KR20220078664A - 중공 코어 광결정 섬유용 캐필러리 제조 방법 - Google Patents

중공 코어 광결정 섬유용 캐필러리 제조 방법 Download PDF

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KR20220078664A
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헨드릭 사버르트
파울루스 안토니우스 안드레아스 퇴니센
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

중공 코어 광결정 섬유의 일부로 사용 가능한 캐필러리를 제조하는 방법이 개시된다. 본 방법은 제1 벽 두께를 포함하는 캐필러리 벽을 갖는 캐필러리를 획득하는 것; 및 캐필러리 벽의 벽 두께를 감소시키기 위해 캐필러리 벽을 화학적으로 에칭하는 것을 포함한다. 상기 에칭 단계의 수행 동안, 제어 매개변수는 캐필러리의 길이를 따라 국부적으로 변화되며, 캐필러리 벽의 에칭된 벽 두께를 캐필러리 길이를 따라 제어하기 위해 제어 매개변수는 에칭 단계에서 사용되는 에천트의 반응성과 관련된다. 또한, 이러한 방법으로 제조된 캐필러리 및 이러한 캐필러리를 포함하는 다양한 디바이스가 개시된다.

Description

중공 코어 광결정 섬유용 캐필러리 제조 방법
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2019년 11월 7일에 출원된 EP 출원 19207624.8 및 2019년 12월 5일에 출원된 EP 출원 19213709.9의 우선권을 주장하며, 이들의 내용은 원용에 의하여 전체적으로 본 명세서에 포함된다.
본 발명은 중공 코어 광결정 섬유 및 중공 코어 광결정 섬유 기반 광대역 방사선 생성기에 관한 것으로, 특히 집적 회로 제조에서의 계측 적용과 관련된 이러한 광대역 방사선 생성기에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 원하는 패턴을 기판 상으로 원하는 패턴을 적용하도록 구성된 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 패터닝 디바이스 (예를 들어, 마스크)에 있는 패턴 (또한, 흔히 "디자인 레이아웃" 또는 "디자인"으로 지칭됨)을 기판 (예를 들어, 웨이퍼) 상에 제공된 방사선-감응 재료(레지스트)의 층 상으로 투영시킬 수 있다.
패턴을 기판 상에 투영하기 위하여, 리소그래피 장치는 전자기 방사선을 이용할 수 있다. 이 방사선의 파장은 기판 상에 형성될 수 있는 피처의 최소 크기를 결정한다. 현재 사용되고 있는 전형적인 파장은 365㎚ (i-라인), 248㎚, 193㎚ 및 13.5㎚이다. 4 내지 20㎚ 범위 내의, 예를 들어 6.7㎚ 또는 13.5㎚의 파장을 갖는 극자외(EUV) 방사선을 이용하는 리소그래피 장치가, 예를 들어 193㎚의 파장을 갖는 방사선을 이용하는 리소그래피 장치보다 기판 상에 더 작은 피처를 형성하기 위해 사용될 수 있다.
저(low)-k1 리소그래피는 리소그래피 장치의 전형적인 분해능 한계보다 작은 치수를 갖는 피처를 처리하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 공정에서, 분해능 공식은
Figure pct00001
로 표현될 수 있으며, 여기서 λ는 사용되는 방사선의 파장, NA는 리소그래피 장치 내의 투영 광학계의 개구수, CD는 "임계 치수" (일반적으로, 프린트되는 가장 작은 피처 크기이나, 이 경우에서는 반분-피치), 그리고 k1은 경험적인 분해능 인자이다. 일반적으로, k1이 작을수록, 특정한 전기적 기능 및 성능을 달성하기 위하여 회로 설계자에 의하여 계획된 형상 및 치수와 유사한 패턴을 기판 상에 재현하는 것이 더 어려워진다. 이 어려움을 극복하기 위하여 정교한 미세 조정(fine-tuning) 단계가 리소그래피 투영 장치 및/또는 설계 레이아웃에 적용될 수 있다. 이는, 예를 들어 NA의 최적화, 맞춤 조명 스킴(customized illumination schemes), 위상 시프팅 패터닝 디바이스의 사용, 설계 레이아웃에서의 광학 근접 보정(OPC, 때로는 "광학 및 공정 보정"으로도 지칭됨)과 같은 설계 레이아웃의 다양한 최적화, 또는 일반적으로 "분해능 향상 기술"(RET)로서 규정된 다른 방법을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 대안적으로, 리소그래피 장치의 안정성을 제어하기 위한 엄격한 제어 루프가 사용되어 저 k1에서 패턴의 재현을 개선할 수 있다.
예를 들어 노광 전에 기판의 적절한 위치 결정을 위한 정렬 툴, 기판의 표면 토폴로지(topology)를 측정하기 위한 레벨링 툴, 예를 들어 공정 제어에서 노광된 및/또는 에칭된 제품을 검사/측정하기 위한 초점 제어 및 스캐터로메트리 기반 툴과 같은 계측 툴이 IC 제조 공정의 여러 측면에서 사용된다. 각 경우에, 방사선 소스가 요구된다. 측정 견실성 및 정확도를 포함한 다양한 이유로, 광대역 또는 백색광 방사선 소스가 이러한 계측 적용을 위하여 점점 더 많이 사용되고 있다. 광대역 방사선 생성을 위하여 현재 장치를 개선하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 제1 양태에서, 중공-코어 광결정 섬유의 일부로서 사용 가능한 캐필러리를 제조하는 방법이 제공되며, 본 방법은 제1 벽 두께를 포함하는 캐필러리 벽을 갖는 캐필러리를 획득하는 것; 캐필러리 벽의 벽 두께를 감소시키기 위해 캐필러리 벽을 화학적으로 에칭하는 것; 및 상기 에칭 단계의 수행 동안, 캐필러리 벽의 에칭된 벽 두께를 캐필러리 길이를 따라 제어하기 위하여 캐필러리의 길이를 따라 제어 매개변수-제어 매개변수는 에칭 단계에서 사용된 에천트의 반응성과 관련됨-를 국부적으로 변화시키는 것을 포함한다.
본 발명의 제2 양태에서, 복수의 캐필러리를 제조하기 위해 제1 양태의 방법을 수행하는 것; 및 중공-코어 광결정 섬유 조립체를 형성하기 위해 중공 코어 주위에 캐필러리들을 조립하는 것을 포함하는, 중공-코어 광결정 섬유를 제조하는 방법이 제공된다.
본 발명의 제3 양태에서, 중공 코어 광결정 섬유를 포함하는 광학 구성 요소가 제공되며, 여기서 상기 중공 코어 광결정 섬유는 복수의 캐필러리를 포함하며, 상기 캐필러리들의 각각의 길이는 제1 벽 두께를 갖는 제1 길이 부분 및 제2 벽 두께를 갖는 제2 길이 부분을 포함하고; 제1 길이 부분과 제2 길이 부분은 각각 실질적으로 균일한 내부 캐필러리 직경을 갖는다.
본 발명의 다른 양태는 제3 양태의 광학 부품을 포함하는 광대역 광원 및 계측 장치를 포함한다.
본 발명의 실시예가 첨부된 개략적인 도면을 참조하여 단지 예로서 설명될 것이며, 도면에서:
도 1은 리소그래피 장치의 개략적인 개요를 도시하고 있다.
도 2는 리소그래피 셀의 개략적인 개요를 도시하고 있다.
도 3은 반도체 제조를 최적화하기 위한 세 가지 핵심 기술 간의 협력을 나타내는 전체적 리소그래피의 개략도를 도시하고 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 방사선 소스를 포함할 수 있는, 계측 장치로서 사용되는 스케터로메트리 장치의 개략적인 개요를 도시하고 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 방사선 소스를 포함할 수 있는 레벨 센서 장치의 개략적인 개요를 도시하고 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 방사선 소스를 포함할 수 있는 정렬 센서 장치의 개략적인 개요를 도시하고 있다.
도 7은 초연속체 생성을 위한 다수의 HC-PCF 설계의 횡단면을 개략적으로 도시하고 있다.
도 8은 공지된 구성의 가스 충전 HC-PCF 기반 광대역 광원 디바이스를 개략적으로 도시하고 있다.
도 9는 실시예에 따른, 불균일한 벽 두께를 갖는 캐필러리를 개략적으로 도시하고 있다.
도 10은 실시예에 따른 캐필러리의 제조 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 11은 실시예에 따른 에칭 단계를 예시하는 붕괴된 캐필러리 단부를 갖는 HC-PCF를 개략적으로 도시하고 있다.
도 12a는 실시예에 따른 에칭 방법을 도시하는 흐름도이며, 도 12b는 도 12a의 방법을 그래픽적으로 도시하는 그래프이다.
본 명세서에서, 용어 "방사선" 및 "빔"은 (예를 들어, 365, 248, 193, 157 또는 126㎚의 파장을 갖는) 자외 방사선 및 EUV (예를 들어, 약 5 내지 100㎚의 범위 내의 파장을 갖는 극자외 방사선)을 포함하는 모든 유형의 전자기 방사선을 포함시키기 위하여 사용될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "레티클", "마스크" 또는 "패터닝 디바이스"는, 입사 방사선 빔에 기판의 타겟 부분 상에 생성될 패턴에 대응하는, 패터닝된 횡단면을 부여하기 위해 사용될 수 있는 포괄적인 패터닝 디바이스를 나타내는 것으로 넓게 해석될 수 있다. 용어 "광 밸브" 또한 이와 관련하여 사용될 수 있다. 전형적인 마스크 (투과식 또는 반사식, 이진, 위상-시프팅, 하이브리드 등) 외에도, 다른 이러한 다른 패터닝 디바이스의 예는 프로그램 가능한 미러 어레이 및 프로그램 가능한 LCD 어레이를 포함한다.
도 1 은 리소그래피 장치(LA)를 개략적으로 도시하고 있다. 리소그래피 장치(LA)는 방사선 빔(B) (예를 들어, UV 방사선, DUV 방사선 또는 EUV 방사선)을 조절하도록 구성된 조명 시스템 (또한 일루미네이터(illuminator)로 지칭됨) (IL), 패터닝 디바이스 (예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되며 특정 매개변수에 따라서 패터닝 디바이스(MA)를 정확하게 위치시키도록 구성된 제1 포지셔너(PM)에 연결되어 있는 마스크 지지체 (예를 들어, 마스크 테이블)(MT), 기판 (예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지시키도록 구성되며 특정 매개변수에 따라서 기판 지지체를 정확하게 위치시키도록 구성된 제2 포지셔너(PW)에 연결되어 있는 기판 지지체 (예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT), 및 패터닝 디바이스(MA)에 의하여 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 기판(W)의 (예를 들어, 하나 이상의 다이를 포함하는) 타겟 부분(C) 상으로 투영하도록 구성된 투영 시스템 (예를 들어, 굴절식 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함하고 있다.
작동 시에, 조명 시스템(IL)은 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔을, 예를 들어 빔 전달 시스템(BD)을 통해 받아들인다. 조명 시스템(IL)은 방사선을 지향시키고, 성형(shaping)하고 및/또는 제어하기 위하여, 굴절식, 반사식, 자기식, 전자기식, 정전식 및/또는 다른 유형의 광학 구성 요소 또는 이들의 임의의 조합과 같은 다양한 유형의 광학 구성 요소를 포함할 수 있다. 일루미네이터(IL)는 패터닝 디바이스(MA)의 평면에서 횡단면에 원하는 공간 및 각도 세기 분포를 갖도록 방사선 빔(B)을 조정하기 위하여 사용될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "투영 시스템"(PS)은 이용되고 있는 노광 방사선에 대하여 및/또는 침지 액체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 요인에 대하여 적합한 것으로서, 굴절식, 반사식, 반사 굴절식(catadioptric), 애너모픽(anamorphic), 자기식, 전자기식, 및/또는 정전식 광학 시스템, 및/또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 다양한 유형의 투영 시스템을 포함하는 것으로 넓게 해석되어야 한다. 본 명세서에서의 용어 "투영 렌즈"의 임의의 사용은 더 일반적인 용어 "투영 시스템"(PS)과 같은 의미인 것으로 간주될 수 있다.
리소그래피 장치(LA)는, 투영 시스템(PS)과 기판(W) 사이의 공간을 채우기 위해 기판의 적어도 일부분이 비교적 높은 굴절률을 가진 액체, 예를 들어 물로 덮일 수 있는 유형일 수 있으며- 이는 또한 침지 리소그래피로 지칭된다. 침지 기술에 대한 더 많은 정보가 미국특허 제6,952,253호에 제공되며, 이는 원용에 의해 본 명세서 내에 포함된다.
리소그래피 장치(LA)는 또한 2개 이상의 기판 지지체(WT) ("이중 스테이지"로도 불림)를 갖는 유형일 수도 있다. 이러한 "다중 스테이지" 기계에서, 기판 지지체(WT)들은 동시에 사용될 수 있으며, 및/또는 기판(W)의 후속 노광의 준비 단계가 기판 지지체(WT)들 중 하나에 위치된 기판(W) 상에서 수행될 수 있는 반면에, 다른 기판 지지체(WT) 상의 또 다른 기판(W)은 다른 기판(W) 상의 패턴을 노광시키기 위해 이용되고 있다.
기판 지지체(WT)에 더하여, 리소그래피 장치(LA)는 측정 스테이지를 포함할 수 있다. 측정 스테이지는 센서 및/또는 세정 디바이스를 유지하도록 배열되어 있다. 센서는 투영 시스템(PS)의 특성 또는 방사선 빔(B)의 특성을 측정하도록 배열될 수 있다. 측정 스테이지는 다수의 센서를 유지시킬 수 있다. 세정 디바이스는 리소그래피 장치의 일부, 예를 들어 투영 시스템(PS)의 일부 또는 침지 액체를 제공하는 시스템의 일부를 세정하도록 배열될 수 있다. 기판 지지체(WT)가 투영 시스템(PS)에서 떨어져 있을 때 측정 스테이지는 투영 시스템(PS) 아래로 이동할 수 있다.
작동 시, 방사선 빔(B)은 마스크 지지체(MT) 상에서 유지되는 패터닝 디바이스, 예를 들어 마스크(MA) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스(MA) 상에 존재하는 패턴 (디자인 레이아웃)에 의해 패터닝된다. 마스크(MA)를 가로지른 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하며, 투영 시스템은 빔을 기판(W)의 타겟 부분(C) 상으로 집속시킨다. 제2 포지셔너(PW)와 위치 측정 시스템(IF)의 도움으로, 기판 지지체(WT)는, 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로 내의 상이한 타겟 부분(C)들을 집속 및 정렬된 위치에 위치시키기 위하여 정확하게 이동될 수 있다. 마찬가지로, 제1 포지셔너(PM) 및 가능하게는 (도 1에는 명확히 도시되지는 않은) 또 다른 위치 센서가 사용되어 방사선 빔(B)의 경로에 대해 패터닝 디바이스(MA)를 정확히 위치시킬 수 있다. 패터닝 디바이스(MA)와 기판(W)은 마스크 정렬 마크(M1, M2)와 기판 정렬 마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수 있다. 도시된 바와 같이 기판 정렬 마크(P1, P2)는 전용 타겟 부분을 점유하고 있지만, 이들은 타겟 부분들 사이의 공간 내에 위치될 수 있다. 기판 정렬 마크(P1, P2)는 이들이 타겟 부분(C)들 사이에 위치될 때 스크라이브-레인 정렬 마크로 알려져 있다.
도 2에서 보여지는 바와 같이, 리소그래피 장치(LA)는 리소그래피 셀(LC)의 일부를 형성할 수 있으며, 이는 때때로 리소셀 또는 (리소) 클러스터로도 지칭되고, 흔히 기판(W) 상에서 노광 전 및 노광 후 공정을 수행하기 위한 장치도 포함한다. 통상적으로, 이들은 레지스트 층을 증착하기 위한 스핀 코터(SC), 노광된 레지스트를 현상하기 위한 현상기(DE), 예를 들어, 기판(W)의 온도를 조절하기 위한, 예를 들어 레지스트 층 내의 용매를 조절하기 위한 냉각 플레이트(CH) 및 베이크 플레이트(BK)를 포함하고 있다. 기판 핸들러 또는 로봇(RO)이 입력/출력 포트(I/O1, I/O2)로부터 기판(W)을 픽업하고, 기판을 상이한 공정 장치들 간에 이동시키며, 기판(W)을 리소그래피 장치(LA)의 로딩 베이(LB)에 전달한다. 흔히 통칭적으로 트랙으로도 지칭되는, 리소셀 내의 디바이스는 전형적으로, 자체가 감독 제어 시스템(SCS)에 의해 제어될 수 있는 트랙 제어 유닛(TCU)의 제어 하에 있으며, 감독 제어 시스템은 또한 예를 들어 리소그래피 제어 유닛(LACU)을 통해 리소그래피 장치(LA)를 제어할 수 있다.
리소그래피 장치(LA)에 의해 노광되는 기판(W)이 정확하고 일관되게 노광되도록 하기 위하여, 기판을 검사하여 후속 층들 간의 오버레이 오차, 라인 두께, 임계 치수(CD) 등과 같은, 패터닝된 구조체의 특성을 측정하는 것이 바람직하다. 이 목적을 위하여, 검사 툴 (보이지 않음)이 리소셀(LC) 내에 포함될 수 있다. 오차가 검출된다면, 특히 동일 배치(batch) 또는 로트(lot)의 다른 기판(W)이 아직 노광 또는 처리되기 전에 검사가 수행된다면, 예를 들어 후속 기판의 노광에 대해 또는 기판(W) 상에서 수행될 다른 처리 단계에 대해 조정이 이루어질 수 있다.
계측 장치로도 지칭될 수 있는 검사 장치는 기판(W)의 특성을 결정하기 위해, 그리고 특히 상이한 기판(W)들의 특성이 어떻게 달라지는지 또는 동일 기판(W)의 상이한 층들과 연관된 특성이 층마다 어떻게 달라지는지를 결정하기 위해 사용된다. 검사 장치는 대안적으로 기판(W) 상의 결함을 확인하도록 구성될 수 있으며, 또한 예를 들어 리소셀(LC)의 일부일 수 있거나, 리소그래피 장치(LA)에 통합될 수 있거나, 심지어 독립형 디바이스일 수 있다. 검사 장치는 잠상 (노광 후의 레지스트 층의 이미지)에 관한 또는 반-잠상 (노광 후 베이크 단계(PEB) 후의 레지스트 층의 이미지), 또는 (레지스트의 노광된 또는 노광되지 않은 부분이 제거된) 현상된 레지스트 이미지에 관한, 또는 심지어 (에칭과 같은 패턴 전사 단계 이후의) 에칭된 이미지에 관한 특성을 측정할 수 있다.
전형적으로, 리소그래피 장치(LA)에서의 패터닝 공정은 기판(W) 상의 구조체의 치수 설정 및 배치의 높은 정확도를 필요로 하는 처리에 있어서 가장 중요한 단계들 중 하나이다. 이 높은 정확도를 보장하기 위해, 도 3에 개략적으로 도시된 바와 같이 3개의 시스템이 소위 "홀리스틱(holistic)" 제어 환경에서 조합될 수 있다. 이 시스템들 중 하나는 계측 툴(MT) (제2 시스템)에 그리고 컴퓨터 시스템(CL)(제3 시스템)에 (가상적으로) 연결된 리소그래피 장치(LA)이다. 이러한 "홀리스틱" 환경의 핵심은 이 3개의 시스템 간의 협력을 최적화하여 전체적인 공정 윈도우를 향상시키는 것, 및 리소그래피 장치(LA)에 의해 수행되는 패터닝이 공정 윈도우 내에 유지되는 것을 보장하기 위해 엄격한 제어 루프를 제공하는 것이다. 공정 윈도우는 공정 매개변수 (예를 들어, 선량, 초점, 오버레이)의 범위를 규정하며, 특정 제조 공정은 이 공정 매개변수 내에서 규정된 결과 (예를 들어, 기능 반도체 디바이스)를 생성한다-전형적으로 리소그래피 공정 또는 패터닝 공정의 공정 매개변수는 이 범위 내에서 달라지도록 허용된다.
컴퓨터 시스템(CL)은 패터닝될 디자인 레이아웃(의 일부)을 사용하여 어느 분해능 향상 기법을 사용할지 예측할 수 있으며 그리고 어느 마스크 레이아웃 및 리소그래피 장치 설정(setting)이 (도 3에서 제1 스케일(SC1) 내에 이중 화살표로 도시된) 패터닝 공정의 가장 큰 전체 공정 윈도우를 달성하는지를 결정하기 위해 컴퓨터 리소그래피 시뮬레이션 및 계산을 수행할 수 있다. 전형적으로, 분해능 향상 기법은 리소그래피 장치(LA)의 패터닝 가능성과 매칭되도록 마련된다. 컴퓨터 시스템(CL)은 또한 (예를 들어, 계측 툴(MT)로부터의 입력을 사용하여) 공정 윈도우 내의 어느 곳에서 리소그래피 장치(LA)가 현재 작동하고 있는지를 검출하기 위해 사용되어, 예를 들어 (도 3에서 제2 스케일(SC2) 내에서 "0"을 가리키는 화살표로 도시된) 차선의 처리로 인하여 결함이 존재할 수 있는지 여부를 예측할 수 있다.
계측 툴(MT)은 컴퓨터 시스템(CL)에 입력을 제공하여 정확한 시뮬레이션 및 예측을 가능하게 할 수 있으며, 또한 리소그래피 장치(LA)에 피드백을 제공하여 예를 들어 (도 3에서 제3 스케일(SC3) 내에 다수의 화살표로 도시된) 리소그래피 장치(LA)의 교정 상태에서의 가능한 드리프트를 확인할 수 있다.
리소그래피 공정에서, 예를 들어 공정 제어 및 검증을 위해 생성된 구조체를 자주 측정하는 것이 바람직하다. 이러한 측정을 수행하는 툴은 전형적으로 계측 툴(MT)로 불린다. 주사 전자 현미경 또는 다양한 형태의 스캐터로미터 계측 툴(MT)을 포함하는, 이러한 측정을 수행하기 위한 상이한 다양한 유형의 계측 툴(MT)이 알려져 있다. 스캐터로미터는, 스캐터로미터의 대물렌즈(objective)의 퓨필(pupil) 또는 퓨필과의 공액 평면에 센서를 가짐으로써 (이 측정은 통상적으로 퓨필 기반 측정으로서 지칭됨), 또는 이미지 평면 또는 이미지 평면과의 공액 평면에 센서를 가짐으로써 (이 경우 측정은 통상적으로 이미지 또는 필드 기반 측정으로서 지칭된다) 리소그래피 공정의 매개변수의 측정을 허용하는 다목적 기구이다. 이러한 스캐터로미터 및 연관된 측정 기술은 특허 출원 US2010/0328655, US2011/102753A1, US2012/0044470A, US2011/0249244, US2011/0026032 또는 EP1,628,164A에 추가로 설명되어 있으며, 이들은 전체적으로 원용에 의해 본 명세서에 포함된다. 앞서 언급된 스캐터로미터는 연질 x-선 및 가시광선에서 근적외선 파장 범위의 광을 사용하여 격자를 측정할 수 있다.
제1 실시예에서, 스캐터로미터(MT)는 각도 분해 스캐터로미터이다. 이러한 스캐터로미터에서, 재구성 방법이 측정된 신호에 적용되어 격자의 특성을 재구성하거나 계산할 수 있다. 이러한 재구성은, 예를 들어 타겟 구조체의 수학적 모델과의 산란 방사선의 상호 작용을 시뮬레이션하는 것과 시뮬레이션 결과를 측정의 결과와 비교하는 것으로부터 기인할 수 있다. 시뮬레이션된 상호작용이 실제 타겟으로부터 관찰된 것과 유사한 회절 패턴을 생성할 때까지 수학적 모델의 매개변수는 조정된다.
제2 실시예에서, 스캐터로미터(MT)는 분광 스캐터로미터(MT)이다. 이러한 분광 스캐터로미터(MT)에서, 방사선 소스에 의하여 방출되는 방사선은 타겟 상으로 지향되고, 타겟으로부터의 반사된 또는 산란된 방사선은 스캐터로미터 검출기로 지향되며, 이 스캐터로미터 검출기는 정반사 방사선의 스펙트럼을 측정한다 (즉, 파장의 함수로서 세기의 측정). 이 데이터로부터, 검출된 스펙트럼을 발생시키는 타겟의 구조체 또는 프로파일이, 예를 들어 엄밀한 결합 파동 분석(Rigorous Coupled Wave Analysis)과 비선형 회귀에 의하여 또는 시뮬레이션된 스펙트럼의 라이브러리와의 비교에 의하여 재구성될 수 있다.
제3 실시예에서, 스캐터로미터(MT)는 엘립소메트릭(ellipsometric) 스캐터로미터이다. 엘립소메트릭 스캐터로미터는 각 편광 상태에 대해 산란 방사선을 측정함으로써 리소그래피 공정의 매개변수를 결정하는 것을 허용한다. 이러한 계측 장치는, 예를 들어 계측 장치의 조명 부분 내에 적절한 편광 필터를 사용함에 의하여 (선형, 원형 또는 타원형과 같은) 편광을 방출한다. 계측 장치에 적합한 소스는 편광된 방사선도 제공할 수 있다. 기존의 엘립소메트릭 스캐터로미터의 다양한 실시예가, 원용에 의하여 본 명세서에서 전체적으로 포함되는 미국 특허 출원 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 및 13/891,410에 설명되어 있다.
스캐터로미터와 같은 계측 장치가 도 4에 도시되어 있다. 이 장치는 방사선을 기판(W) 상으로 투영시키는 광대역 (백색광) 방사선 프로젝터(2)를 포함하고 있다. 반사된 또는 산란된 방사선은 스캐터로미터 검출기(4)로 나아가며, 이 검출기는 정반사된 방사선의 스펙트럼(6)을 측정한다 (즉, 파장의 함수로서의 세기의 측정). 이 데이터로부터, 검출된 스펙트럼을 발생시키는 구조체 또는 프로파일(8)은 처리 유닛(PU)에 의해, 예를 들어 엄밀한 결합 파동 분석(Rigorous Coupled Wave Analysis) 및 비선형 회귀에 의하여 또는 도 3의 최하부에서 보여지는 바와 같은 시뮬레이션된 스펙트럼의 라이브러리와의 비교에 의하여 재구성될 수 있다. 일반적으로, 재구성을 위하여, 일반적인 형태의 구조체가 알려져 있으며, 구조체가 만들어진 공정의 정보(knowledge)로부터 일부 매개변수가 가정되어 스캐터로메트리 데이터로부터 결정될 구조체의 몇 가지 매개변수만을 남긴다. 이러한 스캐터로미터는 수직 입사 스캐터로미터 또는 경사 입사 스캐터로미터로서 구성될 수 있다.
계측 타겟의 측정을 통한 리소그래피 매개변수의 전체 측정 품질은 이 리소그래피 매개변수를 측정하기 위해 사용되는 측정 레시피에 의해 적어도 부분적으로 결정된다. 용어 "기판 측정 레시피"는 측정 자체의 하나 이상의 매개변수, 측정된 하나 이상의 패턴의 하나 이상의 매개변수, 또는 둘 모두를 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판 측정 레시피에 사용된 측정이 회절 기반 광학 측정이라면, 측정의 매개변수 중 하나 이상은 방사선의 파장, 방사선의 편광, 기판에 대한 방사선의 입사각, 기판 상의 패턴에 대한 방사선의 방향 등을 포함할 수 있다. 측정 레시피를 선택하기 위한 기준 중 하나는, 예를 들어 처리 변동에 대한 측정 매개변수들 중 하나의 감도일 수 있다. 더 많은 예가 원용에 의해 전체적으로 본 명세서 내에 포함된 미국 특허 출원 US2016-0161863 및 공개된 미국 특허 출원 US2016/0370717A에 설명되어 있다.
IC 제조에 사용되는 또 다른 유형의 계측 툴은 토포그래피 측정 시스템, 레벨 센서 또는 높이 센서이다. 이러한 툴은 기판 (또는 웨이퍼)의 최상부 표면의 토포그래피를 측정하기 위하여 리소그래피 장치에 통합될 수 있다. 높이 맵으로도 지칭되는 기판의 토포그래피의 맵은 기판 상의 위치의 함수로서 기판의 높이를 나타내는 이러한 측정치로부터 생성될 수 있다. 기판 상의 적절한 초점 위치에 패터닝 디바이스의 에어리얼 이미지를 제공하기 위하여, 이 높이 맵은 기판 상의 패턴의 전사 동안 기판의 위치를 보정하기 위해 후에 사용될 수 있다. 이 문맥에서의 "높이"는 기판 (Z-축으로도 지칭됨)에 대해 평면에서 광범위하게 벗어난 치수를 나타내는 것으로 이해될 것이다. 전형적으로, 레벨 또는 높이 센서는 (그의 자체 광학 시스템에 대해) 고정된 위치에서 측정을 수행하며 기판과 레벨 또는 높이 센서의 광학 시스템 사이의 상대적인 이동은 기판을 가로지르는 위치에서 높이 측정의 결과로 이어진다.
본 기술 분야에서 공지된 바와 같은 레벨 또는 높이 센서(LS)의 예가 도 5에서 개략적으로 보여지며, 도 5는 작동 원리만을 도시하고 있다. 이 예에서, 레벨 센서는 광학 시스템을 포함하고 있으며, 광학 시스템은 투영 유닛(LSP) 및 검출 유닛(LSD)을 포함하고 있다. 투영 유닛(LSP)은 투영 유닛(LSP)의 투영 격자(PGR)에 의해 부여되는 방사선의 빔(LSB)을 제공하는 방사선 소스(LSO)를 포함하고 있다. 방사선 소스(LSO)는, 예를 들어 편광 또는 비편광 레이저 빔과 같은, 편광 또는 비편광, 펄스형 또는 연속적인 초연속체 광원과 같은, 협대역 또는 광대역 광원일 수 있다. 방사선 소스(LSO)는 복수의 LED와 같은, 상이한 색상 또는 파장 범위를 갖는 복수의 방사선 소스를 포함할 수 있다. 레벨 센서(LS)의 방사선 소스(LSO)는 가시 방사선에 제한되지 않으며, 부가적으로 또는 대안적으로 UV 및/또는 IR 방사선 및 기판의 표면으로부터 반사하기에 적합한 임의의 범위의 파장을 포함할 수 있다.
투영 격자(PGR)는 주기적으로 변하는 세기를 갖는 방사선의 빔(BE1)을 결과적으로 발생시키는 주기적 구조체를 포함하는 주기 격자이다. 주기적으로 변하는 세기를 갖는 방사선의 빔(BE1)은 입사 기판 표면에 수직인 축(Z-축)에 대해 0도 내지 90도, 전형적으로 70도 내지 80도의 입사각(ANG)을 갖는 기판(W) 상의 측정 위치(MLO)로 향한다. 측정 위치(MLO)에서, 패터닝된 방사선 빔(BE1)은 기판(W)에 의하여 반사 (화살표 BE2로 표시됨)되며, 검출 유닛(LSD)으로 향한다.
측정 위치(MLO)에서의 높이 레벨을 결정하기 위하여, 레벨 센서는 검출 격자(DGR), 검출기(DET) 및 검출기(DET)의 출력 신호를 처리하기 위한 처리 유닛 (보이지 않음)을 포함하는 검출 시스템을 더 포함한다. 검출 격자(DGR)는 투영 격자(PGR)와 동일할 수 있다. 검출기(DET)는 수신된 광을 나타내는 검출기 출력 신호, 예를 들어 광검출기와 같은 수신된 광의 세기를 나타내는, 또는 카메라와 같은 수신된 세기의 공간 분포를 나타내는 검출기 출력 신호를 생성한다. 검출기(DET)는 하나 이상의 검출기 유형의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
삼각 측량 기술에 의하여 측정 위치(MLO)에서의 높이 레벨이 결정될 수 있다. 검출된 높이 레벨은 일반적으로 검출기(DET)에 의해 측정된 신호 강도와 전형적으로 관련되며, 신호 세기는 특히 투영 격자(PGR)의 디자인 및 (비스듬한) 입사 각도(ANG)에 의존하는 주기성을 갖는다.
투영 유닛(LSP) 및/또는 검출 유닛(LSD)은 투영 격자(PGR)와 검출 격자(DGR)(보이지 않음) 사이의 패터닝된 방사선의 빔의 경로를 따라, 렌즈 및/또는 미러와 같은 추가 광학 요소를 포함할 수 있다.
실시예에서, 검출 격자(DGR)는 생략될 수 있으며, 검출기(DET)는 검출 격자(DGR)가 위치된 위치에 배치될 수 있다. 이러한 구성은 투영 격자(PGR)의 이미지의 보다 직접적인 검출을 제공한다.
기판(W)의 표면을 효과적으로 덮기 위해, 레벨 센서(LS)는 기판(W)의 표면 상에 측정 빔(BE1)의 어레이를 투영하도록 구성될 수 있으며, 이에 의하여 더 넓은 측정 범위를 덮는 측정 영역(MLO) 또는 스폿의 어레이를 생성한다.
일반적인 유형의 다양한 높이 센서가, 예를 들어 US7,265,364 및 US7,646,471에 개시되어 있으며, 양 특허는 원용에 의해 본 명세서 내에 포함된다. 가시광선 또는 적외 방사선 대신에 UV 방사선을 사용하는 높이 센서가 원용에 의해 본 명세서에 포함되는 US2010/233600A1에 개시되어 있다. 원용에 의해 본 명세서에 포함되는 WO2016/102127A1에, 다중-요소 검출기를 사용하여, 검출 격자를 필요로 하지 않고 격자 이미지의 위치를 검출하고 인식하기 위는 콤팩트한 높이 센서가 설명되어 있다.
IC 제조에 사용되는 또 다른 유형의 계측 툴은 정렬 센서이다. 따라서 리소그래피 장치의 성능의 중요한 측면은 (동일한 장치 또는 상이한 리소그래피 장치에 의해) 이전 층에 배치된 피처와 관련하여 적용된 패턴을 똑바로 그리고 정확하게 배치하는 능력이다. 이 목적을 위하여, 기판은 하나 이상의 세트의 마크 또는 타겟을 구비한다. 각 마크는 그 위치가 위치 센서, 전형적으로 광학 위치 센서를 사용하여 나중에 측정될 수 있는 구조체다. 위치 센서는 "정렬 센서"로 지칭될 수 있으며, 마크는 "정렬 마크"로 지칭될 수 있다.
리소그래피 장치는 하나 이상의 (예를 들어, 복수의) 정렬 센서를 포함할 수 있으며, 기판 상에 제공된 정렬 마크의 위치는 이 정렬 센서에 의하여 정확하게 측정될 수 있다. 정렬 (또는 위치) 센서는 회절 및 간섭과 같은 광학 현상을 이용하여 기판 상에 형성된 정렬 마크로부터 위치 정보를 획득할 수 있다. 현재 리소그래피 장치에 사용되는 정렬 센서의 예는 US6961116에 설명된 바와 같은 자기 참조 간섭계를 기반으로 한다. 예를 들어 US2015/261097A1에 개시된 바와 같이 위치 센서의 다양한 개선 및 변경이 개발되었다. 이 공보들의 모두의 내용은 원용에 의해 본 명세서에 포함된다.
도 6은, 예를 들어 원용에 의해 본 명세서에 포함된 US6,961,116에 설명된 바와 같은 공지된 정렬 센서(AS)의 실시예의 개략적인 블록도이다. 방사선 소스(RSO)는 하나 이상의 파장의 방사선의 빔(RB)을 제공하며, 이는 전환 광학계(diverting optics)에 의해 조명 스폿(SP)으로서 기판(W) 상에 위치된 마크(AM)와 같은 마크로 전환된다. 이 예에서, 전환 광학계는 스폿 미러(SM)와 대물렌즈(OL)를 포함하고 있다. 조명 스폿(SP)-마크(AM)는 이 조명 스폿에 의해 조명된다-은 그 직경이 마크 자체의 폭보다 약간 작을 수 있다.
정렬 마크(AM)에 의해 회절된 방사선은 (이 예에서는 대물렌즈(OL)를 통해) 정보 전달 빔(IB)으로 시준된다. 용어 "회절된"은 (반사로 지칭될 수 있는) 마크로부터의 0차 회절을 포함하도록 의도된다. 예를 들어 위에서 언급된 US6,961,116에 개시된 유형의 자기 참조 간섭계(self-referencing interferometer)(SRI)는 빔(IB)을 그 자체와 간섭시키며, 그후 빔은 광검출기(PD)에 의해 받아들여진다. 방사선 소스(RSO)에 의해 하나보다 많은 파장이 생성되는 경우에 별도의 빔을 제공하기 위해 부가적인 광학계(보이지 않음)가 포함될 수 있다. 광검출기는 단일 요소일 수 있거나, 원하는 경우 다수의 픽셀을 포함할 수 있다. 광검출기는 센서 어레이를 포함할 수 있다.
이 예에서 스폿 미러(SM)를 포함하는 전환 광학계는 또한 마크에서 반사된 0차 방사선을 차단하는 역할을 할 수 있으며, 따라서 정보 반송 빔(IB)은 마크(AM)로부터의 더 높은 차수의 회절 방사선만을 포함한다 (이는 측정에 필수적인 것은 아니지만, 신호 대 노이즈 비를 향상시킨다)
세기 신호(SI)는 처리 유닛(PU)에 공급된다. 블록(SRI)에서의 광학 처리와 유닛(PU)에서의 연산 처리의 조합에 의하여, 기준 프레임에 관한 기판 상의 X- 및 Y-위치에 대한 값이 출력된다.
도시된 유형의 단일 측정은 마크의 1 피치에 대응하는 특정 범위 내의 마크의 위치만을 고정시킨다. 이와 함께 보다 개략적인 측정 기술이 사용되어 사인 파형의 어느 주기가 마킹된 위치를 포함하는 주기인지를 식별한다. 마크를 제작하는 재료 및 마크가 위에 및/또는 아래에 제공되는 재료에 관계없이 증가된 정확도 및/또는 마크의 견실한 검출을 위하여 더 개략적인 및/또는 더 세밀한 레벨에서의 동일한 공정이 상이한 파장들에서 반복될 수 있다. 파장들은 동시에 처리될 수 있도록 광학적으로 다중화(multiplexed) 및 역다중화(de-multiplexed)될 수 있으며, 및/또는 이들은 시분할 또는 주파수 분할에 의해 다중화될 수 있다.
이 예에서, 정렬 센서와 스폿(SP)은 고정 상태에 남아 있는 반면, 이동하는 것은 기판(W)이다. 따라서 정렬 센서는 기준 프레임에 견고하게 그리고 정확하게 장착될 수 있으면서, 기판(W)의 이동 방향과 반대 방향으로 마크(AM)를 효과적으로 스캔할 수 있다. 기판(W)은 기판 지지체 상의 그의 장착 및 기판 지지체의 이동을 제어하는 기판 위치 설정 시스템에 의해 이러한 움직임에서 제어된다. 기판 지지체 위치 센서 (예를 들어, 간섭계)는 기판 지지체 (보이지 않음)의 위치를 측정한다. 실시예에서, 하나 이상의 (정렬) 마크가 기판 지지체 상에 제공된다. 기판 지지체 상에 제공된 마크의 위치의 측정은 위치 센서에 의해 결정된 바와 같은 (예를 들어, 정렬 시스템이 연결된 프레임에 대한) 기판 지지체의 위치가 교정되는 것을 허용한다 기판 상에 제공된 정렬 마크의 위치의 측정은 기판 지지체에 대한 기판의 위치가 결정되는 것을 허용한다.
앞서 언급된 계측 툴들 중 임의의 것에서와 같은, 광학적 반도체 계측, 검사 적용에 대하여, 동시에 넓은 파장 범위 (예를 들면, UV에서 IR까지)를 커버하는 간섭성 방사선을 출력하는 밝은 광원이 흔히 선호된다. 이러한 광대역 광원은 임의의 하드웨어 변경 (예를 들어, 특정 파장을 갖기 위하여 광원을 변경)의 필요성도 없이 상이한 재료 특성들을 갖는 웨이퍼들이 동일한 셋업/시스템에서 광학적으로 점검되는 것을 허용함으로써 적용의 유연성과 견실성을 향상시키는 데 도움이 될 수 있다. 파장이 특정 적용에 대해 최적화되는 것을 허용하는 것을 측정의 정확도가 더 증가될 수 있다는 것을 의미한다.
복수의 파장을 동시에 방출하기 위해 가스 방전 효과를 기반으로 하는 가스 레이저가 이 적용에 사용될 수 있다. 그러나 가스 레이저와 연관된 높은 세기 불안정성 및 낮은 공간 가간섭성과 같은 고유한 문제는 이를 부적합하게 만들 수 있다. 대안적으로, 상이한 파장들을 갖는 복수의 레이저 (예를 들면, 고체 레이저)로부터의 출력들은 복수의 파장 소스를 제공하기 위하여 계측 또는 검사 시스템의 광학 경로에 공간적으로 조합될 수 있다. 원하는 파장의 수와 함께 증가하는 복잡성 및 높은 구현 비용은 이러한 해결책이 널리 사용되는 것을 못하게 한다. 대조적으로, 초연속체 레이저로도 불리는 광섬유 기반의 광대역 또는 백색광 레이저는 높은 공간 간섭성과, 예를 들면 UV에서 IR에 이르는 넓은 스펙트럼 커버리지(coverage)를 갖는 방사선을 방출할 수 있으며, 따라서 매우 매력적이고 현실적인 옵션이다
중공 코어 광결정 섬유(hollow-core photonic crystal fiber)(HC-PCF)는 중앙 중공 코어 영역과 중공 코어를 둘러싸는 내부 클래딩 구조체를 포함하는 특수 유형의 광섬유이며, 이의 둘 모두는 전체 광섬유를 따라 축 방향으로 연장된다. 광 유도 메커니즘은 내부 클래딩 도파관 구조체에 의해 가능해질 수 있으며, 이 도파관 구조체는 예를 들어 반공진 요소(anti-resonant element)(ARE)로 지칭될 수 있는 얇은 벽 글라스 요소를 포함할 수 있다. 따라서 방사선은 주로 중공 코어 내부에 국한되며 횡방향 코어 모드의 형태로 광섬유를 따라 전파된다.
많은 유형의 HC-PCF가 제작될 수 있으며, 이들의 각각은 상이한 물리적 유도 메커니즘을 기반으로 한다. 2개의 이러한 HC-PCF는 중공 코어 광자 밴드갭 광섬유(HC-PBF) 및 중공 코어 반공진 반사 광섬유(HC-ARF)를 포함한다.
HC-PCF는 유체로 채워진 중공 채널을 포함하며, 따라서 이는 다양한 도광 적용; 예를 들어 HC-PBF를 이용한 고-파워 빔 전달 및 HC-ARF를 이용한 가스 기반 백색광 생성 (또는 초연속체 생성)에 대하여 결과적인 원하는 특성을 갖는다. HC-PCF의 설계 및 제조에 관한 세부 사항은 (HC-PBF에 대한) 미국 특허 US2004175085 및 (HC-ARF에 대한) 국제 PCT 특허 출원 WO2017032454에서 찾을 수 있으며, 이들은 원용에 의해 본 명세서에 포함된다. HC-PBF는 중앙 중공 코어를 둘러싼 클래딩 구조체에 의해 설정된 광자 밴드갭 효과를 통해 낮은 손실이지만 좁은 대역폭 광 유도를 제공하도록 구성된다. 반면, HC-ARF는 클래딩으로부터의 광의 반공진 반사를 통해 전송 대역폭을 크게 확장시키도록 설계된다.
도 7은 다수의 공지된 유형의 HC-PCF를 횡단면으로 도시하고 있으며, 이들은 본 명세서에 개시된 개념들이 조합되어 사용될 수 있는 및/또는 적용될 수 있는 HC-PCF의 예들이다. 도 7a는 카고메(Kagome) 격자 구조체를 포함하는 카고메 광섬유를 보여주고 있다. 도 7b는 단일 링 또는 리볼버 섬유(revolver fiber)를 보여주고 있으며, 여기에서 중공 코어 영역은 형성되고 비접촉 링의 층으로 둘러싸여 있다.
도 7c 및 도 7d는 앞서 언급된 WO2017/032454에 개시된 HC-PCF의 실제 예의 횡단면을 보여주고 있다. 원들은 석영 글라스 또는 실리카와 같은, ARE 또는 외부 클래딩 영역의 고체 재료를 나타내고 있는 반면에, 음영 부분은 고체 재료가 없다 (비워지거나 가스 또는 액체로 채워져 있다).
각 HC-PCF는 (도 7c에서 점선 원으로 나타나 있는) 중공 코어 영역(10), 다수의 반공진 요소(ARE)(21)를 갖는 내부 클래딩 영역(20), 및 외부 클래딩 영역(30)을 포함하고 있다. 중공 코어 영역(10)은 ARE(21)들 사이의, HC-PCF의 길이 방향 길이를 따라 연장되고 가장 작은 횡방향 코어 치수(D)를 갖고 있는 빈 공간이다. 내부 클래딩 영역(20)의 ARE(21)는 벽 두께(t) 및 가장 작은 횡방향 ARE 치수(d)를 갖는 캐필러리를 포함할 수 있다. ARE(21)는 외부 클래딩 영역(30)의 내부 표면에 고정될 수 있다. 외부 클래딩 영역(30)은, 예를 들어 글라스로 만들어지며 HC-PCF의 폐쇄 클래딩을 제공하는 더 큰 캐필러리를 포함할 수 있다.
도 7c의 HC-PCF는 ARE(21)가, 직경(D)(정반대의 ARE(21)들 사이의 최단 거리(D))의, 예를 들어 D=20㎛를 갖는 중앙 중공 코어를 생성하기 위하여 6겹(six-fold) 대칭 패턴으로 외부 클래딩 영역(30)의 더 큰 캐필러리 내에 배치된 원형 횡단면 (예를 들어, 내부 직경(d)=13.6㎛ 및 벽 두께(t)=0.2㎛)을 갖는 6개의 얇은 벽 캐필러리의 단일-링을 포함하는 실시예를 도시하고 있다. 외부 클래딩 영역(30)은 125㎛의 외부 직경 및 38㎛의 클래딩 두께를 가질 수 있다. 대안적으로, 코어 치수(D)는 10㎛에서 1,000㎛ 사이의 범위에서 선택될 수 있으며, 여기서 (d, t와 같은) 다른 기하학적 매개변수는 그에 따라 크기가 조정된다.
도 7d는 6겹(six-fold) 대칭으로 외부 클래딩 영역(30) 내에 배열되어 있는 ARE(21) (d=13.6㎛ t=0.2㎛ 및 D=20㎛)들의 다수의, 특히 2개의 동축 링의 변형 실시예를 보여주고 있다. ARE(21)의 내부 및 외부 링을 유지하기 위하여, 지지 튜브(22)는 HC-PC 내에 포함되어 있다. 지지 튜브(22)는, 예를 들어 직경이 예를 들어 48㎛인 실리카로 만들어진다.
도 7c 및 도 7d에서 보여지는 바와 같은 HC-PCF의 예는 특히 ARE(21)의 수 (예를 들어, ARE는 4개 또는 5개 또는 7개 이상일 수 있다) 및 링의 수 (예를 들어, 3개의 링과 같은, 도 7d의 예에서의 2개보다 많은 링)와 관련하여 변형될 수 있다. ARE 배열체는 다수의 다른 방식으로 변경될 수 있다. 각 ARE(21)는, 예를 들어 타원형 또는 다각형 횡단면을 가질 수 있으며; 외부 클래딩(30)의 내부 형상은, 예를 들어 다각형 횡단면을 가질 수 있고; ARE(21)의 고체 재료는, 예를 들어 PMA와 같은 플라스틱 재료, 실리카와 같은 글라스, 또는 연질 글라스를 포함할 수 있다.
가스 기반의 백색광 생성에 대하여, HC-PCF는 가스 셀 내에 포함될 수 있으며, 이 가스 셀은 예를 들어, 최대 수십 바 (예를 들어, 3 내지 100 바)의 압력에서 작동하도록 설계되어 있다. 가스로 채워진 HC-PCF는 충분한 피크 파워를 갖는 초단 펌프 레이저 펄스에 의해 펌핑되고 있을 때 광학 주파수 변환기로서의 역할을 할 수 있다. 초단 펌프 레이저 펄스로부터 광대역 레이저 펄스로의 주파수 변환은 가스로 채워진 광섬유 내부에서의 분산 및 비선형 광학 공정들의 복잡한 상호 작용에 의하여 가능하다. 변환된 레이저 펄스들은 대부분 횡방향 코어 모드의 형태로 중공 코어 내에 한정되며 광섬유 단부로 유도된다. 방사선의 일부, 예를 들면 더 높은 차수의 횡방향 코어 모드 또는 특정 파장은 내부 클래딩 도파관 구조체를 통해 중공 코어로부터 누출될 수 있으며 또한 광섬유를 따른 그의 전파 중에 강한 감쇠를 겪는다. HC-PCF의 코어 영역과 클래딩 영역은 더 높은 차수의 코어 모드가 더 높은 차수의 클래딩 모드에 위상 매칭되도록 구성될 수 있다. 이렇게 하여, 더 높은 차수의 코어 모드는 후속적으로 감쇠되거나 억제되는 더 높은 차수의 클래딩 모드와 공진적으로 결합될 수 있다. 이러한 방식으로, 낮은 손실 및 효과적인 단일 횡방향 모드 전송이 넓은 스펙트럼 범위에서 얻어질 수 있다
HC-PCF를 따라 전송되는 레이저 펄스의 시공간적 전송 특성, 예를 들어 그의 스펙트럼 진폭 및 위상은 펌프 레이저 매개변수, 충전 가스 매개변수, 그리고 광섬유 매개변수의 조정을 통해 변경 및 조정될 수 있다. 상기 전송 특성은: 출력 파워, 출력 모드 프로파일, 출력 시간적 프로파일, 출력 시간적 프로파일의 폭 (또는 출력 펄스 폭), 출력 스펙트럼 프로파일, 및 출력 스펙트럼 프로파일의 대역폭 (또는 출력 스펙트럼 대역폭) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 펌프 레이저 매개변수는 펌프 파장, 펌프 펄스 에너지, 펌프 펄스 폭, 펌프 펄스 반복률 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 광섬유 매개변수는 광섬유 길이, 중공 코어의 크기 및 형상, 클래딩 구조체의 크기 및 형상, 중공 코어를 둘러싸는 벽의 두께 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 충전 가스 매개변수는 가스 유형, 가스 압력 및 가스 온도 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
충전 가스는 아르곤, 크립톤, 및 크세논과 같은 희가스; 수소, 중수소, 및 질소와 같은 라만 활성 가스; 또는 아르곤/수소 혼합물, 크세논/중수소 혼합물, 크립톤/질소 혼합물, 또는 질소/수소 혼합물과 같은 가스 혼합물일 수 있다. 충전 가스의 유형에 따라, 비선형 광학 공정은 변조 불안정성(MI), 솔리톤 분열(soliton fission), 커 효과(Kerr effect), 라만 효과(Raman effect), 및 분산파 생성을 포함할 수 있으며, 이들의 상세한 내용은 WO2018/127266A1 및 US9,160,137B1에 설명되어 있다 (이들 모두 원용에 의해 본 명세서에 포함된다). 충전 가스의 분산은 가스 셀 압력을 변화시킴으로써 조정될 수 있기 때문에, 생성된 광대역 펄스 역학관계(dynamics) 및 연관된 스펙트럼 확장 특성은 주파수 변환을 최적화기 위하여 조정될 수 있다. 생성된 광대 역 레이저 출력은 UV (예를 들어, < 200㎚)로부터 중적외 (예를 들어, > 2,000㎚)에 이르는 파장을 커버할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 광대역 광원 디바이스(100)는 일련의 펌프 펄스(111)를 출력하는 펌프 레이저(110), 입력 펌프 펄스를 스펙트럼적으로 확장시키는 광학 구성 요소(120) 및 출력 광대역 스펙트럼을 측정하는 광학 진단 디바이스(130)를 포함하고 있다. 광학 구성 요소(120)는 특정 광섬유 길이를 갖는 HC-PCF (예를 들어, HC-ARF)(101) 및 특정 압력에서 또는 압력 분포로 작동 가스 또는 가스 혼합물로 채워진 가스 셀(102)을 포함하고 있다. 가스 셀(102)은 가스 셀(102)의 각각의 단부에 위치된 입력 광학 윈도우(103a)와 출력 광학 윈도우(103b)를 더 포함하고 있다. 입력 광학 윈도우(103a)는 펌프 레이저 펄스가 윈도우를 통해 가스 셀(102) 내로 들어가도록 작동 가능하다. 가스로 채워진 HC-PCF(101)에 결합된 후, 펌프 레이저 펄스(111)는 상당한 스펙트럼 확장을 경험하는 광섬유를 따라 전파된다. 결과적인 광대역 레이저 펄스는 이후 출력 광학 윈도우(103b)를 통해 가스 셀(102)로부터 방출되며 광학 진단 디바이스(130) (예를 들어, 스펙트로미터)에 의해 측정된다.
HC-PCF(101)를 작동 가스로 채우기 위해, 가스 셀(102)은 가압 가스 공급부 또는 저장부(보이지 않음)와 연통할 수 있다. 가스 셀(102)의 벽 및 윈도우(103a, 103b)의 내부 표면은 캐비티를 둘러싸고 있다. 가스 셀의 축은 HC-PCF(101)의 축과 평행하다.
가스로 채워진 중공 코어 광결정 섬유(HC-PCF)를 기반으로 하는 광대역 초연속체 광원의 광학 특성 (예를 들어, 생성된 스펙트럼의 형상 및 특성, 유도 손실, 굽힘 손실)은 코어 영역의 기하학적 구조에 크게 좌우된다. 3개의 매개변수가 특히 관련이 있다:
● 코어 직경 (예를 들어, 도 7c를 참조하면, ARE(21) 또는 캐필러리의 코어 대향 표면을 경계짓는 내접원의 직경(D)). 코어 직경은 광섬유의 비선형 및 분산 특성을 크게 결정하기 때문에 시스템의 주요 설계 목표 (펌프 파장, 스펙트럼, 펄스 에너지 등)에 의해 엄격하게 제한될 수 있다.
● 캐필러리 직경: 캐필러리 직경 (도 7c에서의 ARE 직경(d))은 시스템의 광학 특성에 큰 영향을 미치지 않으면서 어느 정도 변경될 수 있다. 더 정확하게는, 여기서 관련 매개변수는 코어 직경에 대한 캐필러리의 비율이지만, 이미 언급된 바와 같이 코어 직경 섹션에는 유연성이 거의 없다. 이 비율을 변경하기 위해 캐필러리 직경 섹션에 더 많은 범위가 있다; 그러나 더 높은 차수의 모드를 효과적으로 감쇠하고 낮은 손실을 달성하기 위하여 캐필러리 직경이 코어 직경의 특정 범위 내에 속하는 것이 바람직하기 때문에 이 범위는 여전히 제한적이다.
● 캐필러리 벽 두께: 캐필러리(ARE) 벽의 두께 (도 7c에서의 매개변수(t))는 광섬유의 광학적 제한 손실을 결정한다 (일반적으로 더 두꺼운 캐필러리 벽은 주어진 파장에서 더 우수한 제한으로 이어진다). 그러나 생성된 초연속체 방사선의 성분의 광학 파장이 벽 두께와 "공진"될 때, 광섬유는 그의 유도 특성을 상실하며 파장 주변에서 강한 초과 손실이 발생한다. 예를 들어, 전형적인 설계에 대하여, 기본 공진은 파장에서 약 2.3x 벽 두께일 수 있다.
예를 들어, 300㎚의 캐필러리 벽 두께를 갖는 광섬유에 대한 스펙트럼은 약 700㎚ 파장에서 기본 공진을 가질 것이며 더 짧은 파장을 향한 파워 스펙트럼 밀도의 현저한 강하로 이어진다는 것을 알 수 있다. 그 밖에, 공진에서의 모드 프로파일은 전형적으로 심하게 왜곡되고 비-가우시안적이며, 이러한 공진은 편광 및 광섬유 수명 문제를 야기할 수 있다. 또한 이러한 광섬유는 약 350㎚ 파장에서 2차 공명을 나타낼 수 있으며, 이 공명 주변의 파장 범위를 효과적으로 사용할 수 없게 만든다. 150㎚의 캐필러리 벽 두께를 갖는 광섬유에 대하여, 기본 공진은 약 350㎚에서 이러한 파장에 대한 광섬유의 유용성에 다시 부정적인 영향을 미칠 것이다.
따라서, 본 명세서에 설명된 적용의 HC-PCF는 초연속체 생성 출력에 최소한의 부정적인 영향을 미치는 스펙트럼 내의 파장에 공명 파장을 위치시키도록 선택된 캐필러리 벽 두께를 포함하고 있다는 것; 가능하게는 심지어 공진 파장들을 작동 파장 대역의 밖에 모두 위치시키는 것이 제안된다. 특히 UV 적용에 대하여, 이는 캐필러리 벽 두께가 매우 얇아야 한다는 것을 의미한다. 예를 들어, 더 긴 파장에서 적어도 하나의 공진 없이 UV 범위 (예를 들어, 약 200 내지 250㎚의 파장 범위) 내에서 사용 가능한 출력을 얻기 위하여, 캐필러리 벽 두께는 100㎚ 이하이어야 하며, 캐필러리 직경 대 캐필러리 벽 두께 비율은 100:1보다 커야 한다.
100㎚ 이하의 벽 두께를 갖는 캐필러리는 실질적인 이용을 위하여 충분하게 기계적으로 안정적일 수 있는 반면에, 이러한 캐필러리를 일반적인 PCF 인발 공정에서 직접적으로 인발하는 것은 극히 어렵다. 이는 직감적으로 이해될 수 있다: PCF 인발 공정 동안, 캐필러리가 인발 오븐의 열 구역을 지남에 따라 캐필러리 횡단면은 수축된다. 동시에, 캐필러리는 코어와 캐필러리 간의 압력 차이에 따라 팽창 또는 수축한다. 캐필러리 벽이 얇아질수록 수축 또는 팽창 속도는 압력 차이에 더 민감하다. 약 100㎚의 벽 두께에서, 이 감도는 원하는 코어 대 캐필러리 직경 비율을 달성하기에 충분한 정밀도로 압력 차이, 온도 및 재료 매개변수를 제어하는 것이 비실용적이 되는 지점에 도달할 수 있다.
필요한 매개변수를 사용하여 캐필러리를 직접적으로 인발하는 대신 캐필러리가 제어될 수 있는 엔벨로프(envelope) 내의 벽 두께 (예를 들어, 200㎚보다 큰 두께)를 갖고 수월하게 인발되며 그후 후속적으로 후속 제어 에칭 단계에서 축소 (예를 들어, 100㎚보다 작은 두께)된다는 점이 본 명세서에서 제안된다. 이러한 방식으로 만들어진 캐필러리는 UV 범위 (예를 들어, 약 200 내지 250㎚의 파장 범위) 내의 파장을 포함하는 광대역 방사선을 출력하도록 최적화된 또는 설계된 HC-PCF에서 ARE로 사용하기에 적합할 수 있다.
실시예에서, 에칭은 벽 두께를 감소시키기 위하여 습식 에칭 공정을 포함할 수 있다. 이와 같이, HC-PCF의 캐필러리 (반공진 요소)의 벽 두께는 적절한 에칭 화학 물질 또는 에천트(etchant) (예를 들어, 불화수소산(HF)과 같은 적절한 산 또는 알칼리)를 이용하는 화학적 습식 에칭 공정을 통해 감소될 수 있다. 이러한 에천트의 수용액 (예를 들어, HF의 희석 수용액)은 광섬유 코어 및 캐필러리를 통해 펌핑되어 벽을 원하는 두께로 얇게 할 수 있다.
그러나 실제로는, 에천트의 반응성이 캐필러리를 따라 변하는 (예를 들어 강하하는) 경향이 있기 때문에, 충분하게 균일한 에칭 속도를 달성하고 따라서 (수 센티미터 길이일 수 있는) 필요한 광섬유 길이에 걸쳐 균일한 (또는 달리 제어된) 최종 벽 두께를 달성하는 것이 어렵다. 이는 캐필러리를 통과하는 동안의 에천트가 소모되는 결과 및/또는 에칭 공정의 부산물 축적 효과로 인한 것일 수 있다. 광섬유 내의 위치에 대한 에칭 속도의 정확한 의존성 및 그에 따른 노광 시간은 복잡한 것으로 보인다 (예를 들어, 완충 또는 비완충 에천트가 사용되는지 여부 등에 따라 국부적인 pH에 의존적인 것으로 보인다). 역학 관계는 근본적으로, 예를 들어 반도체 처리에서의 에칭 공정과 다르며 이 공정에서 일반적으로 거의 고갈되지 않는 에천트 공급이 이용 가능하다는 점을 주목한다. 감소(depletion)가 최소로 유지되도록 에천트의 낮은 에칭 속도 및 높은 총 반응성이 바람직할 수 있다. 이는 완충(BOE) 에천트로 달성될 수 있다; 그러나 에천트는 캐필러리를 통하여 흐름에 따라 에칭 속도의 감소를 겪는 것으로 계속해서 관찰된다. 그 이유는 완전히 이해되지 않지만 국부적인 pH의 변화와 관련이 있을 수 있다.
따라서, 캐필러리에 온도 구배를 적용하는 것, 예를 들어 광섬유/캐필러리 길이를 따라 위치에 대하여 온도를 국부적으로 제어하는 것이 제안된다. 대부분의 에천트의 반응성은 온도 의존적이며, 균일한 에칭 속도 그리고 따라서 균일한 벽 두께를 달성하기 위하여 반응성 강하는 적절한 온도 보정 제어에 의해 보상될 수 있다. 이러한 온도 제어는 기본적인 반응성이 높은 유입구 (즉, 에칭 화학 물질이 캐필러리 내로 도입되는 곳)에서 더 차가운 온도 구배를 포함할 수 있으며, 온도는 유출구 (즉, 에칭 화학물질이 캐필러리 내로 제거되는 곳)를 향해 점진적으로 증가한다. 실제로, 10㎚ 미만의 벽 두께 균일성이 달성되었으며, 300㎚의 초기 벽 두께를 100㎚로 줄였다 (즉, 5% 미만의 에칭 속도 변화).
습식 에칭에 대한 대안적인 실시예에서, 캐필러리의 표면 품질이 습식 에칭만큼 좋지 않을 수 있지만, (예를 들어, HF 가스와 같은 가스 에천트를 이용한) 건식 에칭이 가능하다. 이 실시예에서, 에칭 속도는 습식 에칭 실시예와 유사한 방식으로 국부적 온도 제어를 통해 제어될 수 있다. 국부적 반응성 제어를 위한 임의의 다른 적합한 실시예가 또한 가능하며 본 발명의 범위 내이다. 예를 들어, 감광성 에천트 (즉, 감광 반응성을 갖는 에천트)는 적절한 방사선 세기의 국부적 제어와 함께 사용되어 에천트의 광활성화를 국부적으로 제어할 수 있다 (예를 들어, 에칭 동안 캐필러리가 그의 길이를 따라 세기 구배를 받게 한다).
HC-PCF의 제한 손실 및 굽힘 손실은 캐필러리의 벽 두께에 좌우되며, 제1 (기본) 공명보다 긴 파장에 대하여 더 두꺼운 벽은 더 우수한 제한을 야기한다. 전형적인 변조 불안정성(Modulational Instability)(MI) 기반 단일 코어 소스에서, 펌프 방사선은 초기에 약간의 스펙트럼 확장만을 경험한다. 광섬유를 따르는 전파 동안의 특정 지점에서, 스펙트럼은 갑자기 확장되며, 확장된 스펙트럼은 코어 벽 공진의 발생에 의해 영향을 받는 파장을 포함한다. 따라서, 파워 효율을 향상시키기 위하여, 스펙트럼이 좁고 더 긴 파장에 제한되는 더 두꺼운 캐필러리 벽 및 스펙트럼이 넓고 공진을 방지하는 것이 바람직한 더 얇은 캐필러리 벽을 갖는 광섬유를 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
코어 벽 공명은 또한 광섬유의 국부적 분산 프로파일을 변경할 수 있다 (예를 들어, 공진의 각 측면에 분산 제로-크로싱(zero-crossing)을 생성한다). 이와 같이, 생성된 초연속체의 특성을 개선하기 위해 (예를 들어, UV/DUV 파장의 커버리지를 증가시키고 및/또는 스펙트럼을 평평하게 하기 위해), 이 국부적인 변경이 광섬유를 따라 점진적으로 발생하는 파장을 이동시키는 것이 바람직할 수 있다.
따라서 예를 들어, 에칭 공정 동안 적절한 온도 (또는 광세기(photo-intensity)) 프로파일을 적용함으로써, 불균일한 캐필러리 벽 두께 프로파일을 의도적으로 생성하기 위해 (예를 들어, 분산 특성을 수정하기 위해) 국부적 에칭 속도 제어 개념을 확장하는 것이 제안된다. 이는 제한을 개선하고 및/또는 국부적 분산 프로파일 변경이 발생하는 파장을 이동시키기 위해 수행될 수 있다.
도 9는 이러한 실시예에 따라 제조된 캐필러리(900)의 횡단면을 도시하고 있다. 이러한 캐필러리 벽 두께 프로파일은 (예를 들어, UV 범위 내의 방사선을 생성하기 위한) HC-PCF의 주요 초연속체 생성 영역에 대응하는, 캐필러리의 제1 부분(910)을 따르는 100㎚ 미만의 벽 두께(t1), 및 펌프 방사선(930)을 받아들이기 위한 광섬유의 단부에서 캐필러리의 제2 부분(920)에서의 (예를 들어, 100㎚보다 크거나, 150㎚보다 크거나, 200㎚보다 큰) 더 두꺼운 캐필러리 벽 두께(t2)를 포함할 수 있다. 이는 제2 부분의 에칭 동안에 이어서 제1 부분을 에칭할 때 대응 온도 강하 (예를 들어, 단계 강하(step drop))에 의해 달성될 수 있다. 따라서, 전체 온도 프로파일은 제1 부분(910)에 대한 대체로 균일한 벽 두께를 유지하기 위한 온도 구배 및 제1 부분과 제2 부분 사이의 전이점/영역(940)에 대응하는 온도 프로파일의 단계 강하를 포함할 수 있다. 제2 (더 두꺼운) 부분(920)에 대해 대체로 균일한 벽 두께를 유지하기 위한 온도 구배가 또한 있을 수 있지만, 이 영역의 균일한 두께는 덜 중요하다. 실시예에서, 제2 부분은 제1 부분보다 상당히 짧을 수 있다 (예를 들어, 제1 부분은 캐필러리 길이의 60% 이상, 70% 이상, 80% 이상, 90% 이상 또는 95% 이상을 차지할 수 있다). 2개의 부분은 균일한 내부 직경을 포함할 수 있다 (이들은 도시된 것과 실질적으로 동일할 수 있거나 상이할 수 있다).
실시예에서, 캐필러리는 붕괴되어(collapsed) 중공 코어 광결정 섬유의 각 단부에서 테이퍼진 코어 영역을 규정할 수 있으며, 테이퍼진 코어 영역은 중공 코어 광결정 섬유의 중공 코어가 중공 코어 광결정 섬유의 각 단부를 향하여 증가하는 직경을 갖는 영역을 규정한다. 이는 유럽 특허출원 WO2018/210598에 설명된 것과 같이 초연속체 소스의 수명을 향상시킬 수 있으며, 이 출원은 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.
도 10은 실시예에 따른 HC-PCF를 제조하는 방법을 설명하는 흐름도이다. 단계 1000에서, 캐필러리는 인발 공정에서 수월하게 제어 가능한 벽 두께를 갖고 인발된다 (즉, 예를 들어, 도 7의 구성들 중 임의의 구성 또는 그에 대한 임의의 변형에 따라 HC-PCF의 일부로서 ARE를 형성한다). 단계 1010에서, 적절한 온도 프로파일이, 예를 들어 경험적으로/시행착오를 거쳐 결정된다. 이는 다양한 시간 및/또는 유속에 대하여 변화하는 온도에서 여러 테스트 광섬유를 에칭하는 것, (예를 들어, SEM 사진을 찍음으로써 파괴적으로) 결과적인 벽 두께를 측정하는 것, 및 결과를 매개변수화하는 것을 포함할 수 있다. 대안적으로, 온도 프로파일은 에칭 공정의 모델링에 의해 결정될 수 있다. 단계 1020에서, 벽을 원하는 두께로 얇게 하기 위하여, 이 온도 프로파일은 각 캐필러리의 (예를 들어, 내부) 벽의 에칭 동안 국부적으로 적용된다. 이 단계는 캐필러리의 한 단부에 에천트를 도입하는 것 및 에칭 동안 캐필러리 길이를 따라 온도를 국부적으로 변화시키는 것을 포함할 수 있다. 단계 1010 및 1020은 전체 길이에 걸쳐 대체로 (예를 들어, 실질적으로 가능한 한 많이) 균일한 두께를 제공하기 위하여 또는 임의의 다른 두께 프로파일 (예를 들어, 도 9에 도시된 프로파일)을 규정하기 위해 온도 제어를 규정 및 적용할 수 있다. 선택적 단계 1030는 캐필러리의 단부들을 붕괴시키는 것을 포함할 수 있다.
대안적으로 또는 단계 1010에 더하여, 인가되는 온도는 에칭 동안 캐필러리 두께를 모니터링함으로써 그리고 그에 따라 피드백 방법으로 온도를 조정함으로써 에칭 동안 결정될 수 있다.
위의 개시 내용에 더하여 또는 대안적으로, 원하는 벽 프로파일은 필요한 시간의 절반이 되도록 양 측에서 광섬유를 에칭함으로써 얻어질 수 있다. 이는 (일부 균일성을 희생하면서) 에칭 속도의 변화를 평균화한다.
대안적으로 또는 상기 개시 내용에 더하여, 광섬유는 가능한 한 짧은 시간에 에천트로 채워질 수 있으며, 그 후 흐름이 중지되고 에칭 공정은 고갈될 때까지 계속되며; 뒤이어 에천트를 퍼지한다. 광섬유가 에천트가 고갈되는 데 걸리는 시간보다 훨씬 짧은 시간에 채워질 수 있다면 에칭은 길이를 따라 대체로 균일할 것이다.
위의 실시예에서 또는 일반적으로 캐필러리를 에칭할 때, 광섬유로의 에칭 유체 공급 라인의 연결은 유체가 많은 평행 경로 또는 채널 (예를 들어, 각 캐필러리를 통한 경로 및 외부 클래딩 내의 캐필러리의 밖의 별도 경로)을 통해 분배된다는 것을 의미한다. 각 채널은 그의 고유한 흐름 임피던스(flow impedance)를 갖고 있기 때문에 이는 이 채널들의 각각의 내부에서의 상이한 에칭 속도로 이어지며; 더 높은 임피던스는 더 낮은 흐름 그리고 이런 이유로 에칭제의 더 큰 농도 구배의 결과를 가져온다. 이는 광섬유를 따라 그리고 또한 상이한 채널들 사이에서 최종 벽 치수에 대한 제어를 방해한다.
광섬유의 중공 코어를 향하는 (그리고 규정하는) 각 캐필러리의 벽의 부분의 두께 제어는 특히 중요하며, 이는 이 두께가 광섬유의 파장 의존적 손실과 직접적으로 연결되어 있기 때문이다.
이를 해결하기 위해, 실시예에서는 에칭 공정 동안 에천트가 단일 경로를 통해서만 흐르는 방식으로 에칭이 수행된다는 점이 제안된다. 이를 이루기 위해, 에칭 동안 에천트가 캐필러리 채널로 들어가고 이를 통해 흐르지 않도록 에칭 단계 이전에 캐필러리를 붕괴시키는 것이 제안된다. 붕괴는, 예를 들어 위에서 (예를 들어, 선택적 단계 1030에서) 그리고 앞서 언급된 WO2018/210598에서 이미 설명된 방법을 이용하여 수행될 수 있다. 이 실시예는 별개의 독립형 실시예일 수 있거나, 에칭 속도를 국부적으로 제어하기 위해 제어 매개변수의 국부적 변화와 함께 위에서 설명된 실시예들 중 임의의 것과 조합하여 수행될 수 있다.
도 11은 이 접근 방식을 도시하고 있다. 도 11은 길이 방향 축을 따른 (최상부), 그리고 A-A와 B-B를 각각 따른, 길이 방향 축에 수직인 (최하부) 횡단면 형태로 HC-PCF를 보여주고 있다. HC-PCF는 붕괴된 단부(1125)를 갖는 ARE/캐필러리(1121)들을 포함하고 있으며, 따라서 단부들은 유입구(1140)를 통해 도입되는 에천트(음영 영역)(1135)에 대해 밀봉된다. 따라서 에천트(1135)는 외부 클래딩(1130) 내에 담겨 있지만, 캐필러리(1121)에는 들어가지 않는다. 이와 같이, HC-PCF를 통한 단일 에천트 경로만이 존재하며 캐필러리(1121)는 외부에서만 에칭된다.
에칭 후, 광섬유 단부가 잘라져(cleaved) 개방된 캐필러리를 다시 설정할 수 있다. 이에 이어서, 설명된 바와 같이 초연속체 소스의 수명을 개선하기 위해 선택적 단부 붕괴 단계 (단계 1030)가 (다시) 수행될 수 있다.
추가 실시예에서, 일련의 흐름 및 온도 사이클에서 수행될 캐필러리 벽의 에칭은 광섬유를 따라 균질한 에칭 속도를 촉진하고 유량과 히터 생성 온도 프로파일 사이의 예민한 균형 작용을 방지한다는 점이 제안된다. 각 사이클은 캐필러리 벽으로부터의 글라스의 양자화된 제거를 생성한다. 이 실시예는 별개의 독립적 실시예일 수 있거나, 또는 위에 설명된 실시예들 중 임의의 것과 조합하여; 예를 들어, 에칭 속도를 국부적으로 제어하기 위한 제어 매개변수의 국부적 변화 및/또는 단일 에천트 경로를 규정하기 위한 폐쇄된 캐필러리를 이용하여 수행될 수 있다.
실시예는 매우 낮은 농도 (예를 들어, 물 중 0.1% 내지 0.5% HF)의 에칭 유체를 사용하여 수행될 수 있다. 광섬유는 온도 제어 요소에 의해 안정적인 온도로 유지되어 (예를 들어, 이전에 설명된 바와 같은 국부적인 온도 제어를 이용하여) 광섬유를 따라 고온 균질성을 생성할 수 있다.
도 12a는 이러한 방법을 설명하는 흐름도이다. 본 방법은 단계 1200 내지 1205의 반복된 사이클을 포함할 수 있다:
1200. HC-PCF 및/또는 에천트의 온도를 낮춘다 (예를 들어, 5℃ 미만, 예를 들어 ~3℃까지);
1201. 광섬유가 완전히 침투될 때까지 0의 에천트 농도 (0% HF)를 갖는 흐름을 설정한다;
1202. 광섬유가 완전히 침투될 때까지 에천트 (예를 들어, ~0.5% HF와 같은 낮은 농도)를 갖는 흐름을 설정한다. 이 농도/온도에서의 에칭 속도는 매우 낮을 것이다.
1203. 에칭 유체 흐름을 중지시킨다;
1204. 에칭 속도가 크게 증가하도록 온도를 (예를 들어, 20℃ 이상, 30℃ 이상, 35℃ 이상 또는 40℃까지) 증가시킨다;
1205. 모든 에칭제가 완전히 고갈될 (에칭제의 농도가 효과적으로 0%가 될) 때까지 기다린다. 광섬유를 따른 균일한 시작 조건 및 광섬유를 따른 높은 흐름 임피던스로 인하여, 캐필러리 벽은 고정된 감소로 에칭될 것이다.
단계 1200 내지 1205는 M 번 반복된다; 그 후 2개의 최종 단계를 수행하여 완료한다:
1206. 온도를 낮춘다 (예를 들어, 5℃ 미만, 예를 들어 ~ 3℃까지); 그리고
1207. 광섬유가 완전히 침투될 때까지 0% HF로 세정한다.
개선된 에칭 단계 (단계 1202)는 감광성 에천트를 이용하여 에칭 공정의 증가된 광 활성화를 수반할 수 있다 (또는 부분적으로 또는 완전히 이 광 활성화로 대체될 수 있다.
각 사이클은 캐필러리 벽에서 두께의 양자화된 양을 제거할 것이다. 에칭 사이클 공정을 자동화함으로써 벽 두께 감소의 전체 량은 더욱 정확하게 제어될 수 있다.
도 12b는 온도 (실선), 광섬유 내부에 존재하는 에천트 농도 (점선) 및 고정된 양의 글라스가 캐필러리 벽에서 제거되는 시간 간격 (음영 영역)의 플롯을 보여주는 처리 사이클의 그래픽적인 도면이다. 그래프는 x축에서 시간을 가지며, 또한 y축 상의 높음(H)과 낮음(L) 사이에서 달라진다; 즉 높은-낮은 에천트 농도 또는 높은-낮은 온도.
도 11 및 도 12의 실시예 그리고 도 11 및 도 12의 위의 논의에서 제시된 실시예는 또한 에칭 공정의 제어 매개변수가 국부적으로 변하는 이전에 논의된 실시예와 관계없이 사용될 수 있다. 다시 말해서, 또한 하나 이상의 캐필러리의 단부를 폐쇄하는 것 및/또는 예를 들어 비교적 낮은 농도 에칭 액체로 에칭의 제어된 사이클을 갖는 것이 사용되어 캐필러리의 벽 두께를 더 잘 제어할 수 있다.
추가 실시예가 번호가 부여된 조항들의 후속 목록 내에 개시된다:
1. 중공-코어 광결정 섬유의 일부로서 사용 가능한 캐필러리를 제조하는 방법은:
제1 벽 두께를 포함하는 캐필러리 벽을 갖는 캐필러리를 획득하는 것;
캐필러리 벽의 벽 두께를 감소시키기 위해 캐필러리 벽을 화학적으로 에칭하는 것; 및
상기 에칭 단계의 수행 동안, 캐필러리 벽의 에칭된 벽 두께를 캐필러리 길이를 따라 제어하기 위하여 캐필러리의 길이를 따라 제어 매개변수-제어 매개변수는 에칭 단계에서 사용된 에천트의 반응성과 관련됨-를 국부적으로 변화시키는 것을 포함한다.
2. 조항 1에서 규정된 바와 같은 방법에서, 제어 매개변수를 변화시키는 것은 상기 에칭 단계 동안의 국부적인 온도의 제어를 포함한다.
3. 조항 2에서 규정된 바와 같은 방법은 에천트 유입구에서 에천트 유출구까지 캐필러리 길이를 따라 상기 온도를 증가시키는 것을 포함한다.
4. 조항 1에서 규정된 바와 같은 방법에서, 에천트는 감광성이며, 제어 매개변수를 변화시키는 것은 상기 에천트를 조명하도록 작동 가능한 부가적인 방사선 소스의 방사선 세기의 제어를 포함한다.
5. 조항 4에서 규정된 바와 같은 방법은 에천트 유입구로부터 에천트 유출구까지 캐필러리 길이를 따라 상기 방사선 세기를 증가시키는 것을 포함한다.
6. 조항 1 내지 5중 어느 한 조항에서 규정된 바와 같은 방법은 제어 매개변수 프로파일에 따라 제어 매개변수를 변화시키는 것을 포함하며, 상기 제어 매개변수 프로파일은 캐필러리 길이에 관하여 제어 매개변수에 대해 적용된 국부적인 값을 규정한다.
7. 조항 1 내지 6중 어느 한 조항에서 규정된 바와 같은 방법에서, 제어 매개변수를 변화시키는 것은 캐필러리 길이의 적어도 일부분에 걸쳐 실질적으로 균일한 제1 에칭된 벽 두께를 규정하기 위해 제어 매개변수를 변화시키는 것을 포함한다.
8. 조항 1 내지 7 중 어느 한 조항에서 규정된 바와 같은 방법에서, 제어 매개변수를 변화시키는 것은 캐필러리 길이의 전체에 걸쳐 실질적으로 불균일한 제1 에칭된 벽 두께를 규정하기 위해 제어 매개변수를 변화시키는 것을 포함한다.
9. 조항 1 내지 7 중 어느 한 조항에서 규정된 바와 같은 방법에서, 제어 매개변수를 변화시키는 것은 캐필러리 길이에 걸쳐 불균일한 에칭된 벽 두께를 규정하기 위해 제어 매개변수를 변화시키는 것을 포함한다.
10. 조항 9에서 규정된 바와 같은 방법에서, 상기 불균일한 에칭된 벽 두께는 캐필러리 길이의 제1 부분에 걸친 제1 에칭된 벽 두께 및 캐필러리 길이의 제2 부분에 걸친 제2 에칭된 벽 두께를 포함한다.
11. 조항 10에서 규정된 바와 같은 방법에서, 제2 에칭된 벽 두께는 100㎚보다 크다.
12. 조항 7 내지 11중 어느 한 조항에서 규정된 바와 같은 방법에서, 제1 에칭된 벽 두께는 100㎚보다 작다.
13. 조항 1 내지 12중 어느 한 조항에서 규정된 바와 같은 방법에서, 에천트는 습식 에천트이다.
14. 조항 1 내지 12중 어느 한 조항에서 규정된 바와 같은 방법에서, 에천트는 건식 에천트이다.
15. 조항 1 내지 14중 어느 한 조항에서 규정된 바와 같은 방법은 상기 캐필러리를 상기 제1 벽 두께로 인발하는 초기 단계를 포함한다.
16. 조항 1 내지 15중 어느 한 조항에서 규정된 바와 같은 방법에서, 상기 에칭 단계는 에천트의 매우 낮은 반응성과 에천트의 더 높은 반응성의 반복된 사이클로 수행된다.
17. 조항 16에서 규정된 바와 같은 방법에서, 반복된 사이클은 매우 낮은 반응성을 초래하는 값과 더 높은 반응성을 초래하는 값 사이에서의 상기 제어 매개변수의 반복된 사이클링에 의해 제어된다.
18. 조항 17에서 규정된 바와 같은 방법에서, 각 사이클에 대해 제어 매개변수는 에천트가 완전히 고갈될 때까지 더 높은 반응성의 결과를 이루는 값으로 유지된다.
19. 조항 16, 17 또는 18에서 규정된 바와 같은 방법에서, 에천트 농도는 활성 에천트 화학 물질의 0.5%보다 작다.
20. 조항 16 내지 19 중 어느 한 조항에서 규정된 바와 같은 방법에서, 본 방법은 온도를 5℃ 미만으로 낮추고 활성 에천트 화학 물질을 포함하지 않는 유체로 캐필러리를 세정하는 초기 및 최종 단계를 포함한다.
21. 중공 코어 광결정 섬유를 제조하는 방법은:
중공 코어 주위에 복수의 캐필러리를 제조하기 위해 조항 1 내지 20 중 어느 한 조항의 방법을 수행하여 중공 코어 광결정 섬유 조립체를 형성하는 것을 포함한다.
22. 조항 21에서 규정된 바와 같은 방법은:
에칭 단계의 수행 전에, 캐필러리 내로 허용되는 에천트 없이 단일 에천트 경로만이 존재하도록 복수의 캐필러리의 각각의 적어도 하나의 단부를 밀봉하는 것을 포함한다.
23. 조항 22에서 규정된 바와 같은 방법에서, 상기 밀봉 단계는 에천트가 중공 코어 광결정 섬유 조립체 내로 도입되는 단부에서 캐필러리의 단부를 붕괴시키는 것을 포함한다.
24. 조항 22 또는 23에서 규정된 바와 같은 방법은:
중공 코어 광결정 섬유 조립체를 가스 셀에 감싸는 것; 및
가스 셀 내에 가스 매체를 도입하는 것을 더 포함한다.
25. 조항 22, 23 또는 24에서 규정된 바와 같은 방법은 상기 캐필러리의 단부들을 붕괴시키는 것을 더 포함한다.
26. 조항 22 내지 25 중 어느 한 조항에서 규정된 바와 같은 방법에서, 제어 매개변수를 상기 국부적으로 변화시키는 것은 중공 코어 광결정 섬유로부터의 최적화된 초연속체 생성을 위하여 캐필러리의 길이를 따라 캐필러리의 국부 분산 프로파일을 개선하도록 제어 매개변수를 국부적으로 변화시키는 것을 포함한다.
27. 중공 코어 광결정 섬유를 제조하는 방법은:
중공 코어 광결정 섬유 조립체를 형성하기 위해 중공 코어 주위에 복수의 캐필러리를 제조하는 것;
복수의 캐필러리의 각각의 적어도 하나의 단부를 밀봉하는 것; 및
캐필러리 벽을 화학적으로 에칭하고 벽 두께를 줄이기 위해 중공 코어 광결정 섬유 조립체에 에천트를 도입하는 것을 포함하며,
중공 코어 광결정 섬유 조립체를 통한 단일 에천트 경로만으로 에칭이 수행되고 에천트가 상기 캐필러리 내로 허용되지 않는다.
28. 조항 27에서 규정된 바와 같은 방법에서, 상기 밀봉 단계는 에천트가 중공 코어 광결정 섬유 조립체 내로 도입되는 단부에서 캐필러리의 단부를 붕괴시키는 것을 포함한다.
29. 중공 코어 광결정 섬유를 제조하는 방법은:
중공 코어 광결정 섬유 조립체를 형성하기 위해 중공 코어 주위에 복수의 캐필러리를 제조하는 것; 및
캐필러리 벽을 화학적으로 에칭하고 벽 두께를 줄이기 위해 중공 코어 광결정 섬유 조립체에 에천트를 도입하는 것을 포함하며,
에칭은 에천트의 매우 낮은 반응성과 에천트의 더 높은 반응성의 반복된 사이클로 수행된다.
30. 조항 29에서 규정된 바와 같은 방법에서, 반복된 사이클은 매우 낮은 반응성을 초래하는 값과 더 높은 반응성을 초래하는 값 사이에서의 적어도 하나의 제어 매개변수의 반복된 사이클링에 의해 제어된다.
31. 조항 29 또는 30에서 규정된 바와 같은 방법에서, 제어 매개변수는 온도를 포함한다.
32. 조항 29, 30 또는 31에서 규정된 바와 같은 방법에서, 에천트는 감광성이며, 제어 매개변수를 변화시키는 것은 상기 에천트를 조명하도록 작동 가능한 부가적인 방사선 소스의 방사선 세기의 제어를 포함한다.
33. 조항 29 내지 32 중 어느 한 조항에서 규정된 바와 같은 방법에서, 각 사이클에 대해 제어 매개변수는 에천트가 완전히 고갈될 때까지 더 높은 반응성의 결과를 이루는 값으로 유지된다.
34. 조항 29 내지 33 중 어느 한 조항에서 규정된 바와 같은 방법에서, 에천트 농도는 활성 에천트 화학 물질의 0.5%보다 작다.
35. 조항 29 내지 34 중 어느 한 조항에서 규정된 바와 같은 방법에서, 본 방법은 온도를 5℃ 미만으로 낮추고 활성 에천트 화학 물질을 포함하지 않는 유체로 중공 코어 광결정 섬유 조립체를 세정하는 초기 및 최종 단계를 포함한다.
36. 조항 29 내지 35 중 어느 한 조항에서 규정된 바와 같은 방법은 에칭 단계의 수행 전에, 캐필러리 내로 허용되는 에천트 없이 단일 에천트 경로만이 존재하도록 복수의 캐필러리의 각각의 적어도 하나의 단부를 밀봉하는 것을 포함한다.
37. 조항 36에서 규정된 바와 같은 방법에서, 상기 밀봉 단계는 에천트가 중공 코어 광결정 섬유 조립체 내로 도입되는 단부에서 캐필러리의 단부를 붕괴시키는 것을 포함한다.
38. 광학 구성 요소는:
중공 코어 광결정 섬유를 포함하며,
여기서 중공 코어 광결정 섬유는 복수의 캐필러리를 포함하고, 상기 캐필러리들의 각각의 길이는 제1 벽 두께를 갖는 제1 길이 부분 및 제2 벽 두께를 갖는 제2 길이 부분을 포함하며; 제1 길이 부분과 제2 길이 부분은 각각 실질적으로 균일한 내부 캐필러리 직경을 갖는다.
39. 조항 38에서 규정된 바와 같은 광학 구성 요소에서, 제1 길이 부분과 제2 길이 부분은 각각 실질적으로 동일한 내부 캐필러리 직경을 갖는다.
40. 조항 38 또는 39에서 규정된 바와 같은 광학 구성 요소에서, 상기 제2 길이 부분은 펌프 방사선을 받아들이기 위하여 중공 코어 광결정 섬유의 유입구 단부에 대응하며, 상기 제2 벽 두께는 상기 제1 벽 두께보다 더 두껍다.
41. 조항 40에서 규정된 바와 같은 광학 구성 요소에서, 상기 제1 벽 두께는 100㎚보다 작으며 상기 제2 벽 두께는 100㎚보다 크다.
42. 조항 38 내지 41 중 어느 한 조항에 규정된 바와 같은 광학 구성 요소에서, 상기 제1 벽 두께는 캐필러리 벽의 공진 파장이 광학 구성 요소의 광대역 출력에 최소한의 영향을 미치는 파장에 있게 한다.
43. 조항 38 내지 42 중 어느 한 조항에서 규정된 바와 같은 광학 구성 요소에서, 캐필러리의 상기 제1 길이 부분은 펌프 방사선에 의한 여기(excitement)의 결과로서 광섬유 내에서의 스펙트럼의 급속한 확장이 발생하는 위치 이전의 중공 코어 광결정 섬유의 길이에 대응하며, 캐필러리의 제2 길이 부분은 펌프 방사선에 의한 여기의 결과로서 광섬유 내에서의 스펙트럼의 급속한 확장이 발생하는 위치 뒤의 중공 코어 광결정 섬유의 길이에 대응한다.
44. 조항 38 내지 43 중 어느 한 조항에서 규정된 바와 같은 광학 구성 요소에서, 상기 제1 길이 부분은 캐필러리 길이의 70% 이상이다.
45. 조항 38 내지 44 중 어느 한 조항에서 규정된 바와 같은 광학 구성 요소는 캐필러리의 한 단부에 있는 제3 길이 부분과 캐필러리의 다른 단부에 있는 제4 길이 부분을 포함하며, 제3 길이 부분과 제4 길이 부분의 각각은 중공 코어 광결정 섬유의 각 단부에 테이퍼진 코어 영역을 규정하는 붕괴된 부분을 포함하고, 테이퍼진 코어 영역은 중공 코어 광결정 섬유의 중공 코어가 중공 코어 광결정 섬유의 각 단부를 향하여 증가하는 각도를 갖는 영역을 규정한다.
46. 조항 38 내지 45 중 어느 한 조항에서 규정된 바와 같은 광학 구성 요소는:
상기 중공 코어 광결정 섬유; 및
상기 가스 셀 내에서 밀봉된 가스 매질을 포함한다.
47. 광학 구성 요소는 복수의 캐필러리를 포함하며, 각 캐필러리는 조항 1 내지 20 중 어느 한 조항의 방법에 따라 제조된다.
48. 광대역 광원 디바이스는 광대역 출력을 생성하도록 구성되며, 조항 38 내지 47 중 어느 한 조항에서 규정된 바와 같은 광학 구성 요소를 포함한다.
49. 조항 48에서 규정된 바와 같은 광대역 광원 디바이스는 초연속체 생성을 위하여 중공-코어 광결정 섬유 내에 담겨 있는 가스 매질을 여기시키기 위해 복수의 펌프 펄스를 출력하기 위한 펌프 레이저를 더 포함한다.
50. 조항 48 또는 49에서 규정된 바와 같은 광대역 광원 디바이스에서, 상기 광대역 출력은 200㎚ 내지 2,000㎚의 파장 범위 또는 이 범위 내의 서브-범위를 포함한다.
51. 계측 디바이스는 조항 48 내지 50 중 어느 하나에서 규정된 바와 같은 광대역 광원 디바이스를 포함한다.
52. 조항 51에서 규정된 바와 같은 계측 디바이스에서, 상기 계측 디바이스는 스캐터리미터 계측 장치로서 작동 가능하다.
53. 조항 51에서 규정된 바와 같은 계측 디바이스에서, 상기 계측 디바이스는 레벨 센서 또는 정렬 센서로서 작동 가능하다.
54. 리소그래피 장치는 정렬 및/또는 레벨링 계측을 수행하기 위하여 조항 53에서 규정된 바와 같은 적어도 하나의 계측 디바이스를 포함한다.
55. 리소그래피 셀은 조항 53의 리소그래피 장치 및 조항 52에서 규정된 바와 같은 계측 디바이스를 포함한다.
본 명세서에서는 IC의 제조에서의 리소그래피 장치의 사용에 대하여 특정 참조가 이루어질 수 있지만, 본 명세서에서 설명된 리소그래피 장치는 다른 적용을 가질 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 가능한 다른 적용은 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 플랫-패널 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조를 포함한다.
본 명세서에서는 리소그래피 장치의 맥락에서 본 발명의 실시예에 대해 특정 참조가 이루어질 수 있지만, 본 발명의 실시예는 다른 장치에서 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예는 마스크 검사 장치, 계측 장치, 또는 웨이퍼 (또는 기타 기판) 또는 마스크 (또는 기타 패터닝 디바이스)와 같은 대상물을 측정 또는 처리하는 임의의 장치의 일부를 형성할 수 있다. 이 장치는 일반적으로 리소그래피 툴로 지칭될 수 있다. 이러한 리소그래피 툴은 진공 조건 또는 대기 (비진공) 조건을 이용할 수 있다.
광학 리소그래피의 맥락에서 본 발명의 실시예의 사용에 대해 위에서 특정 참조가 이루어질 수 있지만, 문맥이 허용하는 경우에 본 발명은 광학 리소그래피에 제한되지 않으며 다른 적용, 예를 들어 임프린트 리소그래피에서 사용될 수 있다는 점이 인식될 것이다.
본 발명의 특정 실시예가 위에서 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과는 달리 실시될 수 있다는 점이 인식될 것이다. 위의 설명은 제한이 아닌, 예시를 위한 것이다. 따라서, 아래에 제시된 청구범위의 범위를 벗어남이 없이 설명된 바와 같이 본 발명에 대하여 수정이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다.

Claims (15)

  1. 중공-코어 광결정 섬유의 일부로서 사용 가능한 캐필러리를 제조하는 방법에 있어서,
    제1 벽 두께를 포함하는 캐필러리 벽을 갖는 캐필러리를 획득하는 것;
    상기 캐필러리 벽의 벽 두께를 감소시키기 위해 상기 캐필러리 벽을 화학적으로 에칭하는 것; 및
    상기 에칭 단계의 수행 동안, 상기 캐필러리 벽의 에칭된 벽 두께를 상기 캐필러리 길이를 따라 제어하기 위하여 상기 캐필러리의 길이를 따라 제어 매개변수-상기 제어 매개변수는 상기 에칭 단계에서 사용된 에천트의 반응성과 관련됨-를 국부적으로 변화시키는 것을 포함하는 캐필러리 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 제어 매개변수를 변화시키는 것은 상기 에칭 단계 동안의 국부적인 온도의 제어를 포함하며, 선택적으로, 방법은 에천트 유입구에서 에천트 유출구까지 상기 캐필러리 길이를 따라 상기 온도를 증가시키는 것을 더 포함하는 캐필러리 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 에천트는 감광성이고 제어 매개변수를 변화시키는 것은 상기 에천트를 조명하도록 작동 가능한 부가적인 방사선 소스의 방사선 세기의 제어를 포함하며, 선택적으로 방법은 에천트 유입구로부터 에천트 유출구까지 상기 캐필러리 길이를 따라 상기 방사선 세기를 증가시키는 것을 더 포함하는 캐필러리 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 제어 매개변수 프로파일에 따라 제어 매개변수를 변화시키는 것을 포함하며, 상기 제어 매개변수 프로파일은 상기 캐필러리 길이에 관하여 상기 제어 매개변수에 대해 적용된 국부적인 값을 규정하는 캐필러리 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 매개변수를 변화시키는 것은 상기 캐필러리 길이의 적어도 일부분에 걸쳐 실질적으로 균일한 제1 에칭된 벽 두께를 규정하기 위해 제어 매개변수를 변화시키는 것을 포함하는 캐필러리 제조 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 매개변수를 변화시키는 것은 상기 캐필러리 길이에 걸쳐 불균일한 에칭된 벽 두께를 규정하기 위해 상기 제어 매개변수를 변화시키는 것을 포함하는 캐필러리 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 불균일한 에칭된 벽 두께는 상기 캐필러리 길이의 제1 부분에 걸친 제1 에칭된 벽 두께 및 상기 캐필러리 길이의 제2 부분에 걸친 제2 에칭된 벽 두께를 포함하는 캐필러리 제조 방법.
  8. 중공 코어 광결정 섬유 제조 방법에 있어서,
    중공 코어 주위에 복수의 캐필러리를 제조하기 위해 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 방법을 수행하여 중공 코어 광결정 섬유 조립체를 형성하는 것을 포함하는 중공 코어 광결정 섬유 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 제어 매개변수를 국부적으로 변화시키는 것은 상기 중공 코어 광결정 섬유로부터의 최적화된 초연속체 생성을 위하여 상기 캐필러리의 길이를 따라 상기 캐필러리의 국부 분산 프로파일을 개선하도록 제어 매개변수를 국부적으로 변화시키는 것을 포함하는 중공 코어 광결정 섬유 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서, 에칭 단계의 수행 전에, 상기 캐필러리 내로 허용되는 에천트 없이 단일 에천트 경로만이 존재하도록 상기 복수의 캐필러리의 각각의 적어도 하나의 단부를 밀봉하는 것을 포함하는 중공 코어 광결정 섬유 제조 방법.
  11. 중공 코어 광결정 섬유를 포함하되,
    상기 중공 코어 광결정 섬유는 복수의 캐필러리를 포함하며, 캐필러리들의 각각의 길이는 제1 벽 두께를 갖는 제1 길이 부분 및 제2 벽 두께를 갖는 제2 길이 부분을 포함하고; 상기 제1 길이 부분과 상기 제2 길이 부분은 각각 실질적으로 균일한 내부 캐필러리 직경을 갖는 광학 구성 요소.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1 길이 부분과 상기 제2 길이 부분은 각각 실질적으로 동일한 내부 캐필러리 직경을 갖는 광학 구성 요소.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 제2 길이 부분은 펌프 방사선을 받아들이기 위한 상기 중공 코어 광결정 섬유의 유입구 단부에 대응하며, 상기 제2 벽 두께는 상기 제1 벽 두께보다 더 두꺼운 광학 구성 요소.
  14. 광대역 출력을 생성하도록 구성되며, 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 광학 구성 요소를 포함하는 광대역 광원 디바이스.
  15. 제14항에 따른 광대역 광원 디바이스를 포함하는 계측 디바이스.
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