使用激光脉冲倍增器的半导体检验及计量系统的制作方法_5

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[0106] 根据本发明的特定实施例,并有脉冲倍增器的检验系统可在单一检测器上同时地 检测两个数据通道。此类检验系统可用于检验衬底(例如分划板、光掩模或晶片),且可如 2009年5月15日授予布朗炬rown)等人的美国专利7,528, 943中所描述那样操作。所 述' 943专利W引用的方式并入本文中。
[0107] 图8展示在一个传感器870上同时地检测图像或信号的两个通道的分划板、光掩 模或晶片检验系统800。在一些实施例中,一或两个照明源809及810并有脉冲倍增器。在 一些实施例中,包括脉冲倍增器的单一光源可用于照明源809及810。所述两个通道在经检 验对象830为透明(例如,分划板或光掩模)时可包括反射及透射强度,或可包括两个不同 照明模式(例如入射角、偏振状态、波长或其某一组合)。
[010引如图8所展示,照明中继光学器件815及820分别中继从源809及810到经检验对 象830的照明。经检验对象830可为分划板、光掩模、半导体晶片或待检验的其它物品。图 像中继光学器件855及860中继由经检验对象830反射及/或透射到传感器870的光。对 应于两个通道的经检测信号或图像的数据被展示为数据890且经发射到计算机(未展示) W供处理。
[0109] 可经配置W测量来自分划板或光掩模的透射及反射光的分划板及光掩模检验系 统及方法的其它细节描述于2008年4月1日颁布的匡马了化vamme)等人且W引用的方式 并入本文中的美国专利7, 352, 457中。关于可并有脉冲倍增器的分划板及光掩模检验系统 及方法的额外细节可见于1996年10月8日颁布的埃默里(Emery)等人且W引用的方式并 入本文中的第5, 563, 702号美国专利中。
[0110] 根据本发明的特定实施例的并有脉冲倍增器的检验系统可并有多个通道,其中每 一通道可包括具有不同特性(例如类型、波长范围等)的光。利用多个通道且适于并有脉 冲倍增器的检验系统及方法描述于2009年7月16日公开的阿姆斯特朗(Armstrong)等人 且W引用的方式并入本文中的美国公开申请案2009/0180176中。
[0111] 根据本发明的特定实施例的并有脉冲倍增器的检验系统可并有主要照明源、次要 照明源及折反射式物镜,其中所述照明源中的至少一者包括脉冲倍增器。适于并有脉冲倍 增器且利用主要照明源及次要照明源W及折反射式物镜的检验系统及方法描述于2007年 1月4日公开的庄(化uang)等人的美国公开申请案2007/0002465中且所述案W引用的方 式并入本文中。
[0112] 值得注意地,脉冲倍增器可花费不多地降低每脉冲的峰值功率,同时在具有最小 总功率损耗的情况下增加每秒的脉冲数目。脉冲倍增器可有利地使用现有激光来启用高速 检验及计量。暗场检验系统依靠激光光源。上述脉冲倍增器允许那些系统使用原本将具有 非常低的脉冲重复速率的激光且对极高重复速率UV激光或CW激光提供潜在替代品(如果 没有适当激光可用,或可用激光太昂贵或不可靠)。
[0113] 上文连同说明本发明的原理的附图提供本发明的一或多个实施例的详细描述。本 发明结合此类实施例而描述,但本发明并不限于任何实施例。
[0114] 例如,在一个实施例中,光学组件可针对激光波长用适当涂层予W涂布。任何透射 组件(例如波片)的每一表面还可具有最小化在每一表面处反射的激光能量的量的抗反射 涂层。镜可用经设计W在激光波长下最大化反射且最小化散射的涂层予W涂布。
[0115] 在另一实例中,在一个实施例中,环形腔可具有与上文所给出的实例不同的形状 或镜数目。例如,可使用怀特池(Whitecell) (J.怀特(J.White)的"大孔径的长光学路 径(LongOpticalPathsofLargeAperture)",美国光学学会的期刊(Jorunalofthe OpticalSocietyofAmerica) 32#5,第 285 页,1942 年)或其它环形腔。
[0116] 在一些实施例中,一或多个镜可在多个环形腔之间被共享。在一些情况下,与分离 腔相比较,该可简化对准W及制造更紧致的脉冲倍增器。
[0117] 本发明的范围仅由权利要求书限制,且本发明涵盖众多替代例、修改及等效物。在 W上描述中阐述众多特定细节W提供对本发明的彻底理解。该些细节是出于实例目的而提 供,且可在不具有该些特定细节中的一些或全部的情况下根据权利要求书实践本发明。为 清晰起见,尚未详细地描述在与本发明有关的技术领域中已知的技术材料,使得未必模糊 本发明。
【主权项】
1. 一种脉冲倍增器,其包括: 分束器,其用于接收输入激光脉冲;及 一或多个镜,其形成包含所述分束器的环形腔; 其中所述分束器引导所述激光脉冲的能量的第一分数作为所述脉冲倍增器的输出,且 将所述激光脉冲的所述能量的第二分数引导到所述环形腔中。2. 根据权利要求1所述的脉冲倍增器,其中所述分束器在所述脉冲已横越所述腔一次 之后进一步引导所述脉冲的所述能量的大致或实质上所述第二分数离开所述腔,同时将那 个脉冲的能量的大致或实质上所述第一分数引导回到所述腔中。3. 根据权利要求1所述的脉冲倍增器,其中所述第一分数为大致三分之一。4. 根据权利要求1所述的脉冲倍增器,其中所述第二分数为大致三分之二。5. 根据权利要求1所述的脉冲倍增器,其中选取所述第一分数及所述第二分数,使得 从输入脉冲的规则重复流产生实质上相等能量输出脉冲。6. 根据权利要求1所述的脉冲倍增器,其中每当每一脉冲横越所述环形腔时就使所述 脉冲大致或实质上重新聚焦。7. 根据权利要求1所述的脉冲倍增器,其中所述环形腔进一步包括棱镜。8. 根据权利要求1所述的脉冲倍增器,其中所述一或多个镜包括至少两个曲面镜。9. 根据权利要求8所述的脉冲倍增器,其中所述镜中的至少两者具有大致或实质上类 似曲率半径。10. 根据权利要求1所述的脉冲倍增器,其中所述一或多个镜包括四个镜。11. 根据权利要求9所述的脉冲倍增器,其中所述环形腔包括赫里奥特池或怀特池。12. 根据权利要求1所述的脉冲倍增器,其中所述脉冲倍增器经进一步配置以通过将 所述环形腔配置为具有等于相继激光脉冲之间的时间间隔的大致一半或一半的大致奇整 数倍的光学路径长度而使激光脉冲的实质上规则重复流的重复速率加倍。13. 根据权利要求12所述的脉冲倍增器,其中所述环形腔的所述光学路径长度比相继 激光脉冲之间的时间间隔的一半的奇整数倍的当量长或短大致等于激光脉冲的宽度的一 半的量。14. 一种脉冲倍增器,其包括: 第一环形腔,其包含: 第一分束器; 一组一或多个镜;及 第二环形腔,其包含: 第二分束器;及 第二组一或多个镜; 其中所述第一分束器将每一输入激光脉冲的第一分数引导到所述第二分束器,且将每 一输入激光脉冲的第二分数引导到所述第一环形腔中,且 其中所述第二分束器将入射于其上的每一脉冲的第三分数引导到所述脉冲倍增器的 输出,且将入射于其上的每一脉冲的能量的第四分数引导到所述第二环形腔中。15. 根据权利要求14所述的脉冲倍增器,其中所述第一分束器在每一脉冲已横越所述 第一环形腔一次之后进一步引导所述脉冲的所述能量的大致或实质上所述第二分数离开 所述第一环形腔而到所述第二分束器,同时将那个脉冲的能量的大致或实质上所述第一分 数引导回到所述第一环形腔中。16. 根据权利要求14所述的脉冲倍增器,其中所述第三分数大致或实质上等于所述第 一分数。17. 根据权利要求14所述的脉冲倍增器,其中所述第四分数大致或实质上等于所述第 二分数。18. 根据权利要求14所述的脉冲倍增器,其中所述第二环形腔的光学路径长度为所述 第一环形腔的光学路径长度的一半的大致奇整数倍。19. 一种系统,其包括: 脉冲倍增器,其包含: 分束器,其用于接收输入激光脉冲;及 一组镜,其用于形成包含所述分束器的环形腔, 其中所述分束器引导所述激光脉冲的能量的第一分数作为所述脉冲倍增器的输出,且 将所述激光脉冲的所述能量的第二分数引导到所述环形腔中。20. 根据权利要求19所述的系统,其中所述系统实施未图案化晶片检验系统、图案化 晶片检验系统、掩模检验系统及计量系统中的一者。21. 根据权利要求20所述的系统,其中所述系统进一步包括经配置以同时地检测两个 图像或数据通道的检测器。22. 根据权利要求19中任一权利要求所述的系统,其中所述系统进一步包括经配置以 降低每一激光脉冲的相干性的电光调制器及/或色散性元件。23. -种产生用于系统的脉冲的方法,所述方法包括: 从激光器产生规则重复系列的激光脉冲; 使用分束器光学上分裂每一输入激光脉冲,且将所述激光脉冲的第一分数引导到输出 且将所述激光脉冲的第二分数引导到包括一或多个镜的环形腔中; 在每一脉冲已围绕所述腔行进之后光学上分裂所述脉冲,使得将实质上第二分数引导 到所述输出且使实质上第一分数围绕所述腔再循环; 其中设置所述环形腔的光学路径长度,使得脉冲围绕所述腔行进一次的时间大致等于 所述激光脉冲之间的时间间隔的一半的奇整数倍,且其中选取所述第一分数及所述第二分 数,使得输出脉冲具有大致相等能量;及 将所述输出脉冲发射到所述系统。24. 根据权利要求23所述的方法,其中每当每一脉冲横越所述环形腔时就使所述脉冲 大致或实质上重新聚焦。25. 根据权利要求23所述的方法,其中所述环形腔进一步包括棱镜。26. 根据权利要求23所述的方法,其中所述一或多个镜包括至少两个曲面镜。27. 根据权利要求26所述的方法,其中所述镜中的至少两者具有大致或实质上类似曲 率半径。28. 根据权利要求23所述的方法,其中所述一或多个镜包括四个镜。29. 根据权利要求27所述的方法,其中所述环形腔包括赫里奥特池或怀特池。30. 根据权利要求23所述的方法,其中所述方法进一步包括使用第二环形腔以使所述 第一环形腔的所述输出的重复速率加倍,由此以所述激光的重复速率的四倍将输出脉冲发 射到所述系统。31. 根据权利要求1所述的脉冲倍增器,其中所述环形腔的特征进一步在于其不含有 波片。32. 根据权利要求14所述的脉冲倍增器,其中至少一个环形腔的特征进一步在于其不 含有波片。33. 根据权利要求19所述的系统,其中所述环形腔的特征进一步在于其不含有波片。34. 根据权利要求23所述的方法,其中所述环形腔的特征进一步在于其不含有波片。35. 根据权利要求30所述的方法,其中至少一个环形腔的特征进一步在于其不含有波 片。
【专利摘要】本发明揭示一种脉冲倍增器,其包含分束器及一或多个镜。所述分束器接收一系列输入激光脉冲且将每一脉冲的能量的部分引导到环形腔中。在围绕所述环形腔循环之后,所述脉冲能量的部分通过所述分束器离开所述环形腔且所述能量的部分被再循环。通过选择环形腔光学路径长度,可使输出系列的激光脉冲的重复速率为输入重复速率的倍数。可通过选取所述分束器的透射及反射系数来控制所述输出脉冲的相对能量。这种脉冲倍增器可花费不多地降低每脉冲的峰值功率,同时在具有最小总功率损耗的情况下增加每秒的脉冲数目。
【IPC分类】H01L21/66
【公开号】CN104919578
【申请号】CN201380069941
【发明人】勇-霍·亚历克斯·庄, 贾斯汀·典瓛·刘, J·约瑟夫·阿姆斯特朗, 邓宇俊
【申请人】科磊股份有限公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2013年12月3日
【公告号】EP2929558A1, US9151940, US20140153596, US20150364895, WO2014089020A1
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