TWI463273B - 微影投影曝光設備之照明系統 - Google Patents

Description

微影投影曝光設備之照明系統

本發明一般有關微影投影曝光設備之照明系統，尤其有關包含可個別控制之微鏡或其他光束偏轉元件之陣列的設備。

微影技術(又稱為光微影或簡稱為微影)是一種製造積體電路、液晶顯示器及其他微結構器件的技術。結合蝕刻製程，微影技術製程係用以在基板(例如矽晶圓)上已形成之薄膜堆疊中圖案化特徵。在製造的每一層中，首先以光阻塗布晶圓，光阻是一種對特定波長的光敏感的材料。接著，使頂部具有光阻的晶圓在投影曝光設備中透過遮罩曝光於投影光。遮罩含有要成像於光阻上的電路圖案。在曝光之後，顯影光阻以產生對應於遮罩中所含電路圖案的影像。然後，蝕刻製程使電路圖案轉印至晶圓上的薄膜堆疊中。最後，移除光阻。以不同遮罩重複此製程，將形成多層的微結構組件。

投影曝光設備通常包括照明系統，照明系統照明遮罩上具有例如矩形或彎曲長條形狀的場。投影曝光設備另外包含：對準遮罩的遮罩平台、成像遮罩上的照明場於光阻上的投影物鏡(有時又稱為「透鏡」)、及對準塗布有光阻之晶圓的晶圓對準平台。

在投影曝光設備的發展中，一個重要的目標是能夠在晶圓上以微影方式定義尺寸越來越小的結構。較小結構導致較高的積體密度，這對於借助此設備產生之微結構化組件的性能一般具有有利的影響。

為達成此目標，過去已研究多種方法。一個方法是改良遮罩的照明。理想上，投影曝光設備的照明系統以具有明確定義之空間及角輻照分布的投影光，照明遮罩上照明之場的每個點。術語「角輻照分布(angular irradiance distribution)」描述會聚朝向遮罩上特定點之光線束的總光能在構成光線束之光線的各種方向中如何分布。

通常針對要成像在光阻上的圖案種類，調適撞擊在遮罩上之投影光的角輻照分布。例如，相對大尺寸的特徵可能需要使用不同於小尺寸特徵的角輻照分布。最常使用的角輻照分布為習用的環狀、雙極及四極照明設定。這些術語指的是照明系統之光瞳表面中的輻照分布。例如，在環狀照明設定下，僅照明光瞳表面中的環狀區。因此，在投影光的角輻照分布中僅出現較小角度範圍，因此，所有光線以相似的角度傾斜地撞擊在遮罩上。

本技術中已知有不同的方式可以修改遮罩平面中投影光的角輻照分布，以達成所需要的照明設定。為了達成在遮罩平面中產生不同角輻照分布的最大靈活性，已提議使用包含反射鏡陣列的空間光調變器，以在光瞳表面中產生所要的輻照分布。

在EP 1 262 836 A1中，將反射鏡陣列實現為包含1000個以上顯微鏡的微機電系統(MEMS)。各反射鏡可繞著兩個正交傾斜軸傾斜。因此，在此種反射鏡裝置上入射的投影光可被反射至半球中幾乎任何所要方向。配置在反射鏡陣列與光瞳表面間的聚光透鏡，將反射鏡產生的反射角轉換為光瞳表面中的位置。此照明系統可用複數個光點照明光學積分器，該光學積分器配置在光瞳表面中或直接在光瞳表面前 面，其中每個光點與一特定反射鏡相關聯，且可藉由傾斜此反射鏡，在光學積分器的光進入表面上自由移動。

使用反射鏡陣列作為空間光調變器的類似照明系統請參考US 2006/0087634 A1、US 7,061,582 B2及WO 2005/026843 A2。

對於此類照明系統，已提議在光學積分器的光進入表面上，產生具有不同大小或形狀的光點。例如，未公開的國際專利申請案PCT/EP2010/005628說明一種其中微透鏡陣列配置在反射鏡陣列前面的照明系統。每個微透鏡引導個別光束於反射鏡陣列的一反射鏡上。然而，微透鏡具有不同焦距，且因此在光學積分器之光進入表面上產生的光點具有不同大小。

US 2010/0060873 A1提議將以繞射光學元件陣列形成的光柵板成像於反射鏡陣列的反射鏡上。每個繞射光學元件因此成像於反射鏡陣列之相關聯的反射鏡上。由於繞射光學元件產生不同的遠場輻照分布，從反射鏡陣列之反射鏡反射的光束因成像關係而在光學積分器之光進入表面上具有產生不同形狀光點的角分布。在一些具體實施例中，光點具有不同定向之六邊形或三角形的形狀。

還有，揭示於EP 2 146 248 A1中的照明系統在光柵板(其形成光學積分器的一部分及包含複數個小型光柵元件)的光進入表面上產生光點。此處，每個光點的總面積比光柵元件之光進入琢面的面積小很多。藉由以多種方式適當組合光點，因此可在個別光進入琢面上產生不同的輻照圖案。由於這些輻照圖案個別成像於後續的場平面中，藉由變更光進入 琢面上的輻照圖案，即可簡單地修改在此場平面中的輻照分布。然而，此方法需要使用包含極大數量之反射鏡的反射鏡陣列。這顯著增加反射鏡陣列的複雜度及成本，尤其增加控制反射鏡所需之控制系統的複雜度及成本。

本發明之一目的在於提供微影投影曝光設備的照明系統，其包含空間光調變器不僅可改變角輻照分布，且亦可以極靈活的方式改變遮罩平面中空間輻照分布。

根據本發明，此目的藉由包含具有光進入表面之光柵板之微影投影曝光設備的照明系統來達成。光柵板未必一定是平面，而是也可以彎曲。光進入表面上的輻照分布在投影光撞擊要照明的遮罩時決定投影光的角光分布(angular light distribution)。照明系統另外包含控制單元及空間光調變器，該空間光調變器經組態以在光柵板的光進入表面上產生複數個光點。空間光調變器經組態以回應於接收自控制單元的命令信號，改變光點在光進入表面上的位置。根據本發明，至少一些光點沿著參考方向具有空間輻照分布，該分布包含輻照以空間週期P週期性改變的部分。

如果控制系統經組態以控制空間光調變器，致使至少一些光點中的兩個光點在光柵板的光進入側上至少部分重疊，則可產生多種組合的輻照分布。例如，如果各具有sin² (x)輻照分布的兩個光點疊加，則取決於兩個光點分開的距離，獲得具有均勻或週期性部分的組合輻照分布。

尤其，控制系統可經組態以控制空間光調變器，致使兩 個重疊光點沿著參考方向相對於彼此位移n₁ ．P/2，其中n₁ =±1,±3,±5,...。接著，一個週期性輻照分布的最大值將與另一個週期性輻照分布的最小值重合，因而導致組合輻照之較小或甚至消失的空間變化。

如果控制系統經組態以控制空間光調變器，致使兩個重疊光點沿著參考方向相對於彼此位移n₂ ．P，其中n₂ =0,±1,±2,±3,...，則一個週期性輻照分布的最大值將與另一個週期性輻照分布的最小值重合。這導致組合輻照的較強空間變化。

如果光點具有稍微不同之空間週期P₁ 及P₂ 的部分，則疊加可導致空間週期比P₁ 或P₂ 小很多的疊紋干涉圖案。

照明系統可包含配置在空間光調變器及光柵板之間的聚光器。此聚光器在空間光調變器及光柵板之間建立傅立葉關係，使得空間光調變器所產生的角光分布在光柵板的光進入表面上以空間輻照分布變換。然而，如果空間光調變器及光柵板之間的距離夠大(遠場近似法)，亦可省掉此聚光器。

光柵板可包含複數個光柵元件，例如沿著參考方向以間距p配置的透鏡或繞射光學元件。通常，光柵元件至少沿著參考方向以固定空間週期按規則陣列配置。然而，間距p在光柵元件的整個光進入表面上未必一定是恆定，而是也可以連續或逐步改變。因此，可將間距p定義為局部間距。在折射光柵板的情況中，光柵元件可由交叉圓柱形透鏡或由具有非圓形周長的旋轉對稱透鏡形成。如果周長為矩形，則此類透鏡有時稱為「透鏡墊(lens cushion)」。

照明系統可另外包含疊加光點影像的成像光學系統，該等光點影像在光柵元件上、在場平面(例如其中配置可調整場光欄及由遮罩平面上之物鏡成像的場光欄平面)上產生。

此成像光學系統可包含另一光柵板及配置在另一光柵板及場平面之間的另一聚光器。

如果不疊加光點使其至少部分重疊，則具有空間週期輻照分布之部分的光點也很有利。如果針對光柵元件的間距p小心調適空間週期P，則亦(或額外)獲得優異的優點。例如，間距p可以是空間週期P的整數倍數，使得p=m．P，其中m是正整數。此條件確保在相對較大大小之光點(尤其沿著參考方向具有最大寬度w的光點，其中w>p，尤其p<w<10p)的情況中，在所有光柵元件上獲得在給定時間由單一光點照明的相同輻照分布。這有助於在遮罩平面或與遮罩平面光學共軛的任何場平面中產生不同(不均勻)的輻照分布。例如，沿著投影曝光設備的掃描方向，通常希望在遮罩平面中具有斜面(例如大約高斯或正弦曲線)輻照分布。此斜面輻照分布可在沿著相同方向具有相似(但週期性)輻照分布之光點的幫助下產生，且無任何光損失。

然而，原則上，光點的最大寬度w亦可等於或小於沿著參考方向的光柵元件。

在一些具體實施例中，空間光調變器包含光束偏轉元件陣列。每個光束偏轉元件個別可以取決於接收自控制單元的命令信號的方向偏轉撞擊光。在光柵元件之光進入表面上產生的每個光點與恰好一個光束偏轉元件相關聯。

在特定具體實施例中，光束偏轉元件是可傾斜反射鏡。然而，光束偏轉元件亦可由光電或聲光元件形成。在此類元件中，將合適的材料分別曝露於電場或超音波，即可改變折射率。這些效應可用來產生折射率光柵，將撞擊的光引導到不同方向中。

唯有控制系統經組態以控制空間光調變器，致使兩個光點在光柵板的光進入側上至少部分重疊，方有可能獲得可藉由小心設定光點的相對位移而改變的組合輻照分布。

亦可使用至少一部分光點內的週期性輻照分布，在場平面中產生場相依角輻照分布。在此例中，控制系統可組態以控制空間光調變器，致使在光柵板的光進入表面上在第一定位處產生第一光點，使得第一光點之輻照分布的最大值出現在與光柵元件的第一相對位置中。在光柵板的光進入表面上在第二定位處產生第二光點，使得第二光點之輻照分布的最大值出現在與光柵元件的第二相對位置中，其中第一及第二定位不同，且第一及第二相對位置不同。第一及第二光點的輻照分布則可相等。

換言之，在光柵板的光進入表面上在不同定位處產生兩個光點，且其輻照分布配置在與光柵元件的不同相對位置。由於在光點的輻照分布及光柵元件之間的不同相對位置在光柵元件上導致不同的輻照分布，每個光點均在遮罩平面或另一場平面中產生不同的輻照分布。另一方面，光點的不同定位造成與兩個光點相關聯的投影光從不同方向撞擊在遮罩平面上。這兩個效應導致遮罩平面中的場相依角輻照分布。

當然，如果光點具有不同的週期性輻照分布，則亦可達成類似效應。則第一及第二相對位置可相等。

照明系統可經組態以回應於接收自控制單元的另一命令信號，旋轉在光柵板的光進入表面上產生的光點。因而一額外參數可用以改變遮罩平面中的空間輻照分布。由於在遮罩平面上以疊加方式成像光柵元件上由光點照明的輻照分布，這些影像將亦旋轉。考慮到掃描整合輻照的效應，可使用旋轉輻照分布小心地調整掃描整合曝光劑量。

如果空間光調變器包含在一部分光點內造成週期性改變輻照分布的複數個光束偏轉元件，則光束偏轉元件可經組態以不僅繞著兩個傾斜角傾斜，以在光柵元件的光進入表面上定位光點，且亦可經組態以繞著旋轉軸旋轉，其中傾斜軸及旋轉軸不平行，及尤其是彼此正交。

可藉由繞射結構或藉由配置在照明系統的光源及光柵板之間的週期性折射或反射結構，產生在一部分光點內週期性改變的輻照。

在繞射結構的情況中，可藉由空間光調變器的光束偏轉元件或藉由配置在光源及光柵板之間的板，支撐這些繞射結構。此繞射板可由光束偏轉元件上的物鏡成像，類似於上述US 2010/0060873 A1中說明的配置。或者，繞射板可配置在光束偏轉元件及光柵板之間，類似於上述WO 2005/026843中說明的配置。在此例中，繞射板可配置在聚光器(配置在空間光調變器及光柵板之間)的前焦面中。

如果在一部分光點內的週期性改變輻照分布由光束偏 轉元件本身產生，則這些元件可設有波狀反射或波狀折射表面。

在其他具體實施例中，可經由光學調變器將主要週期性改變輻照分布成像於光柵板的光進入表面上，產生週期性改變輻照。此主要週期性改變輻照分布例如可以是干涉圖案。如果干涉圖案是繞射光柵的自我影像，則可在沒有任何光損失下產生改變輻照分布。在此例中，成像於光柵板之光進入表面上的干涉圖案可與繞射光柵相隔與繞射光柵相關聯的Talbot距離、或其整數倍數。

本發明標的亦為一種在微影投影曝光設備中照明遮罩的方法。根據本發明，提議一種包括以下步驟的方法：a)在光柵板的光進入表面上產生複數個光點，其中光進入表面上的輻照分布在投影光撞擊在要照明的遮罩上時決定投影光的角光分布，其中至少一些光點沿著參考方向具有空間輻照分布，該空間輻照分布包含其中輻照以空間週期P週期性改變的部分；b)使用空間光調變器改變光點的位置。

光柵板可包含沿著參考方向以間距p配置的複數個光柵元件。間距p可以是空間週期P的整數倍數，使得p=m．P，其中m是正整數。

光點沿著參考方向可具有最大寬度w，其中w>p。

可控制空間光調變器致使在光柵板的光進入表面上在第一定位處產生第一光點，使得第一光點之輻照分布的最大值出現在與光柵元件的第一相對位置中，及致使在光柵板的 光進入表面上在第二定位處產生第二光點，使得第二光點之輻照分布的最大值出現在與光柵元件的第二相對位置處，其中第一及第二定位不同，且第一及第二相對位置不同。

定義

術語「光」代表任何電磁輻射，尤其是可見光、UV、DUV及VUV光。

本文使用術語「光線」代表其傳播路徑可以線條描述的光。

本文使用術語「光線束」代表具有共用原點的複數個光線。

本文使用術語「光束」代表通過特定透鏡或另一光學元件的所有光。

本文使用術語「表面」代表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，通常如場平面或光瞳平面的情況。

本文使用術語「光學共軛」代表在兩個點或兩個表面之間的成像關係。因此從一點出現的光線束在光學共軛點處會聚。

本文使用術語「場平面」代表與遮罩平面光學共軛的平面。

本文使用術語「光瞳平面」代表其中通過遮罩平面或另一場平面中不同點的邊緣光線相交的平面。如本技術中所常 見，如果「光瞳平面」事實上在數學意義上並非平面，而是有點彎曲，亦使用術語「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「聚光器」代表在兩個平面(例如場平面及光瞳平面)之間建立(至少大約建立)傅立葉關係的光學元件或光學系統。

本文使用術語「均勻」代表不取決於位置的性質。

本文使用術語「空間輻照分布」代表總輻照如何在光所撞擊的表面上改變。通常可以函數I _s (x,y) 描述空間輻照分布，其中x、y 為表面中一點的空間座標。

本文使用術語「角輻照分布」代表光線束的輻照如何取決於構成光線束之光線的角度而改變。通常可以函數I _a (α,β) 描述角輻照分布，其中α、β 為描述光線方向的角座標。如果角輻照分布具有場相依性，則I _a 將亦是場座標x、y 的函數，即，I _a =I _a (α,β,x,y) 。

本文使用術語「光學積分器」代表增加乘積NA．a 的光學系統，其中NA 是數值孔徑，及a 是照明場面積。

本文使用術語「光柵元件」代表任何光學元件，例如透鏡、稜鏡或繞射光學元件，其與其他相同或類似光柵元件一起配置在共同的支撐件上，使得其共同形成光柵板。

使用術語「光功率」代表光學元件對光具有發散或會聚效應的能力。具有正光功率的光學元件因此具有會聚效應，及具有負光功率的光學元件具有發散光學效應。具有光功率 的光學元件可以屬於折射、反射或繞射類型。

術語「會聚效應」是指無論入射光是發散、平行或已經會聚與否，均增加會聚。如果入射光是發散的，必須增加會聚至如此之一程度，致使從光學元件出現的光束至少稍微會聚。

I.投影曝光設備的一般構造

圖1為根據本發明之投影曝光設備10的透視圖及簡圖。設備10包含產生投影光束的照明系統12。照明系統12照明遮罩16上的場14，遮罩16含有精細特徵19的圖案18。在此具體實施例中，照明場14具有矩形形狀。然而，亦考慮照明場14的其他形狀，例如環形段。

投影物鏡20具有光軸OA及含有複數個透鏡21，並將照明場14中的圖案18成像於感光層22上，感光層22例如光阻，其由基板24支撐。可由矽晶圓形成的基板24在晶圓平台(未顯示)上配置成感光層22的頂面精確地位在投影物鏡20的影像平面中。利用在投影物鏡20之物體平面中的遮罩平台(未顯示)定位遮罩16。由於投影物鏡具有放大率β，其中|β|1，照明場14中圖案18的縮小影像18'被投影於感光層22上。

在投影期間，遮罩16及基板24沿著對應於圖1所示Y方向的掃描方向移動。照明場14接著在遮罩16上方掃描，使得大於照明場14的圖案化區域可被持續成像。基板24與 遮罩16之速度的比值等於投影物鏡20的放大率β。如果投影物鏡20顛倒影像(β<0)，則遮罩16與基板24在相反方向中移動，這在圖1中以箭頭A1及A2指示。然而，本發明亦可在步進機工具中使用，其中遮罩16與基板24在投影遮罩期間並不移動。

II.照明系統的一般構造

圖2為圖1所示照明系統12的縱剖面。為了清楚之故，圖2的圖解極為簡化且未按比例繪製。這尤其表示僅以一個或極少的光學元件代表不同的光學單元。現實中，這些單元可包含明顯更多的透鏡及其他光學元件。

照明系統12包括外殼29及光源30，在所示具體實施例中，將光源30實現為準分子雷射。光源30發射投影光的光束31，其具有約193 nm的波長。亦考慮其他類型的光源30及其他波長，例如248 nm或157 nm。

在所示具體實施例中，光源30發射的光束31進入擴展光束的光束擴展單元32。為此目的，光束擴展單元32可包含若干透鏡(例如圖2所示的負透鏡及正透鏡)及/或若干平面反射鏡。在擴展後，光束31仍具有低發散，即，其幾乎準直。

擴展的光束31進入光束均質化單元34，其使光束31均質化並幫助穩定投影光在遮罩層的角分布。為此目的，光束均質化單元34可包含光學積分器。光束均質化單元34的合適組態說明於WO 2009/080279 A1。

在均質化後，光束31撞擊在光束分割陣列36上。光束分割陣列36將光束31分割成複數個個別會聚光束，圖2中僅顯示以LB1、LB2代表的兩個會聚光束。光束分割陣列36包含複數個小型微透鏡37。光束分割陣列36的合適組態例如揭示於PCT/EP2010/005628。或者，光束分割陣列36可包含繞射光學元件陣列，如其揭示於序言所提的WO 2005/026843 A2，或也可以完全省掉。

會聚光束LB1、LB2接著傳播通過用以在後續光瞳平面中產生可變空間輻照分布的空間光調變器38。在此具體實施例中，空間光調變器38包含微鏡42之陣列40，該等微鏡可在致動器(未顯示)的幫助下，個別地繞著兩個正交軸傾斜。空間光調變器38，及尤其是微鏡42的致動器，由連接至總系統控制45的控制單元43控制。

圖3是陣列40的透視圖，其圖解會聚光束LB1、LB2如何取決於光束LB1、LB2撞擊微鏡42的傾斜角被反射至不同方向中。在圖2及圖3中，陣列40包含僅6 x 6個微鏡42；在現實中，陣列40可包含數百或甚至數千個微鏡42。

如可在圖4所示微鏡42之一者的放大橫截面圖中看見，每個微鏡42具有包含繞射結構44的反射鏡面，該等繞射結構形成閃耀式反射相位光柵。結構44在以至少局部相干光束照明時，產生週期性改變的遠場輻照分布，其詳細說明如下。在圖4中，以T1及T2代表與每個微鏡42相關聯的正交傾斜軸。

再次參考圖2，空間光調變器38另外包含稜鏡46，其具有相對於照明系統12的光軸47均為傾斜的第一平坦表面 48a及第二平坦表面48b。在這些傾斜表面48a、48b處，光束LB1、LB2以全內反射而被反射。第一表面48a將撞擊光束LB1、LB2朝向陣列40的微鏡42反射，及第二表面48b將從微鏡42反射的光束LB1、LB2引導朝向稜鏡46的出射表面49。

因此可藉由繞著個別傾斜軸T1、T2個別傾斜陣列40的微鏡42，改變光束LB1、LB2的方向，及因此改變從稜鏡46之出射表面49出現之光的角輻照分布。有關空間光調變器38的更多細節例如請見US 2009/0115990 A1。

在將撞擊光束LB1、LB2引導朝向光學積分器52之第一聚光器50的幫助下，將空間光調變器38所產生的角輻照分布變換成空間輻照分布。在此具體實施例中，光學積分器52包含第一光柵板54a及第二光柵板54b。第一光柵板52a的光進入表面55配置在第一聚光器50的後焦面中，及微鏡42大約配置在其前焦面中，使得在一方面微鏡42及另一方面第一光柵板54a的光進入表面55之間建立傅立葉關係。

如可在圖5所示光學積分器52的透視圖中看見，每個光柵板54a、54b包括第一及第二圓柱形微透鏡53、57的兩個正交陣列，其配置在光柵板54a、54b的相對側上。沿著Y軸延伸的第二圓柱形微透鏡57比沿著X方向延伸的第一圓柱形微透鏡53更強烈彎曲。由兩個交叉的正交圓柱形微透鏡53、57限定的體積定義沿著X及Y方向具有折射功率的光柵元件59。然而，由於第一及第二圓柱形微透鏡53、57的不同曲率，光柵元件59沿著X方向比沿著Y方向具有較強折射功率。

圖6及圖7分別以俯視圖及沿著直線VII-VII的截面圖，顯示根據一替代性具體實施例的光柵板54a'。在此具體實施例中，光柵板54a'包含光柵元件的規則陣列，該等光柵元件由具有矩形周長61'的球面微透鏡59'形成。周長61'的長寬比與在遮罩16上照明之場14的長寬比相同。由於矩形周長61'，微透鏡59'與圖5所示光學積分器的光柵元件59類似，沿著X方向比沿著Y方向具有較強折射功率。

再次參考圖2，光學積分器52在照明系統12的後續光瞳平面56中產生複數個二次光源。第二聚光器58在光瞳平面56及其中配置可調整場光欄62的場光欄平面60之間建立傅立葉關係。第二聚光器58因此疊加從二次光源出現的光束於場光欄平面60中，使得極為均質地照明場光欄平面。關於光學積分器52的更多細節將在以下第III節中說明。

場光欄平面60由場光欄物鏡64成像於遮罩平面66上，支撐於遮罩平台(未顯示)上的遮罩16配置在遮罩平面中。可調整的場光欄62亦藉此成像於遮罩平面66上，並定義沿著掃描方向Y延伸之照明場14的橫向側。

第一光柵板54a之光進入表面55上的空間輻照分布決定光瞳平面56中的空間輻照分布，及因此決定場光欄平面60及遮罩平面66中的角輻照分布，將在第III節中詳細說明。在控制單元43的幫助下，藉由小心設定反射鏡陣列40之微鏡42的傾斜角，因此可在遮罩平面66中快速地產生幾乎任何任意角輻照分布。繼而針對遮罩16中所含的圖案18，快速地調適遮罩平面66中的角輻照分布。藉由使用專為圖案18定製的角輻照分布，可將圖案18更精確地成像於感光層22上。

III.光學積分器的功能

切割自圖2的圖8以示意圖顯示反射鏡陣列40、第一聚光器50及第一光柵板54a的一些光柵元件59。為了簡單明瞭，將光柵元件59圖解為旋轉對稱雙凸透鏡。

光束從每個微鏡42出現，以在第一光柵元件54a的光進入表面55上照明小光點70。藉由繞著傾斜軸T1、T2傾斜微鏡42，即可改變光點70的位置。光點70的形狀尤其取決於陣列40之微鏡42及配置在空間光調變器38前面之光束分割陣列36的光學性質。在此具體實施例中，光點70的幾何形狀是圓形；在其他具體實施例中，其幾何形狀可為橢圓或大約矩形，尤其是正方形。如可在圖8中看見，沿著X方向之光點70的寬度w比沿著此方向之光柵元件59的間距p大。在一些具體實施例中，光點70沿著X方向的寬度w約為2．p或5．p，但小於25．p。

光進入表面55專門與單一光柵元件59相關聯的每個部分，經由第二光柵板54b及第二聚光器58的對應光柵元件成像於中間場平面60上。

這現將參考圖9來解釋，圖9是圖2的放大且未按比例繪製的切割圖，其顯示光學積分器52的一部分、第二聚光器58及中間場平面60。第一及第二光柵板54a、54b的這些光柵元件59a、59b沿著平行於光軸47延伸的直線配置，並形成複數個光學通道，圖9僅顯示以70、72代表的兩個光學通道。每個光學通道70、72具有以下性質：至少在不管繞射時，一旦投影光進入此光學通道的第一光柵元件 59a，投影光即侷限在相應的通道70、72。

光學積分器的特徵一般描繪如下：第一光柵板54a的光柵元件59a配置在第二光柵板54b之光柵元件59b的前焦面中。此前焦面與光柵元件59b以其焦距f₂ 相隔開。由於第二光柵板54b的光柵元件59b配置在第二聚光器58的前焦面中，在光進入表面55之每個部分中的輻照分布與單一光學通道70、72相關聯，並成像於第二聚光器58的後焦面(即，中間場平面60)上。這在圖9的上方部分中針對三個物體點O1、O2、O3來圖解，這三個物體點分別由第二光柵元件59b及第二聚光器58成像於影像點I1、I2及I3上。在每個通道70、72內的光進入表面55因此與中間場平面60及遮罩平面66為光學共軛。

從圖9變得也很清楚得知，每個光學通道70、72照明由中間場平面60中的邊緣影像點I1及I3侷限的相同區域。因此，第一光柵元件59a上的空間輻照分布(可能在某種程度上有所不同)在中間場平面60中疊加。此疊加導致中間場平面60中極為均勻的空間輻照分布。

在圖9的下半部中，顯示平行投影光撞擊在第一光柵板54a之光柵元件59a上的狀況。在此具體實施例中，假設第一光柵板54a之光柵元件59a的焦距f₁ 等於焦距f₂ ，使得其中平行光會聚的焦點F位在第二光柵板54b之光柵元件59b的內部。然而，一般而言，焦距f₁ 及f₂ 可為不同。同樣可以看出，由於光學共軛，其中光線束撞擊在第一光柵板54a之光柵元件59a的區域對應於中間場平面60中由此光學通道照明的區域。

IV.光點輻照分布 a)先前技術

圖10圖解在先前技術照明系統中所含第一光柵板54a'的光進入表面55'上由三個相鄰光點70a'、70b'、70c'產生的輻照分布I(x)。在此曲線圖中，僅顯示輻照分布沿著X方向變化。假設沿著正交Y方向的輻照分布I(y)係類似或甚至相同。

可以看出光點70a'、70b'、70c'的寬度w超出第一光柵板54a'之光柵元件59'的間距p。在每個光點70a'、70b'、70c'內的輻照分布具有其中輻照為均勻的較大中央部分，及其中輻照線性降為零的周圍部分。如果光點70a'、70b'、70c'稍微重疊，則可在光進入表面55'上產生其中輻照大約均勻的較大照明區域。

圖11是先前技術光柵元件54a'的俯視圖，其顯示以圖10所示方式局部重疊之九個光點70'的配置。從此圖中變得很清楚的是，大部分的光柵元件59'均曝露在均勻的輻照分布下。僅在照明區域邊緣的光柵元件59'未受到均勻的輻照。由於未受到均勻輻照之光柵元件59'的數目比受到均勻輻照之光柵元件59'的數目小，所以在中間場平面60(及因此在與中間場平面60光學共軛的遮罩平面66)中獲得的輻照分布，主要由受到均勻輻照的光柵元件59'決定。如已在第III節中說明的，由於中間場平面60中的輻照分布是個別光柵元件59'上輻照分布之影像的疊加，因此在中間場平面60中獲得均勻的輻照分布。這顯示在圖12的曲線圖中，其中函數I_FP (x)代表在中間場平面60中產生的輻照分布。

b)第一具體實施例

圖13根據本發明第一具體實施例，在左邊顯示與單一光點70相關聯的空間輻照分布I(x)。此空間輻照分布包含在座標x₁ 及x₂ 之間的中央部分80，其中輻照以空間週期P週期性改變。在此具體實施例中，變化與sin² (x)函數成比例，但亦考慮其他週期函數，例如鋸齒函數。在中央部分80之外，輻照I快速降為零。

在圖13的右邊，圖解左邊顯示具有輻照分布的四個相同光點70a至70d如何照明第一光柵板54a之光進入表面55的部分。此處，假設以如此之一方式控制空間光調變器38的微鏡42，致使兩個相同光點70a、70b及70c、70d之一者疊加在另一者頂部上。在圖13中，圖解光點70a、70b及70c、70d沿著X方向稍微位移，以確保讀者仍可分辨疊加的光點。

在此具體實施例中，空間週期P與光柵元件59的間距p相同。因此，疊加之光點70a、70b及70c、70d的中央部分80在光柵元件59上產生相同的輻照分布。此處，另外假設光點70a至70d定位在光進入表面55上，致使輻照分布的最大峰值相對於X方向在光柵元件59的中心上。因此，輻照從每個光柵元件59之中心的最大值降至其邊緣的最小值。

圖14是第一光柵元件54a之光進入表面55的俯視圖，在該表面上產生四個光點70a至70d。藉由一方面疊加光點70a、70b及另一方面疊加70c、70d而獲得的組合輻照分布82、84係相同，但座落在光進入表面55的不同位置處。在 此表示圖中，較暗的區域對應於較高輻照，及較亮的區域對應於較低輻照。

由於每個光柵元件59均以在中心處具有最大值及在邊緣處具有最小值的相同輻照分布加以輻照，所有這些輻照分布在中間場平面60中之影像的疊加具有相同的空間變化，即，在照明場的中間，輻照具有其最大值，及此最大值沿著X方向在場邊緣處連續降到最小值。圖15顯示此在中間場平面60中所得的輻照分布I_FP (x)。還有，在此曲線圖中，忽略未被光點70a至70d之中央部分80內部的光照明之光柵元件59的作用。

產生沿著參考方向具有空間輻照分布(包含輻照週期性改變之部分)的光點，因此可以在中間場平面60(及因此亦在遮罩平面66)中產生不均勻的輻照分布，且沒有任何光損失。如圖15所示的輻照分布I_FP (x)在沿著平行於設備10之掃描方向的正交Y方向獲得時可尤其有用。沿著此方向，通常希望產生在相對於Y方向的場中心處具有最大值的輻照分布。

圖16至18對應於圖13至15，但在此光點組態中，假設一方面光點70a、70b及另一方面70c、70d未疊加，致使這些光點完全重疊，但相對於彼此位移P/2。在每個組合的輻照分布82、84中，則將有一部分如下：其中個別光點70a、70b及70c、70d的中央部分80重疊，使得所得輻照分布與sin² (x)+cos² (x)=1成比例。因此，可使用光點70a至70d之此稍微位移的配置，均勻地照明光柵元件59，如圖17所示。這在中間場平面60中導致輻照分布I_FP (x)具有如上文參考先前技術方法的圖12所說明的相同矩形形狀。

由於也在單一掃描週期期間傾斜微鏡42，因此可以例如在圖15及18所示的輻照分布之間，改變中間場平面60中的輻照分布，以沿著X方向控制曝光劑量。如果將此方法應用於Y方向，則例如可在每個掃描週期開始及結束時，修改在照明場14內的輻照分布。甚至可考慮省去配置在場光欄平面60中作為Y光閥及曝光劑量控制器之機械性複雜的場光欄62。

c)場相依照明設定

在以上參考圖13至18解釋的組態中，已經決定光點70a至70d的位置，致使如果不管光點邊緣處的局部輻照光柵元件的話，每個光柵元件59均受到相同的輻照。由於每個光柵元件59對應於投影光撞擊在中間場平面60上的特定較小角範圍，這意指中間場平面60中的環狀光分布在所有場位置均相同。

然而，亦可在光進入表面55的不同定位處產生對光柵元件59具有不同相對位置的光點。這在下文中將參考圖19至21加以解釋，圖19至21對應於圖16至18，但已修改光點對光柵元件59的相對位置。

在圖19及20中，可以看出使用六個光點70a至70f輻照光進入表面55上的三個不同定位。假設每個光點70a至70f的輻照分布均與圖16至18所示組態中的相同。

在圖19及20所示光進入表面55的左邊，將兩個光點70a、70b疊加成組合的輻照分布82，使得兩個光點完全重疊及週期性輻照分布的最小值在光柵元件59的中心上。

在光進入表面55的右邊，亦將兩個光點70c、70d疊加成組合的輻照分布84，使得兩個光點完全重疊，但光點70c、70d對光柵元件59的相對位置不同。更具體地說，並非輻照分布的最小值，而是最大值現位在光柵元件59的中心上，如亦在圖13中顯示。

在光進入表面55之中心的定位處，將兩個光點70e、70f疊加成組合的輻照分布86，使得兩個光點局部重疊且沿著X方向位移P/2。因此，組合的輻照分布86包含其中輻照均勻的部分。

因疊加光點70e、70f而獲得的組合輻照分布86對中間場平面60之總輻照分布的作用同樣是均勻的，如已於圖18顯示。因疊加光點70c、70d而獲得的組合輻照分布84對中間場平面60之總輻照分布的作用與圖15所示的分布相同。因疊加光點70a、70b而獲得的組合輻照分布82對中間場平面60之總輻照分布的作用與圖15所示的分布類似，但最小輻照在中心處及最大輻照在沿著X方向的最小及最大場位置處。疊加所有作用因此導致同樣均勻的總輻照分布，如圖21所示。

然而，應注意，現在不同的光柵元件59受到不同的輻照。記住，每個光柵元件59與特定較小入射角範圍相關聯，因此變得很清楚的是，在光點70a至70f的這些位置下，中間場平面60中的角光分布不再與場位置無關。

圖22示意性圖解遮罩16上的照明場14。五個3x3格柵90a至90e將指示光從哪個方向撞擊在相應場位置的點上。形成相應格柵90a至90e之九個場中的每個場表示光從 中撞擊在相應場點上的方向。特定場越暗，光越從與此場相關聯的方向撞擊在相應場點上。

如可在圖20中看見，在第一光柵板54a的光進入表面55上，僅照明由組合輻照分布82、84及86形成及沿著X方向延伸的中央條帶。由於光進入表面55上的定位與後續中間場平面60中的方向相關聯，投影光沿著X方向的角範圍比投影光沿著Y方向的角範圍大。

但並非中間場平面60中的所有點均從相同角度照明。再次參考圖22，如果從與接近圖22之場14之左邊緣的場點相關聯的格柵90a開始，則角作用對於圖19中的這些光柵元件59為最大，其中還有其平行於Y方向延伸的X邊緣係以最大輻照照明。這些是由組合輻照分布82(即光點70a及70b的疊加)照明的光柵元件59。如可在圖19中看得最清楚，最大輻照出現在光柵元件59的邊緣處。由於組合的輻照分布82配置在圖19的左邊，光主要從與組合輻照分布82之位置相關聯的角度，撞擊在與格柵90a相關聯的左邊場點上。為了簡單明瞭之故，此處假設方向未因中間光學器件而相反，使得圖20的左側對應於圖22之格柵90a中的左側。

格柵90a的中央場表示入射的法線或幾乎法線方向。這些方向與位在光進入表面55之中心處光軸47上的組合輻照分布86相關聯。如可在圖19中看得最清楚，光點70e、70f以如此之一方式組合，致使獲得均勻輻照分布。這意指場14中的所有點接收法線入射方向或幾乎法線入射方向的相同量投影光。為此之故，圖22之格柵90a至90e中的中央場全部具有相同的暗度。此暗度表示中間輻照，其小於將兩 個光點70a、70b或70c、70d一者疊加在另一者頂部上使得其完全重疊所獲得的最大輻照。

在圖20右邊的組合輻照分布84由在光柵元件59的中心處具有最大輻照的光點70c、70d產生。相反地，與組合的輻照分布84之定位相關聯的方向的作用對於場14之邊緣處的場點為最小。因此，在場14之橫向邊緣及以格柵90a及90e表示的場點僅接收此方向的較小光量。為此原因，格柵90a及90e的右場為最亮。

在類似考量下，亦可解釋其他格柵90b至90e之場中的不同陰影。

注意，按照圖21所示曲線圖，由與格柵90a至90e相關聯之每個場點接收的總光量相等。這在三個暗度表示的三個輻照以相同的量有所不同的假設下，藉由比較格柵90a至90e中的不同暗度而變得很清楚。

中間場平面60及後續遮罩平面66中的場相依角輻照分布通常可用於成像遮罩16，其中結構的定向及尺寸沿著X方向改變。接著例如可在場14的中心處產生習用的照明設定，及在場14的橫向側產生X雙極設定。圖23圖解光點70a至70c對光柵元件59的相對位置，其產生此類場相依照明設定。在此具體實施例中，光點70a、70b、70c並未明顯重疊。

至此已假設光點僅沿著X方向具有輻照分布，如圖13的左邊顯示，及光點70在一個以上的光柵元件59上延伸。然而，光點亦可包含具有其他週期性輻照分布的部分。此 外，光點的寬度w可等於或小於光柵元件59的間距p。圖24在左邊例示性顯示具有寬度w=p之光點170的空間輻照分布。此輻照分布亦沿著x座標振盪，而僅在座標x₁ 及x₂ 之間的較小中央部分180為週期性。如果使兩個此類光點170位移P/2，則在每個光柵元件59上產生的組合輻照分布I_FP (x)具有大約如圖25針對中間場平面60中的疊加輻照分布所示的形狀。

d)替代性具體實施例

在上文參考圖1至25所說明的具體實施例中，微鏡42能繞著正交傾斜軸T1、T2傾斜。亦可設想增加繞著垂直於傾斜軸T1、T2延伸的旋轉軸旋轉作為額外自由度。

圖26在其上方部分顯示具有圓形周長的複數個微鏡242。微鏡242亦設有繞射結構244，但可繞著旋轉軸R個別旋轉。接著，在微鏡242頂部上的繞射結構244將亦旋轉，結果還有第一光柵板54a之光進入表面55上產生的光點將相應地旋轉。

在圖26的下方部分中，圖解場平面中的輻照分布如何取決於繞著旋轉軸R的旋轉角度。在0°及180°的旋轉角下，輻照分布僅沿著X方向改變(見場14A)，而在所有其他旋轉角下，輻照將沿著X方向且亦沿著Y方向改變(見場14B)。

在特定旋轉角下，亦可在場平面中產生沿著X及Y方向改變但仍在完整掃描週期期間導致均勻曝光劑量的輻照分布。這圖解在圖27中，其中顯示場14C及沿著Y方向延伸的兩條任意直線91a、91b。如果沿著每條直線91a、91b求輻照的積分，則兩個積分將相同。

如果與此特定角度不同，則可小心改變曝光劑量。因此，微鏡42繞著旋轉軸R的旋轉可用於細微地調整曝光劑量。

V.產生週期性光點輻照分布

在第一具體實施例中，假設在光點70之部分80內的週期性改變輻照分布由微鏡42上形成閃耀式反射相位光柵的繞射結構44產生。

圖28是根據另一具體實施例之微鏡342的橫截面。此處，微鏡342設有具有空間改變反射比的反射塗層344。

圖29是根據又另一具體實施例之微鏡442的橫截面。此處，微鏡442具有波狀反射表面444。這些波狀產生額外的角度變化，及此角度變化在第一光柵元件54a的傅立葉相關光進入表面55中以週期性改變空間輻照分布轉換。

圖30顯示根據一具體實施例之照明系統512的一部分，其中光點70的空間改變輻照分布並非由微鏡42產生，而是由配置在空間光調變器38及第一聚光器50之間的繞射光學元件92產生。繞射光學元件92引入額外的角光分布，其由第一聚光器50建立的傅立葉關係變換成第一光柵板54a的光進入表面55上光點的所需空間改變輻照分布。

圖31顯示根據又另一具體實施例之照明系統612的一部分，其中經由空間光調變器38，將週期性改變空間輻照分布成像於第一光柵元件54a的光進入表面55上。週期性改變輻照分布在另一光柵板98(配置在光束擴展單元32及 光束分割陣列36之間)的幫助下產生。

另一光柵板98包含複數個光柵元件，例如球面或圓柱形微透鏡，其在以相干光照明時，以特定距離及在與光軸47正交的平面中產生由干涉圖案形成的強烈改變輻照分布。此近場繞射效應通常稱為「Talbot效應」，及其中可觀察到另一光柵板98之自我影像的平面稱為「Talbot平面」。

圖32是圖解在與另一光柵板98的不同距離z下之Talbot效應的曲線圖。較粗虛線指示Talbot平面，及較細虛線指示其中可觀察到較高空間頻率之自我影像的中間平面。Talbot平面與另一光柵板98相隔Talbot長度z_T =2．b² /λ，其中b是光柵元件的間距，及λ是入射光的波長。

再次參考圖31，在Talbot平面之一者中的干涉圖案100經由光束分割陣列36的透鏡、微鏡42及第一聚光器50成像於第一光柵板54a的光進入表面55上。如果需要，微鏡42的表面可彎曲，以增加額外的反射功率。

VI.重要的方法步驟

根據本發明，圖33是圖解在微影投影曝光設備中照明遮罩之方法重要步驟的流程圖。

在第一步驟S1，在光柵板的光進入表面上，產生複數個光點。至少一些光點包含其中輻照週期性改變的部分。

在第二步驟S2，使用空間光調變器，改變光點的位置。

10‧‧‧投影曝光設備

12‧‧‧照明系統

14‧‧‧照明場

14A‧‧‧場

14B‧‧‧場

14C‧‧‧場

16‧‧‧遮罩

18‧‧‧圖案

18'‧‧‧圖案的縮小影像

19‧‧‧特徵

20‧‧‧投影物鏡

21‧‧‧透鏡

22‧‧‧感光層

24‧‧‧基板

29‧‧‧外殼

30‧‧‧光源

31‧‧‧光束

32‧‧‧光束擴展單元

34‧‧‧光束均質化單元

36‧‧‧光束分割陣列

37‧‧‧微透鏡

38‧‧‧空間光調變器

40‧‧‧陣列

42‧‧‧微鏡

43‧‧‧控制單元

44‧‧‧繞射結構

45‧‧‧總系統控制

46‧‧‧稜鏡

47‧‧‧光軸

48a‧‧‧第一平坦表面

48b‧‧‧第二平坦表面

49‧‧‧出射表面

50‧‧‧第一聚光器

52‧‧‧光學積分器

53‧‧‧第一圓柱形微透鏡

54a‧‧‧第一光柵板

54a'‧‧‧光柵板

54b‧‧‧第二光柵板

55‧‧‧光進入表面

56‧‧‧光瞳平面

57‧‧‧第二圓柱形微透鏡

58‧‧‧第二聚光器

59‧‧‧光柵元件

59'‧‧‧球面微透鏡

59a‧‧‧光柵元件

59b‧‧‧光柵元件

60‧‧‧場光欄平面/中間場平面

61'‧‧‧矩形周長

62‧‧‧可調整場光欄

64‧‧‧場光欄物鏡

66‧‧‧遮罩平面

70‧‧‧光點(圖8)

70a-70f‧‧‧光點

70a'、70b'、70c'‧‧‧光點

70‧‧‧光學通道(圖9)

72‧‧‧光學通道

80‧‧‧中央部分

82‧‧‧組合的輻照分布

84‧‧‧組合的輻照分布

86‧‧‧組合的輻照分布

90a-90e‧‧‧格柵

91a、91b‧‧‧直線

92‧‧‧繞射光學元件

98‧‧‧另一光柵板

100‧‧‧干涉圖案

170‧‧‧光點

170a、170‧‧‧光點

180‧‧‧中央部分

242‧‧‧微鏡

244‧‧‧繞射結構

342‧‧‧微鏡

344‧‧‧反射塗層

442‧‧‧微鏡

444‧‧‧波狀反射表面

512‧‧‧照明系統

612‧‧‧照明系統

A1、A2‧‧‧箭頭

F‧‧‧焦點

f₂ ‧‧‧焦距

I1、I2、I3‧‧‧影像點

I_FP (X)‧‧‧輻照分布

I(x)‧‧‧輻照分布

LB1、LB2‧‧‧會聚光束

O1、O2、O3‧‧‧物體點

OA‧‧‧光軸

p‧‧‧間距

P‧‧‧空間週期

P1、P2‧‧‧空間週期

R‧‧‧旋轉軸

T1、T2‧‧‧傾斜軸

w‧‧‧寬度

x₁ 、x₂ ‧‧‧座標

z‧‧‧距離

參考結合附圖的詳細說明，即可明白本發明各種特徵及優點，其中：圖1是根據本發明一具體實施例之投影曝光設備的示意透視圖；圖2為圖1所示設備所含照明系統的縱剖面；圖3為圖2所示照明系統所含反射鏡陣列的透視圖；圖4是圖3所示反射鏡陣列中所含微鏡之一者的橫截面；圖5為圖2所示照明系統所含光學積分器的透視圖；圖6是根據一替代性具體實施例包含複數個球面微透鏡(各具有矩形周長)之光柵板的俯視圖；圖7是沿著圖6直線VII-VII所示光柵板的截面圖；圖8是圖2所示照明系統之微鏡陣列、第一聚光器及第一光柵板的示意縱剖面；圖9是圖2所示照明系統之光學積分器及後續聚光器中形成之兩個光學通道的示意縱剖面；圖10是顯示根據先前技術在第一光柵板上產生之光點之輻照分布的曲線圖；圖11是圖10所示第一光柵板及根據先前技術由九個光點照明的俯視圖；圖12是根據先前技術顯示場平面中之輻照分布的曲線圖；圖13根據本發明之一具體實施例，在左邊顯示圖解在第一光柵板上產生之光點之輻照分布的曲線圖，及在右邊顯示在與光柵元件的第一相對位置中，第一光柵板上之複數個此類光點的疊加； 圖14是由圖13所示四個光點照明之第一光柵板的俯視圖；圖15是顯示圖13及14所示組態之場平面中輻照分布的曲線圖；圖16在右邊顯示在與光柵元件的第二相對位置中，第一光柵板上複數個光點的疊加；圖17是由圖16所示四個光點照明之第一光柵板的俯視圖；圖18是顯示圖16及17所示組態之場平面中輻照分布的曲線圖；圖19在右邊顯示在與光柵元件的第三相對位置中，第一光柵板上複數個光點的疊加；圖20是由圖19所示六個光點照明之第一光柵板的俯視圖；圖21是顯示圖19及20所示組態之場平面中輻照分布的曲線圖；圖22是顯示圖19及20所示第三空間關係之遮罩平面中在不同場位置處之角輻照分布的示意圖；圖23在右邊顯示在與光柵元件的第四相對位置中，第一光柵板上複數個光點的疊加；圖24根據本發明之另一具體實施例，在左邊顯示圖解在第一光柵板上產生之光點之輻照分布的曲線圖，及在右邊顯示在與光柵元件的第五相對位置中，第一光柵板上複數個此類光點的疊加；圖25是顯示圖24所示組態之場平面中輻照分布的曲線圖； 圖26在其上方部分顯示可繞著旋轉軸傾斜且亦旋轉的複數個微鏡，及在下方部分顯示場平面中不同旋轉角的輻照分布；圖27顯示場平面中特定旋轉角的輻照分布，使得掃描整合曝光劑量與場無關；圖28是根據另一具體實施例之微鏡的橫截面，其包含一具有空間改變反射比的反射塗層；圖29是根據又另一具體實施例之微鏡的橫截面，其具有波狀反射表面；圖30是根據另一具體實施例之照明系統之一部分的縱剖面，其中使用繞射光學元件在光點內產生週期性改變輻照分布；圖31是根據又另一具體實施例之照明系統之一部分的縱剖面，其中將Talbot平面中的空間改變輻照分布成像於第一光柵元件上；圖32是圖解在繞射光柵或類似週期性改變元件後的不同Talbot平面中，由近場繞射產生之輻照分布的曲線圖；圖33是圖解本發明重要方法步驟的流程圖。

54a‧‧‧第一光柵板

55‧‧‧光進入表面

59‧‧‧光柵元件

70‧‧‧光點

70a-70f‧‧‧光點

80‧‧‧中央部分

82‧‧‧組合的輻照分布

84‧‧‧組合的輻照分布

86‧‧‧組合的輻照分布

I(x)‧‧‧輻照分布

Claims (26)

1. 一種一微影投影曝光設備的照明系統，包含：a)一光柵板(54a)，其具有一光進入表面(55)，其中在該光進入表面上的一輻照分布在投影光撞擊在要照明的一遮罩(16)上時決定投影光的一角分布；b)一控制單元(43)；及c)一空間光調變器(38)，其經組態以在該光柵板(54a)的該光進入表面(55)上產生複數個光點(70；170)，其中該空間光調變器(38)經組態以回應於接收自該控制單元(43)的一命令信號，改變該等光點(70)在該光進入表面(55)上的位置；其中至少一些光點(70)沿著參考方向(X)具有一空間輻照分布，該分布包含輻照以空間週期P週期性改變的部分(80)。
2. 如申請專利範圍第1項所述之照明系統，其中該控制系統(43)經組態以控制該空間光調變器(38)，致使該等至少一些光點的兩個光點在該光柵板的光進入側上至少部分重疊。
3. 如申請專利範圍第2項所述之照明系統，其中該控制系統(43)經組態以控制該空間光調變器(38)，致使該兩個重疊光點(圖16中的70a至70d；圖19中的70e、70f；圖24中的170a、170b)沿著參考方向相對於彼此位移n₁ ．P/2，其中n₁ =±1,±3,±5,...。
4. 如申請專利範圍第2或3項所述之照明系統，其中該控制系統(43)經組態以控制該空間光調變器(38)，致使該兩個重疊光點(圖13中的70a至70d；圖19中的70a至70d；170a) 沿著參考方向相對於彼此位移n₂ ．P，其中n₂ =0,±1,±2,±3,...。
5. 如申請專利範圍第1項所述之照明系統，其中該光柵板(54a)包含沿著參考方向(X)以一間距p配置的複數個光柵元件(59)。
6. 如申請專利範圍第5項所述之照明系統，其中該間距p是空間週期P的整數倍數，使得p=m．P，其中m是正整數。
7. 如申請專利範圍第5項所述之照明系統，其中該等光點(70)沿著參考方向具有最大寬度w，其中w>p。
8. 如申請專利範圍第1項所述之照明系統，其中該空間光調變器(38)包含光束偏轉元件(42)之一陣列，其中每個光束偏轉元件(42)個別可以取決於接收自該控制單元(43)之命令信號的方向偏轉撞擊光(LB1、LB2)，及其中每個光點與恰好一個光束偏轉元件(42)相關聯。
9. 如申請專利範圍第5項所述之照明系統，其中該控制系統(43)經組態以控制該空間光調變器(38)，致使在該光柵板(54a)的該光進入表面(55)上在一第一定位處產生一第一光點(圖19中的70a)，使得該第一光點(70a)之輻照分布的最大值出現在與該等光柵元件(59)的第一相對位置中，及致使在該光柵板(54a)的該光進入表面(55)上在一第二定位處產生一第二光點(圖19中的70c)，使得該第二光點之輻照分布的最大值出現在與該等光柵元件(59)的第二相對位置中，其中該第一定位及該第二定位不同，且該等第一相對位置及該等第二相對位置不同。
10. 如申請專利範圍第1項所述之照明系統，其經組態以回應於接收自該控制單元(43)的另一命令信號，旋轉在該光柵板(54a)之該光進入表面(55)上產生的該等光點。
11. 如申請專利範圍第9項所述之照明系統，其中該等光束偏轉元件(42)經組態以繞著兩個傾斜軸(T1、T2)傾斜及繞著一旋轉軸(R)旋轉，其中該等傾斜軸(T1、T2)及該旋轉軸(R)彼此不平行。
12. 如申請專利範圍第1項所述之照明系統，其中週期性改變輻照係由繞射結構(44；244)或由配置在該照明系統(12)之一光源(30)及該光柵板(54a)之間的週期性折射或反射結構產生。
13. 如申請專利範圍第8項所述之照明系統，其中該等繞射結構(44；244)係由該等光束偏轉元件(42)支撐，及/或其中該等光束偏轉元件(42)具有一波狀反射或一波狀折射表面(444)。
14. 如申請專利範圍第12項所述之照明系統，其中該等繞射結構係由配置在該光源(30)及該光柵板(54a)之間的一板(92)支撐。
15. 如申請專利範圍第1項所述之照明系統，其中經由該光學調變器(38)將一主要週期性改變輻照分布成像於該光柵板(54a)的該光進入表面(55)上，產生週期性改變輻照。
16. 如申請專利範圍第15項所述之照明系統，其中該主要週期性改變輻照分布係一干涉圖案(100)。
17. 如申請專利範圍第16項所述之照明系統，其中該干涉圖案(100)係一繞射光柵(98)的自我影像。
18. 一種在一微影投影曝光設備中照明一遮罩的方法，包含以下步驟：a)在一光柵板的一光進入表面上產生複數個光點，其中該光進入表面上的一輻照分布在投影光撞擊在要照明的該遮罩上時決定投影光的一角分布，其中至少一些該等光點沿著參考方向具有一空間輻照分布，該空間輻照分布包含其中輻照以一空間週期P週期性改變的一部分；b)使用一空間光調變器改變該等光點的位置。
19. 如申請專利範圍第18項所述之方法，其中該光柵板包含沿著參考方向以一間距p配置的複數個光柵元件。
20. 如申請專利範圍第19項所述之方法，其中該間距p是空間週期P的整數倍數，使得p=m．P，其中m是正整數。
21. 如申請專利範圍第18或19項所述之方法，其中該等光點沿著參考方向具有最大寬度w，其中w>p。
22. 如申請專利範圍第20項所述之方法，其中控制該空間光調變器致使在該光柵板的該光進入表面上在一第一定位處產生一第一光點，使得該第一光點之該輻照分布的最大值出現在與該等光柵元件的第一相對位置中，及致使在該光柵板的該光進入表面上在一第二定位處產生一第二光點，使得該第二光點之該輻照分布的最大值出現在與該等光柵元件的第二相對位置處，其中該第一定位及該第二定位不同，且該等第一相對位置及該等第二相對位置不同。
23. 如申請專利範圍第18項所述之方法，其中控制該空間光調變器，致使在該光柵板的該光進入表面上產生至少兩個重疊光點，其沿著參考方向相對於彼此位移n₁ ．P/2，其中n₁ =±1,±3,±5,...。
24. 如申請專利範圍第18項所述之方法，其中控制該空間光調變器，致使在該光柵板的該光進入表面上產生至少兩個重疊光點，其沿著參考方向相對於彼此位移n₂ ．P，其中n₂ =0,±1,±2,±3,...。
25. 如申請專利範圍第18項所述之方法，其中旋轉在該光柵板的該光進入表面上產生的該等光點。
26. 如申請專利範圍第25項所述之方法，其中該光學光調變器包含繞著兩個傾斜軸傾斜及繞著一旋轉軸旋轉的反射鏡，其中該等傾斜軸及該旋轉軸彼此正交。