CN114127589A - 作为光学玻璃材料的四硼酸锶 - Google Patents

Abstract

四硼酸锶可用作光学材料。四硼酸锶展现高折射率、高光学损坏阈值及高微硬度。四硼酸锶的透射窗涵盖从130nm到3200nm的非常广的波长范围，从而使所述材料在VUV波长下尤其有用。由四硼酸锶制成的光学组件可并入于光学系统中，例如半导体检验系统、计量系统或光刻系统。这些光学组件可包含镜面、透镜、透镜阵列、棱镜、光束分离器、窗、灯单元或布鲁斯特角光学器件。

Description

作为光学玻璃材料的四硼酸锶

相关申请案的交叉参考

本申请案主张名叫庄永豪(Yung-Ho Alex Chuang)、李银英晓(Yinying Xiao-Li)、埃琳娜·洛吉诺瓦(Elena Loginova)及约翰·菲尔登(John Fielden)的发明人在2019年7月9日申请的标题为“作为光学材料的四硼酸锶(STRONTIUM TETRABORATE ASOPTICAL MATERIAL)”的第62/871,887号美国临时专利申请案的优先权，所述案的全文以引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开大体上涉及光学玻璃材料。特定来说，本公开涉及一种用于适用于半导体制造中的计量及检验系统(包含用于检验及/或测量光掩模、分划板及半导体晶片的计量及检验系统)中的线性光学组件(例如镜面、透镜、棱镜、光束分离器、窗及灯单元)的光学玻璃材料(四硼酸锶(SrB₄O₇))。

背景技术

集成电路工业需要具有越来越高灵敏度的检验工具以检测越来越小的缺陷及粒子，所述缺陷及粒子的大小可为几十纳米(nm)或更小。这些检验工具必须高速操作以在一短时段中检验光掩模、分划板或晶片的区域的大分率或甚至100％。例如，检验时间针对生产期间的检验可为一小时或更少，或针对R&D或故障排除可为至多几小时。为了如此快速地检验，检验工具使用大于所关注缺陷或粒子的尺寸的像素或光点大小，且仅检测由缺陷或粒子引起的小信号变化。检测小信号变化需要高亮度及低噪声级。最常在生产中使用以紫外(UV)光操作的检验工具来执行高速检验。可用UV光或用电子执行R&D中的检验。

集成电路(IC)工业还需要高精度计量工具以准确地测量半导体晶片上的小到几纳米或更小的小特征部的尺寸。在半导体过程中的各个点对晶片执行计量过程以测量晶片的多种特性，例如晶片上的图案化结构的宽度、形成于晶片上的膜的厚度，及晶片的一个层上的图案化结构相对于晶片的另一层上的图案化结构的叠加。这些测量用于促进半导体裸片制造中的过程控制及/或产量效率。可用UV光或用电子执行计量。

以生产具有更高集成度、更低功率消耗及更低成本的集成电路为目标的半导体工业是UV光学器件的主要驱使因素之一。强大的UV光源(例如准分子激光器及倍频固态激光器)的发展已导致UV光子应用领域中的研究及发展工作的增长。

光学玻璃用于许多应用中，例如相机、望远镜、显微镜、双筒望远镜、虚拟现实系统、半导体系统等。光学玻璃在半导体检验及计量中普遍存在。在大多数检验及计量系统中的光学零件(例如镜面、透镜、棱镜、光束分离器、窗及灯单元)中找到其。

在从大约200nm到280nm的深紫外线(DUV)光谱范围及从大约100nm到200nm的真空紫外线(VUV)光谱范围内的光学玻璃是具有挑战性的。DUV及VUV激光器可具有从数毫瓦(mW)到十瓦(W)或更高的高功率电平及高光子能量(例如，在193nm下为6.5eV，且在266nm下为4.66eV)。脉冲激光器可具有短脉冲长度(例如，ns或更短)及高重复率(例如，数十kHz或更高)。除在DUV/VUV波长范围内透明之外，光学玻璃还需要以高光学损坏阈值、高硬度及良好稳定性耐受这些极端状况。

所属领域中已知适用于DUV及VUV波长的少数玻璃材料。其中，最广泛且最常用的是熔融硅石，其以商标名Suprasil、Spectrosil、Lithosil等已知。熔融硅石归因于生产廉价而广泛使用，因为其由石英制成且展现良好热尺寸稳定性及耐久性。然而，熔融硅石仅可在低到190nm的波长下操作且多数等级具有约200nm或更长的UV截止。由熔融硅石制成的光学零件通常小于100mm，这是归因于难以找到具有所述大小或更大的UV级坯料。熔融硅石还具有约240nm的吸收下降，此使其成为光源在此区中操作的不良选择。另外，熔融硅石玻璃的内部结构可因长时间暴露于强UV光而被破坏。

氟化钙(CaF₂)是另一常见UV玻璃材料。CaF₂从130nm到几乎10μm是透明的，且在UV下具有低折射率(n～1.46)。大多数氟化物是吸湿的，即，其从大气吸收水。因此，UV性能将在暴露于大气时随时间降低。水将吸收UV光，且吸收将引起体积变化而导致应力及可能形状变化。此外，强UV辐射可加速水及氧气与氟化钙的反应。CaF₂材料柔软的且易碎的，且其容易在抛光期间碎裂。难以同时实现高曲率及良好表面粗糙度。CaF₂还需要在研磨之间进行大量清洁，这是因为来自研磨过程的粒子可能被截获且再结合到表面，而产生增加的散射位置及降低的总体性能。

氟化镁(MgF₂)具有类似于CaF₂的透射窗。MgF₂还为用于UV光学器件的最常见涂层材料。不同于CaF₂，MgF₂性能不受水影响。然而，MgF₂具有低光学损坏阈值(～0.1GW/cm²)。而且，由于MgF₂是离子的，因此其可无法耐受高电压。另外，MgF₂是双折射的且可能不适于某些应用。当MgF₂暴露于紫外线辐射时，吸收可引起透射下降且其随时间变差。

所有上述材料的损坏阈值因材料中的杂质或缺陷而降低。这些杂质及缺陷可产生吸收DUV及/或VUV辐射的色中心。色中心可在暴露于VUV或DUV辐射下生长，从而引起UV波长的透射随时间减小。

虽然几十年来，十分关注在VUV及DUV照明下生产稳定玻璃材料，但在DUV及VUV波长范围内，光学玻璃材料仅存在少数选择。针对高速检验及计量的本应用，光学玻璃需要具有高光学损坏阈值、显著硬度及良好稳定性。进一步期望此类玻璃对水及氧气的扩散具有低渗透性以减少氧化。

因此，期望克服上文论述的一些或全部限制的光学玻璃材料。

发明内容

根据本公开的一或多个实施例，公开一种线性光学组件，其包括四硼酸锶(SrB₄O₇)。

根据本公开的一或多个实施例，公开一种光学系统。在一个说明性实施例中，所述光学系统包含一或多个线性光学组件，其中所述一或多个线性光学组件的至少一部分由四硼酸锶形成。

根据本公开的一或多个额外及/或替代实施例，公开一种光学系统。在一个说明性实施例中，所述光学系统包含用于支撑样本的载台。在另一说明性实施例中，所述光学系统包含照明源。在另一说明性实施例中，所述光学系统包含经配置以将来自所述照明源的照明引导到所述样本的一或多个线性光学组件，其中所述一或多个线性光学组件的至少一部分由四硼酸锶形成。

应理解，以上一般描述及以下详细描述两者仅为示范性的及解释性的，且不一定限制本发明。并入于本说明书中且构成本说明书的部分的随附图式说明本发明的实施例且与一般描述一起用于说明本发明的原理。

附图说明

通过参考附图，所属领域的技术人员可更佳理解本公开的诸多优点，在附图中：

图1说明根据本公开的一或多个实施例的特性化系统的框图视图；

图2说明根据本公开的一或多个实施例的并入SrB₄O₇作为一或多个光学组件的光学玻璃材料的紫外线灯；及

图3说明SrB₄O₇的典型透射曲线。

具体实施方式

已关于特定实施例及其特定特征特别地展示及描述本公开。本文中所陈述的实施例被视为说明性的而非限制性的。所属领域的一般技术人员应容易明白，可在不脱离本公开的精神及范围的情况下对形式及细节进行各种改变及修改。现在将详细参考随附图式中所说明的所公开标的物。

本公开的实施例涉及并入四硼酸锶(SrB₄O₇)作为半导体检验及/或计量系统的一或多个线性光学组件内的光学玻璃材料。例如，本公开的实施例并入SrB₄O₇作为检验及计量系统中找到的线性光学组件(例如(但不限于)镜面、透镜、透镜阵列、棱镜、光束分离器、窗及灯单元)中的光学玻璃材料。

应注意，SrB₄O₇展现独有光学及机械性质。SrB₄O₇的透射范围是波长130nm到3200nm。参见Y.S.奥塞莱奇克(Y.S.Oseledchik)、A.L.普瑞斯韦宁(A.L.Prosvirnin)、A.I.皮萨列夫斯基(A.I.Pisarevskiy)、V.V.斯塔申科(V.V.Starshenko)、V.V.奥萨德丘克(V.V.Osadchuk)、S.P.贝洛克里斯(S.P.Belokrys)、N.V.斯维坦科(N.V.Svitanko)、A.S.科罗尔(A.S.Korol)、S.A.克里库诺夫(S.A.Krikunov)及A.F.塞列维奇(A.F.Selevich)的“新非线性光学晶体：四硼酸锶及铅(New nonlinear optical crystals:strontium and leadtetraborates)”光学材料(Opt.Mater.)4,669(1995)，其全文以引用的方式并入本文中。尤其对于DUV及VUV波长范围，此宽透射窗使SrB₄O₇成为光学玻璃材料的良好候选者。如果SrB₄O₇在最佳状况下生长，那么透射率可对长于200nm的波长达到80％以上且对130nm到200nm达到50％以上。SrB₄O₇的折射率相较于例如CaF₂的其它玻璃材料较高。例如，在266nm下的折射率在x方向上是1.7883，在y方向上是1.7909，且在z方向上是1.7936。应注意，这些折射率间的差相对较小；因此，双折射效应在由结晶SrB₄O₇制造的组件中可较小。SrB₄O₇不吸湿，且由于硼酸盐是氧化物，因此如果在暴露于DUV或VUV辐射期间存在氧气或水，那么其抵抗进一步氧化。光学损坏阈值相较于其它玻璃材料非常高(14.7GW/cm²)。SrB₄O₇的表面激光器诱发损坏阈值约为16J/cm²，此远高于熔融硅石及氟化钙的表面激光器诱发损坏阈值。SrB₄O₇的微硬度也为高的(在x方向上是1750kg/mm²，在y方向上是1460kg/mm²且在z方向上是1350kg/mm²)。高光学损坏阈值及微硬度允许SrB₄O₇玻璃耐受暴露于DUV及VUV辐射时的极端状况。DUV及VUV激光器可具有从数毫瓦(mW)到数瓦特(W)或更高的高功率电平及高光子能量(例如，在193nm下为6.5eV，且在266nm下为4.66eV)。脉冲激光器可具有短脉冲长度(ns或更短)及高重复率(数十kHz或更高)。

根据本公开的实施例，本文中所公开的由SrB₄O₇制成的一或多个线性光学组件可并入到检验及计量系统中。半导体检验工具必须高速操作以在一短时段中检验光掩模、分划板或晶片的区域的大分率或甚至100％。例如，检验时间针对生产期间的检验可为一小时或更短，或针对R&D或故障排除可为至多几小时。为了如此快速地检验，检验工具使用大于所关注缺陷或粒子的尺寸的像素或光点大小，且仅检测由缺陷或粒子引起的小信号变化。最常在生产期间使用以紫外(UV)光操作的检验工具来执行高速检验。需要高精度计量工具以准确地测量半导体晶片上的小到几纳米或更小的小特征部的尺寸。在半导体过程中的各个点对晶片执行计量过程以测量晶片的多种特性，例如晶片上的图案化结构的宽度、形成于晶片上的膜的厚度，及晶片的一个层上的图案化结构相对于晶片的另一层上的图案化结构的叠加偏移。这些测量用于促进半导体裸片制造中的过程控制及/或产量效率。高速检验及计量需要高亮度及稳定信号。光学组件是检验及计量系统的基石。不降级或与现存玻璃材料相比更缓慢降级的光学玻璃材料可导致更稳定信号，从而使得更容易检测小信号变化。此类玻璃材料还可通过降低替换光学组件的频率而降低检验或计量工具的操作成本。

图1说明根据本公开的一或多个实施例的特性化系统100的简化示意图。在一个实施例中，特性化系统100(或“工具”)包含特性化子系统101及控制器114。特性化系统100可配置为检验系统或计量系统。例如，特性化系统100可为基于光学的检验系统(或“工具”)、检视系统(或“工具”)或基于图像的计量系统(或“工具”)。在此方面，特性化子系统101可为(但不限于)经配置以检验或测量样本108的检验子系统或计量子系统。特性化系统100的特性化子系统101可通信地耦合到控制器114。控制器114可从特性化子系统的检测器组合件104接收测量数据，以特性化(例如，检验或测量)样本108上或样本108中的结构及/或控制特性化系统100的一或多个部分。

样本108可包含所属领域中已知的任何样本，例如(但不限于)晶片、分划板、光掩模或类似者。在一个实施例中，样本108可安置于载台组合件112上以促进样本108的移动。载台组合件112可包含所属领域中已知的任何载台组合件，包含(但不限于)X-Y载台、R-θ载台及类似者。在另一实施例中，载台组合件112能够在检验期间调整样本108的高度以维持样本108上的焦点。在又一实施例中，特性化子系统101可在检验期间上下移动以维持样本108上的焦点。

在另一实施例中，特性化系统100包含经配置以产生照明光束111的照明源102。照明源102可包含所属领域中已知的适于产生照明光束111的任何照明源。例如，照明源102可发射近红外(NIR)辐射、可见光辐射、紫外线(UV)辐射、近UV(NUV)、深UV(DUV)辐射、真空UV(VUV)辐射及类似者。例如，照明源102可包含一或多个激光器。在另一例子中，照明源102可包含宽带照明源。

在另一实施例中，特性化系统100包含照明臂107，照明臂107经配置以将来自照明源102的照明引导到样本108。照明臂107可包含所属领域中已知的任何数目个及任何类型的光学组件。在一个实施例中，照明臂107包含一或多个光学元件103。在此方面，照明臂107可经配置以将来自照明源102的照明聚焦到样本108的表面上。本文中应注意，一或多个光学元件103可包含所属领域中已知的任何光学元件，包含(但不限于)一或多个透镜(例如，物镜105)、一或多个镜面、一或多个偏光器、一或多个棱镜、一或多个光束分离器及类似者。

在另一实施例中，集光臂109经配置以收集从样本108反射、散射、衍射及/或发射的照明。在另一实施例中，集光臂109可将来自样本108的照明引导及/或聚焦到检测器组合件104的传感器106。本文中应注意，传感器106及检测器组合件104可包含所属领域中已知的任何传感器及检测器组合件104。应注意，检测器组合件118可包含所属领域中已知的任何传感器及检测器组合件。传感器可包含(但不限于)电荷耦合装置(CCD检测器)、互补金属氧化物半导体(CMOS)检测器、时延积分(TDI)检测器、光电倍增管(PMT)、雪崩光电二极管(APD)、线传感器、电子轰击线传感器或类似者。

在另一实施例中，检测器组合件104通信地耦合到控制器114的一或多个处理器116。一或多个处理器116可通信地耦合到存储器118。一或多个处理器116经配置以执行存储于存储器118中的程序指令集，用于从检测器组合件104的一或多个传感器106获取测量数据及/或控制特性化系统100的一或多个部分。

在一个实施例中，特性化系统100照明样本108上的线，且在一个多个暗场及/或明场集光通道中收集散射及/或反射照明。在此实施例中，检测器组合件104可包含线传感器或电子轰击线传感器。

在一个实施例中，照明源102是连续源。例如，照明源102可包含(但不限于)弧光灯、激光脉冲等离子体光源或连续波(CW)激光器。在另一实施例中，照明源102是脉冲源。例如，照明源102可包含(但不限于)锁模激光器、Q切换激光器或由锁模激光器或Q切换激光泵浦的等离子体光源。可包含于照明源102中的适合光源的实例描述于以下每一者中：柯克(Kirk)等人的标题为“用于为在样本上执行的过程提供样本照明的方法及系统(Methodsand systems for providing illumination of a specimen for a process performedon the specimen)”的美国专利7,705,331，波斯乐(Bezel)等人的标题为“用于激光持续等离子体横向泵浦的系统及方法(System and method for transverse pumping of laser-sustained plasma)”的美国专利9,723,703，及闯(Chuang)等人的标题为“高亮度激光持续等离子体宽带源(High brightness laser-sustained plasma broadband source)”的美国专利9,865,447，所述案各自以引用的方式并入本文中。

在一个实施例中，一或多个光学元件103包含照明镜筒透镜133。照明镜筒透镜133可经配置以将照明光瞳孔径131成像到物镜105内的光瞳。例如，照明镜筒透镜133可经配置使得照明光瞳孔径131及物镜105内的光瞳彼此共轭。在一个实施例中，可通过将不同孔径切换到照明光瞳孔径131的位置中而配置照明光瞳孔径131。在另一实施例中，可通过调整照明光瞳孔径131的开口的直径或形状而配置照明光瞳孔径131。在此方面，可取决于在控制器114的控制下执行的特性化(例如，测量或检验)而按不同角度范围照明样本108。

在一个实施例中，一或多个光学元件103包含集光镜筒透镜123。例如，集光镜筒透镜123可经配置以将物镜105内的光瞳成像到集光光瞳孔径121。例如，集光镜筒透镜123可经配置使得集光光瞳孔径121及物镜105内的光瞳彼此共轭。在一个实施例中，可通过将不同孔径切换到集光光瞳孔径121的位置中而配置集光光瞳孔径121。在另一实施例中，可通过调整集光光瞳孔径121的开口的直径或形状而配置集光光瞳孔径121。在此方面，可在控制器114的控制下将从样本108反射或散射的不同角度范围的照明引导到检测器组合件104。

在另一实施例中，照明光瞳孔径131及/或集光光瞳孔径121可包含可编程孔径。可编程孔径大体上论述于以下各者中：于2016年2月9日颁予布伦纳(Brunner)的标题为“2D可编程孔径机构(2D programmable aperture mechanism)”的美国专利第9,255,887号；及于2017年5月9日颁予布伦纳(Brunner)的标题为“柔性光学孔径机构(Flexible opticalaperture mechanisms)”的美国专利第9,645,287号，所述案两者的全文以引用的方式并入本文中。选择用于检验的孔径配置的方法大体上描述于以下各者中：于2017年7月18日颁予科尔钦(Kolchin)等人的标题为“在晶片检验期间确定位于收集孔径中的光学元件的配置(Determining a configuration for an optical element positioned in acollection aperture during wafer inspection)”的美国专利第9,709,510号；及于2017年8月8日颁予科尔钦(Kolchin)等人的标题为“用于寻找最佳孔径及模式以增强缺陷检测的设备及方法(Apparatus and methods for finding a best aperture and mode toenhance defect detection)”的美国专利第9,726,617号，所述案两者的全文以引用的方式并入本文中。

在一个实施例中，光学器件103及/或照明源102的一或多个线性光学组件由SrB₄O₇形成。本文中的线性光学组件可包含镜面、透镜、透镜阵列、棱镜、光束分离器、窗及/或灯单元。可通过适当地使用SrB₄O₇作为一或多个线性光学组件的光学玻璃材料而改进系统100的总体光通量。还可通过使用SrB₄O₇而改进关键线性光学组件的寿命。线性光学组件可由单个SrB₄O₇晶体或由SrB₄O₇玻璃制造。应注意，SrB₄O₇线性光学组件的玻璃版本可比对应单晶形式的SrB₄O₇光学组件更弱(更低损坏阈值、更低微硬度)。然而，SrB₄O₇玻璃对于许多应用来说足够坚固。进一步应注意，SrB₄O₇玻璃拥有不显示双折射的额外优点。因此，可在其中不需要双折射(例如，高数值孔径透镜)的设定中实施SrB₄O₇玻璃。在其中双折射效应微小(例如，低数值孔径透镜)或合意(例如，偏光光束分离器)的情况中，可实施单晶SrB₄O₇且其具有比玻璃更高的抗损坏性的优点。

在一个实施例中，照明光束111经偏光，例如，如在由激光器产生的光中。在此实施例中，光学器件103及照明源102的一或多个线性光学组件中的至少一者经配置以基本上相对于照明光束111的偏光方向以布鲁斯特角(Brewster’s angle)操作。例如，一或多个线性光学组件可包含布鲁斯特角波前处理光学器件、布鲁斯特角透镜、布鲁斯特角双波长波板及具有布鲁斯特角输入表面的谐波分离光学器件中的一者。由于SrB₄O₇的折射率高于大多数其它光学材料，因此可不存在尤其是在DUV及VUV波长下用作SrB₄O₇上的抗反射涂层的适合材料。经配置以依布鲁斯特角操作的光学器件的优点在于，在未使用任何抗反射涂层的情况下，反射率将较低。此外，抗反射涂层趋于在高UV强度下操作时易损坏。避免抗反射涂层允许由SrB₄O₇制造的光学组件完全受益于SrB₄O₇的高损坏阈值。应注意，表面的反射率针对接近布鲁斯特角的角较低。表面的定向从布鲁斯特角偏离几度(例如约2°或更小)导致非常低的反射率。SrB₄O₇晶体的布鲁斯特角在可见光及UV波长的广范围内约为60.5±1°。由于此情形，由SrB₄O₇制造的布鲁斯特角光学器件可与偏光宽带光以及激光器光一起使用。经配置以依布鲁斯特角操作的光学器件的更多细节可在全部为阿姆斯特朗(Armstrong)的全部标题为“高损伤阈值频率转换系统(High Damage Threshold Frequency ConversionSystem)”的美国专利第8,711,470号、第9,152,008号及第9,753,352号中找到，所述案的全文以引用的方式并入本文中。

特性化系统大体上描述于以下各者中：于2018年2月13日颁予瓦扎伊帕拉姆比尔(Vazhaeparambil)等人的标题为“暗场系统中的TDI传感器(TDI Sensor in a DarkfieldSystem)”的美国专利第9,891,177号；于2018年3月8日颁予罗曼诺夫斯基(Romanovsky)等人的标题为“晶片检验(Wafer Inspection)”的美国专利第9,279,774号；于2011年6月7日颁予阿姆斯特朗(Armstrong)等人的标题为“使用小型反射折射物镜的分场检验系统(Split Field Inspection System Using Small Catadioptric Objectives)”的美国专利第7,957,066号；于2010年10月19日颁予闯(Chuang)等人的标题为“用于反射折射光学系统中激光暗场照明的光束传输系统(Beam Delivery System for Laser Dark-FieldIllumination in a Catadioptric Optical System)”的美国专利第7,817,260号；于1999年12月7日颁予谢弗(Shafer)等人的标题为“具有大范围变焦能力的超宽带UV显微镜成像系统(Ultra-Broadband UV Microscope Imaging System with Wide Range ZoomCapability)”的美国专利第5,999,310号；于2009年4月28日颁予梁(Leong)等人的标题为“使用带二维成像的激光线照明的表面检验系统(Surface Inspection System UsingLaser Line Illumination with Two Dimensional Imaging)”的美国专利第7,525,649号；于2015年7月14日颁予坎德尔(Kandel)等人的标题为“计量系统及方法(MetrologySystems and Methods)”的美国专利第9,080,971号；于2009年1月6日颁予闯(Chuang)等人的标题为“具有改进的横向颜色性能的宽带物镜(Broad Band Objective HavingImproved Lateral Color Performance)”的美国专利第7,474,461号；于2016年10月18日颁予庄(Zhuang)等人的标题为“对光栅异常敏感度降低的光学计量(Optical MetrologyWith Reduced Sensitivity To Grating Anomalies)”的美国专利第9,470,639号；于2016年1月5日颁予王(Wang)等人的标题为“动态可调整半导体计量系统(DynamicallyAdjustable Semiconductor Metrology System)”的美国专利第9,228,943号；于1997年3月4日颁予皮旺卡-科尔(Piwonka-Corle)等人的标题为“聚焦光束光谱椭偏法及系统(Focused Beam Spectroscopic Ellipsometry Method and System)”的美国专利第5,608,526号；及于2001年10月2日颁予罗森克韦格(Rosencwaig)等人的标题为“用于分析半导体上的多层薄膜堆叠的装置(Apparatus for Analyzing Multi-Layer Thin FilmStacks on Semiconductors)”的美国专利第6,297,880号，所有所述案的全文以引用的方式并入本文中。

应注意，本公开的范围不限于特性化系统100。实情是，本公开的并有SrB₄O₇光学器件的系统可包含领域中已知的包含光刻系统/工具的任何其它光学系统。

本文中应注意，系统100的一或多个组件可依所属领域中已知的任何方式通信地耦合到系统100的各种其它组件。例如，一或多个处理器116可经由有线(例如，铜线、光纤缆线及类似者)或无线连接(例如，RF耦合、IR耦合、WiMax、蓝牙、3G、4G、4G LTE、5G及类似者)彼此通信地耦合且通信地耦合到其它组件。

一或多个处理器116可包含所属领域中已知的任一或多个处理元件。在此意义上，一或多个处理器116可包含经配置以执行软件算法及/或指令的任何微处理器型装置。一或多个处理器116可由桌面计算机、主计算机系统、工作站、图像计算机、平行处理器或经配置以执行经配置以操作系统100(如在本公开各处描述)的程序的其它计算机系统(例如，网络计算机)组成。应认知，可通过单个计算机系统或替代地多个计算机系统实行在本公开各处描述的步骤。此外，应认识到，在本公开各处描述的步骤可在一或多个处理器116上的任一或多者上实行。一般来说，术语“处理器”可广泛定义为涵盖具有执行来自存储器118的程序指令的一或多个处理元件的任何装置。此外，系统100的不同子系统(例如，照明源102、检测器组合件104、控制器114及类似者)可包含适于实行在本公开各处描述的步骤的至少一部分的处理器或逻辑元件。因此，上文描述不应被解释为对本公开的限制而是仅为说明。

存储器118可包含所属领域中已知的适于存储可通过相关联的一或多个处理器116执行的程序指令及从计量子系统及/或检验子系统接收的数据的任何存储媒体。例如，存储器118可包含非暂时性存储器媒体。例如，存储器118可包含(但不限于)只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁性或光学存储器装置(例如，磁盘)、磁带、固态驱动及类似者。进一步应注意，存储器118可与一或多个处理器116一起容置于共同控制器外壳中。在替代实施例中，存储器118可相对于处理器116、控制器114及类似者的实体位置远程地定位。在另一实施例中，存储器118维持引起一或多个处理器116实行通过本公开描述的各种步骤的程序指令。

图2说明根据本公开的一或多个实施例的并入SrB₄O₇作为一或多个光学组件的光学玻璃材料的紫外线灯的简化示意图。紫外线灯200可为激光驱动光源。在此实例中，激光器211发射激光束212，激光束212通过镜面213引导且通过透镜214及透镜225聚焦，且在灯单元201内部产生等离子体202。等离子体202发射在包含DUV波长及/或VUV波长的宽范围波长内的宽带紫外光205。一或多个窗203可放置于灯单元201的壁中以使宽带紫外光205能够透射出灯单元201。在一个实施例中，灯单元201可由SrB₄O₇制成。在此实施例中，可使用SrB₄O₇来形成透明灯泡，其含有用于产生等离子体202的气体。在另一实施例中，一或多个窗203可由SrB₄O₇形成。在又一实施例中，灯单元201及一或多个窗203两者可由SrB₄O₇制成。可通过适当地使用SrB₄O₇作为一或多个光学组件的光学玻璃材料而改进紫外线灯200的总光通量。还可通过使用SrB₄O₇而改进紫外线灯200及关键光学组件的寿命。前述光学组件的任一者可由SrB₄O₇晶体或玻璃制造，且本公开的范围完全不限于基于SrB₄O₇的窗或等离子体单元。实情是，如先前在本文中论述，本公开的任何数目个线性光学组件可由SrB₄O₇形成，且可在任何光学上下文(其可包含(但不限于)半导体检验或计量)中实施。

SrB₄O₇以斜方晶是(P2₁nm)结晶，其中单位单元尺寸

且

(A.珀洛夫(A.Perloff)及S.布洛克(S.Block)的“四硼酸锶及铅的晶体结构：SrO.₂B₂O₃及PbO.₂B₂O₃(The crystal structure of the strontium and leadtetraborates,SrO.₂B₂O₃ and PbO.₂B₂O₃)”晶体学报(Acta Cryst.)20,274-279(1966))。所有硼原子经四面体配位且氧原子为三个四面体所共有。除了三维四面体网络之外，硼酸盐网络表现为层状结构，因为单位单元的c方向上存在相对更少的链。

图3说明SrB₄O₇的典型透射曲线300(Y.S.奥塞莱奇克(Y.S.Oseledchik)、A.L.普瑞斯韦宁(A.L.Prosvirnin)、A.I.皮萨列夫斯基(A.I.Pisarevskiy)、V.V.斯塔申科(V.V.Starshenko)、V.V.奥萨德丘克(V.V.Osadchuk)、S.P.贝洛克里斯(S.P.Belokrys)、N.V.斯维坦科(N.V.Svitanko)、A.S.科罗尔(A.S.Korol)、S.A.克里库诺夫(S.A.Krikunov)及A.F.塞列维奇(A.F.Selevich)的“新非线性光学晶体：四硼酸锶及铅(New nonlinearoptical crystals:strontium and lead tetraborates)”光学材料(Opt.Mater.)4,669(1995))。如透射曲线300中所展示，SrB₄O₇的透射范围非常广(即，从约130nm到约3200nm)，其涵盖VUV、DUV、可见光及近红外(IR)波长范围。VUV及DUV范围对于半导体检验及计量来说尤其受关注。还应注意，透射率较高。例如，透射率从约250nm到约2500nm超过80％。此高透射率使SrB₄O₇尤其对于UV波长范围来说成为光学玻璃材料的良好候选者。如果SrB₄O₇在最佳状况下生长，那么可获得更佳透射曲线：透射率针对长于200nm的波长可达到80％以上，且针对130nm到200nm可达到50％以上。四硼酸锶玻璃的电介质及光学性质由M.V.香卡(M.V.Shankar)及K.B.R.瓦尔马(K.B.R.Varma)在“四硼酸锶玻璃的电介质及光学性质(Dielectric and Optical Properties of Strontium Tetraborate Glass)”，材料科学快报杂志(Journal of Materials Science Letters)15(1996)858-860中描述，其全文以引用的方式并入本文中。

所属领域的技术人员将明白对所描述实施例的各种修改，且本文中定义的一般原理可应用于其它实施例。虽然预期本文中所公开的光学玻璃材料将在半导体检验及计量系统中尤其有用，但还设想这些玻璃材料在其中存在VUV及DUV辐射的其它应用中(例如在光学光刻系统中)及其中存在高强度可见光或IR辐射的其它应用中(例如在IR光源或相机系统中)可为有用的。

本文中所描述的玻璃材料及方法并不希望限于所展示及描述的特定实施例，而是应被给予与本文中所公开的原理及新颖特征一致的最广范围。

所属领域的技术人员将认识到，在本文中描述的组件、操作、装置、对象及随附于其的论述为概念清晰起见而被用作实例，且考虑各种配置修改。因此，如本文中所使用，所陈述的特定范例及随附论述希望表示其的更一般类别。一般来说，任何特定范例的使用旨在表示其类别，且未包含特定组件、操作、装置及对象不应被视为限制性。

呈现先前描述以使所属领域的一个一般技术人员能够进行且使用如在特定应用及其需求的上下文中提供的本发明。如本文中所使用，方向术语，例如“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”、“上”、“朝上”、“下”、“向下”及“朝下”希望为描述的目的提供相对位置，且并不希望指定绝对参考系。所属领域的技术人员将明白对所描述的实施例的各种修改，且本文中定义的一般原理可应用于其它实施例。因此，本发明并不希望限于所展示及描述的特定实施例，而是将符合与本文中所公开的原理及新颖特征一致的最广范围。

关于本文中对基本上任何复数及/或单数术语的使用，所属领域的技术人员可在适合于上下文及/或应用时从复数转变为单数及/或从单数转变为复数。为清楚起见，未在本文中明确陈述各种单数/复数置换。

在本文中描述的标的物有时说明含于其它组件内或与其它组件连接的不同组件。应理解，此类所描绘的架构仅为示范性的，且事实上可实施实现相同功能性的许多其它架构。在概念意义上，实现相同功能性的组件的任何布置经有效“相关联”使得实现所要功能性。因此，在本文中经组合以实现特定功能性的任两个组件可被视为彼此“相关联”使得实现所要功能性，而与架构或中间组件无关。同样地，如此相关联的任两个组件还可被视为彼此“连接”或“耦合”以实现所要功能性，且能够如此相关联的任两个组件也可被视为彼此“可耦合”以实现所要功能性。可耦合的特定实例包含(但不限于)可物理配接及/或物理互动的组件及/或可无线互动及/或无线互动的组件及/或逻辑互动及/或可逻辑互动的组件。

此外，应理解，本发明由随附权利要求书定义。所属领域的技术人员将理解，一般来说，在本文中且尤其是在随附权利要求书(例如，随附权利要求书的主体)中使用的术语一般希望作为“开放性”术语(例如，术语“包含(including)”应被解释为“包含(但不限于)”，术语“具有”应被解释为“至少具有”，术语“包含(includes)”应被解释为“包含(但不限于)”，等等)。所属领域的技术人员进一步将理解，如果预期引入权利要求叙述的特定数目，那么此意图将明确叙述于权利要求中，且在不存在此叙述的情况下不存在此意图。例如，为帮助理解，下文随附权利要求书可含有引导性词组“至少一个”及“一或多个”的使用以引入权利要求叙述。然而，不应认为此类词组的使用暗示通过不定冠词“一”或“一个”引入权利要求叙述将含有此引入权利要求叙述的任何特定权利要求限制于仅含有一个此叙述的发明，甚至在相同权利要求包含引导性词组“一或多个”或“至少一个”及例如“一”或“一个”的不定冠词时也如此(例如，“一”或“一个”通常应被解释为意味着“至少一个”或“一或多个”)；用于引入权利要求叙述的定冠词的使用同样如此。另外，即使明确叙述引入权利要求叙述的特定数目，所属领域的技术人员仍将认识到，此叙述通常应被解释为意味着至少所叙述数目(例如，不具有其它修饰语的裸露叙述“两个叙述”通常意味着至少两个叙述或两个或更多个叙述)。此外，在其中使用类似于“A、B及C等中的至少一者”的惯例的例子中，一般来说，在所属领域的技术人员将理解所述惯例的意义上预期此构造(例如，“具有A、B及C中的至少一者的系统”将包含(但不限于)仅具有A、仅具有B、仅具有C、同时具有A及B、同时具有A及C、同时具有B及C及/或同时具有A、B及C、等等的系统)。在其中使用类似于“A、B或C等中的至少一者”的惯例的例子中，一般来说，在所属领域的技术人员将理解所述惯例的意义上预期此构造(例如，“具有A、B或C中的至少一者的系统”将包含(但不限于)仅具有A、仅具有B、仅具有C、同时具有A及B、同时具有A及C、同时具有B及C及/或同时具有A、B及C、等等的系统)。相关技术者进一步将理解，呈现两个或更多个替代术语的实际上任何转折词及/或词组(无论是在描述、权利要求书还是在图式中)应被理解为考虑包含所述术语中的一者、所述术语中的任一者或两个术语的可能性。例如，词组“A或B”将被理解为包含“A”或“B”或“A及B”的可能性。

Claims (19)

1.一种线性光学组件，其包括四硼酸锶。

2.根据权利要求1所述的线性光学组件，其中所述四硼酸锶包括呈玻璃相的四硼酸锶。

3.根据权利要求1所述的线性光学组件，其中所述线性光学组件包括镜面、透镜、透镜阵列、棱镜、光束分离器、窗或灯单元中的至少一者。

4.根据权利要求2所述的线性光学组件，其中所述线性光学组件经配置以透射具有在从130nm到400nm的范围内的波长的光。

5.一种宽带紫外线灯，其包括：

一或多个线性光学组件，其中所述一或多个线性光学组件的至少一部分由四硼酸锶形成。

6.根据权利要求5所述的宽带紫外线灯，其中所述一或多个线性光学组件包括镜面、透镜、透镜阵列、棱镜、光束分离器、窗或灯单元中的至少一者。

7.根据权利要求6所述的宽带紫外线灯，其中所述宽带紫外线灯经配置以发射光，所述光具有在从130nm到400nm的范围内的波长。

8.一种光学系统，其包括：

一或多个线性光学组件，其中所述一或多个线性光学组件的至少一部分由四硼酸锶形成。

9.一种光学系统，其包括：

载台，其用于支撑样本；

光源；及

一或多个线性光学组件，其经配置以将来自所述光源的光引导到所述样本，其中所述一或多个线性光学组件的至少一部分由四硼酸锶形成。

10.根据权利要求9所述的光学系统，其中所述四硼酸锶包括玻璃相。

11.根据权利要求9所述的光学系统，其中所述一或多个线性光学组件包括镜面、透镜、透镜阵列、棱镜、光束分离器、窗或灯单元中的至少一者。

12.根据权利要求9所述的光学系统，其中所述一或多个线性光学组件中的至少一者经配置以基本上相对于入射于所述一或多个线性光学组件中的所述至少一者上的光的偏光方向以布鲁斯特角操作。

13.根据权利要求9所述的光学系统，其中所述光源经配置以发射具有在从130nm到400nm的范围内的波长的光。

14.根据权利要求9所述的光学系统，其中所述光源是包括窗或灯单元中的至少一者的宽带紫外线灯，其中所述窗或所述灯单元中的所述至少一者的至少一部分由四硼酸锶形成。

15.根据权利要求14所述的光学系统，其中所述宽带紫外线灯经配置以发射在从130nm到400nm的范围内的波长。

16.根据权利要求9所述的光学系统，其中所述光学系统经配置为半导体特性化系统。

17.根据权利要求16所述的光学系统，其中所述光学系统包括半导体检验系统或半导体计量系统中的至少一者。

18.根据权利要求16所述的光学系统，其中所述光学系统包括：

传感器，其中由四硼酸锶形成的所述一或多个线性光学组件经配置以将从所述样本反射或散射的光引导到所述传感器。

19.根据权利要求9所述的光学系统，其中所述光学系统包括光刻系统。

Images