TWI747691B - 用於寬帶輻射生成之改良控制的方法、總成、及裝置 - Google Patents
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Abstract
一種用於將輸入輻射轉換成寬帶輻射之空芯光子晶體光纖(HC-PCF)總成,該空芯光纖總成包含:一微結構化光纖,其具有一空芯,該空芯沿著該光纖之一長度自經組態以接收輸入輻射之一輸入端延伸至經組態以輸出寬帶輻射之一輸出端,其中該光纖之該空芯經組態為包含一介質;及一密度控制系統,其經組態以控制該介質沿著該光纖之該長度之至少一部分的一密度剖面,以建立沿著該光纖之該長度之至少一部分的一所要零分散波長剖面。
Description
本發明係關於用於將輸入輻射轉換成寬帶輻射之方法、總成及裝置。特定言之,其係關於控制光纖內部之介質之密度剖面。
微影裝置為經建構以將所要圖案施加至基板上之機器。微影裝置可用於例如積體電路(IC)之製造中。微影裝置可例如將圖案化器件(例如光罩)處之圖案(亦常常稱為「設計佈局」或「設計」)投影至提供於基板(例如晶圓)上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。
為了將圖案投影於基板上,微影裝置可使用電磁輻射。此輻射之波長判定可形成於基板上之特徵之最小大小。當前在使用中之典型波長為365 nm (i線)、248 nm、193 nm及13.5 nm。與使用例如具有約193 nm之波長之輻射的微影裝置相比,使用具有在4 nm至20 nm之範圍內(例如6.7 nm或13.5 nm)之波長之極紫外線(EUV)輻射的微影裝置可用以在基板上形成較小特徵。
低k
1微影可用以處理尺寸小於微影裝置之經典解析度極限的特徵。在此製程中,可將解析度公式表達為CD = k
1×λ/NA,其中λ為所使用輻射之波長、NA為微影裝置中之投影光學件之數值孔徑、CD為「臨界尺寸」(通常為經印刷之最小特徵大小,但在此狀況下為半節距)且k
1為經驗解析度因數。一般而言,k
1愈小,則在基板上再生類似於由電路設計者規劃之形狀及尺寸以便達成特定電功能性及效能的圖案變得愈困難。為了克服此等困難,可將複雜微調步驟應用至微影投影裝置及/或設計佈局。此等步驟包括例如但不限於:NA之最佳化、自訂照明方案、相移圖案化器件之使用、設計佈局之各種最佳化,諸如設計佈局中之光學近接校正(OPC,有時亦稱為「光學及製程校正」),或通常被定義為「解析度增強技術」(RET)之其他方法。替代地,用於控制微影裝置之穩定性之嚴格控制迴路可用以改良在低k
1下之圖案之再生。
在微影領域中,許多不同量測系統可用以獲得關於基板上之經微影圖案化結構之資訊。度量衡可例如用於經微影圖案化結構之檢測,及關聯微影圖案化製程之分析。量測系統可使用輻射以詢問基板上之結構,例如電磁輻射。歸因於經圖案化特徵之小尺寸,用於檢測及量測基板及經圖案化於其上之結構之屬性的輻射之屬性可影響可藉由彼等量測獲得哪種資訊。不同波長之輻射可適合於量測基板上之不同屬性。此外,光束之品質可影響所得量測之品質。可影響量測結果之輻射屬性可例如包括輻射光束之大小及形狀、輻射之強度及輻射之波長。波長及/或光束大小可例如影響可在量測中進行區分之最小特徵。不同材料及/或結構亦可具有波長相依反應(例如,歸因於吸收、透射、干涉效應等)。因此,需要能夠獲得能夠提供所要輻射波長及光束屬性之輻射源。
根據本發明之一第一態樣,提供一種用於將輸入輻射轉換成寬帶輻射之空芯光子晶體光纖(HC-PCF)總成,該空芯光纖總成包含:一微結構化光纖,其具有一空芯,該空芯沿著該光纖之一長度自經組態以接收輸入輻射之一輸入端延伸至經組態以輸出寬帶輻射之一輸出端,其中該光纖之該空芯經組態為包含一介質;及一密度控制系統,其經組態以控制該介質沿著該光纖之該長度之至少一部分的一密度剖面,以建立沿著該光纖之該長度之至少一部分的一所要零分散波長剖面。
視情況,該所要零分散波長剖面可經組態以增強光固子截留。
視情況,該所要零分散波長剖面可經組態以延伸藉由調變不穩定性所生成之該寬帶輻射之波長範圍。
視情況,該所要零分散波長剖面可經組態以增強光固子與由該HC-PCF在接收到該輸入輻射後所生成的分散波之間的相互作用。
視情況,該所要零分散波長剖面可經組態以增強該HC-PCF之轉換效率。
視情況,該寬帶輻射可具有介於350 nm至2000 nm之間的一連續波長範圍。
視情況,沿著該光纖之該長度之該至少一部分的該密度剖面可為一負梯度剖面。
視情況,該密度控制系統可包含一溫度控制系統,該溫度控制系統經組態以控制沿著該光纖之該長度之該至少一部分的一溫度。
視情況,該空芯之該直徑可沿著該光纖之該長度之該至少一部分而變化。
視情況,該空芯之該直徑可沿著該光纖之該長度之該至少一部分而減小。
視情況,該介質可包含氦、氖、氬、氪、氙、O
2氣體、N
2氣體中之至少一者。
視情況,該空芯光纖可為一單環光子晶體光纖。
視情況,該空芯光纖可包含包圍一空芯之毛細管之一單環。
視情況,該寬帶輻射可包含超連續譜輻射。
視情況,該寬頻輻射可包含在350 nm至3000 nm之範圍內之一或多個波長。
根據本發明之另一態樣,提供一種用於輸出寬帶輻射之輻射源,其包含如上文所描述之一空芯光纖總成以及一泵浦輻射源,該泵浦輻射源經組態以將處於一泵浦波長之輻射耦合至該空芯光纖中以用於在該光纖內部生成寬帶輻射。
根據本發明之另一態樣,提供一種用於將輸入輻射轉換成寬帶輻射之方法,該方法包含:提供一微結構化光纖,該微結構化光纖具有一空芯,該空芯沿著該光纖之一長度自一輸入端延伸至一輸出端,其中該光纖之該空芯包含一介質;在該輸入端處將輸入輻射引導至該空芯光纖中;控制該介質沿著該光纖之該長度之至少一部分的一密度剖面,以建立沿著該光纖之該長度之至少一部分的一所要零分散波長剖面;及在該輸出端處輸出寬帶輻射。
視情況,控制該密度剖面可包含設定沿著該光纖之該長度之該至少一部分的一負梯度剖面。
視情況,控制該密度剖面可包含控制沿著該光纖之該長度之該至少一部分的一溫度。
根據本發明之另一態樣,提供一種度量衡配置,其包含如上文所描述之一輻射源。
根據本發明之另一態樣,提供一種檢測工具,其包含如上文所描述之一度量衡配置。
根據本發明之另一態樣,提供一種度量衡工具,其包含如上文所描述之一度量衡配置。
根據本發明之另一態樣,提供一種微影裝置,其包含如上文所描述之一度量衡配置。
根據本發明之另一態樣,提供一種微影製造單元,其包含如上文所描述之一度量衡配置。
在本文件中,術語「輻射」及「光束」用以涵蓋所有類型之電磁輻射,包括紫外線輻射(例如,具有為365 nm、248 nm、193 nm、157 nm或126 nm之波長)及極紫外線輻射(EUV,例如,具有在約5 nm至100 nm之範圍內之波長)。
如本文中所使用之術語「倍縮光罩」、「光罩」或「圖案化器件」可被廣泛地解譯為係指可用以向入射輻射光束賦予經圖案化橫截面之通用圖案化器件,該經圖案化橫截面對應於待在基板之目標部分中產生之圖案。在此內容背景中,亦可使用術語「光閥」。除經典光罩(透射或反射;二元、相移、混合式等)以外,其他此類圖案化器件之實例包括可程式化鏡面陣列及可程式化LCD陣列。
圖1示意性地描繪微影裝置LA。該微影裝置LA包括:照明系統(亦稱為照明器) IL,其經組態以調節輻射光束B (例如UV輻射、DUV輻射或EUV輻射);光罩支撐件(例如光罩台) T,其經建構以支撐圖案化器件(例如光罩) MA且連接至經組態以根據某些參數來準確地定位該圖案化器件MA之第一定位器PM;基板支撐件(例如晶圓台) WT,其經建構以固持基板(例如抗蝕劑塗佈晶圓) W且連接至經組態以根據某些參數來準確地定位該基板支撐件之第二定位器PW;及投影系統(例如折射投影透鏡系統) PS,其經組態以將由圖案化器件MA賦予至輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分C (例如包含一或多個晶粒)上。
在操作中,照明系統IL例如經由光束遞送系統BD自輻射源SO接收輻射光束。照明系統IL可包括用於引導、塑形及/或控制輻射的各種類型之光學組件,諸如折射、反射、磁性、電磁、靜電及/或其他類型之光學組件,或其任何組合。照明器IL可用以調節輻射光束B,以在圖案化器件MA之平面處在其橫截面中具有所要空間及角強度分佈。
本文所使用之術語「投影系統」PS應被廣泛地解譯為涵蓋適於所使用之曝光輻射及/或適於諸如浸潤液體之使用或真空之使用之其他因素的各種類型之投影系統,包括折射、反射、反射折射、合成、磁性、電磁及/或靜電光學系統,或其任何組合。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何使用皆與更一般之術語「投影系統」PS同義。
微影裝置LA可屬於如下類型:其中基板之至少一部分可由具有相對較高折射率之液體(例如水)覆蓋,以便填充投影系統PS與基板W之間的空間-此亦稱為浸潤微影。以引用方式併入本文中之US6952253中給出關於浸潤技術之更多資訊。
微影裝置LA亦可屬於具有兩個或多於兩個基板支撐件WT (又名「雙載物台」)之類型。在此「多載物台」機器中,可並行地使用基板支撐件WT,及/或可對位於基板支撐件WT中之一者上的基板W進行準備基板W之後續曝光的步驟,同時將另一基板支撐件WT上之另一基板W用於在該另一基板W上曝光圖案。
除了基板支撐件WT以外,微影裝置LA亦可包含量測載物台。量測載物台經配置以固持感測器及/或清潔器件。感測器可經配置以量測投影系統PS之屬性或輻射光束B之屬性。量測載物台可固持多個感測器。清潔器件可經配置以清潔微影裝置之部分,例如投影系統PS之部分或提供浸潤液體之系統之部分。量測載物台可在基板支撐件WT遠離投影系統PS時在投影系統PS下方移動。
在操作中,輻射光束B入射於被固持於光罩支撐件T上之圖案化器件(例如光罩) MA上,且係由存在於圖案化器件MA上之圖案(設計佈局)而圖案化。在已橫穿光罩MA的情況下,輻射光束B傳遞通過投影系統PS,投影系統PS將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位器PW及位置量測系統IF,可準確地移動基板支撐件WT,例如以便使不同目標部分C在輻射光束B之路徑中定位於經聚焦且對準之位置處。相似地,第一定位器PM及可能另一位置感測器(其未在圖1中明確地描繪)可用以相對於輻射光束B之路徑來準確地定位圖案化器件MA。可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件MA及基板W。儘管如所說明之基板對準標記P1、P2佔據專用目標部分,但該等標記可位於目標部分之間的空間中。當基板對準標記P1、P2位於目標部分C之間時,此等基板對準標記P1、P2被稱為切割道對準標記。
如圖2中所展示,微影裝置LA可形成微影製造單元LC (有時亦稱為微影製造單元(lithocell)或(微影)叢集)之部分,微影製造單元LC常常亦包括用以對基板W執行曝光前製程及曝光後製程之裝置。通常,此等裝置包括用以沈積抗蝕劑層之旋塗器SC、用以顯影經曝光抗蝕劑之顯影器DE、例如用於調節基板W之溫度(例如用於調節抗蝕劑層中之溶劑)之冷卻板CH及烘烤板BK。基板處置器或機器人RO自輸入/輸出埠I/O1、I/O2拾取基板W、在不同製程裝置之間移動基板W且將基板W遞送至微影裝置LA之裝載匣LB。微影製造單元中常常亦統稱為塗佈顯影系統之器件通常係在塗佈顯影系統控制單元TCU之控制下,塗佈顯影系統控制單元TCU自身可受到監督控制系統SCS控制,監督控制系統SCS亦可例如經由微影控制單元LACU而控制微影裝置LA。
為了正確且一致地曝光由微影裝置LA曝光之基板W,需要檢測基板以量測經圖案化結構之屬性,諸如後續層之間的疊對誤差、線厚度、臨界尺寸(CD)等。出於此目的,可在微影製造單元LC中包括檢測工具(圖中未繪示)。若偵測到誤差,則可對後續基板之曝光或對待對基板W執行之其他處理步驟進行例如調整,尤其是在同一批量或批次之其他基板W仍待曝光或處理之前進行檢測的情況下。
亦可稱為度量衡裝置之檢測裝置用以判定基板W之屬性,且尤其判定不同基板W之屬性如何變化或與同一基板W之不同層相關聯之屬性在不同層間如何變化。檢測裝置可替代地經建構以識別基板W上之缺陷,且可例如為微影製造單元LC之部分,或可整合至微影裝置LA中,或可甚至為單機器件。檢測裝置可量測潛影(在曝光之後在抗蝕劑層中之影像)上之屬性,或半潛影(在曝光後烘烤步驟PEB之後在抗蝕劑層中之影像)上之屬性,或經顯影抗蝕劑影像(其中抗蝕劑之曝光部分或未曝光部分已被移除)上之屬性,或甚至經蝕刻影像(在諸如蝕刻之圖案轉印步驟之後)上之屬性。
通常微影裝置LA中之圖案化製程為在處理中之最具決定性步驟中的一者,其需要基板W上之結構之尺寸標定及置放之高準確度。為了確保此高準確度,可將三個系統組合於所謂的「整體」控制環境中,如圖3示意性地所描繪。此等系統中之一者為微影裝置LA,其(實際上)連接至度量衡工具MT (第二系統)且連接至電腦系統CL (第三系統)。此「整體」環境之關鍵在於最佳化此三個系統之間的合作以增強總體製程窗且提供嚴格控制迴路,從而確保由微影裝置LA執行之圖案化保持在製程窗內。製程窗界定製程參數(例如劑量、焦點、疊對)之範圍,在該製程參數範圍內特定製造製程得到所界定結果(例如功能半導體器件)-通常在該製程參數範圍內,微影製程或圖案化製程中之製程參數被允許變化。
電腦系統CL可使用待圖案化之設計佈局(之部分)以預測使用哪種解析度增強技術且執行演算微影模擬及計算以判定哪種光罩佈局及微影裝置設定達成圖案化製程之最大總體製程窗(在圖3中由第一標度SC1中之雙箭頭描繪)。通常,解析度增強技術經配置以匹配於微影裝置LA之圖案化可能性。電腦系統CL亦可用以偵測在製程窗內何處微影裝置LA當前正操作(例如使用來自度量衡工具MT之輸入),以預測歸因於例如次佳處理是否可存在缺陷(在圖3中由第二標度SC2中之指向「0」之箭頭描繪)。
度量衡工具MT可將輸入提供至電腦系統CL以實現準確模擬及預測,且可將回饋提供至微影裝置LA以識別例如微影裝置LA之校準狀態中的可能漂移(在圖3中由第三標度SC3中之多個箭頭描繪)。
在微影製程中,需要頻繁地進行所產生結構之量測(例如)以用於製程控制及驗證。用以進行此類量測之工具通常被稱為度量衡工具MT。用於進行此類量測之不同類型的度量衡裝置MT為吾人所知,包括掃描電子顯微鏡或各種形式之散射計度量衡工具MT。散射計為多功能器具,其允許藉由在光瞳或與散射計之接物鏡之光瞳共軛的平面中具有感測器來量測微影製程之參數(量測通常稱為以光瞳為基礎之量測),或藉由在影像平面或與影像平面共軛之平面中具有感測器來量測微影製程之參數,在此狀況下量測通常稱為以影像或場為基礎之量測。全文係以引用方式併入本文中之專利申請案US20100328655、US2011102753A1、US20120044470A、US20110249244、US20110026032或EP1,628,164A中進一步描述此類散射計及相關聯量測技術。前述散射計可使用來自軟x射線及可見光至近IR波長範圍之光來量測光柵。
在第一實施例中,散射計MT為角度解析散射計。在此散射計中,重建構方法可應用於經量測信號以重建構或計算光柵之屬性。此重建構可例如由模擬散射輻射與目標結構之數學模型之相互作用且比較模擬結果與量測之結果引起。調整數學模型之參數直至經模擬相互作用產生相似於自真實目標觀測到之繞射圖案的繞射圖案為止。
在第二實施例中,散射計MT為光譜散射計MT。在此光譜散射計MT中,由輻射源發射之輻射經引導至目標上且來自目標之反射或散射輻射經引導至光譜儀偵測器上,該光譜儀偵測器量測鏡面反射輻射之光譜(亦即依據波長而變化的強度之量測)。自此資料,可例如藉由嚴密耦合波分析及非線性回歸或藉由與經模擬光譜庫比較來重建構產生偵測到之光譜的目標之結構或剖面。
在第三實施例中,散射計MT為橢圓量測散射計。橢圓量測散射計允許藉由量測針對每一偏振狀態之散射輻射來判定微影製程之參數。此度量衡裝置藉由在度量衡裝置之照明區段中使用例如適當偏振濾光器來發射偏振光(諸如線性、圓形或橢圓)。適合於度量衡裝置之源亦可提供偏振輻射。全文係以引用方式併入本文中之美國專利申請案11/451,599、11/708,678、12/256,780、12/486,449、12/920,968、12/922,587、13/000,229、13/033,135、13/533,110及13/891,410中描述現有橢圓量測散射計之各種實施例。
已知散射計之實例常常依賴於專用度量衡目標之供應,諸如,填充不足之目標(呈簡單光柵或不同層中之重疊光柵之形式的目標,其足夠大使得量測光束生成小於光柵之光點)或填充過度之目標(藉以照明光點部分或完全含有該目標)。另外,使用度量衡工具(例如,照明諸如光柵的填充不足之目標之角度解析散射計)會允許使用所謂的重建構方法,其中可藉由模擬散射輻射與目標結構之數學模型的相互作用且比較模擬結果與量測之結果來計算光柵之屬性。調整模型之參數直至經模擬相互作用產生相似於自真實目標所觀測之繞射圖案的繞射圖案為止。
在散射計MT之一項實施例中,散射計MT經調適以藉由量測反射光譜及/或偵測組態中之不對稱性(該不對稱性係與疊對之範圍有關)來量測兩個未對準光柵或週期性結構之疊對。可將兩個(通常重疊)光柵結構施加於兩個不同層(未必為連續層)中,且該兩個光柵結構可形成為處於晶圓上實質上相同的位置。散射計可具有如例如共同擁有之專利申請案EP1,628,164A中所描述之對稱偵測組態,使得任何不對稱性係可明確區分的。此提供用以量測光柵中之未對準之直接了當的方式。可在全文係以引用方式併入本文中之PCT專利申請公開案第WO 2011/012624號或美國專利申請案第US 20160161863號中找到關於含有作為目標之週期性結構之兩個層之間的疊對誤差經由該等週期性結構之不對稱性予以量測的另外實例。
其他所關注參數可為焦點及劑量。可藉由如全文係以引用方式併入本文中之美國專利申請案US2011-0249244中所描述之散射量測(或替代地藉由掃描電子顯微法)同時判定焦點及劑量。可使用具有針對焦點能量矩陣(FEM-亦稱為焦點曝光矩陣)中之每一點之臨界尺寸及側壁角量測之獨特組合的單一結構。若可得到臨界尺寸及側壁角之此等獨特組合,則可根據此等量測獨特地判定焦點及劑量值。
度量衡目標可為藉由微影製程主要在抗蝕劑中形成且亦在例如蝕刻製程之後形成的複合光柵之總體。通常,光柵中之結構之節距及線寬很大程度上取決於量測光學件(尤其是光學件之NA)以能夠捕捉來自度量衡目標之繞射階。如較早所指示,繞射信號可用以判定兩個層之間的移位(亦稱為「疊對」)或可用以重建構如藉由微影製程所產生的原始光柵之至少一部分。此重建構可用以提供微影製程之品質指導,且可用以控制微影製程之至少一部分。目標可具有較小子分段,該等子分段經組態以模仿目標中之設計佈局之功能性部分之尺寸。歸因於此子分段,目標將表現得更相似於設計佈局之功能性部分,使得總體製程參數量測較佳類似於設計佈局之功能性部分。可在填充不足模式中或在填充過度模式中量測目標。在填充不足模式中,量測光束生成小於總體目標之光點。在填充過度模式中,量測光束生成大於總體目標之光點。在此填充過度模式中,亦有可能同時量測不同目標,因此同時判定不同處理參數。
使用特定目標進行之微影參數之總體量測品質至少部分由用以量測此微影參數之量測配方判定。術語「基板量測配方」可包括量測自身之一或多個參數、經量測之一或多個圖案之一或多個參數,或此兩者。舉例而言,若用於基板量測配方中之量測為以繞射為基礎之光學量測,則量測之參數中之一或多者可包括輻射之波長、輻射之偏振、輻射相對於基板之入射角、輻射相對於基板上之圖案之定向,等等。用以選擇量測配方的準則中之一者可為例如量測參數中之一者對於處理變化的敏感度。全文係以引用方式併入本文中之美國專利申請案US2016-0161863及已公佈美國專利申請案US 2016/0370717A1中描述更多實例。
圖4中描繪度量衡裝置,諸如散射計SM1。該散射計SM1包含將輻射投影至基板6上之寬帶(白光)輻射投影儀2。反射或散射輻射傳遞至光譜儀偵測器4,該光譜儀偵測器量測鏡面反射輻射之光譜10 (亦即依據波長λ而變化的強度INT之量測)。自此資料,可由處理單元PU重建構引起偵測到之光譜之結構或剖面,例如,藉由嚴密耦合波分析及非線性回歸,或藉由與圖4之底部處所展示之經模擬光譜庫的比較。一般而言,對於重建構,結構之一般形式係已知的,且根據用來製造結構之製程之知識來假定一些參數,從而僅留下結構之幾個參數以待根據散射量測資料予以判定。此散射計可組態為正入射散射計或斜入射散射計。
構形量測系統、位階感測器或高度感測器(且其可整合於微影裝置中)經配置以量測基板(或晶圓)之頂部表面的構形。可自指示依據在基板上之位置而變化的基板之高度的此等量測生成基板之構形的映圖(亦稱為高度圖)。此高度圖可隨後用以在將圖案轉印於基板上期間校正基板之位置,以便在基板上之適當聚焦位置中提供圖案化器件之空中影像。應理解,「高度」在此內容背景中係指相對於基板大致在平面之外的尺寸(亦稱為Z軸)。通常,位階或高度感測器在固定位置(相對於其自身光學系統)處執行量測,且基板與位階或高度感測器之光學系統之間的相對移動導致在橫越基板之位置處進行高度量測。
圖5中示意性地展示如此項技術中已知之位階或高度感測器LS之實例,其僅說明操作原理。在此實例中,位階感測器包含光學系統,該光學系統包括投影單元LSP及偵測單元LSD。投影單元LSP包含提供輻射光束LSB之輻射源LSO,該輻射光束由投影單元LSP之投影光柵PGR賦予。輻射源LSO可為例如窄帶或寬帶輻射源,諸如超連續譜光源,偏振或非偏振、脈衝或連續,諸如偏振或非偏振雷射光束。輻射源LSO可包括具有不同顏色或波長範圍之複數個輻射源,諸如複數個LED。位階感測器LS之輻射源LSO不限於可見光輻射,但另外地或替代地,可涵蓋UV及/或IR輻射及適合於自基板之表面反射的任何波長範圍。
投影光柵PGR為包含週期性結構之週期性光柵,該週期性結構產生具有週期性變化強度之輻射光束BE1。具有週期性變化強度之輻射光束BE1經引導朝向基板W上之量測位置MLO,該輻射光束相對於垂直於入射基板表面之軸線(Z軸)具有介於0度與90度之間,通常介於70度與80度之間的入射角ANG。在量測位置MLO處,經圖案化輻射光束BE1由基板W反射(由箭頭BE2指示)且經引導朝向偵測單元LSD。
為了判定量測位置MLO處之高度位階,位階感測器進一步包含偵測系統,該偵測系統包含偵測光柵DGR、偵測器DET,及用於處理偵測器DET之輸出信號之處理單元(圖中未繪示)。偵測光柵DGR可與投影光柵PGR相同。偵測器DET產生偵測器輸出信號,該偵測器輸出信號指示所接收之光,例如指示所接收之光之強度,諸如光偵測器,或表示所接收之強度之空間分佈,諸如攝影機。偵測器DET可包含一或多種偵測器類型之任何組合。
藉助於三角量測技術,可判定量測位置MLO處之高度位階。偵測到之高度位階通常與如由偵測器DET所量測之信號強度有關,該信號強度具有尤其取決於投影光柵PGR之設計及(傾斜)入射角ANG的週期性。
投影單元LSP及/或偵測單元LSD可沿著投影光柵PGR與偵測光柵DGR之間的經圖案化輻射光束之路徑而包括其他光學元件,諸如透鏡及/或鏡面(圖中未繪示)。
在一實施例中,可省略偵測光柵DGR,且可將偵測器DET置放於偵測光柵DGR所位於之位置處。此組態提供對投影光柵PGR之影像的更直接偵測。
為了有效地覆蓋基板W之表面,位階感測器LS可經組態以將量測光束BE1之陣列投影至基板W之表面上,藉此生成覆蓋較大量測範圍的量測區域MLO或光點之陣列。
例如在兩者以引用方式併入的US7265364及US7646471中揭示一般類型之各種高度感測器。在以引用方式併入的US2010233600A1中揭示使用UV輻射而非可見光或紅外線輻射的高度感測器。在以引用方式併入的WO2016102127A1中,描述使用多元件偵測器來偵測及辨識光柵影像之位置而無需偵測光柵的緊湊型高度感測器。
在複雜器件之製造中,通常執行許多微影圖案化步驟,藉此在基板上之順次層中形成功能性特徵。因此,微影裝置之效能的關鍵態樣為能夠相對於敷設於先前層中(藉由相同裝置或不同微影裝置)之特徵正確且準確地置放經施加圖案。出於此目的,基板具備一或多組標記。每一標記為稍後可使用位置感測器(通常為光學位置感測器)量測其位置的結構。位置感測器可稱為「對準感測器」且標記可稱為「對準標記」。
微影裝置可包括一或多個(例如複數個)對準感測器,藉由該一或多個對準感測器可準確地量測提供於基板上之對準標記之位置。對準(或位置)感測器可使用光學現象,諸如繞射及干涉,以自形成於基板上之對準標記獲得位置資訊。用於當前微影裝置中之對準感測器之實例係基於如US6961116中所描述之自參考干涉計。已開發出位置感測器之各種增強及修改,例如US2015261097A1中所揭示。所有此等公開案之內容係以引用方式併入本文中。
標記或對準標記可包含形成於提供於基板上之層上或層中或(直接)形成於基板中的一系列長條。該等長條可規則地間隔且充當光柵線,使得標記可被視為具有熟知之空間週期(節距)之繞射光柵。取決於此等光柵線之定向,標記可經設計為允許量測沿著X軸或沿著Y軸(其經定向成實質上垂直於X軸)之位置。包含以相對於X軸及Y軸兩者成+45度及/或-45度配置的長條之標記允許使用如以引用方式併入之US2009/195768A中所描述的技術進行組合之X及Y量測。
對準感測器運用輻射光點光學地掃描每一標記,以獲得週期性變化之信號,諸如正弦波。分析此信號之相位,以判定標記之位置,且因此判定基板相對於對準感測器之位置,該對準感測器又相對於微影裝置之參考框架固定。可提供與不同(粗略及精細)標記尺寸相關之所謂的粗略及精細標記,使得對準感測器可區分週期性信號之不同循環,以及在一循環內之確切位置(相位)。亦可出於此目的而使用不同節距之標記。
量測標記之位置亦可提供關於提供有例如呈晶圓柵格之形式的標記之基板之變形的資訊。基板之變形可藉由例如基板之靜電夾持至基板台及/或當基板曝光至輻射時基板加熱而出現。
圖6為諸如例如在US6961116中所描述且以引用方式併入的已知對準感測器AS之實施例的示意性方塊圖。輻射源RSO提供具有一或多個波長之輻射光束RB,該輻射光束係由轉向光學件轉向至標記(諸如位於基板W上之標記AM)上,而作為照明光點SP。在此實例中,轉向光學件包含光點鏡面SM及物鏡OL。藉以照明標記AM之照明光點SP之直徑可稍微小於標記自身之寬度。
由標記AM繞射之輻射準直(在此實例中經由物鏡OL)成資訊攜載光束IB。術語「繞射」意欲包括來自標記之零階繞射(其可稱為反射)。例如屬於上文所提及之US6961116中所揭示之類型的自參考干涉計SRI以自身干涉光束IB,之後光束係由光偵測器PD接收。可包括額外光學件(圖中未繪示)以在由輻射源RSO產生多於一個波長之狀況下提供單獨光束。光偵測器可為單一元件,或其視需要可包含多個像素。光偵測器可包含感測器陣列。
在此實例中包含光點鏡面SM之轉向光學件亦可用以阻擋自標記反射之零階輻射,使得資訊攜載光束IB僅包含來自標記AM之高階繞射輻射(此對於量測並非必需的,但改良了信雜比)。
將強度信號SI供應至處理單元PU。藉由區塊SRI中之光學處理與單元PU中之演算處理之組合,輸出基板上相對於參考座標系之X位置及Y位置之值。
所說明類型之單一量測僅將標記之位置固定於對應於該標記之一個節距的某一範圍內。結合此量測來使用較粗略量測技術,以識別正弦波之哪一週期為含有經標記位置之週期。可在不同波長下重複較粗略及/或較精細層級下之同一製程,以用於提高準確度及/或用於穩固地偵測標記,而無關於製成標記之材料及供標記提供於上方及/或下方之材料。可光學地多工及解多工該等波長以便同時地處理該等波長,及/或可藉由分時或分頻而多工該等波長。
在此實例中,對準感測器及光點SP保持靜止,而基板W移動。對準感測器因此可剛性且準確地安裝至參考框架,同時在與基板W之移動方向相反之方向上有效地掃描標記AM。在此移動中藉由基板W安裝於基板支撐件上且基板定位系統控制基板支撐件之移動來控制基板W。基板支撐件位置感測器(例如干涉計)量測基板支撐件(圖中未繪示)之位置。在一實施例中,一或多個(對準)標記提供於基板支撐件上。對提供於基板支撐件上之標記之位置的量測允許校準如由位置感測器判定之基板支撐件之位置(例如相對於對準系統連接至之框架)。對提供於基板上之對準標記之位置的量測允許判定基板相對於基板支撐件之位置。
度量衡工具MT,諸如如上文所描述之散射計、位階感測器及對準感測器,可使用輻射以執行量測。輻射可為電磁輻射。輻射可為光輻射,例如包含電磁光譜之紅外線、可見光及/或紫外線部分中之一或多者中之波長。輻射可包含在電磁光譜之深紫外線DUV、極紫外線EUV (例如,1 nm至100 nm)及/或軟X射線SXR (例如,0.1 nm至10 nm)部分中之波長。度量衡工具MT可包含或連接至輻射源。藉由度量衡工具MT執行之量測之類型及品質可受所使用之輻射之屬性影響。可藉由不同類型之源提供不同類型之輻射。一些源可提供在單一波長下或在窄波長範圍內之輻射。一些源可提供在多波長下(例如遍及寬帶波長範圍)之輻射。用於生成輻射之實體效應及技術可取決於波長範圍之波長及/或寬度而不同。舉例而言,提供寬帶輻射之源可使用窄帶或單一波長輻射之光譜增寬。具有寬帶輻射源可為有利的,此係因為其可使得能夠執行較寬範圍之量測,從而利用可用之不同波長。為了提供高品質寬帶輻射源,可需要對由源輸出之輻射進行大量控制。該控制可例如用以提供遍及所要波長範圍之輻射,及/或用以控制輻射光束屬性,諸如(例如)光束之強度、大小及形狀。已增加對由源輸出之輻射的控制可引起改良之量測結果。本文中描述用於提供改良之寬帶輻射源之方法及總成。
可使用非線性製程來生成寬帶輻射。非線性製程可需要高效刺激高輻射強度。此可例如藉由將高強度輻射耦合至光纖來達成。在光纖芯內,可獲得較強局部強度之輻射。光纖可為光子晶體光纖(PCF),其可達成例如在光纖芯內之輻射之較強限制。此可貢獻於提供局部高強度之輻射。非線性製程可進一步需要其中可發生非線性製程之非線性介質。此非線性介質可例如為非線性晶體或非線性流體,例如非線性氣體或氣體混合物。非線性介質可提供於光纖內部。光纖可為空芯光子晶體光纖(HC-PCF),其中非線性介質(諸如非線性流體)可提供於空芯內部。高強度輻射接著可在很大程度上受限於光纖之空芯內,從而允許高強度輻射與非線性介質相互作用以用於生成寬帶輻射。空芯光纖,諸如空芯光子晶體光纖可例如用於自在一或多個泵浦波長下所提供之輸入輻射生成超連續譜輻射。
沿著其長度具有均一屬性的光纖,例如沿著其長度具有均一橫截面及均一介質屬性的光纖,可能不會提供用於寬帶波長生成之最佳條件。此可例如歸因於分散及/或光學非線性,此意謂不同波長將隨著輻射沿著光纖長度傳播而經歷不同屬性。詳言之,沿著被限制在光纖內之輻射之傳播方向之均一屬性可影響具有較短波長之輻射(例如UV、DUV、EUV、SXR輻射)之生成的有效性。沿著光纖長度之均一屬性亦可負面地影響泵浦生成至寬帶生成之轉換效率,且亦可導致橫越寬帶光譜之所生成之強度之差異。因此,本文中提議提供對沿著光纖之一或多個條件之控制,以提供用於改良寬帶輻射生成製程之態樣的非均一屬性。
通常,本文揭示用於將輸入輻射轉換成寬帶輻射之空芯光纖總成。圖7描繪空芯光纖總成100之示意性表示。該空芯光纖總成100包含具有空芯104之光纖102,該空芯沿著光纖之長度自光纖之輸入端106延伸至輸出端108。輸入端106經組態以接收輸入輻射202,且輸出端108經組態以輸出寬帶輻射204。光纖之空芯104可包含介質110。具有空芯104之光纖102亦可稱為空芯光纖102。自輸入輻射202至寬帶輻射204之轉換可包含經由輸入輻射202與介質110之相互作用而生成寬帶輻射204。該總成進一步包含密度控制系統112,該密度控制系統經組態以控制介質110沿著光纖102之長度的至少一部分之密度剖面。可取決於沿著光纖102之長度的至少一部分之所要零分散波長剖面來控制密度剖面。所要零分散波長剖面通常與相關聯於寬帶輻射204之波長光譜之所要特性及/或輸入輻射至寬帶輻射204之轉換效率相關聯。因此,可替代地取決於與寬帶輻射204之波長光譜相關聯之特性及/或輸入輻射至寬帶輻射204之轉換效率來控制密度剖面。光纖102可視情況設置於儲集器114內部。
提供具有密度控制系統之空芯光纖總成之優點為:介質之密度可沿著光纖之長度而不同以用於沿著光纖之至少一部分提供非均一屬性。可設定光纖之密度剖面以影響所生成之寬帶輻射。與波長光譜相關聯之特性可被視為能夠調諧輻射光譜之屬性或參數。該特性可與空芯光纖總成之分散剖面(通常為零分散波長剖面)相關聯,此係因為該分散可用以調諧輻射光譜。基於總成之分散剖面,可導出其他屬性,諸如零分散波長剖面及群速度。可受影響之特性的實例包括例如寬帶輻射之波長範圍、針對橫越寬帶波長範圍之不同波長所生成的強度。針對寬帶輻射波長範圍中之一些或全部,受控制密度剖面亦可影響自輸入輻射至寬帶輸出輻射之轉換效率。可進一步控制密度剖面以減少輸出寬帶輻射中之雜訊。
輸入輻射至寬頻輸出輻射之轉換可包含在光纖之空芯內部的輻射之超連續譜生成。超連續譜生成可包含藉由調變不穩定性起始之製程。在一實例實施中,調變不穩定性可被認為在兩個單獨階段中發生。在第一階段中,可在異常分散體系中將輸入輻射轉換成光固子簇射,亦即其中β
2<0之分散體系,其中β
2與依據波長而變化的折射率n之二階導數成比例。此可在沿著中心光纖之長度之第一部分中發生,例如沿著空芯光纖之前10至15 cm。光固子為對非線性波方程式之解。線性分散與光纖之設計之間的相互作用以及光纖內部之非線性效應可影響由光纖內部之光固子所經歷之分散。與光纖內部之光固子相關聯之一些能量可延伸至正常分散體系(β
2>0,折射率n隨著波長增加而減小)中。在第二階段,正常分散體系中之能量可激發分散波(亦即,非光固子波封包)。可在與泵浦波長不同之波長下激發該等分散波。激發波可包含具有實質上短於光固子波長之波長的波。
在沿著其長度具有均一屬性之光纖中,滿足達成及/或最佳化以上所描述之超連續譜輻射生成之製程所需的條件可具有挑戰性。可具有滿足挑戰性的一些條件可包括獲得用於空芯光纖之零分散波長屬於適用於光固子連續譜形成之範圍的條件。為了高效地形成調變不穩定性起始之光固子連續譜,可需要空芯光纖之零分散波長處於或接近輸入輻射之波長。零分散波長應進一步屬於異常分散體系使得可形成光固子連續譜。亦需要用於空芯光纖之分散剖面圍繞零分散波長相對平坦,此係因為當分散剖面更平坦時,針對較寬波長範圍可滿足或近似相位匹配條件。針對較寬波長範圍之此較接近近似可導致針對較寬波長範圍之更高效超連續譜生成。
可具有滿足挑戰性的關於超連續譜輻射之另一條件可達成待生成之光固子與分散波之間的群組匹配。為了使光固子連續譜將能量高效地轉移至分散波,需要將光固子及分散波群速度匹配。群速度匹配條件受到光纖之分散影響。空芯光纖內部之分散可能受道光纖自身之設計,以及光纖之材料及空芯內部之介質影響。然而,分散屬性相對受到約束,此意謂設計改變可對所得分散有有限的影響。當輸入波長與所生成之分散波長之間的波長差較大時,達成群速度匹配亦可為較困難的。輸入輻射可具有比所生成之所關注輻射更長的波長。輸入輻射可例如包含在光譜之紅外線部分中之一或多個波長(例如,處於1550 nm)。結果,可更難以滿足及/或近似針對較短所生成波長之群速度匹配。
此外,對於較短波長,例如DUV、EUV及/或250 nm或低於250 nm之SXR波長,分散曲線及斜率可變得由介質之分散屬性支配,該等分散曲線及斜率可顯著偏離較佳平坦之分散曲線組態。對於較短波長,分散曲線可能變陡。結果,短波長可在沿著長度具有均一屬性的空芯光纖內部經歷較強分散。除了空芯光纖內部之分散增加,較陡分散曲線亦減小了滿足及/或近似群速度匹配所沿著之波長範圍。為了補償分散,可沿著光纖之長度之至少一部分提供非均一設計。舉例而言,為了達成沿著光纖之長度之群速度匹配,與光纖之輸入端相比,可在光纖之輸出端處提供較小芯直徑以補償分散。沿著空芯光纖之長度之至少一部分提供非均一性可解決針對較短波長所存在之分散。此可使得超連續譜生成對於較短波長更高效。結果,所生成之波長範圍可針對在光譜之UV、DUV、EUV及/或SRX部分中之波長而移位或得以改良。
可具有滿足挑戰性的關於超連續譜輻射之另一條件可為如何達成分散波截留以達成提高之效率。在適當條件下,由光固子生成之分散波可由彼光固子截留。經截留波及光固子可沿著光纖一起傳播。此可增加光固子與分散波之間的相互作用之量,此意謂可顯著增加自光固子至波之能量之轉移。為了使分散截留發生,光固子之群速度在光固子沿著光纖傳播時需要減小。當光固子沿著光纖傳播時,其可自移位至較長波長。自光固子生成之相關聯分散波可相反地移位至較短波長。在實芯光纖中,由於拉曼(Raman)自頻移效應而可達成群速度之此減小,其中光固子光譜中之能量自較短波長轉移至較長波長。在一些空芯光纖(例如惰性氣體填充之空芯光纖)中,此拉曼效應可不存在。當輻射沿著均一空芯光纖行進時,仍可發生至較長波長之移位及群速度之關聯減小。然而,群速度減小之量可能有限,從而導致對分散波截留之支援有限。為了發生分散波截留,可給出光纖之至少一部分之非均一設計,以促進傳播通過光纖的輻射之群速度減小。此可例如藉由使光纖向下漸狹來達成,例如減小光纖之輸入端與輸出端之間的光纖之芯之直徑。
可具有滿足挑戰性的關於超連續譜輻射之另一條件可為光固子能量匹配。當光固子沿著光纖之長度傳播時,其可向其正生成的分散波損失能量,及/或在光纖內部傳播損失。為了增加由光固子進行之輻射之超連續譜生成,可需要維持光固子階數。舉例而言,可需要不擾動光固子,且減少與分散波生成無關的光固子之損失。維持光固子階數之一種實例方式可為在光固子沿著光纖傳播時增加由光固子經歷之非線性,而不改變光纖之分散屬性。此可例如藉由沿著光纖之長度具有介質密度及/或光纖結構/設計之非均一剖面來達成。
基於與滿足及/或改良以上所描述之超連續譜生成有關的挑戰,提供沿著空芯光纖之至少一部分之非均一密度剖面可用以改良超連續譜生成製程之效率及/或控制超連續譜生成製程。與寬帶輻射之波長光譜相關聯的特性可因此包含零分散波長(剖面)、沿著光纖之群速度剖面、用於沿著光纖傳播之輻射的分散曲線之剖面中之一或多者。調諧空芯光纖總成之分散(零分散波長)剖面及非線性繼而可影響所生成輻射之波長範圍。自輸入輻射至寬帶輻射之轉換效率可針對寬帶輻射範圍中之波長中之一些或全部而改良。
空芯光纖總成之密度控制系統可提供沿著光纖之至少一部分之非均一條件。沿著光纖之空芯之長度的至少一部分具有改變之介質密度可修改沿著光纖之彼長度之非線性及/或分散屬性。藉由控制介質自身來改變介質之密度可引入沿著光纖長度之至少部分之非線性及分散屬性(諸如零分散波長剖面)之非均一剖面,而不必改變沿著彼長度之橫截面。然而,除了控制介質以便在光纖內部引入非均一非線性及/或分散屬性以外或作為控制介質以便在光纖內部引入非均一非線性及/或分散屬性的替代方案,亦有可能變化光纖(例如空芯PCF)之橫截面之設計。
介質之負密度梯度可依據壓力表示。負壓力梯度可具有自沿著空芯光纖總成之第一位置處之初始壓力值至沿著空芯光纖總成之第二位置處之較低壓力值之壓力改變。第二位置比第一位置沿著光纖之傳播方向更遠,使得傳播輻射經歷負密度梯度。初始壓力值可例如在5至60巴之範圍內,例如5巴、10巴、20巴、30巴、40巴、50巴、60巴。較低壓力值低於關聯初始壓力值,且可例如在0至50巴之範圍內,例如0巴、5巴、10巴、20巴、30巴、40巴、50巴,其中較低壓力值低於關聯初始壓力值。第一與第二位置之間的實例壓力梯度曲線可包含直線、平方根、拋物線或任何使用者定義之剖面。該剖面可藉由下文更詳細地描述之密度控制系統控制。
本文提議引入沿著光纖之長度之至少一部分的負密度梯度剖面。本發明人已發現,負梯度密度剖面可用以將調變不穩定性控制之寬帶輻射生成之波長範圍延伸至較短波長。負梯度密度剖面亦可用以支援由光固子進行之分散波截留。通常,藉由控制沿著光纖之至少一部分之密度梯度剖面,可調諧光纖內部之分散(零分散波長剖面)及非線性,其可影響超連續譜生成製程。圖8展示描繪在不同壓力下用於填充有氬氣之空芯光子晶體光纖之例示性分散剖面的曲線圖。如該曲線圖上可看到,針對介質110之較低密度,空芯光纖102內部之零分散波長可較低。引入沿著光纖之長度之負梯度密度剖面因此可支援能量至較短波長之轉移。亦由負梯度密度剖面支援之光固子截留亦可貢獻於在較短波長下(例如在光譜之UV、DUV、EUV及/或SXR部分中)至寬帶輻射之較高轉換效率。
如上文所描述,例如藉由提供負密度梯度剖面及/或藉由改變光纖之橫截面之設計(例如空芯104之直徑之非均一剖面)而在光纖102屬性中包括楔形可導致針對較短波長之轉換效率提高。與不具有楔形光纖102屬性之總成相比,此繼而可導致橫越所生成之波長範圍之更相等的強度分佈(亦即,所生成之寬帶光譜之增加之平坦度)。在所生成光譜之較短波長部分中的提高之轉換效率亦可導致總體轉換效率提高。
介質110可包含氣體或氣體混合物。介質110可在輻射與光纖內部之介質相互作用時實現及/或造成光譜增寬。介質110可包含氫氣(H
2)。介質110可包含惰性氣體(例如氬Ar、氦He、氖Ne、氪Kr、氙Xe)。介質可包含分子氣體(例如,氮氣(N
2)、氧氣(O
2))。
光纖102可設置於可再密封儲集器114內部。在一些實施中,整個光纖可設置於儲集器114內部,例如如圖7中所描繪。儲集器可經組態為含有介質。儲集器114可包含用於控制介質之屬性(例如介質之組成、介質之壓力)之介質控制系統。在其他實施中,光纖102之輸入端106及輸出端108可設置於儲集器114之分離區段內部或單獨儲集器中。此可允許在光纖102之輸入端106及輸出端108處分離地控制介質之屬性。舉例而言,提供於輸入端106處之介質110之壓力可不同於輸出端108處之介質110之壓力,以用於提供沿著光纖102之長度之非均一的介質屬性。
密度控制系統112可設置於儲集器114之內部或外部。密度控制系統112可提供光纖102之空芯104內部的介質110沿著光纖102之長度之至少一部分的壓力梯度。此可例如藉由在光纖102之輸入端106及輸出端108處提供具有不同壓力之介質110來達成。此可例如藉由使用一或多個外部源以供應形成介質110之組件來達成。此等源可用以控制儲集器114內部之介質110在光纖之輸入端及輸出端處之壓力。然而,使用外部源,此可引入挑戰,例如若需要補充/替換外部源,則可引入總成之停工時間。
密度控制系統112可包含溫度控制系統,該溫度控制系統經組態以控制沿著光纖之長度之至少一部分的溫度。溫度控制系統可引入沿著光纖之長度之溫度量變曲線,此繼而可影響介質110之密度。溫度控制系統可包含經組態以在沿著光纖102之長度之複數個位置處局部供應熱的複數個溫度設定器件116。溫度控制系統112可包含或連接至用於設定溫度設定器件116中之每一者處之溫度控制屬性的一或多個處理器。
溫度設定器件116可設置於光纖102外部,在光纖102附近,以用於局部加熱光纖102之空芯104內部的介質110。溫度設定器件116可藉由局部加熱光纖102而間接加熱空芯104內部之介質110。替代地或另外,溫度設定器件116可在不加熱光纖102自身的情況下(例如)使用交流電場或電磁場將熱直接供應至介質110。實例溫度設定器件包括(例如)電阻加熱元件、介電質加熱元件、帕耳帖(Peltier)元件、風扇冷卻器及液體冷卻器。以引用方式併入本文中之NL2023533中描述了實例溫度控制系統。
光纖102可為光子晶體光纖PCF,諸如空芯光子晶體光纖HC-PCF。使用光子晶體光纖102之優點可為能夠達成對芯內部之輻射之強限制。此繼而可達成高局部輻射強度以用於提高貢獻於用於形成寬帶輻射之輻射之光譜增寬的非線性製程貢獻之效率。光子晶體光纖可包含複數個微結構,該複數個微結構形成光子晶體以用於達成光纖102之芯104內部之強限制。微結構可形成包圍空芯104之結構之單環。微結構可包含包圍空芯104之複數個毛細管。在一實例實施中,毛細管之單環包圍光纖102之空芯104。
在光纖之空芯之直徑沿著光纖之長度之至少一部分非均一的一些實施中,光子晶體微結構之設計亦可變化(例如毛細管之直徑及/或壁厚度沿著該長度改變)。在其他實施中,空芯之直徑可變化,而微結構之大小保持實質上相同(例如毛細管之直徑及壁厚度保持實質上恆定)。在後一狀況下,微結構相對於彼此之位置可沿著光纖之長度改變以便適應空芯104之改變之直徑。
沿著光纖之長度之至少一部分的非均一直徑剖面亦可用於控制與波長光譜相關聯之特性及/或輸入至寬帶輻射之轉換效率。在其中提供非均一直徑以控制光纖內部之波長及/或轉換效率的總成中,可提供具有實芯之光纖作為總成之部分而非具有空芯104之光纖。
具有其芯沿著其長度之非均一直徑的光纖可具有負楔形,亦稱為向下漸狹剖面,亦即,芯之直徑可沿著光纖之長度(自輸入端至輸出端)沿著輻射之傳播方向減小。芯直徑可具有初始值,且漸狹至最終值。初期芯直徑值可在20 µm至60 µm之範圍內,例如60 µm、50 µm、40 µm、30 µm、20 µm。最終芯直徑值可在10 µm至50 µm之範圍內,例如50 µm、40 µm、30 µm、20 µm、10 µm。在負楔形之狀況下,初始直徑值高於關聯最終直徑值。楔形可包含例如線性剖面或基於多項式之剖面。橫越光纖之長度之全部或一部分,可達成芯直徑楔形。楔形剖面可開始於光纖之全長的0至80%處。楔形可結束於光纖之全長的20%至100%,其中楔形之開始與楔形之結束相比更接近光纖之輸入端。亦有可能使光纖具備向上漸狹剖面,其中直徑沿著光纖內部之輻射之傳播方向增大。
可選擇光纖之長度使得其足夠長以使得遍及所關注波長範圍發生寬帶生成。光纖102之長度可例如在10 cm至2 m之範圍內。光纖102之長度可在10 cm至40 cm之範圍內。亦可使用具有長於40 cm之長度或具有長於2 m之長度的光纖102,但可有利的是提供具有使能夠生成所要寬帶範圍之輻射之較短長度的光纖。
可在一或多個合宜的波長下提供耦合至空芯光纖總成100之輸入輻射。可例如在可易於得到之輻射源之波長下提供輸入輻射。實例輸入輻射波長包括例如1030 nm、1550 nm及/或在700 nm至800 nm之範圍內之波長。
在空芯光纖總成內部所生成之寬帶輻射可包含超連續譜輻射。超連續譜輻射可包含在連續波長範圍內之輻射。寬帶輻射可包含具有在350 nm至3000 nm之範圍內之波長的輻射。寬帶輻射可包含具有在350 nm至2000 nm之範圍內之波長的輻射。超連續譜輻射可包含至少在350 nm至3000 nm之範圍內(例如在350 nm至2000 nm之範圍內)的連續波長範圍。
在以下編號條項之清單中揭示其他實施例:
1. 一種用於將輸入輻射轉換成寬帶輻射之空芯光子晶體光纖(HC-PCF)總成,該空芯光纖總成包含:
一微結構化光纖,其具有一空芯,該空芯沿著該光纖之一長度自經組態以接收輸入輻射之一輸入端延伸至經組態以輸出寬帶輻射之一輸出端,其中該光纖之該空芯經組態為包含一介質;及
一密度控制系統,其經組態以控制該介質沿著該光纖之該長度之至少一部分的一密度剖面,以建立沿著該光纖之該長度之至少一部分的一所要零分散波長剖面。
2. 如條項1之空芯光纖總成,其中該所要零分散波長剖面經組態以增強光固子截留。
3. 如條項1或2之空芯光纖總成,其中該所要零分散波長剖面經組態以延伸藉由調變不穩定性所生成之該寬帶輻射之波長範圍。
4. 如條項1、2或3之空芯光纖總成,其中該所要零分散波長剖面經組態以增強光固子與由該HC-PCF在接收到該輸入輻射後所生成的分散波之間的相互作用。
5. 如任一前述條項之空芯光纖總成,其中該所要零分散波長剖面經組態以增強該HCPCF之轉換效率。
6. 如任一前述條項之空芯光纖總成,其中該寬帶輻射具有介於350 nm至2000 nm之間的一連續波長範圍。
7. 如任一前述條項之空芯光纖總成,其中沿著該光纖之該長度之該至少一部分的該密度剖面係一負梯度剖面。
8. 如前述條項中任一項之空芯光纖總成,其中該密度控制系統包含一溫度控制系統,該溫度控制系統經組態以控制沿著該光纖之該長度之該至少一部分的一溫度。
9. 如前述條項中任一項之空芯光纖總成,其中該密度控制系統包含一壓力控制系統,該壓力控制系統經組態以控制沿著該光纖之該長度之該至少一部分的一壓力。
10. 如前述條項中任一項之空芯光纖總成,其中該空芯之直徑沿著該光纖之該長度之該至少一部分而變化。
11. 如條項10之空芯光纖總成,其中該空芯之該直徑沿著該光纖之該長度之該至少一部分而減小。
12. 如前述條項中任一項之空芯光纖總成,其中該介質包含氦、氖、氬、氪、氙、O
2氣體、N
2氣體中之至少一者。
13. 如前述條項中任一項之空芯光纖總成,其中該空芯光纖係一單環光子晶體光纖。
14. 如條項13之空芯光纖總成,其中該空芯光纖包含包圍該空芯之毛細管之一單環。
15. 如前述條項中任一項之空芯光纖總成,其中該寬帶輻射包含超連續譜輻射。
16. 一種用於輸出寬帶輻射之輻射源,其包含如條項1至15中任一項之空芯光纖總成以及一泵浦輻射源,該泵浦輻射源經組態以將處於一泵浦波長之輻射耦合至該空芯光纖中以用於在該光纖內部生成寬帶輻射。
17. 一種用於將輸入輻射轉換成寬帶輻射之方法,該方法包含:
提供一微結構化光纖,該微結構化光纖具有一空芯,該空芯沿著該光纖之一長度自一輸入端延伸至一輸出端,其中該光纖之該空芯包含一介質;
在該輸入端處將輸入輻射引導至該空芯光纖中;
控制該介質沿著該光纖之該長度之至少一部分的一密度剖面,以建立沿著該光纖之該長度之至少一部分的一所要零分散波長剖面;及
在該輸出端處輸出寬帶輻射。
18. 如條項17之方法,其中該所要零分散波長剖面經組態以增強光固子截留。
19. 如條項17或18之方法,其中該所要零分散波長剖面經組態以延伸藉由調變不穩定性所生成之該寬帶輻射之波長範圍。
20. 如條項17、18或19之方法,其中該所要零分散波長剖面經組態以增強光固子與由該HC-PCF在接收到該輸入輻射後所生成的分散波之間的相互作用。
21. 如條項17至20中任一項之方法,其中該所要零分散波長剖面經組態以增強該HCPCF之轉換效率。
22. 如條項17至21中任一項之方法,其中該寬帶輻射具有介於350 nm至2000 nm之間的一連續波長範圍。
23. 如條項17至22中任一項之方法,其中沿著該光纖之該長度之該至少一部分的該密度剖面係一負梯度剖面。
24. 如條項17至23中任一項之方法,其中該密度剖面藉由一溫度控制系統控制,該溫度控制系統經組態以控制沿著該光纖之該長度之該至少一部分的一溫度。
25. 如條項17至23中任一項之方法,其中該密度剖面藉由一壓力控制系統控制,該壓力控制系統經組態以控制沿著該光纖之該長度之該至少一部分的一壓力。
26. 如條項17至25中任一項之方法,其中該空芯之直徑沿著該光纖之該長度之該至少一部分而變化。
27. 如條項26之方法,其中該空芯之該直徑沿著該光纖之該長度之該至少一部分而減小。
28. 如條項17至27中任一項之方法,其中該介質包含氦、氖、氬、氪、氙、O
2氣體、N
2氣體中之至少一者。
29. 如條項17之方法,其中控制該密度剖面包含設定沿著該光纖之該長度之該至少一部分的一負梯度剖面。
30. 一種度量衡配置,其包含如條項16之輻射源。
31. 一種用於將輸入輻射轉換成寬帶輻射之空芯光纖總成,該空芯光纖總成包含:
一光纖,其具有一空芯,該空芯沿著該光纖之一長度自經組態以接收輸入輻射之一輸入端延伸至經組態以輸出寬帶輻射之一輸出端,其中該光纖之該空芯經組態為包含一介質;及
一密度控制系統,其經組態以取決於與該寬帶輻射之波長光譜相關聯之一特性及/或該輸入輻射至該寬帶輻射之一轉換效率,來控制該介質沿著該光纖之該長度之至少一部分的一密度剖面。
32. 如條項31之空芯光纖總成,其中沿著該光纖之該長度之該至少一部分的該密度剖面係一負梯度剖面。
33. 如條項31或32之空芯光纖總成,其中該密度控制系統包含一溫度控制系統,該溫度控制系統經組態以控制沿著該光纖之該長度之該至少一部分的一溫度。
34. 如條項31至33中任一項之空芯光纖總成,其中該空芯之直徑沿著該光纖之該長度之該至少一部分而變化。
35. 如條項34之空芯光纖總成,其中該空芯之該直徑沿著該光纖之該長度之該至少一部分而減小。
36. 如條項31至35中任一項之空芯光纖總成,其中該介質包含氦、氖、氬、氪、氙、O
2氣體、N
2氣體中之至少一者。
37. 如條項31至36中任一項之空芯光纖總成,其中該空芯光纖係一單環光子晶體光纖。
38. 如條項37之空芯光纖總成,其中該空芯光纖包含包圍一空芯之毛細管之一單環。
39. 如條項31至38中任一項之空芯光纖總成,其中該寬帶輻射包含超連續譜輻射。
40. 如條項31至39中任一項之空芯光纖總成,其中該寬帶輻射包含在350 nm至3000 nm之範圍內之一或多個波長。
41. 一種用於輸出寬帶輻射之輻射源,其包含如條項31至40中任一項之空芯光纖總成以及一泵浦輻射源,該泵浦輻射源經組態以將處於一泵浦波長之輻射耦合至該空芯光纖中以用於在該光纖內部生成寬帶輻射。
42. 一種用於將輸入輻射轉換成寬帶輻射之方法,該方法包含:
提供一光纖,該光纖具有一空芯,該空芯沿著該光纖之一長度自一輸入端延伸至一輸出端,其中該光纖之該空芯包含一介質;
在該輸入端處將輸入輻射引導至該空芯光纖中;
取決於與該寬帶輻射之波長光譜相關聯之一特性及/或該輸入輻射至該寬帶輻射之一轉換效率,來控制該介質沿著該光纖之該長度之至少一部分的一密度剖面;及
在該輸出端處輸出寬帶輻射。
43. 如條項42之方法,其中控制該密度剖面包含設定沿著該光纖之該長度之該至少一部分的一負梯度剖面。
44. 如條項42至43中任一項之方法,其中控制該密度剖面包含控制沿著該光纖之該長度之該至少一部分的一溫度。
45. 一種度量衡配置,其包含如條項41之輻射源。
儘管可在本文中特定地參考在IC製造中微影裝置之使用,但應理解,本文中所描述之微影裝置可具有其他應用。可能之其他應用包括製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等。
儘管可在本文中特定地參考在微影裝置之內容背景中之本發明之實施例,但本發明之實施例可用於其他裝置中。本發明之實施例可形成光罩檢測裝置、度量衡裝置或量測或處理諸如晶圓(或其他基板)或光罩(或其他圖案化器件)之物件之任何裝置之部件。此等裝置通常可稱為微影工具。此微影工具可使用真空條件或周圍(非真空)條件。
儘管上文可特定地參考在光學微影之內容背景中對本發明之實施例之使用,但應瞭解,本發明在內容背景允許之情況下不限於光學微影且可用於其他應用(例如壓印微影)中。
雖然上文已描述本發明之特定實施例,但應瞭解,可以與所描述方式不同之其他方式來實踐本發明。以上描述意欲為說明性,而非限制性的。因此,對於熟習此項技術者將顯而易見,可在不脫離下文所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下對所描述之本發明進行修改。
雖然特定參考「度量衡裝置/工具/系統」或「檢測裝置/工具/系統」,但此等術語可指相同或類似類型之工具、裝置或系統。例如包含本發明之一實施例之檢測或度量衡裝置可用以判定基板上或晶圓上之結構之特性。例如包含本發明之一實施例之檢測裝置或度量衡裝置可用以偵測基板之缺陷或基板上或晶圓上之結構之缺陷。在此實施例中,基板上之結構之所關注特性可能係關於結構中之缺陷、結構之特定部分之不存在或基板上或晶圓上之非想要結構之存在。
2: 寬帶輻射投影儀
4: 光譜儀偵測器
6: 基板
10: 光譜
100: 空芯光纖總成
102: 空芯光纖
104: 空芯
106: 輸入端
108: 輸出端
110: 介質
112: 密度控制系統
114: 儲集器
116: 溫度設定器件
202: 輸入輻射
204: 寬帶輻射
AM: 標記
ANG: 入射角
B: 輻射光束
BD: 光束遞送系統
BE1: 輻射光束/量測光束
BE2: 箭頭
BK: 烘烤板
C: 目標部分
CH: 冷卻板
CL: 電腦系統
DE: 顯影器
DET: 偵測器
DGR: 偵測光柵
IB: 資訊攜載光束
IF: 位置量測系統
IL: 照明系統/照明器
INT: 強度
I/O1: 輸入/輸出埠
I/O2: 輸入/輸出埠
LA: 微影裝置
LACU: 微影控制單元
LB: 裝載匣
LC: 微影製造單元
LS: 位階或高度感測器
LSB: 輻射光束
LSD: 偵測單元
LSO: 輻射源
LSP: 投影單元
M1: 光罩對準標記
M2: 光罩對準標記
MA: 圖案化器件
MLO: 量測位置/量測區域
MT: 度量衡工具/散射計
OL: 物鏡
P1: 基板對準標記
P2: 基板對準標記
PD: 光偵測器
PGR: 投影光柵
PM: 第一定位器
PS: 投影系統
PU: 處理單元
PW: 第二定位器
RB: 輻射光束
RO: 基板處置器或機器人
RSO: 輻射源
SC: 旋塗器
SC1: 第一標度
SC2: 第二標度
SC3: 第三標度
SCS: 監督控制系統
SI: 強度信號
SM: 光點鏡面
SM1: 散射計
SO: 輻射源
SP: 照明光點
SRI: 自參考干涉計
T: 光罩支撐件
TCU: 塗佈顯影系統控制單元
W: 基板
WT: 基板支撐件
λ: 波長
現在將僅作為實例參看隨附示意性圖式來描述本發明之實施例,在該等圖式中:
- 圖1描繪微影裝置之示意性綜述;
- 圖2描繪微影製造單元之示意性綜述;
- 圖3描繪整體微影之示意性表示,其表示用以最佳化半導體製造之三種關鍵技術之間的合作;
- 圖4描繪散射計之示意性表示;
- 圖5描繪位階感測器之示意性表示;
- 圖6描繪對準感測器之示意性表示;
- 圖7描繪空芯光纖總成之示意性表示;
- 圖8描繪展示空芯光子晶體光纖之例示性分散剖面的曲線圖。
100: 空芯光纖總成
102: 空芯光纖
104: 空芯
106: 輸入端
108: 輸出端
110: 介質
112: 密度控制系統
114: 儲集器
116: 溫度設定器件
202: 輸入輻射
204: 寬帶輻射
Claims (15)
- 一種用於將輸入輻射轉換成寬帶輻射之空芯光子晶體光纖(HC-PCF)總成,該空芯光纖總成包含: 一微結構化光纖,其具有一空芯,該空芯沿著該光纖之一長度自經組態以接收輸入輻射之一輸入端延伸至經組態以輸出寬帶輻射之一輸出端,其中該光纖之該空芯經組態為包含一介質;及 一密度控制系統,其經組態以控制該介質沿著該光纖之該長度之至少一部分的一密度剖面,以建立沿著該光纖之該長度之至少一部分的一所要零分散波長剖面。
- 如請求項1之空芯光子晶體光纖總成,其中該所要零分散波長剖面經組態以增強光固子截留。
- 如請求項1之空芯光子晶體光纖總成,其中該所要零分散波長剖面經組態以延伸藉由調變不穩定性所生成之該寬帶輻射之波長範圍。
- 如請求項1之空芯光子晶體光纖總成,其中該所要零分散波長剖面經組態以增強光固子與由該HC-PCF在接收到該輸入輻射後所生成的分散波之間的相互作用。
- 如請求項1之空芯光子晶體光纖總成,其中該所要零分散波長剖面經組態以增強該HCPCF之轉換效率。
- 如請求項1之空芯光子晶體光纖總成,其中該寬帶輻射具有介於350 nm至2000 nm之間的一連續波長範圍。
- 如請求項1之空芯光子晶體光纖總成,其中沿著該光纖之該長度之該至少一部分的該密度剖面係一負梯度剖面。
- 如請求項1之空芯光子晶體光纖總成,其中該密度控制系統包含一溫度控制系統,該溫度控制系統經組態以控制沿著該光纖之該長度之該至少一部分的一溫度。
- 如請求項1之空芯光子晶體光纖總成,其中該空芯之直徑沿著該光纖之該長度之該至少一部分而變化。
- 如請求項9之空芯光子晶體光纖總成,其中該空芯之該直徑沿著該光纖之該長度之該至少一部分而減小。
- 如請求項1之空芯光子晶體光纖總成,其中該介質包含氦、氖、氬、氪、氙、O 2氣體、N 2氣體中之至少一者。
- 如請求項1之空芯光子晶體光纖總成,其中該空芯光纖係一單環光子晶體光纖。
- 一種用於輸出寬帶輻射之輻射源,其包含如請求項1之空芯光子晶體光纖總成以及一泵浦輻射源,該泵浦輻射源經組態以將處於一泵浦波長之輻射耦合至該空芯光纖中以用於在該光纖內部生成寬帶輻射。
- 一種用於將輸入輻射轉換成寬帶輻射之方法,該方法包含: 提供一微結構化光纖,該微結構化光纖具有一空芯,該空芯沿著該光纖之一長度自一輸入端延伸至一輸出端,其中該光纖之該空芯包含一介質; 在該輸入端處將輸入輻射引導至該空芯光纖中; 控制該介質沿著該光纖之該長度之至少一部分的一密度剖面,以建立沿著該光纖之該長度之至少一部分的一所要零分散波長剖面;及 在該輸出端處輸出寬帶輻射。
- 一種度量衡配置,其包含如請求項13之輻射源。
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