(57)【要約】パルスマルチプライヤは、偏光ビームスプリッター、波長板および鏡の組を含む。偏光ビームスプリッターは、入力レーザパルスを受け取る。波長板は、偏光ビームスプリッターからの光を受け取り、第１のパルスの組および第２のパルスの組を生成する。第１のパルスの組は、第２のパルスの組と異なる偏光を有する。偏光ビームスプリッター、波長板および鏡の組により、リングキャビティーが生成される。偏光ビームスプリッターは、第１のパルスの組をパルスマルチプライヤの出力として透過させ、第２のパルスの組をリングキャビティー内に反射させる。このパルスマルチプライヤは、出力損失を最小に抑えつつ毎秒あたりのパルス数を増加させつつ、パルスあたりのピーク出力を低コストに低減させることができる。
2014519614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルスマルチプライヤであって、
入力レーザパルスを受け取る偏光ビームスプリッターと、
前記偏光ビームスプリッターからの光を受け取り、第１のパルスの組および第２のパルスの組を生成する波長板であって、前記第１のパルスの組は、前記第２のパルスの組と異なる偏光を有する、波長板と、
前記偏光ビームスプリッターおよび前記波長板を含むリングキャビティーを生成する鏡の組と、
を含み、
前記偏光ビームスプリッターは、前記第１のパルスの組を前記パルスマルチプライヤの出力として透過させ、前記第２のパルスの組を前記リングキャビティー内に反射させる、
パルスマルチプライヤ。
【請求項２】
前記波長板は半波長板を含む、請求項１に記載のパルスマルチプライヤ。
【請求項３】
前記半波長板は、２７．３６７８度に設定される、請求項２に記載のパルスマルチプライヤ。
【請求項４】
前記波長板は４分の１波長板を含む、請求項１に記載のパルスマルチプライヤ。
【請求項５】
前記リングキャビティー中のパルスを均一に整形するためのレンズをさらに含む、請求項１に記載のパルスマルチプライヤ。
【請求項６】
前記リングキャビティー中のパルスを均一に整形するための複数のレンズをさらに含む、請求項１に記載のパルスマルチプライヤ。
【請求項７】
前記複数のレンズは、２つの画像リレーチューブによって実現される、請求項６に記載のパルスマルチプライヤ。
【請求項８】
前記複数のレンズは、２つのレンズまたは４つのレンズからなる、請求項６に記載のパルスマルチプライヤ。
【請求項９】
前記鏡の組は複合鏡を含む、請求項１に記載のパルスマルチプライヤ。
【請求項１０】
前記鏡の組によって生成された２つのリングキャビティーは、前記偏光ビームスプリッターおよび前記波長板を共有する、請求項１に記載のパルスマルチプライヤ。
【請求項１１】
パルスマルチプライヤであって、
第１のリングキャビティーであって、
第１の偏光ビームスプリッターと、
第１の波長板であって、前記第１の波長板は、前記第１の偏光ビームスプリッターからの光を受け取り、第１のパルスの組および第２のパルスの組を生成し、前記第１のパルスの組は、前記第２のパルスの組と異なる偏光を有する、第１の波長板と、
前記第１の偏光ビームスプリッターおよび前記第１の波長板を含む前記第１のリングキャビティーを生成する第１の鏡の組と、
を含む、第１のリングキャビティーと、
第２のリングキャビティーであって、
第２の偏光ビームスプリッターと、
第２の波長板であって、前記第１の偏光ビームスプリッターからの光を受け取り、第３のパルスの組および第４のパルスの組を生成し、前記第３のパルスの組は、前記第４のパルスの組と異なる偏光を有する、第２の波長板と、
前記第２の偏光ビームスプリッターおよび前記第２の波長板を含む前記第２のリングキャビティーを生成するための第２の鏡の組と、
を含む、第２のリングキャビティーと、
を含み、
前記第１の偏光ビームスプリッターは、入力レーザパルスを前記第１のリングキャビティーに透過させ、前記第１のパルスの組を前記第２のリングキャビティーに透過させ、前記第２のパルスの組を前記第１のリングキャビティー内に反射させ、
前記第２の偏光ビームスプリッターは、前記第２のパルスの組を前記第２のリングキャビティーに透過させ、前記第３のパルスの組を前記パルスマルチプライヤの出力として透過させ、前記第４のパルスの組を前記第２のリングキャビティー内に反射させる、
パルスマルチプライヤ。
【請求項１２】
パルスマルチプライヤであって、
入力レーザパルスを受け取る偏光ビームスプリッターと、
前記偏光ビームスプリッターからの光を受け取り、第１のパルスの組および第２のパルスの組を生成する波長板であって、前記第１のパルスの組は、前記第２のパルスの組と異なる偏光を有する、波長板と、
前記第１のパルスの組および第２のパルスの組を前記波長板を通って再度前記偏光ビームスプリッターに反射させるための多面反射部品の組と、
を含み、
前記偏光ビームスプリッターは、前記第１のパルスの組を前記パルスマルチプライヤの出力として透過させ、前記第２のパルスの組を再度前記波長板および前記多面反射部品の組に反射させる、
パルスマルチプライヤ。
【請求項１３】
前記波長板は４分の１波長板を含む、請求項１２に記載のパルスマルチプライヤ。
【請求項１４】
前記多面反射部品は、鏡と、２つのエタロンとを含む、請求項１２に記載のパルスマルチプライヤ。
【請求項１５】
前記第２のパルスの組のピーク出力は、ｓｉｎ２θに調節可能である請求項１２に記載のパルスマルチプライヤ。
【請求項１６】
パルスマルチプライヤであって、
入力レーザパルスを受け取る第１の波長板と、
前記第１の波長板の出力を受け取る偏光ビームスプリッターと、
前記偏光ビームスプリッターから第１のパルスの組を受け取る第２の波長板と、
前記第２の波長板からの出力を前記第２の波長板を通って前記偏光ビームスプリッターに反射させるための第１の鏡と、
前記偏光ビームスプリッターからの第２のパルスの組を受け取る第３の波長板と、
前記第３の波長板からの出力を前記第３の波長板を通って再度前記偏光ビームスプリッターに反射させるための第２の鏡と、
を含み、
前記偏光ビームスプリッターは、ｔｒａｎｓｍｉｔｓ前記第２の波長板からの第３のパルスの組を前記第３の波長板からの第４のパルスの組と共に透過させて前記パルスマルチプライヤの出力を生成し、第５のパルスの組を前記第２の波長板から再度前記第２の波長板および前記第１の鏡に反射させ、第６のパルスの組を再度前記第３の波長板および前記第２の鏡に反射させる、
パルスマルチプライヤ。
【請求項１７】
前記第１の波長板は半波長板を含む、請求項１６に記載のパルスマルチプライヤ。
【請求項１８】
前記第２のおよび第３の波長板は、４分の１波長板を含む、請求項１６に記載のパルスマルチプライヤ。
【請求項１９】
システムであって、
パルスマルチプライヤであって、
入力レーザパルスを受け取る偏光ビームスプリッターと、
前記偏光ビームスプリッターからの光を受け取り、第１のパルスの組および第２のパルスの組を生成する波長板であって、前記第１のパルスの組は、前記第２のパルスの組と異なる偏光を有する、波長板と、
前記偏光ビームスプリッターおよび前記波長板を含むリングキャビティーを生成する鏡の組と、
を含むパルスマルチプライヤ、
を含み、
前記偏光ビームスプリッターは、前記第１のパルスの組を前記パルスマルチプライヤの出力として透過させ、前記第２のパルスの組を前記リングキャビティー内に反射させる、
システム。
【請求項２０】
前記システムは、非パターンウェーハ検査システム、パターンウェーハ検査システム、マスク検査システムおよび計測システムのうち１つを実現する、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
システムのためのパルスを生成する方法であって、
リングキャビティーを用いて入力レーザパルスを複数のパルスに光学的に分割することであって、前記リングキャビティーは、偏光ビームスプリッターおよび波長板を含む、ことと、
前記複数のパルスをパルス列にグループ分けすることであって、前記パルス列は、ほぼ均等のエネルギーであり、ほぼ均等に時間間隔を空けて配置される、ことと、
前記パルス列の組を前記システムのための前記パルスとして透過させ、前記パルス列のうち残りを前記リングキャビティー内に反射させることと、
を含む、方法。
【請求項２２】
パルスマルチプライヤであって、
入来光を受け取る第１の偏光ビームスプリッターと、
前記第１の偏光ビームスプリッターからの偏光を受け取る半波長板と、
前記半波長板からのパルス光を反射させる平面鏡と、
前記平面鏡からの反射光を受け取る第１の球面鏡と、
第１の光を前記第１の球面鏡から受け取る第２の球面鏡であって、前記第１の球面鏡も、第２の光を前記第２の球面鏡から受け取り、前記第１の偏光ビームスプリッターも、第３の光を前記第１の球面鏡から受け取り、出力パルス光を生成する、第２の球面鏡と、
を含む、パルスマルチプライヤ。
【請求項２３】
前記第１の球面鏡は、前記第２の球面鏡の２倍の半径を有する、請求項２２に記載のパルスマルチプライヤ。
【請求項２４】
前記第１の球面鏡および前記第２の球面鏡は平行な位置にあり、前記第１の球面鏡の偏心により、前記第２の球面鏡の相対的位置が決定される、請求項２２に記載のパルスマルチプライヤ。
【請求項２５】
第２の偏光ビームスプリッターをさらに含み、前記第２の偏光ビームスプリッターは、前記出力パルス光を前記第１の偏光ビームスプリッターから受け取り、偏光コントラストを向上させる、請求項２２に記載のパルスマルチプライヤ。
【請求項２６】
パルスマルチプライヤであって、
入来光を受け取る第１の非偏光ビームスプリッターと、
前記第１の非偏光ビームスプリッターからの前記光の第１の半分を受け取る第２の非偏光ビームスプリッターと、
前記第１の非偏光ビームスプリッター前記光の第２の半分を受け取る第１の鏡と、
前記第１の鏡からの反射光を受け取る第２の鏡であって、前記第２の非偏光ビームスプリッターも、前記第２の鏡からの反射光を受け取り、前記第１の非偏光ビームスプリッターおよび前記第１の鏡および前記第２の鏡から反射された光が前記第２の非偏光ビームスプリッターに移動する距離の合計に起因して、前記入来光の反復率の２倍の逆数に等しい遅延が発生する、第２の鏡と、
前記第２の非偏光ビームスプリッターからの出力光のうち第１の半分を受け取る半波長板と、
前記第２の非偏光ビームスプリッターからの出力光のうち第２の半分を受け取る第３の鏡と、
前記半波長板によって生成された波を受け取る第４の鏡と、
前記第３の鏡および第４の鏡からの反射光を受け取る偏光ビームスプリッターであって、前記偏光ビームスプリッターは、パルス列のための４５度の角度出力偏光を生成する、偏光ビームスプリッターと、
を含む、パルスマルチプライヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１１年６月１３日出願の米国仮特許出願６１／４９６，４４６号（名称「Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｐｅａｋ  Ｐｏｗｅｒ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  Ｏｆ  Ｌａｓｅｒ  Ｐｕｌｓｅｓ  Ａｎｄ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ  Ａｎｄ  Ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｕｓｉｎｇ  Ｓａｍｅ」）の優先権を主張する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、半導体検査および計測システムのためのレーザパルスの光学ピーク出力低減の利用に関し、詳細には、最適化されたパルスマルチプライヤを生成するための偏光ビームスプリッターおよび波長板の利用に関する。
【０００３】
検査および計測に必要な照明は、一般に、連続波（ＣＷ）光源が最も適していることが多い。ＣＷ光源は一定の出力レベルを有するため、画像またはデータの継続的取得が可能になる。しかし、多くの対象波長（特にＵＶ波長）において、十分な放射輝度（単位立体角あたりの単位面積あたりの出力）を有するＣＷ光源は利用することができない。
【０００４】
パルス光源の瞬間ピーク出力レベルは、ＣＷ光源の時間平均出力レベルよりも遙かに高い。しかし、対象波長において十分な時間平均放射輝度を有する光源としてパルスレーザしか利用できない場合や、またはパルスレーザがコスト効率が良い場合、反復率およびパルス幅が最も高いレーザを用いることが最適である。パルス反復率が高いほど、同じ時間平均出力レベルにおけるパルスあたりの瞬間ピーク出力が低くなる。レーザパルスのピーク出力が低いほど、光学系および測定中のウェーハへの損傷も低くなる。なぜならば、ほとんどの損傷発生メカニズムは非線形であり、平均出力にではなくピーク出力に大きく依存するからである。
【０００５】
反復率の増加によるさらなる利点として、データ取得あたりまたは画素あたりに収集されるパルスが増加するため、パルス間変動の平均化および信号対ノイズ比が向上する。さらに、サンプルが高速移動する場合、パルス率の上昇に起因して、サンプル位置のサンプリングが時間の関数として向上する。なぜならば、各パルス間の距離が短くなるからである。
【０００６】
レーザ媒体、ポンプシステムおよび／またはその駆動電子機器を向上させることにより、レーザサブシステムの反復率を向上させることができる。しかし、既に所定の反復率で作動している超音波（ＵＶ）レーザの変更には、構成要素のうち１つ以上の改良向上のために大幅な時間およびコスト面での投資が必要となり得、反復率が徐々にしか向上できないこともあり得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０６４０５９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そのため、レーザ反復率を向上させるための実際的かつ低コストな技術が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一般に、システムのための最適化されたパルスを生成する方法が記載される。この方法において、リングキャビティーを用いて、入力レーザパルスを光学的に分割して、複数のパルスとする。これら複数のパルスをパルス列にグループ化する。これらのパルス列はほぼ均等のエネルギーであり、ほぼ均等に時間間隔を空けて配置される。パルス列の組を、システムのためのパルスとして送信することができる。残りのパルス列は、再度リングキャビティー内に反射され得る。
【００１０】
パルスマルチプライヤは、偏光ビームスプリッターと、波長板と、鏡の組とを含み得る。偏光ビームスプリッターは、入力レーザパルスを受ける。波長板は、偏光ビームスプリッターからの光を受け、第１のパルスの組および第２のパルスの組を生成する。一実施形態において、波長板は、半波長板を含む。半波長板は、２７．３６７８度において設定され得る。別の実施形態において、波は、４分の１波長板を含む。顕著なことに、第１のパルスの組の偏光は、第２のパルスの組の偏光と異なる。鏡の組によりリングキャビティー、が生成される。リングキャビティーは、偏光ビームスプリッターおよび波長板を含む。偏光ビームスプリッターは、有利なことに第１のパルスの組をパルスマルチプライヤの出力として送信し、第２のパルスの組をリングキャビティー内に反射する。
【００１１】
パルスマルチプライヤは、リングキャビティー中のパルスを均一に整形する１つ以上のレンズをさらに含み得る。一実施形態において、複数のレンズは、２つの画像リレーチューブによって実現され得る。
【００１２】
一実施形態において、鏡の組は、複合鏡を含み得る。別の実施形態において、鏡の組は２つのリングキャビティーを発生させ、これらは、偏光ビームスプリッターおよび波長板を共有する。さらに別の実施形態において、鏡の組は直列接続された２つのリングキャビティーを発生させ、各リングキャビティーは、固有の偏光ビームスプリッターと、波長板とを含む。
【００１３】
別の実施形態において、リングキャビティーを用いないパルスマルチプライヤが記載される。このパルスマルチプライヤにおいて、偏光ビームスプリッターは入力レーザパルスを受け取り、波長板（例えば、４分の１波長板）は、偏光ビームスプリッターからの光を受け取り、第１のパルスの組および第２のパルスの組を生成する。第１のパルスの組の偏光は、第２のパルスの組の偏光と異なる。多面反射部品の組（例えば、鏡およびエタロン）により、第１のパルスの組および第２のパルスの組が波長板を通って偏光ビームスプリッターに反射に反射される。偏光ビームスプリッターは、第１のパルスの組をパルスマルチプライヤの出力として送信し、第２のパルスの組を波長板および多面反射部品の組に反射させる。第２のパルスの組のピーク出力は、ｓｉｎ２θに調節可能である。
【００１４】
リングキャビティーを用いないパルスマルチプライヤのさらに別の実施形態が記載される。このパルスマルチプライヤにおいて、第１の波長板が入力レーザパルスを受け取り、偏光ビームスプリッターが第１の波長板の出力を受け取る。第２の波長板が、偏光ビームスプリッターから第１のパルスの組を受け取る。第１の鏡が、第２の波長板からの出力を第２の波長板を通って偏光ビームスプリッターに反射させる。第３の波長板が、偏光ビームスプリッターからの第２のパルスの組を受け取る。第２の鏡が、第３の波長板からの出力を第３の波長板を通って偏光ビームスプリッターに反射させる。顕著なことに、偏光ビームスプリッターは、第２の波長板からの第３のパルスの組と第３の波長板からの第４のパルスの組ととの組み合わせを送信して、パルスマルチプライヤの出力を生成する。偏光ビームスプリッターはまた、第２の波長板からの第５のパルスの組を第２の波長板および第１の鏡に反射させ、第６のパルスの組を第３の波長板および第２の鏡に反射させる。一実施形態において、第１の波長板は半波長板を含み、第２の波長板および第３の波長板は、４分の１波長板を含む。
【００１５】
上記したパルスマルチプライヤのうちいずれかを、ウェーハ検査システム、パターンウェーハシステム、マスク検査システムまたは計測システムに含めることができる。パルスマルチプライヤは、毎秒あたりのパルス数数を増加させかつ出力損失合計を最小にしつつ、パルスあたりのピーク出力を低コストで低減することができる。有利なことに、パルスマルチプライヤにより、市販のレーザを用いた高速検査および計測が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】各入力レーザパルスからパルス列を生成するように構成された例示的なパルスマルチプライヤを示す。
【図２Ａ】図１のパルスマルチプライヤから出力された例示的なエネルギーエンベロープを示す。各エネルギーエンベロープは、出力パルス列を含む。
【図２Ｂ】ピーク出力の低減およびエネルギーが均衡した出力の保証を可能にしつつ、図１のパルスマルチプライヤが元々の反復パルス率を倍増させることができることを示す。
【図３Ａ】１レンズのパルスマルチプライヤにおけるレンズ構成を示す。
【図３Ｂ】２レンズのパルスマルチプライヤにおけるレンズ構成を示す。
【図３Ｃ】４レンズのパルスマルチプライヤにおけるレンズ構成を示す。
【図４】鏡チルトによる出力ビームオフセットへの影響を示す。
【図５】鏡チルトによる出力ビームオフセットへの影響を示す。
【図６】レンズチルトによる出力ビームオフセットへの影響を示す。
【図７】レンズ偏心不整合による出力ビームオフセットへの影響を示す。
【図８】２つのレンズを含むパルスマルチプライヤの例示的な実施形態を示す。
【図９Ａ】直列接続された２つの隣接するリングキャビティーを含むパルスマルチプライヤを示す。
【図９Ｂ】セミネステッドリングキャビティーを含むパルスマルチプライヤを示し、これにより、２つのリングキャビティー間のいくつかのコンポーネントの共有が可能となる様子を示す。
【図１０】多面反射部品を含むパルスマルチプライヤを示す。
【図１１】例示的なパルスマルチプライヤを示す。このパルスマルチプライヤは、２つの組み合わされたビームを用いて、パルス出力を生成する。
【図１２】例示的なパルスマルチプライヤを示す。このパルスマルチプライヤは、図１のパルスマルチプライヤと比較してリングキャビティー中の鏡数が少ない。
【図１３】パルスマルチプライヤを含む例示的なウェーハ検査システムを示す。
【図１４】パルスマルチプライヤを含む例示的なパターンウェーハ検査システムを示す。
【図１５】別の例示的なパルスマルチプライヤを示す。
【図１６】反射光学系のみを用いて実現することが可能なリングキャビティーを示す。
【図１７】別の例示的なパルスマルチプライヤを示す。
【図１８】別の例示的なパルスマルチプライヤを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
向上したパルスマルチプライヤの一態様によれば、各レーザパルスを光学的に分割して複数のパルスとすることができ、これら複数のパルスをグループ分けしてパルス列とする。一実施形態において、これらのパルス列はほぼ均等のエネルギーであり得、ほぼ均等に時間間隔を空けて配置され得る。このようなレーザパルスの分割により、上記した問題に対する実際的かつ低コストな解決法を最小のエネルギー損失で提供することが可能になる。
【００１８】
図１に示す例示的なパルスマルチプライヤ１００は、各入力パルス１０１からパルス列を生成するように構成される。入力パルス１０１は、偏光ビームスプリッター１０２に入射し、その結果入力パルス１０１の入力偏光に起因して、光全てがレンズ１０６に送られる。よって、送られた偏光は、入力パルス１０１の入力偏光に対して平行となる。レンズ１０６は、入力パルス１０１の光を集束させ、半波長板１０５に案内する。一般的に、波長板は、光波の垂直偏光成分間の位相をシフトさせ得る。例えば、半波長板が線形偏光を受け取ると、この半波長板は２つの波を生成し得る。これら２つの波のうち、１つの波は光軸に対して平行であり、別の波は光軸に対して垂直である。半波長板１０５において、平行波は、垂直波よりも若干遅く伝搬し得る。光出射のため１つの波が他方の波に対する波長遅延（１８０度）のちょうど半分になるように、半波長板１０５を作製する。さらに、これら２つの波の組み合わせは、板へ入射する光と比較して、直角に偏光する。
【００１９】
よって、半波長板１０５は、各入力パルス１０１からパルス列を生成することができる。パルス列の正規化振幅は、ｃｏｓ２θ、ｓｉｎ２２θ、ｓｉｎ２２θｃｏｓ２θ、ｓｉｎ２２θｃｏｓ２２θ、ｓｉｎ２２θｃｏｓ３２θ、ｓｉｎ２２θｃｏｓ４２θ、ｓｉｎ２２θｃｏｓ５２θ（θは、半波長板１０５の角度）である。顕著なことに、レーザパルスからのパルス列のエネルギー合計は、半波長板１０５を横断した状態で実質的に保存され得る。
【００２０】
半波長板１０５によって生成される、奇項からのエネルギー合計は、以下に等しい。
（ｃｏｓ２θ）２＋（ｓｉｎ２２θｃｏｓ２θ）２＋（ｓｉｎ２２θｃｏｓ３２θ）２＋（ｓｉｎ２２θｃｏｓ５２θ）２＋（ｓｉｎ２２θｃｏｓ７２θ）２＋（ｓｉｎ２２θｃｏｓ９２θ）２＋．．．
＝ｃｏｓ２２θ＋ｓｉｎ４２θ（ｃｏｓ２２θ＋ｃｏｓ６２θ＋ｃｏｓ１０２θ＋．．．）
＝２ｃｏｓ２２θ／（１＋ｃｏｓ２２θ）
【００２１】
これとは対照的に、半波長板１０５によって生成される、偶項からのエネルギー合計は、以下に等しい。
（ｓｉｎ２２θ）２＋（ｓｉｎ２２θｃｏｓ２２θ）２＋（ｓｉｎ２２θｃｏｓ４２θ）２＋（ｓｉｎ２２θｃｏｓ６２θ）２＋（ｓｉｎ２２θｃｏｓ８２θ）２＋（ｓｉｎ２２θｃｏｓ１０２θ）２＋．．．
＝ｓｉｎ４２θ（１＋ｃｏｓ４２θ＋ｃｏｓ８２θ＋ｃｏｓ１２２θ＋．．．）
＝ｓｉｎ２２θ／（１＋ｃｏｓ２２θ）
【００２２】
パルスマルチプライヤ１００の一態様によれば、半波長板１０５の角度θは、奇項合計が偶項合計に等しくなるように、（以下のように）決定することができる。
２ｃｏｓ２２θ＝ｓｉｎ２２θ
ｃｏｓ２２θ＝１／３
ｓｉｎ２２θ＝２／３
θ＝２７．３６７８度
【００２３】
再度図１を参照すると、半波長板１０５から出てきた光は、鏡１０４，１０３によって再度偏光ビームスプリッター１０２に反射される。よって、偏光ビームスプリッター１０２、レンズ１０６、半波長板１０５ならびに鏡１０４，１０３により、リングキャビティー構成が形成される。リングキャビティーを横断した後に偏光ビームスプリッター１０２上へ入射した光は、半波長板１０５によって生成された２つの偏光を有する。よって、偏光ビームスプリッター１０２は、矢印１０９によって示すように、一部の光を透過させ、他の光を反射させる。詳細には、偏光ビームスプリッター１０２は、入力パルス１０１と同じ偏光を有する鏡１０３からの光を透過させる。この透過された光は、出力パルス１０７としてパルスマルチプライヤ１００から出て行く。反射光は、入力パルス１０１に対して垂直な偏光を有し、リングキャビティー内に再度導入される（簡潔さを期するため、パルスは図示していない）。
【００２４】
顕著なことに、これらの再度導入されたパルスは、半波長板１０５のさらなる部分的偏光スイッチングおよび後続の偏光ビームスプリッター１０２による光分割について上記したような方法で、リングを横断することができる。よって、一般的に、上記したリングキャビティーは、一部の光がおよび残りの光から（一定の最小の損失を伴って）出て行って、リング周囲において継続するように、構成される。Ｄｕｒｉｎｇリングの各横断時において（さらなる入力パルスの導入無く）、光合計のエネルギーは、出力パルス１０７としてリングから出て行く光に起因して低下する。
【００２５】
定期的に、新規の入力パルス１０１がパルスマルチプライヤ１００に供給される。一実施形態において、レーザ入力が１２５ＭＨｚである場合、０．１ナノ秒（ｎｓ）のレーザパルスが得られる。矢印１０８によって示される軸に沿って鏡１０４を移動させることにより、リングのサイズおよびよってリングの時間遅延を調節することができる点に留意されたい。
【００２６】
リングキャビティー長は、パルス間隔を増倍率によって除算することにより直接計算される公称長よりも若干長いかまたは若干短い。その結果、パルスは偏光ビームスプリッターと完全に同じタイミングで到着せず、出力パルスが若干広くなる。例えば、入力パルス反復率が１２５ＭＨｚである場合、周波数逓倍が２であるとき、キャビティ遅延のノミナル値は４ｎｓである。一実施形態において、多重反射されたパルスが入来パルスと全く同じタイミングで到着しないように、４．０５ｎｓに対応するキャビティ長を用いることができる。さらに、有利なことに、１２５ＭＨｚの入力パルス反復率に対する４．０５ｎｓのキャビティ長により、パルスの幅広化およびパルス高さの低減が可能になる。他のパルスマルチプライヤの入力パルス率が異なる場合、キャビティ遅延も異なり得る。
【００２７】
顕著なことに、偏光ビームスプリッター１０２および半波長板１０５の協働によって生成された偶数パルスおよび奇数パルスは、リング内の各旋回ごとに減少する。これらの偶数パルスおよび奇数パルスは、エネルギーエンベロープを提供する点において特徴付けられ得る。エネルギーエンベロープは、偶数パルス列（すなわち、複数の偶数パルス）または奇数パルス列（すなわち、複数の奇数パルス）からなる。パルスマルチプライヤ１００の一態様によれば、これらのエネルギーエンベロープは、実質的に等しい。
【００２８】
図２Ａに示す例示的なエネルギーエンベロープ２０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃ，２０２Ｄはそれぞれ、出力パルス列２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｃ，２０１Ｄからなる。図示のように、出力パルス列は、上記した実施形態を例示する。すなわち、偶数／偶数パルス間の時間遅延は０．１ｎｓであり、隣接する出力エンベロープの関連付けられたパルス（すなわち、１→２、３→４、５→６）間の時間遅延は４．０５０ｎｓである。顕著なことに、偶数／偶数パルス間の時間間隔は十分な間隔からほど遠いものであるため、これらのパルスを非論理的に付加することができる（逆に言えば、これらのパルスは相互に論理的に干渉しない）。
【００２９】
元々のパルス２００Ａ，２００Ｂは、出力エンベロープ２０２Ａ，２０２Ｃの一部ではなく、文脈のために図示したものである点に留意されたい。詳細には、偏光ビームスプリッター１０２および半波長板１０５は、元々のパルス２００Ａ，２００Ｂを用いて、出力パルス列２０１Ａ〜２０１Ｄを生成する。図２Ｂは、パルス列２０１Ａ，２０１Ｂそれぞれの中の個々のパルスの正規化合計は１／２に等しく、パルス列２０１Ａ，２０１Ｂの正規化合計は１に等しいことを示す。よって、パルスマルチプライヤ１００について述べた構成により、ピーク出力の低減およびエネルギーが均衡した出力の保証を達成しつつ、元々の反復パルス率を倍増することができる。
【００３０】
再度図１を参照すると、顕著なことに、リングの各横断時において、レンズ１０６は、光パルスを均一に整形することができる。この均一性により、（例えば図２Ｂに示すように）パルスを付加することが可能になり、所定のサイズのエンベロープの一貫した結果（例えば、図２Ａに示すようなもの）が得られる。よって、レンズ１０６は、有利なことにパルスマルチプライヤ１００に対して高品質のビームを維持することができる。
【００３１】
単一のレンズ（すなわち、レンズ１０６）をパルスマルチプライヤ１００中に図示しているが、他の実施形態において寄り多数のレンズも用いられ得る点に留意されたい。少なくとも１つのレンズを上記したパルスマルチプライヤ内に設ける目的は、均一なガウスビーム形状をビームリレー中の特定の地点において保証することにある（すなわち、ビームウエストを再集束させて、リングキャビティー長を補償すること）。図３Ａ、図３Ｂおよび図３Ｃに示すレンズ構成は、それぞれ１レンズ、２レンズおよび４レンズ用である。レンズ数は、リングキャビティー中のレンズ数を具体的に示す点に留意されたい。そのため、例えば、構成３０１（図３Ａ）の場合、リングキャビティーの一部を形成する１つのレンズを有するが、実際にはリングキャビティーの外部にさらに２つのレンズを設けてコリメートビームを形成する必要がある。図３Ａ〜図３Ｃに示すガウスビームリレー中の水平線および垂直線は、当業者に公知の画像面を示し、斜線は鏡または偏光ビームスプリッターを示す点に留意されたい。例えば、構成３０２（図３Ｂ）において、３つの画像面３０４が示されている。図３Ｃに示す構成３０３は、４レンズを有し、倍率１倍の望遠鏡対を形成する。（構成３０２と同様に）構成３０３も２つの内部画像を生成する。しかし、構成３０３の場合、望遠鏡を形成するレンズ対間の鏡は不要である。そのため、隣接する鏡が介在する画像リレーチューブ間を用いて構成３０３を構築することができ、これにより、例えば、コンポーネント整合およびコンポーネント組み立てを構成３０２よりも簡略化することができる。
【００３２】
一般に、２レンズ構成（レンズダブレットとも呼ばれる）により、再集束ビームウエストにおけるビーム品質を１レンズ構成よりも向上させることができる。しかし、レンズ構成中のレンズ数は、特定の用途に応じて異なり得る。代替的なパルスマルチプライヤの実施形態は、１つ以上のレンズの代わりのまたは１つ以上のレンズに加えた１つ以上の曲線状の集束鏡の利用を含み得る。一実施形態において、レーザビーム直径を約１０ｍｍまで拡張した後、リングキャビティー内に進入させる。そのため、再集束は不要である。この実施形態において、幅広ビームとして特徴付けられるものにより、レンズおよび曲線状鏡を不要とすることができる。
【００３３】
図４および図５は、鏡チルトによる出力ビームオフセットへの（ミリメートル単位での）影響を示す。再度図１を参照すると、鏡１０４によって提供される機能を２つの鏡１０４Ａ，１０４Ｂを用いて行ってもよく、ここで、鏡１０４Ａは、（リングキャビティーを横断する際の）第１の角部鏡として特徴付けられ得、鏡１０４Ｂは第２の角部鏡として特徴付けられ得る点に留意されたい。図４および図５は、第１の角部鏡および第２の角部鏡の鏡チルトに基づく感度を示す。１レンズ構成（４０１）（５０１）、２レンズ構成（４０２）（５０２）、および４レンズ構成（４０３）（５０３）の３つのレンズ構成が図示されている。図４は、１レンズ構成の場合、（感度が相対的に類似している）２レンズ構成または４レンズ構成の場合よりも鏡チルトに対する感度が大幅に高いことを示している。図５は、４レンズ構成の場合、１レンズ構成または２レンズ構成と比較して、鏡チルトに対する感度が大幅に低いことを示す。
【００３４】
別個の鏡１０４Ａ，１０４Ｂではなく複合鏡１０４を用いた場合、いくつかの利点を実現することができる点に留意されたい。例えば、ちょうど９０度の角度になるように複合鏡１０４を事前組み立てすることにより、個々の鏡１０４Ａ，１０４Ｂを整合させる場合よりも、現場での組み立ての容易化を図ることができる。さらに、複合鏡１０４は、２つの鏡の角度に依存する返送方向を提供することができる。そのため、光が常に入力光に対して平行に反射されることを保証しつつ、複合鏡１０４を回転させることが可能になる。その結果、複合鏡１０４により、鏡１０４Ａ，１０４Ｂを別個にできるという一定の性能的利点が得られる。複合鏡１０４は、反射プリズム、ガラスブロック、機械加工された鏡または他の適切な材料を用いて実現することができる。
【００３５】
図６は、レンズチルトによる出力ビームオフセットへの（ミリメートル単位での）影響を示す。図６中、１レンズ（６０１）、第１の２つのレンズ（６０２）、第１の４つのレンズ（６０３）、および第２の４つのレンズ（６０４）の４つの異なるレンズの感度が図示されている。図示のように、チルト角度が増加するほど、１つのレンズ構成のチルト感度の方が他の任意の構成のチルト感度よりも緩やかに増加している。
【００３６】
図７は、レンズ偏心不整合による出力ビームオフセットへの影響（どちらもミリメートル単位）を示す。１レンズ（７０１）、第１の２つのレンズ（７０２）、第１の４つのレンズ（７０３）、および第２の４つのレンズ（７０４）の４つの異なるレンズの感度を図７中に示す。図示のように、レンズ構成の場合、４レンズ構成（第１のレンズまたは第２のレンズ）の場合よりも偏心不整合に対する感度が遙かに高く、２レンズ構成よりも偏心不整合に対する感度が若干高い。
【００３７】
表１および表２は、２つのレンズおよび４つのレンズの場合にビームスプリッター消光比および偏光によるエネルギー効率への影響についての例示的なデータを示す。表１および表２においては、（１）完全なＰ偏光における入力ビーム、（２）高反射器（ＨＲ）コーティング鏡はＲｐ：９９．８９％、Ｒｓ：９９．９５％であり、（３）反射防止（ＡＲ）レンズはＲ：０．２％であり、４つのレンズ（８表面）、（４）第１の反射は計算に含まれ、および（５）半波長板は２７．３６度において固定されない、ことを仮定する点に留意されたい。
【００３８】
ビームスプリッター消光比は、不要なコンポーネントに対する必要なコンポーネントの伝達比である（すなわち、偏光子の場合、反射光に対する透過光の比である）。顕著なことに、偏光純度は、主にビームスプリッター消光比の関数である。一実施形態において、さらなる偏光子をパルスマルチプライヤの出力に追加することにより、偏光純度の向上を低い損失で達成することができる。
【００３９】
等しいパルス間エネルギーに到達するための半波長板の最良の角度は、消光比および他のキャビティ損失に依存する。表１および表２は、有限の消光比偏光子および非理想的なコンポーネント伝達および反射率を用いた例を考えており、最適な波長板角度要求を推定する。
【表１】
2014519614.tif 000003
【表２】
2014519614.tif 000004
【００４０】
１つの好適な実施形態において、パルスマルチプライヤ中のコンポーネント数を最小化することができる。詳細には、各コンポーネントに関連して損失が低い場合（例えば、上記の表１に示すようなもの）であっても、リングキャビティー中の各光横断に起因する性能劣化を所定料まで最小化することができる。そのため、リングキャビティー中のコンポーネント数の最小化により、性能劣化を最小化するための１つの方法を得ることができる。例えば、各レンズは２つの表面を有し、各表面は所定の損失を有する。よって、１レンズ構成または２レンズ構成（それぞれ、２つの表面および４つの表面）により、（８つの表面を有する）４レンズ構成よりも高性能が得られる（レンズ品質は同一であると仮定する）。
【００４１】
図８は、２つのレンズ８０１Ａ，８０１Ｂを含むパルスマルチプライヤ９００の例示的な実施形態を示す。鏡１０４（図１）は、ここで別個の鏡１０４Ａ，１０４Ｂとなる点に留意されたい。この実施形態において、レンズ８０１Ａは偏光ビームスプリッター１０２と鏡１０４Ａとの間に配置され、レンズ８０１Ｂ、半波長板１０５および鏡１０３は、鏡１０４Ｂと偏光ビームスプリッター１０２との間に配置される。この構成およびリングキャビティーおよび任意の数のレンズを有する他の任意の校正を用いれば、入力パルス１０１の速度と比較して出力パルス１０７速度を２倍にすることができる。
【００４２】
一実施形態において、異なる長さの２つのキャビティーを直列に用いることにより、パルス率を４倍以上に倍増することができる。例えば、図９Ａは、直列の２つのリングキャビティー９００Ａ，９００Ｂを含むパルスマルチプライヤを示す（リングキャビティー９００Ａ，９００Ｂは図示のように同一面上において隣接させてもよいし、あるいは、相互に積み重ねてもよい点に留意されたい）、各リングキャビティーは、偏光ビームスプリッター９０１、半波長板９０２および鏡９０３を含む（レンズ（単数または複数）は簡潔さを期する図示していない）。
【００４３】
図９Ｂは、セミネステッドリングキャビティーを含み、これにより、いくつかのコンポーネントを２つのリングキャビティー間において共有することが可能になるパルスマルチプライヤを示す。例えば、この実施形態において、偏光ビームスプリッター９１１、半波長板９１２および鏡９１３’が２つのリングキャビティー９１０Ａ，９１０Ｂによって供給されてもよい（リングキャビティー９１０Ｂは２つの部分を有し、１つの部分はリングキャビティー９１０Ａ内にネスト化され、その他の部分はリングキャビティー９１０Ａの外部にある）。鏡９１３は、自身の各リングキャビティーの一部を形成する（レンズ（単数または複数）は、従来の方法で配置することができるが、簡潔さを期するに図示していない）点に留意されたい。図９Ｂに示すように、光がリングキャビティー９１０Ａから退出した後、光は先ずリングキャビティー９１０Ａの外部のリングキャビティー９１０Ｂの部分を横断し、その後リングキャビティー９１０Ａ内にネスト化されたリングキャビティー９１０の部分を横断する。一実施形態において第２のリングキャビティー９００Ｂ／９１０Ｂのキャビティ長は、第１のリングキャビティー（９００Ａ／９１０Ａ）のキャビティ長の実質的に半分とすることができ、これにより、パルス反復率を４倍にすることができる。
【００４４】
顕著なことに、図９Ａおよび図９Ｂ中のパルスマルチプライヤにより、入力パルスと比較して４倍の速度を得ることが可能になる。他の実施形態においてより多数のリングキャビティーを用いてもよく、その場合、各リングにより速度が上昇する（例えば、３リングキャビティーの場合８倍になり、４リングキャビティーの場合１６倍になる）。
【００４５】
上記のパルスマルチプライヤの実施形態においては半波長板を用いたが、他の実施形態において他の波長板を用いることも可能である点に留意されたい。すなわち、単一の半波長板の代わりに、遅延特性が異なる１つ以上の波長板を用いてもよい。例えば、半波長板の代わりに４分の１波長板または半波長板および所望の増倍率と、強度が等しい１列のパルスが必要かまたは振幅が減衰する１列のパルス振幅が必要かとに応じて、４分の１波長板の組み合わせを用いることができる。
【００４６】
パルスマルチプライヤの一実施形態において、少なくとも１つのリングキャビティーは２波長板を含み得る。この場合、第１の波長板により、角度θ１において位相遅延δ１が得られ、第２の波長板により、角度θ２において位相遅延δ２が得られる。入力レーザパルス（Ｅｘ、Ｅｙ）の電界は、以下によって決定することができる：
【数１】
2014519614.tif 000005
【００４７】
一実施形態において、以下に示すように、第１の位相板を４分の１波長板として設定することができ、第２の位相板を半波長板として設定することができる。
【数２】
2014519614.tif 000006
【００４８】
一実施形態において、以下のようにリングキャビティーを整合させることができる。先ず、フォトダイオードおよびオシロスコープを用いてパルス形状およびタイミングを観測して、キャビティ長を調節することができる。その後、リングキャビティー出口から１〜２ｍ離して配置されたカメラを用いて、レーザビームプロファイルおよび位置を検出することができる。このとき、波長板θをゼロ度に設定することができる。この構成において、パルスはリングキャビティーを１周し、出て行く。その際、および偏光ビームスプリッターからリングキャビティーへ再度に案内される反射光はほとんど無い（そのため、速度増加もほとんど発生しない）。その後、波長板θを４５度へ設定することができる。この構成において、パルスはリングキャビティーを２回横断した後、退出する。詳細には、第１回目の通過後、偏光ビームスプリッターを通って有意ではない伝達は発生するが、第２の通過後、実質的に完全な伝達が発生する。最後に、波長板θを２７．３６７８度に設定することにより、キャビティから退出する際、偶数パルスおよび奇数パルスのエネルギーの平均出力の均衡が空間的にとられる。その後、光学素子を調節して、これらの２つの光経路が実質的に同じサイズとなりかつ同一位置に到着するようにすることができる。
【００４９】
さらに、リングキャビティーを用いたパルスマルチプライヤは、異なる振幅のパルス列を生成することができる（ただし、そのような特徴が所望される場合）。例えば、波長板の方向を適切にすることにより、第２のパルスを第１のパルスよりも強くすることができる。詳細には、半波長板の軸がｘ軸（入来レーザの偏光ベクトルを含む面）に対して約２７．４度よりも大きな角度でに案内された場合、第１のパルスは第２のパルスよりも弱くなる。別の構成において、１つのパルスを分割して、振幅が低下するパルス列をすることができる。そして、このような列を各入来レーザパルスについて反復することができる。
【００５０】
リングキャビティーを含むパルスマルチプライヤについて上述してきたが、他のパルスマルチプライヤにおいて、パルスを生成するためのリングキャビティーを含まない多面反射方式を用いてもよい。例えば、図１０に示すパルスマルチプライヤ１０００は、偏光ビームスプリッター１００１、４分の１波長板１００２、鏡１００３、および２つのエタロン状表面１００４を含む。エタロンは典型的には、高反射表面を２つ有する透明板によって形成される。この実施形態において、エタロン状表面１００４は、部分反射表面と共に形成することができる。パルスマルチプライヤ１０００において、光学素子（および関連付けられた複数の表面）の整合は相対的に簡単であるが、整合を高精度に行うためには干渉計が必要となり得る点に留意されたい。下記の表３は、多様な数（ｎ）の表面に対する例示的な反射率Ｒを示す。一般的に、（１−Ｒ）２ｎ＝Ｒ（Ｒは反射率）である場合、最適化された結果が得られる。
【表３】
2014519614.tif 000007
【００５１】
図１１に示す例示的なパルスマルチプライヤ１１００は、２つの組み合わされたビームを用いて、パルス出力を生成する。パルスマルチプライヤ１１００は、偏光ビームスプリッター１１０１と、２つの鏡１１０３および１１０６と、２つの４分の１波長板１１０２および１１０５と、半波長板１１０４とを含む。この構成において、偏光ビームスプリッター１１０１は、４分の１波長板１１０２および１１０５をれぞれを介して光を鏡１１０３および１１０６双方に案内する。鏡１１０３および１１０６からの反射光は、同一偏光を有し（そしてここでも４分の１波長板１１０５および１１０２を通過し）、これらの反射光を偏光ビームスプリッター１１０１を用いて組み合わせることができる。パルスマルチプライヤ１１００により、図示のように、入力パルスの反復率の倍増のみが得られる。この構成において、干渉計を用いてパルスマルチプライヤ１１００を整合させることができる点に留意されたい。
【００５２】
図１２に示す例示的なパルスマルチプライヤ１２００においては、リングキャビティー内の鏡の数を（例えば図１と比較して）低減している。パルスマルチプライヤ１２００は、三角形リングキャビティーを含む。三角形リングキャビティーは、偏光ビームスプリッター１２０１、２つの鏡１２０３および１２０４および半波長板１２０２を有する。図１２に示す構成において、偏光ビームスプリッター１２０１から反射される第１のパルスは、第１の偏光を有する、透過する第２のパルスは、第１の偏光と異なる第２の偏光を有する。ピーク出力は、ｓｉｎ２θに調節可能である。この構成において、干渉計を用いてパルスマルチプライヤ１２００を整合させることができる点に留意されたい。
【００５３】
有利なことに、検査システムは、上述したパルスマルチプライヤを含み得る。検査システムは、明視野検査システム、暗視野検査システム、または明視野モードおよび暗視野モード双方を備えたシステムであり得る。検査システムは、半導体ウェーハまたはフォトリソグラフィーマスクを検査するように構成することができる。詳細には、検査システムは、パターンサンプル上のパターニング欠陥を検出するように構成することもできるし、あるいは、パターン表面または非パターン表面上の粒子、窪みまたは突起を検出するように構成することがもきる。
【００５４】
例えば、上記したパルスマルチプライヤによって生成された高反復率レーザパルスをフラッシュオンザフライ検査システムにおいて用いることができ、単一のレーザパルスにより、移動している検査対象サンプル（例えば、ウェーハまたはレチクル）の一部を照射し、カメラによって画像を取得する。各レーザパルスは短時間しか継続しないため、動きを有効に凍結し、ぼやけていない画像が取得される。有利なことに、上記したパルスマルチプライヤによって得られる高反射率により、単位時間あたりにより多数の画像を取得することができ、これによりより高速の動きが可能となる。
【００５５】
図１３に示す例示的なウェーハ検査システム１３００は、パルスマルチプライヤ１３２０を含む。システム１３００において、機構１３０２を用いてウェーハ１３０１を回転および並進させることにより、ウェーハ表面全体の走査が可能となる。有利なことに、パルスマルチプライヤ１３０２は、垂直ビーム１３０３および斜め方向ビーム１３０４のためのパルスを生成する。垂直ビーム１３０３および斜め方向ビーム１３０４は、ウェーハ１３０１上に案内される。その後、ウェーハ１３０１からの反射入射光を、例えばコブレンツ球１３０８および光学系１３０９を用いて検出器（簡潔さを期する、図示せず）上に案内する。システム１３００は、幅狭の検出経路および幅広の検出経路双方を提供し得る（例えば、幅狭のフォトマルチプライヤチューブ（ＰＭＴ）１０５および幅広のＰＭＴ１３０６を含む）。米国特許第５，１８９，４８１号（Ｊａｎｎ  ｅｔ．ａｌへ付与、１９９３年２月２３日）において、システム１３００についてより詳細が記載されている。本明細書中、同文献を参考のため援用する。顕著なことに、パルスマルチプライヤ１３２０により、ＵＶ、ＤＵＶまたはＶＵＶレーザからのパルスを乗算することができる。有利なことに、パルスマルチプライヤ１３２０は、任意の使用レーザのピーク出力を低減しつつ、反復率を増加させることができる。
【００５６】
図１４に示す例示的なパターンウェーハ検査システム１４００は、パルスマルチプライヤ１４０１を含む。パルスマルチプライヤ１４０１は、ほぼ垂直方向および斜め方向の照明双方を提供することができる（簡潔さを期する、斜め方向照明１４０２のみを図示している）。パルスマルチプライヤ１４０１は、ＵＶ、ＤＵＶまたはＶＵＶレーザからのパルスを生成することができる。有利なことに、パルスマルチプライヤ１４０１は、ピーク出力を低減しつつ、使用レーザの反復率を増加させることができる。システム１４００において、多チャンネル収集１４０３により、大きな収集領域、ビニング、およびチャンネル融合が得られ、信号対ノイズ比（ＳＮＲ）も増加する。パルスマルチプライヤ１４０１によって生成される照明偏光により、先行抑制層および欠陥選択性が得られる。照明チャンネルにより、多チャンネル収集１４０３が促進され、１つ以上のスポット、１つ以上の幅狭線またはウェーハ１４０４上の矩形領域が照射され得る。検出チャンネルは、（パターン抑制のための）フーリエフィルタリング、偏光選択、角度範囲および／または開口数（ＮＡ）制御を含み得る。
【００５７】
有利なことに、計測システムは、上記したパルスマルチプライヤも含み得る。例示的な計測システムは、以下を非限定的に含み得る：エリプソメータ（例えば、米国特許第６，７３４，９６８号（本明細書中、参考のため援用する）、角度分解反射率計（例えば、米国特許第４，９９９，０１４号または米国特許第７，６６７，８４１号（本明細書中、双方を参考のため援用する）または光音響測定システム（例えば、米国特許第４，７１０，０３０号（本明細書中、参考のため援用する）を参照。
【００５８】
パルスマルチプライヤを含む任意の検査または計測システムをパルス整形デバイスと共に用いることが可能である点に留意されたい。例示的なパルス整形デバイスの非限定的な例について、米国特許出願第１３／０６１，９３６号（出願日：２０１１年３月２日）に記載がある。この出願は、国際公開第２０１０／０３７１０６号の国内段階出願である。国際公開第２０１０／０３７１０６号は、米国仮出願第６１／１００，９９０号の優先権を主張する。本明細書中、全ての出願を参考のため援用する。このようなパルス整形デバイスを用いて、各レーザパルスのコヒーレンスを低減することもできるし、あるいは、パルス形状を変更することもできる。
【００５９】
図１５は、鏡および少なくとも１つの半波長板を含む例示的なパルスマルチプライヤ１５００を示す。この実施形態において、パルスマルチプライヤ１５００は、偏光ビームスプリッター１５０１を含み得る。偏光ビームスプリッター１５０１は、入来光を平面鏡１５０２に案内する。一実施形態において、半波長板（簡潔さを期する図示せず）は、偏光ビームスプリッター１５０１と鏡１５０２との間に配置される。他の実施形態において、上述するような他のパルスマルチプライヤの実施形態に示すように、１つ以上の半波長板を配置することができる。
【００６０】
平面鏡１５０２は、光を第１の球面鏡１５０３に反射させ、その後第１の球面鏡１５０３は光を第２の球面鏡１５０４に案内する。その後、第２の球面鏡１５０４は、光を再度第１の球面鏡１５０３に反射させ、その後、第１の球面鏡１５０３は、光を偏光ビームスプリッター１５０１を通して案内する。一実施形態において、第１の球面鏡１５０３の半径は、第２の球面鏡１５０４の半径の２倍であり得る。第１の球面鏡１５０３および第２の球面鏡１５０４は、平行な位置に配置することができ、第１の球面鏡１５０３の偏心により、第２の球面鏡１５０４の相対的位置が決定され得る点に留意されたい。図１５に示すように、偏光ビームスプリッター１５０１はブルースター角度を持ち得るが、他の実施形態においては偏光ビームスプリッター１５０１は４５度の角度を持ち得る。一実施形態において、パルスマルチプライヤ１５００内において用いられる鏡をレール上またはチューブ内に取り付けることにより、コンパクトかつ安定した設計が可能となる。この実施様態の実際的な簡便性として、顕著な特徴がある。レーザビーム品質要求に応じて光ビーム直径を例えば数ｍｍ範囲未満まで制限することにより、幾何収差を回折限界よりも遙かに低くすることができる点に留意されたい。一実施形態において、任意選択の偏光ビームスプリッター１５０５をパルスマルチプライヤ１５００の出力に設けることにより、偏光コントラストを向上させることができる。
【００６１】
顕著なことに、パルスマルチプライヤは、（出力損失合計を最小に抑えつつ）毎秒あたりのパルス数を増加させつつ、パルスあたりのピーク出力を低コストに低減することができる。有利なことに、パルスマルチプライヤにより、市販のレーザを用いた高速検査および計測が可能となる。暗視野検査システムは、レーザ光源に依存する。上述したパルスマルチプライヤにより、本来であればパルス反復率が低すぎるレーザをシステムにおいて用いることが可能になり、適切なレーザが利用できない場合または利用可能なレーザが高価過ぎる場合または信頼性が低い場合において、極めて高い反復率のＵＶレーザまたはＣＷレーザへの代替物を提供することができる。
【００６２】
本発明の１つ以上の実施形態の詳細な説明について、本発明の原理を示す添付図面を参照しつつ、上述してきた。本発明についてこのような実施形態と関連して説明したが、本発明はいずれの実施形態にも限定されない。
【００６３】
例えば、一実施形態において、レーザ波長のための適切なコーティングで光学素子をコーティングすることができる。伝達要素（すなわち、レンズ（単数または複数）および波長板（単数または複数））の各表面に対し、各表面において反射されるレーザエネルギー量を最小化させる反射防止コーティングを施してもよい。鏡に対し、研磨と、反射の最大化およびレーザ波長における散乱の最小化を達成するように設計されたコーティングとを施すことができる。
【００６４】
図１６に示すリングキャビティー１６００によって示されるような反射光学系を用いてリングキャビティーを実現してもよい点に留意されたい。この実施形態において、ビームスプリッター１６０１、鏡１６０２、球面レンズ１６０３および球面レンズ１６０４により、画像リレーが促進され得る。この原理は、上述したレンズシステムの場合とほとんど同様であるが、相互作用する表面は遙かに少数であり、損失可能性も低い。
【００６５】
図１７に示す別の例示的なパルスマルチプライヤ１７００は、各入力パルスからパルス列を生成するように構成される。入力パルスが非偏光ビームスプリッター１７０１上に衝突すると、非偏光ビームスプリッター１７０１は、この光のうち半分を非偏光ビームスプリッター１７０２に透過させ、この光のうち残りの半分を鏡１７０３に反射させる。鏡１７０３は、この光を鏡１７０４に反射させ、鏡１７０４は次にこの光を非偏光ビームスプリッター１７０２に反射させる。ビームスプリッター１７０１によって反射された光がビームスプリッター１７０２に到着するまでの全体的距離は、入射光の反復率の２倍の逆数に等しい遅延が発生するように、選択される。その結果、非偏光ビームスプリッター１７０２は、この光のうち半分を透過させ、非偏光ビームスプリッター１７０１および鏡１７０４それぞれから受け取った光のうち半分を反射させる。その結果、２つのビームを２倍のパルス反復率で発生させる。半波長板１７０５および鏡１７０７は、非偏光子ビームスプリッター１７０２によって透過および反射された光を受け取る。鏡１７０６は、半波長板１７０５によって生成された２つの波を受け取る。偏光ビームスプリッター１７０８は、鏡１７０６および１７０７双方からの反射光を受け取る。偏光ビームスプリッター１７０８は、同相光を組み合わせ、パルス列のために４５度の角度出力偏光を生成する（すなわち、反復率倍増方式）。
【００６６】
図１８に示す別の例示的なパルスマルチプライヤ１８００は、各入力パルスからパルス列を生成するように構成される。入力パルスが非偏光ビームスプリッター１８０１上に衝突すると、非偏光ビームスプリッター１８０１は、この光のうち半分を非偏光ビームスプリッター１８０３に透過させ、この光の残りの半分を鏡１８０２に反射させる。鏡１８０２は、この光を鏡１８０３に反射させ、その結果、鏡１８０３は、この光を非偏光ビームスプリッター１８０３に反射させる。非偏光ビームスプリッター１８０３は、受け取った光を鏡１８０５と非偏光ビームスプリッター１８０７との間で分割する。鏡１８０５は、この光を鏡１８０６に反射させ、その結果、鏡１８０６は、この光を非偏光ビームスプリッター１８０７に反射させる。顕著なことに、パルスマルチプライヤ１８００はＮ個のステップを含み、各ステップは、上述した非偏光ビームスプリッターおよび鏡を含み、各ステップの結果、パルス反復率の２倍の増加はＮステップ後において全部で２Ｎ倍になる。非偏光ビームスプリッター１８０８は、透過光を最終ステップから受け取り、光を鏡１８０９と半波長板１８１０との間で分割する。鏡１８１１は、光出力を半波長板１８１０によって偏光ビームスプリッター１８１２に反射させ、偏光ビームスプリッター１８１２も鏡１８０９から反射光を受け取る。偏光ビームスプリッター１８１２は、４５度出力偏光において光を生成する。
【００６７】
本発明の範囲は、特許請求の範囲のみによって限定され、本発明は、多数の代替例、改変例および均等例を包含する。本発明の深い理解のために、多数の具体的詳細について上記記載において説明した。これらの詳細は、例示目的のために記載したものであり、本発明は、これらの特定の詳細のうち一部または全てが無くても実施することが可能である。明確さのため、本発明に関連する技術分野において公知の技術的事項については、本発明を不必要に曖昧にしない目的のため、詳述を控えた。
【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１】
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【図２Ａ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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