TW202105067A - 光纖 - Google Patents

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賽巴斯欽 湯瑪斯 鮑爾施密特
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Abstract

本發明提供一種光纖、一種用於接收輸入輻射且增寬一頻率範圍的設備、一種輻射源、一種度量衡配置及一種微影設備。該光纖包含一中空型芯、一包覆部分及一支撐部分。該包覆部分包圍該中空型芯且包含用於導引輻射通過該中空型芯的複數個反諧振元件。該支撐部分包圍並支撐該包覆部分，且包含一內部支撐部分、一外部支撐部分及將該內部支撐部分連接至該外部支撐部分的一可變形連接部分。

Description

光纖
本發明係關於一種用於接收輸入輻射且增寬該輸入輻射之頻率範圍以便提供寬頻帶輸出輻射的設備。
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器件(例如遮罩)處之圖案(常常亦稱為「設計佈局」或「設計」)投影至設置於基板(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。此輻射之波長決定可形成於基板上的特徵之最小大小。當前在使用中之典型波長為365 nm (i線)、248 nm、193 nm及13.5 nm。相比於使用例如波長為193 nm之輻射的微影設備，使用具有介於4 nm至20 nm之範圍內的波長(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k1 微影可用於處理尺寸小於微影設備之典型解析度極限的特徵。在此程序中，可將解析度公式表達為CD = k1 ×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「臨界尺寸」(一般而言為經印刷之最小特徵大小，但在此狀況下為半間距)且k1 為經驗解析度因數。一般而言，k1 愈小，則在基板上再生類似於由電路設計者規劃以便達成特定電功能性及效能之形狀及尺寸的圖案變得愈困難。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、使用相移圖案化器件、設計佈局之各種最佳化，諸如設計佈局中之光學近接校正(OPC，有時亦稱為「光學及程序校正」)，或一般而言經界定為「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環路可用於改良在低k1 下的圖案之再生。
在微影領域中，在微影設備內及微影設備外部皆可使用許多量測系統。一般而言，此量測系統可使用用以運用輻射輻照目標的輻射源和可經操作以量測入射輻射自目標散射之部分的至少一個屬性的偵測系統。在微影設備外部之量測系統的實例為檢測設備或度量衡設備，其可用於判定先前藉由微影設備投影至基板上之圖案的屬性。此外部檢測設備可例如包含散射計。可設置於微影設備內之量測系統的實例包括：構形量測系統(亦稱為位階感測器)；位置量測系統(例如干涉器件)，其用於判定倍縮光罩或晶圓載物台之位置；及對準感測器，其用於判定對準標記之位置。此等量測器件可使用電磁輻射來執行量測。
可使用不同類型之輻射來查詢圖案之不同類型的屬性。一些量測系統可使用寬頻帶輻射源。此寬頻帶輻射源可為超連續光譜源，且可包含具有非線性介質的光纖，經脈衝泵輻射光束經由該光纖傳播以增寬輻射之光譜。
可能需要提供替代設備(例如光纖)及在用於接收輸入輻射且增寬輸入輻射之頻率範圍以便提供(寬頻帶)輸出輻射之設備中使用的方法，其至少部分地解決與本文中或其他處識別的先前技術相關聯的一或多個問題。
根據本發明之一第一態樣，提供一種用於接收輸入輻射且增寬該輸入輻射之一頻率範圍以便提供寬頻帶輸出輻射的設備。該設備包含：一光纖及一氣體。該光纖包含：i)一中空型芯；ii)一包覆部分，其包圍該中空型芯，該包覆部分包含用於導引輻射通過該中空型芯的複數個反諧振元件；及iii)一支撐部分，其包圍並支撐該包覆部分。該支撐部分包含一內部支撐部分、一外部支撐部分及將該內部支撐部分連接至該外部支撐部分的一可變形連接部分；該氣體，其安置於該中空型芯內，以用於增寬一所接收輸入輻射之一頻率範圍以便提供該寬頻帶輸出輻射。視情況，以下中之至少一者：a)該寬頻帶輸出輻射包含一連續輻射頻率範圍，及b)該氣體包含一惰性氣體。
可變形連接部分可替代地稱為應力吸收部分。可變形連接部分易於變形。亦即，可變形連接部分之形狀及/或尺寸可回應於所施加應力而變化。特定而言，可變形連接部分可能比該光纖之其他部分(諸如(例如)內部支撐部分)對此變形更敏感。
將瞭解，如本文中所使用，包覆部分意欲意指光纖之用於導引傳播通過光纖之中空型芯的輻射(亦即，約束該中空型芯內的該輻射)的一部分。特定而言，包覆部分經配置以約束主要在中空型芯內部傳播通過光纖的輻射，且經配置以沿光纖導引輻射。
將瞭解，反諧振元件意欲意指經配置以主要藉由反諧振約束中空型芯內之輻射的元件。包含反諧振(anti-resonant)元件或結構之此類光纖在此項技術中被稱作反諧振光纖、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。特定而言，術語反諧振元件並不意欲涵蓋經配置以主要藉由在包覆部分中產生光子帶隙(諸如(例如)籠目(Kagome)光子晶體光纖)來約束中空型芯內之輻射的元件。一般而言，此反諧振元件包含壁部分，該壁部分至少部分地界定中空型芯並將中空型芯與反諧振空腔分離。舉例而言，反諧振元件可包含具有空腔之管或毛細管，該空腔藉由壁部分與中空型芯分離。將瞭解，壁部分可充當用於輻射之反諧振法布里-珀羅(Fabry-Perot)諧振器，該輻射傳播通過中空型芯(且可以掠入射角入射於壁部分上)。壁部分之厚度可為合適的，以確保大體上增強返回中空型芯之反射，而大體上抑制進入反諧振空腔中之透射。
該寬頻帶輸出輻射可包含一連續輻射頻率範圍。
寬頻帶範圍可為連續範圍。輸出輻射可包含超連續光譜輻射。連續輻射可有益於在若干應用中(例如在度量衡應用中)使用。連續頻率範圍可用於查詢大量屬性。連續頻率範圍可例如用於判定及/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可包含白光。
該氣體可包含一惰性氣體。
惰性氣體可包含氬氣、氪氣、氖氣、氦氣及氙氣中之至少一者。替代地或除惰性氣體以外，氣體可包含分子氣體(例如N2 、O2 、CH4 、SF6 )。
光纖適合於在用於接收輸入輻射且增寬輸入輻射之頻率範圍以便提供輸出輻射的設備中使用。使用反諧振元件來導引輻射的光纖可比光子帶隙光纖具有更寬透射窗(亦即，具有更大傳輸帶寬)。有利地，此類光纖因此可更適合在用於接收輸入輻射且增寬輸入輻射之頻率範圍以便提供輸出輻射(例如超連續光譜源)的設備中使用。
另外或替代地，光纖亦可適合於光束遞送應用(在不增寬輻射之頻率範圍之情況下)。
光纖亦可適合於用作將光自光源遞送至感測器的光纖。
光纖可為中空型芯光子晶體光纖(HC-PCF)。通常，此中空型芯光子晶體光纖包含用於導引光纖內之輻射的包覆部分(其可例如包含反諧振元件)及相對較厚的護套或支撐部分。光纖優於此已知中空型芯光子晶體光纖，此係由於可變形連接部分可充當機械應力吸收器，任何外部施加之應力(例如施加至外部支撐部分)可在不直接傳遞至包覆部分的情況下經消散於機械應力吸收器中。換言之，該可變形連接部分將該內部支撐部分、該包覆部分及該中空型芯與該外部支撐部分分離。
在無此可變形連接部分之情況下，施加至外部支撐部分之任何應力可經直接傳遞至包覆部分。然而，一般而言，包覆部分(其包含反諧振元件)之光學效能對反諧振元件內之局部應力敏感，此係由於此應力可導致折射率分佈之變化或誘導雙折射。此等效應可對光學效能不利且可導致模態加擾(modal scrambling)或導致約束損耗增加。此等效應通常取決於波長，且波長越短效應越強。
在使用時，通常不沿中空型芯光子晶體光纖之整個長度(例如在表面上)支撐中空型芯光子晶體光纖。至少對於一些應用，中空型芯光子晶體光纖可足夠長，使得此支撐並非切實可行的。因此，常常使用複數個離散間隔開的局部安裝件或夾持件來支撐典型的光子晶體光纖。舉例而言，光纖可經夾持在該光纖之每一末端處(且一或多個中間夾持件可設置於其間)。以此方式安裝光纖將向光纖引入具體局部外應力。類似地，光纖之任何彎曲(其在特定應用中可為所需的)亦將向光纖引入具體局部外應力。
有利地，與已知配置相比，光纖至少部分地解決此等問題，此係由於任何外部施加之應力或拉力在到達包覆部分之前藉由可變形連接部分而減小。因此，可減輕與外部施加之應力相關聯的對光學效能之不利效應。
該內部支撐部分、該外部支撐部分及該可變形連接部分可由相同材料形成。
舉例而言，該可變形連接部分可包含穿插有空隙之複數個大體上徑向延伸的材料部分，該等大體上徑向延伸的材料部分將該內部支撐部分連接至該外部支撐部分。
內部支撐部分、外部支撐部分及可變形連接部分由相同材料形成係尤其有利的，如現在所論述。
在典型的光束遞送應用中，已知提供具有保護性聚合物塗層的光纖，該保護性聚合物塗層包圍形成光纖的玻璃材料。此保護性塗層可分佈應力，且可減輕外應力可能導致的不利效應。
將瞭解，在一些應用中，在使用時，光纖可形成用於接收輸入輻射且增寬輸入輻射之頻率範圍以便提供輸出輻射的設備之部分。舉例而言，光纖可經配置以接收高強度超快雷射脈衝，且中空型芯可充滿合適的工作氣體，此類超快雷射脈衝可與該工作氣體交互作用以產生超連續光譜。為達成此目的，可將光纖安置於充滿工作氣體之氣體腔室中。在此類應用中，需要避免任何聚合物塗層，此係由於此等塗層可在氣體腔室之密閉環境內經歷除氣。此等經除氣的蒸氣可進入光纖之中空型芯中(在此處其可與雷射輻射交互作用)且可導致污染物沈積於其中。繼而，此等蒸氣可降低超連續光譜源之光學效能。
因此，有利的係，由與內部支撐部分相同的材料(例如玻璃)形成外部支撐部分及可變形連接部分(該外部支撐部分及可變形連接部分共同地可被視為形成外部保護性應力減輕機構)，從而避免了除氣。
材料(內部支撐部分、外部支撐部分及/或可變形連接部分由其形成)可包含玻璃。
亦即，材料可包含當加熱至轉變溫度時展現玻璃轉變的非晶形(亦即，非結晶)材料。舉例而言，材料可包含矽石玻璃。有利地，玻璃並不除氣。
該可變形連接部分可包含配置在該內部支撐部分周圍的一環結構；該環結構可包含複數個孔徑，該複數個孔徑穿插有大體上在該內部支撐部分與該外部支撐部分之間延伸的複數個大體上徑向延伸的材料部分。
亦即，可將支撐部分視為設置有複數個大體上軸向延伸的孔徑(該等孔徑可界定可變形連接部分)。
該可變形連接部分可包含配置在該內部支撐部分周圍的複數個環結構；每一環結構可包含複數個孔徑，該複數個孔徑穿插有大體上在該內部支撐部分與該外部支撐部分之間延伸的複數個大體上徑向延伸的材料部分。
在橫截面中，(該環結構或每一環結構之)該等孔徑可為大體上矩形的。
大體上矩形意欲涵蓋真實矩形及梯形兩者。
在橫截面中，(該環結構或每一環結構之)該等孔徑可大體上呈一環形之一區段之形式。
該內部支撐部分之厚度可足夠大，使得該可變形連接部分中之該等孔徑不充當反諧振元件。
舉例而言，內部支撐部分之厚度可為至少1 µm至500 µm。
該包覆部分之該複數個反諧振元件可安置於該中空型芯周圍的一環結構中。
反諧振元件之環結構之內表面可至少部分地界定光纖的中空型芯。中空型芯之直徑(其可經界定為對置反諧振元件之間的最小尺寸)可在10 µm與100 µm之間。中空型芯之直徑可影響中空型芯光纖之模場參數(mode field parameter)、衝擊損耗、分散度、模態多元性(modal plurality)及非線性屬性。
在一些實施例中，包覆部分可包含反諧振元件之單環配置。此可意謂自中空型芯之中心至光纖之外部的任何徑向方向上的線通過不超過一個反諧振元件。
該複數個反諧振元件中之每一者可包含一毛細管。
毛細管亦可稱為管。毛細管可在形狀上為圓形，或可具有另一形狀。毛細管可包含包圍中空毛細管芯之壁。該毛細管壁可具有在0.01 µm至10.0 µm之間的壁厚度。
複數個反諧振元件可經配置成使得反諧振元件中之每一者不與其他反諧振元件中之任一者接觸。
反諧振元件中之每一者可與內部支撐部分接觸且與環結構中之相鄰反諧振元件間隔開。此配置可為有益的，此係由於其可增加光纖之傳輸帶寬。
根據本發明之另一態樣，提供一種用於提供寬頻帶輸出輻射之輻射源，該輻射源包含：根據本發明之該第一態樣的設備；及一輸入輻射源，其經組態以將輸入輻射提供至該設備；其中該設備經組態以增寬該輸入輻射以提供該寬頻帶輸出輻射。
輸入輻射可經脈衝。輸入輻射源可包含雷射源。輸入輻射源可包含超快雷射源。
寬頻帶輸出輻射可具有至少1 W之平均功率。
寬頻帶輸出輻射可具有至少5 W之平均功率。舉例而言，寬頻帶輸出輻射可具有至少10 W之平均功率。
寬頻帶輸出輻射可具有至少0.1 mW/nm之輸出輻射的整個波長帶中之功率譜密度。在輸出輻射之整個波長帶中之功率譜密度可為至少1 mW/nm。在輸出輻射之整個波長帶中之功率譜密度可為至少3 mW/nm。
根據本發明的另一態樣，提供一種用於判定一基板上之一結構之一所關注參數的度量衡配置，該度量衡配置包含：根據本發明之另一態樣之輻射源；一照明子系統，其用於使用該寬頻帶輸出輻射來照明該基板上的該結構；及一偵測子系統，其用於偵測由該結構散射及/或反射之輻射的一部分，且用於判定來自輻射之該部分的該所關注參數。
根據本發明之另一態樣，提供一種度量衡設備，其包含該度量衡配置。
根據本發明之又另一態樣，提供一種檢測設備，其包含該度量衡配置。
根據本發明之一態樣，提供一種微影設備，其包含該度量衡配置。
根據本發明之一態樣，提供一種光纖，其包含：一中空型芯；一包覆部分，其包圍該中空型芯，其中該包覆部分包含沒有微結構的一內部支撐、一外部部分及將該內部部分連接至該外部部分的一可變形連接部分。
將瞭解，包含沒有微結構的內部支撐的包覆部分不意欲涵蓋中空型芯光子晶體光纖(反諧振光纖或光子帶隙光纖中之任一者)。光纖可屬於被稱為毛細管波導但設置有可變形連接部分的類型。此類毛細管波導(通常具有比光子晶體光纖更大的芯)用於例如高能物理學中。毛細管波導可例如具有約幾百微米至幾毫米之芯。
此等毛細管波導對應力極敏感。光纖針對與上文參考用於本發明之第一態樣之設備中的光纖所解釋的彼等原因類似的原因係有利的。特定而言，可變形連接部分可充當機械應力吸收器，任何外部施加之應力(例如施加至外部部分)可在不直接傳遞至內部支撐的情況下經消散於機械應力吸收器中。換言之，該可變形連接部分將該內部支撐與該外部部分分離。
光纖視需要可具有用於本發明之第一態樣之設備中的光纖之任何特徵(不包括構成微結構的複數個反諧振元件之任何特徵)。
中空型芯可具有大於20 µm之直徑。視情況，中空型芯可具有大於50 µm之直徑。視情況，中空型芯可具有大於100 µm之直徑。
根據本發明之一態樣，提供一種形成一光纖之方法，該方法包含：提供具有一細長主體的一製造中間體，該製造中間體包含：一中空型芯；一包覆部分，其包圍該中空型芯；及一支撐部分，其包圍該包覆部分，其中該支撐部分包含一內部支撐部分、一外部支撐部分及將該內部支撐部分連接至該外部支撐部分的一連接部分，該連接部分包含配置在該內部支撐部分周圍的一環結構，該環結構包含大體上配置在該內部支撐部分與該外部支撐部分之間的複數個孔徑；及加熱並拉伸該製造中間體以形成該光纖。
根據第十態樣之方法允許形成中空型芯光纖。光纖可為中空型芯光子晶體光纖(HC-PCF)。光纖可具有用於本發明之第一態樣之設備中的光纖之任何特徵。
本方法係有利的，此係由於在加熱並拉伸製造中間體以形成光纖之前，製造中間體設置有包含配置在內部支撐部分周圍的環結構的連接部分。此連接部分可在加熱及拉伸程序期間充當隔熱層。有利地，此可在光纖拉伸程序期間保護包覆部分。
包圍中空型芯之包覆部分可包含安置於中空型芯周圍的環結構中的複數個管。在加熱並拉伸製造中間體以形成光纖之後，此等管(其可替代地稱為毛細管)可各自形成用於導引輻射通過中空型芯的反諧振元件。可能需要將複數個管或毛細管配置成使得在加熱並拉伸製造中間體以形成光纖之後，管中之每一者不與其他管中之任一者接觸。
光纖可適合於在用於接收輸入輻射且增寬輸入輻射之頻率範圍以便提供輸出輻射的設備中使用。在一些實施例中，可能需要(在加熱並拉伸製造中間體以形成光纖之後)光纖之包覆部分的管或毛細管具有200 nm或更小之壁厚度。此可針對降至400 nm之波長實現無諧振操作。本發明人已發現，當拉伸具有為此厚度的毛細管壁的光纖時，光纖之毛細管之屬性對於加熱及拉伸程序的程序參數之變化具有明顯增加的靈敏度。此可導致例如毛細管之不可控擴張，且可導致其中毛細管之相鄰管發生接觸之最終光纖。
除了在包覆部分中形成具有相對較薄的毛細管壁(例如具有200 nm或更小之壁厚度)之光纖，亦需要形成具有相對較粗的外徑之光纖，以降低光纖之光學效能對外應力(例如藉由機械或熱效應施加)之靈敏度。然而，本發明人已發現，隨著光纖之外徑增加，具有此類相對較薄的壁之光纖之製造良率顯著降低。據認為，在拉伸程序期間，支撐部分用來將熱量傳導至包覆部分，且因此，包覆部分之毛細管在比支撐部分更前面的位置處開始變得更細。
作為方法之部分而提供的製造中間體之連接部分可在加熱及拉伸程序期間充當(部分地)隔熱層。延遲針對包覆部分之熱傳遞及/或減少針對包覆部分之經傳遞熱量。有利地，此可在光纖拉伸程序期間保護包覆部分。
製造中間體為在生產光纖之程序期間獲得的中間體形式。製造中間體可由光纖之預形體(preform)形成，且可經拉伸至光纖中。製造中間體可稱為玻璃棒(cane)。
提供製造中間體可包含：提供預形體；及加熱並拉伸預形體以形成製造中間體之至少部分。
提供製造中間體可進一步包含在外層護套內提供製造中間體之至少部分。
包含配置在內部支撐部分周圍的環結構的連接部分可形成於外層護套中。
在此類實施例中，製造中間體(其可稱為玻璃棒)之至少部分經封套在結構化外層護套內，該結構化外層護套包含中空通道之一或多個環結構。此等中空通道不僅將在製造期間充當絕緣層，而且還將降低所形成光纖對外應力之靈敏度。
替代地，包含配置在該內部支撐部分周圍的一環結構的該連接部分可形成於該預形體中。
在此類實施例中，中空通道之一或多個環結構在預形體製造期間形成於預形體中。此具有以下優勢：光纖中之包覆部分與連接部分之間的(例如玻璃)材料之厚度可能非常小。
在本發明之文件中，術語「輻射」及「光束」用於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的波長)及極紫外線輻射(EUV，例如具有在約5 nm至100 nm之範圍內之波長)。
如本文中所採用之術語「倍縮光罩」、「遮罩」或「圖案化器件」可廣泛地解釋為係指可用於向入射輻射光束賦予經圖案化橫截面之通用圖案化器件，該經圖案化橫截面對應於待在基板之目標部分中產生之圖案。在此內容背景中亦可使用術語「光閥」。除經典遮罩(透射或反射、二元、相移、混合式等)以外，其他此類圖案化器件之實例包括可程式規劃鏡面陣列及可程式規劃LCD陣列。
圖1示意性地描繪微影設備LA。微影設備LA包括：照明系統(亦稱為照明器) IL，其經組態以調節輻射光束B (例如UV輻射、DUV輻射或EUV輻射)；遮罩支撐件(例如遮罩台) T，其經建構以支撐圖案化器件(例如遮罩) MA且連接至經組態以根據某些參數準確地定位圖案化器件MA之第一***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準確地定位基板支撐件之第二***PW；及投影系統(例如折射投影透鏡系統) PS，其經組態以將由圖案化器件MA賦予至輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分C (例如包含一或多個晶粒)上。
在操作中，照明系統IL例如經由光束遞送系統BD自輻射源SO接收輻射光束。照明系統IL可包括用於導向、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可用於調節輻射光束B，以在圖案化器件MA之平面處在其橫截面中具有所要之空間及角強度分佈。
本文所使用之術語「投影系統」PS應廣泛地解釋為涵蓋適於所使用之曝光輻射或適於諸如浸潤液體的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。可將本文中對術語「投影透鏡」之任何使用視為與更一般術語「投影系統」PS同義。
微影設備LA可屬於以下類型：其中基板之至少一部分可由具有相對較高的折射率之液體 (例如水)覆蓋，以便填充投影系統PS與基板W之間的空間--此亦稱為浸潤微影。在以引用之方式併入本文中的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更多個基板支撐件WT (又名「雙載物台」)之類型。在此「多載物台」機器中，可並行地使用基板支撐件WT，且/或可在位於基板支撐件WT中之一者上的基板W上進行準備基板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/或清潔器件。感測器可經配置以量測投影系統PS之屬性或輻射光束B之屬性。量測載物台可固持多個感測器。清潔器件可經配置以清潔微影設備之部分，例如投影系統PS之部分或提供浸潤液體的系統之部分。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入射於固持在遮罩支撐件T上之圖案化器件(例如遮罩) MA上，且由存在於圖案化器件MA上之圖案(設計佈局)進行圖案化。在橫穿遮罩MA後，輻射光束B通過投影系統PS，該投影系統PS將光束聚焦在基板W之目標部分C上。藉助於第二***PW及位置量測系統IF，可準確地移動基板支撐件WT，例如以便在聚焦及對準位置處在輻射光束B之路徑中定位不同的目標部分C。類似地，第一***PM及可能地另一位置感測器(其未在圖1中明確地描繪)可用於相對於輻射光束B之路徑來準確地定位圖案化器件MA。可使用遮罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件MA及基板W。儘管如所說明之基板對準標記P1、P2佔據專用目標部分，但該等標記可位於目標部分之間的空間中。在基板對準標記P1、P2位於目標部分C之間時，將此等基板對準標記稱為切割道對準標記。
如圖2中所展示，微影設備LA可形成微影單元LC (有時亦稱為微影製造單元(lithocell)或(微影)叢集)之部分，其常常亦包括用以對基板W執行曝光前及曝光後程序之設備。習知地，此等設備包括用以沈積抗蝕劑層之旋塗器SC、用以使經曝光之抗蝕劑顯影的顯影器DE、冷卻板CH及烘烤板BK (例如用於調節基板W之溫度，例如用於調節抗蝕劑層中之溶劑)。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，在不同程序設備之間移動該等基板且將基板W遞送至微影設備LA之裝載匣LB。微影製造單元中常常亦統稱為塗佈顯影系統之器件通常處於塗佈顯影系統控制單元TCU之控制下，該塗佈顯影系統控制單元TCU自身可受監督控制系統SCS控制，該監督控制系統SCS亦可例如經由微影控制單元LACU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、臨界尺寸(CD)等。為此目的，可在微影製造單元LC中包括檢測工具(未展示)。若偵測到誤差，則可例如對後續基板之曝光或對要對基板W執行之其他處理步驟進行調整，尤其係在同一批量或批次之其他基板W仍待曝光或處理之前進行檢測的情況下。
亦可稱為度量衡設備之檢測設備用於判定基板W之屬性，且具體而言，判定不同基板W之屬性如何變化或與同一基板W的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，且可為例如微影製造單元LC之部分，或可整合至微影設備LA中，或甚至可為獨立器件。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之後在抗蝕劑層中的影像)上之屬性，或經顯影抗蝕劑影像(其中抗蝕劑的經曝光部分或未經曝光部分已移除)上之屬性，或甚至經蝕刻影像(在諸如蝕刻的圖案轉印步驟之後)上之屬性。
通常，微影設備LA中之圖案化程序為在處理中之最關鍵步驟中的一者，其需要基板W上之結構之尺寸標定及置放的高準確度。為了確保此高準確度，可將三個系統組合於如圖3中示意性地描繪之所謂的「整體」控制環境中。此等系統中之一者係微影設備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程序窗且提供嚴格控制環路，從而確保由微影設備LA執行之圖案化保持在程序窗內。程序窗界定程序參數(例如劑量、焦點、疊對)之範圍，在該範圍內，具體製造程序產生經界定結果(例如功能性半導體器件)--通常在該範圍內允許微影程序或圖案化程序中之程序參數變化。
電腦系統CL可使用待圖案化之設計佈局(之部分)以預測要使用哪種解析度增強技術且執行運算微影模擬及計算，以判定哪種遮罩佈局及微影設備設定達成圖案化程序之最大總體程序窗(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微影設備LA之圖案化可能性。電腦系統CL亦可用於偵測微影設備LA當前正在程序窗內何處操作(例如使用來自度量衡工具MT之輸入)，以預測缺陷是否可歸因於例如次佳處理而存在 (在圖3中由第二標度SC2中之指向「0」的箭頭描繪)。
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之校準狀態下的可能漂移(在圖3中由第三標度SC3中之多個箭頭描繪)。現將描述用於量測與微影設備及/或待圖案化之基板相關的一或多個屬性之不同類型的度量衡工具MT。
在微影程序中，需要頻繁地對所產生結構進行量測，例如以用於程序控制及驗證。用以進行此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程序之參數(量測通常稱為以光瞳為基礎之量測)，或藉由在影像平面或與影像平面共軛之平面中具有感測器來量測微影程序之參數，在此狀況下量測通常稱為以影像或場為基礎之量測。在以全文引用之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之量測技術。前述散射計可使用來自軟x射線及對近IR波長範圍可見之光來量測光柵。
在第一實施例中，散射計MT係角解析散射計。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交互作用且比較模擬結果與量測的彼等結果引起。調整數學模型之參數，直至經模擬交互作用產生與自真實目標觀測到之繞射圖案類似的繞射圖案為止。
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導向至目標上，且來自目標之反射或散射輻射經導向至光譜儀偵測器上，該光譜儀偵測器量測鏡面反射輻射之光譜(亦即，隨波長而變的強度之量測)。根據此資料，可例如藉由嚴密耦合波分析(Rigorous Coupled Wave Analysis)及非線性廻歸或藉由與經模擬光譜庫比較來重建構產生所偵測光譜的目標之結構或輪廓。
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各偏振狀態之散射輻射來判定微影程序之參數。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)。適合於度量衡設備之源亦可提供偏振輻射。在以全文引用之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適用於藉由量測反射光譜及/或偵測組態中之不對稱性(該不對稱性係與疊對之範圍相關)來量測兩個未對準光柵或週期性結構之疊對。可將兩個(通常重疊)光柵結構施加於兩個不同層(未必為連續層)中，且該兩個光柵結構可形成為處於晶圓上實質上相同的位置處。散射計可具有如例如在共同擁有之專利申請案EP1,628,164A中所描述之對稱偵測組態，以使得任何不對稱性可清楚地區分。此提供用以量測光柵中之未對準之直接了當的方式。可在以全文引用之方式併入本文中之PCT專利申請公開案第WO 2011/012624號或美國專利申請案第US 20160161863號中找到用於在經由週期性結構的不對稱性量測目標時量測含有週期性結構之兩個層之間的疊對誤差之其他實例。
其他所關注參數可為焦點及劑量。可藉由如以全文引用之方式併入本文中之美國專利申請案US2011-0249244中所描述的散射量測(或替代地藉由掃描電子顯微法)同時判定焦點及劑量。可使用針對焦點能量矩陣(FEM，亦稱為焦點曝光矩陣)中之每一點具有臨界尺寸及側壁角量測之唯一組合的單一結構。若臨界尺寸及側壁角之此等唯一組合為可獲得的，則可根據此等量測唯一地判定焦點及劑量值。
度量衡目標可為藉由微影程序(主要在抗蝕劑中)形成且亦在例如蝕刻程序之後形成之複合光柵的集合。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(尤其係光學器件之NA)，以能夠捕獲來自度量衡目標之繞射階。如較早所指示，繞射信號可用於判定兩個層之間的移位(亦稱為「疊對」)或可用於重建構如由微影程序產生的原始光柵之至少部分。此重建構可用於提供微影程序之品質的導引，且可用於控制微影程序之至少部分。目標可具有經組態以模仿目標中之設計佈局之功能性部分的尺寸之較小子分段。歸因於此子分段，目標將表現得與設計佈局之功能性部分更類似，以使得總體程序參數量測更佳地類似於設計佈局之功能性部分。可在填充不足模式下或在填充過度模式下量測目標。在填充不足模式下，量測光束產生小於總體目標之光點。在填充過度模式下，量測光束產生大於總體目標之光點。在此填充過度模式下，亦有可能同時量測不同目標，藉此同時判定不同處理參數。
使用具體目標之微影參數之總體量測品質至少部分由用於量測此微影參數之量測配方來判定。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基於繞射的光學量測，則量測之參數中的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的定向等。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靈敏度。在以全文引用之方式併入本文中之美國專利申請案US2016-0161863及所公開的美國專利申請案US 2016/0370717A1中描述更多實例。
圖4中描繪度量衡設備，諸如散射計SM1。該散射計SM1包含將輻射投影至基板6上之寬頻帶(白光)輻射投影儀2。將經反射或經散射輻射傳遞至光譜儀偵測器4，該光譜儀偵測器4量測鏡面反射輻射之光譜10 (亦即，隨波長λ而變之強度In1之量測)。根據此資料，可由處理單元PU例如藉由嚴密耦合波分析及非線性廻歸或藉由與如在圖4之底部所示的經模擬光譜庫之比較來重建構產生所偵測光譜之結構或輪廓。一般而言，對於重建構，結構之一般形式係已知的，且根據製成結構所依據之程序的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。
在微影程序中，需要頻繁地對所產生結構進行量測，例如以用於程序控制及驗證。用於進行此類量測之各種工具為吾人所知，包括掃描電子顯微鏡或各種形式之度量衡設備(諸如散射計)。已知散射計之實例常常依賴於專用度量衡目標的供應，諸如填充不足之目標(呈簡單光柵或不同層中的重疊光柵之形式的目標，該目標足夠大，使得量測光束產生小於光柵之光點)或填充過度之目標(藉此照明光點部分或完全含有該目標)。另外，使用度量衡工具(例如照明填充不足之目標(諸如光柵)的角解析散射計)允許使用所謂的重建構方法，其中可藉由模擬散射輻射與目標結構之數學模型的交互作用且比較模擬結果與量測之彼等結果來計算光柵之屬性。調整模型之參數，直至經模擬交互作用產生與自真實目標所觀測之繞射圖案類似的繞射圖案為止。
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程序之參數(量測通常稱為以光瞳為基礎之量測)，或藉由在影像平面或與影像平面共軛之平面中具有感測器來量測微影程序之參數，在此狀況下量測通常稱為以影像或場為基礎之量測。在以全文引用之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之量測技術。前述散射計可在一個影像中使用來自軟x射線及對近IR波範圍可見之光來量測來自多個光柵之多個目標。
構形量測系統、位階感測器(且其可整合於微影設備中)經配置以量測基板(或晶圓)之頂表面的構形。基板之構形圖(亦稱為高度圖)可由指示基板之隨基板上之位置而變的高度的此等量測產生。此高度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器件之空中影像。應理解，「高度」在此內容背景中係指相對於基板大致地在平面外之維度(亦稱為Z軸)。通常，位階或高度感測器在固定部位(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跨基板在各部位處產生高度量測。
圖5中示意性地展示此項技術中已知的位階或高度感測器LS之實例，該圖5僅說明操作原理。在此實例中，位階感測器包含光學系統，該光學系統包括投影單元LSP及偵測單元LSD。投影單元LSP包含提供輻射光束LSB之輻射源LSO，該輻射光束LSB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輻射源(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不限於可見輻射，但可另外地或替代地涵蓋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為包含週期性結構的週期性光柵，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經導向基板W上的相對於垂直於入射基板表面之軸線(Z軸)具有入射角ANG的量測部位MLO，該入射角ANG介於0度與90度之間，通常介於70度與80度之間。在量測部位MLO處，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。
為了判定量測部位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之輸出信號的處理單元(未展示)。偵測光柵DGR可與投影光柵PGR一致。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的強度，諸如光偵測器，或表示所接收之強度的空間分佈，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，可判定量測部位MLO處之高度位階。所偵測高度位階通常與如藉由偵測器DET量測之信號強度相關，該信號強度具有尤其取決於投影光柵PGR之設計及(傾斜)入射角ANG的週期性。
投影單元LSP及/或偵測單元LSD可沿投影光柵PGR與偵測光柵DGR之間的圖案化輻射光束之路徑(未展示)包括其他光學元件，諸如透鏡及/或鏡面。
在實施例中，可省略偵測光柵DGR，且可將偵測器DET置放於偵測光柵DGR所在的位置處。此組態提供投影光柵PGR之影像的較直接偵測。
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之量測區域MLO或光點的陣列。
例如在皆以引用之方式併入的US7265364及US7646471中揭示一般類型之各種高度感測器。在以引用之方式併入的US2010233600A1中揭示使用UV輻射而非可見或紅外輻射之高度感測器。在以引用之方式併入的WO2016102127A1中，描述使用多元件偵測器來偵測及識別光柵影像之位置而無需偵測光柵的緊湊型高度感測器。
位置量測系統PMS可包含適合於判定基板支撐件WT之位置的任何類型之感測器。位置量測系統PMS可包含適合於判定遮罩支撐件MT之位置的任何類型之感測器。感測器可為光學感測器，諸如干涉計或編碼器。位置量測系統PMS可包含干涉計及編碼器之組合系統。感測器可為另一類型之感測器，諸如磁感測器、電容式感測器或電感感測器。位置量測系統PMS可判定相對於參考(例如度量衡框架MF或投影系統PS)的位置。位置量測系統PMS可藉由量測位置或藉由量測位置之時間導數(諸如速度或加速度)來判定基板台WT及/或遮罩支撐件MT之位置。
位置量測系統PMS可包含編碼器系統。舉例而言，編碼器系統係自2006年9月7日申請之特此以引用之方式併入的美國專利申請案US2007/0058173A1為吾人所知。編碼器系統包含編碼器頭、光柵及感測器。編碼器系統可接收主輻射光束及次輻射光束。主輻射光束以及次輻射光束兩者源自相同輻射光束，亦即，原始輻射光束。藉由運用光柵繞射原始輻射光束來產生主輻射光束及次輻射光束中之至少一者。若藉由運用光柵繞射原始輻射光束來產生主輻射光束及次輻射光束兩者，則主輻射光束需要具有與次輻射光束不同的繞射階。不同繞射階為例如+1st 階、-1st 階、+2nd 階及-2nd 階。編碼器系統將主輻射光束及次輻射光束光學組合成組合輻射光束。編碼器頭中之感測器判定組合輻射光束之相位或相位差。感測器基於該相位或相位差來產生信號。信號表示編碼器頭相對於光柵之位置。編碼器頭及光柵中之一者可經配置在基板結構WT上。編碼器頭及光柵中之另一者可經配置在度量衡框架MF或基底框架BF上。舉例而言，複數個編碼器頭經配置在度量衡框架MF上，而光柵經配置在基板支撐件WT之頂表面上。在另一實例中，光柵經配置在基板支撐件WT之底表面上，且編碼器頭經配置在基板支撐件WT下方。
位置量測系統PMS可包含干涉計系統。干涉計系統係自例如1998年7月13日申請的特此以引用之方式併入的美國專利US6,020,964中為吾人所知。干涉計系統可包含光束分光器、鏡面、參考鏡面及感測器。輻射光束藉由光束分光器分成參考光束及量測光束。量測光束傳播至鏡面，並由鏡面反射回光束分光器。參考光束傳播至參考鏡面，並由參考鏡面反射回光束分光器。在光束分光器處，量測光束及參考光束組合成組合輻射光束。組合輻射光束入射於感測器上。感測器判定組合輻射光束之相位或頻率。感測器基於該相位或頻率來產生信號。信號表示鏡面之位移。在實施例中，鏡面連接至基板支撐件WT。參考鏡面可連接至度量衡框架MF。在實施例中，藉由額外光學組件(而非光束分光器)將量測光束及參考光束組合成組合輻射光束。
在複雜器件之製造中，通常執行許多微影圖案化步驟，藉此在基板上之連續層中形成功能性特徵。因此，微影設備之效能之關鍵態樣能夠相對於置於先前層中(藉由相同設備或不同微影設備)之特徵恰當且準確地置放經施加圖案。出於此目的，基板設置有一或多組標記。每一標記為稍後可使用位置感測器(通常為光學位置感測器)量測其位置之結構。位置感測器可稱為「對準感測器」，且標記可稱為「對準標記」。標記亦可稱為度量衡目標。
微影設備可包括可藉以準確地量測設置於基板上之對準標記之位置的一或多個(例如複數個)對準感測器。對準(或位置)感測器可使用光學現象(諸如繞射及干涉)來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的實例係基於如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，例如如US2015261097A1中所揭示。所有此等公開案之內容以引用之方式併入本文中。
標記或對準標記可包含一系列桿(bar)，該等桿形成於設置在基板上之層上或層中或(直接)形成於基板中。該等桿可規則地隔開且充當光柵線，以使得可將標記視為具有熟知空間週期(間距)之繞射光柵。取決於此等光柵線之定向，標記可設計成允許沿著X軸或沿著Y軸(其經定向成實質上垂直於X軸)量測位置。包含以相對於X軸及Y軸兩者成+45度及/或-45度配置的桿之標記允許使用如以引用之方式併入之US2009/195768A中所描述的技術進行組合之X及Y量測。
對準感測器運用輻射光點來光學地掃描每一標記，以獲得週期性變化之信號，諸如正弦波。分析此信號之相位以判定標記之位置，且因此判定基板相對於對準感測器之位置，該對準感測器又相對於微影設備之參考框架固定。可提供與不同(粗略及精細)標記尺寸相關之所謂的粗略及精細標記，使得對準感測器可區分週期性信號之不同循環以及循環內之確切位置(相位)。亦可出於此目的而使用不同間距之標記。
量測標記之位置亦可提供關於其上例如以晶圓柵格形式設置有標記的基板之變形的資訊。基板之變形可藉由例如將基板靜電夾持至基板台及/或在基板曝光於輻射時加熱基板而出現。
圖6為諸如(例如)在US6961116中所描述且以引用之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RB藉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，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之直徑可略微小於標記自身之寬度。
由標記AM繞射之輻射準直(在此實例中經由物鏡OL)成資訊攜載光束IB。術語「繞射」意欲包括來自標記之零階繞射(其可稱為反射)。例如在上文所提及之US6961116中所揭示之類型的自參考干涉計SRI運用其自身干涉光束IB，其後光束由光偵測器PD接收。可包括額外光學器件(未展示)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，以使得資訊攜載光束IB僅包含來自標記AM之高階繞射輻射(此對於量測並非必需，但提高了信號雜訊比)。
將強度信號SI供應至處理單元PU。藉由區塊SRI中之光學處理與單元PU中之運算處理的組合，輸出相對於參考框架之基板上的X位置及Y位置的值。
所說明類型之單一量測僅將標記之位置固定在對應於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經標記位置之週期。可在不同波長下重複較粗略及/或較精細位階下之同一程序，以用於提高準確度及/或用於穩健地偵測標記，而無關於製成標記之材料及供標記提供於上方及/或下方之材料。可光學地多工及解多工該等波長以便同時地處理該等波長，及/或可藉由分時或分頻而多工該等波長。
在此實例中，對準感測器及光點SP保持靜止，而基板W移動。對準感測器可因此經穩固且準確地安裝至參考框架，同時在與基板W之移動方向相反的方向上有效地掃描標記AM。在此移動中，藉由將基板W安裝於基板支撐件上且基板定位系統控制基板支撐件之移動來控制基板W。基板支撐件位置感測器(例如干涉計)量測基板支撐件之位置(未展示)。在實施例中，一或多個(對準)標記設置於基板支撐件上。對設置於基板支撐件上之標記之位置的量測允許校準如由位置感測器所判定之基板支撐件的位置(例如相對於對準系統所連接之框架)。對設置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 (諸如散射計)、構形量測系統或位置量測系統可使用源自輻射源的輻射來執行量測。藉由度量衡工具使用之輻射的屬性可影響可執行之量測的類型及品質。對於一些應用，使用多種輻射頻率來量測基板可為有利的，例如可使用寬頻帶輻射。多種不同頻率可能能夠在不干擾其他頻率或最小限度地干擾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查詢及發現度量衡目標之不同屬性。寬頻帶輻射可適用於度量衡系統MT (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)中。寬頻帶輻射源可為超連續光譜源。
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高階效應來增寬高功率窄頻帶或單頻輸入輻射。輸入輻射(其可使用雷射來產生)可稱為泵輻射。為獲得用於增寬效應之高功率輻射，可將輻射約束至較小區域中，以使得達成很大程度上經局域化的高強度輻射。在彼等區域中，輻射可與增寬結構及/或形成非線性介質之材料交互作用以便形成寬頻帶輸出輻射。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/或改善輻射增寬。
在一些實施方案中，如下文參考圖9至11進一步論述，用於增寬輸入輻射之方法及設備可使用用於約束輸入輻射且用於將輸入輻射增寬至輸出寬頻帶輻射之光纖。該光纖可為中空型芯光纖，且可包含用以在光纖中達成輻射之有效導引及約束的內部結構。該光纖可為中空型芯光子晶體光纖(HC-PCF)，其尤其適合於主要在光纖之中空型芯內部進行強輻射約束，從而達成高輻射強度。光纖之中空型芯可填充有氣體，該氣體充當用於增寬輸入輻射之增寬介質。此光纖及氣體配置可用於形成超連續光譜輻射源。光纖之輻射輸入可為電磁輻射，例如在紅外光譜、可見光譜、UV光譜及極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稱為白光。
本發明之一些實施例係關於用於此寬頻帶輻射源中之光纖之新設計及包含新光纖之寬頻帶輻射源。新光纖為中空型芯光子晶體光纖(HC-PCF)。特定而言，新光纖為包含用於約束輻射的反諧振結構之類型的中空型芯光子晶體光纖。包含反諧振結構之此光纖在此項技術中已知為反諧振光纖、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。
將瞭解，反諧振元件意欲意指經配置以主要藉由反諧振約束中空型芯內之輻射的元件。特定而言，術語反諧振元件並不意欲涵蓋經配置以主要藉由在包覆部分中產生光子帶隙(諸如(例如)籠目光子晶體光纖)來限制中空型芯內之輻射的元件。純光子帶隙光纖在極有限的帶寬內提供極低損耗。使用反諧振元件來導引輻射的光纖可比光子帶隙光纖具有更寬透射窗(亦即，具有更大傳輸帶寬)。有利地，此類光纖因此可更適合在用於接收輸入輻射且增寬輸入輻射之頻率範圍以便提供輸出輻射(例如超連續光譜源)的設備中使用。
現參考圖7及8描述光纖之新設計。圖7及8係新光纖100在兩個彼此垂直的平面中的示意性橫截面圖。
光纖100包含細長主體，光纖100在一個維度上比光纖102之其他兩個維度更長。此更長維度可稱為軸向方向，且可界定光纖100之軸線101。兩個其他維度界定可稱為橫向平面之平面。圖7展示光纖100在經標記為x-y平面的橫向平面(亦即，垂直於軸線101)中之橫截面。圖8展示光纖100在含有軸線101的平面(特定地為x-z平面)中之橫截面。光纖100之橫向橫截面可為沿光纖軸線101實質上恆定的。
將瞭解，光纖100具有一定程度的可撓性，且因此，軸線101之方向一般而言將為沿光纖100之長度不均勻的。諸如光軸101、橫向橫截面及類似者的術語應理解為意指局部光軸101、局部橫向橫截面等。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100彎曲時可能已變形的此類形狀。
光纖100可具有任何長度，且將瞭解，光纖100之長度可取決於應用(例如在超連續光譜輻射源內的應用中所需的光譜增寬之量)。光纖100可具有1 cm與10 m之間的長度，例如光纖100可具有10 cm與100 cm之間的長度。
光纖100包含：中空型芯102；包圍中空型芯102的包覆部分；及包圍並支撐包覆部分的支撐部分。包覆部分包含用於導引輻射通過中空型芯102的複數個反諧振元件。特定而言，複數個反諧振元件經配置以約束主要在中空型芯102內部傳播通過光纖100的輻射，且經配置以沿光纖100導引輻射。光纖100之中空型芯102可實質上安置於光纖100之中心區域中，以使得光纖100的軸線101亦可界定光纖100之中空型芯102之軸線。
包覆部分包含用於導引傳播通過光纖100之輻射的複數個反諧振元件。特定而言，在此實施例中，包覆部分包含六個管狀毛細管104之單環。管狀毛細管104中之每一者充當反諧振元件。
毛細管104亦可稱為管。在橫截面中，毛細管104可為圓形的，或可具有另一形狀。每一毛細管104包含大體上為圓柱形的壁部分105，該大體上為圓柱形的壁部分105至少部分地界定光纖100之中空型芯102且將中空型芯102與反諧振空腔106分離。將瞭解，壁部分105可充當用於輻射之抗反射法布里-珀羅諧振器，該輻射傳播通過中空型芯102 (且該輻射可以一掠入射角入射於壁部分105上)。壁部分105之厚度可為合適的，以確保大體上增強返回中空型芯102之反射，而大體上抑制進入反諧振空腔106之透射。在一些實施例中，毛細管壁部分105可具有0.01 µm與10.0 µm之間的厚度。
將瞭解，如本文中所使用，術語包覆部分意欲意指光纖100之用於導引傳播通過光纖100的輻射之部分(亦即，約束中空型芯102內的該輻射的毛細管104)。輻射可以橫向模式之形式受到約束，從而沿光光纖軸線101傳播。
支撐部分包含內部支撐部分108、外部支撐部分110及可變形連接部分112。可變形連接部分112將內部支撐部分108連接至外部支撐部分110。可變形連接部分112可替代地稱為應力吸收部分。
內部支撐部分108大體上為管狀的，且支撐包覆部分之六個毛細管104。六個毛細管104均勻分佈在內部支撐部分108之內表面周圍。六個毛細管104可被描述為安置於大體上為六角形的結構中。
毛細管104經配置成使得每一毛細管不與其他毛細管104中之任一者接觸。毛細管104中之每一者與內部支撐部分108接觸，且與環結構中之相鄰毛細管104間隔開。此配置可為有益的，此係由於其可增加光纖100之傳輸帶寬(相對於例如其中毛細管彼此接觸的配置)。替代地，在一些實施例中，毛細管104中之每一者可與環結構中之相鄰毛細管104接觸。
包覆部分之六個毛細管104安置於中空型芯102周圍的環結構中。毛細管104之環結構之內表面至少部分地界定光纖100之中空型芯102。中空型芯102之直徑(其可經界定為對置毛細管之間的最小尺寸，由箭頭114指示)可在10 µm與1000 µm之間。中空型芯102之直徑114可影響中空型芯光纖100之模場參數、衝擊損耗、分散度、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104 (其充當反諧振元件)之單環配置。因此，自中空型芯102之中心至光纖100之外部的任何徑向方向上的線通過不超過一個毛細管104。
將瞭解，其他實施例可設置有反諧振元件之不同配置。此等配置可包括具有反諧振元件之多個環的配置及具有嵌套式反諧振元件的配置。此外，儘管圖7及8中所示之實施例包含六個毛細管之環，但在其他實施例中，包含任何數目之反諧振元件(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。
外部支撐部分110大體上為管狀的，且經由可變形連接部分112支撐內部支撐部分108。可變形連接部分112易於變形。亦即，可變形連接部分112之形狀及/或尺寸可回應於所施加應力而變化。特定而言，可變形連接部分112可能比光纖100之其他部分(諸如(例如)內部支撐部分108)對此變形更敏感。
可變形連接部分112包含配置在內部支撐部分108周圍的環結構。此環結構包含複數個孔徑116，該複數個孔徑116穿插有大體上在內部支撐部分108與外部支撐部分110之間延伸的複數個大體上徑向延伸的材料部分。因此，可將支撐部分視為設置有複數個大體上軸向延伸的孔徑116 (該等孔徑116可界定可變形連接部分112)。
在橫截面中，孔徑116大體上呈環形之區段之形式。孔徑可替代地經描述為在橫截面中呈梯形的，且可經描述為大體上呈矩形的。
內部支撐部分108之厚度通常足夠大，使得可變形連接部分112中之孔徑116不充當反諧振元件。舉例而言，內部支撐部分108之厚度可為至少1 µm至500 µm。
儘管在此實施例中，可變形連接部分112包含配置在內部支撐部分108周圍的單環結構，但在替代實施例中，可變形連接部分112可包含配置在上文所描述且展示於圖7及8中的類型之內部支撐部分108周圍的複數個同心環結構。
光纖100可稱為中空型芯光子晶體光纖(HC-PCF)。通常，此中空型芯光子晶體光纖包含用於導引光纖內之輻射的包覆部分(其可例如包含反諧振元件)及支撐部分。支撐部分通常為支撐包覆部分的材料之相對較厚的護套或管。根據本發明之實施例的光纖100優於此已知中空型芯光子晶體光纖，此係由於可變形連接部分112可充當機械應力吸收器，任何外部施加之應力(例如施加至外部支撐部分110)可在不直接傳遞至包覆部分(包含毛細管104)的情況下經顯著消散於機械應力吸收器中。換言之，可變形連接部分112將內部支撐部分108、包覆部分(亦即，毛細管104)及中空型芯102與外部支撐部分110分離。
在無此可變形連接部分112之情況下，施加至支撐部分之任何外應力可經直接傳遞至包覆部分。然而，一般而言，包覆部分(其包含呈毛細管104形式之反諧振元件)之光學效能對反諧振元件內之局部應力敏感，此係由於此應力可導致折射率分佈之變化或誘導雙折射。此等效應可對光學效能不利且可導致模態加擾或導致約束損耗增加。此等效應通常取決於波長，且波長越短效應越強。
在使用時，可能不沿光纖100之整個長度(例如在表面上)支撐該光纖100。至少對於一些應用，光纖100可足夠長，使得此支撐並非切實可行的。出於此原因，常常使用複數個離散間隔開的局部安裝件或夾持件來支撐典型的光子晶體光纖。舉例而言，在使用時，光纖100可經夾持在光纖之每一末端處(且一或多個中間夾持件可設置於其間)。以此方式安裝光纖100將向光纖100引入具體局部外應力。類似地，光纖100之任何彎曲(其在特定應用中可為所需的)亦將向光纖引入具體局部外應力。
有利地，與已知配置相比，根據本發明之實施例的光纖100至少部分地解決此等問題，此係由於任何外部施加之應力或拉力在到達包覆部分(亦即，毛細管104)之前藉由可變形連接部分112而減小。因此，可減輕與外部施加之應力相關聯的對光學效能之不利效應。
在實施例中，內部支撐部分108、外部支撐部分110及可變形連接部分112皆由相同材料形成。特定而言，在一些實施例中，此材料包含玻璃。亦即，該材料包含當加熱至轉變溫度時展現玻璃轉變的非晶形(亦即，非結晶)材料。舉例而言，材料可包含矽石玻璃。舉例而言，光纖100之部分(例如毛細管104、內部支撐部分108、外部支撐部分110及可變形連接部分112)可包含以下中之任一者：高純度矽石(SiO2 ) (例如如由德國賀利氏控股集團(Heraeus Holding GmbH of Germany)出售的F300材料)；軟玻璃，諸如(例如)矽酸鉛玻璃(例如由德國肖特集團(Schott AG of Germany)出售的SF6玻璃)；或其他特種玻璃，諸如(例如)硫族化物玻璃或重金屬氟玻璃(亦稱為ZBLAN玻璃)。有利地，玻璃材料並不除氣。
內部支撐部分108、外部支撐部分110及可變形連接部分112由相同材料(尤其係諸如不除氣的玻璃的材料)形成係尤其有利的，如現在所論述。
在典型的光束遞送應用中，已知提供具有包圍玻璃材料的保護性聚合物塗層的光纖，該光纖由該玻璃材料形成。此保護性塗層可分佈應力，且可減輕外應力可能導致的不利效應。
在替代實施例中，光纖100之一或多個組件可由聚合材料形成。可由聚合材料形成的光纖100之組件包括：內部支撐部分108、外部支撐部分110、可變形連接部分112及/或包覆部分(其包含呈毛細管104形式之反諧振元件)。
如下文參考圖9至11進一步論述，在使用時，光纖100可形成用於接收輸入輻射且增寬輸入輻射之頻率範圍以便提供輸出輻射的設備之部分。舉例而言，光纖可經配置以接收高強度超快雷射脈衝，且中空型芯102可充滿合適的工作氣體，此類超快雷射脈衝可與該工作氣體交互作用以產生超連續光譜。為達成此目的，光纖100可安置於充滿工作氣體126 (參見圖10及11)之氣體腔室128中。在此類應用中，期望避免任何聚合物塗層，此係由於此等塗層可在氣體腔室之密閉環境內經歷除氣。此等經除氣的蒸氣可進入光纖100之中空型芯102中(在此處其可與雷射輻射交互作用)且可導致污染物沈積於其中。繼而，此等蒸氣可降低超連續光譜源之光學效能。
因此有利的係，由與內部支撐部分108相同的材料(例如玻璃)形成外部支撐部分110及可變形連接部分112 (其共同地可被視為形成外部保護性應力減輕機構)，從而避免了除氣。
圖9示意性地展示用於接收輸入輻射122且增寬輸入輻射122之頻率範圍以便提供寬頻帶輸出輻射124之設備120的通用設置。設備120包含具有用於導引傳播通過光纖100之輻射之中空型芯102的光纖100。將瞭解，為了有助於圖式之清晰性，僅在圖9中展示光纖100之中空型芯102 (且包覆部分與支撐部分並未區分)。設備120進一步包含安置於中空型芯102內的氣體126，其中該氣體包含工作組分，該工作組分實現所接收輸入輻射126之頻率範圍之增寬以便提供寬頻帶輸出輻射124。
氣體126之工作組分可為惰性氣體。工作組分可包含氬氣、氪氣、氖氣、氦氣及氙氣中之一或多者。替代地或除惰性氣體以外，工作組分可包含分子氣體(例如N2 、O2 、CH4 、SF6 )。
在一個實施方案中，氣體126可至少在接收輸入輻射122以用於產生寬頻帶輸出輻射124期間安置於中空型芯102內。將瞭解，當設備120當前並未接收用於產生寬頻帶輸出輻射之輸入輻射122時，氣體126可完全或部分地不存在於中空型芯102中。一般而言，設備120包含用於提供光纖100之中空型芯102內的氣體126之設備。用於提供光纖100之中空型芯102內的氣體126之此設備可包含儲集器，如現在參考圖10所論述。
圖10展示如圖9中所示的進一步包含儲集器128的設備120。光纖100安置於儲集器128內部。儲集器128亦可稱為殼體或容器。儲集器128經組態以含有氣體126。儲集器128可包含此項技術中已知的用於控制、調節及/或監測儲集器128內部之氣體126之組成的一或多個特徵。儲集器可包含第一透明窗130。在使用時，光纖100安置於儲集器128內部，以使得第一透明窗130接近於光纖100之輸入末端定位。第一透明窗130可形成儲集器128之壁的部分。第一透明窗130至少對於所接收輸入輻射頻率可為透明的，以使得所接收輸入輻射122 (或至少其較大部分)可耦合至位於儲集器128內部的光纖100。儲集器128可包含形成儲集器128之壁的部分的第二透明窗132。在使用時，當光纖100安置於儲集器128內部時，第二透明窗132位於接近於光纖100之輸出末端處。第二透明窗132至少對於設備120之寬頻帶輸出輻射124之頻率可為透明的。
替代地，在另一實施例中，光纖100之兩個對置末端可置放於不同儲集器內部。光纖100可包含經組態以接收輸入輻射122之第一末端區段及用於輸出寬頻帶輸出輻射124之第二末端區段。第一末端區段可置放於包含氣體126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氣體126。儲集器之運作可如上文關於圖10所描述來進行。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122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124為透明的。第一儲集器及第二儲集器亦可包含可密封開口，以允許光纖100部分地置放在儲集器內部且部分地置放在儲集器外部，以使得氣體密封在儲集器內部。光纖100可進一步包含不含有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100相對較長(例如當長度不超過1 m時)之實施例可為尤其便利的。將瞭解，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126之組成的一或多個特徵)視為提供用於提供光纖100之中空型芯102內的氣體126的設備。
在此內容背景中，若在窗口上具有一頻率的入射輻射之至少50%、75%、85%、90%、95%或99%透射通過窗口，則窗口對於彼頻率可為透明的。
第一130透明窗及第二132透明窗兩者可在儲集器128之壁內形成氣密密封，以使得可在儲集器128內含有氣體126。將瞭解，可以與儲集器128之環境壓力不同的壓力在儲集器128內含有氣體126。
為達成頻率增寬，可能需要高強度輻射。具有中空型芯光纖100之優勢為，其可經由對傳播通過光纖100之輻射的較強空間約束而達成高強度輻射，從而達成高局域化輻射強度。另外，中空型芯設計(例如相較於實心的芯設計)可產生較高品質傳輸模式(例如具有較大單模傳輸比例)。光纖100內部之輻射強度可例如歸因於較高所接收輸入輻射強度及/或歸因於對光纖100內部之輻射的較強空間約束而較高。
使用中空型芯光纖100之優勢可為，導引於光纖100內部之輻射中的大部分經約束於中空型芯102。因此，光纖100內部之輻射之交互作用中的大部分係與氣體126一起進行，該氣體126經提供於光纖100之中空型芯102內部。因此，可增加氣體126之工作組分對輻射的增寬效應。
所接收輸入輻射122可為電磁輻射。輸入輻射122可作為脈衝輻射而接收。舉例而言，輸入輻射122可包含超快脈衝。用於在輻射與氣體126交互作用時進行光譜增寬之機制可為例如以下各者中之一或多者：四波混合、調變不穩定性、工作氣體離子化、拉曼(Raman)效應、克爾(Kerr)非線性、光孤子形成或光孤子***。特定而言，光譜增寬可經由光孤子形成或光孤子***中之一者或兩者達成。
輸入輻射122可為相干輻射。輸入輻射122可為準直輻射，且其優勢可為促進且提高將輸入輻射122耦合至光纖100中之效率。輸入輻射122可包含單一頻率或窄頻率範圍。輸入輻射122可由雷射產生。類似地，輸出輻射124可經準直及/或可為相干的。
輸出輻射124之寬頻帶範圍可為連續範圍，包含連續輻射頻率範圍。輸出輻射124可包含超連續光譜輻射。連續輻射可有益於在若干應用中(例如在度量衡應用中)使用。舉例而言，連續頻率範圍可用於查詢大量屬性。連續頻率範圍可例如用於判定及/或消除所量測屬性之頻率相依性。超連續光譜輸出輻射124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124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124可包含白光。
圖11描繪用於提供寬頻帶輸出輻射之輻射源134。輻射源134包含如上文參考圖10所描述之設備120。輻射源34進一步包含經組態以向設備120提供輸入輻射122之輸入輻射源136。設備120可自輸入輻射源136接收輸入輻射122，且增寬該輸入輻射122以提供輸出輻射124。
由輸入輻射源136提供之輸入輻射122可經脈衝。輸入輻射122可包含具有在200 nm與2 µm之間的一或多種頻率之電磁輻射。輸入輻射122可例如包含具有為1.03 µm之波長的電磁輻射。脈衝輻射122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 µJ至10 µJ。輸入輻射122之脈衝持續時間可在10 fs與10 ps之間，例如300 fs。輸入輻射122之平均功率可在一百毫瓦至數百瓦之間。輸入輻射122之平均功率可為例如20 W至50 W。
由輻射源134提供之寬頻帶輸出輻射124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124可為經脈衝寬頻帶輸出輻射124。寬頻帶輸出輻射124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之功率譜密度可為至少3 mW/nm。
上述輻射源134可經提供為用於判定基板上之結構之所關注參數的度量衡配置之部分。基板上之結構可為例如施加於基板之微影圖案。度量衡配置可進一步包含用於照明基板上之結構的照明子系統。度量衡配置可進一步包含用於偵測由該結構散射及/或反射之輻射之部分的偵測子系統。偵測子系統可進一步根據由結構散射及/或反射之輻射的部分來判定結構上之所關注參數。該參數可為例如基板上之結構的疊對、對準或調平資料。
如上文所解釋，本發明之一些實施例係關於光纖100之新設計，該光纖100為包含用於約束輻射之反諧振結構的類型的中空型芯光子晶體光纖。上文參考圖7及8描述光纖100之此新設計。本發明之一些其他實施例係關於光纖之新設計，該光纖為稱為毛細管波導的類型的中空型芯光纖。
此類實施例可與上文參考圖7及8所描述的光纖100實質上相同，但不具有管狀毛細管(亦即，移除圖7中所示之所有六個管狀毛細管104)。
此光纖包含：中空型芯(等同於圖7中所示之中空型芯102)；及包圍該中空型芯之包覆部分。包覆部分包含沒有微結構之內部支撐(等同於圖7中所示之內部支撐部分108) (亦即，移除圖7中所示之所有六個管狀毛細管104)。將瞭解，包含沒有微結構的內部支撐的包覆部分不意欲涵蓋中空型芯光子晶體光纖(反諧振光纖或光子帶隙光纖中之任一者)。
包覆部分進一步包含外部部分(等同於圖7中所示之外部支撐部分110)及將內部部分連接至外部部分的可變形連接部分(等同於圖7中所示之可變形連接部分112)。
此類毛細管波導(通常具有比光子晶體光纖更大的芯)用於例如高能物理學中。毛細管波導可例如具有約幾百微米至幾毫米之芯。此等毛細管波導對應力極敏感。(毛細管波導形式之)根據本發明之此類實施例的光纖針對與上文參考圖7及8中所示之光纖100解釋的彼等原因類似的原因係有利的。特定而言，可變形連接部分可充當機械應力吸收器，任何外部施加之應力(例如施加至外部部分)可在不直接傳遞至該內部支撐的情況下消散於該機械應力吸收器中。換言之，可變形連接部分將內部支撐與外部部分分離。
除了不具有毛細管之外，(毛細管波導形式之)根據本發明之此類實施例的光纖可具有上文參考圖7及8所描述的光纖100之任何特徵。
此毛細管波導之中空型芯可具有大於20 µm之直徑。視情況，中空型芯可具有大於50 µm之直徑。視情況，中空型芯可具有大於100 µm之直徑。
現參考圖12、13及14論述中空型芯光纖之製造方法。
現參考圖12描述使用可稱為堆疊及拉伸方法之技術在光纖拉伸輔助中形成中空型芯光纖之方法。
首先，形成預形體140 (參見圖12A)。此通常藉由將毛細管及/或棒142堆疊成被稱為預形體護套144之環繞毛細管144來達成。在圖12A中所示之實例中，六個毛細管142經堆疊在單一預形體護套144內。然而，將瞭解，可替代地使用不同數目及組態的毛細管或棒。毛細管及/或棒142通常具有幾毫米之外部尺寸，且所得預形體140通常具有幾厘米之外徑。預形體140之橫截面粗略地模仿所需光纖152之橫截面(參見圖12C)。
其次，預形體140經歷加熱及拉伸程序以形成玻璃棒146。此涉及以進給速度將預形體140之一個末端進給至鍋爐中。預形體140之此末端以不同於進給速度之拉伸速度經抽吸或抽取出鍋爐，且因此，預形體140變為錐形的。經進給至鍋爐中之預形體140經轉換成玻璃棒146，該玻璃棒146更長(在軸向方向上，亦即，垂直於圖12之平面)且更細(在橫向平面中，亦即，在圖12之平面中)。具有約幾厘米之橫向直徑的預形體140經轉換成玻璃棒146，其通常具有幾毫米之外徑。如自圖12A及12B中之示意性圖示可見，物件之內部結構在預形體140經轉換成玻璃棒146時略微改變，但玻璃棒146之橫向橫截面仍粗略地模仿所需光纖152之橫截面。
玻璃棒146可由稱為玻璃棒護套148之毛細管148封套。玻璃棒146及玻璃棒護套148可稱為製造中間體150。
接著，製造中間體150經歷加熱及拉伸程序以形成光纖152 (參見圖12C)。光纖152包含：包圍中空型芯的包覆部分(包含六個中空管或毛細管154)；及外部支撐部分156 (包含管)。將瞭解，提供(視情況選用的)玻璃棒護套148導致光纖152之最終外徑增大。特定而言，其導致更厚的支撐部分156 (其由在加熱及拉伸程序期間融合在一起的玻璃棒及玻璃棒護套148之外部部分形成)。
用於將製造中間體150轉換成光纖152的加熱及拉伸程序與上文所描述之加熱及拉伸程序類似。除(使用鍋爐)施加熱量之外，由於將製造中間體150進給至鍋爐中且將光纖152抽取出鍋爐外，因此可控制壓力以使物件內之中空通道擴張或收縮，且達成最終光纖152中之毛細管154之所需尺寸。舉例而言，可在製造中間體150之不同部分中維持不同壓力以促進擴張、收縮或製造中間體150之不同部分之尺寸之穩定性，如此項技術中已知。
可能需要形成具有相對較薄的毛細管壁(例如具有200 nm或更小之壁厚度)的光纖152。本發明人已發現，當拉伸具有為此厚度的毛細管154壁的光纖152時，光纖152之毛細管154的屬性對上述加熱及拉伸程序之程序參數之變化具有明顯增加的靈敏度。此可導致例如毛細管154之不可控擴張，且可導致其中毛細管154之相鄰管發生接觸(其可為非所需的)之最終光纖152。
除了在包覆部分中形成具有相對較薄的毛細管壁(例如具有200 nm或更小之壁厚度)之光纖152，亦需要形成具有相對較粗的外徑之光纖152，以降低光纖152之光學效能對外應力(例如藉由機械或熱效應施加)之靈敏度。然而，本發明人已發現，隨著光纖152之外徑增加，具有此類相對較薄的壁之光纖152之製造良率顯著降低。據認為，在拉伸程序期間(當製造中間體150經轉換成光纖152時)，支撐部分用來將熱量傳導至包覆部分，且因此，包覆部分之毛細管在鍋爐中比支撐部分更前面的位置處開始變得更細。
現參考圖13及14描述根據本發明之實施例的且其可至少部分地解決上述問題的用於形成中空型芯光纖之新方法。用於在光纖拉伸輔助中形成中空型芯光纖之新方法亦使用可稱為堆疊及拉伸方法之技術，且該等新方法與上文參考圖12所描述之方法類似。然而，示意性地展示於圖13及14中之新方法包含提供經修改製造中間體(光纖藉由加熱及拉伸自該製造中間體製造)。經修改製造中間體158、176與圖12中所示之製造中間體150之不同之處在於，其各自包含包圍薄壁玻璃元件之區域的結構化保護層，最終光纖164、178之包覆部分由該等薄壁玻璃元件形成。如下文所論述，有利地，此降低中空型芯光纖對程序參數變化之靈敏度，且另外導致光纖之結構保真度及良率增加。
如圖13及14中示意性地展示，形成光纖164、178兩者之新方法包含：提供經修改製造中間體(包含至少一個環結構，其包含大體上配置在內部支撐部分與外部支撐部分之間的複數個孔徑)；及加熱並拉伸經修改製造中間體以形成光纖。
現參考圖13描述第一新方法。
首先，形成預形體140 (參見圖13A)。預形體140與圖12中所示之預形體140具有相同形式，且可以相同方式形成(如上文所描述)。其次，預形體140經歷加熱及拉伸程序以形成玻璃棒146。玻璃棒146與圖12中所示之玻璃棒146具有相同形式，且可以相同方式形成(如上文所描述)。
玻璃棒146由外部護套156封套以形成經修改製造中間體158。因此，經修改製造中間體158 (玻璃棒146)之至少部分係藉由加熱及拉伸預形體140來形成。經修改製造中間體158進一步包含外部護套156。
經修改製造中間體158包含：包圍中空型芯的包覆部分(由對應於預形體140之六個毛細管142的玻璃棒146之部分形成)；及包圍包覆部分的支撐部分。支撐部分包含玻璃棒146之對應於預形體140之預形體護套144的部分 及外部護套156。外部護套156包含內部部分160、外部部分162及將內部部分160連接至外部部分162的連接部分。連接部分包含配置在內部部分160周圍的環結構，該環結構包含大體上配置在內部部分160與外部部分162之間的複數個孔徑。
經修改製造中間體158之支撐部分包含內部支撐部分、外部支撐部分及將內部支撐部分連接至外部支撐部分的連接部分。經修改製造中間體158之內部支撐部分包含玻璃棒146之對應於預形體140之預形體護套144的部分及外部護套156之內部部分160。經修改製造中間體158之外部部分包含外部護套156之外部部分162。經修改製造中間體158之連接部分包含外部護套156之連接部分。
接著，經修改製造中間體158經歷加熱及拉伸程序以形成光纖164 (參見圖13C)。光纖164大體上呈圖7及8中所示且如上文所描述之光纖100之形式。用於將經修改製造中間體158轉換成光纖164的加熱及拉伸程序與上文參考圖12所描述之加熱及拉伸程序類似。
現參考圖14描述第二新方法。
首先，形成經修改預形體166 (參見圖14A)。以與形成圖12A中所示且上文所描述之預形體140類似之方式，藉由將毛細管及/或棒142堆疊至經修改預形體護套168中來形成經修改預形體166。經修改預形體護套168包含內部部分170、外部部分172及將內部部分170連接至外部部分172的連接部分。連接部分包含配置在內部部分170周圍的環結構，該環結構包含大體上配置在內部部分170與外部部分172之間的複數個孔徑。
在圖12A中所示之實例中，六個毛細管142經堆疊在經修改預形體護套168內。然而，將瞭解，可替代地使用不同數目及組態的毛細管或棒。毛細管及/或棒142通常具有幾毫米之外部尺寸，且所得經修改預形體166通常具有幾厘米之外徑。經修改預形體166之橫截面粗略地模仿所需光纖178之橫截面(參見圖14C)。
其次，經修改預形體166經歷加熱及拉伸程序以形成經修改玻璃棒174。經修改玻璃棒174可由經修改預形體166以與圖12中所示之玻璃棒146由預形體140形成的相同方式(如上文所描述)形成。
經修改玻璃棒174由玻璃棒護套148 (與圖12中所示之玻璃棒護套148具有相同形式之)封套，以形成經修改製造中間體176。玻璃棒護套148可稱為外部護套148。
因此，經修改製造中間體176 (經修改玻璃棒174)之至少部分係藉由加熱及拉伸經修改預形體166來形成。經修改製造中間體176進一步包含玻璃棒護套148。
經修改製造中間體176包含：包圍中空型芯的包覆部分(由經修改玻璃棒174之對應於經修改預形體166之六個毛細管142的部分形成)；及包圍包覆部分的支撐部分。支撐部分包含經修改玻璃棒174之對應於經修改預形體護套168及玻璃棒護套148的部分。
經修改製造中間體176之支撐部分包含內部支撐部分、外部支撐部分及將內部支撐部分連接至外部支撐部分的連接部分。經修改製造中間體176之內部支撐部分包含經修改玻璃棒174之部分，其對應於經修改預形體護套168之內部部分170。經修改製造中間體176之外部部分包含：經修改玻璃棒174之對應於經修改預形體護套168之外部部分172的部分；及玻璃棒護套148。經修改製造中間體158之連接部分包含經修改玻璃棒174之對應於經修改預形體護套168之連接部分的部分。
接著，經修改製造中間體174經歷加熱及拉伸程序以形成光纖178 (參見圖14C)。光纖178大體上呈圖7及8中所示且如上文所描述之光纖100之形式。用於將經修改製造中間體174轉換成光纖178的加熱及拉伸程序與上文參考圖12所描述之加熱及拉伸程序類似。
上文參考圖13及14所描述之兩種新方法允許形成中空型芯光纖164、178。光纖164、178可為中空型芯光子晶體光纖(HC-PCF)。光纖164、178可為上文所論述且展示於圖7及8中的形式之光纖100。
上文參考圖13及14所描述之兩種新方法係有利的，此係由於在加熱並拉伸經修改製造中間體158、176以形成光纖164、178之前，經修改製造中間體158、176設置有包含配置在內部支撐部分周圍的環結構的連接部分。此連接部分可在加熱及拉伸程序期間充當隔熱層。有利地，此可在光纖拉伸程序期間保護包覆部分。
包圍中空型芯之包覆部分可包含安置於中空型芯周圍的環結構中的複數個管。在加熱並拉伸經修改製造中間體158、176以形成光纖164、178之後，此等管(其可替代地稱為毛細管)可各自形成用於導引輻射通過中空型芯的反諧振元件。可能需要配置該複數個管或毛細管，以使得在加熱並拉伸製造中間體158、176以形成光纖164、178之後，管中之每一者不與其他管中之任一者接觸。
光纖164、178可適合於在用於接收輸入輻射且增寬輸入輻射之頻率範圍以便提供輸出輻射的設備(例如呈圖9及10中所示之設備120之形式)中使用。在一些實施例中，其可能需要(在加熱並拉伸製造中間體158、176以形成光纖164、178之後)光纖164、178之包覆部分之管或毛細管具有200 nm或更小之壁厚度。此可針對降至400 nm之波長實現無諧振操作(在呈圖9及10中所示之設備120之形式之設備內)。本發明人已發現，當使用上文參考圖12所描述之程序拉伸具有此厚度的毛細管壁的光纖時，光纖之毛細管之屬性對於加熱及拉伸程序之程序參數之變化具有明顯增加的靈敏度。此可導致例如毛細管之不可控擴張，且可導致其中毛細管之相鄰管接觸之最終光纖。
除了在包覆部分中形成具有相對較薄的毛細管壁(例如具有200 nm或更小之壁厚度)之光纖，亦需要形成具有相對較粗的外徑之光纖，以降低光纖之光學效能對外應力(例如藉由機械或熱效應施加)之靈敏度。然而，本發明人已發現，當使用上文參考圖12所描述之程序時，隨著該光纖之外徑增加，具有此類相對較薄的壁之光纖之製造良率顯著降低。據認為，在拉伸程序期間，支撐部分用來將熱量傳導至包覆部分，且因此，包覆部分之毛細管在比支撐部分更前面的位置處開始變得更細。
經提供為上文參考圖13及14所描述的方法之部分的經修改製造中間體158、176之連接部分可在此等方法之加熱及拉伸程序期間充當隔熱層。有利地，此可在光纖拉伸程序期間保護包覆部分。
將瞭解，如本文中所使用，製造中間體為在製造光纖之程序期間獲得的中間體形式。該製造中間體可由光纖之預形體形成，且可經拉伸至光纖中。該製造中間體可包含玻璃棒，且亦可包含玻璃棒護套。
上文參考圖14所描述之方法使用具有連接部分之製造中間體176 (包含配置在內部支撐部分周圍的環結構)，其形成於經修改預形體166中。此具有以下優勢：光纖中之包覆部分與連接部分之間的(例如玻璃)材料之厚度可能非常小。
上文參考圖13及14所描述之方法各自使用製造中間體158、176包含包圍薄壁玻璃元件之區域的結構化保護層，最終光纖164、178之包覆部分由該等薄壁玻璃元件形成。特定而言，其各自包含包圍內部支撐部分的環結構。將瞭解，在替代實施例中，可提供超過一個此環結構。
在後續經編號條項中提供其他實施例： 1.     一種光纖，其包含： 一中空型芯； 一包覆部分，其包圍該中空型芯，該包覆部分包含用於導引輻射通過該中空型芯的複數個反諧振元件；及 一支撐部分，其包圍並支撐該包覆部分； 其中該支撐部分包含一內部支撐部分、一外部支撐部分及將該內部支撐部分連接至該外部支撐部分的一可變形連接部分。 2.     如條項1之光纖，其中該內部支撐部分、該外部支撐部分及該可變形連接部分由相同材料形成。 3.     如條項1或條項2之光纖，其中該材料包含玻璃。 4.     如任一前述條項之光纖，其中該可變形連接部分包含配置在該內部支撐部分周圍的一環結構，該環結構包含複數個孔徑，該複數個孔徑穿插有大體上在該內部支撐部分與該外部支撐部分之間延伸的複數個大體上徑向延伸的材料部分。 5.     如條項4之光纖，其中該可變形連接部分包含配置在該內部支撐部分周圍的複數個環結構，每一環結構包含複數個孔徑，該複數個孔徑穿插有大體上在該內部支撐部分與該外部支撐部分之間延伸的複數個大體上徑向延伸的材料部分。 6.     如條項4或條項5之光纖，其中在橫截面中，該等孔徑為大體上矩形的。 7.     如條項4或條項5之光纖，其中在橫截面中，該等孔徑大體上呈一環形之一區段的形式。 8.     如條項4至7中任一項之光纖，其中該內部支撐部分之厚度足夠大，使得該可變形連接部分中的該等孔徑不充當反諧振元件。 9.     如任一前述條項之光纖，其中該包覆部分之該複數個反諧振元件安置於該中空型芯周圍的一環結構中。 10.   如任一前述條項之光纖，其中該複數個反諧振元件中之每一者包含一毛細管。 11.    如任一前述條項之光纖，其中該複數個反諧振元件經配置成使得該等反諧振元件中之每一者不與其他反諧振元件中的任一者接觸。 12.   一種用於接收輸入輻射且增寬該輸入輻射之一頻率範圍以便提供寬頻帶輸出輻射的設備，該設備包含： 如任一前述條項之光纖；及 一氣體，其安置於該中空型芯內，以用於增寬一所接收輸入輻射之一頻率範圍以便提供該寬頻帶輸出輻射。 13.   如條項12之設備，其中該寬頻帶輸出輻射包含一連續輻射頻率範圍。 14.   如條項12或條項13之設備，其中該氣體包含一惰性氣體。 15.   一種用於提供寬頻帶輸出輻射之輻射源，該輻射源包含： 如條項12至14中任一項之設備；及 一輸入輻射源，其經組態以將輸入輻射提供至該設備； 其中該設備經組態以增寬該輸入輻射以提供該寬頻帶輸出輻射。 16.   如條項15之輻射源，其中該寬頻帶輸出輻射具有至少1 W之一平均功率。 17.   一種用於判定一基板上之一結構之一所關注參數的度量衡配置，該度量衡配置包含： 如條項15或條項16之輻射源； 一照明子系統，其用於使用該寬頻帶輸出輻射來照明該基板上之該結構；及 一偵測子系統，其用於偵測由該結構散射及/或反射之輻射的一部分，且用於判定來自輻射之該部分的該所關注參數。 18.   一種度量衡設備，其包含如條項17之度量衡配置。 19.   一種檢測設備，其包含如條項17之度量衡配置。 20.   一種微影設備，其包含如條項17之度量衡配置。 21.   一種用於將一光自一光源遞送至一感測器的設備，其包含如條項1至11中任一項之光纖。 22.   一種光纖，其包含： 一中空型芯； 一包覆部分，其包圍該中空型芯，其中該包覆部分包含沒有微結構的一內部支撐、一外部部分及將該內部部分連接至該外部部分的一可變形連接部分。 23.   如條項22之光纖，其中該中空型芯具有大於20 µm之一直徑。 24.   一種形成一光纖之方法，該方法包含： 提供具有一細長主體的一製造中間體，該製造中間體包含：一中空型芯；一包覆部分，其包圍該中空型芯；及一支撐部分，其包圍該包覆部分，其中該支撐部分包含一內部支撐部分、一外部支撐部分及將該內部支撐部分連接至該外部支撐部分的一連接部分，該連接部分包含配置在該內部支撐部分周圍的一環結構，該環結構包含大體上配置在該內部支撐部分與該外部支撐部分之間的複數個孔徑；且 加熱並拉伸該製造中間體以形成該光纖。 25.   如條項24之方法，其中提供該製造中間體包含： 提供一預形體；且 加熱並拉伸該預形體，以形成該製造中間體之至少部分。 26.   如條項25之方法，其中提供該製造中間體進一步包含在一外層護套內提供該製造中間體之該至少部分。 27.   如條項26之方法，其中包含配置在該內部支撐部分周圍的一環結構的該連接部分形成於該外層護套中。 28.   如條項26或條項27之方法，其中包含配置在該內部支撐部分周圍的一環結構的該連接部分形成於該預形體中。
上文所描述之度量衡配置可形成度量衡設備MT之部分。上文所描述之度量衡配置可形成檢測設備之部分。上文所描述之度量衡配置可包括於微影設備LA內部。
儘管可在本文中具體地參考在IC製造中對微影設備之使用，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、用於磁域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。
儘管可在本文中具體地參考在微影設備之內容背景中之本發明之實施例，但本發明的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(或其他圖案化器件)之物件的任何設備之部分。此等設備可通常被稱為微影工具。此微影工具可使用真空條件或環境(非真空)條件。
儘管上文可能已經具體地參考在光學微影之內容背景中對本發明之實施例的使用，但應瞭解，本發明在內容背景允許之情況下不限於光學微影且可用於其他應用(例如壓印微影)中。
儘管具體地參考「度量衡設備/工具/系統」或「檢測設備/工具/系統」，但此等術語可指相同或類似類型之工具、設備或系統。例如，包含本發明之實施例的檢測或度量衡設備可用於判定基板上或晶圓上之結構的特性。例如，包含本發明之實施例的檢測設備或度量衡設備可用於偵測基板之缺陷或基板上或晶圓上之結構的缺陷。在此實施例中，基板上之結構的所關注特性可涉及結構中之缺陷、結構之具體部分的不存在或基板上或晶圓上之非所需結構之存在。
雖然上文已描述本發明之具體實施例，但應瞭解，可以與所描述方式不同之其他方式來實踐本發明。以上描述意欲為說明性的，而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者而言將顯而易見，可在不脫離下文所陳述之申請專利範圍之範疇的情況下對如所描述之本發明進行修改。
2:寬頻帶(白光)輻射投影儀 4:光譜儀偵測器 6:基板 10:光譜 100:光纖 101:光纖軸線 102:中空型芯 104:毛細管 105:壁部分 106:反諧振空腔 108:內部支撐部分 110:外部支撐部分 112:可變形連接部分 114:箭頭 116:孔徑 120:設備 122:輸入輻射 124:寬頻帶輸出輻射 126:工作氣體 128:氣體腔室/儲集器 130:第一透明窗 132:第二透明窗 134:輻射源 136:輸入輻射源 140:預形體 142:毛細管/棒 144:預形體護套 146:玻璃棒 148:毛細管 150:製造中間體 152:光纖 154:毛細管 156:外部支撐部分 158:製造中間體 160:內部部分 162:外部部分 164:光纖 166:預形體 168:經修改預形體護套 170:內部部分 172:外部部分 174:經修改玻璃棒 176:經修改製造中間體 178:光纖 AM:標記 ANG:入射角 B:輻射光束 BD:光束遞送系統 BF:基底框架 BK:烘烤板 BE1:輻射光束 BE2:箭頭 C:目標部分 CH:冷卻板 CL:電腦系統 DE:顯影器 DET:偵測器 DGR:偵測光柵 IB:資訊攜載光束 IF:位置量測系統 IL:照明器 In1:強度 I/O1:輸入/輸出埠 I/O2:輸入/輸出埠 LA:微影設備 LACU:微影控制單元 LB:裝載匣 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 M1:遮罩對準標記 M2:遮罩對準標記 MA:圖案化器件 MLO:量測部位 MT:度量衡工具 OL:物鏡 P1:基板對準標記 P2:基板對準標記 PD:光偵測器 PGR:投影光柵 PM:第一*** PS:投影系統 PU:處理單元 PW:第二*** RB:輻射光束 RO:機器人 RSO:輻射源 SC:旋塗器 SC1:第一標度 SC2:第二標度 SC3:第三標度 SCS:監督控制系統 SI:強度信號 SM:光點鏡面 SM1:散射計 SO:輻射源 SP:照明光點 SRI:自參考干涉計/區塊 T:遮罩支撐件 TCU:塗佈顯影系統控制單元 W:基板 WT:基板支撐件
現在將參看隨附示意性圖式而僅藉由實例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協作； -  圖4描繪散射計度量衡工具之示意性綜述； -  圖5描繪位階感測器度量衡工具之示意性綜述； -  圖6描繪對準感測器度量衡工具之示意性綜述； -  圖7係呈橫向平面(亦即，垂直於光纖之軸線)形式的根據本發明之實施例的新光纖的示意性橫截面圖； -  圖8係在含有光纖之軸線的平面中之圖7中所示之新光纖的示意性橫截面圖； -  圖9描繪用於增寬所接收輸入輻射之頻率範圍的設備，該設備包含圖7及8中所示之光纖； -  圖10描繪圖9中所示之類型的用於增寬所接收輸入輻射之頻率範圍的設備，該設備進一步包含儲集器； -  圖11描繪用於提供寬頻帶輸出輻射之輻射源的示意性表示，該輻射源包含如圖10中所示之用於增寬所接收輸入輻射之頻率範圍的設備； -  圖12係以下之示意性橫截面圖：(A)預形體；(B)製造中間體(包含玻璃棒及玻璃棒護套)；及(C)在用於使用可稱為堆疊及拉伸方法之技術在光纖拉伸輔助中形成中空型芯光纖的方法期間形成的光纖； -  圖13係以下之示意性橫截面圖：(A)預形體；(B)製造中間體(包含玻璃棒及玻璃棒護套)；及(C)在用於使用可稱為堆疊及拉伸方法之技術在光纖拉伸輔助中形成中空型芯光纖的第一新方法期間形成的光纖；及 -  圖14係以下之示意性橫截面圖：(A)預形體；(B)製造中間體(包含玻璃棒及玻璃棒護套)；及(C)在用於使用可稱為堆疊及拉伸方法之技術在光纖拉伸輔助中形成中空型芯光纖的第一新方法期間形成的光纖。
100:光纖
102:中空型芯
104:毛細管
105:壁部分
106:反諧振空腔
108:內部支撐部分
110:外部支撐部分
112:可變形連接部分
114:箭頭
116:孔徑

Claims (15)

  1. 一種用於接收輸入輻射且增寬該輸入輻射之一頻率範圍以便提供寬頻帶輸出輻射的設備，該設備包含： 一光纖，其包含：i)一中空型芯；ii)一包覆部分，其包圍該中空型芯，該包覆部分包含用於導引輻射通過該中空型芯的複數個反諧振元件；及iii)一支撐部分，其包圍並支撐該包覆部分；其中該支撐部分包含一內部支撐部分、一外部支撐部分及將該內部支撐部分連接至該外部支撐部分的一可變形連接部分； 一氣體，其安置於該中空型芯內，以用於增寬一所接收輸入輻射之一頻率範圍以便提供該寬頻帶輸出輻射， 其中，視情況，以下中之至少一者： 該寬頻帶輸出輻射包含一連續輻射頻率範圍，及 該氣體包含一惰性氣體。
  2. 如請求項1之設備，其中該內部支撐部分、該外部支撐部分及該可變形連接部分由相同材料形成。
  3. 如請求項1或請求項2之設備，其中該材料包含玻璃。
  4. 如請求項1或請求項2之設備，其中該可變形連接部分包含配置在該內部支撐部分周圍的一環結構，該環結構包含複數個孔徑，該複數個孔徑穿插有大體上在該內部支撐部分與該外部支撐部分之間延伸的複數個大體上徑向延伸的材料部分。
  5. 如請求項4之設備，其中該可變形連接部分包含配置在該內部支撐部分周圍的複數個環結構，每一環結構包含複數個孔徑，該複數個孔徑穿插有大體上在該內部支撐部分與該外部支撐部分之間延伸的複數個大體上徑向延伸的材料部分。
  6. 如請求項4之設備，其中在橫截面中，該等孔徑為大體上矩形的。
  7. 如請求項4之設備，其中在橫截面中，該等孔徑大體上呈一環形之一區段的形式。
  8. 如請求項4之設備，其中該內部支撐部分之厚度足夠大，使得該可變形連接部分中的該等孔徑不充當反諧振元件。
  9. 如請求項1或請求項2之設備，其中以下中的至少一者： 該包覆部分之該複數個反諧振元件安置於該中空型芯周圍的一環結構中， 該複數個反諧振元件中之每一者包含一毛細管，及 該複數個反諧振元件經配置成使得該等反諧振元件中之每一者不與其他反諧振元件中之任一者接觸。
  10. 一種用於提供寬頻帶輸出輻射之輻射源，該輻射源包含： 如請求項1至9中任一項之設備；及 一輸入輻射源，其經組態以將輸入輻射提供至該設備； 其中該設備經組態以增寬該輸入輻射以提供該寬頻帶輸出輻射。
  11. 一種用於判定一基板上之一結構之一所關注參數的度量衡配置，該度量衡配置包含： 如請求項10之輻射源； 一照明子系統，其用於使用該寬頻帶輸出輻射來照明該基板上之該結構；及 一偵測子系統，其用於偵測由該結構散射及/或反射之輻射的一部分，且用於判定來自輻射之該部分的該所關注參數。
  12. 一種微影設備，其包含如請求項11之度量衡配置。
  13. 一種光纖，其包含： 一中空型芯； 一包覆部分，其包圍該中空型芯，其中該包覆部分包含沒有微結構的一內部支撐、一外部部分及將該內部部分連接至該外部部分的一可變形連接部分。
  14. 如請求項13之光纖，其中該等微結構為用於導引輻射通過該中空型芯的反諧振元件。
  15. 一種形成一光纖之方法，該方法包含： 提供具有一細長主體的一製造中間體，該製造中間體包含：一中空型芯；一包覆部分，其包圍該中空型芯；及一支撐部分，其包圍該包覆部分，其中該支撐部分包含一內部支撐部分、一外部支撐部分及將該內部支撐部分連接至該外部支撐部分的一連接部分，該連接部分包含配置在該內部支撐部分周圍的一環結構，該環結構包含大體上配置在該內部支撐部分與該外部支撐部分之間的複數個孔徑；且 加熱並拉伸該製造中間體以形成該光纖。
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