CN101669071A - 微光刻曝光装置中照明掩模的照明系统 - Google Patents

Abstract

一种在微光刻曝光装置(10)中照明掩模的照明系统，其具有光轴(60；460)以及光瞳表面(70；470)。该系统包括诸如镜(M_ij)的反射或透明光束偏转元件的光束偏转阵列(46；446)。其中每一偏转元件(M_ij)适配成将打入光线以响应于控制信号可变的偏转角偏转。光束偏转元件(M_ij)布置在第一平面(40；440)中。该系统还包括具有多个微透镜和/或衍射结构的光学光栅元件(34；434)。布置在第一平面(40；440)中的光束偏转元件(M_ij)和布置在第二平面(34；434)中的光学光栅元件(34；434)共同产生两维远场强度分布(C)。光学成像系统(40，41；440，441)光学上共轭第一平面(40；440)到第二平面(34；434)。

Description

微光刻曝光装置中照明掩模的照明系统

相关申请的交叉引用

本申请要求均于2007年4月25日提交的美国临时申请No.60/913,962和60/913,956在35 U.S.C 119下的权益。

技术领域

本发明总体涉及微光刻曝光装置中照明掩模的照明系统。更具体而言，本发明涉及包括反射元件阵列的这样的照明系统，其可以被实现为微机电系统(microelectro-mechanical system MEMS)，具体地为数字微镜装置(digitalmicromirror device DMD)。

背景技术

微光刻(也称作光学光刻或仅称作光刻)是用于制作集成电路、液晶显示器和其它的微结构装置的技术。更具体地，与蚀刻工艺相结合的微光刻的工艺用于构图形成于基底(例如，硅晶片)上的薄膜叠层中的特征。当制作每一层时，首先将晶片涂覆上对诸如深紫外(DUV)光的辐射敏感的光致抗蚀剂材料。之后，在上部具有光致抗蚀剂材料的晶片被投射曝光装置中的投射光曝光。该装置将具有图案的掩模投射到光致抗蚀剂材料上从而后者仅在由掩模图案确定的特定位置处曝光。此后，在光致抗蚀剂材料曝光之后对其进行显影，用于产生与掩模图案对应的图像。蚀刻工艺接着将图案传递到晶片上的薄模层叠体。最后，去除光致抗蚀剂材料。使用不同的掩模重复该工艺产生经多层化的微结构部件。

投射曝光装置典型地包括照明掩模的照明系统、对准掩模的掩模台、投射物镜以及对准涂覆有光致抗蚀剂材料的晶片的晶片对准台。照明系统照明掩模上例如可以具有延长的矩形狭缝形状的区域。

现有的投射曝光装置中，可以在两种不同类型的装置之间做出区别。在一种类型中，通过一次就将整个掩模图案曝光到目标部分上；这样的装置通常称为晶片步进曝光器。在常被称作为步进-扫描设备或扫描器的另一种类型的装置中，通过以给定的基准方向在投射光束下逐渐地扫描掩模图案而同步地平行于或反平行于该方向扫描晶片台来辐照每一目标部分。晶片和掩模的速度比等于投射物镜的放大率，其通常小于1，例如1∶4。

将理解到，术语“掩模”(或掩模母版)可以广义地解释为成构图(patterning)装置。通常使用的掩模包含可透射的或可反射的图案，且可以例如是二元、交替相移、衰减相移或各种混合掩模类型。然而，也存在主动掩模，例如，为实现为可编程镜阵列的掩模。这样的装置的示例是具有粘弹性(viscoelastic)控制层和反射表面的可寻址矩阵表面。例如，从US5,296,891、US 5,523,193、US 6,285,488 B1，US 6,515,257 B1和WO2005/096098A2，可以收集有关这些镜阵列的更多信息。另外，如在US5,229,872中所述，可编程LCD阵列可以用作主动掩模。为了简单起见，该文本的剩余部分具体地涉及包括掩模和掩模台的装置；然而，在这样的装置中所讨论的总体原则应当被视为如上所阐述的构图装置的较广泛的含义。

随着制造微结构装置的技术的发展，对照明系统的需求也在不断地增加。理想上，照明系统使用具有良好限定的辐照和角度分布的投射光照明掩模上被照明区域的每一个点。术语“角度分布”描述了向掩模平面中特定点会聚的光束的总体光能量如何在沿构成光束的光线传播的各种方向中分布。

打到掩模上的投射光的角度分布通常适于要投射到光致抗蚀剂材料上的图案的类型。例如，相对大尺寸的特征可能需要不同于小尺寸特征的角度分布。最常用的投射光的角度分布被称为传统的环状、偶极或四极照明设置。这些术语指称照明系统的光瞳表面中的辐照分布。例如，就环状照明设置而言，仅光瞳表面中的环状区域被照明。因此，在投射光的角度分布中仅存在小范围的角度，且所有光线从而以相似的角度倾斜地打到掩模上。

已知本领域中不同的手段来改变掩模平面中的投射光的角度分布，从而获得期望的照明设置。在最简单的情形中，包括一个或多个开口的光阑(光圈)放置与照明系统的光瞳表面。由于光瞳表面的位置转换成诸如掩模平面的傅立叶相关场平面中的角度，所以光瞳表面中的开口的尺寸、形状和位置确定掩模平面中的角度分布。然而，照明设置的任何改变需要替换光阑。这使得难于最终调整照明设置，因为这可能需要具有略微不同的尺寸、形状和位置的装置的非常大量的光阑。

因此，许多常用的照明系统包括至少在某一程度上可能实现该可调整元件以连续地改变光瞳表面的照明。常规地，包括变焦物镜和一对轴锥体元件的变焦轴锥体系统被用于此目的。轴锥体元件是在其一侧具有圆锥面而相反一侧通常是平面的折射透镜。通过提供一对这样的元件：一个具有凸圆锥面而另一个具有互补的凹圆锥面，可以径向地移动光能量。该移动取决于轴锥元件之间距离。变焦物镜使得可以改变光瞳表面上被照明区域的尺寸。

然而，利用这样的变焦轴锥体系统，仅能够产生常规的和环状的照明设置。对于例如偶极或四极照明设置的其它的照明设置，需要额外的光阑或光学光栅元件。光学光栅元件对于其表面中的每一个点产生在远场中对应于特定被照明区域的角度分布。这样的光学光栅元件常常实现为衍射光学元件，且更具体地为计算机生成全息图(CGH)。通过将这样的元件布置在光瞳表面前且在其之间布置聚光透镜，可以在光瞳表面中产生几乎任何任意的强度分布。额外的变焦轴锥体系统使得可以以有限的程度改变由光学光栅元件产生的照明分布。

然而，变焦轴锥体系统仅提供照明设置的有限的调整度。例如，其可以使得仅四极照明设置的四个极中的一个极沿任意方向错位。为此，必须使用另一光学光栅元件，其特别设计用于光瞳表面中的该特定强度分布。这样的光学光栅元件的设计、生产和运输是消耗时间且昂贵的过程，且因此具有较少的灵活性来使得光瞳表面中的光强度分布适于投射曝光装置的操作者的需要。

为了增加在掩模平面中产生不同角度分布的灵活性，已经建议利用照明光瞳表面的镜阵列。

在EP 1 262 836 A1中，镜阵列实现为包括多于1000个的微反射镜的微机电系统(MEMS)。每一镜可以在彼此垂直的两个不同的平面中倾斜。因此，在这样的镜装置上的入射辐照能够(基本上)反射成任一期望的半球方向。布置在镜阵列和光瞳表面之间的聚光透镜将由镜产生的反射角转换成光瞳表面中的位置。该已知的照明系统使得可以用多个圆点照明光瞳表面，其中每一点与一个特定微反射镜相关并且通过倾斜该镜可自由地移动横越光瞳表面。

从诸如US 2006/0087634 A1和US 7,061,582 B2的其它的专利文档中可知相似的照明系统。

WO 2005/026843 A2公开了一种照明系统，其中衍射光学元件布置在镜阵列与照明系统的光瞳表面之间的光束路径中。该衍射光学元件产生叠加在由镜阵列的多个镜产生的角度分布上的额外的角度分布。光瞳表面中的强度分布则可以描述为镜阵列产生的强度分布与该衍射光学元件产生的强度分布的卷积。

设计衍射光学元件产生的角度分布，以便其符合后续的形成为蝇眼透镜的光学积分器的通道的几何形状。这避免了镜阵列仅部分地照明通道。衍射光学元件从而产生相同的角度分布，而与光束通过该元件的位置无关。

在WO 2005/026843 A2中描述的另一实施例中，镜阵列的多个镜支持衍射光学结构或具有相当效应的结构。可以设计镜，以使得它们产生例如能够由多个不必须共轭的光点组成的基本分布。通过倾斜单个反射镜，光点的布置能够在光瞳表面上移动。在另一实施例中，镜表面被弯曲，但不支持衍射结构。单个镜的曲率影响在光瞳表面上由每一单个镜产生的光点的大小。

已知的包括反射阵列的照明系统需要非常多的反射元件用于获得期望的照明设置可变性。如果反射元件的数量太少，则光瞳表面中仅非常粗糙的照明区域的图案是可能的。例如，如果反射元件在光瞳表面中产生圆形斑点，则照明光瞳表面中较大的连续区域是不可能的。如果镜元件与如从前述WO2005/026843 A2中已知的衍射光学元件相结合，则照明的区域可以是连续的，但却难于近似照明区域的例如圆形的曲线周边。利用非常大量的镜元件，例如超过10000个，光斑足以小到照明光瞳表面中具有任意周边的拟连续的较大区域。然而，这样的阵列的生产和可靠性还未能符合要求，并且即使可以克服其余的技术问题，这样的阵列明显是极其昂贵的。

发明内容

因此，一个目的在于提供改进的照明系统，以在微光刻投影曝光装置中照明掩膜。照明系统将包括反射元件阵列(或具有相似效应的装置)，其还具有进一步改进的可变性而不需要增加反射元件的数量。

依照本发明的第一方面，该目的通过包括光轴、光瞳表面和反射或透明光束偏转元件的光束偏转阵列的照明系统来实现。光束偏转阵列中的每一偏转元件适于将打入光束偏转一响应于控制信号可变的偏转角。偏转元件布置在第一平面中。照明系统还包括光学光栅元件，其包括多个微透镜和/或衍射结构且布置在第二平面中。光束偏转阵列和光学光栅元件在光瞳表面中共同产生两维强度分布。依照本发明，照明系统还包括使第一平面与第二平面光学共轭的光学成像系统。

作为第一平面与第二平面之间的共轭结果，光瞳表面中的两维强度分布是光束偏转阵列产生的远场强度分布与光学光栅元件产生的远场强度分布的卷积。然而，与从WO 2005/026843 A2中已知的现有技术的照明系统不同，依照本发明的该方面的照明系统确保光束偏转阵列上的位置与光学光栅元件上的位置之间毫无疑义的一对一的关系。

例如，如果假设第二平面是物平面以及第一平面是光学成像系统的像平面，这意味着打到光学光栅元件的特定位置上的全部光线也打到光束偏转阵列的特定偏转元件的相同位置上。这使得可能设置光学光栅元件的对应于特定偏转元件的位置，以便其理想地适配于该特定偏转元件。这样的适配可能涉及允许到达特定偏转元件的光量或如果光学光栅元件具有偏振效应的话则可能涉及其偏振态。

然而，该光学共轭可能的最有利的效应在于光学光栅元件可以包括多个域(zone)，其中通过由光学成像系统产生的光学共轭，每一域与光束偏转阵列的至少一个偏转元件相关联。至少两个域可以产生不同的远场强度分布。如果又假设光束偏转阵列布置在光学光栅元件和光瞳表面之间，这意味着不同的偏转元件产生由相关联的域所确定的不同的远场强度分布。通过响应于控制信号而改变偏转元件的偏转角，则可以在该光瞳表面移动该远场强度分布。

由光学光栅元件产生的不同的远场强度分布可以接着与光瞳表面中的不同配置相结合，从而可以产生各种不同配置。通过适当地选择由光学光栅元件的域产生的不同的远场强度分布，利用很小数量的例如小于100个或甚至小于50个的偏转元件，可以在光瞳表面中产生各种不同远场强度分布。

作为必然的结果，如果光学光栅元件布置在光束偏转阵列与光瞳表面之间，则也是如此。在这种情况中，第一平面是物平面而第二平面是光学成像系统的像平面。光学光栅元件的域仅由布置在与域的区域光学共轭的区域中的该或那些偏转元件照明。通过改变特定偏转元件的反射角，可以改变打到相关联的域上的光线的方向。由特定域和相关的(多个)偏转元件的结合所产生的总角度分布能够也描述为域产生的远场强度分布与偏转元件产生的远场强度分布的卷积。

如果多个偏转元件照明产生指定的角度分布的单个域，则简单地通过改变所考虑的偏转元件的偏转角，多个相同的远场强度分布可以自由地布置在光瞳表面中。

每一个或某些偏转元件可以适配成“开启”状态或“关断”状态。“开启”状态特征在于偏转的光束在预定位置处通过光瞳表面。“关断”状态特征在于偏转的光束不通过光瞳表面。这样的数字反射阵列通常具有较简单的机械结构。

如果多于一个的偏转元件与产生特定远场强度分布的单个域相关联，则这样的数字光束偏转阵列还使得可以改变该分布的总体强度。在由域产生的远场中的总体强度可以接着通过简单地切换与各个域相关联的期望数量的偏转元件开启或关断来改变。

光束偏转元件可以配置为能够以在其间形成角度的两个倾斜轴来倾斜的多个镜。在另一实施例中，光束偏转元件是透射的电光或声光元件。

依照另一方面，提供在照明微光刻曝光装置中用于照明掩模的照明系统，其包括反射或透明光束偏转元件的光束偏转阵列。每一光束偏转元件配置为将打入光线以响应于控制信号可变的偏转角偏转。至少一个偏转元件以非旋转对称方式弯曲且/或支持产生非旋转对称远场强度分布的衍射结构。依照本发明的该方面，安装至少一个光束偏转元件，以便其具有三个旋转自由度。

除了两个通常正交倾斜轴，也可以通过优选地至少大体上垂直于光束偏转元件的光学表面延伸的旋转轴来旋转光束偏转元件(例如镜表面，如果光束偏转元件是镜)。如果光束偏转元件是电光或声光元件或其它的透射元件，则额外的旋转轴可以至少大体上垂直于该光出射表面。

附图说明

本发明的各种特征及优势可以通过下面结合附图的具体描述而更容易来理解，其中：

图1是依照本发明的投影曝光设备的透视且经相当简化的图；

图2是通过包含在图1所示的投影曝光设备中的照明系统的子午截面；

图3是包含在图2的照明系统中的镜阵列的透视图；

图4是通过图3的镜阵列的横截面；

图5a至5c是示出由光学光栅元件的域和镜元件产生的远场强度分布的卷积的示意图；

图6至图10是示出由光学光栅元件和镜阵列的不同配置产生的不同的远场强度分布的卷积的示意图；

图11和图12是与图6相类似的但针对不同光学光栅元件的示意图；

图13是与图6相类似的但针对另一光学光栅元件的示意图；

图14至16示出利用图13所示的光学光栅元件但利用不同的镜阵列配置所获得的总远场强度分布；

图17是通过依照本发明的另一实施例的照明系统的子午截面；

图18是包含在图17的照明系统中的光学光栅元件上的俯视图，以及光瞳表面的示意图示；

图19是可以包含在图17的照明系统中的不同的光学光栅元件的俯视图；

图20是通过依照本发明的另一方面的照明系统的子午截面；

图21是用于图20的照明系统中的镜阵列的透视图，该镜阵列包括支持衍射结构的多个镜；

图22示出由图21所示的镜阵列支持的衍射结构所产生的远场强度分布；

图23是用于图20所示的照明系统中的镜阵列的透视图，该镜阵列包括支持衍射结构且具有三个旋转自由度的镜；

图24a和24b是图23所示的阵列中的在两个不同旋转位置上的单个镜元件的透视图；

图25示出由图23所示的镜阵列支持的衍射结构所产生的远场强度分布，其中镜布置在第一旋转位置处；

图26示出利用布置在图25所示的第一旋转位置处的镜所获得的总远场强度分布(偶极设置)；

图27是与图25相似的图示，其中镜布置在第二旋转位置处；以及

图28示出利用布置在图27所示的第二旋转位置处的镜所获得的总远场强度分布(环形设置)。

具体实施方式

1、投影曝光设备的总体结构

图1是在集成电路及其他微结构部件的制造中所使用的投影曝光设备的透视及高度简化图。该投影曝光设备包括照明系统，该照明系统包含产生投射光的光源的12以及将该投射光转换成具有仔细定义的特性的投射光束的照明光学部件。投射光束照明包含最小结构18的掩模16上的区域14，照明区域14具有近似环带形状。然而，也可以考虑例如矩形的照明区域14的其它形状。

投射物镜20将照明区域14中的结构18成像到施加到基底24的光敏层22上，例如光致抗蚀剂材料。可以由硅晶片形成的基底24布置在晶片台(未示出)上，从而光敏层22的上表面精确位于投射物镜20的像平面中。掩模16通过掩模台(未示出)定位在投射物镜20的物平面中。由于投射物镜20具有例如1∶4的小于1的放大率，所以在光敏层22上形成照明区域14中的结构18的缩小像14’。

2、照明系统的总体结构

图2是通过图1所示的照明系统12的第一实施例的更具体的子午截面。为了简洁起见，图2的图示是相当简化的且未按比例。这特定地意味不同的光学单元仅由非常少的光学元件来表示。实际中，这些单元可以包括显著更多的透镜和其它的光学元件。

照明系统12包括壳体28和光源(即，在所示本实施例中实现为受激准分子激光器30)。受激准分子激光器30发射波长约为193nm的投射光。也可以考虑其它类型的光源和例如248nm或157nm的其它波长。

在所示的实施例中，受激准分子激光器30发射的投射光进入扩束单元32，在扩束单元中，扩展光束而不改变其几何光通量。如图2所示的扩束单元32可以包括数个透镜或可以实现为镜阵列。在通过扩束单元32之后，投射光打到光学光栅单元34上，其可替换地容纳在替换支架35中。

如下参考图6将进一步更具体描述的，光学光栅单元34包括多个相邻域Z_ij，在所示的实施例中，该多个相邻域Z_ij在光学光栅元件34所延展的平面中形成矩形格栅状阵列。每一域Z_ij包含在远场中产生仔细设计的强度分布的衍射光学元件。在远场中，观察到由衍射光学元件产生的强度分布的距离与包含在该元件中的衍射结构的典型宽度相比大。在该情况中，远场强度分布是由描述衍射结构的几何形状的幅度函数的傅立叶变化给出的。由于该原因，借助于适当的衍射光学元件，几乎可以设计任意期望的远场强度分布。该衍射光学元件具有由期望的远场强度分布的逆傅立叶变化所给出的幅度函数。该类型的衍射光学元件常被称作“计算机生成全息图”(CGH)并且已经可从各种各样的光学技术提供者得到。

可替换地，光学光栅元件34的域Z_ij可以包括例如球形、非球形、柱形或棱镜微透镜的多种微透镜。球形和柱形微透镜例如产生分别具有圆盘或矩形条的几何形状的远场强度分布。

光学光栅元件34延展的平面是光学成像系统38的物平面36，在图2的简化图中，该光学成像系统由两个正透镜40和41来表示。光学成像系统38将物平面36成像到像平面40，从而获得物平面36和像平面40之间的光学共轭。因此，从物平面36中特定物点发散的每一光束会聚到像平面40中相关联的像点。在图2中，这由代表从物面36的轴上点出射的光束的边缘光线的点线MR来指示。

在该具体实施例中，光学成像系统38包含减少照明系统12的总长的平面折叠镜42。折叠镜42布置在光瞳平面44中，从而在折叠镜42上形成由光学光栅元件34的域Z_ij产生的远场分布。然而，可以完全舍弃折叠镜42或者其也可以布置在光学成像系统38的光瞳平面外。

在光学成像系统38的像平面40中，布置镜阵列46。如下面将更具体描述的，镜阵列46包括多个能够以两个优选彼此垂直对准的倾斜轴彼此独立地倾斜的小的单独镜单元M_ij。镜单元M_ij的总数优选小于100个且更优选为小于50个。镜元件M_ij的反射面是平面，以及如果期望额外的反射能力也可以沿至少一个方向弯曲。例如，如果曲率被限制在仅一个方向上，则镜元件M_ij可以配置为凸的或凹的柱面镜。如果沿两个方向弯曲镜元件M_ij，则曲率可以是旋转对阵或非旋转对称的。在后一种情况中，镜元件M_ij可以具有变形的反射能力。如果镜元件M_ij的曲率能够利用适当的操纵器来改变，则是特别有利的。

单个镜元件M_ij的倾斜运动可以由连接到照明系统12的总体系统控制52的镜控制单元50来控制。用于设置期望的镜元件M_ij的倾斜角的操纵器从镜控制单元50接收控制信号，从而每一单个的镜元件M_ij能够将入射的光束以一响应于该控制信号的可变的反射角反射。在所示的实施例中，存在倾斜角的连续范围，以及因此存在可以设置单个镜元件M_ij处的反射角的连续范围。在另一实施例中，配置操纵器，从而仅可是设置有限数量的离散的倾斜角。下面进一步描述仅具有两个不同倾斜角的实施例。

图3示出包括8×8＝64个的镜元件M_ij的镜阵列46的透视图。打到镜阵列46的平行光束54a根据镜元件M_ij的倾斜角被反射到不同的方向。在该示意表示中，假设特定镜元件M₃₅关于两个倾斜轴56、58相关于另一镜元件M₇₇倾斜，从而分别由镜元件M₃₅、M₇₇反射的光束54b、54b’被反射到不同的方向。

图4的剖面图示出在YZ平面中，如何通过多个相邻的镜元件M_ij将平行光反射到不同的方向，在YZ平面中多个相邻的镜元件M_ij以多个倾斜角倾斜。

再来参照图2，照明系统12还包括具有可变焦距的变焦透镜系统58。在图2中，由单个透镜表示的变焦透镜系统58沿照明系统12的光轴移动，如双箭头62所示。

在变焦透镜系统58的后面，布置有具有一对相对正锥形表面的轴锥元件66、68的轴锥对64。如果两个轴锥元件66、68直接接触，则轴锥对64仅具有平面平行板的效应。如果两个轴锥元件66、68如图2双箭头69所示分离移动，则轴锥元件66、68之间的间距导致光能径向地往外移动。由于轴锥元件在现有技术中是已知的，所以这里将不更具体地对其进行描述。

参考标记70表示照明系统12的光瞳平面，该光瞳平面基本上限定了打到掩膜14上的光的角度分布。光瞳表面70通常是平的或略微弯曲的并且布置在产生多个次光源的光学积分器72中或紧邻处。在所示实施例中，光学积分器72实现为包括两个基底74、76的蝇眼透镜，该两个基底74、76中的每一个包括两个正交的平行柱面微透镜阵列。光学积分器72增加光线和照明系统12的光轴OA之间形成的角度的范围。由于光瞳表面70中的角度分布直接转化成后续的场平面中的强度分布，所以光学积分器72基本上确定了掩膜16上的照明场14的几何形状。由于光学积分器72在X方向中增加的角度的范围远比Y方向中大得多，所以相比Y方向(即，扫描方向)，照明场14沿X方向具有较大的尺寸。

从由光学积分器72产生的次光源出射的投射光进入到聚光器78，在图2中为简洁起见，仅由单个透镜表示该聚光器78。聚光器62确保光瞳表面70和其中布置有场光阑82的接续的中间场平面80之间的傅立叶关系。聚光器78在中间场平面80中叠加由次光源产生的光束，从而获得非常均匀的中间场平面80的照明。场光阑82可以包括多个可移动的叶片(blade)并且确保掩膜16上的照明场14的锐利边缘。

场光阑物镜84提供中间场平面80和其中布置有掩膜16的掩膜平面86之间的光学共轭。场光阑82因此通过场光阑物镜84锐利地成像到掩膜16上。

3、照明系统的功能

下面将参照图5a至5c以及6至11解释照明系统12的总体功能。

在图6的上部示出布置在光学光栅元件34上的域Z_ij的示意性前视图，从而它们形成格栅状阵列。指数i表示沿X方向延展的特定行，以及指数j表示沿Y方向延展的阵列的特定列。在该特定示例中，假设光学光栅元件34包括总共24个域Z_ij。进一步假设在镜阵列46中存在有镜元件M_ij的相同数量以及对应布置，从而每一域Z_ij与镜阵列46中的仅一个镜元件M_ij相关联。选择域Z_ij的尺寸和几何形状，从而借助于光学成像系统38，每一域Z_ij完整地或者至少大体完整地成像到镜阵列46中与其相关联的镜元件M_ij上。这意味着，通过特定域Z_ij传播的全部光(仅)打到镜阵列46中的对应的镜元件M_ij上。

在图6的上部分中表示的光学光栅元件34中，每一域Z_ij包括将示出由各个域Z_ij产生的远场强度分布D_ij的等腰三角形。如图6所见，所有的域Z_ij都产生具有等腰三角形的基本几何形状但具有不同角取向的远场强度分布D_ij。在该实施例中，存在有24个不同的角取向，其由360°/24°＝15°的固定角划分。设计包含在每一域Z_ij中的衍射结构，从而它们产生在远场中转换成强度分布D_ij的角度分布。

作为由光学成像系统38导致的光学共轭的结果，这些角度分布被“成像”到镜阵列46的镜元件M_ij上。因此，每一镜元件M_ij基本上产生角度分布，因此产生光学光栅元件34的相关联的域Z_ij的远场强度分布D_ij。然而，由于能够倾斜镜元件M_ij，根据特定镜元件M_ij的倾斜角的额外的偏移角与该角度分布相叠加。在远场中，该由镜元件M_ij的倾斜所产生的额外的偏移角转化成由相关联的域Z_ij产生的各远场强度分布D_ij的额外的偏移位移。换句话说，通过适当地倾斜相关联的镜元件M_ij，可以空间移动远场强度分布D_ij。

数学上，由光学光栅元件34的域Z_ij和相关联的镜阵列46的镜元件M_ij的组合所产生的远场强度分布可以被描述为卷积。图5a的左部示出域Z₁₁的远场强度分布D₁₁，中部示出由相关联的镜阵列46的镜元件M₁₁所产生的远场强度分布D’₁₁。十字表示照明系统12的光轴60。如果镜反射平行光束，则可以获得远场强度分布D’₁₁。

由卷积符号88所表示的远场强度分布D₁₁和D’₁₁两者的卷积导致远场强度分布D₁₁的位移，从而强度分布D₁₁现在关于镜阵列46的镜元件M_ij所产生的远场强度分布D’₁₁为中心。在该配置中，选择镜元件M_ij的倾斜角从而形成经卷积的远场强度分布C₁₁的三角形的顶点位于光轴60上。

图5b示出由域Z₄₁所产生的远场强度分布D₄₁和由相关联的镜元件M₄₁所产生的远场强度分布D’₄₁的卷积。除了其角取向旋转了180°外，远场强度分布D₄₁等于远场强度分布D₁₁。倾斜与域Z₄₁相关联的镜元件M₄₁，从而远场强度分布D’₄₁与远场强度分布D’₁₁相比位于光轴60的相反一侧。如从图5b的右手侧可见，这导致远场强度分布D₄₁沿-Y方向移动，从而形成经卷积的远场强度分布C₄₁的三角形的顶点再次位于光轴60上。

由如图5a所示域Z₁₁和镜M₁₁的组合所产生的光学远场强度分布C₁₁在图5b中以点线所表示。这示出了如何借助于相关联的镜元件M_ij，通过移动和结合由域Z_ij所产生的各个远场强度分布D_ij来组合更复杂的远场强度分布。

图5c示出由域Z₁₃产生远场强度分布D₁₃与由通过与域Z₁₃光学共轭而相关联的镜元件M₁₃产生的远场强度分布D’₁₃的卷积的相似图示。

如果该附加经卷积的远场强度分布C_ij的过程对于所有的镜元件M_ij重复，则获得总远场强度分布C，其为经卷积的远场强度分布C_ij的叠加。该原理与将不同的智力拼图块组合成新的图案的原理相似。如所言，智力拼图块(即，远场强度分布D_ij)通过倾斜相关联的镜元件M_ij而在平面中移动。

如果镜元件M_ij沿至少一个方向弯曲，则必须考虑镜元件M_ij的反射能力。镜元件M_ij的远场强度分布D’_ij通常将不再简单地成为一点，而将改变其形状，并例如可能是椭圆性。与由域Z_ij产生的远场强度分布D_ij的卷积则将不再简单地为该远场强度分布D_ij的移动，而将也涉及远场强度分布D_ij的变形。通过对镜元件进行变形，经卷积的远场强度分布C_ij至少可能在特定的限度内被改变。

再来参照图6，其示出如何组合远场强度分布D_ij从而使得两维总远场强度分布C_a近似具有圆盘的几何形状。由于单个的远场强度分布D_ij具有三角几何形状，所以该圆盘的周边不是理想的圆形，而是可以由具有z＝24个角的正多边形来描述，其中z是域Z_ij的总数。为了获得这样的远场强度分布，镜单元M_ij必须被倾斜从而由镜单元M_ij所产生的远场强度分布能够布置在绕光轴60的圆上，如图6的中部所示。

如从进一步的描述中将清楚的，通过适当地倾斜镜单元M_ij，从而在光瞳表面70内移动由域Z_ij产生的单个远场强度分布Dij，可以产生各种不同总远场强度分布。在图2所示的实施例中，变焦透镜系统58和轴锥元件66、68的轴锥对64提供了额外的自由度。这是因为这些光学元件附加地改变最终确定打到掩膜16上的投射光的角分布的光瞳表面70中的强度分布。例如，光瞳平面54中被照明的区域大小可以通过改变变焦透镜系统58的焦距来变化。在图6所示的配置中，这意味着能够选择光瞳表面70中(近似)成圆盘形的照明区域的直径，从而获得具有最佳相干度σ的常规照明设置。如果轴锥元件66、68分离开，则在光瞳表面70中将照明环形区域，其中通过改变变焦透镜系统58的焦距还可以改变特定的几何参数。

但是，通过利用将在下一部分中所解释的镜阵列48，在光瞳表面70上几乎自由地移动由域Z_ij产生远场强度分布D_ij，提供了有关光瞳表面70的照明的增加的灵活性。

4、利用镜阵列的照明设置的变化

图7至图10是与图6相似的示意图，其示出由光学光栅元件34的域Z_ij所产生的远场强度分布D_ij如何能够以不同的配置组合，从而获得各种照明设置。

在图7的底部所示的配置是利用经倾斜的镜单元M_ij获得的，从而由单个的镜单元M_ij所产生的远场强度分布D’_ij位于绕光轴60的圆上，相比图6所示配置，该圆具有较大的直径。结果，远场强度分布D_ij径向向外移动，如图7的下部所见。远场强度分布D_ij现彼此分开小的间隙，但产生的总的远场强度分布C_b现近似环形强度分布。

如果如上述部分3中所解释的，镜单元M_ij是可变形的，则通过变形镜单元M_ij可以使远场强度分布D_ij加宽到这样的程度：远场强度分布D_ij之间的间隙的尺寸缩小或完全消失。在图7的左侧下部示意性地示出该情况，其中示出了如何将远场强度分布D_ij加宽到变形的分布D_ij，d来导致间隙的填充并从而产生更近似的环状强度分布。

在图8所示的配置中，由镜单元M_ij所产生的远场强度分布D’_ij进一步地向外径向移动，产生总远场强度分布C_c。结果，由卷积符号88所指示的卷积产生近似角度照明设置，其中被照明的环仍具有相同的宽度，但内径和外径增加。

在图9的下部所示的配置是通过将由镜单元M_ij所产生的远场强度分布D_ij布置在绕光轴60为中心的椭圆上来获得的。将该远场强度分布D_ij与光学光栅元件34所产生的远场强度分布D_ij进行卷积产生大体上具有椭圆的环形的总远场强度分布C_d，如在图9的下部所示的。该实施例使得清楚的是，多个单独可控的镜单元M_ij使得可以产生照明设置的非对称变化，而该非对称变化不能利用诸如透镜或轴锥元件的旋转对称光学元件获得。

通过以图8所示的配置开始并且另外略微调整至少某些单个镜单元M_ij的倾斜角，获得图10的下部中所示的配置，从而相邻远场强度分布D’_ij之间的距离随Y坐标的增加而减少。如在图10的下部中所示，关于镜单元M_ij的该特定配置所获得的总远场强度分布C_e仍与角度照明设置近似。因此，仅存在光线倾斜落在掩膜16上的入射角的有限范围。

然而，在比较了分别在图8和图10的下部所示的总远场强度分布C_c和C_e之后，清楚的是，能量分布略微不同。更具体而言，从相反的+Y和-Y方向打到掩膜平面86中的点的光能量多于相反的-X和+X方向。在掩膜平面86中产生的不同角度段内的能量分布(其有时也被称作为光瞳椭圆性)因而可以通过改变某些或更多的镜单元M_ij的倾斜角来改变。该效应可以用于产生光瞳照明的非对称性(即，光瞳椭圆性E≠1)，其多于投射特定类型的掩膜16是有利的。然而，这样的非对称性通常是不期望的。因此，在一般情况中，借助于镜阵列48调整光瞳椭圆度的能力将更用于补偿由照明系统12的其他光学部件所产生的光瞳椭圆性的不良效应，从而获得(几乎)理想的对称光瞳照明(即，光瞳椭圆性E＝1)。

利用在照明系统12的光束路径中所引入的不同的光学光栅元件234获得图11的下部中所示的配置。为此，提供使得可以将不同光学光栅元件插入进光学光束路径的替换支架。这样的替换支架也可以实现为含有多个不同光学光栅元件的转架，通过旋转该转架可以单独的将多个不同的光学光栅元件引入到光学光束路径中。

目前插入到光学光束路径中的光学光栅元件234包括与相同数目的域Z_ij，但这些域Z_ij不产生与如上所讨论的光学光栅元件34的域相同的远场强度分布D_ij。更具体而言，远场强度分布D_ij仍具有等腰三角形的形状，而三角形的角取向仅在两个小角度范围内变化。就在光学光栅元件234的上半部分中所示的一半的远场强度分布D_ij而言，三角形指向-X方向。就在光学光栅元件234的下半部分中所示的另一半的远场强度分布D_ij而言，三角形指向+X方向。总是存在三个相等的远场强度分布，其也具有相同的角取向。通过借助于镜阵列46来适当地布置这些远场强度分布D_ij，获得其中沿X方向形成两个相对的极的总远场强度分布C_f，从而获得偶极照明设置。在这种情况中，镜元件M_ij产生的远场强度分布D’_ij布置在关于光轴60对称布置的两条曲线上。

通过略微地重新布置远场强度分布D_ij获得图12的底部所示的配置。更具体地，如果调整镜元件M_ij以便镜元件M_ij所产生的远场强度分布D’_ij更靠近在一起，则产生的总远场强度分布C_g的两个极将具有沿Y方向减少的宽度。

图13以与图6相似的图示示出另一光学光栅元件334产生的远场强度分布与由镜元件M_ij产生的远场强度分布的卷积。光学光栅元件334代替图2所示的光学光栅元件34。

光学光栅元件334与上述光学光栅元件34和234的不同之处在于：仅存在由域Z_ij产生的两个不同的远场强度分布。然而，在该特定实施例中，仍然由正六边形定义远场强度分布的基本形状。通过旋转远场强度分布D₄₁至D₆₆大约30°或者总体绕六边形的中心将其旋转30°+k·x·60°(k＝0、1、2、3...)获得远场强度分布D₁₁至D₃₆。由于远场强度分布D₁₁至D₃₆一者与远场强度分布D₄₁至D₆₆另一者不相区别，光学光栅元件334也可以考虑仅包括两个不同大域Z₁和Z₂，其中域Z₁和Z₂分别产生不同角取向的六边形的远场强度分布D₁和D₂。6×6的镜阵列的镜元件M₁₁至M₃₆则共同与域Z₁相关联，并且其余的镜元件M₄₁至M₆₆与域Z₂相关联。

在图13中，倾斜镜元件M_ij从而产生的总远场强度分布C_h包括与四极照明设置相对应的4个极。布置在一个方向中的六边形(即，远场强度分布D₄₁至D₆₆)构成沿X方向的两个极，并且旋转30°的六边形(即，远场强度分布D₁₁至D₃₆)构成沿Y方向的另外一对极。作为不同角取向的结果，沿X方向延展的两个极与沿Y方向延展的两个极在形状和摆放上完全对称。通常，远场强度分布D_ij的六边形几何形状具有这样的优点：可以将六边形组合成更大的区域而在相邻的远场强度分布D_ij之间不留有任何间隙。然而，与矩形不同，可以产生具有仍近似曲线的轮廓的连续的强度分布。

图14示出借助于镜元件M_ij通过重新布置远场强度分布D_ij中的某些而从图13所示的布置中获得的用C_i表示的重新调整的总远场强度分布。四极照明设置的极现具有比图13所示的远场强度分布C_h更三角的形状。

图15示出用C_j表示的另一远场强度分布。这里，两个具有不同角取向的一对六边形远场强度分布D₁和D₂叠加，如从90所表示的截图中可以清楚地看到。在光瞳表面70中的特定位置处叠加的两个远场强度分布D₁、D₂产生具有12角正多边形形状的组合远场强度分布，中心部分由强度加倍的十二角形形成。由C_j表示的且可以认为是从多个这些结合的远场强度分布组合的总远场强度分布也包括沿Y方向布置的两个极点，其对应于偶极照明设置。

图16示出对于相同的光学光栅元件324，由C_k表示的相似的总远场强度分布。通过以与参照图13和14上面所解释的相似方式，倾斜镜元件M_ij中的一些获得该总远场强度分布C_k。

5、替代实施例

应当较好理解的是，现可以预期的各种替代实施例仍落入本发明的范围。

例如，镜阵列46可以由任何其它反射结构来替代，该反射结构使得可以将打到该结构上的光束反射成多个方向，其中，在施加适当的控制信号之后，所述方向可以关于结构的不同部分来单独的改变。这样的替代结构例如可以包括电光或声光元件。在这样的元件中，折射系数可以通过将适当的材料暴露于超声波或电磁场来分别地改变。可以采用这些效应以产生将入射光指引到不同方向的指数光栅。

当然，变焦透镜系统58和/或轴锥元件66、68的对64可以完全被省掉。蝇眼透镜72可以由增加几何光通量的任何其它的光学元件(例如衍射光学元件)来替代。也可以考虑使用混光棒来替代蝇眼透镜。另外，如果不需要照明场14沿至少一个方向具有锐利边缘，则掩膜16可以直接地布置在场平面80中。

从前述中，还应当变得清楚的是，光学光栅元件34和镜阵列46的顺序可以等价地翻转。图17中示出具有这样的配置的照明系统412，图17为类似于图2的示意图。在图17中，对应于图2中所示的部件由增加了400的相同的参考标记表示；这些部件中的大部分将不再解释。

通过光学共轭，镜阵列446的每一镜元件M_ij仍与布置在光学成像系统438和变焦透镜系统458之间的光学光栅元件434上的特定域相关联。光束打到光学光栅元件434上的特定域Z_ij的方向取决于相关联的镜元件M_ij的倾斜角。

图18以与图6的上部分相似的图示示出光学光栅元件434的截图。这里，域Z_ij产生具有相同的圆形点状的基本形状但布置在远场中不同位置处的不同的远场强度分布D_ij。这与上述实施例不同，这是因为由单个的域Z_ij产生的远场强度分布仅形状不同，而如此分布被居中。

在图18所示的实施例中，确定点状的远场强度分布D_ij的位置，从而光瞳表面470几乎完全被这些分布D_ij填满，如在图18的底部所示的。

这样的光学光栅元件434的配置使得可以使用镜阵列，其中镜元件M_ij适于在“开启”状态或“关断”状态。在“开启”状态，经反射的光束通过光瞳表面470，其中在“关断”状态，不允许经反射的光通过光瞳表面470。

这样的数字镜阵列446可以具有更简单的构造，因为其不必需控制倾斜角的连续范围，如在上述实施例中的情况。因此，通过切换开启和关断各个镜元件M_ij，可以用小的圆形照明点的任意图案填充光瞳表面470。

由于光学光栅元件434的域Z_ij在不同位置处产生经照明的点，镜元件M_ij的倾斜角对于全部“开启”状态可以是相同的。这再次简化了镜阵列46的结构及控制。如果产生的全部域Z_ij产生完全相同的远场强度分布，则镜元件M_ij的“开启”状态可以对应于不同的倾斜角。

如果由域Z_ij产生的远场强度分布是如图18中所示的圆形点，则如果全部镜单元都处于“开启”状态，则光瞳表面70的总填充率是π/4＝78.5％。对于其它的远场强度分布，例如图13所示的六边形几何形状，可以获得光瞳表面470的较高的填充率或甚至完全的填充。

如果要可以改变光瞳表面70上的每一位置处的强度，则必需能够叠加由不同域Z_ij产生的至少两个远场强度分布。通常，如果其应为N+1个等距强度值，则必须由N个镜元件M_ij，其叠加光瞳表面中特定位置处的远场强度分布。

这在图19中就光学光栅元件434’示出，其中产生完全相同远场强度分布的一对域与单个镜元件M_ij相关联。例如，如果通过开启相关联的镜元件M₁₅和M₃₅来激活域Z₁₅和Z₃₅，则光瞳表面470中的各个位置被两倍的若仅镜M₁₅和M₃₅之一处于“开启”状态所获得的强度来照明。

图20示出依照本发明的另一方面的照明系统512的实施例。在图20中，对应于图2的那些部件的部件由增加了500的相同参考数字来表示；将不再解释这些部件的大部分。

在照明系统512中，光学光栅元件534和镜阵列546没有布置在通过光学成像系统光学共轭的平面中，而是布置在同一平面中。为此，镜元件M_ij支持衍射结构S_ij，其中，衍射结构S_ij中的至少两个产生不同的远场强度分布。这在图21中示出，图21示出镜阵列546的透视图。在该示范性示出中，假设镜元件M₇₇产生比镜元件M₃₅窄的角度分布。由此如果光学光栅元件的不同域成像到镜元件上，则仍获得基本相同效果，反之亦然，。

这使得清楚的是，衍射结构S_ij可以至少理论上产生与上述实施例中的域Z_ij相同的远场强度分布。图22示出可以通过由镜元件M_ij所支持的衍射结构S_ij获得的远场强度分布D_ij的示例。这些远场强度分布D_ij与上参照图12对于成像到镜阵列46的光学光栅元件34所描述的远场强度分布相同。然而，可以理解的是，通过由镜元件M_ij支持的衍射结构S_ij，不仅可以产生如上所述的远场强度分布，还可以产生几乎任何远场强度分布。

使得镜元件M_ij支持衍射结构的构思还可以应用到图2所示的实施例中。接下来，由额外的衍射结构产生的远场强度分布D_ij“添加”到由镜阵列46和光学光栅元件34产生的总远场强度分布。更具体地，在该情况中，光瞳表面70中的总远场强度分布是通过对由镜阵列46的镜元件M_ij、光学光栅元件的对应的域Z_ij以及各个镜元件M_ij上的额外的衍射结构所产生的远场强度分布进行卷积获得的经卷积的远场强度分布的叠加。

如果一些或全部的镜元件M_ij配置以便它们能够不仅倾斜还能够借助于与各个镜元件M_ij相关联的操纵器来变形，则获得额外的自由度。图21示例地对于由操纵器系统A₁₂变形的镜元件M_ij示出该情形。如上参照图7所提及的，镜变形的效应是由各个镜元件M_ij产生的远场强度分布的变化。由此镜变形能够用于进一步改变总远场强度分布，例如为了减少在光瞳表面570中获得的总远场强度分布中单个远场强度分布之间的间隙的目的。

诸如电光或声光元件的透明光束偏转元件也可以支持衍射结构。透明光束偏转元件也可能受元件所耦接的操纵器产生的变形的影响。

图23是也可以在图20所示的照明系统512中所使用的镜阵列646的透视图。镜阵列646包含镜元件M_ij，其也支持衍射光学结构S_ij，然而，镜元件M_ij不仅可关于两个正交倾斜轴656、658旋转也可关于第三旋转轴659旋转。在图23中用双箭头DA指示该额外的旋转自由度。

在所示的实施例中，与三个自由度中的两个相关联的倾斜轴656、658平行于平面延展，并且与附加的第三旋转自由度相关联的旋转轴659与该平面相交。优选地，交角在60°到90°之间。在所示的实施例中，镜元件M_ij的反射面是平面的并且平行于倾斜轴656、658，以及另外的旋转轴659垂直于每一个镜元件M_ij的平面反射表面排列。其它的旋转轴取向的具体示例为(1)垂直于镜阵列646的基板或者(2)垂直于光瞳表面570。也可以考虑其它的取向。

图24a和24b是图23所示的镜阵列646的单个镜元件M_ij的在两个不同旋转位置中的经放大的透视图。在这些图中，用虚线指示的三角形示出镜元件M_ij所支持的衍射结构S_ij在照明系统512的光瞳表面570中产生的远场强度分布D_ij。如果镜元件M_ij沿图24a中的箭头的方向旋转，则远场强度分布D_ij将在光瞳表面570中旋转相同的角度。

为了有助于绕第三旋转轴旋转镜元件M_ij，镜元件M_ij具有圆形几何形状。该圆形几何形状意味着相邻的镜元件M_ij之间的间隙从而镜阵列646的非反射的总面积显著增加。在图20所示的照明系统中，这将导致显著的光损失，该光损失可能减少投射曝光设备的生产能力。这样的光损失还可能导致与间隙中的光吸收所产生的热有关的问题。该热必须通过冷却系统有效地移除，这增加系统的复杂度。

如果在光束扩展单元532和镜阵列646之间布置微透镜，则可以避免这样的问题。每一微透镜将入射的光聚焦到一个单独的镜元件M_ij上，从而在间隙中没有光损失。

如利用图21所示的镜阵列546的情况，额外的旋转自由度使得可以产生各种不同的照明设置。利用图21所示的镜阵列546，可以产生如在图11和12中所示的不同的偶极照明设置。如图6至图10中所示的传统的或环形照明设置不能够利用镜阵列546而仅能利用镜阵列646来适当地产生。

这在图25至28中示出。图25是与图22相似的图。这里，假设镜元件646的镜元件M_ij被旋转从而三角形的远场强度分布D_ij具有仅略微变化的取向。通过适当的倾斜镜元件M_ij，可以获得如图26中所示的偶极照明设置。

如果如图28所示产生环形照明设置，则单个的镜元件M_ij被旋转从而三角形的全部可能的取向被表示，如图27所示。这些不同取向的三角形接着通过适当的倾斜镜元件M_ij来组合，以便获得如图28中所示的总远场强度分布C_d。

额外的旋转自由度需要对倾斜和旋转镜元件M_ij所需的轴承和操纵器的一些机械改变。由于镜阵列646不需要非常大量的镜元件，精密机械方案通常是足够的。用于这样的轴承和操纵器的特定的机械配置描述在题目为“Mirror matrix for micro lithographic projection exposure apparatus”的同样未决的国际申请中，该申请与本申请同日由本申请人提交并且要求于2007年4月25日提交的美国临时申请60/913,956的优先权。

如果镜元件M_ij不支持衍射结构S_ij，但具有作为至少沿一个方向上的非旋转对称曲率的结果的反射能力，则仍可以获得相似的效果。在图23中对于上面的镜元件M₁₆示出该情形。如果曲率是非旋转对称的，则远场强度分布也将是非旋转对称的。因此，这样的镜的旋转将产生不同的远场强度分布。尽管不可能例如利用弯曲的镜元件产生如图25或27中所示的锐利的多边形的远场强度分布，但无论如何有利的是能够旋转椭圆的远场强度分布，其利用弯曲的镜容易地产生。

已经通过示例的方式给出了优选实施例的上述描述。从所给的公开中，本领域的技术人员将不仅理解本发明及其所附优点，也将获得所公开的结构和方法的明显的各种变化和更改。因此，申请人寻求覆盖落入由所附权利要求及其等同物所界定的本发明的精神和范围内的全部这样的变化和更改。

Claims (38)

1、一种微光刻曝光装置中照明掩模(16)的照明系统，包括：

a)光轴(60；460)，

b)光瞳表面(70；470)，

c)反射或透明光束偏转元件(M_ij)的光束偏转阵列(46；446)，其中

-每一个偏转元件(M_ij)适配，以将打入光线以响应于控制信号而可变的偏转角偏转，并且其中

-偏转元件(M_ij)至少大体上布置在第一平面(40；440)中，

d)光学光栅元件(34；434)，其

-包括多个微透镜和/或衍射结构，并且

-被布置在第二平面(34；434)中，

其中，光束偏转阵列(46；446)以及光学光栅元件(34；434)共同产生两维远场强度分布(C)，其特征在于

使得第一平面(40；440)与第二平面(34；434)光学共轭的光学成像系统(40，41；440，441)。

2、如权利要求1所述的照明系统，其特征在于，两维远场强度分布(C)是光束偏转阵列(46；446)所产生的远场强度分布(D’_ij)和光学光栅元件(34；434)所产生的远场强度分布(D_ij)的卷积。

3、如权利要求1或2所述的照明系统，其特征在于，光学光栅元件(34；434)包括多个域(Z_ij)，其中每一个域通过光学成像系统(40，41；440，441)产生的光学共轭与光束偏转阵列(46；446)中的至少一个光束偏转元件(M_ij)相关联，并且其中至少两个域(Z_ij)产生不同的远场强度分布(D_ij)。

4、如前述任一权利要求所述的照明系统，其特征在于，每一光束偏转元件(M_ij)配置为处于“开启”状态或“关断”状态，其中确定“开启”状态以便经偏转的光束通过光瞳表面(470)，并且其中确定“关断”状态以便经偏转的光束不通过光瞳表面(470)。

5、如权利要求3和4所述的照明系统，其特征在于，确定由多个域(Z_ij)产生的远场强度分布(D_ij)以便如果全部光束偏转元件(M_ij)处于“开启”状态则至少大体上照明光瞳表面(470)的可用区域。

6、如权利要求5所述的照明系统，其特征在于，确定由多个域(Z_ij)产生的远场强度分布以便如果全部光束偏转元件(M_ij)处于“开启”状态则至少照明光瞳表面(470)的可用区域的70％。

7、如权利要求3、5或6中任一权利要求所述的照明系统，其特征在于，至少两个域(Z_ij)中的每一个产生至少大体上成具有n个角的多边形形状的远场强度分布(D_ij)，n≠4。

8、如权利要求7所述的照明系统，其特征在于，所述多边形具有不同的角取向。

9、如权利要求3、5或6中任一权利要求所述的照明系统，其特征在于，由多个第一域(Z₁₁至Z₃₆)产生的远场强度分布(图13中D₁₁至D₃₆)是第一正六边形，以及由多个第二域(Z₄₁至Z₆₆)产生的远场强度分布(D₄₁至D₆₆)是通过旋转第一六边形30°所获得的第二正六边形。

10、如前述权利要求中任一权利要求所述的照明系统，其特征在于，第一平面(40；440)是光学成像系统(40，41；440，441)的物平面，以及第二平面(34；434)是所述光学成像系统的像平面。

11、如权利要求1至9中任一权利要求所述的照明系统，其特征在于第二平面(34；434)是所述光学成像系统的物平面，以及第一平面(40；440)是所述光学成像系统(40，41；440，441)的像平面。

12、如前述权利要求中任一权利要求所述的照明系统，其特征在于，至少大体上平面折叠镜(41；442)布置在所述光学成像系统(40，41；440，441)中。

13、如前述权利要求中任一权利要求所述的照明系统，其特征在于，光瞳形成聚光器(58；458)建立像平面与光瞳表面(70；470)之间的傅立叶关系。

14、如权利要求13所述的照明系统，其特征在于，光瞳成形聚光器包括具有可变焦距的变焦光学系统(58；458)。

15、如权利要求13或14所述的照明系统，其特征在于，光瞳成形聚光器(58；458)包括径向重新分布于其中传播的光的轴锥系统(64；464)。

16、如权利要求15所述的照明系统，其特征在于，所述轴锥系统包括一对轴锥元件(66，68；466，468)的轴锥对(64；464)，每一个具有锥形的光学表面以及调整沿光轴(60；460)轴锥元件之间的距离的驱动机构。

17、如前述权利要求中任一权利要求所述的照明系统，其特征在于蝇眼光学积分器(72；472)位于或靠近光瞳表面(70；470)。

18、如前述权利要求中任一权利要求所述的照明系统，其特征在于，场成形聚光器(78；478)，其建立照明系统(12；412)的光瞳表面(70；470)和场平面(80；480)之间的傅立叶关系。

19、如权利要求18所述的照明系统，其特征在于场光阑(82、482)，其位于照明系统的场平面(80；480)中。

20、如权利要求19所述的照明系统，其特征在于场光阑物镜(84；484)，其将场平面(80；480)成像到掩模平面(86；486)上。

21、如前述权利要求中任一权利要求所述的照明系统，其特征在于，第一平面(40；440)关于光轴(60；460)倾斜布置。

22、如前述权利要求中任一权利要求所述的照明系统，其特征在于，光束偏转元件(M_ij)是镜。

23、如权利要求22所述的照明系统，其特征在于，镜(M_ij)能够以在其之间形成角度的两个倾斜轴倾斜。

24、如权利要求23所述的照明系统，其特征在于，所述角度是90°。

25、如权利要求22至24中任一权利要求所述的照明系统，其特征在于，所述光束偏转阵列(46；446)包括少于100个的单个反射镜(M_ij)。

26、如权利要求25所述的照明系统，其特征在于，所述光束偏转阵列(46；446)包少于50个的单个反射镜(M_ij)。

27、如权利要求1至21中任一权利要求所述的照明系统，其特征在于，所述光束偏转元件是电光或声光元件。

28、如前述权利要求中任一权利要求所述的照明系统，包括可替换地容纳所述光学光栅元件(34；434)的替换支架(35)。

29、一种在微光刻曝光装置(10)中照明掩模(16)的照明系统(512)，包括：

反射或透明光束偏转元件(M_ij)的光束偏转阵列(546)，其中

-适配每一光束偏转元件，用以将打入光线以响应于控制信号而可变的偏转角偏转，

-至少一个第一光束偏转元件(M₃₅)，支持第一衍射结构(S₃₅)，并且其中，

-至少一个第二光束偏转元件(M₇₇)，支持第二衍射结构(S₇₇)，

其特征在于

第一衍射结构(S₃₅)和第二衍射结构(S₇₇)产生不同的远场强度分布。

30、如权利要求29所述的照明系统，其特征在于，由第一衍射结构(S₃₅)和第二衍射结构(S₇₇)产生的远场强度分布(图22中的D_ij)至少基本上具有多边形的形状。

31、如权利要求30所述的照明系统，其特征在于，所述多边形具有n个角，其中n≠4。

32、如权利要求29至31中任一权利要求所述的照明系统，其特征在于，由第一衍射结构(S₃₅)和第二衍射结构(S₃₅)产生的远场强度分布关于它们的角取向不同。

33、如权利要求29至32中任一权利要求所述的照明系统，其特征在于，安装至少一个光束偏转元件(图23中的M_ij)，以便其具有三个旋转自由度。

34、如权利要求29至32中任一权利要求所述的照明系统，其特征在于，至少一个光束偏转元件(图21中的M₁₂)耦接到操纵器(A₁₂)，该操纵器配置为使所述至少一个光束偏转元件变形。

35、一种在微光刻曝光装置(10)中照明掩模(16)的照明系统(512)，包括：

反射或透明光束偏转元件(M_ij)的光束偏转阵列(646)，其中

-适配每一光束偏转元件(M_ij)，以打入光线以响应于控制信号而可变的偏转角偏转，并且其中

-至少一个偏转元件(图23中的M₁₆)以非旋转对称的方式弯曲和/或支持产生非旋转对称远场强度分布(图24a、24b中的D_ij)的衍射结构(S_ij)。

其特征在于

安装所述至少一个光束偏转元件，以便其具有三个旋转自由度。

36、如权利要求35所述的照明系统，其特征在于，两个旋转自由度与平行于平面的倾斜轴(656、658)相关联，且第三选择自由度与同平面交叉的旋转轴(659)相关联。

37、如权利要求36所述的照明系统，其特征在于，所述旋转轴与所述平面形成50°到90°之间的交角，优选90°。

38、一种微光刻曝光装置，包括前述权利要求中任一权利要求所述的照明系统(12；412；512)以及将掩模(16)成像到光敏层(22)上的投射物镜(20)。

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