[发明专利]使用堆叠式四硼酸锶板的频率转换

说明书

在激光器组合件的最终频率转换级中使用包含堆叠式四硼酸锶SrB₄O₇(SBO)晶体板的非线性晶体以产生波长在125nm到183nm范围内的激光器输出光，所述堆叠式四硼酸锶SrB₄O₇晶体板经协作配置以形成周期性结构以用于进行准相位匹配(QPM)。使用多个中间频率转换级将具有介于1μm与1.1μm之间的基波波长的一或多个基波光束加倍及/或求和以产生一或多个中间光束频率(例如，二次谐波到八次谐波或其和)，且然后所述最终频率转换级利用所述非线性晶体将单个中间光束频率进行加倍或对两个中间光束频率进行求和以产生具有高功率及高光子能量电平的所期望激光器输出光。还描述一种方法及一种并入有所述激光器组合件的检验系统。

相关申请案交叉参考

本申请案主张标题为“使用堆叠式四硼酸锶板的177nm及133nm CW激光器(177nmand 133nm CW Lasers Using Stacked Strontium Tetraborate Plates)”的美国临时专利申请案第63/038,134号的优先权，所述美国临时专利申请案于2020年6月12日提出申请且以引用的方式并入本文中。本申请案还主张标题为“使用堆叠式四硼酸锶板的152nm及177nm CW激光器(152nm and 177nm CW Lasers Using Stacked Strontium TetraboratePlates)”的美国临时专利申请案第63/076,391号的优先权，所述美国临时专利申请案于2020年9月10日提出申请且以引用的方式并入本文中。

本申请案还涉及以下美国专利文件，以下所有美国专利文件均以引用的方式并入本文中：瓦兹-伊拉瓦尼(Vaez-Iravani)等人的美国专利6,201,601、马克思尔(Marxer)等人的美国专利6,271,916、梁(Leong)等人的美国专利7,525,649、庄(Chuang)等人的美国专利7,817,260、阿姆斯特朗(Armstrong)的美国专利8,298,335及8,824,514、杰尼斯(Genis)的美国专利8,976,343、德里宾斯基(Dribinski)的美国专利9,023,152、德里宾斯基等人的美国专利9,461,435及9,059,560、庄的美国专利9,293,882及9,660,409、庄等人的美国专利9,250,178、9,459,215、9,509,112、10,044,166及10,283,366以及德里宾斯基等人的已公开美国专利申请案2014/0305367。

技术领域

本申请案涉及能够产生具有VUV波长的光的激光器，且更特定来说涉及能够产生在大约125nm到183nm范围内的光的激光器及使用此类激光器来检验例如光掩模、光罩及半导体晶片的检验系统。

背景技术

随着半导体装置的尺寸缩小，可导致装置出故障的最小颗粒或图案缺陷的大小也缩小。因此，需要检测经图案化及未经图案化半导体晶片及光罩上的较小颗粒及缺陷。由颗粒散射的光(其中所述颗粒小于所述光的波长)的强度通常与所述颗粒的尺寸的高次方成比例(举例来说，来自经隔离小球体颗粒的光的总散射强度与所述球体的直径的六次方成正比且与所述波长的四次方成反比)。由于散射光的强度增大，因此与较长波长相比，较短波长将通常提供对检测小颗粒及缺陷的较好敏感度。

由于从小颗粒及缺陷散射的光的强度通常极低，因此需要高照射强度来产生可在极短时间内被检测到的信号。可需要0.3W或大于0.3W的平均光源功率电平。在这些高平均功率电平下，期望脉冲重复率为高的，这是因为重复率越高，每脉冲的能量越低，且因此损坏系统光学器件或正在受检验的物品的风险越低。连续波(CW)光源一般来说最佳满足检验及计量所需的照射。CW光源具有恒定功率电平，这避免峰值功率损失问题且还允许连续地获取图像或数据。然而，在一些情形中，重复率为约50MHz或高于50MHz的锁模激光器可为有用的，这是因为高重复率意味着每脉冲的能量可足够低以避免特定计量与检验应用受损坏。