特許 7489404 光学被覆材料としての四ホウ酸ストロンチウム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-15

(45)【発行日】2024-05-23

(54)【発明の名称】光学被覆材料としての四ホウ酸ストロンチウム

(51)【国際特許分類】

   G02B 1/10 20150101AFI20240516BHJP

   G02B 1/11 20150101ALI20240516BHJP

   G02B 5/20 20060101ALI20240516BHJP

   G02B 5/26 20060101ALI20240516BHJP

   G03F 7/20 20060101ALI20240516BHJP

【ＦＩ】

G02B1/10

G02B1/11

G02B5/20

G02B5/26

G03F7/20 521

G03F7/20 501

【請求項の数】 25

(21)【出願番号】P 2021566306

(86)(22)【出願日】2020-05-06

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-07-14

(86)【国際出願番号】 US2020031550

(87)【国際公開番号】W WO2020227332

(87)【国際公開日】2020-11-12

【審査請求日】2023-03-14

(31)【優先権主張番号】62/845,496

(32)【優先日】2019-05-09

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】62/913,643

(32)【優先日】2019-10-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】16/819,991

(32)【優先日】2020-03-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500049141

【氏名又は名称】ケーエルエー コーポレイション

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】チュアン ユン－ホ アレックス

(72)【発明者】

【氏名】シィアオリー インイン

(72)【発明者】

【氏名】ロギノバ エレナ

(72)【発明者】

【氏名】フィールデン ジョン

【審査官】辻本 寛司

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１７－５２５１４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２８４７９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０９９９４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０２６５５７２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０１８－５１７９０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ １／１０

Ｇ０２Ｂ １／１１

Ｇ０２Ｂ ５／２０

Ｇ０２Ｂ ５／２６

Ｇ０３Ｆ ７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

システムであって、
サンプルを支持するように構成されたステージと、
１００ｎｍから３００ｎｍまでの間の範囲内の波長を有する入射光を発生するように構成された光源と、
センサと、
前記入射光を前記サンプル上まで誘導し、反射光を前記サンプルから前記センサまで誘導するように構成された光学システムと、
を含み、
前記光源及び前記光学システムのうちの少なくとも１つが、少なくとも１つの光学構成要素を含み、該光学構成要素は、
光部分を受け取るように配置された基体であって、それにより、前記受け取られた光部分は、前記基体の最上面に向かって誘導され、前記受け取られた光部分は、前記入射光及び前記反射光のうちの一方を含む、基体と、
前記最上面にわたって前記基体上に配設された第１光学材料層であって、前記受け取られた光部分の一部分が前記第１光学材料層を通して前記基体の前記最上面まで通過するように構成された第１光学材料層と、
を含み、
前記第１光学材料層が少なくとも９９％の四ホウ酸ストロンチウム（ＳｒＢ_４Ｏ_７）から構成されている、システム。

【請求項2】

前記少なくとも１つの光学構成要素は、周波数変換結晶、レンズ、ビームスプリッタ、ミラー、窓、プリズム、及び偏光子のうちの１つを含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記第１光学材料層は、前記光学構成要素の反射率を最小化するように構成され、それによって前記基体の前記最上面から離れる方に誘導される前記受け取られた光部分の量を最小化する、請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

前記第１光学材料層は、前記光学構成要素の反射率を最大化するように構成され、それによって前記基体の前記最上面から離れる方に誘導される前記受け取られた光部分の量を最大化する、請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

前記第１光学材料層は、３０ｎｍから２００ｎｍまでの間の範囲内の厚さを有する、請求項１に記載のシステム。

【請求項6】

前記少なくとも１つの光学構成要素は、前記第１光学材料層と前記基体の前記最上面との間に配設された少なくとも１つの第２光学材料層を更に含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項7】

前記少なくとも１つの第２光学材料層は、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、及び二酸化ケイ素のうちの少なくとも１つを含む、請求項６に記載のシステム。

【請求項8】

前記光学構成要素は、前記第１光学材料層にわたって配設された少なくとも１つの第３光学材料層を更に含む、請求項６に記載のシステム。

【請求項9】

前記第１光学材料層は、前記基体の前記最上面上に形成され、前記光学構成要素は、前記第１光学材料層にわたって配設された少なくとも１つの第２光学材料層を更に含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項10】

前記少なくとも１つの第２光学材料層は、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化アルミニウム、及び二酸化ケイ素のうちの少なくとも１つを含む、請求項９に記載のシステム。

【請求項11】

前記基体は、前記最上面と、前記最上面の反対側に配設された底面と、を含む外周面を有し、
前記第１光学材料層は、前記最上面にわたって配設された第１部分と、前記底面にわたって配設された第１部分と、を含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項12】

前記光学構成要素は、周波数変換結晶を含み、前記基体は、吸湿性非線形光学材料を含み、
前記第１光学材料層は、前記基体の前記外周面を完全に囲む連続封止構造を形成する、請求項１１に記載のシステム。

【請求項13】

前記吸湿性非線形光学材料は、セシウムホウ酸リチウム（ＣＬＢＯ）及びセシウムホウ酸（ＣＢＯ）のうちの１つを含み、前記第１光学材料層は、前記吸湿性非線形光学材料の前記外周面上に直接配設されている、請求項１２に記載のシステム。

【請求項14】

前記周波数変換結晶は、前記第１光学材料層の外周面上に配設された第２光学材料層を更に含む、請求項１３に記載のシステム。

【請求項15】

前記周波数変換結晶は、前記第１光学材料層と前記吸湿性非線形光学材料の前記外周面との間に配設された第２光学材料層を更に含む、請求項１２に記載のシステム。

【請求項16】

システムであって、
１００ｎｍから７００ｎｍまでの間の範囲内の波長を有する入射光を発生するように構成された光源と、
前記入射光をサンプル上まで誘導するように構成された光学システムと、
を含み、
前記光源及び前記光学システムのうちの少なくとも１つは、少なくとも１つの光学構成要素を含み、該光学構成要素は、
光部分を受け取るように配置された基体であって、それにより、前記受け取られた光部分は、前記基体の最上面に向かって誘導され、前記受け取られた光部分は、前記入射光及び反射光のうちの１つを含む、基体と、
前記基体の前記最上面上に配設された第１光学材料層と、
前記第１光学材料層の最上面上に配設された第２光学材料層と、
を含み、
前記第１及び第２光学材料層は、前記受け取られた光部分の一部分が前記第１及び第２光学材料層の両方を通して前記基体の前記最上面まで通過するように構成され、
前記第１及び前記第２光学材料層のうちの一方が、少なくとも９９％の四ホウ酸ストロンチウムから構成され、前記第１及び前記第２光学材料層のうちの他方が、四ホウ酸ストロンチウムの屈折率よりも低い屈折率を有する第２光学材料を含む、システム。

【請求項17】

前記システムは、半導体検査システム及び半導体測定システムのうちの１つであり、
前記システムは、センサを更に含み、前記光学システムは、前記サンプルから反射又は散乱された光を前記センサまで誘導するように更に構成されている、請求項１６に記載のシステム。

【請求項18】

前記システムは、リソグラフィシステムであり、前記システムは、前記サンプル上のパターンを露光するように構成されている、請求項１６に記載のシステム。

【請求項19】

基体を有する光学構成要素を作製する方法であって、
１００ｎｍから３００ｎｍまでの間の範囲内の波長を有する入射光を発生するように構成された光源と、前記入射光をサンプル上まで誘導し、反射光を前記サンプルからセンサまで誘導するように構成された光学システムのうちの少なくとも１つが、前記基体を有する光学構成要素を含むものであり、前記方法は、
前記基体を用意するステップと、
四ホウ酸ストロンチウム源に向いている被覆されるべき前記基体を被覆チャンバ内に設置するステップと、
前記基体を前記被覆チャンバ内部で回転させるステップと、
前記四ホウ酸ストロンチウム源に電子銃からの電子によって衝撃を付与するステップと、
前記四ホウ酸ストロンチウム源と前記電子銃とが、四ホウ酸ストロンチウムが前記源から放出されて、前記基体に向かって誘導されるように構成されるステップと、
四ホウ酸ストロンチウムの層を前記基体上に形成するステップと、
四ホウ酸ストロンチウムの所望の厚さが前記基体上に堆積されたときに、前記電子衝撃付与を停止するステップと、
を含む、方法。

【請求項20】

前記厚さは、ある波長での前記基体の反射率を低減させるように選ばれる、請求項１９に記載の方法。

【請求項21】

前記厚さは、ある波長での前記基体の反射率を増加させるように選ばれる、請求項１９に記載の方法。

【請求項22】

前記波長は、１３０ｎｍから４００ｎｍまでの間にある、請求項２０に記載の方法。

【請求項23】

前記厚さは、３０ｎｍから２００ｎｍまでの範囲内にある、請求項２２に記載の方法。

【請求項24】

前記方法は、前記四ホウ酸ストロンチウムの層上に第２層を形成するステップを更に含む、請求項１９に記載の方法。

【請求項25】

前記第２層は、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化アルミニウム、及び二酸化ケイ素のうちの１つを含む、請求項２４に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、概して半導体製造における使用に（例えば、フォトマスク、レチクル、及び半導体ウェーハを検査及び／又は測定することに）適したタイプのシステムに関する。特に、本開示は、赤外、可視光、深紫外（ＤＵＶ）、及び真空紫外（ＶＵＶ）放射を利用する測定及び検査システムに実装される光学構成要素（例えば、ミラー、レンズ、プリズム、及びレーザ）のための光学被覆材料に関する。

【背景技術】

【0002】

関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年５月９日に出願された、「ＳＴＲＯＮＴＩＵＭ ＴＥＴＲＡＢＯＲＡＴＥ ＡＳ ＯＰＴＩＣＡＬ ＣＯＡＴＩＮＧ ＭＡＴＥＲＩＡＬ」という名称の米国仮特許出願第６２／８４５，４９６号の優先権を主張し、参照によって本明細書に組み込まれる。本出願は、また、２０１９年１０月１０日に出願された、「ＳＴＲＯＮＴＩＵＭ ＴＥＴＲＡＢＯＲＡＴＥ ＡＳ ＯＰＴＩＣＡＬ ＣＯＡＴＩＮＧ ＭＡＴＥＲＩＡＬ」という名称の米国仮特許出願第６２／９１３，６４３号の優先権を主張し、参照によって本明細書に組み込まれる。

【0003】

集積回路産業は、数十ナノメートル（ｎｍ）以下の大きさのより小さい欠陥及び粒子を検出するために、ますます高い感度を有する検査ツールを必要とする。これらの検査ツールは、フォトマスク、レチクル、又はウェーハの面積の大部分又は１００％さえも短時間に検査するために、高速で動作しなければならない。例えば、検査時間は、製造中の検査について１時間以下であってもよく、又はＲ＆Ｄ若しくはトラブルシューティングについてせいぜい数時間であってもよい。そのように迅速に検査するために、検査ツールは、関心のある欠陥又は粒子の寸法よりも大きいピクセル又はスポットサイズを用い、欠陥又は粒子によって生じる信号のわずかな変化を検出する。信号の小さい変化を検出することは、高い光レベル及び低いノイズレベルを必要とする。高速検査は、紫外（ＵＶ）光で動作する検査ツールを用いる製造において最も一般的に実行される。Ｒ＆Ｄでの検査は、ＵＶ光又は電子を用いて実行されてもよい。

【0004】

集積回路（ＩＣ）産業は、また、小さい特徴の寸法を半導体ウェーハにおいて数ナノメートル以下まで正確に測定するための高精度計測ツールを必要とする。測定プロセスは、半導体製造プロセスにおける様々な時点にウェーハ上で実行されて、ウェーハ上のパターン化された構造の幅、ウェーハ上に形成された膜の厚さ、及びウェーハの別の層上のパターン化された構造に関してウェーハの１つの層上にパターン化された構造のオーバーレイ等のウェーハの様々な特性を測定する。これらの測定値は、半導体ダイの製造におけるプロセス制御及び／又は収量効率を向上するために用いられる。測定は、ＵＶ光又は電子によって実行されてもよい。

【0005】

高集積化、低消費電力化、及び低コスト化を伴う集積回路製造を目的とした半導体産業は、ＵＶ光学系の主要ドライバのうちの１つである。エキシマレーザ及び周波数逓倍固体レーザ等の強力ＵＶ光源の開発は、ＵＶ光子応用の分野における研究開発努力の成長をもたらした。

【0006】

光学被覆は、ミラー又はレンズ等の光学構成要素上に堆積された材料の１つの層又はいくつかの薄層であり、これが、光学構成要素が光を反射及び透過する態様を変更する。１つのタイプの光学被覆は、反射防止被覆（ＡＲＣ）であり、これは、光学面からの望ましくない反射を減少させる。光学被覆は、半導体検査及び測定のいたるところにある。それらは、ミラー、レンズ、ビームスプリッタ、及びプリズム、プラズマアークランプ被覆等の反射及び透過光学系から、深紫外（ＤＵＶ）及び真空紫外（ＶＵＶ）レーザにおける結晶被覆及びレーザキャビティ被覆までのほとんどの検査及び測定システムに見出される。

【0007】

ＤＵＶ（～２００ｎｍから２８０ｎｍまで）及びＶＵＶ（～１００ｎｍから２００ｎｍまで）のスペクトル範囲内の光学被覆は、難解だが興味をそそる。ＤＵＶ／ＶＵＶレーザは、数ミリワット（ｍＷ）から１０ワット（Ｗ）以上までの高い電力レベル、及び高光子エネルギ（例えば、１９３ｎｍで６．５ｅＶ及び２６６ｎｍで４．６６ｅＶ）を有することがある。パルスレーザは、短いパルス長（ナノ秒以下）、及び高い反復速度（数十ｋＨｚ以上）を有してもよい。光学被覆は、ＤＵＶ／ＶＵＶ波長範囲内で透過的であることに加えて、高い光学損傷閾値、高い硬度、及び良好な安定性と共にこれらの極端な状態に耐える必要がある。

【0008】

ＤＵＶ及びＶＵＶ波長に適した、当該技術分野で公知の２、３の被覆が存在する。これらのうち、最も広く一般的に用いられているものは、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２）被覆である。ＭｇＦ_２は、広範囲の波長にわたって透過的である。ＭｇＦ_２によって被覆されたレンズ、ミラー、プリズム、窓等の光学構成要素は、ＶＵＶにおける１２１ｎｍ（水素ライマンアルファ線）から赤外線における８．０μｍまで透過的であり得る。ＭｇＦ_２は、主にＵＶ光学系に用いられ、特にエキシマレーザ用途に用いられる。１．３７の低い屈折率に起因して、ＭｇＦ_２の薄層は、安価な反射防止被覆として光学構成要素面上で広く用いられる。結晶質ＭｇＦ_２は、通常、窓又はレンズ等の構成要素を形成するために用いられたとき、非常に強靭であり、うまく作用し、仕上がる。しかしながら、やむをえず非晶質であるＭｇＦ_２被覆は、時間が経過するにつれて安定的でなくなることがある。更に、それらはわずかに多孔性であり得る。フッ素は、被覆面から流出する傾向があり、酸化マグネシウムは、どちらかの表面上に形成され得る。更に、ＭｇＦ_２被覆は、低い光損傷閾値（～０．１ＧＷ／ｃｍ^２）を有する。酸化ハフニウム（ＨｆＯ_２）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、及び酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）被覆等の別の材料が、また、光学被覆として用いられてもよいけれども、それらは約２００ｎｍよりも長い波長に対してのみ透過的である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０３７２４４６号

【文献】米国特許第５，２１６，３２３号

【文献】特開平１０－２８４７９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

ＶＵＶ及びＤＵＶ照明の下で安定的な被覆面を生成することに対する重要な関心が数十年にわたって存在してきたが、ＭｇＦ_２被覆は、その欠点にもかかわらず、特にＶＵＶ波長範囲に対する唯一の都合の良い被覆であり続けている。高速検査及び測定についての本適用に関して、光学被覆は、高い光学損傷閾値、高い硬度、及び良好な安定性を有する必要がある。かかる被覆は、基体又は下にある層の酸化を低減するために、水及び酸素の拡散に対する低い透過性を有することが更に望ましい。

【0011】

したがって、必要とされるのは、従来技術の限界のうちの一部又は全部を克服する光学被覆材料である。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本開示は、約１００ｎｍから約７００ｎｍまでの範囲又はそれ以上の光（放射線）を誘導するために光学構成要素を利用する様々なシステムにおいて利用される光学構成要素のための光学被覆層としての四ホウ酸ストロンチウム（ＳｒＢ_４Ｏ_７）の使用に関するものである。

【0013】

四ホウ酸ストロンチウムは、１００ｎｍから３００ｎｍまでの範囲内の深紫外（ＤＵＶ）及び真空紫外（ＶＵＶ）光を利用する半導体検査及び測定システム内の光学被覆材料としての使用に対して比類なく適しているようにされる光学的及び機械的特性を示し、この特性は、また、可視光又は赤外（ＩＲ）放射を利用する別のシステム（例えば、光学リソグラフィシステム又はＩＲカメラシステム）においても有用な場合がある。ＳｒＢ_４Ｏ_７についての公表された透過度範囲は、１３０ｎｍから３２００ｎｍまでであるけれども、本発明者らは、ＳｒＢ_４Ｏ_７光学層は、１３０ｎｍよりもわずかに短い波長、おそらく１２０ｎｍから１２５ｎｍまでの波長を有する光に対して十分に透過的であってもよいと考えている。ＳｒＢ_４Ｏ_７の屈折率は、ＭｇＦ_２等の従来の光学被覆材料と比較して高い。光損傷閾値は、ＭｇＦ_２等の別の被覆材料と比較して非常に高い（１４．７ＧＷ／ｃｍ^２）。ＳｒＢ_４Ｏ_７の微小硬度も、また高い（ｘ方向に１７５０ｋｇ／ｍｍ^２、ｙ方向に１４６０ｋｇ／ｍｍ^２、及びｚ方向に１３５０ｋｇ／ｍｍ^２）。高い光損傷閾値及び微小硬度は、ＳｒＢ_４Ｏ_７被覆が、半導体検査及び測定システム、特にＤＵＶ及びＶＵＶ放射を利用するシステム内で生じる極限状態に耐えることを可能にする。すなわち、半導体検査及び測定システムにおいて利用されるＤＵＶ及びＶＵＶレーザは、数ミリワット（ｍＷ）から数ワット（Ｗ）以上までの高電力レベル、及び高光子エネルギ（例えば、１９３ｎｍで６．５ｅＶ、及び２６６ｎｍで４．６６ｅＶ）をしばしば有する。パルスレーザは、短いパルス長（ナノ秒以下）及び高い繰返し率（数十ｋＨｚ以上）を有してもよい。光学構成要素の基体構造上に動作可能に配設されている、かかるシステムに四ホウ酸ストロンチウムを主成分とする光学被覆層（すなわち、層の少なくとも９９％がＳｒＢ_４Ｏ_７である）を有する光学構成要素を提供することによって、ＳｒＢ_４Ｏ_７の光学的及び／又は機械的特性は、光学構成要素の動作寿命を延長し、それによって、システムが、従来のシステムよりも実質的により長い不断の動作期間、及び実質的に低減された全動作コストを達成することを可能にする。

【0014】

例示的な実用的実施形態に従うと、本発明は、ＤＵＶ又はＶＵＶ半導体検査／計測システムを目的とし、該システムは、１００ｎｍから３００ｎｍまでの間の範囲内の波長を有する入射光を発生するように構成されている照明（光）源を含み、そして、入射光を源からサンプルまで誘導し、そして反射／散乱光をサンプルからセンサまで誘導するように構成されている光学システムを含む。本発明の一態様によれば、照明（光）源及び光学システムのうちの少なくとも１つにおいて利用される少なくとも１つの光学構成要素は、四ホウ酸ストロンチウム（ＳｒＢ_４Ｏ_７）光学被覆層を含み、該光学被覆層は、構成要素のコア基体構造の少なくとも１つの面上に動作可能に配設されている。例えば、四ホウ酸ストロンチウム光学被覆層が構成要素の基体の受光（最上）面にわたって形成されることにより、受光面に向かって誘導される入射光又は反射／散乱光が、受光面に到達する前に、必然的に四ホウ酸ストロンチウム光学被覆層を通過する。代替実施形態では、光学構成要素は、検査及び測定システムの照明源又は光学システムにおいて利用されるいずれかのタイプのものであってもよく、該光学構成要素としては、反射及び透過光学構成要素（例えば、ミラー、レンズ、窓、ビームスプリッタ、偏光子、及びプリズム）、プラズマアークランプ、周波数変換結晶並びにレーザキャビティが挙げられる。これらの光学構成要素のうちの少なくとも１つに１つ又は複数のＳｒＢ_４Ｏ_７光学被覆層を設けることによって、ＳｒＢ_４Ｏ_７の機械的特性は、下にある光学材料についての強化された（すなわち、従来の光学被覆材料のみを利用する同様の光学構成要素と比較して）保護を提供し、それによって、光学構成要素の有効寿命を増加させ、これは、次いで、不断の動作期間の長さを増加させて、ホストＤＵＶ／ＶＵＶ半導体検査／測定システムの全動作コストを低減する。

【0015】

いくつかの単層の実施形態では、ＳｒＢ_４Ｏ_７光学被覆層は、光学構成要素の基礎材料（一般に基体と呼ばれる）の最上（受光）面上に直接形成されている。これらの実施形態では、光学構成要素の反射率（すなわち、反射された入射光の量）は、ＳｒＢ_４Ｏ_７光学被覆層の厚さを調整することによって調整可能である。一実施形態では、ＳｒＢ_４Ｏ_７光学被覆層は、基体の最上面から離れるＤＵＶ／ＶＵＶ光の反射量を最小化するように形成されている（例えば、光学被覆層中での受光した光の光波長の１／２に等しい厚さを有するＳｒＢ_４Ｏ_７光学被覆層を形成することによって、光が被覆された光学系に入射するときに、弱め合う干渉が反射ビームに対して生じ、それで、構成要素の反射率が、少なくとも関心のある波長において大幅に低減される）。別の一実施形態では、ＳｒＢ_４Ｏ_７光学被覆層は、基体の最上面から離れるＤＵＶ／ＶＵＶ光の反射量を最大化するように形成される。ＤＵＶ又はＶＵＶ半導体検査及び測定システムにおける反射率の増加又は減少の両方を促進するために、ＳｒＢ_４Ｏ_７光学被覆層は、３０ｎｍから２００ｎｍまでの範囲内の厚さで形成されている。単一のＳｒＢ_４Ｏ_７光学被覆層を利用することは、ＳｒＢ_４Ｏ_７の光学特性及び機械的特性の両方を活用し、それによって、上記の延長した構成要素寿命の利点を提供し、同時に構成要素の製造コストを最小化する（すなわち、所望の光学被覆特性（例えば、反射率）を提供するためにＳｒＢ_４Ｏ_７の光学特性を利用し、それによって、さもなければ所望の光学被覆特性を提供するのに必要とされるであろう１つ又は複数の追加の光学材料層の形成に関連するであろう付加的な製造コストを回避する）。

【0016】

別の一実施形態では、光学構成要素は、光学構成要素の基体上に形成された複数の光学被覆層を含み、この場合、多層被覆のうちの少なくとも１つの層は、実質的にＳｒＢ_４Ｏ_７から構成されている。いくつかの特定実施形態では、ＳｒＢ_４Ｏ_７光学被覆層は、構成要素の多層光学被覆構造の最外被覆層を（すなわち、１つ又は複数の従来の（第２）光学被覆層が、ＳｒＢ_４Ｏ_７光学被覆層と基体の最上面との間に形成されるように）形成する。いくつかの実施形態では、１つ又は複数の従来の光学材料層は、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、フッ化アルミニウム、及び／又はフッ化マグネシウム等の１つ又は複数の従来の光学被覆材料を含む。この配列は、ＳｒＢ_４Ｏ_７層の強化された機械的特性を利用して下にある従来の光学被覆層を保護することによって、光学構成要素の有効寿命を延長するために利用されてもよい。別の実施形態では、１つ又は複数の従来の（第３）光学材料層をＳｒＢ_４Ｏ_７光学被覆層にわたって形成することにより、この配列から得られることがある有益な光学的品質を向上してもよく、同時に、ＳｒＢ_４Ｏ_７層の強化された機械的特性を利用して、下にある従来の（第２）光学材料層及び／又は基体を保護する。更に別の実施形態では、ＳｒＢ_４Ｏ_７光学被覆層は、基体の最上面上に直接形成され、１つ又は複数の従来の（第２）光学材料層は、（ＳｒＢ_４Ｏ_７）光学材料層にわたって形成され、それによって、ＳｒＢ_４Ｏ_７層の強化された機械的特性を利用して基体のみを保護する。

【0017】

いくつかの実施形態では、ＳｒＢ_４Ｏ_７層は、基体構造の複数の（例えば、最上及び反対側の底）面を覆い、別の実施形態では、ＳｒＢ_４Ｏ_７層は、全ての外側周辺基体面にわたって延在して、基体構造を完全に取り囲む連続封止構造を形成する。いくつかの実施形態では、検査又は測定システムは、その光源内にレーザを含み、レーザは、３００ｎｍよりも短い波長等の深ＵＶ波長を発生するように構成された周波数変換結晶を含む。かかる周波数変換結晶の基体は、しばしば、セシウムホウ酸リチウム（ＣＬＢＯ）又はホウ酸セシウム（ＣＢＯ）等の吸湿性非線形光学材料を含む。連続ＳｒＢ_４Ｏ_７封止構造の構成は、ＳｒＢ_４Ｏ_７層の強化された機械的特性を利用して、吸湿性非線形光学材料内への水及び／又は酸素の拡散を遅延又は停止させることによって改善された周波数変換結晶の生成を促進し、それで、さもなければあり得るよりも高い湿度環境内で結晶を貯蔵し、輸送し、動作することを可能にする。いくつかの実施形態では、所望の光学特性は、連続的なＳｒＢ_４Ｏ_７封止構造の内側又は外側のいずれかに配設されている、随意の従来の光学被覆材料層を用いて達成されてもよい。

【0018】

半導体検査ツールは、短時間でフォトマスク、レチクル、又はウェーハの面積の大部分又はその１００％さえも、検査するためには高速で動作しなければならない。例えば、検査時間は、製造中の検査について１時間以下であることがあり、又は、Ｒ＆Ｄ若しくはトラブルシューティングについてはせいぜい数時間であることがある。そのように迅速に検査するために、検査ツールは、関心のある欠陥又は粒子の寸法よりも大きいピクセル又はスポットサイズを用いて、欠陥又は粒子に起因する信号のわずかな変化を検出する。高速検査は、紫外（ＵＶ）光で動作する検査ツールを用いて、製造において最も一般的に実行される。高精度測定ツールが、半導体ウェーハ上の、数ナノメートル以下まで低下する小さい特徴の寸法を正確に測定するために必要である。測定プロセスは、半導体製造プロセスにおける様々な時点でウェーハ上で実行されて、ウェーハの様々な特徴を測定し、該特徴とは、ウェーハ上のパターン化された構造の幅、ウェーハ上に形成された膜の厚さ、及びウェーハの１つの層におけるパターン化構造の、ウェーハの別の層におけるパターン化された構造に対するオーバーレイオフセット等である。これらの測定値は、半導体ダイの製造におけるプロセス制御及び／又は収量効率を向上するために用いられる。高速検査及び測定は、高い光レベル及び安定した信号を必要とする。透過型光学系の反射損失を減少させ、反射型光学系の反射を増加させる光学被覆は、センサにおいて利用可能な光を増加させ、それで、より高い感度及びより高い速度を可能にする。劣化しない又は既存の被覆よりも遅く劣化する被覆は、信号の小さい変化を検出することをより容易にするより安定的な信号をもたらし得る。かかる被覆は、また、光学構成要素の交換頻度を減少させることによって、検査又は測定ツールの操業費用を低減し得る。

【0019】

本開示は、以下の添付図面の図において、例として示されており、限定として示されていない。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】１つ又は複数の光学構成要素を実装する例示的な検査又は測定システムを示し、該光学構成要素は、本発明の実施形態に従う少なくとも１つのＳｒＢ_４Ｏ_７光学材料層を含む。

【図2】本発明の例示的な特定実施形態に従う単一のＳｒＢ_４Ｏ_７光学材料層を含む一般化された光学構成要素を示す図である。

【図3A】本開示の代替実施形態に従う、例示的な多層光学被覆構造を含む例示的な簡略光学構成要素を示す図であり、該光学被覆構造において、層のうちの少なくとも１つが、本質的にＳｒＢ_４Ｏ_７から構成されている。

【図3B】本開示の代替実施形態に従う、例示的な多層光学被覆構造を含む例示的な簡略光学構成要素を示す図であり、該光学被覆構造において、層のうちの少なくとも１つが、本質的にＳｒＢ_４Ｏ_７から構成されている。

【図4】ＳｒＢ_４Ｏ_７の典型的な透過曲線を示す図である。

【図5】本開示に従う源材料としてＳｒＢ_４Ｏ_７を有する電子ビーム／イオンビームスパッタリング被覆チャンバを示す図である。

【図6】吸湿性非線形結晶材料（例えば、ＣＢＯ又はＣＬＢＯ）を含む例示的な周波数変換結晶を示し、該吸湿性非線形結晶材料は、本発明の別の実施形態に従うＳｒＢ_４Ｏ_７光学材料層によって完全に被覆されている。

【図6A】本発明の代替特定実施形態に従う代替の単層及び多層光学被覆構造をそれぞれ示す断面側面図である。

【図6B】本発明の代替特定実施形態に従う代替の単層及び多層光学被覆構造をそれぞれ示す断面側面図である。

【図6C】本発明の代替特定実施形態に従う代替の単層及び多層光学被覆構造をそれぞれ示す断面側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

特許請求された主題が、特定実施形態について説明されるけれども、本明細書に記載された利点及び特徴の全てを提供するわけではない実施形態を含む別の実施形態も、また本開示の範囲内にある。本開示の範囲から逸脱することなく、様々な構造的、論理的、プロセスステップ、及び電子的変更がなされてもよい。従って、本開示の範囲は、添付の請求の範囲を参照することによってのみ規定される。

【0022】

以下の説明は、特定の用途及びその必要条件に関連して提供されるような開示内容を当業者が作成し、用いることを可能にするために提示される。本明細書で用いられるように、「最上」、「底」、「上方」、「下方」、「上側」、「上向き」、「下側」、「下方」、及び「下向き」等の方向を示す用語は、説明の目的で相対的位置を提供することを意図しており、絶対座標系を示すことを意図していない。好ましい実施形態に対する種々の変更が、当業者には明らかであろう、そして、本明細書おいて規定された一般的な原理は、別の実施形態に適用されてもよい。そのため、本開示は、示され説明された特定の実施形態に限定されることを意図されていないが、本明細書に開示された原理及び新規な特徴と整合する最も広い範囲に一致させられるべきである。

【0023】

図１は、シリコンウェーハ、レチクル、又はフォトマスク等の半導体製造関連のサンプル１０８を検査又は測定するように構成された例示的な検査又は計測システム１００を示す。システム１００は、一般に照明（光）源１０２と、センサ１０６と、ステージ１１２と、を含む。

【0024】

照明源１０２は、好ましくは、１００ｎｍから３００ｎｍまでの範囲内の波長を有する深ＵＶ（ＤＵＶ）及び／又は真空ＵＶ（ＶＵＶ）入射光（放射）Ｌ_ＩＮを発生（放射）するように構成されているけれども、３００ｎｍ超の波長を有する光を発生するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、照明源１０２は、１つ又は複数のレーザ及び１つ又は複数の光学構成要素（例えば、周波数変換器２００－０）を利用して、入射光Ｌ_ＩＮを発生する。一実施形態では、照明源１０２は、アークランプ、レーザ励起プラズマ光源、又は連続波（ＣＷ）レーザ等の連続源であってもよい。別の一実施形態では、照明源１０２は、モードロックレーザ、Ｑスイッチレーザ、又はモードロック若しくはＱスイッチレーザによってポンピングされるプラズマ光源等のパルス源であってもよい。照明源１０２内に含まれてもよい好適な光源が、Ｋｉｒｋらへの「Ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｓｐｅｃｉｍｅｎ ｆｏｒ ａ ｐｒｏｃｅｓｓ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉｍｅｎ」という名称の米国特許第７，７０５，３３１号、Ｂｅｚｅｌらへの「Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ ｐｕｍｐｉｎｇ ｏｆ ｌａｓｅｒ－ｓｕｓｔａｉｎｅｄ ｐｌａｓｍａ」という名称の米国特許第９，７２３，７０３号、及び、Ｃｈｕａｎｇらへの「Ｈｉｇｈ ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ ｌａｓｅｒ－ｓｕｓｔａｉｎｅｄ ｐｌａｓｍａ ｂｒｏａｄｂａｎｄ ｓｏｕｒｃｅ」という名称の米国特許第９，８６５，４４７号に記載されている。これらの特許は、本明細書に参照によって組み込まれる。

【0025】

ステージ１１２は、サンプル１０８を受け取って、光学システム１０３に対するサンプル１０８の移動を容易にするように（すなわち、光学システム１０３が入射光Ｌ_ＩＮをサンプル１０８の異なる領域に集束するように）構成されている。ステージ１１２は、Ｘ－Ｙステージ又はＲ－θステージを含んでもよい。一実施形態では、ステージ１１２は、焦点を維持するために検査中のサンプル１０８の高さを調整してもよい。別の一実施形態では、光学系１０３が調整されることにより焦点を維持してもよい。

【0026】

光学システム（光学系）１０３は、入射光Ｌ_ＩＮをサンプル１０８上に誘導して集束させ、そして反射（散乱を含む）光Ｌ_Ｒ／Ｓをサンプル１０８からセンサ１０６まで誘導するように構成された複数の光学構成要素及び別の光学構成要素を備えている。図１に示す光学システム１０３の光学構成要素は、照明管レンズ２００－１と、対物レンズ２００－２と、集光管レンズ２００－３と、集光レンズ２００－４と、ビームスプリッタ２００－５と、を備えている。

【0027】

システム１００の作動中、照明源１０２を出る入射光Ｌ_ＩＮが、集光レンズ２００－４及び照明管レンズ２００－１によってビームスプリッタ２０５まで誘導され、該ビームスプリッタは、入射光Ｌ_ＩＮを下向きに対物レンズ２００－２を通してサンプル１０８まで誘導する。反射光Ｌ_Ｒ／Ｓは、サンプル１０８の表面特徴によって対物レンズ２００－２内へと上向きに反射及び／又は散乱される入射光Ｌ_ＩＮの一部を代表し、そして、対物レンズ２００－２及び集光管レンズ２００－３によってセンサ１０６まで誘導される。センサ１０６は、サンプル１０８から受け取られた反射光Ｌ_Ｒ／Ｓの量に基づいて出力信号／データを発生する。センサ１０６の出力は、出力を分析する計算システム１１４に提供される。計算システム１１４は、キャリア媒体１１６上に記憶可能であるプログラム命令１１８によって構成されている。一実施形態では、計算システム１１４は、検査又は計測システム１００及びセンサ１０６を制御して、サンプル１０８上の構造を検査又は測定する。一実施形態では、システム１００は、サンプル１０８上のラインを照明して、１つ又は複数の暗視野及び／又は明視野集光チャネル内に反射／散乱光を収集するように構成されている。この実施形態では、検出器アセンブリ１０４は、時間差積分（ＴＤＩ）センサ、ラインセンサ、又は電子衝撃ラインセンサを含んでもよい。

【0028】

一実施形態では、照明管レンズ２００－１は、照明瞳開口１３１を対物レンズ２００－２内部の瞳絞りに結像するように構成されている（すなわち、照明管レンズ２００－１は、照明瞳開口１３１と瞳絞りとが互いに共役であるように構成されている）。照明瞳開口１３１は、例えば、様々な開口を照明瞳開口１３１の位置に切り替えることによって、又は照明瞳開口１３１の開口部の直径又は形状を調整することによって構成可能である。このようにして、サンプル１０８は、計算システム１１４の制御下で実行される測定又は検査に応じた異なる角度範囲によって照明されてもよい。

【0029】

一実施形態では、集光管レンズ２００－３は、対物レンズ２００－２内部の瞳絞りを集光瞳開口１２１に結像するように構成されている（すなわち、集光管レンズ２００－３は、集光瞳開口１２１と対物レンズ２００－２内部の瞳絞りとが互いに共役であるように構成されている）。集光瞳開口１２１は、例えば、異なる開口を集光瞳開口１２１の位置に切り替えることによって、又は集光瞳開口１２１の開口部の直径又は形状を調整することによって構成可能であってもよい。このようにして、サンプル１０８から反射又は散乱された異なる角度範囲の光が、計算システム１１４の制御の下で検出器アセンブリ１０４まで誘導されてもよい。

【0030】

照明瞳開口１３１及び集光瞳開口１２１のいずれか又は両方は、Ｂｒｕｎｎｅｒへの「２Ｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ａｐｅｒｔｕｒｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ 」という名称の米国特許第９，２５５，８８７号に記載されているもの、又は、Ｂｒｕｎｎｅｒへの「Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｏｐｔｉｃａｌ ａｐｅｒｔｕｒｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ」という名称の米国特許第９，６４５，２８７号に記載されたもの等のプログラム可能な開口を備えてもよい。ウェーハ検査のための開口構成を選択する方法が、Ｋｏｌｃｈｉｎらへの「Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ａ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｆｏｒ ａｎ ｏｐｔｉｃａｌ ｅｌｅｍｅｎｔ ｐｏｓｉｔｉｏｎｅｄ ｉｎ ａ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ ａｐｅｒｔｕｒｅ ｄｕｒｉｎｇ ｗａｆｅｒ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ」という名称の米国特許第９，７０９，５１０号、及びＫｏｌｃｈｉｎらへの「Ａｐｐａｒａｔｕｓ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｆｉｎｄｉｎｇ ａ ｂｅｓｔ ａｐｅｒｔｕｒｅ ａｎｄ ｍｏｄｅ ｔｏ ｅｎｈａｎｃｅ ｄｅｆｅｃｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ」という名称の米国特許第９，７２６，６１７号に記載されている。全てのこれらの特許は、本明細書に参照によって組み込まれる。

【0031】

以下に提供される特定実施形態において更に詳細に説明される本発明の一態様に従うと、照明源１０２及び／又は光学系１０３において利用される１つ又は複数の光学構成要素は、構成要素の基体構造の少なくとも１つの表面上に形成された少なくとも１つの光学材料層を含み、この場合、光学材料層は、基本的に四ホウ酸ストロンチウムから構成されている（すなわち、光学材料層の少なくとも９９％がＳｒＢ_４Ｏ_７である）。例えば、例示的な特定実施形態では、照明源１０２の周波数変換器２００－０及び光学システム１０３の光学構成要素２００－１～２００－５のうちの少なくとも１つは、単一の四ホウ酸ストロンチウム光学材料層（すなわち、図２に関して以下で説明されるような）を含む。別の一実施形態では、照明源１０２の周波数変換器２００－０及び光学システム１０３の光学構成要素２００－１～２００－５のうちの少なくとも１つが、複数の光学材料層を含み、それらの層のうちの少なくとも１つは、基本的に四ホウ酸ストロンチウム（すなわち、図３Ａ及び３Ｂに関して以下で説明されるような）から構成されている。ＳｒＢ_４Ｏ_７層以外の光学材料層の例示的な材料としては、例えば、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム、フッ化アルミニウム、及びフッ化マグネシウム等が挙げられる。別の一実施形態では、照明源１０２の周波数変換器２００－０及び光学システム１０３の光学構成要素２００－１～２００－５のうちの少なくとも１つが、それぞれの光学構成要素の基体構造を完全に囲む連続封入構造を形成するＳｒＢ_４Ｏ_７光学材料層（すなわち、図６、及び６Ａ～６Ｃに関して以下で説明されるような）を含む。以下に提供される特定実施形態に関して説明されるように、ＳｒＢ_４Ｏ_７層の厚さを選択して、光が、被覆された光学構成要素に入射すると、反射されたビームについて弱め合う干渉が発生し、それで構成要素の反射率が低減されるようにしてもよい。その代替として、ＳｒＢ_４Ｏ_７層の厚さは、強め合う干渉が反射ビームについて生じ、それで構成要素の反射率が向上されるように選ばれてもよい。システム１００の全体的な光スループットは、１つ又は複数の光学構成要素を適切に被覆することによって改善されてもよい。主要な光学構成要素の寿命は、また、ＳｒＢ_４Ｏ_７被覆によって改善されてもよい。

【0032】

検査又は測定システム１００の様々な実施形態についての追加の詳細が、Ｖａｚｈａｅｐａｒａｍｂｉｌらへの「ＴＤＩ Ｓｅｎｓｏｒ ｉｎ ａ Ｄａｒｋｆｉｅｌｄ Ｓｙｓｔｅｍ」という名称の米国特許第９，８９１，１７７号、Ｒｏｍａｎｏｖｓｋｙらへの「Ｗａｆｅｒ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ」という名称の米国特許第９，２７９，７７４号、Ａｒｍｓｔｒｏｎｇらへの「Ｓｐｌｉｔ ｆｉｅｌｄ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｕｓｉｎｇ ｓｍａｌｌ ｃａｔａｄｉｏｐｔｒｉｃ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓ」という名称の米国特許第７，９５７，０６６号、Ｃｈｕａｎｇらへの「Ｂｅａｍ ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｌａｓｅｒ ｄａｒｋ－ｆｉｅｌｄ ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ ｉｎ ａ ｃａｔａｄｉｏｐｔｒｉｃ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ」という名称の米国特許第７，８１７，２６０号、Ｓｈａｆｅｒらへの「Ｕｌｔｒａ－ｂｒｏａｄｂａｎｄ ＵＶ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ ｉｍａｇｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｗｉｄｅ ｒａｎｇｅ ｚｏｏｍ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ」という名称の米国特許第５，９９９，３１０号、Ｌｅｏｎｇらへの「Ｓｕｒｆａｃｅ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｕｓｉｎｇ ｌａｓｅｒ ｌｉｎｅ ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｔｗｏ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｉｍａｇｉｎｇ」という名称の米国特許第７，５２５，６４９号、Ｋａｎｄｅｌらへの「Ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄｓ」という名称の米国特許第９，０８０，９７１号、Ｃｈｕａｎｇらへの「Ｂｒｏａｄ ｂａｎｄ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ｈａｖｉｎｇ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｌａｔｅｒａｌ ｃｏｌｏｒ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ」という名称の米国特許第７，４７４，４６１号、Ｚｈｕａｎｇらへの「Ｏｐｔｉｃａｌ ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ ｗｉｔｈ ｒｅｄｕｃｅｄ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ｔｏ ｇｒａｔｉｎｇ ａｎｏｍａｌｉｅｓ」という名称の米国特許第９，４７０，６３９号、Ｗａｎｇらへの「Ｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙ Ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ Ｓｙｓｔｅｍ」という名称の米国特許第９，２２８，９４３号、１９９７年３月４日に発行された、Ｐｉｗｏｎｋａ－Ｃｏｒｌｅらへの「Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｂｅａｍ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｉｃ Ｅｌｌｉｐｓｏｍｅｔｒｙ Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ」という名称の米国特許第５，６０８，５２６号、及び２００１年１０月２日に発行された、Ｒｏｓｅｎｃｗａｉｇらへの「Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ａｎａｌｙｓｉｎｇ Ｍｕｌｔｉ－Ｌａｙｅｒ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｓｔａｃｋｓ ｏｎ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ」という名称の米国特許第６，２９７，８８０号、に記載されている。これらの特許の全ては、本明細書に参照によって組み込まれる。

【0033】

図２は、本開示の第１実施形態に従う、基体２０１の最上（受光）面２０１Ｔ上に形成された単一のＳｒＢ_４Ｏ_７光学材料層（被覆）２０２を含む例示的な光学構成要素２００を示す。基体２０１は、説明目的のために一般化された形式で描かれており、いずれかの好適な材料を含み、検査及び測定システムに見られるいずれかの光学構成要素を実装するのに必要ないずれかの形状（例えば、図１に示す構成要素２００－０から２００－５までのいずれか）を有してもよい。すなわち、光学構成要素２００は、ミラー、レンズ、ビームスプリッタ、プリズム、プラズマアークランプエンベロープ、非線形結晶、及びレーザ結晶等の反射又は透過光学系を実装することが可能ないずれかのタイプのものであってもよい。一実施形態では、ＳｒＢ_４Ｏ_７光学材料層２０２は、３０ｎｍと２００ｎｍとの間の範囲内の厚さＴ－２０２を有する。

【0034】

ホスト検査及び測定システム内に実装されるとき、光学構成要素２００は、外部媒体２２０を通って伝播する光ビーム部分２０３を遮断するように配置された基体２０１によって照明源１０２又は光学系１０３内部に固定的に維持され、該外部媒体は、典型的には空気、窒素若しくはアルゴン等の不活性パージガス、又は真空である。図１を参照すると、光学構成要素２００が実装される場合に従って、光ビーム部分２０３は、入射光Ｌ_ＩＮ又は反射／散乱光Ｌ_Ｒ／Ｓのいずれかであってもよい。いずれの場合も、光学構成要素２００は、光ビーム部分２０３が面２０２Ｔへの法線（一点鎖線で描かれている）に対して入射角θ_０でＳｒＢ_４Ｏ_７層２０２の上側面２０２Ｔに当たるように向けられており、光ビーム部分２０３の一部は、基体２０１の最上（受光）面２０１Ｔに到達する前に、ＳｒＢ_４Ｏ_７層２０２を通過する。ＳｒＢ_４Ｏ_７層２０２に入る入射光ビーム２０３の一部は、ビーム２０５及び２０７によって示されるように、ＳｒＢ_４Ｏ_７層２０２の境界（２０２Ｔ及び２０１Ｔ）によって屈折させられる。屈折に加えて、入射光ビーム２０３及び屈折光ビーム２０５の一部は、また、反射ビーム２０４及び２０６によって示すように、これらの境界によって反射される。ビーム２０６は、次にそれぞれビーム２０９及び２０８によって示すように、材料境界（基体の最上面）２０１Ｔで反射及び屈折させられる。ビーム２０９は、次にビーム２１０及び２１１によって示すように、２０１Ｔでの材料境界で反射及び屈折させられる。ビーム２１０は、２０２Ｔ等で反射及び屈折させられ、ＳｒＢ_４Ｏ_７層２０２内部での無限級数の内部反射（それらの最初のいくつかが、２０６、２０９、２１０、２１３及び２１４として示されている）、基体２０１内の無限級数の下向き進行透過ビーム（それらの最初のいくつかが、２０７、２１１及び２１５として示されている）、並びに外部媒体２２０内の無限級数の上向き進行ビーム（それらの最初のいくつかが、２０８、２１２及び２１６として示されている）をもたらす。図２に示す屈折／反射角及び層厚は、縮尺通りではないけれども、単一の入射光ビームは、基体２０１とＳｒＢ_４Ｏ_７層２０２との境界において複数回だけ屈折及び反射され得ることに留意する。それゆえ、例えば、別の屈折及び反射がビーム２１４に基づいて生じ得るけれども、簡単のために図示されていない。本明細書に開示された発明の実施形態では、入射ビーム２０３の幅は、典型的には、しばしば層２０２の厚さＴ－２０２よりも大きく（例えば、Ｔ－２０２が数十から数百ｎｍまでの範囲内にある場合、入射ビームの幅は数ミクロンから数十ｍｍまでの範囲内にあることがある）、それゆえに、複数のビームは、全て実質的に空間的に重なっており、そして、媒体２２０内の全ての上向き進行ビームの和（すなわち、反射ビーム２０４と、２０８、２１２及び２１６等の透過ビームと、の和）に等しい１つの反射ビーム、及び全ての透過ビームの和（すなわち、２０７、２１１及び２１５等のビームの和）に等しい、基体２０１内へと進行する１つの透過ビームとして現れる。

【0035】

一実施形態では、光学材料層２０２は、光学構成要素２００の反射率を最小にし、それによって、最上面２０２Ｔから離れる方に誘導される受け取られた光部分２０３の量を最小にする、すなわち、ビーム２０４、２０８、２１２、２１６等の全パワーを最小にするように構成されている。すなわち、光学材料層２０２は、外部媒体２２０内の上向き進行２次ビーム（例えば、ビーム２０８、２１２、及び２１６）の和が、反射ビーム２０４に対して位相が実質的に反対（すなわち、実質的に１８０°の位相差、又は１８０°の任意の奇数倍の位相差）であるように構成されている。一実施形態では、反射ビーム２０４の振幅は、（例えば、振幅の約７５％から振幅の約１５０％までの範囲内の）外部媒体２２０内の上方進行２次ビーム（例えば、ビーム２０８、２１２、及び２１６）の和と振幅がほぼ等しいけれども、位相は逆である。出射ビーム２０４が出射二次ビーム２０８、２１２及び２１６等によって実質的にキャンセルされるとき、弱め合う干渉が生じ、システムの反射率がかなり低減され、それによって、光学構成要素２００の光透過を改善して、光学構成要素２００を組み込むシステム内での光損失を低減する。

【0036】

公知のように、基体上の単層膜の波長λでの振幅反射率ｒ_ｐ及びｒ_ｓ（すなわち、それぞれｐ及びｓ偏光についての電界の複素反射率）が、次式によって与えられ、

【数1】

ここに、

【数2】

は、光学材料層２０２を一度横断するときの位相変化であり、

【数3】

は、ｊ側から層ｊと層ｋとの間の界面に入射するｐ偏光についてのフレネル反射率であり、

【数4】

は、ｊ側から層ｊと層ｋとの間の界面に入射するｓ偏光についてのフレネル反射率であり、Ｔ_ｊは、層ｊの厚さ（すなわち、図２のＴ_１＝Ｔ－２０２）であり、ｎ_ｊは、層ｊの屈折率であり、θ_ｊは、層ｊの境界における入射角であり（例えば、図２のθ_０及びθ_１は、それぞれ、外部媒体２２０及び光学材料層２０２についてのものであり）、層添字ｊ並びにｋ＝０、１及び２は、それぞれ、外部媒体２２０、光学材料層２０２、及び基体２０１を指す。例えば、Ｆｕｊｉｗａｒａの「Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｉｃ Ｅｌｌｉｐｓｏｍｅｔｒｙ，Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」、ｐｐ４３～４８及びｐｐ３４７～３４８を参照されたい。光学材料層２０２内の入射角θ_１と基体２０１内の入射角θ_２は、スネルの法則によってθ_０（表面２０２Ｔでの入射角）から計算されてもよい。

【0037】

強度又はパワー反射係数Ｒ_ｐ及びＲ_ｓは、次式のように、その偏光についての振幅反射係数についての係数の２乗にそれぞれ等しい。

【数5】

【0038】

一実施形態では、ＳｒＢ_４Ｏ_７層２０２は、その厚さＴ－２０２が、受け取られた光部分２０３の波長λ－２０３において所望の弱め合う干渉を生成するように形成されている。例えば、ｒ_０１，ｐ及びｒ_１２，ｐは、同じ符号を有する実数である（すなわち、全ての材料は、波長λ－２０３において実質的に非吸収型であり、両方の界面での位相変化は、等しい）ならば、光学材料２０２内での光の波長のほぼ４分の１に等しい厚さＴ－２０２を有する層２０２が生成され（すなわち、Ｔ－２０２は、

【数6】

にほぼ等しくなければならない）、しかし、ｒ_０１，ｐ及びｒ_１２，ｐが、逆の符号を有する（すなわち、全ての材料が、波長λ－２０３において実質的に非吸収型であり、一方の界面での位相変化が、別の界面でのそれに対して１８０°である）ならば、光学材料２０２内での光の波長のほぼ２分の１に等しい厚さＴ－２０２を有する層２０２が生成される
（すなわち、Ｔ－２０２は、

【数7】

にほぼ等しくなければならない）。ＳＢＯが、最も一般的に用いられるＤＵＶ及びＶＵＶ基体並びに非線形結晶材料（石英ガラス、ＣａＦ_２、及びＣＬＢＯ等）の屈折率よりも大きい屈折率を有するので、ｒ_０１，ｐ及びｒ_１２，ｐは、典型的に（そして、ｒ_０１，ｓ及びｒ_１２，ｓについてと同様に）逆の符号を有し、厚さＴ－２０２は、ＳＢＯがかかる材料を被覆するために用いられるときの半波にほぼ等しいことが必要である。

【0039】

別の一実施形態では、光学構成要素２００は、最上面２０１Ｔから離れる方に誘導される受け取られた光部分２０３の量を最大化するように光学材料層２０２を構成することによって、ミラーとして機能するように構成されてもよい。この実施形態では、ＳｒＢ_４Ｏ_７層２０２の厚さＴ－２０２は、強め合う干渉が、光学構成要素の反射率を向上させるように生じ得るように選ばれてもよい（例えば、層２０２は、厚さＴ－２０２を伴って生成され、それにより、波長λ－２０３において、一往復のかかる透過ビーム２０５、２０１Ｔでの反射による位相変化、及び反射ビーム２０６は、反射２０４と実質的に同位相で面２０２Ｔに戻って到達する）。これは、また、ミラーとして構成された光学構成要素２００を組み込むシステムにおける光損失を減少させることになる。基体２０１が最小の吸収を有する、すなわち、その屈折率ｎ_２の任意の虚数部が無視可能であるならば、振幅反射係数ｒ_１２，ｐ及びｒ_１２，ｓは、実質的に実数であり、この界面での反射における位相シフトは、ｒ_１２，ｐ及びｒ_１２，ｓの符号に従って０°又は１８０°であり、そして、厚さＴ－２０２に起因する３６０°又は１８０°の位相シフトは、ｒ_０１，ｐ及びｒ_０１，ｓの位相シフトに一致するように、面２０２Ｔにおいて強め合う干渉を与えるのに適切であるように選ばれてもよい。アルミニウムは、波長の広い範囲にわたる使用を意図とするＤＵＶ及びＶＵＶミラーのための便利な基体であり、その理由は、アルミニウムが、ＤＵＶ及びＶＵＶスペクトル全体にわたって高い反射率（例えば、約９０％以上）を有するからである。基体２０１がアルミニウム等の金属を含むならば、基体の屈折率ｎ_２は、複素数である。上記の式が用いられて反射率を計算してもよいけれども、振幅反射係数ｒ_１２，ｐ及びｒ_１２，ｓは複素数になる、すなわち、反射は、０°でも１８０°でもない位相変化をもたらす。適切な厚さＴ－２０２が、面２０２Ｔにおいて強め合う干渉を生成するように選ばれてもよい。

【0040】

レンズ又はミラー等の光学構成要素は、湾曲面を有してもよいことに留意する。いずれの曲率半径も、層２０２の厚さＴ－２０２よりもずっと大きく、したがって、面上のいずか１つの場所での反射率は、上記の式によって十分な正確さを伴って計算されてもよい。曲率のために、光２０３の入射角θ_０は、光学構成要素の面上の場所とともに変化してもよい。光学構成要素の面上の全ての場所において最小又は最大の反射率を達成することが可能でない場合がある。かかる場合、厚さＴ－２０２は、必要に応じて、構成要素の平均反射率を最小化又は最大化するように選ばれてもよい。

【0041】

更に別の一実施形態では、光学構成要素２００は、ビームスプリッタとして構成されてもよい。この実施形態では、ＳｒＢ_４Ｏ_７層の厚さは、例えば、入射光の約５０％が反射され、約５０％が透過されるように選ばれてもよい。ビームスプリッタの別の一例では、ＳｒＢ_４Ｏ_７層の厚さは、入射光の１つの偏光状態が実質的に反射され、直交偏光が実質的に透過されるように選択されてもよい。ビームスプリッタの透過と反射との間の別の関係が、ビームスプリッタの所望の関与に応じて選択されてもよい。

【0042】

ＳｒＢ_４Ｏ_７は、およその単位胞寸法ａ＝４．４３Å、ｂ＝１０．７１Å、及びｃ＝４．２３Åを有する直方晶系、Ｐｎｍ２_１に結晶する。全てのホウ素原子は、四面体で配位され、酸素原子は、３つの四面体に共通である。四面体の３次元ネットワークにもかかわらず、ホウ酸塩ネットワークは、単位胞のｃ方向のリンクが比較的少ないので、層状構造として現れる。

【0043】

ＳｒＢ_４Ｏ_７は独特の光学的及び機械的特性を示す。ＳｒＢ_４Ｏ_７の透過度範囲は、波長が１３０～３２００ｎｍである。この広い透過窓は、特にＤＵＶ及びＶＵＶ波長範囲に対して、ＳｒＢ_４Ｏ_７を光学被覆材料の良好な候補にする。ＳｒＢ_４Ｏ_７の屈折率は、ＭｇＦ_２等のＶＵＶ波長に適した別の被覆材料と比較して高い。例えば、２６６ｎｍでの屈折率は、ｘ方向に１．７８８３、ｙ方向に１．７９０９、及びｚ方向に１．７９３６である。これらの屈折率の間の差が小さく、それ故、ＳｒＢ_４Ｏ_７における第２高調波発生と和周波発生との位相整合プロセスが不可能であることに留意する。光損傷閾値は、ＭｇＦ_２等の別のＶＵＶ透過性材料と比較して非常に高い（１４．７ＧＷ／ｃｍ^２）。ＳｒＢ_４Ｏ_７の微小硬度は、また、高い（ｘ方向に１７５０ｋｇ／ｍｍ^２、ｙ方向に１４６０ｋｇ／ｍｍ^２、及びｚ方向に１３５０ｋｇ／ｍｍ^２）。高い光損傷閾値及び微小硬度は、ＳｒＢ_４Ｏ_７被覆がＤＵＶ及びＶＵＶ放射に暴露されるときに極限状態に耐えることを可能にする。ＤＵＶ及びＶＵＶレーザは、数ミリワット（ｍＷ）から１０ワット（Ｗ）以上までの高電力レベル、及び高光子エネルギ（例えば、１９３ｎｍで６．５ｅＶ、及び２６６ｎｍで４．６６ｅＶ）を有してもよい。パルスレーザは、短いパルス長（ナノ秒以下）及び高い繰返し率（数十ｋＨｚ以上）を有してもよい。

【0044】

図３（Ａ）及び３（Ｂ）は、基体３０１の最上面３０１Ｔ上に形成された多層被覆を含む例示的な光学構成要素３００Ａ及び３００Ｂを示しており、それぞれの多層被覆を形成する光学材料層のうちの少なくとも１つは、基本的にＳｒＢ_４Ｏ_７から構成される。図２を参照して上記したように、基体３０１は、説明目的のために一般化形式で表され、検査及び測定システム（例えば、図１に示す構成要素２００－０から２００－５までのいずれか）に見られるいずれかの光学構成要素を実施するのに必要ないずれかの好適な材料及び形式を含んでもよい。基体３０１は、ミラー、レンズ、ビームスプリッタ、プリズム、プラズマアークランプ被覆等の反射又は透過光学系から、ＤＵＶ及びＶＵＶレーザ内の結晶質被覆及びレーザキャビティ被覆までの検査及び測定システムにおいて見られるいずれかの光学構成要素の一部であってもよい。

【0045】

図３（Ａ）は、基体３０１の最上面３０１Ｔ上に配設された下側光学材料層３０２Ａと、下側層３０２Ａの上側面３０２Ｔ上に配設された上側光学材料層３０３Ａとを含む２層被覆を有する例示な光学構成要素を示す。上記のように、層のうちの少なくとも１つが、ＳｒＢ_４Ｏ_７を含むか、又はそれから構成されている。例えば、一実施形態では、下側光学材料層３０２Ａは、基本的にＳｒＢ_４Ｏ_７から構成され、上側光学材料層３０３Ａは、従来の光学材料（例えば、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、又はフッ化マグネシウム）から構成されている。別の一実施形態では、下側光学材料層３０２Ａは、従来の光学材料から構成され、上側光学材料層３０３Ａは、基本的にＳｒＢ_４Ｏ_７から構成されている。それぞれの層３０２Ａ及び３０３Ａの厚さは、当該技術分野で公知の技術を用いる所望の反射率又は反射率帯域幅を達成するように選ばれてもよい。多層被覆の光学的損傷閾値及び微小硬度は、単一のＳｒＢ_４Ｏ_７層と比較して低減されることがあるけれども、ＵＶ光源に近接していない構成要素のような、ＵＶパワー密度が高すぎない場合に用いられる光学構成要素にはそれでも許容されることがある。図３Ａに示す２層被覆は、２層被覆が所望の反射率又は反射率帯域幅をより厳密に達成することができ、損傷閾値の低下がその構成要素の意図された用途について許容される場合には、単層被覆（例えば、図２に示すような）よりも好ましいことがある。

【0046】

図３（Ｂ）は、多層被覆を有する例示的な光学構成要素３００Ｂを示し、該光学構成要素は、基体３０１の最上面３０１Ｔ上に形成された最下光学材料層３０２Ｂと、最下層３０２Ｂの上側面に形成された下側中間光学材料層３０３Ｂと、下側中間層３０３Ｂ上に形成された上側中間光学材料層３０４と、上側中間層３０４上に形成された最上光学材料層３０５と、を含む。被覆は、示すような４つの層から構成されてもよく、５つ以上の層（明示的には図示せず）を含んでもよい。層３０２Ｂ、３０３Ｂ、３０４、及び３０５のうちの少なくとも１つは、基本的にＳｒＢ_４Ｏ_７から構成され、残りの層は、従来の光学材料（例えば、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、又はフッ化マグネシウム）から構成されている。例示的な一実施形態において、最上層３０５が基本的にＳｒＢ_４Ｏ_７から構成されていることにより、その下にある層３０２Ｂ、３０３Ｂ、及び３０４、並びに基体３０１の保護を強化する。層の厚さは、所望の反射率又は反射率帯域幅を達成するように選択されてもよい。光損傷閾値及び微小硬度は、単一のＳｒＢ_４Ｏ_７層と比較して低減されることがあるけれども、ＵＶ光源に近接していないか、そうでなく低いＵＶパワー密度を受ける光学構成要素にはそれでも許容可能であってもよい。多層被覆は、多層被覆が所望の反射率又は反射率帯域幅をより厳密に達成することができ、そして損傷閾値の低下がその構成要素に対して許容可能である場合には、単層又は２層被覆よりも好ましいことがある。

【0047】

いくつかの実施形態では、光学構成要素３００Ｂは、高低が交互する屈折率材料によって被覆されてもよく、例えば、第１層３０２Ｂ及び第３層３０４は、高屈折率材料を含んでもよく、第２層３０３Ｂ及び第４層３０５は、低屈折率材料を含んでもよく、その代替として、３０２Ｂ及び３０４は、低屈折率材料を含んでもよく、３０３Ｂ及び３０５は、高屈折率材料を含んでもよい。高屈折率材料は、ＳｒＢ_４Ｏ_７を含んでもよい。低屈折率材料は、ＳｒＢ_４Ｏ_７よりも低い屈折率を有するＭｇＦ_２又は別の材料を含んでもよい。当業者であれば、所望の反射率を達成するために、層の数及び層の厚さをどのように選択すべきかを理解するであろう。多層被覆は、当該技術分野において周知であるけれども、現在まで、ＶＵＶ波長に対して有効な多層被覆が可能ではなく、その理由は、広い範囲のＶＵＶ波長にわたって低い吸収性及び高い損傷閾値を有する高屈折率材料がなかったからである。

【0048】

追加の被覆層が、光学構成要素３００Ｂの最上部に設置されてもよい。多層被覆は、２、３、４、５以上の数の層を含んでもよい。交互する高低の対の指数を有する被覆は、高反射率及び低反射率の面を作製するのに便利であるけれども、別の構成が可能であり、本発明の範囲内にある。

【0049】

図４は、ＳｒＢ_４Ｏ_７についての典型的な透過曲線（Ｙ．Ｓ．Ｏｓｅｌｅｄｃｈｉｋ，Ａ．Ｌ．Ｐｒｏｓｖｉｎｉｎ，Ａ．Ｉ．Ｐｉｓａｒｅｖｓｋｉｙ，Ｖ．Ｖ．Ｓｔａｒｓｈｅｎｋｏ，Ｖ．Ｖ．Ｏｓａｄｃｈｕｋ，Ｓ．Ｐ．Ｂｅｌｏｋｒｙｓ，Ｎ．Ｖ．Ｓｖｉｔａｎｋｏ，Ａ．Ｓ．Ｋｏｒｏｌ，Ｓ．Ａ．Ｋｒｉｋｕｎｏｖ及びＡ．Ｆ．Ｓｅｌｅｖｉｃｈの「Ｎｅｗ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｏｐｔｉｃａｌ ｃｒｙｓｔａｌｓ：ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ ａｎｄ ｌｅａｄ ｔｅｔｒａｂｏｒａｔｅｓ」、Ｏｐｔ．Ｍａｔｅｒ．４，６６９（１９９５））を示す。透過曲線４００に示すように、ＳｒＢ_４Ｏ_７の透過度範囲は、非常に広い、すなわち約１３０ｎｍから約３２００ｎｍまでであり、これは、ＶＵＶ、ＤＵＶ、可視及び近赤外（ＩＲ）波長範囲を網羅する。ＶＵＶ及びＤＵＶ範囲は、半導体検査及び測定に対して特に重要である。様々な被覆設計が、図２、３（Ａ）及び３（Ｂ）に関して上記したように実装されてもよい。また、透過率が高いことにも留意する。例えば、透過率は、約２５０ｎｍから約２５００ｎｍまでで８０％を超える。この高い透過率は、ＳｒＢ_４Ｏ_７を特にＵＶ波長範囲についての光学被覆材料の良好な候補にする。

【0050】

図５は、本開示に従う、源材料としてのＳｒＢ_４Ｏ_７を有する電子ビームスパッタリング被覆チャンバを示す。電子ビーム技術が、基体を被覆するために広く用いられている。被覆チャンバ５００において、ＳｒＢ_４Ｏ_７を含む源材料又は被覆材料５０２が坩堝５０１内に置かれる。その代替として、ＳｒＢ_４Ｏ_７が電子銃の「ポケット」内に置かれてもよい。電子銃５０３は、坩堝５０１に近接して位置している。電源５１０が、電子銃５０３に印加されることにより、矢印５１１が示すように、電子によって衝撃を被覆材料５０２に付与するようにさせることにより、ＳｒＢ_４Ｏ_７分子５０５が放出される。これらの分子５０８のうちのいくつかは、矢印５０６が示すように、基体５０７に向かって移動して、基体５０７上に堆積される。電子銃５０３によって生成された電子の流れは、好ましくは、一連の電磁石（図示せず）によって被覆材料ＳｒＢ_４Ｏ_７５０２上に導かれてもよい。均一性を向上させるために、基体５０７は、矢印５０９が示すように回転させられてもよい。被覆されるべき複数の部分があるならば、２つ以上の基体が被覆チャンバ５００内に置かれてもよい。耐久性を改善するために、被覆チャンバ５００が加熱されてもよく、イオンビーム銃５０４が追加されてもよく、該イオンビーム銃は、基体５０７に誘導されて被覆密度を増大させる。電子ビームシステムは、通常、汎用性があり、単に源材料を変えることによって、１つの被覆タイプから別の被覆タイプに再構成されてもよい。多層被覆が望まれるとき、被覆チャンバ５００は、坩堝５０１に類似した複数の坩堝（図示せず）を含んでもよい。それぞれの坩堝は、異なる材料を含んでもよい。コントローラ（図示せず）は、例えば、シャッタ（図示せず）を移動させることによって、被覆プロセスにおける異なる時間に異なる坩堝のふたを取ってもよく、さもなければ、電子ビームを適切な時間に適切な坩堝に向けてもよく、それにより、基体５０７上に所望の被覆構造を達成する。

【0051】

図６は、全外周面を覆ってＳｒＢ_４Ｏ_７が被覆された非線形光学結晶（基体）６０１を有する別の光学構成要素６００を示す。図１に示す検査又は計測システム１００の実施形態において、照明源１０２は、３００ｎｍよりも短い波長等の深ＵＶ波長を発生するレーザを含む。例えば、照明源１０２は、固体又はファイバレーザによって発生された約１０６４ｎｍ波長光の第４高調波を発生することによって、２６６ｎｍに近い波長を発生するように構成されたレーザを含んでもよい。レーザは、適切に構成された三ホウ酸リチウム（ＬＢＯ）結晶を用いることによって１０６４ｎｍ光の第２高調波を発生してもよい。ＬＢＯは、吸湿性ではなくて、数十Ｗのレーザパワーレベルが用いられるときでも、空気中で作動させられてもよい。第４高調波は、第２高調波光の周波数を２倍にするように構成されたＣＬＢＯ結晶を用いて発生されてもよい。ＣＬＢＯは、吸湿性であり、レーザが作動しているか否かにかかわらず、常に非常に低い湿度環境内に維持されなければならない。約１０Ｗ以上の第４高調波電力等、高電力作動のためには、大気の酸素レベルよりも十分に低い、結晶の環境の酸素レベルを低下させることにより、結晶への表面損傷を最小化することが望ましい場合がある。別の例として、照明源１０２が、周波数変換結晶（光学構成要素）２００－０によって代表されるような、複数の非線形光学結晶の高調波発生及び周波数和を用いることによって２１３ｎｍに近い又は１９３ｎｍに近い波長を発生するように構成されたレーザを含んでもよい。ＣＬＢＯ及びＣＢＯは、かかる波長での周波数変換について最も有用な材料であるけれども、両方の材料は吸湿性である。図６は、周波数変換結晶６００を示し、該周波数変換結晶は、ＣＬＢＯ及びＣＢＯのうちの１つを構成する基体６０１を備え、例えば、５２３ｎｍに近い波長を有する光の周波数を２倍にするように構成された深ＵＶ波長を発生するように構成されているか、又は２６６ｎｍに近い及び１０６４ｎｍに近い波長を有する光の周波数を合計して、２１３ｎｍに近い波長を有する光を発生するように構成されている。

【0052】

図６を参照すると、非線形結晶（ＣＬＢＯ又はＣＢＯ）基体６０１の全周面は、ＳｒＢ_４Ｏ_７から基本的に構成されている層６０２によって覆われている（包囲されている）。図示された例では、結晶（ＣＬＢＯ又はＣＢＯ）基体６０１は、周波数変換結晶６００の光流入口及び光流出口をそれぞれ形成する、対向する最上及び底面６０１Ｔ及び６０１Ｂと、対向する側面６０１Ｓ１及び６０１Ｓ２と、対向する端面６０１Ｅ１及び６０１Ｅ２と、を有する矩形プリズム（直方体）形状を有する。この例では、ＳｒＢ_４Ｏ_７層６０２は、６つの面６０１Ｔ、６０１Ｂ、６０１Ｓ１、６０１Ｓ２、６０１Ｅ１、及び６０１Ｅ２の全ての上方に延在する部分を有する完全な直方体構造を含む。図６Ａは、例示的な周波数変換結晶６００Ａを示し、該周波数変換結晶において、ＳｒＢ_４Ｏ_７層６０２Ａが、基体６０１の周面６０１Ｐ（例えば、最上面及び底面６０１Ｔ及び６０１Ｂ、並びに端面６０１Ｅ１及び６０１Ｅ２）上に直接単層被覆を形成している。別の一実施形態では、ＳｒＢ_４Ｏ_７層は、１つ又は複数の従来の光学材料層を含む多層封止構造の一部であってもよい。例えば、図６Ｂは、多層被覆構造を含む別の例示的な周波数変換結晶６００Ｂを示し、該多層被覆構造において、従来の光学材料層６０３Ｂが基体６０１の周面上に形成され、ＳｒＢ_４Ｏ_７層６０２Ｂが層６０３Ｂ上に形成されている。図６Ｃは、代替の多層被覆構造を有する別の例示的な周波数変換結晶６００Ｃを示し、該多層被覆構造において、ＳｒＢ_４Ｏ_７層６０２Ｃが基体６０１の周面上に形成され、従来の光学材料層６０３Ｃが層６０２Ｃ上に形成されている。それぞれの実施形態において、ＳｒＢ_４Ｏ_７層６０２の厚さは、少なくとも水が結晶基体６０１内に浸透することを遅延させるか又は防止するように選ばれる。ＳｒＢ_４Ｏ_７層６０２の厚さは、約１０ｎｍ以上、又は約１００ｎｍであってもよい。ＳｒＢ_４Ｏ_７層６０２の厚さは、少なくとも水の拡散を遅延させるか又は防止するのに十分な厚さである限り、及び層がピンホールを含まない限り、均一である必要はない。流入面６０１Ｅ１及び流出面６０１Ｅ２上のＳｒＢ_４Ｏ_７層の厚さは、周波数変換において用いられるか又は発生される１つ又は複数の波長の反射率を低減するように更に選ばれてもよい。図６Ｂ及び６Ｃに示すように、流入面６０１Ｅ１及び流出面６０１Ｅ２の一方又は両方が、ＳｒＢ_４Ｏ_７層の上又は下の追加の層によって被覆されて、１つ又は複数の関心のある波長における反射率を低減してもよい。端面６０１Ｅ１及び６０１Ｅ２上の被覆の均一性は、これらの面の反射率等の光学特性における過度の変動を回避するように制御されなければならない。たとえＳｒＢ_４Ｏ_７被覆が水及び酸素に対して完全に不透過性でなくても、もし、それがこれらの分子の拡散を十分に呈するならば、それは、被覆されていない結晶よりも高い水及び酸素含有量を有する環境内での吸湿性の非線形結晶の貯蔵及び／又は作動を可能にしてもよく、それで、濾過及び作動コストを低減することができる。結晶基体６０１が被覆処理中に保持されなければならないので、一実施形態では、２つの被覆作用が用いられて表面全体を被覆する。

【0053】

説明された実施形態に対する様々な変更が、当業者には明らかであり、本明細書に規定された一般的原理が、別の実施形態に適用されてもよい。本明細書に開示された光学被覆材料は、半導体検査及び測定システムにおいて特に有用であると予想されるけれども、これらの被覆及び材料は、ＶＵＶ及びＤＵＶ放射が光学リソグラフィシステム等に存在し、可視又はＩＲ放射がＩＲカメラシステム等に存在する別の用途において有用であり得ることがまた想定される。

【0054】

本明細書に記載された被覆材料及び方法は、示され説明された特定実施形態に限定されることを意図するものではないけれども、本明細書で開示された原理及び新規な特徴と整合する最も広い範囲が付与されるべきである。

【0055】

本開示は、１つ又は複数の特定実施形態に関して説明されてきたけれども、本開示の別の実施形態は、本開示の範囲から逸脱することなく成され得ることが理解されるであろう。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲及びその妥当な解釈によってのみ限定されるものとみなされる。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図6A】

【図6B】

【図6C】