KR20140069239A - 고체 레이저 및 193나노미터 레이저를 이용한 검사 시스템 - Google Patents

고체 레이저 및 193나노미터 레이저를 이용한 검사 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20140069239A
KR20140069239A KR1020147010855A KR20147010855A KR20140069239A KR 20140069239 A KR20140069239 A KR 20140069239A KR 1020147010855 A KR1020147010855 A KR 1020147010855A KR 20147010855 A KR20147010855 A KR 20147010855A KR 20140069239 A KR20140069239 A KR 20140069239A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
laser
optical
harmonic
frequency
Prior art date
Application number
KR1020147010855A
Other languages
English (en)
Inventor
영호 알렉스 추앙
블라디미르 드리빈크시
조셉 제이 암스트롱
Original Assignee
케이엘에이-텐코 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-텐코 코포레이션 filed Critical 케이엘에이-텐코 코포레이션
Publication of KR20140069239A publication Critical patent/KR20140069239A/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
    • G01N21/84—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
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02—Details
    • G01J3/10—Arrangements of light sources specially adapted for spectrometry or colorimetry
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/12—Generating the spectrum; Monochromators
    • G01J3/1256—Generating the spectrum; Monochromators using acousto-optic tunable filter
    • 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
    • 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
    • G02F1/3532—Arrangements of plural nonlinear devices for generating multi-colour light beams, e.g. arrangements of SHG, SFG, OPO devices for generating RGB light beams
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/82—Auxiliary processes, e.g. cleaning or inspecting
    • G03F1/84—Inspecting
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70008—Production of exposure light, i.e. light sources
    • G03F7/70025—Production of exposure light, i.e. light sources by lasers
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
    • G03F7/7065—Defects, e.g. optical inspection of patterned layer for defects
    • 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
    • G01N2021/8822—Dark field detection
    • G01N2021/8825—Separate detection of dark field and bright field
    • 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
    • G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
    • G01N2021/95676—Masks, reticles, shadow masks
    • 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
    • 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
    • H01S3/063—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
    • 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
    • H01S3/30—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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

193 ㎚ 광을 생성하는 개량된 고체 레이저가 기재되어 있다. 이 레이저는 193 ㎚ 광을 생성하기 위해 1160 ㎚ 근처의 기본 파장의 제6 고조파를 사용한다. 레이저는 1160 ㎚ 기본 파장과 대략 232 ㎚의 파장에 있는 제5 고조파를 혼합시킨다. 비선형 매체의 적절한 선택에 의해, 그러한 혼합은 거의 비임계적인 위상 정합에 의해 달성될 수 있다. 이 혼합으로 인해 높은 변환 효율성, 양호한 안정성, 및 높은 신뢰성을 얻게 된다.

Description

고체 레이저 및 193나노미터 레이저를 이용한 검사 시스템{SOLID-STATE LASER AND INSPECTION SYSTEM USING 193NM LASER}
관련 출원
본 출원은 하기 미국 가특허 출원에 대한 우선권을 청구한다:
미국 가특허 출원 제61/538,353호(출원일: 2011년 3월 23일, 발명의 명칭: "Solid-State 193 ㎚ Laser And An Inspection System Using A Solid-State 193 ㎚ Laser");
미국 가특허 출원 제61/559,292호(출원일: 2011년 11월 14일, 발명의 명칭: "Solid-State 193 ㎚ Laser And An Inspection System Using A Solid-State 193 ㎚ Laser");
미국 가특허 출원 제61/591,384호(출원일: 2012년 1월 27일, 발명의 명칭: "Solid-State 193 ㎚ Laser And An Inspection System Using A Solid-State 193 ㎚ Laser");
미국 가특허 출원 제61/603,911호(출원일: 2012년 2월 27일, 발명의 명칭: "Solid-State 193 ㎚ Laser And An Inspection System Using A Solid-State 193 ㎚ Laser").
본 출원은 또한, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조 문헌으로 병합되어 있는 미국 특허 출원 제11/735,967호(출원일: 2007년 4월 16일, 발명의 명칭: "Coherent light generation below about 200 ㎚")와 관련된다.
발명의 분야
본 출원은 193 ㎚ 근처의 광을 생성하고, 포토마스크(photomask), 레티클(reticle), 또는 웨이퍼 검사에 사용하기에 적합한 고체 레이저에 관한 것이다.
집적 회로 산업은 집적 회로, 포토마스크, 태양 전지, 전하 집적 소자 등의 더욱 작은 특징을 분석하기 위해서뿐만 아니라 대략 특징 사이즈와 비슷하거나 그보다 더 작은 사이즈를 갖는 결함을 검출하기 위해 점점 더 높은 해상도를 갖는 검사 도구를 필요로 한다. 단파장 광원 예컨대, 200 ㎚ 아래의 광을 생성하는 광원이 그러한 해상도를 제공할 수 있다. 그러나, 그러한 단파장 광을 제공할 수 있는 광원은 실질적으로 엑시머 레이저 및 소수의 고체 및 섬유 레이저로 제한된다. 불행하게도, 이들 레이저의 각각은 커다란 단점을 갖는다.
엑시머 레이저는 집적 회로의 제조에 공통으로 사용되는 자외광을 생성한다. 엑시머 레이저는 일반적으로 자외광을 생성하기 위해 고압 조건 하에서 불활성 가스 및 반응성 가스의 조합을 사용한다. 집적 회로 산업에서 점진적으로 대단히 바람직한 파장인 193 ㎚ 파장 광을 생성하는 통상적인 엑시머 레이저는 (불활성 가스로서) 아르곤 및 (반응성 가스로서) 불소를 사용한다. 불행하게도, 불소는 유독성 및 부식성이며, 그에 의해 소유하는 데 고비용이 든다. 또한, 그러한 레이저는 (대표적으로 약 100 Hz에서 수 kHz까지의) 낮은 반복률 및 검사하는 동안 샘플들에 손상을 가하는 매우 높은 피크 전력을 갖기 때문에 검사 분야에 아주 적합하지는 않다.
200 ㎚ 아래의 출력을 생성하는 소수의 고체 및 섬유 기반 레이저는 당업계에 알려져 있다. 불행하게도, 이들 레이저의 대부분은 매우 낮은 전력 출력(예컨대, 60㎽ 미만)을 갖거나, 2개의 상이한 기본적인 소스(fundamental sources) 또는 제8 고조파 생성(eighth harmonic generation)과 같은 매우 복잡한 설계를 가지며, 이들 양자는 복잡하고, 불안정하며, 고가 및/또는 상업적으로 매력이 없다.
따라서, 상기 단점을 여전히 극복하고 있는 193 ㎚ 광을 생성할 수 있는 고체 레이저에 대한 요구가 생긴다.
대략 193 ㎚의 진공 파장을 갖는 자외광을 생성하는 레이저가 기재된다. 이 레이저는 기본 소스 및 고조파 주파수를 생성하는 다수의 스테이지(stage)를 포함한다. 기본 소스는 대략 1160 ㎚의 파장에 대응하는 기본 주파수를 생성할 수 있다. 제1 스테이지는 제2 고조파 주파수를 생성하도록 기본 주파수의 부분들을 결합할 수 있다. 조건 없는 파장 값이 이 명세서에 제공되는 경우에는, 파장 값은 진공에서의 파장을 나타내는 것으로 가정한다.
일 실시예에서는, 제2 스테이지는 제4 고조파 주파수를 생성하도록 상기 제2 고조파 주파수의 부분들을 결합할 수 있다. 제3 스테이지는 제5 고조파 주파수를 생성하도록 상기 기본 주파수와 제4 고조파 주파수를 결합할 수 있다. 제4 스테이지는 대략 193.3 ㎚의 제6 고조파 주파수를 생성하도록 상기 기본 주파수와 제5 고조파 주파수를 결합할 수 있다. 제1 스테이지는 리튬 트리보레이트(LBO: Lithium Borate) 결정을 포함할 수 있는 한편, 상기 제2, 제3, 및 제4 스테이지의 각각은 세슘 리튬 보레이트(CLBO) 결정을 포함할 수도 있다. 일 실시예에서는, 상기 제2, 제3, 및 제4 스테이지의 하나 이상이 어닐링된 CLBO 결정을 포함한다.
다른 실시예에서는, 제2 스테이지는 제3 고조파 주파수를 생성하도록 상기 기본 주파수와 상기 제2 고조파 주파수를 결합할 수 있다. 제3 스테이지는 제5 고조파 주파수를 생성하도록 상기 제2 고조파 주파수와 제3 고조파 주파수를 결합할 수 있다. 제4 스테이지는 대략 193.3 ㎚의 제6 고조파 주파수를 생성하도록 상기 기본 주파수와 제5 고조파 주파수를 결합할 수 있다. 제1 및 제2 스테이지는 LBO 결정을 포함할 수 있고, 제3 스테이지는 베타 바륨 보레이트(BBO) 결정을 포함할 수 있으며, 제4 스테이지는 CLBO 결정을 포함할 수 있다. 일 실시예에서는, 상기 제2, 제3, 및 제4 스테이지의 하나 이상이 어닐링된 LBO, BBO, 및/또는 CLBO 결정을 포함할 수 있다.
다른 실시예에서는, 레이저는 또한 기본 주파수를 증폭하기 위한 광학 증폭기를 포함할 수 있다. 이 광학 증폭기는 도핑된 광 밴드 갭(doped photonic band-gap) 섬유 광학 증폭기, 게르마니아-도핑된 라만 증폭기, 및 도핑되지 않은(undoped) 실리카 섬유 라만 증폭기를 포함할 수 있다. 시드 레이저는 라만 섬유 레이저, 저전력 이테르븀(yb)-도핑된 섬유 레이저, 또는 양자점(quantum dot) 기술을 사용하는 적외선 다이오드 레이저와 같은 적외선 다이오드 레이저를 포함할 수 있다.
레이저는 또한, 상기 제1, 제3 및 제4 스테이지에 기본 주파수를 제공하기 위한 빔 스플리터를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 미러가 기본 주파수를 적절한 스테이지로 지향시키기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에서는, 미러의 세트가 소비되지 않은 고조파를 적절한 스테이지로 지향시키기 위해 사용될 수 있다.
레이저는 또한, 상기 광학 증폭기를 펌핑하기 위한 증폭기 펌프를 포함할 수 있다. 이 증폭기 펌프는 대략 1070∼1100 ㎚에서 동작 가능한 이테르븀-도핑된 섬유 레이저 및 1040∼1070 ㎚ 사이에서 동작 가능한 네오디뮴-도핑된 이트륨 리튬 플루오라이드 레이저를 포함할 수 있다.
대략 193 ㎚ 파장 광을 생성하는 방법이 또한 기재되어 있다. 이 방법은 대략 1160 ㎚의 기본 주파수를 생성하는 단계를 포함한다. 상기 기본 주파수의 부분들은 제2 고조파 주파수를 생성하도록 결합될 수 있다. 상기 제2 고조파 주파수의 부분들은 제4 고조파 주파수를 생성하도록 결합될 수 있다. 상기 기본 주파수와 제4 고조파 주파수는 제5 고조파 주파수를 생성하도록 결합될 수 있다. 상기 기본 주파수와 제5 고조파 주파수는 대략 193.3 ㎚의 제6 고조파 주파수를 생성하도록 결합될 수 있다.
대략 193 ㎚ 파장 광을 생성하는 다른 방법이 또한 기재되어 있다. 이 방법은 대략 1160 ㎚의 기본 주파수를 생성하는 단계를 포함한다. 상기 기본 주파수의 부분들은 제2 고조파 주파수를 생성하도록 결합될 수 있다. 상기 제2 고조파 주파수의 부분들은 제3 고조파 주파수를 생성하도록 상기 기본 주파수와 결합될 수 있다. 상기 제2 고조파 주파수와 제3 고조파 주파수는 제5 고조파 주파수를 생성하도록 결합될 수 있다. 상기 기본 주파수와 제5 고조파 주파수는 대략 193.3 ㎚의 제6 고조파 주파수를 생성하도록 결합될 수 있다.
결함에 대해 포토마스크, 레티클, 또는 반도체 웨이퍼의 표면을 검사하는 광학 검사 시스템이 또한 기재되어 있다. 이 시스템은 광축을 따라 입사 광 빔을 방출하는 광원을 포함할 수 있고, 상기 광원은 193 ㎚ 파장 광을 생성하기 위한 제6 고조파 생성기를 포함한다. 상기 광축을 따라 배치되고, 복수의 광학 구성요소를 포함하는 광학 시스템이 상기 입사 광 빔을 개별 광 빔으로 분리하도록 구성되고, 개별 광 빔의 모두는 상기 포토마스크, 레티클, 또는 반도체 웨이퍼의 표면 상의 상이한 위치에 스캐닝 스폿(scanning spot)을 형성한다. 스캐닝 스폿은 표면을 동시에 스캔하도록 구성된다. 투과 광 검출기 배열은 개별 광 빔의 레티클 마스크 또는 반도체 웨이퍼의 표면과의 교차에 의해 초래되는 복수의 투과된 광 빔의 개별 광 빔에 대응하는 투과 광 검출기를 포함할 수 있다. 투과 광 검출기는 투과된 광의 광 강도를 감지하기 위해 배열된다. 반사 광 검출기 배열은 개별 광 빔의 레티클 마스크 또는 반도체 웨이퍼의 표면과의 교차에 의해 초래되는 복수의 반사된 광 빔의 개별 광 빔에 대응하는 반사 광 검출기를 포함할 수 있다. 반사 광 검출기는 반사된 광의 광 강도를 감지하기 위해 배열된다.
샘플의 표면을 검사하는 검사 시스템이 또한 기재되어 있다. 이 검사 시스템은 복수의 광 채널을 생성하도록 구성되는 조명 서브시스템을 포함하며, 생성된 각각의 광 채널은 광 에너지의 적어도 하나의 다른 채널과 상이한 특성을 갖는다. 상기 조명 서브시스템은 적어도 하나의 채널에 대해 193 ㎚ 파장 광을 생성하기 위한 제6 고조파 생성기를 포함한다. 광학장치가 상기 복수의 광 채널을 받고, 상기 복수의 광 에너지의 채널을 공간적으로 분리된 결합 광 빔으로 결합하며, 상기 공간적으로 분리된 결합 광 빔을 상기 샘플을 향해 지향시키도록 구성된다. 데이터 취득 서브시스템은 상기 샘플로부터 반사된 광을 검출하도록 구성되는 적어도 하나의 검출기를 포함한다. 상기 데이터 취득 서브시스템은 상기 반사된 광을 상기 복수의 광 채널에 대응하는 복수의 받은 채널로 분리하도록 구성된다.
반사굴절형 검사 시스템이 또한 기재되어 있다. 이 시스템은 자외선(UV) 광을 생성하기 위한 자외선(UV) 광원, 복수의 이미징 서브섹션, 및 접이식(folding) 미러 그룹을 포함한다. UV 광원은 193 ㎚ 파장 광을 생성하기 위한 제6 고조파 생성기를 포함한다. 상기 복수의 이미징 서브섹션의 각 서브섹션은 집속 렌즈 그룹, 필드 렌즈 그룹, 반사굴절형 렌즈 그룹, 및 주밍 튜브 렌즈 그룹을 포함할 수 있다.
상기 집속 렌즈 그룹은 상기 시스템 내의 중간 이미지에 상기 UV 광을 집속하도록 상기 시스템의 광 경로를 따라 배치되는 복수의 렌즈 소자를 포함할 수 있다. 상기 집속 렌즈 그룹은 또한, 동시에 자외선 범위 내의 적어도 하나의 파장을 포함하는 파장 대역에 전체에 걸쳐 단색 수차 및 수차의 색 변화의 보정을 제공할 수 있다. 상기 집속 렌즈 그룹은 상기 UV 광을 수광하도록 위치 결정되는 빔 스플리터를 더 포함할 수 있다.
상기 필드 렌즈 그룹은 상기 중간 이미지에 근접한 광 경로를 따라 정렬된 양의 순 전력(net positive power)을 가질 수 있다. 상기 필드 렌즈 그룹은 상이한 분산을 갖는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 렌즈 표면은 제2의 미리 정해진 위치에 배치될 수 있고, 상기 파장 대역 전체에 걸쳐 적어도 길이방향 2차 색(secondary longitudinal color)뿐만 아니라 시스템의 측방의 원색 및 2차 색을 포함하는 색수차의 실질적인 보정을 제공하도록 선택되는 곡률을 갖는다.
상기 반사굴절형 렌즈 그룹은 상기 집속 렌즈 그룹과 결합하여 상기 시스템의 길이방향 원색(primary longitudinal color)이 상기 파장 대역 전체에 걸쳐 실질적으로 보정되게 하기 위해 상기 중간 이미지의 실제 이미지를 형성하도록 배치되는 적어도 2개의 반사성 표면 및 적어도 하나의 굴절성 표면을 포함할 수 있다. 그 고차의(higher-order) 색수차를 변경하지 않고 배율을 변경하거나 줌(zoom)할 수 있는 주밍 튜브(zooming tube) 렌즈 그룹은 상기 시스템의 하나의 광 경로를 따라 배치되는 렌즈 표면을 포함할 수 있다. 상기 접이식 미러 그룹은 선형 줌 움직임을 가능하게 하도록 구성되며, 그에 의해 미세 줌(fine zoom)과 광 범위한 줌의 양자를 제공한다.
암시야(dark-field) 조명을 갖는 반사굴절형 이미징 시스템이 또한 기재되어 있다. 이 시스템은 UV 광을 생성하기 위한 자외선(UV) 광원을 포함할 수 있다. 이 UV 광원은 193 ㎚ 파장 광을 생성하기 위한 제6 고조파 생성기를 포함할 수 있다. 적응 광학장치(adaptation optics)가 또한 검사되고 있는 표면 상의 조명 빔 사이즈 및 프로파일(profile)을 제어하기 위해 제공된다. 대물렌즈는 서로에 대해 동작 관계에 있는 반사굴절형 대물렌즈, 집속 렌즈 그룹, 및 주밍 튜브 렌즈 섹션을 포함할 수 있다. 프리즘은 샘플의 표면에 법선 방향 입사 시에 광축을 따라 상기 UV 광을 지향시키고, 샘플의 표면 특징부(features)로부터 정반사뿐만 아니라 광 경로를 따라 상기 대물렌즈의 광학 표면으로부터 이미징 면으로의 반사를 지향시키기 위해 제공될 수 있다.
샘플의 이각(anomalies)을 검출하기 위한 광학 시스템이 또한 기재되어 있다. 이 광학 시스템은 제1 및 제2 빔을 생성하기 위한 레이저 시스템을 포함한다. 상기 레이저 시스템은 광원, 어닐링된 주파수 변환 결정, 하우징, 제1 빔 성형 광학장치, 및 고조파 분리 블록을 포함한다. 상기 광원은 193 ㎚ 파장 광을 생성하기 위한 제6 고조파 생성기를 포함할 수 있다. 하우징은 저온에서의 표준 동작 동안 상기 결정의 어닐링된 조건을 유지하기 위해 제공된다. 상기 제1 빔 성형 광학장치는 상기 광원으로부터 빔을 수광하고 상기 결정 내의 또는 상기 결정에 근접한 빔 웨이스트(beam waist)에서의 타원 단면에 상기 빔을 집속시키도록 구성될 수 있다. 상기 고조파 분리 블록은 상기 결정으로부터의 출력을 수신하여 그로부터 상기 제1 및 제2 빔과 적어도 하나의 원하지 않는 주파수 빔을 생성한다.
제1 광학장치는 방사선의 제1 빔을 제1 경로를 따라 상기 샘플의 표면 상의 제1 스폿 상에 지향시킬 수 있다. 제2 광학장치는 방사선의 제2 빔을 제2 경로를 따라 상기 샘플의 표면 상의 제2 스폿 상에 지향시킬 수 있다. 상기 제1 및 제2 경로는 상기 샘플의 상기 표면에 대해 상이한 입사 각도로 되어 있다. 집광 광학장치는 상기 샘플 표면 상의 상기 제1 또는 제2 스폿으로부터 산란되는 방사선을 수광하고 상기 제1 또는 제2 빔으로부터 유래되어 상기 산란된 방사선을 상기 제1 검출기에 집속시키는 커브 미러링된 표면을 포함할 수 있다. 상기 제1 검출기는 상기 커브 미러링된 표면에 의해 상기 제1 검출기에 집속된 방사선에 응답하여 단일 출력값을 제공한다. 기구가 제공될 수 있어 상기 스폿들이 상기 샘플의 표면을 가로질러 주사되게 하기 위해 상기 제1 및 제2 빔과 상기 샘플 사이에서의 상대적인 움직임을 야기한다.
표면 검사 기기가 또한 기재되어 있다. 이 기기는 193 ㎚에서 방사선의 빔을 생성하기 위한 레이저 시스템을 포함할 수 있다. 이 레이저 시스템은 상기 방사선의 빔을 생성하기 위한 제6 고조파 생성기를 포함하는 고체 레이저를 포함할 수 있다. 조명 시스템은 표면에 대해 법선 방향이 아닌 입사 각도로 상기 방사선의 빔을 집속하여 실질적으로 집속된 빔의 입사 면 내의 표면 상에 조명 라인을 형성하도록 구성될 수 있다. 상기 입사 면은 상기 집속된 빔 및 상기 집속된 빔을 통과하고 상기 표면에 법선 방향인 방향에 의해 정해진다.
집광 시스템은 상기 조명 라인을 이미징시키도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서는, 집광 시스템은 상기 조명 라인을 포함하는 상기 표면의 영역으로부터 산란되는 광을 집광하기 위한 이미징 렌즈를 포함할 수 있다. 집속 렌즈가 집광된 광을 집속시키기 위해 제공될 수 있다. 감광 소자의 어레이를 포함하는 장치가 또한 제공될 수 있다. 이 어레이에서, 상기 감광 소자의 어레이의 각 감광 소자가 상기 조명 라인의 확대된 이미지의 대응하는 부분을 검출하도록 구성될 수 있다.
펄스 증배기(pulse multiplier)가 또한 기재되어 있다. 이 펄스 증배기는 입력 레이저 펄스를 생성하기 위한 레이저 시스템을 포함한다. 상기 레이저 시스템은 대략 1160 ㎚의 광원 및 상기 광원으로부터의 광을 수광하기 위한 고체 레이저를 포함할 수 있고, 상기 입력 레이저 펄스를 대략 193 ㎚에서 생성하는 제6 고조파 생성기를 갖는다. 편광 빔 스플리터는 상기 입력 레이저 펄스를 받을 수 있다. 파장 판은 상기 편광 빔 스플리터로부터 광을 수광하여, 제1 세트의 펄스 및 제2 세트의 펄스를 생성할 수 있으며, 상기 제1 세트의 펄스는 상기 제2 세트의 펄스와 상이한 편광을 갖는다. 미러의 세트가 상기 편광 빔 스플리터 및 상기 파장 판을 포함하는 링 캐비티(ring cavity)를 생성할 수 있으며, 상기 편광 빔 스플리터는 상기 펄스 증배기의 출력으로서 상기 제1 세트의 펄스를 투과시키고 상기 제2 세트의 펄스를 상기 링 캐비티로 반사시킨다.
193 ㎚ 레이저와 분산 소자 및/또는 전자 광학 변조기를 포함하는 코히어런스 감소 서브시스템을 병합하고 있는 검사 시스템이 또한 기재되어 있다.
도 1은 기본 파장의 제6 고조파(6th harmonic)를 사용하여 193 ㎚ 광을 생성하는 예시적인 고체 레이저의 블록도를 예시한다.
도 2는 기본 파장의 제6 고조파를 사용하여 193 ㎚ 광을 생성하는 다른 예시적인 고체 레이저의 블록도를 예시한다.
도 3은 기본 파장의 제6 고조파를 사용하여 193 ㎚ 광을 생성하는 또 다른 예시적인 고체 레이저의 블록도를 예시한다.
도 4a 및 도 4b는 기본 레이저 광을 생성하여 증폭하는 예들을 예시한다.
도 5 및 도 6은 제6 고조파를 사용하여 1160 ㎚ 광을 193 ㎚ 광으로 변환하는 예시적인 주파수 변환 기술을 예시한다.
도 7 및 도 8은 예시적인 변환 기술을 위한 여러 가지 주파수 변환 파라미터를 나타내는 표를 예시한다.
도 9는 고체 레이저용의 예시적인 결정에 대한 스펙트럼 및 레이저 대역폭을 나타내는 표를 예시한다.
도 10은 고체 193 ㎚ 레이저를 구비하는 예시적인 검사 시스템을 예시한다.
도 11은 다수의 대물렌즈 및 고체 193 ㎚ 레이저를 구비하는 예시적인 검사 시스템을 예시한다.
도 12는 고체 193 ㎚ 레이저를 구비하는 조정 가능한 배율을 갖는 예시적인 검사 시스템의 광학장치(optics)를 예시한다.
도 13은 고체 193 ㎚ 레이저를 구비하는 조정 가능한 배율을 갖는(예컨대, 도 12 참조) 예시적인 검사 시스템을 예시한다.
도 14는 고체 193 ㎚ 레이저를 구비하고 암시야 및 명시야 모드를 갖는 예시적인 검사 시스템을 예시한다.
도 15A는 고체 193 ㎚ 레이저를 구비하는 표면 검사 기기를 예시한다. 도 15B는 표면 검사 기기에 대한 수집의 예시적인 어레이를 예시한다.
도 16은 고체 193 ㎚ 레이저를 구비하는 예시적인 표면 검사 시스템을 예시한다.
도 17은 고체 193 ㎚ 레이저를 구비하고, 법선 및 경사 조명 빔의 양자를 사용하는 검사 시스템을 예시한다.
도 18은 193 ㎚ 레이저 및 검사 또는 계량 시스템과 조합하여 사용될 수도 있는 예시적인 펄스 증배기(pulse multiplier)를 예시한다.
도 19는 193 ㎚ 레이저 및 검사 또는 계량 시스템과 조합하여 사용될 수도 있는 예시적인 코히어런스(coherence) 감소 서브시스템을 예시한다.
193 ㎚ 광을 생성하는 개량된 고체 레이저가 기재된다. 이 레이저는 193 ㎚ 광을 생성하기 위해 1160 ㎚ 근처의 기본 파장의 제6 고조파를 사용한다. 기재되어 있는 실시예들에서, 레이저는 1160 ㎚ 기본 파장을 대략 232 ㎚의 파장에 있는 제5 고조파와 혼합한다. 비선형 매체의 적절한 선택에 의해, 그러한 혼합이 후술하는 바와 같이 거의 비 임계 위상 정합(non-critical phase matching)에 의해 달성될 수 있다. 이 혼합으로 인해 높은 변환 효율, 양호한 안정성 및 높은 신뢰도를 얻게 된다.
도 1은 193 ㎚ 광을 생성하는 고체 레이저(100)의 간략화된 블록도를 예시한다. 이 실시예에서는, 레이저(100)는 시드 레이저 빔(seed laser beam)(104)을 생성하는 1160 ㎚에서의 또는 그 근처의 파장에서 동작하는 시드 레이저(103)를 구비한다. 몇몇 바람직한 실시예에서는, 시드 레이저(103)는 대략 1160.208 ㎚의 진공 파장을 갖는다. 시드 레이저(103)는 레이저 다이오드 또는 다른 레이저를 포함할 수 있는 시드 펌프(101)에 의해 광학적으로 펌핑될 수도 있다. 시드 레이저(103)는 라만 섬유 레이저, 저전력 이테르븀(yb)-도핑된 섬유 레이저, 또는 양자점(quantum dot) 기술을 사용하는 적외선 다이오드 레이저와 같은 적외선 다이오드 레이저에 의해 구현될 수 있다. 주목할 점은, 레이저 다이오드는 광학적으로 펌핑될 필요가 없으므로, 시드 레이저(103)로서 레이저 다이오드를 사용하는 일 실시예에서는, 시드 펌프(101)가 제거될 수 있다. 시드 레이저(103)는 바람직하게는 안정화되어야 하고 협대역폭을 갖는다. 파장 및 대역폭을 제어하기 위해 시드 레이저(103)에 사용될 수 있는 기술은 분산형 피드백(distributed feedback), 또는 섬유 브래그 격자, 회절 격자 또는 에탈론(etalon)과 같은 파장 선택 장치의 사용을 포함한다. 종래의 103 ㎚ 레이저보다 이 193 ㎚ 레이저의 장점은 시드 레이저(103)가 출력 광의 전체 안정성 및 대역폭을 결정하는 것이다. 안정적인 협대역폭 레이저는 통상적으로 약 1㎽ 내지 수백㎽의 레벨과 같은 저전력 레벨에서 달성하기 더욱 쉽다. 파장을 안정화하고 더 높은 전력 또는 더 짧은 파장의 레이저의 대역폭을 좁히는 것은 더욱 복잡하고 비용이 많이 든다.
시드 레이저 광(104)은 광학 증폭기(107)에 의해 증폭될 수 있다. 광학 증폭기(107)는 Yb-도핑된 광 밴드 갭(Yb-doped photonic band-gap) 섬유 광학 증폭기, Yb-도핑된 섬유 광학 증폭기, 게르마니아(Ge)-도핑된 라만 증폭기, 또는 도핑되지 않은(undoped) 실리카 섬유 라만 증폭기를 포함할 수 있다. 몇몇 바람직한 실시예에서는 고체 레이저(100)로부터 협대역 출력이 바람직할 수도 있기 때문에, 시드 레이저(103)가 협대역폭을 가질 수도 있고 안정화될 수도 있다. 시드 소스의 대역폭은 결과적인 제6 고조파가 대역폭 요건을 충족할 정도로 충분히 좁아야 한다. 주목할 점은, 라만 섬유 레이저가 자연적으로 광대역을 갖는 경향이 있기 때문에, 라만 섬유 증폭기가 유리하게는, 1160 ㎚에서 또는 그 근처에서 동작하는 안정적인 협대역폭 다이오드 레이저로 시드될(seeded) 수도 있다.
1160 ㎚ 근처의 파장에 또한 있는 섬유 증폭기(107)에 의해 증폭된 레이저 광 출력은 제2 고조파 생성기(110), 제5 고조파 생성기(114) 및 제6 고조파 생성기(116)에 분산된다. 고체 레이저(100)에서, 이 분산은 빔 스플리터(beam splitter) 및/또는 미러(mirror)를 사용하여 실행될 수 있다. 구체적으로는, 빔 스플리터(120)는 1160 ㎚ 광을 제2 고조파 생성기(110) 및 빔 스플리터(122)에 제공할 수 있다. 빔 스플리터(122)는 1160 ㎚ 광을 제5 고조파 생성기(114)에 직접적으로 제공할 수 있고, 1160 ㎚ 광을 미러(124)를 통해 제6 고조파 생성기(116)에 간접적으로 제공할 수 있다.
제2 고조파 생성기(110)는 제4 고조파 생성기(112)에 제공되는 580 ㎚ 광을 생성한다. 제4 고조파 생성기(112)는 580 ㎚ 광(130)을 사용하여 290 ㎚ 광(132)을 생성한다. 제5 고조파 생성기(114)는 (빔 스플리터(122)로부터) 1160 ㎚ 광과 (제4 고조파 생성기(112)로부터) 290 ㎚ 광의 양자를 수신하여 232 ㎚ 광(134)을 생성한다. 제6 고조파 생성기(116)는 (빔 스플리터(122)로부터) 1160 ㎚ 광과 (제5 고조파 생성기(112)로부터) 232 ㎚ 광의 양자를 수신하여 193.4 ㎚ 레이저 출력(140)을 생성한다. 몇몇 실시예는 하나 이상의 임계적으로 위상 정합되는 단계에서 주파수 변환 효율 및 빔 프로파일을 향상시키기 위해 워크오프 보상 지오메트리(walkoff compensation geometry)에 다수의 결정을 사용한다.
도 2는 193 ㎚ 광을 생성하는 다른 고체 레이저(200)의 간략화된 블록도를 예시한다. 주목할 점은, 도 1, 도 2 및 도 3에 도시된 실시예로부터 동일한 구성요소는 동일한 표시를 가지므로 반복적으로 설명하지 않는다는 것이다. 레이저(200)에서, 섬유 증폭기(107)의 증폭된 출력은 제2 고조파 생성기(110)에 직접적으로 제공된다. 주목할 점은, 고조파 생성기는 레이저(200)에서 이용되는 그 입력 광을 완전히 소비하지 못한다는 것이다. 구체적으로는, 제2 고조파 생성기(110)에 의해 소비되지 않은 1160 ㎚ 광(즉, 소비되지 않은 기본(230))이 미러(220 및 222)를 통해 제5 고주파 생성기(114)에 제공될 수 있다. 유사하게, 제5 고조파 생성기(114)에 의해 소비되지 않은 1160 ㎚ 광(즉, 소비되지 않은 기본(240))이 미러(224 및 226)를 통해 제6 고주파 생성기(116)에 제공될 수 있다. 그러므로, 이 구성에서는, 빔 스플리터(120 및 122)(도 1)가 제거될 수 있다.
몇몇 애플리케이션에 있어서는, (레이저(200)에 대해 도 2에 도시된 바와 같이) 제4 고조파에서 충분한 전력을 생성하기 어려울 수도 있다. 그러한 경우에는, 제3 고조파의 생성이 바람직할 수도 있다. 도 3은 193 ㎚ 광을 생성하기 위해 제3 고조파 즉, 대략 386.7 ㎚ 파장을 사용하는 고체 레이저(300)를 예시한다. 이 실시예에서는, 제2 고조파 생성기(110)에 의해 소비되지 않은 1160 ㎚ 광(즉, 소비되지 않은 기본(230)) 및 제2 고조파 생성기(110)에 의해 생성된 580 ㎚ 광이 제3 고주파 생성기(312)에 제공될 수 있다. 또한, 제3 고조파 생성기(312)에 의해 소비되지 않은 1160 ㎚ 광(즉, 소비되지 않은 기본(340))은 미러(322 및 324)를 통해 제6 고주파 생성기(116)에 제공될 수 있다. 제6 고조파 생성기(116)는 제5 고조파(232 ㎚ 광(134) 및 기본(1160 ㎚ 광)을 조합함으로써 193 ㎚ 광을 생성할 수 있다. 몇몇 실시예는 하나 이상의 임계적으로 위상 정합되는 단계에서 주파수 변환 효율 및 빔 프로파일을 향상시키기 위해 워크오프 보상 지오메트리에 다수의 결정을 사용한다.
기본의 생성 및 증폭은 앞서 설명한 실시예에서와 실질적으로 같이 처리할 수도 있다. 레이저(300)에서, 제3 고조파는 기본(1160 ㎚)의 일부를 제2 고조파(580 ㎚ 광(130))와 혼합함으로써 생성된다. 일 실시예(도시되지 않음)에서는, 제3 고조파를 생성하기 위한 기본이 섬유 증폭기(107)로부터 직접적으로 취해질 수 있다. 제5 고조파 생성기(314)는 제3 고조파 생성기(312)에 의해 생성된 387 ㎚ 광(332)뿐만 아니라 제3 고조파 생성기(312)에 의해 소비되지 않은 580 ㎚ 광을 수광할 수 있다. 그러므로, 제5 고조파 생성기(314)는 제2 및 제3 고조파를 결합함으로써 제5 고조파를 생성한다. 제6 고조파 생성기(116)는 레이저(100 및 200)에서 설명한 바와 유사한 방법으로 제5 고조파(232 ㎚ 광(134))와 기본(1160 ㎚ 광)을 결합함으로써 193 ㎚ 광을 생성할 수 있다.
당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하 당업자라 함)에 의해 알려진 바와 같이, 몇 개 이상의 미러가 광을 필요로 하는 장소로 향하게 하도록 사용될 수도 있다. 렌즈 및 곡면 미러가 적절한 장소의 비선형 결정 내부 또는 근접한 지점에 빔 웨이스트(beam waist)를 집속시키는 데 사용될 수도 있다. 프리즘, 격자, 또는 다른 회절 광학 소자는 필요로 할 때 각 고조파 생성기의 출력에서 상이한 파장을 분리하기 위해 사용될 수도 있다. 적절히 코팅된 미러는 적절한 경우 고조파 생성기로의 입력에서 상이한 파장들을 결합시키는 데 사용될 수도 있다. 빔 스플리터 또는 코팅된 미러는 파장을 분리하거나 하나의 파장을 2개의 빔으로 분할하기 위해 적절하게 사용될 수도 있다.
몇몇 실시예에서는, 기본 1160 ㎚ 파장에서 충분한 전력을 생성하기 위해, 하나의 증폭기로부터 출력을 스플리팅하거나 다수의 단계에서 소비되지 않은 기본을 재사용하는 대신에, 2 이상의 증폭기가 사용될 수도 있다. 주목할 점은, 2 이상의 증폭기가 사용되면, 바람직하게는 하나의 시드 레이저가 모든 증폭기를 시드하는 데 사용되어야 하므로 모든 증폭기가 동기화된다는 것이다.
주목할 점은, 광학 증폭기(107)도 또한 증폭기 펌프(105)로부터 펌핑된 광을 수광한다는 점이다. 일 실시예에서는, 레이저-다이오드 펌프 Yb-도핑된 섬유 레이저가 섬유 증폭기(107)에 광을 펌프하는 데 사용될 수 있다. 몇몇 실시예에서는, 펌프 파장이 대략 1070 ㎚ 내지 1090 ㎚일 수 있다. 1064 ㎚ 보다 더 긴 펌프 파장을 사용하는 것이 1030 ㎚ 또는 1064 ㎚ 방사선을 생성할 수 있는 Yb-도핑된 섬유의 에너지 레벨의 펌핑을 보증하지 않기 때문에 유리할 수 있다. Yb-도핑된 섬유가 1160 ㎚ 파장 광을 증폭하게 만드는 도전 중 하나는 1030 ㎚ 및/또는 1064 ㎚ 근처의 파장에서 자연 증폭 방출(ASE: amplified spontaneous emission)이며, 이로 인해 에너지의 일부가 불필요한 파장으로 남게 되고, 그에 따라, 1160 ㎚에서 출력이 감소하게 된다. 이들 파장 중 어느 것보다 더 긴 펌프 파장을 사용하는 것은 자연 방출이 발생하더라도 어느 파장에서나 불충분한 이득을 보증한다. 다른 실시예에서는, 증폭기 펌프(105)가 섬유 증폭기(107)에 펌핑된 광을 제공하도록 고체 레이저를 포함할 수도 있다.
1160 ㎚에서 이득에 대한 ASE의 영향을 감소시키기 위한 다른 기술도 또한 사용 가능하다. 섬유 증폭기(107)를 구현하기 위한 예시적인 Yb-도핑된 광 밴드갭 섬유 증폭기는 A. Shirakawa 등에 의한 "High-power Yb-doped photonic bandgap fiber amplifier at 1150-200 ㎚", Optics Express 17(#2), 페이지 447-454(2009년)에 기재되어 있다. 이와 달리, M.P. Kalita 등에 의한 "Multi-watts narrow-linewidth all fiber Yb-doped laser operating at 1179 ㎚", Optics Express 18(#6), 페이지 5920-5925(2010년)에 기재되어 있는 바와 같이, 1090 ㎚ Yb-도핑된 레이저에 의해 펌핑되는 가열된 Yb-도핑된 섬유가 사용될 수도 있다. ASE의 영향을 감소시키기 위한 또 다른 기술은 ASE의 영향을 감소시키기 위해 각각의 사이에서 스펙트럼 필터링을 갖는 다수의 증폭기 단계를 사용하는 것이다. 이 경우에, 광학 증폭기(107)는 2 이상의 증폭기로 이루어진다. 1160 ㎚에서 원하는 이득을 얻기 위해 이들 접근법을 조합하여 사용하는 것도 또한 가능하다.
당업자에 의해 알려진 바와 같이, 이들 증폭기의 동작 파장은 섬유 브래그 격자, 자유 공간 격자 및 코팅과 같은 파장 선택 소자의 적절한 선택에 의해 1160 ㎚에 가까워지도록 쉽게 변경될 수 있다. 다른 대체 증폭기는 B.M. Dianov 등에 의한 "Bi-doped fiber lasers: new type of high-power radiation sources", 2007년 CLEO 및 S. Yoo 등에 의한 "Excited state absorption measurement in bismth-doped silicate fibers for use in 1160 ㎚ fiber laser", 3rd EPS-QEOD Europhoton Conference, paris, France, 2008년 8월 31일 - 9월 05일에 기재되어 있는 Bi-도핑된 섬유를 기반으로 하는 것을 포함한다. 또 다른 대체 증폭기는 예를 들면, Ter-Mikirtychev 등의 "Tunable LiF:F, color center laser with an intracavity integrated optic output coupler", Journal of Lightwave Technology, 14(10), 2353-2355 (1996년) 또는 Digital Object Identifier: 10.1109/50.541228에 기재되어 있다.
몇몇 실시예에서는, 제2 고조파 생성기(110)는 약 53℃의 온도에서 실질적으로 비임계적으로 위상 정합되는 LBO 결정을 포함할 수 있다. 주목할 점은, (또한 온도 위상 정합이라고도 하는) 비임계 위상 정합이 비선형 프로세스의 위상 정합을 얻기 위한 하나의 기술이라는 것이다. 구체적으로는, 상호 작용하는 빔들이 정렬되어 그들 빔이 비선형 결정의 축을 따라서 전파하게 된다. 결정 온도를 조정하여 상호 작용하는 빔들의 위상 속도가 같아지게 함으로써 위상 비정합이 최소화된다. 용어 "비임계 위상 정합"은 상이한 파장에서의 에너지의 전파 사이에 워크오프가 없음을 의미한다. 제4 및 제5 고조파 생성기(112 및 114)는 CLBO, BBO, LBO, 또는 임계 위상 정합을 제공하기 위한 다른 타입의 비선형 결정을 포함할 수 있다. 제3 고조파 생성기(312)는 CLBO, BBO, LBO, 또는 다른 비선형 결정을 포함할 수 있다. 제6 고조파 생성기(116)는 약 80°의 각도에서 거의 비임계적으로 위상 정합되어 높은 Deff(＞ 1 pm/V) 및 낮은 워크오프 각도(＜ 20 mrad)를 초래하는 CLBO 결정을 포함할 수 있다. 주목할 점은, 최소 빔 워크오프가 존재하기 때문에, 더 긴 변환 결정(conversion crystal)이 사용될 수 있고, 정렬 허용오차(alignment tolerance)가 비임계 체제가 아닌 위상 정합과 비교하여 더 커진다.
제5 및/또는 제6 고조파 생성기는 그 전체 내용이 본 명세서에 참조 문헌으로 병합되어 있는 미국 특허 출원 제13/412,564호(출원일: 2012년 3월 5일, 발명의 명칭: "Laser With High Quality, Stable Output Beam, And Long Life High Conversion Efficiency Non-Linear Crystal")에 개시되어 있는 방법 및 시스템의 일부 또는 전부를 사용할 수도 있다. 레이저(100, 200, 및 300)에 사용되는 고조파 생성기 중 어느 하나가 유리하게는 수소-어닐링된 비선형 결정을 사용할 수도 있다. 그러한 결정은 그 전체 내용이 본 명세서에 참조 문헌으로 병합되어 있는 KLA-Tencor 특허 출원 13/488,635호(출원일: 2012년 6월 1일, 발명의 명칭: "Hydrogen Passivation of Nonlinear Optical Crystals", 출원인: Chuang 등)에 기재되어 있는 바와 같이 처리될 수도 있다.
도 4A는 기본 레이저 광을 생성하여 증폭하는 일 실시예를 예시한다. 이 실시예에서는, (상기 논의된 바와 같은) 안정화된 협대역 레이저 다이오드(403)가 1160 ㎚에 가까운 파장에서 시드 레이저 광(104)을 생성한다. 시드 레이저 광(104)은 광을 더 높은 전력 레벨로 증폭시키는 섬유 라만 증폭기(407)에 의해 수광된다. 몇몇 바람직한 실시예에서는, 섬유 라만 증폭기(407)는 게르마니아(또는 게르마늄) 도핑된 실리카 섬유를 포함할 수 있다. 다른 바람직한 실시예에서는, 섬유는 도핑되지 않은 실리카 섬유이다. 증폭기 펌프(405)는 섬유 라만 증폭기(407)를 펌핑시키는 레이저이다. 몇몇 바람직한 실시예에서는, 펌프 파장은 1104 ㎚의 20∼30 ㎚ 내에 있는데, 그 이유는 실리카 기반 섬유에 대해서는 1160 ㎚에서 가장 효율적인 이득에 상당하기 때문이다(라만 시프트는 대략 440㎝-1에 집중되어 있다). 몇몇 바람직한 실시예에서는, 증폭기 펌프(405)가 대략 1100 ㎚의 파장에서 동작하는 Yb-도핑된 섬유 레이저를 사용하여 구현될 수 있다. 다른 몇몇 바람직한 실시예에서는, 880㎝-1 근처에 집중된 2차 라만 시프트가 Yb-도핑된 섬유 레이저 또는 Nd:YLF(네오디뮴-도핑된 이트륨 리튬 플루오라이드) 레이저로부터 (약 1040 및 1070 ㎚ 사이의 파장과 같은) 대략 1053 ㎚의 펌프 파장으로 사용될 수 있다.
도 4B는 기본 레이저 광을 생성하여 증폭시키기 위한 다른 실시예를 예시한다. 주목할 점은, 다수의 고조파 생성기(즉, 주파수 변환 단계)가 기본 레이저 파장을 수신하도록 구성될 때, 및 193 ㎚의 파장 근처에서 필요한 출력 전력에 따라서, 성능을 저하시키거나 출력의 대역폭을 증가시키는 (자기 위상 변조(self-phase modulation), 교차 위상 변조(cross-phase modulation), 또는 가열과 같은) 문제 없이 단일 라만 증폭기에서 생성될 수 있는 것보다 더 많은 기본 레이저 광이 필요하게 될 수도 있다. 그러한 경우에는, 다수의 라만 증폭기가 그 각각의 고조파 생성기에 전용인 다수의 기본 레이저 출력을 생성하는 데 사용될 수도 있다. 예를 들면, 2개의 라만 증폭기(407 및 417)가 상이한 고조파 생성기(예컨대, 고조파 생성기(110 및 114))(도 1, 빔 스플리터가 사용되지 않은 경우)로 지향되는 2개의 기본 레이저 출력(128 및 428)을 각각 생성하는 데 사용될 수도 있다. 섬유 라만 증폭기(417)는 섬유 라만 증폭기(407)와 실질적으로 동일할 수 있다. 섬유 라만 증폭기(417)를 위한 증폭기 펌프(415)는 실질적으로 증폭기 펌프(405)와 동일하게 될 수 있다. 주목할 점은, 동일한 시드 레이저, 이 경우에는 시드 레이저 다이오드(403)가 출력들(128 및 428)이 동기화되고 실질적으로 일정한 위상 관계를 갖는 것을 보증하도록 섬유 라만 증폭기(407 및 417)의 양자에 시드하는 데 사용되어야 한다는 것이다. 빔 스플리터(411) 및 미러(412)는 각각 시드 레이저 출력(104)을 분리하여 그것의 일부를 섬유 라만 증폭기(417)로 보낸다.
도 5 및 도 6은 제6 고조파 주파수를 생성하기 위한 예시적인 주파수 변환 기술을 예시한다. 그들 기술을 설명할 때 참조를 용이하게 하기 위해, ω는 특정 고조파를 나타내고(예를 들면, 2ω는 제2 고조파를 나타내고) ω(r)는 특정 고조파의 잔여(residual)를 나타낸다.
도 5에 도시된 주파수 변환 기술(500)에서는, 1160 ㎚ 소스(501)가 기본 즉, 제1 고조파(1ω)를 생성한다. LBO 결정(502)은 1ω를 수신하여 그것을 사용하여 2ω를 생성한다(즉, 2ω=1ω+1ω). CLBO 결정(504)은 2ω를 수신하여 그것을 사용하여 4ω를 생성한다(즉, 4ω=2ω+2ω). CLBO 결정(506)은 4ω 및 잔여 1ω(r)을 (미러 세트(503)를 통해 LBO 결정(502)으로부터) 수신하여 그들 고조파를 사용하여 5ω를 생성한다(즉, 5ω=4ω+1ω(r)). (주목할 점은, CLBO도 LBO도 4ω+2ω를 위상 정합할 수 없다는 점이다. 따라서, 5ω 및 6ω가 그 대신 연속적으로 생성된다.) CLBO 결정(508)은 5ω 및 1ω(r)을 (양자를 CLBO 결정(506)으로부터) 수신하여 그들 고조파를 사용하여 6ω를 생성한다(즉, 6ω=5ω+1ω). 주목할 점은, CLBO 결정(508)이 또한, 본 발명과 관련이 없는 다른 프로세스들에 사용될 수 있는 잔여 제1 및 제5 고조파 1ω(r) 및 5ω(r)을 출력할 수도 있다는 것이다. 또 다른 주목할 점은, 미러(505 및 507)가 각각 잔여 제2 고조파 2ω(r) 및 잔여 제4 고조파 4ω(r)을 필요한 경우 그러한 다른 프로세스에 보낼 수 있다는 것이다.
도 6에 도시된 주파수 변환 기술(600)에서는, 1160 ㎚ 소스(601)가 기본 즉, 제1 고조파(1ω)를 생성한다. LBO 결정(602)은 1ω를 수신하여 그것을 사용하여 2ω를 생성한다(즉, 2ω=1ω+1ω). CLBO 결정(603)은 2ω 및 잔여 1ω(r)을 수신하여 그것을 사용하여 3ω를 생성한다(즉, 3ω=1ω(r)+2ω). CLBO 결정(605)은 3ω 및 잔여 2ω(r)을 (양자를 LBO 결정(603)으로부터) 수신하여 그들 고조파를 사용하여 5ω를 생성한다(즉, 5ω=2ω+3ω). (주목할 점은, CLBO가 2ω+3ω를 위상 정합할 수 없다는 점이다. 따라서, BBO 결정이 그 대신 사용될 수 있다.) CLBO 결정(606)은 5ω 및 1ω(r)을 (미러 세트(604)를 통해 LBO 결정(603)으로부터) 수신하여 그들 고조파를 사용하여 6ω를 생성한다(즉, 6ω=5ω+1ω(r)). 주목할 점은, CLBO 결정(606)이 또한, 본 발명과 관련이 없는 다른 프로세스들에 사용될 수 있는 잔여 제1 및 제5 고조파 1ω(r) 및 5ω(r)을 출력할 수도 있다는 것이다. 또 다른 주목할 점은, 미러(607 및 608)가 각각 잔여 제2 고조파 2ω(r) 및 잔여 제3 고조파 3ω(r)을 필요한 경우 그러한 다른 프로세스에 보낼 수 있다는 것이다.
도 7은 주파수 변환 기술(500)(도 5)에 관한 부가적인 상세를 제공하는 표(700)를 예시한다. 도 8은 주파수 변환 기술(600)(도 6)에 관한 부가적인 상세를 제공하는 표(800)를 예시한다.
주목할 점은, 이들 기술 및 부가적인 상세는 예시적이고 구현 및/또는 시스템 제약에 의거하여 변할 수도 있다는 것이다. 기술(500 및 600)뿐만 아니라 표(700 및 800)는 실질적으로 1160 ㎚의 파장 근처에 광의 제6 고조파를 생성하기 위한 잠재적으로 다수의 방법이 존재하는 점, 및 각 주파수 변환 단계에 대해 양호한 동작 마진에 대한 가능성이 존재하는 점을 나타낸다. 관련 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자는 상이하지만 실질적으로 등가의 주파수 변환 기술이 발명의 범주로부터 벗어남 없이 사용될 수도 있음을 이해할 것이다. 몇몇 실시예는 어떤 임계적으로 위상 정합 단계에서 주파수 변환 효율 및 빔 프로파일을 향상시키기 위해 워크오프 보상 지오메트리에 다수의 결정을 사용한다.
도 9는 특정 고조파를 생성하는 각 타입의 결정에 대해, 주파수 변환 대역폭이 (고조파 파장을 생성하는 고조파 생성기(즉, 결정)를 나타내는) 각 변환 단계에 대해 관심있는 스펙트럼 대역폭보다 매우 더 큰 것을 도시하는 표(900)를 예시한다. 이 대역폭 차이는 변환 효율 계산에 대한 스펙트럼 대역폭의 영향이 유리하게도 무시될 수 있음을 의미한다. 주목할 점은, 펄스가 시간에 맞춰(in time) 균일한 스펙트럼을 갖는 것으로 가정되는 것이다. 이 가정은 비교적 짧은 섬유(대략 1 m)가 사용되기 때문에 유효하다.
도 10 내지 도 17은 제6 고조파를 사용하는 상술한 고체 193 ㎚ 레이저를 포함할 수 있는 시스템을 예시한다. 이들 시스템은 포토마스크, 레티클, 또는 웨이퍼 검사 애플리케이션에 사용될 수 있다.
도 10은 기판(1012)의 표면을 검사하기 위한 예시적인 광학 검사 시스템(1000)을 예시한다. 시스템(1000)은 일반적으로 제1 광학 배열(1051) 및 제2 광학 배열(1057)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 제1 광학 배열(1051)은 적어도 광원(1052), 검사 광학장치(1054), 및 참조 광학장치(1056)를 포함하는 한편, 제2 광학 배열(1057)은 적어도 투과 광 광학장치(1058), 투과 광 검출기(1060), 반사 광 광학장치(1062), 및 반사 광 검출기(1064)를 포함한다. 하나의 바람직한 구성에서, 광원(1052)은 상술한 고체 193 ㎚ 레이저 중 하나를 포함한다.
광원(1052)은 광 빔을 편향하고 집속시키기 위해 배열되는 음향 광학 장치(1070)을 통과하는 광 빔을 방출하도록 구성된다. 음향 광학 장치(1070)는 광 빔을 Y 방향으로 편향시켜 그 광 빔을 Z 방향으로 집속시키는 한 쌍의 음향 광학 소자 예컨대, 음향 광학 프리스캐너 및 음향 광학 스캐너를 포함할 수도 있다. 예로서, 대부분의 음향 광학 장치는 석영 또는 TeO2와 같은 결정에 RF 신호를 전송함으로써 동작한다. 이 RF 신호는 음파가 결정을 통해 이동하게 한다. 이동하는 음파로 인해, 결정은 비대칭이 되고 이것이 굴절률이 결정을 거쳐 변화하게 한다. 이 변화는 입사 빔이 진동 방식으로 편향되는 집속된 이동하는 스폿(spot)을 형성하게 한다.
광 빔이 음향 광학 장치(1070)로부터 나타날 때, 그 광 빔은 한 쌍의 1/4 파장 판(quarter wave plate)(1072) 및 릴레이 렌즈(1074)를 통과한다. 릴레이 렌즈(1074)는 광 빔을 시준하도록 배열된다. 시준된 광 빔은 굴절 격자(1076)에 도달할 때까지 그 경로 상에 지속한다. 굴절 격자(1076)는 광 빔을 수평화하기(flaring out) 위해 배열되고, 더욱 특히 광 빔을 서로 공간적으로 구별 가능한(즉, 공간적으로 별개인) 3개의 별개의 빔으로 분할하기 위해 배열된다. 대부분의 경우에는, 공간적으로 별개인 빔들은 또한 등 간격으로 떨어져 있도록 배열되어, 실질적으로 동일한 광 강도를 갖는다.
굴절 격자(1076)를 떠날 때, 3개의 빔은 개구(1080)를 통과한 후 그들 빔이 빔 스플리터 큐브(1082)에 도달할 때까지 지속한다. 빔 스플리터 큐브(1082)는 (1/4 파장 판(1072)와 조합하여) 빔을 2개의 경로 즉, 도 10에서 하향으로 지향된 것과 우측으로 지향된 것으로 분리한다. 하향으로 지향된 경로는 빔의 제1 광 부분을 기판(1012)으로 분산시키기 위해 사용되는 반면에, 우측으로 지향된 경로는 빔의 제2 광 부분을 참조 광학장치(1056)로 분산시키기 위해 사용된다. 대부분의 실시예에서는, 백분율 비율이 각 광학 검사 시스템의 특정 설계에 따라 변화할 수도 있지만, 대부분의 광이 기판(1012)으로 분산되고, 작은 백분율의 광이 참조 광학장치(1056)로 분산된다. 일 실시예에서는, 참조 광학장치(1056)는 참조 수집(reference collection) 렌즈(1014) 및 참조 검출기(1016)를 포함할 수 있다. 참조 수집 렌즈(1014)는 광의 강도를 측정하기 위해 배열되는 참조 검출기(1016)에서 빔의 부분을 수집하고 지향시키도록 배열된다. 참조 광학장치는 통상적으로 당업계에 잘 공지되어 있고, 간결성을 위해 상세히 논의하지 않는다.
빔 스플리터(1082)로부터 하향으로 지향되는 3개의 빔은 광을 재지향시키고 확대시키는 여러 개의 렌즈 소자를 포함하는 망원경(1088)에 의해 수광된다. 일 실시예에서는, 망원경(1088)은 터릿(turret) 상에서 회전하는 복수의 망원경을 포함하는 망원경 시스템의 일부이다. 예를 들면, 3개의 망원경이 사용될 수도 있다. 3개의 망원경의 용도는 기판 상의 스캐닝 스폿의 사이즈를 변화시켜, 그에 의해 최소 검출 가능 결함 사이즈의 선택을 가능하게 하기 위한 것이다. 더욱 특히, 망원경의 각각은 통상적으로 상이한 픽셀 사이즈를 나타낸다. 그와 같이, 하나의 망원경이 검사를 더욱 빠르고 덜 민감하게 (예를 들면, 저 해상도로) 만드는 더 큰 스폿 사이즈를 생성할 수도 있는 한편, 다른 망원경은 검사를 더욱 느리고 더 민감하게 (예를 들면, 고 해상도로) 만드는 더 작은 스폿 사이즈를 생성할 수도 있다.
망원경(1088)으로부터, 3개의 빔이 기판(1012)의 표면 상에 빔을 집속시키기 위해 배열되는 대물 렌즈(1090)를 통과한다. 빔이 3개의 별개의 스폿으로서 표면을 교차함에 따라, 반사된 광 빔과 투과된 광 빔의 양자가 생성될 수도 있다. 투과된 광 빔은 기판(1012)을 통과하는 한편, 반사된 광 빔은 표면에서 반사한다. 예로서, 반사된 광 빔은 기판의 불투명한 표면에서 반사할 수도 있고, 투과된 광 빔은 기판의 투명 영역을 통해 투과할 수도 있다. 투과된 광 빔은 투과 광 광학장치(1058)에 의해 수집되고, 반사된 광 빔은 반사 광 광학장치(1062)에 의해 수집된다.
투과 광 광학장치(1058)에 관하여, 투과된 광 빔은 기판(1012)을 통과한 후에, 제1 투과 렌즈(1096)에 의해 수집되어 구면 수차 보정(spherical aberration corrector) 렌즈(1098)의 도움으로 투과 프리즘(1010) 상에 집속된다. 프리즘(1010)은 투과된 광 빔을 재배치하고 만곡시키기 위해 배열되는 투과된 광 빔의 각각에 대한 패싯(facet)을 갖도록 구성될 수 있다. 대부분의 경우에, 프리즘(1010)은 빔들이 (3개의 별개의 검출기를 갖는 것으로 도시되는) 투과된 광 검출기 배열(1060) 내의 단일 검출기에 각각 떨어지도록 빔들을 분리하는 데 사용된다. 따라서, 빔이 프리즘(1010)을 떠날 때, 빔은 분리된 빔의 각각을 3개의 검출기 중 하나에 개별적으로 집속시키는 제2 투과 렌즈(1002)를 통과하며, 3개의 검출기의 각각은 투과된 광의 강도를 측정하기 위해 배열된다.
반사 광 광학장치(1062)에 관하여, 반사된 광 빔은 기판(1012)에서의 반사 후에 대물 렌즈(1090)에 의해 수집되며, 대물 렌즈는 그 후 망원경(1088)을 향해 빔을 지향시킨다. 망원경(1088)에 도달하기 전에, 빔은 또한 1/4 파장 판(1004)을 통과한다. 일반적인 말로, 대물 렌즈(1090) 및 망원경(1088)은 입사광이 어떻게 조작되는지와 관련하여 광학적으로 가역적인 방식으로 집광된 광을 조작한다. 즉, 대물 렌즈(1090)는 빔을 재시준하고, 망원경(1088)은 그들의 사이즈를 감소시킨다. 빔이 망원경(1088)을 떠날 때, 그들 빔은 빔 스플리터 큐브(1082)에 도달할 때까지 (후방으로) 지속한다. 빔 스플리터(1082)는 빔을 중간 경로(1006)로 지향시키도록 1/4 파장 판(1004)과 함께 작동하도록 배열된다.
경로(1006) 상에 지속하는 빔은 그 후 반사된 광 빔의 각각에 대한 패싯을 포함하는 반사 프리즘(1009) 상에 빔의 각각을 집속시키는 제1 반사 렌즈(1008)에 의해 집속된다. 반사 프리즘(1009)은 반사된 광 빔을 재배치 및 만곡시키기 위해 배열된다. 투과 프리즘(1010)과 유사하게, 반사 프리즘(1009)은 빔이 각각 반사 광 검출기 배열(1064) 내의 단일 검출기에 떨어지도록 빔을 분리시키기 위해 사용된다. 도시된 바와 같이, 반사 광 검출기 배열(1064)은 3개의 개별적으로 별개의 검출기를 포함한다. 빔이 반사 프리즘(1009)을 떠날 때, 빔은 분리된 빔의 각각을 3개의 검출기 중 하나에 개별적으로 집속시키는 제2 반사 렌즈(1012)를 통과하며, 3개의 검출기의 각각은 반사된 광의 강도를 측정하기 위해 배열된다.
전술한 광학 어셈블리(1050)에 의해 가능하게 될 수 있는 다수의 검사 모드가 존재한다. 예로서, 광학 어셈블리(1050)는 투과 광 검사 모드, 반사 광 검사 모드, 및 동시 검사 모드를 가능하게 할 수 있다. 투과 광 검사 모드에 관하여, 투과 모드 검출은 일반적으로 투명 영역 및 불투명 영역을 갖는 통상적인 광학 마스크와 같은 기판 상의 결함 검출을 위해 사용된다. 광 빔이 마스크(또는 기판(1012))를 스캔함에 따라, 광은 투명 지점에서 마스크를 관통하여 투과 광 검출기(1060)에 의해 검출되며, 투과 광 검출기는 마스크의 뒤에 위치하여 제1 투과 렌즈(1096), 제2 투과 렌즈(1002), 구면 수차 렌즈(1098) 및 프리즘(1010)을 포함하는 투과 광 광학장치(1058)에 의해 수집되는 광 빔의 각각의 강도를 측정한다.
반사 광 검사 모드에 관하여, 반사 광 검사는 크롬, 현상된 포토레지스트 또는 다른 특징의 형태로 이미지 정보를 포함하는 투명 또는 불투명 기판 상에서 실행될 수 있다. 기판(1012)에 의해 반사된 광은 검사 광학장치(1054)와 동일한 광학 경로를 따라 후방으로 통과하지만 그후 편광 빔 스플리터(1082)에 의해 검출기(1064)로 방향 전환된다. 더욱 특히, 제1 반사 렌즈(1008), 프리즘(1009) 및 제2 반사 렌즈(1012)는 방향 전환된 광 빔으로부터의 광을 검출기(1064) 상에 투영한다. 반사 광 검출은 또한, 불투명한 기판 표면의 상부의 오염을 검출하기 위해 사용될 수도 있다.
동시 검사 모드에 관하여, 투과된 광과 반사된 광의 양자가 결함의 존재 및/또는 타입을 결정하기 위해 이용된다. 시스템의 2개의 측정된 값은 투과 광 검출기(1060)로서 기판(1012)을 통해 투과된 광 빔의 강도 및 반사 광 검출기(1064)에 의해 검출되는 바와 같은 반사된 광 빔의 강도이다. 그들 2개의 측정된 값은 그 후, 만약 있다면, 기판(1012) 상의 대응하는 점에서 결함의 타입을 결정하기 위해 처리될 수 있다.
더욱 특히, 동시의 투과 및 반사 검출은 투과 검출기에 의해 감지된 불투명한 결함의 존재를 밝힐 수 있는 한편, 반사 검출기의 출력이 결합의 타입을 밝혀내기 위해 사용될 수 있다. 일례로서, 기판 상의 크롬 도트 또는 입자 중 어느 하나가 투과 검출기로부터 저 투과 광 표시를 초래할 수도 있지만, 반사성 크롬 결함이 높은 반사 광 표시를 초래할 수도 있고 입자가 동일한 반사 광 검출기로부터 더 낮은 반사 광 표시를 초래할 수도 있다. 따라서, 반사 검출과 투과 검출의 양자를 사용함으로써, 결함의 반사 또는 투과 특성만 조사되었다면 달성될 수 없었던 크롬 지오메트리의 상부에 입자를 위치시킬 수도 있다. 또한, 그들 반사 및 투과 광 강도의 비율과 같은 결함의 어떤 타입에 대한 서명을 결정할 수도 있다. 이 정보는 그 후 결함을 자동으로 분류하는 데 사용될 수 있다. 2008년 4월 1일자로 특허 허여되어 그 전체 내용이 본 명세서에 참조 문헌으로 병합되어 있는 미국 특허 5,563,702호는 시스템(1000)에 관한 추가적인 상세를 기재하고 있다.
도 11은 상술한 고체 193 ㎚ 레이저 중 하나 및 다수의 대물렌즈를 포함하는 예시적인 검사 시스템(1100)을 예시한다. 시스템(1100)에서, 레이저 소스(1101)로부터의 조명이 조명 서브시스템의 다수의 섹션에 전송된다. 조명 서브시스템의 제1 섹션은 소자(1102a 내지 1106a)를 포함한다. 렌즈(1102a)는 레이저(1101)로부터의 광을 집속시킨다. 렌즈(1102a)로부터의 광은 그 후 미러(1103a)로부터 반사한다. 미러(1103a)는 조명의 용도로 이 위치에 위치하고, 다른 곳에 배치될 수도 있다. 미러(1103a)로부터의 광은 렌즈(1104a)에 의해 수집되어 조명 퓨필 면(pupil plane)(1105a)을 형성한다. 광을 변경하기 위한 개구, 필터, 또는 다른 장치가 검사 모드의 요건에 따라서 퓨필 면(1105a)에 위치할 수 있다. 퓨필 면(1105a)으로부터의 광은 그 후 렌즈(1106a)를 통과하여 조명 필드 면(1107)을 형성한다.
조명 서브시스템의 제2 섹션은 소자(1102b 내지 1106b)를 포함한다. 렌즈(1102b)는 레이저(1101)로부터의 광을 집속시킨다. 렌즈(1102b)로부터의 광은 그 후 미러(1103b)로부터 반사한다. 미러(1103b)로부터의 광은 렌즈(1104b)에 의해 수집되어 조명 퓨필 면(1105b)을 형성한다. 광을 변경하기 위한 개구, 필터, 또는 다른 장치는 검사 모드의 요건에 따라서 퓨필 면(1105b)에 위치할 수 있다. 퓨필 면(1105b)으로부터의 광은 그 후 렌즈(1106b)를 통과하여 조명 필드 면(1107)을 형성한다. 제2 섹션은 그 후 미러 또는 반사 표면(1108)에 의해 방향 변경된다. 조명 필드 면(1107)에서의 조명 필드 광 에너지는 따라서 결합된 조명 섹션으로 구성된다.
필드 면 광은 그 후 빔 스플리터(1110)의 반사 전에 렌즈(1109)에 의해 수집된다. 렌즈(1106a 및 1109)는 대물렌즈 퓨필 면(1111)에서 제1 조명 퓨필 면(1105a)의 이미지를 형성한다. 유사하게, 렌즈(1106b 및 1109)는 대물렌즈 퓨필 면(1111)에서 제2 조명 퓨필 면(1105b)의 이미지를 형성한다. 대물렌즈(1112 또는 1113)는 그 후 퓨필 광(1111)을 취하여 샘플(1114)에 조명 필드(1107)의 이미지를 형성한다. 대물렌즈(1112 및 1113)는 샘플(1114)에 근접하게 위치될 수 있다. 샘플(1114)은 원하는 위치에 샘플을 위치시키는 스테이지(도시하지 않음) 상으로 이동할 수 있다. 샘플(1114)로부터 반사되고 산란되는 광은 높은 NA 반사굴절형 대물렌즈(1112 또는 1113)에 의해 수집된다. 지점(1111)에서 반사 광 퓨필을 형성한 후에, 광 에너지는 이미징 서브시스템에 내부 필드(1116)를 형성하기 전에 빔스플리터(1110) 및 렌즈(1115)를 통과한다. 이 내부 이미징 필드는 샘플(1114)의 이미지 및 그에 따른 조명 필드(1107)이다. 이 필드는 조명 필드에 대응하는 다수의 필드로 공간적으로 분리될 수도 있다. 이들 필드의 각각은 별개의 이미징 모드를 지원할 수 있다.
이들 필드 중 하나는 미러(1117)를 사용하여 방향 변경될 수 있다. 방향 변경된 광은 그 후 다른 이미징 퓨필(1119b)을 형성하기 전에 렌즈(1118b)를 통과한다. 이 이미징 퓨필은 퓨필(1111) 및 그에 따른 조명 퓨필(1105b)의 이미지이다. 광을 변경하기 위한 개구, 필터, 또는 다른 장치가 검사 모드의 요건에 따라서 퓨필 면(1119b)에 위치할 수도 있다. 퓨필 면(1119b)으로부터의 광은 그 후 렌즈(1120b)를 통과하여, 센서(1121b) 상에 이미지를 형성한다. 유사한 방식으로, 미러 또는 반사 표면(1117)에 의해 통과하는 광은 렌즈(1118a)에 의해 수집되어 이미징 퓨필(1119a)을 형성한다. 이미징 퓨필(1119a)로부터의 광은 그 후 검출기(1121a) 상에 이미지를 형성하기 전에 렌즈(1120a)에 의해 수집된다. 검출기(1121a) 상에 이미징된 광은 센서(1121b) 상에 이미징된 광과 상이한 이미징 모드용으로 사용될 수 있다.
시스템(1100)에 채용된 조명 서브시스템은 레이저 소스(1101), 집광 광학장치(1102-1104), 퓨필 면(1105)에 근접하게 위치하는 빔 성형 부품(beam shaping component), 및 릴레이 광학장치(1106 및 1109)로 구성된다. 내부 필드 면(1105)이 렌즈(1106 및 1109) 사이에 위치한다. 하나의 바람직한 구성에서는, 레이저 소스(1101)는 상술한 고체 193 ㎚ 레이저 중 하나를 포함한다.
레이저 소스(1101)에 대하여, 투과의 각도 또는 2개의 점을 갖는 단일의 균일한 블록으로서 예시되어 있지만, 실제로는 이것은 2개의 조명 채널 예를 들면, 소자(1102a-1106a)를 통과하는 제1 주파수(제6 고조파)에서의 레이저 광 에너지와 같은 광 에너지의 제1 채널, 및 소자(1102b-1106b)를 통과하는 제2 주파수(예컨대, 제3 고조파)에서의 레이저 광 에너지와 같은 광 에너지의 제2 채널을 제공할 수 있는 레이저 소스를 나타낸다. 하나의 채널에서는 명(bright) 필드 에너지 및 다른 채널에서는 암(dark) 필드 모드와 같은 상이한 광 에너지 모드가 채용될 수도 있다.
레이저 소스(1101)로부터의 광 에너지가 90도 떨어져 방출되는 것으로 도시되어 있고, 소자(1102a-1106a 및 1102b-1106b)가 90도 각도로 배향되지만, 실제로는 광은 반드시 2차원은 아니지만 다양한 배향으로 방출될 수도 있고, 구성요소가 도시된 것과 다르게 배향될 수도 있다. 도 11은 따라서 채용된 구성요소의 간략한 표시이고, 도시되어 있는 각도 또는 거리는 확대한 것도 설계에 특히 필요한 것도 아니다.
퓨필 면(1105)에 근접하게 위치하는 소자들은 개구 성형의 개념을 사용하여 기존의 시스템에 채용될 수도 있다. 이 설계를 사용하면, 균일한 조명 또는 거의 균일한 조명뿐만 아니라 개별 지점 조명, 링 조명, 쿼드러폴(quadrapole) 조명, 또는 다른 바람직한 패턴이 실현될 수도 있다.
대물렌즈에 대한 다양한 구현예들이 일반적인 이미징 서브시스템에 채용될 수도 있다. 단일의 고정 대물렌즈가 사용될 수도 있다. 단일 대물렌즈는 원하는 이미징 및 검사 모드를 모두 지원할 수도 있다. 그러한 설계는 이미징 시스템이 비교적 큰 필드 및 비교적 높은 개구 수차(numerical aperture)를 지원하는 경우 달성 가능하다. 개구 수차는 퓨필 면(1105a, 1105b, 1119a, 및 1119b)에 위치하는 내부 개구를 사용하여 원하는 값으로 감소될 수 있다.
다수의 대물렌즈가 도 11에 도시된 바와 같이 또한 사용될 수도 있다. 2개의 대물렌즈(1112 및 1113)가 이 도면에 도시되어 있지만, 어떠한 수도 가능하다. 그러한 설계의 각 대물렌즈는 레이저 소스(1101)에 의해 생성되는 각 파장에 대해 최적화될 수도 있다. 이들 대물렌즈(1112 및 1113)는 모두 고정된 위치를 갖거나 샘플(1114)에 근접한 위치로 이동될 수 있다. 샘플에 근접하게 다수의 대물렌즈를 이동시키기 위해, 사용될 수도 있는 회전 터릿이 표준 현미경에서 공통이다. 스테이지 상에서 측방향으로 대물렌즈를 병진시키는 것 및 각도계를 사용하여 원호 상에서 대물렌즈를 병진시키는 것에 제한되지는 않지만 이들을 포함하는, 샘플에 근접하게 대물렌즈를 이동시키기 위한 다른 설계가 사용 가능하다. 또한, 고정 대물렌즈 및 터릿 상의 다수의 대물렌즈의 임의의 조합이 본 시스템에 따라서 달성될 수 있다.
본 실시예의 최대의 개구 수차는 0.97에 가깝거나 초과하지만 어떤 경우에는 더 높을 수도 있다. 이 높은 NA 반사굴절형 이미징 시스템과 그것의 큰 필드 사이즈의 조합에 의해 가능하게 되는 조명 및 수집 각도의 넓은 범위가 시스템이 다수의 검사 모드를 동시에 지원할 수 있게 한다. 이전의 절에서 이해될 수 있는 바와 같이, 다수의 이미징 모드는 단일의 광학 시스템 또는 조명 장치와 연결하여 머신을 사용하여 구현될 수 있다. 조명 및 수집을 위해 개시된 높은 NA는 동일한 광학 시스템을 사용하는 이미징 모드의 구현을 가능하게 하고, 그에 의해 상이한 타입의 결함 또는 샘플에 대해 이미징의 최적화를 가능하게 한다.
이미징 서브시스템은 또한 중간 이미지 형성 광학장치(1115)를 포함한다. 이미지 형성 광학장치(1115)의 용도는 샘플(1114)의 내부 이미지(1116)를 형성하는 것이다. 이 내부 이미지(1116)에, 미러(1117)가 검사 모드 중 하나에 대응하는 광을 방향 변경하도록 위치될 수 있다. 이미징 모드의 광이 공간적으로 분리되어 있기 때문에, 이 위치에서 광을 방향 변경하는 것이 가능하게 된다. 이미지 형성 광학장치(1118 및 1120)는 가변 초점 줌, 집속 광학장치를 구비한 다수의 무한 초점 튜브 렌즈, 또는 다수의 이미지 형성 매그 튜브(mag tube)를 포함하는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있다. 2009년 7월 16일에 공개되어 그 전체 내용이 본 명세서에 참조 문헌으로 병합되어 있는 미국 공개 출원 2009/0180176호에 시스템(1100)에 관한 추가적인 상세가 기재되어 있다.
도 12는 3개의 서브섹션(1201A, 1201B 및 1201C)을 포함하는 예시적인 초광대역(ultrabroadband) UV 현미경 이미징 시스템(1200)을 예시한다. 서브섹션(1201C)은 반사굴절형 대물렌즈 섹션(1202) 및 주밍(zooming) 튜브 렌즈 그룹 섹션(1203)을 포함한다. 반사굴절형 대물렌즈 섹션(1202)은 반사굴절형 렌즈 그룹(1204), 필드 렌즈 그룹(1205) 및 집속 렌즈 그룹(1206)을 포함한다. 시스템(1200)은 물체/샘플(1209)(예컨대, 검사되고 있는 웨이퍼)을 이미지 면(1210)에 이미징할 수 있다.
반사굴절형 렌즈 그룹(1204)은 (반사적으로 코팅된 렌즈 소자인) 평면에 가까운(near planar) (또는 평면형) 반사기, 메니스커스 렌즈(meniscus lens) 및 오목 구면 반사기를 포함한다. 두 반사 소자는, 중간 이미지 면으로부터의 광이 오목한 구면 반사기를 통과하여 평면에 가까운 (또는 평면형) 반사기에 의해 오목 구면 반사기로 반사될 수 있도록 및 평면에 가까운 (또는 평면형) 반사기를 재통과하여 도중에 관련 렌즈 소자 또는 소자들을 가로지를 수 있도록 반사 물질 없이 중앙 광학 개구를 가질 수 있다. 반사굴절형 렌즈 그룹(1204)은 중간 이미지의 실제 이미지를 형성하도록 위치 결정되어, 집속 렌즈 그룹(1203)과 조합하여 시스템의 길이방향 원색(primary longitudinal color)이 전체 파장 대역에 걸쳐 실질적으로 보정되게 한다.
필드 렌즈 그룹(1205)은 용융 실리카 및 플루오르 유리와 같은 2 이상의 상이한 굴절 물질, 또는 굴절 표면으로부터 만들어질 수 있다. 필드 렌즈 그룹(1205)은 함께 광학적으로 쌍을 이룰 수도 있거나 이와 달리 대기 중에서 미세하게 이격될 수도 있다. 용융 실리카 및 플루오르 유리가 심자외선 범위에서 분산 시에 실질적으로 상이하기 때문에, 필드 렌즈 그룹의 여러 개의 구성 요소의 개별 전력은 상이한 분산을 제공할만한 큰 크기로 될 필요가 있다. 필드 렌즈 그룹(1205)은 중간 이미지에 근접한 광 경로를 따라 정렬된 양의 순 전력(net positive power)을 갖는다. 그러한 무색 필드 렌즈의 사용으로 초광역의 스펙트럼 범위의 전체에 걸쳐 적어도 길이방향 2차 색뿐만 아니라 측방의 원색 및 2차 색을 포함하는 색수차의 완전한 보정이 가능해진다. 일 실시예에서는, 하나의 필드 렌즈 구성요소가 시스템의 다른 렌즈와 상이한 굴절 물질로 될 필요가 있다.
집속 렌즈 그룹(1206)은 바람직하게는 모두 단일 타입의 물질로 형성되는 다수의 렌즈 소자를 포함하고, 단일 타입의 물질은 굴절 표면이 곡면 및 단색 수차와 색수차의 변화의 양자를 보정하여 광을 중간 이미지에 집속하도록 선택되는 위치를 갖는다. 집속 렌즈 그룹(1206)의 일 실시예에서는, 저전력을 갖는 렌즈(1211)의 조합이 구면 수차, 코마(coma) 및 비점 수차(astigmatism)에서의 색 변화에 대해 보정한다. 빔 스플리터(1207)는 UV 광원(1208)에 대한 입사를 제공한다. UV 광원(1208)은 유리하게도 상술한 고체 193 ㎚ 레이저에 의해 구현될 수 있다.
주밍 튜브 렌즈 섹션(1203)은 용융 실리카와 같은 모두 동일한 굴절 물질일 수 있고, 주밍하는 동안 가로방향 원색 및 측방의 원색이 변화하지 않도록 설계된다. 이들 원색의 색수차는 0으로 보정될 필요가 없고 단 하나의 유리 타입만 사용되면 될 수 없지만, 정상(stationary)으로 되어야 하며 그것은 가능하다. 그 후, 반사굴절형 대물렌즈(1202)의 설계가 주밍 튜브 렌즈 섹션(1203)의 이들 보정되지 않았지만 정상인 색수차를 보상하도록 변경되어야 한다. 그것의 더 고차의 색수차를 변경시키지 않고 줌 또는 배율 변경할 수 있는 주밍 튜브 렌즈 그룹(1203)은 시스템의 광 경로를 따라 배치되는 렌즈 표면을 포함한다.
하나의 바람직한 실시예에서는, 주밍 튜브 렌즈 섹션(1203)은 먼저, (용융 실리카 및 칼슘 플루오르라이드와 같은) 2개의 굴절 물질을 사용하여 반사굴절형 대물렌즈(1202)와 독립적으로 보정된다. 주밍 튜브 렌즈 섹션(1203)은 그 후, 반사굴절형 대물렌즈(1202)와 조합되며, 그 때 반사굴절형 대물렌즈(1202)는 시스템(1200)의 잔여 고차 색수차를 보상하도록 변경될 수 있다. 이 보상은 필드 렌즈 그룹(1205) 및 저전력 렌즈 그룹(1211)으로 인해 가능하다. 조합된 시스템은 그 후, 최상의 성능을 달성하도록 변경되는 모든 파라미터에 의해 최적화된다.
주목할 점은, 서브섹션(1201A 및 1201B)이 서브섹션(1201C)과 실질적으로 유사한 구성요소를 포함하며, 그에 따라 상세히 논의되지 않는다는 것이다.
시스템(1200)은 36X에서 100X까지의 줌을 가능하게 하는 선형 줌 동작을 제공하도록 접이식(folding) 미러 그룹(1212)을 포함한다. 광범위한 줌이 연속적인 배율 변화를 제공하는 한편, 미세 줌(fine zoom)은 얼라이어싱(aliasing)을 감소시키고 반복하는 이미지 어레이에 대한 셀 대 셀 감산(cell-to-cell subtraction)과 같은 전자 이미지 처리를 가능하게 한다. 접이식 미러 그룹(1212)은 반사 소자의 "트롬본" 시스템으로 특징지어질 수 있다. 주밍은 6개의 렌즈(1203)의 그룹을 하나의 단위로서 이동시킴으로써 그리고 트롬본 슬라이드의 아암(arm)을 또한 이동시킴으로써 달성된다. 트롬본 움직임은 포커스에만 영향을 주고 그 위치에서의 f# 속도가 매우 느리기 때문에, 이 움직임의 정확도는 매우 정밀하지 못할 수 있다. 이 트롬본 구성의 하나의 이점은 시스템을 상당히 단축시키는 것이다. 다른 이점은 능동(비평면) 광학 소자를 수반하는 단 한 번의 줌 움직임만 존재하는 것이다. 그리고, 트롬본 슬라이드에 의한 다른 줌 움직임은 에러에 둔감하다. 1999년 12월 7일자로 특허 허여되어 그 전체 내용이 본 명세서에 참조 문헌으로 병합되어 있는 미국 특허 5,999,310호는 시스템(1200)을 더욱 상세히 기재하고 있다.
도 13은 반도체 웨이퍼의 검사를 위한 줌을 포함하는 예시적인 반사굴절형 명시야 이미징 시스템(1300)을 예시한다. 플랫폼(1301)은 집적 회로 다이스(1303)로 구성되는 웨이퍼(1302)를 유지한다. 반사굴절형 대물렌즈(1304)는 광선 번들(1305)을 검출기(1307)에 의해 수광되는 조정 가능한 이미지를 생성하는 주밍 튜브 렌즈(1306)에 전송한다. 검출기(1307)는 이미지를 이진 부호화된 데이터로 변환하여, 그 데이터를 데이터 프로세서(1309)에 케이블(1308)을 통해 전송한다. 일 실시예에서는, 반사굴절형 대물렌즈(1304) 및 주밍 튜브 렌즈(1306)가 상술한 고체 레이저에 의해 생성되는 193 ㎚ 광을 수광하는 시스템(1200)(도 12)과 실질적으로 유사한 시스템의 부분을 형성한다.
도 14는 반사굴절형 이미징 시스템(1400)으로의 법선 방향의 입사 레이저 암시야 조명의 추가를 예시한다. 암시야 조명은 UV 레이저(1401), 검사되는 표면 상의 조명 빔 사이즈 및 프로파일을 제어하기 위한 적응 광학장치(1402), 기계적 하우징(1404) 내의 개구 및 윈도우(1403), 및 샘플(1408)의 표면에 대한 법선 방향의 입사 시에 광축을 따라 레이저를 방향 변경하기 위한 프리즘(1405)을 포함한다. 프리즘(1405)은 또한, 샘플(1408)의 표면 특징으로부터의 정반사 및 대물렌즈(1406)의 광학 표면으로부터의 반사를 광 경로를 따라 이미지 면(1049)으로 지향시킨다. 대물렌즈(1406)용의 렌즈는 반사굴절형 대물렌즈, 집속 렌즈 그룹, 및 주밍 튜브 렌즈 섹션의 일반적인 형태로 제공될 수 있다(예컨대, 도 12 참조). 바람직한 실시예에서는, 레이저(1401)는 상술한 고체 193 ㎚ 레이저에 의해 구현될 수 있다. 2007년 1월 4일에 공개되어 그 전체 내용이 본 명세서에 참조 문헌으로 병합되어 있는 공개 특허 출원 2007/0002465호는 시스템(1400)을 더욱 상세히 기재하고 있다.
도 15A는 표면(1511)의 영역을 검사하기 위한 조명 시스템(1501) 및 집광 시스템(1510)을 포함하는 표면 검사 기기(1500)를 예시한다. 도 15A에 도시된 바와 같이, 레이저 시스템(1520)은 광 빔(1502)을 렌즈(1503)를 통해 지향시킨다. 바람직한 실시예에서는, 레이저 시스템(1520)은 상술한 고체 193 ㎚ 레이저, 어닐링된 결정 및 저온에서의 표준 동작 동안 결정의 어닐링된 상태를 유지하기 위한 하우징을 포함한다. 제1 빔 성형 광학장치는 레이저로부터 빔을 수광하여, 결정 내 또는 결정에 근접한 빔 웨이스트에서의 타원형 단면에 빔을 집속하도록 구성될 수 있다. 고조파 분리 블록은 결정으로부터의 출력을 수신하여 그로부터 다수의 빔(도 15B 참조) 및 적어도 하나의 불필요한 주파수 빔을 생성하도록 구성될 수 있다.
렌즈(1503)는 그 주면이 샘플 표면(1511)에 실질적으로 평행하게 되고, 그 결과 조명 라인(1505)이 렌즈(1503)의 초점 면 내의 표면(1511) 상에 형성되도록 배향된다. 또한, 광 빔(1502) 및 집속된 빔(1504)은 표면에 수직이 아닌 입사 각도로 지향된다. 특히, 광 빔(1502) 및 집속된 빔(1504)은 표면(1511)에 대한 법선 방향으로부터 약 1도와 약 85도 사이의 각도로 지향될 수도 있다. 이 방식으로, 조명 라인(1505)은 실질적으로 집속된 빔(1504)의 입사 면 내에 있다.
집광 시스템(1510)은 조명 라인(1505)으로부터 산란된 광을 집광하기 위한 렌즈(1512) 및 감광 검출기(light sensitive detector)의 어레이를 포함하는 전하 결합 소자(CCD)(1514)와 같은 장치 상에 렌즈(1512)로부터 나오는 광을 집속하기 위한 렌즈(1513)를 포함한다. 일 실시예에서는, CCD(1514)는 검출기의 선형 어레이를 포함할 수도 있다. 그러한 경우에, CCD(1514) 내의 검출기의 선형 어레이는 조명 렌즈(1515)에 평행하게 배향될 수 있다. 일 실시예에서는, 다수의 집광 시스템이 포함될 수 있으며, 여기에서 각각의 집광 시스템은 유사한 구성요소를 포함하지만 배향이 서로 상이하다.
예를 들면, 도 15B는 표면 검사 기기용의 집광 시스템(1531, 1532 및 1533)의 예시적인 어레이를 예시한다(여기에서 예를 들어, 조명 시스템(1501)과 유사한 그 조명 시스템은 간략하게 하기 위해 도시되지 않는다). 집광 시스템(1531) 내의 제1 광학장치는 방사선의 제1 빔을 제1 경로를 따라 샘플(1511)의 표면 상의 제1 스폿 상으로 지향시킬 수 있다. 집광 시스템(1532) 내의 제2 광학장치는 방사선의 제2 빔을 제2 경로를 따라 샘플(1511)의 표면 상의 제2 스폿 상으로 지향시킬 수 있다. 집광 시스템(1533) 내의 제3 광학장치는 방사선의 제3 빔을 제3 경로를 따라 샘플(1511)의 표면 상의 제3 스폿 상으로 지향시킬 수 있다. 주목할 점은, 제1, 제2 및 제3 경로가 샘플(1511)의 상기 표면에 상이한 입사 각도로 있다는 것이다. 샘플(1511)을 지지하는 플랫폼(1512)은 스폿이 샘플(1511)의 표면을 가로질러 스캔되도록 하기 위해 다수의 빔과 샘플(1511) 사이에 상대적인 움직임을 야기하도록 사용될 수 있다. 2009년 4월 28일자로 특허 허여되어 그 전체 내용이 본 명세서에 참조 문헌으로 병합되어 있는 미국 특허 7,525,649호는 표면 검사 기기(1500) 및 다른 다수의 집광 시스템을 더욱 상세히 기재하고 있다.
도 16은 표면(1601) 상의 이각(anomalie)을 검사하기 위해 사용될 수 있는 표면 검사 시스템(1600)을 예시한다. 이 실시예에서는, 표면(1601)은 상술한 고체 193 ㎚ 레이저에 의해 생성되는 레이저 빔을 포함하는 레이저 시스템(1630)의 실질적으로 정지 상태의 조명 장치에 의해 조명될 수 있다. 레이저 시스템(1630)의 출력은 빔을 확장 및 집속하기 위해 편광 광학장치(1621), 빔 확장기 및 개구(1622), 및 빔 형성 광학장치(1623)를 연속적으로 통과할 수 있다.
집속된 레이저 빔(1602)은 그 후, 표면을 조명하기 위해 표면(1601)을 향해 빔(1605)을 지향시키도록 빔 폴딩(beam folding) 구성요소(1603) 및 빔 편향기(1604)에 의해 반사된다. 다른 실시예에서는 빔(1605)이 표면(1601)에 경사 각도로 있을 수도 있지만, 바람직한 실시예에서는, 빔(1605)은 표면(1601)에 실질적으로 법선 방향 또는 직각이다.
일 실시예에서는, 빔(1605)은 표면에 실질적으로 직각 또는 법선 방향이고, 빔 편향기(1604)는 표면(1601)으로부터의 빔의 정반사를 빔 선회(turning) 구성요소(1603)를 향해 반사하며, 그에 의해 정반사가 검출기에 도달하는 것을 방지하기 위한 차폐로서의 역할을 한다. 정반사의 방향은 샘플의 표면(1601)에 법선 방향인 라인 SR을 따른다. 빔(1605)이 표면(1601)에 대해 법선 방향인 일 실시예에서는, 이 라인 SR은 조명 빔(1605)의 방향과 일치하고, 여기에서 이 공통 참조 라인 또는 방향이 검사 시스템(1600)의 축이라고 지칭된다. 빔(1605)이 표면(1601)에 대해 경사 각도로 있는 경우, 정반사 SR의 방향은 빔(1605)의 입사 방향과 일치하지 않게 될 것이고; 그러한 경우에는, 표면 법선의 방향을 나타내는 라인 SR이 검사 시스템(1600)의 수집 부분의 주축이라고 지칭된다.
작은 입자에 의해 산란되는 광은 미러(1606)에 의해 수집되어 개구(1607) 및 검출기(1608)를 향해 지향된다. 큰 입자에 의해 산란되는 광은 렌즈(1609)에 의해 수집되어 개구(1610) 및 검출기(1611)를 향해 지향된다. 주목할 점은, 몇몇 큰 입자가 또한 수집되어 검출기(1607)에 지향되는 광을 산란시키고, 유사하게 몇몇 작은 입자가 또한 수집되어 검출기(1611)에 지향되는 광을 산란시키지만, 그러한 광은 각각의 검출기가 검출하도록 설계되어 있는 산란 광의 강도와 비교하여 비교적 낮은 강도로 되어 있다는 것이다. 일 실시예에서는, 검출기(1611)는 감광 소자의 어레이를 포함할 수 있고, 여기에서 감광 소자의 어레이의 각 감광 소자는 조명 라인의 확대된 이미지의 대응하는 부분을 검출하도록 구성된다. 일 실시예에서는, 검사 시스템이 패터닝되지 않은 웨이퍼 상의 결함을 검출할 때 사용하기 위해 구성될 수 있다. 2011년 8월 7일자로 특허 허여되어 그 전체 내용이 본 명세서에 참조 문헌으로 병합되어 있는 미국 특허 6,271,916호는 검사 시스템(1600)을 더욱 상세히 기재하고 있다.
도 17은 법선 방향 및 경사 조명 빔의 양자를 사용하여 이각 검출을 구현하도록 구성되는 검사 시스템(1700)을 예시한다. 이 구성에서, 상술한 고체 193 ㎚ 레이저를 포함하는 레이저 시스템(1730)이 레이저 빔(1701)을 제공할 수 있다. 렌즈(1702)는 공간 필터(1703)를 통해 빔(1701)을 집속하고 렌즈(1704)는 그 빔을 시준하여 그 빔을 편광 빔 스플리터(1705)로 이송한다. 빔 스플리터(1705)는 법선 방향 조명 채널에 제1 편광 성분을 전달하고 경사 조명 채널에 제2 편광 성분을 전달하며, 여기에서 제1 및 제2 성분은 수직이다. 법선 방향 조명 채널(1706)에서는, 제1 편광 성분은 광학장치(1707)에 의해 집속되어 미러(1708)에 의해 샘플(1709)의 표면을 향해 반사된다. 샘플(509)에 의해 산란되는 방사선은 수집되어 포물면 미러(1710)에 의해 광전자 증배관(photomultiplier tube)(1711)에 집속된다.
경사 조명 채널(1712)에서는, 제2 편광 성분은 빔 스플리터(1705)에 의해 그러한 빔을 1/2 파장 판(1714)을 통해 반사시키는 미러(1713)로 반사되고 광학장치(1715)에 의해 샘플(1709)에 집속된다. 경사 채널(1712) 내의 경사 조명 빔으로부터 발생하여 샘플(1709)에 의해 산란되는 방사선은 포물면 미러(1710)에 의해 수집되어 광전자 증배관(1711)에 집속된다. 광전자 증배관(1711)은 핀홀 입구(pinhole entrance)를 갖는다. (법선 방향 및 경사 조명 채널로부터 표면(1709) 상으로) 핀홀 및 조명된 스폿은 바람직하게는 포물면 미러(1710)의 초점에 있다.
포물면 미러(1710)는 샘플(1709)로부터 산란된 방사선을 시준된 빔(1716)으로 시준한다. 시준된 빔(1716)은 그 후, 대물렌즈(1717)에 의해 및 검광자(analyzer)(1718)를 통해 광전자 증배관(1711)에 집속된다. 주목할 점은, 포물면 형상과 다른 형상을 갖는 곡면의 미러링되는 표면이 또한 사용될 수도 있다는 것이다. 기구(1720)가 스폿이 샘플(1709)의 표면을 가로질러 스캔되도록 하기 위해 빔과 샘플(1709) 사이에 상대적인 움직임을 제공할 수 있다. 2011년 3월 13일자로 특허 허여되어 그 전체 내용이 본 명세서에 참조 문헌으로 병합되어 있는 미국 특허 6,201,601호는 검사 시스템(1700)을 더욱 상세히 기재하고 있다.
도 18은 검사 또는 계량 시스템에서 상술한 레이저와 함께 사용하기 위한 예시적인 펄스 증배기(1800)를 예시한다. 펄스 증배기(1800)는 193 ㎚ 레이저(1810)로부터의 각 입력 펄스(1801)로부터 펄스 트레인(train)을 생성하도록 구성된다. 입력 펄스(1801)는 편광 빔 스플리터(1802)에 영향을 주고, 그 빔 스플리터는 입력 펄스(1801)의 입력 편광으로 인해, 자신의 광 모두를 렌즈(1806)로 투과시킨다. 그러므로, 투과된 편광은 입력 펄스(1801)의 입력 편광에 평행하다. 렌즈(1806)는 입력 펄스(1801)의 광을 1/2 파장 판(1805)에 집속 및 지향시킨다. 일반적으로, 파장 판은 광 파의 직교하는 편광 성분 사이의 위상을 시프트할 수 있다. 예를 들면, 선형 편광된 광을 수광하는 1/2 파장 판은 2개의 파, 즉, 광 축에 평행한 하나의 파 및 광 축에 직교하는 다른 파를 생성할 수 있다. 1/2 파장 판(1805)에서, 평행 파는 직교하는 파보다 약간 느리게 전파할 수 있다. 1/2 파장 판(105)은 여기하는 광에 대해, 하나의 파가 다른 바에 비해 지연된 파장의 정확히 1/2(180도)이 되도록 제조된다.
그러므로, 1/2 파장 판(1805)은 각 입력 펄스(1801)로부터 펄스 트레인을 생성할 수 있다. 펄스 트레인의 정규화된 진폭(normalized amplitude)은 cos2θ(여기에서 θ는 1/2 파장 판(1805)의 각도이다), sin22θ, sin22θcosθ, sin22θcos22θ, sin22θcos32θ, sin22θcos42θ, sin22θcos52θ 등이다. 특히, 레이저 펄스로부터의 펄스 트레인의 총 에너지는 1/2 파장 판(1805)을 가로지르는 동안 실질적으로 보존될 수 있다.
1/2 파장 판(1805)에 의해 생성되는 홀수 항으로부터의 에너지의 합은 (cos2θ)2 + (sin22θcos2θ)2 + (sin22θcos32θ)2 + (sin22θcos52θ)2 + (sin22θcos72θ)2 + (sin22θcos92θ)2 + … = cos22θ + sin42θ(cos22θ + cos62θ + cos102θ + …) = 2cos22θ/(1 + cos22θ)와 같다.
반대로, 1/2 파장 판(1805)에 의해 생성되는 짝수 항으로부터의 에너지의 합은 (sin22θ)2 + (sin22θcos22θ)2 + (sin22θcos42θ)2 + (sin22θcos62θ)2 + (sin22θcos82θ)2 + (sin22θcos102θ)2 + … = sin42θ (1 + cos42θ + cos82θ + cos122θ + …) = sin22θ/(1 + cos22θ)와 같다.
펄스 증배기(1800)의 하나의 양태에 따르면, 1/2 파장 판(1805)의 각도 θ는 홀수 항 합이 짝수 항 합과 동일한 것을 제공하기 위해 (아래에 도시된 바와 같이) 결정될 수 있다.
2cos22θ = sin22θ
cos22θ = 1/3
sin22θ = 2/3
θ = 27.3678도
다시 도 18을 참조하면, 1/2 파장 판(1805)을 나가는 광은 미러(1804 및 1803)에 의해 편광 빔 스플리터(1802)로 되돌려 반사된다. 그러므로, 편광 빔 스플리터(1802), 렌즈(1806), 1/2 파장 판(1805) 및 미러(1804 및 1803)가 링 캐비티 구성(ring cavity configuration)을 형성한다. 링 캐비티를 가로지른 후에 편광 빔 스플리터(1802)에 영향을 주는 광은 1/2 파장 판(1805)에 의해 생성된 것과 같이 2개의 편광을 갖는다. 따라서, 편광 빔 스플리터(1802)는, 화살표(1809)로 표시한 바와 같이, 일부의 광을 투과시키고, 다른 광을 반사시킨다. 구체적으로는, 편광 빔 스플리터(1802)는 입력 펄스(1801)와 동일한 편광을 갖는 미러(1803)로부터의 광을 투과시킨다. 이 투과된 광은 출력 펄스(1807)로서 펄스 증배기(1800)를 나온다. 입력 펄스의 편광에 직교하는 편광을 갖는 반사 광은 링 캐비티로 다시 도입된다(간략하게 하기 위해 도시 생략된 펄스).
특히, 이들 다시 도입된 펄스는 1/2 파장 판(1805)에 의한 추가의 부분적인 편광 스위칭 및 그 후 편광 빔 스플리터(1802)에 의한 광 스플리팅에 의해 상술한 방식으로 링을 가로지를 수 있다. 그러므로, 일반적으로, 상술한 링 캐비티는 일부 광이 나오게 할 수 있고 나머지 광이 (일부 최소 손실을 갖고) 링의 주변에 지속할 수 있도록 구성된다. 각 링을 가로지르는 동안 (및 추가적인 입력 펄스의 도입 없이), 전체 광의 에너지는 출력 펄스(1807)로서 링을 나오는 광으로 인해 감소한다.
주기적으로, 새로운 입력 펄스(1801)가 레이저(1810)에 의해 펄스 증배기(1800)에 제공된다. 일 실시예에서는, 125 ㎒ 레이저 입력에 대해, 0.1 나노초(ns) 레이저 펄스가 생긴다. 주목할 점은, 링의 사이즈 및 그에 따른 링의 시간 지연은 화살표 1808로 표시되는 축을 따라 미러(1804)를 이동시킴으로써 조정될 수 있다.
링 캐비티 길이는 증배율에 의해 나누어진 펄스 간격으로부터 직접 계산되는 공칭 길이보다 약간 크거나 약간 작을 수도 있다. 이로 인해 펄스가 편광 빔 스플리터와 정확하게 동시에 도달하지 못하고 출력 펄스가 약간 넓어지게 된다. 예를 들면, 입력 펄스 반복률(repetition rate)이 125 ㎒일 때, 캐비티 지연은 2로 주파수 증배를 위해 공칭적으로 4 ns가 된다. 일 실시예에서는, 4.05 ns에 대응하는 캐비티 길이는 곱해진 반사 펄스가 입력 펄스와 정확히 동시에 도달하지 않도록 하기 위해 사용될 수 있다. 더욱이, 125 ㎒ 입력 펄스 반복률에 대한 4.05 ns 캐비티 길이가 유리하게도 펄스를 넓힐 수 있고 펄스 높이를 감소시킬 수 있다. 상이한 입력 펄스 레이트(rate)를 갖는 다른 펄스 증배기는 상이한 캐비티 지연을 가질 수 있다.
특히, 조합하여 작동하고 있는 편광 빔 스플리터(1802) 및 1/2 파장 판(1805)은 링 내부에서 가로지르는 매 라운드마다 줄어드는 짝수 및 홀수 펄스를 생성한다. 이들 짝수 및 홀수 펄스는 에너지 인벨로프(envelope)를 제공하는 것으로 특징지을 수 있으며, 여기에서 에너지 인벨로프는 짝수 펄스 트레인(즉, 복수의 짝수 펄스) 또는 홀수 펄스 트레인(즉, 복수의 홀수 펄스)으로 이루어진다. 펄스 증배기(1800)의 하나의 양태에 따르면, 이들 에너지 인벨로프는 실질적으로 동일하다.
펄스 증배기의 더욱 상세는 그 전체 내용이 본 명세서에 참조 문헌으로 병합되어 있는 공동 계류중인 미국 특허 출원 제13/371,704호(출원일: 2012년 6월 1일, 발명의 명칭: "Semiconductor Inspection And Metrology System Using Laser Pulse Multiplier")에서 찾을 수 있다.
도 19는 검사 또는 계량 시스템에서 상술한 193 ㎚ 레이저와 함께 사용하기 위한 코히어런스 감소 서브시스템을 예시한다. 이 실시예의 하나의 양태는 필요한 제10 피코초 시간 간격(제10 피코초 시간 간격은 수 ㎚의 스펙트럼 폭과 등가이다)광 빔(1912)의 실질적으로 빠른 시간적인 변조(temporal modulation)를 실행하기 위해 그리고 시간적인 변조를 공간적인 변조로 변환하기 위해 레이저의 한정된 스펙트럼 범위를 이용하는 것이다.
분광 소자(dispersive element) 및 전자 광학 변조기의 사용은 스페클(speckle) 감소를 위해 제공된다. 예를 들면, 조명 서브시스템은 광의 코히어런트 펄스의 경로에 위치 결정된 분광 소자를 포함한다. 도 19에 도시된 바와 같이, 분광 소자는 광의 코히어런트 펄스의 단면에 대해 각도 θ1로 배치된 면(1914)에 위치 결정될 수 있다. 도 19에 또한 도시된 바와 같이, 광의 펄스는 각도 θ2로 분광 소자를 빠져나오고 단면 크기 x1'을 갖는다. 일 실시예에서는, 분광 소자는 프리즘이다. 다른 실시예에서는, 분광 소자는 회절 격자이다. 분광 소자는 광의 펄스에서의 광 분포의 공간적 및 시간적 특성을 혼합함으로써 광의 펄스의 코히어런스를 감소시키도록 구성된다. 특히, 프리즘 또는 회절 격자와 같은 분광 소자는 광의 펄스에서의 광 분포의 공간적 및 시간적 특성 사이의 몇몇 혼합을 제공한다. 예를 들면, 회절 격자는 공간적 및 시간적 좌표 상의 광의 펄스에서의 광 분포의 별개의 의존성을 혼합된 공간적-시간적 좌표 상의 광 분포의 의존성으로 변환시킨다:
Figure pct00001
분광 소자는 계량 또는 검사 시스템 및 조명 서브시스템의 광학 특성에 의존하여 변화할 수도 있는 임의의 적절한 프리즘 또는 회절 격자를 포함할 수도 있다.
조명 서브시스템은 분광 소자를 빠져나오고 있는 광의 펄스의 경로에 위치 결정된 전자 광학 변조기를 더 포함한다. 예를 들면, 도 19에 도시된 바와 같이, 조명 서브시스템은 분광 소자를 빠져나오고 있는 광의 펄스의 경로에 위치 결정된 전자 광학 변조기(1916)를 포함할 수도 있다. 전자 광학 변조기는 광의 펄스에서의 광 분포를 시간적으로 변조함으로써 광의 펄스의 코히어런스를 감소시키도록 구성된다. 특히, 전자 광학 변조기는 광 분포의 임의의 시간적인 변조를 제공한다. 따라서, 분광 소자 및 전자 광학 변조기는 광원에 의해 생성되는 광의 펄스에 대해 결합된 영향을 준다. 특히, 분광 소자와 전자 광학 변조기의 조합은 임의의 시간적인 변조를 생성하고 시간적인 변조를 출력 빔(1918)의 임의의 공간적인 변조로 변환시킨다.
일 실시예에서는, 전자 광학 변조기는 제10 피코초 시간 간격의 광의 펄스에서의 광 분포의 시간적인 변조를 변경하도록 구성된다. 다른 실시예에서는, 전자 광학 변조기는 매 주기마다 약 103개의 비주기적인 샘플을 제공하여 그에 의해 약 10-13 초의 코히어런스 제거(de-coherence) 시간을 제공하도록 구성된다. 예를 들면, 전자 광학 변조기는 아래의 시변 페이저(time varying phasor)
Figure pct00002
를 도입하며, 여기에서 ωm ∼109 - 1010 Hz는 변조 주파수이고,
Figure pct00003
, l은 전자 광학 변조기의 두께이며, λ는 파장이고, Δn∼10-3은 굴절률의 변화의 진폭이다. ∼109 - 1010 Hz의 주파수를 갖는 전자 광학 변조기는 요구되는 제10 피코초 시간보다 3 자리수(orders of magnitude) 더 큰 최소의 코히어런스 제거 시간 τD ∼1010을 제공한다. 그러나, 비교적 높은 진폭 (φm∼103)은 매 주기마다 ∼103개의 비주기적인 샘플을 제공할 수 있고, 이 방식으로 코히어런스 제거 시간을 바람직한 τD ∼1010초로 감소시킬 수도 있다.
코히어런스 및 스페클 감소 기기 및 방법의 추가의 상세는 양 출원이 그 전체 내용이 본 명세서에 참조 문헌으로 병합되어 있는 Chuang 등에 의한 공동 계류 중인 공개된 PCT 출원 WO 2010/037106호 및 공동 계류 중이 미국 출원 13/073,986호의 양자에 개시되어 있다.
고체 심(deep)-UV 레이저의 하나의 어려운 부분은 최종 변환 상태이다. 제6 고조파를 사용하는 상술한 고체 193 ㎚ 레이저는 그 최종 주파수 변환에 정합하는 실질적으로 비임계적인(non-critical) 위상의 사용을 가능하게 한다. 비임계적인 것에 가까운 위상 정합은 더 긴 결정이 사용될 수 있고 정렬의 작은 변화에 의해 덜 영향을 받기 때문에 임계적인 위상 정합보다는 더욱 효율적이고 더욱 안정적이다. 주목할 점은, 더 긴 결정은 또한 동일한 전체 변환 효율을 유지하면서 결정에서 더 낮은 피크 전력 밀도의 사용을 가능하게 하고, 그에 의해 결정에 대한 손상 누적을 느려지게 한다는 것이다. 특히, 제6 고조파 생성은 제8 고조파 생성보다 덜 복잡하고 더욱 효율적이다. 따라서, 제6 고조파를 사용하는 상술한 고체 193 ㎚ 레이저는 포토마스크, 레티클, 또는 웨이퍼 검사 동안 상당한 시스템 이점을 제공할 수 있다.
이상은 193.3 ㎚의 제6 고조파를 결과적으로 생성하는 대략 1160 ㎚ 기본 파장을 기재하고 있지만, 193.3 ㎚의 수 ㎚ 내의 다른 파장이 기본 파장의 적절한 선택을 이용하여 이 접근법에 의해 생성될 수 있음을 이해할 것이다. 그러한 레이저 및 그러한 레이저를 이용하는 시스템은 이 발명의 범위 내에 있다.
상술한 이 발명의 구조체 및 방법의 여러 가지 실시예는 이 발명의 원리를 예시만 하고 발명의 범위를 기재된 특정 실시예로 제한하고자 하는 것은 아니다. 예를 들면, CLBO, LBO, 또는 BBO 또는 주기적으로 극화된(periodically-poled) 물질과 다른 비선형 결정이 몇몇 주파수 변환 단계에서 사용될 수 있다. 그러므로, 발명은 아래의 청구항들 및 그 등가물에 의해서만 제한된다.

Claims (24)

  1. 대략 193 ㎚ 파장 광을 생성하는 레이저에 있어서,
    대략 1160 ㎚의 기본 주파수를 생성하는 시드(seed) 레이저;
    제2 고조파 주파수를 생성하도록 상기 기본 주파수의 부분들을 결합하는 제1 스테이지;
    제4 고조파 주파수를 생성하도록 상기 제2 고조파 주파수의 부분들을 결합하는 제2 스테이지;
    제5 고조파 주파수를 생성하도록 상기 기본 주파수와 제4 고조파 주파수를 결합하는 제3 스테이지; 및
    대략 193.3 ㎚의 제6 고조파 주파수를 생성하도록 상기 기본 주파수와 제5 고조파 주파수를 결합하는 제4 스테이지를 포함하는, 대략 193 ㎚ 파장 광을 생성하는 레이저.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기본 주파수를 증폭하기 위한 광학 증폭기를 더 포함하는, 대략 193 ㎚ 파장 광을 생성하는 레이저.
  3. 제2항에 있어서, 상기 광학 증폭기는 도핑된 광 밴드 갭(doped photonic band-gap) 섬유 광학 증폭기, 도핑된 섬유 광학 증폭기, 게르마니아-도핑된 라만 증폭기(Germania-doped Raman amplifier), 및 도핑되지 않은(undoped) 실리카 섬유 라만 증폭기(silica fiber Raman amplifier) 중 하나를 포함하는 것인, 대략 193 ㎚ 파장 광을 생성하는 레이저.
  4. 제1항에 있어서, 상기 시드 레이저는 라만 섬유 레이저, 저전력 이테르븀(Yb)-도핑된 섬유, 및 적외선 다이오드 레이저 중 하나를 포함하는 것인, 대략 193 ㎚ 파장 광을 생성하는 레이저.
  5. 제1항에 있어서, 상기 기본 주파수를 상기 제1, 제3, 및 제4 스테이지에 제공하기 위한 빔 스플리터를 더 포함하는, 대략 193 ㎚ 파장 광을 생성하는 레이저.
  6. 제4항에 있어서, 상기 레이저 다이오드는 양자점(quantum dot) 기술을 사용하는 것인, 대략 193 ㎚ 파장 광을 생성하는 레이저.
  7. 제1항에 있어서, 소비되지 않은 고조파를 적절한 스테이지로 지향시키기 위한 미러의 세트를 더 포함하는, 대략 193 ㎚ 파장 광을 생성하는 레이저.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 스테이지는 리튬 트리보레이트(LBO: Lithium triborate) 결정을 포함하는 것인, 대략 193 ㎚ 파장 광을 생성하는 레이저.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제2, 제3, 및 제4 스테이지의 각각은 세슘 리튬 보레이트(CLBO: Cesium Lithium Borate) 결정을 포함하는 것인, 대략 193 ㎚ 파장 광을 생성하는 레이저.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제2, 제3, 및 제4 스테이지 중 적어도 하나는 어닐링된 세슘 리튬 보레이트(CLBO) 결정을 포함하는 것인, 대략 193 ㎚ 파장 광을 생성하는 레이저.
  11. 제1항에 있어서, 상기 광학 증폭기를 펌핑하기 위한 증폭기 펌프를 더 포함하는, 대략 193 ㎚ 파장 광을 생성하는 레이저.
  12. 제11항에 있어서, 상기 증폭기 펌프는 대략 1100 ㎚에서 동작하는 이테르븀-도핑된 섬유 레이저를 포함하는 것인, 대략 193 ㎚ 파장 광을 생성하는 레이저.
  13. 제11항에 있어서, 상기 증폭기 펌프는 1040∼1070 ㎚에서 동작하는 이테르븀-도핑된 섬유 레이저(ytterbium-doped fiber laser) 및 네오디뮴-도핑된 이트륨 리튬 플루오라이드 레이저(neodymium-doped yttrium lithium fluoride laser) 중 하나를 포함하는 것인, 대략 193 ㎚ 파장 광을 생성하는 레이저.
  14. 대략 193 ㎚ 파장 광을 생성하는 방법에 있어서,
    대략 1160 ㎚의 기본 주파수를 생성하는 단계;
    제2 고조파 주파수를 생성하도록 상기 기본 주파수의 부분들을 결합하는 단계;
    제4 고조파 주파수를 생성하도록 상기 제2 고조파 주파수의 부분들을 결합하는 단계;
    제5 고조파 주파수를 생성하도록 상기 기본 주파수와 상기 제4 고조파 주파수를 결합하는 단계; 및
    대략 193.3 ㎚의 제6 고조파 주파수를 생성하도록 상기 기본 주파수와 상기 제5 고조파 주파수를 결합하는 단계를 포함하는, 대략 193 nm 파장 광 생성 방법.
  15. 제1항에 있어서, 상기 기본 주파수를 증폭하는 단계를 더 포함하는, 대략 193 nm 파장 광 생성 방법.
  16. 포토마스크(photomask), 레티클(reticle), 또는 반도체 웨이퍼의 표면을 결함에 대하여 검사하는 광학 검사 시스템에 있어서,
    광축을 따라 입사 광 빔을 방출하고, 193 ㎚ 파장 광을 생성하기 위한 제6 고조파 생성기를 포함하는 광원;
    상기 광축을 따라 배치되고, 상기 입사 광 빔을 상기 포토마스크, 레티클, 또는 반도체 웨이퍼의 표면에 지향시키기 위한 복수의 광학 구성요소를 포함하며, 상기 표면을 스캔하도록 구성되는 광학 시스템;
    투과된 광의 광 강도를 감지하도록 배열되어 있는 투과 광 검출기를 포함하는 투과 광 검출기 배열; 및
    반사된 광의 광 강도를 감지하도록 배열되어 있는 반사 광 검출기를 포함하는 반사 광 검출기 배열을 포함하는, 포토마스크, 레티클, 또는 반도체 웨이퍼의 표면을 결함에 대하여 검사하는 광학 검사 시스템.
  17. 샘플의 표면을 검사하는 검사 시스템에 있어서,
    복수의 광 채널을 생성하도록 구성되는 조명 서브시스템으로서, 생성된 각각의 광 채널은 광 에너지의 적어도 하나의 다른 채널과는 상이한 특성을 갖고, 상기 조명 서브시스템은 적어도 하나의 채널에 대해 193 ㎚ 파장 광을 생성하기 위한 제6 고조파 생성기를 포함하는, 조명 서브시스템;
    상기 복수의 광 채널을 받고, 광 에너지의 상기 복수의 채널을 공간적으로 분리된 결합 광 빔으로 결합하며, 상기 공간적으로 분리된 결합 광 빔을 상기 샘플을 향해 지향시키도록 구성된 광학장치; 및
    상기 샘플로부터 반사된 광을 검출하도록 구성되는 적어도 하나의 검출기를 포함하는 데이터 취득 서브시스템을 포함하고,
    상기 데이터 취득 서브시스템은 상기 반사된 광을 상기 복수의 광 채널에 대응하는 복수의 받은 채널로 분리하도록 구성되는 것인, 샘플의 표면을 검사하는 검사 시스템.
  18. 반사굴절형(catadioptric) 검사 시스템에 있어서,
    자외선(UV) 광을 생성하고, 193 ㎚ 파장 광을 생성하기 위한 제6 고조파 생성기를 포함하는 자외선(UV) 광원;
    복수의 이미징 서브섹션으로서, 각 서브섹션은
    상기 시스템 내의 중간 이미지에 상기 UV 광을 집속하도록 그리고 동시에 자외선 범위 내의 적어도 하나의 파장을 포함하는 파장 대역에 걸쳐 단색 수차 및 수차의 색 변화의 보정을 제공하도록 상기 시스템의 광 경로를 따라 배치되는 복수의 렌즈 소자를 포함하고, 상기 UV 광을 수광하도록 위치 결정되는 빔 스플리터를 더 포함하는 집속 렌즈 그룹;
    상기 중간 이미지에 근접한 상기 광 경로를 따라 정렬된 양의 순 전력(net positive power)을 갖고, 제2의 미리 정해진 위치에 배치되는 렌즈 표면을 가지며, 상기 파장 대역에 걸쳐 시스템의 원색 및 2차 래터럴 칼라(lateral color)뿐만 아니라 적어도 길이방향 2차 색을 포함하는 색수차의 실질적인 보정을 제공하도록 선택되는 곡률을 갖는, 상이한 분산을 갖는 복수의 렌즈 소자를 포함하는 필드(field) 렌즈 그룹;
    상기 집속 렌즈 그룹과 결합하여 상기 시스템의 길이방향 원색(primary longitudinal color)이 상기 파장 대역에 걸쳐 실질적으로 보정되도록, 상기 중간 이미지의 실제 이미지를 형성하기 위해 배치되는 적어도 2개의 반사성 표면 및 적어도 하나의 굴절성 표면을 포함하는 반사굴절형 렌즈 그룹; 및
    상기 시스템의 하나의 광 경로를 따라 배치되는 렌즈 표면을 포함하고, 그 고차의(higher-order) 색수차를 변경하지 않고 배율을 변경하거나 줌(zoom)할 수 있는 주밍 튜브(zooming tube) 렌즈 그룹
    을 포함하는 복수의 이미징 서브섹션; 및
    선형 줌 움직임을 가능하게 하도록 구성되어 미세 줌(fine zoom)과 광 범위한 줌의 양자를 제공하는 접이식 미러 그룹을 포함하는, 반사굴절형 검사 시스템.
  19. 암시야(dark-field) 조명을 갖는 반사굴절형(catadioptric) 이미징 시스템에 있어서,
    자외선(UV) 광을 생성하고, 193 ㎚ 파장 광을 생성하기 위한 제6 고조파 생성기를 포함하는 자외선(UV) 광원;
    적응 광학장치(adaptation optics);
    반사굴절형 대물렌즈, 집속 렌즈 그룹, 및 주밍 튜브 렌즈 섹션을 포함하는 대물렌즈; 및
    샘플의 표면에의 법선 방향 입사 시에 광축을 따라 상기 UV 광을 지향시키고, 광 경로를 따라 상기 대물렌즈의 광학 표면으로부터 이미징 면으로의 반사뿐만 아니라 샘플의 표면 특징부(features)로부터의 정반사를 지향시키는 프리즘을 포함하는, 암시야 조명을 갖는 반사굴절형 이미징 시스템.
  20. 샘플의 이각(anomalies)을 검출하기 위한 광학 시스템에 있어서,
    제1 및 제2 빔을 생성하는 레이저 시스템으로서, 상기 레이저 시스템은,
    193 ㎚ 파장 광을 생성하기 위한 제6 고조파 생성기를 포함하는 광원;
    어닐링된 주파수 변환 결정;
    저온에서의 표준 동작 동안 상기 결정의 어닐링된 조건을 유지하기 위한 하우징;
    상기 광원으로부터 빔을 수광하고 상기 결정 내의 또는 상기 결정에 근접한 빔 웨이스트(beam waist)에서의 타원 단면에 상기 빔을 집속시키도록 구성된 제1 빔 성형 광학장치; 및
    상기 결정으로부터의 출력을 수신하여 그로부터 상기 제1 및 제2 빔과 적어도 하나의 원하지 않는 주파수 빔을 생성하는 고조파 분리 블록을 포함하는 레이저 시스템;
    방사선의 제1 빔을 제1 경로를 따라 상기 샘플의 표면 상의 제1 스폿 상에 지향시키는 제1 광학장치;
    방사선의 제2 빔을 제2 경로를 따라 상기 샘플의 표면 상의 제2 스폿 상에 지향시키는 제2 광학장치로서, 상기 제1 및 제2 경로는 상기 샘플의 상기 표면에 대해 상이한 입사 각도로 되어 있는, 제2 광학장치;
    제1 검출기;
    상기 샘플 표면 상의 상기 제1 또는 제2 스폿으로부터 산란되는 방사선을 수광하고 상기 제1 또는 제2 빔으로부터 유래되어 상기 산란된 방사선을 상기 제1 검출기에 집속시키는 커브 미러링된 표면을 포함하는 집광 광학장치(collection optics)로서, 상기 제1 검출기는 상기 커브 미러링된 표면에 의해 상기 제1 검출기에 집속된 방사선에 응답하여 단일 출력값을 제공하는, 집광 광학장치; 및
    상기 스폿들이 상기 샘플의 표면을 가로질러 주사되도록 상기 제1 및 제2 빔과 상기 샘플 사이에서의 상대적인 움직임을 야기하는 기구(instrument)를 포함하는, 샘플의 이각을 검출하기 위한 광학 시스템.
  21. 표면 검사 기기에 있어서,
    193 ㎚에서 방사선의 빔을 생성하고, 상기 방사선의 빔을 생성하기 위한 제6 고조파 생성기를 포함하는 고체 레이저를 포함하는 레이저 시스템;
    표면에 대해 법선 방향이 아닌 입사 각도로 상기 방사선의 빔을 집속하여 실질적으로 집속된 빔의 입사 면 내의 표면 상에 조명 라인을 형성하도록 구성되는 조명 시스템으로서, 상기 입사 면은 상기 집속된 빔 및 상기 집속된 빔을 통과하고 상기 표면에 법선 방향인 방향에 의해 정해지는, 조명 시스템;
    상기 조명 라인을 이미징(imaging)하도록 구성되고, 상기 조명 라인을 포함하는 상기 표면의 영역으로부터 산란되는 광을 집광하기 위한 이미징 렌즈를 포함하는 집광 시스템;
    집광된 광을 집속시키기 위한 집속 렌즈; 및
    감광 소자의 어레이를 포함하는 장치를 포함하며, 상기 감광 소자의 어레이의 각 감광 소자는 상기 조명 라인의 확대된 이미지의 대응하는 부분을 검출하도록 구성되는 것인, 표면 검사 기기.
  22. 펄스 증배기에 있어서,
    입력 레이저 펄스를 생성하기 위한 레이저 시스템으로서, 상기 레이저 시스템은,
    대략 1160 ㎚의 광원;
    상기 광원으로부터의 광을 수광하고, 그로부터 상기 입력 레이저 펄스를 대략 193 ㎚에서 생성하는 제6 고조파 생성기를 갖는 고체 레이저
    를 포함하는 레이저 시스템;
    상기 입력 레이저 펄스를 받는 편광 빔 스플리터;
    상기 편광 빔 스플리터로부터 광을 수광하고, 제1 세트의 펄스 및 제2 세트의 펄스를 생성하는 파장 판으로서, 상기 제1 세트의 펄스는 상기 제2 세트의 펄스와는 상이한 편광을 갖는, 파장 판; 및
    상기 편광 빔 스플리터 및 상기 파장 판을 포함하는 링 캐비티(ring cavity)를 생성하는 미러의 세트를 포함하며, 상기 편광 빔 스플리터는 상기 펄스 증배기의 출력으로서 상기 제1 세트의 펄스를 투과시키고 상기 제2 세트의 펄스를 상기 링 캐비티로 반사시키는 것인, 펄스 증배기.
  23. 제1항의 레이저를 포함하고, 193 ㎚ 파장 광의 코히어런스(coherence)를 감소시키기 위한 적어도 하나의 전자 광학 변조기를 더 포함하는 검사 시스템.
  24. 대략 193 ㎚ 파장 광을 생성하는 레이저로서, 상기 레이저는:
    대략 1160 ㎚의 기본 주파수를 생성하는 시드 레이저;
    제2 고조파 주파수를 생성하도록 상기 기본 주파수의 부분들을 결합하는 제1 스테이지;
    제3 고조파 주파수를 생성하도록 상기 제2 고조파 주파수와 상기 기본 주파수의 부분들을 결합하는 제2 스테이지;
    제5 고조파 주파수를 생성하도록 상기 제3 고조파 주파수와 상기 제2 고조파 주파수의 부분들을 결합하는 제3 스테이지; 및
    대략 193.3 ㎚의 제6 고조파 주파수를 생성하도록 상기 제5 고조파 주파수와 상기 기본 주파수의 부분들을 결합하는 제4 스테이지를 포함하는, 대략 193 ㎚ 파장 광을 생성하는 레이저.
KR1020147010855A 2011-09-23 2012-09-20 고체 레이저 및 193나노미터 레이저를 이용한 검사 시스템 KR20140069239A (ko)

Applications Claiming Priority (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161538353P 2011-09-23 2011-09-23
US61/538,353 2011-09-23
US201161559292P 2011-11-14 2011-11-14
US61/559,292 2011-11-14
US201261591384P 2012-01-27 2012-01-27
US61/591,384 2012-01-27
US201261603911P 2012-02-27 2012-02-27
US61/603,911 2012-02-27
US13/558,318 2012-07-25
US13/558,318 US20130077086A1 (en) 2011-09-23 2012-07-25 Solid-State Laser And Inspection System Using 193nm Laser
PCT/US2012/056284 WO2013043842A1 (en) 2011-09-23 2012-09-20 Solid-state laser and inspection system using 193nm laser

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140069239A true KR20140069239A (ko) 2014-06-09

Family

ID=47910972

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147010855A KR20140069239A (ko) 2011-09-23 2012-09-20 고체 레이저 및 193나노미터 레이저를 이용한 검사 시스템

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20130077086A1 (ko)
EP (1) EP2759027A1 (ko)
JP (1) JP2014530380A (ko)
KR (1) KR20140069239A (ko)
TW (1) TW201320512A (ko)
WO (1) WO2013043842A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10431506B2 (en) 2017-01-17 2019-10-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of processing substrate and method of fabricating semiconductor device using the same

Families Citing this family (58)

* 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
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
US9250178B2 (en) 2011-10-07 2016-02-02 Kla-Tencor Corporation Passivation of nonlinear optical crystals
US9496425B2 (en) 2012-04-10 2016-11-15 Kla-Tencor Corporation Back-illuminated sensor with boron layer
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
US8811136B2 (en) * 2012-11-19 2014-08-19 Lsi Corporation Harmonic ratio based defect classifier
US9151940B2 (en) 2012-12-05 2015-10-06 Kla-Tencor Corporation Semiconductor inspection and metrology system using laser pulse multiplier
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
US9608399B2 (en) 2013-03-18 2017-03-28 Kla-Tencor Corporation 193 nm laser and an inspection system using a 193 nm laser
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
KR102079420B1 (ko) * 2013-05-14 2020-02-19 케이엘에이 코포레이션 통합된 멀티 패스 검사
CN103346471B (zh) * 2013-07-05 2015-07-01 温州市德罗斯激光科技有限公司 100W级1064nm端面泵浦全固态激光器
RU2548592C2 (ru) * 2013-07-16 2015-04-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Карат" (ОАО "НПО КАРАТ") Импульсный двухрежимный твердотельный лазер
US9719920B2 (en) 2013-07-18 2017-08-01 Kla-Tencor Corporation Scatterometry system and method for generating non-overlapping and non-truncated diffraction images
KR102069253B1 (ko) * 2013-07-18 2020-01-22 케이엘에이 코포레이션 스캐터로메트리 측정들을 위한 조명 구성들
US9293882B2 (en) * 2013-09-10 2016-03-22 Kla-Tencor Corporation Low noise, high stability, deep ultra-violet, continuous wave laser
JP5679386B1 (ja) * 2014-02-24 2015-03-04 レーザーテック株式会社 レーザ光源装置、及び検査装置
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
JP6478804B2 (ja) * 2014-05-22 2019-03-06 ルーメンタム オペレーションズ エルエルシーＬｕｍｅｎｔｕｍ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ ＬＬＣ カスケード光高調波発生
US9568803B2 (en) 2014-05-22 2017-02-14 Lumentum Operations Llc Cascaded optical harmonic generation
US10228607B2 (en) 2014-05-22 2019-03-12 Lumentum Operations Llc Second harmonic generation
US9525265B2 (en) 2014-06-20 2016-12-20 Kla-Tencor Corporation Laser repetition rate multiplier and flat-top beam profile generators using mirrors and/or prisms
EP3180646B1 (en) * 2014-08-13 2020-04-01 Daniel Summer Gareau Line-scanning, sample-scanning, multimodal confocal microscope
US9767986B2 (en) 2014-08-29 2017-09-19 Kla-Tencor Corporation Scanning electron microscope and methods of inspecting and reviewing samples
KR102270001B1 (ko) * 2014-09-16 2021-06-25 아이피지 포토닉스 코포레이션 Ｒｇｂ 디스플레이를 위한 광대역 적색광 발생기
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
DE102014116782A1 (de) * 2014-11-17 2016-05-19 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Detektorvorrichtung für ein Mikroskop
WO2016121756A1 (ja) 2015-01-30 2016-08-04 株式会社日立ハイテクノロジーズ 検査装置
US9860466B2 (en) 2015-05-14 2018-01-02 Kla-Tencor Corporation Sensor with electrically controllable aperture for inspection and metrology systems
US10462391B2 (en) 2015-08-14 2019-10-29 Kla-Tencor Corporation Dark-field inspection using a low-noise sensor
WO2017064789A1 (ja) * 2015-10-15 2017-04-20 国立大学法人 東京大学 固体レーザシステムおよびエキシマレーザシステム
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
CN105932545A (zh) * 2016-07-06 2016-09-07 上海高意激光技术有限公司 一种激光阵列合束装置
US10627638B2 (en) 2016-10-13 2020-04-21 Life Technologies Holding Pte Limited Devices, systems, and methods for illuminating objects
WO2018070938A1 (en) * 2016-10-13 2018-04-19 Life Technologies Holdings Pte Limited Devices, systems, and methods for illuminating and imaging objects
US10175555B2 (en) 2017-01-03 2019-01-08 KLA—Tencor Corporation 183 nm CW laser and inspection system
WO2019167151A1 (ja) 2018-02-28 2019-09-06 株式会社日立ハイテクノロジーズ 検査装置、およびその検査方法
US11114489B2 (en) 2018-06-18 2021-09-07 Kla-Tencor Corporation Back-illuminated sensor and a method of manufacturing a sensor
DE102018212551B4 (de) * 2018-07-27 2020-06-18 Q.ant GmbH Laserlichtquelle und Laser-Projektor damit
CN109270083B (zh) * 2018-08-30 2023-08-04 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种基于光参量放大的光学元件损伤检测装置
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
KR20210102390A (ko) * 2018-12-18 2021-08-19 아이피지 포토닉스 코포레이션 패턴화된 srb4bo7 또는 pbb4o7 결정에 기초한 고전력 레이저 변환기
US10816483B2 (en) * 2018-12-27 2020-10-27 Globalfoundries Inc. Double pass diluted ultraviolet reticle inspection
US11255797B2 (en) 2019-07-09 2022-02-22 Kla Corporation Strontium tetraborate as optical glass material
CN110780585B (zh) * 2019-10-11 2021-01-26 北京大学 应用轴对称多级磁铁的光抽运铯原子钟及实现方法
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
CN112098363B (zh) * 2020-09-21 2022-01-14 上海交通大学 高频no-plif成像测量装置及方法
CN113708195A (zh) * 2020-10-21 2021-11-26 北京科益虹源光电技术有限公司 激光和频发生***及和频方法
US11567391B1 (en) 2021-11-24 2023-01-31 Kla Corporation Frequency conversion using interdigitated nonlinear crystal gratings
CN115144840B (zh) * 2022-09-02 2022-12-30 深圳阜时科技有限公司 一种扩束透镜、发射模组、光电检测装置及电子设备
CN117728281A (zh) * 2023-12-15 2024-03-19 惠然科技有限公司 一种激光诱发充电控制装置、方法及带电粒子束检测***

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0532927B1 (en) * 1991-08-22 1996-02-21 Kla Instruments Corporation Automated photomask inspection apparatus
US6512631B2 (en) * 1996-07-22 2003-01-28 Kla-Tencor Corporation Broad-band deep ultraviolet/vacuum ultraviolet catadioptric imaging system
US6201601B1 (en) * 1997-09-19 2001-03-13 Kla-Tencor Corporation Sample inspection system
KR100841147B1 (ko) * 1998-03-11 2008-06-24 가부시키가이샤 니콘 레이저 장치, 자외광 조사 장치 및 방법, 물체의 패턴 검출장치 및 방법
US6498801B1 (en) * 1999-08-05 2002-12-24 Alexander E. Dudelzak Solid state laser for microlithography
US7088443B2 (en) * 2002-02-11 2006-08-08 Kla-Tencor Technologies Corporation System for detecting anomalies and/or features of a surface
US7957066B2 (en) * 2003-02-21 2011-06-07 Kla-Tencor Corporation Split field inspection system using small catadioptric objectives
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
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
US20070263680A1 (en) * 2006-05-15 2007-11-15 Andrei Starodoumov MOPA laser apparatus with two master oscillators for generating ultraviolet radiation
DE102007004235B3 (de) * 2006-12-21 2008-01-03 Coherent Gmbh Verfahren zur Frequenzkonversion eines Lichtstrahls mittels eines CLBO-Kristalls
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
JP4590578B1 (ja) * 2010-04-01 2010-12-01 レーザーテック株式会社 光源装置、マスク検査装置、及びコヒーレント光発生方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10431506B2 (en) 2017-01-17 2019-10-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of processing substrate and method of fabricating semiconductor device using the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014530380A (ja) 2014-11-17
US20130077086A1 (en) 2013-03-28
EP2759027A1 (en) 2014-07-30
TW201320512A (zh) 2013-05-16
WO2013043842A1 (en) 2013-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20140069239A (ko) 고체 레이저 및 193나노미터 레이저를 이용한 검사 시스템
CN107887778B (zh) 使用193nm激光器的固态激光器及检验***
JP6954980B2 (ja) 光学検査システム、光学検査方法、及びレーザー
KR102127030B1 (ko) 193 나노미터 레이저 및 193 나노미터 레이저를 사용한 검사 시스템
TWI672879B (zh) １８３奈米雷射及檢測系統
US9660409B2 (en) Low noise, high stability, deep ultra-violet, continuous wave laser
TWI623784B (zh) 固態照明源及檢查系統

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid