微光刻投射曝光設備的照明系統的制作方法

專利名稱：微光刻投射曝光設備的照明系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及微光刻投射曝光設備的照明系統。具體地，本發明涉及照明系統，利用該照明系統入射到掩才莫上的光的照明角度分布可以被更好地對稱化。
背景技術：
集成電路以及其它的微結構部件傳統地通過將多層結構層應用到適當的基底上來產生，適當的基底例如可以是硅晶片。為了結構化所述多層，它
們首先被覆蓋以對特定波長范圍的光(例如，在深紫外光(DUV)范圍中的光)敏感的光致抗蝕劑。以這種方式涂覆的晶片隨后在投射曝光設備中被曝光。借助于投射物鏡，布置在掩模上的衍射結構的圖案因而被成像到光致抗蝕劑上。由于成像比例通常小于l，這樣的投射物鏡也經常被稱作縮小物鏡。
在已經顯影光致抗蝕劑之后，晶片經歷蝕刻處理，以使所述層依照掩模上的圖案^^皮結構化。然后>^人層的其它部分去除剩余的光致抗蝕劑。重復該處理直到全部的層都被施加到晶片上。
然而，所使用的投射曝光設備的性能不僅僅是由投射物鏡的成像特性來確定而且由照明掩模的照明系統來確定。為此，照明系統包括例如以脈沖模式工作的激光器的光源、以及多個光學元件，其由光源產生的光，產生光束，該光束在場點處會聚在掩模上。各個光束必須具有特定的特性，通常該特性被適于投射物鏡。
這些特性尤其包括光束的照明角度分布，光束分別地會聚在掩模平面的一點上。術語照明角度分布描述了這樣的方式其中光束的全部強度是在不同的方向之間分布的；其中光束的各個光線打到掩模平面的相關點。如果照明角度分布特別地適配于包含在掩模中的圖案，則包含在掩模中的圖案可以以高的成像質量被成像到覆蓋有光致抗蝕劑的晶片上。
常常不直接地描述在掩模平面中的照明角度分布，在該掩模平面中，放置要投射的掩模，而替代地，描述在光瞳平面中的強度分布，該光瞳平面與掩^t平面具有傅立葉關系。這利用了這樣的事實在經傅立葉變換的光瞳平 面中，關于光軸的每一個角(光線以該角度穿過場平面)能夠被分配以從光 軸測量的徑向距離。在所謂傳統照明設置的情況中，例如，在這樣的光瞳平 面中被照明的區域是與光軸同心的圓盤。因而在0。到最大角之間的入射角的 光線打到掩模平面中的每個點，該最大角由該圓盤的半徑來決定。在所謂的 非傳統照明設置中，例如環場(或環形的)、偶極或四極照明，在光瞳平面 中被照明的區域具有與光軸同心的環形、或多個單獨的區域(極)，其布置 在離光軸的一距離處。使用這些非傳統照明設置，將要投射的掩模被全部傾 斜照明。
使用傳統照明設置以及環場照明，理想情況中，照明的角度分布是旋轉 對稱的。使用四極照明，盡管照明角度分布不是理想上的旋轉對稱，但在理 想的情況中，光瞳平面中的極被照明，從而照明的角度分布具有四重對稱。 更簡單地表述為，因此來自所有四個方向的等量的光打到掩模平面中的場點 上。
對于在尺寸上準確地成像包含在掩模上的結構，各照明角度分布的對稱 特性是非常重要的。在由對稱特性偏離的情形，例如，在掩模上等寬的但取 向不同(例如，垂直或水平)的結構可以在光致抗蝕劑上被成^^具有不同的 寬度。這可能危及微光刻地產生部件的原本功能。
為了能夠更好從數量上描述由前述理想的照明角度分布的對稱特性的 偏離，常常使用術語光瞳橢圓率。簡單地表述，光瞳橢圓率相應于在曝光期 間來自正交方向的光打到掩模上的場點的量的比率。光瞳橢圓率偏離1越多， 照明角度分布越不對稱。
打到掩模平面的光束的另一特性是遠心性。當光束的高能中央光束(其 通常也稱作主光線或中心光線)垂直地穿過掩模平面時，使用術語遠心照明。 使用非遠心照明，整個光束以某種程度傾斜地打到掩模。就照明角度分布而 言，其意味著不同量的光來自相反的方向。通常，由于在物方投射物鏡常常 也是遠心的，所以期望遠心照明。因而，當校正光瞳橢圓率時，通常應當保 持遠心性。
從US 6 535 274 B2中已知一可變的透射濾波器，該濾波器放置于照明 系統的光瞳平面中。透射濾波器被配置為灰度濾波器，以及從而其包含其中 透射系數在0到100%之間的區域。這些區域使得可以減弱部分投射光，從而減少光瞳橢圓率。由此利用了光瞳平面中的位置與場平面中的角度之間存 在獨特的等同性的事實。由于光瞳平面中的布置，對于掩^f莫平面中所有照明 的點，減弱以及因而校正光瞳橢圓率是相同的。
從WO 2005/006079 A、 US 2004/0257559 A、 US 2002/0075468 A、以及 US 5 863 712 A中已知另一透射濾波器，其也放置于照明系統的光瞳平面中。
EP 1 798 758 Al公開了具有一對透射濾波器的照明系統，這使得可以校 正依賴場的遠心誤差而不影響總的輻照分布。在一個實施例中，在定位照明 系統的場闌(field stop)的中間視場平面之前的小距離處，布置第一濾波器， 其在一個方向中具有"凹，，的透射分布，以及在所述中間視場平面之后的相 同的小距離處，布置第二透射濾波器，其在相同的方向中具有互補的"凸" 的透射分布。由于當穿過視場平面時，光束被"倒轉"，第二濾波器增加由 第一濾波器所產生的光束的能量分布的非對稱性，因此兩個濾波器都影響遠 心性。然而，具有互補的透射特性的兩個濾波器的組合，確保掩模上的輻射 不受影響。
US 2003/0067591 Al描述了一種照明系統，其中，在與掩^^莫平面光學共 輒的場平面中布置兩個透射濾波器，在掩模平面中放置要被照明的掩模。提 供透射濾波器以改善掩模照明的均勻性，其中每一個透射濾波器都包含具有 變化的密度的大量的不透明點。為了避免不透明點被清晰地成像到掩模上， 透射濾波器放置在場平面的略微之外處。
在本申請的優先權日之后/>布的US 2007/0229790 Al公開了一種透射 濾波器，其被布置在微光刻曝光設備的照明系統與投射物鏡之間的空隙中。
在例如WO 2005/015310 A2中公開了在場平面中布置有透射濾波器的 另一照明系統。
然而，在掩模上被照明的所有點處，光瞳橢圓率通常不是相同的。迄今 為止，光瞳橢圓率的場依賴性是可以忽略的；然而，對于未來的照明系統所 寄予的更嚴格的需求要求通過其可以校正依賴場的光瞳橢圓率的措施。上面 所引用的從US 6 535 274 B2已知的濾波器是可調整的，從而可以校正不同 的隨場不變的橢圓性。然而，不能以該方式校正依賴場的光瞳橢圓率。

發明內容
本發明的一個目的在于，提供微光刻投射曝光設備的照明系統。利用該照明系統，可以依賴場地校正掩模平面中的實際照明角度分布^^期望的照明 角度分布的偏離。具體地，照明系統應當能夠校正光瞳的橢圓率而不因而導 致遠心特性的擾動。
依照本發明的第一方面，通過微光刻投射曝光設備的照明系統來實現該 目的，其中，在光敏層的曝光期間，沿掃描方向移動掩模。照明系統包括光 瞳平面、場平面以及透射濾波器，該透射濾波器在至少兩個位置具有不同的 透射率。依照本發明，在光瞳平面和場平面之間放置透射濾波器。
由于沒有將透射濾波器放置在光瞳平面中，不同于現有技術，透射濾波 器的效果不再對于所有場點都相同。另一方面，通過在場平面之外布置透射 濾波器所獲得效果是，透射濾波器改變場點處的照明角度分布而不僅是強 度。
在掃描投射曝光設備中，在掩模上被照明的場常規具有狹縫的形狀，例 如，可以是矩形的或具有環狀扇形的形狀。被照明的場也可以是離軸的，所 以照明系統的光軸不延伸通過照明場的中間，或甚至延伸至其之外。對應于 掩模平面中的被照明的場的該形狀，在曝光期間，在透射濾波器上照明的光 場，相比于垂直于掃描的方向，在平行于掃描的方向上具有較小的尺寸。
一方面，為了在照明角度分布上具有足夠的效應，另一方面，為了能夠 實現該效應的期望的場依賴性，透射濾波器應當在距光瞳平面和場平面的一 距離處，從而全部穿過場平面中的 一點的 一束光線以最大直徑穿過透射濾波
器，最大直徑小于IV2且大于Ly/30,其中Lx是垂直于掃描方向的光場的長 度，以及Ly是沿掃描方向的光場的長度。
當光束的最大直徑小于IV4且大于Ly/15時，實現甚至更好的效果。小 于Lx/8且大于Ly/7的光束最大直徑已纟皮發現是最佳的。
在透射濾波器上照明的光場的尺寸不僅依賴于照明場的幾何形狀，還依 賴于調整的照明設置。當照明設置中存在變化時，在透射濾波器上被照明的 光場的尺寸因而被改變，因而改變透射濾波器對照明角度分布的影響。為了 允許對不同照明設置的適應，例如，可以提供操縱器，用以沿光軸連續地改 變透射濾波器的位置。這樣，通過沿光軸移動透射濾波器，可以直接地改變 被照明光場的尺寸。
如果照明系統包括支持透射濾波器的至少兩個更換支架，該至少兩個更 換支架放置于沿光軸的不同位置處，則使用非常簡單的手段就可實現逐步的適配。通過將透射濾波器從一個更換支架轉移到另一個支架中則就實現該適配。
在一個實施例中，透射濾波器具有至少一個第一濾波器區域，該區域具 有垂直于掃描方向變化的透射率。僅通過以該方式變化的透射率，可以實現 對照明角度分布的期望的場依賴性的效應。這是因為，由于在掃描過程期間 光能量的積分，盡管平行于掃描方向的透射率的變化在特定時刻對照明角度 分布具有作用，但它們對"積分"的光瞳橢圓率事實上沒有作用。
光場可以具有沿掃描方向界定光場的兩個相對的第 一邊緣，以及垂直于 掃描方向界定光場的兩個相對的第二邊緣。在這個配置中，第一濾波器區域 至少延伸遠至第一邊緣中之一。由于貫穿曝光過程，到達特定場點的光線中 的僅僅一些光線將穿過這樣的第一濾波器區域，以該方式實現不對稱化。需 要這樣的不對稱化，從而可以校正光瞳橢圓率。
通常，光瞳橢圓率垂直于掃描方向連續地變化。因而，對于最佳的校正， 第一濾波器區域的透射率也應當垂直于掃描方向連續變化。
通常，光瞳橢圓率的場依賴性關于對稱平面是鏡像-對稱的，該對稱平 面平行于掃描方向延伸并包含照明系統的光軸。因此對于最佳校正有利的 是，第 一濾波器區域中的透射率同樣地具有關于該對稱平面是鏡像-對稱的 空間分布。
進一步發現，光瞳橢圓率通常隨著到第二邊緣的距離的減少而拋物線 地、或者更高的指數增加。適用于校正的透射濾波器則包括第一濾波器區域， 其透射率隨著到第二邊緣的距離的減少而連續地減少。
如果遠心特性不需要校正，則透射濾波器應當包括兩個第一濾波器區 域，其中的每一個都具有垂直于掃描方向變化的透射率。在該情況中，進一 步優選的是，兩個第 一濾波器區域的透射率的空間分布是相同的。
兩個第一濾波器區域，例如可以被設計為沿掃描方向可移動的子元件。 以該方式，通過沿掃描方向移動子元件，可以容易地改變校正作用。借助于 此，可以以非常直接的方式適應不同照明設置。
借助于第 一 濾波器區域的光線的依賴場的衰減引起全部輻射量的依賴 場的變化。由于這個效應通常是不期望的，需要實施相應的對策。對此的一 種可行性包括利用原本已知的裝置，以便均勻化該輻射量。例如，可以設想
^吏用場光闌(fielddiaphragm),場光闌的光闌元件包括可獨立于4皮此而移動的光闌元件的多個的獨立的手指狀的光闌元件。可選地或附加于此，可以使 用灰度濾波器，其布置在中間場平面中或緊靠其附近，從而均勻化輻射量。
然而，如果提供第二濾波器區域，則透射濾波器本身也可以確保整個輻 射量的相應的校正，第二濾波器區域具有垂直于掃描方向的透射率的空間分 布，該空間分布性質上與第一濾波器區域的透射率的空間分布相反。這意味 著，每當在第一濾波區域中的透射率垂直于掃描方向增加，而第二區域中的 透射率沿相同方向減少，反之亦然。以這種方式，第二濾波器區域構成了對 于第一濾波器區域的吸收效應的補償。因而，第二濾波器區域不對非對稱化 有貢獻，其不應當鄰近光場的第一邊緣。
依照本發明的第二方面，微光刻投射曝光設備包括多個光瞳平面、多個 場平面以及兩個透射濾波器。濾波器具有透射率空間分布。該透射率空間分 布或者相同或者僅在比例系數上不同。這意味著， 一個濾波器可以被認為是 另一個濾波器的縮小或放大的像。比例系數是由穿過濾波器的光束的直徑差 來確定的。這樣的比例，確保即使當濾波器上的光束直徑不同時，相同的條 件也作用于兩個光束。
根據這個方面，濾波器或者纟皮此分離n個光瞳平面以及n+l或n-l個場 平面，其中n是奇數，或者m個場平面以及m+l或m-l個光瞳平面，其中 m是不同于零的偶數。
這些分離條件確保光束是被"內部地"倒轉的。因此，通過第一濾波器 的某點的光線通過第二濾波器上的不同點。如果濾波器彼此分離n個光瞳平 面以及n+l或n-l個場平面，則這兩個點將布置于濾波器上的相對位置上。 在這種情況中，透射率空間分布應當關于對稱軸是鏡像-對稱的。
作為該倒置的結果，實現由兩個透射率濾波器產生的全部作用的對稱 化，而不影響照明系統的遠心特性，^旦仍然以依賴場的方式改變橢圓率。掩 模平面中的輻照的均勻性將通常被影響。因此，可能需要采取額外的措施， 例如，在場平面中布置額外的濾波器元件，其導致了由兩個透射濾波器引入 的輻照分布的改變。


在參考附圖的實施例的以下描述中，將發現其它的特征和優點，其中 圖l是微光刻透射曝光設備的高度筒化的透視表達；圖2是通過依照第一實施例的圖1所示透射曝光設備的照明系統的子午 剖-見圖3是產生自光瞳平面的多個光束的透視表達； 圖4示出四個扇區，以解釋術語光瞳橢圓率；
圖5是其中作為x坐標的函數繪制的光瞳橢圓率從l的偏離百分比AE 的曲線圖6是依照本發明的第 一 實施例的透射濾波器的平面圖； 圖7a至7c是在掃描過程期間，不同時刻處的圖6所示的透射濾波器的 平面圖8是額外的光瞳濾波器的平面圖9是依照本發明的第二實施例的透射濾波器的平面圖IO是具有多個可調整光闌元件的場光闌的平面圖11是依照本發明的第三實施例的透射濾波器的平面圖12是依照本發明的第四實施例的透射濾波器的平面圖13是依照本發明的第五實施例的透射濾波器的平面圖，其中提供可
調整的第一濾波器區域；
圖14示出圖13的透射濾波器，其中第一濾波器區域位于不同的位置，
以便改變校正效果；
圖15示出圖13的透射濾波器，其中第一濾波器區域位于不同的位置，
以便適應于不同的照明設置；
圖16是依照本發明的第六實施例的透射濾波器的平面圖17是其中對于圖16中所示的透射濾波器的三個不同的x坐標，所繪
制的作為y坐標的函數的吸收系數的曲線圖18是其中對于圖16中所述的透射濾波器的兩個不同的y坐標，所繪
制的作為x坐標的函數的吸收系數的曲線圖19是通過依照第二實施例的圖1所示的投射曝光設備的照明系統的
子午剖視圖20是圖19中所示的照明系統的第一透射濾波器的平面圖21是其中繪制了 x坐標上的吸收的依賴性的曲線圖22是圖19中所示的照明系統的第二透射濾波器的平面圖23是其中兩個透射濾波器的x坐標上的吸收的依賴性被重疊的曲線圖24是通過依照另一實施例的圖1所示的投射曝光設備的照明系統的
子午剖視圖25是圖24所示的照明系統的第一透射濾波器的平面圖26是其中繪制了 x坐標上的吸收的依賴性的曲線圖27是圖24所示的照明系統的第二透射濾波器的平面圖28是其中對于與第一場點相關聯的光束，重疊兩個透射濾波器的x
坐標上的吸收依賴性的曲線圖29是其中對于與第二場點相關聯的光束，重疊兩個透射濾波器的x
坐標上的吸收依賴性的曲線圖；以及
圖30是微光刻投射曝光設備的簡化圖示，其中兩個透射濾波器布置在
掩模的相對側。
具體實施例方式
圖1是投射曝光設備10的高度示意化的透視表達，其適用于微結構的 部件的光刻生產。投射曝光設備10包括照明窄的照明場16的照明系統12， 在表示的實施例中，該照明場16在掩模14上是矩形的。當然，其它的照明 場形狀，例如環狀扇形，同樣是可以設想的。
借助于投射物鏡20，位于掩模14上的照明場16內的結構18被成像到 光敏層22上。例如可以是光致抗蝕劑的光敏層22被施加到晶片24或其他 適當的基底上且位于投射物鏡的像平面中。由于投射物鏡20通常具有(3< 1 的成^象比例，位于照明場16內的結構18以縮小的方式凈皮成4象為區i或16，。
在所表示的投射曝光設備10中，在投射期間，掩模14和晶片24沿由 Y所指示的方向移動。移動速度的比例等于投射物鏡20的成像比例P。如果 投射物鏡2~0產生圖像的倒轉，則掩模14和晶片22的移動運動將是以依照圖 1中箭頭Al和A2所指示的相反方向。這樣，在掩模14上方，以掃描運動 來引導照明場16,使得即使相當大的結構化區域也能夠相干地被投射到光敏 層22上。
1、第一組實施例
圖2在簡化的子午剖面中示出依照第 一組實施例的照明系統12的細節， 其比例不是真實的。照明系統12包括產生凈殳射光的光源26。在第一組實施例中，光源26是可以產生在(深)紫外頻i普范圍中的光的受激準分子激光 器。使用短波投射光是有利的，因為由此可以實現光學成像的高的分辨率。 具有激光介質KrF、 ArF或F2的受激準分子激光器是傳統的，通過其可以分 別地產生具有波長248 mm、 193 mm以及157 mm的光。
由用作光源26的受激準分子激光器所產生的光是高度準直的且僅弱地 發散。因而，其在擴束器28中最初地被擴展。擴束器28可以例如是可調整 鏡裝置，其增加近似矩形的光束截面的尺寸。
擴展光束隨后穿過加持在更換支架30中的衍射光學元件36以及變焦-軸錐體模塊38，其一起照明照明系統的第一光瞳平面42。變焦-軸錐體模塊 38包括由44所表示的變焦物鏡以及軸錐體組46。軸錐體組46包括具有軸 錐的且互補的面的兩個軸錐體元件。借助于軸錐體組46，可以改變徑向光分 布，從而實現第一光瞳平面42的環照明。通過調整變焦物鏡44，可以改變 第一光瞳平面42中被照明的區域的直徑。因而，變焦-軸錐體模塊38使得 可以調整多種傳統的及環照明設置。
為了調整雙極照明以及其它的非傳統照明設置，在所表示的照明系統 中，適當的衍射光學元件36被插入進更換支架30中。由衍射光學元件36 所產生的角分布被選擇，因此，在第一光瞳平面42中，期望的極布置被照 明。
在第一光瞳平面42中或其緊靠的附近布置光學積分器48，該光學積分 器48例如可以是微透鏡陣列的布置。每一個微透鏡構成一個二次光源，其
產生具有由微透鏡幾何形狀所預先確定的角譜的發散光束。在中間場平面52 中，二次光源產生的光束被聚光器50疊加，使得中間場平面52被非常均勻 地照明。聚光器50建立第一光瞳平面42與中間場平面52之間的傅立葉關 系。因此，來自第一光瞳平面42的出現于相同角度處的全部光線到達中間 場平面52的相同點處，而出現自第一光瞳平面42中的指定點的全部光線以 相同的角度穿過中間場平面52。
在該組實施例中，在中間場平面52中》文置場光闌54，其可以例如包括 多個可調整葉片和/或可獨立于彼此而插入光學路徑中的多個窄手指狀的光 闌元件。借助于場光闌物鏡56，中間場平面52與掩模平面58光學地共軛， 在掩模平面58中布置掩模14。掩模平面58既是場光闌物鏡56的像平面又 是接續投射物鏡20的物平面。在圖2中，僅用三個透鏡示意地指出場光闌物鏡56。高質量的場光闌物 鏡，諸如在例如US 2004/0207928 Al和WO 2006/114294 A2所描述的，通常 具有超過三個的透鏡。主光線(在圖2中用示例的方式表示的單條光線且由 62表示)交叉照明系統12的第二光瞳平面60中與光軸OA。限制場光闌物 鏡56的孔徑的孔徑光闌64放置于第二光瞳平面60中。
在中間場平面52與第二光瞳平面60之間，存在有透射濾波器66,將在 下面討論其可能的配置。透射濾波器66的目的在于校正照明的角度分布， 例如通過減少不期望的非對稱。下面將借助于圖3至圖5，更詳細地解釋其 所具體引起的。
圖3在透視示意表達中示出，場光闌物鏡56的光瞳平面60以及掩模平 面58的細節。為了該表達，假設照明系統12產生四極照明。如上已經提及 的，為此，書f射光學元件36可以一皮配置，佳_得照明第一光瞳平面42中的四 個極。由于聚光器50和場光闌54不改變照明角度分布，在場光闌物鏡56 的光瞳平面60中也照明四個才及，在圖3中其由68a、 68b、 68c和68d來表 示。照明極68a至68d的光束被分別地表示為70a、 70b、 70c和70d并會聚 在掩^f莫平面58中的場點72處。因此全部光束70a至70d貢獻于場點72處 的強度。
在四極照明中，通常期望全部光束70a至70d以相同的方式對場點72 的強度做出貢獻。只有這樣才將確保，具有相同寬度但不同取向(垂直或水 平)的掩模14中的條狀結構在光敏層22上也被成像具有相同的寬度。如果 光束70a和70c的貢獻大于或小于光束70b和70d的貢獻，則例如可以產生 這樣的情形，投影到光敏層22上的水平取向的結構比垂直取向的結構具有 更大的寬度，即使在兩種情形中所述結構在掩才莫14中具有相等的寬度。
為了能夠更好描述照明角度分布的對稱特性，常常采用術語光瞳橢圓 率。為了確定會聚在掩模平面58中的場點72處的全部光線的光瞳橢圓率， 考慮分配給相關場點的局部光瞳。在這種情況中，局部光瞳被細分為4個扇 區，如在圖4中所示。彼此垂直上下設置的兩個扇區被表示為VI和V2,以 及彼此水平設置的扇區由Hl和H2來表示。此外，在圖3中也示出這種類 型的說明，其中各個扇區V1、 V2、 Hl和H2由虛線彼此分離。
接著確定在局部光瞳的各個扇區中的經積分的輻射量的值DV1、 Dv2、 Dhi和DH2。輻射量是在整個曝光過程中到達該場點處的輻射能量。在光度輻射量的單位 是焦耳每平方毫米(J/mm2)。通過模擬或可選地通過測量技術，可以進行局 部光瞳的扇區中的輻射量的積分。
光瞳橢圓率E則可以被定義為比率
E=(DV1+ DV2)/(DH1+ DH2) 公式(1 )
光瞳橢圓率從1的偏離值是對一方面為70a、 70c以及另一方面為70b、 70d的成對的相對光束的強度彼此有多大不同的估量。越偏離1，越可以期 望，掩模上的相等寬度的水平和垂直取向的結構將以不同的寬度被成像到光 敏層22上。
存在相當多的光瞳橢圓率的成因。 一種成因例如可以是，衍射光學元件 30對于水平和垂直方向中的衍射，具有不同的衍射效率。
分配給掩模平面58中的各個場點的光束通常以不同的路徑傳播通過照 明系統12的光學元件。由于照明系統12對于所有路徑不具有相同的總透射 率，所以光瞳橢圓率E可以依賴于所關心的場點而具有不同的值。
然而，在前面的照明系統中，可以忽略光瞳橢圓率E的該場依賴性。如 果假設不依賴場的光瞳橢圓率(在該情形光瞳橢圓率E對于掩模14上的所 有場點72基本上相等)，則相對容易地校正光瞳橢圓率，即將光瞳橢圓率E 返回到通常期望的值E4。這僅對于要被放置于光瞳平面中的透射濾波器是 需要的，該濾波器具有以適當的方式空間上變化的透射率。
然而，將來的照明系統對于光瞳橢圓率將要求更嚴格的需求。具體地， 光瞳橢圓率的場依賴性不再被忽略。
將借助于圖5，解釋光瞳橢圓率的典型的場依賴性。圖5是其中作為沿 X方向(即，垂直于掃描方向Y)距場中心的距離x的函數、通過示例的方 式以及僅僅在性質上繪制的光瞳橢圓率E從1的偏離百分比△E的曲線圖。 偏離AE具有一至少近似拋物線的分布且因而向被照明場16的橫向邊緣顯 著地增加。由于被照明的場16沿掃描方向Y比垂直于掃描方向的方向具有 顯著短的尺寸，光瞳橢圓率沿掃描方向僅非顯著地變化。
光瞳橢圓率的場依賴性的一個結果是，在掃描過程期間，掩模上的點受 到不同的光瞳橢圓率的影響。由于不是在特定場點處的光瞳橢圓率而是掩模 點處的光瞳橢圓率對于投射物鏡20的光學成像是關鍵的，光瞳橢圓率必須 參照到各個掩模點。這簡單意味著，在掃描過程期間，不對于固定的場點而是對于掩模的點積分輻射量。由于掩模點在掃描過程期間移動通過被照明的 場16，其將在某種程度受到了在掃描過程期間上移動經過的所有場點的光瞳 橢圓率的影響。結果，因此與光瞳橢圓率相關重要的是占支配地位的掩模點 而不是場點。下面將借助于圖6以及7a、 7b和7c來解釋透射濾波器66的第一實施 例，利用該透射濾波器66可以校正這樣的依賴場的光瞳橢圓率。圖6在平面圖中示出了透射濾波器66,由灰度值表示各種透射率。區域 越暗，對穿過的光線的吸收越強，反之亦然。不同的灰度值例如可以通過連 續地變化施加到透明的支撐上的黑色涂料來產生。作為這個的替代，以數字 化透射濾波器的方式，可以在支撐上施加大量的單獨的不透明點，點的尺寸 和/或密度在表面上變化。具有空間地變化透射率的透射濾波器常被稱作為灰 度濾波器。為了簡化起見，將假設，在中間場平面52與第二光瞳平面60之間，透 射濾波器66本質上具有光場的尺寸，透射光束在如圖2所示的透射濾波器 66的位置處穿過該光場。透射濾波器66不論如何都配置使得其可以大于光 場但不能小于該光場。當然，透射濾波器66也可以具有如對于光學元件是 傳統的且就在標準框架中進行安裝而言也是有利的圓輪廓。透射濾波器分別具有上和下的縱向邊緣74a和74b,其平行于X方向(即， 垂直于掃描方向Y)延伸。兩個較短的左手和右手邊的邊緣在圖6中由76a 和76b來表示。帶狀的上和下的第一濾波器區域78a和78b沿縱向邊緣78a、 78b延伸，至少達到光場的上邊界以及下邊界或突出到它們之外。第一濾波 器區域78a、 78b的透射率僅依賴于X坐標，而不依賴于Y坐標。此外，第 一濾波器區域78a、 78b的透射率的分布關于對稱平面79是鏡像對稱的。在 這種情況中，對稱平面79延伸通過光場的中心且包含光軸OA。在所示的實 施例中，透射率隨著距對稱平面79的距離x的增加而在X方向上減少，例 如以 x"的依賴性。第二濾波器區域80的透射率分布也關于對稱平面79鏡像對稱，其占據 第一濾波器區域78a、 78b之間的區域。第二濾波器區域80中的透射率的空 間分布性質上與第一濾波器區域78a、 78b的透射率的空間分布相反。因此 在場中心實現最低的透射率，而其向側的邊緣76a、 76b連續地增加。借助于圖7a至7c,下面將更詳細地解釋透射濾波器66的功能。圖7a至7c示出掃描處理期間在三個不同時刻的透射濾波器66。為了圖示，被照 明場16由虛線分別表示(或者，在中間場平面52中與之共軛的場)。位于 掩模14上被照明的被照明場16的左手邊緣處的掩模點82將首先被考慮。 圖7a示出掃描過程期間當光最初打到掩模點82時的掩模點82的位置，該 掃描過程由箭頭84指示。圓圈表示光束84的(最大)直徑，光束的光線在 該情形會聚到掩模點82上。由于光瞳濾波器66既不位于中間場平面52中也不位于第二光瞳平面60 中，光束84僅穿過透射濾波器66的一部分。在這種情況中，第一濾波器區 域78a、 78b的布置適配于光束84的直徑，使得光束84的一部分在圖7a所 示的時刻穿過上面的第一濾波器區域78a。因此，打到掩模點82的一些光線 在該情形被上面的第 一濾波器區域78a衰減。光束84的橫截面被細分成四個扇區，在圖4中其對應地由VI、 V2以 及H1、 H2來表示。在圖7a中，可以看到，通過上面的第一濾波器區域78a 的衰減僅影響穿過上面的垂直扇區VI的光線。由于該衰減，來自四個扇區 VI、 V2、 Hl、 H2的、打到掩模點82的光線的比例因而被改變。在由箭頭84所表示的掃描過程期間，被照明場16移動經過掩模點82。 圖7b示出當掩模點82不再位于被照明場16的左上角落，但在其左手側的 邊緣近似中心上時的布局。由于光束84的直徑小于兩個第一濾波器區域 78a、 78b之間的距離，所以沒有發生由兩個第一濾波器區域78a、 78b之一 引起的光束84的衰減。掃描過程的進一步繼續之后，掩模點82最終位于被照明場16的底部左 側角落處。這里，該情況類似于圖7a中所示的布局。現在，然而僅穿過下 面的垂直扇區V2的那些光線的一些凈皮下面的第一濾波器區域78b衰減。下 第 一濾波器區域78b不影響穿過其他扇區的光線。現在如果考慮在圖7a至7c所示的掃描過程期間打到掩模點82的全部 的輻射量，則發現下面在掩模點82的曝光的開始(圖7a)處以及在結束(圖7c)處，穿過垂 直的扇區VI和V2的光線的一些分別地被上面的第一濾波器區域78a和下 面的第一濾波器區域78b衰減。由于兩個第一濾波器區域78a、 78b沿X方 向具有相同的透射率分布，對于扇區VI和V2的衰減是相同的。掃描過程 的整個期間，穿過水平扇區Hl和H2的光線不被第一濾波器區域78a、 78b衰減。依照等式(l)，輻射量的值D^、 Dv2的減少意味著掩模點82處光瞳 橢圓率E減少。如果在沒有透射濾波器66情況的掩模點82處的光瞳橢圓率具有值EM ， 則光瞳橢圓率可以由透射濾波器減少到E-l的程度。先決條件僅為在第一濾 波器區域78a、 78b中的透射率適合校正的需要。由濾波器66實現的校正效應是場依賴的，因為由第一濾波器區域78a、 78b導致的衰減依賴于X方向中的掩模點82的位置。在圖7a至7c中，掩 模點82位于被照明場16的外邊緣處，依照圖5該位置處光瞳橢圓率最大。 掩模點距對稱平面19的距離越小，由第一濾波器區域78a、 78b導致的衰減 越小，以及因此對光瞳橢圓率的校正越小。如果掩模點86恰位于對稱平面 79中，如在圖7a至7c中所示位于被照明場16的中心，則第一濾波器區域 78a、 78b事實上不導致衰減，從而同樣地，這里不發生光瞳橢圓率的顯著校 正。原理上，對光瞳橢圓率E〈1的校正也可以通過濾波器66來實現。由于 光線的放大是不可能的，在這種情況中，其事實上僅需要衰減穿過水平扇區 Hl、 H2的光線。由于僅利用一個透射濾波器66,所以在掃描過程期間，這 不能對所有的掩模點都實現，在這種情況中，圖8的平面圖中示意性地示出 的且由88表示的光瞳濾波器可以配置在照明系統12的光瞳平面中，例如在 場光闌物鏡56的光瞳平面60中。該光瞳濾波器88同樣地是透射濾波器， 但其中僅兩個扇區H1、 H2具有較低的透射率。由于光瞳濾波器88布置在 光瞳平面中，所以對于所有場點以及因而對于所有掩模點的光瞳橢圓率的伴 隨效果是相同的。利用在扇區H1、 H2中的充分的衰減，以此方式實現的效 果為，對于所有掩^f莫點，原始的E〈的光瞳橢圓率變為E>1的光瞳橢圓率。 這可以以上述方式由透射濾波器66來^f交正。下面將解釋在第一濾波器區域78a、 78b之間布置具有依賴于位置的透 射率的額外的第二濾波器區域80的原因。如果再次考慮被照明場16的左手邊緣處的掩模點82，則如果不存在第 二濾波器區域，相比于對稱平面72中的掩模點86，該掩模點82在整個掃描 過程期間將接收更少的輻射量。這個的原因在于，對于對稱平面70中的掩 模點86，第一濾波器區域78a、 78b不對光線產生顯著程度的衰減。沒有第 二濾波器區域80,對于不同掩模點的該不同的衰減效果將是，在所示的實施例中的掩模點隨著它們越遠離對稱平面79，它們整體接收的輻射量將是相應 地越小。這樣的效應通常是不期望的，因為由于光敏層22的銳利的曝光閾 值，輻射量對在支撐24上產生的結構寬度具有重要的影響。因此，精確地配置第二濾波器區域80，使得在掃描過程期間全部的輻射 量對于所有掩模點都是相等的。在由第一濾波器區域78a、 78b不產生或僅 產生很少的衰減的掩模點處，由第二濾波器區域80引起的衰減最大。在被 照明區域16的邊緣處，在該邊緣處發生由第一濾波器區域78a、 78b引起的 最大衰減，第二濾波器區域80具有接近100%的最大透射率。圖9示出透射濾波器的第二實施例，其也適用于照明系統12中。在這 種情況中，彼此相同或相應的部分由增加了 IOO的參考數字表示。與圖6所示的透射濾波器66相反，第一濾波器區域178a、 178b不具有 透射率的鏡像分布。而是，在該實施例中，透射率從左手邊的邊緣176a到 右手邊的邊緣176b連續地增加。利用透射率的這樣的分布，例如，可以校 正光瞳橢圓率，其沿該方向連續地接近值1。此外，透射濾波器166不具有第二濾波器區域80。更恰當地，在兩個第 一濾波器區域178a、 178b之間，透射率是最大的。在兩個第一濾波器區域 178a、 178b之間的部分可以例如由透明均勻材料組成或可以整體地忽略。在 后一種情況中，透射濾波器166因此由兩個單獨的子元件組成，其形成第一 濾波器區域178a、 178b。由于在透射濾波器166中不提供第二濾波器區域80,不用額外的措施就 不能確保在整個掃描過程期間積分的輻射量在所有掩模點處都相等。對此可以設想的措施是，例如，使用在例如EP 0 952 491 A2或EP 1 020 769 A2中描述的場光闌54。這些已知的場光闌包括多個單獨的棒狀或片狀 的光闌元件，其可單獨地且平行于掃描方向可移動。圖10以示意的以及高度簡化的平面圖示出具有光闌元件90的布置的適 當的場光闌154。光闌元件90使得可以作為縱坐標(X)的函數單獨地建立 被照明場16的寬度。場光闌154的彼此相對的光闌元件卯之間的距離越小， 在掩模點處，在整個掃描過程期間可以測量的輻射量越小，該掩模點的x坐 標對應于相應的光闌元件90的位置。為了在某種程度補償右手邊的邊緣176b處的第一濾波器區域178a、178b 的高透射率，右手邊上彼此相對的光闌元件90比相反邊更靠近一起地隔開。實質上，由此實現與利用圖6所示的實施例中的第二濾波器區域80的相同 的效果。 一定的差別是產生自這樣的事實由于被照明場16的寬度沿X方 向變化，光束的位置也相關于第一濾波器區域178a、 178b改變。從以上的兩個實施例中，清楚的是，在第一濾波器區域178a、 178b中 建立透射率的分布的方法首先基于光瞳橢圓率E對x坐標的依賴性。由于光 瞳橢圓率通常是x坐標的連續的(即，可分段纟敖分)函數，第一濾波器區域 中的透射率的分布也優選地為連續的。然而，尤其當存在要被校正的小的光 瞳橢圓率時，提供具有透射率的連續分布的第 一濾波器區域可以是足夠的。在圖11中示出這個的簡單實施例。于其中示出的且由266總的表示透 射濾波器包括兩個第一濾波器區域278a、 278b，其布置在上面的以及下面的 縱向邊》彖274a、 274b。在第一濾波器區域278a、 278b內部，存在四個濾波 器區域277a、 277b、 277c和277d，其關于對稱平面279是鏡像對稱地布置 的，以及在其內部，透射率分別是不變的。利用這樣的透射率濾波器，例如， 可以校正關于對稱平面279是對稱的波形的光瞳橢圓率。雖然，對光瞳橢圓 率的波狀分布的階梯近似導致誤差，但這些至少在一定限度內是可容忍的。 這里，借助于如10所示的可調整的光闌元件90，或者借助于如在透射濾波 器66中所提供的額外的第二濾波器區域，對總的輻射量的不期望的效應可 以再次被避免。透射濾波器266優于上述實施例的優點主要在于，沒有區域 具有透射率的連續分布。因此透射率濾波器266可以以尤其高的成本效率來 制造。在與圖ll相似的表示中，圖12示出總的由336表示的透射濾波器。該 透射濾波器具有第一濾波器區域378a、 378b，其同樣地包括在表面上具有不 變的透射率的濾波器區域377a、 377b。然而，與上述實施例相反，濾波器區 域377a、 377b在掃描方向(Y)上具有范圍，其依賴于x坐標。在所表示的 實施例中，濾波器區域377a、 377b具有臺階形的平臺狀的形狀。為了能夠 甚至更好地校正連續的光瞳橢圓率，彼此相面對的濾波器區域377a、 377b 的外輪廓當然可以是被連續地彎曲，如在圖12中的右手半部上由虛線377a，、 377b，所表示的。在與圖6相似的表示中，圖13示出依照另一實施例的由466表示的透 射濾波器。透射濾波器466與圖6所示的透射濾波器66的不同之處在于， 兩個第一濾波器區域478a、 478b分別地由相互獨立的子元件來形成，該相23互獨立的子元件可以借助于驅動器(actuator) 92在掃描方向(Y)上可移動。 通過在相反的方向移動第一濾波器區域478a、 478b，第一濾波器區域478a、 478b之間的距離可以關于被照明場16對稱地增加或減少。以這種方式，例 如，對于所有掩模點，可以分別地減少或增加對光瞳橢圓率的效應。當將圖13所示的格局與圖14所示的格局相比較時，其是清楚的。通過 朝外地(即，彼此遠離地)移動兩個第一濾波器區域478a、 478b,圖14中 所示的才各局偏離圖13中所示的格局。該移動在圖14中由箭頭93指示。由 于第一濾波器區域478a、 478b之間距離的伴隨增力口，在圖14所示的布局中， 穿過垂直的扇區VI和V2的僅小部分光線分別地被第一濾波器區域478a和 478b衰減。對光瞳橢圓率的作用相應地4艮小。通過沿掃描方向Y移動第一濾波器區域478a、 478b,例如，因此可以 適應光瞳橢圓率中的變化，諸如在照明系統12的操作過程中，通過調節第 一濾波器區域478a、 478b之間的距離可能發生的變化。然而，當對不同的照明設置的適應是必需時，可調整的第一濾波器區域 478a、 478b也是有利的。這個將借助于圖15來解釋，圖15示出透射濾波器 466的布局，其中第一濾波器區域478a、 478b之間的距離相對于圖13中所 示的布局減少。這里假設，選擇小的傳統的照明設置，透射濾波器466位置 的光束84，、 86，的最大直徑小于圖13所示的布局。如果在這樣小的光束84'、 86，的直徑情況下，第一濾波器區域478a、 478b保持在圖13所述的位置中， 則沒有任何光線穿過第一濾波器區域478a、 478b。然而，通過在由箭頭9!3， 所指示的方向移動第一濾波器區域478a、 478b,扇區V1和V2中的光束可 以再次以期望的方式分別由第 一濾波器區域478a和478b衰減。代替沿掃描方向移動第一濾波器區域478a、 478b，整個透射濾波器66 也可以平行于光軸來移動。穿過透射濾波器66的光束的直徑從而被改變， 使得第一濾波器區域78a、 78b的作用也被改變。為了沿光軸OA調整透射 濾波器66，可以使用如圖2中虛線所表示的Z向的操縱器98。如果僅一些 不同的照明設置可以被調整，則足夠的是沿光軸OA放置多個用于接收透 射濾波器66的更換支架。在該種方式中，通過將透射濾波器66從一個更換 支架轉移到另一個更換支架中，沿光軸OA不連續地移動透射濾波器66是 可行的。在迄今為止所描述的實施例中，透射濾波器總是具有兩個第一濾波器區圖16所示的圖示出了這樣的透射濾波器566的吸收系數A的分布。在 反射可忽略的情形，從透射率T由A=l-T獲得了吸收系數A。為了表達的 原因，透射濾波器566的那些表面從圖上彼此分離，這些表面的吸收系數位 于由圖例所表示的范圍中。然而，事實上，透射濾波器566的整個表面上的 吸收系數的分布是連續的。從圖17和18中這是清楚的，其中，任意單位的吸收系數是分別對于作 為y坐標的函數的三個不同的x坐標、以及對于作為x坐標的函數的兩個不 同的y坐標繪制的。從圖16至圖18中清楚的是，透射濾波器566表面上的 吸收系數的分布原理上與圖6中所示的透射濾波器66相似。因此，如在掃 描方向上所見的上邊緣以及下邊緣處，存在第一濾波器區域578a、 578b，其 利用虛線由圖16的曲線圖來指示。在這些第一濾波器區域578a、 578b內， 透射率隨著距濾波器中心的距離的增加而減少，如在圖18中由虛線最清楚 地所示。然而，在位于第一濾波器區域578a、 578b之間的第二濾波器區域 580中，透射率朝向橫向的濾波器邊緣減少。與圖6中透射濾波器66的關鍵不同由圖17最清楚地揭示。這里，示出 沿掃描方向的透射率的分布在所有x坐標處總是連續的，然而，在透射濾波 器66中，其在第一濾波器區域78a、 78b與第二濾波器區域80之間的過渡 處不連續。在所表示的實施例中的透射率T=l-A (反射可忽略)的分布是從下面的 關于吸收系數A(x,y)的等式(2)中獲得的 A(x，y)=a(x)xy4+ b(x)等式(2 )具有四階多項式的濾波器函數A(x，y)是有利的，因為這樣的濾波器可以 通過經過試驗的以及測試的生產方法被生產為數字濾波器。建立函數a(x),使得光瞳橢圓率E最佳地被校正。這個函數a(x)優選地在數字上來確定，以及其依賴于透射濾波器在照明系統12中的精確位置。建立函數b(x),使得對于預定的函數a(x)，滿足等式(3 ): J爿0,力辦=常數 等式(3)因此函數b(x)確保在掃描過程期間總的輻射量在每一掩模點處都相等。通常，設置照明系統，使得它們在掩膜側是遠心的。這意味著，在掩膜
平面58中，形心光線平行于光軸OA傳播。如果僅在扇區中的一者中發生 衰減，則其將引起形心光線的傾斜，從而照明系統12將不再是遠心的。
對于不是遠心的照明系統，這也相應地適用。即使在這種情況中，通常 不期望的是，形心光線的非遠心方向的分布被一個或多個透射濾波器擾動。
另一方面，也可以預想到這樣的情況，其中，形心光線的實際的方向分 布未與原本期望的(例如，遠心的)方向分布相一致。在這些情況中，可以 使用上述的透射濾波器，以便校正照明系統的遠心特性。
在圖6、 9、 11以及12中所示的透射濾波器中，例如，如果兩個第一濾 波器區域不具有相同的分布而不同的透射率分布，則可以獲得對于垂直扇區 V1和V2的不同的效應，可選擇地，兩個第一濾波器區i^中的一個可以甚至 4皮完全忽略。
在圖13至15所示的透射濾波器中，通過沿掃描方向不同地移動第一濾 波器區域478a、 478b可以實現非對稱性，使得獲得關于被照明場16的非對 稱的布置。
從上面的描述中，清楚的是，借助于依照本發明的透射濾波器，其布置 在場平面與光瞳平面之間，不^f又可以改進光瞳橢圓率而不改變遠心特性，而 且還可以在同 一時刻特意地4交正遠心特性。
2.第二組實施例
圖19是通過依照另一實施例的照明系統的子午剖視圖，其整體由112 表示。因為照明系統112與圖2中所示的照明系統相似地構造，彼此相對應 的部分提供相同的參考數字。
照明系統112不同于圖2中所示的照明系統，主要在于不是僅一個而 是兩個透射濾波器布置于場光闌物鏡56中，其位于光學上彼此共軛的平面 中。
第二光瞳平面60位于第一透射濾波器666與第二透射濾波器666，之間。 因此，在掩模14上產生的圖像關于中間場平面52中的原始圖像是點對稱的， 即，左和右以及上和下相交換。這可以例如從由62表示的主光線中看出來， 主光線62來自圖19中的中間場平面52并最初地在光軸OA的下方傳播。 在穿過第二光瞳平面60之后，主光線62在光軸OA之上傳播。因此，當與 主光線62相關聯的光束打到掩模14上時，其被倒轉。圖20和22中所示的第一和第二透射濾波器666和666，僅具有分別地由 678和678，來表示的第一濾波器區域。在所表示的實施例中，第一濾波器區 域678、 678，具有與在圖6所示的實施例中的第一濾波器區域78a、 78b的透 射率相同的非線性分布。因此，透射率不依賴于y坐標，以及其隨著距包含 光軸的對稱平面679的距離的增加而減少。利用這樣的透射率的分布，可以 才交正如在圖5中以示例的方式所示的光瞳橢圓率。
為了解釋兩個透射濾波器666， 666，的功能性，將參考圖20和22。在 相應于圖7a的表示中，圖20示出光束84、 85，其分別地會聚到掩模平面 85中的掩模點82處和86處。每一種情況中的布局由當掃描過程期間掩模點 82和86的照明開始時所代表。
如通過比較圖20和22可以建立的，光束84、 85在同一時刻穿過透射 濾波器666和666，上的不同位置。如果首先考慮位于被照明場16的外側邊 緣處的掩模點82,則會聚到掩模點82上的光束84穿過這里被照明的光場的 左上角中的第一透射濾波器666,以及其穿過這里被照明的光場的右下角中 的第二濾波器666，。這是前述的在第二光瞳平面60處的倒轉的結果。
借助于圖21和23所示的曲線圖，將使得該方法是清楚的。在該方法中， 光束84穿過兩個透射濾波器666、 666，的各個位置對光瞳橢圓率具有效應。 圖21所示的曲線圖示出吸收率A=l-T (反射可忽略)對x坐標的依賴。當 光束84穿過第一透射濾波器666時，其經歷具有八2與Ai之間的吸收系數 的吸收，如圖21左邊所示。當光束84穿過第二透射濾波器666，時，其經歷 具有A,與A2之間的吸收系數的吸收(參看圖21中的右邊)。
由于在所表示的實施例中，兩個透射濾波器666、 666，位于光學上彼此 共輒的平面中，在兩個濾波器平面中的光束84的直徑是相同的。因此，兩 個透射濾波器666、 666，的總的效應對于穿過透射濾波器666、 666，的任何光 束是對稱的。這是由圖23所示的曲線圖所示出的，其中，兩個透射濾波器 666、 666，的吸收分布是重疊的。圖中兩個不同的虛曲線指示當光束穿過第 一透射濾波器666和第二透射濾波器666，時其分別經歷的吸收。兩個吸收分 布的重疊導致由實線所表示的曲線，其關于由點劃線表示的線99對稱。
因此，光束84將由兩個透射濾波器666、 666，的組合來衰減，以如其穿 過具有如圖23中的實線所示的關于線99對稱的吸收分布的單個透射濾波器 的相同的方式。這個吸收分布的效應是，穿過水平的扇區H1、 H2的光線比穿過垂直的扇區V1、 V2的光線被更強的衰減。該吸收分布的效應對于任何 光束都是對稱的。因此，光瞳橢圓率依照等式(l)增加，使得光瞳橢圓率E 可以被靠近值1 (可選擇地，通過在光瞳平面中使用額外的透射濾波器)。此 外，由于對稱的吸收分布，同時保留了光束的作為能量中心光線(形心光線) 的主光線的位置以及保留了遠心特性。
在這個實施例中，由于第一濾波器區域678、 678，的透射率沿X方向非 線性的變化，校正效果也是場依賴的。由于透射率在對稱平面679的鄰近處 僅相對弱地;陂改變，所以例如分配給掩^^莫點86的光束85僅經歷光瞳橢圓率 的較小的校正。
由于到達掩模點上的總輻射量是由兩個透射濾波器666、 666，場依賴地 影響的，應當采取額外的措施，以便保留輻射量。例如，可以設想使用可調 整的場光闌，如結合圖IO在上面所解釋的。
在這個實施例中，假設依賴場的光瞳橢圓率旨在通過透射濾波器來校 正，而不改變作為能量中心光線的形心光線的位置以及從而不改變遠心特 性。其的先決條件在于，位于水平扇區H1、 H2中或位于垂直扇區VI、 V2 中的光線的衰減期間，保留了兩個垂直扇區或兩個水平扇區內部的強度比。 如果，例如僅穿過垂直扇區VI的光線的強度被衰減，則穿過垂直扇區VI 和垂直扇區V2的光線之間的權重將被改變。這會引起形心光線的位移以及 因此引起照明系統12的遠心特性的改變。
在圖19所示的實施例中，透射濾波器666、666，具有相同的透射率分布， 如在圖20至22中所示。這是可能的，因為確定透射濾波器666、 666，軸向 位置，使得光束84、 85的直徑在兩個濾波器666、 666，上是同樣的。
然而，如果這樣的透射濾波器666、 666，的軸向位置是不期望的或不可 能的，則這些直徑將不同。其可以通過提供除了比例因子外是相同的透射濾 波器來得到。這意味著， 一個濾波器可以被認為是經縮小的或放大的像(可 能是倒轉的，如果濾波器分離了n個光瞳平面以及n+l或n-l個場平面，其 中n是奇數)。比例因素由當光束穿過濾波器時該光束的直徑差來確定。這 樣的縮放比例確保即使兩個光束在濾波器上的直徑不同，相同的條件也作用 于兩個光束。 可替代的實施例
圖24是通過依照另一實施例的圖1所示的投射曝光設備的照明系統的子午剖^L圖。由于整體由212所表示的照明系統與圖19中所示的照明系統 112相比有大程度的相似，所以為彼此對應的部分提供相同的參考數字。
照明系統212也具有第一和第二透射濾波器766、 766，，其是相同的以 及僅包含一個濾波器區域788，如在圖25的俯視圖中所示的。然而，濾波器 不被第二光瞳平面60分離，而是被掩模平面58所分離。因此，第一透射濾 波器766布置在第二光瞳平面60與掩模平面58之間，以及第二透射濾波器 766，布置在掩模平面58與投射物鏡20 (未在圖24中示出)之間。在這個實 施例中，第一透射濾波器766安裝在照明系統212的殼體的內部，而第二透 射濾波器766，安裝在照明系統212與投射物鏡20 (未在圖24中示出)之間 的空隙中。第二透射濾波器766，可以固定在也容納掩才莫14的框架上，4吏得 其可以在投射操作期間由掩模臺來移動。在另一實施例中，在安裝架 (mounting frame )中接收第二透射濾波器766，，其關于照明系統212以及 投射物鏡20固定地(而優選地是，可調整地)附連，從而其在投射操作期 間不能移動。在圖25所示的再一實施例中，第一和第二透射濾波器兩者都 布置在照明系統212與投射物鏡20之間的間隙中。
由場平面分離意味著，第一和第二透射濾波器766、 766，上的對應位置 不是彼此為點對稱的像，如在圖19所示的實施例中的情況。而是，比方說 通過左上角穿過第一透射濾波器766的光束，也通過第二透射濾波器的左上 角穿過第二透射濾波器。然而，場平面仍然以這樣的含義產生每一光束的"內 部的"倒轉在光束已經穿過掩模平面58之后，沿光束的一側傳播的光線 在光束的相反一側傳輸。
與圖19所示的照明系統112的另一差異在于，透射濾波器766、 766， 具有關于平面779不是對稱的透射分布，該平面779包含光軸OA。這可以 從圖25和27以及也可以從圖26中發現，圖26是示出兩者濾波器的吸收系 數A-1-T (反射可忽略)關于x坐標的非線性依賴性的曲線圖。在這個實施 例中，定義透射分布，從而相比沿-x方向的距中心(x=0)的距離的增加， 隨著沿+x方向的距中心的距離的增加，吸收更快地增加。利用透射率的這 樣的分布，可以校正光瞳橢圓率，其具有如圖5所示的對稱的場依賴性。然 而，應當注意到，這樣的非對稱分布可以相同地用于圖19中所示的實施例 中。
為了解釋兩個透射濾波器766, 766，的功能，將參考圖25和27。在對
29應于圖20的表示中，圖25示出光束84、 85、 87,其分別地會聚到掩模平面 58的掩模點82、 86、 89處。在每一情況中，表示當掃描過程期間掩模點82 和86的照明開始時的布局。
如通過比較圖25和27可以建立的，光束84、 85、 87同時穿過透射濾 波器766和766，的相同部分。在下面，首先考慮位于被照明區域16的外側 邊緣處的掩模點82。會聚在掩模點82上的光束84在透射濾波器766上被照 明的場的左上角中穿過第一透射濾波器766。在第二透射濾波器766，上，也 是如此，即，光束穿過在透射濾波器766上被照明的場的左上角。這是上述 由場平面即掩模平面56分離透射濾波器766、 766，的結果。
借助于圖26、 28以及29中所示的曲線圖，影響光瞳橢圓率的方式將是 清楚的。當光束84穿過第一透射濾波器766時，其經歷具有在Ai與A2之 間的吸收系數的吸收，如在圖26中左邊所示。當光束84穿過第二透射濾波 器766，時，其經歷具有在A3與A4之間的吸收系數的吸收，作為上述的內部 倒轉的結果。這在圖28中示出的曲線圖示出，其中當穿過兩個透射濾波器 766、 766，時光束84所經歷的吸收分布被疊置(參看虛線)。疊置兩個吸收 分布導致由實線表示的曲線，其關于由點劃線表示的線799對稱。
因此，光束84將通過兩個透射濾波器766、 766，的組合衰減，以如穿過 單個透射濾波器相同的，該單個透射濾波器具有圖28中由實線所示的且關 于線799是對稱的吸收分布。對方式任何光束是對稱的該吸收分布的作用在 于，穿過水平扇區H1、 H2的光線比穿過垂直扇區VI、 V2的光線被更強的 衰減。因此，光瞳橢圓率依照等式(1)來增加，使得光瞳橢圓率E可以接 近值l(可選擇地，在光瞳平面中利用額外的透射濾波器)。此外，由于對稱 的吸收分布，同時保留作為光束的能量中心光線(形心光線)的主光線以及
^v而保留遠心特性。
在該實施例中，由于第一濾波器區域788、 788，的透射率沿X方向變化， 校正效應也是依賴場的。例如，由于在平面779的鄰近處，透射率僅相對弱 的被改變，所以分配給位于線779上的掩模點86的光束85僅經歷光瞳橢圓 率的較小的校正。
分配給右上角處的掩模點81的光束87將以不同的方式被改變，如果相 比較光束84而言。由于透射濾波器766、 766，的吸收系數A，相比-x值的增 加，隨著+x值的增加更迅速地增加，所以當光束87穿過濾波器元件766、766，兩者時，其經歷的總的透射將也沿x方向更強的變化。這在圖29中示 出，圖29是與對于光線84的圖28中所示的相似的曲線圖。
由于到達掩才莫點上的總的輻射量由兩個透射濾波器766、 766，依賴場地 影響，應當采取額外的措施，以便保留輻射量。可以設想，例如^f吏用可調整 的場光闌，如上面結合圖IO所解釋的。
圖30是依照再一實施例的投射曝光設備810的示意性圖示，就功能而 言，與圖24所示的實施例等同。唯一的差異在于，透射濾波器866、 866， 兩者布置于照明系統12與投射物鏡20之間。為此，透射濾波器866、 866， 附連框架97,該框架97也支持包含結構18的掩模14。在這個實施例中， 透射濾波器866、 866，布置于距施加到掩模14的結構18的相等的距離處， 從而掩模14夾在濾波器之間。因而，可以分配通常設置以保護掩模不受灰 塵以及其它的環境影響的薄膜。
透射濾波器866、 866，位于照明系統12以及投射物鏡20之外的布置具 有優點透射濾波器866、 866，可以在已有的設備中改型翻新。僅是支持掩 模14的框架97需要被改變，使得其也可以容納兩個透射濾波器866、 866，。
通過示例的方式，已經給出了優選實施例的上述描述。從所給的公開中， 本領域的技術人員將不僅僅理解本發明及其意欲的優點，也將找到所公開的 結構和方法的明顯的各種變化和改變。因此，申請人要求覆蓋落在本發明的 精神和范圍之內的所有這樣的變化和改變，本發明的精神和范圍如在所附權 利要求以及其中的等價物所限定。
權利要求
1、微光刻投射曝光設備(10)的照明系統，其中，在曝光光敏層(22)的期間，沿掃描方向(Y)移動掩模(14)，該照明系統包括(a)光瞳平面(42、60)，(b)場平面(52、58)，(c)透射濾波器(66；166；266；366；466；566；666；666’；766，766’；866，866’)，其在至少兩個位置處具有不同的透射率，其中(d)透射濾波器(66；166；266；366；466；566；666；666’；766，766’；866，866’)放置于光瞳平面(42，60)和場平面(52、58)之間。
2、 如權利要求1所述的照明系統，其中，曝光期間，在透射濾波器(66;166; 266; 366; 466; 566; 666; 666，； 766, 766，； 866, 866，)上照明光場，相比于垂直于所述掃描方向(Y)的方向，該光場在平行于所述掃描方向(Y)的方向上具有更短的尺寸。
3、 如權利要求2所述的照明系統，其中，透射濾波器(66; 166; 266;366; 466; 566; 666; 666，)位于3巨離所述光瞳平面(42, 60)和所述場平面(52、 58)的一距離處，使得一束光線以小于Lx/2大于Ly/30的最大直徑穿過透射濾波器(66; 166; 266; 366; 466; 566; 666; 666，； 766， 766，；866， 866，)，光線中的全部都穿過所述場平面中的一點，其中Lx是垂直于所述掃描方向(Y)的光場的長度，以及Ly是沿掃描方向(Y)的光場的長度。
4、 如權利要求3所述的照明系統，其中，所述束的最大直徑小于Lx/4大于Ly/15。
5、 如權利要求4所述的照明系統，其中，所述束的最大直徑小于Lx/8大于Ly/7。
6、 如前述權利要求之一所述的照明系統，包括沿所述光軸(OA)連續地改變所述透射濾波器(66; 166; 266; 366; 466; 566)的位置的操縱器(98)。
7、 如前述權利要求之一所述的照明系統，其中，所述透射濾波器被更換支架所支持。
8、 如權利要求7所述的照明系統，其中，所述照明系統包括至少兩個更換支架，用于支持所述透射濾波器，所述透射濾波器位于沿所述光軸的不同位置處。
9、 如前述權利要求之一所述的照明系統，其中，所述場平面是掩模平面(58)，在所述曝光期間，在該掩模平面(58)中移動所述掩模(16)。
10、 如前述權利要求之一所述的照明系統，其中，所述透射濾波器(66;166; 266; 366; 466; 566; 666; 666，； 766, 766，； 866, 866，)包括至少一個第一濾波器區域(78a, 78b; 178a， 178b; 278a， 278b; 378a， 378b;378a，, 378b，; 478a， 478b; 578a， 578b; 678; 678，)，其具有垂直于所述掃描方向(Y)變化的透射率。
11、 如權利要求IO所述的照明系統，其中，所述光場具有兩個相對的第一邊緣，其沿所述掃描方向(Y)界定所述光場，以及所述光場具有兩個相對的第二邊緣，其垂直于所述掃描方向來界定所述光場。
12、 如權利要求11所述的照明系統，其中，所述第一濾波器區域(78a，78b; 178a, 178b; 278a， 278b; 378a， 378b; 378a,, 378b，； 478a, 478b;578a， 578b; 678; 678，; 778)至少延伸到所述第一邊緣中的一者。
13、 如權利要求10至12之一所述的照明系統，其中，所述第一濾波器區域(78a， 78b; 178a， 178b; 478a， 478b; 578a， 578b; 678; 678，； 778)的透射率垂直于所述掃描方向(Y)連續地變化。
14、 如權利要求10至13之一所述的照明系統，其中，所述第一濾波器區i或(78a, 78b; 178a， 178b; 278a, 278b; 378a， 378b; 378a', 378b，；478a, 478b;678; 678，； 778)的透射率平行于所述掃描方向是不變的。
15、 如權利要求10至14之一所述的照明系統，其中，所述第一濾波器區域(78a, 78b; 278a， 278b; 378a， 378b; 378a，， 378b，； 478a, 478b;578a, 578b; 678; 678，)中的透射率具有關于對稱平面(79; 279， 679)鏡像對稱的空間分布，該對稱平面平行于所述掃描方向(Y)延伸并包含所述照明系統(12)的光軸(OA)。
16、 如權利要求15所述的照明系統，其中，所述第一濾波器區域(78a,78b; 178a, 178b; 278a， 278b; 378a， 378b; 378a，， 378b，； 478a, 478b;578a， 578b; 678; 678，; 778)的透射率隨距所述第二邊緣的距離的減少而連續地"咸少。
17、 如權利要求10至16之一所述的照明系統，其中，所述透射濾波器包括垂直于所述掃描方向(Y)具有所述透射率的空間分布的第二濾波器區域，該空間分布從性質上與所述第一濾波器區域(78a， 78b; 478a， 478b;578a， 578b)的透射率的空間分布相反。
18、 如權利要求12至17之一所述的照明系統，其中，所述第二濾波器區域(80; 580)鄰近所述第一濾波器區域(78a， 78b; 478a, 478b; 578a，578b )，但不鄰近所述第一邊緣。
19、 如權利要求10至18之一所述的照明系統，其中，所述第一濾波器區域(478a， 478b) #1設計為可在所述掃描方向(Y)中相對于所述光場可移動的子元件。
20、 如權利要求10至19之一所述的照明系統，其中，所述透射濾波器包括兩個第一濾波器區域(78a, 78b; 178a， 178b; 278a, 278b; 378a, 378b;378a，, 378b，; 478a， 478b; 578a， 578b),其中的每一個都具有垂直于所述掃描方向(Y)變化的透射率。
21、 如權利要求20所述的照明系統，其中，兩個第一濾波器區域(78a，78b; 178a， 178b; 278a， 278b; 378a, 378b; 378a，， 378b，； 478a， 478b;578a, 578b)的透射率的空間分布是相同的。
22、 如權利要求20或21所述的照明系統，其中，所述兩個第一濾波器區域(478a， 478b) ^皮設計為可沿所述掃描方向(Y)、相對于所述光場可移動的子元件。
23 、如權利要求1至9之一所述的照明系統，其中，所述照明系統具有兩個透射濾波器(666, 666，)，該兩個透射濾波器具有關于平行于所述掃描方向(Y)延伸的對稱軸(679)鏡像對稱的所述透射率的空間分布，以及所述透射濾波器通過奇數個光瞳平面(42， 60)彼此分離。
24、 如權利要求23所述的照明系統，其中，所述兩個透射濾波器布置在光學上彼此共軛的平面中。
25、 如權利要求23或24所述的照明系統，其中，所述兩個透射濾波器(666， 666，)的透射率垂直于所述掃描方向(Y)變化。
26、 如權利要求23至25之一所述的照明系統，其中，所述兩個透射濾波器(666， 666，)的透射率平行于所述掃描方向(Y)不變。
27、 如權利要求23至26之一所述的照明系統，其中，所述兩個透射濾波器(666， 666，)的透射率隨著距所述光軸(OA)的距離的增加、垂直于所述掃描方向(Y)非線性地減少。
28、 如權利要求23至27之一所述的照明系統，其中，所述兩個透射濾波器(666, 666，)具有所述透射率的相同的空間分布。
29、 如前述權利要求之一所述的照明系統，其中，所述透射濾波器具有第一濾波器區域(78a， 78b; 278a, 278b; 478a, 478b; 578a, 578b; 678;678，)，在其內部，所述透射率關于對稱平面(79， 579)鏡像對稱，所述對稱平面(79, 579)平行于所述掃描方向(Y)延伸以及其包含所述照明系統(12)的所述光軸(OA)。
30、 如權利要求29所述的照明系統，其中，所述濾波器區域(78a, 78b;478a, 478b; 578a， 578b; 678; 678，)中的所述透射率連續地變化。
31、 如權利要求29或30所述的照明系統，其中，所述透射率進一步關于另一對稱平面鏡像對稱，該另一對稱平面垂直于所述掃描方向(Y)延伸并平行于所述照明系統的所述光軸(OA)。
32、 校正照明角度分布具體地為光瞳橢圓率的方法，所述照明角度分布由微光刻投射曝光設備的照明系統(12)在所述掩模平面(58)中產生，所述方法包括下面的步驟垂直于所述照明系統(12)的光軸(OA)移動至少一個濾波器區域(478a，478b),其布置于所述照明系統的場平面(52、 58)以及光瞳平面(42、 60)之間。
33、 如權利要求32所述的方法，其中，所述移動是在所述照明角度分布的預設改變之后執行的。
34、 如權利要求33所述的方法，其中，沿所述照明系統(12)的所述光軸(OA)移動光學元件(44、 46)，以使得改變所述照明角度分布的預設。
35、 如權利要求33或34所述的方法，其中，在所述光束路徑中插入光柵元件(30)，以便改變所述照明角度分布的預設。
36、 微光刻投射曝光設備(10)，包括a) 多個光瞳平面(42、 60)，b) 多個場平面(52， 58),c) 兩個透射濾波器(666; 666，； 766， 766，； 866, 866，)，其中-所述透射濾波器(666; 666，； 766， 766，； 866， 866，)具有相同或者僅比例因數不同的透射率空間分布，-所述透射濾波器(666， 666，； 766， 766，; 866, 866，)；波此分離了—n個光瞳平面(42、 60)以及n+l或n-l個場平面(52, 58 )，其中n是奇數，或者—m個場平面(52， 58)以及m+l或m-l個光瞳平面(42、 60),其中，m是不同于零的偶數。
37、 如權利要求36所述的設備，其中，所述透射濾波器(666; 666，)4皮此分離了n個光瞳平面(60)以及n+l或n-l個場平面，其中n是奇數，以及其中，所述兩個透射濾波器(666; 666，)具有關于對稱平面(679)鏡像對稱的透射率空間分布。
38、 如權利要求36或37所述的設備，其中，所述透射濾波器(666; 666，)彼此分離了一個光瞳平面(60),該卑瞳平面(60)包含在將場闌(54)成像到掩模平面(58)上的物鏡(56)中。
39、 如權利要求36或37所述的設備，其中，所述透射濾波器(766， 766，；)866, 866，)僅由掩才莫平面(58)分離。
40、 如權利要求39所述的設備，包括支架(97)，其支持所述透射濾波器(866, 866，)以及要被成像的掩模(14)。
41、 如權利要求36至40之一所述的設備，其中，所述兩個透射濾波器(666; 666，； 766， 766，； 866, 866，)布置于平面中，在所述平面，朝向場平面中的點會聚的光束具有相等的直徑。
42、 如權利要求36至41之一所述的設備，其中，所述設備(10)被配置為，在曝光操作期間沿掃描方向(Y)移動掩模(14)。
43、 如權利要求42所述的設備，其中，所述兩個透射濾波器(666; 666，；766, 766，； 866, 866，)的透射率^l垂直于所述掃描方向(Y)變化。
44、 如權利要求42或43所述的設備，其中，所述兩個透射濾波器(666;666，)具有透射率空間分布，該透射率空間分布關于平行于所述掃描方向延伸的對稱軸(679)鏡像對稱。
45、 如權利要求43或44所述的設備，其中，所述兩個透射濾波器(666;666，; 766， 766，； 866， 866，)的透射率隨著距所述設備的光軸(OA)的距離增加，垂直于所述掃描方向(Y)非線性地減少。
46、 一種微光刻投射曝光設備(10)，包括a)多個光瞳平面(42、 60)，b) 多個場平面(52, 58)，c) 兩個透射濾波器(666; 666，； 766, 766，; 866， 866，)，其-具有透射率空間分布，其是這樣確定的，使得所述兩個透射濾波器的組合對兩束光的橢圓率具有不同的效應，但都不對遠心有影響，這兩束光穿過兩個透射濾波器(666; 666，； 766, 766，； 866， 866，)并朝場平面中的不同點會聚，以及所述透射濾波器-分離了畫-n個光瞳平面以及n+l或n-l個場平面，其中n是奇凄t，或者-m個場平面以及m+l或m-l個光瞳平面，其中，m是不同于零的偶數。
全文摘要
一種微光刻投射曝光設備的照明系統，包括至少一個透射濾波器(66；166；266；366；466；566；666；666’；766，766’；866，866’)，其在至少兩個位置處具有不同的透射率以及其布置于光瞳平面(42，60)與場平面(52、58)之間。確定所述透射率分布，使得其對橢圓率具有場依賴性的校正效應。在某些實施例中，遠心性和/或輻照均勻性不被該校正影響。
文檔編號G03F7/20GK101636695SQ200880003524
公開日2010年1月27日 申請日期2008年1月30日 優先權日2007年1月30日
發明者克里斯琴·赫蒂奇, 奧利弗·納特, 尼爾斯·迪克曼, 曼弗雷德·莫爾 申請人:卡爾蔡司Smt股份公司