光子晶体或高度非线性光纤中的改进的宽带辐射产生的制作方法

本发明涉及通过光谱加宽产生宽带辐射的辐射源组件和方法。具体地，该组件、系统和方法使用泵浦辐射和包括连续波长范围的宽带输入辐射，两者都沿着光纤传播，以便产生宽带输出辐射。

背景技术：

1、光刻设备是一种被构造为将期望图案施加到衬底上的机器。光刻设备可以用于例如集成电路(ic)的制造中。光刻设备可以例如在图案形成装置(例如，掩模)处将图案(通常也称为“设计布局”或“设计”)投影到设置在衬底(例如，晶片)上的辐射敏感材料(抗蚀剂)的层上。

2、为了将图案投影到衬底上，光刻设备可以使用电磁辐射。该辐射的波长决定了可以在衬底上形成的特征的最小尺寸。当前使用的典型波长是365nm(i线)、248nm、193nm和13.5nm。与使用例如波长为193nm的辐射的光刻设备相比，使用波长在4nm-20nm的范围内(例如，6.7nm或13.5nm)的极紫外(euv)辐射的光刻设备可以用于在衬底上形成更小的特征。

3、低k1光刻术可以用于处理尺寸小于光刻设备的经典分辨率极限的特征。在这样的过程中，分辨率公式可以表示为cd＝k1×λ/na，其中λ是所采用的辐射波长，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，但在这种情况下为半节距)，k1是经验分辨率因子。通常，k1越小，就越难以在衬底上复制与电路设计者为实现特定电气功能和性能而计划的形状和尺寸类似的图案。为了克服这些困难，可以将复杂的微调步骤应用于光刻投影设备和/或设计布局。这些包括例如但不限于na的优化、定制的照射方案、相移图案形成装置的使用、设计布局的各种优化(诸如设计布局中的光学邻近校正(opc，有时也称为“光学过程校正”))、或通常定义为“分辨率增强技术”(ret)的其它方法。替代地，可以使用用于控制光刻设备的稳定性的严格控制回路来改善低k1下的图案的再现。

4、光刻可以用于在衬底上创建结构，所述结构有时被称为光刻图案化结构。可以在制造过程期间和/或在制造过程之后，在几个阶段处测量和/或检查这些结构。可以使用诸如电磁辐射之类的辐射来执行测量。可以使用宽带辐射执行测量。所述辐射可以由辐射源提供，所述辐射源可以包括在量测设备中或连接到量测设备。

5、一些宽带辐射源通过使用非线性光学效应对输入辐射进行光谱加宽而产生宽带辐射。输入辐射也可以被称为泵浦辐射，所述输入辐射可以具有高峰值功率以激励非线性效应。这种高功率可能具有导致发生光谱加宽的系统中的材料的加热和电离的缺点。这可能会造成损坏并缩短辐射源的寿命。本文描述了解决了与高峰值功率辐射相关联的一些挑战的用于产生宽带辐射的组件和方法。

技术实现思路

1、根据本公开的一方面，提供了一种辐射源组件，所述辐射源组件用于通过光谱加宽产生宽带辐射。所述辐射源组件包括：泵组件，所述泵组件被配置为提供宽带输入辐射。所述泵组件包括：泵浦源，所述泵浦源被配置为提供泵浦波长的第一辐射；和宽带组件，所述宽带组件被配置为提供包括连续波长范围的第二辐射。所述第一辐射和所述第二辐射形成所述宽带输入辐射。所述辐射源组件还包括光纤，所述光纤被配置为接收所述宽带输入辐射。所述光纤包括芯部，所述芯部被配置为沿着所述光纤的长度的至少一部分，以在所接收的宽带输入辐射传播通过所述光纤期间引导所述所接收的宽带输入辐射，以便通过光谱加宽产生宽带辐射由所述光纤输出。所述光纤可以是非线性光纤。

2、可选地，所述宽带组件可以包括光学反馈回路，所述光学反馈回路被配置为反馈所述源组件的输出辐射的一部分以提供所述第二辐射。

3、可选地，所述宽带组件可以包括偏振滤光片，所述偏振滤光片被配置为设置所述第二辐射的偏振，使得所述第二辐射的偏振的至少一部分匹配所述第一辐射的偏振。

4、可选地，所述光学反馈回路可以包括滤光片，所述滤光片被配置为选择由所述光纤输出的宽带辐射的波长范围的子范围。

5、可选地，所述输入辐射和所述宽带辐射可以是脉冲辐射。所述光学反馈回路可以被配置为使得所述输出辐射脉冲的部分在空间上和时间上与光纤芯部内部的第一辐射脉冲的至少一部分重叠。

6、可选地，所述光纤可以是中空芯部光纤。

7、可选地，所述光纤可以是光子晶体光纤。

8、可选地，所述光子晶体光纤可以包括单个微结构环，所述微结构围绕所述光纤的中空芯部。

9、可选地，单个环结构可以包括围绕所述中空芯部的多个毛细管。

10、可选地，所述中空芯部的直径可以在20μm至50μm的范围内，例如30μm的直径。

11、可选地，所述宽带辐射可以包括超连续谱辐射。

12、可选地，所述宽带辐射可以包括波长在400nm至2200nm的范围内的辐射。

13、可选地，所述光纤的芯部可以被配置为包括用于激励光谱加宽的非线性介质流体。

14、可选地，辐射源组件还可以包括用于容纳所述非线性介质流体的储存器。所述储存器和所述光纤可以被配置为向所述光纤的中空芯部提供所述非线性介质流体。

15、可选地，所述流体可以包括气体混合物，所述气体混合物包括稀有气体。

16、可选地，所述流体包括气体混合物，所述气体混合物包括分子气体。

17、可选地，所述光纤的长度可以在5cm至40cm的范围内。

18、可选地，第一辐射可以具有在1μj-10μj或2.5μj-4.0μj的范围内的脉冲能量。

19、可选地，所述第二辐射的强度可以不超过所述第一辐射的强度的1％、2％、5％、10％或15％。

20、根据本公开的另一方面，提供了一种通过光谱加宽产生宽带辐射的方法。所述方法包括：由泵组件提供宽带输入辐射。提供宽带输入辐射包括：由泵浦源提供泵浦波长的第一辐射，和由宽带组件提供包括连续波长范围的第二辐射。所述第一辐射和所述第二辐射形成所述宽带输入辐射。该方法还包括在光纤(所述光纤可以是非线性光纤)中接收所述宽带输入辐射。该方法还包括通过在所接收的宽带输入辐射传播通过所述光纤期间，在所述光纤的沿着所述光纤的长度的至少一部分的芯部中引导所述所接收的宽带输入辐射而通过光谱加宽产生宽带辐射，以及提供所产生的宽带辐射作为所述光纤的输出。该方法还可以包括和/或涉及以上关于辐射源组件描述的任何特征。

21、根据本公开的另一方面，提供了一种量测工具，所述量测工具用于确定衬底上的结构的感兴趣特性，所述量测工具包括如上所述的辐射源组件。

22、根据本公开的另一方面，提供了一种检查工具，所述检查工具用于检查衬底上的结构，所述检查工具包括如上所述的辐射源组件。

23、根据本公开的另一方面，提供了一种光刻设备，所述光刻设备包括如上所述的辐射源组件。

24、根据本公开的另一方面，提供了一种光刻单元，所述光刻单元包括如上所述的设备或工具。

技术特征：

1.一种辐射源组件，所述辐射源组件用于通过光谱加宽产生宽带辐射，所述辐射源组件包括：

2.根据权利要求1所述的辐射源组件，其中所述宽带组件包括光学反馈回路，所述光学反馈回路被配置为反馈所述源组件的输出辐射的一部分以提供所述第二辐射。

3.根据前述权利要求中任一项所述的辐射源组件，其中所述宽带组件包括偏振滤光片，所述偏振滤光片被配置为设置所述第二辐射的偏振，使得所述第二辐射的偏振的至少一部分匹配所述第一辐射的偏振。

4.根据权利要求2所述的辐射源组件，其中所述光学反馈回路包括滤光片，所述滤光片被配置为选择由所述光纤输出的宽带辐射的波长范围的子范围。

5.根据权利要求2所述的辐射源组件，其中所述输入辐射和所述宽带辐射是脉冲辐射，并且其中，所述光学反馈回路被配置为使得所述输出辐射脉冲的所述部分在空间上和时间上与光纤芯部内部的第一辐射脉冲的至少一部分重叠。

6.根据前述权利要求中任一项所述的辐射源组件，其中所述光纤是中空芯部光纤。

7.根据前述权利要求中任一项所述的辐射源组件，其中所述光纤是光子晶体光纤。

8.根据从属于权利要求6的权利要求7所述的辐射源组件，其中所述光子晶体光纤包括单个微结构环，所述微结构围绕所述光纤的中空芯部。

9.根据权利要求8所述的辐射源组件，其中单个环结构包括围绕所述中空芯部的多个毛细管。

10.根据权利要求6所述的辐射源组件，其中所述中空芯部的直径在20μm至50μm的范围内，或所述中空芯部具有30μm的直径。

11.根据前述权利要求中任一项所述的辐射源组件，其中所述宽带辐射包括超连续谱辐射。

12.根据权利要求6所述的辐射源组件，其中所述光纤的芯部被配置为包括用于激励光谱加宽的非线性介质流体。

13.根据前述权利要求中任一项所述的辐射源组件，其中以下的至少一项：

14.一种通过光谱加宽产生宽带辐射的方法，所述方法包括：

15.一种量测工具，所述量测工具用于确定衬底上的结构的感兴趣特性，所述量测工具包括根据权利要求1-13中任一项所述的辐射源组件。

技术总结
用于通过光谱加宽产生宽带辐射的辐射源组件和方法。该辐射源组件包括泵组件，该泵组件被配置为提供宽带输入辐射。该泵组件包括泵浦源，被配置为提供泵浦波长的第一辐射，和宽带组件，被配置为提供包括连续波长范围的第二辐射，其中第一辐射和第二辐射形成宽带输入辐射。该辐射源组件还包括光纤，被配置为接收宽带输入辐射。该光纤包括芯部，该芯部被配置为沿着光纤的长度的至少一部分，以在所接收的宽带输入辐射传播通过光纤期间引导所接收的宽带输入辐射，以便通过光谱加宽产生待由光纤输出的宽带辐射。

技术研发人员：M·U·阿高恩卡,A·阿布多尔万德,W·R·彭格斯,J·J·M·巴塞曼斯,倪永锋
受保护的技术使用者：ASML荷兰有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17