【手続補正書】
【提出日】平成29年6月8日(2017.6.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
深紫外線（ＤＵＶ）連続波（ＣＷ）レーザーであって、
約１μｍ〜１．１μｍの対応する波長を持つ基本波周波数を発生させるように構成された基本波ＣＷレーザーと、
少なくとも１つの第１の周期分極反転非線形光学（ＮＬＯ）結晶を含み、前記基本波周波数の第１の部分を受け取るように位置付けされ、３次高調波を発生させるように構成された３次高調波発生器モジュールと、
４次高調波発生器モジュールであって、
前記基本波周波数に対応する波長で共振する空洞を形成するように構成された複数の鏡と、
前記空洞内で前記基本波周波数の第２の部分を結合し、前記第２の部分を前記複数の鏡で定義される空洞光路に沿って向かわせる結合器と、
空洞光路内に配置された第２の周期分極反転非線形光学（ＮＬＯ）結晶と、
前記第２の周期分極反転非線形光学（ＮＬＯ）結晶内の前記３次高調波を集束し、前記３次高調波は前記第２の周期分極反転非線形光学（ＮＬＯ）結晶内で前記基本周波数の第２の部分を重ね合わせ、前記第２の周期分極反転非線形光学（ＮＬＯ）結晶は、前記基本波周波数の第２の部分と前記３次高調波とを組み合わせて４次高調波を発生させる、１以上のレンズと、
前記空洞光路から離間するように前記第２の周期分極反転非線形光学（ＮＬＯ）結晶から発した前記３次高調波の未消費部分を反射するように構成され、前記未消費部分は前記空洞内で再循環しない、ビームスプリッタと、
を有する４次高調波発生器モジュールと、
を備える、レーザー。
【請求項２】
前記３次高調波発生器モジュールは、共振空洞を使用しない、請求項１に記載のレーザー。
【請求項３】
前記３次高調波発生器モジュールは、前記基本波周波数で共振する空洞をさらに備える、請求項１に記載のレーザー。
【請求項４】
前記少なくとも１つの第１の周期分極反転非線形光学（ＮＬＯ）結晶は、２次高調波を発生させる、請求項１に記載のレーザー。
【請求項５】
前記少なくとも１つの第１の周期分極反転非線形光学（ＮＬＯ）結晶は、３次高調波を発生させる、請求項１に記載のレーザー。
【請求項６】
前記少なくとも１つの第１の周期分極反転非線形光学（ＮＬＯ）結晶は、前記３次高調波の直接発生のために二重周期の分極反転結晶を備える、請求項１に記載のレーザー。
【請求項７】
前記３次高調波発生器モジュールは、２つの周期分極反転非線形光学（ＮＬＯ）結晶を備える、請求項１に記載のレーザー。
【請求項８】
前記少なくとも１つの第１の周期分極反転非線形光学（ＮＬＯ）結晶は、３次高調波発生効率を最大化するために温度制御される、請求項１に記載のレーザー。
【請求項９】
前記基本波周波数は、前記少なくとも１つの第１の周期分極反転非線形光学（ＮＬＯ）結晶の分極反転深さに実質的に平行な短軸を有する楕円ビームに集束される、請求項１に記載のレーザー。
【請求項１０】
前記３次高調波発生器モジュールは、前記３次高調波の和周波発生のための３次擬似位相整合を達成するために、２μｍより長いドメイン周期を有する第１の周期分極反転非線形光学（ＮＬＯ）結晶を使用する、請求項１に記載のレーザー。
【請求項１１】
３次高調波変換効率を高めるために電気光学変調が使用される、請求項１に記載のレーザー。
【請求項１２】
深紫外線（ＤＵＶ）連続波（ＣＷ）レーザー照射を発生させる方法であって、
約１μｍ〜１．１μｍの対応する波長を持つ基本波周波数を発生させることと、
前記基本波周波数の一部を、第１の周期分極反転非線形光学（ＮＬＯ）結晶を使用して、２次高調波に変換することと、
前記基本波周波数の別の一部と前記２次高調波とを組み合わせて３次高調波を発生させることと、
前記基本波周波数に対応する波長で共振する空洞内で前記基本波周波数の第２の部分と前記３次高調波とを組み合わせることによって４次高調波を発生させることであり、前記空洞内に配置された第２の周期分極反転非線形光学（ＮＬＯ）結晶内で前記３次高調波を集束し、前記基本波周波数の第２の部分と前記３次高調波の和周波発生を実行することを含む、発生させることと、
前記第２の周期分極反転非線形光学（ＮＬＯ）結晶から発する前記３次高調波の未消費部分を反射することであり、前記未消費部分は前記空洞内で再循環しない、反射することと、
を含む方法。
【請求項１３】
２次高調波発生のための前記第１の周期分極反転非線形光学（ＮＬＯ）結晶は、いずれの共振空洞内にも設けられない、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
２次高調波発生のための前記第１の周期分極反転非線形光学（ＮＬＯ）結晶と３次高調波発生のための別の周期分極反転非線形光学（ＮＬＯ）結晶とは、前記基本波周波数で共振する別の空洞内に収容される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記２次高調波及び前記３次高調波は、二重周期の分極反転結晶を使用して発生する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記２次高調波及び前記３次高調波は、２つの周期分極反転非線形光学（ＮＬＯ）結晶を使用して発生する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
２次高調波発生のための前記第１の周期分極反転非線形光学（ＮＬＯ）結晶は、ＬｉＮｂＯ３、ＳＬＴ、ＬｉＴａＯ３、ＫＴＰ、ＫＴＡ、ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ３、及びＭｇＯ：ＳＬＴのうちの少なくとも１つを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の周期分極反転非線形光学（ＮＬＯ）結晶は、３次高調波発生効率を最大化するために温度制御される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
前記基本波周波数は、前記第１の周期分極反転非線形光学（ＮＬＯ）結晶の分極反転深さに実質的に平行な短軸を有する楕円ビームに集束される、請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
前記３次高調波の前記発生は、３次擬似位相整合を達成するために、２μｍより長いドメイン周期を有する周期分極反転非線形光学（ＮＬＯ）結晶を使用する、請求項１２に記載の方法。
【請求項２１】
３次高調波変換効率を高めるために電気光学変調が使用される、請求項１２に記載の方法。
【請求項２２】
前記４次高調波の前記発生は、水素アニールされたＣＬＢＯ、ＣＢＯ、ＬＢＯ、ＬＢ４、またはＢＢＯを含むバルク単結晶内の前記３次高調波を集光することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
様々な実施形態は、以下の特徴を有し得る。３次高調波発生器モジュールは、共振空洞を使用しなくてもよい。３次高調波発生器モジュールはさらに、基本波周波数で共振する空洞を含み得る。少なくとも１つの周期分極反転ＮＬＯ結晶は、２次高調波または３次高調波を発生させ得る。少なくとも１つの周期分極反転ＮＬＯ結晶は、３次高調波の直接発生のために二重周期の分極反転結晶を含み得る。３次高調波発生器モジュールは、２つの周期分極反転ＮＬＯ結晶を含み得る。少なくとも１つの周期分極反転ＮＬＯ結晶は、３次高調波発生効率を最大化するために温度制御され得る。基本波周波数は、少なくとも１つの周期分極反転ＮＬＯ結晶の分極反転深さに実質的に平行な短軸を有する楕円ビームに集束され得る。３次高調波発生器モジュールは、３次高調波の和周波発生のための３次擬似位相整合を達成するために、２μｍより長いドメイン周期を有する周期分極反転ＮＬＯ結晶を使用し得る。電気光学変調は、３次高調波変換効率を高めるために使用され得る。４次高調波発生器モジュールは、３次高調波を空洞内で再循環させなくてもよい。５次高調波発生器モジュールは、３次高調波を空洞内で再循環させなくてもよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
図２Ｂは、効率的な３次高調波発生のために単結晶を有する別の３次高調波発生器モジュール２２０を図示する。この実施形態では、周波数ωで動作する基本波レーザー２２１は、基本波２２２を発生させる。レンズ２２３は、２次及び３次高調波を発生させるために、基本波２２２を二重周期の分極反転ＮＬＯ結晶２２４に集束させるように位置決めされる。このような結晶は、２つの別々の光パラメトリックプロセス、すなわち周波数２倍化と和周波発生とを、縦続接続の疑似位相整合の相互作用を通じて結合することを可能にし、それにより超格子結晶サンプルから３次高調波を直接発生させることを可能にする。二重周期及び超格子の分極反転ＮＬＯ材料の理論的説明は、Ａｎｔｏｎｏｓｙａｎ  ｅｔ  ａｌ．，「Ｐｈａｓｅ−ｒｅｖｅｒｓｅｄ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  ｉｎ  ｓｕｐｅｒｌａｔｔｉｃｅ  ｏｆ  ｎｏｎｌｉｎｅａｒ  ｍａｔｅｒｉａｌｓ」，ｈｔｔｐ：／／ａｒｘｉｖ．ｏｒｇ／ａｂｓ／１１０９．２７５１ｖ１（２０１１）に見ることができる。二重周期のタンタル酸リチウム構造の例は、Ｌｉｕ  ｅｔ  ａｌ．，「Ｑｕａｓｉ−Ｃｗ  Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ｉｎ  ａ  Ｄｕａｌ−ｐｅｒｉｏｄｉｃ  ＬｉＴａＯ３  Ｓｕｐｅｒｌａｔｔｉｃｅ  ｂｙ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｔｒｉｐｌｉｎｇ」，Ｊａｐａｎｅｓｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ，ｖｏｌ．４０，ｐｐ６８４１−６８４４（２００１）に見ることができる。これらの論文の両方は、参照により本明細書に組み込まれる。二重周期の分極反転ＮＬＯ２２４は、２つのバルク結晶または周期分極反転結晶を直列で使用するものよりも、３次高調波発生において、より高い効率性及びより単純な光路を有し得る。二重周期の分極反転ＮＬＯ結晶２２４及び／またはレンズ２２３の表面は、１つ以上の周波数における高透過性のために適切に被膜され得る。ビームスプリッタ対２２５（またはプリズム）を使用して、発生した３次高調波（３ω）２２６、未消費の２次高調波（２ω）２２７、及び未消費の基本波（ω）２２８を分離させ得る。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
図２Ｃは、３次高調波発生のための基本波パワーを高めるための共振空洞を含む、さらに別の例示的な３次高調波発生器モジュール２３０を図示する。この実施形態では、周波数ωで動作する基本波レーザー２３１は、基本波２３２を発生させる。曲面鏡等の入力結合器２３３は、２次高調波発生のために、基本波２３２を第１の周期分極反転ＮＬＯ結晶２３４に集束させるように位置決めされる。アクロマティックレンズ２３６（またはダブレット）は、和周波発生のために、ＮＬＯ結晶２３４から発生した２次高調波（２ω）と未消費の基本波（ω）２３５とを第２の周期分極反転ＮＬＯ結晶２３７に集束させるように位置決めされる。ＮＬＯ結晶２３４、２３７、及び／またはレンズ２３６の表面は、１つ以上の周波数における高透過性のために適切に被膜され得る。第２及び第３高調波周波数は、空洞の外で出力結合器２３８を通じて結合され、出力結合器２３８は、基本波（ω）に対して高反射性であり、２次高調波（２ω）及び３次高調波（３ω）に対して高透過性である。一実施形態では、出力結合器２３８は、鏡によって実現される。ビームスプリッタ対２３９（またはプリズム）は、未消費の２次高調波（２ω）２４０及び３次高調波（３ω）２４１を分離させ得る。出力結合器２３８からの反射後、残存基本波（ω）２４２は、それがプリズム２４３を通過する際に平行化され、入力結合器２３３に戻り、空洞内部を循環する。一実施形態では、プリズム２４３は、空洞長のフィードバック制御のために圧電トランスデューサ（ＰＺＴ）２４４に装着される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
図３は、ボウタイ空洞を含む４次高調波発生器モジュール３００を図示する。この実施形態では、基本波（ω）３０１は、基本波３０１をボウタイ空洞内へ集束及び結合させるために、ボウタイ空洞に入る前に１つ以上のモード整合レンズ３０２を通過する。ボウタイ空洞は、入力結合器３０３、鏡３０４、３０５、３０６、及びＮＬＯ結晶３０９を含む。一実施形態では、入力結合器３０３は、鏡によって実現される。モジュール３００において、３次高調波（３ω）３０７は、鏡３０５、例えばダイクロイック曲面鏡を通じてボウタイ空洞に入り、和周波発生のためにＮＬＯ結晶３０９内部で基本波周波数（ω）と重なり合う。鏡３０５は、３次高調波を効率的に通過させることができる一方で基本波を高効率で反射するように、適切に被膜される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
図５は、別の例示的な５次高調波発生器モジュール５００を図示する。この実施形態では、ＮＬＯ結晶５０９は、３次高調波発生器モジュール（例えば、図２Ｂを参照）からの３次高調波（３ω）５０７と２次高調波（２ω）５１３の未消費部分（及び／または２次高調波５０１）とを組み合わせる際に、和周波発生を実行して５次高調波５１４を発生させることができる。変換効率を高めるために、２次高調波５０１は、鏡５０３（入力結合器）、５０４、５０５、５０６、及びＮＬＯ結晶５０９を備える共振空洞内へ結合される。３次高調波（３ω）５０７は、鏡５０５（例えば、ダイクロイック曲面鏡）を通じて空洞に入り、ＮＬＯ結晶５０９内部で２次高調波（２ω）５１３と重なり合う。鏡５０５は、３次高調波５０７を効率的に通過させる一方で２次高調波５０１，５１３を効率的に反射するように、被膜される。したがって、この構成は、空洞が基本波（ω）の代わりに２次高調波（２ω）と共振することを除いて、４次高調波発生器モジュール（例えば、図３に示される）と実質的に同様である。一実施形態では、ＮＬＯ結晶５０９は、ＢＢＯを含むが、その理由は、ＢＢＯは、２次及び３次高調波の周波数加算のための位相整合を行うことができるからである。ＮＬＯ結晶５０９の両面は、２次高調波（２ω）に対してブリュースターカットであり得、３次高調波（３ω）及び５次高調波（５ω）の高透過性のために適切に被膜され得る。モード整合レンズ５０２（またはレンズ）は、２次高調波５０１を空洞内へと集束及び結合させる。レンズ（複数可）５０８は、３次高調波（３ω）５０７をＮＬＯ結晶５０９の中心近傍に集束させる。ビームスプリッタ５１０（またはダイクロイック鏡もしくはプリズム）は、５次高調波（５ω）５１４及び未消費の３次高調波（３ω）５１２を空洞外へ反射させる。これら２つの異なる高調波５１２及び５１４はさらに、別のビームスプリッタまたはプリズム５１１により分離され得る。一部の実施形態では、２次、３次、及び５次高調波は、単一のプリズムまたはビームスプリッタによって、互いに分離され得る。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
５次高調波発生器モジュール５００が２００または２２０の３次高調波発生器モジュール（そのどちらも空洞を使用しない）と組み合わせられる場合、５次高調波は、先行技術の装置における少なくとも２つの空洞と比較して、１つの空洞のみを使用して発生することに留意されたい。５次高調波発生器モジュール５００が３次高調波発生器モジュール２３０（これは、単一の空洞を使用する）と組み合わせられる場合、５次高調波は、基本波周波数で共振する１つの空洞と２次高調波周波数で共振する第２の空洞とにより発生する。２つの共振空洞を使用する先行技術のＣＷレーザーは、４次高調波のみを発生させる。したがって、基本波及び２次高調波でそれぞれ共振する２つの空洞を含む実施形態は、空洞の数は同じでありながら、より短い波長を発生させるという利点を有する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
システム７００で用いられる照明サブシステムは、レーザー源７０１、集光光学系７０２ａ、７０２ｂ、７０３ａ、７０３ｂ、７０４ａ、７０４ｂ、瞳面７０５ａと７０５ｂに近接して設けられるビーム整形コンポーネント、ならびにリレー光学系７０６ａ、７０６ｂ及び７０９から構成される。内部フィールド面７０７は、レンズ７０６ａ、７０６ｂと７０９との間に位置する。一構成では、レーザー源７０１は、上述の向上されたレーザーのうちの１つを含み得る。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８０】
瞳面７０５ａ、７０５ｂに近接して設けられる素子は、現在のシステムにおいて、成形開口の概念を使用して用いられ得る。この設計を使用すると、均一な照明または均一に近い照明、及び個別ポイント照明、リング照明、４極照明、または他の望ましいパターンもまた実現され得る。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９０】
例えば、図９Ｂは、表面検査システムのための、集光システム９３１、９３２、及び９３３の例示的なアレイを図示する（ここで、その照明システム、例えば照明システム９０１と同様のものは、簡略化のために示されていない）。集光システム９３１内の第１の光学系は、サンプルの表面９１１から第１の方向に散乱された光を集光する。集光システム９３２内の第２の光学系は、サンプルの表面９１１から第２の方向に散乱された光を集光する。集光システム９３３内の第３の光学系は、サンプルの表面９１１から第３の方向に散乱された光を集光する。第１、第２、及び第３の経路は、該サンプルの表面９１１に対して異なる反射角にあることに留意されたい。サンプル９１１を支持する台座９２１は、サンプル９１１の全表面が走査され得るように、光学系とサンプル９１１との間の相対運動を引き起こすために使用され得る。