[發明專利]使用面鏡及/或棱鏡的激光重復率倍增器及平頂射束輪廓產生器

有效

• 申請號: 201911029361.8
• 申請日: 2015-06-18
• 公開（公告）號: CN110797743B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 勇-霍·亞歷克斯·莊;賈斯汀·典桓·劉;陸曉旭;J·約瑟夫·阿姆斯特朗;鄧宇俊;約翰·費爾登
• 申請（專利權）人: 科磊股份有限公司
• 主分類號: H01S3/139
• 分類號: H01S3/139;H01S3/125;H01S3/105
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 劉麗楠

本申請涉及一種使用面鏡及/或棱鏡的激光重復率倍增器及平頂射束輪廓產生器。一種重復率(脈沖)倍增器包含一或多個射束分裂器及棱鏡，從而形成具有延遲每一脈沖的能量的部分的不同光學路徑長度的一或多個環形腔。一系列輸入激光脈沖在所述環形腔中循環且每一脈沖的所述能量的部分在橫穿較短腔路徑之后離開系統，而所述能量的另一部分在橫穿較長腔路徑及/或兩個腔路徑的組合之后離開所述系統。通過所述環形腔光學路徑長度的適當選擇，輸出系列的激光脈沖的所述重復率可變為輸入重復率的倍數。可通過選擇所述射束分裂器的透射及反射系數來控制所述輸出脈沖的相對能量。一些實施例產生基本上在一個維度上平坦的時間平均輸出射束輪廓。

本申請是申請日為2015年6月18日，申請號為“201580027977.5”，而發明名稱為“使用面鏡及/或棱鏡的激光重復率倍增器及平頂射束輪廓產生器”的發明專利申請的分案申請。

相關申請案

本申請案主張2014年6月20日申請的標題為“使用棱鏡的激光脈沖倍增(LaserPulse Multiplication Using Prisms)”的第62/015,01號美國臨時專利申請案的優先權，且所述案以引用的方式并入本文中。

本申請案還主張2014年8月18日申請的標題為“激光重復率倍增器及平頂射束輪廓產生器(Laser Repetition Rate Multiplier and Flat-Top Beam ProfileGenerators)”的第62/038,471號美國臨時專利申請案的優先權，且所述案以引用的方式并入本文中。

此申請案涉及Chuang等人在2012年6月1日申請的標題為“使用激光脈沖倍增器的半導體檢驗及計量系統(Semiconductor Inspection And Metrology System UsingLaser Pulse Multiplier)”的第13/487,075號美國專利申請案、Chuang等人在2012年12月11日申請的標題為“使用激光脈沖倍增器的半導體檢驗及計量系統(SemiconductorInspection And Metrology System Using Laser Pulse Multiplier)”的第13/711,593號美國專利申請案、Chuang等人在2014年8月8日申請的標題為“用于表面掃描系統的分裂高斯射束及多點平頂照明(Split Gaussian Beams and Multi-Spot Flat-TopIllumination for Surface Scanning Systems)”的第14/455,161號美國專利申請案。所有此類申請案以引用的方式并入本文中。

技術領域

本發明涉及降低時間域中的激光脈沖的光學峰值功率且選用地均質化空間域中的射束功率分布。此峰值功率降低及均質化系統可使用曲面鏡、射束分裂器、波板及棱鏡以產生具有平頂空間功率分布輪廓的優化脈沖重復率倍增器。本發明在半導體檢驗及計量系統中尤其有用。

背景技術

通常通過連續波(CW)光源最佳地滿足對于檢驗及計量的照明需求。CW光源具有恒定功率級，此允許連續獲取圖像或數據。然而，在許多關注波長(尤其紫外線(UV)波長)，具有充足發光度(每一單位立體角的每一單位面積的功率)的CW光源不可用、昂貴或不可靠。如果脈沖激光是具有在關注波長的充足時間平均發光度的唯一可用或具成本效益的光源，那么最佳的是使用具有高重復率及寬脈沖寬度的激光。脈沖重復率越高，用于相同時間平均功率級的每一脈沖的瞬時峰值功率就越低。激光脈沖的較低峰值功率導致對光學器件及對被測量的樣本或晶片的較少損害，此是由于大部分損害機制是非線性的且強烈取決于峰值功率而非平均功率。

在檢驗及計量應用中，增大重復率的額外優勢是每一數據采集或每一像素收集更多脈沖，從而導致脈沖間變化的更好平均化及改善信噪比。此外，對于快速移動的樣本，較高脈沖率可導致對隨時間變化的樣本位置的更好取樣，此是由于在每一脈沖之間移動的距離更小。