TW201903223A

TW201903223A - 非線性光學晶體之鈍化

Info

Publication number: TW201903223A
Application number: TW107131153A
Authority: TW
Inventors: 艾力克斯莊勇和; 杜立賓斯基維拉得摩
Original assignee: 美商克萊譚克公司
Priority date: 2013-04-10
Filing date: 2014-04-10
Publication date: 2019-01-16
Also published as: IL271590A; KR20150140788A; JP2020045277A; KR102229082B1; JP2016522136A; TWI640662B; TW201447060A; JP7086909B2; IL280416B; WO2014169104A1; EP2984205A4; CN105189814B; CN109898140B; JP6635914B2; IL241943B; US20140305367A1; TWI697592B; EP2984205B1; IL280416A; US11180866B2

Abstract

供在一檢驗工具中使用之一非線性光學晶體之鈍化包含：在存在氟、一個氟化物離子及一含氟化物化合物中之至少一者之情況下生長一非線性光學晶體；機械地製備該非線性光學晶體；對該非線性光學晶體執行一退火程序；及將該非線性光學晶體曝露於一含氫或含氘鈍化氣體。

Description

非線性光學晶體之鈍化

本發明係關於非線性光學材料之領域，且特定而言，係關於一種用於鈍化非線性光學晶體以糾正晶體缺陷之系統及方法。本發明進一步係關於深紫外線(DUV)雷射及併入有一非線性光學晶體之相關檢驗系統。

諸多現代雷射系統需要非線性光學(NLO)元件。雷射系統通常將NLO晶體用於諸如混頻、拉曼放大、克爾透鏡鎖模、電光調變、聲光調變及諸如此類之諸多應用。 NLO元件之雷射誘發之損壞(LID)係諸多現代雷射系統之一主要限制。LID因雷射輻射與組成一既定NLO元件之材料之間的相互作用而發生。曝露於一雷射系統內之電磁輻射可消極地影響NLO晶體之各種物理及光學性質，諸如但不限於：透射率、反射性及折射。反過來，由所發生之LID所致之物理性質之此降級最終導致既定雷射系統內之NLO元件之故障。 LID在利用較短波長之電磁光譜(諸如具有小於300 nm之波長之深紫外線(DUV)光)之雷射系統中變得更成問題。另外，NLO晶體在其具有較大數量或量之晶體缺陷(諸如但不限於變位、雜質、空位及諸如此類)時較易受LID影響。因此，NLO晶體中之晶體缺陷之存在導致LID之經增加位準且繼而導致較短晶體壽命。因此，將期望提供一種糾正上文所識別之先前技術之缺陷之方法及系統。

根據本發明之一說明性實施例，闡述一種用於鈍化一非線性光學晶體之晶體缺陷之方法。在一項實施例中，該方法可包含在存在氟、一個氟化物離子及一含氟化物化合物中之至少一者之情況下生長一非線性光學晶體。在另一實施例中，該方法可包含機械地製備(例如，切割及/或拋光)該非線性光學晶體。在另一實施例中，該方法可包含對該非線性光學晶體執行一退火程序。在另一實施例中，該方法可包含將該非線性光學晶體曝露於一鈍化氣體，諸如一含氫或含氘鈍化氣體。根據本發明之一說明性實施例，闡述一種用於鈍化一非線性光學晶體之晶體缺陷之系統。在一項實施例中，該系統可包含一晶體生長器，該晶體生長器經組態以在存在氟、一個氟化物離子及一含氟化物化合物中之至少一者之情況下生長一基於硼酸鹽之非線性光學晶體。在另一實施例中，一系統可包含經組態以機械地製備自該晶體生長器接收之該非線性光學晶體之一機械製備載台。在另一實施例中，該系統可包含一鈍化系統。在另一實施例中，該鈍化系統可包含經組態以容納一鈍化氣體之一曝露室，該曝露室進一步經組態以容納用於曝露於該室內之該鈍化氣體之該非線性光學晶體。在另一實施例中，該鈍化系統可包含一鈍化氣體源，該鈍化氣體源流體耦合至該曝露室且經組態以將該鈍化氣體供應至該曝露室之一內部部分。在另一實施例中，該鈍化系統可包含一退火載台，該退火載台安置於該曝露室內且經組態以將該非線性光學晶體固定在該曝露室內，該載台包含經組態以控制該非線性光學晶體之溫度之一或多個熱控制元件。根據本發明之一說明性實施例，闡述一種用於光學地檢驗一或多個樣本之系統。在一項實施例中，該系統可包含一樣本載台。在另一實施例中，該系統可包含經組態以照明安置於該樣本載台上之一或多個樣本之表面之一部分之一雷射系統。在另一實施例中，該系統可包含在存在氟或氟化物離子之情況下生長之至少一個經鈍化且經退火非線性光學晶體，該非線性光學晶體經充分退火以建立低於一選定位準之一水含量，該NLO晶體經充分鈍化以建立一選定鈍化位準。在另一實施例中，該雷射系統可包含經組態以產生一選定波長之光之至少一個光源，該光源經組態以使光透射穿過該非線性光學晶體。在另一實施例中，該雷射系統可包含經組態以裝納該非線性光學晶體之一晶體殼體單元。在另一實施例中，該雷射系統可包含經組態以接收自該樣本之該表面反射、散射或發射之照明之至少一部分之一偵測器。在另一實施例中，該系統可包含通信耦合至該偵測器之一電腦控制器。在另一實施例中，該電腦控制器經組態以獲取關於由該偵測器接收之照明之至少一部分之資訊。在另一實施例中，該電腦控制器經組態以利用關於由該偵測器接收之照明之至少一部分之資訊來判定該樣本之至少一個缺陷之存在或不存在。應理解，前述大體說明及以下詳細說明兩者皆僅為例示性及解釋性且未必限制所主張之本發明。併入本說明書中並構成本說明書之一部分之附圖圖解說明本發明之實施例，並與該大體說明一起用於闡釋本發明之原理。

相關申請案之交叉參考 本申請案係關於且主張來自以下所列申請案(「相關申請案」)之最早可用有效申請日期之權益(例如，主張除臨時專利申請案以外之最早可用優先權日期或依據35 USC § 119(e)主張臨時專利申請案、相關申請案之任一及所有母案、前代母案、前二代母案等之權益)。相關申請案 ：出於USPTO非法定要求之目的，本申請案構成美國臨時專利申請案之一正式(非臨時)專利申請案，該美國臨時專利申請案標題為NLO CRYSTAL PROPERTIES BY HYDROGEN PASSIVATION ，發明人為Vladimir Dribinski 及Yung-Ho Alex Chuang ，於2013 年 4 月 10 日提出申請，申請案號為61/810,605 。現在將詳細參考圖解說明於附圖中之所揭示之標的物。大體參考圖1A至圖4，根據本發明闡述一種用於鈍化一非線性光學(NLO)晶體之系統及方法。以下美國專利申請案中闡述用於退火及/或鈍化非線性光學(NLO)晶體之系統及方法：於2012年6月1日提出申請之頒予Chuang等人之第13/488,635號美國專利申請案；及於2012年3月5日提出申請之頒予Dribinski等人之第13/412,564號美國專利申請案，該兩個美國專利申請案皆以全文引用方式併入本文中。本文中注意到，上述申請案中所揭示之方法及系統中之任一者皆可結合本發明通篇中所揭示之方法及系統一起使用。本發明之實施例係針對藉由經由已經歷氟摻雜之基於硼酸鹽之NLO晶體之退火及/或基於氫之鈍化而減少基於硼酸鹽之NLO晶體中之晶體缺陷來減輕雷射誘發之損壞(LID)之影響。本發明之實施例係針對自包含一基於氟之成分之一液體(例如，熔體或溶液)生長一基於硼酸鹽之晶體。出於本發明之目的，「一基於氟之成分」可包含氟、一個氟離子或一含氟化合物(例如，氟化鋰)。晶體生長程序可包含在生長基於硼酸鹽之晶體時之一攪拌步驟。本文中認識到，用於生長基於硼酸鹽之晶體之液體內所含有之氟化物離子可減小導致在晶體生長期間發生之較少缺陷之液體之黏度。本文中進一步認識到，氟化物離子可附接在因NLO晶體之晶體晶格中缺少氧離子而形成之空位處，藉此鈍化由缺少氧導致之缺陷。本發明之實施例進一步係針對退火(或至少加熱)處於一選定溫度之經氟摻雜之NLO晶體且進一步將NLO晶體曝露於處於一選定濃度之一基於氫之鈍化氣體。出於本發明之目的，一「基於氫之」氣體可包含完全地或部分地由氫(例如，H或H₂ )、氫之一化合物(例如，NH₃ 或CH₄ )、氫之一同位素(例如，氘)或包含氫之一同位素之一化合物組成之任何氣體。本文中注意到，透過將氫原子或氘原子附接至晶體內之懸鍵或斷鍵可糾正晶體缺陷。舉例而言，懸鍵或斷鍵可包含懸氧鍵，其通常係影響NLO晶體之物理/光學性質及因此NLO晶體之壽命之一主要缺陷類型。本文中認識到，氫或氘可併入因缺少鹼金屬離子(例如，鋰離子)而導致之晶體缺陷處，藉此鈍化氟/氟離子未鈍化之一缺陷種類。進一步認識到，退火程序可用於去除或減少在晶體生長程序期間及/或在晶體生長程序之後併入至晶體中之水或OH含量。本文中進一步注意到，所得NLO晶體可具有比已僅由氫或僅由氟鈍化之一晶體大之對LID之抵抗力。如本發明通篇所使用，術語「晶體」、「NLO晶體」或「非線性晶體」通常係指適合於頻率轉換之一非線性光學晶體。舉例而言，本發明之非線性光學晶體可經組態以將一第一波長(例如，532 nm)之入射照明頻率轉換為一較短波長(例如，266 nm)之一輸出照明。此外，本發明之非線性光學晶體可包含但不限於β-硼酸鋇(BBO)、三硼酸鋰(LBO)、四硼酸鋰(LTB)、硼酸銫鋰(CLBO)、硼酸銫(CBO)、氧化物型非線性晶體及諸如此類。如本發明通篇所使用，術語「晶圓」通常係指由一半導體或非半導體材料形成之一基板。舉例而言，半導體或非半導體材料包含但不限於單晶矽、砷化鎵及磷化銦。一晶圓可包含一或多個層。舉例而言，此等層可包含但不限於一抗蝕劑、一介電材料、一導電材料及一半導電材料。此項技術中習知諸多不同類型之此等層，且本文中所使用之術語晶圓意欲囊括其上可形成所有類型之此等層之一晶圓。圖1A至圖1C圖解說明根據本發明之一項實施例之用於鈍化一NLO晶體104之一系統100。本文中認識到，可利用本文中所闡述且圖1A至圖1C中所圖解說明之系統100來實施本發明通篇所闡述之各種方法之一或多個步驟。在一項實施例中，系統100包含用於生長一NLO晶體103或晶體晶塊之一晶體生長器102。在另一實施例中，系統100包含用於在晶體生長之後對NLO晶體103執行一或多個機械製備步驟以獲得一經切割及/或經拋光NLO晶體104之一機械製備載台106。在另一實施例中，系統100包含經組態以退火晶體104及/或用一鈍化氣體(例如，基於氫之氣體或與一惰性氣體混合之基於氫之氣體)鈍化晶體104之一鈍化系統108。在一項實施例中，晶體生長器102經組態以在存在一或多種基於氟之成分(諸如氟、一個氟化物離子或一含氟化物化合物(例如，氟化鋰))之情況下生長一NLO晶體103或晶體晶塊。在另一實施例中，由晶體生長器102生長之NLO晶體103包含一基於硼酸鹽之NLO晶體。在另一實施例中，在存在氟、一個氟化物離子及一含氟化物分子中之至少一者之情況下，基於硼酸鹽之NLO晶體可包含但不限於β-硼酸鋇(BBO)、三硼酸鋰(LBO)、四硼酸鋰(LTB)、硼酸銫鋰(CLBO)及硼酸銫(CBO)。在另一實施例中，晶體生長器102經組態以自包含一或多種基於氟之成分之一液體(例如，包含硼濃度之5%至20%之一個氟成分濃度之液體)生長一NLO晶體103。在一項實施例中，晶體生長器102可自含有一或多種氟成分之一熔體生長NLO晶體103。在另一實施例中，晶體生長器102可自含有一或多種氟成分之一溶液生長NLO晶體103。在另一實施例中，晶體生長器102可包含用於在晶體生長程序期間對液體實施一晶體攪拌程序之一攪拌單元。系統100之晶體生長器102可包含此項技術中已知的適合於生長基於硼酸鹽之晶體之任何晶體生長器或晶體生長系統。舉例而言，於2005年1月18日簽發之頒予Sasaki等人之美國專利6,843,849中大體闡述經由晶體攪拌而生長之基於硼酸鹽之晶體，該美國專利以全文引用方式併入本文中。本文中進一步注意到，本文中進一步較詳細闡述由本發明實施之晶體生長程序。在另一實施例中，機械製備載台106經組態以在形成晶體104之後對晶體104實施一或多個機械製備步驟以達成晶體104之一期望形狀、大小及晶體定向。在一項實施例中，機械製備載台106包含一晶體切割單元。機械製備載台106之晶體切割單元可包含此項技術中已知的適合於切割基於硼酸鹽之NLO晶體之任何晶體切割裝置或系統。就此而言，晶體切割單元可切割自晶體生長器102接收之晶體103或晶體晶塊，以便達成具有期望形狀、大小及晶體定向之一晶體104。在另一實施例中，機械製備載台106包含一晶體拋光機。晶體拋光機可包含適合於拋光基於硼酸鹽之NLO晶體之任何裝置或系統。現在參考圖1B至圖1C，在一項實施例中，經組態以鈍化及/或退火NLO晶體104之鈍化系統108包含一曝露室110。在一項實施例中，曝露室110經組態以容納一體積之鈍化氣體。曝露室110可進一步經組態以容納NLO晶體104以使得可將NLO晶體104曝露於曝露室110內所容納之鈍化氣體。在一項實施例中，曝露室101可進一步經組態以容納經組態以在NLO晶體104曝露於曝露室110內所容納之鈍化氣體時固定NLO晶體104之一退火載台102或基板。在另一實施例中，退火載台102可係室110之一內部表面之一部分。在一項實施例中，鈍化氣體包含氫、氘、一含氫化合物或一含氘化合物中之一或多者。在一項實施例中，鈍化氣體包含具有一選定濃度之一基於氫之組分(例如，氫、氘、一含氫化合物或一含氘化合物)之兩種或兩種以上氣體之一氣態混合物。在一項實施例中，氣體混合物包含分子氫(H₂ )或分子氘(D₂ )。在另一實施例中，鈍化氣體可包含可在化學反應或解離時產生氫或氘之一低分子量氣體。此低分子量氣體可包含但不限於NH₃ 、CH₄ 或此等及相似分子之氘化形式。氫或氘之期望濃度可包含超過在正常周圍條件下存在之自然氫豐度之一濃度。在另一實施例中，氫或氘之期望濃度亦可為一使用者選定濃度或利用NLO晶體104之一或多個物理屬性判定之一濃度。在另一實施例中，鈍化氣體混合物可進一步包含一惰性氣體，諸如但不限於氬、氮、氦或諸如此類。在另一實施例中，本發明之鈍化氣體可包含具有介於5%至10%之範圍內之一基於氫之組分濃度(例如，氫、氘、一含氫化合物或一基於氘之化合物)之一氣體混合物。本文中注意到，此濃度範圍並非係一限制且僅出於圖解目的而呈現。預期，鈍化氣體之氫或氘濃度位準可包含適合於既定應用之任何範圍。在另一實施例中，為改良鈍化效果，鈍化氣體混合物之基於氫之組分濃度可包含氫之一重同位素(例如，氘)。本文中注意到，混合物中之氘之精確量可藉由最佳化或至少改良高於一選定位準之鈍化效果而判定，且可自零點幾之總氫濃度變化至在混合物中100%之全部氫。在另一實施例中，鈍化系統108包含流體耦合至曝露室110且經組態以將鈍化氣體供應至曝露室110之一鈍化氣體源116。在另一實施例中，如圖1C中所展示，曝露室110可包含一氣體流入埠118，該氣體流入埠經組態以自鈍化氣體源116接收鈍化氣體且進一步經組態以將自鈍化氣體源116接收之鈍化氣體傳輸至曝露室110之一內部部分。在另一實施例中，如圖1C中所展示，曝露室110可進一步包含一氣體流出埠120，該氣體流出埠經組態以自曝露室110之內部部分釋放鈍化氣體。在另一實施例中，鈍化系統108包含流體連接於鈍化氣體源116與曝露室110之間的一流量控制器112。在另一實施例中，流量控制器112可經組態以控制鈍化氣體供應至曝露室110之速率。在另一實施例中，流量控制器112可包含一閥、調節器或用於調節鈍化氣體移動穿過將流量控制器112流體連接至曝露室110之至少一個管道之壓力或速率之任何其他構件。在另一實施例中，流量控制器可流體連接至曝露室之氣體流入埠118且經組態以控制鈍化氣體經由氣體流入埠118供應至曝露室110之內部部分之速率。在另一實施例中，流量控制器112或一額外流量控制器(未展示)可流體連接至曝露室110之氣體流出埠120且經組態以控制自曝露室110之內部部分移除鈍化氣體之速率。在另一實施例中，鈍化系統108包含通信耦合至流量控制器112之一或多個電腦控制器114。在一項實施例中，電腦控制器114給流量控制器112提供用於控制鈍化氣體供應至曝露室110之速率之指令。在另一實施例中，電腦控制器114給流量控制器112或一額外流量控制器(未展示)提供用於控制自曝露室110移除鈍化氣體之速率之指令。在另一實施例中，電腦控制器114包含一載體媒體(未展示)，諸如但不限於經組態具有程式指令之一快閃記憶體裝置、一固態記憶體裝置、一光學記憶體裝置、一隨機存取記憶體裝置或者其他靜態或動態記憶體裝置。在一項實施例中，儲存於載體媒體上之程式指令可包含一流量控制演算法。控制器114所利用之流量控制演算法可包含此項技術中已知之任何流量控制演算法，諸如但不限於用於組態流量控制器112之一壓力閥之一或多個演算法。在一項實施例中，流量控制演算法可引導流量控制器112基於一或多個閥之一或多個機械性質與一期望流動速率之間的一相關性而致動一或多個閥。在一項實施例中，10 cm³ /min至200 cm³ /min之一使用者選定流動速率可係用於鈍化曝露室110內所容納之NLO晶體104之一期望流動速率。本文中注意到，上述流動速率並非限制性的且基於NLO晶體104之鈍化氣體混合物或組合物可期望此範圍外之流動速率。在另一實施例中，經配置以將NLO晶體104固定在曝露室110內之退火載台111包含經組態以控制NLO晶體104之溫度之一或多個熱控制元件(未展示)。在一項實施例中，一或多個熱控制元件包含一或多個加熱元件(例如，加熱器)。在另一實施例中，一或多個熱控制元件包含一或多個冷卻元件(例如，Peltier冷卻器、冷卻管及諸如此類)。在一項實施例中，載台111之一或多個熱控制元件對NLO晶體104實施一熱退火程序。在一項實施例中，一或多個熱控制元件使NLO晶體104達到低於NLO晶體104之一熔化溫度之一選定溫度且使NLO晶體104維持處於彼選定溫度。就此而言，載台111之一或多個熱控制元件可將NLO晶體104之溫度增加至選定溫度。在一項實施例中，一使用者可選擇大於周圍溫度或室溫但小於NLO晶體104之熔化溫度之一溫度。舉例而言，載台111可將NLO晶體104加熱至介於200℃至400℃ (例如，300℃至350℃)或某一其它選定溫度之範圍內之一溫度且維持彼溫度達一選定時間週期(例如，1小時至200小時)。本文中注意到，晶體104之加熱可改良至晶體104中之氫穿透、減輕分子氫(例如，H₂ )或其他含氫分子變為原子氫之分解及/或消除氫與NLO晶體之間的不期望反應產物(例如，弱OH鍵、水或諸如此類)。在另一實施例中，一或多個熱控制元件可實施一多步驟退火程序。在一項實施例中，載台111之一或多個熱控制元件可將NLO晶體104之溫度增加至一或多個中間溫度(例如，介於範圍100℃至150℃內之溫度)。在一項實施例中，載台111之一或多個熱控制元件可使NLO晶體104之溫度維持處於該中間溫度達一選定時間(例如，1小時至100小時)。在另一實施例中，載台111之一或多個熱控制元件可將NLO晶體104之溫度自中間溫度增加至一選定溫度(例如，介於範圍300℃至350℃內之溫度)。本文中預期，退火載台111可經組態以增加、降低及/或維持NLO晶體104之溫度處於任何可行溫度或溫度範圍以鈍化NLO晶體104及/或去除NLO晶體104之OH及/或水含量。因此，前述溫度範圍僅係出於圖解目的且不應理解為對本發明之一限制。以下美國專利申請案中闡述用於退火及/或鈍化NLO晶體之各種系統：於2012年6月1日提出申請之頒予Chuang等人之第13/488,635號美國專利申請案；及於2012年3月5日提出申請之第13/412,564號美國專利申請案，該兩個美國專利申請案先前皆以全文引用方式併入本文中。本文中再次注意到，此等申請案中所揭示之方法及系統中之任一者可結合本發明通篇所揭示之方法及系統一起使用。圖2圖解說明根據本發明之一項實施例之繪示用於用基於氟之成分及基於氫之氣體鈍化NLO晶體104以便糾正由懸鍵或斷鍵及/或將水或OH群組併入至晶體中所導致之晶體缺陷之一方法200之一程序流程圖。如圖2中所展示，方法200可包含但不限於以下步驟中之一或多者：(i)步驟202，在存在氟、一個氟化物離子及一含氟化物化合物中之至少一者之情況下生長一非線性光學晶體；(ii)步驟204，機械地製備非線性光學晶體；(iii)步驟206，對非線性光學晶體執行一退火程序；及(iv)步驟208，將非線性光學晶體曝露於一鈍化氣體。本文中注意到，雖然可利用系統100實施方法200，但方法200不限於系統100之結構限制，此乃因認識到，各種其他系統可實施方法200之步驟。在步驟202中，在存在氟、一個氟化物離子及一含氟化物化合物中之至少一者之情況下生長一NLO晶體104。在一項實施例中，自含有選定NLO晶體材料(例如，基於硼酸鹽之材料)及氟、一個氟化物離子及一含氟化物化合物(例如，氟化鋰)中之一或多者之一液體生長一NLO晶體103或晶體晶塊。在一項實施例中，自含有選定NLO晶體材料或氟、一個氟化物離子及一含氟化物化合物中之一或多者之一熔體或一溶液生長一NLO晶體103或晶體晶塊。在一項實施例中，使用一晶體攪拌方法生長NLO晶體103。在一項實施例中，在存在氟、一個氟化物離子及一含氟化物化合物中之至少一者之情況下生長之NLO晶體104係基於硼酸鹽之NLO晶體。舉例而言，基於硼酸鹽之NLO晶體可包含但不限於β-硼酸鋇(BBO)、三硼酸鋰(LBO)、四硼酸鋰(LTB)、硼酸銫鋰(CLBO)或硼酸銫(CBO)。於2005年1月18日簽發之頒予Sasaki等人之第6,843,849號美國專利中闡述一種用於生長一基於硼酸鹽之晶體之系統及方法，該美國專利以全文引用方式併入上文。在一項實施例中，用於生長NLO晶體之液體中之氟或氟化物之原子百分比介於液體中之硼之原子百分比之約5%與20%之間。舉例而言，液體中之氟濃度可為液體中之硼之原子濃度之約10%。在一項實施例中，在生長一CLBO晶體之情形中，可自具有約1:0.749:5.5:0.502之各別分子比之由Cs₂ CO₃ 、Li₂ CO₃ 、B₂ O₃ 及LiF之一混合物形成之一熔體生長該晶體。本文中注意到，此混合物係硼不足的，此乃因其通常較佳地用於經由攪拌方法生長高品質CLBO晶體。本文中進一步注意到，本發明之某些實施例不引入具有氟之一新陽離子。在一項實施例中，氟化鋰(LiF)用作用於生長經鈍化CLBO、LBO或LTB晶體之氟源。在另一實施例中，氟化銫(CsF)用作用於生長經鈍化CBO及CLBO晶體之氟源。在另一實施例中，氟化鋇(BaF₂ )用作用於生長經鈍化BBO晶體之氟源。本文中注意到，上述化合物並非對本發明之限制，此乃因在本發明之上下文內可利用額外氟源。在步驟204中，機械地製備經由生長步驟202形成之NLO晶體103或晶體晶塊。在一項實施例中，機械地製備NLO晶體之步驟包含切割NLO晶體103或晶體晶塊以形成NLO晶體104。在一項實施例中，自步驟202中所產生之NLO晶體晶塊切割期望形狀、大小及/或定向之一NLO晶體104。在另一實施例中，機械地製備NLO晶體之步驟包含拋光經切割NLO晶體以形成一經拋光NLO晶體104。在一項實施例中，在退火晶體104之前執行機械地製備NLO晶體103或晶體晶塊之步驟，如本文中進一步所闡述。本文中注意到，切割及/或拋光NLO晶體之程序可將NLO晶體曝露於濕氣或潮濕環境。本文中進一步注意到，在退火程序之後藉由將NLO晶體曝露於濕氣或潮濕環境，NLO晶體可吸收水，此可導致NLO晶體之經降級效能。在一項實施例中，可實施一額外退火步驟以回復NLO晶體性質。在步驟206中，對NLO晶體104執行一退火程序。在一項實施例中，退火程序包含使NLO晶體達到低於NLO晶體之一熔化溫度之一選定溫度。舉例而言，退火程序可包含以一選定速率將NLO晶體104之溫度增加至選定溫度，諸如介於範圍200℃至400℃ (例如，300℃至350℃)內之一溫度。在另一實施例中，退火程序可包含使NLO晶體維持處於選定溫度達一選定時間(例如，1小時至200小時)。在另一實施例中，退火程序可包含一步進式升溫程序。在一項實施例中，首先將NLO晶體之溫度增加至一或多個中間溫度(例如，100℃至200℃)。在另一實施例中，使NLO晶體104之溫度維持處於中間溫度達一選定時間(例如，1小時至200小時)。在另一實施例中，NLO晶體104之溫度自該中間溫度增加至選定溫度(例如，300℃至350℃)且保持處於該選定溫度達一選定時間週期(例如，1小時至200小時)。在另一實施例中，在一惰性氣體環境(諸如但不限於一He、N₂ 或Ar環境)中實施退火程序中之全部或部分。舉例而言，可將NLO晶體104放置於一受控環境中，諸如系統100之退火室110。反過來，可按一溫度改變速率將NLO晶體104之溫度緩慢地升高至一選定退火溫度。舉例而言，可選擇溫度改變速率以便不因熱應力或水之迅速去除而損壞晶體104。舉例而言，在一晶體具有介於約10 mm與約20 mm之間的線性尺寸之情形中，約1℃/min之一溫度增加速率可係適當的。認識到，若初始水或OH含量較高，則可利用一較慢升溫速率。以另一實例方式，可使較小晶體或具有低水或OH含量之晶體較快速地升溫。在另一實施例中，晶體可在約120℃與約150℃之間的一溫度下被保持達一經延長時間(諸如約10小時之一週期)或直至一FTIR吸收量測展示低OH吸收為止以便允許用於大部分水或OH被去除之時間。在另一實施例中，在使溫度保持處於約120℃至150℃溫度(或任何適合溫度)之後，可再次緩慢地(例如，0.5℃/min至2.0℃/min)升高溫度直至達到選定溫度為止。在另一實施例中，NLO晶體104可在選定溫度(例如，200℃至400℃)下被保持達一經延長時間，諸如約100小時之一時間。舉例而言，選定溫度可為介於約300℃至350℃之範圍內之一溫度。在一項實施例中，可藉由(舉例而言) FTIR而監視OH吸收直至OH濃度低於一選定臨限位準為止。在另一實施例中，將一乾燥惰性氣體(諸如He、N₂ 或Ar)流動穿過曝露室以便保持NLO晶體104處於一低濕度低氧環境中。在一項實施例中，流動速率可介於約10 cm³ /min至200 cm³ /min之範圍內。僅以實例方式包含前述溫度、持續時間及升溫速率，且預期可在不背離本發明之本質之情況下顯著更改此等參數。因此，本文中之任何內容均不應視為以任何方式限制本發明。在步驟208中，將NLO晶體104曝露於一鈍化氣體。在一項實施例中，將NLO晶體104曝露於一大氣壓控制之容器(諸如系統100之曝露室110)內之一鈍化氣體。在一項實施例中，鈍化氣體可係具有一選定濃度的氫、氘、一含氫化合物及一含氘化合物中之至少一者之一氣體混合物。在一項實施例中，選定氫、氘、含氫化合物或含氘化合物濃度可係一使用者選定濃度、利用NLO晶體104之一或多個屬性判定之一濃度或用於糾正NLO晶體104之晶體缺陷之任何可接受濃度。舉例而言，可接受濃度可包含適合於經由將來自鈍化氣體之氫或氘原子附接至NLO晶體之斷鍵或懸鍵而糾正晶體缺陷之任何濃度。在一項實施例中，鈍化氣體之選定氫、氘、含氫化合物或含氘化合物濃度可包含介於鈍化氣體混合物之約5%至10%之範圍內之一濃度。本文中注意到，前述濃度並非限制性的且僅出於圖解目的而提供。在另一實施例中，鈍化氣體可由一或多種惰性氣體(諸如He、N₂ 或Ar)與選定濃度之氫、氘或含有氫或氘之一化合物(例如，含有氫或氘之一小分子化合物)之一混合物組成。在一進一步步驟中，方法200可進一步包含監視NLO晶體104之一鈍化程度之一步驟。鈍化程度可與NLO晶體104之OH鍵之一量或量之改變相關，此乃因OH鍵之量通常隨著NLO晶體104因使氫原子附接至NLO晶體104之懸氧鍵鈍化而增加。因此，可藉由分析NLO晶體104之一或多個吸收帶來監視鈍化程度，其中吸收帶受NLO晶體104之OH鍵之數目之一改變影響。可藉由使用此項技術已知的用於偵測NLO晶體104吸收具有一或多個波長之照明之一位準之任何方法來分析吸收帶。在一項實施例中，利用傅立葉轉換紅外線光譜學(FTIR)來監視鈍化程度。舉例而言，利用傅立葉轉換紅外線光譜學(FTIR)，可透過觀察處於NLO晶體104之紅外線(IR)光譜中之至少一個吸收帶來監視NLO晶體104之鈍化程度。用於監視NLO晶體104之鈍化程度之一FTIR程序可包含以下步驟中之一或多者：(i)使具有一或多個波長之照明透射穿過NLO晶體104；(ii)偵測透射穿過NLO晶體104之照明；及(iii)利用關於透射穿過NLO晶體104之照明之資訊來判定在一或多個波長下由NLO晶體104吸收之一照明量；及(iv)利用在一或多個波長下由NLO晶體104吸收之照明與NLO晶體104之OH鍵之量或量之改變之間的一相關性來判定NLO晶體104之鈍化程度。在另一實施例中，在步驟208中，可將NLO晶體104曝露於鈍化氣體直至充分鈍化NLO晶體104為止。在一項實施例中，可利用監視NLO晶體104之鈍化程度之步驟來判定是否已充分鈍化NLO晶體104。舉例而言，可藉由觀察在介於約3200 cm^-1 至4000 cm^-1 之範圍內之IR光譜之一或多個波長下出現或改變強度之NLO晶體104之一或多個吸收帶來判定NLO晶體104之鈍化程度，其中在該波長下出現或改變強度之吸收帶之幅度或強度與NLO晶體104之OH鍵之量或量之改變相關。舉例來說，可使用FTIR來監視對紅外線光譜中接近3580 cm^-1 之–OH鍵(包括H₂ O)之吸收。舉例而言，可在原位執行FTIR監視，其中在一晶體經歷鈍化時運用FTIR來監視該晶體。在另一實施例中，監視步驟可包含藉由監視FTIR吸收光譜中之一或多個選定峰值之整合峰值強度之相對改變來判定是否已充分鈍化NLO晶體104。舉例而言，監視步驟可包含在觀察到一–OH吸收峰值之一5%減小時將晶體104視為經充分鈍化。僅以實例方式包含前述吸收帶波長範圍及用於充分鈍化之百分比改變，且預期可在IR、可見及/或UV光譜中之其他波長下出現一或多個吸收帶；因此，前述波長範圍並非意欲以任何方式限制本發明。在一進一步步驟中，可將NLO晶體104之溫度自選定退火溫度(例如，300℃至350℃)降低至一較低溫度。在一項實施例中，可將NLO晶體104之溫度以一選定速率自選定退火溫度(例如，300℃至350℃)降低至周圍溫度。舉例而言，溫度降低之選定速率可係充分低的以避免熱應力足夠大以損壞NLO晶體104。舉例而言，溫度降低之選定速率可包含在2小時至10小時之過程內將溫度自350℃減小至20℃。再次注意到，以下美國專利申請案中闡述退火及/或鈍化NLO晶體之各種方法：於2012年6月1日提出申請之頒予Chuang等人之第13/488,635號美國專利申請案；及於2012年3月5日提出申請之第13/412,564號美國專利申請案，該兩個美國專利申請案先前皆以全文引用方式併入本文中。前述步驟既非順序性的亦非強制性的且可以任何次序發生或彼此同時發生。舉例而言，預期，在方法200之一項實施例中，可將NLO晶體104曝露於鈍化氣體，如步驟208中所提供；且同時，可利用FTIR監視NLO晶體104之鈍化程度。在某些例項中，組合該等步驟中之某些或全部步驟並按不同於本文中已論述該等步驟之次序之一順序來配置該等步驟可係有利的。本文中之論述僅係解釋性的且並非意欲將本文中所揭示之該方法或該等方法限制於步驟之任何特定順序、次序或組合。本文中注意到，將已充分退火及鈍化之NLO晶體104併入至一雷射系統中以用於經改良物理/光學效能(諸如但不限於經改良穩定性)或比利用一習用NLO晶體所達成之晶體壽命大之晶體壽命可係有利的。本發明之雷射系統組態可包含但不限於以下組態：諸如包含一或多個非線性晶體之CW、鎖模、準CW、Q切換或任何其他雷射或雷射系統。本文中之說明進一步意欲包含一寬廣範圍之可能雷射光譜，包含但不限於諸如真空紫外線(VUV)、深紫外線(DUV)、紫外線(UV)、紅外線、可見及諸如此類之電磁光譜。如本文中所使用，術語「雷射系統」及「雷射」可互換使用以闡述一或多個雷射之一組態。圖3圖解說明根據本發明之一項實施例之配備有一經鈍化及/或經退火NLO晶體104之一雷射系統300。在一項實施例中，雷射系統300包含但不限於一光源302、一第一組光束整形光學器件304、如本文中先前所闡述之經鈍化/經退火晶體104、一殼體單元306、一組諧波分離元件308及一第二組光束整形光學器件310。在一項實施例中，一光源302之輸出可使用光束整形光學器件304聚焦至處於一經鈍化/經退火NLO晶體104中或接近於一經鈍化/經退火NLO晶體104之一橢圓剖面高斯光束腰。如本文中所使用，術語「接近於」較佳距晶體104之中心小於瑞利(Rayleigh)範圍之一半。在一項實施例中，該橢圓之主軸之高斯寬度之間的縱橫比可介於約2:1與約6:1之間。在另一實施例中，該橢圓之主軸之間的比率可介於約2:1與約10:1之間。在一項實施例中，較寬高斯寬度與NLO晶體104之離開方向實質上對準(例如，達對準之約10°內)。在另一實施例中，殼體單元306可保護NLO晶體104免受周圍大氣條件及其他雜質影響，藉此促進其經鈍化/經退火條件之維持。注意到，曝露於大氣水及其他雜質之一晶體隨時間將開始劣化且可往回回復至一未經鈍化或未經退火狀態。於2008年5月6日提出申請之頒予Armstrong之第12/154,337號美國專利申請案中大體闡述晶體殼體單元，該美國專利申請案以全文引用方式併入本文中。在一項實施例中，殼體單元306可包含適合於裝納雷射系統300之晶體104及其他組件之一大型結構。在其他實施例中，殼體306可足夠大以裝納雷射系統300之所有組件。本文中注意到，殼體愈大，雷射系統之維護及修理(以保護晶體104免受降級並維持其經鈍化/經退火條件)所需之預防措施愈多。因此，在另一實施例中，殼體單元306可由適合於僅主要包封NLO晶體104之一小型殼體結構組成。在另一實施例中，光束整形光學器件304可包含可改變自光源302輸出之剖面之變形光學器件。在一項實施例中，變形光學器件可包含但不限於一稜鏡、一圓柱曲率元件、一徑向對稱曲率元件及一繞射元件中之至少一者。在一項實施例中，光源302可包含產生具有處於可見範圍(例如，532 nm)中以在晶體104內部二倍頻之一頻率之一雷射。在另一實施例中，光源302可包含產生兩個或兩個以上頻率以組合於晶體104內部以產生一總和或不同頻率之一雷射源。於2012年3月6日提出申請之頒予Dribinski等人之第13/412,564號美國專利申請案中闡述頻率轉換以及相關聯光學器件及硬體，該美國專利申請案先前以全文引用方式併入本文中。圖4圖解說明一檢驗系統400，該檢驗系統經組態以量測或分析一或多個樣本410 (諸如一光罩(亦即，一比例光罩)、晶圓或可利用一光學檢驗系統來分析之任何其他樣本)之缺陷。檢驗系統400可包含併入有如本文中先前所闡述之雷射系統300之一雷射系統402。雷射系統402可包含本發明通篇所闡述之經鈍化/經退火NLO晶體104中之一或多者。在一項實施例中，雷射系統402之NLO晶體104可經充分退火以將NLO晶體104之水含量減小至一選定水含量位準，且可進一步包括氟及/或氫摻雜，如本發明通篇所闡述。在另一實施例中，雷射系統402之NLO晶體104可經充分鈍化以糾正由諸如懸氧鍵之懸鍵或斷鍵所導致之晶體缺陷。可透過藉由將氫原子接合至NLO晶體104之斷鍵或懸鍵之鈍化來糾正NLO晶體104之懸鍵或斷鍵。在某些情形中，懸鍵或斷鍵之一部分可係對NLO晶體104執行之退火程序之產物。NLO晶體104可鈍化至對於達成期望物理/光學效能、經改良LID抵抗力、經改良輸出光束品質、經改良輸出穩定性、經增加晶體壽命或較高操作功率可接受之一選定鈍化程度。在一項實施例中，雷射系統402之NLO晶體104可具有與NLO晶體104之OH鍵之存在、不存在或量相關之NLO晶體104之IR光譜中之至少一個吸收帶。在另一實施例中，可利用FTIR來量測NLO晶體104之吸收帶以判定NLO晶體104之鈍化程度或水含量位準。在另一實施例中，NLO晶體104之吸收帶之一指定幅度或強度可對應於NLO晶體104之一充分退火位準或一充分鈍化位準。在另一實施例中，吸收帶之指定幅度或強度可係一使用者選定值或利用NLO晶體104之一或多個屬性判定之一值。因此，雷射系統402之NLO晶體104之吸收帶可具有處於或接近指定幅度或強度之一幅度或強度。在另一實施例中，雷射系統402可進一步包含經組態以給NLO晶體104提供照明之至少一個電磁源，諸如一個二極體泵激固態(DPSS)源或一光纖IR源。在一項實施例中，由電磁源提供之照明之至少一部分可在晶體104之一頻率轉換程序中直接或間接透射穿過NLO晶體104。檢驗系統400可進一步包含經組態以在檢驗程序期間固持樣本410之一樣本載台412。樣本載台412可經組態以將樣本410固持於其中樣本410可接收自雷射系統402傳輸之照明之至少一部分之一位置中。樣本載台412可進一步經組態以將樣本410致動至一使用者選定位置。樣本載台412可進一步通信耦合至一或多個運算系統且經組態以將樣本410致動至使用者選定位置或由運算系統判定之一位置，其中樣本410可接收自雷射系統402傳輸之照明之至少一部分。在另一實施例中，檢驗系統400可包含經組態以直接或間接接收自樣本410之一表面反射之照明之至少一部分之一偵測器404。偵測器404可包含此項技術已知之任何合適偵測器，諸如一電荷耦合裝置(CCD)或一基於時間延遲積分(TDI) CCD之偵測器。檢驗系統400可進一步包含通信耦合至偵測器404之一或多個電腦控制器414。電腦控制器414可經組態以自偵測器404接收關於自樣本410之表面反射之照明之特性之資訊。在另一實施例中，電腦控制器414可經組態以執行來自電腦控制器414之一載體媒體上所儲存之程式指令之一檢驗演算法。該檢驗演算法可包含此項技術中已知的用於利用關於自樣本410之表面反射之照明之特性之資訊來量測樣本410之一或多個缺陷之任何檢驗演算法。因此，電腦控制器414可利用關於自樣本410之表面反射之照明之資訊來進行諸如樣本410之缺陷之存在、不存在、數量及/或類型之量測。檢驗系統400可包含一或多個照明光學元件403 (例如，延遲器、四分之一波片、聚焦光學器件、相位調變器、偏光器、反射鏡、分束器、反射器、會聚/發散透鏡、稜鏡等)。照明光學元件403可經組態以直接或間接接收自雷射系統402發出之照明。照明光學元件403可進一步經組態以將直接或間接自雷射系統402接收之照明之至少一部分沿著檢驗系統400之一照明路徑傳輸及/或引導至樣本410之表面。照明路徑可由照明可沿著其自雷射系統402行進至樣本410之表面之任何路徑組成，諸如雷射系統402與樣本410之表面之間的一直接視線。在另一實施例中，照明路徑可由一或多個光學元件(包含但不限於該等照明光學元件或本文中所揭示之任何其他光學元件)之一組態界定。在一項實施例中，檢驗系統400之照明路徑可包含經組態以將直接或間接自雷射系統402接收之照明之至少一部分傳輸至樣本410之表面或照明路徑之一進一步組件之一分束器408。在另一實施例中，分束器408包含能夠將一照明光束分成兩個或兩個以上照明光束之任何光學裝置。在另一實施例中，照明路徑可進一步包含經組態以將直接或間接自雷射系統402接收之照明之至少一部分傳輸至樣本410之表面之檢驗光學元件405 (例如，延遲器、四分之一波片、聚焦光學器件、相位調變器、偏光器、反射鏡、分束器、反射器、會聚/發散透鏡、稜鏡等)。在一項實施例中，檢驗系統400可包含經組態以直接或間接接收自樣本410之表面反射之照明之至少一部分之收集光學元件406 (例如，延遲器、四分之一波片、聚焦光學器件、相位調變器、偏光器、反射鏡、分束器、反射器、會聚/發散透鏡、稜鏡等)。收集光學元件406可進一步經組態以將直接或間接自樣本410之表面接收之照明之至少一部分沿著檢驗系統400之一收集路徑傳輸至偵測器404。收集路徑可包含照明可沿著其自樣本410之表面行進至偵測器404之任何路徑，諸如樣本410之表面與偵測器404之間的一直接視線。在另一實施例中，收集路徑可包含由一或多個光學元件(包含但不限於該等收集光學元件或本文中所揭示之任何其他光學元件)之一組態所界定之一路徑。在一項實施例中，檢驗系統400組態為一亮視野檢驗系統。在另一實施例中，檢驗系統400組態為一暗視野檢驗系統。雖然本發明在檢驗一或多個樣本之上下文中闡述檢驗系統400，但本文中預期，檢驗系統400之發明性態樣可擴展至檢驗或光學計量系統之一寬陣列。舉例而言，檢驗系統400可組態為一亮視野檢驗系統、一暗視野檢驗系統或此項技術中現在或以後知曉之檢驗或組態之任何其他模式。舉例而言，檢驗系統400可經組態以實施一或多個光罩、經圖案化晶圓、未經圖案化晶圓或此項技術現在或以後知曉之任何其他檢驗能力之檢驗。應認識到，本發明通篇所闡述之各種控制步驟可由一單一運算系統或替代地一多重運算系統實施。此外，該系統之不同子系統可包含適合於實施上文所闡述之步驟中之至少一部分之一運算系統。因此，以上說明不應解釋為對本發明之一限制，而僅係一圖解。此外，一或多個運算系統可經組態以執行本文中所闡述之方法實施例中之任一者之任一(任何)其他步驟。電腦控制器可包含但不限於一個人運算系統、大型運算系統、工作站、影像電腦、並聯處理器或此項技術中已知之任何其他裝置。一般而言，術語「運算系統」可廣泛地定義為囊括具有執行來自一記憶體媒體之指令之一或多個處理器之任何裝置。實施方法之程式指令(諸如本文中所闡述之彼等指令)可經由載體媒體傳輸或儲存於載體媒體上。載體媒體可係諸如一導線、電纜或無線傳輸鏈路之一傳輸媒體。載體媒體亦可包含諸如一唯讀記憶體、一隨機存取記憶體、一磁碟或光碟或者一磁帶之一儲存媒體。本文中所闡述之所有方法可包含將方法實施例之一或多個步驟之結果儲存於一儲存媒體中。結果可包含本文中所闡述之結果中之任一者且可以此項技術中已知之任何方式儲存。儲存媒體可包含本文中所闡述之任何儲存媒體或此項技術中已知之任何其他適合儲存媒體。在已儲存結果之後，該等結果可在儲存媒體中存取且由本文中所闡述之方法或系統實施例中之任一者使用，經格式化以用於向一使用者顯示，由另一軟體模組、方法或系統等使用。此外，可「永久性地」、「半永久性地」、暫時地或在某一時間週期內儲存結果。舉例而言，儲存媒體可係隨機存取記憶體(RAM)，且結果可未必無限期地存留於儲存媒體中。進一步預期，以上所闡述之方法之實施例中之每一者可包含本文中所闡述之任何其他方法之任何其他步驟。另外，以上所闡述之方法之實施例中之每一者可由本文中所闡述之系統中之任一者執行。熟習此項技術者將瞭解，存在本文中所闡述之程序及/或系統及/或其他技術可受其影響之各種載具(例如，硬體、軟體及/或韌體)，且較佳載具將隨其中部署程序及/或系統及/或其他技術之上下文而變化。舉例而言，若一實施者判定速度及準確度係最重要的，則該實施者可選擇一主要硬體及/或韌體載具；另一選擇為，若靈活性系最重要的，則該實施者可選擇一主要軟體實施方案；或者，又一另一選擇為，該實施者可選擇硬體、軟體及/或韌體之某一組合。因此，存在本文中所闡述之程序及/或裝置及/或其他技術可受其影響之數種可能載具，該等載具中沒有一者固有地優於另一者，此乃因欲利用之任一載具係取決於其中將部署該載具之上下文及實施者之具體關注問題(例如，速度、靈活性或可預測性)(其中任一者可變化)之一選擇。熟習此項技術者將認識到，實施方案之光學態樣通常將採用經光學定向之硬體、軟體及/或韌體。熟習此項技術者將認識到，以本文中所陳述之方式闡述裝置及/或程序，且此後使用工程實踐來將此等所闡述裝置及/或程序整合至資料處理系統中在此項技術內係常見的。亦即，本文中所闡述之裝置及/或程序之至少一部分可經由一合理量之實驗整合至一資料處理系統中。熟習此項技術者將認識到，一典型資料處理系統通常包含以下各項中之一或多者：一系統單元殼體；一視訊顯示裝置；一記憶體，諸如揮發性及非揮發性記憶體；若干處理器，諸如微處理器及數位信號處理器；運算實體，諸如作業系統、驅動程式、圖形使用者介面及應用程式；一個或多個互動裝置，諸如一觸控墊或螢幕；及/或控制系統，其包含回饋環路及控制馬達(例如，用於感測位置及/或速度之回饋；用於移動及/或調整組件及/或數量之控制馬達)。可利用任何適合市售組件(諸如，通常發現於資料運算/通信及/或網路運算/通信系統中之彼等組件)來實施一典型資料處理系統。據信，藉由前述說明將理解本發明及諸多其隨附優點，且將明瞭可在不背離所揭示標的物或不犧牲所有其材料優點之情況下在組件之形式、構造及配置方面作出各種改變。所闡述之形式僅係解釋性的，且以下申請專利範圍意欲囊括並包含此等改變。此外，應理解，本發明由隨附申請專利範圍界定。

100‧‧‧系統

102‧‧‧晶體生長器/退火載台

103‧‧‧非線性光學晶體/晶體

104‧‧‧非線性光學晶體/經切割及/或經拋光非線性光學晶體/晶體/經鈍化/經退火晶體/經鈍化/經退火非線性光學晶體

106‧‧‧機械製備載台

108‧‧‧鈍化系統

110‧‧‧曝露室/室/退火室

111‧‧‧退火載台/載台

112‧‧‧流量控制器

114‧‧‧電腦控制器/控制器

116‧‧‧鈍化氣體源

118‧‧‧氣體流入埠

120‧‧‧氣體流出埠

300‧‧‧雷射系統

302‧‧‧光源

304‧‧‧光束整形光學器件

306‧‧‧殼體單元/殼體

308‧‧‧諧波分離元件

310‧‧‧光束整形光學器件

400‧‧‧檢驗系統

402‧‧‧雷射系統

403‧‧‧照明光學元件

404‧‧‧偵測器

405‧‧‧檢驗光學元件/收集光學元件

406‧‧‧收集光學元件

408‧‧‧分束器

410‧‧‧樣本

412‧‧‧樣本載台

414‧‧‧電腦控制器

熟習此項技術者可藉由參考附圖而較佳理解本發明之眾多優點，在附圖中：圖1A係圖解說明根據本發明之一項實施例之用於經由基於氟之摻雜及基於氫之摻雜而鈍化一NLO晶體之一系統之一方塊圖。圖1B係圖解說明根據本發明之一項實施例之一基於氫之鈍化系統之一方塊圖。圖1C圖解說明根據本發明之一項實施例之用於鈍化一NLO晶體之一系統之一曝露室之一概念圖。圖2係圖解說明根據本發明之一項實施例之用於鈍化一NLO晶體之一方法之一流程圖。圖3係圖解說明根據本發明之一項實施例之配備有在存在氟或一個氟離子之情況下生長之一經退火且經鈍化NLO晶體之一雷射系統之一方塊圖。圖4係圖解說明根據本發明之一項實施例之用於檢驗一晶圓或一光罩之一系統之一方塊圖。

Claims

一種用於鈍化一非線性光學(NLO)晶體之晶體缺陷之方法，其包括：使用含有一液體氟化物離子源之一晶體生長器生長一基於硼酸鹽之非線性光學晶體，其中該晶體生長器中所容納的氟離子附接在該基於硼酸鹽之非線性光學晶體之晶格中因缺少氧離子而引起的空位處；機械地製備自該晶體生長器所接收之該基於硼酸鹽之非線性光學晶體；使用一鈍化氣體鈍化該基於硼酸鹽之非線性光學晶體，其中該鈍化氣體包括一低氧氣體，該低氧氣體包含與氫，氘，一含氫化合物或一含氘化合物中之至少一種混合的一或多個惰性氣體。
如請求項1之方法，其中生長該基於硼酸鹽之非線性光學晶體包括：生長包含β-硼酸鋇(BBO)、三硼酸鋰(LBO)、四硼酸鋰(LTB)、硼酸銫鋰(CLBO)及硼酸銫(CBO)中之至少一者之該基於硼酸鹽之非線性光學晶體。
如請求項1之方法，其中生長該基於硼酸鹽之非線性光學晶體包括：在包含氟、一個氟化物離子及含氟化物化合物中之至少一者之一液體中生長該基於硼酸鹽之非線性光學晶體。
如請求項3之方法，其中生長該基於硼酸鹽之非線性光學晶體包括：自包含氟、一個氟化物離子及含氟化物化合物中之至少一者之一熔體及一溶液中之至少一者生長該基於硼酸鹽之非線性光學晶體。
如請求項3之方法，其中在包含氟、一個氟化物離子及含氟化物化合物中之至少一者之一液體中生長該基於硼酸鹽之非線性光學晶體包括：在包含氟、一個氟化物離子及含氟化物化合物中之至少一者之一液體中生長該基於硼酸鹽之非線性光學晶體，其中該液體之氟、氟離子及含氟化合物濃度中之至少一者介於該液體之硼濃度之5%至20%之間。
如請求項3之方法，其中在包含氟、一個氟化物離子及含氟化物化合物中之至少一者之一液體中生長該基於硼酸鹽之非線性光學晶體包括：在包含氟化鋰之一液體中生長該基於硼酸鹽之非線性光學晶體，或攪拌該液體以便在包含氟、一個氟化物離子及含氟化物化合物中之至少一者之一液體中生長該基於硼酸鹽之非線性光學晶體。
如請求項1之方法，其中該機械地製備該基於硼酸鹽之非線性光學晶體包括：切割該基於硼酸鹽之非線性晶體以達成一選定形狀、一選定大小及選定晶體定向中之至少一者，或拋光該基於硼酸鹽之非線性晶體。
如請求項1之方法，其進一步包括對該基於硼酸鹽之非線性光學晶體執行一退火程序，該退火程序包括：使該基於硼酸鹽之非線性光學晶體之一選定溫度達到低於該基於硼酸鹽之非線性光學晶體之一熔化溫度；及使該基於硼酸鹽之非線性光學晶體維持處於該選定溫度。
如請求項8之方法，其中該使該基於硼酸鹽之非線性光學晶體之一選定溫度達到低於該基於硼酸鹽之非線性光學晶體之一熔化溫度包括：將該基於硼酸鹽之非線性光學晶體之溫度增加至該選定溫度；或將該基於硼酸鹽之非線性光學晶體之溫度增加至一或多個中間溫度，使該基於硼酸鹽之非線性光學晶體維持處於該一或多個中間溫度達一或多個選定時間週期，及將該基於硼酸鹽之非線性光學晶體之溫度增加至該選定溫度。
如請求項8之方法，其中該選定溫度介於200℃至400℃之範圍內。
如請求項8之方法，其中該對該基於硼酸鹽之非線性光學晶體執行一退火程序包括：在存在一或多種惰性氣體之情況下對該基於硼酸鹽之非線性光學晶體執行一退火程序。
如請求項1之方法，其中使用一鈍化氣體鈍化該基於硼酸鹽之非線性光學晶體包括：將該基於硼酸鹽之非線性光學晶體曝露於一曝露室所容納之該鈍化氣體；經由流體耦合(fluidically couple)至該曝露室之一鈍化氣體源，提供該鈍化氣體至該曝露室之一內部部分。
如請求項12之方法，其進一步包括：將該基於硼酸鹽之非線性光學晶體曝露於包含一選定濃度的氫、氘、一含氫化合物及一含氘化合物中之至少一者之一鈍化氣體；及將該基於硼酸鹽之非線性光學晶體曝露於包含處於一選定濃度之與一或多種惰性氣體混合之氫、氘、一含氫化合物及一含氘化合物中之至少一者之一鈍化氣體。
如請求項1之方法，其進一步包括：將該基於硼酸鹽之非線性光學晶體以一選定速率自一退火溫度降低至周圍溫度。
如請求項1之方法，其進一步包括：經由一或多個選定吸收帶監視該基於硼酸鹽之非線性光學晶體之一鈍化程度。
如請求項15之方法，其中該經由一或多個選定吸收帶監視該基於硼酸鹽之非線性光學晶體之一鈍化程度包括：經由一紅外線光譜範圍、一可見光譜範圍及一紫外線光譜範圍中之至少一者中之一或多個選定吸收帶監視該基於硼酸鹽之非線性光學晶體之一鈍化程度。
如請求項15之方法，其中該經由一或多個選定吸收帶監視該基於硼酸鹽之非線性光學晶體之一鈍化程度包括：藉由量測指示該基於硼酸鹽之非線性光學晶體中之OH鍵之一豐度之該一或多個選定吸收帶之一或多個特性而監視該基於硼酸鹽之非線性光學晶體之一鈍化程度。
如請求項1之方法，其進一步包括：經由一或多個選定吸收帶監視該基於硼酸鹽之非線性光學晶體之水含量。
如請求項18之方法，其中該經由一或多個選定吸收帶監視該基於硼酸鹽之非線性光學晶體之水含量包括：經由一紅外線光譜範圍、一可見光譜範圍及一紫外線光譜範圍中之至少一者中之一或多個選定吸收帶監視該基於硼酸鹽之非線性光學晶體之水含量，或藉由量測指示該基於硼酸鹽之非線性光學晶體中之OH鍵之一豐度之該一或多個選定吸收帶之一或多個特性而監視該基於硼酸鹽之非線性光學晶體之水含量。
一種用於鈍化一非線性光學晶體之晶體缺陷之系統，其包括：一晶體生長器，其含有用於生長一基於硼酸鹽之非線性光學晶體的一液體氟化物離子源，其中該晶體生長器中所容納的氟離子附接在該基於硼酸鹽之非線性光學晶體之晶格中因缺少氧離子而引起的空位處；一機械製備載台，其經組態以機械地製備自該晶體生長器接收之該基於硼酸鹽之非線性光學晶體；及一鈍化系統，其含有用於鈍化該基於硼酸鹽之非線性光學晶體之一鈍化氣體，其中該鈍化氣體包括一低氧氣體，該低氧氣體包含與氫，氘，一含氫化合物或一含氘化合物中之至少一種混合的一或多個惰性氣體。
如請求項20之系統，其中運用該晶體生長器生長之該基於硼酸鹽之非線性光學晶體包含： β-硼酸鋇(BBO)、三硼酸鋰(LBO)、四硼酸鋰(LTB)、硼酸銫鋰(CLBO)及硼酸銫(CBO)中之至少一者。
如請求項20之系統，其中該晶體生長器包含：一攪拌器單元，其用於攪拌含有該氟化物離子源之液體以形成該基於硼酸鹽之非線性光學晶體。
如請求項20之系統，其中該機械製備載台包含：一晶體切割單元，或一晶體拋光機。
如請求項20之系統，其中該鈍化系統包括：一曝露室，其經組態以容納該鈍化氣體，該曝露室進一步經組態以容納用於曝露於該室內之該鈍化氣體之該基於硼酸鹽之非線性光學晶體；一鈍化氣體源，其流體耦合至該曝露室且經組態以將該鈍化氣體供應至該曝露室之一內部部分；及一退火載台，其安置於該曝露室內且經組態以將該基於硼酸鹽之非線性光學晶體固定在該曝露室內，該載台包含經組態以控制該基於硼酸鹽之非線性光學晶體之溫度的一或多個熱控制元件。
如請求項20之系統，其中該退火載台之該一或多個熱控制元件將該基於硼酸鹽之非線性光學晶體加熱至介於300℃至350℃之一範圍內之一溫度。
如請求項20之系統，其中該鈍化氣體包含：一低分子量氫化合物。
如請求項26之系統，其中該鈍化氣體包含： H₂ 、D₂ 、NH₃ 及CH₄ 中之至少一者。
如請求項20之系統，其中該鈍化氣體之氫、氘、該含氫化合物及該含氘化合物中之該至少一者具有介於5%至10%之一範圍內的一選定濃度。
如請求項24之系統，其中該鈍化系統包含：一流量控制器，其流體連接於該鈍化氣體源與該曝露室之間，該流量控制器經組態以控制含氫鈍化氣體至該曝露室之一流動速率。
如請求項29之系統，其中該鈍化系統包含：一電腦控制器，其通信耦合至該流量控制器且經組態以將控制指令傳輸至該流量控制器。
一種用於光學檢驗一或多個樣本之系統，其包括：一樣本載台；一雷射系統，其經組態以照明安置於該樣本載台上之一或多個樣本之表面之一部分，該雷射系統包括：至少一個經鈍化且經退火非線性光學晶體，其係在存在氟或氟化物離子之情況下生長的，該非線性光學晶體經充分退火以建立低於一選定位準之一水含量，該非線性光學晶體經充分鈍化以建立一選定鈍化位準；至少一個光源，其經組態以產生一選定波長之光，該光源經組態以使光透射穿過該非線性光學晶體；及一晶體殼體單元，其經組態以裝納該非線性光學晶體；一偵測器，其經組態以接收自該樣本之該表面反射、散射或發射之照明之至少一部分；及一電腦控制器，其通信耦合至該偵測器，該電腦控制器經組態以獲取關於由該偵測器接收之照明之至少一部分之資訊，該電腦控制器進一步經組態以利用關於由該偵測器接收之照明之至少一部分之資訊來判定該樣本之至少一個缺陷之存在或不存在。
如請求項31之系統，其中該雷射之該非線性光學晶體展現一紅外線光譜範圍、一可見光譜範圍及一紫外線光譜範圍中之至少一者中之一或多個吸收帶，其中該一或多個吸收帶之一或多個特性隨該非線性光學晶體中之OH鍵之一數目而變。
如請求項31之系統，其中該雷射在介於193 nm至266 nm之範圍內之一或多個波長下操作。
如請求項31之系統，其中該雷射系統包含具有至少一個二極體泵激固態(DPSS)源之至少一個雷射，或包含具有至少一個光纖IR源之至少一個雷射。
如請求項31之系統，其中該系統經組態以執行暗視野檢驗，或亮視野檢驗。
如請求項31之系統，其中該樣本包含一未經圖案化晶圓，一經圖案化晶圓，或一比例光罩或光罩中之至少一者。
如請求項31之系統，其進一步包括：一或多個照明光學器件，其經組態以將來自該雷射系統之照明沿著一照明路徑引導至該樣本之該表面，或一或多個收集光學器件，其經組態以將自該樣本之該表面反射之照明沿著一偵測路徑引導至該偵測器。