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CN114945865A - 用于改善对宽带辐射生成的控制的方法、组件、和设备 - Google Patents

用于改善对宽带辐射生成的控制的方法、组件、和设备 Download PDF

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CN114945865A
CN114945865A CN202080092908.3A CN202080092908A CN114945865A CN 114945865 A CN114945865 A CN 114945865A CN 202080092908 A CN202080092908 A CN 202080092908A CN 114945865 A CN114945865 A CN 114945865A
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CN
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optical fiber
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fiber
length
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CN202080092908.3A
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H·萨贝特
帕特里克·塞巴斯蒂安·于贝尔
W·R·彭格斯
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ASML Holding NV
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Abstract

一种用于将输入辐射转换成宽带辐射的中空芯体光子晶体光纤(HC‑PCF)组件，所述中空芯体光纤组件包括：微结构化光纤，所述微结构化光纤具有中空芯体，所述中空芯体沿所述光纤的长度从被配置成接收输入辐射的输入端延伸至被配置成输出宽带辐射的输出端，其中所述光纤的所述中空芯体被配置成包含介质；和密度控制系统，所述密度控制系统被配置成控制所述介质的沿所述光纤的所述长度的至少一部分的密度分布，以建立沿所述光纤的所述长度的至少一部分的期望的零色散波长分布。

Description

用于改善对宽带辐射生成的控制的方法、组件、和设备
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年1月15日递交的欧洲申请20151863.6和于2020年2月12日递交的欧洲申请20156804.5的优先权，这些欧洲申请的全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
本发明涉及用于将输入辐射转换成宽带辐射的方法、组件和设备。特别地，本发明涉及控制光纤内的介质的密度分布。
背景技术
光刻设备是被构造成将期望的图案施加至衬底上的机器。光刻设备可以用于例如集成电路(IC)的制造中。光刻设备可以例如将图案形成装置(例如，掩模)处的图案(也常常称为“设计布局”或“设计”)投影至被设置在衬底(例如，晶片)上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。
为了将图案投影于衬底上，光刻设备可以使用电磁辐射。这种辐射的波长确定可以形成在衬底上的特征的最小尺寸。当前在使用中的典型波长是365nm(i线)、248nm、193nm和13.5nm。与使用例如具有193nm的波长的辐射的光刻设备相比，使用具有在4nm至20nm的范围内(例如6.7nm或13.5nm)的波长的极紫外(EUV)辐射的光刻设备可以用以在衬底上形成较小的特征。
低k1光刻可以用以处理具有小于光刻设备的经典分辨率极限的尺寸的特征。在这样的过程中，可以将分辨率公式表达为CD＝k1×λ/NA，其中，λ是所使用的辐射的波长、NA是光刻设备中的投影光学器件的数值孔径、CD是“临界尺寸”(通常是所印制的最小特征尺寸，但在这种情况下是半节距)且k1是经验分辨率因子。通常，k1越小，则在衬底上再现类似于由电路设计者规划的形状和尺寸以便实现特定电功能性和性能的图案就变得越困难。为了克服这些困难，可以将复杂的微调步骤应用至光刻投影设备和/或设计布局。这些步骤包括例如但不限于：NA的优化、自定义照射方案、相移图案形成装置的使用、设计布局的各种优化，诸如设计布局中的光学邻近效应校正(OPC，有时也称为“光学和过程校正”)，或通常被定义为“分辨率增强技术”(RET)的其它方法。替代地，用于控制光刻设备的稳定性的严格控制回路可以用以改善图案的在低k1下的再现。
在光刻领域中，许多不同的测量系统可以用以获得关于衬底上的被光刻图案化的结构的信息。量测可以例如用于被光刻图案化的结构的检查，和相关联的光刻图案化过程的分析。测量系统可以使用辐射以询问衬底上的结构，例如电磁辐射。归因于被图案化的特征的较小尺寸，用于检查和测量衬底和被图案化于其上的结构的性质的辐射的性质可能影响可以通过那些测量获得哪种信息。不同波长的辐射可以适于测量衬底上的不同性质。此外，束的品质可能影响得到的测量的品质。可能影响测量结果的辐射性质可以例如包括辐射束的大小和形状、辐射的强度和辐射的波长。波长和/或束尺寸可能例如影响可以在测量中进行区分的最小特征。不同的材料和/或结构也可以具有依赖于波长的反应(例如，归因于吸收、透射、干涉效应等)。因此，期望能够获得能够提供期望的辐射波长和束性质的辐射源。
发明内容
根据本公开的第一方面，提供一种用于将输入辐射转换成宽带辐射的中空芯体光子晶体光纤(HC-PCF)组件，所述中空芯体光纤组件包括：微结构化光纤，所述微结构化光纤具有中空芯体，所述中空芯体沿所述光纤的长度从被配置成接收输入辐射的输入端延伸至被配置成输出宽带辐射的输出端，其中，所述光纤的所述中空芯体被配置成包含介质；和密度控制系统，所述密度控制系统被配置成控制所述介质的沿所述光纤的所述长度的至少一部分的密度分布，以建立沿所述光纤的所述长度的至少一部分的期望的零色散波长分布。
可选地，所述期望的零色散波长分布可以被配置成增强光孤子捕获。
可选地，所述期望的零色散波长分布可以被配置成扩展由于调制不稳定性所生成的所述宽带辐射的波长范围。
可选地，所述期望的零色散波长分布可以被配置成增强光孤子与由所述HC-PCF在接收到所述输入辐射时所生成的色散波之间的相互作用。
可选地，所述期望的零色散波长分布可以被配置成增强所述HC-PCF的转换效率。
可选地，所述宽带辐射可以具有介于350nm至2000nm之间的连续波长范围。
可选地，沿所述光纤的所述长度的所述至少一部分的所述密度分布可以是负梯度分布。
可选地，所述密度控制系统可以包括温度控制系统，所述温度控制系统被配置成控制沿所述光纤的所述长度的所述至少一部分的温度。
可选地，所述中空芯体的所述直径可以沿所述光纤的所述长度的所述至少一部分变化。
可选地，所述中空芯体的所述直径可以沿所述光纤的所述长度的所述至少一部分减小。
可选地，所述介质可以包括氦、氖、氩、氪、氙、O2气体、N2气体中的至少一种。
可选地，所述中空芯体光纤可以是单环式光子晶体光纤。
可选地，所述中空芯体光纤可以包括包围中空芯体的毛细管的单个环。
可选地，所述宽带辐射可以包括超连续谱辐射。
可选地，所述宽带辐射可以包括在350nm至3000nm的范围内的一个或更多个波长。
根据本公开的另一方面，提供一种用于输出宽带辐射的辐射源，所述辐射源包括如上文所描述的中空芯体光纤组件以及泵浦辐射源，所述泵浦辐射源被配置成将处于泵浦波长的辐射耦合至所述中空芯体光纤中以用于在所述光纤内部生成宽带辐射。
根据本公开的另一方面，提供一种用于将输入辐射转换成宽带辐射的方法，所述方法包括：提供微结构化光纤，所述微结构化光纤具有中空芯体，所述中空芯体沿所述光纤的长度从输入端延伸至输出端，其中，所述光纤的所述中空芯体包含介质；在所述输入端处将输入辐射引导至所述中空芯体光纤中；控制所述介质的沿所述光纤的所述长度的至少一部分的密度分布，以建立沿所述光纤的所述长度的至少一部分的期望的零色散波长分布；以及在所述输出端处输出宽带辐射。
可选地，控制所述密度分布可以包括设置沿所述光纤的所述长度的所述至少一部分的负梯度分布。
可选地，控制所述密度分布可以包括控制沿所述光纤的所述长度的所述至少一部分的温度。
根据本公开的另一方面，提供一种量测装置，所述量测装置包括如上文所描述的辐射源。
根据本公开的另一方面，提供一种检查工具，所述检查工具包括如上文所描述的量测装置。
根据本公开的另一方面，提供一种量测工具，所述量测工具包括如上文所描述的量测装置。
根据本公开的另一方面，提供一种光刻设备，所述光刻设备包括如上文所描述的量测装置。
根据本公开的另一方面，提供一种光刻单元，所述光刻单元包括如上文所描述的量测装置。
附图说明
现在将仅作为示例参考随附示意性附图来描述本发明的实施例，在所述附图中：
-图1描绘光刻设备的示意性概述；
-图2描绘光刻单元的示意性概述；
-图3描绘整体光刻的示意性表示，其表示用以优化半导体制造的三种关键技术之间的协作；
-图4描绘散射仪的示意性表示；
-图5描绘水平传感器的示意性表示；
-图6描绘对准传感器的示意性表示；
-图7描绘中空芯体光纤组件的示意性表示；
-图8描绘示出中空芯体光子晶体光纤的示例性色散分布的曲线图。
具体实施方式
在本文件中，术语“辐射”和“束”用以涵盖所有类型的电磁辐射，包括紫外辐射(例如，具有为365nm、248nm、193nm、157nm或126nm的波长)和EUV(极紫外辐射，例如，具有在约5nm至100nm的范围内的波长)。
如本文中所使用的术语“掩模版”、“掩模”或“图案形成装置”可以被广义地解释为是指可以用以向入射辐射束赋予被图案化的横截面的通用图案形成装置，所述被图案化的横截面对应于待在衬底的目标部分中产生的图案。在这样的情境下，也可以使用术语“光阀”。除经典掩模(透射或反射；二元、相移、混合式等)以外，其它这样的图案形成装置的示例包括可编程反射镜阵列和可编程LCD阵列。
图1示意性地描绘光刻设备LA。所述光刻设备LA包括：照射系统(也称为照射器)IL，所述照射系统被配置成调节辐射束B(例如，UV辐射、DUV辐射或EUV辐射)；掩模支撑件(例如，掩模台)T，所述掩模支撑件被构造成支撑图案形成装置(例如，掩模)MA且连接至被配置成根据某些参数来准确地定位所述图案形成装置MA的第一定位器PM；衬底支撑件(例如，晶片台)WT，所述衬底支撑件被构造成保持衬底(例如，涂覆有抗蚀剂的晶片)W且连接至被配置成根据某些参数来准确地定位所述衬底支撑件的第二定位器PW；以及投影系统(例如，折射型投影透镜系统)PS，所述投影系统被配置成将由图案形成装置MA赋予至辐射束B的图案投影至衬底W的目标部分C(例如，包括一个或更多个管芯体)上。
在操作中，照射系统IL例如经由束传递系统BD从辐射源SO接收辐射束。照射系统IL可以包括用于引导、成形和/或控制辐射的各种类型的光学部件，诸如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型和/或其它类型的光学部件，或其任何组合。照射器IL可以用以调节辐射束B，以在图案形成装置MA的平面处在其横截面中具有期望的空间和角强度分布。
本文中所使用的术语“投影系统”PS应被广义地解释为涵盖适于所使用的曝光辐射和/或适于诸如浸没液体的使用或真空的使用之类的其它因素的各种类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、变形型、磁性型、电磁型和/或静电型光学系统，或其任何组合。可以认为本文中对术语“投影透镜”的任何使用都与更上位的术语“投影系统”PS同义。
光刻设备LA可以属于如下类型：其中，衬底的至少一部分可以由具有相对较高折射率的液体(例如，水)覆盖，以便填充投影系统PS与衬底W之间的空间-这也称为浸没光刻术。以引用方式并入本文中的US6952253中给出关于浸没技术的更多信息。
光刻设备LA也可以属于具有两个或更多个衬底支撑件WT(又名“双平台”)的类型。在这样的“多平台”机器中，可以并行地使用衬底支撑件WT，和/或可以对位于衬底支撑件WT中的一个衬底支撑件上的衬底W进行准备衬底W的后续曝光的步骤，同时将另一衬底支撑件WT上的另一衬底W用于在所述另一衬底W上曝光图案。
除了衬底支撑件WT以外，光刻设备LA也可以包括测量平台。测量平台被布置以保持传感器和/或清洁装置。传感器可以被布置以测量投影系统PS的性质或辐射束B的性质。测量平台可以保持多个传感器。清洁装置可以被布置以清洁光刻设备的部分，例如投影系统PS的部分或提供浸没液体的系统的部分。测量平台可以在衬底支撑件WT远离投影系统PS时在投影系统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T上的图案形成装置(例如，掩模)MA上，并且由存在于图案形成装置MA上的图案(设计布局)而图案化。在已横穿掩模MA的情况下，辐射束B穿过投影系统PS，投影系统PS将所述束聚焦至衬底W的目标部分C上。借助于第二定位器PW和位置测量系统IF，可以准确地移动衬底支撑件WT，例如以便使不同的目标部分C在辐射束B的路径中定位在被聚焦且对准的位置处。类似地，第一定位器PM和可能地另一位置传感器(其未在图1中明确地描绘的)可以用以相对于辐射束B的路径来准确地定位图案形成装置MA。可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置MA和衬底W。虽然如所图示的衬底对准标记P1、P2占据专用目标部分，但所述标记可以位于目标部分之间的空间中。当衬底对准标记P1、P2位于目标部分C之间时，这些衬底对准标记P1、P2被称为划线对准标记。
如图2中示出，光刻设备LA可以形成光刻单元LC(有时也称为光刻元或(光刻)簇)的部分，光刻单元LC常常也包括用以对衬底W执行曝光前过程和曝光后过程的设备。通常，这些设备包括用以沉积抗蚀剂层的旋涂器SC、用以显影曝光后的抗蚀剂的显影器DE、例如用于调节衬底W的温度(例如，用于调节抗蚀剂层中的溶剂)的激冷板CH和焙烤板BK。衬底输送设备或机器人RO从输入/输出端口I/O1、I/O2拾取衬底W、在不同的过程设备之间移动衬底W且将衬底W传递至光刻设备LA的进料台LB。光刻单元中常常也统称为轨道或涂覆显影系统的装置通常是在轨道或涂覆显影系统控制单元TCU的控制下，轨道或涂覆显影系统控制单元TCU自身可能受到管理控制系统SCS控制，管理控制系统SCS也可以例如经由光刻控制单元LACU来控制光刻设备LA。
为了正确且一致地曝光由光刻设备LA曝光的衬底W，期望检查衬底以测量被图案化的结构的性质，诸如后续层之间的重叠误差、线厚度、临界尺寸(CD)等。出于这种目的，可以在光刻单元LC中包括检查工具(图中未示出)。尤其是在同一批量或批次的其它衬底W仍待曝光或处理之前进行检查的情况下，如果检测到误差，则可以对后续衬底的曝光或对待对衬底W执行的其它处理步骤进行例如调整。
也可以称为量测设备的检查设备用以确定衬底W的性质，并且尤其确定不同衬底W的性质如何变化或与同一衬底W的不同层相关联的性质在不同层间如何变化。检查设备可以替代地构造成识别衬底W上的缺陷，并且可以例如为光刻单元LC的部分，或可以集成至光刻设备LA中，或甚至可以是单独的装置。检查设备可以测量潜像(在曝光之后在抗蚀剂层中的图像)的性质，或半潜像(在曝光后焙烤步骤PEB之后在抗蚀剂层中的图像)的性质，或显影后的抗蚀剂图像(其中，抗蚀剂的曝光部分或未曝光部分已被移除)的性质，或甚至蚀刻后的图像(在诸如蚀刻的图案转印步骤之后)的性质。
通常光刻设备LA中的图案化过程是在处理中的最关键步骤之一，该最关键步骤需要衬底W上的结构的尺寸标定和放置的高准确度。为了确保这种高准确度，可以将三个系统组合于所谓的“整体”控制环境中，如图3示意性地描绘的，这些系统中的一个系统是光刻设备LA，所述光刻设备(实际上)连接至量测工具MT(第二系统)且连接至计算机系统CL(第三系统)。这种“整体”环境的关键在于优化这种三个系统之间的协作以增强总体过程窗口且提供严格控制回路，从而确保由光刻设备LA执行的图案化保持在过程窗口内。过程窗口限定过程参数(例如，剂量、焦距、重叠)的范围，在所述过程参数的范围内特定制造过程得到所限定的结果(例如，功能半导体器件)-通常在所述过程参数范围内，光刻过程或图案化过程中的过程参数被允许变化。
计算机系统CL可以使用待图案化的设计布局(的部分)以预测使用哪种分辨率增强技术且执行计算光刻模拟和计算以确定哪种掩模布局和光刻设备设置实现图案化过程的最大总体过程窗口(在图3中由第一标尺SC1中的双箭头描绘)。通常，分辨率增强技术被布置以匹配于光刻设备LA的图案化可能性。计算机系统CL也可以用以检测光刻设备LA当前正在过程窗口内何处操作(例如，使用来自量测工具MT的输入)，以预测归因于例如次优处理而是否可能存在缺陷(在图3中由第二标尺SC2中的指向“0”的箭头描绘)。
量测工具MT可以将输入提供至计算机系统CL以实现准确模拟和预测，并且可以将反馈提供至光刻设备LA以识别例如光刻设备LA的校准状态中的可能漂移(在图3中由第三标尺SC3中的多个箭头描绘的)。
在光刻过程中，期望频繁地进行所产生的结构的测量例如以用于过程控制和验证。用以进行这样的测量的工具通常被称为量测工具MT。用于进行这样的测量的不同类型的量测工具MT是众所周知的，包括扫描电子显微镜或各种形式的散射仪量测工具MT。散射仪是多功能仪器，所述多功能仪器允许通过在光瞳或与散射仪的物镜的光瞳共轭的平面中具有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)，或通过在像平面或与像平面共轭的平面中具有传感器来测量光刻过程的参数，在这种情况下测量通常称为基于图像或场的测量。全文以引用方式并入本文中的专利申请US20100328655、US2011102753A1、US20120044470A、US20110249244、US20110026032或EP1,628,164A中进一步描述这样的散射仪和相关联测量技术。前述散射仪可以使用来自软x射线和可见光至近IR波长范围的光来测量光栅。
在第一实施例中，散射仪MT是角分辨散射仪。在这样的散射仪中，重构方法可以应用于所测量的信号以重构或计算光栅的性质。这种重构可以例如由模拟散射辐射与目标结构的数学模型的相互作用且比较模拟结果与测量的结果而引起。调整数学模型的参数，直到所模拟的相互作用产生类似于从真实目标观测到的衍射图案的衍射图案。
在第二实施例中，散射仪MT是光谱散射仪MT。在这样的光谱散射仪MT中，由辐射源发射的辐射被引导至目标上且来自目标的反射或散射辐射被引导至光谱仪检测器上，所述光谱仪检测器测量镜面反射辐射的光谱(即，作为波长的函数的强度的测量结果)。根据这种数据，可以例如通过严格耦合波分析和非线性回归或通过与模拟光谱库比较来重构产生所检测的光谱的目标的结构或轮廓。
在第三实施例中，散射仪MT是椭圆测量散射仪。椭圆测量散射仪允许通过测量针对每个偏振状态的散射辐射来确定光刻过程的参数。这种量测设备通过在量测设备的照射区段中使用例如适当的偏振滤波器来发射偏振光(诸如线性、圆形或椭圆)。适于量测设备的源也可以提供偏振辐射。全文以引用方式并入本文中的美国专利申请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中描述现有椭圆测量散射仪的各个实施例。
已知散射仪的示例常常依赖于专用量测目标的供应，诸如，欠填充的目标(呈简单光栅或不同层中的叠置光栅的形式的目标，其足够大使得测量束生成小于光栅的斑)或过填充的目标(从而照射斑部分或完全包含所述目标)。另外，使用量测工具(例如，照射诸如光栅的欠填充的目标的角分辨散射仪)会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且比较模拟结果与测量的结果来计算光栅的性质。调整模型的参数直到所模拟的相互作用产生类似于从真实目标所观测的衍射图案的衍射图案。
在散射仪MT的一个实施例中，散射仪MT被调适以通过测量反射光谱和/或检测配置中的不对称性(所述不对称性与重叠的范围有关)来测量两个未对准光栅或周期性结构的重叠。可以将两个(通常叠置)光栅结构施加于两个不同层(不必是连续层)中，并且所述两个光栅结构可以形成为处于晶片上大致相同的位置。散射仪可以具有如例如共同拥有的专利申请EP1，628,164A中所描述的对称检测配置，使得任何不对称性是可明确区分的。这提供用以测量光栅中的未对准的直接的方式。可以在全文以引用方式并入本文中的PCT专利申请公布号WO 2011/012624或美国专利申请号US 20160161863中找到关于包含作为目标的周期性结构的两个层之间的重叠误差经由所述周期性结构的不对称性来测量的另外的示例。
其它所关注的参数可以是焦距和剂量。可以通过如全文以引用方式并入本文中的美国专利申请US2011-0249244中所描述的散射测量(或替代地通过扫描电子显微法)同时确定焦距和剂量。可以使用具有针对焦距能量矩阵(FEM-也称为焦距曝光矩阵)中的每个点的临界尺寸和侧壁角测量的独特组合的单个结构。如果可以得到临界尺寸和侧壁角的这些独特组合，则可以根据这些测量唯一地确定焦距和剂量值。
量测目标可以是通过光刻过程主要在抗蚀剂中形成且也在例如蚀刻过程之后形成的复合光栅的总体。通常，光栅中的结构的节距和线宽很大程度上依赖于测量光学器件(尤其是光学器件的NA)以能够捕获来自量测目标的衍射阶。如较早所指示的，衍射信号可以用以确定两个层之间的移位(也称为“重叠”)或可以用以重构如通过光刻过程所产生的原始光栅的至少一部分。这种重构可以用以提供光刻过程的品质的指导，并且可以用以控制光刻过程的至少一部分。目标可以具有较小的子分段，所述子分段被配置成模仿目标中的设计布局的功能性部分的尺寸。归因于这种子分段，目标将表现得更类似于设计布局的功能性部分，使得总体过程参数测量更好地类似于设计布局的功能性部分。可以在欠填充模式中或在过填充模式中测量目标。在欠填充模式中，测量束生成小于总体目标的斑。在过填充模式中，测量束生成大于总体目标的斑。在这样的过填充模式中，也可能同时测量不同的目标，因此同时确定不同的处理参数。
使用特定目标进行的光刻参数的总体测量品质至少部分由用以测量这种光刻参数的测量选配方案确定。术语“衬底测量选配方案”可以包括测量自身的一个或更多个参数、所测量的一个或更多个图案的一个或更多个参数，或这两者。例如，如果用于衬底测量选配方案中的测量为基于衍射的光学测量，则测量的参数中的一个或更多个可以包括辐射的波长、辐射的偏振、辐射相对于衬底的入射角、辐射相对于衬底上的图案的定向，等等。用以选择测量选配方案的准则之一可以是例如测量参数中的一个测量参数对于处理变化的敏感度。全文以引用方式并入本文中的美国专利申请US2016-0161863和已公布的美国专利申请US 2016/0370717A1中描述更多示例。
图4中描绘量测设备，诸如散射仪SM1。所述散射仪SM1包括将辐射投影至衬底6上的宽带(白光)辐射投影仪2。反射或散射辐射传递至光谱仪检测器4，所述光谱仪检测器测量镜面反射辐射的光谱10(即，作为波长λ的函数的强度INT的测量结果)。根据这种数据，可以，例如，通过严格耦合波分析和非线性回归，或通过与图4的底部处所示出的模拟光谱库的比较，由处理单元PU重构引起所检测的光谱的结构或分布。通常，对于重构，结构的一般形式是已知的，并且根据用来制造结构的过程的知识来假定一些参数，从而仅留下结构的几个参数待根据散射测量数据来确定。这种散射仪可以配置为正入射散射仪或斜入射散射仪。
形貌测量系统、水平传感器或高度传感器(并且形貌测量系统、水平传感器或高度传感器可以集成于光刻设备中)被布置以测量衬底(或晶片)的顶部表面的形貌。可以从指示作为在衬底上的位置的函数的衬底的高度的这些测量结果生成衬底的形貌图(也称为高度图)。这种高度图可以随后用以在将图案转印于衬底上期间校正衬底的位置，以便在衬底上的适当聚焦位置处提供图案形成装置的空间图像。应理解，“高度”在这种情境下是指相对于衬底大致在平面之外的尺寸(也称为Z轴)。通常，水平或高度传感器在固定部位(相对于其自身光学系统)处执行测量，并且衬底与水平或高度传感器的光学系统之间的相对移动导致在整个衬底上的部位处进行高度测量。
图5中示意性地示出如本领域中已知的水平或高度传感器LS的示例，图5仅图示操作原理。在这个示例中，水平传感器包括光学系统，所述光学系统包括投影单元LSP和检测单元LSD。投影单元LSP包括提供辐射束LSB的辐射源LSO，所述辐射束由投影单元LSP的投影光栅PGR赋予。辐射源LSO可以是例如窄带或宽带辐射源，诸如超连续谱光源，偏振或非偏振、脉冲或连续，诸如偏振或非偏振激光束。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不限于可见光辐射，但另外地或替代地，可以涵盖UV和/或IR辐射和适于从衬底的表面反射的任何波长范围。
投影光栅PGR为包括周期性结构的周期性光栅，所述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被引导朝向衬底W上的测量部位MLO，所述辐射束相对于垂直于入射衬底部表面的轴线(Z轴)具有介于0度与90度之间、通常介于70度与80度之间的入射角ANG。在测量部位MLO处，被图案化的辐射束BE1由衬底W反射(由箭头BE2指示)且被引导朝向检测单元LSD。
为了确定测量部位MLO处的高度水平，水平传感器还包括检测系统，所述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(图中未示出)。检测光栅DGR可以与投影光栅PGR相同。检测器DET产生检测器输出信号，所述检测器输出信号指示所接收的光，例如指示所接收的光的强度，诸如光检测器，或表示所接收的强度的空间分布，诸如相机。检测器DET可以包括一种或更多种检测器类型的任何组合。
借助于三角测量技术，可以确定测量部位MLO处的高度水平。所检测的高度水平通常与如由检测器DET所测量的信号强度有关，所述信号强度具有尤其依赖于投影光栅PGR的设计和(倾斜)入射角ANG的周期性。
投影单元LSP和/或检测单元LSD可以包括沿投影光栅PGR与检测光栅DGR之间的被图案化的辐射束的路径的其它光学元件，诸如透镜和/或反射镜(图中未示出)。
在实施例中，可以省略检测光栅DGR，并且可以将检测器DET放置于检测光栅DGR所位于的位置处。这种配置提供对投影光栅PGR的图像的更直接的检测。
为了有效地覆盖衬底W的表面，水平传感器LS可以被配置成将测量束BE1的阵列投影至衬底W的表面上，由此生成覆盖较大测量范围的测量区域MLO或斑的阵列。
例如在两者以引用方式并入的US7265364和US7646471中公开一般类型的各种高度传感器。在以引用方式并入的US2010233600A1中公开使用UV辐射而不是可见光或红外辐射的高度传感器。在以引用方式并入的WO2016102127A1中，描述使用多元件检测器来检测和识别光栅图像的位置而无需检测光栅的紧凑型高度传感器。
在复杂器件的制造中，通常执行许多光刻图案化步骤，由此在衬底上的连续层中形成功能性特征。因此，光刻设备的性能的关键方面为能够(通过相同的设备或不同的光刻设备)相对于铺设于先前层中的特征正确且准确地放置所施加的图案。出于这种目的，衬底设置有一组或更多组标记。每个标记为稍后可以使用位置传感器(通常是光学位置传感器)测量其位置的结构。位置传感器可以被称为“对准传感器”且标记可以被称为“对准标记”。
光刻设备可以包括一个或更多个(例如，多个)对准传感器，通过所述一个或更多个对准传感器可以准确地测量被设置在衬底上的对准标记的位置。对准(或位置)传感器可以使用光学现象，诸如衍射和干涉，以从形成在衬底上的对准标记获得位置信息。用于当前光刻设备中的对准传感器的示例是基于如US6961116中所描述的自参考干涉仪。已开发出位置传感器的各种增强和修改，例如US2015261097A1中所公开的。所有这些公布的内容以引用方式并入本文中。
标记或对准标记可以包括形成在被设置在衬底上的层上或层中或(直接)形成在衬底中的一系列栅条。所述栅条可以规则地间隔开且用作光栅线，使得标记可以被视为具有众所周知的空间周期(节距)的衍射光栅。依赖于这些光栅线的定向，标记可以被设计为允许测量沿X轴或沿Y轴(Y轴被定向成大致垂直于X轴)的位置。包括以相对于X轴和Y轴两者成+45度和/或-45度布置的栅条的标记允许使用如以引用方式并入的US2009/195768A中所描述的技术进行组合的X和Y测量。
对准传感器利用辐射斑光学地扫描每个标记，以获得周期性变化的信号，诸如正弦波。分析这种信号的相位，以确定标记的位置，并且因此确定衬底相对于对准传感器的位置，所述对准传感器又相对于光刻设备的参考坐标系是固定的。可以提供与不同的(粗略和精细)标记尺寸相关的所谓的粗略标记和精细标记，使得对准传感器可以区分周期性信号的不同循环，以及在循环内的确切位置(相位)。也可以出于这种目的来使用不同节距的标记。
测量标记的位置也可以提供关于提供有例如呈晶片栅格的形式的标记的衬底的变形的信息。衬底的变形可以通过例如衬底静电夹持至衬底台和/或当衬底曝光至辐射时衬底加热而出现。
图6是诸如例如在US6961116中所描述且以引用方式并入的已知对准传感器AS的实施例的示意性框图。辐射源RSO提供具有一个或更多个波长的辐射束RB，所述辐射束作为照射斑SP由转向光学器件转向至标记(诸如位于衬底W上的标记AM)上。在这个示例中，转向光学器件包括斑反射镜SM和物镜OL。照射斑SP(标记AM由所述照射斑照射)的直径可以稍微小于标记自身的宽度。
由标记AM衍射的辐射(在这个示例中经由物镜OL)被准直成信息承载束IB。术语“衍射”意图包括来自标记的零阶衍射(零阶衍射可以被称为反射)。例如属于上文提及的US6961116中所公开的类型的自参考干涉仪SRI以自身干涉束IB，之后束由光检测器PD接收。可以包括额外的光学器件(图中未示出)以在由辐射源RSO产生多于一个波长的情况下提供单独的束。光检测器可以是单个元件，或光检测器根据需要可以包括多个像素。光检测器可以包括传感器阵列。
在这个示例中包括斑反射镜SM的转向光学器件也可以用以阻挡从标记反射的零阶辐射，使得信息承载束IB仅包括来自标记AM的高阶衍射辐射(这对于测量不是必需的，但改善了信噪比)。
将强度信号SI供应至处理单元PU。通过区块SRI中的光学处理与单元PU中的计算处理的组合，输出衬底上相对于参考坐标系的X位置的值和Y位置的值。
所图示类型的单个测量仅将标记的位置固定于对应于所述标记的一个节距的某一范围内。结合这种测量来使用较粗略的测量技术，以识别正弦波的哪个周期包含所标记的位置的周期。可以在不同的波长下重复较粗略和/或较精细水平下的相同过程，以用于提高准确度和/或用于稳固地检测标记，而与制成标记的材料和上方和/或下方设置有所述标记的材料无关。可以光学地复用和解复用所述波长以便同时处理所述波长，和/或可以通过分时或分频而复用所述波长。
在这个示例中，对准传感器和斑SP保持静止，而衬底W移动。对准传感器因此可以刚性且准确地安装至参考坐标系，同时在与衬底W的移动方向相反的方向上有效地扫描标记AM。在这样的移动中通过衬底W被安装在衬底支撑件上且衬底定位系统控制衬底支撑件的移动来控制衬底W。衬底支撑件位置传感器(例如，干涉仪)测量衬底支撑件(图中未示出)的位置。在实施例中，一个或更多个(对准)标记被设置在衬底支撑件上。对被设置在衬底支撑件上的标记的位置的测量允许校准如由位置传感器确定的衬底支撑件的位置(例如，相对于对准系统连接至的框架)。对被设置在衬底上的对准标记的位置的测量允许确定衬底相对于衬底支撑件的位置。
量测工具MT，诸如如上文所描述的散射仪、水平传感器和对准传感器，可以使用辐射以执行测量。辐射可以是电磁辐射。辐射可以是光辐射，例如包括电磁光谱的红外部分、可见光部分和/或紫外部分中的一个或更多中的波长。辐射可以包括在电磁光谱的深紫外DUV、极紫外EUV(例如，1nm至100nm)和/或软X射线SXR(例如，0.1nm至10nm)部分中的波长。量测工具MT可以包括或连接至辐射源。通过量测工具MT执行的测量的类型和品质可能受所使用的辐射的性质影响。可以通过不同类型的源提供不同类型的辐射。一些源可以提供在单个波长下或在窄波长范围内的辐射。一些源可以提供在多波长下(例如，在宽带波长范围内)的辐射。用于生成辐射的物理效应和技术可以依赖于波长范围的一个或更多个波长和/或宽度而不同。例如，提供宽带辐射的源可以使用窄带或单个波长辐射的光谱增宽。具有宽带辐射源可以是有利的，这是因为其可以使得能够执行较宽范围的测量，从而利用可获得的不同波长。为了提供高质量宽带辐射源，可能期望对由源输出的辐射进行大量控制。所述控制可以例如是提供在整个期望的波长范围内的辐射，和/或控制辐射束性质，诸如，例如，束的强度、尺寸和形状。已增加对由源输出的辐射的控制可能引起改善的测量结果。本文中描述用于提供改善的宽带辐射源的方法和组件。
可以使用非线性过程来生成宽带辐射。非线性过程可能需要高效地激发高辐射强度。这可以例如通过将高强度辐射耦合至光纤来实现。在光纤芯体内，可以获得较强局部强度的辐射。光纤可以是光子晶体光纤(PCF)，光子晶体光纤可以实现例如在光纤芯体内的辐射的较强限制。这可以导致提供局部高强度的辐射。非线性过程还可能需要其中可能发生非线性过程的非线性介质。这种非线性介质可以例如为非线性晶体或非线性流体，例如非线性气体或气体混合物。非线性介质可以被设置在光纤内。光纤可以是中空芯体光子晶体光纤(HC-PCF)，其中，非线性介质(诸如，非线性流体)可以被设置在中空芯体内。高强度辐射然后可以在很大程度上被限制在光纤的中空芯体内，从而允许高强度辐射与非线性介质相互作用以用于生成宽带辐射。中空芯体光纤，诸如中空芯体光子晶体光纤可以例如用于从在一个或更多个泵浦波长下所提供的输入辐射生成超连续谱辐射。
沿其长度具有均一性质的光纤，例如沿其长度具有均一横截面和均一介质性质的光纤，可能不会提供用于宽带波长生成的最优条件。这可以例如归因于色散和/或光学非线性，这意味着不同波长将随着辐射沿光纤长度传播而经历不同性质。具体地，沿被限制在光纤内的辐射的传播方向的均一性质可能影响具有较短波长的辐射(例如，UV、DUV、EUV、SXR辐射)的生成的有效性。沿光纤长度的均一性质也可能负面地影响泵浦生成至宽带生成的转换效率，并且也可能导致在整个宽带光谱内所生成的强度的差异。因此，本文中提议提供对沿光纤的一个或更多个条件的控制，以提供用于改善宽带辐射生成过程的方面的非均一性质。
通常，本文中公开用于将输入辐射转换成宽带辐射的中空芯体光纤组件。图7描绘中空芯体光纤组件100的示意性表示。所述中空芯体光纤组件100包括具有中空芯体104的光纤102，所述中空芯体沿光纤的长度从光纤的输入端106延伸至输出端108。输入端106被配置成接收输入辐射202，并且输出端108被配置成输出宽带辐射204。光纤的中空芯体104可以包含介质110。具有中空芯体104的光纤102也可以称为中空芯体光纤102。从输入辐射202至宽带辐射204的转换可以包括经由输入辐射202与介质110的相互作用而生成宽带辐射204。所述组件还包括密度控制系统112，所述密度控制系统被配置成控制介质110沿光纤102的长度的至少一部分的密度分布。可以依赖于沿光纤102的长度的至少一部分的期望的零色散波长分布来控制密度分布。期望的零色散波长分布通常与相关联于宽带辐射204的波长光谱的期望的特性和/或输入辐射至宽带辐射204的转换效率相关联。因此，替代地依赖于与宽带辐射204的波长光谱相关联的特性和/或输入辐射至宽带辐射204的转换效率来控制密度分布。光纤102可以可选地设置于储集器114内。
提供具有密度控制系统的中空芯体光纤组件的优点为：介质的密度可以沿光纤的长度而不同，以沿光纤的至少一部分提供非均一或非均匀性质。可以设置光纤的密度分布以影响所生成的宽带辐射。与波长光谱相关联的特性可以被视为能够调谐辐射光谱的性质或参数。所述特性可以与中空芯体光纤组件的色散分布(通常是零色散波长分布)相关联，这是因为所述色散可以用以调谐辐射光谱。基于组件的色散分布，可以导出其它性质，诸如零色散波长分布和群速度。可能受影响的特性的示例包括例如宽带辐射的波长范围、针对在整个宽带波长范围内的不同波长所生成的强度。针对宽带辐射波长范围中的一些或全部，受控密度分布也可以影响从输入辐射至宽带输出辐射的转换效率。还可以控制密度分布以减少输出宽带辐射中的噪声。
另外参考：Song Z等人：“温度控制式气体填充中空纤维中的飞秒脉冲传播(Femtosecond pulse propagation in temperature controlled gas-filledHollowfiner)”，Optics Communications，Elsevier，Amsterdam，NL，第281卷，第15-16期，2008年8月1日，第4109-4113页，ISSN：0030-4018，DOI：10.1016/J.OPTCOM.2008.04.037，从现在起简称为“Song”。Song在第3节中描述了一种基于温度控制的方法，所述方法沿管的长度施加密度梯度。与本文件中公开的本发明相比，由Song的密度控制系统实现的密度梯度与光纤内的零色散波长的任何行为无关联，正如可以从没有零色散机制适用于Song的光纤配置的事实而推断出的。后者可以从Song的方程式8推导出来，从而证明对于任何波长，折射率都超过1(因此沿光纤的任何地方都将不会出现零色散)。此外，Song的光纤不是微结构化的(与根据本发明的光纤相比)，并且(因此)宽带辐射产生不是基于本文件中提到的任何非线性机制(诸如调制不稳定性)，如也可以从Song使用的非常高的脉冲能量推断出的(＞＞uJ范围，与在微结构纤维内启动的非线性过程相关联)。
输入辐射至宽带输出辐射的转换可以包括在光纤的中空芯体内部的辐射的超连续谱生成。超连续谱生成可以包括通过调制不稳定性启动的过程。在示例性实施例中，调制不稳定性可以被认是在两个单独的阶段中发生。在第一阶段中，可以在异常色散体系中将输入辐射转换成光孤子簇射，即其中，β2＜0的色散体系，其中，β2与作为波长的函数的折射率n的二阶导数成比例。这可以在沿中心光纤的长度的第一部分中发生，例如沿中空芯体光纤的前10cm至15cm中发生。光孤子是对非线性波方程式的解。线性色散与光纤的设计之间的相互作用以及光纤内的非线性效应可能影响由光纤内的光孤子所经历的色散。与光纤内的光孤子相关联的一些能量可以延伸到正常色散体系(β2＞0，折射率n随着波长增加而减小)中。在第二阶段，正常色散体系中的能量可以激发色散波(即，非光孤子波封包(packet))。可以在与泵浦波长不同的波长下激发所述色散波。激发波可以包括具有大致短于光孤子波长的波长的波。
在沿其长度具有均一性质的光纤中，满足实现和/或优化以上所描述的超连续谱辐射生成的过程所需的条件可能具有挑战性。满足起来可能具有挑战性的一些条件可以包括获得用于中空芯体光纤的零色散波长落入适于光孤子连续谱形成的范围内的条件。为了高效地形成调制不稳定性启动的光孤子连续谱，可能期望中空芯体光纤的零色散波长处于或接近输入辐射的波长。零色散波长应进一步落入异常色散体系中使得可以形成光孤子连续谱。也期望用于中空芯体光纤的色散分布围绕零色散波长是相对平坦的，这是因为当色散分布更平坦时，针对较宽的波长范围可以满足或近似相位匹配条件。针对较宽的波长范围的这种更接近的近似可能导致针对较宽波长范围的更高效的超连续谱生成。
可能具有满足挑战性或满足起来可能具有挑战性的针对超连续谱辐射的另一条件可能是实现待生成的光孤子与色散波之间的组匹配。为了使光孤子连续谱将能量高效地转移至色散波，需要将光孤子和色散波群速度匹配。群速度匹配条件受到光纤的色散影响。中空芯体光纤内的色散可能受到光纤自身的设计、以及光纤的材料和中空芯体内部的介质的影响。然而，色散性质相对受约束，这意味着设计改变对得到的色散可以具有有限的影响。当输入波长与所生成的色散波长之间的波长差较大时，实现群速度匹配也可能是较困难的。输入辐射可以具有比所生成的所关注的辐射更长的一个或更多个波长。输入辐射可以例如包括在光谱的红外部分中的一个或更多个波长(例如，处于1550nm)。结果，可能更难以满足和/或近似针对所生成的较短的波长的群速度匹配。
此外，对于较短的波长，例如DUV、EUV和/或250nm或低于250nm的SXR波长，色散曲线和斜率可以变得由介质的色散性质支配，所述色散曲线和斜率可能显著地偏离优选平坦的色散曲线配置。对于较短的波长，色散曲线可能变陡。结果，短波长可以在沿其长度具有均一性质的中空芯体光纤内部经历较强的色散。除了中空芯体光纤内的色散增加，较陡的色散曲线也减小了满足和/或近似群速度匹配所沿的波长范围。为了补偿色散，可以沿光纤的长度的至少一部分提供非均一设计。例如，为了实现沿光纤的长度的群速度匹配，与光纤的输入端相比，可以在光纤的输出端处提供更小的芯体直径以补偿色散。沿中空芯体光纤的长度的至少一部分提供非均一性可以解决针对较短的波长所存在的色散。这可以使得超连续谱生成对于较短的波长更高效。结果，所生成的波长范围可以针对在光谱的UV、DUV、EUV和/或SRX部分中的波长而移位或被改善。
可以具有满足挑战性或满足起来具有挑战性的针对超连续谱辐射的另一条件可以是如何实现色散波捕获以实现提高的效率。在适当条件下，由光孤子生成的色散波可以由所述光孤子捕获。被捕获的波和光孤子可以沿光纤一起传播。这可以增加光孤子与色散波之间的相互作用的量，这意味着可以显著增加从光孤子至波的能量的转移。为了使色散捕获发生，光孤子的群速度在光孤子沿光纤传播时需要减小。当光孤子沿光纤传播时，所述光孤子可以自移位至较长的波长。从光孤子生成的相关联色散波可以相反地移位至较短的波长。在实芯体光纤中，由于拉曼自频移效应，可以实现群速度的这种减小，其中，光孤子光谱中的能量从较短的波长转移至较长的波长。在一些中空芯体光纤(例如，惰性气体填充的中空芯体光纤)中，这种拉曼效应可能不存在。当辐射沿均一中空芯体光纤行进时，仍可能发生至较长的波长的移位和群速度的相关联的减小。然而，群速度减小的量可能有限，从而导致对色散波捕获的有限的支持。为了发生色散波捕获，可以给出光纤的至少一部分的非均一设计，以促进传播通过光纤的辐射的群速度减小。这可以例如通过使光纤向下渐缩来实现，例如减小光纤的输入端与输出端之间的光纤的芯体的直径。
可以具有满足挑战性或满足起来具有挑战性的针对超连续谱辐射的另一条件可以是光孤子能量匹配。当光孤子沿光纤的长度传播时，光孤子可以向其正生成的色散波损失能量，和/或向在光纤内部的传播损失损失能量。为了增加由光孤子进行的辐射的超连续谱生成，可能期望维持光孤子阶数。例如，可能期望不扰动光孤子，并且减少针对与色散波生成无关的光孤子的损失。维持光孤子阶数的一种示例方式可以是在光孤子沿光纤传播时增加由光孤子经历的非线性，而不改变光纤的色散性质。这可以例如通过沿光纤的长度具有介质密度和/或光纤结构/设计的非均一分布来实现。
基于与满足和/或改善以上所描述的超连续谱生成有关的挑战，提供沿中空芯体光纤的至少一部分的非均一密度分布可以用以改善超连续谱生成过程的效率和/或控制超连续谱生成过程。与宽带辐射的波长光谱相关联的特性因此可以包括零色散波长(分布)、沿光纤的群速度分布、用于沿光纤传播的辐射的色散曲线的轮廓中的一个或更多个。调谐中空芯体光纤组件的色散(零色散波长)分布和非线性进而可能影响所生成的辐射的波长范围。从输入辐射至宽带辐射的转换效率可以针对宽带辐射范围中的波长中的一些或全部而被改善。
中空芯体光纤组件的密度控制系统可以提供沿光纤的至少一部分的非均一条件。沿光纤的中空芯体的长度的至少一部分具有改变的介质密度可以修改沿光纤的所述长度的非线性和/或色散性质。通过控制介质自身来改变介质的密度可以引入沿光纤的长度的至少多个部分的非线性和色散性质(诸如零色散波长分布)的非均一分布，而不必改变沿所述长度的横截面。然而，除了控制介质以便在光纤内部引入非均一非线性和/或色散性质以外或作为控制介质以便在光纤内部引入非均一非线性和/或色散性质的替代方案，也可能改变光纤(例如，中空芯体PCF)的横截面的设计。
介质的负密度梯度可以依据压力表示。负压力梯度可以具有从沿中空芯体光纤组件的第一部位处的初始压力值至沿中空芯体光纤组件的第二部位处的较低压力值的压力改变。第二部位比第一部位沿光纤的传播方向更远，使得传播辐射经历负密度梯度。初始压力值可以例如在5bar至60bar的范围内，例如5bar、10bar、20bar、30bar、40bar、50bar、60bar。较低压力值低于相关联的初始压力值，并且可以例如在0bar至50bar的范围内，例如0bar、5bar、10bar、20bar、30bar、40bar、50bar，其中，较低压力值低于相关联的初始压力值。第一部位与第二部位之间的示例性压力梯度曲线可以包括直线、平方根、抛物线或任何使用者定义的分布或轮廓。所述分布可以通过下文更详细地描述的密度控制系统而被控制。
本文中提议引入沿光纤的长度的至少一部分的负密度梯度分布。本发明人已发现，负梯度密度分布可以用以将调制不稳定性控制的宽带辐射生成的波长范围扩展至较短的波长。负梯度密度分布也可以用以支持由光孤子进行的色散波捕获。通常，通过控制沿光纤的至少一部分的密度梯度分布，可以调谐光纤内的色散(零色散波长分布)和非线性，所述色散(零色散波长分布)和非线性可能影响超连续谱生成过程。图8示出描绘在不同压力下用于填充有氩气的中空芯体光子晶体光纤的示例性色散分布的曲线图。如所述曲线图上可以看到的，针对介质110的较低密度，中空芯体光纤102内部的零色散波长可以较低。引入沿光纤的长度的负梯度密度分布因此可以支持能量至较短波长的转移。也由负梯度密度分布支持的光孤子捕获也可以对在较短波长下(例如，在光谱的UV、DUV、EUV和/或SXR部分中)至宽带辐射的较高转换效率做出贡献。
如上文所描述的，例如通过提供负密度梯度分布和/或通过改变光纤的横截面的设计(例如，中空芯体104的直径的非均一分布)，在光纤102性质中包括锥形可能导致针对较短波长的转换效率提高。与不具有锥形光纤102性质的组件相比，这进而可能导致在整个所生成的波长范围内的更平等的强度分布(即，所生成的宽带光谱的增加的平整度)。在所生成的光谱的较短波长部分中的提高的转换效率也可以导致提高的总体转换效率。
介质110可以包括气体或气体混合物。介质110可以在辐射与光纤内的介质相互作用时实现和/或造成光谱增宽。介质110可以包括氢气(H2)。介质110可以包括惰性气体(例如，氩Ar、氦He、氖Ne、氪Kr、氙Xe)。介质可以包括分子气体(例如，氮气(N2)、氧气(O2))。
光纤102可以设置于可重新密封的储集器114内部。在一些实施中，整个光纤可以设置于储集器114内部，例如如图7中描绘的，储集器可以被配置成包含介质。储集器114可以包括用于控制介质的性质(例如，介质的组成、介质的压力)的介质控制系统。在其它实施中，光纤102的输入端106和输出端108可以设置于储集器114的分开的区段内部或单独的储集器中。这可以允许在光纤102的输入端106和输出端108处分别控制介质的性质。例如，被设置在输入端106处的介质110的压力可以不同于输出端108处的介质110的压力，以用于提供沿光纤102的长度的非均一的介质性质。
密度控制系统112可以设置于储集器114的内部或外部。密度控制系统112可以提供光纤102的中空芯体104内部的介质110沿光纤102的长度的至少一部分的压力梯度。这可以例如通过在光纤102的输入端106和输出端108处提供具有不同压力的介质110来实现。这可以例如通过使用一个或更多个外部源以供应形成介质110的一个或更多个组分来实现。这些源可以用以控制储集器114内部的介质110在光纤的输入端和输出端处的压力。然而，使用外部源，这可能引入挑战，例如如果需要补充/替换外部源，则可能引入组件的停机时间。
密度控制系统112可以包括温度控制系统，所述温度控制系统被配置成控制沿光纤的长度的至少一部分的温度。温度控制系统可以引入沿光纤的长度的温度分布，这进而可能影响介质110的密度。温度控制系统可以包括被配置成在沿光纤102的长度的多个部位处局部供应热的多个温度设置装置116。温度控制系统112可以包括或连接至用于设置温度设置装置116中的每个温度设置装置处的温度控制性质的一个或更多个处理器。
温度设置装置116可以设置于光纤102外，在光纤102附近，以用于局部加热光纤102的中空芯体104内部的介质110。温度设置装置116可以通过局部加热光纤102而间接地加热中空芯体104内的介质110。替代地或另外，温度设置装置116可以在不加热光纤102自身的情况下(例如)使用交流电场或电磁场将热直接供应至介质110。示例性温度设置装置包括(例如)电阻加热元件、电介质加热元件、帕耳帖(Peltier)元件、风扇冷却器和液体冷却器。以引用方式并入本文中的NL2023533中描述了示例性温度控制系统。
光纤102可以是光子晶体光纤PCF，诸如中空芯体光子晶体光纤HC-PCF。使用光子晶体光纤102的优点可以是能够实现对芯体内部的辐射的强限制。这进而可以实现高局部辐射强度，以提高对用于形成宽带辐射的辐射的光谱增宽做出贡献的非线性过程的效率。光子晶体光纤可以包括多个微结构，所述多个微结构形成光子晶体以用于在光纤102的芯体104的内部实现强限制。微结构可以形成包围中空芯体104的结构的单个环。微结构可以包括包围中空芯体104的多个毛细管。在示例性实施例中，毛细管的单个环包围光纤102的中空芯体104。
在光纤的中空芯体的直径沿光纤的长度的至少一部分是非均一的一些实施例中，光子晶体微结构的设计也可以变化(例如，毛细管的直径和/或壁厚度沿所述长度改变)。在其它实施例中，中空芯体的直径可以变化，而微结构的尺寸保持大致相同(例如，毛细管的直径和壁厚度保持大致恒定)。在后一情况下，微结构相对于彼此的位置可以沿光纤的长度改变以便适应中空芯体104的改变的直径。
沿光纤的长度的至少一部分的非均一直径分布也可以用于控制与波长光谱相关联的特性和/或输入至宽带辐射的转换效率。在其中提供非均一直径以控制光纤内的波长和/或转换效率的组件中，可以提供具有实芯体的光纤，而不是具有中空芯体104的光纤，作为组件的部分。
具有其芯体沿其长度的非均一直径的光纤可以具有负锥形，也称为向下渐缩轮廓，即，芯体的直径可以沿光纤的长度(从输入端至输出端)沿辐射的传播方向减小。芯体直径可以具有初始值，并且渐缩至最终值。初始的芯体直径值可以在20μm至60μm的范围内，例如60μm、50μm、40μm、30μm、20μm。最终的芯体直径值可以在10μm至50μm的范围内，例如50μm、40μm、30μm、20μm、10μm。在负锥形的情况下，初始的直径值高于相关联的最终的直径值。锥形可以包括例如线性轮廓或基于多项式的轮廓。在光纤的长度的全部或一部分上，可以实现芯体直径锥形。锥形轮廓可以开始于光纤的全长的0至80％处。锥形可以结束于光纤的全长的20％至100％处，其中，锥形的开始与锥形的结束相比更接近光纤的输入端。也可以使光纤设置有向上渐缩轮廓，其中，直径沿光纤内的辐射的传播方向增大。
可以选择光纤的长度，使得光纤足够长以使得在所关注的波长范围内发生宽带生成。光纤102的长度可以例如在10cm至2m的范围内。光纤102的长度可以在10cm至40cm的范围内。也可以使用具有长于40cm的长度或具有长于2m的长度的光纤102，但提供具有使能够生成期望的宽带范围的辐射的较短长度的光纤可以是有利的。
可以在一个或更多个适当的波长下提供耦合至中空芯体光纤组件100的输入辐射。可以例如在可以易于得到的辐射源的波长下提供输入辐射。示例性输入辐射波长包括例如1030nm、1550nm和/或在700nm至800nm的范围内的波长。
在中空芯体光纤组件内部所生成的宽带辐射可以包括超连续谱辐射。超连续谱辐射可以包括在连续波长范围内的辐射。宽带辐射可以包括具有在350nm至3000nm的范围内的波长的辐射。宽带辐射可以包括具有在350nm至2000nm的范围内的波长的辐射。超连续谱辐射可以包括至少在350nm至3000nm的范围内(例如，在350nm至2000nm的范围内)的连续波长范围。
在以下编号方面的清单中公开其它实施例：
1.一种用于将输入辐射转换成宽带辐射的中空芯体光子晶体光纤(HC-PCF)组件，所述中空芯体光纤组件包括：
微结构化光纤，所述微结构化光纤具有中空芯体，所述中空芯体沿所述光纤的长度从被配置成接收输入辐射的输入端延伸至被配置成输出宽带辐射的输出端，其中，所述光纤的所述中空芯体被配置成包含介质；和
密度控制系统，所述密度控制系统被配置成控制所述介质的沿所述光纤的所述长度的至少一部分的密度分布，以建立沿所述光纤的所述长度的至少一部分的期望的零色散波长分布。
2.根据方面1所述的中空芯体光纤组件，其中，所述期望的零色散波长分布被配置成增强光孤子捕获。
3.根据方面1或2所述的中空芯体光纤组件，其中，所述期望的零色散波长分布被配置成延伸通过调制不稳定性所生成的所述宽带辐射的波长范围。
4.根据方面1、2或3所述的中空芯体光纤组件，其中，所述期望的零色散波长分布被配置成增强光孤子与由所述HC-PCF在接收到所述输入辐射时所生成的色散波之间的相互作用。
5.根据任一前述方面所述的中空芯体光纤组件，其中，所述期望的零色散波长分布被配置成增强所述HCPCF的转换效率。
6.根据任一前述方面所述的中空芯体光纤组件，其中，所述宽带辐射具有介于350nm至2000nm之间的连续波长范围。
7.根据任一前述方面所述的中空芯体光纤组件，其中，沿所述光纤的所述长度的所述至少一部分的所述密度分布是负梯度分布。
8.根据前述方面中任一项所述的中空芯体光纤组件，其中，所述密度控制系统包括温度控制系统，所述温度控制系统被配置成控制沿所述光纤的所述长度的所述至少一部分的温度。
9.根据前述方面中任一项所述的中空芯体光纤组件，其中，所述密度控制系统包括压力控制系统，所述压力控制系统被配置成控制沿所述光纤的所述长度的所述至少一部分的压力。
10.根据前述方面中任一项所述的中空芯体光纤组件，其中，所述中空芯体的直径沿所述光纤的所述长度的所述至少一部分变化。
11.根据方面10所述的中空芯体光纤组件，其中，所述中空芯体的所述直径沿所述光纤的所述长度的所述至少一部分减小。
12.根据前述方面中任一项所述的中空芯体光纤组件，其中，所述介质包括氦、氖、氩、氪、氙、O2气体、N2气体中的至少一种。
13.根据前述方面中任一项所述的中空芯体光纤组件，其中，所述中空芯体光纤是单环式光子晶体光纤。
14.根据方面13所述的中空芯体光纤组件，其中，所述中空芯体光纤包括包围所述中空芯体的毛细管的单个环。
15.根据前述方面中任一项所述的中空芯体光纤组件，其中，所述宽带辐射包括超连续谱辐射。
16.一种用于输出宽带辐射的辐射源，所述辐射源包括根据方面1至15中任一项所述的中空芯体光纤组件、以及泵浦辐射源，所述泵浦辐射源被配置成将处于泵浦波长的辐射耦合至所述中空芯体光纤中，以在所述光纤内生成宽带辐射。
17.一种用于将输入辐射转换成宽带辐射的方法，所述方法包括：
提供微结构化光纤，所述微结构化光纤具有中空芯体，所述中空芯体沿所述光纤的长度从输入端延伸至输出端，其中，所述光纤的所述中空芯体包含介质；
在所述输入端处将输入辐射引导至所述中空芯体光纤中；
控制所述介质的沿所述光纤的所述长度的至少一部分的密度分布，以建立沿所述光纤的所述长度的至少一部分的期望的零色散波长分布；以及
在所述输出端处输出宽带辐射。
18.根据方面17所述的方法，其中，所述期望的零色散波长分布被配置成增强光孤子捕获。
19.根据方面17或18所述的方法，其中，所述期望的零色散波长分布被配置成扩展由于调制不稳定性所生成的所述宽带辐射的波长范围。
20.根据方面17、18或19所述的方法，其中，所述期望的零色散波长分布被配置成增强光孤子与由所述HC-PCF在接收到所述输入辐射时所生成的色散波之间的相互作用。
21.根据方面17至20中任一项所述的方法，其中，所述期望的零色散波长分布被配置成增强所述HCPCF的转换效率。
22.根据方面17至21中任一项所述的方法，其中，所述宽带辐射具有介于350nm至2000nm之间的连续波长范围。
23.根据方面17至22中任一项所述的方法，其中，沿所述光纤的所述长度的所述至少一部分的所述密度分布是负梯度分布。
24.根据方面17至23中任一项所述的方法，其中，所述密度分布通过温度控制系统而被控制，所述温度控制系统被配置成控制沿所述光纤的所述长度的所述至少一部分的温度。
25.根据方面17至23中任一项所述的方法，其中，所述密度分布被压力控制系统控制，所述压力控制系统被配置成控制沿所述光纤的所述长度的所述至少一部分的压力。
26.根据方面17至25中任一项所述的方法，其中，所述中空芯体的直径沿所述光纤的所述长度的所述至少一部分变化。
27.根据方面26所述的方法，其中，所述中空芯体的所述直径沿所述光纤的所述长度的所述至少一部分减小。
28.根据方面17至27中任一项所述的方法，其中，所述介质包括氦、氖、氩、氪、氙、O2气体、N2气体中的至少一种。
29.根据方面17所述的方法，其中，控制所述密度分布包括设置沿所述光纤的所述长度的所述至少一部分的负梯度分布。
30.一种量测装置，所述量测装置包括根据方面16所述的辐射源。
31.一种用于将输入辐射转换成宽带辐射的中空芯体光纤组件，所述中空芯体光纤组件包括：
光纤，所述光纤具有中空芯体，所述中空芯体沿所述光纤的长度从被配置成接收输入辐射的输入端延伸至被配置成输出宽带辐射的输出端，其中，所述光纤的所述中空芯体被配置成包含介质；和
密度控制系统，所述密度控制系统被配置成依赖于与所述宽带辐射的波长光谱相关联的特性和/或所述输入辐射至所述宽带辐射的转换效率，以控制所述介质的沿所述光纤的所述长度的至少一部分的密度分布。
32.根据方面31所述的中空芯体光纤组件，其中，沿所述光纤的所述长度的所述至少一部分的所述密度分布是负梯度分布。
33.根据方面31或32所述的中空芯体光纤组件，其中，所述密度控制系统包括温度控制系统，所述温度控制系统被配置成控制沿所述光纤的所述长度的所述至少一部分的温度。
34.根据方面31至33中任一项所述的中空芯体光纤组件，其中，所述中空芯体的直径沿所述光纤的所述长度的所述至少一部分变化。
35.根据方面34所述的中空芯体光纤组件，其中，所述中空芯体的所述直径沿所述光纤的所述长度的所述至少一部分减小。
36.根据方面31至35中任一项所述的中空芯体光纤组件，其中，所述介质包括氦、氖、氩、氪、氙、O2气体、N2气体中的至少一种。
37.根据方面31至36中任一项所述的中空芯体光纤组件，其中，所述中空芯体光纤是单环式光子晶体光纤。
38.根据方面37所述的中空芯体光纤组件，其中，所述中空芯体光纤包括包围中空芯体的毛细管的单个环。
39.根据方面31至38中任一项所述的中空芯体光纤组件，其中，所述宽带辐射包括超连续谱辐射。
40.根据方面31至39中任一项所述的中空芯体光纤组件，其中，所述宽带辐射包括在350nm至3000nm的范围内的一个或更多个波长。
41.一种用于输出宽带辐射的辐射源，所述辐射源包括根据方面31至40中任一项所述的中空芯体光纤组件、以及泵浦辐射源，所述泵浦辐射源被配置成将处于泵浦波长的辐射耦合至所述中空芯体光纤中以用于在所述光纤内部生成宽带辐射。
42.一种用于将输入辐射转换成宽带辐射的方法，所述方法包括：
提供光纤，所述光纤具有中空芯体，所述中空芯体沿所述光纤的长度从输入端延伸至输出端，其中，所述光纤的所述中空芯体包含介质；
在所述输入端处将输入辐射引导至所述中空芯体光纤中；
依赖于与所述宽带辐射的波长光谱相关联的特性和/或所述输入辐射至所述宽带辐射的转换效率，以控制所述介质的沿所述光纤的所述长度的至少一部分的密度分布；以及
在所述输出端处输出宽带辐射。
43.根据方面42所述的方法，其中，控制所述密度分布包括设置沿所述光纤的所述长度的所述至少一部分的负梯度分布。
44.根据方面42至43中任一项所述的方法，其中，控制所述密度分布包括控制沿所述光纤的所述长度的所述至少一部分的温度。
45.一种量测装置，所述量测装置包括根据方面41所述的辐射源。
虽然可以在本文中具体地参考在IC制造中光刻设备的使用，但应理解，本文中所描述的光刻设备可以具有其它应用。可能的其它应用包括制造集成光学系统、用于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。
虽然可以在本文中具体地参考在光刻设备的情境下的本发明的实施例，但本发明的实施例可以用于其它设备中。本发明的实施例可以形成掩模检查设备、量测设备或测量或处理诸如晶片(或其它衬底)或掩模(或其它图案形成装置)的对象的任何设备的部件。这些设备通常可以被称为光刻工具。这种光刻工具可以使用真空条件或周围(非真空)条件。
虽然上文可以具体地参考在光学光刻术的情境下对本发明的实施例的使用，但应了解，本发明在情境允许的情况下不限于光学光刻术且可以用于其它应用(例如，压印光刻术)中。
虽然上文已描述本发明的特定实施例，但应了解，可以与所描述的方式不同的其它方式来实践本发明。以上描述意图是说明性的，而不是限制性的。因此，本领域技术人员将明白，可以在不背离下文所阐述的权利要求的范围的情况下对所描述的本发明进行修改。
虽然具体参考“量测设备/工具/系统”或“检查设备/工具/系统”，但这些术语可以指相同或类似类型的工具、设备或系统。例如包括本发明的实施例的检查或量测设备可以用以确定衬底上或晶片上的结构的特性。例如包括本发明的实施例的检查设备或量测设备可以用以检测衬底的缺陷或衬底上或晶片上的结构的缺陷。在这种实施例中，衬底上的结构的所关注的特性可能涉及结构中的缺陷、结构的特定部分的不存在或衬底上或晶片上的不想要结构的存在。

Claims (15)

1.一种用于将输入辐射(202)转换成宽带辐射(204)的中空芯体光子晶体光纤(HC-PCF)组件(100)，所述中空芯体光纤组件(100)包括：
微结构化光纤(102)，所述微结构化光纤具有中空芯体(104)，所述中空芯体沿所述光纤(102)的长度从被配置成接收输入辐射的输入端(106)延伸至被配置成输出宽带辐射的输出端(108)，其中，所述光纤的所述中空芯体(104)被配置成包含介质(110)；和
密度控制系统(112)，所述密度控制系统被配置成控制所述介质的沿所述光纤的所述长度的至少一部分的密度分布，以建立沿所述光纤的所述长度的至少一部分的期望的零色散波长分布。
2.根据权利要求1所述的中空芯体光纤组件，其中，所述期望的零色散波长分布被配置成增强光孤子捕获。
3.根据权利要求1或2所述的中空芯体光纤组件，其中，所述期望的零色散波长分布被配置成扩展由于调制不稳定性所生成的所述宽带辐射的波长范围。
4.根据权利要求1、2或3所述的中空芯体光纤组件，其中，所述期望的零色散波长分布被配置成增强光孤子与由所述HC-PCF在接收到所述输入辐射时所生成的色散波之间的相互作用。
5.根据任一前述权利要求所述的中空芯体光纤组件，其中，所述期望的零色散波长分布被配置成增强所述HCPCF的转换效率。
6.根据任一前述权利要求所述的中空芯体光纤组件，其中，所述宽带辐射具有介于350nm至2000nm之间的连续波长范围。
7.根据任一前述权利要求所述的中空芯体光纤组件，其中，沿所述光纤的所述长度的所述至少一部分的所述密度分布是负梯度分布。
8.根据任一前述权利要求所述的中空芯体光纤组件，其中，所述密度控制系统包括温度控制系统，所述温度控制系统被配置成控制沿所述光纤的所述长度的所述至少一部分的温度。
9.根据任一前述权利要求所述的中空芯体光纤组件，其中，所述中空芯体的直径沿所述光纤的所述长度的所述至少一部分变化。
10.根据权利要求9所述的中空芯体光纤组件，其中，所述中空芯体的所述直径沿所述光纤的所述长度的所述至少一部分减小。
11.根据任一前述权利要求所述的中空芯体光纤组件，其中，所述介质包括氦、氖、氩、氪、氙、O2气体、N2气体中的至少一种。
12.根据任一前述权利要求所述的中空芯体光纤组件，其中，所述中空芯体光纤是单环式光子晶体光纤。
13.一种用于输出宽带辐射的辐射源，所述辐射源包括根据任一前述权利要求所述的中空芯体光纤组件、以及泵浦辐射源，所述泵浦辐射源被配置成将处于泵浦波长的辐射耦合到所述中空芯体光纤中以用于在所述光纤内生成宽带辐射。
14.一种用于将输入辐射(202)转换成宽带辐射(204)的方法，所述方法包括：
提供微结构化光纤(102)，所述微结构化光纤具有中空芯体(104)，所述中空芯体沿所述光纤(102)的长度从输入端(106)延伸至输出端(108)，其中，所述光纤的所述中空芯体(104)包含介质(110)；
在所述输入端(106)处将输入辐射(202)引导至所述中空芯体光纤(102)中；
控制所述介质的沿所述光纤(102)的所述长度的至少一部分的密度分布，以建立沿所述光纤(102)的所述长度的至少一部分的期望的零色散波长分布；以及
在所述输出端处输出宽带辐射(204)。
15.一种量测装置，所述量测装置包括根据权利要求13所述的辐射源。
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