一种用于产生大约193.4nm的输出波长的激光器包含基波激光器、光学参数产生器、四次谐波产生器及混频模块。耦合到所述基波激光器的所述光学参数产生器可产生经下变频信号。可耦合到所述光学参数产生器或所述基波激光器的所述四次谐波产生器可产生四次谐波。耦合到所述光学参数产生器及所述四次谐波产生器的所述混频模块可产生处于等于所述四次谐波与所述经下变频信号的频率的两倍的和的频率的激光输出。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】193NM激光器及检验系统优先权串请案本专利技术申请案主张在2013年I月24日提出申请且以引用方式并入本文中的美国临时专利申请案61/756，209的优先权。相关串请案本专利技术申请案与标题为“固态激光器及使用193nm激光器的检验系统(Solid-State Laser and Inspect1n System Using 193nm Laser)，，的由张(Chuang)等人在2013年3月12日提出申请且以引用方式并入本文中的美国专利申请案13/797,939相关。
本专利技术涉及一种激光器，且更具体来说，涉及一种产生接近193nm的辐射且适于供在对光掩模、掩模原版(reticle)及/或晶片的检验中使用的固态或光纤激光器。所述激光器可为脉冲(Q开关或锁模)式或CW(连续波)式。
技术介绍
用于产生处于193nm的光的准分子激光器在此项技术中是众所周知的。令人遗憾地，由于此些激光器的低激光脉冲重复率及其在其激光介质中使用有毒且腐蚀性气体(此导致高持有成本)，因此所述激光器极其不适于检验应用。用于产生接近193nm的光的固态及光纤激光器也是已知的。示范性激光器使用两种不同基波波长或基波的八次谐波，其中的每一者需要昂贵或非大量生产的激光器或材料。此外，这些激光器中的大部分具有极其低电力输出且限于数MHz或更少的激光脉冲重复率。因此，出现对激光器且优选地对产生接近193nm的辐射且适于供在对光掩模、掩模原版及/或晶片的检验中使用的固态或光纤激光器的需求。明显地，高速下的此些检验通常需要许多MHz (例如，在一些情形中大于50MHz)的最小激光脉冲重复率。
技术实现思路
描述一种用于产生大约193.4nm的输出波长的激光器。此激光器包含基波激光器、光学参数产生器、四次谐波产生器及混频模块。耦合到所述基波激光器的所述光学参数产生器可产生经下变频信号。耦合到所述光学参数产生器的所述四次谐波产生器可产生四次谐波。耦合到所述光学参数产生器及所述四次谐波产生器的所述混频模块可产生等于所述四次谐波与所述经下变频信号的频率的两倍的和的频率的激光输出。明显地，所述混频模块包括两个非线性晶体。在一个实施例中，第一非线性晶体经配置以通过第II型转换产生等于所述四次谐波与经下变频信号的频率的和的频率，且第二非线性晶体经配置以通过第I型转换产生等于所述四次谐波与所述经下变频信号的所述频率的两倍的和的频率。描述用于产生大约193.4nm的输出波长的另一激光器。此激光器包含基波激光器、第一及第二倍频模块、光学参数产生器及混频模块。耦合到所述基波激光器的所述第一倍频模块可产生二次谐波。耦合到所述第一倍频模块的所述第二倍频模块可产生四次谐波。耦合到所述第一倍频模块或所述基波激光器的所述光学参数产生器可产生经下变频信号。耦合到所述光学参数产生器及所述第二倍频模块的所述混频模块可产生等于所述四次谐波及所述经下变频信号的频率的两倍的和的频率的激光输出。明显地，所述混频模块包括两个非线性晶体。在一个实施例中，第一非线性晶体经配置以通过第I型转换产生等于所述四次谐波与所述经下变频信号的频率的和的频率，且第二非线性晶体经配置以通过第II型转换产生等于所述四次谐波与所述经下变频信号的两倍的和的频率的频率。描述用于产生大约193.4nm的输出波长的又一激光器。此激光器包含基波激光器、倍频模块、频率组合器、光学参数产生器及混频模块。耦合到所述基波激光器的所述倍频模块可产生二次谐波。耦合到所述倍频模块的所述频率组合器可产生三次谐波。耦合到所述倍频模块或所述频率组合器的所述光学参数产生器可产生经下变频信号。耦合到所述光学参数产生器及所述频率组合器的所述混频模块可产生等于所述三次谐波与所述经下变频信号的频率的两倍的和的频率的激光输出。这些193.4nm激光器可使用容易购得且相对廉价的组件构造。举例来说，各种所描述实施例中所使用的基波激光器可产生大约1064.3nm、大约1053nm、大约1047nm或大约1030nm的基波频率。这些基波激光器按功率及重复率的各种组合以合理价格而容易购得。所述基波激光器可包含激光二极管或光纤激光器。实施为光学参数放大器(OPA)或光学参数振荡器(OPO)的光学参数产生器可包含周期性轮询的非线性光学晶体。示范性周期性轮询的非线性晶体可由铌酸锂(LN)、经氧化镁掺杂的铌酸锂(Mg:LN)、化学计量钽酸锂(SLT)、经氧化镁掺杂的化学计量钽酸锂(Mg:SLT)或磷酸钛氧钾(KTP)形成。由光学参数产生器产生的经下变频信号具有大约1380nm到1612nm、1416nm、818nm到918nm及846nm到856nm中的一者的信号波长。混频模块可包含硼酸铯锂(CLBO)晶体、β硼酸钡(BBO)晶体或三硼酸锂(LBO)晶体。在一个示范性混合技术中，处于大约266nm的波长的四次谐波与处于大约1416nm的经下变频信号(红外光)混合以产生大约224nm的波长。大约224nm光然后与经下变频信号重新组合以产生大约193nm的波长。此两个混频级促成193nm激光器的总高效率及稳定性。在一些优选实施例中，此两个混频级可包含CLBO晶体，所述CLBO晶体在接近100°C的温度下可以高效率(例如，非线性系数可为大约0.5pm V1到Ipm V 及小走离角执行这两个转换。在一个实施例中，CLBO中的第II型混合可用于后继接着用以产生大约193nm波长的CLBO中的第I型混合的产生大约224nm波长的转换级。在另一实施例中，CLBO中的第I型混合可用于后继接着用以产生大约193nm波长的CLBO中的第II型混合的产生大约224nm的转换级。在一些实施例中，可使用除CLBO外的非线性光学晶体(例如BBO (β硼酸钡)或LBO(三硼酸锂))来执行此两个混频级中的一者或两者。本文中所描述的用于产生大约193.4nm的输出波长的改进型激光器可为连续波激光器、Q开关激光器、锁模激光器或准连续波激光器。与八次谐波激光器相比，这些改进型激光器是明显较不昂贵，其具有较长寿命及较佳持有成本。此外，与低重复率激光器相比，这些改进型激光器可显着简化相关联检验系统的照明光学器件。【附图说明】图1A、1B及IC展示示范性改进型193nm激光器的框图。图1D展示针对图1A及IB中所示的改进型193nm激光器的示范性波长范围的表。图1E展示图1C中所示的改进型193nm激光器的示范性波长范围的表。图2展示四次谐波产生器的一个实施例。图3展示混频器模块的一个实施例。图4A及4B展示可用于改进型193nm激光器中的混频器的一些实施例。图5图解说明其中种子激光器可产生稳定化窄频带种子激光的示范性放大器模块。图6图解说明经配置以频率ω s产生经下变频信号的示范性0Ρ0/0ΡΑ。图7展示在一个传感器上同时检测两个图像或信号信道的掩模原版、光掩模或晶片检验系统。图8图解说明包含多个物镜及上文所描述改进型193nm激光器中的任一者的示范性检验系统。图9图解说明将垂直入射激光暗场照明添加到反折射成像系统。图1OA图解说明用于检验表面区域的包含照明系统及收集系统的表面检验设备。图1OB图解说明用于表面检验设备的示范性收集系统阵列。图11图解说明可用于检验表面上异常的表面检验系统。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于产生大约193.4nm的输出波长的激光器，所述激光器包括：基波激光器；光学参数产生器，其耦合到所述基波激光器，用于产生经下变频信号；四次谐波产生器，其耦合到所述光学参数产生器，用于产生四次谐波；及混频模块，其耦合到所述光学参数产生器及所述四次谐波产生器，用于产生具有等于所述四次谐波与所述经下变频信号的频率的两倍的和的频率的激光输出，其中所述混频模块包括两个非线性晶体，第一非线性晶体经配置以通过第II型转换而产生等于所述四次谐波与经下变频信号的所述频率的和的频率，且第二非线性晶体经配置以通过第I型转换而产生等于所述四次谐波与所述经下变频信号的所述频率的所述两倍的所述和的所述频率。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：勇霍·亚历克斯·庄，J·约瑟夫·阿姆斯特朗，弗拉基米尔·德里宾斯基，邓宇俊，约翰·费尔登，
申请(专利权)人：科磊股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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