非線性光學晶體的氫鈍化的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明包括暴露室，其經配置以含納具有選定氫濃度的鈍化氣體，所述暴露室進一步經配置以含納供暴露于所述室內的所述鈍化氣體的至少一個NLO晶體；鈍化氣體源，其流體連接到所述暴露室，所述鈍化氣體源經配置以將鈍化氣體供應到所述暴露室的內部部分；及襯底，其經配置以將所述NLO晶體固持于所述室內，所述襯底進一步經配置以使所述NLO晶體的溫度維持處于或接近選定溫度，所述選定溫度低于所述NLO晶體的熔化溫度。
【專利說明】非線性光學晶體的氫鈍化
[0001]相關申請案交叉參考
[0002]本申請案涉及且主張來自下列申請案(“相關申請案”)的最早可用有效 申請日期:的權益(例如，主張除臨時專利申請案以外的最早可用 優(yōu)先權日:期或依據35USC§ 119(e)主張臨時專利申請案、相關申請案的任何或全部父代申請案、祖父代申請案、曾祖父代申請案等的權益)。 [0003]相關申請案:
[0004]出于USPTO法外要求的目的，本申請案構成2011年10月7日提出申請的發(fā)明人為莊泳和(Yung-Ho Chuang)及弗拉基米爾?杜賓斯基(Vladimir Dribinski)、標題為“通過氫鈍化實現的NLO 晶體性質(NLO CRYSTAL PROPERTIES BY HYDROGEN PASSIVATION) ”、申請?zhí)枮?1/544，425的美國臨時專利申請案的正式(非臨時)專利申請案。
【技術領域】
[0005]本發(fā)明涉及非線性光學材料領域，且特定來說，涉及一種用于鈍化非線性光學晶體以處置晶體缺陷的系統(tǒng)及方法。
【背景技術】
[0006]許多現代激光系統(tǒng)需要非線性光學(NLO)元件。舉例來說，NLO元件通常用于例如混頻(例如，諧波產生、參數產生/放大等)、拉曼放大、克爾透鏡鎖模、電光調制、聲光調制以及其它應用的應用中。
[0007]NLO元件的激光誘發(fā)損傷(LID)是許多現代激光系統(tǒng)的主要限制。LID因激光輻射與組成給定NLO元件的材料之間的相互作用而發(fā)生。因此，隨著時間，NLO元件遭受LID，此可負面地影響例如透射率、反射率、折射率等的物理性質。繼而，因所發(fā)生的LID而引起的物理性質的此退化最終導致激光系統(tǒng)內的NLO元件的故障。
[0008]LID在利用較短波長的電磁光譜(例如具有小于300nm的波長的深紫外(DUV)光)的激光系統(tǒng)中變得更成問題。另外，激光誘發(fā)損傷率也受存在于NLO元件中的材料缺陷(例如錯位、雜質、空位等)影響。在大多數情況下，給定NLO元件中的材料缺陷導致NLO元件對LID的抵抗力下降。因此，NLO元件因材料缺陷而具有較短壽命。
[0009]本發(fā)明針對于通過利用本文中所揭示的新穎系統(tǒng)及方法來改進NLO元件的損傷抵抗力而減輕上述問題。

【發(fā)明內容】

[0010]本發(fā)明揭示一種用于處置一或多個非線性光學(NLO)晶體的晶體缺陷以改進性能或提高對激光誘發(fā)損傷的抵抗力的系統(tǒng)及方法。在一個方面中，提供一種用于通過利用氫分子或原子鈍化晶體缺陷來提高一或多個非線性光學(NLO)晶體對激光誘發(fā)損傷的抵抗力的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)可包括:暴露室，其經配置以含納具有處于或接近選定氫濃度的氫濃度的鈍化氣體，所述室進一步經配置以含納待暴露于所述室內的鈍化氣體的至少一個NLO晶體；鈍化氣體源，其流體連接到所述暴露室，所述鈍化氣體源經配置以將鈍化氣體供應到所述暴露室的內部部分；及襯底，其經配置以將所述NLO晶體固持于所述室內，所述襯底進一步經配置以使所述NLO晶體的溫度維持處于或接近選定溫度，所述選定溫度低于所述NLO晶體的熔化溫度。
[0011]在另一方面中，提供一種用于通過利用氫鈍化晶體缺陷來提高NLO晶體對激光誘發(fā)損傷的抵抗力的方法，其中所述方法可包括以下步驟:(i)使NLO晶體的溫度維持處于或接近選定溫度，所述選定溫度低于所述NLO晶體的熔化溫度 '及(ii)將所述NLO晶體暴露于具有處于或接近選定氫濃度的氫濃度的鈍化氣體。
[0012]在另一方面中，提供一種用于通過利用氫分子或原子鈍化晶體缺陷來提高非線性光學(NLO)晶體對激光誘發(fā)損傷的抵抗力的方法，其中所述方法可包括以下步驟:(i)對NLO晶體執(zhí)行退火過程以減小所述NLO晶體的水或OH含量；及(ii)將所述NLO晶體暴露于具有處于或接近選定氫濃度的氫濃度的鈍化氣體。
[0013]在另一方面中，提供一種用于光學檢驗一或多個樣本的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)可包括:樣本載臺；激光系統(tǒng)，其經配置以用于照射安置于所述樣本載臺上的一或多個樣本的表面的一部分，所述激光系統(tǒng)包含:至少一個經鈍化及經退火NLO晶體，所述NLO晶體經充分退火以建立低于選定水平的水含量，所述NLO晶體進一步經充分鈍化以建立選定鈍化水平；至少一個光源，其經配置以產生選定波長的光，所述光源進一步經配置以將光傳輸穿過所述NLO晶體；及晶體外殼單元，其經配置以裝納所述NLO晶體；檢測器，其經配置以接收從所述樣本的表面反射的照射的至少一部分；及計算系統(tǒng)，其通信耦合到所述檢測器，所述計算系統(tǒng)經配置以獲取關于由所述檢測器接收的照射的至少一部分的信息，所述計算系統(tǒng)進一步經配置以利用關于由所述檢測器接收的照射的至少一部分的信息來確定所述樣本的至少一個缺陷的存在或不存在。
[0014]應理解，上述大體描述及下述詳細描述兩者均僅為示范性及解釋性而未必限制所主張的本發(fā)明。并入于本說明書中并構成本說明書的一部分的附圖圖解說明本發(fā)明的實施例，并與所述大體說明一起用于解釋本發(fā)明的原理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]所屬領域的技術人員可通過參考附圖來更好地理解本發(fā)明的眾多優(yōu)點，附圖中:
[0016]圖1A是圖解說明根據本發(fā)明的一個實施例用于鈍化NLO晶體的系統(tǒng)的框圖。
[0017]圖1B圖解說明根據本發(fā)明的一個實施例用于鈍化NLO晶體的系統(tǒng)的暴露室的概念圖。
[0018]圖2A是圖解說明根據本發(fā)明的一個實施例用于鈍化NLO晶體的方法的流程圖。
[0019]圖2B是圖解說明根據本發(fā)明的一個實施例用于鈍化NLO晶體的方法的流程圖。
[0020]圖2C是圖解說明根據本發(fā)明的一個實施例用于鈍化NLO晶體的方法的流程圖。
[0021]圖2D是圖解說明根據本發(fā)明的一個實施例用于鈍化NLO晶體的方法的流程圖。
[0022]圖3A是圖解說明根據本發(fā)明的一個實施例用于退火并鈍化NLO晶體的方法的流程圖。
[0023]圖3B是圖解說明根據本發(fā)明的一個實施例用于退火并鈍化NLO晶體的方法的流程圖。[0024]圖3C是圖解說明根據本發(fā)明的一個實施例用于退火并鈍化NLO晶體的方法的流程圖。
[0025]圖3D是圖解說明根據本發(fā)明的一個實施例用于退火并鈍化NLO晶體的方法的流程圖。
[0026]圖4是圖解說明根據本發(fā)明的一個實施例配備有經退火及經鈍化NLO晶體的激光系統(tǒng)的框圖。
[0027]圖5是圖解說明根據本發(fā)明的一個實施例用于檢驗晶片或光掩模的系統(tǒng)的框圖?！揪唧w實施方式】
[0028]現在將詳細參考圖解說明于附圖中的所揭示的標的物。
[0029]大體參考圖1A到5，根據本發(fā)明描述用于鈍化非線性光學(NLO)晶體的系統(tǒng)及方法。激光系統(tǒng)通常將NLO晶體用于例如混頻、拉曼放大、克爾透鏡鎖模、電光調制及聲光調制以及其它應用的許多應用。暴露于激光系統(tǒng)內的電磁輻射影響NLO晶體的物理性質(例如，透射率、反射率、折射率等)。對NLO晶體的物理性質的所得改變通常稱作激光誘發(fā)損傷(LID)且往往會削弱NLO晶體的正常功能。NLO晶體在其具有較大數量或量的晶體缺陷(例如錯位、雜質、空位等)時對LID具有較低的抵抗力。本發(fā)明針對于一種用于利用氫鈍化及/或晶體退火來處置NLO晶體的晶體缺陷的系統(tǒng)及方法。
[0030]如本發(fā)明通篇所使用，術語“晶體”、“NL0晶體”或“非線性晶體”通常是指適合于變頻的非線性光學晶體。舉例來說，本發(fā)明的非線性光學晶體可經配置以將第一波長(例如，532nm)的入射照射變頻為較短波長(例如，266nm)的輸出照射。此外，本發(fā)明的非線性光學晶體可包括但不限于硼酸鋇(BBO)、三硼酸鋰(LBO)、四硼酸鋰(LTB)、硼酸銫鋰(CLBO)、硼酸銫(CBO)、氧化物型非線性晶體等。
[0031]如本發(fā)明通篇所使用，術語“晶片”通常是指由半導體或非半導體材料形成的襯底。舉例來說，半導體或非半導體材料包含但不限于單晶硅、砷化鎵及磷化銦。晶片可包括一或多個層。舉例來說，此類層可包括但不限于抗蝕劑、電介質材料、導電材料及半導電材料。許多不同類型的此類層在此項技術中是已知的，且如本文中所使用的術語晶片打算囊括可在其上形成所有類型的此類層的晶片。
[0032]圖1A及IB圖解說明用于鈍化NLO晶體104以便處置晶體內的晶體缺陷的系統(tǒng)100?？赏ㄟ^將氫原子附著到晶體104內的懸鍵或斷鍵來處置這些缺陷。舉例來說，所述懸鍵或斷鍵可包括通常為影響物理/光學性質以及NLO晶體壽命的主要類型的缺陷的懸氧鍵。在一個實施例中，系統(tǒng)100可包括經配置以含納一定體積的鈍化氣體的暴露室101。暴露室101可進一步經配置以含納NLO晶體104使得可將NLO晶體104暴露于暴露室101內所含納的鈍化氣體。另外，暴露室101可進一步經配置以含納經配置以在NLO晶體104暴露于暴露室101內所含納的鈍化氣體時固持NLO晶體104的襯底102?；蛘?，襯底102可為室101的內部表面的一部分。
[0033]本發(fā)明的鈍化氣體可包括具有選定氫濃度的兩種或兩種以上氣體的氣體混合物。在一個實施例中，所述氣體混合物可包括分子氫(H2)。在另一實施例中，鈍化氣體可包括可在化學反應或離解后即刻產生氫的低分子量氣體。此類低分子量氣體可包括但不限于NH3或CH4。所要氫濃度可包括超過在正常大氣條件下存在的自然氫豐度的濃度。就此來說，鈍化氣體的氫濃度可由超過在空氣中自然存在的氫濃度的濃度組成。在另一方面中，所要氫濃度還可為用戶選定濃度或利用NLO晶體104的一或多種物理屬性確定的濃度。所述鈍化氣體混合物可進一步包括例如氬、氮、氦等的惰性氣體。
[0034]在又一實施例中，本發(fā)明的鈍化氣體可包括具有在5%到10%的范圍內的氫濃度的氣體混合物。本文中注意到，此氫濃度范圍并非為限制且僅出于說明的目的而呈現。預期鈍化氣體的氫濃度水平可包括適合于給定應用的任何范圍。在又一實施例中，為改進鈍化效果，鈍化氣體混合物的氫濃度可包括氫的重同位素，氘。混合物中的氘的確切量可通過優(yōu)化鈍化結果來確定且可從總氫濃度的一分數到混合物中的所有氫的100%而變化。
[0035]在一實施例中，所述系統(tǒng)可進一步包括流體耦合到暴露室101且經配置以給所述暴露室供應鈍化氣體的鈍化氣體源108。暴露室101可包括經配置以從鈍化氣體源108接收鈍化氣體且進一步經配置以將從鈍化氣體源108接收的鈍化氣體傳輸到暴露室101的內部部分的氣體流入口 105。暴露室101可進一步包括經配置以從暴露室101的內部部分釋放鈍化氣體的氣體流出口 106。
[0036]在又一實施例中，系統(tǒng)100可包括流體連接于鈍化氧化源108與暴露室101中間的流量控制器110。流量控制器110可經配置以控制鈍化氣體供應到暴露室101的速率。流量控制器110可包括閥、調節(jié)器或用于調節(jié)鈍化氣體流動穿過將流量控制器110流體連接到暴露室101的至少一個管道的壓力或速率的任何其它構件。所述流量控制器可進一步經配置以流體連接到暴露室的氣體流入口 105且進一步經配置以控制鈍化氣體經由氣體流入口 105供應到暴露室101的內部部分的速率。在另一實施例中，流量控制器110或額外流量控制器(未展示)可經配置以流體連接到暴露室101的氣體流出口 106且進一步經配置以控制從暴露室101的內部部分移除鈍化氣體的速率。
[0037]在另一實施例中，系統(tǒng)100可進一步包括通信耦合到流量控制器110的一或多個計算系統(tǒng)112。計算系統(tǒng)112可經配置以給流量控制器110提供關于控制鈍化氣體供應到暴露室101的速率的指令。計算系統(tǒng)112可進一步經配置以給流量控制器110或額外流量控制器(未展示)提供關于控制從暴露室101移除鈍化氣體的速率的指令。所述計算系統(tǒng)可含納配置有包括流量控制算法118在內的程序指令116的載體媒體114，例如快閃、固態(tài)、光學、隨機存取或其它靜態(tài)或動態(tài)存儲器裝置。流量控制算法118是此項技術已知的，例如用于配置可包括于流量控制器110中的壓力閥的算法。舉例來說，流量控制算法118可基于壓力閥的機械性質與所要流率之間的相關性來引導流量控制器110致動所述壓力閥。在一些實施例中，IOcmVmin到200cmVmin的用戶選定流率可為用于鈍化暴露室101內所含納的NLO晶體104的所要流率。然而，取決于鈍化氣體混合物或NLO晶體104的組成，在IOcm3/min到200cm3/min范圍之外的流率可為所要的。上述流率范圍僅為示范性的而決不打算限制本發(fā)明。
[0038]在又一實施例中，經配置以將NLO晶體104固持于暴露室101內的襯底102可進一步經配置以控制NLO晶體104的溫度。在一個方面中，用戶可選擇大于環(huán)境或室內溫度但小于NLO晶體104的熔化溫度的溫度。舉例來說，襯底102可經配置以將NLO晶體加熱到300°C到350°C的范圍或某一其它選定溫度以改進氫到晶體中的滲透，減少分子氫(例如，H2)或其它含氫分子到原子氫的分解或消除氫與NLO晶體之間的不合意反應產物(例如，弱OH鍵、水等)。本文中預期襯底102可經配置以使NLO晶體104的溫度提高、降低及/或維持在成功鈍化NLO晶體104所要的任何可行溫度或溫度范圍。因此，上述溫度范圍僅為示范性的而決不打算限制本發(fā)明。
[0039]根據上述系統(tǒng)100，圖2A到2D圖解說明有關用氫來鈍化NLO晶體104以便處置由懸鍵或斷鍵導致的晶體缺陷的方法200的流程圖。參考圖2A，方法202可包括以下步驟中的一或多者:(i)步驟202，使NLO晶體104的溫度維持處于或接近作為用戶選定溫度或利用NLO晶體104的一或多個屬性(例如，組成、水含量、缺陷水平等)確定的溫度的選定溫度；及(ii)步驟204，將NLO晶體104暴露于具有作為用戶選定氫濃度或利用NLO晶體104的一或多個屬性確定的氫濃度的選定氫濃度的鈍化氣體。
[0040]在步驟202中，可通過例如經配置以將NLO晶體104固持于系統(tǒng)100的暴露室101中的襯底102的任何加熱及/或冷卻元件(下文稱“加熱元件”)來控制NLO晶體104的溫度。加熱元件可經配置以將NLO晶體104加熱或冷卻到可為用戶選定溫度、利用NLO晶體104的一或多個屬性確定的溫度或改進氫到晶體中的滲透、減輕H2分子到H原子的分解或消除來自氫與NLO晶體104之間的一或多個反應的不合意產物(例如，弱OH鍵、水等)的任何溫度的選定溫度。舉例來說，在一個實施例中，選定溫度可為在大約300°C到350°C的范圍內的溫度。加熱元件可進一步經配置以使NLO晶體104的溫度維持處于或接近選定溫度達選定時間周期，例如充分鈍化NLO晶體104所需的時間。舉例來說，充分鈍化NLO晶體104所需的時間可在大約100小時到200小時的范圍內。因此，在一個實施例中，加熱元件可經配置以使NLO晶體104的溫度維持處于或接近選定溫度達在大約100小時到200小時的范圍內的選定時間周期。僅以實例方式包括上述溫度及持續(xù)時間，且預期可在不背離本發(fā)明的本質的情況下顯著更改這些參數。因此，本文中的任何內容決不應理解為限制本發(fā)明。
[0041]在步驟204中，可將NLO晶體104暴露于例如系統(tǒng)100的暴露室101的氣氛控制容器內的鈍化氣體。所述鈍化氣體可為具有選定氫濃度的氣體混合物。所述選定氫濃度可為用戶選定濃度、利用NLO晶體104的一或多個屬性確定的濃度或用于通過將來自鈍化氣體的氫原子附著到NLO晶體104的斷鍵或懸鍵來處置NLO晶體104的晶體缺陷的任何可接受濃度。舉例來說，在一個實施例中，鈍化氣體的選定氫濃度可為在鈍化氣體混合物的大約5%到10%的范圍內的氫濃度。然而，僅以實例方式包括上述氫濃度，且其決不打算限制本發(fā)明。
[0042]參考圖2B，步驟204可包括使鈍化氣體可流動穿過容器的流率維持處于或接近例如用戶選定流率、利用NLO晶體104的一或多個屬性確定的流率、對于使容器內的鈍化氣體的氫濃度維持處于或接近選定氫濃度可接受的流率或足以通過將來自鈍化氣體的氫原子附著到NLO晶體104的斷鍵或懸鍵來處置NLO晶體104的晶體缺陷的任何流率的選定流率的步驟206?？赏ㄟ^系統(tǒng)100的流量控制器110或通過用于控制氣體移動穿過一或多個管道的壓力或速率的任何閥、調節(jié)器或其它構件來調節(jié)流率。舉例來說，在一個實施例中，流量控制器110可經配置以將鈍化氣體流動穿過暴露室的流率調節(jié)到在大約IOcmVmin到200cm3/min的范圍內的選定流率。然而，僅以實例方式包括上述流率范圍，且其決不應理解為本發(fā)明。
[0043]參考圖2C及2D，方法200的一個實施例可進一步包括監(jiān)測NLO晶體104的鈍化程度的步驟208?？墒光g化程度與NLO晶體104的OH鍵的量或量改變相關，因為OH鍵的量通常隨著NLO晶體104由于使氫原子附著到NLO晶體104的懸氧鍵被鈍化而提高。因此，可通過分析NLO晶體104的一或多個吸收帶來監(jiān)測鈍化程度，其中吸收帶受NLO晶體104的OH鍵的數目的改變影響?？赏ㄟ^使用此項技術已知的用于檢測NLO晶體104吸收具有一或多個波長的照射的水平的任何方法來分析吸收帶。在一個實施例中，利用傅里葉變換紅外光譜法(FTIR)來監(jiān)測鈍化程度。舉例來說，利用傅里葉變換紅外光譜法(FTIR)，可經由觀察NLO晶體104在紅外(IR)光譜中的至少一個吸收帶來監(jiān)測NLO晶體104的鈍化程度。用于監(jiān)測NLO晶體104的鈍化程度的FTIR過程可包括以下步驟中的一或多者:(i)將具有一或多個波長的照射傳輸穿過NLO晶體104 ； (ii)檢測傳輸穿過NLO晶體104的照射；及
(iii)利用關于傳輸穿過NLO晶體104的照射的信息來確定在一或多個波長下由NLO晶體104吸收的照射量；及(iv)利用在一或多個波長下由NLO晶體104吸收的照射與NLO晶體104的OH鍵的量或量改變之間的相關性來確定NLO晶體104的鈍化程度。
[0044]在方法200的又一實施例中，可在步驟204中將NLO晶體104暴露于鈍化氣體直到NLO晶體104充分鈍化為止?？衫帽O(jiān)測NLO晶體104的鈍化程度的步驟208來確定NLO晶體104是否已充分鈍化。舉例來說，可通過觀察NLO晶體104的在大約3200CHT1到4000CHT1的范圍內的IR光譜的一或多個波長下出現或改變強度的一或多個吸收帶來確定NLO晶體104的鈍化程度，其中在所述波長下出現或改變強度的吸收帶的振幅或強度與NLO晶體104的OH鍵的量或量改變相關。舉例來說，可使用FTIR來監(jiān)測在紅外光譜中接近3580cm-l處-OH鍵(包括H20)的吸收。舉例來說，可原位執(zhí)行FTIR監(jiān)測，其中在晶體經歷鈍化的同時用FTIR監(jiān)測所述晶體。步驟208可進一步通過監(jiān)測FTIR吸收光譜中的一或多個選定峰值的經積分峰值強度的相對改變來確定NLO晶體104是否已充分鈍化。舉例來說，步驟208可在觀察到-OH吸收峰值的5%減小時確定充分鈍化。
[0045]僅以實例方式包括上述吸收帶波長范圍及針對充分鈍化的百分比改變且預期可在IR、可見光及/或UV光譜中的其它波長下出現一或多個吸收帶；因此，上述波長范圍決不打算限制本發(fā)明。
[0046]上述步驟既非循序的也非強制的且可以任何次序發(fā)生或彼此同時發(fā)生。舉例來說，預期在方法200的一個實施例中，可如步驟204中所規(guī)定將NLO晶體104暴露于鈍化氣體；且同時，可如步驟208中所規(guī)定利用FTIR來監(jiān)測NLO晶體104的鈍化程度。在一些例子中，組合步驟中的一些或全部及按不同于本文中已按其論述步驟的次序的順序來布置所述步驟可為有利的。本文中的論述僅為解釋性的而非打算將本文中所揭示的方法限制于任何特定步驟順序、次序或組合。
[0047]圖3A到3D圖解說明用于鈍化并退火NLO晶體104的方法300。參考圖3A，方法300可包括以下步驟中的一或多者:(i)步驟302，其對NLO晶體104執(zhí)行退火過程以減小NLO晶體104的水或OH含量；及(ii)步驟304，其將NLO晶體104暴露于具有為用戶選定氫濃度或利用NLO晶體104的一或多個屬性確定的氫濃度的選定氫濃度的鈍化氣體。
[0048]在步驟302中，NLO晶體104可在干燥氣氛(例如，潔凈干燥空氣或干燥惰性氣體)中經歷退火過程以從NLO晶體104移除水或OH分子的至少一部分。退火過程是此項技術已知的且可包括以下步驟中的一或多者:(i)將NLO晶體104的溫度提高或降低到選定溫度，例如足夠高以從NLO晶體104移除水分子而不熔化或損傷NLO晶體104的值；(ii)使NLO晶體104的溫度維持處于或接近選定溫度達選定時間周期，例如足以將NLO晶體104的水含量降低到選定水平的時間周期?’及(iii)當NLO晶體104的水含量已減小到選定水平時將NLO晶體104的溫度提高或降低到選定最終溫度，例如環(huán)境或室內溫度。選定水含量水平可為用戶選定水平、利用NLO晶體104的一或多個屬性確定的水含量水平或與所要光學/物理性能或提聞的晶體壽命相關的任何水含量水平。
[0049]在一個實施例中，步驟302的退火過程可進一步包括在選定時間間隔內將NLO晶體104的溫度提高或降低到選定溫度的步驟。舉例來說，可在大約2小時的選定時間周期的過程內逐漸將NLO晶體104加熱到大約150°C的選定溫度?？赏ㄟ^任何已知加熱或冷卻裝置來提高、降低或維持NLO晶體104的溫度。舉例來說，襯底102可配備有適合于加熱或冷卻NLO晶體104的加熱或冷卻裝置。在另一例子中，室101可配置為烘箱或冷柜。加熱或冷卻裝置可進一步經配置以使NLO晶體104的溫度維持處于或接近選定溫度達選定時間周期，例如用戶選定時間周期或利用NLO晶體104的一或多個屬性確定的時間周期。舉例來說，可使NLO晶體104的溫度維持處于或接近150°C達大約10小時。或者，可使NLO晶體104的溫度維持處于或接近選定溫度直到NLO晶體104的水或OH含量充分減小為止。僅以實例方式包括上述溫度、時間周期及時間間隔，且預期可在不背離本發(fā)明的本質的情況下顯著更改這些參數。因此，本文中的任何內容決不應解釋為限制本發(fā)明。
[0050]在又一實施例中，可重復步驟302的退火過程以進一步減小NLO晶體104的水含量。可在必要時利用相同或不同參數(例如一或多個不同溫度或不同時間周期或間隔)來重復退火過程。舉例來說，可在大約I小時的過程內將NLO晶體104加熱到大約200°C。類似地，可使NLO晶體104 的溫度維持處于或接近200°C達100小時或直到NLO晶體104的水或OH含量充分減小為止。僅以實例方式包括上述溫度、時間周期及時間間隔，且預期可在不背離本發(fā)明的本質的情況下顯著更改這些參數。因此，本文中的任何內容決不應理解為限制本發(fā)明。
[0051]步驟302的退火過程可進一步包括在選定時間間隔內逐漸將NLO晶體104的溫度提高或降低到選定最終溫度(例如，環(huán)境或室內溫度)的步驟。舉例來說，可逐漸冷卻NLO晶體104或允許其在大約3小時或任何其它可接受時間間隔的過程內冷卻到環(huán)境或室內溫度。在一個實施例中，可通過逐漸移除熱量以使得NLO晶體104的溫度在選定時間間隔內逐漸降低到環(huán)境溫度來冷卻NLO晶體104。在另一實施例中，可利用冷卻裝置來冷卻NLO晶體104以將NLO晶體104的溫度降低到選定最終溫度。選定時間間隔可為任何用戶選定時間間隔或利用NLO晶體104的一或多個屬性確定的時間間隔。因此，僅以實例方式包括本文中所包括的任何時間間隔且其決不打算限制本發(fā)明。
[0052]參考圖3B及3D，步驟302的退火過程可進一步包括通過分析NLO晶體104的一或多個吸收帶來監(jiān)測NLO晶體的水或OH含量的步驟310，其中吸收帶受NLO晶體104的OH鍵的數目的改變影響。可通過使用此項技術已知的用于檢測NLO晶體104吸收具有一或多個波長的照射的水平的任何方法來分析吸收帶。舉例來說，利用FTIR，可通過觀察NLO晶體104在紅外(IR)光譜中的至少一個吸收帶來監(jiān)測NLO晶體104的水或OH含量。用于監(jiān)測NLO晶體104的水或OH含量的FTIR過程可包括以下步驟中的一或多者:⑴將具有一或多個波長的照射傳輸穿過NLO晶體104 ； (ii)檢測傳輸穿過NLO晶體104的照射；及(iii)利用關于傳輸穿過NLO晶體104的照射的信息來確定在一或多個波長下由NLO晶體104吸收的照射量；及(iv)利用在一或多個波長下由NLO晶體104吸收的照射與NLO晶體104的OH鍵的量或量改變之間的相關性來確定NLO晶體104的水或OH含量或者水或OH含量改變。
[0053]在又一實施例中，步驟302的退火過程可進一步包括執(zhí)行所述退火過程的一或多個步驟直到利用步驟310的監(jiān)測過程做出NLO晶體的水或OH含量已充分減小的確定為止的步驟312。舉例來說，可通過觀察NLO晶體104的在大約3200CHT1到4000CHT1的范圍內的IR光譜的一或多個波長下出現的一或多個吸收帶來確定NLO晶體104的水或OH含量，其中在所述波長下出現的吸收帶的振幅或強度與NLO晶體104的OH鍵的量或量改變相關。僅以實例方式包括上述吸收帶波長范圍且預期可在IR光譜中的其它波長下出現一或多個吸收帶；因此，上述波長范圍決不打算限制本發(fā)明。
[0054]步驟302的退火過程的上述步驟既非循序的也非強制的。所述步驟可以任何次序發(fā)生或彼此同時發(fā)生。舉例來說，預期可使NLO晶體104維持在選定溫度下；同時，可如步驟310所規(guī)定利用FTIR來監(jiān)測NLO晶體104的水或OH含量。進一步預期可如步驟312所規(guī)定使NLO晶體104的溫度維持在選定溫度下直到NLO晶體104的水或OH含量已充分減小為止。在一些例子中，組合步驟中的一些或全部及按不同于本文中已按其論述步驟的次序的順序來布置所述步驟可為有利的。本文中的論述僅為解釋性的而非打算將本文中所揭示的方法限制于任何特定步驟順序、次序或組合。
[0055]在已使NLO晶體104退火以減小NLO晶體104的水或OH含量之后，用氫來鈍化NLO晶體104以處置由一或多個懸鍵或斷鍵(其中的一些可能已由步驟302的退火過程引起)導致的晶體缺陷可為有利的。因此，在方法300的步驟304中，可將NLO晶體104暴露于例如系統(tǒng)100的暴露室101的容器內的鈍化氣體。所述鈍化氣體可為具有選定氫濃度的氣體混合物。所述氫濃度可為用戶選定濃度、利用NLO晶體104的一或多個屬性確定的濃度或用于通過將來自鈍化氣體的氫原子附著到NLO晶體104的斷鍵或懸鍵來處置NLO晶體104的晶體缺陷的任何可接受濃度。舉例來說，在一個實施例中，鈍化氣體的選定氫濃度可為在鈍化氣體混合物的大約5%到10%的范圍內的氫濃度。然而，僅以實例方式包括上述氫濃度，且其決不打算限制本發(fā)明。在一些實施例中，步驟304可進一步包括來自先前所論述的鈍化NLO晶體104的方法200的一或多個步驟或元件。
[0056]參考圖3C及3D，步驟304的鈍化過程可進一步包括監(jiān)測NLO晶體104的鈍化程度的步驟320?？赏ㄟ^分析NLO晶體104的一或多個吸收帶來監(jiān)測鈍化程度，其中吸收帶受NLO晶體104的OH鍵的數目的改變影響?？赏ㄟ^使用此項技術已知的用于檢測NLO晶體104吸收具有一或多個波長的照射的水平的任何方法來分析吸收帶。舉例來說，利用FTIR，可通過觀察NLO晶體104在紅外(IR)光譜中的至少一個吸收帶來監(jiān)測NLO晶體104的鈍化程度。用于監(jiān)測NLO晶體104的鈍化程度的FTIR過程可包括以下步驟中的一或多者:(i)將具有一或多個波長的照射傳輸穿過NLO晶體104 ； (ii)檢測傳輸穿過NLO晶體104的照射 '及(iii)利用關于傳輸穿過NLO晶體104的照射的信息來確定在一或多個波長下由NLO晶體104吸收的照射量；及(iv)利用在一或多個波長下由NLO晶體104吸收的照射與NLO晶體104的OH鍵的量或量改變之間的相關性來確定NLO晶體104的鈍化程度。
[0057]在又一實施例中，步驟304可進一步包括將NLO晶體104暴露于鈍化氣體直到NLO晶體104充分鈍化為止的步驟322?？衫帽O(jiān)測NLO晶體104的鈍化程度的步驟320來確定NLO晶體104是否已充分鈍化。舉例來說，可通過觀察NLO晶體104的在大約3200CHT1到4000CHT1的范圍內的IR光譜的一或多個波長下出現或改變強度的一或多個吸收帶來確定NLO晶體104的鈍化程度，其中在所述波長下出現或改變強度的吸收帶的振幅或強度與NLO晶體104的OH鍵的量或量改變相關。僅以實例方式包括上述吸收帶波長范圍且預期可在IR光譜中的其它波長下出現一或多個吸收帶；因此，上述波長范圍決不打算限制本發(fā)明。
[0058]上述步驟既非循序的也非強制的且可以任何次序發(fā)生或彼此同時發(fā)生。舉例來說，預期在步驟304的一個實施例中，可將NLO晶體104暴露于具有選定氫濃度的鈍化氣體；且同時，可如步驟320中所提供的，利用FTIR來監(jiān)測NLO晶體104的鈍化程度。另外預期可如步驟322中所提供的，將NLO晶體暴露于鈍化氣體直到NLO晶體104已充分鈍化為止，其中可利用步驟320的監(jiān)測技術來確定NLO晶體104是否已充分鈍化。在一些例子中，組合一些或全部步驟及按不同于本文中已論述之步驟次序的順序來布置所述步驟可為有利的。本文中的論述僅為解釋性的而不打算將本文中所揭示的方法限制于任何特定步驟順序、次序或組合。
[0059]將已充分退火并鈍化的NLO晶體104并入到激光系統(tǒng)中以實現比利用未經改性的NLO晶體104可實現的更好的物理/光學性能或更長的晶體壽命可為有利的。本發(fā)明的激光系統(tǒng)配置可包括但不限于例如鎖模式、CW、Q開關式及包括一或多個非線性晶體的任何其它激光器或激光系統(tǒng)的配置。本文中的描述進一步打算包括寬廣范圍的可能的激光光譜，包括但不限于例如深紫外(DUV)、紫外(UV)、紅外、可見光等的電磁光譜。如本文中所使用，術語“激光系統(tǒng)”及“激光器”可互換使用，以描述一或多個激光器的配置。
[0060]圖4圖解說明配備有經鈍化及/或經退火NLO晶體104的激光系統(tǒng)400。本發(fā)明的激光系統(tǒng)400可包括但不限于光源402、第一組光束成形光學器件404、如本文中先前所描述的經鈍化/經退火晶體104、外殼單元406、一組諧波分離元件408及第二組光束成形光學器件410。
[0061]在一個方面中，光源402的輸出可使用光束成形光學器件404聚焦到處于經鈍化/經退火NLO晶體104中或鄰近于經鈍化/經退火NLO晶體104的橢圓橫截面高斯光束腰(Gaussian beam waist)。如本文中所使用，術語“鄰近于”優(yōu)選地距晶體104的中心小于瑞利范圍(Rayleigh range)的一半。在一個實施例中，橢圓的主軸的高斯寬度之間的縱橫比可介于約2:1與約6:1之間。在其它實施例中，橢圓的主軸之間的比率可在約2: I與約10: I之間。在一個實施例中，較寬的高斯寬度與NLO晶體的走離方向實質上對準(例如，在約10°的對準范圍內)。
[0062]在另一方面中，外殼單兀406可保護NLO晶體104免受環(huán)境大氣條件及其它雜質影響，借此促進維持其經鈍化/經退火條件。應注意，暴露于水及其它雜質的晶體將隨著時間開始劣化且可復原回到未經鈍化或未經退火狀態(tài)。晶體外殼單元大體描述于2008年5月6日申請的標題為“用于控制光學晶體的環(huán)境的包殼(Enclosure For Controlling TheEnvironment of Optical Crystals) ”的第12/154，337號美國專利申請案中，所述美國專利申請案以全文引用的方式并入本文中。在一些實施例中，外殼單元406可包括適合于裝納晶體104及激光系統(tǒng)400的其它組件的大型結構。在其它實施例中，外殼406可足夠大以裝納激光系統(tǒng)400的所有組件。應注意，外殼越大，激光系統(tǒng)的維護及修理(保護晶體104免于降級并維持其經鈍化/經退火條件)所需要的預防措施就越多。如此，在進一步方面中，夕卜殼單兀406可由適合于主要僅包封NLO晶體406的小型外殼結構組成。[0063]光束成形光學器件404可包括可改變來自光源402的輸出的橫截面的變形光學器件。變形光學器件可包括(舉例來說)棱鏡、圓柱形曲率元件、徑向對稱曲率元件及衍射元件中的至少一者。在一個實施例中，光源402可包括產生處于可見光范圍(例如，532nm)內以在晶體104內部加倍的頻率的激光器。在其它實施例中，光源402可包括產生兩個或兩個以上頻率以在晶體402內部組合以產生和或差頻率的激光源。變頻以及相關聯光學器件及硬件描述于杜賓斯基等人的2012年3月6日申請的第13/412，564號美國專利申請案中，所述美國專利申請案以全文引用的方式并入本文中。
[0064]圖5圖解說明檢驗系統(tǒng)500，所述檢驗系統(tǒng)經配置以用于測量或分析一或多個樣本510 (例如光掩模(即，光罩)、晶片或可利用光學檢驗系統(tǒng)來分析的任何其它樣本)的缺陷。檢驗系統(tǒng)500可包括如上文所描述的激光系統(tǒng)400。激光系統(tǒng)400可包括本發(fā)明通篇所描述的經鈍化/經退火NLO晶體104中的一或多者。在一個實施例中，激光系統(tǒng)40的NLO晶體104可經充分退火以將NLO晶體104的水含量減小到選定水含量水平。
[0065]在又一實施例中，激光系統(tǒng)400的NLO晶體104可經充分鈍化以處置由例如懸氧鍵的懸鍵或斷鍵導致的晶體缺陷。可經由通過將氫原子鍵合到NLO晶體104的斷鍵或懸鍵的鈍化來處置NLO晶體104的懸鍵或斷鍵。在一些情況中，懸鍵或斷鍵的一部分可為對NLO晶體104執(zhí)行的退火過程的產物。NLO晶體104可鈍化到對于實現所要物理/光學性能、改進的LID抵抗力、改進的輸出光束質量、改進的輸出穩(wěn)定性、提高的晶體壽命或較高的操作功率可接受的選定鈍化程度。
[0066]激光系統(tǒng)400的NLO晶體104可具有與NLO晶體104的OH鍵的存在、不存在或量相關的NLO晶體104在IR光譜中的至少一個吸收帶?？衫肍TIR來測量NLO晶體104的吸收帶以確定NLO晶體104的鈍化程度或水含量水平。NLO晶體104的吸收帶的指定振幅或強度可對應于NLO晶體104的充分退火水平或充分鈍化水平。吸收帶的指定振幅或強度可為用戶選定值或利用NLO晶體104的一或多個屬性確定的值。因此，激光系統(tǒng)400的NLO晶體104的吸收帶可具有處于或接近指定振幅或強度的振幅或強度。激光系統(tǒng)400可進一步包括經配置以為NLO晶體104提供照射的至少一個電磁源，例如二極管泵激固態(tài)(DPSS)源或光纖IR源。由所述電磁源提供的照射的至少一部分可在晶體104的變頻過程中直接或間接傳輸穿過NLO晶體104。
[0067]檢驗系統(tǒng)500可進一步包括經配置以在檢驗過程期間固持樣本510的樣本載臺512。樣本載臺512可經配置以將樣本510固持于其中樣本510可接收從激光系統(tǒng)400傳輸的照射的至少一部分的位置中。樣本載臺512可進一步經配置以將樣本510致動到用戶選定位置。樣本載臺512可進一步通信耦合到一或多個計算系統(tǒng)且經配置以將樣本510致動到用戶選定位置或由計算系統(tǒng)確定的位置，其中樣本510可接收從激光系統(tǒng)400傳輸的照射的至少一部分。
[0068]檢驗系統(tǒng)500可進一步包括經配置以直接或間接接收從樣本510的表面反射的照射的至少一部分的檢測器504。檢測器504可包括此項技術已知的任何適合檢測器，例如電荷耦合裝置(CXD)或基于時間延遲積分(TDI)C⑶的檢測器。檢驗系統(tǒng)500可進一步包括通信耦合到檢測器504的一或多個計算系統(tǒng)514。計算系統(tǒng)514可經配置以從檢測器504接收關于從樣本510的表面反射的照射的特性的信息。計算系統(tǒng)514可進一步經配置以執(zhí)行來自載體媒體516上的程序指令518的檢驗算法。所述檢驗算法可為此項技術已知的用于利用關于從樣本510的表面反射的照射的特性的信息來測量樣本510的一或多個缺陷的任何檢驗算法。因此，計算系統(tǒng)514可利用關于從樣本510的表面反射的照射的信息來進行例如樣本510的缺陷的存在、不存在、數量及/或類型的測量。
[0069]檢驗系統(tǒng)500可包括一或多個照射光學元件503 (例如，延遲器、四分之一波板、聚焦光學器件、相位調制器、偏光器、反射鏡、分束器、反射器、會聚/發(fā)散透鏡、棱鏡等)。照射光學元件503可經配置以直接或間接接收從激光系統(tǒng)400發(fā)出的照射。照射光學元件403可進一步經配置以將直接或間接從激光系統(tǒng)400接收的照射的至少一部分沿著檢驗系統(tǒng)500的照射路徑傳輸及/或引導到樣本510的表面。所述照射路徑可為照射可沿著其從激光系統(tǒng)400行進到樣本510的表面的任何路徑，例如激光系統(tǒng)400與樣本510的表面之間的直接視線。在一些實施例中，所述照射路徑可為由一或多個光學元件(包括但不限于照射光學元件或本文中所揭示的任何其它光學元件)的配置所描繪的路徑。
[0070]在一個實施例中，檢驗系統(tǒng)400的照射路徑可包括經配置以將直接或間接從激光系統(tǒng)400接收的照射的至少一部分傳輸到樣本510的表面或照射路徑的又一組件的分束器508。分束器508可為能夠將照射光束分成兩個或兩個以上照射光束的任何光學裝置。所述照射路徑可進一步包括經配置以將直接或間接從激光系統(tǒng)400接收的照射的至少一部分傳輸到樣本510的表面的檢驗光學元件505 (例如，延遲器、四分之一波板、聚焦光學器件、相位調制器、偏光器、反射鏡、分束器、反射器、會聚/發(fā)散透鏡、棱鏡等)。
[0071]在一個實施例中，檢驗系統(tǒng)500可包括經配置以直接或間接接收從樣本510的表面反射的照射的至少一部分的收集光學元件505 (例如，延遲器、四分之一波板、聚焦光學器件、相位調制器、偏光器、反射鏡、分束器、反射器、會聚/發(fā)散透鏡、棱鏡等)。收集光學元件506可進一步經配置以將直接或間接從樣本510的表面接收的照射的至少一部分沿著檢驗系統(tǒng)500的收集路徑傳輸到檢測器504。所述收集路徑可為照射可沿著其從樣本510的表面行進到檢測器504的任何路徑，例如樣本410的表面與檢測器504之間的直接視線。在一些實施例中，所述收集路徑可為由一或多個光學元件(包括但不限于收集光學元件或本文中所揭示的任何其它光學元件)的配置所描繪的路徑。
[0072]盡管本發(fā)明在類屬地檢驗一或多個樣本的背景下描述了檢驗系統(tǒng)400，但預期檢驗系統(tǒng)400的發(fā)明性方面可擴展到在半導體或半導體組件的制作或分析中所利用的大量檢驗或度量衡系統(tǒng)。檢驗系統(tǒng)400可針對此項技術已知的一或多個操作模式而配置。舉例來說，檢驗系統(tǒng)400可針對明場檢驗、暗場檢驗或者此項技術現在或以后知曉的任何其它模式或配置而配置。檢驗系統(tǒng)400可進一步針對此項技術已知的一或多個檢驗能力而配置。舉例來說，檢驗系統(tǒng)400可針對檢驗一或多個光掩模、經圖案化晶片、未經圖案化晶片或者此項技術現在或以后知曉的任何其它檢驗能力而配置。
[0073]應認識到，本發(fā)明通篇所描述的各種步驟可由單計算系統(tǒng)或者替代地多重計算系統(tǒng)實施。此外，所述系統(tǒng)的不同子系統(tǒng)可包括適合于實施上文所描述的步驟的至少一部分的計算系統(tǒng)。因此，以上描述不應解釋為對本發(fā)明的限制而僅為說明。此外，一或多個計算系統(tǒng)可經配置以執(zhí)行本文中所描述的方法實施例中的任一者的任何其它步驟。
[0074]所述計算系統(tǒng)可包括但不限于個人計算系統(tǒng)、大型計算系統(tǒng)、工作站、圖像計算機、平行處理器或此項技術中已知的任何其它裝置。一般來說，術語“計算系統(tǒng)”可廣泛地定義為囊括具有執(zhí)行來自存儲器媒體的指令的一或多個處理器的任何裝置。[0075]實施例如本文中所描述的方法的方法的程序指令可經由載體媒體傳輸或存儲于載體媒體上。所述載體媒體可為例如導線、電纜或無線傳輸鏈路的傳輸媒體。所述載體媒體還可包括例如只讀存儲器、隨機存取存儲器、磁盤或光盤或磁帶的存儲媒體。
[0076]本文中所描述的所有方法可包括將方法實施例的一或多個步驟的結果存儲于存儲媒體中。所述結果可包括本文中所描述的結果中的任一者且可以此項技術中已知的任何方式存儲。所述存儲媒體可包括本文中所描述的任何存儲媒體或此項技術中已知的任何其它適合存儲媒體。在已存儲結果之后，所述結果可在所述存儲媒體中存取且由本文中所描述的方法或系統(tǒng)實施例中的任一者使用，經格式化以用于向用戶顯示，由另一軟件模塊、方法或系統(tǒng)等使用。此外，可“永久性地”、“半永久性地”、暫時性地或針對某一時間周期存儲所述結果。舉例來說，所述存儲媒體可為隨機存取存儲器(RAM)，且所述結果可不必無限期地存留于所述存儲媒體中。
[0077]進一步預期，上文所描述的方法的實施例中的每一者可包括本文中所描述的任何其它方法的任何其它步驟。另外，上文所描述的方法的實施例中的每一者可由本文中所描述的系統(tǒng)中的任一者執(zhí)行。
[0078]所屬領域的技術人員將了解，存在可借以實現本文中所描述的過程及/或系統(tǒng)及/或其它技術的各種載具(例如，硬件、軟件及/或固件)，且優(yōu)選載具將隨其中部署所述過程及/或系統(tǒng)及/或其它技術的背景而變化。舉例來說，如果實施者確定速度及準確度是極為重要的，那么實施者可選擇主要硬件及/或固件載具；或者，如果靈活性是極為重要的，那么實施者可選擇主要軟件實施方案；或者，再替代地，實施者可選擇硬件、軟件及/或固件的某一組合。因此，存在可借以實現本文中所描述的過程及/或裝置及/或其它技術的數種可能載具，其中的任一者均不固有地優(yōu)于另一者，因為將利用的任何載具是取決于其中將部署所述載具的背景及實施者的具體關注問題(例如，速度、靈活性或可預測性)(其中的任一者可變化)的選擇。所屬領域的技術人員將認識到，實施方案的光學方面通常將采用經光學定向的硬件、軟件及/或固件。
[0079]所屬領域的技術人員將認識到，在此項技術內以本文中所闡明的方式描述裝置及/或過程且此后使用工程實踐將此類所描述裝置及/或過程集成到數據處理系統(tǒng)中是常見的。也就是說，本文中所描述的裝置及/或過程的至少一部分可經由合理量的實驗而集成到數據處理系統(tǒng)中。所屬領域的技術人員將認識到，典型數據處理系統(tǒng)通常包括以下各項中的一或多者:系統(tǒng)單元外殼；視頻顯示裝置；存儲器，例如易失性及非易失性存儲器；處理器，例如微處理器及數字信號處理器；計算實體，例如操作系統(tǒng)、驅動器、圖形用戶接口及應用程序；一或多個交互裝置，例如觸摸墊或觸摸屏 '及/或控制系統(tǒng)，包括反饋環(huán)路及控制電機(例如，用于感測位置及/或速度的反饋；用于移動及/或調整組件及/或數量的控制電機)。可利用任何適合市售組件(例如通常發(fā)現于數據計算/通信及/或網絡計算/通信系統(tǒng)中的組件)來實施典型數據處理系統(tǒng)。
[0080]本文中所描述的標的物有時圖解說明含納于不同其它組件內或與不同其它組件連接的不同組件。應理解，此類所描繪架構僅為示范性的，且事實上可實施實現相同功能性的許多其它架構。在概念意義上，實現相同功能性的任何組件布置有效地“相關聯”使得實現所要功能性。因此，可將本文中經組合以實現特定功能性的任何兩個組件視為彼此“相關聯”使得實現所要的功能性，而不管架構或中間組件如何。同樣地，如此相關聯的任何兩個組件也可視為彼此“連接”或“耦合”以實現所要功能性，且能夠如此相關聯的任何兩個組件也可視為彼此“可耦合”以實現所要功能性?？神詈系奶囟▽嵗ǖ幌抻诳晌锢砼浜霞?或物理交互的組件及/或可以無線方式交互及/或以無線方式交互的組件及/或以邏輯方式交互及/或可以邏輯方式交互的組件。
[0081]盡管已展示并描述了本文中所描述的本發(fā)明標的物的特定方面，但所屬領域的技術人員基于本文中的教示將明了，可在不背離本文中所描述的標的物及其更廣泛的方面的情況下做出改變及修改，且因此，所附權利要求書將在本文中所描述的標的物的真正精神及范圍內的所有此類改變及修改囊括于其范圍內。
[0082]此外，應理解，本發(fā)明由所附權利要求書界定。
[0083]雖然已圖解說明了本發(fā)明的特定實施例，但應明了，所屬領域的技術人員可在不背離前述揭示內容的范圍及精神的情況下做出本發(fā)明的各種修改及實施例。因此，本發(fā)明的范圍應僅受所附權利要求書限制。
[0084]據信，通過上述描述將理解本發(fā)明及其許多附帶優(yōu)點，且將明了可在不背離所揭示標的物或不犧牲所有其材料優(yōu)點的情況下在組件的形式、構造及布置上做出各種改變。所描述的形式僅為解釋性的，且所附權利要求書的意圖為囊括并包括此類改變。
【權利要求】
1.一種用于鈍化非線性光學晶體的晶體缺陷的系統(tǒng)，其包含: 暴露室，其經配置以含納具有選定氫濃度的鈍化氣體，所述暴露室進一步經配置以含納供暴露于所述室內的所述鈍化氣體的至少一個NLO晶體； 鈍化氣體源，其流體連接到所述暴露室，所述鈍化氣體源經配置以將鈍化氣體供應到所述暴露室的內部部分；及 襯底，其經配置以將所述NLO晶體固持于所述室內，所述襯底進一步經配置以使所述NLO晶體的溫度維持處于或接近選定溫度，所述選定溫度低于所述NLO晶體的熔化溫度。
2.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其進一步包含: 流量控制器，其流體連接于所述鈍化氣體源與所述暴露室之間，所述流量控制器經配置以控制到所述暴露室的鈍化氣體的流率。
3.根據權利要求2所述的系統(tǒng)，其進一步包含: 計算系統(tǒng)，其通信耦合到所述流量控制器，所述計算系統(tǒng)經配置以將控制指令傳輸到所述流量控制器。
4.根據權利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述流量控制器經配置以使供應到所述暴露室的鈍化氣體的流率維持在大約10cm3/min到200cm3/min的范圍內。
5.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述襯底經配置以使所述NLO晶體的溫度維持處于或接近在大約300°C到350°C的范圍內的溫度。
6.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)進一步包括包含硼酸鋇ΒΒ0、三硼酸鋰LB0、四硼酸鋰LTB、硼酸銫鋰CLBO及硼酸銫CBO中的至少一者的NLO晶體。
7.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述鈍化氣體包括氫的重同位素。
8.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述鈍化氣體的所述選定氫濃度在大約5%到10%的范圍內。
9.根據權利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述鈍化氣體包含含氫分子。
10.根據權利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述含氫分子包含低分子量含氫分子。
11.根據權利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述低分子量含氫分子包含氨或甲烷中的至少一者O
12.一種用于鈍化非線性光學晶體的晶體缺陷的方法，其包含以下步驟: 提供非線性光學NLO晶體； 使所述NLO晶體的溫度維持處于或接近選定溫度，所述選定溫度低于所述NLO晶體的熔化溫度；及 將所述NLO晶體暴露于具有處于或接近選定氫濃度的氫濃度的鈍化氣體。
13.根據權利要求12所述的方法，其中所述NLO晶體為氧化物型非線性晶體。
14.根據權利要求12所述的方法，其中所述NLO晶體包含β-硼酸鋇ΒΒ0、三硼酸鋰LB0,四硼酸鋰LTB、硼酸銫鋰CLBO及硼酸銫CBO中的至少一者。
15.根據權利要求12所述的方法，其中所述NLO晶體的鈍化程度是利用所述NLO晶體在IR、可見光及/或UV光譜中的一或多個選定吸收帶來監(jiān)測，其中所述選定吸收帶的特性隨所述NLO晶體的OH鍵的豐度而變。
16.根據權利要求12所述的方法，其中所述鈍化氣體包括氫的重同位素。
17.根據權利要求12所述的方法，其中所述鈍化氣體的所述選定氫濃度在大約5%到10%的范圍內。
18.根據權利要求12所述的方法，其中所述選定溫度在大約300°C到350°C的范圍內。
19.一種用于鈍化非線性光學晶體的晶體缺陷的方法，其包含以下步驟: 對NLO晶體執(zhí)行退火過程以減小所述NLO晶體的水或OH含量；及 將所述NLO晶體暴露于具有處于或接近選定氫濃度的氫濃度的鈍化氣體。
20.根據權利要求19所述的方法，其中所述NLO晶體的水含量是利用所述NLO晶體在IR、可見光及/或UV光譜中的一或多個吸收帶來監(jiān)測，其中所述選定吸收帶的特性隨所述NLO晶體的OH鍵的豐度而變。
21.根據權利要求19所述的方法，其中所述NLO晶體的鈍化程度是利用所述NLO晶體在IR光譜中的一或多個吸收帶來監(jiān)測，其中所述選定吸收帶的特性隨所述NLO晶體的OH鍵的豐度而變。
22.一種用于光學檢驗一或多個樣本的系統(tǒng)，其包含: 樣本載臺； 激光系統(tǒng)，其經配置以 用于照射安置于所述樣本載臺上的一或多個樣本的表面的一部分，所述激光系統(tǒng)包含: 至少一個經鈍化且經退火的NLO晶體，所述NLO晶體經充分退火以建立低于選定水平的水含量，所述NLO晶體進一步經充分鈍化以建立選定鈍化水平； 至少一個光源，其經配置以產生選定波長的光，所述光源進一步經配置以將光傳輸穿過所述NLO晶體；及 晶體外殼單元，其經配置以裝納所述NLO晶體； 檢測器，其經配置以接收從所述樣本的所述表面反射的照射的至少一部分；及計算系統(tǒng)，其通信耦合到所述檢測器，所述計算系統(tǒng)經配置以獲取關于由所述檢測器接收的照射的至少一部分的信息，所述計算系統(tǒng)進一步經配置以利用關于由所述檢測器接收的照射的至少一部分的信息來確定所述樣本的至少一個缺陷的存在或不存在。
23.根據權利要求22所述的系統(tǒng)，其中所述激光器的所述NLO晶體展現所述NLO晶體在IR、可見光及/或UV光譜中的一或多個吸收帶，其中所述吸收帶受所述NLO晶體的OH鍵的數目的改變影響，所述吸收帶具有處于或高于選定水平的強度。
24.根據權利要求22所述的系統(tǒng)，其中所述激光器是在大約193nm到266nm的范圍內的一或多個波長下操作。
25.根據權利要求22所述的系統(tǒng)，其中所述激光系統(tǒng)包含具有至少一個二極管泵激固態(tài)DPSS源的至少一個激光器。
26.根據權利要求22所述的系統(tǒng)，其中所述激光系統(tǒng)包含具有至少一個光纖IR源的至少一個激光器。
27.根據權利要求22所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)是針對暗場檢驗而配置。
28.根據權利要求22所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)是針對明場檢驗而配置。
29.根據權利要求22所述的系統(tǒng)，其中所述樣本包含未經圖案化晶片。
30.根據權利要求22所述的系統(tǒng)，其中所述樣本包含經圖案化晶片。
31.根據權利要求22所述的系統(tǒng)，其中所述樣本包含光罩或光掩模中的至少一者。
32.根據權利要求22所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)進一步包括:一或多個照射光學器件，其經配置以將照射從所述激光系統(tǒng)沿著照射路徑引導到所述樣本的所述表面。
33.根據權利要求22所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)進一步包括: 一或多個收集光學器件，其經配置以將從所述樣本的所述表面反射的照射沿著檢測路徑引導到所述檢測 器。
【文檔編號】G02F1/35GK103975272SQ201280059827
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2012年10月5日 優(yōu)先權日:2011年10月7日
【發(fā)明者】勇-霍·莊, 弗拉基米爾·德里賓斯基 申請人:科磊股份有限公司