[发明专利]射束聚焦和射束收集光学器件

说明书

本申请要求于2014年6月6日提交的临时申请序列号No.61/997,589的权益。

技术领域

本发明涉及将电磁辐射的射束聚焦到样本上，并且更具体而言，涉及需要具有射束反射表面的凸面和凹面反射镜的存在的反射性光学器件系统。其应用实现了在从所涉及的各个反射镜的入射和反射角的调节所导致的偏振的对输入射束状态的偏振状态影响最小化的状态下，聚焦电磁辐射的射束。

背景技术

已知将电磁辐射的射束聚焦到样本上，诸如在椭圆偏振法的实践中，并且所述聚焦可以利用折射或反射光学器件来实现。众多专利提供了对此的一般见解，但特别相关的一个专利是Johs等人的专利No.5,969,818。这个专利具体而言如其所描述的公开了“Beam Folding Optics(射束折叠光学器件)”(在图5中最佳示出)，其包括四个类似的反射镜，被定向成使得来自其第一和第二反射镜的反射限定基本上与由针对第三和第四反射镜的反射形成的入射平面正交的入射平面。应用所述射束指引光学器件的结果是在除沿输入到所述系统的轨迹之外的期望方向指引电磁辐射的射束，但是由于来自前两个反射镜的反射以及来自后两个反射镜的反射的偏振状态变化抵消效应，与输入到其的射束的偏振状态相比，系统对离开所述射束折叠光学器件的射束的偏振状态基本上没有影响。描述“Beam Folding Optics(射束折叠光学器件)”的其它专利是：7,746,472；7,746,471；7,633,625；7,616,319；7,505,134；7,336,361；7,265,838；7,277,171；7,265,838；7,215,424；7,158,231；6,859,278；6,822,738；6,804,004；和6,549,282。另一个Li等人的非常近的专利No.8,767,209如其所描述的那样公开了在电磁辐射的入射和反射射束之间形成角度。但是，这与在由两组入射和反射射束形成的平面之间形成角度非常不同，就像在本发明中所完成的。还公开了主要如其所描述的那样利用反射镜进行射束聚焦的附加专利。所述附加专利是：4,790,659；5,048,970；5,608,526；5,798,837；5,917,594；6,600,560；6,734,967；6,795,185；6,819,423；6,829,049；6,943,880；7,095,498；7,130,039；7,184,145；7,248,364；7,289,219；7,359,052；7,369,233；7,505,133；7,860,040和8,030,632。

本发明建立在主要由818专利提供的见解之上，但是通过在还利用基本上正交的平面的影响的系统中提供凸面和凹面反射镜向系统添加了聚焦能力，但是不需要所涉及的四个主要反射镜具有类似的构造。

发明内容

本发明是用于将电磁辐射的聚焦射束(FB)提供到样本(SAM)上的位置的系统，并且特别地，本发明是反射型光学器件系统(RFO)，其依次包括第一(M1)、第二(M2)、第三(M3)、第四(M4)，第五(M3')和第六(M4')反射镜。所述四个反射镜(M1)(M2)(M3)(M4)当中每一个都提供反射表面，其中所述第三(M3)和第四(M4)以及第五(M3')和第六(M4')反射镜分别提供凸面和凹面反射表面。

在使用当中，具有特定偏振状态的电磁辐射的输入射束(IB)被朝所述第一(M1)反射镜指引并且从第一反射镜的所述反射表面反射，使得第一入射平面(P1)形成在所述入射射束(IB)与从所述第一(M1)反射镜的所述反射表面反射的所述射束之间。从所述第一(M1)反射镜的反射表面反射的射束被朝所述第二反射镜(M2)指引并且从第二反射镜的反射表面朝所述凸面第三(M3)反射镜反射，该射束被从第三反射镜在第三反射镜上偏离中心的位置朝所述凹面第四(M4)反射镜反射，该射束被从第四反射镜由第四反射镜的反射表面朝所述样本(SAM)反射，作为聚焦的(FB)出射射束(OB)。从所述凸面第三(M3)反射镜的反射表面反射的所述射束和从所述凹面第四(M4)反射镜的所述反射表面反射的射束形成第二入射平面(P2)，所述第一(P1)和第二(P2)入射平面彼此正交。

来自所述四个(M1)(M2)(M3)(M4)反射镜的所述反射表面的所述四个反射的影响是基本上最小化了所有所述反射对所述输入射束的特定偏振状态的影响，指引所述输出射束(OB)并将其作为聚焦射束(FB)在其撞击到所述样本上的点处提供到所述样本(SAM)上。