도달하기 이전에, 빔들도 역시 사분파 플레이트(604)를 통과하여 지나간다. 일상적인 용어들로 말하자면, 대물 렌즈(690) 및 텔레스코프(688)는 수집된 빔을 어떻게 입사 빔이 조작되는지와 관련하여 광학적으로 역인 방식으로 조작한다. 즉, 대물 렌즈(690)는 빔들을 재시준하고, 텔레스코프(688)는 이들의 사이즈를 감소시킨다. 빔들이 텔레스코프(688)를 떠날 경우, 이들은 빔 분할기 큐브(682)에 도달할 때까지 계속 진행한다(역방향으로). 빔 분할기(682)는 사분 파-플레이트(604)와 함께 동작하여 빔들을 중앙 경로(606) 상에 디렉팅하도록 구성된다.
그러면 경로(606) 상에서 계속 진행하는 빔들은 제 1 반사된 렌즈(608)에 의하여 수집되는데, 이것은 빔들의 각각을 반사된 프리즘(609) 상에 집속시키고, 이것은 반사된 광 빔들의 각각에 대한 패싯을 포커싱한다. 반사된 프리즘(609)은 반사된 광 빔을 재포지셔닝하고 벤딩하기 위하여 구현된다. 투과된 프리즘(610)과 유사하게, 반사된 프리즘(609)은 이들이 빔을 분리시켜서 이들이 각각 반사된 광 검출기 장치(664) 내의 단일 검출기 상에 도달하게 하도록 사용된다. 도시된 바와 같이, 반사된 광 검출기 장치(664)는 3 개의 개별적으로 별개인 검출기들을 포함한다. 빔들이 반사된 프리즘(609)을 떠나는 경우, 이들은 제 2 반사된 렌즈(611)를 통과하여 지나가는데, 이것은 분리된 빔들의 각각을 이들 검출기 중 하나 상에 집속시키고, 이들 각각은 반사된 광의 강도를 측정하도록 구현된다.
앞서 언급된 광학적 어셈블리에 의하여 용이화될 수 있는 다수의 검사 모드들이 존재한다. 일 예로서는, 광학적 어셈블리는 투과된 광 검사 모드, 반사된 광 검사 모드, 및 동시적 검사 모드를 용이화할 수 있다. 투과된 광 검사 모드와 관련하여, 송신 모드 검출은 투명 영역 및 불투명한 영역을 가지는 종래의 광학적 마스크와 같은 기판 상에서의 결함 검출을 위하여 통상적으로 사용된다. 광 빔들이 마스크(또는 기판(612))를 스캔할 때에, 광은 마스크를 투명 포인트에서 투과하고 투과된 광 검출기들(660)에 의하여 검출되는데, 이들은 마스크 뒤에 위치되고, 제 1 투과된 렌즈(696), 제 2 투과된 렌즈(802), 구형 수차 렌즈(698), 및 프리즘(610)을 포함하는 투과된 광 광학기(658)에 의하여 수집되는 광 빔들 각각의 강도를 측정한다.
반사된 광 검사 모드와 관련하여, 반사된 광 검사는 크롬, 인화된 포토레지스트 또는 다른 피쳐의 형태로 이미지 정보를 보유하는 투명 또는 불투명한 기판 상에 수행될 수 있다. 기판(612)에 의하여 반사된 광은 검사 광학기(654)와 동일한 광경로를 따라서 역방향으로 진행하는데, 하지만 이제는 편광 빔 분할기(682)에 의하여 검출기(664) 내로 우회된다. 좀 더 자세하게 설명하면, 제 1 반사된 렌즈(608), 프리즘(609), 및 제 2 반사된 렌즈(611)는 우회된 광 빔으로부터의 광을 검출기(664) 상에 투영한다. 반사된 광 검사는 또한 불투명한 기판 표면의 상단에 있는 오염을 검출하기 위하여 사용될 수도 있다.
동시적 검사 모드와 관련하여, 투과된 광 및 반사된 광 양자 모두는 결함의 존재 및/또는 타입을 결정하기 위하여 이용된다. 시스템의 두 개의 측정된 값들은 투과된 광 검출기(660)에 의하여 감지되는 바와 같은, 기판(612)을 통과하여 투과되는 광 빔의 강도 및 반사된 광 검출기(664)에 의하여 검출되는 바와 같은, 반사된 광 빔의 강도이다. 그러면 그러한 두 개의 측정된 값들은 기판(612) 상의 대응하는 포인트에서의 결함이 존재한다면 결함의 타입을 결정하도록 처리될 수 있다.
좀 더 자세하게 설명하면, 동시적 송신된 및 반사된 검출은 송신된 검출기에 의하여 감지되는 불투명한 결함의 존재를 개시할 수 있는 반면에 반사된 검출기의 출력은 결함의 타입을 개시하기 위하여 사용될 수 있다. 일 예로서, 기판 상의 크롬 도트 또는 입자 중 어느 것도 모두 결과적으로 투과 검출기로부터의 낮은 투과된 광 표시를 초래할 수도 있는 반면에, 반사성 크롬 결함은 동일한 반사된 광 검출기로부터 결과적으로 고 반사된 광 표시를 초래할 수도 있고 입자는 결과적으로 더 낮은 반사된 광 표시를 초래할 수도 있다. 이에 상응하여, 반사된 및 송신된 검출 양자 모두를 사용함으로써 우리는 크롬 기하학적 구조 상의 상단의 위치를 결정할 수도 있는데, 이것은 결함의 반사된 또는 투과된 특징만이 검사되었다면 이루어질 수 없는 것이다. 추가적으로, 우리는 결함의 특정 타입, 예컨대 이들의 반사된 및 투과된 광 강도들의 비율에 대한 시그너쳐(signatures)를 결정할 수도 있다. 그러면 이러한 정보는 결함을 자동적으로 분류하기 위하여 사용될 수 있다. 2008 년 4 월 1 일에 발행되고 본 명세서에서 참조되어 통합되는 미국 특허 번호 제 5,563,702 호가 검사 시스템(600)에 관련된 추가적 세부사항을 기술한다.
도 7a 는 표면의 영역(711)을 검사하기 위한 조명 시스템(701) 및 수집 시스템(710)을 포함하는 예시적인 표면 검사 시스템(700)을 도시한다. 도 7a 에 도시된 바와 같이, 레이저 시스템(720)은 광 빔(702)을 렌즈(703)를 통과하여 디렉팅한다. 바람직한 실시예에서, 레이저 시스템(720)은 위에서 설명된 레이저, 어닐링된 결정, 및 결정의 어닐링된 상태를 유지하기 위한 하우징을 포함한다. 제 1 빔 성형 광학기가 레이저로부터 빔을 수광하고 이 빔을 결정 내에 또는 이에 인접하여 빔 웨이스트에서 타원형 단면으로 집속하도록 구성될 수 있다.
렌즈(703)는 이것의 주면이 샘플 표면(711)에 실질적으로 평행이 되고, 결과적으로 조명 라인(705)이 렌즈(703)의 초점면에 있는 표면(711) 상에 형성되게 지향된다. 추가적으로, 광 빔(702) 및 집속 빔(704)은 표면(711)에 대한 비-직교 입사각에서 디렉팅된다. 특히, 광 빔(702) 및 집속 빔(704)은 표면(711)에 대해 수직 방향으로부터 약 1 도 및 약 85 도 사이의 각도로 디렉팅될 수도 있다. 이러한 방식으로, 조명 라인(705)은 실질적으로 집속 빔(704)의 입사면에 있게 된다.
수집 시스템(710)은 조명 라인(705)으로부터 산란된 광을 수집하기 위한 렌즈(712) 및 렌즈(712)로부터 나오는 광을 광감성 검출기의 어레이를 포함하는 전하 결합 디바이스(CCD)(714)와 같은 디바이스 상에 집속시키기 위한 렌즈(713)를 포함한다. 일 실시예에서, CCD(714)는 검출기들의 선형 어레이를 포함할 수도 있다. 이러한 경우들에서, CCD(714) 내의 검출기들의 선형 어레이는 조명 라인(705)에 평행하게 지향될 수 있다. 일 실시예에서, 다수의 수집 시스템들이 포함될 수 있는데, 여기에서 수집 시스템들 각각은 유사하지만 지향에 있어서 차이가 있는 컴포넌트들을 포함한다.
예를 들어, 도 7b 는 표면 검사 시스템에 대한 수집 시스템(731, 732, 및 733)의 예시적인 어레이를 도시한다(여기에서 이것의 조명 시스템, 예를 들어 조명 시스템(701)과 유사한 것은 간결성을 위하여 도시되지 않는다). 수집 시스템(731) 내의 제 1 광학기는 샘플(711)의 표면으로부터 제 1 방향으로 산란되는 광을 수집한다. 수집 시스템(732) 내의 제 2 광학기는 샘플(711)의 표면으로부터 제 2 방향으로 산란되는 광을 수집한다. 수집 시스템(733) 내의 제 3 광학기는 샘플(711)의 표면으로부터 제 3 방향으로 산란되는 광을 수집한다. 제 1, 제 2, 및 제 3 경로들이 상기 샘플(711)의 표면에 대하여 상이한 반사의 각도를 가진다는 것에 주의한다. 샘플(711)을 지지하는 플랫폼(712)은 광학기 및 샘플(711) 사이에 상대적인 모션을 야기하여 샘플(711)의 전체 표면이 스캐닝될 수 있게 하도록 사용될 수 있다. 2009 년 4 월 28 일에 발행되고 본 명세서에서 참조되어 통합되는 미국 특허 번호 제 7,525,649 호는 표면 검사 장치(700) 및 다른 다수의 수집 시스템을 더 상세히 설명한다.
도 8 은 표면(801) 상에 발생한 이상을 검사하기 위하여 사용될 수 있는 예시적인 표면 검사 시스템(800)을 도시한다. 이러한 실시예에서, 표면(801)은, 약 189 nm와 약 200 nm 사이의 파장을 발생시키는 위에서 설명된 레이저에 의하여 발생되는 레이저 빔을 포함하는 레이저 시스템(830)의 실질적으로 정지된 조명 디바이스 부분에 의하여 조명될 수 있다. 레이저 시스템(830)의 출력은 빔을 확장시키고 집속시키기 위하여 편광 광학(821), 빔 확장기 및 애퍼쳐(822), 및 빔-포밍 광학기(823)를 연속적으로 통과하여 전달될 수 있다.
그러면 결과적인 집속 레이저 빔(802)는 이러한 빔(805)을 표면을 조명하기 위하여 표면(801)을 향하여 디렉팅하기 위하여 빔 폴딩 컴포넌트(803) 및 빔 편향기(804)에 의하여 반사된다. 비록 다른 실시예들에서 빔(805)이 표면(801)에 대하여 비스듬한 각도를 가질 수도 있지만, 바람직한 실시예에서, 빔(805)은 표면(801)에 대하여 실질적으로 수직이거나 수직이다.
일 실시예에서, 빔(805)은 표면(801)에 대하여 실질적으로 수직이거나 수직이고 빔 편향기(804)는 표면(801)으로부터의 빔의 거울 반사(specular reflection)를 빔 선회 컴포넌트(803)를 향해서 반사하며, 이를 통하여 거울 반사가 검출기에 도달하는 것을 방지하기 위한 쉴드로서의 역할을 한다. 거울 반사의 방향은 라인 SR과 나란한데, 이것은 샘플의 표면(801)에 대하여 수직이다. 빔(805)이 표면(801)에 대하여 수직인 일 실시예에서, 이러한 라인 SR은 조명 빔(805)의 방향과 일치하는데, where 여기에서 이러한 공통 기준 라인 또는 방향은 본 명세서에서 검사 시스템(800)의 축이라고 지칭된다. 빔(805)이 표면(801)에 대하여 비스듬한 각도를 가지는 경우, 거울 반사 SR의 방향은 빔(805)의 인입하는 방향과 일치하지 않을 것이다;
이러한 실례에서, 표면 수선의 방향을 표시하는 라인 SR은 검사 시스템(800)의 수집부의 주축이라고 지칭된다.
작은 입자에 의하여 산란되는 광은 미러(806)에 의하여 수집되고, 애퍼쳐(807) 및 검출기(808)를 향하여 디렉팅된다. 큰 입자에 의하여 산란되는 광은 렌즈(809)에 의하여 수집되고 애퍼쳐(810) 및 검출기(811)를 향하여 산란된다. 몇몇 큰 입자가 역시 수집되고 검출기(808)를 향해서 디렉팅되는 광을 산란할 것이고, 이와 유사하게 몇몇 작은 입자가 역시 수집되고 검출기(811)를 향해서 디렉팅되는 광을 산란할 것이지만, 이러한 광은 개별적인 검출기가 검출하도록 설계되는 산란된 광의 강도와 비교할 때 상대적으로 낮은 강도를 가진다. 일 실시예에서, 검출기(811)는 광감성 엘리먼트의 어레이를 포함할 수 있는데, 여기에서 광감성 엘리먼트들의 어레이의 각각의 광감성 엘리먼트는 조명 라인의 확대된 이미지의 대응하는 부분을 검출하도록 구성된다. 일 실시예에서, 검사 시스템은 패터닝되지 않은 웨이퍼 상의 결함을 검출하는 데에 사용되도록 구성될 수 있다. 2011 년 8 월 7 일에 발행되고 본 명세서에서 참조되어 통합되는 미국 특허 번호 제 6,271,916 호가 검사 시스템(800)을 더 상세히 설명한다.
도 9 는 수직 및 비스듬한 조명 빔 양자 모두를 사용하여 이상 검출을 구현하도록 구성되는 예시적인 검사 시스템(900)을 도시한다. 이러한 구성에서, 약 189 nm와 약 200 nm 사이의 파장을 생성하는 위에서 설명된 레이저를 포함하는 레이저 시스템(930)은 레이저 빔(901)을 제공할 수 있다. 렌즈(902)는 공간적 필터(903)를 통과하여 빔(901)을 집속시키고 렌즈(904)는 빔을 시준하고 이것을 편광 빔 분할기(905)로 운반한다. 빔 분할기(905)는 제 1 편광된 컴포넌트를 수직 조명 채널로 그리고 제 2 편광된 컴포넌트를 비스듬한 조명 채널로 전달하는데, 여기에서 제 1 및 제 2 컴포넌트들은 직교한다. 수직 조명 채널(906)에서, 제 1 편광된 컴포넌트는 광학기(907)에 의하여 집속되고 미러(908)에 의하여 샘플(909)의 표면을 향해서 반사된다. 샘플(909)에 의하여 산란되는 방사선은 수집되고 포물면 미러(910)에 의하여 광전배증관 튜브(photomultiplier tube; 911)로 집속된다.
비스듬한 조명 채널(912)에서, 제 2 편광된 컴포넌트는 빔 분할기(905)에 의하여 이러한 빔을 하프-파 플레이트(914)를 통해서 반사시키는 미러(913)로 반사되고, 광학기(915)에 의하여 샘플(909)을 향해 집속된다. 비스듬한 채널(912) 내의 비스듬한 조명 빔으로부터 유래되고 샘플(909)에 의하여 산란되는 방사선은 또한 포물면 미러(910)에 의하여 수집되고 광전배증관 튜브(911)를 향해 집속된다. 광전배증관 튜브(911)가 핀홀 입구를 가진다는 것에 주의한다. 핀홀 및 조명된 스폿(표면(909) 상의 수직 및 비스듬한 조명 채널로부터의)은 바람직하게는 포물면 미러(910)의 초점들이다.
포물면 미러(910)는 샘플(909)로부터의 산란된 방사선을 시준된 빔(916)으로 시준한다. 그러면 시준된 빔(916)은 대물 렌즈(917)에 의하여 그리고 분석기(918)를 통해서 광전배증관 튜브(911)를 향하여 집속된다. 포물면 형상과는 상이한 형상을 가지는 곡면 미러링된 표면도 역시 사용될 수도 있다는 것에 주의한다. 기구(920)는 빔 및 샘플(909) 사이에 상대적인 모션을 제공함으로써, 스폿들이 샘플(909)의 표면에 걸쳐서 스캐닝되도록 할 수 있다. 2001 년 3 월 13 일에 발행되고 본 명세서에서 참조되어 통합되는 미국 특허 번호 제 6,201,601 호가 검사 시스템(900)을 더 상세히 설명한다.
도 10 은 다수의 대물 렌즈들 및 위에서 설명된 레이저들 중 하나를 포함하는 예시적인 검사 시스템(1000)을 도시한다. 시스템(1000)에서, 레이저 소스(1001)로부터의 조명은 조명 서브시스템의 다수의 섹션들로 전송된다. 레이저 소스(1001)는 약 189 nm와 약 200 nm 사이의 파장에서 광을 발생시키는 위에서 설명된 레이저들 중 하나를 포함한다. 조명 서브시스템의 제 1 섹션은 엘리먼트들(1002a 내지 1006a)을 포함한다. 렌즈(1002a)는 레이저(1001)로부터의 광을 집속시킨다. 그러면 렌즈(1002a)로부터 나온 광은 미러(1003a)로부터 반사된다. 미러(1003a)는 예시의 목적을 위하여 이러한 위치에 배치되고, 다른 곳에 배치된다. 그러면, 미러(1003a)로부터 나온 광은 렌즈(1004a)에 의하여 수집되는데, 이것은 조명 동 평면(pupil plane; 1005a)을 형성한다. 광을 변경시키기 위한 애퍼쳐, 필터, 또는 다른 디바이스가 검사 모드의 요구 사항에 의존하여 동 평면(1005a)에 배치될 수도 있다. 그러면 동 평면(1005a)으로부터 나온 광은 렌즈(1006a)를 통과하여 지나가고 조명 시야 평면(illumination field plane; 1007)을 형성한다.
조명 서브시스템의 제 2 섹션은 엘리먼트들(1002b 내지 1006b)을 포함한다. 렌즈(1002b)는 레이저(1001)로부터 나온 광을 집속시킨다. 그러면 렌즈(1002b)로부터 나온 광은 미러(1003b)로부터 반사된다. 그러면 미러(1003b)로부터 나온 광은 조명 동 평면(1005b)을 형성하는 렌즈(1004b)에 의하여 수집된다. 광을 변경시키기 위한 애퍼쳐, 필터, 또는 다른 디바이스가 검사 모드의 요구 사항에 의존하여 동 평면(1005b)에 배치될 수도 있다. 그러면 동 평면(1005b)으로부터 나온 광은 렌즈(1006b)를 통과하여 지나가고 조명 시야 평면(1007)을 형성한다. 그러면 제 2 섹션으로부터 나온 광은 미러 또는 반사면에 의하여 반사됨으로써, 조명 시야 평면(1007)에서의 조명 시야 광 에너지가 결합된 조명 섹션으로 구성되도록 한다.
그러면 시야 평면 광은 빔분할기(1010)에서 반사되기 이전에 렌즈(1009)에 의하여 수집된다. 렌즈(1006a 및 1009)는 대물 동 평면(1011)에서 제 1 조명 동 평면(1005a)의 이미지를 형성한다. 이와 유사하게, 렌즈(1006b 및 1009)는 대물 렌즈 동 평면(1011)에서 제 2 조명 동 평면(1005b)의 이미지를 형성한다. 그러면 대물 렌즈(1012)(또는 대안적으로는 렌즈(1013))는 동 광(pupil light)을 수광하고 샘플(1014)에서 조명 시야(1007)의 이미지를 형성한다. 대물 렌즈(1012) 또는 대물 렌즈(1013)는 샘플(1014)에 근접하도록 포지셔닝될 수 있다. 샘플(1014)은 스테이지(미도시) 상에서 이동할 수 있는데, 이것은 샘플을 원하는 위치에 포지셔닝한다. 샘플(1014)로부터 반사되고 산란된 광은 고 NA 반사굴절 대물렌즈(1012) 또는 대물 렌즈(1013)에 의하여 수집된다. 대물 렌즈 동 평면(1011)에서 반사된 광 동(reflected light pupil)을 형성한 이후에, 광 에너지는 이미징 서브시스템 내에 내부 시야(1016)를 형성하기 이전에 빔분할기(1010) 및 렌즈(1015)를 지나간다. 이러한 내부 이미징 시야는 샘플(1014) 및 이에 대응하여 조명 시야(1007)의 이미지이다. 이러한 시야는 조명 시야에 대응하는 다수의 시야로 공간적으로 분리될 수도 있다. 이러한 시야들 각각은 별개의 이미징 모드를 지원할 수 있다.
이러한 시야들 중 하나는 미러(1017)를 사용하여 리디렉팅될 수 있다. 그러면 리디렉팅된 광은 다른 이미징 동(imaging pupil; 1019b)을 형성하기 이전에 렌즈(1018b)를 통과하여 지나간다. 이러한 이미징 동은 동(1011) 및 이에 대응하여 조명 동(1005b)의 이미지이다. 광을 변경시키기 위한 애퍼쳐, 필터, 또는 다른 디바이스가 검사 모드의 요구 사항에 의존하여 동공 평면(1019b)에 배치될 수도 있다. 그러면 동 평면(1019b)으로부터의 광은 렌즈(1020b)를 통과하여 지나가고 센서(1021b) 상에 이미지를 형성한다. 유사한 방식으로, 미러 또는 반사면(1017)을 거쳐가는 광은 렌즈(1018a)에 의하여 수집되고 이미징 동(1019a)을 형성한다. 그러면 이미징 동(1019a)으로부터 나온 광은 검출기(1021a) 상에 이미지를 형성하기 이전에 렌즈(1020a)에 의하여 수집된다. 검출기(1021a) 상에 이미징되는 광은 센서(1021b) 상에 이미징되는 광과는 상이한 이미징 모드를 위하여 사용될 수 있다.
시스템(1000) 내에서 채용되는 조명 서브시스템은 레이저 소스(1001), 수집 광학기(1002 내지 1004), 동 평면(1005)에 근접하게 배치되는 빔 성형 컴포넌트, 및 릴레이 광학기(1006 및 1009)로 이루어진다. 내부 시야 평면(1007)은 렌즈들(1006 및 1009) 사이에 위치된다. 하나의 바람직한 구성에서, 레이저 소스(1001)는 위에서 설명된 레이저들 중 하나를 포함할 수 있다.
레이저 소스(1001)와 관련해서, 송신의 두 개의 포인트 또는 각도를 가지는 단일의 균일한 블록으로서 도시되는 반면에, 현실에서는 이것은 조명의 두 개의 채널, 예를 들어 엘리먼트(1002a 내지 1006a)를 통과하여 지나가는 제 1 주파수에서 레이저 광 에너지와 같은 광 에너지의 제 1 채널 및 엘리먼트(1002b 내지 1006b)를 통과하여 지나가는 제 2 주파수에서의 레이저 광 에너지와 같은 광 에너지의 제 2 채널을 제공할 수 있는 레이저 소스를 나타낸다. 하나의 채널에서의 명 시야 모드 및 다른 채널에서의 암 시야 모드와 같은 상이한 광 조명 및 검출 모드들이 채용될 수도 있다.
레이저 소스(1001)로부터의 광 에너지가 90 도만큼 서로 떨어져서 방출되는 것으로 도시되고 엘리먼트(1002a 내지 1006a) 및 엘리먼트(1002b 내지 1006b)가 90 도 각도로 지향되지만, 현실에서는 광이 반드시 2 차원에서가 아니라 다양한 방위로 방출될 수도 있고, 컴포넌트들은 도시된 것과는 상이하게 지향될 수도 있다. 그러므로 도 10 은 간단하게 채용된 컴포넌트들의 표현일 뿐이고, 도시된 각도 또는 거리는 반드시 척도에 맞게 도시되는 것이 아닐 뿐만 아니라 해당 디자인에 대하여 특정하게 요구되는 것도 아니다.
동 평면(1005)에 근접하게 배치되는 엘리먼트들은 애퍼쳐 성형(aperture shaping)의 개념을 사용하여 현재의 시스템 내에 채용될 수도 있다. 이러한 디자인을 사용함으로써, 균일한 조명 또는 거의 균일한 조명이 구현될 수도 있고, 개개의 포인트 조명, 링 조명, 사극자(quadrapole) 조명, 또는 다른 바람직한 패턴이 구현될 수도 있다.
대물 렌즈에 대한 다양한 구현형태들이 일반적 이미징 서브시스템 내에서 채용될 수도 있다. 하나의 고정된 대물 렌즈가 사용될 수도 있다. 단일 대물 렌즈는 모든 원하는 이미징 및 검사 모드를 지원할 수도 있다. 이러한 디자인은, 이미징 시스템이 상대적으로 큰 시야 사이즈 및 상대적으로 높은 개구수를 지원한다면 달성가능하다. 개구수는 동 평면(1005a, 1005b, 1019a, 및 1019b)에 배치되는 내부 애퍼쳐를 사용하여 원하는 값까지 감소될 수 있다.
또한 다수의 대물 렌즈들이 도 10 에 도시된 바와 같이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 비록 두 개의 대물 렌즈(1012 및 1013)가 도시되지만, 임의의 개수의 대물 렌즈들도 가능하다. 이러한 디자인에서 각각의 대물 렌즈는 레이저 소스(1001)에 의하여 생성되는 각각의 파장에 대하여 최적화될 수도 있다. 이러한 대물 렌즈(1012 및 1013)는 고정된 포지션을 가지거나 샘플(1014)까지 근접한 위치로 이동될 수 있다. 다수의 대물 렌즈를 샘플에 근접하게 이동시키기 위해서, 회전식 터릿들이 표준 현미경에 있어서 공통적인 것처럼 사용될 수도 있다. 대물 렌즈를 스테이지 상에서 병진시키는 것, 및 대물 렌즈를 각도계(goniometer)를 사용하여 아크 상에서 병진시키는 것을 포함하지만 이들로 한정되는 것은 아닌, 대물 렌즈를 샘플에 근접하게 이동시키기 위한 다른 디자인들이 이용가능하다. 추가적으로, 고정된 대물 렌즈 및 터릿 상의 다수의 대물 렌즈의 임의의 조합이 본 발명의 시스템에 따라서 획득될 수 있다.
이러한 구성의 최대 개구수는 0.97 에 근접하거나 이를 초과할 수도 있는데, 하지만 몇 몇 실례에서는 더 높을 수도 있다. 이러한 고 NA 반사굴절 이미징 시스템에서 가능한 광범위한 조명 및 수집 각도는 이것의 큰 시야 사이즈와 조합되어 시스템이 다수의 검사 모드를 동시에 지원하도록 한다. 이전의 문단들에서부터 이해될 수 있는 바와 같이, 다수의 이미징 모드들은 조명 디바이스와 연계하여 단일 광학계 또는 머신을 사용하여 구현될 수 있다. 조명 및 수집에 대하여 개시되는 고 NA는 동일한 광학계를 사용하여 이미징 모드들을 구현하게 하고, 이를 통하여 결함 또는 샘플들의 상이한 타입에 대한 이미징의 최적화를 가능하게 한다.
이미징 서브시스템은 이미지 포밍 광학기(1015)를 더 포함한다. 이미지 포밍 광학기(1015)의 목적은 샘플(1014)의 내부 이미지(1016)를 형성하는 것이다. 이러한 내부 이미지(1016)에서, 미러(1017)는 광을 검사 모드들 중 하나에 대응하여 리디렉팅하도록 배치될 수 있다. 이미징 모드들에 대한 광은 공간적으로 별개이기 때문에, 이러한 위치에서 광을 리디렉팅하는 것은 가능하다. 이미지 포밍 광학기(1018; 1018a 및 1018b) 및 광학기(1020; 1020a 및 1020b)는 가변 초점 줌(varifocal zoom), 집속 광학기가 있는 다수의 무한초점 튜브 렌즈(afocal tube lenses), 또는 다수의 이미지 포밍 매그 튜브(image forming mag tubes)를 포함하는 여러 상이한 형태로 구현될 수 있다. 2009 년 7 월 16 일에 공개되고 본 명세서에서 참조되어 통합되는 미국 공개 특허 출원 번호 제 2009/0180176 호가 시스템(1000)에 관련한 추가적 세부사항을 설명한다.
도 11 은 반사굴절 이미징 시스템(1100)에 수직 입사 레이저 암시야 조명을 추가하는 것을 도시한다. 암시야 조명은 UV 레이저(1101), 검사되는 중인 표면 상의 조명 빔 사이즈 및 프로파일을 제어하기 위한 적응 광학기(1102), 기계적 하우징(1104) 내의 애퍼쳐 및 윈도우(1103), 및 레이저를 광축을 따라 수직 입사각으로 샘플(1108)의 표면으로 리디렉팅하기 위한 프리즘(1105)을 포함한다. 또한 프리즘(1105)은은 샘플(1108)의 표면 피쳐로부터의 거울 반사 및 대물 렌즈(1106)의 광학적 표면으로부터의 반사를 광경로를 따라서 이미지 평면(1109)으로 디렉팅한다. 대물 렌즈(1106)용 렌즈들은 반사굴절 대물렌즈, 집속 렌즈 그룹, 및 확대 튜브 렌즈 섹션의 일반적 형태로 제공될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 레이저(1101)는 약 189 nm와 약 200 nm 사이의 파장에서 방출하는 위에서 설명된 레이저에 의하여 구현될 수 있다. 1999 년 12 월 7 일에 발행되는 미국 특허 번호 제 5,999,310 호 및 2007 년 1 월 4 일에 공개된 미국 공개 번호 제 2007/0002465 호가 시스템(1100)을 더 상세히 설명한다. 이러한 특허 및 공개 출원 양자 모두 본 명세서에서 참조되어 통합된다.
다른 레티클, 포토마스크, 또는 웨이퍼 검사 시스템들도 바람직하게는 위에서 설명된 개선된 레이저를 사용할 수 있다. 예를 들어, 다른 시스템은 미국 특허: 제 5,563,702 호, 제 5,999,310 호, 제 6,201,601 호, 제 6,271,916 호, 제 7,352,457 호, 제 7,525,649 호, 및 제 7,528,943 호에 기술된 것들을 포함한다. 또 다른 시스템은 미국 공개 번호 제 2009/0180176 호에 기술된 것들을 포함한다. 검사 또는 측정 시스템에서 사용되면, 이러한 개선된 레이저는 바람직하게는 공개된 PCT 출원 번호 제 WO 2010/037106 호 및 미국 특허 출원 번호 제 13/073,986 호에 개시되는 코히어런스 및 스페클 감소 장치 및 방법과 결합될 수도 있다. 또한 이러한 개선된 레이저는 바람직하게는, 발명의 명칭이 "레이저 펄스 증배기를 사용하는 반도체 검사 및 측정 시스템(Semiconductor Inspection And Metrology System Using Laser Pulse Multiplier)"이고 2012 년 12 월 11 일에 출원된 미국 특허 출원 번호 제 13/711,593 호, 및 발명의 명칭이 "레이저 펄스 증배기를 사용하는 반도체 검사 및 측정 시스템(Semiconductor Inspection And Metrology System Using Laser Pulse Multiplier)"이고 2012 년 6 월 1 일에 출원되며 이제 미국 공개 번호 제 2012/0314286 호로서 2012 년 12 월 13 일에 공개되는 미국 특허 출원 번호 제 13/487,075 호에서 개시되는 방법 및 시스템과 결합될 수도 있는데, 이들 모두는 본 명세서에서 참조되어 통합된다.
딥-UV 레이저의 가장 중요한 부분은 최종 주파수 변환 스테이지이다. 1171 nm 근처에 있는 기본의 제 5 고조파를 1109 nm 근처의 펌프 파장과 믹싱하는, 193 nm 근처의 파장을 발생시키는 위에서 설명된 레이저는 그러한 최종 주파수 변환에 대한 실질적으로 비-임계 위상 매칭의 사용을 가능하게 한다. 더 긴 결정이 사용될 수 있기 때문에 그리고 이것이 정렬에서의 작은 변화에 적게 영향을 받기 때문에, 거의 비-임계 위상 매칭이 임계 위상 매칭보다 더 효율적이고 더 안정하다. 더 긴 결정이 사용되면, 동일한 전체 변환 효율을 유지하면서 결정 내의 더 낮은 피크 전력 밀도의 사용을 가능하게 하고, 이를 통하여 결정에 손상이 축적되는 것을 늦추는 효과가 얻어질 수 있다는 것에 주의한다. 특히, 본 명세서에서 설명된 레이저는 제 8 고조파 발생에 비하여 덜 복잡하고 더 효율적이다. 그러므로, 위에서 설명된 193 nm 레이저는 포토마스크, 레티클, 또는 웨이퍼 검사 및 계측 도중에 커다란 시스템 장점들을 제공할 수 있다.
비록 위의 내용이 결과적으로 193.4 nm의 출력 파장을 초래하는 약 1171 nm 기본 파장 및 약 1109.1 nm 펌프 파장을 기술하지만, 193.4 nm의 수 nm 내의 다른 파장들이 기본 및 펌프 파장들의 적절한 선택을 사용하여 이러한 접근법에 의하여 발생될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 이러한 레이저 및 이러한 레이저를 사용하는 시스템들이 본 발명의 범위에 속한다.
위에서 설명된 본 발명의 구조 및 방법들의 다양한 실시예는 본 발명의 원리를 단지 예시할 뿐이고, 본 발명의 범위를 설명된 특정 실시예들로 한정하려고 의도되지 않는다. 예를 들어, CLBO, LBO, 또는 BBO가 아닌 비선형 결정 또는 주기적으로-폴링되는(poled) 재료들이 주파수 변환 스테이지의 일부에 대하여 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 후속하는 청구항 및 그들의 균등물에 의해서만 제한된다.

Claims (27)

  1. 광을 발생시키기 위한 레이저에 있어서,
    1105 nm와 1130 nm 사이의 대응하는 파장을 가지는 펌프 주파수를 발생시키도록 구성된 펌프 레이저;
    상기 펌프 주파수의 일부로부터 기본 주파수 - 상기 기본 주파수는 1150 nm와 1175 nm 사이의 대응하는 파장을 가짐 - 를 발생시키도록 구성된 기본 레이저;
    상기 기본 주파수의 제 5 고조파를 발생시키도록 구성된 제 5 고조파 발생기 모듈; 및
    189 nm와 200 nm 사이의 출력 파장을 발생시키기 위하여 상기 펌프 주파수 및 상기 제 5 고조파 주파수를 합성하도록 구성된 주파수 믹싱 모듈을 포함하고,
    상기 주파수 믹싱 모듈은, 상기 펌프 주파수의 미소비 부분(unconsumed portion)을 재순환(recirculating)시키도록 구성된 광 공진기(optical cavity)를 더 포함하고,
    상기 기본 레이저는, 라만 천이기(Raman shifter), 라만 발진기(Raman oscillator) 및 라만 증폭기(Raman amplifier) 중 하나를 포함하고,
    상기 라만 천이기, 라만 발진기 또는 라만 증폭기는, 도핑된 용융-실리카 광섬유 및 게르마니아(germania)-도핑된 용융-실리카 광섬유 중 하나를 포함하는 것인, 광을 발생시키기 위한 레이저.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 5 고조파 발생기는, 상기 기본 주파수의 일부로부터 제 2 고조파를 발생시키도록 구성된 제 1 스테이지를 포함하는 것인, 광을 발생시키기 위한 레이저.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 스테이지는 리튬 트리보레이트(Lithium triborate; LBO) 결정을 포함하는 것인, 광을 발생시키기 위한 레이저.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 5 고조파 발생기는,
    상기 제 2 고조파로부터 제 4 고조파를 발생시키도록 구성된 제 2 스테이지; 및
    상기 제 4 고조파 및 상기 기본 주파수의 일부를 합성하여 상기 제 5 고조파를 발생시키도록 구성된 제 3 스테이지를 더 포함하는 것인, 광을 발생시키기 위한 레이저.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 스테이지 및 상기 제 3 스테이지 중 적어도 하나는, 어닐링된 세슘 리튬 보레이트(Cesium Lithium Borate; CLBO) 결정, 어닐링된 LBO 결정, 수소-어닐링된 CLBO 결정 및 수소-어닐링된 LBO 결정 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 광을 발생시키기 위한 레이저.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 5 고조파 발생기는,
    상기 제 2 고조파의 일부 및 상기 기본 주파수의 일부를 합성하여 제 3 고조파를 발생시키도록 구성된 제 2 스테이지; 및
    상기 제 3 고조파 및 상기 제 2 고조파의 일부를 합성하여 상기 제 5 고조파를 발생시키도록 구성된 제 3 스테이지를 더 포함하는 것인, 광을 발생시키기 위한 레이저.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 스테이지는 LBO 결정 또는 어닐링된 LBO 결정을 포함하는 것인, 광을 발생시키기 위한 레이저.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 3 스테이지는, 세슘 리튬 보레이트(CLBO) 결정, 어닐링된 CLBO 결정, 및 수소-어닐링된 CLBO 결정 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 광을 발생시키기 위한 레이저.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 펌프 레이저는, 이테르븀(Yb)-도핑된 섬유 및 적외선 다이오드 레이저 중 하나를 포함하는 것인, 광을 발생시키기 위한 레이저.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 다이오드 레이저는 양자점(quantum dot) 기술을 사용하는 것인, 광을 발생시키기 위한 레이저.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 주파수 믹싱 모듈은, 어닐링된 세슘 리튬 보레이트(CLBO) 결정 또는 수소-어닐링된 CLBO 결정을 포함하는 것인, 광을 발생시키기 위한 레이저.
  14. 광을 발생시키는 방법에 있어서,
    1105 nm와 1130 nm 사이의 대응하는 파장을 가지는 펌프 주파수를 발생시키는 단계;
    상기 펌프 주파수의 일부로부터 기본 주파수 - 상기 기본 주파수는 1150 nm와 1175 nm 사이의 파장에 대응함 -를 발생시키는 단계;
    상기 기본 주파수로부터 제 5 고조파를 발생시키는 단계; 및
    189 nm와 200 nm 사이의 출력 파장을 발생시키기 위하여 상기 펌프 주파수 및 상기 제 5 고조파를 합성하는 단계를 포함하고,
    상기 펌프 주파수 및 상기 제 5 고조파 주파수를 합성하는 단계는, 상기 펌프 주파수의 미소비 부분을 재순환시키는 단계를 포함하고,
    상기 기본 주파수를 발생시키는 단계는, 상기 펌프 주파수를 라만 천이시키는 단계를 포함하고,
    상기 라만 천이는 도핑된 용융-실리카 광섬유 및 게르마니아(germania)-도핑된 용융-실리카 광섬유 중 하나를 사용하여 수행되는 것인, 광을 발생시키는 방법.
  15. 삭제
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 펌프 주파수 및 상기 제 5 고조파 주파수를 합성하는 단계는, 어닐링된 CLBO 결정 또는 수소-어닐링된 CLBO 결정을 사용하는 것인, 광을 발생시키는 방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 기본 주파수로부터 상기 제 5 고조파 주파수를 발생시키는 단계는,
    상기 기본 주파수의 일부로부터 제 2 고조파를 발생시키는 단계;
    상기 제 2 고조파로부터 제 4 고조파를 발생시키는 단계; 및
    상기 제 4 고조파 및 상기 기본 주파수의 일부를 합성하여 상기 제 5 고조파를 발생시키는 단계를 포함하는 것인, 광을 발생시키는 방법.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 기본 주파수로부터 상기 제 5 고조파 주파수를 발생시키는 단계는,
    상기 기본 주파수의 일부로부터 제 2 고조파를 발생시키는 단계;
    상기 제 2 고조파의 일부 및 상기 기본 주파수의 일부를 합성하여 제 3 고조파를 발생시키는 단계; 및
    상기 제 3 고조파 및 상기 제 2 고조파의 일부를 합성하여 상기 제 5 고조파를 발생시키는 단계를 포함하는 것인, 광을 발생시키는 방법.
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
KR1020157028649A 2013-03-18 2014-03-18 193 나노미터 레이저 및 193 나노미터 레이저를 사용한 검사 시스템 KR102127030B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361803108P 2013-03-18 2013-03-18
US61/803,108 2013-03-18
US14/210,355 US9608399B2 (en) 2013-03-18 2014-03-13 193 nm laser and an inspection system using a 193 nm laser
US14/210,355 2014-03-13
PCT/US2014/030989 WO2014153328A1 (en) 2013-03-18 2014-03-18 A 193nm laser and an inspection system using a 193nm laser

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150131193A KR20150131193A (ko) 2015-11-24
KR102127030B1 true KR102127030B1 (ko) 2020-06-25

Family

ID=51581484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157028649A KR102127030B1 (ko) 2013-03-18 2014-03-18 193 나노미터 레이저 및 193 나노미터 레이저를 사용한 검사 시스템

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9608399B2 (ko)
JP (1) JP6275240B2 (ko)
KR (1) KR102127030B1 (ko)
TW (1) TWI597908B (ko)
WO (1) WO2014153328A1 (ko)

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9793673B2 (en) 2011-06-13 2017-10-17 Kla-Tencor Corporation Semiconductor inspection and metrology system using laser pulse multiplier
US9496425B2 (en) 2012-04-10 2016-11-15 Kla-Tencor Corporation Back-illuminated sensor with boron layer
US9529182B2 (en) 2013-02-13 2016-12-27 KLA—Tencor Corporation 193nm laser and inspection system
US9478402B2 (en) 2013-04-01 2016-10-25 Kla-Tencor Corporation Photomultiplier tube, image sensor, and an inspection system using a PMT or image sensor
US9410901B2 (en) 2014-03-17 2016-08-09 Kla-Tencor Corporation Image sensor, an inspection system and a method of inspecting an article
US9804101B2 (en) 2014-03-20 2017-10-31 Kla-Tencor Corporation System and method for reducing the bandwidth of a laser and an inspection system and method using a laser
US10228607B2 (en) 2014-05-22 2019-03-12 Lumentum Operations Llc Second harmonic generation
US9568803B2 (en) * 2014-05-22 2017-02-14 Lumentum Operations Llc Cascaded optical harmonic generation
US9419407B2 (en) 2014-09-25 2016-08-16 Kla-Tencor Corporation Laser assembly and inspection system using monolithic bandwidth narrowing apparatus
US9748729B2 (en) 2014-10-03 2017-08-29 Kla-Tencor Corporation 183NM laser and inspection system
CN104759753B (zh) * 2015-03-30 2016-08-31 江苏大学 多***自动化协调工作提高激光诱导空化强化的方法
US9860466B2 (en) 2015-05-14 2018-01-02 Kla-Tencor Corporation Sensor with electrically controllable aperture for inspection and metrology systems
US10748730B2 (en) 2015-05-21 2020-08-18 Kla-Tencor Corporation Photocathode including field emitter array on a silicon substrate with boron layer
KR20170017019A (ko) * 2015-07-09 2017-02-15 주식회사 이오테크닉스 집광점 검출장치
US10462391B2 (en) 2015-08-14 2019-10-29 Kla-Tencor Corporation Dark-field inspection using a low-noise sensor
US10313622B2 (en) 2016-04-06 2019-06-04 Kla-Tencor Corporation Dual-column-parallel CCD sensor and inspection systems using a sensor
US10778925B2 (en) 2016-04-06 2020-09-15 Kla-Tencor Corporation Multiple column per channel CCD sensor architecture for inspection and metrology
JP6306659B1 (ja) * 2016-10-19 2018-04-04 ファナック株式会社 ビーム分配器
WO2018085837A1 (en) * 2016-11-07 2018-05-11 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for detection and analysis of nanoparticles from semiconductor chamber parts
US10175555B2 (en) 2017-01-03 2019-01-08 KLA—Tencor Corporation 183 nm CW laser and inspection system
KR102492053B1 (ko) * 2017-08-23 2023-01-25 삼성전자주식회사 반도체 제조 장치 및 이를 이용한 반도체 장치 제조 방법
JP7436141B2 (ja) * 2017-11-03 2024-02-21 セラ セミコンダクター エンジニアリング ラボラトリーズ リミテッド 埋没欠陥の割断システム及び割断方法
CN110398486B (zh) * 2018-04-24 2024-01-30 南京简智仪器设备有限公司 一种光斑可移动的差分拉曼光谱检测装置及检测方法
US11114489B2 (en) 2018-06-18 2021-09-07 Kla-Tencor Corporation Back-illuminated sensor and a method of manufacturing a sensor
US11156817B2 (en) * 2018-08-08 2021-10-26 Kessler Optics and Photonics Solutions Ltd. Scanning microscope with enhanced FOV and NA
US10943760B2 (en) 2018-10-12 2021-03-09 Kla Corporation Electron gun and electron microscope
US11114491B2 (en) 2018-12-12 2021-09-07 Kla Corporation Back-illuminated sensor and a method of manufacturing a sensor
CN109668650B (zh) * 2019-01-07 2024-03-29 富通集团有限公司 用于热刺激电流法的检测装置
US11848350B2 (en) 2020-04-08 2023-12-19 Kla Corporation Back-illuminated sensor and a method of manufacturing a sensor using a silicon on insulator wafer
US11444691B2 (en) * 2020-11-19 2022-09-13 Northrop Grumman Systems Corporation Optical free space communication apparatus using polarization
US20220399694A1 (en) * 2021-06-11 2022-12-15 Kla Corporation Tunable duv laser assembly

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050078718A1 (en) * 2003-10-09 2005-04-14 Spinelli Luis A. Intracavity frequency-tripled CW laser
US20120026578A1 (en) * 2010-04-01 2012-02-02 Lasertec Corporation Radiation source apparatus and duv beam generation method

Family Cites Families (171)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3755704A (en) 1970-02-06 1973-08-28 Stanford Research Inst Field emission cathode structures and devices utilizing such structures
US4178561A (en) 1978-10-02 1979-12-11 Hughes Aircraft Company Scanning arrangements for optical frequency converters
JPS58146B2 (ja) 1980-10-14 1983-01-05 浜松テレビ株式会社 フレ−ミング管
US4644221A (en) 1981-05-06 1987-02-17 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Variable sensitivity transmission mode negative electron affinity photocathode
US4853595A (en) 1987-08-31 1989-08-01 Alfano Robert R Photomultiplier tube having a transmission strip line photocathode and system for use therewith
US5120949A (en) 1991-01-17 1992-06-09 Burle Technologies, Inc. Semiconductor anode photomultiplier tube
JP2828221B2 (ja) 1991-06-04 1998-11-25 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション レーザー光波長変換装置
US5144630A (en) 1991-07-29 1992-09-01 Jtt International, Inc. Multiwavelength solid state laser using frequency conversion techniques
EP0532927B1 (en) 1991-08-22 1996-02-21 Kla Instruments Corporation Automated photomask inspection apparatus
US5563702A (en) 1991-08-22 1996-10-08 Kla Instruments Corporation Automated photomask inspection apparatus and method
DE69208413T2 (de) 1991-08-22 1996-11-14 Kla Instr Corp Gerät zur automatischen Prüfung von Photomaske
US5326978A (en) 1992-12-17 1994-07-05 Intevac, Inc. Focused electron-bombarded detector
US5475227A (en) 1992-12-17 1995-12-12 Intevac, Inc. Hybrid photomultiplier tube with ion deflector
US5760809A (en) 1993-03-19 1998-06-02 Xerox Corporation Recording sheets containing phosphonium compounds
FI940740A0 (fi) 1994-02-17 1994-02-17 Arto Salokatve Detektor foer paovisning av fotoner eller partiklar, foerfarande foer framstaellning av detektorn och maetningsfoerfarande
US6271916B1 (en) 1994-03-24 2001-08-07 Kla-Tencor Corporation Process and assembly for non-destructive surface inspections
US5493176A (en) 1994-05-23 1996-02-20 Siemens Medical Systems, Inc. Photomultiplier tube with an avalanche photodiode, a flat input end and conductors which simulate the potential distribution in a photomultiplier tube having a spherical-type input end
US6512631B2 (en) 1996-07-22 2003-01-28 Kla-Tencor Corporation Broad-band deep ultraviolet/vacuum ultraviolet catadioptric imaging system
JP4306800B2 (ja) 1996-06-04 2009-08-05 ケーエルエー−テンカー テクノロジィース コーポレイション 表面検査用光学走査システム
US5999310A (en) 1996-07-22 1999-12-07 Shafer; David Ross Ultra-broadband UV microscope imaging system with wide range zoom capability
US5742626A (en) 1996-08-14 1998-04-21 Aculight Corporation Ultraviolet solid state laser, method of using same and laser surgery apparatus
US5760899A (en) 1996-09-04 1998-06-02 Erim International, Inc. High-sensitivity multispectral sensor
US6201257B1 (en) 1996-10-10 2001-03-13 Advanced Scientific Concepts, Inc. Semiconductor X-ray photocathodes devices
US6212310B1 (en) 1996-10-22 2001-04-03 Sdl, Inc. High power fiber gain media system achieved through power scaling via multiplexing
US6064759A (en) 1996-11-08 2000-05-16 Buckley; B. Shawn Computer aided inspection machine
WO2005022705A2 (en) 1997-03-21 2005-03-10 Imra America, Inc. High energy optical fiber amplifier for picosecond-nanosecond pulses for advanced material processing applications
US6608676B1 (en) 1997-08-01 2003-08-19 Kla-Tencor Corporation System for detecting anomalies and/or features of a surface
US5825562A (en) 1997-08-18 1998-10-20 Novatec Corporation Method of continuous motion for prolong usage of optical elements under the irradiation of intensive laser beams
US6201601B1 (en) 1997-09-19 2001-03-13 Kla-Tencor Corporation Sample inspection system
JP3956447B2 (ja) * 1997-10-16 2007-08-08 ウシオ電機株式会社 インジェクション・シーディングを用いた露光用レーザ装置
KR100841147B1 (ko) 1998-03-11 2008-06-24 가부시키가이샤 니콘 레이저 장치, 자외광 조사 장치 및 방법, 물체의 패턴 검출장치 및 방법
JP3997450B2 (ja) 1998-03-13 2007-10-24 ソニー株式会社 波長変換装置
US6376985B2 (en) 1998-03-31 2002-04-23 Applied Materials, Inc. Gated photocathode for controlled single and multiple electron beam emission
US6373869B1 (en) 1998-07-30 2002-04-16 Actinix System and method for generating coherent radiation at ultraviolet wavelengths
JP2000223408A (ja) * 1999-02-03 2000-08-11 Hitachi Ltd 半導体製造装置および半導体装置の製造方法
WO2000077890A2 (en) 1999-06-11 2000-12-21 Daniel Kopf Optical system for lasers
US6888855B1 (en) 1999-06-11 2005-05-03 Daniel Kopf Optical system for lasers
US6285018B1 (en) 1999-07-20 2001-09-04 Intevac, Inc. Electron bombarded active pixel sensor
US6498801B1 (en) 1999-08-05 2002-12-24 Alexander E. Dudelzak Solid state laser for microlithography
AU6865300A (en) 1999-09-10 2001-04-17 Nikon Corporation Light source and wavelength stabilization control method, exposure apparatus andexposure method, method for producing exposure apparatus, and device manufactur ing method and device
WO2001020397A1 (fr) 1999-09-10 2001-03-22 Nikon Corporation Dispositif laser et procede d'exposition
US6369888B1 (en) 1999-11-17 2002-04-09 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for article inspection including speckle reduction
JP2001194693A (ja) * 2000-01-07 2001-07-19 Ushio Sogo Gijutsu Kenkyusho:Kk Ｃｌｂｏ結晶による波長変換方法
US6549647B1 (en) 2000-01-07 2003-04-15 Cyberoptics Corporation Inspection system with vibration resistant video capture
US6879390B1 (en) 2000-08-10 2005-04-12 Kla-Tencor Technologies Corporation Multiple beam inspection apparatus and method
US6704339B2 (en) 2001-01-29 2004-03-09 Cymer, Inc. Lithography laser with beam delivery and beam pointing control
US8208505B2 (en) 2001-01-30 2012-06-26 Board Of Trustees Of Michigan State University Laser system employing harmonic generation
US6791099B2 (en) 2001-02-14 2004-09-14 Applied Materials, Inc. Laser scanning wafer inspection using nonlinear optical phenomena
JP3939928B2 (ja) 2001-02-28 2007-07-04 サイバーレーザー株式会社 波長変換装置
JP2003043533A (ja) 2001-08-03 2003-02-13 Kitakyushu Foundation For The Advancement Of Industry Science & Technology レーザーの第二高調波の方向を一定に保つための自動追尾装置
US20030161374A1 (en) 2001-11-21 2003-08-28 Lambda Physik Ag High-resolution confocal Fabry-Perot interferometer for absolute spectral parameter detection of excimer laser used in lithography applications
US6816520B1 (en) 2001-11-30 2004-11-09 Positive Light Solid state system and method for generating ultraviolet light
US7088443B2 (en) 2002-02-11 2006-08-08 Kla-Tencor Technologies Corporation System for detecting anomalies and/or features of a surface
US6859335B1 (en) 2002-11-20 2005-02-22 Ming Lai Method of programmed displacement for prolong usage of optical elements under the irradiation of intensive laser beams
US7957066B2 (en) 2003-02-21 2011-06-07 Kla-Tencor Corporation Split field inspection system using small catadioptric objectives
KR20060014359A (ko) * 2003-03-24 2006-02-15 가부시키가이샤 니콘 광학 소자, 광학계, 레이저 장치, 노광 장치, 마스크 검사장치 및 고분자 결정 가공 장치
EP1666520B1 (en) 2003-09-11 2013-11-13 Nikon Corporation A macromolecular crystral working apparatus ; A macromolecular crystal evaluating device with such apparatus
US7813406B1 (en) 2003-10-15 2010-10-12 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Temporal laser pulse manipulation using multiple optical ring-cavities
JP2005156516A (ja) 2003-11-05 2005-06-16 Hitachi Ltd パターン欠陥検査方法及びその装置
US7023126B2 (en) 2003-12-03 2006-04-04 Itt Manufacturing Enterprises Inc. Surface structures for halo reduction in electron bombarded devices
CN1926728A (zh) 2004-01-07 2007-03-07 光谱物理学公司 工业用直接二极管泵浦超快速放大器***
US7313155B1 (en) 2004-02-12 2007-12-25 Liyue Mu High power Q-switched laser for soft tissue ablation
US7035012B2 (en) 2004-03-01 2006-04-25 Coherent, Inc. Optical pulse duration extender
JPWO2005085947A1 (ja) 2004-03-08 2008-01-24 株式会社ニコン レーザ光源装置、このレーザ光源装置を用いた露光装置及びマスク検査装置
JP4365255B2 (ja) 2004-04-08 2009-11-18 浜松ホトニクス株式会社 発光体と、これを用いた電子線検出器、走査型電子顕微鏡及び質量分析装置
US20050254065A1 (en) 2004-05-12 2005-11-17 Stokowski Stanley E Method and apparatus for detecting surface characteristics on a mask blank
US7349079B2 (en) 2004-05-14 2008-03-25 Kla-Tencor Technologies Corp. Methods for measurement or analysis of a nitrogen concentration of a specimen
EP1750172B1 (en) 2004-05-26 2013-04-24 Nikon Corporation Wavelength converting optical system
US20060028984A1 (en) 2004-08-09 2006-02-09 Chang Gung University Energy efficient medium access control protocol for IEEE 802.11 WLANs
JP2006060162A (ja) 2004-08-24 2006-03-02 Nikon Corp レーザ光源装置の励起光の制御方法及びレーザ光源装置
US7627007B1 (en) 2004-08-25 2009-12-01 Kla-Tencor Technologies Corporation Non-critical phase matching in CLBO to generate sub-213nm wavelengths
JP4500641B2 (ja) 2004-09-29 2010-07-14 株式会社日立ハイテクノロジーズ 欠陥検査方法およびその装置
US7609309B2 (en) 2004-11-18 2009-10-27 Kla-Tencor Technologies Corporation Continuous clocking of TDI sensors
US7952633B2 (en) 2004-11-18 2011-05-31 Kla-Tencor Technologies Corporation Apparatus for continuous clocking of TDI sensors
JP2006250845A (ja) 2005-03-14 2006-09-21 Topcon Corp パターン欠陥検査方法とその装置
US7593440B2 (en) 2005-03-29 2009-09-22 Coherent, Inc. MOPA laser apparatus with two master oscillators for generating ultraviolet radiation
EP1716964B1 (en) 2005-04-28 2009-01-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor device and laser irradiation apparatus
US7345825B2 (en) 2005-06-30 2008-03-18 Kla-Tencor Technologies Corporation Beam delivery system for laser dark-field illumination in a catadioptric optical system
JP4640029B2 (ja) 2005-08-08 2011-03-02 株式会社ニコン 波長変換光学系、レーザ光源、露光装置、被検物検査装置、及び高分子結晶の加工装置
CN101263201B (zh) 2005-09-16 2012-10-17 松下电器产业株式会社 复合材料、及使用该材料的光学部件
JP4925085B2 (ja) 2005-09-20 2012-04-25 株式会社メガオプト 深紫外レーザー光の発生方法および深紫外レーザー装置
JP4939033B2 (ja) 2005-10-31 2012-05-23 浜松ホトニクス株式会社 光電陰極
US7920616B2 (en) 2005-11-01 2011-04-05 Cymer, Inc. Laser system
US20090296755A1 (en) 2005-11-01 2009-12-03 Cymer, Inc. Laser system
US7715459B2 (en) 2005-11-01 2010-05-11 Cymer, Inc. Laser system
WO2007053335A2 (en) 2005-11-01 2007-05-10 Cymer, Inc. Laser system
US7643529B2 (en) 2005-11-01 2010-01-05 Cymer, Inc. Laser system
US7471705B2 (en) 2005-11-09 2008-12-30 Lockheed Martin Corporation Ultraviolet laser system and method having wavelength in the 200-nm range
JP2007133102A (ja) 2005-11-09 2007-05-31 Canon Inc 反射防止膜を有する光学素子及びそれを有する露光装置
US7519253B2 (en) 2005-11-18 2009-04-14 Omni Sciences, Inc. Broadband or mid-infrared fiber light sources
US7528943B2 (en) 2005-12-27 2009-05-05 Kla-Tencor Technologies Corporation Method and apparatus for simultaneous high-speed acquisition of multiple images
JP2007206452A (ja) 2006-02-02 2007-08-16 Lasertec Corp 深紫外光源及び、その深紫外光源を用いたマスク検査装置及び露光装置
JP4911494B2 (ja) 2006-03-18 2012-04-04 国立大学法人大阪大学 波長変換光学素子、波長変換光学素子の製造方法、波長変換装置、紫外線レーザ照射装置およびレーザ加工装置
JP5269764B2 (ja) 2006-04-28 2013-08-21 コーニング インコーポレイテッド パルス動作ｕｖ及び可視ラマンレーザシステム
US7113325B1 (en) 2006-05-03 2006-09-26 Mitsubishi Materials Corporation Wavelength conversion method with improved conversion efficiency
US20070263680A1 (en) 2006-05-15 2007-11-15 Andrei Starodoumov MOPA laser apparatus with two master oscillators for generating ultraviolet radiation
US7593437B2 (en) 2006-05-15 2009-09-22 Coherent, Inc. MOPA laser apparatus with two master oscillators for generating ultraviolet radiation
EP2024787A2 (en) * 2006-06-02 2009-02-18 Corning Incorporated Uv and visible laser systems
US7457330B2 (en) 2006-06-15 2008-11-25 Pavilion Integration Corporation Low speckle noise monolithic microchip RGB lasers
US7970201B2 (en) 2006-07-31 2011-06-28 Applied Materials Israel, Ltd. Method and system for defect detection
DE102007004235B3 (de) 2006-12-21 2008-01-03 Coherent Gmbh Verfahren zur Frequenzkonversion eines Lichtstrahls mittels eines CLBO-Kristalls
JP5342769B2 (ja) 2006-12-28 2013-11-13 浜松ホトニクス株式会社 光電陰極、電子管及び光電子増倍管
US9771666B2 (en) 2007-01-17 2017-09-26 Crystal Is, Inc. Defect reduction in seeded aluminum nitride crystal growth
US8323406B2 (en) 2007-01-17 2012-12-04 Crystal Is, Inc. Defect reduction in seeded aluminum nitride crystal growth
JP4224863B2 (ja) 2007-02-02 2009-02-18 レーザーテック株式会社 検査装置及び検査方法、並びにパターン基板の製造方法
JP2008209664A (ja) 2007-02-27 2008-09-11 Advanced Mask Inspection Technology Kk パターン検査装置
US8755417B1 (en) * 2007-04-16 2014-06-17 Kla-Tencor Corporation Coherent light generation below about two-hundred nanometers
US20110073982A1 (en) 2007-05-25 2011-03-31 Armstrong J Joseph Inspection system using back side illuminated linear sensor
US7586108B2 (en) 2007-06-25 2009-09-08 Asml Netherlands B.V. Radiation detector, method of manufacturing a radiation detector and lithographic apparatus comprising a radiation detector
US7999342B2 (en) 2007-09-24 2011-08-16 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd Image sensor element for backside-illuminated sensor
JP4634427B2 (ja) 2007-09-27 2011-02-16 株式会社東芝 照明装置及びパターン検査装置
US7525649B1 (en) 2007-10-19 2009-04-28 Kla-Tencor Technologies Corporation Surface inspection system using laser line illumination with two dimensional imaging
US7605376B2 (en) 2007-10-29 2009-10-20 Fairchild Imaging, Inc. CMOS sensor adapted for dental x-ray imaging
JP2009145791A (ja) 2007-12-18 2009-07-02 Lasertec Corp 波長変換装置、検査装置及び波長変換方法
US8298335B2 (en) 2007-12-18 2012-10-30 Kla-Tencor Technologies Corporation Enclosure for controlling the environment of optical crystals
US7885298B2 (en) 2008-01-16 2011-02-08 Deep Photonics Corporation Method and apparatus for producing arbitrary pulsetrains from a harmonic fiber laser
US7633979B2 (en) 2008-02-12 2009-12-15 Pavilion Integration Corporation Method and apparatus for producing UV laser from all-solid-state system
JP2010003755A (ja) 2008-06-18 2010-01-07 Mitsubishi Electric Corp 波長変換レーザ装置
JP2010054547A (ja) 2008-08-26 2010-03-11 Lasertec Corp 紫外レーザ装置
US9080991B2 (en) 2008-09-29 2015-07-14 Kla-Tencor Corp. Illuminating a specimen for metrology or inspection
US9080990B2 (en) 2008-09-29 2015-07-14 Kla-Tencor Corp. Illumination subsystems of a metrology system, metrology systems, and methods for illuminating a specimen for metrology measurements
US7875948B2 (en) 2008-10-21 2011-01-25 Jaroslav Hynecek Backside illuminated image sensor
FR2938935B1 (fr) 2008-11-21 2011-05-06 Eolite Systems Dispositif d'allongement de la duree de vie d'un systeme optique non lineaire soumis au rayonnement d'un faisceau laser intense et source optique non lineaire comprenant ce dispositif
US8146498B2 (en) 2008-12-03 2012-04-03 Eastman Kodak Company Printing plate registration
US8624971B2 (en) 2009-01-23 2014-01-07 Kla-Tencor Corporation TDI sensor modules with localized driving and signal processing circuitry for high speed inspection
JP5237874B2 (ja) 2009-04-24 2013-07-17 株式会社日立ハイテクノロジーズ 欠陥検査方法および欠陥検査装置
JP4565207B1 (ja) 2009-04-28 2010-10-20 レーザーテック株式会社 波長変換装置及び波長変換方法並びに半導体装置の製造方法
US20100301437A1 (en) 2009-06-01 2010-12-02 Kla-Tencor Corporation Anti-Reflective Coating For Sensors Suitable For High Throughput Inspection Systems
JP2011023532A (ja) 2009-07-15 2011-02-03 Nikon Corp 光増幅器、レーザ装置及び光源装置
US9023152B2 (en) 2009-09-17 2015-05-05 Kla-Tencor Corporation CLBO crystal growth
CN102035085B (zh) 2009-10-08 2014-03-05 群康科技(深圳)有限公司 导电结构及其制造方法
US8798104B2 (en) 2009-10-13 2014-08-05 Nanda Nathan Pulsed high-power laser apparatus and methods
US8629384B1 (en) 2009-10-26 2014-01-14 Kla-Tencor Corporation Photomultiplier tube optimized for surface inspection in the ultraviolet
CN101702490B (zh) 2009-10-29 2011-02-09 长春理工大学 一种采用阱中量子点(dwell)的中红外锑化物激光器结构
US20110134944A1 (en) 2009-12-08 2011-06-09 The Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona Efficient pulse laser light generation and devices using the same
JP2011128330A (ja) 2009-12-17 2011-06-30 Nikon Corp レーザ装置
JP5914329B2 (ja) 2010-05-24 2016-05-11 ギガフォトン株式会社 固体レーザ装置およびレーザシステム
WO2012021311A2 (en) 2010-08-08 2012-02-16 Kla-Tencor Corporation Dynamic wavefront control of a frequency converted laser system
US8482846B2 (en) 2010-08-09 2013-07-09 Coherent Gmbh Advanced shifting algorithm for prolonging the life of an optically nonlinear crystal
US8824514B2 (en) 2010-11-09 2014-09-02 Kla-Tencor Corporation Measuring crystal site lifetime in a non-linear optical crystal
US8711470B2 (en) 2010-11-14 2014-04-29 Kla-Tencor Corporation High damage threshold frequency conversion system
US8891079B2 (en) 2010-12-16 2014-11-18 Kla-Tencor Corp. Wafer inspection
US8669512B2 (en) 2010-12-28 2014-03-11 Technion Research & Development Foundation Limited System and method for analyzing light by three-photon counting
US9318870B2 (en) 2011-05-06 2016-04-19 Kla-Tencor Corporation Deep ultra-violet light sources for wafer and reticle inspection systems
US9793673B2 (en) 2011-06-13 2017-10-17 Kla-Tencor Corporation Semiconductor inspection and metrology system using laser pulse multiplier
JP5731444B2 (ja) 2011-07-07 2015-06-10 富士フイルム株式会社 放射線検出器、放射線画像撮影装置、及び放射線画像撮影システム
US9920438B2 (en) 2011-07-07 2018-03-20 Massachusetts Institute Of Technology Methods and apparatus for ultrathin catalyst layer for photoelectrode
US9279774B2 (en) 2011-07-12 2016-03-08 Kla-Tencor Corp. Wafer inspection
ITTO20110649A1 (it) 2011-07-19 2013-01-20 St Microelectronics Srl Dispositivo di fotorivelazione con copertura protettiva e antiriflesso, e relativo metodo di fabbricazione
US8873596B2 (en) 2011-07-22 2014-10-28 Kla-Tencor Corporation Laser with high quality, stable output beam, and long life high conversion efficiency non-linear crystal
WO2013036576A1 (en) 2011-09-07 2013-03-14 Kla-Tencor Corporation Transmissive-reflective photocathode
US8748828B2 (en) 2011-09-21 2014-06-10 Kla-Tencor Corporation Interposer based imaging sensor for high-speed image acquisition and inspection systems
US20130077086A1 (en) 2011-09-23 2013-03-28 Kla-Tencor Corporation Solid-State Laser And Inspection System Using 193nm Laser
US8872159B2 (en) 2011-09-29 2014-10-28 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Graphene on semiconductor detector
US9250178B2 (en) 2011-10-07 2016-02-02 Kla-Tencor Corporation Passivation of nonlinear optical crystals
US9389166B2 (en) 2011-12-16 2016-07-12 Kla-Tencor Corporation Enhanced high-speed logarithmic photo-detector for spot scanning system
US8754972B2 (en) 2012-02-01 2014-06-17 Kla-Tencor Corporation Integrated multi-channel analog front end and digitizer for high speed imaging applications
US9496425B2 (en) 2012-04-10 2016-11-15 Kla-Tencor Corporation Back-illuminated sensor with boron layer
US20130313440A1 (en) * 2012-05-22 2013-11-28 Kla-Tencor Corporation Solid-State Laser And Inspection System Using 193nm Laser
US8953869B2 (en) 2012-06-14 2015-02-10 Kla-Tencor Corporation Apparatus and methods for inspecting extreme ultra violet reticles
US9601299B2 (en) 2012-08-03 2017-03-21 Kla-Tencor Corporation Photocathode including silicon substrate with boron layer
US9042006B2 (en) 2012-09-11 2015-05-26 Kla-Tencor Corporation Solid state illumination source and inspection system
NL2011568A (en) 2012-10-31 2014-05-06 Asml Netherlands Bv Sensor and lithographic apparatus.
US9151940B2 (en) 2012-12-05 2015-10-06 Kla-Tencor Corporation Semiconductor inspection and metrology system using laser pulse multiplier
US9426400B2 (en) 2012-12-10 2016-08-23 Kla-Tencor Corporation Method and apparatus for high speed acquisition of moving images using pulsed illumination
US8929406B2 (en) 2013-01-24 2015-01-06 Kla-Tencor Corporation 193NM laser and inspection system
US9529182B2 (en) 2013-02-13 2016-12-27 KLA—Tencor Corporation 193nm laser and inspection system
US9478402B2 (en) 2013-04-01 2016-10-25 Kla-Tencor Corporation Photomultiplier tube, image sensor, and an inspection system using a PMT or image sensor
US11180866B2 (en) 2013-04-10 2021-11-23 Kla Corporation Passivation of nonlinear optical crystals
US9347890B2 (en) 2013-12-19 2016-05-24 Kla-Tencor Corporation Low-noise sensor and an inspection system using a low-noise sensor
US9748294B2 (en) 2014-01-10 2017-08-29 Hamamatsu Photonics K.K. Anti-reflection layer for back-illuminated sensor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050078718A1 (en) * 2003-10-09 2005-04-14 Spinelli Luis A. Intracavity frequency-tripled CW laser
US20120026578A1 (en) * 2010-04-01 2012-02-02 Lasertec Corporation Radiation source apparatus and duv beam generation method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016519782A (ja) 2016-07-07
KR20150131193A (ko) 2015-11-24
US20160056606A1 (en) 2016-02-25
US9608399B2 (en) 2017-03-28
WO2014153328A1 (en) 2014-09-25
TWI597908B (zh) 2017-09-01
JP6275240B2 (ja) 2018-02-07
TW201503514A (zh) 2015-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102127030B1 (ko) 193 나노미터 레이저 및 193 나노미터 레이저를 사용한 검사 시스템
JP6954980B2 (ja) 光学検査システム、光学検査方法、及びレーザー
CN107887778B (zh) 使用193nm激光器的固态激光器及检验***
US9042006B2 (en) Solid state illumination source and inspection system
US20130077086A1 (en) Solid-State Laser And Inspection System Using 193nm Laser
JP2017535806A (ja) １８３ｎｍのレーザーおよび検査システム
TWI623784B (zh) 固態照明源及檢查系統

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)