CN119452300A - 用于宽带辐射生成的装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于宽带辐射生成的装置包括设置在围壳中的光纤,围壳包括:本体;以及被配置为将热量从光纤传输到本体的热传输区域,热传输区域包括设置在光纤与本体之间的第一介质;其中在从光纤的至少一个径向方向上,热传输区域还包括设置在围壳的一部分上、位于第一介质与本体之间的第二介质,第二介质包括固体和/或液体;并且其中光纤与第二介质之间的径向距离小于或等于2mm,并且第二介质在围壳的该一部分上形成狭缝,狭缝在垂直于光纤的纵轴线的方向上延伸,狭缝比光纤的直径宽。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于宽带辐射生成的装置,该装置包括至少部分地设置在围壳中的空芯光纤。
背景技术
光刻装置是一种被构造为将期望图案施加到基板上的机器。例如,光刻装置可以用于集成电路(IC)的制造。例如,光刻装置可以将图案化设备(例如,掩模)处的图案(也称为“设计布局”或“设计”)投射到设置在基板(例如,晶片)上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。
为了在基板上投射图案,光刻装置可以使用电磁辐射。这种辐射的波长决定了可以在基板上形成的特征的最小尺寸。目前使用的典型波长是365nm(i-线)、248nm、193nm和13.5nm。使用波长在4nm-20nm范围内(例如,6.7nm或13.5nm)的极紫外(EUV)辐射的光刻装置可以用于在基板上形成比使用例如波长为193nm的辐射的光刻装置更小的特征。
低k1光刻可以用于处理尺寸小于光刻装置的经典分辨率限制的特征。在这种过程中,分辨率公式可以表示为CD=k1×λ/NA,其中λ是所使用的辐射的波长,NA是光刻装置中投射光学器件的数值孔径,CD是“临界尺寸”(通常是打印的最小特征尺寸,但在这种情况下是半节距),k1是经验分辨率因子。通常,k1越小,就越难以在基板上再现与电路设计者为实现特定电气功能和性能而计划的形状和尺寸相似的图案。为了克服这些困难,可以将复杂的微调步骤应用于光刻投射装置和/或设计布局。这些包括例如但不限于NA的优化、定制的照射方案、相移图案化设备的使用、设计布局的各种优化(诸如设计布局中的光学邻近校正(OPC,有时也称为“光学和工艺校正”))、或通常定义为“分辨率增强技术”(RET)的其他方法。替代地,可以使用用于控制光刻装置稳定性的紧密控制回路来提高低k1下图案的再现。
在光刻领域,可以在光刻装置内和在光刻装置外部使用很多测量系统。通常,这种测量系统可以使用辐射源用辐射照射目标,以及使用检测系统,检测系统可操作为测量从目标散射的入射辐射的一部分的至少一个特性。光刻装置外部的测量系统的示例是检查装置或量测装置,其可以用于确定由光刻装置先前投射到基板上的图案的特性。例如,这种外部检查装置可以包括散射计。可以在光刻装置内提供的测量系统的示例包括:形貌测量系统(也称为水平传感器);用于确定掩模版或晶片台的位置的位置测量系统(例如,干涉测量装置);以及用于确定对准标记的位置的对准传感器。这些测量设备可以使用电磁辐射进行测量。
不同类型的辐射可以用于询问图案的不同类型的特性。一些测量系统可以使用宽带辐射源。这种宽带辐射源可以是超连续谱源,并且可以包括具有非线性介质的光纤,脉冲泵浦辐射束通过该非线性介质传播以加宽辐射的光谱。
与实现这种超连续谱源相关联的一个挑战是通过减轻现有故障机制来延长光纤的寿命。在使用过程中观察到光纤输入端和输出端处的损坏(诸如玻璃沉积)。此外,在空芯光子晶体光纤包括围绕芯的反谐振元件或毛细管以限制通过芯传播的辐射的情况下,已经发现这些元件表现出永久的机械变形。这两种效应都会对性能产生不利影响,因为它们会导致超连续谱源的输出功率降低,并且最终导致输出光谱的变化。
可能需要提供替代装置(例如,光纤)和方法,以在用于接收输入辐射并且加宽输入辐射的频率范围的装置中使用,以提供(宽带)输出辐射,其至少部分解决了与现有技术相关联的一个或多个问题,无论是在本文中指出的还是在其他方面。
发明内容
根据本发明的第一方面,提供了一种用于宽带辐射生成的装置,该装置包括至少部分地设置在围壳中的空芯光纤,该围壳包括:本体;以及被配置为将热量从空芯光纤传输到围壳的本体的热传输区域,热传输区域包括设置在空芯光纤与围壳的本体之间的第一介质;其中在从空芯光纤的至少一个径向方向上,热传输区域还包括设置在围壳的长度的一部分上、位于第一介质与围壳的本体之间的第二介质,第二介质包括固体和/或液体;并且其中空芯光纤(例如,空芯光纤的表面)与第二介质(例如,第二介质的表面)之间的径向距离在该一部分上小于或等于2mm,并且其中第二介质在围壳的长度的至少一部分上形成狭缝,狭缝在垂直于空芯光纤的纵轴线的方向上延伸,狭缝比空芯光纤的直径宽。
空芯光纤(也称为“光纤”)可以是空芯光子晶体光纤(HC-PCF)。在一些示例中,HC-PCF可以包括沿HC-PCF轴向延伸的空芯;包括围绕空芯的多个毛细管的内包层区域,上述多个毛细管中的每个毛细管包括壁部分;以及围绕内包层区域的护套区域。
应当理解,如本文中使用的,内包层区域是指光纤的一个区域,该区域用于引导通过光纤的空芯传播的辐射(即,将上述辐射限制在空芯内)。特别地,内包层区域被布置为限制主要在空芯内通过光纤传播的辐射,并且沿光纤引导辐射。
多个毛细管的面向空芯的壁部分可以用作反谐振元件。应当理解,反谐振元件是指被布置为主要通过反谐振将辐射限制在空芯内的元件。包括反谐振元件或结构的光纤在本领域中已知为反谐振光纤、管状光纤、单环光纤、负曲率光纤或抑制耦合光纤。这种光纤的各种不同设计在本领域中是已知的。特别地,术语反谐振元件并不意图包括被布置为主要通过在包层区域中产生光子带隙来将辐射限制在空芯内的元件(例如,Kagome光子晶体光纤)。
通常,每个毛细管壁部分至少部分地限定空芯,并且将空芯与腔隔开。例如,每个毛细管可以包括通过壁与空芯隔开的腔。应当理解,壁部分可以用作穿过空芯传播的辐射的反谐振法布里-珀罗(Fabry-Perot)谐振器(并且可以以掠入射角入射到壁上)。壁部分的厚度可以是合适的,以确保通常会增强回到空芯的反射,而通常会抑制到腔中的透射。
光纤可以适用于在用于接收输入辐射并且加宽输入辐射的频率范围以提供输出辐射的装置中使用。使用反谐振元件引导辐射的光纤可以具有比光子带隙光纤更宽的传输窗口(即,具有更大传输带宽)。因此,有利地,这种光纤可以更适合在用于接收输入辐射并且加宽输入辐射的频率范围以提供输出辐射的装置(例如,超连续谱源)中使用。
另外地或替代地,光纤可以适用于束传输应用(而不会扩大辐射的频率范围)。
该光纤可以适合用作将光从光源传输到传感器的光纤。
围壳(可以替代地称为“储器”、“壳体”、“容器”或“气室”)可以用于控制、调节和/或监测其中容纳的光纤和/或材料(例如,固体、液体和/或气体)。如本文中使用的,围壳的“本体”通常是指围壳的边缘区域(例如,(多个)外壁),热量可以通过热传输区域被传输到该边缘区域。传输到围壳的本体的热量随后可以通过冷却回路和/或一个或多个冷却通道从围壳中传输出去。
不希望受理论束缚,由光纤损坏引起的宽带辐射(例如,超连续谱)生成系统的故障可能至少部分受到光纤材料温度的影响,并且因此可能期望改善光纤和/或非线性介质的热管理。
在已知系统中,促进光纤与围壳的本体之间的热传递的介质通常是气体,通常是形成针对宽带辐射生成的非线性介质的气体。与这种系统相比,本发明提供了一种包括固体和/或液体介质的热传输区域,与气体相比,固体和/或液体介质有利地提供了改进的热导率,从而更好地从光纤中传输出热量。在一些示例中,热导率可以被提高一个或若干数量级。
热传输区域可以被配置为将热量从空芯光纤径向传输到围壳的本体。
理想情况下,光纤应当与第二介质直接接触固定,以在光纤与第二介质之间提供最佳热接触。然而,将光纤固定到固体第二介质会由于光纤和固体介质的不同热膨胀系数而在光纤内部产生应力,最终降低光纤性能。因此,在第二介质的区域中,通常替代地允许光纤由于热膨胀(例如,围壳和/或光纤的热膨胀)而自由移动,并且在任何给定时间可以仅部分接触第二介质,或者根本不直接接触。通常,光纤不应当附接到第二介质。发明人已经发现,不需要光纤与第二介质的直接接触来实现光纤与第二介质之间的充分热传递。优选地,在包括第二介质的围壳部分上的任何给定点处,光纤(例如,光纤的表面)与第二介质(例如,第二介质的表面)之间的径向距离小于或等于1mm,以在光纤与第二介质之间提供足够的热传递。
光纤与第二介质之间的非零距离上的热传递由第一介质促进,第一介质可以包括气体和/或液体。例如,第一介质可以包括被配置用于生成宽带辐射的气体(即,非线性介质、工作介质或工作气体)。在一些示例中,第一介质可以包括氦气,与仅由非线性介质组成的第一介质相比,氦气可以有利地改善光纤与第二介质之间的热传递。在一些示例中,第一介质可以包括液体。有利地,液体第一介质在光纤与第二介质之间提供改进的热传递(与气体第一介质相比),同时还允许光纤的自由移动(例如,与固体第一介质相比较)。
空芯光纤可以在第一介质内在垂直于空芯光纤的纵轴线的至少一个方向自由移动。
通常,围壳的热膨胀系数比空芯光纤大得多。当装置处于水平取向时,光纤通常在相反端被夹持在围壳中的适当位置。因此,当装置处于“关闭”或“冷”状态时,光纤可以被布置为在垂直于光纤的纵轴线的方向上弯曲,以补偿围壳的热膨胀,这可能会导致装置达到操作温度时光纤变直。在这种情况下,热传输区域的组成需要通过允许光纤在该方向上移动来促进这种热膨胀。
在一些示例中,空芯光纤(例如,空芯光纤的表面)与第二介质(例如,第二介质的表面)之间的径向距离在方位角上变化约+/-1mm,以促进光纤的自由移动。
在一些示例中,空芯光纤与第二介质之间的径向距离是在至少一个径向方向上的距离。替代地,在第一径向方向上,空芯光纤与第二介质之间的第一距离可以为零,或者可以大于1mm,而在第二径向方向上,空芯光纤与第二介质之间的第二距离可以小于1mm或等于零。
在一些示例中,该装置还包括冷却通道,该冷却通道位于本体外部,上述冷却通道被配置为在使用中冷却本体。例如,冷却通道可以包括被配置为允许流体(例如,水)作为冷却回路的一部分流过围壳外部的通道。
在一些示例中,在狭缝中,光纤可以在垂直于光纤的纵轴线的方向上在狭缝中自由移动(例如,由于围壳的热膨胀),同时光纤与第二介质保持足够紧密的接触(即,光纤几乎完全被第二介质包围),以实现从光纤向外的良好的热传递。狭缝可以填充有第一介质。
在一些示例中,狭缝的宽度小于或等于2mm,优选地小于或等于1mm。
在一些示例中,围壳的长度的一部分包围空芯光纤的一部分,空芯光纤的上述部分是发生宽带辐射生成的部分(即,空芯光纤的被配置用于宽带辐射生成的部分或区域)。空芯光纤中发生宽带辐射生成的部分或区域通常是光纤中达到最高温度的地方,因此在该区域中包括第二介质可以提供比光纤的任何其他部分更有效的热管理。
在某些示例中,围壳的长度的该一部分为至少1cm长。
在一些示例中,围壳的长度的该一部分为至少2cm长、至少5cm长或至少10cm长。
在一些示例中,围壳的长度的该一部分为光纤总长度的至少2%长。
在一些示例中,围壳的长度的该一部分为光纤总长度的至少5%长、至少10%长或至少20%长。
在一些示例中,热传输区域包括仅位于围壳的长度的一部分上的第二介质,该一部分包围空芯光纤的发生宽带辐射生成的一部分(即,第二介质可以不存在于围壳的任何其他部分)。
在一些示例中,空芯光纤被配置为在使用中垂直悬挂。例如,围壳可以垂直取向布置,使光纤在重力作用下悬挂。在这种取向中,光纤可以保持在最上端处,使得光纤通常定位得非常靠近第二介质(在一些情况下,在至少一个径向方向上是零空间间隔)。在一些示例中,垂直悬挂的光纤可以至少部分抵靠在第二介质上。然而,垂直悬挂可以有利地防止光纤被第二介质困住(特别是在第二介质包括固体材料的情况下),例如在第二介质在所有侧面(即,在所有径向方向上)围绕光纤或围绕一半以上的光纤的情况下。
在一些示例中,空芯光纤和围壳水平布置,例如光纤在相反端被夹持。
在一些示例中,第二介质包括在平行于空芯光纤的纵轴线的方向上延伸的一个或多个内部冷却通道。例如,在第二介质包括固体的情况下,内部冷却通道可以包括穿过第二介质的中空孔,该中空孔被配置为允许冷却流体(例如,水)流过上述孔,例如作为冷却回路的一部分。替代地或另外地,在第二介质包括液体的情况下,内部冷却通道可以包括穿过第二介质的管道。该管道可以被配置用于冷却流体(例如,水)的流动,例如作为冷却回路的一部分。在一些示例中,该装置包括一个或多个内部冷却通道以及在本体外部的冷却通道,如本文所述。
在一些示例中,第一介质包括气体。在一些示例中,第一介质可以包括被配置用于生成宽带辐射的气体(即,非线性介质)。在一些示例中,第一介质可以包括气体混合物。在一些示例中,第一介质可以包括氦。
在一些实例中,第一介质包括液体(例如,水、液态镓和/或另一种液态金属、二硫化碳(CS2)和/或四氯乙烯(C2Cl4))。有利地,液体第一介质在光纤与第二介质之间提供改进的热传递(与气体第一介质相比),同时还允许光纤自由移动(例如,由于围壳和/或光纤的热膨胀)。在一些示例中,第一介质和第二介质都包括液体,使得热传输介质在光纤与围壳的本体之间的至少一个径向方向上大部分或完全是液体。
在一些示例中,第二介质包括金属(例如,钢、铝、殷钢和/或其合金)、陶瓷和/或玻璃中的任何一种。
在一些示例中,在至少一个径向方向上,空芯光纤与第二介质之间的径向距离为200μm;优选地,其中上述径向距离为100μm。
在一些示例中,在至少一个径向方向上,第二介质与空芯光纤的长度的至少一部分之间的距离为零。
根据本发明的第二方面,提供了一种生成宽带辐射的方法,该方法包括:从输入辐射源发射输入辐射;通过根据本文中描述的装置来接收输入辐射;以及使用该装置生成包括宽带辐射的输出。
附图说明
现在将参考附图仅通过示例描述本发明的实施例,在附图中:
-图1描绘了光刻装置的示意图;
-图2描绘了光刻单元的示意图;
-图3描绘了整体光刻的示意图,表示了三种关键技术之间的合
作,以优化半导体制造;
-图4描绘了散射计量测工具的示意图;
-图5描绘了水平传感器量测工具的示意图;
-图6描绘了对准传感器量测工具的示意图;
-图7是光纤在横向(x-y)平面(即,垂直于光纤轴线)中的示意性截面图;
-图8是图7所示的光纤在包括光纤轴线的平面(即,y-z平面)中的示意性截面图;
-图9描绘了用于宽带辐射生成的装置;
-图10描绘了还包括围壳的图9所示的类型的用于宽带辐射生成的装置;
-图11描绘了用于提供宽带输出辐射的辐射源的示意图,该辐射源包括如图10所示的用于宽带辐射生成的装置;
-图12示出了根据本发明的包括热传输区域的宽带辐射生成的装置的截面;
-图13示出了设置在气体介质内的光纤的数值模拟,气体介质由固体介质包括,其中光纤与固体介质之间的距离是变化的;
-图14示出了图13所示的数值模拟的结果;
-图15示出了根据本发明的包括热传输区域的宽带辐射生成的装置的截面,该热传输区域包括第一介质和第二介质;
-图16示出了根据本发明的宽带辐射生成的装置的截面,该装置包括热传输区域,该热传输区域包括第一介质和第二介质,其中第二介质形成在垂直于光纤的纵轴线的方向上延伸的狭缝;
-图17示出了包括位于围壳的本体外部的冷却通道的宽带辐射生成的装置的截面;
-图18示出了包括一个或多个内部冷却通道的宽带辐射生成的装置的截面;
-图19示出了根据本发明的宽带辐射生成的装置的截面,其中第二介质仅在围壳的长度的一部分上在平行于光纤的纵轴线的方向上延伸;
-图20示出了根据本发明的包括热传输区域的宽带辐射生成的装置的截面,该装置在垂直取向上布置;以及
-图21示意性地示出了根据本发明的生成宽带辐射的方法。
具体实施方式
在本文件中,术语“辐射”和“束”用于涵盖所有类型的电磁辐射,包括紫外辐射(例如,波长为365nm、248nm、193nm、157nm或126nm)和EUV(极紫外辐射,例如波长在约5nm-100nm范围内)。
本文中使用的术语“掩模版”、“掩模”或“图案化设备”可广义地解释为指代一种通用的图案化设备,该设备可以用于向入射辐射束赋予与基板的目标部分中要创建的图案相对应的图案化截面。术语“光阀”也可以在这种情况下使用。除了经典的掩模(透射或反射、二进制、相移、混合等)外,其他这样的图案化设备的示例还包括可编程反射镜阵列和可编程LCD阵列。
图1示意性地描绘了光刻装置LA。光刻装置LA包括被配置为调节辐射束B(例如,UV辐射、DUV辐射或EUV辐射)的照射系统(也称为照射器)IL、被构造为支撑图案化设备(例如,掩模)MA并且连接到被配置为根据某些参数精确定位图案化设备MA的第一定位器PM的掩模支撑件(例如,掩模台)MT、被构造为保持基板(例如,涂有抗蚀剂的晶片)W并且连接到被配置为根据某些参数精确定位基板支撑件的第二定位器PW的基板支撑件(例如,晶片台)WT、以及被配置为将由图案化设备MA赋予辐射束B的图案投射到基板W的目标部分C(例如,包括一个或多个管芯)上的投射系统(例如,折射投射透镜系统)PS。
在操作中,照射系统IL从辐射源SO接收辐射束,例如经由束传输系统BD。照射系统IL可以包括用于引导、整形和/或控制辐射的各种类型的光学元件,诸如折射、反射、磁、电磁、静电和/或其他类型的光学元件、或其任何组合。照射器IL可以用于调节辐射束B,以使其在图案化设备MA的平面处的截面中具有期望空间和角度强度分布。
本文中使用的术语“投射系统”PS应当广义地解释为包括各种类型的投射系统,包括折射、反射、折反射、变形、磁、电磁和/或静电光学系统、或其任何组合,具体取决于所使用的曝光辐射和/或其他因素,诸如浸没液体的使用或真空的使用。本文中术语“投射透镜”的任何使用都可以被视为更一般的术语“投射系统”PS的同义词。
光刻装置LA可以是这样一种类型,其中基板的至少一部分可以被具有相对较高折射率的液体(例如,水)覆盖,以填充投射系统PS与基板W之间的空间,这也称为浸没式光刻。关于浸没技术的更多信息在US6952253中给出,该文献通过引用并入本文。
光刻装置LA也可以是具有两个或更多个基板支撑件WT(也称为“双级”)的类型。在这种“多级”机器中,基板支撑件WT可以并行使用,和/或基板W的后续曝光的准备步骤可以在位于其中一个基板支撑件WT上的基板W上执行,而另一基板支撑件WT上的另一基板W用于曝光另一基板W上的图案。
除了基板支撑件WT之外,光刻装置LA还可以包括测量级。测量级被布置为保持传感器和/或清洁设备。传感器可以被布置为测量投射系统PS的特性或辐射束B的特性。测量级可以保持多个传感器。清洁设备可以被布置为清洁光刻装置的一部分,例如投射系统PS的一部分或提供浸没液体的系统的一部分。当基板支撑件WT远离投射系统PS时,测量级可以在投射系统PS下方移动。
在操作中,辐射束B入射到被保持在掩模支撑件MT上的图案化设备(例如,掩模)MA上,并且由图案化设备MA上呈现的图案(设计布局)图案化。在穿过掩模MA之后,辐射束B穿过投射系统PS,投射系统将束聚焦到基板W的目标部分C上。在第二定位器PW和位置测量系统IF的帮助下,基板支撑件WT可以精确移动,例如,以将不同目标部分C定位在辐射束B的路径中的聚焦和对准位置。类似地,第一定位器PM和可能的另一位置传感器(图1中未明确示出)可以用于相对于辐射束B的路径精确地定位图案化设备MA。图案化设备MA和基板W可以使用掩模对准标记M1、M2和基板对准标记P1、P2来对准。虽然如图所示的基板对准标记P1、P2占据专用目标部分,但它们可以位于目标部分之间的空间中。当基板对准标记P1、P2位于目标部分C之间时,它们称为划线道对准标记。
如图2所示,光刻装置LA可以形成光刻单元LC的一部分,有时也称为光刻单元或(光刻)簇,其通常还包括在基板W上执行曝光前和曝光后处理的装置。传统上,这些装置包括用于沉积抗蚀剂层的旋涂机SC、用于显影暴露抗蚀剂的显影剂DE、冷却板CH和烘烤板BK,该烘烤板例如用于调节基板W的温度,例如用于调节抗蚀剂层中的溶剂。基板处理器或机器人RO从输入/输出端口I/O1、I/O2拾取基板W,在不同处理装置之间移动它们,并且将基板W运送到光刻装置LA的装载区LB。光刻单元中的器件(通常也统称为轨道)通常受轨道控制单元TCU的控制,轨道控制单元本身可以由监控系统SCS控制,监控系统也可以控制光刻装置LA,例如经由光刻控制单元LACU。
为了使由光刻装置LA曝光的基板W正确且一致地曝光,需要检查基板以测量图案化结构的特性,诸如后续层之间的套刻误差、线厚度、临界尺寸(CD)等。为此目的,光刻单元LC中可以包括检查工具(未示出)。如果检测到错误,则可以对后续基板的曝光或基板W上要执行的其他处理步骤进行调节,特别是如果检查是在相同批次或相同批的其他基板W仍需曝光或处理之前完成的。
检查装置(也可以称为量测装置)用于确定基板W的特性、特别是不同基板W的性能如何变化、或者与相同基板W的不同层相关联的性能如何逐层变化。检查装置可以替代地被构造为标识基板W上的缺陷,并且例如可以是光刻单元LC的一部分,或者可以集成到光刻装置LA中,或者甚至可以是独立的设备。检查装置可以测量潜像(曝光之后抗蚀剂层中的图像)、半潜像(暴露后烘烤步骤PEB之后抗蚀剂层中的图像)、显影抗蚀剂图像(其中抗蚀剂的曝光或未曝光部分已经被去除)、或甚至蚀刻图像(诸如蚀刻等图案转印步骤之后)上的特性。
通常,光刻装置LA中的图案化过程是处理中最关键的步骤中的一个,其需要在基板W上高精度地确定结构的尺寸和放置。为了确保这种高精度,可以在所谓的“整体”控制环境中组合三个系统,如图3所示。这些系统中的一个是光刻装置LA,其(虚拟地)连接到量测工具MT(第二系统)和计算机系统CL(第三系统)。这种“整体”环境的关键是优化这三个系统之间的协作,以增强整体工艺窗口,并且提供紧密的控制回路,以确保由光刻装置LA执行的图案化保持在工艺窗口内。工艺窗口定义了工艺参数(例如,剂量、焦点、套刻)的范围,在该范围内,特定的制造工艺会产生定义的结果(例如,功能半导体器件),通常允许光刻工艺或图案化工艺中的工艺参数在该范围内变化。
计算机系统CL可以使用要图案化的设计布局(的一部分)来预测要使用哪种分辨率增强技术,并且执行计算光刻模拟和计算,以确定哪种掩模布局和光刻装置设置实现了图案化工艺的最大整体工艺窗口(在图3中由第一标尺SC1中的双箭头表示)。通常,分辨率增强技术被布置为与光刻装置LA的图案化可能性相匹配。计算机系统CL还可以用于检测光刻装置LA当前在工艺窗口内的操作位置(例如,使用来自量测工具MT的输入),以预测是否会因例如次优工艺而存在缺陷(如图3中第二标尺SC2中指向“0”的箭头所示)。
量测工具MT可以向计算机系统CL提供输入,以实现精确的模拟和预测,并且可以向光刻装置LA提供反馈,以标识可能的漂移,例如在光刻装置LA的校准状态下(如图3中第三标尺SC3中的多个箭头所示)。现在将描述用于测量与光刻装置和/或待图案化的基板相关的一个或多个特性的不同类型的量测工具MT。
在光刻工艺中,需要频繁测量所创建的结构,例如用于工艺控制和验证。用于进行这样的测量的工具通常称为量测工具MT。用于进行这样的量测的不同类型的量测工具MT是已知的,包括扫描电子显微镜或各种形式的散射计量测工具MT。散射计是多功能仪器,其通过在散射计的物镜的光瞳或与光瞳共轭的平面中安装传感器(通常称为基于光瞳的测量)、或通过在图像平面或与图像平面共轭的平面(在这种情况下,测量通常称为基于图像或场的测量)上安装传感器,可以测量光刻过程的参数。这种散射计和相关联的测量技术在专利申请US20100328655、US2011102753A1、US20120044470A、US20110249244、US20110026032或EP1,628,164A中进一步描述,这些专利申请的全部内容通过引用并入本文。上述散射计可以使用来自软x射线和可见光到近红外波长范围的光来测量光栅。
在第一实施例中,散射计MT是角分辨散射计。在这种散射计中,可以将重构方法应用于测量的信号,以重构或计算光栅的特性。例如,这种重构可以通过模拟散射辐射与目标结构的数学模型的相互作用并且将模拟结果与测量结果进行比较来实现。调节数学模型的参数,直到模拟的相互作用产生类似于从真实目标观察到的衍射图案。
在第二实施例中,散射计MT是光谱散射计MT。在这种光谱散射计MT中,由辐射源发射的辐射被引导到目标上,并且来自目标的反射或散射辐射被引导到光谱仪检测器,光谱仪检测器测量镜面反射辐射的光谱(即,对强度随波长的变化的测量)。根据这些数据,可以重构产生检测光谱的目标的结构或轮廓,例如通过严格耦合波分析和非线性回归,或者通过与模拟光谱库进行比较。
在第三实施例中,散射计MT是椭圆散射计。椭圆散射计允许通过测量每个偏振态的散射辐射来确定光刻工艺的参数。这种量测装置通过在量测装置的照射部分使用适当的偏振滤光片来发射偏振光(诸如线性、圆或椭圆偏振光)。适用于量测装置的源也可以提供偏振辐射。现有椭圆散射计的各种实施例在美国专利申请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和13/891,410中进行了描述,这些申请的全部内容通过引用并入本文。
在散射计MT的一个实施例中,散射计MT适于通过测量反射光谱和/或检测配置中的不对称性来测量两个未对准光栅或周期性结构的套刻,不对称性与套刻的程度有关。这两个(通常重叠的)光栅结构可以应用于两个不同层(不一定是连续层),并且可以基本上形成在晶片上的相同位置。散射计可以具有对称检测配置,例如在共同拥有的专利申请EP1,628,164A中所述,使得任何不对称都可以清楚地区分。这提供了一种直接测量光栅未对准的方法。通过周期性结构的不对称性来测量包括作为目标的周期性结构的两层之间的套刻误差的其他示例可以在PCT专利申请公开号WO 2011/012624或美国专利申请US20160161863中找到,该专利申请的全部内容通过引用并入本文。
其他感兴趣参数可以是焦点和剂量。焦点和剂量可以通过散射测量法(或扫描电子显微镜)同时确定,如美国专利申请US2011-0249244所述,该申请的全部内容通过引用并入本文。可以使用单个结构,该结构具有聚焦能量矩阵(FEM,也称为聚焦曝光矩阵)中每个点的临界尺寸和侧壁角度测量的独特组合。如果临界尺寸和侧壁角度的这些独特组合可用,则可以从这些测量中唯一地确定焦点和剂量值。
量测目标可以是通过光刻工艺形成的复合光栅的集合,主要在抗蚀剂中形成,但也可以例如在蚀刻工艺之后形成。通常,光栅中结构的节距和线宽强烈依赖于测量光学器件(特别是光学器件的NA),以便能够捕获来自量测目标的衍射级。如前所指示的,衍射信号可以用于确定两层之间的偏移(也称为“套刻”),也可以用于重构光刻工艺产生的原始光栅的至少一部分。这种重构可以用于提供光刻工艺质量的指导,并且可以用于控制光刻工艺的至少一部分。目标可以具有较小的子分割,这些子分割被配置为模仿目标中设计布局的功能部分的尺寸。由于这种细分,目标的行为将更类似于设计布局的功能部分,使得整体过程参数测量更好地类似于设计布局的功能部分。可以在未填充模式或过填充模式下测量目标。在未填充模式下,测量束生成的斑小于整体目标。在过填充模式下,测量束生成的斑大于整体目标。在这种过填充模式下,还可以同时测量不同的目标,从而同时确定不同处理参数。
使用特定目标的光刻参数的总体测量质量至少部分由用于测量该光刻参数的测量配方决定。术语“基板测量配方”可以包括测量本身的一个或多个参数、所测量的一个或多个图案的一个或多个参数、或者这两者。例如,如果基板测量配方中使用的测量是基于衍射的光学测量,则测量的一个或多个参数可以包括辐射的波长、辐射的偏振、辐射相对于基板的入射角、辐射相对于基板上图案的取向等。例如,用于选择测量配方的标准中的一个可以是测量参数中的一个对处理变化的敏感性。更多示例在美国专利申请US2016-0161863和公开的美国专利申请US2016/0370717A1中描述,该申请的全部内容通过引用并入本文。
图4中描绘了一种量测装置,诸如散射计SM1。它包括宽带(白光)辐射投射仪2,其将辐射投射到基板6上。反射或散射的辐射被传递到光谱仪探测器4,光谱仪探测器测量镜面反射辐射的光谱10(即,对强度In1随波长λ的变化的测量)。根据这些数据,处理单元PU可以重构产生检测光谱的结构或轮廓,例如通过严格耦合波分析和非线性回归,或者与图4底部所示的模拟光谱库进行比较。通常,对于重构,结构的一般形式是已知的,并且根据制造结构的过程的知识假定了一些参数,只留下结构的若干参数需要从散射测量数据中确定。这种散射计可以被配置为法线入射散射计或斜入射散射计。
在光刻工艺中,需要频繁测量所创建的结构,例如用于工艺控制和验证。用于进行这种测量的各种工具是已知的,包括扫描电子显微镜或各种形式的量测装置,诸如散射计。已知散射计的示例通常依赖于专用量测目标的提供,诸如未填充目标(以简单光栅或不同层中重叠光栅的形式存在的目标,其大小足以使测量束生成小于光栅的斑)或过填充目标(即照射斑部分或完全包括目标)。此外,使用量测工具(例如,照射未填充目标(诸如光栅)的角分辨散射计)允许使用所谓的重构方法,其中可以通过模拟散射辐射与目标结构的数学模型的相互作用并且将模拟结果与测量结果进行比较来计算光栅的特性。调节模型的参数,直到模拟的相互作用产生类似于从真实目标观察到的衍射图案。
散射计是一种多功能仪器,其允许通过在散射计的物镜的光瞳或与光瞳共轭的平面中安装传感器来测量光刻过程的参数,测量通常称为基于光瞳的测量,或者通过在图像平面或与图像平面共轭的平面上安装传感器来进行测量,在这种情况下,测量通常称为基于图像或场的测量。这种散射计和相关联的测量技术在专利申请US20100328655、US2011102753A1、US20120044470A、US20110249244、US20110026032或EP1,628,164A中进一步描述,这些专利申请的全部内容通过引用并入本文。上述散射计可以使用来自软x射线和可见光到近红外波长范围的光在一幅图像中测量来自多个光栅的多个目标。
可以集成在光刻装置中的形貌测量系统、水平传感器或高度传感器被布置为测量基板(或晶片)的顶表面的形貌。基板的形貌图(也称为高度图)可以根据这些测量来生成,指示基板的高度随基板上的位置的变化。该高度图随后可以用于在基板上转印图案期间校正基板的位置,以便在基板上的适当聚焦位置提供图案化设备的空间图像。可以理解,在这种情况下,“高度”是指大致超出基板平面的尺寸(也称为Z轴)。通常,水平或高度传感器在固定位置(相对于其自身的光学系统)执行测量,基板与水平或高度传感器的光学系统之间的相对运动导致基板上不同位置的高度测量。
本领域已知的水平或高度传感器LS的示例在图5中示意性地示出,图5仅示出了操作原理。在该示例中,水平传感器包括光学系统,该光学系统包括投射单元LSP和检测单元LSD。投射单元LSP包括辐射源LSO,该辐射源提供由投射单元LSP的投射光栅PGR施加的辐射束LSB。例如,辐射源LSO可以是窄带或宽带辐射源,诸如超连续谱光源,偏振或非偏振的,脉冲或连续的,诸如偏振或非极化激光束。辐射源LSO可以包括具有不同颜色或波长范围的多个辐射源,诸如多个LED。水平传感器LS的辐射源LSO不限于可见辐射,而是可以另外地或替代地包括UV和/或IR辐射以及适合从基板表面反射的任何波长范围。
投射光栅PGR是包括周期性结构的周期性光栅,该周期性结构产生具有周期性变化强度的辐射束BE1。具有周期性变化强度的辐射束BE1被引导向基板W上的测量位置MLO,该辐射束相对于垂直于入射基板表面的轴线(Z轴)的入射角ANG在0度至90度之间,通常在70度至80度之间。在测量位置MLO处,图案化辐射束BE1被基板W反射(由箭头BE2表示)并且被引导向检测单元LSD。
为了确定测量位置MLO处的高度水平,水平传感器还包括检测系统,该检测系统包括检测光栅DGR、检测器DET和用于处理检测器DET的输出信号的处理单元(未示出)。检测光栅DGR可以与投射光栅PGR相同。检测器DET产生检测器输出信号,该信号指示所接收的光,例如指示所接收的光的强度,诸如光电探测器,或表示所接收的强度的空间分布,诸如相机。检测器DET可以包括一种或多种检测器类型的任何组合。
通过三角测量技术,可以确定测量位置MLO的高度水平。检测到的高度水平通常与由检测器DET测量的信号强度有关,信号强度具有周期性,该周期性取决于投射光栅PGR的设计和(倾斜)入射角ANG等。
投射单元LSP和/或检测单元LSD可以包括沿投射光栅PGR与检测光栅DGR之间的图案化辐射束的路径的其他光学元件,诸如透镜和/或反射镜(未示出)。
在一个实施例中,可以省略检测光栅DGR,并且可以将检测器DET放置在检测光栅DGR所在的位置。这种配置提供了对投射光栅PGR的图像的更直接的检测。
为了有效地覆盖基板W的表面,水平传感器LS可以被配置为将测量束BE1的阵列投射到基板W的表面上,从而生成覆盖更大测量范围的测量区域MLO或斑阵列。
各种一般类型的高度传感器例如在US7265364和US7646471中公开了,这两者均通过引用并入本文。一种使用UV辐射而不是可见光或红外辐射的高度传感器在US2010233600A1中公开,该专利通过引用并入本文。在通过引用并入的WO2016102127A1中,描述了一种紧凑型高度传感器,其使用多元件检测器来检测和识别光栅图像的位置,而不需要检测光栅。
位置测量系统PMS可以包括适合于确定基板支撑件WT的位置的任何类型的传感器。位置测量系统PMS可以包括适合确定掩模支撑件MT的位置的任何类型的传感器。传感器可以是光学传感器,诸如干涉仪或编码器。位置测量系统PMS可以包括干涉仪和编码器的组合系统。传感器可以是另一种类型的传感器,诸如磁传感器、电容式传感器或电感式传感器。位置测量系统PMS可以确定相对于参考(例如,量测框架MF或投射系统PS)的位置。位置测量系统PMS可以通过测量位置或通过测量位置的时间导数(诸如速度或加速度)来确定基板台WT和/或掩模支撑件MT的位置。
位置测量系统PMS可以包括编码器系统。例如,从2006年9月7日提交的美国专利申请US2007/0058173A1中已知一种编码器系统,该申请通过引用并入本文。编码器系统包括编码器头、光栅和传感器。编码器系统可以接收初级辐射束和次级辐射束。初级辐射束和次级辐射束都源自相同辐射束,即原始辐射束。初级辐射束和次级辐射束中的至少一个是通过光栅衍射原始辐射束而产生的。如果初级辐射束和次级辐射束都是通过光栅衍射原始辐射束而产生的,则初级辐射束需要具有与次级辐射束不同的衍射级。例如,不同的衍射级为+1级、-1级、+2级和-2级。编码器系统将初级辐射束和次级辐射束光学组合成组合辐射束。编码器头中的传感器确定组合辐射束的相位或相位差。传感器基于相位或相位差生成信号。该信号表示编码器头相对于光栅的位置。编码器头和光栅中的一者可以布置在基板结构WT上。编码器头和光栅中的另一者可以布置在量测框架MF或基架BF上。例如,多个编码器头布置在量测框架MF上,而光栅布置在基板支撑件WT的顶表面上。在另一示例中,光栅布置在基板支撑件WT的底表面上,并且编码器头布置在基板支撑件WT下方。
位置测量系统PMS可以包括干涉仪系统。干涉仪系统从例如1998年7月13日提交的美国专利US6,020,964中已知,该专利通过引用并入本文。干涉仪系统可以包括分束器、反射镜、参考反射镜和传感器。辐射束被分束器拆分成参考束和测量束。测量束传播到反射镜,并且被反射镜反射回分束器。参考束传播到参考反射镜,并且被参考反射镜反射回分束器。在分束器处,测量束和参考束被组合成组合辐射束。组合辐射束入射到传感器上。传感器确定组合辐射束的相位或频率。传感器基于相位或频率生成信号。该信号表示反射镜的位移。在一个实施例中,反射镜连接到基板支撑件WT。参考反射镜可以连接到量测框架MF。在一个实施例中,测量束和参考束通过附加光学元件而不是分束器组合成组合辐射束。
在制造复杂器件时,通常会执行很多光刻图案化步骤,从而在基板上的连续层中形成功能特征。因此,光刻装置性能的一个关键方面是能够相对于(由相同装置或不同光刻装置)在先前层中放置的特征正确准确地放置所施加的图案。为此,基板上设置有一组或多组标记。每个标记都是一个结构,其位置可以在以后使用位置传感器(通常是光学位置传感器)进行测量。位置传感器可以称为“对准传感器”,并且标记可以称为“对准标记”。标记也可以称为量测目标。
光刻装置可以包括一个或多个(例如,多个)对准传感器,通过这些传感器,可以精确地测量基板上提供的对准标记的位置。对准(或位置)传感器可以使用衍射和干涉等光学现象从基板上形成的对准标记中获取位置信息。当前光刻装置中使用的对准传感器的一个示例是基于US6961116中描述的自参考干涉仪。已经开发了位置传感器的各种增强和修改,例如如US2015261097A1中公开的。所有这些公开的内容均通过引用并入本文。
标记或对准标记可以包括形成在基板上提供的层上或层中的一系列条,或者包括(直接)形成在基板中的条。这些条可以规则地间隔开并且充当光栅线,使得标记可以被视为具有已知空间周期(节距)的衍射光栅。根据这些光栅线的方向,可以设计一个标记来允许测量沿X轴或沿Y轴(其方向基本垂直于X轴)的位置。包括相对于X轴和Y轴以+45度和/或-45度布置的条的标记允许使用US2009/195768A中描述的技术进行组合的X和Y测量,该专利通过引用并入本文。
对准传感器用一个辐射斑光学扫描每个标记,以获取周期性变化的信号,如正弦波。分析该信号的相位,以确定标记的位置,从而确定基板相对于对准传感器的位置,对准传感器又相对于光刻装置的参考框架固定。可以提供与不同(粗和细)标记尺寸相关的所谓的粗标记和细标记,以便对准传感器可以区分周期信号的不同周期、以及周期内的确切位置(相位)。不同节距的标记也可以用于该目的。
测量标记的位置还可以提供有关其上提供有标记的基板变形的信息,例如以晶片网格的形式。基板的变形可以是由于例如将基板静电夹持到基板台和/或在基板暴露于辐射时加热基板而发生的。
图6是已知对准传感器AS的一个实施例的示意性框图,例如US6961116中所述,其通过引用并入本文。辐射源RSO提供一个或多个波长的辐射束RB,其通过将光学器件被转向到标记上,诸如位于基板W上的标记AM,作为照射斑SP。在该示例中,转向光学器件包括斑反射镜SM和物镜OL。照射标记AM的照射斑SP的直径可以略小于标记本身的宽度。
标记AM衍射的辐射被准直(在本例中经由物镜OL)成携带信息的束IB。术语“衍射”旨在包括来自标记的零级衍射(可以称为反射)。例如上述US6961116中公开的类型的自参考干涉仪SRI会使束IB与其自身发生干涉,之后束被光电探测器PD接收。在辐射源RSO产生多于一个波长的情况下,可以包括附加光学器件(未示出)来提供单独的束。光电探测器可以是单个元件,或者如果需要,可以包括多个像素。光电探测器可以包括传感器阵列。
在该示例中包括斑反射镜SM的转向光学器件也可以用于阻挡从标记反射的零阶辐射,使得携带信息的束IB仅包括来自标记AM的更高阶衍射辐射(这对测量不是必需的,但可以提高信噪比)。
强度信号SI被提供给处理单元PU。通过块SRI中的光学处理和单元PU中的计算处理的组合,输出基板上相对于参考框架的X和Y位置的值。
所示类型的单次测量仅将标记的位置固定在与标记的一个节距相对应的特定范围内。更粗糙的测量技术与此结合使用,以标识正弦波的哪个周期包括标记的位置。可以在不同波长下重复在较粗和/或较细水平上的相同过程,以提高精度和/或稳健地检测标记,而不管标记是由什么材料制成的、以及标记设置在其上和/或其下的材料。波长可以被光学地复用和解复用,以便同时处理,和/或它们可以通过时分或频分复用。
在该示例中,对准传感器和斑SP保持静止,而基板W移动。因此,对准传感器可以刚性和精确地安装到参考框架上,同时在与基板W的移动方向相反的方向上有效地扫描标记AM。基板W在这种移动中是通过将其安装在基板支撑件上和控制基板支撑件移动的基板定位系统来控制的。基板支撑件位置传感器(例如,干涉仪)测量基板支撑件(未示出)的位置。在一个实施例中,在基板支撑件上提供有一个或多个(对准)标记。对基板支撑件上提供的标记的位置的测量允许校准由位置传感器确定的基板支撑件的位置(例如,相对于与对准系统所连接的框架)。通过测量基板上提供的对准标记的位置,可以确定基板相对于基板支撑件的位置。
量测工具MT(如上述散射计、形貌测量系统或位置测量系统)可以使用源自辐射源的辐射执行测量。量测工具使用的辐射特性可能会影响可以执行的测量的类型和质量。对于一些应用,使用多个辐射频率来测量基板可以是有利的,例如可以使用宽带辐射。多个不同的频率可以能够传播、照射和散射量测目标,而不会对其他频率产生干扰或干扰极小。因此,例如,可以使用不同的频率来同时获取更多的量测数据。不同的辐射频率也可以能够询问和发现量测目标的不同特性。宽带辐射可以用于量测系统MT,例如水平传感器、对准标记测量系统、散射测量工具或检查工具。宽带辐射源可以是超连续谱源。
可能难以生成高质量的宽带辐射,例如超连续谱辐射。用于生成宽带辐射的一种方法可以是加宽高功率窄带或单频输入辐射,例如利用非线性、高阶效应。输入辐射(可以使用激光产生)可以称为泵浦辐射。为了获取用于加宽效应的高功率辐射,可以将辐射限制在一个小区域内,从而实现强烈的局部高强度辐射。在这些区域中,辐射可以与形成非线性介质的加宽结构和/或材料相互作用,从而产生宽带输出辐射。在高强度辐射区域,可以使用不同的材料和/或结构,通过提供合适的非线性介质来实现和/或改善辐射加宽。
在一些实现中,如下面参考图9至图11进一步讨论的,用于加宽输入辐射的方法和装置可以使用光纤来限制输入辐射,并且将输入辐射加宽以输出宽带辐射。光纤可以是空芯光纤,并且可以包括内部结构,以实现光纤中辐射的有效引导和限制。光纤可以是空芯光子晶体光纤(HC-PCF),其特别适用于强辐射限制,主要在光纤的空芯内,实现高辐射强度。光纤的空芯可以填充有气体,作为加宽输入辐射的加宽介质。这种光纤和气体布置可以用于创建超连续谱辐射源。光纤的辐射输入可以是电磁辐射,例如红外、可见光、紫外和极紫外光谱中的一种或多种中的辐射。输出辐射可以由宽带辐射组成或包括宽带辐射,在本文中可以称为白光。
本发明的实施例涉及用于这种宽带辐射源的光纤的新设计、以及包括该新型光纤的宽带辐射源。新型光纤是一种空芯光子晶体光纤(HC-PCF)。特别地,这种新型光纤是一种空芯光子晶体光纤,其包括用于限制辐射的反谐振结构。这种包括反谐振结构的光纤在本领域中已知为反谐振光纤、管状光纤、单环光纤、负曲率光纤或抑制耦合光纤。这种光纤的各种不同设计在本领域中是已知的。
应当理解,反谐振元件是指被布置为主要通过反谐振将辐射限制在空芯内的元件。特别地,术语反谐振元件并不意图包括被布置为主要通过在包层部分中产生光子带隙来将辐射限制在空芯内的元件(例如,Kagome光子晶体光纤)。纯光子带隙光纤在非常有限的带宽内提供非常低的损耗。使用反谐振元件引导辐射的光纤可以具有比光子带隙光纤更宽的传输窗口(即,具有更大的传输带宽)。因此,有利地,这种光纤可以更适合在用于接收输入辐射并且加宽输入辐射的频率范围以提供输出辐射的装置(例如,超连续谱源)中使用。
图7和图8是空芯光纤(即,空芯光纤)100在两个相互垂直的平面(分别为x-y平面和y-z平面)中的示例的示意性截面图。
光纤100包括细长本体,该细长本体在一个维度上比光纤100的其他两个维度更长。该较长维度可以称为轴向方向,并且可以限定光纤100的轴线101,也称为纵轴线。另外两个维度定义了可以称为横向平面的平面。图7示出了光纤100在横向平面(即,垂直于轴线101)中的截面,该平面标记为x-y平面。图8示出了光纤100在包括轴线101的平面中的截面,特别是x-z平面。光纤100的横向截面可以沿光纤轴线101基本恒定。
应当理解,光纤100具有一定程度的柔性,因此轴线101的方向通常沿光纤100的长度是不一致的。诸如光轴101、横向截面等术语将被理解为是指局部光轴101、局部横向截面等。此外,当组件被描述为圆柱形或管状时,这些术语将被解释为包括在光纤100弯曲时可能已经变形的形状。
光纤100可以具有任何长度,并且应当理解,光纤100的长度可以取决于应用(例如,在超连续谱辐射源内的应用中所期望的光谱加宽量)。光纤100的长度可以在1cm到10m之间,例如,光纤100的长度可以在10cm到100cm之间。
光纤100包括:空芯102;围绕空芯102的内包层区域;以及围绕并且支撑内包层区域的护套区域110。内包层区域包括用于引导辐射穿过空芯102的多个反谐振元件。特别地,多个反谐振元件被布置为将通过光纤100传播的辐射限制为主要位于空芯102内,并且沿光纤100引导辐射。光纤100的空芯102可以基本上设置在光纤100的中心区域,使得光纤100的轴线101也可以限定光纤100的空芯102的轴线。
内包层区域包括围绕空芯102的多个毛细管104,例如管状毛细管。特别地,在图7和图8所示的示例中,内包层区域包括六个管状毛细管104的单个环。
毛细管104也可以称为管。毛细管104的截面可以是圆形的,或者可以具有其他形状。每个毛细管104包括大致圆柱形的壁部分105,该壁部分至少部分限定光纤100的空芯102,并且将空芯102与腔106隔开。每个面向空芯的毛细管壁部分105都用作反谐振元件,用于引导通过光纤100传播的辐射。应当理解,壁部分105可以用作通过空芯102传播的辐射的抗反射Fabry-Perot谐振器(并且该辐射可以以掠入射角入射到壁部分105上)。壁部分105的厚度160可以是合适的,以确保通常增强返回到空芯102的反射,而通常抑制到腔106中的透射。在一些实施例中,毛细管壁部分105的厚度160可以小于400nm;小于300nm;或小于150nm。
应当理解,如本文中使用的,术语内包层区域旨在指代光纤100的用于引导通过光纤100传播的辐射的区域(即,毛细管104,其将上述辐射限制在空芯102内)。辐射可以以横模的形式被限制,以沿光纤轴线101传播。
护套区域110通常是管状的,并且支撑内包层区域的毛细管104。毛细管104均匀地围绕护套区域110的内表面分布。六个毛细管104可以被描述为以对称布置围绕空芯102。在包括六个毛细管104的实施例中,毛细管104可以被描述为以大致六边形的形式设置。
毛细管104被布置为使得每个毛细管不与任何其他毛细管104接触。每个毛细管104与护套区域110接触,并且与环形结构中的相邻的毛细管104隔开。这种布置可以是有益的,因为它可以增加光纤100的传输带宽(例如,相对于毛细管彼此接触的布置)。替代地,在一些实施例中,每个毛细管104可以与环形结构中的相邻毛细管104接触。
内包层区域的六个毛细管104以环形结构围绕空芯102设置。毛细管104的环形结构的内表面至少部分限定光纤100的空芯102。在一些实施例中,空芯102的直径(其可以被定义为相对毛细管之间的最小尺寸,如箭头114所示)可以在5μm到100μm之间。在一些实施例中,空芯102的直径114可以在5μm到50μm之间。在一些实施例中,空芯102的直径114可以在30μm到40μm之间。空芯102的直径114可以影响空芯光纤100的模场参数、冲击损耗、色散、模态复数和非线性特性。
在图7和图8所示的实施例中,内包层区域包括毛细管104的单环布置(面向空芯的壁部分105,其用作抗谐振元件)。因此,从空芯102的中心到光纤100的外部的任何径向方向上的线穿过不超过一个毛细管104。
应当理解,其他实施例可以提供有不同的反谐振元件布置。这些可以包括具有多个反谐振元件环的布置和具有嵌套反谐振元件的布置。此外,尽管图7和图8所示的实施例包括具有壁部分105的六个毛细管104的环,但在其他实施例中,可以在内包层区域中提供包括任何数目的反谐振元件(例如,4、5、6、7、8、9、10、11或12个毛细管)的一个或多个环。
在图7和图8所示的实施例中,内包层区域包括圆形截面。然而,应当理解,其他实施例可以设置具有非圆形截面形状的内包层区域。例如,在本发明的一个实施例中,内包层区域可以具有六边形截面。六边形截面可以有利地促进毛细管104以对称布置的更容易放置。例如,六个毛细管104可以各自放置在六边形截面的顶点处,以提供具有六边形对称性的毛细管104的布置。
光纤100可以称为空芯光子晶体光纤(HC-PCF)。通常,这种空芯光子晶体光纤包括用于在光纤内引导辐射的内包层区域(例如,其可以包括反谐振元件)和护套区域。护套区域通常是支撑内包层区域的材料护套或管。
图9示意性地示出了用于接收输入辐射122并且加宽输入辐射122的频率范围以提供宽带输出辐射124的装置120的总体设置。装置120包括具有空芯102的光纤100,用于引导通过光纤100传播的辐射。应当理解,为了帮助图的清晰性,图9中仅示出了光纤100的空芯102(并且没有区分包层和支撑部分)。装置120还包括设置在空芯102内的气体126,其中气体包括工作组分,该工作组分能够加宽接收的输入辐射126的频率范围,从而提供宽带输出辐射124。
气体126的工作组分可以是惰性气体。工作组分可以包括氩、氪、氖、氦和氙中的一种或多种。作为惰性气体的替代或补充,工作组分可以包括分子气体(例如,H2、N2、O2、CH4、SF6)。
在一个实现中,气体126可以至少在接收输入辐射122期间设置在空芯102内,以产生宽带输出辐射124。应当理解,在装置120没有接收用于产生宽带输出辐射的输入辐射122时,气体126可以完全或部分地不存在于空芯102中。通常,装置120包括用于在光纤100的空芯102内提供气体126的装置。这种用于在光纤100的空芯102内提供气体126的装置可以包括储器,如现在参考图10所讨论的。
图10示出了还包括围壳128的如图9所示的装置120。光纤100设置在围壳128内。围壳128也可以称为储器、壳体或容器。围壳128包括热传输区域127。热传输区域127可以包括气体,例如与光纤100的空芯102内相同的气体126、和/或氦气。如本文所述,热传输区域127还包括第二介质,该第二介质包括固体和/或液体,用于改善光纤100与围壳128的本体或外部之间的热传导。
围壳128可以包括本领域已知的一个或多个特征,该特征用于控制、调节和/或监测围壳128内任何气体的成分。储器可以包括第一透明窗口130。在使用中,光纤100设置在围壳128内,使得第一透明窗口130位于光纤100的输入端附近。第一透明窗口130可以形成围壳128的壁的一部分。第一透明窗口130至少对于接收的输入辐射频率是透明的,使得接收的输出辐射122(或其至少大部分)可以耦合到位于围壳128内的光纤100中。围壳128可以包括形成围壳128的壁的一部分的第二透明窗口132。在使用中,当光纤100设置在围壳128内时,第二透明窗口132位于光纤100的输出端附近。第二透明窗口132至少对于装置120的宽带输出辐射124的频率是透明的。
替代地,在另一实施例中,光纤100的两个相反端部可以放置在不同的围壳内。光纤100可以包括被配置为接收输入辐射122的第一端部和用于输出宽带输出辐射124的第二端部。第一端部可以放置在包括热传输区域127的第一围壳内。第二端部可以放置在第二围壳内,其中第二围壳还可以包括热传输区域127。围壳的功能可以如上文图10所述。第一围壳可以包括被配置为对输入辐射122透明的第一透明窗口。第二围壳可以包括被配置为对宽带输出宽带辐射124透明的第二透明窗口。第一围壳和第二围壳还可以包括可密封的开口,该开口用于允许光纤100部分地放置在围壳内部,部分地放置在围壳外部,从而将气体密封在围壳内部。光纤100还可以包括不包括在围壳内的中间部分。对于光纤100相对较长的实施例(例如,当长度大于1m时),使用两个单独围壳的这种布置可以特别方便。应当理解,对于使用两个单独围壳的这种布置,这两个围壳(其可以包括本领域已知的一个或多个特征,用于控制、调节和/或监测两个围壳内任何气体的成分)可以被认为提供了一种用于在光纤100的空芯102内提供气体126的装置。
在这种情况下,如果窗口上该频率的入射辐射的至少50%、75%、85%、90%、95%或99%透射穿过窗口,则窗口对于该频率可以是透明的。
第一透明窗口130和第二透明窗口132都可以在围壳128的壁内形成气密密封,使得气体126和热传输区域127的任何气体或液体都可以被包括在围壳128内。应当理解,气体或液体可以在与围壳128的环境压力不同的压力下被包括在围壳128内。
为了实现频率加宽,可能需要高强度辐射。具有空芯光纤100的优点是,它可以通过对通过光纤100传播的辐射的强空间限制来实现高强度辐射,从而实现高局部辐射强度。此外,空芯设计(例如,与实芯设计相比)可以产生更高质量的传输模式(例如,具有更大比例的单模传输)。光纤100内的辐射强度可以很高,例如由于高接收输入辐射强度和/或由于光纤100内辐射的强空间限制。
使用空芯光纤100的优点可以是,光纤100内引导的辐射中的大部分辐射被限制在空芯102内。因此,光纤100内的辐射的大部分相互作用是与提供在光纤100的空芯102内的气体126的相互作用。结果,气体126的工作组分对辐射的加宽效应可以增加。
接收的输入辐射122可以是电磁辐射。输入辐射122可以作为脉冲辐射被接收。例如,输入辐射122可以包括超快脉冲。当辐射与气体126相互作用时,光谱加宽的机制可以是例如四波混频、调制不稳定性、工作气体电离、拉曼效应、克尔非线性、孤子形成或孤子裂变中的一种或多种。特别地,光谱加宽可以通过孤子形成或孤子裂变中的一种或两种来实现。
输入辐射122可以是相干辐射。输入辐射122可以是准直辐射,其优点可以是促进和提高将输入辐射122耦合到光纤100中的效率。输入辐射122可以包括单个频率或窄范围的频率。输入辐射122可以由激光器生成。类似地,输出辐射124可以是准直的和/或可以是相干的。
输出辐射124的宽带范围可以是连续范围,包括辐射频率的连续范围。输出辐射124可以包括超连续谱辐射。连续辐射可以有利于在很多应用中使用,例如在量测应用中。例如,连续的频率范围可以用于查询大量特性。例如,连续的频率范围可以用于确定和/或消除测量特性的频率依赖性。超连续谱输出辐射124可以包括例如波长范围为100nm-4000nm的电磁辐射。宽带输出辐射124的频率范围可以是例如400nm-900nm、500nm-900nm或200nm-2000nm。超连续谱输出辐射124可以包括白光。
图11描绘了用于提供宽带输出辐射的辐射源134。辐射源134包括如上文参考图10所述的装置120。辐射源34还包括被配置为向装置120提供输入辐射122的输入辐射源136。装置120可以从输入辐射源136接收输入辐射122,并且将其加宽以提供输出辐射124。
由输入辐射源136提供的输入辐射122可以是脉冲的。输入辐射122可以包括频率在200nm到2μm之间的一个或多个电磁辐射。输入辐射122例如可以包括波长为1.03μm的电磁辐射。脉冲辐射122的重复率可以是1kHz到100MHz的数量级。脉冲能量的数量级可以为0.1μJ至100μJ,例如1μJ-10μJ。输入辐射122的脉冲持续时间可以在10fs到10ps之间,例如300fs。输入辐射122的平均功率可以在100mW到几百W之间。例如,输入辐射122的平均功率可以为20W-50W。
由辐射源134提供的宽带输出辐射124可以具有至少1W的平均输出功率。平均输出功率可以是至少5W。平均输出功率可以是至少10W。宽带输出辐射124可以是脉冲宽带输出辐射124。宽带输出辐射124在输出辐射的整个波长带中可以具有至少0.01mW/nm的功率谱密度。宽带输出辐射的整个波长带中的功率谱密度可以是至少3mW/nm。
上述辐射源134可以作为用于确定基板上结构的感兴趣参数的量测布置的一部分提供。基板上的结构例如可以是施加到基板的光刻图案。量测布置还可以包括用于照射基板上的结构的照射子系统。量测布置还可以包括用于检测由结构散射和/或反射的辐射的一部分的检测子系统。检测子系统还可以根据该结构散射和/或反射的辐射部分来确定结构上的感兴趣参数。例如,该参数可以是基板上结构的套刻、对准或调平数据。
上述量测布置可以形成量测装置MT的一部分。上述量测布置可以形成检查装置的一部分。上述量测布置可以被包括在光刻装置LA内。
应当理解,图9-图11所示的装置120和辐射源134是以y-z平面中的截面示出的。
非线性白光生成过程并非没有损失,因为强泵浦脉冲可以部分电离气体126的工作成分。在随后的等离子体弛豫过程中,损失的功率转换为热量,导致光纤100内部和光纤100本身的温度升高。该热量经由周围的热传输介质127(通常是气体)传输到围壳128的(通常是金属)本体,在那里,它被耗散到冷却回路。作为示例,系统中沉积的功率可以高达每米几瓦。
通常,气体126的(多个)工作组分是次优导热体,例如在氩气的情况下热导率约为10E-3W/m K,在氪气的情况下为9E-3W/mK,从而导致光纤内的相对高的峰值温度。数值模拟表明,在光纤中沉积几W/m的能量的情况下,HC-PCF内的温度可达约1000℃。不希望受理论束缚,这种高温可能会以光纤(例如,毛细管)的机械变形和/或材料在光纤100的输入端和/或输出端处沉积的形式对光纤造成损坏。
因此,需要改善从光纤100到围壳128本体的热传输(即,热导率,例如通过传导、对流和/或辐射),以减轻上述影响。
图12示出了在x-y平面内(即,在垂直于光纤100纵轴线101的平面内)用于宽带辐射生成的装置120的截面,其总体上对应于图10和图11所示的装置120。如上所述,光纤100被示出为设置在围壳128中。虽然图12所示的光纤100示出为居中(即,同轴)穿过围壳128,但可以理解,情况不一定如此,光纤100同样可以偏离中心定位。
当装置120在使用中时(即,当输入辐射被输入到光纤100以用于宽带辐射生成时),光纤100如上所述加热。热量通常经由热传输区域127从光纤100径向传输到围壳128的本体202,如图12中的虚线箭头所示。理想情况下,光纤100将被具有良好热导率的固体材料完全包围,例如通过将光纤100焊接到围壳128的本体202的内表面。然而,本体202(通常包括金属,例如钢和/或铝)和光纤100(通常包括熔融石英)的不同热膨胀系数将导致光纤100中出现应力,最终导致光纤100的损坏和/或性能下降。
相反,热量经由热传输区域127从光纤100传输到本体202,在现有技术系统中,该热传输区域通常包括与用于生成宽带辐射的工作介质相同的工作介质(即,气体126)。最近,将氦气作为工作介质126的成分已经被证明可以提高工作介质126中的热导率,如WO2022/008164A1中所述,其全部内容通过引用并入本文。氦的热导率大约比氪或氩高一个数量级,如果以足够的比例混合,例如氦含量>20%,可以高效地增加工作介质或工作气体126的热导率。在工作介质126中加入氦气可以使光纤寿命延长约3个月,但通过进一步降低热传输区域127的热阻,可以进一步延长光纤100的寿命。
图13示出了设置在气体介质204(例如,氪气)内的光纤100的数值模拟,气体介质204由固体介质206(特别是不锈钢)包括。图13的右侧框对应于左侧框的放大部分。应当理解,该模型在x-y平面(即,垂直于光纤100的纵轴线101的平面)中示出,并且通常可以被认为类似于图9-图12所示的装置120的围壳128。建模光纤100是外径约为180μm的HC-PCF。包括气体介质204的围壳的建模部分的截面为15mm×18mm。光纤100与固体介质206之间的距离s在0到7.5mm之间变化。
图14示出了图13所示的数值模拟的结果。也就是说,图14示出了光纤100内部达到的计算峰值温度,该温度随每个模拟距离s下光纤芯内沉积功率变化。图14中图表的线1402、1404、1406、1408分别对应于7.5mm、1.0mm、0.2mm和0mm的模拟距离s。如图14所示,与光纤位于气体介质204中心的情况相比,s减小到0.2mm会导致光纤温度降低30%以上。如果距离减小到零(即,接触),则可以减少50%以上。
不锈钢的热膨胀系数大约是熔融石英光纤的30倍。通常,光纤100通过在相反端被夹持或以其他方式保持在围壳128内的适当位置(即,当装置120处于水平方向时)。因此,随着温度的升高,气室将比光纤膨胀得更多,从而导致光纤从保持器或支架中被拔出或断裂的风险。因此,当装置120处于“关闭”或“冷”状态时,光纤100通常保持在初始弯曲布置中,以补偿在装置120加热到其操作温度时围壳128的热膨胀,之后光纤可能会达到基本拉直的状态。
通常,因此需要允许光纤100在围壳120内自由移动,以适应围壳120(和/或光纤100)的热膨胀,因此可能需要光纤100与固体介质206之间的非零最小距离,至少沿光纤100的一些长度,以防止光纤被困在固体介质206上,从而避免因应力而造成损坏的风险,如上所述。
图15示出了根据本发明的装置120的示例。装置120包括设置在围壳128内的空芯光纤100。应当理解,图15中示出了装置120在x-y平面内的截面(即,在垂直于光纤100的纵轴线101的平面内,光纤100在z方向上纵向延伸到页面中)。热传输介质127位于光纤100与围壳128的本体202之间,热传输介质127包括第一介质212和第二介质214。第一介质212可以包括气体,例如包括设置在光纤100的芯中的气体126的工作组分,和/或包括氦气的气体,例如氦气含量大于20%的气体。
第二介质214可以包括固体,例如金属(例如,钢)、陶瓷和/或玻璃。第二介质214沿至少一个径向方向(即,从光纤100径向)设置在光纤100与围壳128的本体202之间。在图15所示的示例中,第二介质214在光纤100的一侧完全填充围壳128。光纤100与第二介质214在空间上隔开径向距离250(即,与光纤径向隔开)。在光纤长度的至少一部分上,径向距离250可以小于或等于1mm。在一些示例中,径向距离250小于或等于200μm。在一些示例中,径向距离250小于或等于100μm。通常,应当理解,径向距离250应足够小,以使从光纤100经由第二介质214到围壳128的本体202的热传输最大化,但应足够大,以适应光纤100由于热膨胀的自由移动。在一些示例中,光纤100可以在光纤100的长度的至少一部分上与第二介质214直接接触。
在水平装置120的情况下,光纤100在相反端被保持,光纤100还必须能够在垂直(即,y)方向上自由移动,例如,如上所述,当装置120加热时,允许光纤从最初的弯曲布置移动到基本笔直的状态。作为示例,光纤100的100K温度变化可能需要大约1cm的垂直移动。图15中第二介质214的布置适应了这种垂直移动,因为光纤可以在围壳128的整个内径上(即,在本体202内)自由垂直移动。
在一些示例中,第一介质212和第二介质214中的一个或多个包括液体,例如水、液态镓或另一液态金属、液氮、二硫化碳CS2、四氯化碳和/或四氯化碳四氯化碳CCl4中的任何一种。
在第一介质212包括液体而不是气体的情况下,由于液体相对于气体的热导率通常得到改善,因此可以实现光纤100与第二介质214之间的热导率的进一步改善。
在一个示例中,第一介质212和第二介质214都包括液体。例如,装置120可以类似于图12所示的示例,其中热传输区域127包括完全围绕光纤100的液体。
液体热传输区域127和/或液体第一介质212有利地使得光纤100能够自由移动,同时还提供光纤100与热传输介质之间的直接接触,该热传输介质相对于现有技术系统的气体具有大大提高的热导率。
应当理解,在液体第一介质212和/或第二介质214的情况下,通常需要确保液体介质相对于形成用于宽带辐射生成的工作介质126的气体被密封。合适的密封装置应能够承受工作介质126的工作压力,该工作压力约为10bar-100bar。
图16示出了根据本发明的装置120的另一示例。在图16中,第二介质214布置在光纤100的相对侧,以在围壳128的本体202内形成狭缝,狭缝填充有第一介质212,并且光纤100位于狭缝内。图16的狭缝配置有利地改善了光纤100与围壳128的本体202之间的热传输,因为光纤100在几乎所有径向方向上都被第二介质214包围,同时也使光纤100能够在垂直方向上自由移动。狭缝宽度d通常应尽可能窄,以使光纤100与围壳128的本体202之间的热传递效率最大化,同时确保光纤100能够自由移动。在一个示例中(例如,对于直径为约100μm至200μm的光纤100),d可以小于或等于2mm。在另一示例中,d可以小于或等于1mm。
图17示出了根据本发明的装置120的示例,该装置还包括在围壳128的本体202外部的冷却通道302。例如,围壳128可以设置在通道302内,该通道被配置为在装置120使用时通过允许诸如水、氦气(气体或液体)和/或油等流体流过本体202来冷却围壳128的本体202。冷却通道302可以连接到冷却回路(例如,制冷系统),以提供装置的冷却,例如在热量从光纤100经由热传输区域127传输到围壳128的本体202之后,将热量从本体202带走。
图18示出了根据本发明的装置120的另一示例,装置120包括第二介质214,其中第二介质214包括在平行于光纤100的纵轴线101的方向上(即,在z方向上)延伸的一个或多个内部冷却通道304。一个或多个内部冷却通道304可以包括穿过固体第二介质214的孔,和/或可以包括延伸穿过液体第二介质214的管道。内部冷却通道304可以被配置为通过在装置120使用时允许诸如水氦(气体或液体)和/或油等流体流过第二介质214来冷却围壳128的本体202和/或第二介质214,作为图17所示类型的冷却通道302的替代或补充。(多个)冷却通道304可以连接到冷却回路(例如,制冷系统),以提供装置的冷却,例如在热量从光纤100经由热传输区域127传输到围壳128的本体202之后,将热量从本体202带走。图18所示的内部冷却通道304被示出为穿过第二介质214的圆柱形孔或管道。然而,应当理解,内部冷却通道304可以具有适合于沿装置120的长度输送冷却流体的任何形状。例如,一个或多个冷却通道304可以具有在z方向上延伸穿过第二介质214的螺旋或开瓶器配置。
应当理解,第二介质214不一定需要沿围壳128的整个长度存在。换言之,如图19所示,第二介质214可以仅在z方向上在围壳128的长度的一部分上延伸。第二介质214在z方向上延伸的部分在图19中示出为长度402。应当理解,图19示出了类似于图18所示的装置,其截面位于y-z平面内。在一些示例中,第二介质214可以在z方向上延伸大约1cm的距离402。在一些示例中,第二介质214可以仅在光纤100的发生宽带辐射生成的部分上沿z方向延伸,因为这通常是光纤100中达到最高操作温度的部分。换言之,距离402可以仅覆盖光纤100中发生宽带辐射的部分。
在一些情况下,第二介质214可以沿围壳128的大部分或全部长度存在。
图20以y-z平面中的截面示出了根据本发明的装置120的另一示例。应当理解,图20所示的装置120的取向垂直于图9-图11和图19所示的示例。换言之,装置120处于垂直取向而不是水平取向(即,相对于地球),其中光纤100的长度沿y方向而不是z方向延伸。在垂直取向上,光纤100悬挂在围壳128内(例如,光纤100可以在顶端被夹持或保持),使得光纤100在围壳128中的取向由重力决定。在这种垂直取向中,光纤100可以在所有侧面被固体第二介质214包围(即,在所有径向方向上),并且由于光纤100在重力作用下不会像在水平取向的情况下那样抵靠在第二介质214上,因此可以防止光纤100被困在第二介质214上。因此,通过使光纤100在所有侧面都被第二介质214包围,垂直取向可以促进光纤100与围壳128的本体202之间更大的热导率。
应当理解,在装置120处于垂直取向的示例中,由于对流,热传递也将沿装置120的长度发生。
图21示意性地示出了根据本发明的生成宽带辐射的方法。在该方法的步骤2102中,从输入辐射源发射输入辐射,例如从图11所示和本文中描述类型的输入辐射源136。输入辐射可以对应于如图11所示和本文中描述的输入辐射122。在该方法的步骤2104中,由本文中描述的装置120接收输入辐射。在该方法的步骤2106中,生成包括宽带辐射的输出。输出辐射可以对应于图11所示和本文中描述的宽带输出辐射124。输出辐射可以根据本文中描述的任何宽带输出辐射生成过程来生成。
尽管本文中可以具体提及光刻装置在IC制造中的使用,但应当理解,本文中描述的光刻装置可以还有其他应用。其他可能的应用包括集成光学系统的制造、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等。
尽管在本文中可以具体参考光刻装置上下文中的本发明的实施例,但本发明的实施例也可以用于其他装置。本发明的实施例可以形成掩模检查装置、量测装置、或者测量或处理物体(诸如晶片(或其他基板)或掩模(或其他图案化设备)的任何装置的一部分。这些装置通常可以称为光刻工具。这种光刻工具可以使用真空条件或环境(非真空)条件。
尽管上文中可以具体提及本发明的实施例在光学光刻上下文中的使用,但应当理解,在背景允许的情况下,本发明不限于光学光刻,也可以用于其他应用,例如压印光刻。
虽然具体提到了“量测装置/工具/系统”或“检查装置/工具或系统”,但这些术语可以指的是相同或相似类型的工具、装置或系统。例如,包括本发明的实施例的检查或量测装置可以用于确定基板或晶片上结构的特性。例如,包括本发明实施例的检查装置或量测装置可以用于检测基板的缺陷或基板或晶片上的结构的缺陷。在这种实施例中,基板上结构的感兴趣特征可以与结构中的缺陷、结构特定部分的缺失、或者基板或晶片上不需要结构的存在有关。
虽然上面已经描述了本发明的具体实施例,但应当理解,本发明可以以不同于所述的方式实践。上述描述旨在说明而非限制。因此,本领域技术人员将明白,在不脱离以下权利要求的范围的情况下,可以对所述的本发明进行修改。
Claims (15)
1.一种用于宽带辐射生成的装置,所述装置包括空芯光纤,所述空芯光纤至少部分地设置在围壳中,所述围壳包括:
本体;以及
热传输区域,被配置为将热量从所述空芯光纤传输到所述围壳的所述本体,所述热传输区域包括第一介质,所述第一介质设置在所述空芯光纤与所述围壳的所述本体之间;
其中在从所述空芯光纤的至少一个径向方向上,所述热传输区域还包括第二介质,所述第二介质设置在所述围壳的长度的一部分上、位于所述第一介质与所述围壳的所述本体之间,所述第二介质包括固体和/或液体;并且
其中在所述一部分上,所述空芯光纤与所述第二介质之间的径向距离小于或等于2mm,
其特征在于,所述第二介质在所述围壳的所述长度的至少一部分上形成狭缝,所述狭缝在垂直于所述空芯光纤的纵轴线的方向上延伸,所述狭缝比所述空芯光纤的直径宽。
2.根据权利要求1所述的装置,其中所述空芯光纤在所述第一介质内在垂直于所述空芯光纤的纵轴线的至少一个方向上自由移动。
3.根据权利要求1或2所述的装置,其中所述空芯光纤与所述第二介质之间的所述径向距离是在所述至少一个径向方向上的距离。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置,还包括冷却通道,所述冷却通道位于所述本体外部,所述冷却通道被配置为在使用中冷却所述本体。
5.根据权利要求1所述的装置,其中所述狭缝的宽度小于或等于2mm,优选地,其中所述狭缝的所述宽度小于或等于1mm。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中所述围壳的所述长度的所述一部分包围所述空芯光纤的一部分,所述空芯光纤的所述一部分是发生宽带辐射生成的部分。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中所述围壳的所述长度的所述一部分为至少1cm长。
8.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中所述空芯光纤被配置为在使用中竖直悬挂。
9.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中所述第二介质还包括一个或多个内部冷却通道,所述一个或多个内部冷却通道在平行于所述空芯光纤的纵轴线的方向上延伸。
10.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中所述第一介质包括气体和/或液体。
11.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中所述第二介质包括固体,其中所述固体包括金属。
12.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中在所述至少一个径向方向上,所述空芯光纤与所述第二介质之间的所述径向距离为200μm;优选地,其中所述径向距离为100μm。
13.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中在所述至少一个径向方向上,所述第二介质与所述空芯光纤的长度的至少一部分之间的距离为零。
14.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中在所述一部分上,所述空芯光纤与所述第二介质之间的所述径向距离小于或等于1mm。
15.一种生成宽带辐射的方法,所述方法包括:
从输入辐射源发射输入辐射;
通过根据前述权利要求中任一项所述的装置来接收所述输入辐射;以及
使用所述装置生成包括宽带辐射的输出。
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