TWI431437B - 操作具有光學元件之操縱性的微影系統的方法 - Google Patents

Description

操作具有光學元件之操縱性的微影系統的方法

本發明關於操作微影系統之方法。本發明更關於製造微影系統之方法。本發明進一步關於由上述製造方法製造之微影系統。

微影投射曝光系統(簡稱「微影系統」)包含非常精巧複雜的光學投射系統(簡稱「投射系統」)。此類投射系統包含大量個別光學元件，例如透鏡或反射鏡，參考如US20080174858A1。需要這麼大量的光學元件主要是受到在大物場要有高解析成像的需求所使然。

更精確而言，一方面的目標是為了以例如45nm結構尺寸之解析度，將結構從光罩投影到晶圓。解析極限R如下表示：

其中λ為投射光波長，NA =n _image sin(i _{image ,max} )為影像側數值孔徑(numerical aperture)，係為投射系統影像側介質的折射率n _image 與在影像側之最大孔徑角i _{image , max} 之正弦函數的乘積。常數k ₁ 為製程參數，包含影響解析極限R 的雜項因子，例如晶圓之光阻性質。

另一方面，由於對高產量的需求，投射應執行於盡可能大的物場的全部。

這兩項需求造成在乾投射系統時必須以最小0.9之影像側數值孔徑成像直徑最小57.5mm的物場，且成像像差少於幾個百分比λ之波前rms 。於此，λ為投射光波長，例如λ約等於248nm、或193.3nm、或13.5nm。

於此，「乾投射系統」為在晶圓所在之影像平面前的最後介質是氣體介質的投射系統。「浸潤投射系統」是以液體做為在影像平面前的最後介質。浸潤投射系統對影像側數值孔徑的影響約比相應乾投射系統大約1.5倍，因為最後介質具有約1.5的折射率而不是約1.0的折射率。本發明可用於乾投射系統以及浸潤投射系統。

為了提供此類具有挑戰性的投射系統，有三個主要問題必須處理：

1.為投射系統找出具有所需大影像場、所需大影像側數值孔徑及所需低成像像差之光學設計。

2.在光學組件之誤差預算(error budget)內，將此光學設計建立成實際投射系統，以保證實際投射系統也有所需的低成像誤差。

3.提供方法將實際投射系統客製化成符合客戶需求，並保證投射系統在操作期間與壽命期間的效能。

以下於光學設計中像差與其他技術用語的定義採用「光學投射系統指南(Handbook of Optical Projection systems)」，Vol. 1,Wiley-VHC,Berlin,2005。

針對第1項：此類光學設計的設計者從物場的尺寸及影像場側數值孔徑之適當目標值開始。之後，配置投射系統之初始設計做為後續改善的起點，以降低投射系統的整體像差。

降低光學設計像差之最重要目標其中之一為所謂的「消求差校正(aplanatic correction)」，其保證物場中任意點之入射瞳內投射光強度的角相依性正比於出射瞳之角相依性。換言之，投射系統放大率應不隨物件高度及瞳高改變，或更一般而言，投射系統必須盡可能在全部物場滿足所謂的「正弦條件」。

然而，正弦條件是使入射瞳與出射瞳有關的要求。在投射系統之其他瞳並沒有要求要滿足正弦條件。

於後，投射系統中不同於入射瞳及出射瞳之任何瞳P係稱為「投射系統瞳」。相對於入射瞳，固定投射系統瞳P可能違反正弦條件，此事實於後稱為「關於投射系統瞳P 之違反正弦條件(offence againstthe sine condition)」。應注意，於此定義中，出射瞳可用出射瞳取代，因為一般來說在考慮下相關投射系統之出射瞳沒有違反正弦條件。

關於投射系統瞳P 之違反正弦條件係對投射系統瞳P 之非固定失真造成影響。更數學上來說，入射瞳內之瞳高及出射瞳內之瞳高藉由線性函數一對一的對映，但將入射瞳的瞳高ρ對映到投射系統瞳P 的瞳高r 一般僅有單調的(但一般非線性的)函數關係：

r =Φ _P (ρ)　(2)

因此，關於投射系統瞳P 之違反正弦條件可藉由非線性含數ψ _P 來量化。由於對任何投射系統瞳P 而言，其瞳高可藉由線性函數一對一對映到區間[0,1]，於後ψ _P 可假設為將[0,1]對映到本身之函數，即Φ _P :[0,1]→[0,1]，且瞳高於後都正規化，即由區間[0,1]參數化，簡言之：ψ _P 為關於投射系統瞳P 之違反正弦條件。

針對上述第2項：在誤差預算內建立投射系統之最重要手段之一為，光學元件之表面形狀的局部校正。所謂「離子束塑形」為適合提供光學元件奈米範圍內表面變形之研磨輪廓塑形技術，參考例如US20030174297A1及US20040042094A1。在投射系統內對投射系統之光學元件提供此類局部校正最重要的位置是投射系統瞳，因為在投射系統瞳提供的各校正手段造成獨立於影像高度之出射瞳的校正。因此，於後若在投射系統瞳進行校正，則可使用沒有提及固定影像點之「出射瞳」一詞。

於此，投射系統之光學元件可稱為「位於投射系統瞳P 」或簡稱「於投射系統瞳P 」，只要投射系統沒有與最靠近投射系統瞳P 不同的第二個光學元件。再者，光學元件之表面可稱為「於投射系統瞳P 」，只要此光學元件是在投射系統瞳P ，且此表面比光學元件的任何其他表面更靠近投射系統瞳P 。此定義自然延伸到多個光學元件：投射系統之光學元件組可稱為「位於投射系統瞳P 」，只要這些元件比投射系統之任何其他光學元件更靠近投射系統瞳P 。

概括言之，利用校正手段來放鬆誤差預算的最適當位置是投射系統瞳。然而，有鑑於上述(2)之非線性函數ψ _P ，此類手段不會以不擾亂(undisturbed)方式校正出射瞳，例如光學元件的表面變形，其係位在投射系統瞳且符合散像的形狀r ² cos(2φ),0 r 1,0φ<2π，參考「光學投射系統指南(Handbook of Optical Projection systems)」，Vol. 1,Wiley-VHC,Berlin,2005，段落11.5.4)，變成出射瞳之變形，其係由伴隨著更高像散項(例如(4r ⁴ -3r ² )cos2φ)之像散r ² cos(2φ)所構成。

針對上述第3項：於操作期間客製化投射系統的最重要手段之一為關閉孔徑光闌，即減少投射系統光圈之直徑。如此實現焦距增加以及像差減少。要付出的代價為解析度降低，參考(1)。然而，有鑑於上述(2)之非線性函數ψ _P ，孔徑光闌之直徑與影像側孔徑之間有非線性關係，例如10%的關閉一般不會造成10%更小的孔徑。

再者，投射系統位於投射系統瞳之任何操縱手段承受此非線性函數ψ _P 。此類手段為操縱器，其驅動光學元件(參考例如US20030063268A1、US6191898B1、US6104472)，或修改光學元件之折射率形狀(參考例如WO2008034636A2、US5805273、US20060244940A1)。

概括之：相對於入射瞳及出射瞳最小化違反正弦條件之需求通常造成關於其他投射系統瞳P 嚴重的違反正弦條件ψ _P 。因此，為了改善投射系統位於投射系統瞳P 之手段，需要在投射系統瞳P 相對於投射系統瞳P 之違反正弦條件ψ _P 來客製化這些手段。

一般而言，此類手段為操縱投射系統瞳P 內之波前的光學元件，簡稱「操縱系統瞳P 」的光學元件。由於違反正弦條件僅影響瞳內之徑向組件，所以僅對操縱性隨著徑向組件變化的光學元件感興趣，簡稱「光學元件在瞳高方面操縱投射系統瞳P 」。舉例而言，位在投射系統瞳P 之光學元件表面的變形或光闌，在瞳高方面操縱投射系統瞳P ，以及獨立於投射系統瞳P 內之瞳高，改變整個波前之極化狀態的極化光學元件不會自本發明得利。在不喪失一般性下，瞳高可正規化而藉由單位區間[0,1]參數化。

於下提供操作微影系統之客製化方法：

1：一種操作微影系統之方法，其中微影系統包含投射系統，用於將物場投射通過投射系統瞳P 到影像場；投射系統包含光學元件位於投射系統瞳P ；投射系統瞳P 在正規化瞳高r 方面可由光學元件操縱。

此方法包含：投射物場通過投射系統瞳P 到影像場；由光學元件操縱投射系統瞳P 於正規化瞳高r =f (ρ)，以操縱此物件點之出射瞳於正規化瞳高ρ。於此，f :[0,1]→[0,1]為非線性函數，近似關於投射系統瞳P 之違反正弦條件ψ _p 。

於此，「近似」應瞭解為在某些固定函數集合(例如多項式)中且關於某些固定範數(例如均方根rms )之最佳近似。

上述1之操作微影系統之方法實施例不會忽略關於投射系統瞳P 之違反正弦條件ψ _p ，不像習知操作微影系統之方法會忽略。因為f _p 近似ψ _p ，上述方法可操縱出射瞳約在未受擾亂的瞳高。

例如於US6104472之第5欄第9行，藉由一對平玻璃板(有時稱阿爾瓦茲板(Alvarez Plates))進行投射系統瞳P 的操縱。US6104472之第一實施例試圖校正此投射系統瞳P 之軸向散像，而不會對其他光學性質有不利影響，參考第6欄第54行。然而，這些板的非球面性為高達第3階多項式形式(參考US6104472之第一實施例)實現在固定投射系統瞳P 之位置的軸向像散校正。一般而言，在此固定投射系統瞳P 與影像點之出射瞳間的瞳失真會不利地實現更高階的像散項。

2：如上述1之方法，其中非線性函數r =f (ρ)為多項式，其中m ≦5或較佳m =2。

像上述2操作微影系統之方法實施例容易計算非線性函數f _P ，因為多項式為易於計算的函數。第2階的多項式為最低要求以符合ψ _p 的非線性。更高階高達第5階的多項式提供更一般的函數集合以於其中近似，且此近似變得比第2階多項式得到的更精精確。

3：如上述1或2之方法實施例，其中可操縱的光學元件為投射系統孔徑光闌，且操縱性以正比於r =f (ρ)縮小光闌來執行，以正比於ρ縮小出射瞳。

像上述3操作微影系統之方法實施例具有的優點在於，以正比於r =f (ρ)縮小，使得孔徑以受控制的比例降低。

4：如上述1或2之方法實施例，其中投射系統瞳P 受光學元件操縱，以操縱出射瞳中的波前Σ _i a _i Z _i (ρ,φ)，以及此操縱顯著影響任尼克係數的有限子集{a _i ;i =i ₁ ,...,i _k }。

「顯著」一詞的定義伴隨圖式說明來表示。

於此，於出射瞳之波前展開成具有係數a _i 之任尼克多項式Z _i (ρ,φ)之正交展開式Σ _i a _i Z _i (ρ,φ)，參考「光學投射系統指南(Handbook of Optical Projection systems)」，Vol. 1,Wiley-VHC,Berlin,2005，段落11.5.4。

像上述4操作微影系統之方法實施例具有的優點為：將出射瞳中之任尼克係數a _i 解偶成受影響之任尼克係數集合以及不受影響之任尼克係數集合。此為有利的，因為任尼克係數的任何有限集合a _i ,i =i ₁ ,...,i _k 對額外項次的串擾，提供了對此有限集合之校正手段，以及擾亂額外任尼克係數之副作用。

以下提供製造微影系統之客製化方法：

5：一種製造微影系統之方法，其中微影系統包含投射系統，用於將物場投射通過投射系統瞳P 到影像場；投射系統包含具有表面之光學元件位於投射系統瞳P ；此方法包含：提供該表面一表面變形，以校正在出射瞳之波前Σ _i a _i Z _i (ρ,φ)；其中r =f (ρ)及f :[0,1]→[0,1]為非線性函數，近似正規化出射瞳與正規化投射系統瞳P 之間的違反正弦條件ψ _p 。

表面變形像之定義伴隨圖式的說明來表示。

像上述5製造微影系統的方法實施例實現出射瞳之波前中任何任尼克係數的有限集合可在對額外係數沒有副作用下進行校正。此極為有利，因為波前的誤差預算通常主要受到一些單一較低的任尼克係數所使然。其他係數(尤其是更高的係數)通常以rms 形式加總，此rms 關於單一預算。忽略關於投射系統瞳P 之違反正弦條件變成單一任尼克係數之各誤差預算對rms 之誤差預算的串擾。由於對任何單一任尼克係數都是如此，所有這些串擾最終成為可能不受控制的共同單一誤差預算。

6：如上述5所述之方法，其中表面變形藉由離子束塑形來提供。

像上述6製造微影系統之方法實施例，使用所謂離子束塑形於在投射系統瞳P 之表面。此為熟知技術，參考例如US2004/0169836A1。然而，於US2004/0169836A1中，藉由量測及光跡追蹤來計算所需表面變形，參考例如US2004/0169836A1的段落[0022]及[0023]，且必須針對要製造的各單一投射系統決定。違反正弦條件ψ _p 之近似f _P 必須僅決定一次，且為先驗組合校正手段。然而，US2004/0169836A1使製造商校正後驗組合的誤差。因此，上述6藉由將部分後組合移到前組合而讓製造商放鬆組合的誤差預算。

7：如上述任一項聲明之方法，其中於乾投射系統狀況，投射系統之影像側數值孔徑不少於0.9，較佳不少於0.95，或其中於浸潤投射系統狀況，投射系統之影像側數值孔徑不少於1.35，較佳不少於1.425，及/或影像場之直徑不少於56mm。

8：如上述任一項聲明之方法，其中投射系統為折反射類型及/或浸潤類型。

9：如上述任一項聲明之方法，其中投射系統包含兩個雙凸鏡位於投射系統瞳P 。

10：如上述任一項聲明之方法，其中投射系統具有光學軸，且投射是藉由投射光之光線達成，其中在投射系統瞳P 之投射光的最外圍光線平行於光學軸。

根據上述7至10任一項的方法，局部化(localize)系統瞳違反正弦條件之投射系統。

11：如上述任一項聲明之方法，其中光學元件為透鏡或反射鏡。

像上述7至11結合上述1至4任一項之操作微影系統之方法，或像上述7至11結合上述5或6之製造微影系統之方法，識別出忽略關於投射系統瞳P 之違反正弦條件ψ _p 而對任何校正手段的效應有嚴重不利之投射系統，例如位於投射系統瞳P 之如上述1至4之可操縱光學元件，或如上述5或6之光學元件的變形表面。

12：一種操作像上述1至4之微影系統之方法，其中操縱為光學元件的變形，或以熱及/或冷負載，或光學元件的偏移或旋轉。

像上述12結合上述1至4任一項之操作微影系統之方法，提供可操縱之光學元件的範例，若位於投射系統瞳P 且以關於投射系統瞳P 之違反正弦條件ψ _p 來驅動，則具有較少串擾的優點。

可以不同方式提供此操縱性：參考例如US20030063268A1，其驅動光學元件於投射系統之光學軸方向，以及參考例如US6191898B1，其驅動光學元件於正交於光學軸之方向。參考例如US6104472，驅動阿爾瓦茲板或修改光學元件之形狀或折射率，以及參考例如WO2008034636A2，提供電阻線路網格給光學元件，電阻線路網格可藉由電流充電以修改透鏡的折射率，或參考例如WO2008037496A2，其中透鏡變形，或參考例如US20060244940A1，以紅外線輻射充電透鏡，以修改透鏡的折射率及形狀。

於下，將參考實施例及伴隨圖式說明本發明。

圖1顯示微影系統100。微影系統100包含產生照射光102之光源101。照射光102由照射系統103準備以成為預備照射光104。照射光102及預備照射光104最重要的差異在於預備照射光104呈現展度(etendue)。照射系統103以預備照射光104照射位於物場105的光罩(未顯示)。光罩上之結構(未顯示)將預備照射光104衍射成衍射光106而進入投射系統107。衍射光106被投射系統107投射成投射光108而曝光位於影像場109的晶圓(未顯示)。

圖2顯示圖1之微影系統100之投射系統107。衍射光106於物場105進入投射系統107，並到達投射系統107之光學元件202之第一表面，通過第一投射系統瞳203、第二投射系統瞳204、以及第三投射系統瞳205。入射瞳(未顯示)的最大瞳高對應於衍射光106通過整個投射系統107之最大光線角。具有較大角度的光線在位於透鏡215及216之間的投射系統光闌206被遮阻。瞳的定義不同於「光學投射系統指南」，Vol. 1,Wiley-VHC,Berlin 2005：入射瞳為投射系統光闌206進入物件空間的影像，即投射系統位在投射系統光闌前所有光學元件所產生之投射系統光闌的影像。應注意，於圖2中光線從左手邊行進到右手邊。出射瞳為投射系統光闌206進入影像空間的影像，即投射系統位在投射系統光闌後所有光學元件所產生之投射系統光闌的影像。更一般而言，投射系統的瞳定義為投射系統107之連續順序光學元件所產生之投射系統光闌206的影像。需要注意的是投射系統光闌206之實際影像的瞳，這些瞳為入射瞳、出射瞳、以及投射系統瞳。投射系統瞳位於位置203、204、以及205之處。投射系統瞳205為投射系統光闌206本身，且可為空集合之光學元件所得之投射系統光闌206的影像。投射系統瞳204位於投射系統107之兩個反射鏡207及208之間，且為由光學元件組213與反射鏡208所產生之投射系統光闌206的影像。投射系統瞳203位於投射系統107之兩個透鏡210及211之間，且為由光學元件組213及212與反射鏡207及208所產生之投射系統光闌206的影像。入射瞳位於物件平面105左側無限遠處，且為由光學元件組213、212、以及211與反射鏡207及208所產生之投射系統光闌206的影像。最後，出射瞳位於影像平面右側無限遠處，且為由光學元件組214所產生之投射系統光闌206的影像。

圖3顯示在投射系統光闌206之前及之後的透鏡215及216。投射系統於影像側之數值孔徑為1.35，且最大物件高為3.5mm。投射系統107為浸潤式，就在影像場前之光學媒介具有折射率1.436。再者，投射系統107之放大率為-0.25，使得衍射光106於投射系統107之入射瞳之最大瞳高通過投射系統之光線230的最大光線角約為10.5°。此光線為投射系統光闌206之最外圍光線230。亦顯示有其他光線301通過透鏡215及216。這些光線不呈現等距瞳高，雖然這些光線在投射系統107之入射瞳內具有等距瞳高。此顯示在投射系統瞳205方面違反正弦條件。

圖4及圖5顯示光線在瞳中的穿越點。圖4顯示入射瞳。這些點相對於徑向座標為等距。圖5顯示投射系統瞳205。這些點相對於徑向座標為不等距。此顯示在投射系統瞳205方面違反正弦條件。

圖6之圖式量化關於投射系統瞳205的違反正弦條件。橫座標參數化入射瞳中等距瞳高。縱座標參數化投射系統瞳205中等距瞳高。兩個瞳皆正規化，即其最大瞳高等於1。點線圖為違反正弦條件ψ _P ：[01]→[0,1]對映入射瞳內之等距光線的瞳高到投射系統瞳205中相同光線的瞳高。點線圖可藉由連續平滑函數內插，例如2級樣條，參考圖6之連續圖。亦可藉由例如第5階多項式近似，即Π _P (ρ)=0.3252ρ⁵ -0.0135ρ³ +0.6851ρ,ρ[0,1](未顯示)。顯然內插、近似以及違反正弦條件ψ _P ：[01]→[0,1]本身為非線性函數。

圖7顯示未使用本發明對任尼克係數額外階之串擾(crosstalk)案例。位於投射系統瞳205之光學元件219的表面具有任尼克多項式Z ₄₉ (ρ,φ)之10nm的表面變形。更精確而言，單位圓上Z ₄₉ (ρ,φ)由以下表示：

Z ₄₉ (ρ,φ)=924ρ¹² -2772ρ¹⁰ +3150ρ⁸ -1680ρ⁶ +420ρ⁴ -42ρ² +1。

單位圓上Z ₄₉ (ρ,φ)具有最大值1，其徑向變數ρ必須與透鏡219之表面209的實際直徑有相當的比例性，且最大值1必須與10nm的實際最大表面變形有相當的比例性。若此類的表面變形是由局部研磨技術(例如離子束塑形)來提供，則實際最大表面變形必須加倍，因為玻璃材料僅可被移除。

於圖7中，在投射系統之出射瞳中波前展開的係數圖譜顯示高達100個係數等級。此圖譜為透鏡表面209之純變形的光學效應做為操縱手段，即在投射系統出射瞳中具有變形的透鏡表面209之波前圖譜與在投射系統出射瞳中無變形之波前圖譜的差異。於第49個係數可識別出約2.3nm的強峰，其顯示在投射系統瞳205之透鏡表面209的表面變形也在出射瞳實現第49個任尼克係數。然而，一方面，第49個係數的絕對值不像在純Z ₄₉ -波前變形案例中預期的一樣高，即會預期約5.0nm而不是2.3nm。另一方面，對更高階Z ₆₄ 、Z ₈₁ 、Z ₁₀₀ 以及更低階Z ₃₆ 、Z ₂₅ 、Z ₁₆ 、Z ₉ 、以及Z ₄ 亦有串擾。例如，Z ₃₆ 的係數甚至比Z ₄₉ 的係數本身還更高。此類強串擾是由在投射系統瞳205之違反正弦條件ψ _P 所造成的，其等於圖6的ψ _P 。因此，觀察到在出射瞳中Z ₄₉ ○Φ _P 的係數圖譜。於此○為函數的組合。

於圖8中，顯示表面變形Z₄₉ ○Π _P ^-1 而非Z ₄₉ 之相同的係數圖譜，其中Π _P ^-1 為Π _P 的倒數，其中Π _P 為在投射系統瞳205高達第5階之違反正弦條件ψ _P 的多項式近似。可觀察到對額外任尼克係數有較低的串擾，可在Z ₄₉ Z ₄₉ ○Π _P ^-1 ○Φ _P 而非Z ₄₉ ○Φ _P 之案例中的出射瞳觀察到。

一般而言，對不是Z ₄₉ 的任意任尼克多項式而言也是如此。因為Π _P 僅實現在單位圓內之徑向變數，可觀察到串擾通常僅實現具有相同方位角階的係數，即以具有方位角階m 之任尼克係數形狀的變形也僅實現具有方位角階m 之係數。更顯示串擾維持在「光學投射系統指南」Vol. 1,Wiley-VHC,Berlin 2005之圖11-19之表的單一線條。

更一般而言，光學元件的操縱性「影響」任尼克係數集合{a _i ;i I }，若且為若

其中Σ _i a _{i 1} Z _i (ρ,φ)為在操縱光學元件之出射瞳的波前展開，而Σ _i a _{i 2} Z _i (ρ,φ)為在不操縱光學元件之出射瞳的波前展開。例如圖7顯示光學元件219之表面209的Z ₄₉ -波前變形影響任尼克係數集合，其中I 由所有整數平方構成，意味著恰好所有旋轉對稱任尼克多項式受到操縱性影響。參考「光學投射系統指南」Vol. 1,Wiley-VHC,Berlin 2005。

於方程式(3)中的0大約是理論上的。為了量化，任尼克係數集合{a _i ;i I }視為受到操縱性「顯著影響」，若且為若：

其中a _i 由式(1)給定，也沒有符合式(2)之I 子集。換言之，所有任尼克係數集合分成更小的子集I 及其補集，使得補集的任何係數少於I 之任何元素絕對值的1%。例如，若係數由給定，則沒有顯著影響係數集合。於圖7及透鏡219之表面209的Z ₄₉ -變形案例中，也沒有顯著影響係數集合。更精確而言，沒有有限的顯著影響集合。若考慮關於投射系統瞳205之違反正弦條件，即透鏡219之表面209根據形狀Z ₄₉ ○Π _P ¹¹ 變形，則觀察到圖8之圖譜以及I ={49}為顯著受影響的集合。

由於可疊加變形及更一般的操縱手段，本發明實施例藉由考慮關於投射系統統205之違反正弦條件，而提供顯著影響在出射瞳中波前之任尼克係數有限集合。

任尼克多項式系統不限制本發明，在方程式(4)右手邊的值0.1也不限制本發明。任何函數系統可展開波前，且可類似地用於說明本發明的益處，以及0.1外的值可用於量化係數的串擾。考慮關於投射系統瞳205之違反正弦條件ψ _P 及其反義(countermean)，徑向變數ρ藉由Π _P ^-1 的轉變為事情的根源。

再者，透鏡表面的變形只適用於說明本發明的範例。本發明提供對付額外任尼克係數串擾之反義，意欲影響投射系統中在任意投射系統瞳之任何類型操縱器。

圖9顯示Z ₂₈ -變形的波前901，係由操縱手段222所產生，類似US6104472、或WO2008034636A2、或WO2008037496A2、或US20060244940A1其中之一所述者，上述參考用於了解此類手段的詳細清單。此類手段可位於投射系統瞳203。為了在出射瞳產生此Z ₂₈ -變形，如圖10之波前1001必須藉由在系統瞳203之操縱手段222來提供。

如WO2008037496A2，操縱手段222使透鏡210變形的案例中，於透鏡210周圍提供扭矩。為了提供波前1001的變形，於透鏡周圍的扭矩及力必須相對於要產生類似波前901之變形的扭矩及力來修正。

如US6104472，操縱手段222由一對阿爾瓦茲板223構成的案例中，必須計算關於移動座標(即x )的原型(primitive)。要計算的原型為要產生之波前變形的。隨著本發明，必須計算圖10之函數的原型，而不是圖9的。更以數學上而言，必須提供具有以下表面形狀的阿爾瓦茲板：

其中，且φ=arcsinx 。可數值地計算積分。

100．．．微影系統

101．．．光源

102．．．照射光

103．．．照射系統

104．．．預備照射光

105．．．物場

106．．．衍射光

107．．．投射系統

108．．．投射光

109．．．影像場

202．．．光學元件

203．．．第一投射系統瞳

204．．．第二投射系統瞳

205．．．第三投射系統瞳

206．．．投射系統光闌

207、208．．．反射鏡

209．．．表面

210、211．．．透鏡

212、213．．．光學元件組

214．．．光學元件組

215、216．．．透鏡

222．．．操縱手段

230．．．操縱手段

301．．．其他光線

901．．．波前

1001．．．波前

圖1顯示微影系統；

圖2顯示微影系統包含3個投射系統瞳之投射系統；

圖3顯示位於第三投射系統瞳之2個透鏡做為圖2之影像部分；

圖4顯示圖1a之投射系統之入射瞳之斑點圖(spot diagram)；

圖5顯示圖1b之第一透鏡之第二表面之斑點圖；

圖6顯示圖1a之投射系統之第三投射系統瞳之正規化瞳高為其入射瞳之正規化瞳高(橫座標)的函數(縱座標)；

圖7顯示圖1b之第一透鏡之第二表面上表面變形對額外階之串擾；

圖8顯示使用本發明之圖1b之第一透鏡之第二表面上表面變形對額外階之串擾；

圖9顯示於圖1a之投射系統之偏軸場點之出射瞳的波前，係具有顯著的任尼克(Zernike)係數Z28；以及

圖10顯示第一投射系統瞳之波前相關於正弦條件校正而造成於圖5a之出射瞳的波前。

100．．．微影系統

101．．．光源

102．．．照射光

103．．．照射系統

104．．．預備照射光

105．．．物場

106．．．衍射光

107．．．投射系統

108．．．投射光

109．．．影像場

Claims (13)

1. 一種操作一微影系統之方法，該微影系統包含一投射系統，用於將一物場投射通過一投射系統瞳P 到一影像場；該投射系統包含一光學元件位於該投射系統瞳P ；該投射系統瞳P 在正規化瞳高r 方面可由該光學元件操縱；該方法包含：投射該物場通過該投射系統瞳P 到該影像場；以該光學元件操縱該投射系統瞳P 於正規化瞳高r =f (ρ )，以操縱此物件點之出射瞳於正規化瞳高ρ ，其中：f ：[0,1]→[0,1]為一非線性函數，近似關於該投射系統瞳P 之違反正弦條件ψ _p 。
2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該非線性函數 r =f (ρ )為一多項式，其中m ≦5或較佳m =2。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之方法，其中該可操縱的光學元件為一投射系統光闌，且該操縱性以正比於r =f (ρ )縮小該光闌，以正比於ρ 縮小該出射瞳。
4. 如申請專利範圍第1或2項所述之方法，其中該投射系統瞳P 受該光學元件操縱，以操縱該出射瞳中的波前Σ _i a _i Z _i (ρ ,φ )，以及此操縱顯著影響任尼克係數的有限子集{a _i ；i =i ₁ ,...,i _k }。
5. 一種製造一微影系統之方法， 該微影系統包含一投射系統，用於將一物場投射通過一投射系統瞳P 到一影像場；該投射系統包含具有一表面之一光學元件位於該投射系統瞳P ；該方法包含： 提供該表面一表面變形，以校正在出射瞳之波前 Σ _i a _i Z _i (ρ ,φ )；其中r =f (ρ )及f ：[0,1]→[0,1]為一非線性函數，近似正規化出射瞳與正規化投射系統瞳P 之間的違反正弦條件ψ _p 。
6. 如申請專利範圍第5項所述之方法，其中該表面變形藉由離子束塑形來提供。
7. 如申請專利範圍第5或6項所述之方法，其中於乾投射系統狀況，該投射系統之影像側數值孔徑不少於0.9，較佳不少於0.95，或其中於浸潤投射系統狀況，該投射系統之影像側數值孔徑不少於1.35，較佳不少於1.425，及/或影像場之直徑不少於56mm。
8. 如申請專利範圍第5或6項所述之方法，其中該投射系統為折反射類型及/或浸潤類型。
9. 如申請專利範圍第5或6項所述之方法，其中該投射系統包含兩個雙凸鏡位於該投射系統瞳P 。
10. 如申請專利範圍第5或6項所述之方法，其中該投射系統 具有一光學軸，且投射是藉由投射光之光線達成，其中在投射系統瞳P 之投射光的最外圍光線平行於該光學軸。
11. 如申請專利範圍第5或6項所述之方法，其中該光學元件為一透鏡或一反射鏡。
12. 如申請專利範圍第11項所述之方法，其中該操縱為該光學元件的變形，或以熱及/或冷負載，或光學元件的偏移或旋轉。
13. 一種微影系統，利用如申請專利範圍第5或6項所述之方法製造。