CN107636539A - 微光刻投射设备的操作方法 - Google Patents

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CN107636539A CN201680029388.5A CN201680029388A CN107636539A CN 107636539 A CN107636539 A CN 107636539A CN 201680029388 A CN201680029388 A CN 201680029388A CN 107636539 A CN107636539 A CN 107636539A
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Abstract

一种操作微光刻投射设备的方法，包含提供掩模(16)、照明系统(12)、以及投射物镜(20)的步骤，其中投射物镜配置为在定位于感光表面(22)上的像场上形成在掩模平面中于掩模(16)上被照明的物场(14)的像。确定在像场中的不同场点的边缘位置误差。接着，以具有角度辐照分布的改良场相依性的投射光照明掩模(16)。基于改良场相依性的角度辐照分布在物场(14)上变化，使得步骤(b)所确定的边缘位置误差在不同场点处减小。

Description

微光刻投射设备的操作方法
技术领域
本发明一般关于微光刻领域，特别是关于用于投射曝光设备或掩模检查设备的照明系统。本发明特别关注于校正边缘位置误差(edge placement error，EPE)，其表示在晶片级的物镜的像平面中的理想和实际特征边缘位置的差异。
背景技术
微光刻技术(也称作光学光刻或简称光刻)为制造集成电路、液晶显示器和其他微结构装置的技术。微光刻技术工艺连同蚀刻工艺用于在已形成于基板(例如硅晶片)上的薄膜堆叠中图案化特征。在每一制造层，首先将晶片涂布光刻胶，其为对辐射(例如深紫外(DUV)光)敏感的材料。接着，在投射曝光设备中，将顶部具有光刻胶的晶片暴露于投射光。该设备将含有图案的掩模投射至光刻胶上，使得光刻胶仅在由掩模图案所确定的特定位置处曝光。曝光后，将光刻胶显影以产生对应掩模图案的像。接着，蚀刻工艺将图案转印至晶片上的薄膜堆叠。最后，移除光刻胶。以不同掩模重复此工艺产生多层微结构部件。
投射曝光设备通常包含光源、以光源所产生的投射光照明掩模的照明系统、对准掩模的掩模台、投射物镜和对准涂布有光刻胶的晶片的晶片对准台。照明系统照明掩模上的场，其可例如具有矩形或弯曲狭缝的形状。
在目前的投射曝光设备中，可区分为两种不同类型的设备。在一个类型中，通过将整个掩模图案一下子曝光于目标部分上来照射晶片上的每一个目标部分。这种设备通常称作晶片步进器。在另一类型的设备(其通常称作步进扫描设备或扫描仪)中，通过沿扫描方向在投射光束下逐步扫描掩模图案，同时平行或反平行此方向同步移动基板，来照射每一个目标部分。晶片速度与掩模速度的比等于投射物镜的放大率，其通常小于1，例如1∶4。
应理解的是，“掩模”(或掩模母版)一词被广义地解释为图案化装置。常用的掩模包含不透明的或反射式的图案，且可例如为二元、交替相移、衰减相移或多种混合掩模类型。然而，也有主动掩模(active mask)，例如实现为可编程反射镜阵列的掩模。此外，可编程LCD阵列也可作为主动掩模。
随着制造微结构装置的技术的进步，对照明系统的要求也不断地提高。理想上，照明系统以具有良好定义的空间和角度辐照分布的投射光照明掩模上照明场的每一点。角度辐照分布一词描述光集束(light bundle)(其朝掩模平面中的一特定点聚集)的总光能量如何在构成光集束的射线的各个方向中分布。
照射在掩模上的投射光的角度辐照分布通常适配于投射至光刻胶上的图案种类。通常，最佳角度辐照分布取决于图案中所含特征的尺寸、方位及节距。投射光最常使用的角度辐照分布称作传统、环形、双极及四极照明设定。这些术语涉及照明系统的光瞳平面中的辐照分布。举例来说，在环形照明设定下，在光瞳平面中仅环形区域被照明。因此，在投射光的角度辐照范围中仅存在小角度范围，且所有光射线皆以类似角度倾斜地照射于掩模上。
本领域中已知不同的手段来修改投射光在掩模平面中的角度辐照分布，以实现所需的照明设定。在最简单的例子中，包含一个或多个设备的光阑(光圈)定位于照明系统的光瞳平面中。由于光瞳平面中的位置转换为傅立叶相关场平面(例如掩模平面)中的角度，光瞳平面中孔径的尺寸、形状及位置确定掩模平面中的角度辐照分布。然而，照明设定的任何变化都需要光阑的替换。这使得难以微调照明设定，因为这将需要非常大量的具有稍微不同尺寸、形状或位置的孔径的光阑。此外，光阑的使用将不可避免地导致光耗损，并因此降低设备的产量。
因此，许多常见的照明系统包含可调元件，使得可至少在特定程度上连续地改变光瞳平面的照明。许多照明系统使用可交换的衍射光学元件，以在光瞳平面中产生所需的空间辐照分布。若在衍射光学元件与光瞳平面间提供变焦光学系统和一对轴锥体元件，则有可能调整此空间辐照分布。
最近已提出使用照明光瞳平面的反射镜阵列。在EP 1 262 836 A1中，反射镜阵列实施为包含多于1000个显微反射镜的微机电系统(MEMS)。每一反射镜可在两个彼此垂直的不同平面中倾斜。因此，入射于此反射镜装置的辐射可反射至(实质上)任何所需的半球方向。布置于反射镜阵列与光瞳平面间的聚光透镜将由反射镜产生的反射角度转化为光瞳平面中位置。此已知的照明系统使得可能以多个光斑照明光瞳平面，其中每一光斑与一个特定显微反射镜关联且可通过倾斜此反射镜而在光瞳平面上自由移动。
类似的照明系统揭露于US 2006/0087634 A1、US 7,061,582 B2、WO 2005/026843A2和WO 2010/006687 A1。US 2010/0157269 A1揭露一种照明系统，其中微反射镜的阵列直接成像于掩模上。
如前所述，通常期望至少在扫描积分之后，以相同辐照和角度辐照分布来照明掩模上的所有点。若以不同的辐照来照明掩模上的点，这通常会造成在晶片级的临界尺寸(CD)的非预期变化。举例来说，当存在辐照变化时，掩模上均匀线在感光层上的像也可能具有沿其长度的辐照变化。因为光刻胶的固定曝光阈值，这类辐照变化直接转换为应由线的像所定义的结构的宽度变化。
若角度辐照分布在掩模上的照明场上无意地变化，这对在感光表面上产生的像的质量也有负面的影响。举例来说，若角度辐照分布并非完美平衡，即从一侧照射于掩模点上的光比从相对侧更多，则若感光表面未完美地布置于投射物镜的焦平面中，感光表面上的共轭像点将横向地偏移。
针对修改照明场中的空间辐照分布(即辐照的场相依性)，US 6,404,499 A和US2006/0244941 A1提出机械装置，其包含并排布置且平行扫描方向对准的不透明指状光阑元件的两相对阵列。每一对彼此相对的光阑元件可沿扫描方向位移，使得光阑元件的相对末端之间的距离改变。若此装置布置在由物镜成像于掩模上的照明系统的场平面中，则有可能产生狭缝形照明场，其沿扫描方向的宽度可沿交叉扫描方向变化。由于辐照在扫描过程期间积分，因此可针对照明场中的多个交叉扫描位置微调积分辐照(有时也称作照明剂量)。
不幸的是这些装置在机械上非常复杂且昂贵。这也由于以下事实：这些装置必须布置在场平面中或非常接近场平面，其中可移动场光阑的叶片通常布置于场平面中。
以场相依方式调整角度辐照分布更加困难。这主要因为空间辐照分布仅为空间坐标x、y的函数，而角度辐照分布还取决于角度α、β。
WO 2012/100791 A1揭露了一种照明系统，其中反射镜阵列用于在照明系统的光瞳平面中产生期望的辐照分布。在接近光瞳平面处，布置具有多个光进入分面的蝇眼光学积分器。光进入分面的像叠加于掩模上。反射镜阵列所产生的光斑的面积比光进入分面的总面积至少小5倍。这使得有可能在光进入分面上产生可变的光图案，并因此在照明场的不同部分产生不同的角度辐照分布。举例来说，在照明场的一个部分可产生X双极照明设定且在照明场的另一部分可产生Y双极照明设定。
WO 2012/028158 A1揭露一种照明系统，其中在蝇眼光学积分器的光进入分面上的辐照分布借助于布置于光学积分器之前的多个调制器单元来修改。每一个调制器单元与其中一个光进入分面关联且在不阻挡任何光的情况下可变地重新分布在相关光进入分面上的空间和/或角度辐照分布。以此方式，有可能例如以不同的照明设定照明单个裸芯上与不同半导体装置关联的二个或更多不同部分。
未公开的专利申请案PCT/EP2014/003049揭露一种方法，其中在蝇眼光学积分器的光进入分面上的辐照分布通过成像数字反射镜装置(DMD)于光进入分面上而修改。此方法是有利的，因为不需以模拟微反射镜阵列产生非常小的光斑，如从前述WO 2012/100791A1已知的照明系统的情况。角度辐照分布的场相依性调整成使得在照明场上的角度辐照分布变得完全均匀(即场独立的)。
然而，也提到有时可能需要故意引入角度辐照分布的场相依性。举例来说，若投射物镜或掩模具有场相依特性，则这可能是有利的。就掩模而言，这类场相依特性通常是具有不同取向或尺寸的特征的结果。这类场相依性所产生的不利影响可通过选择性地引入角度辐照分布的场相依性而成功地减少。
使用微光刻投射设备以产生集成电路或其他电子或微机械装置的产业不断追求更小的特征尺寸、更高的输出和更高的产量。其中一个关键目标为减小边缘位置误差(EPE)。边缘位置误差表示一方面在晶片(或类似支撑物)上所光刻定义的结构的实际(或仿真)轮廓的位置与另一方面的期望轮廓的位置之间的差异。边缘位置误差为确定其他常用量(例如临界尺寸(CD)和重叠误差)的基本量。边缘位置误差的减小直接地导致更高的产量和/或更小的特征尺寸。
图16a、16b和16c描述边缘位置误差通常如何被计算。在每一图的上半部显示具有期望轮廓的目标结构ST。在下半部，以实线绘示的矩形表示在微光刻工艺中产生于晶片上的实际结构ST′。
在图16a所示的情况中，实际结构ST′比目标结构ST宽。沿结构ST′的纵方向延伸的边缘位移正边缘位置误差E＝dm-dt显示，其中dm为与对称线相距的测量距离且dt为与对称线相距的目标距离。
若目标距离与测量距离相同(如图16b所示)，则边缘位置误差E为零。
若测量距离dm小于目标距离dt，则边缘位置误差E变成负值，如图16c所示。
发明内容
本发明的目的为提供微光刻投射设备的操作方法，其使得可减小边缘位置误差。
根据本发明，此目的通过一方法实现，在该方法中，在步骤(a)中提供掩模、配置为照明掩模的照明系统和投射物镜。投射物镜配置为在定位于感光表面(例如光刻胶或在掩模检查设备的情况中为CCD传感器)的像场上形成物场(其在掩模平面中的掩模上被照明)的像。
在下一步骤(b)中，确定在像场中不同场点处的边缘位置误差。这可通过测量或模拟来完成。
在最后步骤(c)中，以具有角度辐照分布的改良场相依性的投射光照明掩模。根据改良场相依性的角度辐照分布在物场上变化，使得在步骤(b)中所确定的边缘位置误差减小。
虽然角度辐照分布对边缘位误差有影响在本领域中为已知的，但之前并未提出确定边缘位置误差的场相依性以及在照明场中产生场相依角度辐照分布，其被确定为使得边缘位置误差以场相依的方式减小。
在步骤(b)中所确定的边缘位置误差可包含由CD变化和重叠变化构成的组中的至少一个。
当在步骤(b)中确定边缘位置误差时，掩模可由具有角度辐照分布的原始场相依性的投射光照明。接着，模拟或测量在像场中不同场点处的感光表面上的边缘位置误差。在步骤(c)中，原始角度辐照分布的场相依性可接着改变以获得角度辐照分布的改良场相依性。这些步骤可重复一次或数次。这意味着角度辐照分布的改良场相依性变成下一确定步骤的角度辐照分布的原始场相依性。以此方式，可递归地改善角度辐照分布的场相依性，直到边缘位置误差变得非常小或甚至达最小值。
当第一次确定边缘位置误差时，原始角度辐照分布可是不变的，即没有场相依性。然而，也可从已经具有场相依性的原始角度辐照分布开始。此原始场相依性可例如基于掩模上的特征尺寸和取向来计算。
步骤(c)可包含以不仅具有角度辐照分布的改良场相依性，也具有辐照的改良场相依性的投射光照明掩模的步骤。辐照在物场上变化为使得在步骤(b)中所确定的边缘位置误差在不同场点处减小。换言之，在共同优化过程中，角度辐照分布和辐照的场相依性改良使得边缘位置误差减小。
在该情况中，步骤(b)可额外地包含以具有辐照的原始场相依性的投射光照明掩模、以及模拟或测量在不同场点处的感光表面上的边缘位置误差的步骤。接着，步骤(c)包含改变辐照的原始场相依性以获得辐照的改良场相依性的额外步骤。
若掩模具有掩模图案在其中为均匀(即结构的宽度、节距和取向没有变化)的部分，则传统的方法为以场独立的角度辐照分布和均匀的扫描积分辐照来照明该部分。
然而，根据本发明，角度辐照分布仍可在物场与具有均匀掩模图案的掩模的部分重合(至少在步骤(c)期间的一时刻)的区域上变化。换言之，角度辐照分布有意地在均匀掩模图案上变化，以减小可由投射物镜的缺陷所造成的边缘位置误差。
当然，若掩模包含具有局部变化特性的非均匀掩模图案，也可使改良的角度辐照分布适配于掩模图案的局部变化特性。掩模图案的局部变化特性可包含由结构宽度、结构节距和结构取向所构成的组中的至少一个。
在一个实施例中，至少在一些场点，根据改良场相依性的角度辐照分布为非远心的。掩模和感光表面中的至少一个在步骤(c)之前沿投射物镜的光轴位移。这导致像位置的横向偏移。如此，可以场相依的方式减小边缘位置误差、特别是减小重叠误差。
若掩模在扫描循环期间在步骤(c)中持续地移动，则角度辐照分布可在扫描循环期间变化。接着，角度辐照分布不仅取决于场坐标，也取决于时间。
能够产生场相依角度辐照分布以及场相依辐照的照明系统优选包含光学积分器，其配置为产生位于照明系统的光瞳平面中的多个二次光源。光学积分器包含多个光进入分面，每一个光进入分面与二次光源中的一个关联。光进入分面的像至少实质上叠加于掩模平面中。提供空间光调制器，其具有光出射表面且配置为以空间解析的方式透射或反射照射的投射光。物镜将空间光调制器的光出射表面成像在光学积分器的光进入分面上。在步骤(c)中，控制空间光调制器，以在掩模平面中获得改良的角度辐照分布。
照明系统还包含可调光瞳形成单元，其将投射光引导至空间光调制器。光瞳形成单元本身可包含第一反射或透射光束偏转元件的第一光束偏转阵列。每一个光束偏转元件配置为在可通过改变由光束偏转元件所产生的偏转角度而变化的位置照明空间光调制器上的光斑。
空间光调制器可包含第二反射或透射光束偏转元件的第二光束偏转阵列。每一个第二光束偏转元件可能够处于“开启”状态(其中其将照射光引导朝向光学积分器)和处于“关闭”状态(其中其将照射光引导至别处)。举例来说，第二光束偏转阵列可实现为例如数字反射镜装置(DMD)。
本发明的主题也为微光刻投射设备的照明系统，其包含配置为在照明系统的光瞳平面中产生多个二次光源的光学积分器。光学积分器包含多个光进入分面，每一光进入分面与二次光源中的一个关联。空间光调制器具有光出射表面且配置为以空间解析的方式透射或反射照射的投射光。光瞳形成单元配置为将投射光引导在空间光调制器上。物镜将空间光调制器的光出射表面成像至光学积分器的光进入分面上。控制单元配置为控制光瞳形成单元和空间光调制器，使得掩模由具有角度辐照分布的改良场相依性的投射光照明。根据改良场相依性的角度辐照分布在物场上变化，以使在像场上变化的边缘位置误差减小。
本发明的主题也为微光刻投射设备，其包含掩模、配置为照明掩模的照明系统和配置为在定位于感光表面的像场上形成物场(其在掩模平面中的掩模上被照明)的像的投射物镜。提供以具有角度辐照分布的改良场相依性的投射光照明掩模的装置，其中根据改良场相依性的角度辐照分布在物场上变化，以使在像场上变化的边缘位置误差减小。
定义
本文中所使用“光”一词表示任何电磁辐射，尤其是可见光、UV、DUV、VUV和EUV光和X射线。
本文中所使用“光射线”一词表示其传播路径可用直线描述的光。
本文中所使用“光集束”一词表示在场平面中具有共同来源的多个光射线。
本文中所使用“光束”一词表示通过特定透镜或另一个光学元件的所有光。
本文中所使用“位置”一词表示主体的参考点在三维空间中的位置。此位置通常由一组三个笛卡儿坐标来指示。因此取向与位置能完全描述主体在三维空间中的布置。
本文中所使用“表面”一词表示在三维空间中的任何平的或弯曲的表面。表面可为主体的部分或可与其完全分离，如场平面或光瞳平面通常的情况。
本文中所使用“场平面”一词表示掩模平面或与掩模平面光学共轭的任何其他平面。
“光瞳平面”一词为其中对场平面(至少近似地)建立傅立叶关系的一平面。一般来说，通过掩模平面中不同点的边缘射线在光瞳平面中相交，且主射线与光轴相交。通常在现有技术中，若在数学意义上实际上并不是平面，而是稍微弯曲，仍会使用“光瞳平面”一词，其严格来说应称作光瞳表面。
本文中所使用“均匀”一词表示不取决于位置的特性。
本文中所使用“光栅元件”一词表示任何光学元件，例如透镜、棱镜或衍射光学元件，其与其他相同或类似光栅元件共同布置成使得每一个光栅元件与多个相邻光学通道中的一个关联。
本文中所使用“光学积分器”一词表示增加乘积NA·a的光学系统，其中NA为数值孔径并且a为照明场面积。
本文中所使用“聚光器”一词表示在两平面之间(例如场平面与光瞳平面)(至少近似地)建立傅立叶关系的光学元件或光学系统。
本文中所使用“共轭平面”一词表示在其间建立成像关系的平面。有关共轭平面概念的更多信息描述于E.Delano的一篇文章中，其标题为：“First-order Design and theDiagram”，Applied Optics，1963年第2卷第12号，第1251-1256页。
本文中所使用“场相依性”一词表示来自场平面中位置的物理量的任何函数相依性。
本文中所使用“角度辐照分布”一词表示光集束的辐照如何根据构成该光集束的光射线的角度而变。角度辐照分布通常可用函数Ia(α，β)来描述，其中α、β为描述光射线方向的角坐标。若角度辐照分布具有场相依性使得其在不同场点变化，则Ia也将为场坐标的函数，即Ia＝Ia(α，β，x，y)。角度辐照分布的场相依性可用Ia(α，β，x，y)关于x、y的泰勒(或其他合适的)展开的一组展开系数aij来描述。
本文中所使用“辐照”一词表示可在特定场点测量的总辐照。辐照可由对所有角度α、β积分而从角度辐照分布推断。辐照通常也具有场相依性，使得Is＝Is(x，y)，其中x、y为场点的角度坐标。辐照的场相依性也称作空间辐照分布。在扫描仪类型的投射设备中，在一场点的光剂量通过将辐照对时间积分而获得。
附图说明
参考以下的详细描述结合附图可更容易地理解本发明的各种特征和优点，其中：
图1为根据本发明的一个实施例的投射曝光设备的示意透视图；
图2为由图1所示的投射曝光设备所投射的掩模的放大透视图，其描述掩模上角度辐照分布的局部变化；
图3为穿过照明系统的子午截面，该照明系统为图1所示的设备的部分；
图4为图3所示照明系统中所包含的第一反射镜阵列的透视图；
图5为图3所示照明系统中所包含的第二反射镜阵列的透视图；
图6为图3所示照明系统中所包含的光学积分器的透视图；
图7为穿过图4和图5所示的第一和第二反射镜阵列的示意性子午截面；
图8为图5所示的第二反射镜阵列上的透视图，但是该第二反射镜阵列以双极照明；
图9为图6所示的光学积分器的透视图，但该光学积分器以双极照明；
图10为穿过照明系统的部分的示意性子午截面，其中仅显示反射镜阵列、聚光器和光栅元件的阵列；
图11a和11b为图3所示的第二反射镜阵列和光学积分器的顶视图；
图12描述在光学积分器的光进入分面上的辐照分布；
图13为显示由图12所示的光进入分面所产生的沿X方向的扫描积分辐照分布的图表；
图14描述在光学积分器的光进入分面上的另一辐照分布；
图15为显示由图14所示的光进入分面所产生的沿X方向的扫描积分辐照分布的图表；
图16a至16c描述边缘位置误差的定义；
图17a和17b描述边缘位置误差如何可通过产生远心误差和位移掩模或晶片来校正；
图18为类似图2的掩模的放大透视图，描述如何以不同的角度辐照分布照明不同的掩模图案；以及
图19为描述重要方法步骤的流程图。
具体实施方式
I.投射曝光设备的一般构造
图1为根据本发明的投射曝光设备10的极度简化的透视图。设备10包含光源11，其可实现为例如准分子激光器。在此实施例中的光源11产生具有中央波长193nm的投射光。另外可设想其他波长，例如157nm或248nm。
设备10另包含照明系统12，其以下文将更详细解释的方式调节光源11所提供的投射光。投射光从照明系统12发出，并照明掩模16上的照明场14。掩模16包含图1中由细线所示意表示的多个小特征19所形成的图案18。在此实施例中，照明场14具有矩形形状。不过，也可考虑其他形状的照明场14，例如圆环段。
投射物镜20包含透镜L1至L6，且将照明场14内的图案18成像至由基板24支撑的感光层22(例如光刻胶)上。由硅晶片形成的基板24布置在晶片台上(未显示)，使得感光层22的顶表面精准位于投射物镜20的像平面内。掩模16通过掩模台(未显示)定位在投射物镜20的物平面内。因为投射物镜20具有放大率β，而|β|＜1，因此将照明场14内的图案18的缩小像18′投射至感光层22上。
投射期间，掩模16和基板24沿对应图1所示的Y方向的扫描方向移动。照明场14接着在掩模16上扫描，使得比照明场14更大的图案化区域可连续地成像。基板24与掩模16的速度间的比等于投射物镜20的放大率β。若投射物镜20未颠倒像(β＞0)，则掩模16和基板24沿着相同方向移动，这在图1中由箭头A1和A2所指示。不过，本发明也可用于步进器工具，其中掩模16与基板24在掩模的投射期间并不移动。
II.场相关角度辐照分布
图2为包含另一个示例图案18的掩模16的放大透视图。为了简化起见，假设图案18为均匀的，即只包含沿Y方向延伸并间隔相同距离的相同特征19。进一步假设，在X双极照明设定的情况下，沿着Y方向延伸的特征19可最佳成像于感光层22上。
在图2中，用圆圈例示与光集束关联的出瞳26a。在扫描循环期间的第一时间，光集束朝向位于照明场14的特定X位置的场点聚集。在出瞳26a中，沿X方向相隔的两极27a代表投影光朝向此场点传播的方向。假设集中在每一极27a内的光能量都相等。因此，从+X方向照射的投射光具有与从-X方向照射的投射光相同的能量。因为假设特征19均匀分布在图案18之上，应期望的是，应该在掩模16上每一点处产生此X双极照明设定。
然而，若在整个扫描循环期间并在照明场14的整个长度上维持此X双极照明设定，则结果可能是在曝光和后续边缘步骤后产生于基板24上的结构并未定位在所预期的位置。更明确地，结构的边缘可能以前文已参照图16a和16c解释的方式沿X方向位移。换言之，虽然以相同的辐照和相同的角度辐照分布照明相同的特征19，但仍可能发生边缘位置误差。边缘位置误差通常对临界尺寸(CD)预算有不利的影响和/或可能造成严重的重叠问题。
有许多原因可造成这类边缘位置误差。举例来说，一些邻近效应(例如关联于特征19的散射光)可造成位于掩模16周围的特征19与位于其中心的特征19被不同地成像。造成边缘位置误差的其他原因包含投射物镜20中的透镜加热效应。举例来说，位于场平面附近的投射物镜20中的光学元件以非旋转的方式照明。由于(虽然)投射光的小部分由每一个光学元件所吸收，这可导致这些光学元件的非旋转对称热分布并因此导致非旋转对称形变。若光学元件的位置靠近场平面(但不在场平面中)，则此形变可导致场相关像差，例如畸变。
根据本发明各种方面之一，本发明关注消除或至少减小由于这些和类似原因而发生的边缘位置误差。意外地，已证实由大量不同效应所造成的边缘位置误差可通过以场相依方式些微地改变角度辐照分布(以及优选还有辐照)而显著减小。原则上，甚至可能是掩模16上的每一点由辐照和角度辐照分布的不同组合来照明。若图案18并非如图2所示为均匀而是在掩模16上变化，则此校正需求通常更为强烈。然而，即使具有如图2所示的均匀图案19或具有均匀的图案部分，仍经常观察到场相依边缘位置误差且需要至少部分的校正。
在图2中，在不同场点的不同照明条件由在扫描循环期间于不同的X位置和不同的时间产生的其他两个出瞳26b、26c来表示。在出瞳26b中，集中于每一极27b的光能量仍相同。然而，相比于与出瞳26a关联的光的光锥，与极27b关联的光锥为倾斜的。
在出瞳26c中，极27c位于与极27a相同的位置。因此投射光照射在各个场点的方向是相同的。然而，极27c并不平衡，即集中在极27c的光能量彼此并不相同。因此，从+X方向照射的投射光具有比从-X方向照射的投射光更低的能量。
出瞳26b、26c两者造成远心误差。这表示光锥的能量中心线并没有垂直地照射掩模16，而是倾斜地。以下文中将作更详细解释的方式，这可连同轴向地位移掩模16和/或基板24用于影响在基板级的边缘位置。
角度辐照分布的场相依性可不仅需沿着X方向，也沿着照明场14内的Y方向。那么，当掩模16上一点在扫描循环期间通过照明场14时，会历经不同的角度辐照分布。若发生沿Y方向(即扫描方向)的场相依性，则必须将通过在时间上积分不同角度辐照分布所获得的针对特定场点的总效应列入考虑。
角度辐照分布的许多其他场相依变化可是必要的，以减小边缘位置误差。举例来说，在与一些场点关联的出瞳中的极可变形、模糊或可具有期望的非均匀辐照分布。
如前述，可能也需要不仅改变照明场14上的角度辐照变化，也改变通过对所有可能角度积分角度辐照分布而获得的辐照。接下来的两节III和IV将更详细地解释如何可由照明系统12完成辐照和角度辐照分布的期望变化。
III.照明系统的一般构造
图3为穿过图1中所示的照明系统12的子午截面。为了简化起见，图3的示图已经相当简化并且未依照比例。这特别意味着，只用一个或非常少的光学元件来表示不同的光学单元。实际上，这些单元可包含显著更多的透镜与其他光学元件。
在所示的实施例中，由光源11发出的投射光进入光束扩展单元32，其输出已扩展并且几乎准直的光束34。为此，光束扩展单元32可包含几个透镜或可例如实现为反射镜布置。
接着，投射光束34进入光瞳形成单元36，其用于在后续平面中产生可变的空间辐照分布。为此，光瞳形成单元36包含非常小的反射镜40的第一反射镜阵列38，所述反射镜借助于致动器而可绕着两个垂直轴单独地倾斜。图4为第一反射镜阵列38的透视图，其例示如何根据光束42、44所照射的反射镜40的倾斜角度，将两平行光束42、44反射至不同方向。在图3和图4中，第一反射镜阵列38只包含6x6个反射镜40；实际上，第一反射镜阵列38可包含数百个或甚至数千个反射镜40。
光瞳形成单元36进一步包含棱镜46，其具有第一平面表面48a以及第二平面表面48b，这两者都相对于照明系统12的光轴OA倾斜。在这些倾斜表面48a、48b上，照射光以内部全反射反射。第一表面48a将照射光反射朝向第一反射镜阵列38的反射镜40，且第二表面48b将从反射镜40反射来的光指引朝向棱镜46的出射表面49。如此，通过单独地倾斜第一反射镜阵列38的反射镜40，可改变从出射表面49发出的光的角度辐照分布。从US 2009/0116093 A1可了解有关光瞳形成单元36的更多细节。
借助于第一聚光器50，由光瞳形成单元36产生的角度辐照分布转换成空间辐照分布。聚光器50(其在其他实施例中可被省略)将照射光指引朝向数字空间光调制器52，其配置成以空间解析方式反射照射光。为此，数字空间光调制器52包含布置于反射镜平面57中的微反射镜56的第二反射镜阵列54，所述微反射镜可在图3的放大局部图C以及图5的放大局部图C′中看清楚。不过，相较于第一反射镜阵列38的反射镜40，第二反射镜阵列54的每一个微反射镜56都只有两个稳定操作状态，即经由第一物镜58将照射光指引朝向光学积分器60的“开启”状态、以及将照射光指引朝向光吸收表面62的“关闭”状态。
第二反射镜阵列54可实现为数字反射镜装置(DMD)，这常用于例如投影仪(beamer)。这种装置可包含高达数百万个微反射镜，这些微反射镜每秒可在两操作状态之间切换数千次。
类似于光瞳形成单元36，空间光调制器52进一步包含棱镜64，其具有布置为与光轴OA垂直的进入表面65和都关于照明系统12的光轴OA倾斜的第一平面表面66a和第二平面表面66b。在这些倾斜的表面66a、66b上，照射光以内部全反射反射。第一表面66a将照射光反射朝向第二反射镜阵列54的微反射镜56，且第二表面66b将从微反射镜56反射来的光指引朝向棱镜64的表面68。
若第二反射镜阵列54的所有微反射镜56都处于其“开启”状态，则第二反射镜阵列54实质上具有平面光束折叠反射镜的效果。不过，若一个或多个微反射镜56切换成其“关闭”状态，则从反射镜平面57发出的光的空间辐照分布将改变。这可以下文中所进一步详细解释的方式，在掩模16上产生角度光分布的场相依性修改。
如同前文已经提及，从棱镜64发出的光通过第一物镜58，并且照射于光学积分器60上。因为通过第一物镜58的光为几乎准直的，第一物镜58可具有非常低的数值孔径(例如0.01或甚至更低)，因此用非常小的球面透镜就可实现。第一物镜58将空间光调制器52的反射镜平面57成像至光学积分器60上。
在显示的实施例内，光学积分器60包含光栅元件74的第一阵列70和第二阵列72。图6为两阵列70、72的透视图，每一个阵列70、72在支撑板的每一侧上都包含分别沿着X和Y方向延伸的圆柱形透镜的平行阵列。两圆柱形透镜交叉处的体积形成光栅元件74。因此，每一个光栅元件74可当成具有圆柱形弯曲表面的微透镜。使用圆柱形透镜在光栅元件74的折射率应该沿着X和Y方向而不同的这些情况下特别有利。如果如常见的情况那样，若光学积分器60上的方形辐照分布应转换成一狭缝形照明场14，就必须有不同的折射率。光栅元件74指向空间光调制器52的表面在下文中将称为光进入分面75。
第一和第二阵列70、72的光栅元件74分别前后布置，使得第一阵列70的光栅元件74与第二阵列72的光栅元件74以一对一的方式相关联。彼此相关联的两个光栅元件74沿共同轴对齐，并且定义光学通道。在光学积分器60内，在一个光学通道中传播的光束与在其他光学通道中传播的光束不会相交或重叠。因此，与光栅元件74关联的光学通道在光学上彼此隔离。
在此实施例内，照明系统12的光瞳平面76位于第二阵列72之后；不过，也可布置在第二阵列72之前。第二聚光镜78在光瞳平面76与场光阑平面80之间建立傅立叶关系，可调场光阑82可布置于场光阑平面80中。
场光阑平面80与光栅场平面84光学共轭，其中光栅场平面84位于光学积分器60的光进入分面75之内或附近。这表示，光栅场平面84中每一个光进入分面75由第二阵列72的相关联光栅元件74与第二聚光镜78成像至整个场光阑平面80上。在所有光学通道内的光进入分面75上的辐照分布的像都在场光阑平面80中叠加，导致掩模16的非常均匀的照明。另一种描述掩模16的均匀照明的方式基于光瞳平面76中由每一个光学通道所产生的辐照分布。此辐照分布通常称为二次光源。所有二次光源使用来自不同方向的投射光共同地照明场光阑平面80。若二次光源为“暗”，则并无光从与此特定光源相关联的(小)方向范围照明掩模16。如此，通过简单开启与关闭形成于光瞳平面76中的二次光源，就有可能在掩模16上设定期望的角度光分布。这通过借助于光瞳形成单元36来改变光学积分器60上的辐照分布来实现。
场光阑平面80由第二物镜86成像在掩模平面88上，掩模16在掩模台(未显示)的帮助下布置在该掩模平面中。可调场光阑82也成像于掩模平面88上，并至少限定照明场14沿扫描方向Y延伸的短横向侧边。
光瞳形成单元36和空间光调制器52连接至控制单元90，控制单元90继而连接至整体系统控制器92(其在此例示为个人计算机)。控制单元90配置为以掩模平面88中的角度辐照分布在扫描循环期间以预期方式在照明场14内变化的方式，来控制光瞳形成单元36的反射镜40以及空间光调制器52的微反射镜56。下节中将描述照明系统的功能和控制。
IV.照明系统的功能与控制
1.光瞳成形
图7示意性图解光瞳形成单元36如何在空间光调制器52的微反射镜56上产生一辐照分布。为了简化，并未显示棱镜46、64。
第一反射镜阵列38的每一个反射镜40配置为在通过改变由各反射镜40所产生的偏转角度而可变的位置处，照明空间光调制器52的反射镜平面57上的斑点94。因此，通过环绕其倾斜轴倾斜反射镜40，斑点94可在反射镜平面57上自由移动。如此，可在反射镜平面57上产生各式各样的不同的辐照分布。斑点94也可部分或完全重叠，如95处所显示。然后，也可产生分级的辐照分布。
图8为包含于空间光调制器52中的第二反射镜阵列54上的、类似于图5的透视图。此处假设光瞳形成单元36已在第二反射镜阵列54上产生了由两个正方极27所构成的辐照分布，每一个正方极27正好在6x6个微反射镜56上延伸。极27点对称地沿着X方向布置。
物镜58在光学积分器60的光进入分面75上形成此辐照分布的像，如图9所示。此处假设所有微反射镜56都处于“开启”状态，使得在第二反射镜阵列54上形成的辐照分布被相同地再现于光学积分器60的光进入分面75上(除了由于物镜58的放大率造成的可能缩放)。光进入分面75上显示的规则栅格代表微反射镜56的边界的像，但是此像不会出现在极27之外，且仅为了说明目的而显示于图9。
2.场相依性
因为光进入分面75位于光栅场平面84中，光进入分面75上的辐照分布经由第二阵列72的光栅元件74以及第二聚光镜78成像至场光阑平面80上。
现在将参照图10来解释，该图为放大图且未依照比例从图3剪出。此处只示意性显示光学积分器60的两对光栅元件74、第二聚光镜78和中间场光阑平面80。
与单个光学通道关联的两个光栅元件74在下文中称作第一微透镜101和第二微透镜102。微透镜101、102有时称作场蜂窝状透镜与光瞳蜂窝状透镜。与特定光学通道关联的每一对微透镜101、102在光瞳平面76中产生二次光源106。在图10的上半部，假设分别以实线、点线和虚线表示的会聚光集束L1a、L2a和L3a照射到第一微透镜101的光进入分面75的不同点。在已通过两个微透镜101、102和聚光器78之后，每一个光集束L1a、L2a和L3a分别会聚至焦点F1、F2和F3。从图10的上半部可清楚看见，光射线照射于光进入分面75上的点与这些光射线通过场光阑平面80(或任何其他共轭场平面)的点光学共轭。
图10的下半部描述当准直的光集束L1b、L2b和L3b照射在第一微透镜101的光进入分面75的不同区域时的情况。这是更实际的情况，因为照射在光学积分器60上的光通常基本上是准直的。光集束L1b、L2b和L3b聚焦在位于第二微透镜102中的共同焦点F上，然后通过(此时再度被准直)场光阑平面80。再次可看出，由于光学共轭，光集束L1b、L2b和L3b照射在光进入分面75上的区域对应于场光阑平面80中被照明的区域。当然，若微透镜101、102沿X和Y方向都具有折射率，则这些考虑分别应用于X和Y方向。
因此，光进入分面75上的每一点直接对应至中间场光阑平面80中的共轭点(因此在掩模16上的照明场14中)。若可选择性地影响在光进入分面75上一点的辐照，则可因此影响光射线的辐照，该光射线从取决于光进入分面75相对于照明系统的光轴OA的位置的方向，照射至照明场14中的共轭点上。光进入分面75与光轴OA之间的距离越大，则该光射线照射到掩模16上的点的角度越大。
3.修改光进入分面上的辐照
在照明系统12中，使用空间光调制器52来修改光进入分面75上各点的辐照。在图9中可看出，每一个极27在为微反射镜56的像的多个小区域上延伸。若微反射镜进入“关闭”状态，则光进入分面75上的共轭区域将不会被照明，因此将没有投射光从与此特定光进入分面75关联的(小)方向范围照射至掩模上的共轭区域。
这将参考图11a和11b作更详细解释，这两图分别为空间光调制器52的微反射镜56的顶视图以及光学积分器60的光进入分面75的顶视图。
第二反射镜阵列54上的粗虚线将其反射镜平面57划分成多个物体区域110，其各包含3x3个微反射镜56。物镜58在光学积分器60上形成每一个物体区域110的像。此像在下文中将称作像区域110′。每个像区域110′与光进入分面75完全重合，即像区域110′具有与光进入分面75相同的形状、大小与取向，并且完全叠加在光进入分面75上。因为每一个物体区域110包含3x3个微反射镜56，像区域110′也包含微反射镜56的3x3个像56′。
在图11a中，有八个物体区域110由光瞳形成单元36以投射光完全照明。这八个物体区域110形成两个极27。可看出在一些物体区域110中，表示为黑色方形的一个、两个或更多个微反射镜56d已由控制单元90控制，使得其处于“关闭”状态，其中照射的投射光并未引导朝向物镜58，而是朝向吸收器62。通过在“开启”与“关闭”状态之间切换微反射镜，因此可可变地防止投射光照射至光进入分面75上的像区域110′内的对应区域上，如图11b所示。以下将这些区域称为暗斑56d′。
如上面参考图10所作的解释，光进入分面75上的辐照分布成像于场光阑平面80上。若光进入分面75包含一个或多个暗斑56d′，如图12的上半部所示，则由相关光学通道在掩模平面88中产生的辐照分布也将在特定X位置具有暗斑。若掩模上的一点通过照明场14，则总扫描积分辐照将因此取决于照明场14中该点的X位置，如图13的图表所示。在照明场14中间的点将经历最高的扫描积分辐照，因为它们并未通过暗斑，且在照明场14的纵向末端的点将接收被不同程度减小的总辐照。因此，通过选择性地将空间光调制器52的一个或多个微反射镜56从“开启”状态改变成“关闭”状态，可修改空间辐照分布和掩模16上的角度光分布的场相依性。
前文中已假设成像于光进入分面75之一上的每一个物体区域110只包含3x3个微反射镜56。因此，可用于修改角度光分布的场相依性的沿交叉扫描方向X的分辨率相对较粗糙。若每一个物体区域110内的微反射镜56的数量增加，则可改善此分辨率。
图14显示对于每一个物体区域110包含20x20个微反射镜56的实施例的光进入分面75之一的顶视图。那么，可在掩模16上实现沿着X方向的更复杂扫描积分辐照分布，这如图15中所示图表中所示。
V.边缘位置误差的减小
1.CD均匀性
在第一步骤中，尝试通过沿交叉扫描方向X小心地限定照明场14中的辐照而改善CD均匀性。由于此方法在本领域中为已知的，此处将不作更详细的描述。接着，控制微反射镜56，以在照明场14中获得辐照的目标场相依性。由于无法容易地预测投射物镜20对在晶片级的辐照的场相依性的影响，因此可能需要重复此过程数次。在几次迭代后，CD的场相依变化通常会达最小值。
在确定辐照的目标场相依性之后，需确定角度辐照分布的目标场相依性。
由于已知照明设定的各种缺陷如何影响晶片级的临界尺寸，继而可确定需产生角度辐照分布的原始场相依性的哪些修改来减小临界尺寸的图案和场相依变化。通常仅需要角度辐照分布的微小场相依性来减小临界尺寸的变化，如其通常发生的情况。
接着，控制微反射镜56，以在照明场14中产生角度辐照分布的目标场相依性。由于每一个微反射镜在“开启”和“关闭”状态之间的设定通常不仅影响角度辐照分布的场相依性，也影响辐照的场相依性，因此可在单个过程中执行辐照和角度辐照分布的场相依性的优化。
实验证实，若不仅辐照还有角度辐照分布在不同的场位置作不同的优化，则临界尺寸变化可针对密集线距减小几乎2倍。
2.重叠控制
若场相依重叠误差应被校正，则可使用上述的类似方法。
在第一步骤中，在晶片级测量或模拟重叠误差的场相依性。如前文参考图2所作的解释，角度辐照分布中的不对称性导致远心误差。在该情况中，投射光的能量中心倾斜地照射在像点上。这可用于通过轴向地位移晶片表面而使像点从其在像平面中的理想位置确切地(literally)偏移。
这绘示于图17a和17b。在图17a的上半部，示意性地显示远心光集束120如何通过投射物镜20的像平面122。在图17b的中间部分，可看出像点124在像平面122具有其最小直径。在关于像平面122轴向位移的平行平面126中，像点128的直径较大，但X及Y坐标不受此位移影响(参考图17a的下半部)。
图17b显示针对非远心光集束120′的情况的相同图像。可看出这并不影响像点124′在像平面122中的尺寸和位置。但在平行平面126中，像点128′不仅较大，且沿X方向横向地位移。
通过小心地引入非对称性于角度辐照分布中并沿光轴些微地位移晶片，可因此产生像的场相依横向偏移，其可用于校正边缘位置误差的场相依性。由于晶片的任何散焦布置通过像对比度的降低而达成，在场相依边缘位置误差的校正与在对比度降低之间需作出取舍。
VI.EUV
在前文中，已参照使用VUV投射光的投射曝光设备10来描述本发明。然而，也有可能使用前文提出的概念于EUV投射设备中。
WO 2009/100856 A1描述EUV照明系统，其使得可产生辐照和角度辐照分布的期望的场相依性。同样在该情况中，需单独地控制小反射镜，以实现期望的场相依性。
VII.多装置裸芯
图18为可用于在单个裸芯上产生不同集成电路或其他装置的掩模16的示意图，其类似于图2。为此目的，掩模16包含三个第一图案区域181a、181b、181c和三个第二图案区域182a、182b、182c，其沿扫描方向Y一前一后地布置。在所示的简化实施例中，第一和第二图案区域在沿Y方向延伸的线特征19的密度上不同于彼此。
此处假设第一图案区域181a、181b、181c以对应于双极设定的角度辐照分布来照明。因此光瞳26a包含两个极27a，其沿交叉扫描方向X隔开。
第二图案区域182a、182b、182c以具有对应于双极设定和常规设定的组合的角度辐照分布的投射光来照明。因此与照射在第二图案区域上的光集束关联的出瞳26b不仅包含两个极27b，也包含中心极27b′。与出瞳26b关联的照明设定因此完全地并入与出瞳26a关联的照明设定。
可控制照明系统12的微反射镜56，以在照明场14中的各个场点产生出瞳26a、26b。控制方案也通过在扫描循环期间些微地改变在照明场14的两半部中的出瞳26a、26b而校正场相依边缘位置误差。此复杂的工作是可能的，因为可非常快速且可靠地控制微反射镜56，即使是数量很大的微反射镜56亦如此。
在其他实施例中，照明设定不会突然改变，而是连续地转换，使得实时的照明设定产生于中间场点。
VIII.重要方法步骤
现在将参照图19中所示流程图来总结本发明的重要方法步骤。
在第一步骤S1中，提供掩模、照明系统和投射物镜。投射物镜配置为在定位于感光表面上的像场上形成物场(其在掩模平面中的掩模上被照明)的像。
在第二步骤S2中，确定在像场中的不同场点处的边缘位置误差。
在第三步骤S3中，以具有角度辐照分布的改良场相依性的投射光照明掩模，使得在步骤S2中所确定的边缘位置误差减小。

Claims (11)

1.一种操作微光刻投射设备的方法，包含以下步骤：
(a)提供
-掩模(16)，
-配置为照明该掩模的照明系统(12)，以及
-配置为在定位于感光表面(22)上的像场上形成物场(14)的像的投射物镜，该物场在掩模平面中于该掩模(16)上被照明；
(b)确定在该像场中的不同场点处的边缘位置误差；以及
(c)以具有角度辐照分布的改良场相依性的投射光照明该掩模(16)，其中根据该改良场相依性的角度辐照分布在该物场(14)上变化，使得在步骤(b)所确定的边缘位置误差在该不同场点处减小。
2.如权利要求1所述的方法，其中该步骤(b)包含以下步骤：
-以具有该角度辐照分布的原始场相依性的投射光照明该掩模(16)；以及
-模拟或测量该感光表面上在该不同场点处的边缘位置误差；
并且其中步骤(c)包含改变该角度辐照分布的该原始场相依性以获得该角度辐照分布的改良场相依性的步骤。
3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(c)包含以具有辐照的改良场相依性的投射光照明该掩模(16)的步骤，其中该辐照在该物场上变化使得在步骤(b)所确定的边缘位置误差在该不同场点处减小。
4.如权利要求3所述的方法，其中该步骤(b)包含以下步骤：
-以具有该辐照的原始场相依性的投射光照明该掩模(16)；以及
-模拟或测量该感光表面上在该不同场点处的边缘位置误差；
并且其中步骤(c)包含改变该辐照的原始场相依性以获得该辐照的改良场相依性的步骤。
5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中该掩模(16)具有包含均匀掩模图案的部分，且其中根据该角度辐照分布的改良场相依性的角度辐照分布在该物场至少于步骤(c)期间的一时刻与该部分重合的一区域上变化。
6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中该掩模包含具有局部变化特性的非均匀掩模图案，且其中该改良角度辐照分布适配于该掩模图案的局部变化特性。
7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中根据该改良场相依性的角度辐照分布至少在一些场点为非远心的，且其中该掩模和该感光表面中的至少一个在步骤(c)之前沿该投射物镜的光轴位移。
8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤(a)中提供的照明系统包含：
-光学积分器(60)，配置为产生位于该照明系统的光瞳平面(76)中的多个二次光源(106)，其中该光学积分器(60)包含多个光进入分面(75)，该光进入分面中的每一个与该二次光源(106)中的一个关联，且其中该光进入分面的像至少实质上叠加于该掩模平面中，
-空间光调制器(52)，具有光出射表面(57)且配置为以空间解析方式透射或反射照射的投射光，
-物镜(58)，将该空间光调制器(57)的光出射表面成像至该光学积分器(60)的光进入分面(75)，
其中在步骤(c)中，该空间光调制器控制成使得在该掩模平面中获得该改良的角度辐照分布。
9.一种微光刻投射设备(10)的照明系统，包含：
(a)光瞳平面(76)，
(b)光学积分器(60)，配置为产生多个二次光源(75)于该光瞳平面(76)中，其中该光学积分器(60)包含多个光进入分面(75)，每一个该光进入分面与该二次光源(106)中的一个关联，
(c)空间光调制器(52)，具有光出射表面(57)且配置为以空间解析方式透射或反射照射的投射光，
(d)光瞳形成单元(36)，其配置为将投射光引导至该空间光调制器，
(e)物镜(58)，其将该空间光调制器(52)的光出射表面(57)成像至该光学积分器(60)的光进入分面(75)，
(f)控制单元(90)，配置为控制该光瞳形成单元(36)和该空间光调制器(52)，使得该掩模由具有该角度辐照分布的改良场相依性的投射光照明，其中根据该改良场相依性的角度辐照分布在该物场上变化，使得在该像场上变化的边缘位置误差减小。
10.如权利要求9所述的照明系统，其中该控制单元配置为控制该光瞳形成单元(36)和该空间光调制器(52)，以执行如权利要求2-8中任一项所述的方法。
11.一种微光刻投射设备，包含：
(a)掩模(16)，
(b)照明系统(12)，配置为照明该掩模，以及
(c)投射物镜(20)，配置为形成物场(14)的像于定位在感光表面上的像场上，该物场在掩模平面中的掩模上被照明，
(d)以具有该角度辐照分布的改良场相依性的投射光照明该掩模的装置(38，54，60，90)，其中根据该改良场相依性的角度辐照分布在该物场上变化，使得在该像场上变化的边缘位置误差减小。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111090216A (zh) * 2018-10-23 2020-05-01 卡尔蔡司Sms有限公司 确定引入光刻掩模基板中的多个像素的位置的方法和装置
CN113741149A (zh) * 2020-05-29 2021-12-03 上海微电子装备（集团）股份有限公司 套刻测量装置及光学设备
TWI792736B (zh) * 2019-05-21 2023-02-11 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司 用於判定與期望圖案相關聯之隨機變異之方法及相關電腦程式產品
CN111090216B (zh) * 2018-10-23 2024-04-30 卡尔蔡司Sms有限公司 确定引入光刻掩模基板中的多个像素的位置的方法和装置

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018207277A1 (de) * 2018-05-09 2019-11-14 Carl Zeiss Smt Gmbh Lithografiemaske, optisches System zur Übertragung von Original Strukturabschnitten der Lithografiemaske sowie Projektionsoptik zur Abbildung eines Objektfeldes, in dem mindestens ein Original-Strukturabschnitt einer Lithografiemaske anordenbar ist
US20200004013A1 (en) * 2018-06-27 2020-01-02 Corning Incorporated Light homogenizing elements with corrective features
US10503076B1 (en) 2018-08-29 2019-12-10 Applied Materials, Inc. Reserving spatial light modulator sections to address field non-uniformities
DE102021113780A1 (de) * 2021-05-27 2022-12-01 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Charakterisierung einer Maske für die Mikrolithographie

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1184727A1 (en) * 2000-09-01 2002-03-06 Asm Lithography B.V. Lithographic apparatus
JP2008533728A (ja) * 2005-03-15 2008-08-21 カール・ツァイス・エスエムティー・アーゲー 投影露光方法及びそのための投影露光システム
WO2010024106A1 (ja) * 2008-08-28 2010-03-04 株式会社ニコン 照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法
US20130293861A1 (en) * 2011-01-29 2013-11-07 Carl Zeiss Smt Gmbh Illumination system of a microlithographic projection exposure apparatus
CN104656378A (zh) * 2013-11-22 2015-05-27 卡尔蔡司Smt有限责任公司 微光刻投射曝光设备的照明系统

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5801821A (en) * 1995-06-30 1998-09-01 Intel Corporation Photolithography method using coherence distance control
JP2002110540A (ja) * 2000-09-01 2002-04-12 Asm Lithography Bv リソグラフィ装置を操作する方法、リソグラフィ装置、デバイス製造方法、およびそれによって製造されるデバイス
US6784976B2 (en) * 2002-04-23 2004-08-31 Asml Holding N.V. System and method for improving line width control in a lithography device using an illumination system having pre-numerical aperture control
JP2005114922A (ja) * 2003-10-06 2005-04-28 Canon Inc 照明光学系及びそれを用いた露光装置
JP2006210623A (ja) * 2005-01-27 2006-08-10 Canon Inc 照明光学系及びそれを有する露光装置
JP2010004008A (ja) * 2007-10-31 2010-01-07 Nikon Corp 光学ユニット、照明光学装置、露光装置、露光方法、およびデバイス製造方法
WO2010005491A1 (en) * 2008-06-30 2010-01-14 Corning Incorporated Telecentricity corrector for microlithographic projection system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1184727A1 (en) * 2000-09-01 2002-03-06 Asm Lithography B.V. Lithographic apparatus
JP2008533728A (ja) * 2005-03-15 2008-08-21 カール・ツァイス・エスエムティー・アーゲー 投影露光方法及びそのための投影露光システム
WO2010024106A1 (ja) * 2008-08-28 2010-03-04 株式会社ニコン 照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法
US20130293861A1 (en) * 2011-01-29 2013-11-07 Carl Zeiss Smt Gmbh Illumination system of a microlithographic projection exposure apparatus
CN104656378A (zh) * 2013-11-22 2015-05-27 卡尔蔡司Smt有限责任公司 微光刻投射曝光设备的照明系统

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111090216A (zh) * 2018-10-23 2020-05-01 卡尔蔡司Sms有限公司 确定引入光刻掩模基板中的多个像素的位置的方法和装置
CN111090216B (zh) * 2018-10-23 2024-04-30 卡尔蔡司Sms有限公司 确定引入光刻掩模基板中的多个像素的位置的方法和装置
TWI792736B (zh) * 2019-05-21 2023-02-11 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司 用於判定與期望圖案相關聯之隨機變異之方法及相關電腦程式產品
US11669019B2 (en) 2019-05-21 2023-06-06 Asml Netherlands B.V. Method for determining stochastic variation associated with desired pattern
CN113741149A (zh) * 2020-05-29 2021-12-03 上海微电子装备（集团）股份有限公司 套刻测量装置及光学设备

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