專利名稱：微光刻投射曝光設備的照明系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及用于照明微光刻曝光設備中的掩模的照明系統(tǒng)，尤其涉及其中使用衍射光學元件限定光瞳平面(pupil plane)中的福照分布(irradiancedistribution)的系統(tǒng)。本發(fā)明亦涉及操作這種照明系統(tǒng)的方法。
背景技術：
微光刻技術(又稱為照明平板印刷(photolithography)或簡稱為光刻)是ー種制造集成電路、液晶顯示器和其它微結構器件的技木。結合蝕刻エ藝，微光刻エ藝用于在基板(substrate)(例如娃晶片)上已形成的薄膜堆(film stack)中形成圖案特征。在制造的姆ー層中，首先以光刻膠(photoresist)涂鍍晶片,光刻膠是ー種對諸如深紫外(deep ultraviolet, DUV)光的福射敏感的材料。接著，使頂部具有光刻膠的晶片在投射曝光設備中曝光于投射光。投射曝光設備將含有圖案的掩模投射于光刻膠上，使得光刻膠只在由掩模圖案決定的特定位置處曝光。曝光后，顯影光刻膠以產(chǎn)生對應于掩模圖案的像。然后，蝕刻エ藝使圖案轉印至晶片上的薄膜堆中。最后，移除光刻膠。以不同掩模重復此エ藝導致形成多層的微結構組件。投射曝光設備通常包括照明掩模的照明系統(tǒng)、將掩模對準的掩模平臺(maskstage)、投射物鏡和將涂有光刻膠的晶片對準的晶片對準臺(waferalignment stage)。照明系統(tǒng)照明掩模上的場，該場可具有例如矩形或彎曲長條的形狀。在當前的投射曝光設備中，分成兩種不同類型的設備。在一個類型中，通過ー次將整個掩模圖案曝光于晶片上的目標部分，而照射每個目標部分。該設備一般稱為晶片步進機(wafer stepper)。在另ー個類型的設備中，即在一般稱為步進掃描式設備(step-and-scan apparatus)或掃描儀(scanner)的設備中，通過在投射束下沿著掃描方向順序掃描掩模圖案，同時與此方向平行或反平行地同步移動基板，即可照射每個目標部分。應明白，術語“掩模”(或掩模母板(reticle))廣義上應解釋為圖案化部件(patterning means)。一般使用的掩模含有透射或反射的圖案且可以屬于例如ニ元交替相移(binary, alternating phase-shift)、裳減相移(attenuatedphase-shift)或各種混合掩模類型。然而，也可以有有源掩模(active mask)，如實現(xiàn)為可編程反射鏡陣列(programmable mirror array)的掩模。也可以使用可編程IXD陣列作為主動掩模。隨著制造微結構化器件的技術進展，對于照明系統(tǒng)的要求也越來越多。理想上，照明系統(tǒng)以具有明確限定的輻射及角分布的投射光照明掩模上照明場的每個點。術語“角分布”描述朝向掩模平面中特定點會聚的光線束的總光能在構成光線束的光線的各種方向中如何分布。照于掩模上的投射光的角分布通常與要投射在光刻膠上的圖案種類適應。例如，相對大尺寸的特征可能需要不同于小尺寸特征的角分布。投射光最常使用的角分布稱為常規(guī)的環(huán)形(annular)、雙極(dipole)及四極(quadrupole)照明設定(illuminationsetting)。這些術語指的是照明系統(tǒng)的光瞳平面中的輻照分布。例如，在環(huán)形照明設定下，僅照明光瞳平面中的環(huán)形區(qū)域。因此，在投射光的角分布中僅存在小的角度范圍，亦即所有光線以相似的角度傾斜地照在掩模上。本技術中已知有不同的方法可以修改掩模平面中投射光的角度輻照分布，以實現(xiàn)期望的照明設定。在最簡單的情況中，將包含一個或多個孔徑的光闌(Stop)(光圈(diaphragm))安置在照明系統(tǒng)的光瞳平面中。由于光瞳平面中的位置轉換為傅立葉相關場平面(諸如掩模平面)中的角度，光瞳平面中孔徑的大小、形狀及位置決定掩模平面中的角分布。然而，照明設定的任何改變都需要更換光闌。這使得精細調整照明設定變得很難，因為這將需要許多具有稍微不同大小、形狀或位置的孔徑的光闌。此外，使用光闌必然造成光損失，且因此減少設備的通量(throughput)。
如果使用衍射光學元件在照明系統(tǒng)的光瞳平面中產(chǎn)生特定輻照分布，則可避免光闌所造成的光損失?？衫每烧{整的光學元件(諸如布置在衍射光學元件及光瞳平面之間的變焦透鏡或ー對錐鏡元件(axicon element)，至少在一定程度上修改輻照分布。當使用反射鏡陣列取代衍射光學元件吋，獲得在光瞳平面中產(chǎn)生不同輻照分布的最大靈活性。例如，EP I 262 836 Al提出使用實現(xiàn)為微機電系統(tǒng)(micro-electromechanical system,MEMS)的反射鏡陣列，其包含1000個以上的微型反射鏡(microscopic mirror)。姆個反射鏡可在兩個彼此垂直的不同平面中傾斜。因此,在這種反射鏡器件上入射的輻射可被(實質上)反射至半球(hemisphere)中任何所期望的方向。布置在反射鏡陣列與光瞳平面間的聚光透鏡，將反射鏡產(chǎn)生的反射角轉換為光瞳平面中的位置。在先技術照明系統(tǒng)因而可以多個光點(spot)照射光瞳平面，其中每個光點與一個特定微型反射鏡相關聯(lián)且通過傾斜該反射鏡可在光瞳平面上自由移動。類似照明系統(tǒng)請參考US 2006/0087634 Al、US 7, 061, 582 B2, W02005/026843A2、和 WO 2010/006687。然而，使用反射鏡陣列在技術上的要求很高且需要精密的光學、機械和計算解決方案。在光瞳平面中產(chǎn)生連續(xù)可變輻照分布的較簡單方法是使用具有位置依賴性衍射效應(position dependent diffractive effect)的衍射光學元件。取決于投射光照在元件上的位置，在光瞳平面中產(chǎn)生不同的輻照分布。通常將投射光束保持固定，并借助位移機械裝置使衍射光學元件位移，以改變投射光束照在元件上的位置。此類衍射光學元件可從l essera I'echnologies, Inc. , San Jose, USA 購得。然而，也是在此衍射光學元件下，在光瞳平面中產(chǎn)生不同輻照分布的靈活性受到相當?shù)南拗?。最多有兩個可用自由度可用來修改此輻照分布，即沿著ー個方向移動衍射光學元件及沿著正交方向移動衍射光學元件；沿著光軸位移衍射光學元件對輻照分布僅具有很少的效應。即使有可位移光學元件(諸如變焦透鏡及轉向鏡組件)提供額外靈活性，但仍需要增加在光瞳平面中產(chǎn)生連續(xù)可變輻照分布的靈活性(flexibility)。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的目的在于提供ー種照明系統(tǒng)，其可在照明系統(tǒng)的光瞳平面中以簡單的方式產(chǎn)生連續(xù)可變的輻照分布。還有ー目的在于提供ー種操作微光刻投射曝光設備的照明系統(tǒng)的方法，讓操作者可在照明系統(tǒng)的光瞳平面中以簡單的方式產(chǎn)生連續(xù)可變的輻照分布。根據(jù)本發(fā)明，該目的通過微光刻投射曝光裝置的照明系統(tǒng)來實現(xiàn)，該照明系統(tǒng)包含構造為產(chǎn)生投射光束的光源、光瞳平面、光軸及第一和第二衍射光學元件。衍射光學元件布置在光源和光瞳平面之間，使得投射光在光瞳平面中的輻照分布取決于由衍射光學元件產(chǎn)生的衍射效應。由每個衍射光學元件產(chǎn)生的衍射效應取決于光場的位置，該光場由投射光束輻射在衍射光學元件上。照明系統(tǒng)另外包含位移機械裝置，其構造為改變衍射光學元件的相互空間布置(mutual spatial arrangement)。在可借助位移機械裝置而獲得之相互空間布置的至少ー個中，光場在第一和第二衍射光學元件二者上延伸。本發(fā)明基于以下概念如果投射光束在給定瞬時(given instant)不僅照在ー個衍射光學元件上，且還照在兩個或兩個以上的衍射光學元 件上，則可大幅増加可能的輻照分布的范圍。光瞳平面中的輻照分布于是將取決于衍射光學元件的相互空間布置。因為至少ー個自由度與每個衍射光學元件相關聯(lián)，所以本發(fā)明提供至少兩個獨立自由度以改變光瞳平面中的輻照分布。這不一定表示位移機械裝置能夠獨立位移每個衍射光學元件。如果照明系統(tǒng)包含構造為在衍射光學元件暫時靜止不動時改變光場位置的光束控制器件(beam steeringdevice)，則足以構造位移機械裝置使得其能夠相對于兩個衍射光學元件中的保持固定位置的那ー個，僅位移另ー個。該光束控制器件可包含致動器(actuator)，其構造為使光學元件(尤其是透鏡或反射鏡)傾斜、位移或變形。在許多情形中，將很有利的是，如果位移機械裝置是構造為響應照明系統(tǒng)的控制單元的輸入命令以改變衍射光學元件的相互空間布置的馬達驅動機械裝置(motor drivenmechanism)。應從廣義上理解術語“馬達”;其涵蓋任何類型的使用外部能源且包括例如電動、氣動或壓電馬達的致動器件。使用馬達驅動機械裝置，不需要手動調整衍射光學元件，即可極快速地改變光瞳平面中的輻照分布。然而，原則上，位移機械裝置也可以是手動驅動機械裝置，其構造為在操作者手動操作控制桿或任何其它類型的操作組件(其機械地連接至衍射光學兀件)時，改變衍射光學兀件的相互空間布置。如果投射光束平行于照明系統(tǒng)的光軸傳播，則應將位移機械裝置構造為沿著垂直于或至少不是平行于光軸的位移方向，位移至少ー個衍射光學元件。只有此時，至少ー個衍射光學元件的位移將具有期望的效應，即改變被投射光束照射到至少ー個衍射光學元件上的光場位置。在這種條件下，應取決于光場沿著位移方向的位置，改變由至少ー個衍射光學元件產(chǎn)生的衍射效應。如果衍射光學元件實質上為平面元件，則其可能在相同平面或平行的平面中延伸。在大多數(shù)的實施例中，第一和第二衍射光學元件布置成使得在至少ー個，優(yōu)選地是在所有相互空間布置(其可借助位移機械裝置而獲得)中，照在第一衍射光學元件上的投射光不會照在第二衍射光學元件上。換言之，一般將有照在第一衍射光學元件上的投射光及照在第二衍射光學元件上的投射光，但沒有照在兩個衍射光學元件上的投射光。然后在光瞳平面中的組合的輻照分布將是由第一和第二衍射光學元件位于光場中的這些部分單獨地產(chǎn)生的福照分布的迭加(superposition)。如果在相互空間配置的至少ー個(其可借助位移機械裝置而獲得)中，照在第一衍射光學元件上的投射光亦照在第二衍射光學元件上，則對于兩個衍射光學元件的重迭部分，光瞳平面中的組合的輻照分布將不是迭加，而是由第一及第ニ衍射光學元件產(chǎn)生的個別輻照分布的卷積(convolution)。通過改變第一及第ニ光學元件的相互空間配置，可以視需要修改此卷積。
在一實施例中，第一及第ニ衍射光學元件完全相同。取決于光場的位置，每個衍射光學元件產(chǎn)生的衍射效應僅沿著一個位移方向改變。以通過繞著平行于光軸的軸旋轉ー個衍射光學元件180°而獲得的取向(orientation)，安裝此衍射光學元件。由于兩個衍射光學元件具有這種鏡像對稱衍射效應(miirorsymmetrical diffractive effect),則僅存在一個自由度，并且因此在光瞳平面中產(chǎn)生不同輻照分布的靈活性減少。然而，在這種實施例中，光場沿著位移方向的位置的較小改變對于光瞳平面中的輻照分布具有極小的影響，因為由ー個衍射光學元件產(chǎn)生的衍射效應的變化被另ー個衍射光學元件產(chǎn)生的相反效應(countereffect)所補償。這在光場位置不能完全穩(wěn)定的情形中很重要。用作照明系統(tǒng)中光源的激光器造成光場的振蕩運動。由激光器發(fā)射的光的方向及還有發(fā)散度并非完全穩(wěn)定，且在長距離的光束傳送路徑(多達20米)上，即使是極小的變動也會造成光場在衍射光學元件上的相當大的轉移。在衍射光學元件的反射鏡對稱布置下，光瞳平面中輻照分布對這種變動的敏感性(sensitivity)大幅減少。為了抑制由亦沿著垂直于位移方向的方向的變動造成的不利效應，通常將衍射光學元件設計成使得光場具有的高度(其垂直于光軸和位移方向)小于第一和第二衍射光學元件高度總和的至少5%、優(yōu)選地是至少20%是足夠的。在一些實施例中,將照明系統(tǒng)構造成使得衍射光學兀件相對于投射光束的空間布置可沿著不包括光軸的兩個正交方向改變。為改變衍射光學兀件相對于投射光束的空間布置，可借助位移機械裝置使衍射光學元件本身位移，或例如通過使用光束控制器件改變投射光束的傳播方向，移動投射光束。在這兩個例子中，可以改變光場在給定瞬時于衍射光學元件的部分上延伸的面積。這繼而影響在衍射光學元件中分布的光能(light energy)的比率。例如,在至少一個相互空間布置中，光場在第一衍射光學兀件的第一部分和第二衍射光學元件的第二部分上延伸，其中第一和第二部分的面積不同。假設投射光束在其直徑上具有對稱輻照分布，照在第一和第二衍射光學元件上的光量因而將是不同的。因此與姆個衍射光學兀件相關聯(lián)的福照分布也將含有不同的光能。位移機械裝置也可構造為將衍射光學元件単獨地沿著不包括光軸的兩個正交方向位移。在一些實施例中，由第一衍射光學元件產(chǎn)生的衍射效應導致在光瞳平面中的輻照分布具有環(huán)形物的形狀，其中環(huán)形物的寬度取決于光場在第一衍射光學元件上的位置。由第二衍射光學元件產(chǎn)生的衍射效應導致在光瞳平面中的輻照分布包含兩個極，其中極的大小取決于光場在第二衍射光學元件上的位置。如果光場在第一和第二衍射光學元件上延伸，則組合效應將是環(huán)形及雙極照明設定的迭加?？梢杂兄辽侃`個附加光學元件，其布置在衍射光學元件和光瞳平面之間?？商峁┝愆`個位移機械裝置，其構造為沿著照明系統(tǒng)的光軸位移至少ー個光學元件。該光學元件可由例如透鏡或錐鏡元件形成。于是可以通過另外沿著光軸移動一個或更多的光學元件，修改光瞳平面中的輻照分布，如在先技術中所已知。照明系統(tǒng)亦可包含第三衍射光學元件。于是可以有至少ー個相互空間布置，其中光場在第一、第二和第三衍射光學元件上延伸。光瞳平面中的結果將是由第一、第二和第三衍射光學元件產(chǎn)生的輻照分布的迭加。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，上述目的通過微光刻投射曝光設備的照明系統(tǒng)來實現(xiàn)，該照明系統(tǒng)包含構造為產(chǎn)生投射光束的光源、光瞳平面、光軸及第一和第二衍射光學元件。衍射光學元件布置在光源和光瞳平面之間，使得投射光在光瞳平面中的輻照分布取決于由衍射光學元件產(chǎn)生的衍射效應。由每個衍射光學元件產(chǎn)生的衍射效應取決于投射光照在衍射光學元件上的位置。照明系統(tǒng)還包含位移機械裝置，其構造為改變衍射光學元件的相互 空間布置。在相互空間布置的至少ー個(其可借助位移機械裝置而獲得)中，已照在第一衍射光學元件上的投射光亦照在第二衍射光學元件上。根據(jù)本發(fā)明此方面的照明系統(tǒng)基于與上文概述的相同的一般概念。如果投射光束隨后照在兩個或兩個以上的衍射光學元件上，可大幅増加可能的輻照分布的范圍。于是可將光瞳平面中的輻照分布描述為由第一和第二衍射光學元件產(chǎn)生的個別輻照分布的卷積。通過改變第一和第二光學元件的相互空間布置，可以視需要修改此卷積。因為至少ー個自由度與每個衍射光學元件相關聯(lián)，所以本發(fā)明根據(jù)此方面亦提供至少兩個改變光瞳平面中輻照分布的獨立自由度。就方法而言，上述目的由包含以下步驟的方法實現(xiàn)a)提供照明系統(tǒng)，其包含i)光瞳平面；ii)光軸；iii)第一和第二衍射光學元件，其中一衍射光學元件布置在光源和光瞳平面之間，使得投射光在光瞳平面中的輻照分布取決于衍射光學元件產(chǎn)生的衍射效應，以及其中-由每個衍射光學元件產(chǎn)生的衍射效應取決于光場的位置，該光場被投射光束輻射在相應衍射光學元件上；b)產(chǎn)生投射光束；c)改變衍射光學元件的相互空間布置；其中在相互空間布置的至少一個中，光場在第一和第二衍射光學兀件二者上延伸。關于與根據(jù)本發(fā)明的方法相關聯(lián)的優(yōu)點和技術效應，請參考根據(jù)本發(fā)明的照明系統(tǒng)的以上說明。至少ー個衍射光學元件可沿著垂直于、或至少不是平行于光軸的位移方向位移。取決于光場的位置，由至少ー個衍射光學元件產(chǎn)生的衍射效應可而沿著位移方向改變。
可沿著不包括光軸的兩個正交方向，改變衍射光學元件相對于光場的空間布置。這可通過沿著不包括光軸的兩個正交方向位移衍射光學元件來實現(xiàn)。然后，在至少ー個相互空間布置中，光場可在第一衍射光學兀件的第一部分和第ニ衍射光學元件的第二部分上延伸，其中第一和第二部分的面積不同。通過使用光束控制器件操控投射光束,可移動光場。照明系統(tǒng)可包含第三衍射光學元件，并且可以有至少ー個相互空間布置，其中光場在第一、第二和第三衍射光學元件上延伸。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，通過包含以下步驟的方法實現(xiàn)上述目的a)提供照明系統(tǒng)，其包含
i)光瞳平面；ii)光軸；iii)第一和第二衍射光學元件，其中一衍射光學元件布置在光源和光瞳平面之間，使得投射光在光瞳平面中的輻照分布取決于衍射光學元件產(chǎn)生的衍射效應，以及其中-由每個衍射光學元件產(chǎn)生的衍射效應取決于光場的位置，該光場被投射光束輻照在各自的衍射光學元件上；b)產(chǎn)生投射光束；c)改變衍射光學元件的相互空間布置；其中在相互空間布置的至少ー個(其可借助位移機械裝置獲得)中，已照在第一衍射光學元件上的投射光亦照在第二衍射光學元件上。定義本文使用術語“光”表示任何電磁輻射，尤其是可見光、UV、DUV、VUV和EUV光以及X光。本文使用術語“光線(light ray) ”表示其傳播路徑可以線條(line)描述的光。本文使用術語“光線束(light bundle) ”表示在場平面(field plane)中具有共同原點(common origin)的多個光線。本文使用術語“光束(light beam) ”表示通過特定透鏡或其他的光學元件的所有光。本文使用術語“位置”表示主體(body)或非具體對象(immaterial object)(諸如光)在三維空間中的參考點的位置。此位置通常以ー組三個直角坐標來表示。取向和位置因此完整描述主體在三維空間中的布置。本文使用術語“方向”表示直線的空間取向。物體沿著特定方向的移動因而意味著允許物體在此直線上的兩個相反方向中移動。本文使用術語“表面”表示三維空間中的任何平面或彎曲表面。表面可為主體的一部分或可與主體完全分離，通常如場或光瞳平面的情況。本文使用術語“場平面”表示與掩模平面光學共軛的平面。本文使用術語“光瞳平面”表示其中通過掩模平面中的不同點的邊緣光線(marginal ray)相交的平面。如本技術中所常見，如果“光瞳平面”事實上在數(shù)學意義上并非平面，而是有點彎曲的，也使用術語“光瞳平面”，所以嚴格來講，“光瞳平面”應稱為“光瞳表面”。本文使用術語“光學光柵元件(optical raster element) ”表示任何光學元件,例如透鏡、棱鏡或衍射光學元件，其與其它完全相同或相似的光學光柵元件一起布置，因此每個光學光柵元件與多個相鄰光學通道(optical channel)中的ー個相關聯(lián)。本文使用術語“光學積分器(optical integrator) ”表示增加乘積NA · a的光學系統(tǒng)，其中NA是數(shù)值孔徑，而a是被照射的場的面積。本文使用術語“聚光器(condenser) ”表示在兩個平面(例如場平面和光瞳平面)之間建立(至少近似建立)傅立葉關系的光學元件或光學系統(tǒng)。本文使用術語“共軛平面(conjugated plane) ”表示其間建立成像關系的平面。有關共軛平面概念的更多信息被描述于E. Delano的論文中，該論文的標題為First_orderDesign and the y, y Diagram,發(fā)表在 Applied Optics, 1963，vol. 2，no. 12,第 1251-1256 頁。本文使用術語“空間福照分布(spatial irradiance distribution) ”表示總福照在光所照的實面或虛面上是如何改變的。通?？梢院瘮?shù)Is(x，y)描述空間輻照分布，其中X、y為表面上一點的空間坐標。如果應用于場平面，空間輻照分布必定求出由多個光線束所產(chǎn)生輻照的積分。本文使用術語“角福照分布(angular irradiance distribution) ”表示光線束的輻照如何取決于構成光線束的光線的角度而改變。通?？梢院瘮?shù)Ia(a，β)描述角輻照分布，其中α、β為描述光線方向的角坐標。


參考下面結合附圖的詳細說明，即可明白本發(fā)明的各種特征及優(yōu)點，其中圖I是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的投射曝光設備的示意性透視圖；圖2是根據(jù)第一實施例的圖I所示的設備的照明系統(tǒng)的子午截面圖；圖3在上方部分示出了圖2所示的照明系統(tǒng)所含的第一衍射光學元件的俯視圖，并在下方部分示出了三個輻照分布，當以不同位置的光場輻射第一衍射光學元件時，第一衍射光學元件在遠場中產(chǎn)生這三個輻照分布；圖4在上方部分示出了圖2所示的照明系統(tǒng)所含的第二衍射光學元件的俯視圖，及在下方部分示出了三個輻照分布，當以不同位置的光場輻射第二衍射光學元件時，第二衍射光學元件在遠場中產(chǎn)生這三個輻照分布；圖5是在特定相互布置中沿著光軸所視的在第一和第二衍射光學元件上的俯視圖；圖6示出了可以第一和第二衍射光學元件的不同相互空間布置而獲得的多個不同組合的輻照分布；圖7是根據(jù)第二實施例的圖I所示設備的照明系統(tǒng)的子午截面圖，其中可使衍射光學兀件沿著兩個正交方向位移；圖8a至Sc是在特定相互布置中沿著光軸所視的第一和第二衍射光學元件上的俯視圖，但相對于投射光束的相對位置不同；圖9是根據(jù)第三實施例的圖I所示設備的照明系統(tǒng)的子午截面圖，其中可通過光束控制器件改變衍射光學兀件相對于投射光束的空間布置；圖10是沿著根據(jù)第四實施例的特定相互布置中的光軸所視的三個衍射光學元件上的俯視圖；圖11是沿著光軸所視的根據(jù)第五實施例的兩個重迭衍射光學元件的俯視圖；圖12a至12c是根據(jù)第六實施例的兩個衍射光學元件上的俯視圖，其中衍射光學元件具有反射鏡對稱位置依賴性的衍射效應；圖13是圖解重要方法步驟的流程圖。
具體實施例方式I.投射曝光設備的一般構造 圖I為根據(jù)本發(fā)明的投射曝光設備10的透視圖及簡圖。設備10包含產(chǎn)生投射光束(未示出)的照明系統(tǒng)12。投射光束照射含有圖案18的掩模16上的場14 ;圖案18由圖I中如細線示意性所示的多個小特征19形成。在該實施例中，照明場14具有環(huán)形段的形狀。然而，亦考慮照明場14的其它形狀，例如矩形。投射物鏡20將照明場14中的圖案18成像于由基板24支撐的感光層(lightsensitive layer) 22上,例如光阻上?？捎赏蘧纬傻幕?4布置在晶片平臺(waferstage)(未示出)上，使得感光層22的頂面精確地位于投射物鏡20的像平面(imageplane)中。利用在投射物鏡20的物平面(object plane)中的掩模平臺(未示出)定位掩模16。因為投射物鏡具有放大率β，其中I β I ^ 1，所以照明場14中圖案18的縮小像18’被投射于感光層22上。在該實施例中，投射物鏡20的設計要求將照明場14定位離開投射物鏡20的光軸26。對于其它類型的投射物鏡，照明場14能定中心在光軸26上。在投射期間，掩模16及基板24沿著對應于圖I所示的Y方向的掃描方向移動。然后，照明射場14在掩模16上掃描，使得可連續(xù)成像大于照明場14的圖案化區(qū)域?；?4與掩模16的速度的比值等于投射物鏡20的放大率β。如果投射物鏡20顛倒像(β〈O)，則屏掩模16與基板24反向移動，如在圖I中以箭頭Al及Α2所示。然而，本發(fā)明亦可在步進機工具中使用，其中掩模16與基板24在掩模的投射期間并不移動。II.照明系統(tǒng)的一般構造圖2為圖I所示照明系統(tǒng)12的子午截面圖。為了清楚地顯示，圖2的圖解極為簡化且未按比例繪制。具體地說，這意味著僅以ー個或極少的光學元件來代表不同的光學單元。實際上，這些單元可包含明顯更多的透鏡及其它光學元件。照明系統(tǒng)12包括外殼(housing) 28和光源30，在所示實施例中，將光源30實現(xiàn)為受激準分子激光器(excimer laser)。光源30發(fā)射具有約193nm的波長的投射光。亦考慮其它類型的光源30和其它波長，例如248nm或157nm。在所示實施例中，光源30發(fā)射的投射光進入光束擴展單元(beamexpansionunit) 32，其輸出擴展的且?guī)缀鯗手钡耐渡涔馐?4。為了增加投射光束的直徑，光束擴展單元32可包含若干透鏡或可實現(xiàn)為例如反射鏡布置。在第一平面光束路徑折疊反射鏡(planar beam path folding mirror)36和第二平面光束路徑折疊反射鏡38處被偏轉后，投射光束34進入光瞳限定単元(pupil definingunit)40，其可用來在后續(xù)光瞳平面中產(chǎn)生可變的空間輻照分布。為了該目的，光瞳限定單元40包含第一衍射光學元件42及第ニ衍射光學元件44。如在放大的截出部分46中看得最清楚，每個衍射光學元件42、44包含多個形成于共同平面基板50上的微小衍射結構48。衍射光學元件42、44可實現(xiàn)為計算機產(chǎn)生的全息圖(computer generated hologram, CGH),如同本技術中已知的。以下將參考圖3和圖4進一步解說第一和第二衍射光學元件42、44的光學性質。衍射光學元件42、44在與照明系統(tǒng)12的光軸OA正交的平面中延伸。在該實施例中，兩個平面沿著光軸OA略有點位移，但亦可設想將衍射光學元件42、44布置在共同平面中。如將從圖5清楚可見的，圖中示出了沿著與光軸OA平行的Z方向所視的兩個衍射光學元件42、44，兩個衍射光學元件42、44以這種方式布置使得其不重疊，但沿著Y方向彼此緊 鄰。光瞳限定単元40進ー步包括位移機械裝置52，其構造為通過沿著X方向単獨地位移衍射光學元件42、44，改變衍射光學元件42、44的相互空間布置。為了該目的，位移機械裝置52包含第一驅動器(dirver) 54,其構造為沿著X方向位移第一衍射光學兀件42,如雙箭頭A3所示。在該實施例中，第一驅動器54包含伺服馬達(servo motor) 56,其通過齒輪傳動裝置58連接至第一衍射光學元件42。伺服馬達56由連接至總系統(tǒng)控制裝置62的控制單元60控制。位移機械裝置52進ー步包含第二驅動器64，其以相似方式與第二衍射光學元件44相關聯(lián)。第二驅動器64構造為沿著X方向位移第二衍射光學元件44，如雙箭頭A4所示。類似于第一驅動器54，第二驅動器64包含通過齒輪傳動裝置68連接至第二衍射光學元件44的伺服馬達66。第二驅動器64的伺服馬達66亦連接至控制單元60。以此方式，可響應于控制單元60的輸入命令改變第一和第二衍射光學元件42、44的相互空間布置。光瞳限定單元40亦包含變焦準直透鏡(zoom collimator lens) 70,其可借助第一致動器71而沿著光軸OA位移(見雙箭頭A5);以及第ー和第ニ錐鏡元件72、74，其具有互補圓錐形表面。借助第二致動器76，可沿著光軸OA改變錐鏡元件72、74之間的距離，如雙箭頭A6所示。在該實施例中，第二致動器76僅連結至第二錐鏡元件74 ;改變兩個錐鏡元件72、74之間的距離的其它構造亦可行。錐鏡元件72、74具有將在第一錐鏡元件72的入射表面處的輻照分布向外徑向轉移的效應。徑向轉移的量取決于第一錐鏡元件72及第ニ錐鏡元件74之間的距離。已經(jīng)通過錐鏡元件72、74的光照在光學積分器78上，在所示實施例中，光學積分器78包含兩個光學光柵元件陣列80、82。每個光學光柵元件通過使兩個柱面透鏡交叉而形成，如本技術中已知的。亦可通過具有例如矩形邊界的旋轉對稱透鏡形成光學光柵元件。光學積分器78在光瞳平面84中產(chǎn)生多個二次光源(secondary light source)。姆個二次光源與由具有相同X和Y坐標的陣列80、82的兩個光學光柵元件限定的光學通道相關聯(lián)。聚光器86將二次光源產(chǎn)生的角度光分布轉變成在后續(xù)中間場平面(intermediate field plane) 88處的空間福照分布。因為所有二次光源產(chǎn)生實質上相同的角輻照分布，在中間場平面88中的空間輻照分布也非常相似。這些輻照分布的迭加導致中間場平面88中的場非常均勻的照射。
中間場平面88連同場光闌90由場光闌物鏡92成像至掩模平面94上,掩模16布置在掩模平面94中。因此，在掩模I 6上的照明場14是在中間場平面88中由多個二次光源照明并由場光闌90遮蔽的場的像。III.衍射光學元件的光學性質下文中，將參考圖3和圖4更詳細解說第一和第二衍射光學元件42、44的光學性質。圖3在上方部分不出了第一衍射光學兀件42的俯視圖。將第一衍射光學兀件42的衍射結構48(為了簡明之故而未顯示)設計成使得由第一衍射光學元件42產(chǎn)生的衍射效應取決于被投射光束34輻射在第一衍射光學元件42上的光場的位置。在圖3中，不出了該光場的第一、第二和第三位置，并分別以96a、96b及96c代表。三個位置96a、96b、96c僅關于其沿著X方向的位置彼此不同。 如果投射光束34輻射第一衍射光學元件42上第一位置96a處的光場，將產(chǎn)生角度光分布，其在遠場(far field)中對應于(或在變焦準直透鏡70的傅立葉變換后，等效干)圖3中以98a表示的第一空間輻照分布。在該第一空間輻照分布98a中，僅照射兩個小極P1、P2，兩個小極沿著X方向隔開。每個極P1、P2具有環(huán)形段的形狀，其具有外徑rp。及內徑rpi。對于兩個極P1、P2,環(huán)形段的角延伸(angular extension)(在下文中稱為極寬度角(pole widthangle) α )完全相同。如果投射光束34在第一衍射光學兀件42上第二位置96b處產(chǎn)生光場,將在遠場中產(chǎn)生相似的空間輻照分布，但極P1、P2具有較大極寬度角α。在光場的第三位置96c中，極寬度角α具有其最大值。應明白，在光場的所有中間位置中，將產(chǎn)生相似的極Pl、Ρ2，但極寬度角α具有在圖3針對三個位置96a、96b及96c所示的那些值之間的值。在該實施例中，圖3示出的不同位置96a、96b、96c并非通過在固定的第一衍射光學元件42上移動投射光束34而產(chǎn)生，而是借助第一驅動器54相對于固定的投射光束34位移第一衍射光學元件42而產(chǎn)生。圖4以類似于圖3的表示方法示出了當輻射光場于第二衍射光學元件44上的不同X位置102a、102b、102c時，在遠場中產(chǎn)生的不同空間輻照分布103a、103b、103c。在光場的第一位置102a處，輻射具有外徑ra。和內徑rai的環(huán)形物104。如果光場沿著X方向(位置102a)移動，環(huán)形物104的外徑ra。連續(xù)増加，直到其到達對第三位置102c顯示的最大值。下文中，將參考圖5和6解說照明系統(tǒng)12的功能。IV.功能圖5是第一和第二衍射光學元件42、44上沿著平行于光軸OA的Z方向所視的俯視圖。在導軌105、106、108中導引衍射光學元件42、44，使得衍射光學元件42、44借助第一和第二驅動器54、64(圖5中未示出)沿著X方向單獨地位移。在每個衍射光學元件42、44中，示意性指示遠場輻照分布，如果光照在衍射光學元件42、44各自的X位置上，將產(chǎn)生該遠場輻照分布。兩個衍射光學元件42、44布置在投射光束34的光束路徑中，使得投射光束34在衍射光學元件42、44上輻射均等延伸至兩個衍射光學元件42、44的光場110。換言之，光束34的一半(如果不論由中間導軌106產(chǎn)生的較小光損失)由第一衍射光學元件42衍射，而光束34的另一半由第二衍射光學元件44衍射。在圖5所不第一和第二衍射光學兀件42、44的特定相互空間布置中，第一衍射光學元件42在遠場中產(chǎn)生兩個光極P1、P2，兩個光極具有中等大小的極寬度角α。第二衍射光學元件44在遠場中產(chǎn)生具有小外徑ra。的細環(huán)形物104。因為兩個遠場輻照分布只是疊カロ，所以獲得了組合的輻照分布112，其為細環(huán)形物104與兩個中等大小的極P1、P2的組合。通過改變第一和第二衍射光學元件42、44的相互空間布置，可獨立改變環(huán)形物104的厚度及極寬度角α。更明確地是，如果第一衍射光學元件42借助第一驅動器54沿著X方向移動，如箭頭A3所示，則極寬度角α連續(xù)改變。如果第二衍射光學元件44借助第二驅動器64沿著X方向移動，如箭頭Α4所示，則環(huán)形物104的外徑連續(xù)改變。此亦示于圖6中，圖中顯示可以第一及和第二衍射光學元件42、44的不同相互空 間布置獲得多個不同的組合的輻照分布112。在圖6的前三列，假設圖5所示的第一衍射光學元件42已移動至右邊，使得光場110在第一衍射光學元件42的一部分上延伸，在遠場中產(chǎn)生具有最小極寬度角α的極Ρ1、Ρ2。該空間輻照分布與不同的環(huán)形物104組合，環(huán)形物104通過將圖5所示的第二衍射光學元件44移動至左邊而在遠場中產(chǎn)生。然后，使組合的輻照分布112中的極Ρ1、Ρ2的幾何形狀及大小保持固定，同時環(huán)形物104的外徑ra。連續(xù)增カロ。取決于第一核第二衍射光學元件42、44的相互空間布置，可獲得環(huán)形物104的極寬度角α及外徑ra。的任何任意的組合。借助變焦準直透鏡70和錐鏡元件72、74，可進ー步改變每個組合的輻照分布112，可利用兩個衍射光學元件42、44獲得組合的輻照分布112。如果變焦準直透鏡70沿著光軸OA位移，這將具有放大或縮小組合的輻照分布112的效應，組合的輻照分布112由衍射光學元件42、44在其瞬時空間布置中產(chǎn)生。換言之，輻照分布按常數(shù)因子(constant factor)放大或縮小。例如，這造成如果環(huán)形物104的外徑ra。增加X倍，則其內徑rai亦增加x倍。借助錐鏡元件72、74，可不用改變環(huán)形物104和極PI、P2的徑向大小而將其徑向移動。例如，這造成如果環(huán)形物104的外徑ra。增加X倍，則其內徑rai變成rai+ra()(x-l)。照明系統(tǒng)12因此提供4個自由度，即第一和第二衍射光學元件42、44的X位置、變焦準直透鏡70的Z位置及第ニ錐鏡元件74的Z位置，以調整光瞳平面84中的輻照分布，以在感光表面22上以最佳的可能方式將掩模16成像。V.第二實施例圖7是以類似于圖2的表示方法，示出根據(jù)第二實施例的照明系統(tǒng)12的子午截面圖。圖7所示照明系統(tǒng)12與圖2所示照明系統(tǒng)的不同之處主要在于，第一和第二驅動器54、64構造為不僅沿著X方向，而且沿著Y方向位移衍射光學元件42、44。X和Y方向彼此正交但不包括光軸OA。為了該目的，驅動器54、64包含附加伺服馬達114、116，其能夠沿著Y方向位移第一和第二衍射光學兀件42、44，以及伺服馬達56、66和齒輪傳動裝置58、68。以下將參考圖8a、8b和Sc解說亦可沿著Y方向位移第一和第二衍射光學元件42、44的效應。
圖8a實質上與圖5完全相同。相對于光場110布置第一和第二衍射光學兀件42、44，使得輻射在第一和第二衍射光學元件42、44上的部分具有至少實質上相同的面積。因此在組合的輻照分布112中，將引導至環(huán)形物104的相同光量引導朝向極P1、P2。在圖8b中，假設兩個衍射光學元件42、44已向下位移，如箭頭118所示，即沿著Y方向位移。因此，改變第一和第二衍射光學兀件42、44相對于光場110的布置,使得由投射光束34輻射在第一和第二衍射光學元件42、44上的部分現(xiàn)在具有不同的面積。結果，超過一半的可用光由第一衍射光學元件42引導朝向極P1、P2，而少于一半的可用光由第二衍射光學元件44引導朝向環(huán)形物104。換言之，光能在組合的輻照分布112中從環(huán)形物104轉移至極P1、P2。如果兩個衍射光學元件42、44共同沿著Y方向向上移動，如圖8c中的箭頭120所示，則大部分的投射光將被引導朝向環(huán)形物104，而極PI、P2在光瞳平面84中僅被微弱地 輻射。通過改變衍射光學元件42、44的Y位置，因而可連續(xù)改變被引導朝向極PI、P2的可用光和被引導朝向環(huán)形物104的光的光能比率(light energyratio)。如果利用衍射光學元件42、44沿著X方向的移動不僅改變每個衍射光學元件42、44產(chǎn)生的遠場輻照分布的位置，而且改變其面積，則通過沿著Y方向移動衍射光學元件42、44而改變在環(huán)形物104和極P1、P2之間的光能比率的能力特別有利。例如，如果應通過增加極寬度角α而增加極Ρ1、Ρ2的大小，則將需要使極Ρ1、Ρ2中每個點的輻照保持恒定。然后光能可從環(huán)形物104轉移至極Ρ1、Ρ2，其程度使得無論極寬度角α為何，極Ρ1、Ρ2中的輻照均維持恒定。VI.其它替代實施例a)改變光束方向圖9是根據(jù)第三實施例的照明系統(tǒng)12的子午截面圖，其中亦可沿著X和Y方向改變衍射光學元件42、44相對于光場110的空間布置。然而，在該實施例中，第一和第二驅動器54、64類似于圖2所示實施例，僅能夠沿著X方向位移衍射光學元件42、44以改變衍射光學元件的相互空間布置。在該實施例中，通過包含致動器122的光束控制器件，改變衍射光學元件42、44相對于光場110沿著Y方向的布置。致動器122能夠傾斜第二光束折疊反射鏡38，使得投射光束34以及因此光束34輻照在衍射光學元件42、44的光場110視需要沿著Y方向向上和向下移動。然后，由第一和第二衍射光學兀件42、44沿著X方向的相互空間布置決定極PI、P2及環(huán)形物104的大小。借助致動器122，通過向上及向下移動光場110來決定光能比率。使用致動器122將光束34對準衍射光學元件42、44上期望的位置的概念有助于使第一和第二驅動器54、64保持簡單的機械布局。由于傾斜第二光束折疊反射鏡38不可避免地改變投射光束34照在衍射光學元件42、44上的方向，所以優(yōu)選地將致動器122構造為使得其能夠沿著X方向位移第二光束折疊反射鏡38。如果將衍射光學兀件42、44和驅動器54、64以來自于圖9所不布置的通過繞著光軸OA將這些元件旋轉90°所獲得的取向安裝，則達成與圖9所示實施例相同的效應，但投射光束34永遠以相同角度照在衍射光學元件42、44上。b)三個衍射光學元件
圖10以類似于圖5的表示方法示出了第四實施例，其中不僅將兩個衍射光學元件，而且將三個不同衍射光學元件42、44、45布置在ー個平面或平行平面中，使得衍射光學元件不重疊。在該實施例中，第一和第二衍射光學元件42、44具有與以上參考圖3和圖4所解說的相同的光學性質。取決于光束34所照位置，第三衍射光學元件45在遠場中產(chǎn)生與第一衍射光學元件42的相同的極P1、P2的布置，只是旋轉了 90°。使用三個衍射光學元件42、44、45，因而可以產(chǎn)生具有四個極P1、P2、P3、P4和外部環(huán)形物104的組合的輻照分布112。然而，通過沿著X方向位移第一和第三衍射光學元件42、45，可獨立改變沿著X方向布置的極P1、P2和沿著Y方向布置的極P3、P4的極寬度角α。如果另外沿著Y方向改變衍射光學兀件42、44、45相對于光場110的布置,則改變在沿著X方向延伸的極PI、Ρ2和沿著Y方向延伸的極Ρ3、Ρ4之間的光能比率。c)重疊衍射光學元件 圖11是根據(jù)第五實施例的第一和第二衍射光學元件142、144的示意性俯視圖。與上述實施例不同，衍射光學元件142、144布置于不同的平行平面中，使得其至少部分重疊。于是，投射光束34隨后通過第一衍射光學元件142，然后通過第二衍射光學元件144。組合的輻照分布112在此例中可描述為由第一和第二衍射光學元件142、144產(chǎn)生的遠場空間輻照分布的卷積。在圖11所示的特定構造中，假設第一衍射光學元件142產(chǎn)生多個小圓點146，其數(shù)目和/或位置取決于光場110在第一衍射光學兀件142上的X位置。假設第二衍射光學兀件144在遠場中產(chǎn)生具有圓形邊界線的単一中心光點148。光點直徑取決于由第一衍射光學元件142衍射的光照在第二衍射光學元件144上的X位置而增加。通過卷積兩個空間輻照分布，可以在光瞳平面84中產(chǎn)生不同的光點或極的圖案150。極圖案由第一衍射光學兀件142的X位置決定,而極直徑由第二衍射光學兀件144的X位置決定。d)光束振蕩補償(Beam oscillation compensation)圖12a類似于圖5所示的表示法，是根據(jù)第六實施例的兩個衍射光學元件242、244的俯視圖。該實施例與圖2至圖6所示第一實施例的不同之處主要在于，第二衍射光學元件244不在遠場中產(chǎn)生不同環(huán)形物，而是與第一衍射光學元件242 —樣產(chǎn)生相同的極。但方向依賴性(,directional dependence)為鏡像相反對稱(,mirror symmetrically reversed)的。更明確地說，如果圖12a所示光場110的位置移動至右邊，由第一衍射光學元件242產(chǎn)生的極PI’、P2’的大小増加，而由第二衍射光學元件244產(chǎn)生的極P1"、P2"的大小減小。這可通過生產(chǎn)兩個完全相同的衍射光學元件，但在將其中一個衍射光學元件繞著平行于光軸OA的軸旋轉180°后才安裝該衍射光學元件而簡單地完成。在第一和第二衍射光學元件242、244的這種構造下，組合的輻照分布112將至少近似獨立于第一和第二衍射光學元件242、244的光場110的位置。這被顯示在圖12b中，圖12b中示出了光場110如何在轉移至左邊的X位置處輻射衍射光學元件242、244。第一衍射光學元件242然后產(chǎn)生較小的極PI’、P2’，但這由產(chǎn)生較大的極P1"、P2"的第二衍射光學元件244來補償。組合遠場輻照分布112的極PI、P2于是具有的大小僅達到極P1’、P2’的大小和極P1〃、P2〃的大小之間的一半。如圖12c所示，光場110沿著Y方向的位置也不會影響組合的輻照分布112。這是因為兩個衍射光學元件242、244引導光至相同的極，且因此組合的輻照分布112中的兩個極PI、P2接收相同的光量,無論光場110相對于衍射光學兀件242、244的布置的Y位置為何。組合的輻照分布112對衍射光學元件242、244上的光場110的位置的這種獨立性在以下情況中是有利的當投射光束34照在光瞳限定単元40上時，很難使投射光束34在空間上穩(wěn)定。光束位置的這種不期望的時間依賴性變化可能是光源30中的特定漂移效應(drift effect)的結果，在光源30和光瞳限定単元40之間的長距離(通常為若干或甚至高達20米)大幅放大了漂移效應。因而所提出的完全相同衍射光學元件242、244的布置可確保光瞳平面84中的組合的輻照分布112不會受到光場110的這種不期望的振蕩的重大影響。 不過，可以通過借助第一和第二驅動器54、64而改變第一和第二衍射光學元件242、244的相互空間布置，來修改極寬度角α。VII.重要的方法步驟下文將參考圖13所示流程圖概述本發(fā)明的重要的方法步驟。在第一步驟SI，提供包含第一和第二衍射光學元件的照明系統(tǒng)。在第二步驟S2，產(chǎn)生投射光束。在第三步驟S3，改變衍射光學元件的相互空間布置。
權利要求
1.一種微光刻投射曝光設備(10)的照明系統(tǒng),其包含 a)光源(30)，其構造為產(chǎn)生投射光束(34)； b)光瞳平面(84)； c)光軸(OA)； d)第一和第二衍射光學元件(42、44;242、244)，其中 i)所述衍射光學元件(42、44 ;242、244)布置在所述光源(30)及所述光瞳平面(84)之間，使得投射光在所述光瞳平面(84)中的輻照分布取決于衍射效應，該衍射效應由所述衍射光學元件(42、44 ;242、244)產(chǎn)生，以及其中 )由每個衍射光學元件產(chǎn)生的衍射效應取決于光場(110)的位置，該光場(110)被所述投射光束(34)輻射在所述衍射光學元件(42、44 ;242、244)上； e)位移機械裝置(54、64)，其構造為改變所述衍射光學元件的相互空間布置， 其中在能夠借助所述位移機械裝置(54、64)而獲得的相互空間布置的至少一個中，所述光場(110)在所述第一和所述第二衍射光學兀件(42、44 ;242、244) 二者上延伸。
2.如權利要求I所述的照明系統(tǒng)，其中所述位移機械裝置(54、64)構造為沿著位移方向(X)位移至少一個衍射光學元件，所述位移方向(X)不平行于所述光軸(OA)。
3.如權利要求2所述的照明系統(tǒng)，其中取決于所述光場(110)的位置，由所述至少一個衍射光學元件(42、44 ;242、244)產(chǎn)生的衍射效應沿著所述位移方向(X)變化。
4.如前述權利要求的任一項所述的照明系統(tǒng)，其中所述第一和所述第二衍射光學元件(42、44)在相同或平行的平面中延伸。
5.如前述權利要求的任一項所述的照明系統(tǒng)，其中 a)所述第一和所述第二衍射光學元件(242、244)完全相同； b)取決于所述光場(110)的位置，由每個衍射光學元件(242、244)產(chǎn)生的衍射效應僅沿著一個位移方向(X)變化；以及其中 c)將一個所述衍射光學元件(244)安裝在由圍繞一軸旋轉所述衍射光學元件180°而獲得的取向中，該軸與所述光軸平行。
6.如前述權利要求的任一項所述的照明系統(tǒng)，其構造為使得所述衍射光學元件(42、44)相對于所述投射光束(34)的空間布置能夠沿著兩個正交方向(X，Y)改變，該兩個正交方向不包括所述光軸。
7.如權利要求6所述的照明系統(tǒng)，其中在所述相互空間布置的至少一個中，所述光場(110)在所述第一衍射光學元件(42 ；242)的第一部分和所述第二衍射光學元件(44 ；244)的第二部分上延伸，其中所述第一和所述第二部分的面積不同。
8.如前述權利要求的任一項所述的照明系統(tǒng)，其包含光束控制器件(122)，其構造為在所述衍射光學元件(42、44)暫時靜止時，改變所述光場(110)的位置。
9.如前述權利要求的任一項所述的照明系統(tǒng)，其包含第三衍射光學元件(45)，并且其中存在至少一個相互空間布置，在該相互空間布置中，所述光場(110)在所述第一衍射光學元件(42)、所述第二衍射光學元件(44)和所述第三衍射光學元件(45)上延伸。
10.一種微光刻投射曝光設備(10)的照明系統(tǒng),其包含 a)光源(30)，其構造為產(chǎn)生投射光束(34)； b)光瞳平面(84)；c)光軸(OA)； d)第一和第二衍射光學元件(142、144)，并且其中 i)所述衍射光學元件布置在所述光源(30)和所述光瞳平面(84)之間，使得投射光在所述光瞳平面(84)中的輻照分布取決于衍射效應，該衍射效應由所述衍射光學元件(142、144)產(chǎn)生，以及其中 )由每個衍射光學元件產(chǎn)生的衍射效應取決于投射光照在所述衍射光學元件(142、144)上的位置； e)位移機械裝置(54、64)，其構造為改變所述衍射光學元件(142、144)的相互空間布置， 其中在能夠借助所述位移機械裝置(54、64)而獲得的相互空間布置的至少一個中，已照在所述第一衍射光學元件(142)上的投射光也照在所述第二衍射光學元件(144)上。
11.一種操作微光刻投射曝光設備的照明系統(tǒng)的方法，其包含以下步驟 a)提供照明系統(tǒng)(12)，其包含 i)光瞳平面(84)； )光軸(OA)； iii)第一和第二衍射光學元件(42、44 ;242、244)，其中 一所述衍射光學元件布置在光源(30)和所述光瞳平面(84)之間，使得投射光在所述光瞳平面中的輻照分布取決于衍射效應，該衍射效應由所述衍射光學元件(42、44 ;242、244)產(chǎn)生，以及其中 --由每個衍射光學兀件產(chǎn)生的衍射效應取決于光場(Iio)的位置,該光場(110)由投射光束輻射在各自的衍射光學元件(42、44 ;242、244)上； b)產(chǎn)生所述投射光束(34)； c)改變所述衍射光學元件(42、44;242、244)的相互空間布置； 其中在所述相互空間布置的至少一個中，所述光場(110)在所述第一和所述第二衍射光學元件(42、44 ;242、244) 二者上延伸。
12.如權利要求11所述的方法，其中至少一個衍射光學元件(42、44;242、244)沿著位移方向(X)位移，該位移方向00不平行于所述光軸(OA)。
13.如權利要求11或12所述的方法，其中取決于所述光場(110)的位置，由所述至少一個衍射光學元件(42、44 ; 242、244)產(chǎn)生的衍射效應沿著所述位移方向(X)變化。
14.如權利要求11至13中任一項所述的方法，其中在所述相互空間布置的至少一個中，所述光場(110)在所述第一衍射光學元件(42 ；242)的第一部分和所述第二衍射光學元件(44;244)的第二部分上延伸，其中所述第一和所述第二部分的面積不同。
全文摘要
一種微光刻投射曝光設備(10)的照明系統(tǒng)，其包含光源(30)，其構造為產(chǎn)生投射光束(34)；及第一和第二衍射光學元件(42、44；242、244)，其布置在所述光源(30)和光瞳平面(84)之間。由每個衍射光學元件產(chǎn)生的衍射效應取決于光場(110)的位置，該光場被所述投射光束(34)輻射在所述衍射光學元件(42、44；242、244)上。位移機械裝置(54、64)改變所述衍射光學元件的相互空間布置。在可借助所述位移機械裝置(54、64)而獲得的相互空間布置的至少一個中，所述光場(110)在所述第一和所述第二衍射光學元件(42、44；242、244)二者上延伸。這使得可以簡單的方式連續(xù)產(chǎn)生可變的照明設定。
文檔編號G03F7/20GK102859440SQ201080066365
公開日2013年1月2日 申請日期2010年12月28日 優(yōu)先權日2010年12月28日
發(fā)明者M.帕特拉, S.比林, M.德岡瑟, F.施萊森納, M.施瓦布 申請人:卡爾蔡司Smt有限責任公司