本申请案涉及能够产生具有深紫外光(duv)及真空紫外光(vuv)波长的光的激光器，且特定来说涉及能够产生在大致180nm到200nm的范围内的光的激光器及使用此类激光器的系统。并入本文中所公开的激光器的系统可经配置以检验样本，例如光掩模、光罩及半导体晶片。并入本文中所公开的激光器的系统可经配置为用于暴露例如半导体晶片的衬底上的图案的光刻系统，可经配置用于对衬底进行切割或钻孔，或可经配置用于例如在眼睛矫正手术中烧蚀或切割生物组织。
背景技术：
1、随着半导体装置的尺寸缩小，可致使装置出故障的最小粒子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粒子及缺陷。由小于光的波长的粒子散射的所述光的强度通常与所述粒子的尺寸的高次幂成比例。例如，来自孤立的小球形粒子的光的总散射强度与球体直径的六次幂成正比且与波长的四次幂成反比。由于散射光的强度增加，因此与较长波长相比，较短波长通常将提供对检测小粒子及缺陷更好的灵敏度。
2、由于从小粒子及缺陷散射的光的强度通常非常低，因此需要高照明强度来产生可在非常短时间内检测到的信号。可能需要1w或更高的平均光源功率电平来产生此信号。在这些高平均功率电平下，可期望高脉冲重复率，因为所述重复率越高，每脉冲的能量越低且因此损坏系统光学器件或被检验物品的风险越低。连续波(cw)光源通常最能满足检验及计量的照明需要。cw光源具有恒定功率电平，这避免了峰值功率损坏问题且允许连续地获取图像或数据。然而，在许多情况下，具有约50mhz或更高的重复率的锁模激光器(也被称为准cw激光器)可能是有用的，因为高重复率意味着每脉冲的能量可能足够低以避免损害许多计量及检验应用。与相同平均功率电平的cw激光器相比较，锁模激光器的更高峰值功率可允许更高效且更简单的频率转换。
3、特定来说，接近193nm的波长是有用的，因为此类波长接近于可在干燥空气中传播合理距离(例如约1m)的最短波长。短于约190nm的波长被氧气强烈地吸收且通常被称为vuv波长。arf准分子激光器(也被称为激基复合物激光器)产生接近于193nm的波长且已在半导体及医疗行业中使用20多年。然而，arf准分子激光器具有若干缺点。最大脉冲重复率是约100khz。氟具腐蚀性且导致所述激光器需要频繁维护。取决于激光器空腔设计的细节，脉冲长度可在从几ns到约100ns的范围内。例如切割及烧蚀材料的一些应用需要短脉冲(例如，约10ps或更短)来最小化对邻近于被移除材料的材料造成的热损坏。
4、授予米德(mead)等人的5,742,626美国专利描述一种经配置以产生接近193nm的波长的固态激光器。此激光器是复杂的且因此将基本激光器的能量转换为输出波长下的光时具有低效率。其包含五个频率转换级，例如opo(光学参数振荡器)、两个倍频级及两个频率求和级。duv频率转换级可使用bbo(β硼酸钡)或clbo(硼酸铯锂)晶体。两种材料在用于此应用中时均有缺点。当暴露于高强度duv辐射时，bbo的损坏阈值相对较低。clbo可具有高于bbo的损坏阈值，但具吸湿性，因此在处置、处理及操作期间需要极其小心。
5、因此，需要一种克服如上文所描述的先前方法的限制的激光器。
技术实现思路
1、提供根据本公开的一或多个实施例，公开一种特性化系统。在实施例中，所述特性化系统包括经配置以产生具有在180nm与200nm之间的范围内的波长的光的光源。在实施例中，所述特性化系统包括经配置以将所述光引导到样本上的光学系统。在实施例中，所述光源包括：第一基本激光器，其经配置以产生具有对应基频的基本激光射束；一或多个中频转换级，其共同经配置以使用所述基本激光射束产生中频光，所述中频光具有相关联中频及在360nm与400nm之间的对应中间波长；及最终倍频级，其经配置以使所述中频光穿过非线性晶体。在实施例中，所述非线性晶体包含呈堆叠式配置安置的多个四硼酸锶(sbo)晶体平板，使得每一第一sbo晶体平板邻近于至少一个第二晶体平板。在实施例中，所述多个sbo晶体平板协作地经配置以形成实现所述中频光的准相位匹配(qpm)的周期性结构，使得离开所述非线性晶体的光包含具有输出频率与在近似180nm到近似200nm的范围内的对应波长的激光器输出光。所述特性化系统可经配置为检验系统、计量系统或光刻系统。
2、根据本公开的一或多个实施例，公开一种用于产生激光器输出光的激光器组合件。在实施例中，所述激光器组合件包括经配置以产生具有对应基频的基本激光射束的第一基频激光器。在实施例中，所述激光器组合件包括共同经配置以使用所述基本激光射束产生中频光的一或多个中频转换级，所述中频光具有相关联中频及在近似360nm与近似400nm之间的对应中间波长。在实施例中，所述激光器组合件包括经配置以使所述中频光穿过非线性晶体的最终倍频级。在实施例中，所述非线性晶体包含呈堆叠式配置安置的多个四硼酸锶(sbo)晶体平板，使得每一第一sbo晶体平板邻近于至少一个第二晶体平板。在实施例中，所述多个sbo晶体平板协作地经配置以形成实现所述中频光的准相位匹配(qpm)的周期性结构，使得离开所述非线性晶体的光包含具有所述输出频率与在近似180nm到近似200nm的范围内的对应波长的激光器输出光。
3、根据本公开的一或多个实施例，公开一种用于产生激光器输出光的方法。在实施例中，所述方法包含产生具有相关联中频及在约360nm与400nm之间的对应中间波长的中频光。在实施例中，所述方法包含利用最终倍频级来使所述中频光穿过非线性晶体。在实施例中，所述非线性晶体包含呈堆叠式配置安置的多个四硼酸锶(sbo)晶体平板，使得每一第一sbo晶体平板邻近于至少一个第二晶体平板。在实施例中，所述多个sbo晶体平板协作地经配置以形成实现所述中频光的准相位匹配(qpm)的周期性结构，使得离开所述非线性晶体的光包含具有输出频率与在近似180nm到近似200nm的范围内的对应波长的激光器输出光。
4、应理解，前述一般描述及以下详细描述两者仅是示范性及解释性的且不一定限制本公开。并入说明书中且构成其部分的所附图式说明本公开的标的物。所述描述及图式一起用来解释本公开的原理。
1.一种用于产生激光器输出光的方法，其包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个sbo晶体平板经配置使得所述第一sbo晶体平板的第一晶轴相对于所述第二sbo晶体平板的第二晶轴倒置。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述输出频率对应于近似193nm的波长。
4.根据权利要求1所述的方法，其中产生所述中频光包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其中产生所述第一基本激光射束是利用钛蓝宝石(ti蓝宝石)激光器。
6.根据权利要求1所述的方法，其中产生所述中频光包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其中产生所述第一基本激光射束利用掺nd钇铝石榴石(yag)激光器、掺nd钇原钒酸盐激光器及掺镱光纤激光器中的一者。
8.根据权利要求6所述的方法，其中所述ops包括经配置以产生第三频率光的光学参数产生器，所述opg光学地耦合到空腔，所述空腔连接到经配置以放大所述第三频率光的放大器。
9.根据权利要求6所述的方法，其中所述ops包括经配置以使具有所述第三频率的光再循环的opo空腔，其中所述空腔包括经配置以放大所述第三频率光的放大器。
10.根据权利要求6所述的方法，其中产生所述第三频率光利用光学参数系统(ops)，其中所述ops包括光学参数振荡器(opo)、光学参数产生器(opg)及放大级中的至少一者。
11.根据权利要求10所述的方法，其中产生所述第三频率光进一步包括：用所述第一基本激光射束的第二部分泵浦所述ops。
12.根据权利要求10所述的方法，其中产生所述第三频率光进一步包括：用所述二次谐波光的第二部分泵浦所述ops。
13.根据权利要求10所述的方法，其中产生所述第三频率光进一步包括：
14.根据权利要求10所述的方法，所述ops进一步包括经配置以放大所述第三频率光的放大级，且其中所述放大级包括光纤放大器、薄盘放大器、空腔放大器、棒放大器、光学参数放大器(opa)及多通放大器中的至少一者。
15.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括：
16.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括将所述激光器输出光引导到涂覆于光致抗蚀剂中的衬底，由此暴露所述光致抗蚀剂中的图案。
17.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括：
18.根据权利要求1所述的方法，其中所述最终倍频级进一步包括含有所述多个sbo平板且经配置以使具有所述中频的光再循环的空腔。
19.根据权利要求1所述的方法，其中所述频率求和级进一步包括经配置以使具有所述中频的光再循环的空腔。
20.一种检验系统，其包括：
21.根据权利要求20所述的检验系统，其中所述多个sbo晶体平板经配置使得所述第一sbo晶体平板的第一晶轴相对于所述第二sbo晶体平板的第二晶轴倒置。
22.根据权利要求20所述的检验系统，其中所述输出频率对应于近似193nm的波长。
23.根据权利要求20所述的检验系统，其中所述第一基本激光器经配置以产生在近似760nm与近似800nm之间的波长，且其中所述一或多个中频转换级经配置以使所述第一基本激光射束的频率加倍以产生所述中频光。
24.根据权利要求23所述的检验系统，其中所述第一基本激光器包括钛蓝宝石激光器。
25.根据权利要求20所述的检验系统，其中所述第一基本激光器经配置以产生具有在近似1μm与近似1.1μm之间的波长的第一基本激光射束，且其中所述一或多个中频转换级包括：
26.根据权利要求25所述的检验系统，其中所述一或多个中频转换级进一步经配置以将所述第一基本激光射束的第二部分作为泵浦引导到所述ops。
27.根据权利要求25所述的检验系统，其中所述一或多个中频转换级进一步经配置以将所述二次谐波光的第二部分作为泵浦引导到所述ops。
28.根据权利要求25所述的检验系统，所述系统进一步包括第二基本激光器，所述第二基本激光器经配置以产生第二基本激光射束且光学地耦合到所述ops以用所述第二基本激光射束光学地泵浦所述ops。
29.根据权利要求20所述的检验系统，其中所述第一基本激光射束包括掺nd钇铝石榴石(yag)激光器、掺nd钇原钒酸盐激光器及掺yb光纤激光器中的一者。
30.根据权利要求20所述的检验系统，所述检验系统进一步包括经配置以将所述激光器输出光引导到所述样本的第一光学器件，及经配置以收集由所述衬底透射、反射及散射的光中的至少一者且将所述经收集光引导到传感器的第二光学器件。
31.根据权利要求30所述的检验系统，所述检验系统进一步包括可操作地连接到所述传感器且经配置以通过分析来自所述传感器的信号来确定在所述衬底上存在或不存在缺陷的计算机。
32.根据权利要求20所述的检验系统，其中产生所述第三频率光利用光学参数系统(ops)，所述光学参数系统包括光学参数振荡器(opo)、光学参数产生器(opg)及放大级中的至少一者。
33.根据权利要求32所述的检验系统，其中所述放大级包括光纤放大器、薄盘放大器、空腔放大器、棒放大器、光学参数放大器(opa)及多通放大器中的至少一者。
34.根据权利要求20所述的检验系统，其中所述ops包括经配置以产生第三频率光的光学参数产生器，所述opg光学地耦合到空腔，所述空腔连接到经配置以放大所述第三频率光的放大器。
35.根据权利要求20所述的检验系统，其中所述ops包括经配置以使具有所述第三频率的光再循环的opo空腔，其中所述空腔包括经配置以放大所述第三频率光的放大器。
36.根据权利要求20所述的检验系统，其中所述最终倍频级进一步包括含有所述多个sbo平板且经配置以使具有所述中频的光再循环的空腔。
37.根据权利要求20所述的检验系统，其中所述频率求和级进一步包括经配置以使具有所述中频的光再循环且含有所述多个sbo平板的空腔。
38.一种经配置以产生激光器输出光的激光器组合件，其包括：
39.根据权利要求38所述的激光器组合件，其中所述多个sbo晶体平板经配置使得所述第一sbo晶体平板的第一晶轴相对于所述第二sbo晶体平板的第二晶轴倒置。
40.根据权利要求38所述的激光器组合件，其中所述输出频率对应于近似193nm的波长。
41.根据权利要求38所述的激光器组合件，其中所述第一基本激光器经配置以产生在近似760nm与近似800nm之间的波长，且其中所述一或多个中频转换级经配置以使所述第一基本激光射束的频率加倍以产生所述中频光。
42.根据权利要求41所述的激光器组合件，其中所述第一基本激光器包括钛蓝宝石激光器。
43.根据权利要求38所述的激光器组合件，其中所述第一基本激光器经配置以产生具有在近似1μm与近似1.1μm之间的波长的第一基本激光射束，且其中所述一或多个中频转换级包括：
44.根据权利要求43所述的激光器组合件，其中所述一或多个中频转换级进一步经配置以将所述第一基本激光射束的第二部分作为光学泵浦引导到所述ops。
45.根据权利要求43所述的激光器组合件，其中所述一或多个中频转换级进一步经配置以将所述二次谐波光的第二部分作为光学泵浦引导到所述ops。
46.根据权利要求43所述的激光器组合件，所述系统进一步包括第二基本激光器，所述第二基本激光器经配置以产生第二基本激光射束且光学地耦合到所述ops以用所述第二基本激光射束光学地泵浦所述ops。
47.根据权利要求43所述的激光器组合件，其中所述第一基本激光射束包括掺nd钇铝石榴石(yag)激光器、掺nd钇原钒酸盐激光器及掺yb光纤激光器中的一者。
48.根据权利要求38所述的激光器组合件，其中产生所述第三频率光利用光学参数系统(ops)，所述光学参数系统包括光学参数振荡器(opo)、光学参数产生器(opg)及放大级中的至少一者。
49.根据权利要求48所述的激光器组合件，其中所述放大级包括光纤放大器、薄盘放大器、空腔放大器、棒放大器、光学参数放大器(opa)及多通放大器中的至少一者。
50.根据权利要求38所述的激光器组合件，其中所述ops包括经配置以产生第三频率光的光学参数产生器，所述opg光学地耦合到空腔，所述空腔连接到经配置以放大所述第三频率光的放大器。
51.根据权利要求38所述的激光器组合件，其中所述ops包括经配置以使具有所述第三频率的光再循环的opo空腔，其中所述空腔包括经配置以放大所述第三频率光的放大器。
52.根据权利要求38所述的激光器组合件，其中所述最终倍频级进一步包括经配置以使具有所述中频的光再循环且含有所述多个sbo平板的空腔。
53.根据权利要求38所述的激光器组合件，其中所述频率求和级进一步包括经配置以使具有所述中频的光再循环且含有所述多个sbo平板的空腔。