本申請案主張2014年9月25日由鄧(Deng)等人申請的標(biāo)題為“用于減小紫外激光器及檢驗系統(tǒng)的帶寬的方法及使用紫外激光器的方法(MethodforReducingtheBandwidthofanUltra-violetLaserandanInspectionSystemandMethodUsinganUltra-violetLaser)”的第62/055,605號美國臨時專利申請案的優(yōu)先權(quán)，且還主張2015年3月20日由鄧等人申請的標(biāo)題為“用于減小紫外激光器及檢驗系統(tǒng)的帶寬的方法及使用紫外激光器的方法(MethodforReducingtheBandwidthofanUltra-violetLaserandanInspectionSystemandMethodUsinganUltra-violetLaser)”的第62/136,403號美國臨時專利申請案的優(yōu)先權(quán)。相關(guān)申請案本申請案涉及2014年1月17日由莊(Chuang)等人申請的標(biāo)題為“193nm激光器及檢驗系統(tǒng)(193nmLaserandInspectionSystem)”的第14/158,615號美國專利申請案、2013年3月12日由莊等人申請的標(biāo)題為“固態(tài)激光器及使用193nm激光器的檢驗系統(tǒng)(Solid-StateLaserandInspectionSystemUsing193nmLaser)”的第13/797,939號美國專利申請案、2014年1月31日由莊等人申請的標(biāo)題為“193nm激光器及檢驗系統(tǒng)(193nmLaserandInspectionSystem)”的第14/170,384號美國專利申請案、2012年12月11日由莊等人申請的標(biāo)題為“使用激光器脈沖倍增器的半導(dǎo)體檢驗及計量系統(tǒng)(SemiconductorInspectionandMetrologySystemUsingLaserPulseMultiplier)”的第13/711,593號美國專利申請案、2012年6月1日由莊等人申請的標(biāo)題為“使用激光器脈沖倍增器的半導(dǎo)體檢驗及計量系統(tǒng)(SemiconductorInspectionandMetrologySystemUsingLaserPulseMultiplier)”的第13/487,075號美國專利申請案及2014年6月14日由鄧等人申請的標(biāo)題為“用于減小激光器及檢驗系統(tǒng)的帶寬的系統(tǒng)及方法及使用激光器的方法(ASystemandMethodforReducingtheBandwidthofaLaserandanInspectionSystemandMethodUsingaLaser)”的第14/300,227號美國專利申請案。全部這些申請案以引用的方式并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請案涉及適用于產(chǎn)生處于深UV(DUV)及真空UV(VUV)波長的輻射的激光器，且涉及用于產(chǎn)生處于DUV及VUV波長的激光的方法。特定來說，其涉及用于減小及控制DUV及VUV激光器的光譜帶寬的系統(tǒng)及方法。所述激光器特別適用于在包含用于檢驗光掩模、光罩及半導(dǎo)體晶片的檢驗系統(tǒng)的檢驗系統(tǒng)中使用。
背景技術(shù)：
：集成電路產(chǎn)業(yè)要求檢驗工具的敏感度越來越高以檢測不斷減小的缺陷及顆粒(其大小可為約100nm或更小)。此外，這些檢驗工具必須高速操作以便在短時間段(例如，一小時或更少)內(nèi)檢驗光掩模、光罩或晶片的大比例或甚至100％的面積。通常，相較于更長的波長，短波長(例如，DUV波長及VUV波長)對檢測小缺陷具有更高敏感度。優(yōu)選地使用與當(dāng)從光掩?；蚬庹钟∷r使用的光刻所使用的波長相同的波長來完成對光掩?；蚬庹值臋z驗。當(dāng)前，大體上193.4nm的波長用于最臨界光刻步驟且大體上248nm的波長用于較小臨界光刻步驟。在本文中不量化地提及波長值的情況下，應(yīng)假設(shè)值是指光或輻射的真空波長。高速檢驗要求高功率激光器以便以高強度照明被檢驗的樣本，以便檢測從小顆?；蛉毕萆⑸涞纳倭抗饣蛟试S檢測反射率歸因于圖案中的缺陷的小改變。所要求激光器功率電平可在從用于檢驗光掩模及光罩的大約100mW到用于檢測裸硅晶片上的小顆粒及瑕疵的高達(dá)10W以上的范圍內(nèi)。通常，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中的檢驗要求具有非常窄帶寬的激光器。此類檢驗系統(tǒng)通常使用具有大視野(尺寸通常為從幾百微米到幾毫米)的物鏡以便允許對大區(qū)域的成像來實現(xiàn)高檢驗速度。具有低失真及大視野的物鏡是昂貴且復(fù)雜的。要求物鏡在大帶寬(例如，大于幾十pm)上操作顯著地增加成本及復(fù)雜性。具有大約20pm或更少的帶寬的DUV激光器非常期望用于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中的檢驗應(yīng)用。在所屬領(lǐng)域中已知DUV激光器。1992年9月1日頒予林(Lin)的標(biāo)題為“使用頻率轉(zhuǎn)換技術(shù)的多波固態(tài)激光器(MultiwaveSolidStateLaserUsingFrequencyConversionTechniques)”的第5,144,630號美國專利案及1998年4月21日頒予米德(Mead)等人的標(biāo)題為“紫外固態(tài)激光器、使用紫外固態(tài)激光器及激光手術(shù)設(shè)備的方法(UltravioletSolidStateLaserMethodOfUsingSameAndLaserSurgeryApparatus)”的第5,742,626號美國專利案描述示范性DUV激光器。從在近似1064nm的波長下操作的脈沖基頻紅外激光器產(chǎn)生四次及五次諧波，借此導(dǎo)致大約266nm及213nm的波長。林及米德還教示使用光學(xué)參數(shù)振蕩器(OPO)而從所述基頻激光器產(chǎn)生長于1064nm的紅外波長。激光器振蕩器的輸出帶寬由其腔內(nèi)動態(tài)確定。在現(xiàn)有技術(shù)的脈沖激光器中，為進(jìn)一步減小激光器帶寬，各種帶寬限制裝置(例如，標(biāo)準(zhǔn)量具、雙折射濾光器或光學(xué)光柵)已被并入到激光器腔中。因為全部這些方法具侵入性，所以其不可避免地將不利影響引入到激光器。這些不利影響包含額外功率損失及更大復(fù)雜性，其通常導(dǎo)致更低激光器效率、不良熱穩(wěn)定性、更緊密未對準(zhǔn)敏感度及更長激光系統(tǒng)預(yù)熱時間。此外，因為腔內(nèi)光束大小通常較小且由激光器腔設(shè)計預(yù)先確定，且腔內(nèi)激光器功率密度一般遠(yuǎn)高于激光器輸出功率，所以這些腔內(nèi)組件更易受損壞影響。在現(xiàn)有技術(shù)的脈沖DUV激光器中，DUV輸出的帶寬直接取決于基頻紅外激光器的帶寬。即，基頻激光器的帶寬越寬，DUV輸出帶寬越寬。減小激光器的帶寬要求重新設(shè)計激光器振蕩器腔。由于所述腔可控制激光器的許多性質(zhì)(其包含帶寬、重復(fù)率，以及平均及峰值功率)，所以重新設(shè)計所述腔以減小帶寬同時維持其它激光器參數(shù)可為一項復(fù)雜且耗時的任務(wù)。此外，使用易取得的紅外基頻激光器不可能實現(xiàn)特定DUV激光器帶寬規(guī)格。在所屬領(lǐng)域(參見拉烏爾(Raoult)等人，光學(xué)快報23期(Opt.Lett.23)，1117–1119(1998))中已知由通過組合兩個具有相反啁啾的飛秒脈沖的頻率加倍而減小帶寬。飛秒脈沖首先使用光柵對拉伸器而經(jīng)啁啾且經(jīng)拉伸到約1ns且接著，在放大之后，被分裂成兩個脈沖。所述兩個脈沖通過使用兩個光柵對分散器而被不完全地壓縮成具有相反啁啾的幾十皮秒脈沖。這兩個脈沖的和頻產(chǎn)生導(dǎo)致更窄帶寬。然而，此方法依賴基于光柵的拉伸器及壓縮器，其是龐大的且缺乏要求商業(yè)工業(yè)應(yīng)用所需的機械穩(wěn)定性。此外，飛秒脈沖通常不適用于在半導(dǎo)體檢驗應(yīng)用中使用，因為寬帶寬(數(shù)nm)使系統(tǒng)光學(xué)器件的設(shè)計極度復(fù)雜化，且高峰值功率可容易地?fù)p壞受檢驗對象。因此，需要克服一些或全部上文缺點的DUV激光器。特定來說，需要減小或控制DUV激光器(其包含具有在幾皮秒與幾百皮秒之間的脈沖長度的DUV激光器)的帶寬的構(gòu)件。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明大體上涉及帶寬窄化設(shè)備及通過以下方式促進(jìn)減小及/或控制輸出激光的帶寬的方法：將基頻激光脈沖分割成兩個子脈沖、使用一或多個單片光學(xué)裝置(例如，一或多個啁啾體積布拉格光柵或啁啾光纖布拉格光柵)而拉伸及添加相反啁啾到所述兩個子脈沖、且接著重新組合(混合)所述經(jīng)拉伸/啁啾子脈沖以產(chǎn)生由具有等于所述基頻兩倍的頻率的脈沖(即，其中所述脈沖具有等于所述基頻激光脈沖的基頻波長的一半的波長)組成的和頻(輸出)光。根據(jù)本發(fā)明的一方面，使用和頻模塊而執(zhí)行所述兩個子脈沖的混合，所述和頻模塊經(jīng)配置使得在所述和頻混合過程期間取消所述兩個經(jīng)拉伸/啁啾子脈沖的所述相反(正及負(fù))啁啾，借此產(chǎn)生具有遠(yuǎn)窄于由直接二次諧波產(chǎn)生而產(chǎn)生的帶寬的帶寬的和頻輸出光。以此方式產(chǎn)生和頻輸出光的優(yōu)點是相較于使用濾光器或標(biāo)準(zhǔn)量具來僅僅拒絕非所要波長的方法，此方法浪費極少基頻激光器功率。根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例，一種激光組合件包含基頻激光器及帶寬窄化設(shè)備，所述帶寬窄化設(shè)備大體上由脈沖分割元件、單個單片裝置(例如，單片啁啾體積布拉格光柵(單片CBG))、混頻模塊及額外光學(xué)元件(例如，鏡、偏振分束器、四分之一波片(QWP)及折疊鏡)(其經(jīng)可操作地布置以在所述脈沖分割元件與所述單片裝置之間及在所述單片裝置與所述混頻模塊之間提供子脈沖光路徑)組成。所述基頻激光器(例如，Nd:YAG或摻釹釩酸激光器，在一個實施例中其包含二次諧波轉(zhuǎn)換模塊)產(chǎn)生由具有安置于基頻帶寬內(nèi)的頻率的脈沖組成的基頻光。所述帶寬窄化設(shè)備安置于所述基頻激光器的下游(即，所述激光器腔外側(cè))以便避免腔內(nèi)帶寬控制器件的不利影響，且還在不必重新設(shè)計所述激光器振蕩器腔的情況下促進(jìn)維持其它激光器參數(shù)(即，除帶寬外)。明確來說，所述脈沖分割元件(例如，部分反射器或分束器)經(jīng)安置以接收所述基頻激光，且經(jīng)配置以將每一基頻激光脈沖分割成一對具有大約相等能量的對應(yīng)(第一及第二)子脈沖。在目前優(yōu)選實施例中，所述兩個子脈沖沿單獨光路徑分別被引導(dǎo)到所述單片裝置的相對表面上，借此產(chǎn)生兩個相反啁啾經(jīng)拉伸子脈沖，其為彼此的鏡像(即，使得所述兩個經(jīng)拉伸子脈沖具有隨時間的頻率改變，所述改變在量值上大約相等但正負(fù)號相反)。單個單片裝置以此方式的使用提供優(yōu)越光學(xué)及機械穩(wěn)定性，且相較于基于光柵的拉伸器及壓縮器方法僅占據(jù)一小部分空間，且保證所述兩個經(jīng)拉伸子脈沖使用大體上鏡像脈沖頻率圖案而啁啾。此外，經(jīng)適當(dāng)設(shè)計CBG具有遠(yuǎn)高于基于光柵的拉伸器及壓縮器的色散，且可用于拉伸窄帶寬皮秒脈沖，其歸因于缺乏來自光柵的角色散而對處理光柵來說仍極具挑戰(zhàn)。接著，所述兩個經(jīng)拉伸、相反啁啾子脈沖沿單獨光路徑被引導(dǎo)到所述混頻模塊。所述脈沖分割元件與所述混頻模塊之間的所述兩個子脈沖光路徑優(yōu)選地被布置成匹配到所述脈沖長度的約10％內(nèi)，且形成所述光路徑的所述光學(xué)元件(例如，鏡)可容易地經(jīng)重新定位以改變在所述兩個經(jīng)拉伸子脈沖達(dá)到所述混頻模塊之間的相對時間延遲，借此促進(jìn)所述和頻輸出脈沖的中心波長的微調(diào)，其對一些要求精確特定波長(例如，用于光掩模檢驗的193nm光)的應(yīng)用來說是有利的。所述和頻模塊(例如，經(jīng)配置用于I型或II型混頻的BBO、LBO或CLBO晶體、或周期性極化的非線性晶體(例如，鈮酸鋰或化學(xué)計量鉭酸鋰(SLT)))經(jīng)配置以將所述對應(yīng)正啁啾及負(fù)啁啾經(jīng)拉伸子脈沖混合，使得所述所得和頻脈沖具有等于所述基頻兩倍的中心頻率(例如，使得所述和頻脈沖具有等于大約532nm及大約266nm中的一者的中心波長)。根據(jù)替代特定實施例，各種激光組合件的所述帶寬窄化設(shè)備利用不同光學(xué)元件布置以實現(xiàn)不同優(yōu)點。舉例來說，在一個方法中，形成所述兩個子脈沖光路徑的所述光學(xué)元件經(jīng)配置使得所述兩個經(jīng)拉伸子脈沖具有大體上正交偏振且沿共線路徑進(jìn)入所述混頻模塊，且所述混頻模塊經(jīng)配置以使用II型混頻技術(shù)而混合所述兩個經(jīng)拉伸子脈沖。此正交偏振共線路徑方法簡化光學(xué)布置且致使所述經(jīng)拉伸子脈沖在穿過所述混頻模塊時重疊，這導(dǎo)致作為所述基頻激光的二次諧波的和頻光的有效產(chǎn)生。在替代方法中，形成所述兩個子脈沖光路徑的所述光學(xué)元件經(jīng)配置使得所述兩個經(jīng)拉伸子脈沖具有大體上平行偏振且以相對銳角(例如，小于約4°)而進(jìn)入所述混頻模塊。此平行偏振非共線路徑方法提供促進(jìn)I型混合的優(yōu)點(其比II型混合更有效)，且因此促進(jìn)更短長度晶體的使用或更多輸出功率的產(chǎn)生(即，針對給定輸入功率及晶體長度)。所述平行偏振非共線路徑方法可在周期性極化晶體(例如，周期性極化鈮酸鋰(PPLN)或周期性極化SLT(PPSLT))中執(zhí)行混頻。周期性極化晶體可具有高于例如LBO、BBO及CLBO的材料的非線性系數(shù)，且可用于更長晶體中，從而允許一次諧波到二次諧波的更有效轉(zhuǎn)換。根據(jù)額外替代特定實施例，本發(fā)明的激光組合件利用上文所提及的基于CGB的帶寬窄化設(shè)備結(jié)合諧波轉(zhuǎn)換模塊、光學(xué)帶寬濾光裝置及額外混頻模塊中的至少一者以實現(xiàn)展現(xiàn)上文所描述的減小及/或受控帶寬的激光器輸出光，其中所述額外結(jié)構(gòu)促進(jìn)產(chǎn)生基頻光頻率的更高(即，高于2次)諧波(即，高于所述基頻的二次諧波)的激光器輸出光。在一個示范性實施例中，DUV激光組合件利用上文所描述的所述基于CGB的帶寬窄化設(shè)備中的一者以產(chǎn)生處于所述基頻光的所述二次諧波的和頻光，且接著使所述和頻光穿過諧波轉(zhuǎn)換模塊以產(chǎn)生處于所述基頻光的更高(例如，四次)諧波的激光器輸出光。在另一示范性實施例中，DUV激光組合件將基頻光引導(dǎo)到光學(xué)帶寬濾光裝置(例如，標(biāo)準(zhǔn)量具)中，所述光學(xué)帶寬濾光裝置反射每一基頻光脈沖的第一(被拒絕)部分(其具有窄帶寬外的頻率)且傳遞每一基頻光脈沖的第二部分(其包含所述窄帶寬內(nèi)的頻率)。每一基頻光脈沖的所述被拒絕第一部分(其在常規(guī)系統(tǒng)中將被廢棄且因此是浪費的)穿過上文所描述的所述基于CGB的帶寬窄化設(shè)備中的一者，借此所述第一部分的先前不可用帶外頻率被轉(zhuǎn)換成具有所述窄帶寬內(nèi)的頻率的可用和頻光。接著，所述和頻光穿過任選諧波轉(zhuǎn)換模塊，且接著離開所述任選諧波轉(zhuǎn)換模塊的所述和頻光或所述(一次)諧波光被傳遞到第二混頻模塊。所述第二混頻模塊經(jīng)配置以使所述和頻光(或所述任選一次諧波)與所述第二基頻光部分(即，由所述光學(xué)帶寬濾光裝置傳遞的所述窄帶寬部分)或其諧波混合以產(chǎn)生激光器輸出光，所述激光器輸出光具有比可在不使用所述基于CGB的帶寬窄化設(shè)備的情況下而產(chǎn)生的諧波及能量高的諧波及能量。描述示范性檢驗系統(tǒng)。此檢驗系統(tǒng)包含照明源、光學(xué)器件及檢測器。所述照明源包含DUV激光組合件，其利用上文所提及的所述基于CGB的帶寬窄化設(shè)備(即，脈沖分割元件、一或多個單片裝置、混頻模塊及相關(guān)聯(lián)的光學(xué)元件)以產(chǎn)生所要波長及帶寬的DUV輻射。所述光學(xué)器件經(jīng)配置以將來自所述照明源的所述DUV輻射引導(dǎo)并聚焦到樣本上。所述樣本由載物臺支撐，其在檢驗期間相對于所述光學(xué)器件移動。所述檢測器經(jīng)配置以從所述樣本接收經(jīng)反射或經(jīng)散射光，其中所述光學(xué)器件進(jìn)一步經(jīng)配置以將所述經(jīng)反射或經(jīng)散射光收集、引導(dǎo)及聚焦到所述檢測器上。所述檢測器包含一或多個圖像傳感器。至少一個圖像傳感器可為時間延遲積分(TDI)傳感器。所述示范性檢驗系統(tǒng)可包含一或多個照明源，其從不同入射角及/或不同方位角及/或以不同波長及/或偏振狀態(tài)照明樣本，其中所述照明源中的一或多者并入上文所描述的新型帶寬控制方法。所述示范性檢驗系統(tǒng)可包含一或多個集光路徑，其收集由所述樣本在不同方向上反射或散射的光及/或?qū)Σ煌ㄩL及/或?qū)Σ煌駹顟B(tài)敏感。所述示范性檢驗系統(tǒng)可包含在兩側(cè)上具有讀出電路的TDI傳感器，所述讀出電路用于同時讀出兩個不同信號。所述示范性檢驗系統(tǒng)可包含電子轟擊圖像傳感器。描述一種檢驗樣本的示范性方法。所述示范性方法包含：將來自DUV激光器照明源的輻射引導(dǎo)并聚焦到所述樣本上，其中所述DUV激光器照明源經(jīng)配置以按上文所描述的方式實施帶寬控制。所述樣本由載物臺支撐，其在檢驗期間相對于所述光學(xué)器件移動。所述方法進(jìn)一步包含：使用光學(xué)器件以將由所述樣本反射或散射的光收集、引導(dǎo)、及聚焦到檢測器上。所述檢測器包含一或多個圖像傳感器。至少一個圖像傳感器是時間延遲積分(TDI)傳感器。所述方法進(jìn)一步包含：使用啁啾體積布拉格光柵(CBG)控制所述DUV激光器的帶寬。附圖說明圖1說明并入包括DUV激光器的照明源的示范性檢驗系統(tǒng)。圖2A及2B說明使用具有一或多個集光通道的線照明及DUV激光器的示范性檢驗系統(tǒng)。圖3說明使用法線及傾斜照明的示范性檢驗系統(tǒng)。圖4說明使用明場及暗場照明通道的示范性檢驗系統(tǒng)。圖5說明并入分裂讀出圖像傳感器及包括DUV激光器的照明源的示范性檢驗系統(tǒng)。圖6A說明并入CBG以窄化激光器帶寬的一個示范性DUV激光器。圖6B說明并入CBG以窄化激光器帶寬的替代示范性DUV激光器。圖6C說明并入CBG以窄化激光器帶寬的替代示范性DUV激光器。圖7說明并入CBG以窄化激光器帶寬的另一示范性DUV激光器。圖8說明并入CBG以窄化激光器帶寬的另一示范性DUV激光器。圖9說明用于從兩個正交偏振脈沖組合并產(chǎn)生和頻的示范性混頻模塊。圖10說明用于從具有平行偏振的兩個脈沖組合并產(chǎn)生和頻的示范性混頻模塊。圖11A及11B是描繪示范性基頻帶寬及相關(guān)聯(lián)的二次諧波光譜的圖表。具體實施方式本發(fā)明涉及用于對半導(dǎo)體檢驗系統(tǒng)的傳感器的改進(jìn)。呈現(xiàn)下列描述以使得所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員能夠完成并使用如在特定應(yīng)用及其要求的上下文中所提供的本發(fā)明。如本文中所使用，方向術(shù)語(例如，“下方”、“向上”、“向下”、“垂直”及“水平”)出于描述目的希望提供相對位置或定向，且不希望標(biāo)示絕對參考系。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白對優(yōu)選實施例的各種修改，且本文中所界定的一般原理可用于其它實施例。因此，本發(fā)明不希望受限于所展示及所描述的特定實施例，而是被賦予與本文中所揭示的原理及新型特征一致的最廣范圍。圖1說明經(jīng)配置以測量樣本108(例如，晶片、光罩或光掩模)的示范性檢驗系統(tǒng)100。樣本108被放置于載物臺112上以便促進(jìn)樣本108的不同區(qū)域在光學(xué)器件下方的移動。載物臺112可包括X-Y載物臺或R-θ載物臺。在一些實施例中，載物臺112可調(diào)整樣本108在檢驗期間的高度以維持聚焦。在其它實施例中，物鏡105可經(jīng)調(diào)整以維持聚焦。照明源102可包括一或多個激光器及/或?qū)拵Ч庠?。照明?02可發(fā)射DUV輻射及/或VUV輻射(在本文中統(tǒng)稱為“UV輻射”)。照明源102包含經(jīng)配置以產(chǎn)生所述UV輻射的至少一個基頻激光器，其中所述基頻激光器并入有本文中所描述的帶寬控制，且經(jīng)定位以引導(dǎo)所述UV輻射作為光束，其穿過光學(xué)系統(tǒng)(光學(xué)器件)103到樣本108。光學(xué)器件103包含物鏡105，物鏡105經(jīng)配置以將UV輻射朝向樣本108引導(dǎo)且將UV輻射聚焦于樣本108上。光學(xué)器件103還可包括鏡、透鏡及/或分束器。從樣本108重新引導(dǎo)(即，經(jīng)反射或經(jīng)散射)的所述UV輻射(下文稱為“光”)的一部分由光學(xué)器件103收集、引導(dǎo)、及聚焦到檢測器106上，檢測器106被安置于檢測器組合件104內(nèi)。檢測器組合件104包含檢測器106。檢測器106可包含二維陣列傳感器或一維線傳感器。在一個實施例中，檢測器106的輸出被提供到計算系統(tǒng)114，其分析所述輸出。計算系統(tǒng)114由程序指令118配置，程序指令118可存儲于載體媒體116上。檢驗系統(tǒng)100的一個實施例照明樣本108上的線，且在一或多個暗場及/或明場集光通道中收集經(jīng)散射及/或經(jīng)反射光。在此實施例中，檢測器106可包含線傳感器或電子轟擊線傳感器。檢驗系統(tǒng)100的另一實施例照明樣本108上的多個光點，且在一或多個暗場及/或明場集光通道中收集經(jīng)散射及/或經(jīng)反射光。在此實施例中，檢測器106可包含二維陣列傳感器或電子轟擊二維陣列傳感器。檢驗系統(tǒng)100的各種實施例的額外細(xì)節(jié)可發(fā)現(xiàn)于2012年7月9日由羅曼諾夫斯基(Romanovsky)等人申請的標(biāo)題為“晶片檢驗系統(tǒng)(WAFERINSPECTIONSYSTEM)”的第13/554,954號美國專利申請案、2009年7月16日公開的由阿姆斯特朗(Armstrong)等人的美國公開專利申請案2009/0180176、2007年1月4日公開的莊等人的美國公開專利申請案2007/0002465、1999年12月7日頒布的謝弗(Shafer)等人的第5,999,310號美國專利案及2009年4月28日頒布的梁(Leong)等人的第7,525,649號美國專利案中。全部這些專利案及專利申請案以引用的方式并入本文中。圖2(A)及2(B)說明根據(jù)本發(fā)明的其它示范性實施例的暗場檢驗系統(tǒng)的方面，其并入本文中所描述的激光組合件及/或方法中的一者。在圖2(A)中，照明光學(xué)器件201包括具有如本文中所描述的帶寬控制的DUV激光系統(tǒng)220，其產(chǎn)生光202，其由鏡或透鏡203聚焦到被檢驗的晶片或光掩模(樣本)211的表面上的線205中。集光光學(xué)器件210使用透鏡及/或鏡(例如，212及213)而將從線205散射的光引導(dǎo)到傳感器215。所述集光光學(xué)器件的光學(xué)軸214不在線205的照明平面中。在一些實施例中，軸214大致垂直于線205。傳感器215包括陣列傳感器(例如線性陣列傳感器)。圖2(B)說明多個暗場集光系統(tǒng)(分別為231、232及233)(其各自大體上類似于圖2(A)的集光光學(xué)器件210)的一個實施例。集光系統(tǒng)231、232及233結(jié)合大體上類似于圖2(A)中的照明光學(xué)器件201的照明光學(xué)器件而使用。樣本211被支撐于載物臺221上，載物臺221移動所述光學(xué)器件下方的待檢驗區(qū)域。載物臺221可包括X-Y載物臺或R-θ載物臺，其在檢驗期間優(yōu)選地大體上連續(xù)地移動以在最小停滯時間內(nèi)檢驗所述樣本的大區(qū)域。根據(jù)圖2(A)及2(B)中說明的所述實施例的檢驗系統(tǒng)的更多細(xì)節(jié)可發(fā)現(xiàn)于2009年4月28日頒布的標(biāo)題為“使用具有二維成像的激光器線照明的表面檢驗系統(tǒng)(Surfaceinspectionsystemusinglaserlineilluminationwithtwodimensionalimaging)”的第7,525,649號美國專利案及2003年8月19日頒布的標(biāo)題為“用于檢測表面的異常及/或特征的系統(tǒng)(Systemfordetectinganomaliesand/orfeaturesofasurface)”的第6,608,676號美國專利案中。這兩個專利案都以引用的方式并入本文中。圖3說明經(jīng)配置以使用法線及傾斜照明光束兩者檢測樣本上的顆?；蛉毕莸臋z驗系統(tǒng)300。在此配置中，并入如本文中所描述的帶寬控制的DUV激光系統(tǒng)330提供激光束301。透鏡302聚焦光束301，光束301穿過空間濾光器303。透鏡304準(zhǔn)直所述光束且將其傳達(dá)到偏振分束器305。分束器305將第一偏振分量傳遞到法線照明通道且將第二偏振分量傳遞到傾斜照明通道，其中所述第一與第二分量是正交的。在法線照明通道306中，所述第一偏振分量由光學(xué)器件307聚焦且由鏡308朝向樣本309的表面反射。由樣本309(例如晶片或光掩模)散射的輻射由拋物面鏡310收集并聚焦到傳感器311。在傾斜照明通道312中，所述第二偏振分量由分束器305反射到鏡313，鏡313反射此光束穿過半波片314且由光學(xué)器件315聚焦到樣本309。源自傾斜通道312中的所述傾斜照明光束且由樣本309散射的輻射由拋物面鏡310收集且聚焦到傳感器311。所述傳感器及所述被照明區(qū)域(從表面309上的所述法線及傾斜照明通道)優(yōu)選地在拋物面鏡310的焦點處。拋物面鏡310將從樣本309散射的輻射準(zhǔn)直成經(jīng)準(zhǔn)直光束316。準(zhǔn)直光束316接著由物鏡317聚焦且穿過分析器318到傳感器311。應(yīng)注意，也可使用具有除拋物面形狀之外的形狀的彎曲鏡射表面。儀器320可提供所述光束與樣本309之間的相對運動，使得跨越樣本309的表面掃描光點。2001年3月13日頒布且以引用的方式并入本文中的第6,201,601號美國專利案進(jìn)一步詳細(xì)描述檢驗系統(tǒng)300。圖4說明被配置為具有明場及暗場檢驗?zāi)Ｊ降臋z驗系統(tǒng)的示范性折反射式成像系統(tǒng)400。系統(tǒng)400可并入兩個照明源：激光系統(tǒng)401及寬帶光照明模塊420。在暗場模式中，調(diào)適光學(xué)器件402控制被檢驗表面上的激光器照明光束大小及輪廓。機械外殼404包含孔徑與窗403及棱鏡405以將激光沿光學(xué)軸以法線入射重新引導(dǎo)到樣本408的表面。棱鏡405還將從樣本408的表面特征的鏡面反射引導(dǎo)出物鏡406。物鏡406收集由樣本408散射的光且將其聚焦于傳感器409上。可以折反射式物鏡412、聚焦透鏡群組413及管透鏡區(qū)段414(其可任選地包含變焦能力)的一般形式提供用于物鏡406的透鏡。激光系統(tǒng)401并入如本文中所描述的帶寬控制。在明場模式中，寬帶照明模塊420將寬帶光引導(dǎo)到分束器410，分束器410將那些光朝向聚焦透鏡群組413及折反射式物鏡412反射。折反射式物鏡412使用寬帶光照明樣本408。從所述樣本反射或散射的光由物鏡406收集并聚焦于傳感器409上。寬帶照明模塊420包括(例如)激光泵浦等離子光源或弧光燈。寬帶照明模塊420還可包含自動聚焦系統(tǒng)以提供信號來控制樣本408相對于折反射式物鏡412的高度。2007年1月4日公布并以引用的方式并入本文中的經(jīng)公開美國專利申請案2007/0002465進(jìn)一步詳細(xì)描述系統(tǒng)400。圖5展示光罩、光掩?；蚓瑱z驗系統(tǒng)500，其同時檢測一個傳感器570上的兩個圖像或信號通道。圖像傳感器570包括分裂讀出圖像傳感器。照明源509并入具有如本文中所描述的帶寬控制的DUV激光系統(tǒng)。所述DUV激光的操作波長可短于200nm(例如，大約193nm的波長)。所述兩個通道在被檢驗對象530是透明時(例如，光罩或光掩模)可包括反射及透射強度，或可包括兩個不同照明模式(例如，入射角、偏振狀態(tài)、波長范圍或其某一組合)。所述光使用通道1照明中繼515及通道2照明中繼520而被引導(dǎo)到被檢驗對象530。被檢驗對象530可為光罩、光掩模、半導(dǎo)體晶片或其它被檢驗物品。圖像中繼光學(xué)器件540可將由被檢驗對象530反射及/或傳輸?shù)墓庖龑?dǎo)到通道1圖像模式中繼555及通道2圖像模式中繼560。通道1圖像模式中繼555經(jīng)調(diào)諧以檢測對應(yīng)于通道1照明中繼515的反射或透射，而通道2圖像模式中繼傳感器560經(jīng)調(diào)諧以檢測對應(yīng)于通道2照明中繼520的反射或透射。通道1圖像模式中繼555及通道2圖像模式中繼傳感器560又將其輸出引導(dǎo)到傳感器570。對應(yīng)于兩個通道的檢測到的信號或圖像的數(shù)據(jù)被展示為數(shù)據(jù)590且被傳輸?shù)接嬎銠C(未展示)以用于處理。在2008年4月1日頒予夸梅(Kvamme)等人的第7,352,457號美國專利案及1996年10月8日頒予艾美里(Emery)等人的第5,563,702號美國專利案中描述可經(jīng)配置以測量從光罩或光掩模透射及反射的光的光罩及光掩模檢驗系統(tǒng)及方法的其它細(xì)節(jié)，所述美國專利案兩者都以引用的方式并入本文中。關(guān)于圖像傳感器570的示范性實施例的額外細(xì)節(jié)提供于2013年12月4日由布朗(Brown)等人申請的標(biāo)題為“使用脈沖照明高速采集移動中圖像的方法及設(shè)備(METHODANDAPPARATUSFORHIGHSPEEDACQUISITIONOFMOVINGIMAGESUSINGPULSEDILLUMINATION)”的第14/096,911號美國專利申請案及2009年5月5日頒布的布朗等人的標(biāo)題為“用于多個圖像的同時高速采集的方法及設(shè)備(METHODANDAPPARATUSFORSIMULTANEOUSHIGH-SPEEDACQUISITIONOFMULTIPLEIMAGES)”的第7,528,943號美國專利案中。這些專利案及專利申請案以引用的方式并入本文中。圖6A展示示范性脈沖激光組合件600A，其包含：基頻激光器601；及帶寬窄化設(shè)備610A，其大體上包含脈沖分割元件602A、單片裝置607、混頻模塊608A及各種光學(xué)元件，其經(jīng)配置以產(chǎn)生由具有安置于帶寬內(nèi)的頻率的脈沖LSFP組成的和頻光LSF(或激光器輸出光Lout)，所述帶寬窄于將由來自由基頻激光器601產(chǎn)生的基頻激光脈沖601A-LP的直接二次諧波產(chǎn)生而產(chǎn)生的帶寬。參考圖6A的左側(cè)，基頻激光器601經(jīng)配置以產(chǎn)生由一系列基頻激光脈沖LP組成的基頻激光L，其中每一基頻激光脈沖LP具有基頻中心頻率νf及基頻帶寬Δνf(其具有對應(yīng)基頻中心波長λf及對應(yīng)基頻波長帶寬Δλf)。在一個實際實例中，基頻激光脈沖LP具有脈沖長度(持續(xù)時間)，其特征化為大于約1皮秒的半高全寬值(FWHM)Df(例如，在約1皮秒與約10納秒之間的FWHM脈沖長度)。在此實例中，所述基頻中心頻率νf可為光譜的近紅外或可見光部分中的頻率(例如，在約150THz與約750THz之間的頻率(即，對應(yīng)于在約2μm與400nm之間的波長的頻率))。所述基頻帶寬可特征化為約1THz或更小的FWHM。通常，激光脈沖LP的基頻帶寬將是相同脈沖長度Df的變換極限激光脈沖的帶寬的幾倍到約10倍。如由基頻激光器601與脈沖分割元件602之間的虛線箭頭中的Z字形特征所指示，循序產(chǎn)生的脈沖由時間段間隔開，所述時間段通常遠(yuǎn)長于基頻脈沖長度Df。如下文所解釋，因為激光組合件600A內(nèi)的光學(xué)路徑長度匹配到約10％或更佳，所以激光組合件600A將以任何脈沖重復(fù)率起作用。脈沖分割元件602經(jīng)定位以接收基頻激光L，且經(jīng)配置以將每一激光脈沖LP分割(分裂)成兩個相關(guān)聯(lián)的子脈沖，下文被稱為第一子脈沖LSP1及第二子脈沖LSP2。在圖6A中所說明的實施例中，部分反射器602使用部分反射器實施，所述部分反射器經(jīng)配置以分割每一激光脈沖LP，使得子脈沖LSP1及LSP2具有大約相等能量，且使得所述兩個子脈沖在不同方向上遠(yuǎn)離部分反射器602傳輸(例如，如圖6A中所描繪，第一子脈沖LSP1穿過部分反射器602且水平地引導(dǎo)到右邊，且第二子脈沖LSP2從部分反射器602向上重新引導(dǎo)(重新反射))。在一個實施例中，部分反射器602可由偏振分束器實施，所述偏振分束器反射一個偏振(例如，垂直偏振)且傳輸正交偏振狀態(tài)(例如，水平偏振)。在此實施例中，如果基頻激光脈沖LP以相對于部分反射器602的適當(dāng)角(例如，以大約45°的角)偏振，那么子脈沖LSP1及LSP2將具有大約相等能量。由可操作地安置于脈沖分割元件602與單片裝置607之間的對應(yīng)光學(xué)元件將子脈沖LSP1及LSP2沿兩個不同光學(xué)路徑引導(dǎo)到單片裝置607。如由從脈沖分割元件602往右的單點虛線所描繪，第一子脈沖LSP1從部分反射器602穿過第一偏振分束器(PBS)603，且接著通過穿過第一四分之一波片(QWP)604到單片裝置607的第一端表面607-1而被轉(zhuǎn)換成第一圓偏振子脈沖。相反地，如由從脈沖分割元件602向上延伸的雙點虛線所描繪，第二子脈沖LSP2由平折疊鏡611及612反射到第二偏振分束器(PBS)605，且接著水平地被重新引導(dǎo)到左邊且通過穿過安置成相鄰于單片裝置607的第二端表面607-2的第二四分之一波片(QWP)606而被轉(zhuǎn)換成一第二圓偏振子脈沖。所述第一及第二圓偏振子脈沖因此在相反方向上被傳輸?shù)絾纹b置607的相對表面上。根據(jù)本發(fā)明的一方面，一或多個單片裝置經(jīng)配置且經(jīng)定位使得相關(guān)聯(lián)的第一及第二圓偏振子脈沖被轉(zhuǎn)換成分別具有相反(即，正及負(fù))啁啾的經(jīng)拉伸子脈沖LSSP1及LSSP2。在圖6A中所展示的單個單片裝置實施例中，單片裝置607根據(jù)已知技術(shù)配置使得當(dāng)從表面607-1反射時，所述第一圓偏振子脈沖被拉伸(即，如定位于圖6A的左下部分的泡中所指示，使得經(jīng)拉伸子脈沖LSSP1的持續(xù)時間/長度Ds大于(例如，大兩倍或兩倍以上)基頻激光脈沖LP的持續(xù)時間Df)，且經(jīng)更改以包含正啁啾(即，具有隨時間增加的頻率，使得經(jīng)拉伸子脈沖LSSP1的初始波長λsA長于經(jīng)拉伸子脈沖LSSP1的隨后波長λsB)。類似地，當(dāng)從第二表面607-2反射時，所述第二圓偏振子脈沖被拉伸且經(jīng)更改以包含負(fù)啁啾(即，如定位于圖6A的右上部分的泡中所指示，經(jīng)拉伸子脈沖LSSP2具有隨時間減小的頻率，使得經(jīng)拉伸子脈沖LSSP2的初始波長λsC短于經(jīng)拉伸子脈沖LSSP2的隨后波長λsD)。應(yīng)注意，所述拉伸過程優(yōu)選地被執(zhí)行使得經(jīng)拉伸子脈沖LSSP1及LSSP2具有大體上分別與所述第一及第二圓偏振子脈沖相同的能量。在一個實施例中，單片裝置607進(jìn)一步經(jīng)配置使得所述第一正啁啾經(jīng)拉伸子脈沖LSSP1及負(fù)啁啾經(jīng)拉伸子脈沖LSSP2被產(chǎn)生具有隨時間的頻率改變，所述頻率改變在量值上大約相等但正負(fù)號相反(即，使得正啁啾經(jīng)拉伸子脈沖LSSP1大體上是負(fù)啁啾經(jīng)拉伸子脈沖LSSP2的鏡像)。相較于針對單片裝置607使用兩個單獨組件，從單個CBG或啁啾光纖布拉格光柵的相對端反射所述兩個子脈沖的一個優(yōu)點是單片裝置607將賦予相反啁啾于所述兩個子脈沖上，因為所述脈沖從相對端進(jìn)入所述布拉格光柵且在相反方向上行進(jìn)到所述布拉格光柵中。接著，經(jīng)由對應(yīng)光學(xué)路徑通過對應(yīng)光學(xué)元件而將經(jīng)拉伸子脈沖LSSP1及LSSP2從單片裝置607引導(dǎo)到混頻模塊608A。如由自第一表面607-1水平地延伸的短虛線長虛線所描繪，第一經(jīng)拉伸子脈沖LSSP1從單片裝置607穿過QWP604到PBS603，且從PBS603向下重新引導(dǎo)到折疊鏡613、自折疊鏡613到折疊鏡614及從折疊鏡614向上到第二偏振分束器(PBS)605(第一經(jīng)拉伸子脈沖LSSP1從第二偏振分束器(PBS)605而向右朝向混頻模塊608A重新引導(dǎo))。相反地，如由從第二表面607-1水平地延伸到右邊的雙短虛線長虛線所描繪，第二經(jīng)拉伸子脈沖LSSP2從單片裝置607穿過QWP606到PBS605，且穿過PBS605到混頻模塊608A。應(yīng)注意，在由單片裝置607反射及啁啾之后，每一經(jīng)拉伸子脈沖LSSP1及LSSP2通過對應(yīng)QWP604及605被轉(zhuǎn)換回到具有與傳入光束正交的偏振的線性偏振光。這兩個正交偏振脈沖在PBS605處組合，且被發(fā)送到混頻模塊608A以產(chǎn)生和頻光FSF(其具有2vf的中心頻率)。應(yīng)注意，所述兩個子脈沖從部分反射器602到其在PBS605處重新組合處所遵循的所述光學(xué)路徑長度大體上相等，使得所述兩個子脈沖大體上重疊地到達(dá)混頻模塊608A。在優(yōu)選實施例中，所述兩個子脈沖行進(jìn)的所述光學(xué)子脈沖光路徑長度匹配于所述脈沖長度的約10％內(nèi)。在一個實施例中，基頻光L的偏振可與部分反射器602A(其包括偏振分束器)定向成約45°，使得基頻光L的大體上相等部分由部分反射器602A傳輸并反射。在此實施例中，PBS603應(yīng)傳輸與部分反射器602相同的偏振且應(yīng)有效地反射正交偏振。類似地，PBS605反射由部分反射器602A反射的偏振且將其引導(dǎo)到QWP606，QWP606將每一脈沖轉(zhuǎn)換成圓偏振。在從607反射之后，QWP606將圓偏振轉(zhuǎn)換成線性偏振，但是相對于其初始偏振旋轉(zhuǎn)90°，使得其穿過PBS605。從PBS603反射的光也從PBS605反射，使得所述兩個正交偏振脈沖大體上共線地一起行進(jìn)到混頻模塊608A中。下文將參考圖9額外詳細(xì)描述在PBS605A處組合所述兩個正交偏振脈沖。參考圖6A的右側(cè)，混頻模塊608A經(jīng)配置以將每一正啁啾經(jīng)拉伸子脈沖LSSP1與其對應(yīng)負(fù)啁啾經(jīng)拉伸子脈沖LSSP2混合，使得混合所述兩個經(jīng)拉伸子脈沖產(chǎn)生和頻光LSF，其由具有等于基頻激光601-L的基頻νf兩倍的中心頻率νsf(即，νsf＝2νf)的脈沖LSFP組成。即，混頻模塊608A經(jīng)配置以產(chǎn)生具有輸出頻率的和頻光脈沖LSFP，所述輸出頻率是所述兩個正交偏振經(jīng)拉伸子脈沖LSSP1及LSSP2的所述頻率的總和，借此和頻光LSF被產(chǎn)生為基頻激光L的二次諧波。因為經(jīng)拉伸子脈沖LSSP1及LSSP2被正交偏振，所以混頻模塊608A優(yōu)選地經(jīng)配置以實施II型混頻。以上文所描述及下列實例中的方式利用帶寬窄化設(shè)備610A，和頻光脈沖LSFP因此被產(chǎn)生為具有比可在不使用基于單片裝置的帶寬窄化設(shè)備610的情況下(即，通過僅僅使所述基頻的頻率加倍)而產(chǎn)生的帶寬窄的帶寬。通過實例，圖11A描繪示范性經(jīng)測量的基頻光帶寬，其具有在1064.5nm的基頻中心波長處的大約82pm的FWHM帶寬，且圖11B描繪展示圖11A的基頻光的二次諧波的用實驗方法測量的光譜，其中虛線描繪通過頻率加倍產(chǎn)生的二次諧波(其具有大約33pm的經(jīng)測量FWHM帶寬)，且實線描繪通過利用根據(jù)本發(fā)明的基于CBG的帶寬窄化設(shè)備產(chǎn)生的二次諧波(其具有大約9pm的FWHM帶寬)。圖11B清楚地展示，相較于僅僅使所述基頻的頻率加倍，本發(fā)明將所述基頻帶寬減小到約1/3.7。借由濾光而將激光器的帶寬減小3.7倍將要求廢棄每一激光脈沖的能量的70％以上，且因此其將是極低效的。圖6A中所說明的示范性實施例的一個優(yōu)點是經(jīng)拉伸子脈沖LSSP1及LSSP2大體上共線地行進(jìn)到混頻模塊608A中，其致使所述經(jīng)拉伸子脈沖在其行進(jìn)穿過混頻模塊608A時重疊且導(dǎo)致和頻光LSF有效產(chǎn)生為基頻激光L的二次諧波。以共線布置(例如，圖6A中所描繪的共線布置)的這兩個光路徑的對準(zhǔn)及其與混頻模塊608A的對準(zhǔn)可相對簡單。由圖6A的實施例實施的方法假設(shè)基頻光脈沖LP接近變換極限。單片裝置607的所述大體上線性啁啾結(jié)構(gòu)使用大體上線性啁啾拉伸每一子脈沖。從一側(cè)到達(dá)單片裝置607的脈沖看見從低頻率(較大光柵間距)啁啾到高頻率(較小光柵間距)的光柵。從單片裝置607的相對側(cè)到達(dá)的脈沖看見相反啁啾。因為上啁啾及下啁啾的斜度緊密地匹配，所以這些脈沖之間的和頻產(chǎn)生產(chǎn)生具有較窄帶寬的較長變換極限脈沖。假設(shè)所述基頻光L中的脈沖遠(yuǎn)離變換極限，那么可使用具有不同啁啾的兩個單獨CBG或光纖布拉格光柵以便確保經(jīng)反射脈沖獲得匹配的相反啁啾。即使具有大體上變換極限基頻激光脈沖，也可代替單個CBG而使用兩個緊密匹配CBG，其中一個CBG經(jīng)定向用于高到低啁啾且另一者用于低到高啁啾。使用單個CBG的對側(cè)的所述優(yōu)選實施例具有下列優(yōu)點：使所述光學(xué)器件更加緊湊且比較便宜，及保證所述兩個脈沖使用大體上類似啁啾斜度但使用相反正負(fù)號啁啾。在示范性實施例中，基頻激光器601是具有二次諧波轉(zhuǎn)換模塊的Nd:YAG或摻釹釩酸激光器，且產(chǎn)生在具有幾皮秒與幾十皮秒之間的脈沖長度(持續(xù)時間)Df(例如，約20ps的FWHM脈沖長度Df)的大約532nm的基頻波長λf處的基頻光L。包括CBG的單片裝置607經(jīng)配置以將532nm基頻脈沖拉伸到約10皮秒與約100皮秒之間的經(jīng)拉伸FWHM脈沖長度(持續(xù)時間)Ds(例如，約80ps的FWHM脈沖長度Ds)。在此情況下，混頻模塊608A經(jīng)配置以產(chǎn)生具有大約266nm的波長λsf且具有比將由僅僅加倍基頻光L的頻率所致的更窄的帶寬及更長的脈沖長度Dsf的和頻(輸出)光LSF。在特定示范性實施例中，使用β硼酸鋇(BBO)晶體實施混頻模塊608A，所述BBO晶體經(jīng)臨界地相位匹配用于532nm的光在約100℃的溫度、在約82°的相位匹配角處的II型混合?？山?jīng)由相位匹配角的適當(dāng)調(diào)整而使用其它溫度。其它適當(dāng)非線性光學(xué)晶體可使用適當(dāng)溫度及相位匹配角而代替所述BBO晶體。具有適當(dāng)極化周期的周期性極化非線性晶體也可代替所述BBO晶體。圖6B展示替代示范性激光組合件600B，其類似于組合件600A(圖6A)，但是包含帶寬窄化設(shè)備610B，其經(jīng)修改以通過針對單片裝置607的對應(yīng)表面兩次引導(dǎo)每一子脈沖而進(jìn)一步拉伸所述子脈沖。圖6B的實施例類似于圖6A的實施例，除此傾斜CBG配置外，因此具有與組合件600A(圖6A)的對應(yīng)元件/組件相同的定位并執(zhí)行與組合件600A(圖6A)的對應(yīng)元件/組件相同的功能的激光組合件600B的全部其它光學(xué)元件及組件使用相同參考數(shù)字指示，且為避免不必要的重復(fù)將不額外詳細(xì)描述。參考圖6B的中心區(qū)域，激光組合件600B不同于組合件600A之處在于：單片裝置607布置于傾斜CBG配置中，且激光組合件600B利用兩個額外鏡615及616。明確來說，相對于入射子脈沖LSP1及LSP2的(水平)進(jìn)入路徑而將單片裝置607旋轉(zhuǎn)角度α，使得(如所指示)經(jīng)反射子脈沖光分別被引導(dǎo)到鏡615及616上，鏡615及616經(jīng)安置使得所述經(jīng)反射入射子脈沖以對應(yīng)角被重新引導(dǎo)返回到單片裝置607中，所述對應(yīng)角致使所得兩次經(jīng)反射經(jīng)拉伸子脈沖LSSP1及LSSP2沿(水平)進(jìn)入路徑分別行進(jìn)返回到PBS603及605(每一經(jīng)拉伸子脈沖從PBS603及605以與上文所描述的大體上相同的方式而被引導(dǎo)到混頻模塊608A且被轉(zhuǎn)換成和頻輸出光LSF)。利用此傾斜CBG配置產(chǎn)生具有比由圖6A的實施例產(chǎn)生的脈沖長度(持續(xù)時間)長的脈沖長度的經(jīng)拉伸子脈沖LSSP1及LSSP2，且通過從單片裝置607的相對表面607-1及607-2兩次反射而獲得兩倍啁啾量。因此此配置產(chǎn)生和頻光LSF，其在和頻產(chǎn)生之后具有比可由來自相同單片裝置607的單個反射而產(chǎn)生的帶寬甚至更窄的帶寬。為從單片裝置607的單個反射產(chǎn)生雙倍脈沖拉伸及雙倍啁啾將要求約兩倍長的單片裝置607，其可能在實踐中無法制造或可能相當(dāng)昂貴。圖6C展示另一替代示范性激光組合件600C，其也類似于組合件600A(圖6A)，但是不同于上文所描述的實施例之處在于：其利用經(jīng)配置使得所述子脈沖經(jīng)受平行偏振(即，與上文所利用的正交偏振相反)的帶寬窄化設(shè)備610C。明確來說，帶寬窄化設(shè)備610C不同于兩個先前實施例之處在于：其包含不同部分反射器(脈沖分割元件)602C，在于單個鏡面617將第一經(jīng)拉伸子脈沖LSSP1直接反射到混頻模塊608C上，且在于混頻模塊608C經(jīng)配置以實施I型混頻(與II型混合相反)。然而，具有與組合件600A(圖6A)的對應(yīng)元件/組件相同的定位并執(zhí)行與組合件600A(圖6A)的對應(yīng)元件/組件相同的功能的激光組合件600C的全部其它光學(xué)元件及組件使用相同參考數(shù)字指示，且為避免不必要的重復(fù)將不額外詳細(xì)描述。參考圖6C的中心，激光組合件600C經(jīng)布置使得基頻光脈沖LP以類似于上文所描述的方式的方式而被引導(dǎo)到部分反射器602C上，且部分反射器602C經(jīng)配置以將由基頻激光器601產(chǎn)生的每一激光脈沖LP分割(分裂)成具有大約相等能量的兩個子脈沖LSP1及LSP2，其隨后以類似于上文參考圖6A所描述的方式的方式而被引導(dǎo)到單片裝置607的相對表面607-1及607-2上。然而，在此情況下，部分反射器602C不同于先前實施例之處在于：部分反射器602C使用已知技術(shù)配置使得子脈沖LSP1及LSP2(其分別由部分反射器602C傳輸并反射)的偏振大體上彼此平行(即，與正交偏振相反)。如在上文所描述的實施例中，單個單片裝置607賦予相反啁啾于所述兩個子脈沖上，且QWP604及606將所述子脈沖從線性偏振轉(zhuǎn)換成圓偏振且再次轉(zhuǎn)換回線性偏振，使得每一經(jīng)拉伸子脈沖LSSP1及LSSP2的偏振方向相對于其原始偏振方向旋轉(zhuǎn)90°。類似于上文所描述的實施例，在從單片裝置607的第二表面607-2反射之后，第二經(jīng)拉伸子脈沖LSSP2沿第一(例如，水平)方向引導(dǎo)穿過PBS605且到混頻模塊608C中。也類似于上文所描述的實施例，第一經(jīng)拉伸子脈沖LSSP1在水平方向上行進(jìn)離開單片裝置607的第一表面607-1，且接著由PBS603向下反射，但是第一經(jīng)拉伸子脈沖LSSP1的路徑在此時不同于先前實施例之處在于：包括一或多個鏡或棱鏡的光學(xué)器件617經(jīng)定位以以相對于第二經(jīng)拉伸子脈沖LSSP2在其進(jìn)入混頻模塊608C時的路徑方向的0°與小于4°之間的角度β(即，相對于圖6C中的水平)而將第一經(jīng)拉伸子脈沖LSSP1直接反射到混頻模塊608C上。如在先前實施例中，形成所述兩個子脈沖光路徑長度的所述光學(xué)元件應(yīng)大體上類似，使得經(jīng)拉伸子脈沖LSSP1及LSSP2大體上彼此重疊地到達(dá)混頻模塊608C。在優(yōu)選實施例中，由所述兩個脈沖行進(jìn)的所述光學(xué)路徑長度匹配到所述脈沖長度的約10％內(nèi)。圖10更加詳細(xì)展示將具有平行偏振的所述兩個脈沖在混頻模塊608C中組合。也類似于先前實施例，混頻模塊608C混合經(jīng)拉伸子脈沖LSSP1與LSSP2以產(chǎn)生和頻輸出光LSF，其是所述兩個經(jīng)拉伸子脈沖的頻率的總和。然而，因為所述兩個脈沖具有平行偏振，所以混頻模塊608C優(yōu)選地使用已知技術(shù)配置以實施I型混頻，或經(jīng)配置以在周期性極化非線性光學(xué)晶體中使用準(zhǔn)相位匹配。圖6C中所說明的示范性實施例的一個優(yōu)點是可因為所述兩個脈沖具有大體上平行偏振而可使用I型混頻。在許多非線性晶體中，I型頻率轉(zhuǎn)換比II型更有效，從而允許針對給定輸入及輸出功率而使用更短長度晶體以用于混頻，或替代地允許針對給定輸入功率及晶體長度而產(chǎn)生更多輸出功率。替代地，圖6C中所說明的示范性實施例可使用準(zhǔn)相位匹配而在周期性極化非線性光學(xué)晶體中執(zhí)行混頻，其可比在非極化非線性光學(xué)晶體中的1型或2型混頻更加有效。例如PPLN及PPSLT的周期性極化材料具有比例如LBO、BBO及CLBO的材料更高的非線性系數(shù)。此外，準(zhǔn)相位匹配的使用消除走離且可允許使用更長長度晶體用于混頻。在又另一示范性實施例(未展示)中，具有大體上平行偏振的兩個脈沖以類似于圖6B中所說明的方式的方式兩次從啁啾體積布拉格光柵或啁啾光纖布拉格光柵反射，且接著以類似于圖6C及10中所說明的方式的方式在混頻模塊608C中組合。圖7展示根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的示范性DUV激光組合件700，其包含基頻激光器601、基于CBG的帶寬窄化設(shè)備610及諧波轉(zhuǎn)換模塊703。類似于上文所描述的實施例，帶寬窄化設(shè)備610包含脈沖分割元件602、單片裝置607及和頻產(chǎn)生(混合)模塊608，其經(jīng)配置以產(chǎn)生具有經(jīng)減小帶寬(即，相較于將由常規(guī)頻率加倍而獲得的帶寬)的和頻光LSF。諧波轉(zhuǎn)換模塊703經(jīng)定位以接收和頻光LSF，且使用已知技術(shù)經(jīng)配置以將和頻光LSF轉(zhuǎn)換成激光器輸出光Lout，其具有處于比和頻光LSF更短的波長的更高諧波。在示范性實施例中，基頻激光器601及帶寬窄化設(shè)備610的配置類似于上文所描述的激光組合件600A、600B及600C中的任一者。在一個實施例中，基頻激光器601是Nd:YAG或摻釹釩酸激光器，從而產(chǎn)生在具有在幾皮秒與幾十皮秒之間的脈沖寬度(例如，約20ps的脈沖長度)的大約1064nm的波長處的基頻光L。如在上文所描述的實施例中，單片裝置607用以將所述基頻(例如，1064nm)脈沖拉伸到在幾十皮秒與幾百皮秒之間的脈沖長度(例如，到約80ps的長度)，且混頻模塊608用以產(chǎn)生在大約532nm的波長處的和頻光LSF。混頻模塊608可在三硼酸鋰(LBO)或硼酸銫鋰(CLBO)中使用II型混頻。舉例來說，LBO可用于在約1064nm的波長處的光的II型混頻以在約50℃的溫度及大約θ＝23°及的相位匹配角處使用YZ平面產(chǎn)生約532nm的波長的光。替代地，混頻模塊608可使用周期性極化SLT晶體。在一個實施例中，諧波轉(zhuǎn)換模塊703經(jīng)配置以將所述和頻光LSF轉(zhuǎn)換成激光器輸出光Lout，其包括在基頻光L的四次諧波處(例如，具有大約266nm的波長)的脈沖LoutP。諧波轉(zhuǎn)換模塊703可包含CLBO晶體，其可經(jīng)臨界地相位匹配用于在約61.8°的相位匹配角、約100℃的溫度處的532nm的二次諧波的I型產(chǎn)生。可經(jīng)由相位匹配角的適當(dāng)調(diào)整而使用其它溫度。當(dāng)需要266nm的輸出光的高功率(例如，500mW或更多)時，CLBO特別有用，這是因為CLBO在DUV波長處可具有高于其它材料的損壞閾值。經(jīng)退火、經(jīng)重氫處理且經(jīng)氫處理CLBO晶體優(yōu)選地用于DUV波長處的約1W或更高的功率電平。關(guān)于經(jīng)退火、經(jīng)重氫處理且經(jīng)氫處理CLBO的更多信息可發(fā)現(xiàn)于2010年9月3日由杜賓斯基(Dribinski)申請且標(biāo)題為“CLBO晶體生長(CLBOCrystalGrowth)”的第12/875,233號美國專利申請案、2012年3月5日由杜賓斯基等人申請且標(biāo)題為“具有高品質(zhì)、穩(wěn)定輸出光束及長壽命高轉(zhuǎn)換效率非線性晶體的激光器(LaserWithHighQuality,StableOutputBeam,AndLongLifeHighConversionEfficiencyNon-LinearCrystal)”的第13/412,564號美國專利申請案、2012年6月5日由莊等人申請且標(biāo)題為“非線性光學(xué)晶體的氫鈍化(HydrogenPassivationofNonlinearOpticalCrystals)”的第13/488,635號美國專利申請案及2014年4月8日由莊等人申請且標(biāo)題為“非線性光學(xué)晶體的鈍化(PassivationofNonlinearOpticalCrystals)”的第14/248,045號美國專利申請案中。全部這些申請案以引用的方式并入本文中。圖8展示根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的另一示范性DUV激光組合件800，其包含基頻激光器601、基于CBG的帶寬窄化設(shè)備610、諧波轉(zhuǎn)換模塊806及第二混頻模塊808，其經(jīng)配置以產(chǎn)生UV輸出光。所述基頻光L的帶寬通過穿過(例如)傳輸所述激光器帶寬內(nèi)的波長的窄范圍的標(biāo)準(zhǔn)量具(或其它光學(xué)帶寬濾光裝置)803而窄化。所述經(jīng)窄化基頻光LN用作到混頻模塊808中的所述輸入中的一者。帶外被拒絕基頻LR(其(例如)由標(biāo)準(zhǔn)量具803反射)相較于經(jīng)窄化基頻LN具有更寬帶寬及在其光譜中間的坑。被拒絕光LR(否則其將被浪費)用作基于CBG的帶寬窄化設(shè)備610的輸入基頻光，基于CBG的帶寬窄化設(shè)備610包含呈類似于上文參考圖6A、6B及6C所描述的配置中的任一者的配置的脈沖分割元件602、單片裝置607及混合模塊608。所述經(jīng)產(chǎn)生和頻光LSF具有比將在無單片裝置607的情況下由直接和頻產(chǎn)生所致的帶寬窄的帶寬，其隨后導(dǎo)致由諧波轉(zhuǎn)換模塊806產(chǎn)生的更窄帶寬諧波光Lhar。所述激光器輸出光Lout通過在混頻模塊808中將所述經(jīng)窄化基頻光LN與所述經(jīng)窄化諧波光Lhar混合而產(chǎn)生。在示范性實施例中，基頻激光器601使用(例如)Nd:YAG或摻釹釩酸激光器而產(chǎn)生基頻激光脈沖LP，其具有大約1064nm的基頻波長。所產(chǎn)生的具有具有大約532nm的波長的脈沖LSFP的和頻光LSF使用帶寬窄化設(shè)備610產(chǎn)生。諧波轉(zhuǎn)換模塊806使和頻光LSF轉(zhuǎn)換成大約266nm的波長的諧波光Lhar。混頻模塊808通過將在大約1064nm的波長處的所述經(jīng)窄化基頻光LN與在大約266nm的波長處的所述經(jīng)窄化諧波光Lhar混合而產(chǎn)生在大約213nm的波長處的激光器輸出光Lout。在優(yōu)選實施例中，諧波轉(zhuǎn)換模塊806及混頻模塊808中的一或兩者包含CLBO晶體、經(jīng)退火CLBO晶體、經(jīng)重氫處理CLBO晶體或經(jīng)氫處理CLBO晶體。圖9說明示范性混頻模塊608A，其經(jīng)配置以將具有正交偏振的相反啁啾經(jīng)拉伸子脈沖LSSP1與LSSP2組合(混合)，且以上文參考圖6A及6B所介紹的方式從這兩個脈沖產(chǎn)生和頻光LSF。PBS605將具有相反啁啾的所述兩個正交偏振子脈沖LSSP1與LSSP2組合，使得其大體上共線地行進(jìn)到混頻模塊608A中?；祛l模塊608A通過在非線性晶體中優(yōu)選地使用II型頻率轉(zhuǎn)換而將經(jīng)拉伸子脈沖LSSP1及LSSP2的所述頻率加總而產(chǎn)生所述二次諧波。取決于所述基頻光的所述波長及功率電平，用于II型混頻的適當(dāng)非線性晶體可包含BBO、三硼酸鋰(LBO)、硼酸銫鋰(CLBO)及周期極化材料(例如，鈮酸鋰、化學(xué)計量鉭酸鋰、及摻鎂化學(xué)計量鉭酸鋰)。圖10說明示范性混頻模塊608C，其經(jīng)配置以將具有平行偏振的相反啁啾經(jīng)拉伸子脈沖LSSP1與LSSP2組合(混合)，且以上文參考圖6C所介紹的方式從這兩個脈沖產(chǎn)生和頻光LSF。如上文所描述，所述兩個相反啁啾經(jīng)拉伸子脈沖被引導(dǎo)到混頻模塊608C，使得其在混頻模塊608C內(nèi)匯聚并重疊，混頻模塊608C在此實施例中由經(jīng)配置用于頻率加總的非線性晶體實施。經(jīng)拉伸子脈沖LSSP1及LSSP2的行進(jìn)方向應(yīng)在所述非線性晶體的最優(yōu)相位匹配的方向(1001)的相對側(cè)上的大體上相等角β1及β2處，使得所述和頻二次諧波將大體上沿最優(yōu)相位匹配方向1001行進(jìn)。經(jīng)拉伸子脈沖LSSP1的方向與最佳相位匹配方向1001之間的角β1應(yīng)足夠大，使得每一脈沖在二次諧波產(chǎn)生的接受角外側(cè)到達(dá)所述非線性晶體，使得所述個別脈沖的僅一最小比例被轉(zhuǎn)換成二次諧波。經(jīng)拉伸子脈沖LSSP2的方向與最優(yōu)相位匹配方向1001之間的角β2是類似的。二次諧波產(chǎn)生的接受角取決于所述晶體材料、所述晶體長度及LSSP1、LSSP2及LSF的波長。然而，經(jīng)拉伸子脈沖LSSP1與LSSP2之間的角β不應(yīng)過大否則導(dǎo)致在所述非線性晶體內(nèi)所述兩個脈沖可重疊且產(chǎn)生和頻所在的僅一小區(qū)域。在使用30mm長的PPSLT晶體以產(chǎn)生在532nm的波長處的和頻光的優(yōu)選實施例中，經(jīng)拉伸子脈沖LSSP1的方向與最優(yōu)相位匹配方向1001之間的角β1(及經(jīng)拉伸子脈沖LSSP2的方向與最優(yōu)相位匹配方向1001之間的角β2)為約1°，即，經(jīng)拉伸子脈沖LSSP1與LSSP2之間的角β為約2°。取決于所述基頻光的波長及功率電平，用于I型混頻的適當(dāng)非線性晶體可包含BBO、LBO、CLBO及周期性極化材料(例如，鈮酸鋰、化學(xué)計量鉭酸鋰及摻鎂化學(xué)計量鉭酸鋰)。應(yīng)注意，對周期性極化晶體來說，所述和頻光LSF的偏振可垂直于(如所展示)或平行于輸入脈沖LSSP1及LSSP2的偏振，這取決于所使用的材料及準(zhǔn)相位匹配。上文示范性實施例描述產(chǎn)生對應(yīng)于所述基頻的整次諧波的輸出波長的激光器。本文中所揭示的帶寬窄化設(shè)備及方法可用于產(chǎn)生并非是所述基頻的整次諧波的輸出頻率的激光器中。舉例來說，激光器可通過將所述基頻激光器的諧波與另一波長(例如，由光學(xué)參數(shù)振蕩器、光學(xué)參數(shù)放大器或由所述基頻的一部分泵浦的拉曼激光器而產(chǎn)生者)混合而產(chǎn)生輸出波長。在此激光器中，可使用本文中所揭示的設(shè)備或方法窄化所述諧波的帶寬，因此導(dǎo)致較窄輸出帶寬。舉例來說，激光器可通過將近似1064nm的基頻的五次諧波與在約1.1μm與約3.3μm之間的紅外波長混合而產(chǎn)生約180nm與約200nm之間的輸出波長(例如，近似193nm的波長)?？蓮牟⑷氡疚闹兴枋龅膸捒刂圃O(shè)備及方法受益的產(chǎn)生近似193nm的波長的激光器的更多詳細(xì)描述被描述于杜賓斯基的標(biāo)題為“低于約200nm的相干光產(chǎn)生(Coherentlightgenerationbelowabout200nm)”的第8,755,417號美國專利案及2012年7月25日由莊等人申請且標(biāo)題為“固態(tài)激光器及使用193nm激光器的檢驗系統(tǒng)(Solid-StateLaserandInspectionSystemUsing193nmLaser)”的第13/558,318號美國專利申請案、2013年3月12日由莊等人申請且標(biāo)題為“固態(tài)激光器及使用193nm激光器的檢驗系統(tǒng)(Solid-statelaserandinspectionsystemusing193nmlaser)”的第13/797,939號美國專利申請案、2014年1月17日由莊等人申請且標(biāo)題為“193nm激光器及檢驗系統(tǒng)(193nmlaserandinspectionsystem)”的第14/158,615號美國專利申請案、2014年1月31日由莊等人申請且標(biāo)題為“193nm激光器及檢驗系統(tǒng)(193nmLaserAndInspectionSystem)”的第14/170,384號美國專利申請案、2014年3月13日由莊等人申請且標(biāo)題為“193nm激光器及使用193nm激光器的檢驗系統(tǒng)(A193nmLaserandanInspectionSystemUsinga193nmLaser)”的第14/210,355號美國專利申請案中。全部這些專利案及申請案以引用的方式并入本文中。應(yīng)注意，上文所描述的193nm激光器可通過對基頻波長、信號燈的波長的適當(dāng)選擇及對所述激光器內(nèi)的混頻模塊的適當(dāng)改變而在短于約200nm的其它波長處操作。特定來說，可由此類激光器產(chǎn)生短于190nm的真空UV波長。能夠產(chǎn)生短于約200nm的波長的激光器還被描述于2014年10月3日由莊等人申請且標(biāo)題為“183nm激光器及檢驗系統(tǒng)(183nmlaserandinspectionsystem)”的第62/059,368號美國臨時專利申請案中。此臨時申請案以引用的方式并入本文中。本文中所描述的帶寬減小設(shè)備及方法可用于此臨時申請案中所描述的激光器中。適用于在并入本文中所描述的激光器中的任一者的檢驗或成像系統(tǒng)中使用的圖像傳感器的示范性實施例可發(fā)現(xiàn)于由徹恩(Chern)等人的標(biāo)題為“具有硼層的背側(cè)照明傳感器(Back-IlluminatedSensorwithBoronLayer)”的第2013/0264481號美國公開專利申請案中，其在2013年10月10日公開且以引用的方式并入本文中。上文描述的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及方法的各種實施例僅說明本發(fā)明的原理且并不希望將本發(fā)明的范圍限于所描述的特定實施例。舉例來說，可使用不同諧波轉(zhuǎn)換方案及/或不同線性晶體。在另一實例中，額外鏡、棱鏡或其它光學(xué)組件可用以在激光組合件內(nèi)引導(dǎo)激光脈沖且調(diào)整光學(xué)路徑長度以便在需要時適當(dāng)?shù)仄ヅ?。?dāng)前第1頁1 2 3