KR102387000B1 - 183 나노미터 레이저 및 검사 시스템 - Google Patents

183 나노미터 레이저 및 검사 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102387000B1
KR102387000B1 KR1020177012057A KR20177012057A KR102387000B1 KR 102387000 B1 KR102387000 B1 KR 102387000B1 KR 1020177012057 A KR1020177012057 A KR 1020177012057A KR 20177012057 A KR20177012057 A KR 20177012057A KR 102387000 B1 KR102387000 B1 KR 102387000B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
converted
laser
frequency
fundamental
Prior art date
Application number
KR1020177012057A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170066554A (ko
Inventor
영-호 알렉스 추앙
제이 조셉 암스트롱
블라디미르 드리빈스키
유준 뎅
존 필든
Original Assignee
케이엘에이 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 케이엘에이 코포레이션 filed Critical 케이엘에이 코포레이션
Priority to KR1020227011983A priority Critical patent/KR102516629B1/ko
Publication of KR20170066554A publication Critical patent/KR20170066554A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102387000B1 publication Critical patent/KR102387000B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
    • H01S3/108—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using non-linear optical devices, e.g. exhibiting Brillouin or Raman scattering
    • H01S3/109—Frequency multiplication, e.g. harmonic generation
    • 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
    • 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
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/06—Means for illuminating specimens
    • G02B21/08—Condensers
    • G02B21/10—Condensers affording dark-field illumination
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/16—Microscopes adapted for ultraviolet illumination ; Fluorescence microscopes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/36—Microscopes arranged for photographic purposes or projection purposes or digital imaging or video purposes including associated control and data processing arrangements
    • G02B21/361—Optical details, e.g. image relay to the camera or image sensor
    • 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
    • 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
    • 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
    • G02F1/355—Non-linear optics characterised by the materials used
    • G02F1/3551—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
    • G02F2/00—Demodulating light; Transferring the modulation of modulated light; Frequency-changing of light
    • G02F2/002—Demodulating light; Transferring the modulation of modulated light; Frequency-changing of light using optical mixing
    • 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
    • G02F2/00—Demodulating light; Transferring the modulation of modulated light; Frequency-changing of light
    • G02F2/02—Frequency-changing of light, e.g. by quantum counters
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00—Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/0006—Printed inductances
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00—Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/04—Fixed inductances of the signal type  with magnetic core
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/29—Terminals; Tapping arrangements for signal inductances
    • H01F27/292—Surface mounted devices
    • 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
    • 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
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/10084—Frequency control by seeding
    • 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
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
    • H01S3/108—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using non-linear optical devices, e.g. exhibiting Brillouin or Raman scattering
    • H01S3/1083—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using non-linear optical devices, e.g. exhibiting Brillouin or Raman scattering using parametric 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
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/005—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S5/0071—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping for beam steering, e.g. using a mirror outside the cavity to change the beam direction
    • 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
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/005—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S5/0085—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping for modulating the output, i.e. the laser beam is modulated 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
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/0604—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium comprising a non-linear region, e.g. generating harmonics of the laser frequency
    • 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
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4012—Beam combining, e.g. by the use of fibres, gratings, polarisers, prisms
    • 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

Landscapes

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

Abstract

약 183nm의 범위의 출력 파장의 레이저 출력 광을 생성하는 레이저 어셈블리는 기본 레이저, 광 파라메트릭 시스템(OPS), 제5 고조파 발생기 및 주파수 혼합 모듈을 포함한다. 기본 레이저는 기본 주파수의 기본 광을 생성한다. OPS는 다운-변환된 주파수의 다운-변환된 신호를 생성한다. 제5 고조파 발생기는 기본 광의 제5 고조파 광을 생성한다. 주파수 혼합 모듈은 다운-변환된 신호와 제5 고조파 광을 혼합함으로써 제5 고조파 주파수와 다운-변환된 주파수의 합인 주파수의 레이저 출력 광을 생성한다. OPS는 다운-변환된 주파수의 다운-변환된 시드 신호를 생성한 후 다운-변환된 시드 신호를 기본 광의 일부와 혼합하는 것에 의해 다운-변환된 신호를 생성한다. 주파수 혼합, 주파수 변환 또는 고조파 생성 중 적어도 하나는 어닐링-처리, 중수소-처리 또는 수소-처리된 CLBO 결정을 활용한다.

Description

183 나노미터 레이저 및 검사 시스템{183NM LASER AND INSPECTION SYSTEM}
[우선권 출원]
본 출원은 2014년 10월 3일자로 Chuang 등에 의해 출원된 "183㎚ 레이저 및 검사 시스템"이라는 명칭의 미국 특허 가출원 제62/059,368호에 대한 우선권을 주장한다.
[관련 출원]
본 출원은 Chuang 등에 의해 2013년 3월 12일자 출원된 "193nm 레이저를 사용하는 고체 상태 레이저 및 검사 시스템"이라는 명칭을 가지고 여기에 참조로 포함된 미국 특허 출원 제13/797,939호에 관련된다.
[기술 분야]
본 개시 내용은 레이저 및 특히 183nm 부근의 방사선을 생성하고 광 마스크, 레티클 및/또는 웨이퍼의 검사에 사용하기 적합한 고체 상태 또는 섬유 레이저에 관한 것이다. 레이저는 바람직하게는 Q-스위치 레이저 또는 모드-고정 레이저와 같은 펄스 레이저이다. 본 개시 내용은 또한 183nm 부근의 파장에서 작동하는 레이저를 사용하는 검사 시스템에 관한 것이다.
193nm에서 광을 발생시키는 엑시머 레이저가 당업계에 잘 알려져 있다. 불행하게도, 이러한 레이저는 레이저 펄스 반복률이 낮고 레이저 매체에 독성 및 부식성 가스를 사용하므로 소유 비용이 높기 때문에 검사 용도로 적합하지 않다.
193nm 부근의 광을 발생시키는 고체 상태 레이저 및 섬유 레이저도 공지되어 있다. 예시적인 레이저는 2개의 상이한 기본 파장(예를 들어, Lei 등에 의한 US 2014/0111799) 또는 기본 파장의 8번째 고조파(예를 들어, Tokuhisa 등에 의한 US 7,623,557)를 사용하는 데, 이들 중 하나는 고가이거나 대량 생산되지 않는 레이저 또는 재료를 필요로 한다. 다른 접근법(Mead 등에 의한 US 5,742,626)은 반도체 검사 용도로 요구되는 안정적인 출력 및 높은 파워(서비스 이벤트 사이에 3개월 이상 연속 구동 가능한 레이저에는 약 1 W 이상이 통상적으로 요구됨)를 갖는 상용 제품을 형성하지 못했다. 또한, 이들 레이저 대부분은 매우 낮은 파워 출력을 가지며, 수 MHz 이하의 레이저 펄스 반복률로 제한된다.
반도체 소자의 크기가 축소됨에 따라, 소자를 파손시킬 수 있는 최대 입자 또는 패턴 결함의 크기도 축소된다. 따라서, 패턴화되거나 패턴화되지 않은 반도체 웨이퍼 상에서 더 작은 입자 및 결함을 검출할 필요가 있다. 광의 파장보다 작은 입자에 의해 산란되는 광의 강도는 일반적으로 입자의 크기가 큰 비율로서 비례한다(예를 들어, 격리된 작은 구형 입자로부터 산란되는 광의 총 산란 강도는 구의 직경의 6승에 비례하고 파장의 4승에 반비례함). 산란된 광의 증가된 강도 때문에, 더 짧은 파장은 일반적으로 더 긴 파장보다 작은 입자 및 결함을 검출하는 데 더 양호한 감도를 제공한다.
작은 입자 및 결함으로부터 산란된 광의 강도는 일반적으로 매우 낮기 때문에, 매우 짧은 시간 내에 검출될 수 있는 신호를 생성하기 위해서는 높은 조도가 요구된다. 1W 이상의 평균 광원 파워 레벨이 필요할 수 있다. 이러한 높은 평균 파워 레벨에서, 반복율이 높을수록 펄스 당 에너지가 낮아져서 시스템 광학 장치 또는 검사되는 물품에 대한 손상의 위험이 낮아지므로, 높은 펄스 반복률이 바람직하다. 높은 반복률(예, 약 50 MHz 이상)은 각 이미지에 대해 많은 펄스가 수집되도록 하여 펄스-투-펄스의 강도 변화에 덜 민감하므로 고속 검사에도 바람직하다.
그러므로, 레이저 및, 바람직하게는 193nm보다 짧은 방사선을 생성하고 광 마스크, 레티클 및/또는 웨이퍼의 검사에 사용하기에 적합한 고체 상태 또는 섬유 레이저에 대한 요구가 있다. 특히, 고속에서의 이러한 검사는 종종 수 MHz(예, 일부의 경우 50 MHz 이상)의 최소 레이저 펄스 반복률이 요구된다.
본 발명은 기본 레이저 광의 제5 고조파를 생성하고 다운-변환된 신호와 혼합함으로써 기본 레이저를 사용하여 183nm 레이저 광을 발생시키는 레이저 어셈블리 및 관련 방법에 관한 것으로, 다운-변환된 신호는 요구된 다운-변환된 주파수를 가지는 저출력 다운-변환된 시드 신호를 생성하고, 그 다운-변환된 시드 신호를 기본 레이저 광의 일부와 혼합하여 상기 다운-변환된 시드 신호보다 10배 이상 큰 피크 파워 레벨의 상기 다운-변환된 신호를 생성하는 것에 의해 생성된다. 183nm 출력 레이저 광을 생성하기 위해 제5 고조파를 사용하는 것과 관련된 효율 이외에, 본 발명에 따라 다운-변환된 신호를 생성하기 위한 2-단계 접근법은 종래의 방법에 비해 몇 가지 장점을 제공한다. 먼저, 보다 낮은 파워의 다운-변환된 시드 신호를 생성하는 초기 단계는 광학 성분의 고파워 아이들러 주파수에 대한 노출을 최소화함으로써 보다 높은 파워의 다운-변환된 신호를 생성하는 데 사용되는 광학 성분에 대한 왜곡 및 손상을 방지하는 것을 가능하게 하며, 상기 고파워 아이들러 주파수는 왜곡 및/또는 손상을 야기하는 방식으로 대부분의 비선형 결정에 의해 흡수되는 약 4㎛보다 긴 파장을 가진다. 두 번째로, 비교적 낮은 파워으로 다운-변환된 시드 신호를 생성하는 것은 다운-변환된 주파수에 대해 더 확실한 제어를 가능하게 하며, 이는 다시 183nm 레이저 출력 광의 미세 조정을 용이하게 한다. 본 발명의 다른 장점은 다양한 구성 요소를 사용하여 183nm 레이저 어셈블리의 제조를 용이하게 함으로써 제조사가 제조시 쉽게 이용할 수 있거나 및/또는 비교적 저렴한 구성 요소를 선택하고 활용할 수 있게 하는 것에 의해 제조 유연성을 제공한다. 예를 들어, 기술된 다양한 실시예들은 선택된 기본 주파수(예를 들어, 약 1064nm 또는 약 1030nm의 대응 기본 파장들을 가지는 주파수)와 대응하는 다운-변환된 신호 주파수(예를 들어, 약 1250nm 내지 약 1420nm의 범위, 또는 약 1400nm 내지 약 1830nm의 범위의 대응하는 다운-변환된 파장을 가지는 주파수)를 혼합함으로써 183nm 레이저 출력 광을 생성한다. 이러한 기본 주파수 중 적어도 하나를 생성할 수 있는 기본 레이저는 일반적으로 파워 및 반복률의 다양한 조합에서 합리적인 가격으로 쉽게 이용할 수 있다. 광 파라메트릭 시스템(OPS)은 다운-변환된 신호 주파수를 제어 가능하게 하는 방식으로 다운-변환된 신호를 생성하기 때문에, 본 발명은 제조사가 주어진 제조 실행에 대해 최저 가격 또는 가장 용이하게 이용 가능한 기본 레이저를 183nm 레이저 출력 광의 생성을 전적으로 신뢰할 수 있게 선택하는 것을 허용한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 레이저 어셈블리는 기본 레이저, 광 파라메트릭 시스템(OPS), 제5 고조파 발생기 및 주파수 혼합 모듈을 포함한다. 기본 레이저는 기본 파장(예를 들어, 대략 1064nm, 대략 1053nm, 대략 1047nm 또는 대략 1030nm 중 하나와 동일한 파장) 및 상응하는 기본 주파수를 갖는 기본 광을 생성하도록 구성된다. OPS는 OPS가 기본 광의 제1 부분을 수신하도록 기본 레이저에 광학적으로 결합되고, 필요한 다운-변환된 주파수(ωs)를 가지는 다운-변환된 신호를 생성하도록 구성된다. 일 실시예에서, 필요한 다운-변환된 주파수(ωs)는 기본 주파수(ω)보다 낮고, 기본 주파수의 50 %보다 높다(즉, 0.5ω <ωs <ω). 제5 고조파 발생기는 기본 광의 제2 부분을 접수하고, 선택적으로 제4 고조파를 접수하고, 제5 고조파 광(즉, 기본 주파수의 5배의 제5 고조파 주파수(5ω)를 가지는 광)을 생성하도록 구성된다. 주파수 혼합 모듈은 OPS로부터의 다운-변환된 신호 및 제5 고조파 발생기로부터의 제5 고조파 광을 수신하도록 광학적으로 결합되고, 다운-변환된 신호와 제5 고조파 광을 작동 가능하게 혼합함으로써 183nm 레이저 출력 광을 생성하도록 구성된다. 본 발명에 따르면, 상기 OPS는 요구되는 다운-변환된 주파수와 비교적 낮은(제1의) 피크 파워 레벨에서 다운-변환된 시드 신호를 생성하도록 구성된 다운-변환된 시드 신호 생성기(예를 들어, 시드 레이저 또는 광 파라메트릭 발진기) 및 상기 다운-변환된 시드 신호와 상기 기본 광의 일부를 비선형 결정을 통해 한 번 통과시키는 것으로써 서로 혼합되도록 구성됨으로써 다운-변환된 주파수와 다운-변환된 시드 신호보다 10 배(또는 그 이상) 더 높은 (제2) 피크 파워 레벨에서 다운-변환된 신호를 생성하는 광 파라메트릭 증폭기(OPA)를 포함한다. 또한, OPS는 다운-변환된 주파수와 제5 고조파 주파수의 합이 약 180nm~약 185nm의 범위의 레이저 출력 광을 생성하도록 적절히 다운-변환된 주파수 및 피크 파워 레벨의 다운-변환된 신호를 생성하도록 구성된다.
대안적인 실시예에서, 기본 레이저는 대략 1064nm, 대략 1053nm, 대략 1047nm 및 대략 1030nm 중 하나와 동일한 대응하는 파장을 가지는 기본 주파수의 기본 광을 생성하도록 구성되며, OPS는 기본 주파수의 제5 고조파(예를 들어, 대략 1064nm의 기본 파장에 대해 약 1250nm 내지 1420nm)와 혼합시 대략 183nm의 레이저 출력 광을 생성하는 다운-변환된 신호 주파수 및 상응하는 파장의 다운-변환된 신호를 생성하도록 구성된다. 추가 예로서, 기본 파장이 대략 1030nm인 경우, 약 1400nm 내지 1830nm의 파장으로 다운-변환된 신호가 생성되고, 약 1047nm 또는 약 1053nm 파장의 기본 레이저의 경우, 약 1290nm~1580nm의 파장의 다운-변환된 신호가 생성된다. 대안적인 실시예에서, 본 명세서에서 설명된 약 183nm의 출력 파장을 생성하는 레이저 어셈블리는 Q-스위치 레이저, 모드-고정된 레이저 또는 준-연속-파 레이저인 기본 레이저를 이용한다. 거의 비임계적인 위상 매칭이 최종 주파수 혼합 모듈에 이용되기 때문에, 최종 변환 단계는 효율적이며 작은 오정렬에 비교적 민감하지 않으므로 약 1W~20W 이상의 범위의 파워 레벨에서 안정적인 출력을 허용한다.
일 실시예에서, 상기 제5 고조파 발생기 및 상기 주파수 혼합 모듈 중 적어도 하나는 약 206nm~213nm의 파장과 적외선 파장을 혼합하는 것에 의해 183nm 근처의 파장을 생성하기 위해 거의 비임계적으로 위상 매칭되도록 구성된 세슘 리튬 보레이트(CLBO) 결정으로서 어닐링 처리, 수소 처리 또는 중수소 처리된 세슘 리튬 보레이트 결정을 포함한다. 준-비임계 위상 매칭 때문에, 주파수 혼합은 매우 효율적이며(예, 비선형 계수는 대략 1 pm V-1이거나 이보다 다소 클 수 있음), 워크-오프 각도(walk-off angle)이 작다(예, 약 30 mrad보다 작음). 바람직한 실시예에서, 어닐링 처리된 CLBO 결정은 50℃ 근처의 일정한 온도로 유지된다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 다운-변환된 시드 신호 생성기는 1mW 내지 500mW 범위의 더 낮은(제1) 평균 파워 레벨에서 상기 다운-변환된 시드 신호를 생성하도록 구성되며, 상기 OPA는 1W 내지 20W(또는 그 이상)의 범위의 (제2) 파워 레벨에서 보다 높은 파워의 다운-변환된 신호를 생성하도록 구성된다. 예시적인 실시예에서, OPS의 다운-변환된 시드 신호 생성기는 다운-변환된 시드 신호를 직접 생성하는 다이오드 레이저를 사용하여 구현되고, 다른 예시적인 실시예에서 다운-변환된 시드 신호 생성기는 기준 광의 일부를 변환함으로써 다운-변환된 시드 신호를 생성하도록 구성된 광 파라메트릭 발진기(OPO)를 사용하여 구현된다. 양자의 예시적인 실시예에서, 광 파라메트릭 시스템의 OPA는 제1 기본 광 부분과 다운-변환된 시드 신호를 결합하도록 구성된 빔 결합기와, 기준 광의 제1 부분의 시뮬레이션된 다운-변환에 의해 다운-변환된 시드 신호를 증폭하도록 구성된 비선형 결정과, 다운-변환된 신호를 원하지 않는 주파수들로부터 분리하도록 구성된 빔 스플리터(파장 분리기)를 포함한다. 현재의 바람직한 실시예에서, OPS(예를 들어, OPA 및 선택적으로 OPO)에 사용되고 있는 비선형 결정은, 주기적으로 폴링된(periodically poled) 비선형 광학 결정[예컨대, 리튬 니오베이트(LN), 산화마그네슘 도핑된 리튬 니오베이트(Mg:LN), 화학양론적 리튬 탄탈레이트(SLT), 산화마그네슘 도핑된 화학양론적 리튬 탄탈레이트(Mg:SLT), 또는 포타슘 티타닐 포스페이트(KTP)로 형성된 주기적으로 폴링된 비선형 광학 결정]을 사용하여 구현된다.
본 발명의 대안적인 실시예에 따르면, 183nm 레이저 출력 광은 전술한 것과 유사한 방식으로 다운-변환된 신호와 제5 고조파 광을 혼합함으로써 생성되지만,이 경우에는 기본 레이저 광의 제2 고조파를 다운-변환하는 것에 의해(즉, 기본 주파수의 광을 다운-변환하는 대신에) 다운-변환된 신호가 생성된다. 1064nm의 파장을 갖는 기본 레이저 광이 사용될 때, 제2 고조파 광은 가시적인 녹색 스펙트럼의 광을 포함함으로써(즉, 제2 고조파 광은 532nm의 파장을 가짐), "그린-펌핑된(green-pumped)" OPO를 사용한 다운-변환된 신호의 생성은 1064nm 기본 광으로부터 1.3㎛의 다운-변환된 신호를 생성하는 것과 관련된 발열 문제(즉, 4㎛보다 큰 파장을 갖는 아이들러 신호의 흡수에 의해 야기되는 OPS의 비선형 결정에 대한 왜곡/손상)를 회피함으로써 전술한 실시예에서 사용되는 더 낮은 파워 시드 신호를 생성할 필요가 없게 된다. 그러나, 532nm 광을 다운 변환시킴으로써 1.3㎛ 다운-변환된 신호를 생성하는 것은 "그린-펌핑된" OPO에 사용 가능한 비선형 결정의 종류를 제한하는 다른 문제를 발생시키고(즉, 현재 바람직한 비선형 결정은 LBO이다), 다운-변환 처리는 덜 효율적이다.
또한, 반도체 웨이퍼, 광 마스크 또는 레티클과 같은 물품을 검사하는 시스템 및 방법이 본 명세서에 개시된다. 이러한 시스템 및 방법은 최종 주파수 합산 단계에서 거의 비임계적인 위상 매칭을 사용하여 183nm 부근의 출력 파장을 생성하는 레이저를 포함한다.
보다 짧은 파장 이외에, 본 발명의 183nm 레이저는 193nm 레이저에 비해 몇 가지 장점을 가진다. 제6 또는 제8 고조파로서 193nm를 생성하는 레이저와 비교할 때, 본 발명의 183nm 레이저는 수십 내지 수백 W의 파워 레벨에서 용이하게 이용 가능한 기본 파장을 사용하는 장점을 가진다. 제5 고조파와 신호 주파수를 혼합하는 것으로 193nm를 생성하는 레이저에 비해 갖는 장점은 183nm 레이저의 주파수 혼합 모듈의 경우, CLBO가 대략 206nm~대략 213nm의 범위의 제5 고조파 파장으로부터 183nm를 생성하기 위해 거의 비임계적으로 위상 매칭되기 때문에 더 효율적이라는 것이다. 이를 통해 신호 주파수와 제5 고조파를 최종 출력으로 보다 효율적으로 변환할 수 있으며, 주파수 혼합 모듈을 보다 안정적으로 만든다. 다른 장점은 약 1.25㎛~약 1.83㎛의 대응하는 파장을 가지는 신호 주파수에 대하여 아이들러에 비해 상당히 많은 에너지가 신호에 들어가므로 기본 파워를 보다 효율적으로 변환시킬 수 있다(거의 동일한 양의 파워이 신호와 아이들러로 들어가야 하는 2.1㎛ 근처의 신호 파장과 비교시).
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 예시적인 183nm 레이저 어셈블리를 나타내는 단순화된 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 도 1a의 183nm 레이저 어셈블리에 사용된 예시적인 제5 고조파 발생기를 도시한 단순화된 블록도이다.
도 3은 본 발명의 대안적인 실시예에 따라 183nm 레이저 출력 광을 생성하는 도 1a의 183nm 레이저 어셈블리들에 의해 생성되고 해당 어셈블리 내에서 혼합된 예시적인 파장들의 테이블을 보여준다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 도 1a의 183nm 레이저 어셈블리에서 사용되는 예시적인 주파수 혼합 모듈을 도시한 단순화된 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 기본 레이저 광 파워를 증가시키도록 도 1a의 183nm 레이저 어셈블리에 선택적으로 사용되는 증폭기 모듈을 도시한 단순화된 블록도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 대안적인 특정 실시예에 따라 도 1a의 183nm 레이저 어셈블리에 사용되는 다운-변환된 신호를 생성하도록 구성된 예시적인 광 파라메트릭 시스템을 보여주는 단순화된 블록도이다.
도 7은 하나의 센서에서 이미지 또는 신호의 2개의 채널을 동시 검출하는 레티클, 광 마스크 또는 웨이퍼 검사 시스템을 보여준다.
도 8은 다수의 대물 렌즈 및 전술한 개선된 193nm 레이저 중 하나를 포함하는 예시적인 검사 시스템을 나타낸다.
도 9는 반사 굴절 촬영 시스템에 수직한 입사 레이저 다크-필드 조명의 추가를 나타낸다.
도 10a는 표면의 영역을 검사하기 위한 조명 시스템 및 수집 시스템을 포함하는 표면 검사 장치를 나타낸다.
도 10b는 표면 검사 장치용 수집 시스템의 예시적인 어레이를 나타낸다.
도 11은 표면 이상을 검사하는 데 사용될 수 있는 표면 검사 시스템을 나타낸다.
도 12는 수직 및 경사 조명 빔 모두를 사용하여 이상 검출을 구현하도록 구성된 검사 시스템을 나타낸다.
도 13은 검사 또는 계측 시스템의 전술한 183nm 레이저에 사용되는 예시적인 펄스 멀티플라이어를 나타낸다.
도 14는 본 발명의 다른 대안적인 실시예에 따른 183nm 레이저 어셈블리를 나타내는 단순화된 블록도이다.
본 발명은 반도체 제조 산업에 이용되는 검사 시스템의 개선에 관한 것으로, 특히, 종래 기술의 접근법과 관련된 문제점을 피하는 방식으로 약 180nm 내지 약 185nm 범위(예, 약 183nm)의 평균 출력 파장 및 1W 이상의 평균 광원 파워 레벨을 가지는 레이저 광을 생성할 수 있는 검사 시스템을 위한 레이저 어셈블리에 관한 것이다. 다음의 설명은 당업자가 특정 용도 및 그 요건의 맥락으로 제공된 바와 같이 본 발명을 제작하고 사용할 수 있도록 제시된다. 다음의 설명에서, 파장이 조건이 없이 언급되는 경우, 그 파장은 진공에서의 파장인 것으로 가정될 수 있음에 유의해야 한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 대안적인 실시예들에 따른 183nm 레이저 어셈블리(100A, 100B)를 보여주는 단순화된 블록도이다. 레이저 어셈블리(100A, 100B)는 어떤 측면에서는 서로 상이하지만, 각각의 레이저 어셈블리(100A, 100B)는 실질적으로 동일한 세트의 핵심 광학 부품을 사용한다 - 즉, 각각의 레이저 어셈블리(100A, 100B)는 기본 레이저(102), 광 파라메트릭 시스템(OPS)(116), 제5 고조파 발생기(아래 설명되는 이유로 도 1a에서 "103" 및 도 1b에서 "157"을 사용하여 식별됨) 및 약 180nm~약 185nm의 범위, 가장 바람직하게는 약 183nm의 주파수를 가지는 레이저 출력 광(140)을 생성하도록 배열 및 구성된 주파수 혼합 모듈(104)을 포함한다. 이들 핵심 부품은 이들 핵심 부품이 2개의 예시적인 실시예 각각에서 동일하거나 유사한 방식으로 구성되고 기능함을 나타내기 위해 도 1a 및 도 1b 각각에서 동일하거나 유사한 참조 번호로 식별됨에 유의하여야 한다. 구체적으로, 각 실시예에서, 기본 레이저(102)는 기본 파장(예를 들어, 대략 1064nm) 및 대응하는 기본 주파수(ω)를 갖는 기본 광(128)을 생성하도록 구성된다. 유사하게, 각각의 실시예에서, OPS(116)는 기본 광(128)의 일부(127)를 입력 광으로서 수신하도록 기본 레이저(102)에 광학적으로 결합되고, OPS(116)는 다운-변환된 신호(129)를 생성하도록 구성된다. 유사한 방식으로, 제5 고조파 발생기(103)는 제5 고조파 발생기(103)가 기본 광(128)의 적어도 일부(130)를 입력 광으로서 수신하도록 기본 레이저(102)에 광학적으로 결합되고, 제5 고조파 발생기(103)는 기본 주파수(ω)의 5배의 제5 고조파 주파수(5ω)의 제5 고조파 광(134)을 생성하도록 구성된다. 주파수 혼합 모듈(104)은 OPS(116)로부터의 다운-변환된 신호(129) 및 제5 고조파 발생기(103)로부터의 제5 고조파 광(134) 모두를 입력 광으로서 수신하도록 광학적으로 결합되며, 다운-변환된 신호(129)와 제5 고조파 광(134)의 혼합을 통해 레이저 출력 광(140)을 생성하도록 구성된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, OPS(116)는 다운-변환된 시드 신호 생성기(117)(예를 들어, 다이오드 레이저 또는 OPO) 및 광 파라메트릭 증폭기(OPA)(119)를 사용하여 다운-변환된 주파수(ωs)의 다운-변환된 신호(129)를 생성함으로써 주파수 혼합 모듈(104)에서 제5 고조파 광(134)과 혼합시 원하는 파장(즉, 약 180nm~약 185nm의 범위)의 레이저 출력 광(140)을 생성한다. 구체적으로, 다운-변환된 시드 신호 생성기(117)는 다운-변환된 신호(129)와 동일한 다운-변환된 주파수(ωs)를 가지지만 다운-변환된 신호(129)보다 실질적으로 낮은 더 낮은(제1) 레벨의 피크 파워 레벨을 가지는 다운-변환된 시드 신호(118)를 생성하도록 구성된다. 본 명세서에서 사용되는 "다운-변환된"이란 표현은 다운-변환된 신호(129)의 다운-변환된 주파수(ωs)가 기본 레이저 신호(128)의 기본 주파수(ω)보다 낮은 주파수임을 나타내도록 의도된 것이다. 특정 실시예에서, 다운-변환된 주파수(ωs)는 기본 주파수(ω)의 50%(1/2)보다 크다(즉, 0.5ω <ωs <ω). OPA(119)는 다운-변환된 시드 신호(118)와 기본 광 부분(127)을 혼합하여 필요한(제2) 피크 파워 레벨(즉, 제1 피크 파워 레벨의 10배보다 큰 레벨)의 다운-변환된 신호(129)를 생성하도록 구성된다. 더 낮은 파워의 다운-변환된 시드 신호(118)와 기본 광을 혼합하는 것에 의해 더 높은 파워의 다운-변환된 신호(129)를 생성하는 하나의 장점은 더 낮은 파워의 레이저 광의 안정성 및 대역폭을 제어하는 것이 훨씬 쉽기 때문에 더 낮은(제1의) 피크 파워 레벨의 다운-변환된 시드 신호(118)의 생성은 다운-변환된 신호(129)의 다운-변환된 주파수(ωs)를 더 확실하게 제어할 수 있게 한다. 더 낮은 파워의 다운-변환된 시드 신호(118)를 사용하여 더 높은 파워의 다운-변환된 신호(129)를 생성하는 다른 장점은 OPA(119)를 통해 다운-변환된 시드 신호(118) 및 기본 주파수 부분(127)을 한 번만 통과시킴으로써 다운-변환된 신호(129)를 생성하는 것을 용이하게 한다는 것이며, 이는 (아래에 추가로 상세히 설명하는 바와 같이) 183nm 레이저 출력 광(140)을 생성하기 위해 더 높은 파워의 다운-변환된 신호가 사용될 때 아이들러 주파수에 의해 야기되는 다운-변환된 신호(129)의 왜곡을 최소화한다.
전술한 핵심 부품 각각의 기능적 구성 및 동작은 레이저 어셈블리(100A)(도 1a)의 상세한 설명을 참조하여 이하에서 추가로 상세히 설명된다. 달리 특정되지 않는 한, 도 1a를 참조로 아래에 제공되는 추가의 세부 사항은 레이저 어셈블리(100B)에 사용되는 대응하는 핵심 부품에 적용되므로, 간결성을 위해 도 1b의 설명(하기)에서 상기 추가적인 세부 사항을 반복하는 것은 생략된다.
도 1a를 참조하면, 전술한 핵심 부품 이외에, 레이저 어셈블리(100A)는 기본 레이저(102)와 OPS(116) 및 제5 고조파 발생기(103) 양자 사이에 광학적으로 결합 된 빔 스플리터(120)를 사용한다. 특히, 기본 레이저(102)는 기본 광(128)을 2개의 부분: 즉, 제1 방향(예, 하향)으로 OPS(116)로 입사되는 제1 부분(127)과 제2 방향(예, 수평)으로 제5 고조파 발생기(103)로 입사되는 제2 부분(130)으로 분할하는 기능을 갖는 빔 스플리터(120) 상에 입사되는 기본 광(128)을 생성한다. OPS(116)는 OPA(119)를 사용하여 기본 광 부분(127)을 다운-변환시키고 다운-변환된 주파수(ωs)를 가지는 다운-변환된 신호(129)를 주파수 혼합 모듈(104)로 전송한다. 제5 고조파 발생기 모듈(103)은 기본 광 부분(130)을 변환하고 제5 고조파 광(134)을 주파수 혼합 모듈(104)로 전송한다. 주파수 혼합 모듈(104)은 다운-변환된 신호(129)와 제5 고조파 광(134)을 혼합하여 레이저 출력 광(140)을 생성한다.
도 1a의 좌측 부분을 참조하면, 기본 레이저(102)는 공지 기술을 이용하여 기본 대역폭(범위)(Δω) 내의 기본 주파수의 기본 광(128)(산업계에서는 단순히 "펀더멘탈"로 지칭됨)을 생성하도록 구성된다. 일 실시예에서, 기본 레이저(102)는 기본 광(128)이 약 1064nm의 적외선 파장에 대응하는 기본 주파수(ω)로 생성되도록 구성된다. 예시적인 실시예에서, 기본 레이저(102)는 Nd:YAG(네오디뮴-도핑된 이트륨 알루미늄 가네트(garnet)) 레이저 매체, Nd-도핑된 이트륨 오르소바나데이트 레이저 매체, 또는 이터븀-도핑된 파이버 레이저 중 하나를 사용하여 구현된다. 적합한 기본 레이저는 Coherent Inc.(80MHz와 120MHz의 반복률을 가지는 Paladin 계열의 모델을 포함), Newport Corporation(Explorer 계열의 모델 포함) 및 다른 제조사로부터 펄스형(Q-스위치형, 모드-고정형 또는 준-CW형)으로 상업적으로 입수 가능하다. 이러한 기본 레이저의 레이저 출력 레벨은 밀리와트로부터 수십 와트 또는 그 이상까지 다양할 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 기본 레이저(102)는 1053nm 또는 1047nm 근처의 기본 파장의 기본 레이저 광을 생성하는 Nd:YLF(네오디뮴-도핑된 이트륨 리튬 플루오라이드) 레이저 매체를 사용하는 레이저에 의해 구현된다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 기본 레이저(102)는 1030nm 근처의 기본 파장의 기본 레이저 광을 생성하는 이터븀-도핑된 파이버 레이저에 의해 구현될 수 있다.
도 1a의 기본 레이저(102)의 우측을 참조하면, 빔 스플리터(120)는 기본 광(128)을 OPS(116) 및 제5 고조파 발생기 모듈(103)에 각각 입사되는 기본 광 부분(127, 130)으로 분할하는 기능을 가진다. 바람직한 실시예에서, 빔 스플리터(120)는 제2 부분(130)이 제1 부분(127)보다 기본 파장 대역폭 내에 더 좁은 범위의 파장을 포함하도록 기본 파장으로부터 제1 부분 및 제2 부분을 선택하는 에탈론(etalon) 또는 다른 파장 선택 장치를 포함한다. 빔 스플리터(120)용 파장 선택 장치를 사용하면 레이저의 출력 대역폭이 기본 레이저(102)의 대역폭과 독립적으로 제어될 수 있다. 183nm 부근의 파장을 생성하는 레이저와 같은 딥(deep) UV 레이저의 출력 대역폭을 제어하기 위해 파장 선택 소자가 어떻게 사용될 수 있는지에 대한 더 상세한 설명은 2014년 6월 9일자 출원된 Deng 등에 의한 미국 특허 출원 14/300,227에서 볼 수 있다. 이 특허 출원은 여기에 참조로 포함된다. 일 실시예에서, 183nm 레이저 어셈블리(100A)는 1MHz보다 높은 반복률로 동작하도록 구성되며, 이것은 고속 검사용으로 중요하다. 이러한 높은 반복률 동작을 달성하기 위해, 기본 레이저(102)는 약 50MHz 근처 또는 그 이상의 반복률로 동작하는 모드-고정형 또는 준-CW형 기본 레이저를 사용하여 구현되며, 이는 반도체 웨이퍼, 광 마스크 및 레티클의 고속 검사에 특히 유리한 데, 이는 이러한 높은 반복률의 이용으로 인해 더 낮은 반복률을 갖는 동일한 출력의 레이저에 비해 고속 이미지 획득이 가능하고 각 펄스의 피크 출력이 감소된다(그리고 그에 따라 광학 장치 및 검사 대상의 물품에 대한 손상이 감소된다). 본 발명은 바람직한 183nm 파장의 레이저 출력 광(140)의 생성을 가능하게 하는 다양한 기본 파장을 사용하여 설명되지만, 다른 기본 파장을 사용하여(즉, 적절한 신호 주파수를 혼합시) 183nm의 수 나노미터 내의 다른 파장을 생성할 수 있다. 첨부된 청구범위에 달리 특정되지 않는 한, 이러한 레이저 및 이러한 레이저를 이용하는 시스템은 본 발명의 범위 내로 간주된다.
도 1a의 빔 스플리터(120) 아래에 위치된 OPS(116)는 기본 광(128)의 제1 부분(127)을 수신하여 다운-변환시키도록 구성되며, 이러한 다운-변환에 의해 (다운-변환된 신호(129)와 제5 고조파 광(134)의 혼합으로 약 183nm의 출력 레이저 광(140)이 생성되도록) 요구되는 다운-변환된 주파수(ωs)의 다운-변환된 신호(129)를 생성한다. 대안적인 실시예에서, OPS(116)는 광 파라메트릭 발진기(OP0), 광 파라메트릭 증폭기(OPA), 또는 OP0 및 OPA 양자의 조합을 포함한다.
본 발명의 양태에 따르면, OPS(116)는 볼륨 브래그 격자(volume Bragg grating) 또는 협대역(narrow-band) 안정화 시드 다이오드와 같은 파장 선택 소자(117)를 포함하며, 파장 선택 소자는 OPO 또는 OPA와 함께 동작하여 다운-변환된 신호(129)의 파장(ωs)과 대역폭을 결정하며, 주어진 특정 실시예에 사용되는 특정 파장 선택 소자는 기본 광(128)의 주파수/파장 및 레이저 출력 광(140)의 소망하는 파장을 기초로 선택된다. 예를 들어, 기본 레이저(102)가 약 1064nm 파장(예, 1064nm~약 1065nm의 파장)의 기본 광(128)을 생성하면, 파장 선택 소자(117)는 OPS(116)가 약 1250nm~약 1420nm의 파장에 대응하는 주파수의 다운-변환된 신호(129)를 생성하도록 함으로써 1064nm 기본 주파수를 기초로 제5 고조파 발생 모듈(103)에 의해 생성된 제5 고조파 광(134)과 혼합시 레이저 어셈블리(100A)에 의해 약 182nm~약 185nm의 파장의 레이저 출력 광(140)이 생성되도록 하는 특정 파장 선택 소자에 의해 구현된다. 다른 예에서, 기본 레이저(102)가 약 1053nm 파장(예, 1053nm~약 1054nm의 파장)의 기본 광(128)을 생성하면, 파장 선택 소자(117)는 OPS(116)가 약 1290nm~약 1520nm의 파장에 대응하는 주파수의 다운-변환된 신호(129)를 생성하도록 함으로써 약 181nm~약 185nm의 파장의 레이저 출력 광(140)을 생성하는 다른 특정 파장 선택 소자에 의해 구현된다. 또 다른 예에서, 기본 레이저(102)가 약 1047nm 파장(예, 1047nm~약 1048nm의 파장)의 기본 광(128)을 생성하면, 파장 선택 소자(117)는 OPS(116)가 약 1290nm~약 1580nm의 파장에 대응하는 주파수의 다운-변환된 신호(129)를 생성하도록 함으로써 약 180nm~약 185nm의 파장의 레이저 출력 광(140)을 생성하는 또 다른 특정 파장 선택 소자에 의해 구현된다. 마지막 예로, 기본 레이저(102)가 약 1030nm 파장(예, 1029nm~약 1031nm의 파장)의 기본 광(128)을 생성하면, 파장 선택 소자(117)는 OPS(116)가 약 1400nm~약 1830nm의 파장에 대응하는 주파수의 다운-변환된 신호(129)를 생성하도록 함으로써 약 179nm~약 185nm의 파장의 레이저 출력 광(140)을 생성하는 또 다른 특정 파장 선택 소자에 의해 구현된다. 이러한 예시적인 값이 주어지면, 당업자는 주어진 기본 주파수와 레이저 출력 파장을 위한 적절한 파장 선택 소자를 선택하는 방법을 이해할 것이다.
다시 도 1a를 참조하면, 기본 광(128)의 제2 부분(130)은 빔 스플리터(120)로부터 제5 고조파 발생기 모듈(103) 측으로 입사되며, 제5 고조파 발생기 모듈은 기본 광 부분(130)을 변환하는 것에 의해 기본 주파수(ω)의 5배의 주파수를 가지는 제5 고조파 광(134)을 생성하도록 구성되어 있다. 제2 기본 광 부분(130)의 대역폭이 기본 광(128)의 대역폭보다 좁으면(즉, 빔 스플리터(120)가 파장 선택 소자를 포함하므로), 제5 고조파 광(134)도 파장 선택 소자를 사용하지 않고 기본 광(128)으로부터 직접 생성된 경우보다 더 좁은 대역폭을 가지게 된다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제1 주파수 배가 모듈(제2 고조파 생성부)(202), 선택적인 빔 스플리터/프리즘(212), 제2 주파수 배가 모듈(제4 고조파 생성부)(203), 선택적인 빔 스플리터/결합기(213), 주파수 합산 모듈(제5 고조파 생성부)(204) 및 선택적인 빔 스플리터 또는 파장 분리기(214)를 포함하는 제5 고조파 발생기 모듈(103)을 나타낸다. 일반적으로, 제5 고조파 발생기 모듈(103)은 주파수 배가 모듈(202, 203)을 사용하여 기본 주파수(ω)의 입력 신호의 일부(즉, 제2 기본 광 부분(130))를 변환시켜 기본 주파수의 4배(4ω)의 제4 고조파 레이저 광(203A)을 생성하는 것으로써 제5 고조파 광(134)을 생성하는 기능을 가지며, 주파수 합산 모듈(204)을 사용하여 제4 고조파 레이저 광(203A)과 사용되지 않은 입력 광의 부분을 혼합한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제1 주파수 배가 모듈(202), 제2 주파수 배가 모듈(203) 및 주파수 합산 모듈(204) 중 적어도 하나는 어닐링 처리된 CLBO 결정, 중수소 처리된 CLBO 결정 또는 수소 처리된 CLBO 결정을 사용하여 구현된다.
제5 고조파 발생기 모듈(103)은 제1 주파수 배가 모듈(202)에 의해 제2 고조파 레이저 광(202A)을 생성한 후 제2 주파수 배가 모듈(203)을 사용하여 제2 고조파 레이저 광(202A)을 배가시키는 것에 의해 제4 고조파 레이저 광(203A)을 생성한다. 도 2의 좌측을 참조하면, 제1 주파수 배가 모듈(202)은 기본 주파수(ω)의 기본 광 부분(130)을 수신 및 변환하여 기본 주파수의 2배(2ω)의 제2 고조파 광(202A)을 형성한다. 제2 주파수 배가 모듈(203)은 제2 고조파 광(202A)을 수신 및 변환하여 기본 주파수의 4배(4ω)의 제4 고조파 광(203A)을 형성한다. 제1 주파수 배가 모듈(202)로부터 출사되는 기본 광(130)의 사용되지 않은 부분(202B)은 빔 스플리터 또는 프리즘(212)에 의해 제2 고조파 광(202A)으로부터 분리되어 주파수 합산 모듈(204)로 유도될 수 있다. 일 실시예(미도시)에서, 기본 광의 사용되지 않은 부분(202B)은 제2 고조파 광(202A)으로부터 분리되지 않고 제2 주파수 배가 모듈(203)을 통해 제2 고조파 광(202A)과 함께 전파되어 실질적으로 제4 고조파 광(203A)과 동시에 주파수 합산 모듈(204)에 도달한다. 제2 고조파 광(202A)으로부터 기본 광의 사용되지 않은 부분(202B)을 분리하는 하나의 장점은 사용되지 않은 기본 광의 부분(202B) 또는 제4 고조파 광(203A)에 적절한 시간 지연이 적용됨으로써 2개의 레이저 펄스가 거의 동시에 주파수 합산 모듈(204)에 도달할 수 있다는 것이다. 추가의 장점은 광의 유도 및/또는 집속에 사용되는 미러, 렌즈 및 프리즘(미도시) 등의 광학 요소가 적절한 파장에 대해 각각의 경로에서 별도로 최적화될 수 있다는 것이다.
일 실시예에서, 사용되지 않은 제2 고조파 부분(203B)(즉, 제2 주파수 배가 모듈(203) 내에서 사용되지 않은 제2 고조파 광의 부분)은 선택적인 빔 스플리터/결합기(213)에 의해 제4 고조파 광(203A)으로부터 분리된다. 빔 스플리터/결합기(213)는 하나 이상의 빔 스플리터 및/또는 하나 이상의 프리즘을 포함할 수 있다. 빔 스플리터/결합기(213)는 필요한 경우 사용되지 않은 기본 광 부분(202B)과 제4 고조파 광(203A)을 결합함으로써 이들 광이 주파수 합산 모듈(204)로 함께 전파되도록 할 수 있다.
도 2의 우측을 참조하면, 주파수 합산 모듈(204)은 사용되지 않은 기본 광 부분(202B)과 제4 고조파 광(203A)을 합산하여 제5 고조파 광(134)을 생성한다. 제5 고조파 광(134)으로부터 임의의 사용되지 않은 기본 광 부분과 제4 고조파 광(204B)을 분리하기 위해 일부 실시예에서 선택적인 빔 스플리터 또는 파장 분리기(214)가 사용된다. 빔 스플리터(214)는 프리즘, 편광 빔 스플리터, 다이크로익(dichroic) 빔 스플리터 또는 광학 요소의 조합을 포함할 수 있다.
하나의 바람직한 실시예에서, 제2 고조파 생성부(202)는 주파수 변환을 위한 리튬 트리보레이트(LBO) 결정을 포함한다. 다른 실시예에서, 제2 고조파 생성부(202)는 주파수 변환을 위해 CLBO, BBO, 또는 다른 비선형 결정을 포함한다. 제5 고조파 발생기(103)의 바람직한 일 실시예에서, 제4 고조파 생성부(203)는 주파수 변환을 위해 CLBO 결정을 포함한다. 다른 실시예에서, 제4 고조파 생성부(203)는 주파수 변환을 위해 BBO 또는 다른 비선형 결정을 포함할 수 있다. 제5 고조파 발생기(103)의 바람직한 일 실시예에서, 주파수 합산 모듈(203)은 주파수 합산을 위해 CLBO 결정을 포함한다. 다른 실시예에서, 주파수 합산 모듈(204)은 주파수 합산을 위해 BBO 또는 다른 비선형 결정을 포함할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 183nm의 레이저에 대한 예시적인 파장 범위(nm)의 표를 보여준다. 각 기본 레이저의 종류로서는 예시적인 단파장 기본파와 예시적인 장파장 기본파가, 원하는 출력 파장(표에 나타낸 예에서는 183nm)에 필요한 다운-변환된 신호와 고조파에 대응하는 파장들과 함께 예시된다. 기본 레이저의 정확한 파장은 레이저 매체의 정확한 조성, 레이저 매체의 동작 온도 및 광학적 공동의 설계를 포함하는 다양한 요인에 따른다. 주어진 레이저 매체의 동일한 레이저 라인을 사용하는 2개의 레이저는 전술한 요인 및 다른 요인에 기인하여 수십nm 또는 수nm만큼 다른 파장으로 동작할 수 있다. 해당 분야의 당업자는 표에 열거된 것과 유사한 임의의 기본 파장으로부터 원하는 출력 파장을 생성하기 위해 다운-변환된 신호에 적절한 파장을 선택하는 방법을 이해할 것이다. 유사하게, 원하는 출력 파장이 183nm로부터 수nm 만큼 다른 경우, 원하는 출력 파장은 다운-변환된 신호에 대해 적절한 파장의 조정을 통해 달성될 수도 있다.
도 4는 레이저 어셈블리(100A)(도 1a)에 사용하는 바람직한 실시예에 따른 주파수 혼합 모듈(104)을 예시한다. 주파수 혼합 모듈(104)은 비선형 결정(402)을 포함하며, 이 비선형 결정은 바람직한 실시예에서 입사면(442)과 이에 대향하는 출사면(452)을 포함하는 어닐링 처리된(중수소 처리되거나 또는 수소 처리된) 세슘 리튬 보레이트(CLBO) 결정을 포함한다. 비선형 결정(402)은 입사면(442)에서 제5 고조파 광(134)(즉, 제5 고조파 발생기(103)로부터의 광) 및 다운-변환된 신호(129)(OPS 발생기(116)로부터의 신호)를 수신하여 해당 양자의 신호(129) 및 광(134)이 대략 평행하게(예, 도 4의 점선 화살표로 지시된 방향으로) 입사면(402)에 입사된 후 결정(402) 내에 또는 근처에 배치된 대응하는 빔 웨이스트(waist)로 집속되도록 위치된다(빔 웨이스트는 미도시). 1433nm 근처의 파장을 가지는 다운-변환된 신호와 206nm 근처의 파장을 가지는 제5 고조파에 의한 약 50℃의 온도에서의 CLBO의 I-형 매칭의 경우, 위상 매칭 각도는 약 74.9°이다. 1274nm 근처의 파장을 가지는 다운-변환된 신호와 213nm 근처의 파장을 가지는 제5 고조파에 의한 약 50℃의 온도에서의 CLBO의 I-형 매칭의 경우, 위상 매칭 각도는 약 85.7°이다. 이들 예 모두는 183nm 근처의 파장을 생성하기 위해 고효율 및 저 워크-오프의 거의 비임계적인 위상 매칭이 달성될 수 있음을 나타낸다. 이들 파장 조합은 단지 예일뿐으로, 발명의 범위를 한정하는 것을 의미하지 않는다. 해당 분야의 당업자는 위상 매칭을 달성하기 위해 파장, 온도 및 각도의 다른 조합을 선택하는 방법을 이해한다.
일부 실시예에서, 결정(402)의 입사면(442)은 제5 고조파 광(134)에 대해(즉, 제5 고조파 광(134)의 방향(410) 및 편광에 대해) 대략적으로 브루스터 각도(Brewster's angle)로 존재하도록 절단 및 배치된다. 이 각도는 일부 실시예에서 제5 고조파 파장의 반사를 최소화함으로써 입사면(442)에 대한 반사 방지 코팅의 필요성을 용이하게 제거한다. 다른 실시예에서, 제5 고조파 및/또는 신호 파장에서 반사되는 광을 줄이기 위해 표면(442)에 반사 방지 코팅(미도시)이 도포된다. 결정(402)의 출사면(452)은 코팅되거나 코팅되지 않을 수 있다. 일 실시예에서, 결정(402)의 출사면(452)은 레이저 출력 광(140)에 대해 브루스터 각도로 절단 및 유지되며 코팅되지 않는다. I-형 위상 매칭이 적용되는 경우, 레이저 출력 광(140)의 편광은 입력 파장(즉, 제5 고조파 광(134) 및 다운-변환된 신호(129))의 편광에 수직한 것이 바람직하며, 그에 따라 브루스터 각도의 출사면(452)은 적절히 절단되어야 함에 유의하라. 비코팅 출사면(452)의 장점은 강력한 UV 조사에 노출시 코팅이 짧은 수명을 가질 수 있다는 것이다.
도 4를 참조하면, 바람직한 실시예에서, 주파수 혼합 모듈(104)은 원치않는 파장(451)(예, 제5 고조파 광(134)의 사용하지 않은 부분 및/또는 다운-변환된 신호(129)의 사용하지 않은 부분)으로부터 원하는 출력 파장, 즉 약 183nm의 레이저 출력 광(140)을 분리하기 위해 하나 이상의 광학 요소(광학 장치)(405)를 사용할 수 있다. 광학 장치(405)는 빔 스플리터, 프리즘, 격자 또는 다른 광학 요소를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 결정(402)의 출사면(452)의 각도 및 워크-오프의 조합은 다른 파장으로부터 레이저 출력(140)의 충분한 분리를 달성할 수 있어서 광학 장치(405)가 필요하지 않다.
183nm 레이저의 바람직한 실시예에서, 고출력 다운-변환된 신호(129)의 사용에 따라 제5 고조파 광(134)의 상당 부분 또는 거의 전부가 결정(402)에서 소비된다. 이것은 기본 광(128)(도 1)으로부터 레이저 출력 광(140)으로의 전체 변환 효율을 더 낮게 할 수 있지만, 주어진 출력 파워에 대해 신호 파장에서 더 많은 파워를 그리고 제5 고조파에서 더 적은 파워를 사용하는 레이저는 더 긴 수명을 가질 수 있어서 정비의 필요성이 덜 할 수 있는 데, 이는 제4 및 제5 고조파와 같은 디프 UV 광이 레이저 내의 광학 장치에 대해 용이하게 손상 및 광 오염을 야기할 수 있기 때문이다.
임의의 상기 실시예에서 필요에 따라 기본 파장 또는 다른 파장을 유도하기 위해 미러, 프리즘, 잠망경 등을 사용할 수 있음에 유의하라. 예컨대, 프리즘, 빔 스플리터, 빔 결합기 및 이색-코팅된 미러를 사용하여 필요에 따라 빔을 분리 및 결합할 수 있다. 다양한 조합의 미러 및 빔 스플리터를 사용하여 상이한 주파수 변환 단계 사이의 다양한 파장을 임의의 적절한 시퀀스로 분리 및 전달할 수 있다. 주파수 변환 결정, 프리즘, 빔 스플리터 또는 렌즈의 면들은 반사 방지 코팅을 사용하지 않고 반사를 최소화 또는 조절하기 위해 입사 파장에 대한 브루스터 각도와 대략 동일한 각도로 절단될 수 있다. 이러한 절단은 UV 조사광이 입사되는 표면에 특히 유리할 수 있는 데, 이는 반사 방지 코팅이 UV에 노출시 열화됨으로써 이러한 표면에 사용되는 레이저의 신뢰성을 떨어뜨릴 수 있기 때문이다. 필요에 따라 임의의 파장의 편광을 회전시켜 해당 편광을 다음 주파수 변환 또는 주파수 혼합 단계의 적절한 결정축에 정렬시키도록 파장판(브루스터 각도 파장판 또는 리타더(retarder)를 포함) 또는 다른 광학 요소를 사용할 수 있다. DUV 레이저에 브루스터 각도 광학 장치를 사용하는 것은 Armstrong에 허여된 "고손상 임계 주파수 변환 시스템"이란 제하의 미국 특허 제8,711,470호에서 더 상세히 설명된다. 이 특허는 여기에 참조로 포함된다.
상기 설명 및 관련 도면은 약 183nm의 파장을 갖는 광을 생성하기 위한 다양한 레이저를 예시한다. 일부 특정 파장 및 파장 범위가 실시예의 예시를 위해 기술된다. 183nm보다 수nm 짧거나 긴 다른 파장을 발생시키는 상기와 유사한 다른 레이저의 실시예가 가능하고 본 발명의 범위 내에 있다.
전술한 도면은 구성 요소의 실제 물리적 레이아웃을 나타냄을 의미하지 않는다. 전술한 도면은 프로세스에 포함된 주요 광학 모듈을 예시하지만, 모든 광학 요소를 나타내는 것은 아니다. 해당 업계의 당업자는 전술한 도면 및 그 관련 설명으로부터 183nm 레이저를 형성하는 방법을 이해할 것이다. 필요시 광을 유도하기 위해 더 많거나 적은 광학 성분을 사용할 수 있음을 알아야 한다. 필요한 경우 각각의 주파수 변환기 또는 혼합기 모듈의 출력에서 다른 파장을 유도 또는 분리하기 위해 적절한 프리즘, 빔 스플리터, 격자 또는 회절 광학 요소를 사용할 수 있는 경우, 빔 웨이스트를 비선형 결정의 내부 또는 근처의 거의 원형 또는 타원형의 단면적을 갖는 초점으로 집속하기 위해 렌즈 및/또는 곡면 미러를 사용할 수 있다. 주파수 변환기 및 혼합기에 대한 입력에서 다른 파장들을 적절히 결합하기 위해 프리즘, 코팅된 미러, 또는 다른 요소를 사용할 수 있다. 하나의 파장을 2개의 빔으로 분할하기 위해 빔 스플리터 또는 코팅된 미러를 적절하게 사용할 수 있다. 임의의 단계의 출력에서 원치 않는 파장들을 차단 또는 분리하기 위해 필터들을 사용할 수 있다. 편광을 적절히 회전시키기 위해 파장판들을 사용할 수 있다. 다른 광학 요소들을 적절히 사용할 수 있다. 일부의 경우, 하나의 주파수 변환 단계로부터 사용되지 않은 광을 해당 광이 후속 단계에서 필요하지 않더라도 다음 단계로 통과되도록 하는 것을 허용할 수 있다. 이것은 파워 밀도가 손상을 일으키지 않을 정도로 낮고 원하는 주파수 변환 프로세스에 대해 간섭이 거의 없는 경우라면 허용 가능하다(예, 결정 각도에서 위상 매칭이 없거나 광의 편광에 기인함). 해당 업계의 당업자는 183nm 레이저의 구현에서 가능한 다양한 조절 및 대안을 이해할 것이다.
바람직한 실시예에서, 제2 고조파를 생성하는 제1 주파수 배가 모듈(202)(도 2)은 약 515nm~약 532nm의 파장 범위의 제2 고조파를 생성하기 위해 상온과 약 200℃ 사이의 온도에서 실질적으로 비임계적으로 위상 매칭될 수 있는(결정면의 적절한 선택을 위해) 리튬 트리보레이트(LBO) 결정을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 주파수 배가 모듈(202)은 515nm~약 532nm의 파장 범위의 제2 고조파를 생성하기 위해 임계적으로 위상 매칭될 수 있는 세슘 리튬 보레이트(CLBO) 결정 또는 베타-바륨 보레이트(BBO) 결정을 포함할 수 있다.
제4 고조파를 생성하는 제2 주파수 배가 모듈(203)(도 2)과 제5 고조파를 생성하는 주파수 합산 모듈(204)은 CLBO, BBO 또는 다른 비선형 결정에 임계적 위상 매칭을 이용할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 주파수 배가 모듈(203) 및 주파수 합산 모듈(204)은 CLBO 결정을 포함한다.
임의의 주파수 변환 단계(도 1a, 도 2 및 도 4에 예시된 단계를 포함)는 Dribinski 등에게 허여된 "고품질 레이저, 안정적인 출력 빔 및 수명이 긴 높은 변환 효율의 비선형 결정"이란 제하의 미국 특허 제8,873,596호에 개시된 방법 및 시스템의 일부 또는 전부를 유리하게 사용할 수 있다. 이 특허는 여기에 참조로 포함된다.
임의의 주파수 변환 단계(도 1a, 도 2 및 도 4에 예시된 단계를 포함)는 Armstrong에게 허여된 "광학 결정의 환경을 제어하기 위한 엔클로저"라는 제하의 미국 특허 제8,298,335호에 개시된 것과 같은 하나 이상의 보호 환경을 포함할 수 있다. 이 특허는 여기에 참조로 포함된다. 단일 보호 환경은 다중 스테이지 또는 단일 스테이지를 밀폐할 수 있음에 유의하라.
임의의 주파수 변환 단계(도 1a, 도 2 및 도 4에 예시된 단계를 포함)는 Dribinski 등에게 허여된 "일시적 색중심 형성의 억제 및 포논 개체군의 제어에 의한 광학 재료의 레이저-유도된 손상의 완화"라는 제하의 미국 특허 제8,298,335호에 기재된 방법 및 시스템 중 임의의 것; Armstrong에게 허여된 "비선형 광학 결정의 결정 사이트 수명의 측정"이란 제하의 미국 특허 제8,824,514호에 기재된 장치 및 방법 중 임의의 것; Genis에게 허여된 "레이저 결정 열화 보상"이란 제하의 미국 특허 제8,976,343호에 기재된 장치 및 방법 중 임의의 것; 2013년 6월 19일자 Genis에 의해 출원된 "스캐닝 비선형 광학 결정의 수명 연장 및 섭동 최소화를 위한 우선 이동 방향"이란 제하의 미국 특허 가출원 제61/837,053호에 기재된 시스템 및 방법 중 임의의 것; 및 2012년 6월 29일과 2013년 2월 7일자로 Armstrong 등에 의해 출원된 "주파수 변환 레이저에서 결정의 연속 동작을 위한 스캔 속도"라는 제하의 미국 특허 가출원 제61/666,675호 및 제61/762,269호에 기재된 시스템 및 방법 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 레이저는 Armstrong에게 허여된 "주파수 변환 레이저 시스템의 동적 파면 제어"라는 제하의 미국 특허 제8,686,331호에 기재된 시스템 및 방법 중 임의의 것을 더 포함할 수 있다. 이들 특허, 출원 및 가출원 모두는 여기에 참조로 포함된다.
임의의 주파수 변환 단계(도 1a, 도 2 및 도 4에 예시된 단계를 포함)는 중수소, 수소 및/또는 불소 도핑되거나 처리된 비선형 결정을 유리하게 사용할 수 있음에도 유의하라. 이러한 결정은 Dribinski 등에 의해 2010년 9월 3일자 출원된 미국 특허 제9,023,152호, Chuang 등에 의해 2012년 6월 1일자 출원된 공동 계류중인 미국 특허 출원 제13/488,635호 및 Dribinski 등에 의해 2014년 4월 8일자 출원된 미국 특허 출원 제14/248,045호에 기재된 처리 또는 방법 중 임의의 것에 의해 생성, 처리 또는 취급될 수 있다. 이들 특허 및 출원들은 여기에 참조로 포함된다. 도핑되거나 처리된 결정은 주파수 배가 모듈(203), 주파수 합산 모듈(204) 및 주파수 혼합 모듈(104)을 포함하는 디프 UV 파장을 포함하는 단계에 특히 유용할 수 있다.
일부 실시예에서, 충분한 기본 파장 파워를 생성하기 위해 하나 이상의 증폭기를 사용하여 기본파의 파워를 증가시킬 수 있다. 2개 이상의 증폭기를 사용하면, 해당 증폭기들 모두가 동일한 파장의 동기화된 레이저 펄스를 출력할 수 있게 모든 증폭기를 동작시키도록 하나의 시드 레이저를 사용하는 것이 바람직하다. 도 5는 시드 레이저(503)가 원하는 기본 파장(예, 약 1064nm, 약 1053nm, 약 1047nm, 또는 약 1030nm)의 안정화된 협대역 시드 레이저(504)를 생성할 수 있는 예시적인 증폭기 모듈(500)을 보여준다. 일부 실시예에서, 시드 레이저(503)는 Nd-도핑된 YAG 레이저, Nd-도핑된 이트륨 오르소바나데이트 레이저, Nd-도핑된 YLF 레이저, 섬유 레이저 또는 안정화된 다이오드 레이저 중 하나이다. 시드 광(504)은 제1 증폭기(507)로 보내지고, 제1 증폭기는 해당 광을 더 높은 파워 레벨로 증폭하여 기본광(128)을 생성한다. 일 실시예에서, 제1 증폭기(507)는 Nd-도핑된 YAG 또는 Nd-도핑된 이트륨 오르소바나데이트를 포함한다. 일 실시예에서, 증폭기 펌프(505)는 제1 증폭기(507)를 펌핑시킬 수 있는 레이저를 포함한다. 일부 실시예에서, 이러한 펌핑은 약 808nm의 파장 또는 약 888nm의 파장으로 동작하는 하나 이상의 다이오드 레이저를 사용하여 행해질 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 증폭기(507)는 Yb-도핑된 섬유 증폭기를 포함할 수 있다.
도 5는 증폭기 모듈(500)의 일부 실시예에 사용될 수 있는 예시적인 추가적인 성분을 나타낸다. OPO/OPA(116), 제1 주파수 배가 모듈(202) 및 주파수 합산 모듈(204)(도 1 및 도 2)은 입력으로서 기본 레이저 파장을 접수하기 때문에, 183nm 근처의 파장에 요구되는 출력 파워에 따라, 요구되는 대역폭, 안정성 및 빔 품질로 단일 증폭기에 용이하게 생성될 수 있는 더 많은 기본 레이저 광이 요구될 수 있다. 사실, 광학 증폭기의 파워 출력을 증가시키는 것은 대역폭 증가, 열 렌즈(thermal lensing) 효과 또는 다른 효과에 따른 빔 품질의 열화, 감소된 안정성 및/또는 단축된 수명을 야기할 수 있다.
따라서, 증폭기 모듈(500)의 일부 실시예에서, 제1 증폭기(507)와 추가적인 제2 증폭기(517)는 2개의 기본 레이저 출력광(128, 528)을 각각 생성하는 데 사용될 수 있으며, 여기서 기본 광(128)은 전술한 바와 같이 활용되며 다른 광(528)은 예컨대 127(도 1a) 또는 202B(도 2) 대신에 다른 주파수 변환 단계(미도시)로 유도될 수 있다. 제2 증폭기(517)는 실질적으로 제1 증폭기(507)와 동일할 수 있다. 일 실시예에서, 증폭기 펌프(515)는 제2 증폭기(517)를 펌핑할 수 있는 레이저를 포함한다. 증폭기 펌프(515)는 실질적으로 상기 증폭기 펌프(505)와 동일할 수 있다. 특히, 상기 출격광(128, 528)이 동일한 파장이고 동기화되는 것을 보장하기 위해 동일한 시드 레이저(503)를 사용하여 양자의 레이저를 동작시킬 수 있다. 빔 스플리터 또는 프리즘(511) 및 미러 또는 프리즘(512)은 시드 광(504)을 분할하여 그 일부를 제2 증폭기(517)로 보낼 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 2개의 다른 예시적인 실시예에 따른 OPS(116D) 및 OPS(116E)를 각각 보여준다. 도 1a를 참조로 전술한 바와 같이, OPS(116)는 더 낮은 파워의 다운-변환된 시드 신호(118)를 생성하는 다운-변환된 시드 신호 생성기(DCSSG)(117)를 포함하며, 상기 다운-변환된 시드 신호는 광 파라메트릭 증폭기(OPA)(119)를 사용하여 이후 기본 광 부분(127)과 결합되어 더 높은 파워의 다운-변환된 신호(129)를 생성하며, 해당 다운-변환된 신호는 이후 제5 고조파 광(134)과의 혼합을 위해 주파수 혼합 모듈(104)로 전송된다. 다음의 예시적인 실시예에 언급되는 바와 같이, OPS(116D) 및 OPS(116E)는 유사한 OPA 구조를 사용하지만 2개의 다른 DCSSG 구성을 사용한다. 구체적으로, OPS(116D)(도 6a)가 시드 레이저를 사용하여 다운-변환된 시드 신호를 직접 생성하는 경우, OPS(116E)(도 6b)는 광 파라메트릭 발진기를 사용하여 기본 레이저 광의 일부를 변환하는 것으로써 해당 다운-변환된 시드 신호를 생성한다. 이들 접근법 각각의 장점은 다음의 설명에 언급된다.
도 6a를 참조하면, OPS(116D)는 통상적으로 다운-변환된 신호 시드 발생기(DCSSG)(117D)를 포함하는 데, 해당 발생기는 시드 레이저(603)와, 빔 결합기(611), 비선형 결정(607) 및 빔 스플리터(621)를 포함하는 OPA(119D)를 사용하여 구현된다. 시드 레이저(603)는 원하는 다운-변환된 신호 주파수(ωs)의 다운-변환된 시드 광(118D)을 직접 생성하고 다운-변환된 시드 광(118D)을 OPA(119D) 내의 빔 결합기(611)로 유도하도록 구성된다. 빔 결합기(611)는 다운-변환된 시드 광(118D)과 함께 기본 주파수(ω)의 기본 광 부분(127)(입력 레이저 광)을 접수하고 해당 기본 광 부분(127)과 다운-변환된 시드 광(118D)을 이들이 비선형 결정(607)으로 입사하도록 결합시키도록(즉, 동일 선상의 경로를 따라 유도하도록) 구성된다. 비선형 결정(607)은 유도된 기본 광 부분(127)의 다운-변환에 의해 다운-변환된 시드 신호(118)를 증폭하고 해당 증폭된 신호를 빔 스플리터(파장 분리기)(621)로 전송하도록 구성된다. 빔 스플리터(621)는 비선형 결정(607)으로부터 접수된 증폭된 신호에 존재하는 다른 주파수로부터 다운-변환된 신호(129)를 분리하고 해당 다운-변환된 신호(129)를 주파수 혼합 모듈(미도시)로 유도하도록 구성된다. 이들 성분 각각은 이후 더 상세하게 기술된다.
바람직한 실시예에서, 시드 레이저(603)는 다이오드 레이저 또는 저파워 섬유 레이저를 사용하여 구현되며, 다운-변환된 신호 주파수(ωs)의 시드 레이저 광(604)을 생성하도록 구성되며, 해당 시드 레이저 광은 이후 상기 주파수의 다운 변환 프로세스를 활성화시키는 데 사용된다. 시드 레이저(603)는 평균 파워가 약 1 mW~수백 mW의 범위에 있는 것만이 요구된다. 바람직한 실시예에서, 시드 레이저(603)는 예컨대, 격자를 사용하여 온도를 안정화시키는 것에 의해 안정화된다. 시드 레이저 주파수 및 대역폭은 다운-변환된 신호(129)의 주파수 및 대역폭을 결정한다. 시드 레이저를 사용하는 장점은 고파워 레이저보다 저파워 레이저의 안정성 및 대역폭의 제어가 훨씬 용이하다는 것이다. 안정적이고 좁은 대역폭의 시드 레이저는 다운-변환된 신호(129)의 대역폭과 안정성을 결정한다. 일 실시예에서, 시드 레이저(603)는 편광된 광을 발생시키고 이 편광된 광은 이후 기본광, 즉 입력 레이저 광(127)의 편광에 거의 수직하게 편광된 비선형 변환기(607) 내로 도입된다.
일 실시예에서, 빔 결합기(611)(예, 프리즘)는 기본 광 부분(127)과 전송된 시드 레이저 광(118D)이 비선형 변환기(607)를 통해 실질적으로 동일 선상으로 전파되도록 제2 파장을 전송하면서 제1 파장을 효율적으로 반사하는 다이크로익 코팅을 포함한다. 예를 들면, 도 6a에 예시된 바와 같이, 빔 결합기(611)는 예시된 바와 같이 기본 광 부분(127)과 시드 레이저 광(118D)이 비선형 변환기(607)를 통해 실질적으로 동일 선상으로 전송되도록 기본 광 부분(127)을 반사하고 시드 레이저 광(118D)을 전송한다. 대안적인 실시예(미도시)에서, 빔 결합기는 양자가 비선형 변환기를 통해 실질적으로 동일 선상으로 전파되도록 기본 광 부분을 전송하고 시드 레이저 광을 반사하도록 구성 및 배열된다.
일 실시예에서, 비선형 결정(607)은 입력 레이저 주파수(ω)와 다운-변환된 신호 주파수(ωs)에 대해 위상 매칭되거나 준-위상 매칭될 수 있는 임의의 적절한 비선형 광학 결정 또는 주기적으로 폴링된 비선형 광학 결정을 사용하여 구현된다. 하나의 바람직한 실시예에서, 비선형 결정(607)은 주기적으로 폴링된 리튬 니오베이트, 주기적으로 폴링된 마그네슘 산화물 도핑된 리튬 니오베이트, 주기적으로 폴링된 화학양론적 리튬 탄탈레이트(PPSLT), 주기적으로 폴링된 마그네슘 산화물 도핑된 화학양론적 리튬 탄탈레이트 및 주기적으로 폴링된 포타슘 티타닐 포스페이트(PPKTP) 중 하나를 포함한다.
일 실시예에서, 빔 스플리터(621)(예, 프리즘)는 원치않는 주파수(623)(예, 사용되지 않은 기본광 및 아이들러)로부터 다운-변환된 신호(129)를 분리하기 위해 공지 기술을 이용하여 구성 및 배치된다. 일 실시예(미도시)에서, 사용되지 않은 기본 광은 다음에 유도되는 기본 광 부분(127)의 레이저 펄스와 매칭되도록 설정된 시간 지연을 두고 비선형 변환기(607)의 입력으로 다시 재순환될 수 있다.
도 6b는 기본 레이저 광의 일부를 변환시키는 것에 의해 필요한 다운-변환된 신호 주파수(ωs)의 고출력 다운-변환된 신호(129)(약 3 W보다 큰 출력)를 발생시키는 제2의 예시적인 실시예에 따른 OPS(116E)를 나타낸다. OPS(116E)는 일반적으로 기존 주파수(ω)의 기존 광 부분(127)을 제1 서브부(127A)와 제2 서브부(127B)로 분할하도록 구성된 빔 스플리터(631)와, 기본 광 서브부(127A)를 변환시키는 것에 의해 다운-변환된 시드 신호(118E)를 생성하도록 구성된 광 파라메트릭 발진기(OPO: 즉 다운-변환된 시드 신호 발생기) 및 다운-변환된 시드 신호(118E)와 (제2) 기본 광 서브부(127B)를 혼합하도록 구성된 OPA(119E)를 포함한다. OPO(117E)는 집속 미러(632, 634)와 비선형 결정(633)에 의해 파장 선택기(637)와 출력 커플러(636) 사이에서 광이 반사되는 광학 공동을 형성하도록 예시된 바와 같이 동작 가능하게 구성된 제1 집속 미러(632), 비선형 결정(633), 제2 집속 미러(634), 파장 선택기(637) 및 출력 커플러(636)를 포함한다. OPS(116D)의 OPA(도 6a)와 유사하게, OPA(119E)는 빔 결합기(640), 비선형 결정(641) 및 파장 선택기(642)를 포함한다. 이들 성분 각각은 다음에 더 상세히 기술된다.
도 6b의 좌측을 참조하면, 일 실시예에서, 기본 주파수(ω)의 기본 광 부분(입력 레이저 광)(127)은 OPA(117E)로 유도되는 서브부(127A)가 입력 레이저 광(127)의 에너지의 50% 미만의 에너지를 포함하고 OPA(119E)로 유도되는 서브부(127B)가 입력 레이저 광(127)의 에너지의 50% 초과의 에너지를 포함하도록 빔 스플리터(631)에 의해 분할된다. 서브부(127A)는 집속 미러(632)를 통과하는 것에 의해 OPO(117E)로 진입된다. 집속 또는 모드 매칭 광학 장치(미도시)는 비선형 결정(633)의 중심 부분에 서브부(127A)를 집속하기 위해 입력 레이저 광(127)의 광로에서 OPO(117E) 앞에 배치될 수 있다.
비선형 결정(633)은 주파수(ω)의 서브부(127A)로부터 신호 주파수(ωs)의 광을 생성하기 위해 위상 매칭 또는 준-위상 매칭되도록 설계된다. 일 실시예에서, 비선형 결정(633)은 주기적으로 폴링된 리튬 니오베이트(PPLN) 또는 주기적으로 폴링된 화학양론적 리튬 탄탈레이트(PPSLT)와 같은 주기적으로 폴링된 재료를 포함한다. 비선형 결정(633)에 의해 신호 주파수 광으로 변환되지 않은 임의의 입력 레이저 광은 집속 미러(634)를 통과하여 버려질 수 있다. 집속 미러(634)는 비선형 결정(633)에서 생성되는 아이들러 주파수를 전달해야 하는 것도 바람직하다.
일 실시예에서, 집속 미러(634)는 신호 주파수(ωs)의 광에 대해 고반사성을 갖도록 구성되고 비선형 결정(633) 내에 생성되거나 이를 통과하는 신호 주파수의 광을 출력 커플러(636)로 유도하도록 배치된다. 출력 커플러(636)는 이것에 입사되는 신호 주파수(ωs)의 광의 제1 부분(약 20%의 비율)을 전송하고, 광의 제2 부분(약 80%)을 반사한다. 신호 주파수(ωs)의 광의 제2 부분은 집속 미러(634)로 다시 반사되며, 집속 미러는 해당 광을 비선형 결정(633)을 통해 집속 미러(632)로 재유도하고, 집속 미러(632)는 다시 해당 광을 파장 선택기(637)로 재유도한다.
파장 선택기(637)는 원하는 신호 주파수(ωs)를 중심으로 좁은 범위의 주파수에 대해 고반사성을 갖도록 공지 기술을 이용하여 구성된다. 예를 들면, 파장 선택기(637)는 약 0.2nm FWHM의 파장 범위를 반사할 수 있다. 파장 선택기(637)는 레이저 출력(140)의 파장이 기본 광의 제5 고조파와 신호 주파수(ωs)의 합에 대응하는 파장이므로 레이저 출력(140)(예, 도 1a 참조)의 파장을 결정하는 데 중요하다. 일 실시예에서, 파장 선택기(637)는 볼륨 브래그 격자를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 파장 선택기(637)는 그 중심 파장이 일정하게 유지되는 것을 보장하기 위해 일정 온도로 유지된다. 일 실시예에서, 레이저 출력(140)의 파장에 대한 작은 조정은 신호 주파수(ωs)를 변경하기 위해 파장 선택기(637)의 온도를 조정하는 것에 의해 이루어질 수 있다.
신호 주파수(ωs)의 다운-변환된 광은 파장 선택기(637)로부터의 반사 후에 집속 미러(632)로 복귀되고, 집속 미러는 해당 광을 다시 비선형 결정(633)으로 유도한다. 비선형 결정(633)으로부터 집속 미러(634)로, 출력 커플러(636)로, 다시 집속 미러(634)로, 비선형 결정(633)을 통해 집속 미러(632)로, 파장 선택기(637)로, 다시 집속 미러(632)로, 다시 비선형 결정(633)까지의 신호 주파수(ωs)의 광이 추종하는 광로 길이는 신호 주파수(ωs)의 광의 각 펄스가 입력 레이저 광(127)의 펄스와 실질적으로 동시에 다시 비선형 결정(633)에 도달하도록 형성되어야 한다. 이 구성은 입력 레이저 광(127)과 신호 주파수의 광의 펄스가 비선형 결정(633)을통해 실질적으로 공동 전파되어 입력 레이저의 다운-변환이 신호 주파수(ωs)의 광으로 유도될 수 있는 것을 보장하도록 사용된다. 바람직한 실시예에서, 광로 길이는 입력 레이저 광(127)의 펄스에 대한 신호 주파수(ωs)의 광의 펄스의 도달 시간의 불일치가 입력 레이저 광(127)의 펄스에 대해 약 10% 미만이 되도록 구성되어야 한다.
일 실시예에서, 집속 미러(632, 634)는 신호 주파수의 광의 펄스가 전술한 완전한 순환 후에 다시 비선형 결정(633)에 도달하고 비선형 결정의 중심 근처에 집속된 후 입력 레이저 광(127)의 펄스와 실질적으로 공간적으로 중첩되도록 설정된 초점 거리를 포함하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 파장 선택기(637) 및/또는 출력 커플러(636)는 집속 미러(632, 634) 대신에 또는 추가로 신호 주파수(ωs)의 광을 집속할 수 있다. 다른 실시예에서, 집속 미러 대신에 또는 추가로 신호 주파수를 재집속하기 위해 하나 이상의 렌즈를 사용할 수 있다.
출력 커플러(636)와 파장 선택기(637)의 상대 위치는 신호 주파수(ωs)의 광과 입력 레이저 광의 제2 부분(127B)을 빔 결합기(640)로 재유도하기 위해 추가의 미러 및/또는 프리즘을 합체하는 적절한 레이아웃 변경을 행하는 경우 교환될 수 있음에도 유의하라. 도 6b에 도시된 레이아웃은 동작의 원리를 설명하기 위해 예시한 것으로 의도된 것이다.
당업계에 공지된 다른 OPO 구성이 OPO(117E)를 대체할 수 있다. 예를 들면, 링 공동(ring cavity) OPO 또는 보우타이 공동(bow-tie cavity) OPO를 사용할 수 있다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 OPO(117E)에 대해 다른 변형을 행할 수 있다. 예를 들면, 파장 선택기(637) 대신에 미러를 사용할 수 있고, 신호 주파수(ωs)의 광로에 투과 파장 선택기(미도시)를 포함할 수 있다. 예컨대 소형의 전체 크기를 유지하면서 원하는 광로 길이를 달성하기 위해 OPO(117E)에 추가의 평 미러 또는 프리즘을 포함시킬 수 있다.
예컨대 1 W보다 큰 고파워 레이저 출력(140)의 경우, 기본 광의 제2 고조파가 아닌 기본 레이저 광으로부터 직접 신호 파장(ωs)을 발생시키는 것이 바람직하다. 그 이유는, 저파워가 소비되므로 주어진 출력 파워에 저파워 기본 레이저(102)(예, 도 1a)가 사용될 수 있기 때문이다. 일반적으로, OPO는 대략 1 W 이상의 레이저 출력(140)을 발생시키는 데 필요할 수 있는 수 W 이상의 파워와 같은 신호 주파수(ωs)의 높은 평균 출력 파워를 발생시킬 수 있다. 본 발명은 1㎛ 근처의 기본 파장으로부터 약 180nm~약 185nm의 파장의 레이저 출력(140)을 발생시키는 것을 지향한다. 이것은 약 1.2㎛~약 1.6㎛의 파장(도 3에 일부 예시적인 파장 조합이 예시됨)에 대응하는 신호 주파수(ωs)를 필요로 한다. 기본 레이저 의 파장보다 짧은 파장의 생성은 신호 주파수가 예컨대 약 4㎛보다 긴 장파장을 가져야 할 때와 동일한 시간에 아이들러가 생성되었음을 의미한다. 1㎛ 근처의 파장으로부터 약 1.2㎛~약 1.6㎛의 신호 파장을 발생시키는 데 적합한, PPLN 및 PPSLT와 같은, 용이하게 구매 가능한 고이득 고품질의 비선형 결정은 약 4㎛보다 큰 파장에서 강력한 흡수 성능을 보여주고 있다. OPO(117E)가 원하는 범위의 신호 주파수의 고파워를 생성하는 데 사용되면, 아이들러도 상당한 파워를 보유할 것이다. 비선형 결정(633)에 의한 아이들러의 흡수 때문에, 아이들러 파워가 높은 경우 비선형 결정(633) 내에 상당한 온도 구배가 형성될 것이다. 이들 온도 구배는 비선형 결정(633)의 광학적 성질을 부분적으로 변동시켜서 신호 주파수(ωs)로 생성된 광에 대해 불규칙한 프로파일 및 가능하게는 OPO(117E)의 불안정한 동작을 야기하게 된다.
본 발명에서는 이들 문제점을 예컨대 수백 mW의 평균 파워과 같은 상대적으로 낮은 신호 주파수(ωs)의 출력 파워를 생성하도록 OPO(117E)를 동작시키는 것으로 극복하고 있다. 이러한 출력 파워에서는 비선형 결정(633)의 국부적 가열이 최소화되고 OPO(117E)는 다운-변환된 시드 신호(118E)에 대해 양호한 프로파일을 가지고 안정적으로 동작될 수 있다. 비선형 결정(633)은 예컨대 손상 또는 열적 특성에 대한 염려가 적고 PPLN 또는 PPSLT와 같은 높은 비선형 계수를 가지는 긴 길이의 재료를 사용하는 것에 의해 변환 효율을 최대화하도록 선택될 수 있다.
본 발명에서 OPO(117E)에 의해 생성된 신호 주파수(ωs)의 광은 OPA(119E)에 의해 다운-변환된 신호(129)로서 필요한 파워 레벨로 증폭된다. 빔 결합기(640)는 입력 레이저 광(127)의 제2 부분과 OPO(117E)로부터의 신호 주파수(ωs)의 광을 결합시킨다. 빔 스플리터(631)로부터 빔 결합기(640)까지의 광로 길이는 입력 레이저 광의 펄스가 신호 주파수(ωs)의 광의 펄스와 거의 동시에 빔 결합기(640)에 도달하도록 형성되어야 한다. 펄스들이 거의 동시에 640에 도달하는 것을 보장하기 위해 631과 640 사이 및/또는 636과 640 사이의 광로에 추가의 미러, 프리즘 또는 다른 광학 요소를 배치할 수 있다. 입력 레이저 광(127)의 제2 부분과 신호 주파수(ωs)의 광이 실질적으로 공간적으로 중첩되고 양자가 비선형 결정(641)의 중심 근처에 집속되는 것을 보장하는 데 필요한 소정의 광로에 렌즈, 곡면 미러 또는 다른 광학 요소(미도시)를 사용할 수 있다.
빔 결합기(640)는 광 펄스를 비선형 결정(641)으로 유도한다. 비선형 결정(641)은 제2 기본 광 서브부(127B)의 유도된 다운-변환에 의해 신호 주파수(ωs)의 광을 증폭시킨다. 파장 분리기(642)는 임의의 사용하지 않은 입력 레이저 광(643)과 임의의 아이들러로부터 다운-변환된 신호(129)를 분리한다. 파장 분리기(642)는 편광 빔 스플리터(다운-변환된 신호(129)가 입력 레이저 광과 다른 편광을 가지는 경우), 다이크로익 미러, 펠린-브로카(Pellin-Broca) 프리즘 또는 당업계에 공지된 임의의 다른 적절한 파장 분리기를 포함할 수 있다. 비선형 결정(641)은 입력 레이저 주파수(ω)와 다운-변환된 신호 주파수(ωs)에 대해 위상 매칭되거나 준-위상 매칭될 수 있는 임의의 적절한 비선형 광학 결정 또는 주기적으로 폴링된 비선형 광학 결정을 포함할 수 있다. 하나의 바람직한 실시예에서, 비선형 결정(641)은 PPSLT 또는 주기적으로 폴링된 Mg-도핑된 SLT를 포함한다. 이들 재료는 보다 높은 파워 레벨에서의 동작에 특히 적합하다.
다운-변환된 신호(129)는 비선형 결정(641)을 통해 단 한번만 통과되므로, 결정(641) 내 열적 구배는 유사한 출력 파워를 생성하도록 구성된 OPO에서 야기될 수 있는 것보다 광의 프로파일의 열화를 덜 야기시킨다. 즉, OPA(119E)가 OPO로 대체되면(예, OPO(117E)와 같이 구성됨), 신호 주파수(ωs)의 광은 그 비선형 결정(예, OPO(117E)의 비선형 결정(633))을 통해 여러 번 통과되는 것이 요구될 수 있고, 그에 따라 아이들러에 의해 상당한 가열이 야기될 수 있다. 따라서, 먼저 저파워 시드 신호를 생성한 후 시드 신호와 기본 광의 일부를 혼합하여 필요한 주파수 및 파워 레벨의 다운-변환된 신호(129)를 생성하는 2-단계 접근법을 이용하는 것에 의해, 본 발명은 OPO만을 사용하여 고파워의 다운-변환된 신호(129)를 생성하는 중요한 제한을 극복하고 있다.
도 1b를 참조하면, 전술한 바와 같이, 레이저 어셈블리(100B)는 레이저 어셈블리(100A)(도 1a)와 유사한 데, 이는 양자의 레이저 어셈블리가 기본 파장(ω)을 가지는 기본 광(128)을 생성하도록 구성된 기본 레이저(102), 기본 광(128)의 일부(127)를 접수하여 다운-변화된 신호(129)를 생성하도록 광학적으로 결합된 OPS(116), 제5 고조파 모듈(157) 및 다운-변환된 신호(129)와 제5 고조파 발생기(157)로부터의 제5 고조파 레이저 광(134)을 접수 및 혼합하여 레이저 출력 광(140)을 생성하도록 구성된 주파수 혼합 모듈(104)를 포함하고 있는 점에서 그러하다. 추가로, OPS(116)는 DCSSG(117)를 사용하여 다운-변환된 파장의 저파워 다운-변환된 시드 신호(118)를 생성하고 다운-변환된 시드 신호(118)와 기본 광 부분(127)을 혼합하는 것에 의해 다운-변환된 신호(129)를 생성한다.
레이저 어셈블리(100B)와 레이저 어셈블리(100A)(도 1a) 사이의 첫 번째 차이점은 기본 레이저(102)에 의해 생성된 기본 광(128)의 전부가 제2 고조파 생성 모듈(153)로 전송되고 OPS(116)와 제5 고조파 모듈(157)로 공급된 광 부분(127, 130)은 제2 고조파 생성 모듈(153)로부터 출사되는 사용되지 않은 기본 광(182)으로부터 얻어진다는 것이다. 이 접근법은 기본 레이저(102)가 제2 기본 광 및 사용하지 않은 기본 광을 출력하는 경우(즉, 기본 레이저가 제2 고조파 생성 모듈(153)을 효과적으로 포함하는 경우)에 대한 유리한 대안을 예시한다. 이러한 대안을 가능하게 하기 위해, 제1 빔 스플리터(181)를 사용하여 제2 고조파 생성 모듈(153)로부터 출사되는 제2 고조파 광(189)을 사용되지 않은 기본 광(182)으로부터 분리함으로써 제2 고조파 광(189)이 제4 고조파 생성 모듈(155)로 전송되고 사용되지 않은 기본 광(182)이 각각 OPS(116)와 제5 고조파 모듈(157)로 유도되는 광 부분(127, 130)을 생성하는 제2 빔 스플리터(183)로 전송된다.
전술한 차이점 외에는 레이저 어셈블리(100B)의 동작은 레이저 어셈블리(100A)와 기본적으로 동일하다. 제2 고조파 생성 모듈(153)은 제1 주파수 배가 모듈(202)(도 2)과 실질적으로 유사하게 기능하고 실질적으로 유사하게 구성될 수 있다. 제4 고조파 생성 모듈(155)은 제2 주파수 배가 모듈(203)(도 2)과 실질적으로 유사하게 기능하고 실질적으로 유사하게 구성될 수 있다. 제5 고조파 생성 모듈(157)은 주파수 합산 모듈(204)(도 2)과 실질적으로 유사하게 기능하고 실질적으로 유사하게 구성될 수 있다. 다시 말해, 모듈(153, 155, 157)은 제5 고조파 생성 모듈(103)과 실질적으로 동일한 기능을 수행하지만 다양한 모듈 사이의 기본 광의 전달은 상이하다.
도 7~12는 전술한 183nm 레이저 중 하나를 포함할 수 있는 시스템을 보여준다. 이들 시스템은 광 마스크, 레티클 또는 웨이퍼 검사 및 계측 용도에 사용될 수 있다.
도 7은 단일 센서(770)를 사용하여 이미지 또는 신호의 2개 채널을 동시에 검출하는 레티클, 광 마스크 또는 웨이퍼 검사 시스템(700)을 보여준다. 광원(레이저 어셈블리)(709)은 여기에 기술된 바와 같이 약 180nm~약 185nm의 범위(예, 183nm)의 출력 파장을 가지는 레이저 출력 광(710)을 생성하도록 구성된다. 광원(709)은 펄스 반복률 멀티플라이어(multiplier) 및/또는 코히런스(coherence) 감소 구성을 더 포함할 수 있다. 2개의 이미지/신호 채널은 스테이지(730)에 배치되는 검사된 대상이 투명하거나(예, 레티클 또는 광 마스크) 입사각, 편광 상태, 파장 범위 또는 이들의 일부 조합과 같은 2개의 다른 조사 모드를 포함할 수 있을 때 반사 및 투과된 광을 포함할 수 있다.
도 7에 예시된 바와 같이, 검사 시스템(700)은 광원(709)으로부터 스테이지(730)에 배치된 피검체로 조명(레이저 출력 광)(710)을 릴레이하도록 공지 기술을 이용하여 구성된 광학계인 조명 릴레이(제1) 광학 요소(715, 712)를 포함한다. 피검체는 레티클, 광 마스크, 반도체 웨이퍼 또는 다른 검사 대상 물품일 수 있다. 검사 시스템(710)은 피검체에 의해 영향을 받는(즉, 피검체로부터 반사, 산란 및/또는 투과) 조명(710)의 일부(710')를 센서(770)로 릴레이시키도록 공지 기술을 이용하여 구성된 광학계인 이미지 릴레이(제2) 광학 요소(740, 755, 760)를 더 포함한다. 2개의 채널에 대해 검출된 신호 또는 이미지에 대응하는 데이터는 데이터(780)로 예시되며, 처리를 위치 컴퓨터(미도시)로 전송된다.
레티클 또는 광 마스크로부터 투과 및 반사된 광을 측정하도록 구성될 수 있는 레티클 또는 광 마스크 검사 시스템의 다른 세부는 Emery 등에게 허여된 미국 특허 제5,563,702호와 Kvamme 등에게 허여된 미국 특허 제7,352,457호 및 Brown 등에게 허여된 미국 특허 제7,528,943호에 기술되며, 이들 특허는 여기에 참조로 포함된다.
도 8은 다중 대물 렌즈와 전술한 183nm 레이저 어셈블리 중 하나를 포함하는 예시적인 검사 시스템(800)을 나타낸다. 시스템(800)에서, 레이저 광원(801)으로부터의 조명은 조명 서브시스템의 여러 섹션으로 보내진다. 조명 서브시스템의 제1 섹션은 요소(802a~806a)를 포함한다. 렌즈(802a)는 레이저 광원(801)으로부터의 광을 집속한다. 렌즈(802a)로부터의 광은 미러(803a)로부터 반사된다. 미러(803a)는 조사를 위해 이 위치에 배치되며, 다른 곳에 배치될 수 있다. 미러(803a)로부터의 광은 이후 조명 퍼필면(pupil plane)(805a)을 형성하는 렌즈(804a)에 의해 수집된다. 검사 모드의 요건에 따라 퍼필면(805a)에 광을 변형시키는 개구, 필터 또는 다른 장치를 배치할 수 있다. 이후 퍼필면(805a)으로부터의 광은 렌즈(806a)를 통과하여 조명 필드면(807; field plane)을 형성한다.
조명 서브시스템의 제2 섹션은 요소(802b~806b)를 포함한다. 렌즈(802b)는 레이저 광원(801)으로부터의 광을 집속한다. 렌즈(802b)로부터의 광은 미러(803b)로부터 반사된다. 미러(803b)로부터의 광은 이후 조명 퍼필면(pupil plane)(805b)을 형성하는 렌즈(804b)에 의해 수집된다. 검사 모드의 요건에 따라 퍼필면(805b)에 광을 변형시키는 개구, 필터 또는 다른 장치를 배치할 수 있다. 이후 퍼필면(805b)으로부터의 광은 렌즈(806b)를 통과하여 조명 필드면(807)을 형성한다. 제2 섹션으로부터의 광은 이후 조명 필드면(807)에서의 조명 필드 광 에너지가 결합된 조명 섹션으로 이루어지도록 미러 또는 반사면에 의해 재유도된다.
필드면 광은 이후 빔 스플리터(810)로부터 반사되어 오기 전에 렌즈(809)에 의해 수집된다. 렌즈(806a, 809)는 대물 퍼필면(811)에 제1 조명 퍼필면(805a)의 이미지를 형성한다. 유사하게, 렌즈(806b, 809)는 대물 퍼필면(811)에 제2 조명 퍼필면(805b)의 이미지를 형성한다. 대물 렌즈(812)(또는 대안적으로 813)는 이후 퍼필 광을 취하여 샘플(814)에 조명 필드(807)의 이미지를 형성한다. 대물 렌즈(812 또는 813)는 샘플(814)에 인접하게 배치될 수 있다. 샘플(814)은 샘플을 원하는 위치에 배치하는 스테이지(미도시) 상에서 이동될 수 있다. 샘플(814)로부터 반사 및 산란된 광은 높은 NA의 반사 굴절 대물 렌즈(812 또는 813)에 의해 수집된다. 대물 퍼필면(811)에서 반사된 퍼필 광을 형성한 후, 광 에너지는 촬상 서브시스템 내에 내부 필드(816)를 형성하기 전에 빔 스플리터(810)와 렌즈(815)를 통과한다. 이 내부 촬영 필드는 샘플(814)과 대응하는 조명 필드(807)의 이미지이다. 이 필드는 조명 필드에 대응하는 다중 필드로 공간적으로 분리될 수 있다. 이들 필드 각각은 별도의 촬영 모드를 지원할 수 있다. 예를 들면, 하나의 촬영 모드는 브라이트-필드 촬영 모드일 수 있지만 다른 모드는 다크-필드 촬영 모드일 수 있다.
이들 필드 중 하나는 미러(817)를 사용하여 재유도될 수 있다. 재유도된 광은 다른 이미징 퍼필(819b)을 형성하기 전에 렌즈(818b)를 통과한다. 이 이미징 퍼필은 퍼필(811)과 대응하는 조명 퍼필(805b)의 이미지이다. 검사 모드의 요건에 따라 퍼필면(819b)에 광을 변형시키는 개구, 필터 또는 다른 장치를 배치할 수 있다. 퍼필면(819b)으로부터의 광은 렌즈(820b)를 통과하여 이미지 또는 센서(821b)를 형성한다. 유사한 방식으로, 미러 또는 반사면(817)을 지나는 광은 렌즈(818a)에 의해 수집되어 이미징 퍼필(819a)을 형성한다. 이미징 퍼필(819a)로부터의 광은 이후 검출기(821a)에 이미지를 형성하기 전에 렌즈(820a)에 의해 수집된다. 검출기(821a)에 결상된 광은 센서(821b)에 결상된 광과 다른 이미징 모드에 사용될 수 있다.
시스템(800)에 채용된 조명 서브시스템은 레이저 광원(801), 수집 광학 요소(802~804), 퍼필면(805)에 인접 배치된 빔 형성 요소 및 릴레이 광학 요소(806, 809)로 이루어진다. 렌즈(806, 809) 사이에 내부 필드면(807)이 위치된다. 바람직한 하나의 구성에서, 레이저 광원(801)은 전술한 183nm 레이저 중 하나를 포함할 수 있다.
레이저 광원(801)과 관련하여, 2개의 투과 포인트 또는 각도를 가지는 단일의 일정한 블록으로서 예시되고 있지만, 실제 이것은 예컨대, 요소(802a~806a)를 통과하는 제1 주파수(예, 183nm 근처의 디프 UV 파장)의 레이저 광 에너지와 같은 광 에너지의 제1 채널 및 요소(802b~806b)를 통과하는 제2 주파수(예, 상기 동일한 레이저와 다른 제4 또는 제5 고조파와 같은 고조파 또는 다른 레이저로부터의 광)의 레이저 광 에너지와 같은 광 에너지의 제2 채널 등 2개의 조명 채널을 제공할 수 있는 레이저 광원을 나타낸다.
레이저 광원(801)으로부터의 광 에너지는 90도 떨어져서 방출되는 것으로 예시되고 요소들(802a~806a, 802b~806b)는 90도 각도로 배향되어 있지만, 실제로 광은 반드시 2차원인 것은 아니고 다양한 방위로 방출될 수 있으며, 상기 요소들은 예시된 것과 달리 배향될 수 있다. 따라서 도 8은 채용된 요소의 단순한 표현이며, 예시된 각도 또는 거리는 비율대로 작도된 것도 아니고 설계에 구체적으로 필요한 것도 아니다.
퍼필면(805a/805b)에 인접 배치된 요소들은 개구 형상화의 개념을 이용하는 현재의 시스템에 채용될 수 있다. 이 설계를 사용하면, 개별 포인트 조면, 링 조명, 사극(quadrapole) 조명 또는 다른 원하는 패턴은 물론, 일정한 조명 또는 유사 일정 조명을 실현할 수 있다.
대물 렌즈에 대한 다양한 구현예들은 범용 이미징 서브시스템에 채용될 수 있다. 단일 고정 대물 렌즈가 사용될 수 있다. 단일 대물 렌즈는 모든 소망하는 이미징 및 검사 모드를 지원할 수 있다. 이러한 설계는 이미징 시스템이 비교적 큰 필드 크기와 비교적 높은 개구수(numerical aperture)를 지원한다면 달성될 수 있다. 개구수는 퍼필면(805a, 805b, 819a, 819b)에 배치된 내부 개구를 사용하는 것에 의해 원하는 값으로 감소될 수 있다.
도 8에 예시된 바와 같이 다수의 대물 렌즈도 사용될 수 있다. 예를 들면, 2개의 대물 렌즈(812, 813)가 예시되어 있지만, 임의의 개수가 가능하다. 이러한 설계에서 각각의 대물 렌즈는 레이저 광원(801)에 의해 생성된 각각의 파장에 대해 최적화될 수 있다. 이들 대물 렌즈(812, 813)는 고정된 위치를 가지거나 샘플(814)에 근접된 위치로 이동될 수 있다. 다수의 대물 렌즈를 샘플에 인접하게 이동시키기 위해, 표준 현미경에서 공통적인 바와 같이 회전 터렛(turret)을 사용할 수 있다. 한정되는 것은 아니지만 스테이지 상에서 대물 렌즈의 외측으로의 병진 이동 및 각도계를 사용한 아크 상에서의 대물 렌즈의 병진 이동을 포함하여 대물 렌즈를 샘플에 인접하게 이동시키기 위한 다른 설계가 가능하다. 추가로, 고정된 대물 렌즈 및 터렛 상의 다수의 대물 렌즈의 임의의 조합을 본 발명의 시스템에 따라 달성할 수 있다.
본 구성의 최대 개구수는 0.97 이상일 수 있지만, 어떤 경우에는 더 작을 수 있다. 큰 필드 크기와 결합된 높은 개구수의 반사 굴절 이미징 시스템에 의해 가능한 넓은 범위의 조명 및 수집 각도는 시스템이 다중 검사 모드를 동시에 지원할 수 있게 해준다. 전술한 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 다중 이미징 모드는 조명 장치와 관련하여 단일 광학계 또는 장치를 사용하여 구현될 수 있다. 조명 및 수집을 위해 개시된 높은 NA는 동일한 광학계를 사용하여 이미징 모드의 구현을 허용함으로써 다른 종류의 결함 또는 샘플에 대한 이미징의 최적화를 허용한다.
이미징 서브시스템은 중간 이미징 형성 광학 요소(815)를 더 포함한다. 이미지 형성 광학 요소(815)의 목적은 샘플(814)의 내부 이미지(816)을 형성하기 위한 것이다. 이 내부 이미지(816)에는 검사 모드 중 하나에 대응하여 광을 재유도하도록 미러(817)를 배치할 수 있다. 이미징 모드를 위한 광은 공간적으로 분리되어 있으므로 이 위치에 광을 재유도하는 것이 가능하다. 이미지 형성 광학 요소(818: 818a, 818b)(820: 820a, 820b)는 다초점 줌, 집속 광학 요소를 갖는 다중 무한 초점 튜브 렌즈 또는 다중 이미지 형성 자기(mag) 튜브를 포함하는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있다. 2011년 6월 7일자 허여되고 여기에 참조로 포함된 미국 특허 제7,957,066호는 시스템(800)에 대한 추가적인 상세를 기술하고 있다.
도 9는 브라이트-필드와 다크-필드 검사 모드를 갖는 검사 시스템으로서 구성된 예시적인 반사 굴절 이미징 시스템(900)을 보여준다. 시스템(900)은 2개의 조명 광원인 레이저(901)와 광대역 광 조명 모듈(920)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 레이저(901)는 여기에서 설명되는 바와 같은 183nm 레이저를 포함할 수 있다.
다크-필드 모드에서, 레이저(901)로부터의 광은 검사되는 표면 상의 레이저 조명 빔 크기 및 프로파일을 조절하는 적합화 광학 요소로 유도된다. 기계적 하우징(904)은 개구 및 윈도우(903)와, 샘플(908)의 표면에 대해 수직 입사되는 광축을 따라 레이저를 재유도시키는 프리즘을 포함한다. 프리즘(905)은 샘플(908)의 표면 특징부로부터의 정반사를 대물 렌즈(906) 외부로 유도하기도 한다. 대물 렌즈(906)는 샘플(908)에 의해 산란된 광을 수집하고 해당 산란 광을 센서(909)에 집속한다. 대물 렌즈(906)용 렌즈들은 반사 굴절 대물 렌즈(912), 집속 렌즈 그룹(913) 및 튜브 렌즈 섹션(914)의 일반적인 형태로 제공될 수 있으며, 이들은 선택적으로 줌 능력을 포함할 수 있다.
브라이트-필드 모드에서, 광대역 조명 모듈(920)은 광대역 광을 빔 스플리터(910)로 유도하며, 빔 스플리터는 해당 광을 집속 렌즈 그룹(913) 및 반사 굴절 대물 렌즈(912) 측으로 반사한다. 반사 굴절 대물 렌즈(912)는 샘플(908)을 광대역 광으로 조사한다. 샘플(908)로부터 반사 또는 산란된 광은 대물 렌즈(906)에 의해 수집된 후 센서(909)에 집속된다. 광대역 조명 모듈(920)은 예컨대, 레이저-펌핑된 플라즈마 광원 또는 아크 램프를 포함한다. 광대역 조명 모듈(920)은 반사 굴절 대물 렌즈(912)에 대한 샘플(908)의 높이를 조절하는 신호를 제공하는 자동-초점 시스템을 포함할 수 있다.
모두가 여기에 참조로 포함된, Chuang 등에게 허여된 "반사 굴절 광학계에서 레이저 다크-필드 조명을 위한 빔 전달 시스템"이란 제하의 미국 특허 제7,345,825호, Armstrong에게 허여된, "반사 굴절 광학계에서 레이저 다크-필드 조명을 위한 외부 빔 전달 시스템"이란 제하의 미국 특허 제8,665,536호 및 Armstrong에게 허여된 "비구면 표면을 갖는 반사 굴절 대물 렌즈를 사용하는 외부 빔 전달 시스템"이란 제하의 미국 특허 제8,896,917호는 시스템(900)을 더 상세히 기술하고 있다.
도 10a는 표면(1011)의 영역들을 검사하기 위한 조명 시스템(1001) 및 수집 시스템(1010)을 포함하는 표면 검사 장치(1000)를 예시한다. 도 10a에 예시된 바와 같이, 레이저 시스템(1020)은 렌즈(1003)를 통해 광 빔(1002)을 유도한다. 바람직한 실시예에서, 레이저 시스템(1020)은 전술한 183nm 레이저 중 하나와, 어닐링 처리된 결정 및 수분 또는 다른 환경적 오염으로부터 보호함으로써 표준 동작 중에 결정의 어닐링 처리된 상태를 유지하는 하우징을 포함한다. 제1 빔 형성 광학 요소는 레이저로부터의 빔을 접수하고 해당 빔을 결정 내외에 빔 웨이스트의 타원형 단면으로 집속하도록 구성될 수 있다.
렌즈(1003)는 그 주요면이 실질적으로 샘플 표면(1011)에 평행하도록 배향되며, 그 결과, 렌즈(1003)의 초점면 내의 표면(1011)에 조명 라인(1005)이 형성된다. 추가로, 광 빔(1002)과 집속 빔(1004)은 표면(1011)에 대해 직교하지 않는 입사 각도로 유도된다. 특히, 광 빔(1002)과 집속 빔(1004)은 표면(1011)에 대한 수직 방향으로부터 약 1도~약 85도의 각도로 유도될 수 있다. 이 방식으로, 조명 라인(1005)은 집속 빔(1004)의 입사 평면에 실질적으로 존재한다.
수집 시스템(1010)은 조명 라인(1005)으로부터 산란된 광을 수집하기 위한 렌즈(1012)와 렌즈(1012)에서 나오는 광을 감광 검출기의 어레이를 포함하는 전하 결합 소자(CCD)(1014)와 같은 장치로 집속하기 위한 렌즈(1013)를 포함한다. 일 실시예에서, CCD(1014)는 검출기들의 선형 어레이를 포함할 수 있다. 이러한 경우, CCD(1014) 내의 검출기들의 선형 어레이는 조명 라인(1015)에 평행하게 배향될 수 있다. 일 실시예에서, CCD(1014)는 전자-충돌 CCD 또는 에벌란시(avalanche) 광 검출기들의 선형 어레이일 수 있다. 일 실시예에서, 다수의 수집 시스템이 포함될 수 있는 데, 수집 시스템 각각은 유사한 성분을 포함하지만 방위는 상이하다.
예를 들면, 도 10b는 표면 검사 장치(예컨대 조명 시스템(1001)과 유사한 조명 시스템은 단순성을 위해 도시 생략됨)를 위한 수집 시스템들(1031, 1032, 1033)의 예시적인 어레이를 나타낸다. 수집 시스템(1031)의 제1 광학 요소는 샘플(1011)의 표면으로부터 제1 방향으로 산란되는 광을 수집한다. 수집 시스템(1032)의 제2 광학 요소는 샘플(1011)의 표면으로부터 제2 방향으로 산란되는 광을 수집한다. 수집 시스템(1033)의 제3 광학 요소는 샘플(1011)의 표면으로부터 제3 방향으로 산란되는 광을 수집한다. 제1, 제2 및 제3 경로는 상기 샘플(1011)의 표면에 대해 상이한 입사 각도임에 유의하라. 샘플(1011)을 지지하는 플랫폼(1035)을 사용하여 샘플(1011)의 전체 표면을 스캔할 수 있도록 광학 요소와 샘플(1011) 간의 상대 동작을 야기할 수 있다. 2009년 4월 28일자로 Leong 등에게 허여되고 여기에 참조로 포함된 미국 특허 제7,525,649호는 표면 검사 장치(1000)와 다른 다중 수집 시스템을 더 상세히 설명하고 있다.
도 11은 표면(1101) 상의 이상을 검사하기 위해 사용될 수 있는 표면 검사 시스템(1100)을 예시한다. 본 실시예에서, 표면(1101)은 전술한 183nm 레이저 중 하나를 포함하는 레이저 시스템(1130)에서 실질적으로 고정적인 조명 장치부에 의해 조명될 수 있다. 레이저 시스템(1130)의 출력은 빔의 확장 및 집속을 위해 편광 광학 요소(1121), 빔 확장기 및 개구(1122), 및 빔-형성 광학 요소(1121)를 통해 연속적으로 통과될 수 있다.
이후 집속된 레이저 빔(1102)은 표면의 조사를 위해 빔(1105)을 표면(1101) 측으로 유도하기 위해 빔 폴딩 성분(1103) 및 빔 편향기(1104)에 의해 반사된다. 바람직한 실시예에서, 빔(1105)은 표면(1101)에 대해 실질적으로 수직 또는 직교하지만 다른 실시예에서 빔(1105)은 표면(1101)에 대해 경사진 각도로 존재할 수 있다.
일 실시예에서, 빔(1105)은 표면(1101)에 대해 실질적으로 직교 또는 수직하고, 빔 편향기(1104)는 표면(1101)으로부터 빔 전향 성분(1103)를 향하여 빔의 정반사를 반사시킴으로써 정반사가 검출기에 도달하는 것을 방지하는 차폐부로서 작용한다. 정반사의 방향은 샘플의 표면(1101)에 수직한 SR 라인을 따른다. 빔(1105)이 표면(1101)에 수직한 일 실시예에서, 이 SR 라인은 조명 빔(1105)의 방향과 일치하며, 공통 기준 선 또는 방향은 여기서 검사 시스템(1100)의 축으로서 지칭된다. 빔(1105)이 표면(1101)에 대해 경사 각도로 존재하는 경우, 정반사(SR)의 방향은 빔(1105)의 입사 방향과 일치하지 않을 수 있으며, 이러한 경우, 표면 법선의 방향을 지시하는 SR 라인은 검사 시스템(1100)의 수집부의 주축으로서 지칭된다.
작은 입자에 의해 산란되는 광은 미러(1106)에 의해 수집된 후 개구(1107)와 검출기(1108) 측으로 유도된다. 큰 입자에 의해 산란되는 광은 렌즈(1109)에 의해 수집된 후 개구(1110)와 검출기(1111) 측으로 유도된다. 일부 큰 입자들은 역시 수집된 후 검출기(1108)로 유도되는 광을 산란시킬 것이고 마찬가지로 일부 작은 입자들은 역시 수집된 후 검출기(1111)로 유도되는 광을 산란시킬 것이지만, 이러한 광은 각각의 검출기가 검출하고자 설계된 산란 광의 강도보다 상대적으로 작은 강도를 가짐을 알아야 한다. 일 실시예에서, 검출기(1111)는 감광 요소의 어레이를 포함할 수 있고, 감광 요소 어레이의 각각의 감광 요소는 조명 라인의 확대된 이미지의 대응하는 부분을 검출하도록 구성된다. 일 실시예에서, 검사 시스템은 패턴화되지 않은 웨이퍼 상의 결함을 검출하는 데 사용되도록 구성될 수 있다. 2001년 8월 7일자로 Marx 등에게 허여되고 여기에 참조로 포함된 미국 특허 제6,271,916호는 검사 시스템(1100)을 더 상세히 기술하고 있다.
도 12는 수직 및 경사 조명 빔 모두를 사용하여 이상 검출을 실시하도록 구성된 검사 시스템(1200)을 예시한다. 이 구성에서, 여기서 설명되는 183nm 레이저 중 하나를 포함하는 레이저 시스템(1230)은 레이저 빔(1201)을 제공할 수 있다. 렌즈(1202)는 공간 필터(1203)를 통한 빔(1201)을 집속하고 렌즈(1204)는 빔을 평행 시준시키고 빔을 편광 빔 스플리터(1205)로 전달한다. 빔 스플리터(1205)는 제1 편광 성분을 수직 조명 채널로 그리고 제2 편광 요소를 경사 조명 채널로 통과시키며, 제1 및 제2 성분은 직교한다. 수직 조명 채널(1206)에서, 제1 편광 요소는 광학 요소(1207)에 의해 집속된 후 미러(1208)에 의해 샘플(1209)의 표면 측으로 반사된다. 샘플(1209)에 의해 산란된 광은 포물면 미러(1210)에 의해 수집되어 검출기 또는 광 멀티플라이어 튜브(1211)에 집속된다.
경사 조명 채널(1212)에서, 제2 편광 성분은 빔 스플리터(1205)에 의해 빔을 반파 플레이트(1214; half-wave plate)를 통해 반사하는 미러(1213)로 반사되고, 광학 요소(1215)에 의해 샘플(1209)로 집속된다. 경사 채널(1212) 내에서 경사 조명 빔으로부터 나와서 샘플(1209)에 의해 산란되는 광은 포물면 미러(1210)에 의해 수집되어 검출기 또는 광 멀티플라이어 튜브(1211)에 집속된다. 검출기 또는 광 멀티플라이어 튜브(1211)는 핀홀 또는 슬릿 입구를 가진다. 핀홀 또는 슬릿과 (표면(1209)에 대한 수직 및 경사 조명 채널로부터의) 조명점은 포물면 미러(1210)의 초점에 있는 것이 바람직하다.
포물면 미러(1210)는 샘플(1209)로부터 산란된 광을 시준 빔(1216)으로 평행 시준화한다. 시준 빔(1216)은 이후 대물 렌즈(1217)에 의해 분광기(1218)를 통해 광 멀티플라이어 튜브(1211)로 집속된다. 포물면 형태가 아닌 형태를 가지는 곡면 미러 표면도 사용될 수 있다. 샘플(1209)의 표면을 가로질러 여러 개소가 스캐닝되도록 기구(1220)에 의해 빔과 샘플 사이의 상대 동작이 제공될 수 있다. 2001년 3월 13일자로 Vaez-Iravani 등에게 허여되고 여기에 참조로 포함된 미국 특허 제6,201,601호는 검사 시스템(1200)을 더 상세히 기술하고 있다.
도 13은 전술한 검사 시스템 중 하나와 같은 검사 또는 계측 시스템의 전술한 183nm 레이저에 사용되는 예시적인 펄스 멀티플라이어(1300)를 예시한다. 펄스 멀티플라이어(1300)는 183nm 레이저(미도시)로부터의 각각의 입력 펄스(1301)로부터 펄스 트레인을 생성하도록 구성된다. 입력 펄스(1301)는 빔 스플리터(1307)에 충돌한다. 각각의 펄스의 일부는 빔 스플리터(1307)에 의해 출력 방향(1302)으로 전송되고 일부는 링 공동으로 진입된다. Chuang 등에 의해 2012년 12월 11일자 출원되고 여기에 참조로 포함된 "레이저 펄스 멀티플라이어를 사용하는 반도체 검사 및 계측 시스템"이란 제하의 미국 특허 출원 제13/711,593호(여기서는 '593 출원)에 설명된 바와 같이, 펄스 레이트 더블러(pulse-rate doubler)로 사용시, 링 공동과 빔 스플리터(1307)가 무손실인 경우, 빔 스플리터(1307)는 각각의 레이저 펄스의 에너지의 약 1/3을 투과시키고 약 2/3를 링 공동 내로 반사하는 것이 바람직하다. '593 출원에 설명된 바와 같이, 펄스 레이트 더블러 내에 실질적으로 동일한 에너지 출력 펄스를 유지하기 위해 이들 투과 및 반사 값은 빔 스플리터와 공동 손실을 처리하도록 수정될 수 있다.
레이저 펄스가 링 공동으로 들어간 후, 레이저 펄스는 곡면 미러(1305)로부터 반사되어 곡면 미러(1306) 측으로 유도된다. 미러(1306)는 다시 광을 미러(1305) 측으로 재유도한다. 양자의 미러로부터의 다중의 반사(도 13에 나타낸 예에서 각각의 미러로부터 2번의 반사) 후에, 펄스는 보상 플레이트(1308)를 통과하여 다시 빔 스플리터(1307)에 도달한다. 보상 플레이트(1308)는 빔 스플리터(1307)를 통해 링 공동 내로 투과시 레이저 펄스의 변위를 보상하고자 의도된 것이다. 바람직하게 보상 플레이트(1308)는 빔 스플리터(1307)와 실질적으로 동일한 두께와 굴절률을 가진다. 보상 플레이트(1308)가 (도시된 바와 같이) 빔 스플리터(1307)와 동일한 링 공동 광로의 부분에 위치되면, 보상 플레이트(1308)는 광로에 대해 빔 스플리터와 동일한 각도이지만 반대 방향으로 배향되는 것이 바람직하다. 대안적으로, 보상 플레이트(1308)는 링 공동의 다른 부분에 적절한 방위로 배치될 수 있다.
'593 출원에 설명된 바와 같이, 빔 스플리터(1307)와 보상 플레이트(1308)가 없는 링 공동은 Applied Optics (1964년) 3, #4의 523~526면의 Herriott 등에 의한 "편축 구면 미러 간섭계" 및 Applied Optics (1965년) 4, #8의 883~889면의 Herriott 등에 의한 "접혀진 광학 지연 라인"에 기술된 링 공동과 유사하다. 이들 참고 문헌에 설명된 바와 같이, 각각의 미러로부터의 반사의 회수는 미러의 분리에 대한 2개의 미러의 곡률 반경(d)에만 의존하며, 광이 링 공동으로 들어가는 정확한 각도에 의존하지 않는다. 예를 들면, 2개의 미러의 곡률 반경이 d이면(즉, 각각의 미러의 초점 거리가 d/2), 각각의 미러로부터 2회의 반사 후, 각각의 펄스는 재집속될 것이며, 다시 그 시작점(도 13에서는 빔 스플리터(1307))에 도달할 것이다. Herriott 등(1964년)은 미러의 초점 거리(및 그에 따라 곡률 반경)에 대해 각각의 미러로부터의 2, 3, 4, 6, 12, 24회 반사에 대해 d의 배수로서 값을 준다. Herriott 등(1964년)에 의해 설명되는 바와 같이, 다른 반사 회수가 가능하다. Herriott 등(1964년)에 의해 설명되는 바와 같이, 반사는 반사 회수와 빔 스플리터(1307)로부터 미러(1305)에 입사되는 광의 각도에 따라 일 평면에 놓여질 필요가 없다. 각각의 미러로부터 3회 이상의 반사는 각각의 미러로부터 2회의 반사를 사용하는 공동에 비해 공동을 더욱 콤팩트하게 한다. 그러나, 일부 광은 각각의 미러 반사시 소실되므로, 미러 반사 손실이 그다지 작지 않은 경우(예, 디프 UV 파장으로서), 미러 당 2회의 반사가 바람직할 것이지만, 반사 당 손실이 작은 경우(예, 적외선, 가시광 또는 근접 UV 파장) 미러 당 3회 이상의 반사를 사용할 수 있다. 링 공동의 길이 및 그에 따라 링 공동의 집속은 거리(d)의 조정을 통해 조정될 수 있다.
레이저 펄스가 공동을 횡단한 후 다시 빔 스플리터(1307)에 도달하면, 펄스의 일부는 링 공동으로부터 1302 방향으로 반사될 것이고, 일부는 다시 링 공동 내로 투과될 것이다. 펄스 멀티플라이어(1300)는 입력 레이저의 빔 웨이스트의 위치에 무관하게 레이저 펄스를 재집속할 것이므로, 1302 방향으로 출사되는 출력 펄스는 입력 펄스와 대략적으로 또는 실질적으로 유사한 발산 및 빔 웨이스트 위치를 가지는 것으로 보일 것이다. 펄스 멀티플라이어(1300)의 일부 바람직한 실시예에서, 1301 방향으로부터의 입력 레이저 펄스는 실질적으로 평행 시준화되어 빔 스플리터(1307)에 입사되는 파워 밀도를 최소화시킬 것이다. 출력 레이저 펄스도 이후 실질적으로 평행 시준화될 것이다.
주기적으로, 레이저에 의해 새로운 입력 펄스(1301)가 펄스 멀티플라이어(1300)에 제공된다. 일 실시예에서, 레이저는 약 80 MHz의 반복률로 약 0.015 나노초(ns) 레이저 펄스를 생성할 수 있으며, 공동은 반복률을 배가시킬 수 있다. 링 공동의 광로 길이와 그에 따른 링 공동의 지연은 미러(1305, 1306)에 대한 거리(d)와 곡률 반경의 선택에 의해 제어될 수 있으며, 이러한 선택은 레이저 펄스의 재집속을 보장하면서 반사의 회수를 제어함을 알아야 한다.
링 공동 광로 길이는 승산 계수로 나눈 펄스 간격으로부터 직접 계산된 공칭 길이보다 다소 크거나 다소 작을 수 있다. 이것은 펄스들이 모두 정확히 동일한 시간에 편광 빔 스플리터에 도달하지 않게 하여 출력 펄스를 다소 확장시킨다. 예를 들면, 입력 펄스 반복률이 80 MHz이면, 공동 지연은 2의 주파수 승산에 대해 명목상 6.25 ns일 수 있다. 일 실시예에서, 6.27 ns의 지연에 대응하는 공동 길이는 승수 반영된 펄스가 수신 펄스와 정확히 동일한 시간에 도달하지 않도록 사용될 수 있다. 더욱이, 80 MHz 입력 펄스 반복률에 대한 6.27 ns 공동 길이는 펄스를 유리하게 확장시키고 펄스 높이를 감소시킬 수 있다. 다른 입력 펄스 레이트 또는 다른 승산 계수를 가지는 다른 펄스 멀티플라이어는 다른 공동 지연을 가질 수 있다.
기본 광을 사용하여 다운-변환된 신호를 생성하는 것에 의해 183nm 레이저 출력 광을 생성하는 전술한 해법 이외에, 제2 고조파 광을 다운-변환시키는 것에 의해 적절한 다운-변환된 신호를 생성하는 것도 가능하다. 예를 들면, 도 14는 도 1a 및 도 1b의 실시예에 사용되고 동일한 참조 번호를 사용하여 식별되는 동일한 성분 중 여러 개를 포함하는 레이저 어셈블리(1400)를 예시한다. 구체적으로, 레이저 어셈블리(1400)는 기본 파장(ω)을 가지는 기본 광(128)을 생성하도록 구성된 기본 레이저(102)를 포함하고, 빔 스플리터(120)를 사용하여 기본 광(128)을 기본 광 부분(127, 130)으로 분할하며, 기본 광 부분(130)은 제5 고조파 발생기(157)로 유도된다. 대안적으로 제5 고조파 발생기로 유도된 기본 광 부분(130)은 도 1b에 나타낸 것과 유사한 방식으로 제2 고조파 생성 모듈(153)의 출력으로부터의 사용되지 않은 기본 광으로부터 취해질 수 있음을 알아야 한다. 추가로, 도 1b에 나타낸 접근법과 유사하게, 레이저 어셈블리(1400)는 제2 고조파 광(175)과 제5 고조파 생성 모듈(157)로 전송되는 제4 고조파 광(162)을 생성하는 제2 고조파 생성 모듈(153)과 제4 고조파 생성 모듈(155)을 포함한다. 마지막으로, 레이저 어셈블리(1400)는 다운-변환된 주파수(ωs)의 다운-변환된 신호(129)를 생성하도록 기능하는 OPS(116C)를 포함하며, OPS는 다운-변환된 신호(129)가 후속으로 주파수 혼합 모듈(104)에서 제5 고조파 광(134)과 혼합시 약 180nm~약 185nm의 범위의 레이저 출력 광(140)을 생성한다.
본 실시예에 따르면, 레이저 어셈블리(1400)는 OPS(116C)가 빔 스플리터(174)에 의해 제2 고조파 생성 모듈(153)의 출력으로부터 분할된 제2 고조파 광 부분(177)을 접수 및 다운-변환하는 "그린-펌핑된(green-pumped)" 광 파라메트릭 발진기(OPO)(117C)를 포함한다는 점에서 도 1a 및 도 1b의 실시예와는 다르다. 전술한 통상의 기본 레이저(즉, 1030nm~1064nm의 범위의 대응하는 파장을 가지는 레이저)의 다양한 주파수에서, 제2 고조파 광 부분(177)의 제2 고조파 주파수(2ω)는 통상 녹색 가시광과 연관된 범위(즉, 495~570nm) 내에 있는 515~532nm의 범위의 대응하는 파장을 가진다. 이로써, OPO(117C)는 그 입력이 가시적인 녹색 스펙트럼의 광이라는 점에서 "그린-펌핑된다". 도 14의 좌측 하단부의 점선 박스에 나타낸 바와 같이, OPO(117C)는 제2 고조파 광 부분(177)을 적절한 다운-변환된 신호 주파수(예, 532nm~약 1.3㎛)로 다운-변환시키는 OPO(117E)(전술됨)와 유사한 방식으로 달리 구성된다. 즉, 비선형 결정(633C)(후술됨)과 달리, OPO(117C)에 의해 활용되는 연속파 단일 공진 OPO 구성을 형성하는 광학 성분은 OPO(117E)와 관련하여 전술한 것과 실질적으로 동일하므로 간결성을 위해 여기서는 그 설명을 반복하지 않는다. 본 접근법의 장점은 저파워 시드 신호에 대한 필요성을 제거함으로써(즉, 532nm 광의 다운-변환은 대부분의 비선형 결정에 의해 흡수되는 주파수를 생성하지 않기 때문), 다운-변환된 신호(129)의 생성이 오직 OPO와 다운-변환된 신호(129)로부터 원치 않는 주파수를 제거하는 데 사용될 수 있는 선택적인 빔 스플리터(642C)만을 사용하여(도 14에 나타낸 바와 같이) 달성된다는 점에서 OPS(116C)를 단순화시킨다는 점이다.
레이저 어셈블리(1400)에 활용되는 그린-펌핑된 OPO는 그린-펌핑된 OPO(117C)를 사용하여 183nm 출력 레이저 광을 생성하는 데 필요한 다운-변환된 주파수(ωs)(예, 1.3㎛)의 다운-변환된 신호(129)를 성공적으로 생성하는 데 사용되었지만, 다운-변환된 신호(129)를 생성하기 위해 제2 고조파(녹색) 광의 사용은 OPO(117C)에 사용될 수 있는 비선형 결정의 종류를 제한하고 녹색광의 변환은 더 낮은 기본 주파수의 변환보다 덜 효율적이다. 즉, 고파워 레벨에서는 더 높은 주파수에 활용되는 바람직한 비선형 결정(예, PPSLT)의 다수(예, OPO(117E), 도 6b 참조)가 가시적 녹색 스펙트럼(예, 532nm) 내의 광의 2-광자 흡수에 의해 손상을 받는다. 이 문제를 처리하기 위해, 그린-펌핑된 OPO(117C)는 리튬 트리보레이트(LBO) 결정을 사용하여 비선형 결정(633C)을 구현하는 것이 바람직하다. 그 이유는, LBO결정의 경우 리튬 니오베이트(SLT)보다 큰 밴드 갭을 가져서 녹색광 주파수의 고파워에 의해 손상을 받지 않기 때문이다. 그러나, LBO 결정(또는 다른 녹색광 허용 결정)을 OPO(117C)에 사용하는 경우에도, 녹색광의 다운-변환은 1.3㎛ 광자의 경우 원치않는 약 900nm의 광자를 생성함으로써 OPO(117C)로 들어가는 파워의 절반 이상이 소실되어 레이저 어셈블리(1400)가 레이저 어셈블리(100A, 100B)(전술함)보다 덜 효율적으로 되게 한다.
또 다른 가능한 실시예에 따르면, 도 1a에 예시된 것과 유사한 레이저 어셈블리로서 OPS(116)가 리튬 인듐 셀레나이드(LISE) 결정을 활용하는 종래의 OPO를 대체하는 레이저 어셈블리를 형성할 수 있다. 본 발명자들은, LISE 결정이 6㎛ 근처의 주파수를 크게 흡수하지 않는 것으로 믿어지며 그에 따라 가열에 따른 손상을 크게 왜곡 또는 경험하지 않아야 하기 때문에 이 접근법이 잘 작용할 것으로 믿고 있다. 그러나, LISE 결정은 새로운 것이므로, 충분히 높은 품질의 LISE 결정의 활용성은 현재 판단할 수 없다.
여기 설명된 183nm 레이저는 펄스를 형상화하고, 코히런스를 감소시키고 스페클(speckle)을 감소시키기 위해 광학 요소와 함께 검사 또는 계측 시스템에 사용될 수 있다. 펄스-형상화, 코히런스 및 스페클 감소 장치 및 방법은 2015년 7월 14일자 발행된 미국 특허 제9,080,990호 및 마찬가지로 2015년 7월 14일자 발행된 미국 특허 제9,080,991호에 더 상세히 개시되어 있다. 이들 특허 모두는 여기에 참조로 포함된다.
여기 설명되는 구조 및 방법의 다양한 실시예들은 본 발명의 원리의 예시만을 위한 것으로, 발명의 범위를 전술한 특정 실시예에 한정하고자 의도된 것이 아니다. 예를 들면, CLBO, LBO 또는 BBO, 또는 주기적으로 폴링된 재료가 아닌 비선형 결정을 주파수 변환, 고조파 생성 및 혼합 스테이지 중 일부에 사용할 수 있다.

Claims (29)

180nm~185nm의 범위의 출력 파장을 가지는 레이저 출력 광을 생성하는 레이저 어셈블리로서, 해당 레이저 어셈블리는:
기본 주파수를 가지는 기본 광을 생성하도록 구성된 기본 레이저;
상기 기본 광의 제1 부분을 접수하도록 상기 기본 레이저에 결합되며, 상기 기본 주파수보다 낮은 다운-변환된 주파수를 가지는 다운-변환된 신호를 생성하도록 구성된 광 파라메트릭 시스템(OPS; optical parametric system);
상기 기본 광의 제2 부분을 접수하도록 상기 기본 레이저에 결합되고, 상기 기본 주파수의 5배인 제5 고조파 주파수를 가지는 제5 고조파 광을 생성하도록 구성된 제5 고조파 발생기;
상기 OPS로부터의 상기 다운-변환된 신호와 상기 제5 고조파 발생기로부터의 제5 고조파 광을 접수하도록 광학적으로 결합되고, 상기 다운-변환된 신호와 상기 제5 고조파 광을 혼합하는 것으로 상기 레이저 출력 광을 생성하도록 구성된 주파수 혼합 모듈
을 포함하고, 상기 OPS는:
상기 다운-변환된 주파수와 제1 파워 레벨을 가지는 다운-변환된 시드 신호를 생성하도록 구성된 다운-변환된 시드 신호 발생기;
상기 다운-변환된 시드 신호와 상기 기본 광의 일부가 비선형 결정을 한번 통과하는 것으로 혼합되도록 구성된 광 파라메트릭 증폭기(OPA; optical parametric amplifier)
를 포함하고, 상기 비선형 결정은 상기 혼합을 통해 상기 제1 파워 레벨의 10배보다 큰 제2 파워 레벨의 상기 다운-변환된 신호를 생성하도록 구성되며, 상기 OPS는 상기 다운-변환된 주파수와 상기 제5 고조파 주파수의 합이 180nm~185nm의 범위의 상기 레이저 출력 광을 생성하도록 구성되고,
상기 OPS는 상기 기본 광의 상기 제1 부분을 제1 서브부 및 제2 서브부로 분할하도록 구성된 빔 스플리터를 더 포함하며,
상기 다운-변환된 시드 신호 발생기는 상기 제1 서브부를 변환하는 것에 의해 상기 다운-변환된 시드 신호를 생성하도록 구성된 광 파라메트릭 발진기(OPO)를 포함하며,
상기 OPA는 상기 다운-변환된 시드 신호를 상기 제2 서브부와 혼합하도록 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 어셈블리.
제1항에 있어서, 상기 기본 레이저는 1064nm, 1053nm, 1047nm 및 1030nm 중 하나와 동일한 대응하는 파장을 가지는 상기 기본 주파수의 상기 기본 광을 생성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 어셈블리.
제1항에 있어서, 상기 제5 고조파 발생기와 상기 주파수 혼합 모듈 중 적어도 하나는 어닐링-처리된 CLBO 결정, 중수소-처리된 CLBO 결정 및 수소-처리된 CLBO 결정 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 어셈블리.
제1항에 있어서, 상기 OPA는:
상기 기본 광의 상기 제1 부분과 상기 다운-변환된 시드 신호를 결합하도록 구성된 빔 결합기;
상기 기본 광의 상기 제1 부분의 유도 다운-변환에 의해 상기 다운-변환된 시드 신호를 접수 및 증폭하도록 구성된 비선형 결정;
상기 비선형 결정으로부터 접수한 다른 주파수들로부터 상기 다운-변환된 신호를 분리하고 상기 다운-변환된 신호를 상기 주파수 혼합 모듈로 유도하도록 구성된 빔 스플리터
를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 어셈블리.
제4항에 있어서, 상기 다운-변환된 시드 신호 발생기는 1 mW~500 mW의 범위의 상기 제1 파워 레벨의 상기 다운-변환된 시드 신호를 생성하도록 구성되며, 상기 OPA는 1 W~20 W의 범위의 상기 제2 파워 레벨의 상기 다운-변환된 신호를 생성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 어셈블리.
제4항에 있어서, 상기 빔 결합기는 또한 상기 기본 광 부분과 상기 다운-변환된 시드 신호가 상기 비선형 결정을 통해 실질적으로 동일 선상으로 투과되도록 제2 파장을 투과하면서 제1 파장을 반사하도록 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 어셈블리.
제6항에 있어서, 상기 비선형 결정은 주기적으로 폴링된(periodically poled) 리튬 니오베이트(PPLN), 주기적으로 폴링된 마그네슘 산화물 도핑된 리튬 니오베이트, 주기적으로 폴링된 화학양론적 리튬 탄탈레이트(PPSLT), 주기적으로 폴링된 마그네슘 산화물 도핑된 화학양론적 리튬 탄탈레이트 및 주기적으로 폴링된 포타슘 티타닐 포스페이트(PPKTP) 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 어셈블리.
제1항에 있어서, 상기 OPS의 상기 다운-변환된 시드 신호 발생기는 다이오드 레이저를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 어셈블리.
삭제
제1항에 있어서,
상기 다운-변환된 신호는 상기 다운-변환된 주파수에 대응하는 다운-변환된 파장을 가지며,
상기 OPO는 공동을 형성하도록 동작 가능하게 구성된 제1 집속 미러, 비선형 결정, 제2 집속 미러, 파장 선택기 및 출력 커플러를 포함하며, 상기 공동 내에서는 상기 제1 및 제2 집속 미러와 상기 비선형 결정을 거쳐 상기 파장 선택기와 상기 출력 커플러 사이에서 광이 반사되며,
상기 파장 선택기는 상기 다운-변환된 파장의 0.2nm의 파장 범위의 파장을 가지는 광에 대해 소정의 반사율을 가지도록 구성되며,
상기 출력 커플러는 상기 파장 선택기와 상기 출력 커플러 사이에서 반사되는 상기 광의 일부를 상기 다운-변환된 시드 신호로서 통과시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 어셈블리.
제10항에 있어서, 상기 OPS는:
상기 제2 서브부를 상기 다운-변환된 시드 신호와 결합하도록 구성된 빔 결합기;
상기 제2 서브부의 유도 다운-변환에 의해 상기 다운-변환된 시드 신호를 증폭하도록 구성된 비선형 결정을 포함하며,
빔 스플리터로부터 상기 빔 결합기까지의 광로 길이는 상기 제2 서브부의 펄스가 상기 다운-변환된 시드 신호의 펄스와 실질적으로 동시에 상기 빔 결합기에 도달하도록 설정된 것을 특징으로 하는 레이저 어셈블리.
제1항에 있어서, 상기 광 파라메트릭 시스템은 상기 다운-변환된 신호가 1250nm~1830nm의 범위의 신호 파장을 가지도록 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 어셈블리.
제12항에 있어서, 상기 기본 레이저는 상기 기본 주파수가 1064.4nm의 대응하는 파장을 가지도록 구성되며, 상기 광 파라메트릭 시스템은 상기 다운-변환된 신호가 1250nm~1420nm의 범위의 신호 파장을 가지도록 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 어셈블리.
제12항에 있어서, 상기 기본 레이저는 상기 기본 주파수가 1030nm의 대응하는 파장을 가지도록 구성되며, 상기 광 파라메트릭 시스템은 상기 다운-변환된 신호가 1400nm~1830nm의 범위의 신호 파장을 가지도록 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 어셈블리.
제12항에 있어서, 상기 기본 레이저는 모드-고정 레이저, 준-연속파 레이저, 레이저 다이오드 및 섬유 레이저 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 어셈블리.
검사 시스템으로서:
180nm~185nm의 범위의 출력 파장을 가지는 레이저 출력 광을 생성하도록 구성된 레이저 어셈블리;
상기 레이저 어셈블리로부터의 상기 레이저 출력 광을 피검체로 유도하도록 구성된 제1 광학 요소;
상기 피검체에 의해 영향을 받는 상기 레이저 출력 광의 이미지 부분을 수집하고 상기 이미지 부분을 하나 이상의 센서로 유도하도록 구성된 제2 광학 요소
를 포함하고, 상기 레이저 어셈블리는:
기본 주파수를 가지는 기본 광을 생성하도록 구성된 기본 레이저;
상기 기본 광의 제1 부분을 접수하도록 상기 기본 레이저에 결합되며, 상기 기본 주파수보다 낮은 다운-변환된 주파수를 가지는 다운-변환된 신호를 생성하도록 구성된 광 파라메트릭 시스템(OPS);
상기 기본 광의 제2 부분을 접수하도록 상기 기본 레이저에 결합되고, 상기 기본 주파수의 5배인 제5 고조파 주파수를 가지는 제5 고조파 광을 생성하도록 구성된 제5 고조파 발생기;
상기 OPS로부터의 상기 다운-변환된 신호와 상기 제5 고조파 발생기로부터의 제5 고조파 광을 접수하도록 광학적으로 결합되고, 상기 다운-변환된 신호와 상기 제5 고조파 광을 혼합하는 것으로 상기 레이저 출력 광을 생성하도록 구성된 주파수 혼합 모듈
을 포함하고, 상기 OPS는:
상기 다운-변환된 주파수와 제1 파워 레벨을 가지는 다운-변환된 시드 신호를 생성하도록 구성된 다운-변환된 시드 신호 발생기;
상기 다운-변환된 시드 신호와 상기 기본 광의 일부를 혼합하고 해당 혼합에 의해 상기 제1 파워 레벨의 10배보다 큰 제2 파워 레벨의 상기 다운-변환된 신호를 생성하도록 구성된 광 파라메트릭 증폭기(OPA)
를 포함하고,
상기 OPS는 상기 다운-변환된 주파수와 상기 제5 고조파 주파수의 합이 180nm~185nm의 범위의 상기 레이저 출력 광을 생성하도록 구성되고,
상기 OPS는 상기 기본 광의 상기 제1 부분을 제1 서브부 및 제2 서브부로 분할하도록 구성된 빔 스플리터를 더 포함하며,
상기 다운-변환된 시드 신호 발생기는 상기 제1 서브부를 변환하는 것에 의해 상기 다운-변환된 시드 신호를 생성하도록 구성된 광 파라메트릭 발진기(OPO)를 포함하며,
상기 OPA는 상기 다운-변환된 시드 신호를 상기 제2 서브부와 혼합하도록 구성된 것을 특징으로 하는 검사 시스템.
제16항에 있어서, 상기 검사 시스템은 다크-필드 검사 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 검사 시스템.
제16항에 있어서, 상기 피검체로 유도된 상기 레이저 출력 광의 코히런스를 감소시키도록 구성된 음향-광학 변조기 및 전자-광학 변조기 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 검사 시스템.
제16항에 있어서, 상기 레이저 어셈블리의 펄스 반복률을 증가시키도록 구성된 펄스 레이트 멀티플라이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 검사 시스템.
제16항에 있어서, 상기 제2 광학 요소는 반사된 이미지 부분과 투과된 이미지 부분을 동시에 단일 센서로 유도하도록 구성된 것을 특징으로 하는 검사 시스템.
제16항에 있어서, 상기 제1 광학 요소는 상기 레이저 출력 광이 상기 피검체 상에 조명 라인을 형성하도록 상기 레이저 출력 광을 유도하도록 구성된 하나 이상의 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 검사 시스템.
제16항에 있어서, 상기 제1 광학 요소는 상기 레이저 출력 광이 상기 피검체 상에 다수의 동시 조명점을 형성하도록 상기 레이저 출력 광을 유도하도록 구성된 하나 이상의 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 검사 시스템.
제16항에 있어서, 상기 광 파라메트릭 시스템은 상기 다운-변환된 신호가 1250nm~1830nm의 범위의 신호 파장을 가지도록 구성된 것을 특징으로 하는 검사 시스템.
제23항에 있어서, 상기 제5 고조파 발생기는 어닐링-처리된 CLBO 결정, 중수소-처리된 CLBO 결정 및 수소-처리된 CLBO 결정 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 검사 시스템.
180nm~185nm의 파장의 광을 생성하는 방법으로서, 해당 방법은:
1064.4nm의 대응하는 기본 파장을 가지는 기본 주파수의 기본 광을 생성하는 단계;
상기 기본 광의 제1 부분을 다운-변환시킴으로써 해당 다운-변환을 통해 1250nm~1420nm의 대응하는 다운-변환된 파장을 가지는 다운-변환된 주파수의 다운-변환된 신호를 생성하는 단계;
상기 기본 광의 제2 부분을 변환시킴으로써 해당 변환을 통해 상기 기본 주파수의 제5 고조파 주파수의 제5 고조파 광을 생성하는 단계;
상기 제5 고조파 광과 상기 다운-변환된 신호를 혼합함으로써 해당 혼합을 통해 상기 다운-변환된 주파수와 상기 제5 고조파 주파수의 합에 대응하는 출력 파장을 가지는 출력 레이저 광을 생성하는 단계
를 포함하며,
상기 기본 광의 상기 제1 부분의 다운-변환 단계는:
상기 다운-변환된 주파수와 제1 파워 레벨을 가지는 다운-변환된 시드 신호를 생성하는 단계;
상기 다운-변환된 시드 신호를 상기 기본 광의 상기 제1 부분과 혼합함으로써 상기 다운-변환된 시드 신호의 혼합을 통해 상기 제1 파워 레벨의 10배보다 큰 제2 파워 레벨의 상기 다운-변환된 신호를 생성하는 단계를 포함하고,
상기 기본 광의 상기 제1 부분은 제1 서브부 및 제2 서브부로 분할되고,
상기 다운-변환된 시드 신호는 상기 제1 서브부를 변환하는 것에 의해 생성되고, 상기 다운-변환된 시드 신호는 상기 제2 서브부와 혼합되고,
상기 제5 고조파 광과 상기 다운-변환된 신호의 상기 혼합 단계는 어닐링-처리된 CLBO 결정, 중수소-처리된 CLBO 결정 및 수소-처리된 CLBO 결정 중 적어도 하나를 통해 상기 제5 고조파 광과 상기 다운-변환된 신호를 통과시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
180nm~185nm의 파장의 광을 생성하는 방법으로서, 해당 방법은:
1030nm의 대응하는 기본 파장을 가지는 기본 주파수의 기본 광을 생성하는 단계;
상기 기본 광의 제1 부분을 다운-변환시킴으로써 해당 다운-변환을 통해 1400nm~1830nm의 대응하는 다운-변환된 파장을 가지는 다운-변환된 주파수의 다운-변환된 신호를 생성하는 단계;
상기 기본 광의 제2 부분을 변환시킴으로써 해당 변환을 통해 상기 기본 주파수의 제5 고조파 주파수의 제5 고조파 광을 생성하는 단계;
상기 제5 고조파 광과 상기 다운-변환된 신호를 혼합함으로써 해당 혼합을 통해 상기 다운-변환된 주파수와 상기 제5 고조파 주파수의 합에 대응하는 출력 파장을 가지는 출력 레이저 광을 생성하는 단계
를 포함하며,
상기 기본 광의 상기 제1 부분의 다운-변환 단계는:
상기 다운-변환된 주파수와 제1 피크 파워 레벨을 가지는 다운-변환된 시드 신호를 생성하는 단계;
상기 다운-변환된 시드 신호를 상기 기본 광의 상기 제1 부분과 혼합함으로써 상기 다운-변환된 시드 신호의 혼합을 통해 상기 제1 피크 파워 레벨의 10배보다 큰 제2 피크 파워 레벨의 상기 다운-변환된 신호를 생성하는 단계를 포함하고,
상기 기본 광의 상기 제1 부분은 제1 서브부 및 제2 서브부로 분할되고,
상기 다운-변환된 시드 신호는 상기 제1 서브부를 변환하는 것에 의해 생성되고, 상기 다운-변환된 시드 신호는 상기 제2 서브부와 혼합되고,
상기 제5 고조파 광과 상기 다운-변환된 신호의 상기 혼합 단계는 어닐링-처리된 CLBO 결정, 중수소-처리된 CLBO 결정 및 수소-처리된 CLBO 결정 중 적어도 하나를 통해 상기 제5 고조파 광과 상기 다운-변환된 신호를 통과시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
샘플을 검사하는 방법으로서, 해당 방법은:
1030nm의 대응하는 기본 파장을 가지는 기본 주파수의 펄스 레이저 광을 생성하는 단계;
상기 기본 광의 제1 부분을 다운-변환시킴으로써 해당 다운-변환을 통해 1400nm~1830nm의 대응하는 다운-변환된 파장을 가지는 다운-변환된 주파수의 다운-변환된 신호를 생성하는 단계;
상기 기본 광의 제2 부분을 변환시킴으로써 해당 변환을 통해 상기 기본 주파수의 제5 고조파 주파수의 제5 고조파 광을 생성하는 단계;
상기 제5 고조파 광과 상기 다운-변환된 신호를 혼합함으로써 해당 혼합을 통해 상기 다운-변환된 주파수와 상기 제5 고조파 주파수의 합에 대응하는 출력 파장을 가지는 출력 레이저 광을 생성하는 단계;
상기 출력 레이저 광을 피검체로 유도하는 단계;
상기 피검체에 의해 영향을 받은 상기 레이저 출력 광의 이미지 부분을 수집하고 상기 이미지 부분을 하나 이상의 센서로 유도하는 단계
를 포함하며,
상기 기본 광의 상기 제1 부분의 다운-변환 단계는:
상기 다운-변환된 주파수와 제1 파워 레벨을 가지는 다운-변환된 시드 신호를 생성하는 단계;
상기 다운-변환된 시드 신호를 상기 기본 광의 상기 제1 부분과 혼합함으로써 상기 다운-변환된 시드 신호의 혼합을 통해 상기 제1 파워 레벨의 10배보다 큰 제2 파워 레벨의 상기 다운-변환된 신호를 생성하는 단계를 포함하고,
상기 기본 광의 상기 제1 부분은 제1 서브부 및 제2 서브부로 분할되고,
상기 다운-변환된 시드 신호는 상기 제1 서브부를 변환하는 것에 의해 생성되고, 상기 다운-변환된 시드 신호는 상기 제2 서브부와 혼합되고,
상기 제5 고조파 광과 상기 다운-변환된 신호의 상기 혼합 단계는 어닐링-처리된 CLBO 결정, 중수소-처리된 CLBO 결정 및 수소-처리된 CLBO 결정 중 적어도 하나를 통해 상기 제5 고조파 광과 상기 다운-변환된 신호를 통과시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
180nm~185nm의 범위의 출력 파장을 가지는 레이저 출력 광을 생성하는 레이저 어셈블리로서, 해당 레이저 어셈블리는:
기본 주파수를 가지는 기본 광을 생성하도록 구성된 기본 레이저;
상기 기본 광의 제1 부분을 접수하도록 상기 기본 레이저에 결합되며, 상기 기본 주파수의 2배인 제2 고조파 주파수를 가지는 제2 고조파 광을 생성하도록 구성된 제2 고조파 발생기;
상기 기본 광의 제2 고조파 주파수를 가지는 제2 고조파 광 부분을 접수하도록 상기 기본 레이저에 결합되며, 상기 기본 주파수보다 낮은 다운-변환된 주파수를 가지는 다운-변환된 신호를 생성하도록 구성된 광 파라메트릭 시스템(OPS);
상기 기본 광의 제2 부분을 접수하도록 상기 기본 레이저에 결합되며, 상기 기본 주파수의 5배인 제5 고조파 주파수를 가지는 제5 고조파 광을 생성하도록 구성된 제5 고조파 발생기;
상기 OPS로부터의 상기 다운-변환된 신호와 상기 제5 고조파 발생기로부터의 제5 고조파 광을 접수하도록 광학적으로 결합되고, 상기 다운-변환된 신호와 상기 제5 고조파 광을 혼합함으로써 상기 레이저 출력 광을 생성하도록 구성된 주파수 혼합 모듈
을 포함하고,
상기 기본 레이저는 상기 제2 고조파 광 부분이 녹색 가시광을 포함하도록 상기 기본 광을 생성하도록 구성되며,
상기 OPS는 상기 제2 고조파 광을 다운-변환시키는 것으로 상기 다운-변환된 신호를 생성하도록 구성된 광 파라메트릭 발진기를 포함하며,
상기 OPS는 상기 다운-변환된 주파수와 상기 제5 고조파 주파수의 합이 180nm~185nm의 범위의 상기 레이저 출력 광을 생성하도록 구성되고,
상기 OPS는 상기 기본 광의 상기 제1 부분을 제1 서브부 및 제2 서브부로 분할하도록 구성된 빔 스플리터를 더 포함하며,
상기 다운-변환된 시드 신호 발생기는 상기 제1 서브부를 변환하는 것에 의해 상기 다운-변환된 시드 신호를 생성하도록 구성된 광 파라메트릭 발진기(OPO)를 포함하며,
광 파라메트릭 증폭기(OPA)는 상기 다운-변환된 시드 신호를 상기 제2 서브부와 혼합하도록 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 어셈블리.
제28항에 있어서,
상기 다운-변환된 신호는 상기 다운-변환된 주파수에 대응하는 다운-변환된 파장을 가지며,
상기 OPS는 공동을 형성하도록 동작 가능하게 구성된 제1 집속 미러, 비선형 결정, 제2 집속 미러, 파장 선택기 및 출력 커플러를 포함하며, 상기 공동 내에서는 상기 제1 및 제2 집속 미러와 상기 비선형 결정에 의해 상기 파장 선택기와 상기 출력 커플러 사이에서 광이 반사되며,
상기 파장 선택기는 상기 다운-변환된 파장의 0.2nm의 파장 범위의 파장을 가지는 광에 대해 소정의 반사율을 가지도록 구성되며,
상기 출력 커플러는 상기 파장 선택기와 상기 출력 커플러 사이에서 반사되는 상기 광의 일부를 상기 다운-변환된 신호로서 통과시키도록 구성되며,
상기 비선형 결정은 리튬 트리보레이트(LBO) 결정을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 어셈블리.
KR1020177012057A 2014-10-03 2015-10-02 183 나노미터 레이저 및 검사 시스템 KR102387000B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020227011983A KR102516629B1 (ko) 2014-10-03 2015-10-02 183 나노미터 레이저 및 검사 시스템

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201462059368P 2014-10-03 2014-10-03
US62/059,368 2014-10-03
US14/872,890 US9748729B2 (en) 2014-10-03 2015-10-01 183NM laser and inspection system
US14/872,890 2015-10-01
PCT/US2015/053849 WO2016054589A1 (en) 2014-10-03 2015-10-02 183nm laser and inspection system

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227011983A Division KR102516629B1 (ko) 2014-10-03 2015-10-02 183 나노미터 레이저 및 검사 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170066554A KR20170066554A (ko) 2017-06-14
KR102387000B1 true KR102387000B1 (ko) 2022-04-18

Family

ID=55631659

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227011983A KR102516629B1 (ko) 2014-10-03 2015-10-02 183 나노미터 레이저 및 검사 시스템
KR1020177012057A KR102387000B1 (ko) 2014-10-03 2015-10-02 183 나노미터 레이저 및 검사 시스템

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227011983A KR102516629B1 (ko) 2014-10-03 2015-10-02 183 나노미터 레이저 및 검사 시스템

Country Status (8)

Country Link
US (2) US9748729B2 (ko)
JP (1) JP6671358B2 (ko)
KR (2) KR102516629B1 (ko)
CN (2) CN106852181A (ko)
DE (1) DE112015004544B4 (ko)
IL (2) IL250351B (ko)
TW (1) TWI672879B (ko)
WO (1) WO2016054589A1 (ko)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9496425B2 (en) 2012-04-10 2016-11-15 Kla-Tencor Corporation Back-illuminated sensor with boron layer
US10228607B2 (en) 2014-05-22 2019-03-12 Lumentum Operations Llc Second harmonic generation
US9748729B2 (en) * 2014-10-03 2017-08-29 Kla-Tencor Corporation 183NM laser and inspection system
US9860466B2 (en) 2015-05-14 2018-01-02 Kla-Tencor Corporation Sensor with electrically controllable aperture for inspection and metrology systems
JP6286089B2 (ja) * 2016-06-08 2018-02-28 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
JP6306659B1 (ja) * 2016-10-19 2018-04-04 ファナック株式会社 ビーム分配器
US10079468B2 (en) * 2016-12-09 2018-09-18 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Hybrid resonator and amplifier combination for generating high energy output signal
US10175555B2 (en) * 2017-01-03 2019-01-08 KLA—Tencor Corporation 183 nm CW laser and inspection system
US10756505B2 (en) 2017-09-21 2020-08-25 Qioptiq Photonics Gmbh & Co. Kg Tunable light source with broadband output
US10409139B2 (en) 2017-09-21 2019-09-10 Qioptiq Photonics Gmbh & Co. Kg Light source with multi-longitudinal mode continuous wave output based on multi-mode resonant OPO technology
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
CA3112588A1 (en) 2018-10-05 2020-04-09 Thorlabs, Inc. Microjoule amplifier system for three photon microscopy utilizing existing femtosecond lasers
CN114174911A (zh) 2019-09-13 2022-03-11 极光先进雷射株式会社 激光系统和电子器件的制造方法
JP2022002257A (ja) * 2020-06-19 2022-01-06 ウシオ電機株式会社 パルスレーザー光源装置及び希土類添加ファイバー製造方法
US11448939B2 (en) * 2020-09-24 2022-09-20 Massachusetts Institute Of Technology Efficient spectrum-spanning terahertz frequency synthesis via dielectric structure with nonlinear medium
US20220399694A1 (en) 2021-06-11 2022-12-15 Kla Corporation Tunable duv laser assembly
DE102021210706A1 (de) * 2021-09-24 2023-03-30 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Vorrichtung und verfahren zur frequenzkonversion elektromagnetischer strahlung
CN113655068B (zh) * 2021-10-20 2022-01-11 沂普光电(天津)有限公司 一种探伤设备
KR102617845B1 (ko) * 2022-01-25 2023-12-27 충남대학교산학협력단 브루스터 각을 이용한 단결정의 복굴절률 측정 장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007114697A (ja) * 2005-10-24 2007-05-10 Sony Corp 光源装置
US20130313440A1 (en) * 2012-05-22 2013-11-28 Kla-Tencor Corporation Solid-State Laser And Inspection System Using 193nm Laser

Family Cites Families (201)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3755704A (en) 1970-02-06 1973-08-28 Stanford Research Inst Field emission cathode structures and devices utilizing such structures
US4178561A (en) 1978-10-02 1979-12-11 Hughes Aircraft Company Scanning arrangements for optical frequency converters
JPS58146B2 (ja) 1980-10-14 1983-01-05 浜松テレビ株式会社 フレ−ミング管
US4644221A (en) 1981-05-06 1987-02-17 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Variable sensitivity transmission mode negative electron affinity photocathode
US4853595A (en) 1987-08-31 1989-08-01 Alfano Robert R Photomultiplier tube having a transmission strip line photocathode and system for use therewith
CN1021269C (zh) 1990-10-11 1993-06-16 中国科学院上海光学精密机械研究所 内腔式高次谐波激光器
US5120949A (en) 1991-01-17 1992-06-09 Burle Technologies, Inc. Semiconductor anode photomultiplier tube
JP2828221B2 (ja) 1991-06-04 1998-11-25 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション レーザー光波長変換装置
US5144630A (en) * 1991-07-29 1992-09-01 Jtt International, Inc. Multiwavelength solid state laser using frequency conversion techniques
US5563702A (en) 1991-08-22 1996-10-08 Kla Instruments Corporation Automated photomask inspection apparatus and method
DE69208413T2 (de) 1991-08-22 1996-11-14 Kla Instr Corp Gerät zur automatischen Prüfung von Photomaske
EP0532927B1 (en) 1991-08-22 1996-02-21 Kla Instruments Corporation Automated photomask inspection apparatus
US5326978A (en) 1992-12-17 1994-07-05 Intevac, Inc. Focused electron-bombarded detector
US5475227A (en) 1992-12-17 1995-12-12 Intevac, Inc. Hybrid photomultiplier tube with ion deflector
US5760809A (en) 1993-03-19 1998-06-02 Xerox Corporation Recording sheets containing phosphonium compounds
FI940740A0 (fi) 1994-02-17 1994-02-17 Arto Salokatve Detektor foer paovisning av fotoner eller partiklar, foerfarande foer framstaellning av detektorn och maetningsfoerfarande
US6271916B1 (en) 1994-03-24 2001-08-07 Kla-Tencor Corporation Process and assembly for non-destructive surface inspections
US5493176A (en) 1994-05-23 1996-02-20 Siemens Medical Systems, Inc. Photomultiplier tube with an avalanche photodiode, a flat input end and conductors which simulate the potential distribution in a photomultiplier tube having a spherical-type input end
JPH08241977A (ja) 1995-03-03 1996-09-17 Hamamatsu Photonics Kk 半導体装置の製造方法
US6512631B2 (en) 1996-07-22 2003-01-28 Kla-Tencor Corporation Broad-band deep ultraviolet/vacuum ultraviolet catadioptric imaging system
US6081325A (en) 1996-06-04 2000-06-27 Kla-Tencor Corporation Optical scanning system for surface inspection
US5999310A (en) 1996-07-22 1999-12-07 Shafer; David Ross Ultra-broadband UV microscope imaging system with wide range zoom capability
US5742626A (en) 1996-08-14 1998-04-21 Aculight Corporation Ultraviolet solid state laser, method of using same and laser surgery apparatus
US5760899A (en) 1996-09-04 1998-06-02 Erim International, Inc. High-sensitivity multispectral sensor
US6201257B1 (en) 1996-10-10 2001-03-13 Advanced Scientific Concepts, Inc. Semiconductor X-ray photocathodes devices
US6212310B1 (en) 1996-10-22 2001-04-03 Sdl, Inc. High power fiber gain media system achieved through power scaling via multiplexing
US6064759A (en) 1996-11-08 2000-05-16 Buckley; B. Shawn Computer aided inspection machine
US5898717A (en) 1997-01-24 1999-04-27 Photonics Industries International, Inc. Third harmonic generation apparatus
JP2007516600A (ja) 1997-03-21 2007-06-21 イムラ アメリカ インコーポレイテッド 先進材料処理応用のためのピコ秒−ナノ秒パルス用高エネルギ光ファイバ増幅器
US6608676B1 (en) 1997-08-01 2003-08-19 Kla-Tencor Corporation System for detecting anomalies and/or features of a surface
US5825562A (en) 1997-08-18 1998-10-20 Novatec Corporation Method of continuous motion for prolong usage of optical elements under the irradiation of intensive laser beams
US6201601B1 (en) 1997-09-19 2001-03-13 Kla-Tencor Corporation Sample inspection system
JPH11121854A (ja) 1997-10-16 1999-04-30 Ushio Sogo Gijutsu Kenkyusho:Kk 光源装置
IL138374A (en) 1998-03-11 2004-07-25 Nikon Corp An ultraviolet laser device and an exposure device that includes such a device
JP3997450B2 (ja) 1998-03-13 2007-10-24 ソニー株式会社 波長変換装置
US6376985B2 (en) 1998-03-31 2002-04-23 Applied Materials, Inc. Gated photocathode for controlled single and multiple electron beam emission
US6373869B1 (en) * 1998-07-30 2002-04-16 Actinix System and method for generating coherent radiation at ultraviolet wavelengths
JP2000223408A (ja) 1999-02-03 2000-08-11 Hitachi Ltd 半導体製造装置および半導体装置の製造方法
US6535531B1 (en) 2001-11-29 2003-03-18 Cymer, Inc. Gas discharge laser with pulse multiplier
US6888855B1 (en) 1999-06-11 2005-05-03 Daniel Kopf Optical system for lasers
WO2000077890A2 (en) 1999-06-11 2000-12-21 Daniel Kopf Optical system for lasers
US6285018B1 (en) 1999-07-20 2001-09-04 Intevac, Inc. Electron bombarded active pixel sensor
JP2001042369A (ja) 1999-07-27 2001-02-16 Ushio Sogo Gijutsu Kenkyusho:Kk 波長変換ユニット
US6498801B1 (en) 1999-08-05 2002-12-24 Alexander E. Dudelzak Solid state laser for microlithography
AU6875100A (en) 1999-09-10 2001-04-17 Nikon Corporation Laser device and exposure method
EP1139521A4 (en) 1999-09-10 2006-03-22 Nikon Corp LIGHT SOURCE AND WAVELENGTH STABILIZATION CONTROL METHOD, EXPOSURE APPARATUS AND METHOD, METHOD FOR PRODUCING EXPOSURE APPARATUS, AND DEVICE MANUFACTURING METHOD, AND DEVICE THEREOF
US6369888B1 (en) 1999-11-17 2002-04-09 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for article inspection including speckle reduction
US7838794B2 (en) 1999-12-28 2010-11-23 Gsi Group Corporation Laser-based method and system for removing one or more target link structures
US6549647B1 (en) 2000-01-07 2003-04-15 Cyberoptics Corporation Inspection system with vibration resistant video capture
JP2002033473A (ja) 2000-07-17 2002-01-31 Hamamatsu Photonics Kk 半導体装置
US6879390B1 (en) 2000-08-10 2005-04-12 Kla-Tencor Technologies Corporation Multiple beam inspection apparatus and method
JP2002055368A (ja) 2000-08-11 2002-02-20 Takano Co Ltd 波長変換レーザ装置
US7184616B2 (en) 2000-11-20 2007-02-27 Aculight Corporation Method and apparatus for fiber Bragg grating production
US6704339B2 (en) 2001-01-29 2004-03-09 Cymer, Inc. Lithography laser with beam delivery and beam pointing control
US8208505B2 (en) 2001-01-30 2012-06-26 Board Of Trustees Of Michigan State University Laser system employing harmonic generation
US6791099B2 (en) 2001-02-14 2004-09-14 Applied Materials, Inc. Laser scanning wafer inspection using nonlinear optical phenomena
JP3939928B2 (ja) 2001-02-28 2007-07-04 サイバーレーザー株式会社 波長変換装置
JP2003043533A (ja) 2001-08-03 2003-02-13 Kitakyushu Foundation For The Advancement Of Industry Science & Technology レーザーの第二高調波の方向を一定に保つための自動追尾装置
US20030161374A1 (en) 2001-11-21 2003-08-28 Lambda Physik Ag High-resolution confocal Fabry-Perot interferometer for absolute spectral parameter detection of excimer laser used in lithography applications
US6816520B1 (en) 2001-11-30 2004-11-09 Positive Light Solid state system and method for generating ultraviolet light
US7088443B2 (en) 2002-02-11 2006-08-08 Kla-Tencor Technologies Corporation System for detecting anomalies and/or features of a surface
US6859335B1 (en) 2002-11-20 2005-02-22 Ming Lai Method of programmed displacement for prolong usage of optical elements under the irradiation of intensive laser beams
US7957066B2 (en) 2003-02-21 2011-06-07 Kla-Tencor Corporation Split field inspection system using small catadioptric objectives
JP4784930B2 (ja) 2003-09-11 2011-10-05 株式会社ニコン 高分子結晶の加工方法、高分子結晶の加工装置、及び高分子結晶の観察装置
US7463657B2 (en) 2003-10-09 2008-12-09 Coherent, Inc. Intracavity frequency-tripled CW laser
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
US7304310B1 (en) 2003-11-21 2007-12-04 Kla-Tencor Technologies Corp. Methods and systems for inspecting a specimen using light scattered in different wavelength ranges
US7023126B2 (en) 2003-12-03 2006-04-04 Itt Manufacturing Enterprises Inc. Surface structures for halo reduction in electron bombarded devices
US7321468B2 (en) 2003-12-15 2008-01-22 Carl Zeiss Laser Optics Gmbh Method and optical arrangement for beam guiding of a light beam with beam delay
US20050157382A1 (en) 2004-01-07 2005-07-21 Kafka James D. Industrial directly diode-pumped ultrafast amplifier system
US7313155B1 (en) 2004-02-12 2007-12-25 Liyue Mu High power Q-switched laser for soft tissue ablation
US7035012B2 (en) 2004-03-01 2006-04-25 Coherent, Inc. Optical pulse duration extender
JPWO2005085947A1 (ja) 2004-03-08 2008-01-24 株式会社ニコン レーザ光源装置、このレーザ光源装置を用いた露光装置及びマスク検査装置
JP2005275095A (ja) 2004-03-25 2005-10-06 Nikon Corp 光源装置、半導体露光装置、レーザー治療装置、レーザー干渉計装置およびレーザー顕微鏡装置
JP4365255B2 (ja) 2004-04-08 2009-11-18 浜松ホトニクス株式会社 発光体と、これを用いた電子線検出器、走査型電子顕微鏡及び質量分析装置
US20050254065A1 (en) 2004-05-12 2005-11-17 Stokowski Stanley E Method and apparatus for detecting surface characteristics on a mask blank
US7349079B2 (en) 2004-05-14 2008-03-25 Kla-Tencor Technologies Corp. Methods for measurement or analysis of a nitrogen concentration of a specimen
WO2005116751A1 (ja) 2004-05-26 2005-12-08 Nikon Corporation 波長変換光学系、レーザ光源、露光装置、マスク検査装置、及び高分子結晶の加工装置
JP2006060162A (ja) 2004-08-24 2006-03-02 Nikon Corp レーザ光源装置の励起光の制御方法及びレーザ光源装置
US7627007B1 (en) 2004-08-25 2009-12-01 Kla-Tencor Technologies Corporation Non-critical phase matching in CLBO to generate sub-213nm wavelengths
JP4500641B2 (ja) 2004-09-29 2010-07-14 株式会社日立ハイテクノロジーズ 欠陥検査方法およびその装置
US7952633B2 (en) 2004-11-18 2011-05-31 Kla-Tencor Technologies Corporation Apparatus for continuous clocking of TDI sensors
US7609309B2 (en) 2004-11-18 2009-10-27 Kla-Tencor Technologies Corporation Continuous clocking of TDI sensors
US7432517B2 (en) 2004-11-19 2008-10-07 Asml Netherlands B.V. Pulse modifier, lithographic apparatus, and device manufacturing method
JP2006250845A (ja) 2005-03-14 2006-09-21 Topcon Corp パターン欠陥検査方法とその装置
US7593440B2 (en) 2005-03-29 2009-09-22 Coherent, Inc. MOPA laser apparatus with two master oscillators for generating ultraviolet radiation
DE602006004913D1 (de) 2005-04-28 2009-03-12 Semiconductor Energy Lab Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Halbleitern mittels Laserstrahlung
EP1734584A1 (en) 2005-06-14 2006-12-20 Photonis-DEP B.V. Electron bombarded image sensor array device as well as such an image sensor array
US7345825B2 (en) 2005-06-30 2008-03-18 Kla-Tencor Technologies Corporation Beam delivery system for laser dark-field illumination in a catadioptric optical system
JP4640029B2 (ja) 2005-08-08 2011-03-02 株式会社ニコン 波長変換光学系、レーザ光源、露光装置、被検物検査装置、及び高分子結晶の加工装置
US7535938B2 (en) 2005-08-15 2009-05-19 Pavilion Integration Corporation Low-noise monolithic microchip lasers capable of producing wavelengths ranging from IR to UV based on efficient and cost-effective frequency conversion
JP4142734B2 (ja) 2005-09-16 2008-09-03 松下電器産業株式会社 回折光学素子
JP4925085B2 (ja) 2005-09-20 2012-04-25 株式会社メガオプト 深紫外レーザー光の発生方法および深紫外レーザー装置
JP4939033B2 (ja) 2005-10-31 2012-05-23 浜松ホトニクス株式会社 光電陰極
US7643529B2 (en) 2005-11-01 2010-01-05 Cymer, Inc. Laser system
US20090296755A1 (en) 2005-11-01 2009-12-03 Cymer, Inc. Laser system
US7715459B2 (en) 2005-11-01 2010-05-11 Cymer, Inc. Laser system
WO2007053335A2 (en) 2005-11-01 2007-05-10 Cymer, Inc. Laser system
US7920616B2 (en) 2005-11-01 2011-04-05 Cymer, Inc. Laser system
JP2007133102A (ja) 2005-11-09 2007-05-31 Canon Inc 反射防止膜を有する光学素子及びそれを有する露光装置
US7471705B2 (en) 2005-11-09 2008-12-30 Lockheed Martin Corporation Ultraviolet laser system and method having wavelength in the 200-nm range
US7519253B2 (en) 2005-11-18 2009-04-14 Omni Sciences, Inc. Broadband or mid-infrared fiber light sources
US7528943B2 (en) 2005-12-27 2009-05-05 Kla-Tencor Technologies Corporation Method and apparatus for simultaneous high-speed acquisition of multiple images
JP2007206452A (ja) 2006-02-02 2007-08-16 Lasertec Corp 深紫外光源及び、その深紫外光源を用いたマスク検査装置及び露光装置
JP4911494B2 (ja) 2006-03-18 2012-04-04 国立大学法人大阪大学 波長変換光学素子、波長変換光学素子の製造方法、波長変換装置、紫外線レーザ照射装置およびレーザ加工装置
WO2007127356A2 (en) 2006-04-28 2007-11-08 Corning Incorporated Pulsed uv and visible raman laser systems
US7113325B1 (en) 2006-05-03 2006-09-26 Mitsubishi Materials Corporation Wavelength conversion method with improved conversion efficiency
US20070263680A1 (en) 2006-05-15 2007-11-15 Andrei Starodoumov MOPA laser apparatus with two master oscillators for generating ultraviolet radiation
US7593437B2 (en) 2006-05-15 2009-09-22 Coherent, Inc. MOPA laser apparatus with two master oscillators for generating ultraviolet radiation
EP2024787A2 (en) 2006-06-02 2009-02-18 Corning Incorporated Uv and visible laser systems
US7457330B2 (en) 2006-06-15 2008-11-25 Pavilion Integration Corporation Low speckle noise monolithic microchip RGB lasers
US7970201B2 (en) 2006-07-31 2011-06-28 Applied Materials Israel, Ltd. Method and system for defect detection
DE102007004235B3 (de) 2006-12-21 2008-01-03 Coherent Gmbh Verfahren zur Frequenzkonversion eines Lichtstrahls mittels eines CLBO-Kristalls
US20080173903A1 (en) 2006-12-28 2008-07-24 Fujifilm Corporation Solid-state image pickup element
JP5342769B2 (ja) 2006-12-28 2013-11-13 浜松ホトニクス株式会社 光電陰極、電子管及び光電子増倍管
US9771666B2 (en) 2007-01-17 2017-09-26 Crystal Is, Inc. Defect reduction in seeded aluminum nitride crystal growth
US8323406B2 (en) 2007-01-17 2012-12-04 Crystal Is, Inc. Defect reduction in seeded aluminum nitride crystal growth
JP4224863B2 (ja) 2007-02-02 2009-02-18 レーザーテック株式会社 検査装置及び検査方法、並びにパターン基板の製造方法
JP2008209664A (ja) 2007-02-27 2008-09-11 Advanced Mask Inspection Technology Kk パターン検査装置
JP2008261790A (ja) 2007-04-13 2008-10-30 Hitachi High-Technologies Corp 欠陥検査装置
US8755417B1 (en) 2007-04-16 2014-06-17 Kla-Tencor Corporation Coherent light generation below about two-hundred nanometers
US20110073982A1 (en) 2007-05-25 2011-03-31 Armstrong J Joseph Inspection system using back side illuminated linear sensor
US8665536B2 (en) 2007-06-19 2014-03-04 Kla-Tencor Corporation External beam delivery system for laser dark-field illumination in a catadioptric optical system
US7586108B2 (en) 2007-06-25 2009-09-08 Asml Netherlands B.V. Radiation detector, method of manufacturing a radiation detector and lithographic apparatus comprising a radiation detector
JP2009058782A (ja) 2007-08-31 2009-03-19 Osaka Univ レーザ光発生装置およびレーザ光発生方法
US7999342B2 (en) 2007-09-24 2011-08-16 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd Image sensor element for backside-illuminated sensor
JP4634427B2 (ja) 2007-09-27 2011-02-16 株式会社東芝 照明装置及びパターン検査装置
US7525649B1 (en) 2007-10-19 2009-04-28 Kla-Tencor Technologies Corporation Surface inspection system using laser line illumination with two dimensional imaging
US7605376B2 (en) 2007-10-29 2009-10-20 Fairchild Imaging, Inc. CMOS sensor adapted for dental x-ray imaging
US8298335B2 (en) 2007-12-18 2012-10-30 Kla-Tencor Technologies Corporation Enclosure for controlling the environment of optical crystals
JP2009145791A (ja) 2007-12-18 2009-07-02 Lasertec Corp 波長変換装置、検査装置及び波長変換方法
US7885298B2 (en) 2008-01-16 2011-02-08 Deep Photonics Corporation Method and apparatus for producing arbitrary pulsetrains from a harmonic fiber laser
WO2009154731A2 (en) 2008-06-17 2009-12-23 Kla-Tencor Corporation External beam delivery system using catadioptric objective with aspheric surfaces
JP2010003755A (ja) 2008-06-18 2010-01-07 Mitsubishi Electric Corp 波長変換レーザ装置
JP2010054547A (ja) 2008-08-26 2010-03-11 Lasertec Corp 紫外レーザ装置
US9080991B2 (en) 2008-09-29 2015-07-14 Kla-Tencor Corp. Illuminating a specimen for metrology or inspection
KR101652133B1 (ko) 2008-09-29 2016-08-29 케이엘에이-텐코어 코오포레이션 계측 시스템의 조명 서브시스템들, 계측 시스템들 및 계측 측정들을 위한 표본을 조명하기 위한 방법들
US7875948B2 (en) 2008-10-21 2011-01-25 Jaroslav Hynecek Backside illuminated image sensor
FR2938935B1 (fr) 2008-11-21 2011-05-06 Eolite Systems Dispositif d'allongement de la duree de vie d'un systeme optique non lineaire soumis au rayonnement d'un faisceau laser intense et source optique non lineaire comprenant ce dispositif
US8146498B2 (en) 2008-12-03 2012-04-03 Eastman Kodak Company Printing plate registration
US8624971B2 (en) 2009-01-23 2014-01-07 Kla-Tencor Corporation TDI sensor modules with localized driving and signal processing circuitry for high speed inspection
KR20100103238A (ko) 2009-03-13 2010-09-27 삼성전자주식회사 에피 웨이퍼 제조 방법 및 그에 의해 제조된 에피 웨이퍼, 및 상기 에피 웨이퍼로 제조한 이미지 센서
JP5237874B2 (ja) 2009-04-24 2013-07-17 株式会社日立ハイテクノロジーズ 欠陥検査方法および欠陥検査装置
JP4565207B1 (ja) 2009-04-28 2010-10-20 レーザーテック株式会社 波長変換装置及び波長変換方法並びに半導体装置の製造方法
US20100301437A1 (en) 2009-06-01 2010-12-02 Kla-Tencor Corporation Anti-Reflective Coating For Sensors Suitable For High Throughput Inspection Systems
JP2011023532A (ja) 2009-07-15 2011-02-03 Nikon Corp 光増幅器、レーザ装置及び光源装置
US9023152B2 (en) 2009-09-17 2015-05-05 Kla-Tencor Corporation CLBO crystal growth
CN102035085B (zh) 2009-10-08 2014-03-05 群康科技(深圳)有限公司 导电结构及其制造方法
WO2011046780A1 (en) 2009-10-13 2011-04-21 Nanda Nathan Pulsed high-power laser apparatus and methods
US8629384B1 (en) 2009-10-26 2014-01-14 Kla-Tencor Corporation Photomultiplier tube optimized for surface inspection in the ultraviolet
CN101702490B (zh) 2009-10-29 2011-02-09 长春理工大学 一种采用阱中量子点(dwell)的中红外锑化物激光器结构
US20110134944A1 (en) 2009-12-08 2011-06-09 The Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona Efficient pulse laser light generation and devices using the same
JP2011128330A (ja) 2009-12-17 2011-06-30 Nikon Corp レーザ装置
US8711896B2 (en) 2010-01-05 2014-04-29 Kla-Tencor Corporation Alleviation of laser-induced damage in optical materials by suppression of transient color centers formation and control of phonon population
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
WO2011148895A1 (ja) 2010-05-24 2011-12-01 ギガフォトン株式会社 固体レーザ装置およびレーザシステム
WO2012021311A2 (en) 2010-08-08 2012-02-16 Kla-Tencor Corporation Dynamic wavefront control of a frequency converted laser system
US8482846B2 (en) 2010-08-09 2013-07-09 Coherent Gmbh Advanced shifting algorithm for prolonging the life of an optically nonlinear crystal
US8824514B2 (en) 2010-11-09 2014-09-02 Kla-Tencor Corporation Measuring crystal site lifetime in a non-linear optical crystal
US8711470B2 (en) 2010-11-14 2014-04-29 Kla-Tencor Corporation High damage threshold frequency conversion system
US8891079B2 (en) 2010-12-16 2014-11-18 Kla-Tencor Corp. Wafer inspection
US8669512B2 (en) 2010-12-28 2014-03-11 Technion Research & Development Foundation Limited System and method for analyzing light by three-photon counting
US9318870B2 (en) 2011-05-06 2016-04-19 Kla-Tencor Corporation Deep ultra-violet light sources for wafer and reticle inspection systems
US9793673B2 (en) 2011-06-13 2017-10-17 Kla-Tencor Corporation Semiconductor inspection and metrology system using laser pulse multiplier
JP5731444B2 (ja) 2011-07-07 2015-06-10 富士フイルム株式会社 放射線検出器、放射線画像撮影装置、及び放射線画像撮影システム
US9920438B2 (en) 2011-07-07 2018-03-20 Massachusetts Institute Of Technology Methods and apparatus for ultrathin catalyst layer for photoelectrode
US9279774B2 (en) 2011-07-12 2016-03-08 Kla-Tencor Corp. Wafer inspection
ITTO20110649A1 (it) 2011-07-19 2013-01-20 St Microelectronics Srl Dispositivo di fotorivelazione con copertura protettiva e antiriflesso, e relativo metodo di fabbricazione
US8873596B2 (en) 2011-07-22 2014-10-28 Kla-Tencor Corporation Laser with high quality, stable output beam, and long life high conversion efficiency non-linear crystal
US9755039B2 (en) 2011-07-28 2017-09-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor device having a metal gate electrode stack
US8817827B2 (en) 2011-08-17 2014-08-26 Veralas, Inc. Ultraviolet fiber laser system
US9076639B2 (en) 2011-09-07 2015-07-07 Kla-Tencor Corporation Transmissive-reflective photocathode
US8748828B2 (en) 2011-09-21 2014-06-10 Kla-Tencor Corporation Interposer based imaging sensor for high-speed image acquisition and inspection systems
US20130077086A1 (en) 2011-09-23 2013-03-28 Kla-Tencor Corporation Solid-State Laser And Inspection System Using 193nm Laser
US8872159B2 (en) 2011-09-29 2014-10-28 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Graphene on semiconductor detector
US9250178B2 (en) 2011-10-07 2016-02-02 Kla-Tencor Corporation Passivation of nonlinear optical crystals
US9389166B2 (en) 2011-12-16 2016-07-12 Kla-Tencor Corporation Enhanced high-speed logarithmic photo-detector for spot scanning system
US8754972B2 (en) 2012-02-01 2014-06-17 Kla-Tencor Corporation Integrated multi-channel analog front end and digitizer for high speed imaging applications
US9496425B2 (en) 2012-04-10 2016-11-15 Kla-Tencor Corporation Back-illuminated sensor with boron layer
US8953869B2 (en) 2012-06-14 2015-02-10 Kla-Tencor Corporation Apparatus and methods for inspecting extreme ultra violet reticles
US8976343B2 (en) 2012-06-21 2015-03-10 Kla-Tencor Corporation Laser crystal degradation compensation
US8964798B2 (en) 2012-07-12 2015-02-24 Kla-Tencor Corporation Reducing the spectral bandwidth of lasers
US9601299B2 (en) 2012-08-03 2017-03-21 Kla-Tencor Corporation Photocathode including silicon substrate with boron layer
US9042006B2 (en) 2012-09-11 2015-05-26 Kla-Tencor Corporation Solid state illumination source and inspection system
NL2011568A (en) 2012-10-31 2014-05-06 Asml Netherlands Bv Sensor and lithographic apparatus.
US9151940B2 (en) 2012-12-05 2015-10-06 Kla-Tencor Corporation Semiconductor inspection and metrology system using laser pulse multiplier
US9426400B2 (en) 2012-12-10 2016-08-23 Kla-Tencor Corporation Method and apparatus for high speed acquisition of moving images using pulsed illumination
US8929406B2 (en) * 2013-01-24 2015-01-06 Kla-Tencor Corporation 193NM laser and inspection system
US9529182B2 (en) 2013-02-13 2016-12-27 KLA—Tencor Corporation 193nm laser and inspection system
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
US9509112B2 (en) * 2013-06-11 2016-11-29 Kla-Tencor Corporation CW DUV laser with improved stability
US9293882B2 (en) 2013-09-10 2016-03-22 Kla-Tencor Corporation Low noise, high stability, deep ultra-violet, continuous wave laser
US9347890B2 (en) 2013-12-19 2016-05-24 Kla-Tencor Corporation Low-noise sensor and an inspection system using a low-noise sensor
US9748294B2 (en) 2014-01-10 2017-08-29 Hamamatsu Photonics K.K. Anti-reflection layer for back-illuminated sensor
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
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
US9748729B2 (en) * 2014-10-03 2017-08-29 Kla-Tencor Corporation 183NM laser and inspection system
US10175555B2 (en) * 2017-01-03 2019-01-08 KLA—Tencor Corporation 183 nm CW laser and inspection system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007114697A (ja) * 2005-10-24 2007-05-10 Sony Corp 光源装置
US20130313440A1 (en) * 2012-05-22 2013-11-28 Kla-Tencor Corporation Solid-State Laser And Inspection System Using 193nm Laser

Also Published As

Publication number Publication date
TW201614916A (en) 2016-04-16
KR102516629B1 (ko) 2023-03-31
KR20170066554A (ko) 2017-06-14
KR20220051027A (ko) 2022-04-25
IL275570A (en) 2020-08-31
US20160099540A1 (en) 2016-04-07
IL250351B (en) 2020-07-30
US9748729B2 (en) 2017-08-29
US10199149B2 (en) 2019-02-05
JP6671358B2 (ja) 2020-03-25
JP2017535806A (ja) 2017-11-30
DE112015004544B4 (de) 2024-02-22
IL275570B (en) 2021-05-31
WO2016054589A1 (en) 2016-04-07
CN115528515A (zh) 2022-12-27
IL250351A0 (en) 2017-03-30
CN106852181A (zh) 2017-06-13
US20170323716A1 (en) 2017-11-09
DE112015004544T5 (de) 2017-08-17
TWI672879B (zh) 2019-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102387000B1 (ko) 183 나노미터 레이저 및 검사 시스템
JP6626997B2 (ja) 検査システム
JP6790144B2 (ja) １９３ｎｍのレーザー検査システム
US20130077086A1 (en) Solid-State Laser And Inspection System Using 193nm Laser
KR102325872B1 (ko) 183 nm CW 레이저 및 검사 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
A107 Divisional application of patent
GRNT Written decision to grant