TW202415991A

TW202415991A - 生產光子晶體光纖的方法

Info

Publication number: TW202415991A
Application number: TW112119247A
Authority: TW
Inventors: 派翠克賽巴斯欽烏貝爾; 喬瑟夫拉格勒; 賽巴斯欽湯瑪斯鮑爾施密特; 彼得馬克西米利安格茲
Original assignee: 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司; 德國馬克斯普朗克科學促進學會
Priority date: 2022-06-07
Filing date: 2023-05-24
Publication date: 2024-04-16
Also published as: WO2023237264A1; EP4289798A1

Abstract

本發明揭示一種生產光子晶體光纖(PCF)預成型件之方法，其包含：獲得複數個預成型毛細管；量測該複數個預成型毛細管中之每一者沿著其圓周之至少一部分在一或多個軸向位置處的壁厚度；至少基於一厚度準則自該複數個預成型毛細管選擇多個預成型毛細管；及將該等選定預成型毛細管置放於一玻璃管(或護套管)中以形成具有該等選定預成型毛細管之至少一個環配置之一PCF預成型件；其中該等選定預成型毛細管經定向以使得該等選定預成型毛細管中之每一者之部分面向該玻璃管之一縱向軸線，在該等選定預成型毛細管中之每一者之該部分內，該等經量測壁厚度與該標稱壁厚度不同不超過最大厚度變化，該玻璃管圍繞該縱向軸線實質上對稱。

Description

生產光子晶體光纖的方法

本發明係關於一種生產光子晶體光纖(尤其是空芯光子晶體光纖)之方法，及其在積體電路製造中之應用。

微影設備為經建構以將所要圖案施加至基板上之機器。微影設備可用於例如積體電路(IC)之製造中。微影設備可例如將圖案化裝置(例如，遮罩)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，微影設備可使用電磁輻射。此輻射之波長判定可形成於基板上之特徵的最小大小。當前在使用中之典型波長為365 nm (i線)、248 nm、193 nm及13.5 nm。相比於使用例如具有193 nm之波長之輻射的微影設備，使用具有在4 nm至20 nm之範圍內之波長(例如6.7 nm或13.5 nm)之極紫外線(EUV)輻射的微影設備可用於在基板上形成較小特徵。

低k ₁微影可用於處理尺寸小於微影設備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為微影設備中之投影光學器件之數值孔徑，CD為「關鍵尺寸」(通常為經印刷之最小特徵大小，但在此種狀況下為半節距)，且k ₁為經驗解析度因數。一般而言，k ₁愈小，則在基板上再現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於微影投影設備及/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、使用相移圖案化裝置、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」)之設計佈局的各種最佳化，或通常界定為「解析度增強技術」(RET)之其他方法。替代地，用於控制微影設備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。

度量衡工具用於IC製造過程之許多態樣中，例如作為用於在曝光之前適當定位基板之對準工具，用以量測基板之表面拓樸之位階量測工具，用於例如在製程控制中檢測/量測經曝光及/或經蝕刻產品的以焦點控制及散射量測為基礎之工具。在每一狀況下，皆需要輻射源。出於包括量測穩固性及準確度之各種原因，寬頻帶或白光輻射源愈來愈用於此類度量衡應用。將需要對目前裝置進行改良以用於寬頻帶輻射產生。在用於白光產生之其他技術中，光子晶體光纖(PCF)可用以經由一或多個非線性光學程序而將窄頻帶輸入輻射轉換成寬頻帶輸出輻射。基於PCF之輻射源之輸出效能對PCF之品質及屬性具有強相依性，該等品質及屬性主要藉由光纖製造程序予以判定。目前，PCF在習知光纖拉伸塔中經拉伸，該等光纖拉伸塔以連續方式拉伸光纖。此習知光纖製造方法常常導致PCF之內部結構之一或多個尺寸發生大的變化。使用此類PCF以產生寬頻帶輻射之輻射源將輸出具有非所要特性的光。因此，本發明之目標為提供一種用於生產PCF之改良方法。

根據本發明之一第一態樣，提供一種生產光子晶體光纖(PCF)預成型件之方法，其包含：獲得複數個預成型毛細管；量測該複數個預成型毛細管中之每一者沿著其圓周之至少一部分在一或多個軸向位置處的壁厚度；至少基於一厚度準則自該複數個預成型毛細管選擇多個預成型毛細管，該厚度準則為沿著一預成型毛細管之至少一圓周部分的壁厚度與一標稱壁厚度不同不超過一最大厚度變化；及將該等選定預成型毛細管置放於一玻璃管(或護套管)中以形成具有該等選定預成型毛細管之至少一個環配置之一PCF預成型件；其中該等選定預成型毛細管經定向以使得該等選定預成型毛細管中之每一者之部分面向該玻璃管之一縱向軸線，在該等選定預成型毛細管中之每一者之該部分內，該等經量測壁厚度與該標稱壁厚度不同不超過該最大厚度變化，該玻璃管圍繞該縱向軸線實質上對稱。

根據本發明之一第二態樣，提供一種生產光子晶體光纖(PCF)之方法，其包含：使用本發明之該第一態樣之方法生產一PCF預成型件；自該PCF預成型件拉伸一PCF支柱；及自該PCF支柱拉伸一最終PCF。

根據本發明之一第三態樣，提供一種使用本發明之該第二態樣之該方法生產的PCF產品。

本發明之其他態樣包含度量衡裝置，其包含基於PCF之寬頻帶光源裝置，該基於PCF之寬頻帶光源裝置包含藉由該第一或第二態樣之該方法生產的一PCF。

在本發明文件中，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(extreme ultra-violet radiation；EUV，例如具有在約5 nm至100 nm之範圍內之波長)。

如本文中所採用之術語「倍縮光罩」、「遮罩」或「圖案化裝置」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裝置，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」。除經典遮罩(透射或反射；二元、相移、混合式等)以外，其他此類圖案化裝置之實例包括可程式化鏡面陣列及可程式化LCD陣列。

圖1示意性地描繪微影設備LA。該微影設備LA包括：照明系統(亦被稱作照明器) 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)；遮罩支撐件(例如遮罩台) MT，其經建構以支撐圖案化裝置(例如遮罩) 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裝置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裝置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，以在圖案化裝置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。

微影設備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-此亦被稱作浸潤微影。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。

微影設備LA亦可屬於具有兩個或多於兩個基板支撐件WT (亦稱為「雙載物台」)之類型。在此類「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，微影設備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/或清潔裝置。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。清潔裝置可經配置以清潔微影設備之部分，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入射於被固持於遮罩支撐件MT上之圖案化裝置(例如遮罩) MA上，且係由存在於圖案化裝置MA上之圖案(設計佈局)而圖案化。在已橫穿遮罩MA的情況下，輻射光束B穿過投影系統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。類似地，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裝置MA。可使用遮罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化裝置MA及基板W。儘管如所繪示之基板對準標記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所展示，微影設備LA形成微影單元(lithographic cell) LC (有時亦被稱作微影單元(lithocell)或(微影)叢集)之部分，微影單元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設備。習知地，此等設備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之溫度例如以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、在不同製程設備之間移動基板W且將基板W遞送至微影設備LA之裝載區LB。微影單元中常常亦被集體地稱作塗佈顯影系統之裝置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而控制微影設備LA。

為了正確且一致地曝光由微影設備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、關鍵尺寸(CD)等。出於此目的，檢測工具(圖中未繪示)可包括於微影單元LC中。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。

亦可被稱作度量衡設備之檢測設備用以判定基板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。檢測設備可替代地經建構以識別基板W上之缺陷，且可例如為微影單元LC之部分，或可整合至微影設備LA中，或可甚至為單機裝置。檢測設備可量測潛影(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，微影設備LA中之圖案化製程為需要結構在基板W上之尺寸標定及置放之高準確度的處理中之最關鍵步驟中之一者。為了確保此高準確度，可將三個系統組合在一所謂的「整體」控制環境中，如在圖3中示意性地描繪。此等系統中之一者為微影設備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等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，從而確保由微影設備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過程得到所界定結果(例如功能半導體裝置)-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計算微影模擬及計算以判定哪種遮罩佈局及微影設備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設備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設備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設備LA以識別例如微影設備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，需要頻繁地對所產生之結構進行量測，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工具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，量測通常被稱作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被稱作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類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經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。此度量衡設備藉由在度量衡設備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、圓形或橢圓形)。適合於度量衡設備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。

在散射計MT之一個實施例中，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來量測兩個未對準光柵或週期性結構之疊對，該不對稱性係與疊對之程度有關。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-亦被稱作焦點曝光矩陣)中之每一點之關鍵尺寸及側壁角量測之獨特組合的單一結構。若可得到關鍵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值及劑量值。

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，光柵中之結構之間距及線寬很大程度上取決於量測光學器件(尤其是光學器件之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(亦被稱作「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，目標將表現得更類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，量測光束產生小於總體目標之光點。在填充過度模式中，量測光束產生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藉由用以量測此微影參數之量測配方予以判定。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。用以選擇量測配方之準則中之一者可例如為量測參數中之一者對於處理變化之敏感度。全文係以引用方式併入本文中之美國專利申請案US2016-0161863及已公開美國專利申請案US 2016/0370717A1中描述更多實例。

圖4中描繪度量衡設備之一個實例，諸如散射計。其包含將輻射投影至基板6上之寬頻帶(白光)輻射投影儀2。反射或散射輻射經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 (亦即依據波長而變化的強度之量測)。自此資料，可由處理單元PU重建構引起經偵測光譜之結構或剖面，例如，藉由嚴密耦合波分析及非線性回歸，或藉由與圖3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程序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。

經由度量衡目標之量測的微影參數之總體量測品質係至少部分地藉由用以量測此微影參數之量測配方予以判定。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。用以選擇量測配方之準則中之一者可為例如量測參數中之一者對於處理變化之敏感度。全文係以引用方式併入本文中之美國專利申請案US2016/0161863及已公開美國專利申請案US 2016/0370717A1中描述更多實例。

用於IC製造之另一類型之度量衡工具為構形量測系統、位階感測器或高度感測器。此工具可整合於微影設備中，用於量測基板(或晶圓)之頂部表面之構形。基板之構形的映圖，亦稱為高度圖，可由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產生。此高度映圖隨後可用於在將圖案轉印於基板上期間校正基板之位置，以便在基板上之恰當聚焦位置中提供圖案化裝置的空中影像。應理解，在此內容背景中之「高度」係指大致在至基板之平面之外的尺寸(亦被稱作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會引起在橫越基板之位置處之高度量測。

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，其僅繪示操作原理。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可為例如窄頻帶或寬頻帶光源，諸如超連續光譜光源，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)且經導向偵測單元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可包括沿著投影光柵PGR與偵測光柵DGR之間的經圖案化輻射光束之路徑(圖中未繪示)的其他光學元件，諸如透鏡及/或鏡面。

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，藉此產生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中揭示大體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。

用於IC製造中之另一類型之度量衡工具為對準感測器。因此，微影設備之效能的關鍵態樣為能夠相對於(藉由相同設備或不同微影設備)敷設於先前層中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或目標。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。位置感測器可被稱作「對準感測器」且標記可被稱作「對準標記」。

微影設備可包括一或多個(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。用於當前微影設備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。

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器件轉向至標記(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，轉向光學器件包含光點鏡面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。

由對準標記AM繞射之輻射(在此實例中經由物鏡OL)經準直成資訊攜載光束IB。術語「繞射」意欲包括來自標記之零階繞射(其可被稱作反射)。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。可包括額外光學器件(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之轉向光學器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之較高階繞射輻射(此對於量測並非必需的，但改良了信雜比)。

將強度信號SI供應至一處理單元PU。藉由區塊SRI中之光學處理與單元PU中之計算處理之組合，輸出基板相對於參考座標系之X位置及Y位置之值。

所繪示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間距的某一範圍內。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所標記位置之週期。可在不同波長下重複較粗略及/或較精細層級下之同一程序，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。因此，對準感測器可剛性地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。基板W在此移動中係藉由其安裝於基板支撐件及控制基板支撐件之移動之基板定位系統來控制。基板支撐件位置感測器(例如一干涉計)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一框架)。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。

上文所提及之度量衡工具MT (諸如，一散射計、構形量測系統或位置量測系統)可使用源自一輻射源之輻射來執行一量測。由一度量衡工具使用之輻射之屬性可影響可執行之量測的類型及品質。對於一些應用，使用多個輻射頻率來量測一基板可為有利的，例如可使用寬頻帶輻射。多個不同頻率可能能夠在不干涉其他頻率或最少干涉其他頻率之情況下傳播、輻照及散射開度量衡目標。因此，可例如使用不同頻率來同時獲得更多度量衡資料。不同輻射頻率亦可能能夠詢問及發現度量衡目標之不同屬性。寬頻帶輻射可用於諸如(例如)位階感測器、對準標記量測系統、散射量測工具或檢測工具之度量衡系統MT中。一寬頻帶輻射源可為一超連續光譜源。

例如超連續光譜輻射之高品質寬頻帶輻射可能難以產生。用於產生寬頻帶輻射之一種方法可為例如利用非線性較高階效應來加寬高功率窄頻帶或單頻輸入輻射或泵浦輻射。輸入輻射(其可使用雷射來產生)可被稱作泵浦輻射。替代地，輸入輻射可被稱作種子輻射。為獲得用於加寬效應之高功率輻射，可將輻射限制至小區域中使得達成強局域化高強度輻射。在彼等區域中，輻射可與加寬結構及/或形成非線性介質之材料相互作用以便產生寬頻帶輸出輻射。在高強度輻射區域中，不同材料及/或結構可用於藉由提供合適的非線性介質來實現及/或改良輻射加寬。

在一些實施中，在光子晶體光纖(PCF)中產生寬頻帶輸出輻射。在若干實施例中，此光子晶體光纖在其光纖芯周圍具有微結構，其輔助限制行進通過光纖芯中之光纖的輻射。光纖芯可由具有非線性屬性且當高強度泵浦輻射透射通過光纖芯時能夠產生寬頻帶輻射的固體材料製成。儘管在實芯光子晶體光纖中產生寬頻帶輻射係可實行的，但使用固體材料可存在幾個缺點。舉例而言，若在實芯中產生UV輻射，則此輻射可能不存在於光纖之輸出光譜中，因為該輻射由大多數固體材料吸收。

在一些實施中，如下文參考圖8進一步論述，用於加寬輸入輻射之方法及設備可使用光纖以用於限制輸入輻射且用於加寬輸入輻射以輸出寬頻帶輻射。該光纖可為空芯光纖，且可包含用以達成輻射在光纖中之有效導引及限制的內部結構。該光纖可為空芯光子晶體光纖(HC-PCF)，其尤其適合於主要在光纖之空芯內部進行強輻射限制，從而達成高輻射強度。光纖之空芯可經氣體填充，該氣體充當用於加寬輸入輻射之加寬介質。此光纖及氣體配置可用以產生超連續光譜輻射源。輸入至光纖之輻射可為電磁輻射，例如在紅外線、可見光、UV及極UV光譜中之一或多者中的輻射。輸出輻射可由寬頻帶輻射組成或包含寬頻帶輻射，該寬頻帶輻射在本文中可被稱作白光。

一些實施例係關於包含光纖之此寬頻帶輻射源之新設計。該光纖係空芯光子晶體光纖(HC-PCF)。特定言之，該光纖可為包含用於限制輻射之反共振結構之類型的空芯光子晶體光纖。包含反共振結構之此類光纖在此項技術中已知為反共振光纖、管狀光纖、單環光纖、負曲率光纖或抑制耦合光纖。此類光纖之各種不同設計在此項技術中已知。替代地，光纖可為光子帶隙光纖(HC-PBF，例如Kagome光纖)。

可工程設計多種類型之HC-PCF，各自基於不同的物理導引機制。兩個此類HC-PCF包括：空芯光子帶隙光纖(HC-PBF)及空芯反共振反射光纖(HC-ARF)。HC-PCF之設計及製造上之細節可見於以引用之方式併入本文中之美國專利US2004/015085A1 (針對HC-PBF)及國際PCT專利申請案WO2017/032454A1 (針對空芯反共振反射光纖)中。圖9之(a)展示包含Kagome晶格結構之Kagome光纖。

現在參考圖7描述用於輻射源中之光纖的實例，該圖為在橫向平面中光纖OF之示意性橫截面圖。類似於圖7之光纖之實際實例的其他實施例揭示於WO2017/032454A1中。

光纖OF包含細長主體，其在一個維度上與光纖OF之其他兩個維度相比更長。此較長維度可被稱作軸向方向且可界定光纖OF之軸線。兩個其他維度界定可被稱作橫向平面之平面。圖7展示光纖OF在經標記為x-y平面之此橫向平面(亦即，垂直於軸線)中之橫截面。光纖OF之橫向橫截面沿著光纖軸線可為實質上恆定的。

應瞭解，光纖OF具有一定程度之可撓性，且因此，一般而言，軸線之方向沿著光纖OF之長度將不均一。諸如光軸、橫向橫截面及其類似者之術語應理解為意謂局部光軸、局部橫向橫截面等等。此外，在組件經描述為成圓柱形或管狀之情況下，此等術語應理解為涵蓋當光纖OF撓曲時可能已失真的此類形狀。

光纖OF可具有任何長度且應瞭解，光纖OF之長度可取決於應用。光纖OF可具有介於1公分(cm)與10公尺(m)之間的長度，舉例而言，光纖OF可具有介於10 cm與100 cm之間的長度。

光纖OF包含：空芯HC；包圍空芯HC之包覆部分；及環繞並支撐包覆部分之支撐部分SP。可將光纖OF認為包含具有空芯HC之主體(包含包覆部分及支撐部分SP)。包覆部分包含用於導引輻射通過空芯HC之複數個反共振元件。特定言之，複數個反共振元件經配置以限制主要在空芯HC內部傳播通過光纖OF之輻射，且經配置以沿著光纖OF導引輻射。光纖OF之空芯HC可實質上安置於光纖OF之中心區中，使得光纖OF之軸線亦可界定光纖OF之空芯HC之軸線。

包覆部分包含用於導引輻射傳播通過光纖OF之複數個反共振元件。特定言之，在此實施例中，包覆部分包含六個管狀毛細管CAP之單環。該等管狀毛細管CAP中之每一者充當一反共振元件。

毛細管CAP亦可被稱作管。毛細管CAP在橫截面中可為圓形，或可具有另一形狀。每一毛細管CAP包含大體上圓柱形壁部分WP，該圓柱形壁部分至少部分地界定光纖OF之空芯HC且將空芯HC與毛細管空腔CC分離。應瞭解，壁部分WP可充當用於輻射之抗反射法布里-珀羅(Fabry-Perot)共振器，該輻射傳播通過空芯HC (且該輻射可以一掠入射角入射於壁部分WP上)。壁部分WP之厚度可為合適的，以便確保通常增強返回空芯HC中之反射，而通常抑制進入毛細管空腔CC之透射。在一些實施例中，毛細管壁部分WP可具有介於0.01至10.0 µm之間的厚度。

應瞭解，如本文中所使用，術語包覆部分意欲意謂光纖OF之用於導引傳播通過光纖OF之輻射的部分(亦即，將該輻射限制於空芯HC內之毛細管CAP)。輻射可以橫向模式之形式被限制，從而沿著光纖軸線傳播。

支撐部分大體上為管狀的且支撐包覆部分之六個毛細管CAP。六個毛細管CAP均勻分佈在內支撐部分SP之內表面周圍。六個毛細管CAP可描述為以大體上六邊形之形式安置。

毛細管CAP經配置以使得每一毛細管不與其他毛細管CAP中之任一者接觸。毛細管CAP中之每一者與內支撐部分SP接觸，且與環結構中之鄰近毛細管CAP間隔開。此配置可為有益的，此係由於其可增加光纖OF之透射頻寬(相對於(例如)其中毛細管彼此接觸之配置)。替代地，在一些實施例中，毛細管CAP中之每一者可與環結構中之鄰近毛細管CAP接觸。

包覆部分之六個毛細管CAP安置於空芯HC周圍之環結構中。毛細管CAP之環結構之內表面至少部分地界定光纖OF之空芯HC。空芯HC之直徑d (其可定義為對置之毛細管之間的最小尺寸，由箭頭d指示)可在10 µm與1000 µm之間。空芯HC之直徑d可影響空芯HC光纖OF之模場直徑、衝擊損耗、分散、模態多元性及非線性屬性。

在此實施例中，包覆部分包含毛細管CAP (其充當反共振元件)之單環配置。因此，自空芯HC之中心至光纖OF之外部的任何徑向方向上的線穿過不超過一個毛細管CAP。

應瞭解，其他實施例可具備反共振元件之不同配置。此等配置可包括具有反共振元件之多個環之配置及具有巢套式反共振元件之配置。圖9之(a)展示具有毛細管CAP之三個環的HC-PCF之實施例，該等環沿著徑向方向堆疊於彼此之頂部上。在此實施例中，每一毛細管CAP在同一環中及在不同環中均與其他毛細管接觸。此外，儘管圖7中所展示之實施例包含六個毛細管之環，但在其他實施例中，包含任何數目個反共振元件(例如4、5、6、7、8、9、10、11或12個毛細管)的一或多個環可設置於包覆部分中。

圖9之(b)展示上文所論述之具有管狀毛細管之單環的HC-PCF之經修改實施例。在圖9之(b)之實例中，存在管狀毛細管21之兩個同軸環。為了固持管狀毛細管21之內環及外環，支撐管ST可包括於HC-PCF中。支撐管可由二氧化矽製成。

圖7以及圖9之(a)及(b)之實例的管狀毛細管可具有圓形橫截面形狀。對於管狀毛細管，其他形狀亦係可能的，如橢圓形或多邊形橫截面。另外，圖7以及圖9之(a)及(b)之實例的管狀毛細管之固體材料可包含如PMA之塑膠材料、如二氧化矽之玻璃，或軟玻璃。

圖8描繪用於提供寬頻帶輸出輻射之輻射源RDS。輻射源RDS包含：脈衝式泵浦輻射源PRS或能夠產生所要長度及能量位準之短脈衝的任何其他類型之源；具有空芯HC之光纖OF (例如屬於圖7中所展示之類型)；及安置於空芯HC內之工作介質WM (例如氣體)。儘管在圖8中輻射源RDS包含圖7中所展示之光纖OF，但在替代實施例中，可使用其他類型之空芯HC光纖OF。

脈衝式泵浦輻射源PRS經組態以提供輸入輻射IRD。光纖OF之空芯HC經配置以自脈衝式泵浦輻射源PRS接收輸入輻射IRD，且加寬該輸入輻射IRD以提供輸出輻射ORD。工作介質WM使能夠加寬接收到之輸入輻射IRD之頻率範圍以便提供寬頻帶輸出輻射ORD。

輻射源RDS進一步包含儲集器RSV。光纖OF安置於儲集器RSV內部。儲集器RSV亦可被稱作外殼、容器或氣胞。儲集器RSV經組態以含有工作介質WM。儲集器RSV可包含此項技術中已知的用於控制、調節及/或監測儲集器RSV內部之工作介質WM (其可為氣體)之組成的一或多個特徵。儲集器RSV可包含第一透明窗TW1。在使用中，光纖OF安置於儲集器RSV內部，以使得第一透明窗TW1接近於光纖OF之輸入端IE定位。第一透明窗TW1可形成儲集器RSV之壁之部分。第一透明窗TW1至少對於所接收輸入輻射頻率可為透明的，使得所接收輸入輻射IRD (或至少其大部分)可耦合至位於儲集器RSV內部之光纖OF中。應瞭解，可提供光學器件(圖中未繪示)以用於將輸入輻射IRD耦合至光纖OF中。

儲集器RSV包含形成儲集器RSV之壁之部分的第二透明窗TW2。在使用中，當光纖OF安置於儲集器RSV內部時，第二透明窗TW2接近於光纖OF之輸出端OE定位。第二透明窗TW2至少對於設備120之寬頻帶輸出輻射ORD之頻率可為透明的。

替代地，在另一實施例中，光纖OF之兩個對置末端可置放於不同儲集器內部。光纖OF可包含經組態以接收輸入輻射IRD之第一末端區段，及用於輸出寬頻帶輸出輻射ORD之第二末端區段。第一末端區段可置放於包含工作介質WM之第一儲集器內部。第二末端區段可置放於第二儲集器內部，其中第二儲集器亦可包含工作介質WM。儲集器之運作可如上文關於圖8所描述。第一儲集器可包含第一透明窗，該第一透明窗經組態以對於輸入輻射IRD為透明的。第二儲集器可包含第二透明窗，該第二透明窗經組態以對於寬頻帶輸出寬頻帶輻射ORD為透明的。第一儲集器及第二儲集器亦可包含可密封開口，以准許光纖OF部分地置放於儲集器內部且部分地置放於儲集器外部，使得氣體可密封於儲集器內部。光纖OF可進一步包含並未含於儲集器內部之中間區段。使用兩個單獨氣體儲集器之此配置對於其中光纖OF相對較長(例如當長度超過1 m時)之實施例可為尤其便利的。應瞭解，對於使用兩個單獨氣體儲集器之此類配置，可將兩個儲集器(其可包含此項技術中已知的用於控制、調節及/或監測兩個儲集器內部之氣體之組成的一或多個特徵)認為提供用於提供光纖OF之空芯HC內的工作介質WM之設備。

在此內容背景中，若窗上某一頻率之入射輻射之至少50%、75%、85%、90%、95%或99%透射通過窗，則該窗對於彼頻率可為透明的。

第一透明窗TW1及第二透明窗TW2兩者可在儲集器RSV之壁內形成氣密密封，使得工作介質WM (其可為氣體)可含於儲集器RSV內。應瞭解，氣體WM可在不同於儲集器RSV之環境壓力的壓力下含於儲集器RSV內。

工作介質WM可包含：諸如氬氣、氪氣及氙氣之稀有氣體；諸如氫氣、氘氣及氮氣之拉曼(Raman)活性氣體；或諸如氬氣/氫氣混合物、氙氣/氘氣混合物、氪氣/氮氣混合物或氮氣/氫氣混合物之氣體混合物。取決於填充氣體之類型，非線性光學程序可包括調變不穩定性(MI)、孤立子自壓縮、孤立子分裂、克爾(Kerr)效應、拉曼效應及分散波產生(DWG)，其細節描述於WO2018/127266A1及US9160137B1 (兩者均特此以引用之方式併入)中。由於可藉由使儲集器RSR中之工作介質WM壓力(亦即氣胞壓力)變化來調諧填充氣體之分散，因此可調整所產生之寬頻帶脈衝動態及相關聯之光譜加寬特性，以便最佳化頻率轉換。

在一個實施中，工作介質WM可至少在接收到用於產生寬頻帶輸出輻射ORD之輸入輻射IRD期間安置於空芯HC內。應瞭解，當光纖OF未接收用於產生寬頻帶輸出輻射之輸入輻射IRD時，氣體WM可完全或部分地不存在於空芯HC中。

為了達成頻率加寬，可能需要高強度輻射。具有空芯HC光纖OF之優點為，其可經由對傳播通過光纖OF之輻射的較強空間限制而達成高強度輻射，從而達成高局域化輻射強度。光纖OF內部之輻射強度可例如歸因於高接收輸入輻射強度及/或歸因於光纖OF內部之輻射的強空間限制而較高。空芯光纖之優點為空芯光纖相比於實芯光纖可導引具有更寬波長範圍之輻射，且特定言之，空芯光纖可導引在紫外線及紅外線範圍兩者中之輻射。

使用空芯HC光纖OF之優點可為在光纖OF內部導引之大部分輻射經限制於空芯HC中。因此，光纖OF內部之輻射之大部分相互作用係與工作介質WM進行，該工作介質WM提供於光纖OF之空芯HC內部。結果，可增加工作介質WM對輻射之加寬效應。

所接收之輸入輻射IRD可為電磁輻射。輸入輻射IRD可作為脈衝式輻射被接收。舉例而言，輸入輻射IRD可包含例如由雷射產生之超快脈衝。

輸入輻射IRD可為同調輻射。輸入輻射IRD可為準直輻射，其優點可為促進且改良將輸入輻射IRD耦合至光纖OF中之效率。輸入輻射IRD可包含單一頻率或窄頻率範圍。輸入輻射IRD可由雷射產生。類似地，輸出輻射ORD可為準直及/或可為同調的。

輸出輻射ORD之寬頻帶範圍可為連續範圍，其包含連續輻射頻率之範圍。輸出輻射ORD可包含超連續光譜輻射。連續輻射可有益於在眾多應用中使用，例如在度量衡應用中使用。舉例而言，頻率之連續範圍可用以詢問大量屬性。頻率之連續範圍可例如用以判定及/或消除所量測屬性之頻率相依性。超連續光譜輸出輻射ORD可包含例如在100 nm至4000 nm之波長範圍內的電磁輻射。寬頻帶輸出輻射ORD頻率範圍可為例如400 nm至900 nm、500 nm至900 nm或200 nm至2000 nm。超連續光譜輸出輻射ORD可包含白光。

由脈衝式泵浦輻射源PRS提供之輸入輻射IRD可為脈衝式。輸入輻射IRD可包含在200 nm與2 µm之間的一或多個頻率之電磁輻射。輸入輻射IRD可例如包含具有1.03 µm之波長的電磁輻射。脈衝式輻射IRD之重複率可具有1 kHz至100 MHz之數量級。脈衝能量可具有0.1 µJ至100 µJ之數量級，例如1至10 µJ。輸入輻射IRD之脈衝持續時間可在10 fs與10 ps之間，例如300 fs。輸入輻射IRD之平均功率可在100 mW至數100 W之間。輸入輻射IRD之平均功率可例如為20至50 W。

脈衝式泵浦輻射源PRS可為雷射。可經由調整(泵浦)雷射參數、工作組分WM變化及光纖OF參數來變化及調諧沿著光纖OF透射之此雷射脈衝之時空透射特性，例如其光譜振幅及相位。該等時空透射特性可包括以下各者中之一或多者：輸出功率、輸出模式剖面、輸出時間剖面、輸出時間剖面之寬度(或輸出脈衝寬度)、輸出光譜剖面及輸出光譜剖面之頻寬(或輸出光譜頻寬)。該等脈衝式泵浦輻射源PRS參數可包括以下各者中之一或多者：泵浦波長、泵浦脈衝能量、泵浦脈衝寬度、泵浦脈衝重複率。該等光纖OF參數可包括以下各者中之一或多者：光纖長度、空芯HC之大小及形狀、毛細管之大小及形狀、環繞空芯HC之毛細管之壁的厚度。該等工作組分WM (例如填充氣體)參數可包括以下各者中之一或多者：氣體類型、氣體壓力及氣體溫度。

由輻射源RDS提供之寬頻帶輸出輻射ORD可具有至少1 W之平均輸出功率。平均輸出功率可為至少5 W。平均輸出功率可為至少10 W。寬頻帶輸出輻射ORD可為脈衝式寬頻帶輸出輻射ORD。寬頻帶輸出輻射ORD可具有至少0.01 mW/nm之輸出輻射的整個波長帶中之功率譜密度。寬頻帶輸出輻射之整個波長帶中的功率譜密度可為至少3 mW/nm。

類似於其他類型之特殊光纖，諸如實芯PCF(SC-PCF)，空芯PCF (HC-PCF)亦可藉由包含以下三個主要階段之習知製造過程製造。

在階段1中，生產PCF預成型件。根據一實例方法(所謂的堆疊及拉伸技術)，首先將(純二氧化矽)預成型毛細管及間隔件堆疊在一起以形成堆疊總成。將堆疊總成插入至較大護套管(例如直徑為幾公分)中以形成預成型件。堆疊總成與護套管之間的間隙可填充有例如各種外徑之二氧化矽棒。圖10之(a)展示實例預成型件之橫向截面影像。如圖中所示，實例預成型件係藉由將包含七個(或其他數目個)預成型毛細管CAP-1及諸如間隔件(圖中未繪示)之其他元件的堆疊總成插入至護套管JT中來形成。在一些狀況下，間隔件可呈棒或柱之形式。在一些狀況下，間隔件可由與預成型毛細管相同之材料製成。

根據另一實例方法，代替將預成型毛細管之堆疊插入至護套管JT中，將預成型毛細管CAP-1個別且依序地插入至護套管JT中。在此實例方法中，將護套管JT水平地固持。預成型毛細管CAP-1中之每一者經由其末端中之一者插入至護套管JT中。一旦被插入，預成型毛細管CAP-1就位於護套管JT之底部處。接著，例如藉由熔合或熔融將預成型毛細管CAP-1固定至護套管JT之內壁。接著，將護套管JT旋轉預定義角度(例如60°)，以便允許下一預成型毛細管CAP-1待插入於護套管JT之底部處。重複此插入、固定及旋轉程序直至所有預成型毛細管被插入及固定至護套管JT之內壁為止。

應注意，在此階段中使用之毛細管通常在單獨的拉伸製程中自市售玻璃管向下拉伸，該拉伸製程亦可被視為一個製造階段。預成型件可具有例如在10 mm至100 mm之間的外徑及例如在0.3 m與2 m之間的長度，例如約1 m。

在第二階段中，將預成型件固持在習知光纖拉伸塔之頂部，其中預成型件向下饋送至熔爐(例如，石墨電阻爐)中以便加熱預成型件之下部區段。預成型件之經加熱區軟化並伸長，具有淚滴狀滴液，從而向下拉動光纖(亦被稱作落下)。使用額外拉動及張力控制來確保將預成型件拉伸成支柱。通常，可將一公尺長的預成型件拉伸成10 m至1000 m長的支柱。接著將此長支柱切割成較短片件，其各自具有例如介於0.5 m與2 m之間(例如約1 m)的長度。圖10之(b)展示自圖10之(a)中所展示之實例預成型件拉伸的實例支柱之橫向截面影像。實例支柱包含七個毛細管CAP-2，其環繞空芯HC-2且由支撐部分SP-2支撐。儘管實例支柱看起來更像最終的HC-PCF (或目標HC-PCF)，但其係剛性的且其實體尺寸(例如，毛細管尺寸、支撐部分直徑)皆大於最終HC-PCF之實體尺寸。在第二階段結束時，支柱可具有例如介於0.5 mm至10 mm之間的外徑，且環繞支柱之空芯HC的支柱毛細管CAP-2可各自具有例如介於100 µm至1000 µm之間的外徑及例如介於1 µm至100 µm之間的壁部分厚度。

在第三階段中，接著將在第二階段中獲得之每一支柱帶到合適裝備之另一習知拉伸塔以拉伸HC-PCF，且將該支柱拉伸成具有目標尺寸之最終HC-PCF。通常，可以連續方式將一公尺長的支柱拉伸成100公尺之光纖。在其最終形式中，HC-PCF之外徑可減小至例如100 µm至300 µm之間。相比於第二階段，在第三階段中進行的光纖拉伸製程另外需要將支柱連接至壓力供應器，該壓力供應器用以對支柱之內部結構加壓以便使毛細管中之每一者以所要且受控方式充氣。藉由謹慎地調諧支柱之內部結構之不同部分(例如，毛細管空腔CC與空芯HC)之間的相對壓力，支柱毛細管CAP-2經充氣，且因而其外徑相對於支撐部分SP-2之內徑增大。此效應藉由比較圖10之(b)及圖10之(c)中分別展示之兩個橫向截面影像而為明顯的，其中圖10之(c)中所展示之經拉伸光纖具有每一CAP-3之外徑相對於支撐部分SP-3之內徑的較高比率。在第三階段結束時，毛細管CAP-3之外徑可增大至例如10 µm至50 µm之間，且相對應地，毛細管壁部分WP之厚度可減小至例如0.05 µm至1 µm。每一毛細管空腔CC與空芯HC之間的正壓力差可在1毫巴(mbar)與1000 mbar之間的範圍內。

如上文所描述，HC-PCF之複數個反共振元件(例如，如圖7中所示之玻璃毛細管CAP之單環配置)用於導引傳播通過光纖之輻射。光導引效應係藉由在玻璃-空氣邊界處之反共振干涉(逆法布里-珀羅效應)建立，且在毛細管壁部分WP之面向芯的區處最強。在空芯負曲率光纖(例如，HC-PCF)中，總光纖損耗受模式限制損耗及材料損耗兩者影響。限制損耗係由模式之洩漏性質及HC-PCF之非完美結構引起的損耗，而材料損耗係由光纖材料中之光吸收引起。重要的是，HC-PCF之限制損耗很大程度上受到毛細管壁部分WP之厚度影響。特定言之，壁厚度形成共振，在該等共振下光洩漏出毛細管CAP。可藉由下式估計共振位置：， [1] 其中 q為正整數(共振階數)， t為標稱壁厚度且 n _g 為玻璃之折射率(例如，對於二氧化矽玻璃， n _g 約為1.45)。

圖11展示HC-PCF之依據波長而變化的限制損耗之實例模擬。如在該圖中可見，存在在 λ _q 處達到峰值之尖銳共振特徵。此尖銳共振特徵導致限制損耗相對於例如鄰近於共振之波長顯著增加多於三個數量級。

由於原料之幾何變化及在拉伸期間之製程誤差，毛細管在其尺寸方面不完美，該等尺寸包括諸如毛細管外徑、毛細管壁厚度、毛細管同心度及毛細管弓曲之態樣。在當前最新技術之光纖拉伸設施中，監測依據毛細管長度而變化的外徑。且在後處理步驟中精心挑選最匹配的毛細管以用於預成型件組裝。然而，壁厚度之量測更具挑戰性，此係因為標準測井裝置(例如基於光學陰影量測)不能夠評估壁厚度。在未準確量測壁厚度之情況下，現有預成型件製造過程缺乏對待用於製造預成型件之毛細管之壁厚度的控制。因此，預成型件之毛細管之壁厚度及藉此所得HC-PCF可存在較大展開。

具有毛細管壁部分WP之相異或非均一厚度的HC-PCF導致加寬之共振峰值並非尖銳峰值(例如如圖11中所展示)，從而引起與所產生之寬頻帶光譜之不合需要的重疊。在謹慎地選擇寬頻帶光譜以延伸至UV(例如，200 nm至900 nm)中之狀況下，寬共振不利地影響自輸入輻射IRD至低於共振之波長區中的轉換效率。在此狀況下，將需要更強大泵浦雷射來維持對應波長區中之所要或有用功率位準，藉此導致較高設備成本且常常導致較大系統佔據面積。另外，個別毛細管之壁厚度不應顯著小於所需厚度，此係由於此將大幅度增加尤其在較長波長(例如，長於1000 nm之波長)下的限制損耗。

如上文所描述，在最終HC-PCF之製造期間，支柱毛細管CAP-2有效藉由相對於空芯區之過壓而充氣，以達到其目標尺寸(例如，在光纖層級處之直徑為約10至25 μm)。至關重要的是，支柱毛細管CAP-2以所要方式充氣，此係因為1)毛細管大小(例如每一毛細管之外徑)設定影響所產生之寬頻帶輸出輻射ORD之所雕刻芯之大小；2)毛細管壁部分WP之厚度判定共振波長且應理想地對應於降至輸出輻射ORD之光譜之外的波長；3)毛細管外徑與空芯直徑之間的比率判定光纖之光導引效能。

本發明人已發現，在上述製造過程中之第三階段中，支柱毛細管CAP-2之充氣率很大程度上藉由毛細管CAP-2之壁厚度判定；毛細管壁愈薄，充氣率愈高，且對製程變化之敏感度愈高。因此，當支柱毛細管CAP-2具有相異壁厚度時，難以獲得具有相等或類似毛細管直徑之最終HC-PCF。使用具有相異毛細管直徑之HC-PCF將導致劣化之輸出效能。作為實例，毛細管直徑之±5%改變將導致輸出PSD之±5%改變。此外，自毛細管CAP-2具有相異壁厚度且因此具有相異充氣率的支柱抽取最終HC-PCF可能不利地影響良率。舉例而言，若一個毛細管比其他毛細管具有較大充氣率，則此毛細管可能觸碰其最近的相鄰者，藉此損害光纖結構且致使拉伸不可用。

因此，本發明之目標為減輕前述問題中之至少一些(例如，輸出光譜受寬光纖共振影響、輸出效能或良率因毛細管直徑或充氣率光纖製造之變化而劣化)。本發明人已發現，若更好地控制或減少PCF預成型件之毛細管之壁厚度的變化，則可減輕該等問題。本發明人亦已發現，預成型毛細管之壁厚度之較好一致性或較小變化的要求不必應用於每一構成毛細管之整個圓周，而實際上可僅應用於面向光纖之芯區的部分。為了能夠評估壁厚度變化，有必要量測每一毛細管沿著其圓周及遍及光纖之長度的壁厚度。應注意，沿著毛細管之圓周的壁厚度之分佈亦被稱作毛細管之壁厚度之方位角分佈。

基於此等發現，本發明人提出一種生產光子晶體光纖(PCF)預成型件之方法。參考圖12，所提出方法1200可包含例如以下五個主要步驟。

步驟1210：獲得複數個預成型毛細管(例如圖10之(a)中所示之毛細管CAP-1)。複數個預成型毛細管可藉由使用習知熱拉伸方法向下拉伸複數個較大且較厚之玻璃管獲得。與最終(或目標) PCF毛細管相比，預成型毛細管具有大得多的直徑及壁厚度。預成型毛細管中之每一者可具有例如在0.5 mm與20 mm之間的直徑及例如在50 µm與1000 µm之間的壁厚度。

步驟1220：量測複數個預成型毛細管中之每一者沿著其整個圓周之至少一部分之壁厚度。毛細管圓周之至少一部分可為例如至少25%、至少50%、至少70%、至少90%或大部分或全部的圓周。毛細管之壁厚度可藉由光學量測裝置量測。在一實施例中，可在沿著毛細管之圓周之複數個(方位角)位置處依序或並行地執行量測。複數個(方位角)位置可為例如沿著毛細管之圓周至少3個、至少5個、至少10個、至少20個或至少50個不同的位置。在每一量測位置處，可獲得壁厚度值。兩個直接相鄰量測位置之間的最小角度差(或方位角解析度)可受到量測設置限制，量測設置例如，量測裝置之類型及解析度、量測設置之實體配置。方位角解析度可例如小於40º、小於30º、小於20º、小於10º、小於5º或小於1º。

在一實施例中，每一預成型毛細管之壁厚度可藉助於干涉光學感測器(例如，諸如由Nirox出售之管量測系統)量測。在一實施例中，步驟1220可包含在沿著每一預成型毛細管之全長之至少一部分的複數個軸向位置處量測壁厚度。與僅檢測及量測毛細管之末端琢面的習知基於寬場顯微鏡之量測方法相比，基於干涉術之量測方法允許遍及任何預定義長度或全長來檢測及量測毛細管。舉例而言，允許預成型毛細管遍及其整個長度以光學方式被掃描的管量測系統係已知的。

在一實施例中，步驟1220可進一步包含產生用於複數個軸向位置中之每一者的一組方位角解析之壁厚度資料。在一實施例中，方位角解析之壁厚度資料可包含複數個角度-厚度對，每個角度-厚度對對應於在沿著毛細管之圓周之一個量測位置處獲得的資料點。在一實施例中，每一組方位角解析之壁厚度資料可由一極座標圖表示，該極座標圖展示沿著圓周在一個軸向位置處之壁厚度分佈。

步驟1230：至少基於一厚度準則自複數個預成型毛細管選擇多個預成型毛細管，該厚度準則為沿著預成型毛細管之至少一圓周部分的壁厚度與一標稱壁厚度不同不超過一最大厚度變化。一預成型毛細管之一圓周部分為沿著圓周方向具有某一長度之一壁部分。

該至少一圓周部分可涵蓋例如圓周之至少10%、至少25%、至少40%或至少50%。標稱壁厚度可例如小於200 µm、小於180 µm、小於160 µm、小於140 µm、小於120 µm或小於100 µm。最大厚度變化為經量測壁厚度與標稱壁厚度之間的最大百分比差的絕對值。最大厚度變化可例如小於15%、小於10%、小於5%或小於1%。一給定標稱壁厚度與一給定最大厚度變化之組合界定具有一最大厚度值及一最小厚度值的一壁厚度範圍。作為實例，10%之一最大厚度變化及200 µm之一標稱壁厚度界定具有根據計算的180 µm之一最大厚度值及根據計算的220 µm之一最小厚度值的一壁厚度範圍。

在一實施例中，可在進行該方法之前判定標稱壁厚度。

在一實施例中，可基於複數個預成型毛細管之經量測壁厚度來判定標稱壁厚度。在一實施例中，判定標稱壁厚度可包含藉由對複數個預成型毛細管上之經量測之壁厚度進行平均化來判定總體平均壁厚度。經判定之總體平均壁厚度可隨後用作標稱壁厚度。判定一總體平均壁厚度可包含例如判定每一預成型毛細管之每毛細管平均壁厚度及平均化此等每毛細管平均壁厚度。判定每毛細管平均壁厚度可包含判定每一預成型毛細管之一或多個沿圓周平均化之壁厚度值，每一沿圓周平均化之壁厚度值係藉由將在各別軸向位置處沿著預成型毛細管之圓周的至少一部分所量測的壁厚度進行平均化來獲得。可接著每個毛細管平均化沿圓周平均化之壁厚度值以獲得每毛細管之該每毛細管平均壁厚度，或在所有毛細管之所有軸向位置上平均化沿圓周平均化之壁厚度值以直接判定總體平均壁厚度。

在一實施例中，步驟1230可包含針對每一預成型毛細管識別一壁部分，在該壁部分內，經量測厚度與標稱壁厚度不同不超過最大厚度變化。在一實施例中，步驟1230可進一步包含針對每一預成型毛細管判定經識別壁部分是否涵蓋對應預成型毛細管之圓周的所要百分比。可使用經量測厚度資料(例如，方位角解析之壁厚度資料)來進行此類識別步驟。舉例而言，對於每一毛細管，一或多組方位角解析之壁厚度資料(每一組在一個軸向位置處獲得)可用於識別壁部分。當使用多於一組方位角解析之壁厚度資料時，可平均化在相同方位角位置但不同軸向位置處量測之壁厚度，以產生對應方位角位置之平均厚度值。

步驟1240，將選定預成型毛細管置放於玻璃管(或護套管)中以形成PCF預成型件；其中該等選定預成型毛細管經定向以使得該等選定預成型毛細管中之每一者之部分面向玻璃管之縱向軸線，在該等選定預成型件毛細管中之每一者的該部分內，經量測壁厚度與標稱壁厚度不同不超過最大厚度變化，該玻璃管圍繞該縱向軸線係對稱的。

在一實施例中，步驟1240可包含：將選定預成型毛細管組裝成一堆疊總成，其中該等選定預成型毛細管經定向以使得該等選定預成型毛細管中之每一者之部分面向該堆疊總成之縱向軸線，在等選定預成型件毛細管中之每一者的該部分內，經量測之壁厚度與標稱壁厚度不同不超過最大厚度變化，該堆疊總成圍繞該縱向軸線實質上對稱；及將該堆疊總成插入至該玻璃管中以形成PCF預成型件。

在一實施例中，步驟1240可包含：將選定預成型毛細管中之一者插入至玻璃管中；定向該插入之預成型毛細管使得該插入之預成型件毛細管之部分面向該玻璃管之縱向軸線，在該插入之預成型件毛細管之部分內，經量測之壁厚度與標稱壁厚度不同不超過最大厚度變化；將該插入之預成型毛細管固定至該玻璃管之內表面；使該玻璃管旋轉一預定義角度以允許插入另一選定預成型毛細管；及重複該等插入、定向、固定及旋轉步驟直至所有選定預成型毛細管已被插入及固定至該玻璃管為止。

在一實施例中，步驟1240可進一步包含標記選定預成型毛細管中之每一者之部分的中心區，在該中心區內，經量測壁厚度與標稱壁厚度不同不超過最大厚度變化。在一實施例中，可橫越每一選定預成型毛細管之一個或兩個端面來雕刻(例如，藉助於雷射光束、刀刃或任何其他合適工具)一或多條線，以指示具有令人滿意之厚度且面向玻璃管之縱向軸線的壁部分之中點或邊界。在一實施例中，可沿著具有令人滿意的厚度且面向玻璃管之縱向軸線的壁部分之外表面雕刻一或多條線。

使用上文所描述之方法1200生產之PCF預成型件可接著用於拉伸PCF。因此，本發明亦提供一種生產PCF之方法。參考圖13，方法1300可包含例如以下三個主要步驟。

步驟1310：根據生產PCF預成型件之方法1200生產PCF預成型件。

步驟1320：自該PCF預成型件拉伸一PCF支柱。在一實施例中，步驟1320可與如上文所描述的習知光纖拉伸製程之第二階段實質上相同。

步驟1330：自PCF支柱拉伸最終PCF。在一實施例中，步驟1330可與如上文所描述的習知光纖拉伸製程之第三階段實質上相同。

在一實施例中，使用方法1300所生產的最終PCF可為HC-PCF，其包含沿著該HC-PCF軸向地延伸之空芯以及包覆部分，該包覆部分具有沿著該HC-PCF環繞該空芯的毛細管之單一環配置(例如如圖7中所展示)，其中光纖之毛細管之壁厚度的變化可例如小於總體平均壁厚度的20%、小於15%、小於10%、小於5%或小於1%。

在一實施例中，藉由方法1300生產的HC-PCF之毛細管的總體平均壁厚度可例如小於200 nm、小於180 nm、小於160 nm、小於140 nm或小於100 nm。

相比於經由習知光纖拉伸製程(例如，如上文所描述)所生產的PCF，藉由前述實施例生產的PCF之尺寸得以更準確地控制且因此較不偏離設計目標。舉例而言，在HC-PCF之狀況下，前述實施例之應用確保了毛細管壁之至少面向光纖之空芯的部分(其中光導引效應最強)具有較均勻的(或變化較小的)厚度，此使得能夠更好地控制由經導引光與毛細管壁之間的相互作用產生的光纖共振之頻寬及位置。

圖14為繪示可輔助實施本文所揭示之方法及流程之電腦系統1400的方塊圖。電腦系統1400包括用於傳達資訊之匯流排1402或其他通信機構，及與匯流排1402耦接以用於處理資訊之處理器1404 (或多個處理器1404及1405)。電腦系統1400亦包括耦接至匯流排1402以用於儲存待由處理器1404執行之資訊及指令的主記憶體1406，諸如隨機存取記憶體(RAM)或其他動態儲存裝置。主記憶體1406亦可用於在待由處理器1404執行之指令之執行期間儲存暫時性變數或其他中間資訊。電腦系統1400進一步包括耦接至匯流排1402以用於儲存用於處理器1404之靜態資訊及指令的唯讀記憶體(ROM) 1408或其他靜態儲存裝置。提供諸如磁碟或光碟之儲存裝置1410，且將該儲存裝置1410耦接至匯流排1402以用於儲存資訊及指令。

電腦系統1400可經由匯流排1402耦接至用於向電腦使用者顯示資訊之顯示器1412，諸如陰極射線管(CRT)或平板顯示器或觸控面板顯示器。包括文數字按鍵及其他按鍵之輸入裝置1414耦接至匯流排1402以用於將資訊及命令選擇傳達至處理器1404。另一類型之使用者輸入裝置為用於將方向資訊及命令選擇傳達至處理器1404且用於控制顯示器1412上之游標移動的游標控制件1416，諸如，滑鼠、軌跡球或游標方向按鍵。此輸入裝置通常具有在兩個軸線(第一軸線(例如x)及第二軸線(例如y))中之兩個自由度，其允許該裝置指定在一平面中之位置。觸控面板(螢幕)顯示器亦可被用作輸入裝置。

如本文中所描述之方法中之一或多者可由電腦系統1400回應於處理器1404執行主記憶體1406中所含有之一或多個指令之一或多個序列予以執行。可將此等指令自另一電腦可讀媒體(諸如儲存裝置1410)讀取至主記憶體1406中。主記憶體1406中含有之指令序列之執行致使處理器1404執行本文中所描述之製程步驟。呈多處理配置之一或多個處理器亦可用以執行主記憶體1406中含有之指令序列。在一替代實施例中，可代替或結合軟體指令而使用硬連線電路系統。因此，本文之描述不限於硬體電路系統及軟體之任何特定組合。

如本文中所使用之術語「電腦可讀媒體」係指參與將指令提供至處理器1404以供執行之任何媒體。此媒體可採取許多形式，包括但不限於非揮發性媒體、揮發性媒體及傳輸媒體。非揮發性媒體包括例如光碟或磁碟，諸如，儲存裝置1410。揮發性媒體包括動態記憶體，諸如主記憶體1406。傳輸媒體包括同軸纜線、銅線及光纖，包括包含匯流排1402之電線。傳輸媒體亦可採用聲波或光波之形式，諸如在射頻(RF)及紅外線(IR)資料通信期間產生之聲波或光波。電腦可讀媒體之常見形式包括(例如)軟碟、可撓性磁碟、硬碟、磁帶、任何其他磁媒體、CD-ROM、DVD、任何其他光學媒體、打孔卡、紙帶、具有孔圖案之任何其他實體媒體、RAM、PROM及EPROM、FLASH-EPROM、任何其他記憶體晶片或卡匣、如下文所描述之載波，或可供電腦讀取之任何其他媒體。

可在將一或多個指令之一或多個序列攜載至處理器1404以供執行時涉及各種形式之電腦可讀媒體。舉例而言，最初可將該等指令承載於遠端電腦之磁碟上。遠端電腦可將指令載入至其動態記憶體中，且使用數據機經由電話線而發送指令。在電腦系統1400本端之數據機可接收電話線上之資料，且使用紅外線傳輸器將資料轉換成紅外線信號。耦接至匯流排1402之紅外線偵測器可接收紅外線信號中所攜載之資料且將資料置放於匯流排1402上。匯流排1402將資料攜載至主記憶體1406，處理器1404自該主記憶體1406擷取指令且執行該等指令。由主記憶體1406接收之指令可視情況在供處理器1404執行之前或之後儲存於儲存裝置1410上。

電腦系統1400亦較佳包括耦接至匯流排1402之通信介面1418。通信介面1418提供對網路鏈路1420之雙向資料通信耦合，該網路鏈路連接至區域網路1422。舉例而言，通信介面1418可為整合式服務數位網路(ISDN)卡或數據機以提供對對應類型之電話線之資料通信連接。作為另一實例，通信介面1418可為區域網路(LAN)卡以提供對相容LAN之資料通信連接。亦可實施無線鏈路。在任何此類實施中，通信介面1418發送且接收攜載表示各種類型之資訊之數位資料串流的電信號、電磁信號或光信號。

網路鏈路1420通常經由一或多個網路而向其他資料裝置提供資料通信。舉例而言，網路鏈路1420可經由區域網路1422向主機電腦1424或向由網際網路服務提供者(ISP) 1426操作之資料設備提供連接。ISP 1426又經由全球封包資料通信網路(現在通常被稱作「網際網路」) 1428而提供資料通信服務。區域網路1422及網際網路1428兩者皆使用攜載數位資料串流之電信號、電磁信號或光信號。經由各種網路之信號及在網路鏈路1420上且經由通信介面1418之信號(該等信號將數位資料攜載至電腦系統1400及自電腦系統1400攜載數位資料)為輸送資訊的載波之例示性形式。

電腦系統1400可經由網路、網路鏈路1420及通信介面1418發送訊息及接收資料，包括程式碼。在網際網路實例中，伺服器1430可經由網際網路1428、ISP 1426、區域網路1422及通信介面1418而傳輸用於應用程式之所請求程式碼。舉例而言，一個此類經下載應用程式可提供本文中所描述之技術中的一或多者。所接收程式碼可在其被接收時由處理器1404執行，及/或儲存於儲存裝置1410或其他非揮發性儲存器中以供稍後執行。以此方式，電腦系統1400可獲得呈載波之形式之應用程式碼。

在經編號條項之後續清單中揭示另外實施例： 1. 一種生產光子晶體光纖(PCF)預成型件之方法，其包含獲得複數個預成型毛細管；量測該複數個預成型毛細管中之每一者沿著其圓周之至少一部分在一或多個軸向位置處的壁厚度；至少基於一厚度準則自該複數個預成型毛細管選擇多個預成型毛細管，該厚度準則為沿著一預成型毛細管之至少一圓周部分的壁厚度與一標稱壁厚度不同不超過一最大厚度變化；及將該等選定預成型毛細管置放於一玻璃管(或護套管)中以形成具有該等選定預成型毛細管之至少一個環配置之一PCF預成型件；其中該等選定預成型毛細管經定向以使得該等選定預成型毛細管中之每一者之部分面向該玻璃管之一縱向軸線，在該等選定預成型毛細管中之每一者之該部分內，該等經量測壁厚度與該標稱壁厚度不同不超過該最大厚度變化，該玻璃管圍繞該縱向軸線實質上對稱。 2. 如條項1之方法，其中該置放步驟包含：組裝該等選定預成型毛細管以獲得一堆疊總成，其中該等選定預成型毛細管經定向以使得該等選定預成型毛細管中之每一者之該圓周部分面向該堆疊總成之一縱向軸線，在該圓周部分內，該經量測之壁厚度與該標稱壁厚度不同不超過該最大厚度變化，該堆疊總成圍繞該縱向軸線實質上對稱；及將該堆疊總成插入至該玻璃管中以形成該PCF預成型件。 3. 如條項1之方法，其中該置放步驟包含：將該等選定預成型毛細管中之一者插入至該玻璃管中；定向該插入之預成型毛細管使得該插入之預成型毛細管之部分面向玻璃管之該縱向軸線，在該插入預成型毛細管之該部分內，該等經量測之壁厚度與該標稱壁厚度不同不超過該最大厚度變化；將該插入之預成型毛細管固定至該玻璃管之內表面；使該玻璃管旋轉一預定義角度以允許插入另一選定預成型毛細管；及重複該等插入、定向、固定及旋轉步驟直至所有該等選定預成型毛細管已被插入及固定至該玻璃管為止。 4. 如任一前述條項之方法，其中獲得該複數個預成型毛細管之該步驟包含自複數個玻璃管拉伸該複數個預成型毛細管。 5. 如任一前述條項之方法，其中每一預成型毛細管之該壁厚度係藉助於一干涉光學感測器予以量測。 6. 如任一前述條項之方法，其中該量測步驟包含量測在沿著每一預成型毛細管之全長之至少一部分的複數個軸向位置處之該壁厚度。 7. 如前述條項中任一項之方法，其中該量測步驟進一步包含產生用於該複數個軸向位置中之每一者的一組方位角解析之壁厚度資料。 8. 如任一前述條項之方法，其中該量測步驟包含量測該複數個預成型毛細管中之每一者沿著其圓周之至少25%的壁厚度。 9. 如任一前述條項之方法，其中該量測步驟包含量測該複數個預成型毛細管中之每一者沿著其圓周之大部分或全部的壁厚度。 10. 如任一前述條項之方法，其中該圓周部分包含該圓周之至少25%。 11. 如任一前述條項之方法，其中該圓周部分包含該圓周之至少50%。 12. 如任一前述條項之方法，其中該標稱壁厚度係在進行該方法之前予以判定。 13. 如條項1至11中任一項之方法，其中該標稱壁厚度係基於該複數個預成型毛細管之該等經量測壁厚度予以判定。 14. 如條項13之方法，其中該判定該標稱壁厚度進一步包含藉由對該複數個預成型毛細管上之該等經量測之壁厚度進行平均化來判定一總體平均壁厚度。 15. 如條項14之方法，其中該判定一總體壁厚度包含判定每一預成型毛細管之每一毛細管平均壁厚度及將此等每毛細管平均壁厚度進行平均化。 16. 如條項15之方法，其中該判定每一毛細管平均壁厚度可包含：判定每個預成型毛細管之一或多個沿圓周平均化之壁厚度值，每一沿圓周平均化之壁厚度值係藉由將在一各別軸向位置處沿著該預成型毛細管之該圓周之至少一部分所量測的該等壁厚度進行平均化來獲得；及每毛細管平均化平均化該等沿圓周平均化之壁厚度值。 17. 如條項14之方法，其中該判定一總體壁厚度包含：判定每個預成型毛細管之一或多個沿圓周平均化之壁厚度值，每一沿圓周平均化之壁厚度值係藉由將在一各別軸向位置處沿著該預成型毛細管之該圓周之至少一部分所量測的該等壁厚度進行平均化來獲得；及平均化該等沿圓周平均化之壁厚度值。 18. 如任一前述條項之方法，其中該標稱壁厚度小於200 µm。 19. 如任一前述條項之方法，其中該標稱壁厚度小於180 µm。 20. 如任一前述條項之方法，其中該標稱壁厚度小於160 µm。 21. 如任一前述條項之方法，其中該標稱壁厚度小於140 µm。 22. 如任一前述條項之方法，其中該最大厚度變化小於15%。 23. 如任一前述條項之方法，其中該最大厚度變化小於10%。 24. 如任一前述條項之方法，其中該最大厚度變化小於5%。 25. 如任一前述條項之方法，其進一步包含針對每一預成型毛細管識別一壁部分，在該壁部分內，該等經量測厚度落在厚度範圍內。 26. 如任一前述條項之方法，其中該置放步驟進一步包含標記該等選定預成型毛細管中之每一者之該圓周部分的一中心區，在該中心區內，該等經量測壁厚度落在該厚度範圍內。 27. 如任一前述條項之方法，其中該等選定預成型毛細管之數目為至少六個。 28. 如任一前述條項之方法，其中該組裝步驟將該等預成型毛細管組裝成圍繞一空芯之單一環。 29. 一種生產光子晶體光纖(PCF)之方法，其包含：生產如前述條項中任一項之PCF預成型件；自該PCF預成型件拉伸一PCF支柱；及自該PCF支柱拉伸一最終PCF。 30. 一種PCF產品，其係使用如條項29之方法來生產。 31. 如條項30之PCF產品，其係一空芯PCF (HC-PCF)，其包含沿著該HC-PCF軸向地延伸之一空芯以及一包覆部分，該包覆部分具有沿著該HC-PCF環繞該空芯的預成型毛細管之單一環配置，其中該HC-PCF之該等預成型毛細管之壁厚度的變化小於其平均壁厚度的20%。 32. 一種PCF產品，其包含沿著HC-PCF軸向地延伸之一空芯以及一包覆部分，該包覆部分具有沿著該HC-PCF環繞該空芯的玻璃毛細管之單一環配置，其中該HC-PCF之該等玻璃毛細管之壁厚度的變化小於其平均壁厚度的20%。 33. 如條項31或32之PCF，其中該HC-PCF之該等毛細管之壁厚度的該變化小於其平均壁厚度的15%。 34. 如條項31至33中任一項之PCF，其中該HC-PCF之該等毛細管之壁厚度的該變化小於其平均壁厚度的10%。 35. 如條項31至34中任一項之PCF，其中該HC-PCF之該等毛細管之壁厚度的該變化小於其平均壁厚度的5%。 36. 如條項31至35中任一項之PCF，其中該HC-PCF之該等毛細管之該平均壁厚度小於200 nm。 37. 如條項31至36中任一項之PCF產品，其中該HC-PCF之該等預成型毛細管之該平均壁厚度小於180 nm。 38. 如條項31至37中任一項之PCF產品，其中該HC-PCF之該等預成型毛細管之該平均壁厚度小於160 nm。 39. 如條項31至38中任一項之PCF產品，其中該HC-PCF之該等預成型毛細管之該平均壁厚度小於140 nm。

儘管可在本文中特定地參考在IC製造中微影設備之使用，但應理解，本文中所描述之微影設備可具有其他應用。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設備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設備中。本發明之實施例可形成遮罩檢測設備、度量衡設備或量測或處理諸如晶圓(或其他基板)或遮罩(或其他圖案化裝置)之物件之任何設備之部分。此等設備通常可被稱作微影工具。此微影工具可使用真空條件或環境(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。以上描述意欲為繪示性，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。

2:寬頻帶輻射投影儀 4:光譜儀偵測器 6:基板 21:管狀毛細管 1200:方法 1210:步驟 1220:步驟 1230:步驟 1240:步驟 1300:方法 1310:步驟 1320:步驟 1330:步驟 1400:電腦系統 1402:匯流排 1404:處理器 1405:處理器 1406:主記憶體 1408:唯讀記憶體(ROM) 1410:儲存裝置 1412:顯示器 1414:輸入裝置 1416:游標控制件 1418:通信介面 1420:網路鏈路 1422:區域網路 1424:主機電腦 1426:網際網路服務提供者(ISP) 1428:網際網路 1430:伺服器 AM:對準標記 ANG:入射角 AS:對準感測器 B:輻射光束 BD:光束遞送系統 BE1:輻射光束 BE2:箭頭 BK:烘烤板 C:目標部分 CAP:玻璃毛細管 CAP-1:預成型毛細管 CAP-2:支柱毛細管 CAP-3:毛細管 CC:毛細管空腔 CH:冷卻板 CL:電腦系統 d:直徑 DE:顯影器 DET:偵測器 DGR:偵測光柵 HC:空芯 HC-2:空芯 IB:資訊攜載光束 IE:輸入端 IF:位置量測系統 IL:照明系統/照明器 I/O1:輸入/輸出埠 I/O2:輸入/輸出埠 IRD:輸入輻射 JT:護套管 LA:微影設備 LACU:微影控制單元 LB:裝載區 LC:微影單元 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 M ₁:遮罩對準標記 M ₂:遮罩對準標記 MA:圖案化裝置 MLO:量測位置/量測區域 MT:遮罩支撐件/度量衡工具/散射計 OE:輸出端 OF:光纖 OL:物鏡 ORD:寬頻帶輸出輻射 P ₁:基板對準標記 P ₂:基板對準標記 PD:光偵測器 PGR:投影光柵 PM:第一定位器 PRS:脈衝式泵浦輻射源 PS:投影系統 PU:處理單元 PW:第二定位器 RB:輻射光束 RDS:輻射源 RO:基板處置器或機器人 RSO:輻射源 RSV:儲集器 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 SO:輻射源 SP:照明光點/內支撐部分 SP-2:支撐部分 SP-3:支撐部分 SRI:自參考干涉計 ST:支撐管 TCU:塗佈顯影系統控制單元 TW1:第一透明窗 TW2:第二透明窗 W:基板 WM:工作介質/工作組分 WP:毛細管壁部分/大體上圓柱形壁部分 WT:基板支撐件

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描繪微影設備之示意性綜述； - 圖2描繪微影單元之示意性綜述； - 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描繪根據本發明之實施例的可包含輻射源的用作度量衡裝置之散射量測設備之示意性綜述； - 圖5描繪可包含根據本發明之實施例之輻射源的位階感測器設備之示意性綜述； - 圖6描繪可包含根據本發明之實施例之輻射源的對準感測器設備之示意圖綜述； - 圖7為可在橫向平面(亦即，垂直於光纖之軸線)中形成根據一實施例之輻射源之部分的空芯光纖的示意性橫截面圖； - 圖8描繪用於提供寬頻帶輸出輻射之根據一實施例之輻射源的示意性圖示； - 圖9之(a)及圖9之(b)示意性地描繪用於超連續光譜產生之空芯光子晶體光纖(HC-PCF)設計之實例的橫向截面； - 圖10之(a)、圖10之(b)及圖10之(c)展示分別在三個光纖拉伸階段拍攝且對應於預成型件、支柱及HC-PCF的三個橫向截面影像； - 圖11為HC-PCF (例如圖7中所展示之光纖)依據波長而變化的限制損耗的實例模擬； - 圖12展示根據一實施例之生產光子晶體光纖(PCF)預成型件之方法的流程圖； - 圖13展示根據一實施例的使用藉由例如圖12中所展示之方法生產之預成型件來生產PCF之方法之流程圖；且 - 圖14描繪用於控制寬頻帶輻射源之電腦系統的方塊圖。

1200:方法

1210:步驟

1220:步驟

1230:步驟

1240:步驟

Claims

一種生產光子晶體光纖(PCF)預成型件之方法，其包含獲得複數個預成型毛細管；量測該複數個預成型毛細管中之每一者沿著其圓周之至少一部分在一或多個軸向位置處的壁厚度；至少基於一厚度準則自該複數個預成型毛細管選擇多個預成型毛細管，該厚度準則為沿著一預成型毛細管之至少一圓周部分的壁厚度與一標稱壁厚度不同不超過一最大厚度變化；及將該等選定預成型毛細管置放於一玻璃管或護套管中以形成具有該等選定預成型毛細管之至少一個環配置之一PCF預成型件；其中該等選定預成型毛細管經定向以使得該等選定預成型毛細管中之每一者之部分面向該玻璃管之一縱向軸線，在該等選定預成型毛細管中之每一者之該部分內，該等經量測壁厚度與該標稱壁厚度不同不超過該最大厚度變化，該玻璃管圍繞該縱向軸線實質上對稱。
如請求項1之方法，其中該置放步驟包含：組裝該等選定預成型毛細管以獲得一堆疊總成，其中該等選定預成型毛細管經定向以使得該等選定預成型毛細管中之每一者之該圓周部分面向該堆疊總成之一縱向軸線，在該圓周部分內，該經量測之壁厚度與該標稱壁厚度不同不超過該最大厚度變化，該堆疊總成圍繞該縱向軸線實質上對稱；及將該堆疊總成插入至該玻璃管中以形成該PCF預成型件。
如請求項1之方法，其中該置放步驟包含：將該等選定預成型毛細管中之一者插入至該玻璃管中；定向該插入之預成型毛細管使得該插入之預成型毛細管之部分面向玻璃管之該縱向軸線，在該插入預成型毛細管之該部分內，該等經量測之壁厚度與該標稱壁厚度不同不超過該最大厚度變化；將該插入之預成型毛細管固定至該玻璃管之內表面；使該玻璃管旋轉一預定義角度以允許插入另一選定預成型毛細管；及重複該等插入、定向、固定及旋轉步驟直至所有該等選定預成型毛細管已被插入及固定至該玻璃管為止。
如請求項1至3中任一項之方法，其中獲得該複數個預成型毛細管之該步驟包含自複數個玻璃管拉伸該複數個預成型毛細管。
如請求項1至3中任一項之方法，其中每一預成型毛細管之該壁厚度係藉助於一干涉光學感測器予以量測。
如請求項1至3中任一項之方法，其中該量測步驟包含量測沿著每一預成型毛細管之全長之至少一部分在複數個軸向位置處之該壁厚度。
如請求項1至3中任一項之方法，其中該量測步驟進一步包含產生用於該複數個軸向位置中之每一者的一組方位角解析之壁厚度資料。
如請求項1至3中任一項之方法，其中該量測步驟包含量測該複數個預成型毛細管中之每一者沿著其圓周之至少25%的壁厚度。
如請求項1至3中任一項之方法，其中該圓周部分包含該圓周之至少25%。
如請求項1至3中任一項之方法，其中該標稱壁厚度小於200 µm。
如請求項1至3中任一項之方法，其中該最大厚度變化小於15%。
如請求項1至3中任一項之方法，其進一步包含針對每一預成型毛細管識別一壁部分，在該壁部分內，該等經量測厚度落在厚度範圍內。
如請求項1至3中任一項之方法，其中該置放步驟進一步包含標記該等選定預成型毛細管中之每一者之該圓周部分的一中心區，在該中心區內，該等經量測壁厚度落在厚度範圍內。
一種PCF產品，其包含沿著HC-PCF軸向地延伸之一空芯以及一包覆部分，該包覆部分具有沿著該HC-PCF環繞該空芯的玻璃毛細管之單一環配置，其中該HC-PCF之該等玻璃毛細管之壁厚度的變化小於其平均壁厚度的20%。
如請求項14之PCF產品，其中該HC-PCF之該等毛細管之該平均壁厚度小於200 nm。