CN101105638B - 产生不相干辐射的反射环路系统 - Google Patents

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Abstract

一种系统和方法用于从相干射束中形成不相干射束。系统包括辐射源和反射环路系统。辐射源产生相干或部分相干射束。反射环路系统接收该部分相干射束，并通过环路或备选通过不重叠环路反射该部分相干射束，以形成不相干射束。

Description

产生不相干辐射的反射环路系统
技术领域
本发明涉及辐射系统。
背景技术
光刻设备是一种将所需图案加到衬底上或部分衬底上的机器。光刻设备可例如用于平板显示器、集成电路(IC)以及涉及精密结构的其它装置的制造中。在常规设备中，图案形成装置可称其为掩模或原版，可用来产生对应于平板显示器(或其它装置)各层的电路图案。通过成像到衬底上提供的辐射敏感材料层(例如光刻胶)上，该图案可被转移到全部或部分衬底(例如玻璃板)上。
除电路图案外，图案形成装置可以用来产生其它图案，例如滤色图案或点矩阵。除掩模外，图案形成装置可包括图案形成阵列，它包括单独可控元件的阵列。与基于掩模的系统相比，在这种系统中图案可以更快和用更低的成本被改变。
平板显示器衬底通常是矩形的。设计来曝光这种类型衬底的光刻设备可以提供覆盖矩形衬底全部宽度或覆盖部分宽度(例如一半宽度)的曝光区域。衬底可在曝光区域下面被扫描，而掩模或原版则通过射束被同步扫描。这样，图案就被转移到衬底上。如果曝光区域覆盖衬底的全部宽度，则曝光可用单次扫描完成。如果曝光区域覆盖例如衬底的一半宽度，则可在第一次扫描后使衬底横向移动，且通常执行又一次扫描以曝光衬底的其余部分。
通常，光刻系统使用激光器作为辐射源来产生照射射束，例如相干照射射束或部分相干照射射束。在其通过光刻系统的运行期间，照射射束会可从光刻系统中的组件上反射，其可形成散射光。散射光可与照射射束干涉，导致图像中的散斑图案。散斑图案是不希望有的，因为它们会在衬底上形成的图案中引起误差。散斑图案可由于易受微小时间和空间波动的部分相干射束的干涉而引起。散斑图案有时称为(部分)相干照射射束的似噪声特征。由于要作射束的多个相干拷贝而使用增大角分布的元件时，也会引起散斑图案。当与射束的相干长度(例如横向和时间的)相比不同相干拷贝之间(例如射束的产生和射束的检测之间)的光路差很小时，射束的多个相干拷贝会相互干涉。
按照常规，散斑图案已通过使用放置在激光器后的衍射或折射光学元件得到补偿，这些元件用来从相干射束中形成不相干射束。这些元件有时称为“相干失败元件”。如上所述，不相干射束包括相干射束的多个拷贝。
通过相对照射射束移动光学元件可进一步减少散斑图案。光学元件的移动改变了对相干射束每个拷贝的相位分布，这就改变了对一组相干射束拷贝的散斑图案。通过积分(例如求和)所有的散斑图案，均匀光即产生。但是，需要有光学元件较大的移动才可基本上消除散斑图案。而且，通常这较大的移动必须在短时段内例如曝光时间内完成。在使用来自1000Hz激光器的30个脉冲的实例中，曝光时间可能为大约30μs。在该短时段内的较大移动会引起光刻系统中的大振荡，包括高加速度和冲击。高加速度和冲击会在光刻系统中引起问题。而且，由于通常有限的积分时间，例如大约每个脉冲50ns，几乎不可能相对射束足够移动光学元件以基本上消除散斑图案。
补偿散斑图案的另一方法是在每个曝光周期期间使用大量的激光器脉冲，例如60个激光器脉冲。每个激光器脉冲产生不同的散斑图案。因此，通过使用大量的激光器脉冲，散斑图案可以在一段时间内最终被平均掉。但是，最近的光刻系统已降低了在每个曝光周期期间激光器脉冲的数量，和/或已减少了每个激光器脉冲的时长。不幸的是，降低每个曝光周期期间的激光器脉冲数量会使平均效应不能发生。而且，在减少的激光器脉冲时长期间很难使光学元件移动可接受的量，以便允许对散斑图案进行补偿。
所以，所需要的是一种能产生具有均匀强度的不相干辐射的系统和方法。
发明内容
在本发明的一个实施例中，提供了一种系统，它包括辐射源和反射环路系统。辐射源产生相干或部分相干射束。反射环路系统配置成接收该至少部分相干射束，并通过环路、或备选通过不重叠环路反射该部分相干射束，以形成更加不相干的射束。
此外或备选，该系统可以是激光器。此外或备选，该系统可以是照射器。
此外或备选，两个或更多个反射环路系统可光学串联耦合。
此外或备选，该系统可位于光刻系统内，该光刻系统包括图案形成装置和投射系统。在此实例中，照射射束从不相干射束中形成。照射射束被引导为由图案形成装置形成图案，且投射系统将形成图案的射束投射到衬底上。
在另一实施例中，提供了一种装置制造方法。相干或部分相干射束通过环路、或备选通过不重叠环路被反射，以形成更加不相干的射束。照射射束从不相干射束中形成。使照射射束形成图案。将形成图案的照射射束投射到衬底的目标部分上。
以下参阅附图对本发明更多的实施例、特征和优点以及本发明各种实施例的结构和操作加以详细说明。
附图说明
结合在本文内并形成本说明书一部分的附图示出本发明的一个或多个实施例，并和说明书一起，进一步用于解释本发明的原理，以使所属有关领域的技术人员能够制作和使用本发明。
图1和2示出按照本发明各种实施例的光刻设备。
图3示出按照如图2所示的本发明一个实施例将图案转移到衬底上的模式。
图4示出按照本发明一个实施例的光学引擎布置。
图5、6和7示出按照本发明各种实施例的包括反射环路系统的各种辐射产生布置。
图8示出按照本发明一个实施例的反射环路系统，它包括第一反射环路系统和第二反射环路系统。
图9、10、11、12、13、14、15、16和17示出按照本发明各种实施例用于反射环路系统的各种配置。
图18以图形示出按照本发明一个实施例用于反射环路系统的入口和出口照射强度分布。
图19示出按照本发明一个实施例的方法流程图。
现参阅附图说明本发明的一个或多个实施例。在附图中，相同的参考编号可指示同样的或功能近似的元件。此外，参考编号最左边的数字可标识该参考编号第一次出现的附图。
具体实施方式
在一个或多个实施例中，一种系统和方法用来从(部分)相干射束中形成更加不相干的射束。系统包括辐射源和反射环路系统。辐射源产生相干或部分相干射束。反射环路系统接收该(部分)相干射束，并通过环路或备选通过不重叠环路反射该射束，以形成更加不相干的射束。在一个实例中，通过在此配置中产生不相干射束，没有照射射束的相干部分与照射的其它相干部分干涉，以致没有散斑产生。
在整个说明书中，相干激光束的处理同样适用于部分相干射束的处理，或反之亦然，诸如含有多种模式(例如横向和时间的)的射束。因此，本发明各种实施例的范围应被认为覆盖各种类型的射束。
虽然讨论了具体配置和布置，但应理解，这样做仅是为了说明的目的。所属领域的技术人员会认识到，在不背离本发明的精神和范围的前提下，其它的配置和布置也可使用。对所属领域的技术人员而言，显然本发明也可在多种其它应用中被采用。
图1示出本发明一个实施例的光刻设备1的示意图。该设备包括照射系统IL、图案形成装置PD、衬底台WT以及投射系统PS。照射系统(照射器)IL配置成调节辐射束B(例如UV辐射)。
图案形成装置PD(例如原版或掩模或单独可控元件阵列)调制该射束。一般来说，单独可控元件阵列的位置相对于投射系统PS是固定的。但也可改为将它连接到配置成按照某些参数准确定位单独可控元件阵列的定位器。
衬底台WT构建成支撑衬底(例如涂敷有光刻胶的衬底)W，并连接到配置成按照某些参数准确定位衬底的定位器PW。
投射系统(例如折射投射透镜系统)PS配置成将单独可控元件阵列所调制的辐射束投射到衬底W的目标部分C(例如包括一个或多个小片)上。
照射系统可包括各种类型的光学组件，诸如折射、反射、磁、电磁、静电或其它类型的光学组件，或它们的任何组合，用于引导、成形或控制辐射。
本文所用术语“图案形成装置”或“对比装置”应广义解释为是指可用于调制辐射束截面以便在衬底的目标部分创建图案的任何装置。这些装置可以是静态图案形成装置(例如掩模或原版)，或是动态(例如可编程元件阵列)图案形成装置。为简明起见，大部分本说明书是就动态图案形成装置而言，但应理解，在不背离本发明范围的前提下，静态图案形成装置也可使用。
应指出，赋予辐射束的图案可能并不精确对应于衬底目标部分中的所需图案，例如，如果图案包括相移特征或所谓的辅助特征的话。同样，在衬底上最终产生的图案可能并不对应于在单独可控元件阵列上任一瞬间所形成的图案。在以下布置中是这种情况：在衬底每个部分上形成的最终图案是在给定时段或给定曝光数建立的，在此期间在单独可控元件阵列上的图案和/或衬底的相对位置发生改变。
一般来说，在衬底目标部分上创建的图案将对应于在目标部分中正被创建的装置诸如集成电路或平板显示器中的特定功能层(例如平板显示器中的滤色层或平板显示器中的薄膜晶体管层)。这种图案形成装置的实例包括例如原版、可编程镜面阵列、激光器二极管阵列、发光二极管阵列、光栅光阀以及LCD阵列。
其图案可借助于电子部件(例如计算机)可编程的图案形成装置，诸如包括多个可编程元件的图案形成装置(例如前句中所述的除原版外的所有装置)，在本文中统称为“对比装置”。在一个实例中，图案形成装置包括至少10个可编程元件，例如至少100、至少1,000、至少10,000、至少100,000、至少1,000,000或至少10,000,000个可编程元件。
可编程镜面阵列可包括矩阵可寻址面，该表面具有粘弹性控制层和反射面。这种设备的基本原理在于：例如反射面的寻址区域将入射光反射为衍射光，而未寻址区域将入射光反射为非衍射光。使用适当的空间滤波器，可将非衍射光从反射的射束中滤除，仅留下衍射光到达衬底。用这种方式，射束就按照矩阵可寻址面的寻址图案形成图案。
应理解，作为备选方案，滤波器可滤除衍射光，而留下非衍射光到达衬底。
衍射光学MEMS装置(微机电系统装置)阵列也可以对应的方式使用。在一个实例中，衍射光学MEMS装置由多个反射带状物组成，它们可相对彼此变形以形成光栅，它将入射光反射为衍射光。
可编程镜面阵列的又一备选实例采用微小镜面的矩阵布置，通过施加适当的局部电场，或通过采用压电致动部件，可使每个微小镜面各绕轴倾斜。再一次，镜面为矩阵可寻址的，以致已寻址镜面以不同于未寻址镜面的方向反射入射的辐射束；以这种方式，反射的射束可按照矩阵可寻址镜面的寻址图案来形成图案。所需的矩阵寻址可使用适当的电子部件来执行。
另一实例PD是可编程LCD阵列。
光刻设备可包括一个或多个对比装置。例如，它可具有多个单独可控元件阵列，每个阵列相互独立受控。在这种布置中，一些或所有单独可控元件阵列可具有以下至少一项：公用照射系统(或部分照射系统)、用于单独可控元件阵列的公用支撑结构、和/或公用投射系统(或部分投射系统)。
在一个实例中，诸如图1所示的实施例中，衬底W具有基本上为圆形的形状，可选的是沿其部分外周有切口和/或扁平边缘。在一个实例中，衬底具有多边形状，例如矩形。
衬底具有基本圆形的实例包括衬底具有直径至少为25mm的实例，例如至少为50mm、至少为75mm、至少为100mm、至少为125mm、至少为150mm、至少为175mm、至少为200mm、至少为250mm、或至少为300mm。在一个实施例中，衬底具有的直径至多为500mm、至多为400mm、至多为350mm、至多为300mm、至多为250mm、至多为200mm、至多为150mm、至多为100mm、或至多为75mm。
衬底为多边形例如矩形的实例包括衬底的至少一边例如至少两边或至少三边具有的长度至少为5cm的实例，例如至少为25cm、至少为50cm、至少为100cm、至少为150cm、至少为200cm、或至少为250cm。
在一个实例中，衬底的至少一边具有的长度至多为1000cm，例如至多为750cm、至多为500cm、至多为350cm、至多为250cm、至多为150cm、或至多为75cm。
在一个实例中，衬底W是晶片，例如半导体晶片。在一个实例中，晶片材料从以下组中选择：Si、SiGe、SiGeC、SiC、Ge、GaAs、InP和InAs。晶片可以是：III/V族化合物半导体晶片、硅晶片、陶瓷衬底、玻璃衬底或塑料衬底。衬底可以是透明的(对人的肉眼)、彩色的、或没有颜色的。
衬底的厚度可各不相同，并在一定程度上可取决于例如衬底材料和/或衬底尺寸。在一个实例中，厚度至少为50μm，例如至少为100μm、至少为200μm、至少为300μm、至少为400μm、至少为500μm或至少为600μm。衬底的厚度至多为5000μm，例如至多为3500μm、至多为2500μm、至多为1750μm、至多为1250μm、至多为1000μm、至多为800μm、至多为600μm、至多为500μm、至多为400μm或至多为300μm。
本文提到的衬底可以例如在轨道(一种通常将一层光刻胶加到衬底上并显影曝光的光刻胶的工具)、计量工具和/或检验工具中在曝光之前或之后被处理。在一个实例中，将光刻胶层提供到衬底上。
本文所用的术语“投射系统”应广义解释为包括任何类型的投射系统，包括折射、反射、兼反射折射、磁、电磁和静电光学系统，或它们的任何组合，适合于所使用的曝光辐射、或其它因素，诸如使用浸液或使用真空等。在本文中任何使用术语“投射透镜”可认为与更通用的术语“投射系统”同义。
投射系统可将图案成像到单独可控元件阵列上，以使图案在衬底上相干形成。备选的是，投射系统可成像二次光源，单独可控元件阵列的元件则用作光闸。在这方面，投射系统可包括聚焦元件阵列，诸如微透镜阵列(称为MLA)或菲涅尔透镜阵列，例如以形成二次光源并将光点成像到衬底上。在一个实例中，聚焦元件阵列(例如MLA)包括至少10个聚焦元件，例如至少100个聚焦元件、至少1,000个聚焦元件、至少10,000个聚焦元件、至少100,000个聚焦元件或至少1,000,000个聚焦元件。在一个实例中，图案形成装置中的单独可控元件数等于或大于聚焦元件阵列中的聚焦元件数。在一个实例中，聚焦元件阵列中的一个或多个(例如1,000或更多个、绝大多数或大约每一个)聚焦元件可与单独可控元件阵列中的一个或多个单独可控元件光学相关联，例如与单独可控元件阵列中的两个或更多个单独可控元件光学相关联，诸如3个或更多个、5个或更多个、10个或更多个、20个或更多个、25个或更多个、35个或更多个、或50个或更多个。在一个实例中，MLA至少在朝向和远离衬底的方向上可移动(例如通过使用一个或多个致动器)。能够朝向和远离衬底移动MLA允许例如不必移动衬底而进行聚焦调整。
如本文图1和2中所示，该设备是反射型(例如采用单独可控元件的反射阵列)。备选的是，该设备可以是透射型(例如采用单独可控元件的透射阵列)。
光刻设备可以是具有两个(双级)或更多个衬底台的类型。在这种“多级”机器中，附加台可并行使用，或准备步骤可以在一个或多个台上进行，而一个或多个其它台正用于曝光。
光刻设备可以是以下类型：其中至少一部分衬底可被折射指数相对较高的“浸液”例如水覆盖，以便填充投射系统和衬底之间的空间。浸液也可应用于光刻设备中的其它空间，例如图案形成装置和投射系统之间的空间。浸渍技术在所属领域已众所周知，用于增大投射系统的数值孔径。在本文中使用的术语“浸渍”并不是指一个结构诸如衬底必须浸没在液体中，而只是指在曝光期间液体位于投射系统和衬底之间。
再次参阅图1，照射器IL接收来自辐射源SO的辐射束。在一个实例中，辐射源提供的辐射具有的波长至少为5nm，例如至少为10nm、至少为11-13nm、至少为50nm、至少为100nm、至少为150nm、至少为175nm、至少为200nm、至少为250nm、至少为275nm、至少为300nm、至少为325nm、至少为350nm、或至少为360nm。在一个实例中，辐射源SO提供的辐射具有的波长至多为450nm，例如至多为425nm、至多为375nm、至多为360nm、至多为325nm、至多为275nm、至多为250nm、至多为225nm、至多为200nm、或至多为175nm。在一个实例中，辐射具有的波长包括436nm、405nm、365nm、355nm、248nm、193nm、157nm和/或126nm。在一个实例中，辐射包括的波长在365nm左右或355nm左右。在一个实例中，辐射包括宽带波长，例如包括365、405和436nm。可以使用355nm的激光源。源和光刻设备可以是分离的实体，例如当源是准分子激光器时。在这种情况下，不认为源形成为光刻设备的一部分，且辐射束从源SO被传送到照射器IL是借助于射束传递系统BD，它包括例如适当的引导镜面和/或射束扩展器。在其它情况下，源可以是光刻设备的一个整体部分，例如当源是汞灯时。源SO和照射器IL必要时还有射束传递系统BD一起可称为辐射系统。
照射器IL可包括调整器AD，用于调整辐射束的角强度分布。一般来说，照射器光瞳平面中强度分布的至少外和/或内径向范围(通常分别称为σ-外和σ-内)可加以调整。此外，照射器IL可包括各种其它组件，诸如积分器IN和聚光器CO。照射器可用来调节辐射束，使其截面上具有所需的均匀度和强度分布。照射器IL或与其相关联的附加组件也可布置成将辐射束分成多个子射束，例如可以使每个子射束与单独可控元件阵列的一个或多个单独可控元件相关联。例如可用二维衍射光栅将辐射束分成子射束。在本说明书中，术语“辐射束”包括但不限于射束由多个这种辐射子射束组成的情况。
辐射束B入射到图案形成装置PD(例如单独可控元件阵列)上，并由图案形成装置调制。被图案形成装置PD反射后，辐射束B穿过投射系统PS，投射系统PS将射束聚焦到衬底W的目标部分C上。借助于定位器PW和位置传感器IF2(例如干涉仪装置、线性编码器、电容传感器等等)，衬底台WT可以精确移动，例如以便将不同的目标部分C定位在辐射束B的路径内。如果使用的话，用于单独可控元件阵列的定位部件可以用来例如在扫描期间相对于射束B的路径精确校正图案形成装置PD的位置。
在一个实例中，衬底台WT的移动是借助于长冲程模块(粗略定位)和短冲程模块(精细定位)来实现的，在图1中未明确示出。在另一实例中，可能没有短冲程级。类似的系统也可用来定位单独可控元件阵列。应理解，射束B可备选/附加为可移动的，而物体台和/或单独可控元件阵列可具有固定的位置，以提供所需的相对移动。这种布置有助于限制设备的大小。还有一备选方案，例如可应用在平板显示器的制造中，即：衬底台WT和投射系统PS的位置可以是固定的，而衬底W可被布置为相对衬底台WT移动。例如可为衬底台WT提供一个系统，用于以基本上恒定的速度在其上扫描衬底W。
如图1所示，辐射束B可通过分束器BS引导到图案形成装置PD上，分束器BS配置成使辐射最初由分束器反射并引导到图案形成装置PD上。应认识到，不使用分束器也可将辐射束B引向图案形成装置。在一个实例中，辐射束以0°和90°之间的角度被引向图案形成装置，例如5°和85°之间、15°和75°之间、25°和65°之间、或35°和55°之间(图1所示实施例为90°角)。图案形成装置PD调制辐射束B，并将其反射回分束器BS，后者将调制的射束透射到投射系统PS。但应理解，一些备选布置也可用来将辐射束B引导到图案形成装置PD，随继到投射系统PS。特别是，如果使用透射图案形成装置，则图1所示的布置可能就不需要。
图示设备可在几种模式中使用：
1.在步进模式，单独可控元件阵列和衬底保持基本上静止不动，而赋予辐射束的整个图案一次性被投射到目标部分C上(即单次静态曝光)。衬底台WT然后向X和/或Y方向移位，以使不同的目标部分C能被曝光。在步进模式，曝光场的最大尺寸限制着在单次静态曝光中成像的目标部分C的大小。
2.在扫描模式，单独可控元件阵列和衬底被同步扫描，而赋予辐射束的图案被投射到目标部分C上(即单次动态曝光)。衬底相对于单独可控元件阵列的速度和方向可由投射系统PS的(缩小)放大和图像反转特征来确定。在扫描模式，曝光场的最大尺寸限制着在单次动态曝光中目标部分的宽度(在非扫描方向上)，而扫描移动的长度确定了目标部分的高度(在扫描方向上)。
3.在脉冲模式，单独可控元件阵列保持基本上静止不动，并使用脉冲辐射源将整个图案投射到衬底W的目标部分C上。衬底台WT以基本恒定的速度移动，以使射束B在衬底W上扫描过一条线。单独可控元件阵列上的图案根据需要在辐射系统的脉冲之间被更新，且脉冲被定时以使随继的目标部分C在衬底W的所需位置处被曝光。于是，射束B可扫描过衬底W，以曝光一条衬底的完整图案。该过程反复进行，直到整个衬底W已逐线曝光为止。
4.连续扫描模式，与脉冲模式实质上相同，不同之处在于：以基本恒定的速度使衬底W相对已调制辐射束B被扫描，并且当射束B扫描过衬底W并使其曝光时，单独可控元件阵列上的图案被更新。基本上恒定的辐射源或与单独可控元件阵列上的图案更新同步的脉冲辐射源都可使用。
5.在像素网格成像模式中，这种模式可以使用图2的光刻设备来执行，在衬底W上形成的图案是通过随后曝光由光点发生器形成的光点实现的，这些光点被引导到图案形成装置PD上。曝光的光点具有基本上相同的形状。在衬底W上这些光点被基本上印制在网格中。在一个实例中，光点尺寸大于印制像素网格的节距，但比曝光光点网格小得多。通过改变所印制光点的强度，图案即可实现。在曝光闪烁之间，这些光点上的强度分布被改变。
也可采用上述使用模式的组合和/或变型或完全不同的使用模式。
在光刻工艺中，图案在衬底上的光刻胶层上被曝光。光刻胶然后被显影。随后，在衬底上执行附加的处理步骤。这些随后的处理步骤对衬底每个部分的影响取决于光刻胶的曝光。特别是，对这些过程进行调谐，以使接收的辐射剂量高于给定剂量阈值的衬底部分与接收的辐射剂量低于剂量阈值的衬底部分有不同的响应。例如，在蚀刻过程中，接收的辐射剂量高于阈值的衬底区域被显影的光刻胶层保护而不被蚀刻。但在曝光后的显影时，接收的辐射剂量低于阈值的光刻胶部分被去除，因而那些区域不受不被蚀刻的保护。于是，所需的图案可被蚀刻。特别是，将图案形成装置中的单独可控元件设置成，使发射到在图案特征内的衬底区域的辐射具有足够高的强度，以致在曝光期间该区域接收的辐射剂量高于剂量阈值。通过将对应的单独可控元件设置成提供零或显著较低的辐射强度，衬底上的其余区域接收的辐射剂量低于剂量阈值。
在实践中，即使单独可控元件被设置为在特征边界的一侧提供最大辐射强度并在另一侧提供最小辐射强度，在图案特征的边缘处辐射剂量也不会从给定最大剂量突然改变为零剂量。而是，由于衍射效应，辐射剂量等级在过渡区逐渐下降。由显影光刻胶最终形成的图案特征的边界位置由所接收的剂量降到辐射剂量阈值以下的位置来确定。通过设置向位于或接近于图案特征边界的衬底上的点提供辐射的单独可控元件，就可以更准确地控制辐射剂量在过渡区的下降分布图，从而控制图案特征边界的准确位置。这些不仅是对于最大或最小强度等级，也是对于最大和最小强度等级之间的强度等级。这一般称为“灰度定标”。
灰度定标对图案特征边界的位置提供了比在光刻系统中可能实现的更大控制，在光刻系统中由给定单独可控元件提供到衬底的辐射强度只能被设置为两个值(例如只是最大值和最小值)。在一个实施例中，至少三个不同的辐射强度值可以被投射到衬底上，例如至少4个辐射强度值、至少8个辐射强度值、至少16个辐射强度值、至少32个辐射强度值、至少64个辐射强度值、至少128个辐射强度值、或至少256个辐射强度值。
应理解，灰度定标可用于上述的附加或备选目的。例如，曝光后衬底的处理可以调谐，以使衬底区域有多于两种潜在的响应，取决于所接收的辐射剂量等级。例如，接收的辐射剂量低于第一阈值的衬底部分以第一方式响应；接收的辐射剂量高于第一阈值但低于第二阈值的衬底部分以第二方式响应；且接收的辐射剂量高于第二阈值的衬底部分以第三方式响应。因此，灰度定标可用来在具有多于两个期望剂量等级的衬底上提供辐射剂量分布图。在一个实施例中，辐射剂量分布图具有至少2个期望剂量等级，例如至少3个期望辐射剂量等级、至少4个期望辐射剂量等级、至少6个期望辐射剂量等级、或至少8个期望辐射剂量等级。
还应理解，辐射剂量分布图除了通过只是控制在衬底上每一点接收的辐射强度外，如上所述，还可通过其它方法加以控制。例如，在衬底上每一点所接收的辐射剂量可以备选或附加地通过控制该点的曝光时长加以控制。举又一实例，衬底上的每一点有可能在多次相继曝光中接收辐射。所以，每一点所接收的辐射剂量因此备选或附加地可通过使用多次相继曝光的所选子集来曝光该点而控制。
为了在衬底上形成所需图案，需要将图案形成装置中的每一个单独可控元件设置为在曝光过程期间每一阶段的必要状态。所以，代表这些必要状态的控制信号必须被发射到每一个单独可控元件。在一个实例中，光刻设备包括产生控制信号的控制器。要在衬底上形成的图案可以用矢量定义的格式，诸如GDSII，提供到光刻设备。为了将设计信息转换为每个单独可控元件的控制信号，控制器包括一个或多个数据操作装置，每个配置成在代表图案的数据流上执行处理步骤。数据操作装置可统称为“数据路径”。
数据路径的数据操作装置可配置成执行一个或多个以下功能：将基于矢量的设计信息转换为位图图案数据；将位图图案数据转换为所需的辐射剂量图(例如衬底上的所需辐射剂量分布图)；将所需的辐射剂量图转换为每个单独可控元件的所需辐射强度值；以及将每个单独可控元件的所需辐射强度值转换为对应的控制信号。
图2示出按照本发明的设备布置，它可用于例如平板显示器的制造。与图1所示组件对应的组件用相同的参考编号示出。而且，各种实施例的上述说明，例如衬底的各种配置、对比装置、MLA、辐射束等等，也仍然适用。
如图2所示，投射系统PS包括射束扩展器，它包括两个透镜L1、L2。第一透镜L1被布置成接收已调制辐射束B，并通过孔径光阑AS中的孔径将其聚焦。又一透镜AL可位于孔径中。辐射束B然后发散，并由第二透镜L2(例如场透镜)聚焦。
投射系统PS还包括透镜阵列MLA，布置成接收已扩展调制的辐射B。已调制辐射束B的不同部分，对应于图案形成装置PD中的一个或多个单独可控元件，穿过透镜阵列MLA中相应的不同透镜。每个透镜使已调制辐射束B的相应部分聚焦到位于衬底W上的一个点。用这种方式将辐射光点S的阵列曝光到衬底W上。应理解，虽然仅示出图示透镜阵列14的8个透镜，但该透镜阵列可包括成千上万个透镜(用作图案形成装置PD的单独可控元件阵列也是如此)。
图3的示意图示出按照本发明的一个实施例如何使用图2的系统产生衬底W上的图案。实心圆代表由投射系统PS中的透镜阵列MLA投射到衬底W上的光点S的阵列。当在衬底W上进行一系列曝光时，使衬底W相对投射系统PS向Y方向移动。空心圆代表衬底W上以前已曝光的曝光光点SE。如图所示，由投射系统PS中的透镜阵列投射到衬底上的每个光点使衬底W上的一行R曝光光点曝光。用于衬底的完整图案由每个光点S曝光的所有行R曝光光点SE的总和产生。这种布置一般称为“像素网格成像”，如上所述。
可以看出，辐射光点S阵列布置成相对衬底W成角度θ(衬底边缘平行于X和Y方向)。这样做以便当衬底向扫描方向(Y方向)移动时，每个辐射光点会通过衬底的不同区域，从而允许整个衬底被辐射光点阵列15所覆盖。在一个实例中，角度θ至多为20°、10°，例如，至多为5°、至多为3°、至多为1°、至多为0.5°、至多为0.25°、至多为0.10°、至多为0.05°、或至多为0.01°。在一个实例中，角度θ至少为0.001°。
图4的示意图示出按照本发明的一个实施例，如何使用多个光学引擎使整个平板显示器衬底W可在单次扫描中被曝光。在所示实例中，辐射光点S的8个阵列SA由8个光学引擎(未示出)产生，它们布置成“棋盘”配置中的两行R1、R2，以使辐射光点(例如图3中的光点S)一个阵列的边缘与辐射光点邻近阵列的边缘稍稍重叠(在扫描方向Y)。在一个实例中，光学引擎被布置成至少3行，例如4行或5行。这样，一个辐射带便在衬底W的宽度上延伸，允许在单次扫描中执行整个衬底的曝光。应理解，可以使用任何适合数量的光学引擎。在一个实例中，光学引擎的数量至少为1，例如至少为2、至少为4、至少为8、至少为10、至少为12、至少为14、或至少为17。在一个实例中，光学引擎的数量少于40，例如少于30或少于20。
每个光学引擎可包括分离的照射系统IL、图案形成装置PD以及投射系统PS，如上所述。但应理解，两个或更多个光学引擎可共享一个或多个照射系统、图案形成装置和投射系统中的至少一部分。
示范辐射产生布置
图5、6和7示出按照本发明各种实施例的包括反射环路系统的各种辐射产生布置。
图5示出按照本发明一个实施例的辐射系统500。辐射系统500包括辐射源SO、反射环路系统RL、以及照射器IL。源SO和反射环路系统RL的位置与照射器IL分离。例如，反射环路系统RL可用来代替图1和2中的射束传递系统BD，或包含在其中。
辐射源SO产生(部分)相干或相干辐射束502，使用反射环路系统RL使其形成为更加不相干的辐射束504。如以下结合图9-17的更详细讨论，反射环路系统RL允许有环路路径或不重叠的环路路径(例如通过反射环路系统RL的往返行程)，通过它们产生更不相干的射束504。在一个实例中，不相干射束504可以从在每个环路或往返行程(以下这两个术语将被认为可以互换并称作环路，除非另有说明)后对于一个或多个环路所产生的输出射束的求和特征中产生。此外，每个环路比部分相干射束502的时间相干长度更长，以致在反射环路系统RL内基本上不发生光的干涉。通过消除干涉，散斑图案即被消除。
应理解，反射环路系统RL可被认为是射束扩展器、延迟环路、场定义元件等等，取决于其在特定光学系统中的定位和应用，所属领域的技术人员在阅读和理解了本说明书后这是显而易见的。以下对这些并非详尽无遗的示范反射环路系统作更为详细的说明。
图6示出按照本发明一个实施例的辐射系统600。辐射系统600包括辐射源SO和照射器IL，辐射源SO包括辐射装置RD和反射环路系统RL。此外或备选，射束传递系统BD(未示出，但可参阅图1和2)也可包含在辐射系统600中，在辐射源SO和照射器IL之间。辐射系统600的功能类似于上述辐射系统500。一个不同之处在于：辐射源SO使用反射环路系统RL产生不相干辐射504。此外或备选，一些源SO的功能在前面，且一些在反射环路系统RL之后。
图7示出按照本发明一个实施例的辐射系统700。辐射系统700具有照射器IL，它包括辐射源SO和反射环路系统RL。此外或备选，从反射环路系统RL出来的光可被引导到光学组件上，或图案形成装置上(未示出，请参阅图1和2)。辐射系统700的功能类似于上述辐射系统500。此外或备选，一些照射器IL的功能在前面，且一些在反射环路系统RL之后。
备选或此外，在不背离本发明范围的前提下，辐射系统500、600和700可用于光刻设备的其它照射系统，即，除曝光照射系统之外，诸如对准照射系统或检测系统。
此外或备选，辐射系统500、600和700可用来代替要求形成不相干光束和/或更均匀光例如以便通过不允许散斑产生而基本上消除散斑图案的任何照射系统。
图8示出按照本发明一个实施例的反射环路系统RL，它包括第一反射环路系统RL1(例如上游系统)和第二反射环路系统RL2(例如下游系统)。此外或备选，光学组件可以用在第一和第二反射环路系统RL1和RL2之间。例如，这些光学组件可包括柱面透镜，用以光学耦合反射环路系统RL1和RL2。通过使用两个连续的反射环路系统RL1和RL2，来自辐射源SO的辐射可在第一和第二方向上混合。例如，该双环路布置可允许在X和Y两个方向上混合。
此外或备选，期望组合的相干长度小于时间相干长度，以使：
|n*L1-m*L2|＞Lcoherence
在此公式中，n和m分别为在第一和第二反射环路系统RL1和RL2中的往返行程数；n是小于或等于环路1中往返行程总数(N)的整数；m是小于或等于环路2中往返行程总数(M)的整数。L1和L2分别是第一和第二反射环路系统RL1和RL2的环路路径长度；Lcoherent是辐射源SO辐射例如至少部分相干辐射502的时间相干长度。此外或备选，如果使用附加反射环路系统，关系式可表示为：
|n*L1-m*L2±o*L3±p*L4±...|＞Lcoherence
此外或备选，按照本发明的另一实施例，可以使用一个或多个附加反射环路系统RLm(m＝1、2、3、...)，使它们光学串联耦合。每个反射环路系统RLm可接收来自上游反射环路系统RL的不相干辐射，并可允许该不相干辐射通过一个或多个环路或往返行程循环，以产生另一不相干辐射束。例如，如果有(Mx)个环路路径系统串联，则每个环路路径创建至少部分相干射束502的N个不相干拷贝。使用一系列反射环路系统RL实现的模式总数等于N^M，而不是在单一反射环路系统RL中产生拷贝时的N*M。在一些应用中，可能需要有串联耦合的反射环路系统RL，例如因为反射量用N*M定标，且透射用～Re^(N*M)定标(式中Re是每个反射环路系统中的反射装置的反射率百分比)。因此，在使用多个反射环路系统串联时，它们产生比一个大反射环路系统更高的辐射强度总透射。
例如，如果N＝2，每单个环路有4次反射，则透射等于：x+(1-x)*R^4，式中R等于一个镜面的反射系数(例如R～0.98％)，x等于通过第一时间的射束部分(例如x比50％小一点)，则可能需要下式成立：
x＝R^4/(1+R^4)＝0.4798
在这种情况下，0通过和第一次通过具有基本上相同的强度，且透射大约为96％。因此，放置4个反射环路系统串联得到84.8％的透射(0.96^4)和2^4＝16个至少部分相干射束502的不相干拷贝。
但是，备选方案是使用一个环路路径系统，在其中进行15+1次往返行程。这具有的透射为：
0.92^0/16+0.92^1/16+0.92^2/16+0.92^3/16+0.92^4/16+0.92^5/16+0.92^6/16+0.92^7/16+0.92^7/16+0.92^9/16+0.92^10/16+0.92^11/16+0.92^12/16+0.92^13/16+0.92^14/16+0.92^15/16+0.92^16/16＝58.4％.
因此，如果需要较高的射束强度总透射，则更需要使用串联耦合的反射环路系统，例如每个系统一个环路，而不是一个大反射环路系统产生所有环路。
示范反射环路系统配置
图9、10、11、12、13、14、15、16和17示出按照本发明各种实施例的各种反射环路系统RL。
第一示范反射环路系统配置
按照本发明的各种实施例，图9示出第一配置的反射环路系统RL9，而图10、11和12示出具有各种入口和出口位置的类似相应反射环路系统RL10、RL11和RL12。
参阅图9，反射环路系统RL9包括第一反射器910、第二反射器912、第三反射器914和第四反射器916。例如，每个反射器可以是但不限于镜面或其它类似的反射装置。第一反射器910是半径为R的曲面反射器。在一个实例中，反射环路系统RL9布置成反射环路系统RL9的焦距是第一反射器910的半径R的一半。第二、第三和第四反射器912、914和916分别是平面反射器。第二和第四反射器912和916分别可成0到90度之间的角度，例如45度，并与反射环路系统RL9的光瞳相关联，而第三反射器914与反射环路系统RL9的场相关联。通常，场是循环射束最集中之处，而光瞳是循环射束最少集中之处。反射环路系统RL内的任何地方都可被选择为场或光瞳平面。场和光瞳之间的关系是：一个位置的角度对应于另一个的位置(且反之亦然)。需要在一个镜面表面上选择场和光瞳之一或二者，以便使射束进出，但本发明不限于这些位置。在一个实例中，通过移动或倾斜第二和第四反射器912和916之一或二者，在第三镜面处的随后反弹就会在不同的位置。同样，通过移动或倾斜第三反射器914，在第二和第四反射器处的随后反弹就会在不同的位置。
此外或备选，第一镜面被分成两个镜面分段。在此实例中，此后每个镜面每个往返行程只被反弹一次。
此外或备选，相应的第一到第四反射器910-916可被布置成，允许通过反射环路系统RL9的环路路径大于至少部分相干辐射束502(该射束未具体示出，但可参阅图5、6、7和8)的时间相干长度。
此外或备选，相应的第一到第四反射器910-916中至少一个的反射面可以相对于相应第一到第四反射器910-916中其它的反射面倾斜，以允许“不重叠”的顺序环路。这种倾斜还可允许在每个环路后在反射环路系统RL9出口(该出口未具体示出，但可参阅图10、11和12)附近处射束路径的“走动”，以下详述。这种“走动”可允许在每个环路后部分射束从反射环路系统RL9中出来，且部分射束再次通过该环路反射。增大由射束形成的环路数可增大不相干射束504(该射束未具体示出，但可参阅图5、6、7和8)中的不相干性。
图10示出按照本发明一个实施例的反射环路系统RL10的入口位置1018，以箭头A表示，以及出口位置1020，以箭头B表示。在此实例中，在第三反射器914中形成一个开口或针孔1022，该开口1022用作出口1020。在各种实例中，针孔是指任何形状的孔。例如，形状可以是但不限于：圆形、方形、椭圆形、矩形、或任何自由形态的开口。由于反射环路路径系统沿一个主要方向(在所有附图中所画的平面内)工作，因此矩形开口是最合乎逻辑的选择。再者，使相应第一到第四反射器910、912、914和/或916的至少一个反射面相对于其它反射面倾斜或不对准，以使在每次往返行程或环路后不同部分的循环射束通过针孔1022透射，如下所述。
工作时，至少部分相干射束502在入口点1018进入反射环路系统，并依次从第二反射器912、第一反射器910、第三反射器914、第一反射器910、第四反射器916、第二反射器912和第一反射器910反射。在此最后反射之后，一部分循环射束从第三反射器914反射，并按上述顺序运行，而一部分循环射束通过在第三反射器914中针孔1020处的出口1022从反射环路系统RL10中出来，以形成不相干射束504。因此，如果不止一个环路被执行，则在每个环路后，一部分循环射束就会通过出口1020透射，以形成不相干射束504。
图11示出按照本发明一个实施例的反射环路系统RL11的入口位置1118，以箭头A表示，以及出口位置1120，以箭头B表示。在此实例中，在第三反射器914中形成一个开口或针孔1122，该开口1122用作入口位置1118。而且，在此实例中，使用反射装置1124，例如折叠镜面，使射束通过出口位置1120出耦合。在其它方面，与上述有关反射环路系统RL10工作相同的基本原理都适用。
工作时，至少部分相干射束502通过第三反射器914中的针孔1122进入反射环路系统RL11，并依次从第一反射器910、第二反射器912、第四反射器916、第一反射器910、第三反射器914、第一反射器910和第二反射器912反射。在最后从第二反射器912反射之后，一部分循环射束通过出口1120从反射器1124反射(出耦合)，以形成不相干射束504(该射束未示出)，而一部分循环射束沿光路径继续运行，以从第四反射器916反射，并再次按上述顺序运行。因此，如果不止一个环路被执行，则在每个环路后，一部分循环射束就会通过出口1120透射，以形成不相干射束504(该射束未示出)。
图12示出按照本发明一个实施例的反射环路系统RL12的入口位置1218，以箭头A表示，以及出口位置1220，以箭头B表示，该系统类似于图9的反射环路系统RL9。在此实例中，在第三反射器914中形成一个开口或针孔1222，该开口1222用作入口位置1218。而且，在此实例中，在第一反射器910中形成一个开口或针孔1226，它用作出口位置1220。在其它方面，与上述有关反射环路系统RL10和RL11工作相同的基本原理都适用。
工作时，至少部分相干射束502通过第三反射器914中的针孔1222进入反射环路系统RL12，并依次从第一反射器910、第二反射器912、第四反射器916、第一反射器910和第三反射器914反射。在从第三反射器914反射之后，一部分循环射束通过第一反射器910中的针孔1226透射，针孔1226用作出口1220，以形成不相干射束504(该射束未示出)，而一部分循环射束沿光路径继续运行，以从第一反射器910反射，并再次按上述顺序运行。因此，如果不止一个环路被执行，则在每个环路后，一部分循环射束就会通过出口1220透射，以形成不相干射束504(该射束未示出)。
在相应图10、11和12中反射环路系统RL10、RL11和RL12中的入口和出口的位置是从图9所示第一配置的反射环路系统RL9中的入口和出口的示范，而不是详尽无遗的。而且，应理解，可使用光学元件与任何示范性反射环路系统RL的入口和/或出口相邻，以允许辐射的入耦合(in-couple)和出耦合(out-couple)。
第二示范反射环路系统配置
按照本发明的各种实施例，图13、14、15、16和17示出具有各种入口和出口位置的第二配置的相应反射环路系统RL13到RL17。该第二配置，如反射环路系统RL13所示，包括第一和第二反射器1330和1332(例如曲面反射器)。如下所述，在一个实例中，第一和第二反射器1330和1332每一个可包括两个镜面分段。该第二配置导致每次往返行程反射环路系统RL具有两个场和两个光瞳。在一个实例中，光瞳和场位于相应第一和第二反射器1330和1332之间的区域中。备选的是，光瞳和场位于第一和第二反射器1330和1332的相应表面。在任一实例中，由于存在两个光瞳和场，因此入口和出口位置可以从这两个位置中选择。相应第一和第二反射器1330和1332中每个具有的曲率半径为R。反射环路系统RL13的焦距F可等于曲率半径R。
备选或此外，相应第一和第二反射器1330和/或1332之一或二者可具有可相对彼此移动的第一半和第二半或部分。基于这种移动，光瞳和场位于相应第一和第二反射器1330和1332的位置上，而不在反射器1330和1332之间。
此外或备选，相应第一和第二反射器1330和1332可布置成允许通过反射环路系统RL13的环路路径大于至少部分相干辐射束502(该射束未具体示出，但可参阅图5、6、7和8)的时间相干长度。
此外或备选，反射器1330或1332中至少一个的反射面或其一部分可相对反射器1330或1332中另一个的反射面或至少其一部分倾斜，以允许“不重叠”的顺序环路。例如，在不止一个环路被执行的实施例中，这种倾斜允许每个环路具有不同的路径。具有不同的路径允许随后的射束路径不相同或不重叠，这可用来减少循环射束之间干涉的可能性。例如，这可消除散斑。这种倾斜还可允许在每个环路后在反射环路系统RL13出口(该出口未具体示出，但可参阅图14、15、16和17)附近的射束路径的“走动”。这种“走动”可允许在每个环路后部分射束从反射环路系统RL13中出来，且部分射束再次通过该环路反射。增大由循环射束形成的环路数可增大不相干射束504(该射束未具体示出，但可参阅图5、6、7和8)中的不相干性。
图14和15分别示出按照本发明一个实施例的在反射环路系统RL14中的第一和第二环路路径。至少部分相干射束502通过第二反射器1332中的针孔或开口1434进入反射环路系统RL14，该开口1434也用作反射环路系统RL14的入口和出口。在此实例中，第一反射器1330包括第一半或部分1330A和第二半或部分1330B。第一部分1330A可相对第二部分1330B移动，以致其反射面相对于第二反射器1332的反射面不对准或倾斜，这就允许如上所述的“走动”。
在一个实例中，如图14中可见，在穿过入口1434后，至少部分相干射束502依次从第一反射器1330的第一半1330A、第二反射器1332、第一反射器1330的第二半1330B并返回第二反射器1332反射。箭头C示出基于第一反射器1330相对第二反射器1332的部分不对准或倾斜，在第一环路之后发生的“射束走动”。然后，如在图15中可见(图14的第一环路在图15中为虚线，第二环路在图15中为实线)，第二环路从以下各项的依次反射中形成：第二反射器1332、第一反射器1330的第一半1330A、第二反射器1332和第一反射器1330的第二半1330B。箭头D示出在第二环路之后的“射束走动”。如在图15的透视图中可见，射束走动是从右向左发生的。
如果有附加环路被执行，则在每个随后的环路之后，部分循环射束会通过出口1434透射，以形成不相干射束504(该射束未示出)。例如，在通过反射环路系统RL14循环之后，部分循环射束通过出口1434透射，且循环射束的其余部分从第二反射器1332反射，以再次按环路路径运行。
图16和17分别示出按照本发明一个实施例的在第二配置的反射环路系统RL16中的第一和第二环路路径。在该配置中，第一反射器1330中的开口或针孔1636用作入口和出口点。至少部分相干射束502通过第一反射器1330中的针孔1636进入反射环路系统RL16。在此实例中，第二反射器1332包括第一半或部分1332A和第二半或部分1332B。第一部分1332A可相对第二部分1332B移动。第一部分1332A的反射面可相对于第一反射器1330的反射面不对准或倾斜，这就允许如上所述的“走动”。
在一个实例中，如在图16中可见，在穿过入口1636后，至少部分相干射束502依次从第二反射器1332的第一半1332A、第一反射器1330、第二反射器1332的第二半1332B并返回第一反射器1330反射。箭头E示出基于第一反射器1330的反射面相对第二反射器1332的反射面的部分不对准或倾斜，在第一环路之后发生的“射束走动”。然后如图17中可见，第二环路从以下各项的依次反射中形成：第一反射器1330、第二反射器1332的第一半1332A、第一反射器1330和第二反射器1332的第二半1332B。箭头F示出在第二环路之后的“射束走动”。如图17的透视图中可见，射束走动是从左向右发生。
如果有附加环路被执行，则在每个随后环路之后，部分循环射束会通过出口1636透射，以形成不相干射束504(该射束未示出)。例如，在循环之后，部分循环射束通过出口1636透射，且循环射束的其余部分从第一反射器1330反射，以再次按环路路径运行。
反射环路系统的示范布置
在一个实例中，反射环路系统RL可基于以下关系式进行布置：
t p = sin ( f o F )
t f = sin ( x o F )
D = 2 · sin ( d i 2 ) · F D = N · x 0 ⇒ F = N · x 0 2 · sin ( d i 2 )
X = N · f o d o = sin ( X · F 2 ) f o = 2 · F · arcsin ( d o ) N
式中：
xi＝入口处的射束大小[mm]
di＝入口处的射束发散[mrad]
xo＝出口处的射束大小[mm]
do＝出口处的射束发散[mrad]
N＝往返行程数
F＝所用透镜的焦距[m]
D＝光瞳平面处的射束大小[m]
fo＝场开口[m]
X＝场平面处的射束大小[m]
tf＝场平面中的射束倾斜[rad]
tp＝光瞳平面中的射束倾斜[rad]
下表1示出了可用于示范反射环路系统RL的示范参数：
表1
  输入
  di   入发散   [mrad]   100
  Xi   入大小   [mm]   1
  do   出发散   [mrad]   50
  Xo   出场大小   [mm]   10
  N   N个往返行程   10
  输出
  F   焦距   [m]   1.00
  Fo   场开口   [mm]   5.00
  tf   场倾斜   [mrad]   10.00
  tp   光瞳倾斜   [mrad]   5.00
  其它
  环路长度   [m]   4
  总长度   [m]   40
  总时间   [ns]   133
  X   场镜面大小   [mm]   50
  D   光瞳处的射束   [mm]   100
从反射环路系统中输出照射的示范图形表示
图18以图形示出按照本发明一个实施例的来自反射环路系统RL(未示出)的入口和出口的照射强度分布。例如，任一上述讨论的反射环路系统都可用作该实施例的反射环路系统RL。在一个实例中，反射环路系统RL的入口将接收强度分布1800。每个环路或往返行程的反射环路系统RL的出口布置成选择从反射环路系统RL出来的光分布1804的不同部分1802。出口处的输出基本上是所有出口强度分布1806的总和，以使输出呈现均匀的强度分布图1808。在一个实例中，图形1806代表场，且图形1808代表光瞳。工作时，图形1806代表在第一往返行程后出口处的光强度分布。在每次往返行程后，图像向左移位一个分段，故光分布1804的下一部分1802从反射环路系统RL中出来。组合每次往返行程的强度分布图1806的总和1808的积分在每次或所有往返行程后确定，它合乎需要地是均匀的。
此外或备选，反射环路系统RL可起射束扩展器的作用。通过使入口窗口大于射束大小，射束的聚光本领(etendue)增大。射束的聚光本领定义为光的场分布和角分布的乘积。聚光本领的增大等于入口窗口大小除以入口射束大小。
此外或备选，反射环路系统RL可在曝光照射系统中起场定义元件的作用。在用作场定义元件时，光瞳内的反射环路系统RL点可真正不相干，以致不会引起散斑。因此，由于没有散斑产生，也就不需要减少散斑。例如，当用作场定义时，出口射束可以是从每次往返行程中出来的所有光的不相干总和(见图18)。
此外或备选，反射环路系统RL可用作脉冲展宽器。例如，当出口脉冲长度被展宽时，以致出口脉冲长度将等于入口脉冲长度+系统的总延迟(往返行程数*一次往返行程长度)。
示范性操作
图19示出按照本发明一个实施例的方法1900的流程图。例如，方法1900可使用任何一个系统500、600、700或800来执行，它们使用任何一个示范反射环路系统RL以及RL9到RL17，如上所述。
在步骤1902，相干或部分相干射束通过环路反射，以形成不相干射束。在步骤1904，照射射束从不相干射束中形成。在步骤1906，照射射束被形成图案。在步骤1908，形成图案的照射射束被投射到衬底的目标部分上。
虽然在此上下文中具体引用了光刻设备在制造具体装置(例如集成电路或平板显示器)中的使用，但应理解，本文所述的光刻设备可有其它应用。这些应用包括但不限于：制造集成电路、集成光学系统、用于磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头、微机电装置(MEMS)、发光二极管(LED)等等。而且，例如在平板显示器中，本设备可用来协助创建各种层，例如薄膜晶体管层和/或滤色层。
虽然以上已从光刻的角度具体引述了本发明实施例的使用，应理解本，发明可用于其它应用中，例如压印光刻，只要环境允许，且本发明不限于光刻。在压印光刻中，图案形成装置中的构形定义在衬底上创建的图案。图案形成装置的构形可以被压到在衬底上提供的光刻胶层中，然后通过施加电磁辐射、热、压力或它们的组合使光刻胶固化。在光刻胶固化之后，将图案形成装置从光刻胶中取出，在其中留下图案。
结论
虽然以上已对本发明的各种实施例作了说明，但应理解，它们仅是以举例的方式，而非以限制的方式提出。对于所属领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的前提下，显然可以作形式上和细节上的各种修改。因此，本发明的广度和范围不应受任何上述示范实施例的限制，而仅应按照以下权利要求以及它们的等效内容来定义。
应理解，具体实施方式部分，而不是发明内容和摘要部分，旨在用于解释这些权利要求。发明内容和摘要部分可阐述发明人所考虑的本发明的一个或多个实施例，但不是全部，因此不应以任何方式限制本发明及所附权利要求。

Claims (26)

1.一种光刻系统，包括：
辐射源，其产生相干或部分相干射束；以及
反射环路系统，其包括曲面第一反射装置，并配置成通过环路反射所述相干或部分相干射束，以形成更加不相干射束，
其中所述反射环路系统包括一个或多个另一反射装置，所述反射装置具有相对彼此倾斜的相应反射面，以便形成不重叠环路。
2.如权利要求1所述的光刻系统，其中所述一个或多个另一反射装置包括第二反射装置。
3.如权利要求2所述的光刻系统，其中第一和第二反射装置都是曲面的。
4.如权利要求2所述的光刻系统，其中第一和第二反射装置中的至少一个包括第一和第二部分，且第一和第二部分中的至少一个相对于第一和第二反射装置的相应反射面不对准。
5.如权利要求1所述的光刻系统，其中所述一个或多个另一反射装置包括第二到第四反射装置。
6.如权利要求5所述的光刻系统，其中四个反射装置包括三个平面反射装置和所述曲面第一反射装置。
7.如权利要求1所述的光刻系统，其中：
使用第一光学装置仗所述部分相干射束入耦合到所述反射环路系统中；以及
使用第二光学装置使所述更加不相干射束从所述反射环路系统中出耦合。
8.如权利要求1所述的光刻系统，其中所述反射环路系统包括场平面和光瞳平面。
9.如权利要求1所述的光刻系统，其中所述反射环路系统包括两个场平面和两个光瞳平面。
10.如权利要求1所述的光刻系统，其中所述相干或部分相干射束或所述更加不相干射束穿过所述反射环路系统中的针孔。
11.如权利要求1所述的光刻系统，其中所述反射环路系统还包括：
第二反射装置，与所述反射环路系统的场相关联；以及
第三反射装置，与所述反射环路系统的光瞳相关联，
其中基于第二和第三反射装置的相应反射面之间的不对准，改变所述场或所述光瞳的位置。
12.如权利要求1所述的光刻系统，其中所述反射环路系统配置成，在每个环路后，所述更加不相干射束的第一部分从所述反射环路系统透射，且所述更加不相干射束的其余部分沿所述环路中的另一环路被引导。
13.如权利要求1所述的光刻系统，其中：
所述更加不相干射束通过所述反射环路系统的光瞳或场中之一被透射；以及
所述相干或部分相干射束在所述反射环路系统的光瞳或场中的另一个被接收。
14.如权利要求1所述的光刻系统，还包括：
图案形成装置，其使所述更加不相干射束形成图案；以及
投射系统，其将所述更加不相干射束投射到衬底的目标部分上。
15.如权利要求14所述的光刻系统，还包括：
照射系统，其处理不相干射束，并将所述更加不相干射束引导到所述图案形成装置上。
16.如权利要求15所述的光刻系统，其中所述照射系统包括所述辐射源和所述反射环路系统。
17.如权利要求1所述的光刻系统，其中所述环路的路径长度大于所述部分相干射束的时间相干长度。
18.如权利要求1所述的光刻系统，还包括：
一个或多个附加反射环路系统，其配置成从上游反射环路系统接收相应的不相干射束，并通过环路反射更加不相干射束，以形成另一不相干射束。
19.一种光刻系统，包括：
照射系统，其产生辐射的照射射束，包括：
辐射源，其产生相干或部分相干射束，以及
反射环路系统，其包括曲面反射装置，所述反射回路系统配置成接收所述部分相干射束，并在环路中反射所述相干或部分相干射束以形成不相干射束；
图案形成装置，使所述辐射的照射射束形成图案；以及
投射系统，其将形成图案的射束投射到衬底的目标部分上；
其中所述反射环路系统包括所述反射装置以及一个或多个附加反射装置，这些反射装置具有相对彼此倾斜的相应反射面，以便形成不重叠的环路路径。
20.如权利要求19所述的光刻系统，其中所述反射环路系统配置成，在每个环路后，不相干射束的第一部分从所述反射环路系统被透射，且不相干射束的其余部分沿所述环路中的另一环路被引导。
21.一种装置制造方法，包括：
(a)使用曲面反射装置通过环路反射相干或部分相干射束，以形成不相干射束；
(b)从不相干射束中形成照射射束；
(c)使所述照射射束形成图案；以及
(d)将形成图案的照射射束投射到衬底的目标部分上；
其中步骤(a)包括使反射装置的相应反射面相对彼此倾斜，以形成不重叠的环路路径。
22.如权利要求21所述的方法，其中在每个环路后，不相干射束的第一部分被形成在步骤(b)中所用的所述照射射束，且不相干射束的其余部分沿所述环路中的另一环路被引导。
23.一种输出不相干输出射束的激光器，包括：
辐射源，其产生相干或部分相干射束；以及
反射环路系统，包括曲面反射装置，并配置成接收所述部分相干射束，并通过环路反射所述部分相干射束以形成不相干输出射束，
其中所述反射环路系统包括所述反射装置以及一个或多个附加反射装置，这些反射装置具有相对彼此倾斜的相应反射面，以便形成不重叠的环路路径。
24.如权利要求23所述的激光器，其中所述反射环路系统配置成，在每个环路后，不相干射束的第一部分从所述反射环路系统被透射，且不相干射束的其余部分沿所述环路中的另一环路被引导。
25.一种输出不相干照射射束的照射器，包括：
辐射源，其产生相干或部分相干射束；以及
反射环路系统，包括曲面反射装置，并配置成接收所述部分相干射束，并通过环路反射所述部分相干射束以形成不相干照射射束；
其中所述反射环路系统包括所述反射装置以及一个或多个附加反射装置，这些反射装置具有相对彼此倾斜的相应反射面，以便形成不重叠的环路路径。
26.如权利要求25所述的照射器，其中所述反射环路系统配置成，在每个环路后，不相干射束的第一部分从所述反射环路系统被透射，且不相干射束的其余部分沿所述环路中的另一环路被引导。
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