CN110214291A - 基于透镜阵列的光束匀化器 - Google Patents

Abstract

一种用于光束匀化器(100)的校正掩模(10)包括透镜阵列(11)。校正掩模配置为提供成形的初始光束轮廓(I0’)。入射光束(B0)和照明平面(14)之间的多个光路(Pa)的子集至少部分地被校正掩模(10)阻挡以提供进一步均匀化光束轮廓(I2)，光束轮廓(I2)具有相对于初始均匀化光束轮廓(I1)进一步减小的光强度变化(ΔI2)。掩模包括根据与透镜阵列(11)的透镜网格布局(L)匹配的掩模网格布局(M)布置的多个子掩模(10a)。子掩模(10a)中的每一个设计有特定的子掩模图案，以成形(S)初始光束轮廓(I0)的通过小透镜(11a)中的特定一个的相应子区域。

Description

基于透镜阵列的光束匀化器

技术领域

本公开涉及基于透镜阵列的光束匀化器、包括该光束匀化器的光刻系统、用于改进该光束匀化器的校正掩模、制造该校正掩模的方法以及执行该方法的软件指令。

背景技术

在诸如光刻中使用的光学系统中，期望提供强度变化最小的照明，即具有均匀(平顶)强度轮廓的光束。例如，在光刻投射步进器中，描绘电路图案(掩模版)的掩模被均匀地照射以用于投射并光刻图案化到目标基底(晶片)上。为了将初始光束轮廓变换为平坦强度轮廓，可以使用各种均匀化光学器件。

在典型的(成像或非成像)透镜阵列匀化器中，透镜阵列将大致准直的光束(例如，具有高斯或平顶轮廓)分成具有单独光路的大量子束，所述光路可以扩展到相同的尺寸并且在相同的输出位置(照明平面)叠加。基本上，透镜阵列匀化器对初始光束轮廓的不同部分进行混合以实现具有总体良好的均匀强度轮廓的均匀光束轮廓。均匀的强度分布仍然不理想，因为它可以通过对光束的不均匀部分进行汇总来构造。此外，强度轮廓会受制造误差(例如(微)光学元件的表面误差和抗反射涂层的质量)的影响。为了符合具有挑战性的均匀性要求(例如变化<1％)，期望进一步改进初始均匀化光束轮廓。

US7428039B2描述一种用于在掩模上投射激光束以照射掩模的光学系统。该系统包括光束均匀化装置，该装置包括间隔开的(柱面)微透镜阵列。光束均匀化装置重新分布激光束中的光，使得掩模上的激光束的光强度沿着激光束的横轴几乎是均匀的。微透镜阵列之间部分地延伸到激光束中的光阑沿着横轴在掩模上提供比单独的微透镜阵列可以实现的光强度更均匀的光强度。然而，校正的类型可能是有限的、难以控制并且由于依赖于柱面透镜而一次仅在一个方向上实现校正。

WO2011/039261公开了具有延伸到光束轮廓中的光阑(图12b)或者其中通过移动矩形边缘形成掩模图案(图12e)的实施方式。然而，这些实施方式仍可能无法提供期望的端部轮廓和均匀性控制。

期望改进对照明器光束轮廓的均匀性的控制。

发明内容

本公开的一方面提供包括透镜阵列和校正掩模的光束匀化器。

在一些实施方式中，透镜阵列可以配置为接收入射光束。入射光束具有初始光束轮廓，初始光束轮廓具有待均匀化的初始光强度变化。透镜阵列由根据透镜网格布局布置的多个小透镜形成。优选地，透镜网格布局跨越初始光束轮廓的区域。例如，每个小透镜布置在相应的光路中，以在照明平面处投射初始光束轮廓的相应子区域的部分图像(表示)。因此，可以投射多个部分图像以在照明平面处重叠，以在照明平面处形成初始光束轮廓的初始均匀化光束轮廓。通过部分图像的所述重叠，初始均匀化光束轮廓可以具有相对于入射光束的初始光束轮廓中的初始光强度变化的初始减小的光强度变化。

在具有这种透镜阵列的实施方式中，校正掩模可以配置成提供成形的初始光束轮廓。例如，入射光束和照明平面之间的多个光路的子集至少部分地被校正掩模阻挡，以提供具有相对于初始均匀化光束轮廓进一步减小的光强度变化的进一步均匀化光束轮廓。此外，掩模优选地包括根据与透镜阵列的透镜网格布局匹配的掩模网格布局布置的多个子掩模。因此，掩模网格布局可以与透镜网格布局对准。例如，子掩模中的每一个可以设计有特定的子掩模图案，以成形初始光束轮廓的通过小透镜中的特定一个的相应子区域。

通过使用具有被设计成成形初始光束轮廓的通过相应小透镜的子区域的相应图案的多个子掩模，可以对选择数量的部分图像的投射获得单独的控制。具体地，可以精确地控制所选择的部分图像的哪些部分被投射到照明平面上以产生进一步均匀化光束轮廓。通过将相应子掩模的边缘与相应小透镜的边缘对准，初始光束轮廓的被阻挡部分可以在被阻挡部分的位置处提供相应较低强度的投射图像。例如，如果小透镜的外边缘被相应的子掩模阻挡，则这可能导致均匀化光束轮廓的外边缘处的强度降低。因此，这可用于校正初始均匀化光束轮廓的边缘处的高于平均强度。同样，也可以校正所述轮廓的其他部分。因此，对照明器光束轮廓的均匀性获得改进的控制。

将理解，本公开具体地适合与球形(例如椭圆形)小透镜组合，即不限于柱面透镜阵列。相应地，小透镜网格可以是二维网格，其中多个小透镜的序列在网格的任一方向上延伸。例如，小透镜可以是微透镜，其尺寸在一百到三千微米之间，优选地在一到三毫米之间。通常，子掩模的高度和宽度可以适于匹配小透镜的高度和宽度，例如子掩模的网格间距与透镜阵列的网格间距相同。

子掩模的边缘可以适于匹配初始均匀化光束轮廓的期望校正。对于旋转对称光束轮廓，子掩模优选地具有相应的圆形(例如椭圆形)边缘，该边缘限定与所述轮廓的待校正部分相对应的阻挡光的区域。子掩模的圆形边缘的中心可以与相应小透镜的中心对准。例如，为了校正边缘处具有相对高强度(例如，在中间具有下沉强度的平顶)的强度轮廓，子掩模可以设计为阻挡外部圆形边缘处的光同时使光穿过中间。相反，对于中间强度太高的相反情况，中间部分可被阻挡。根据待校正的初始均匀化光束轮廓，也可以进行组合。

通常，子掩模每个都具有对称图案，例如，在一个或两个正交方向上点对称和/或对称。为了匹配穿过小透镜的图像(例如具有正方形或矩形尺寸)，子掩模图案可以在任一维度上拉伸。通过在掩模网格布局中为每个子掩模图案提供固定位置，对准相对简单。例如，具有两个、三个、四个或更多个具有固定相对位置的子掩模的校正掩模与相应的透镜阵列对准。

围绕掩模网格布局的中心对称地分布子掩模可以是有益的，例如，最小化小透镜区域上的强度梯度影响和/或光束偏移。例如，在对称光束轮廓中，第一小透镜区域中的梯度可以通过中心的相对侧上的第二小透镜区域中的梯度来补偿。此外，如果光束偏移，则一个小透镜区域处的强度可以减小，而另一个区域处的强度增加。为了进一步改善补偿效果，可以根据点对称分布来布置子掩模的位置和图案，例如，其中第一子掩模图案和与中心相对的旋转半圈的第二子掩模图案相同。

为了实现对最终光束轮廓的进一步平滑，可能期望不同子掩模图案的集合。例如，校正掩模包括两个、三个、四个或更多个不同图案化的子掩模的集合。取决于所使用的小透镜的数量和小透镜区域上的强度分布，每个小透镜区域可能对所得到的轮廓贡献很小的效果。通过向校正掩模提供每个图案的重复出现(尤其是当在光束轮廓的强度可能较低的边缘处使用时)，可以增加效果。

通常，掩模可以跨越具有透明区域和不透明区域的透镜阵列的整个区域。例如，掩模可以由子掩模限定，子掩模阻挡通过相应小透镜的光的部分以成形它们所得的光束轮廓。不阻挡光的掩模区域可以是透明的，例如，包括透明材料。这可以允许将子掩模放置在掩模布局中的任何位置，例如，放置在具有期望强度的位置以实现大的效果。另一方面，对于某些应用(例如极远紫外线)，可能期望在光束的光路中尽可能少地提供材料。在这种和其他情况下，掩模可以由不带任何材料的孔限定，其中子掩模图案围绕孔的边缘设置。

在一些情况下，特别是使用在孔处没有材料的边缘掩模，可能难以实现包括两个或更多个断开部分的子掩模图案。因此，预期子掩模图案可以分布在具有相应子图案的两个或更多个子掩模上。例如，每个子掩模可以由两个或更多个断开部分的子集形成，以允许子图案附连到不带材料的中心孔的边缘。这允许在掩模的边缘处形成图案，否则，该掩模将具有在漂浮在半空中的断开部分。例如，子图案形成两个半部，它们一起构成预期子掩模图案，其中相应子图案的一半形成预期子掩模图案的相应一半。在该子掩模内，(断开的)另一半可以没有材料或完全填充有材料，旨在阻挡入射光束的光。表示另一半的子掩模可以是第一半的镜像或旋转副本。

为了实现期望的效果，校正掩模设置在光束的光路中，优选地设置在照明平面相对于投射系统的共轭平面处(或附近)。以这种方式，子掩模的图案可以成像到照明平面上。通过将校正掩模靠近透镜阵列设置，可以相对容易地进行对准。例如，可以使校正掩模贴合(fitagainst)透镜阵列。通过将掩模布置在透镜阵列前面的光路中，例如，布置在入射光束的准直部分中，到透镜阵列的距离可能不太重要。

将理解，光束匀化器可以是具有透镜和/或镜子的照明器系统的一部分，所述透镜和/或镜子配置成在照明平面处投射均匀光束。均匀光束可以通过对入射光束的不同部分的投射进行重叠来形成。在一些实施方式中，光束匀化器包括两个透镜阵列。还可以使用替代的和/或另外的透镜和/或镜子。例如，傅里叶透镜可以用作投射系统的一部分。

光束匀化器可以作为成像系统的一部分进行有用的应用。例如，将待成像的图案放置在匀化器的照明平面处或附近以均匀地照射。例如，可以将具有电路图案的掩模版成像到晶片上。因此，本公开的一些方面可以提供包括如本文所述的光束匀化器的光刻系统。

本公开的其他或另外的方面可以涉及这样的校正掩模。校正掩模旨在用于改进基于透镜阵列的匀化器，以提供进一步均匀化光束轮廓，该进一步均匀化光束轮廓相对于不带校正掩模的匀化器的初始均匀化光束轮廓具有进一步减小的光强度变化。在一些实施方式中，掩模包括根据与透镜阵列的透镜网格布局匹配的掩模网格布局布置的多个子掩模，其中掩模网格布局将与透镜网格布局对准，其中子掩模中的每一个设计有特定的子掩模图案，以成形初始光束轮廓的通过小透镜中的特定一个的相应子区域。例如，校正掩模是切趾掩模，例如，带有图案化边缘的孔掩模。

本公开的另外的方面还可以提供一种用于制造校正掩模的方法，该校正掩模用于改进如本文所述的具有透镜阵列的光束匀化器。在一些实施方式中，该方法包括配置校正掩模以提供成形的初始光束轮廓。入射光束和照明平面之间的多个光路的子集至少部分地被校正掩模阻挡，以提供相对于初始均匀化光束轮廓具有进一步减小的光强度变化的进一步均匀化光束轮廓。此外，掩模包括根据与透镜阵列的透镜网格布局匹配的掩模网格布局布置的多个子掩模。掩模网格布局将与透镜网格布局对准。子掩模中的每一个设计有特定的子掩模图案，以成形初始光束轮廓的通过小透镜中的特定一个的相应子区域。

通过在不带校正掩模的光束匀化器的照明平面处测量初始均匀化光束轮廓，可以确定期望的校正应该是什么。例如，可以通过添加多个子掩模来设计校正掩模。每个子掩模可以具有边缘，该边缘被成形为部分地阻挡初始光束轮廓的对应于相应小透镜的子区域。可以计算和/或测量组合效果。例如，子区域的被阻挡部分可以对应于所测量的初始均匀化光束轮廓的具有高于平均光强度的部分。通过降低该子区域的强度，可以实现均匀性的整体改善。

附加地或替代地，通过在待放置校正掩模的位置处测量入射光束的初始光束轮廓，可以测量和/或计算通过掩模网格布局的不同子区域的光的相对贡献。可以利用覆盖掩模网格布局的不同子区域的不同子掩模图案来生成掩模网格布局。因此，可以基于覆盖掩模网格布局的不同子区域的不同子掩模图案及其相对贡献来计算校正轮廓。以这种方式，可以优化校正轮廓以提供进一步均匀化光束轮廓。

校正轮廓的优化可以包括各种参数的适应，例如，改变不同子掩模图案的边缘形状、改变所使用的每个子掩模图案的数量和/或改变子掩模图案相对于测量的初始光束轮廓的位置。例如，通过改变一个或更多个不同子掩模图案中的子掩模边缘的相应直径，可以改变阻挡边缘的范围。例如，通过改变所使用的子掩模的数量，可以改变总校正效果。例如，通过改变子掩模的位置，可以选择具有相对低或高贡献的位置来改变校正量。

如本文所述的一些方面可以体现为具有软件指令的非暂时性计算机可读介质，所述软件指令在被执行时例如使计算机执行如本文所述的方法的步骤。计算机可读介质也可以是如本文所述的例如存储在存储器中或以其他方式可访问的相应系统的一部分。

附图说明

根据以下描述、所附权利要求和附图将更好地理解本公开的设备、系统和方法的这些和其他特征、方面和优点，在附图中：

图1A和图1B分别示意性地示出了不带校正掩模和带有校正掩模的光束匀化器的实施方式；

图2A和图2B分别示出了初始均匀化光束轮廓的强度分布的二维图和轮廓图；

图3A和图3B分别示出了初始光束轮廓的强度分布的二维图和轮廓图；

图4A和图4B分别示出了校正掩模和相应的子掩模图案的第一实施方式；

图5A和图5B分别示出了使用根据第一实施方式的校正掩模得到的进一步均匀化光束轮廓的计算强度分布的二维图和轮廓图；

图6A和图6B分别示出了校正掩模及其相应的子掩模图案的第二实施方式；

图7A和图7B示出了如何在根据第二实施方式的校正掩模的边缘处实现具有断开部分的预期子掩模图案；

图8A和图8B分别示出了使用根据第二实施方式的校正掩模得到的初始均匀化光束轮廓和进一步均匀化光束轮廓的测量强度分布。

具体实施方式

在某些情况下，可以省略对公知装置和方法的详细描述，以免模糊本系统和方法的描述。用于描述特定实施方式的术语不旨在限制本发明。如本文所使用的，除非上下文另有明确说明，否则单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式。术语“和/或”包括一个或更多个相关所列项的任何和所有组合。将理解，术语“包括”和/或“包含”指定所述特征的存在，但不排除一个或更多个其他特征的存在或添加。将进一步理解，除非另有说明，否则当在方法的其他步骤之后提及方法的特定步骤被时，该步骤可以直接在所述其他步骤之后，或者可以在执行该特定步骤之前执行一个或更多个中间步骤。

在下文中参照附图更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的实施方式。示例性实施方式的描述旨在结合附图进行阅读，附图被认为是整个书面描述的一部分。在附图中，为了清楚起见，可夸大系统、部件、层和区域的绝对和相对尺寸。可以参照本发明的可能理想化的实施方式和中间结构的示意图和/或截面图示来描述实施方式。在说明书和附图中，相同的标号在整个说明书中表示相同的元件。

图1A和图1B分别示意性地示出了不带校正掩模和带有校正掩模10的光束匀化器100的实施方式。

在本图中，光束匀化器100包括配置成接收入射光束B0的透镜阵列11。入射光束B0具有初始光强度变化ΔI0被均匀化的初始光束轮廓I0。透镜阵列11由多个小透镜11a形成，小透镜11a根据跨越初始光束轮廓I0的区域的透镜网格布局L布置。每个小透镜11a布置在相应的光路Pa中，以在照明平面14处投射初始光束轮廓I0的相应子区域的部分图像Ia。多个部分图像Ia被投射以在照明平面14处重叠而在照明平面14处形成初始光束轮廓I0的初始均匀化光束轮廓I1。通过所述部分图像Ia的重叠，初始均匀化光束轮廓I1相对于入射光束B0的初始光束轮廓I0中的初始光强度变化ΔI0具有初始减小的光强度变化ΔI1。

如图1B所示，光束匀化器100优选地包括校正掩模10，校正掩模10被配置为提供成形的初始光束轮廓I0’。入射光束B0和照明平面14之间的多个光路Pa的子集至少部分地被校正掩模10阻挡。这提供了进一步均匀化光束轮廓I2，其相对于图1A所示的没有掩模的初始均匀化光束轮廓I1具有进一步减小的光强度变化ΔI2。

如本文所述，优选地，掩模包括根据与透镜阵列11的透镜网格布局L匹配的掩模网格布局M布置的多个子掩模10a。掩模网格布局M与透镜网格布局L对准。每个子掩模10a设计有特定的子掩模图案，以成形S初始光束轮廓I0的穿过特定的一个小透镜11a的相应子区域。

在一个实施方式中，每个子掩模10a包括与相应小透镜11a的边缘对齐的边缘，以在相应小透镜11a的相应光路Pa中单独地成形光束的一部分。优选地，小透镜11a是球形或椭圆形透镜。例如，小透镜11a是微透镜，其尺寸在一百微米到三千微米之间，优选地在一毫米到三毫米之间。在另一或进一步的实施方式中，小透镜11a的网格是二维网格，其中多个小透镜的序列在网格的任一方向上延伸。优选地，子掩模10a的高度和宽度适于与小透镜11a的高度和宽度匹配(例如，相同)。

在所示的实施方式中，校正掩模10设置在透镜阵列11之前的光路中的优选位置。原则上，掩模可以位于其它地方，例如直接在透镜后面或其他位置。校正掩模10优选地尽可能靠近(例如，在小于一厘米、小于半厘米或甚至更小(例如小于一毫米)的距离内)相应的透镜阵列放置，以避免衍射效应。在一些实施方式中，校正掩模10设置在准直光束特别是入射光束B0中。例如，校正掩模10设置于在照明平面14处成像的物平面处或附近。换句话说，照明平面14可以是定位掩模的平面的共轭平面。在一个实施方式中，校正掩模10跨越透镜阵列11的整个区域。

在一些实施方式中，光束匀化器100是具有透镜11、12、13的照明器系统的一部分。作为透镜的替代或补充，也可以使用曲面镜(未示出)来成形和/或投射光束。原则上，掩模10也可以是反射掩模而不是透射掩模。一些光学部件也可以集成在一起，例如，掩模可以与透镜阵列集成在一起。例如，掩模可以沉积在透射透镜或反射透镜(或镜子)阵列上。

在所示的实施方式中，光束匀化器100包括两个透镜阵列11、12。在一些替代配置中可能不需要第二阵列。在本实施方式中，第二透镜阵列12设置在第一透镜阵列11的焦平面上。在该实施方式中进一步示出的是光束匀化器100可以包括透镜13，例如所谓的傅立叶透镜。例如，第二透镜阵列12设置在傅立叶透镜13的第一焦平面处。例如，照明平面14设置在傅里叶透镜13的第二焦平面处。投射系统11、12、13的组合效果是在照明平面14处投射均匀光束。均匀光束是通过对入射光束B0的不同部分的投射进行重叠而形成的。

在一些实施方式中，光束匀化器100是较大成像系统(未示出)的一部分。例如，待成像的图案被放置在照明平面14处或附近以被均匀照明，例如，带有电路图案的掩模版。例如，如本文所述的光束匀化器100可以应用于光刻系统中。

图2A和图2B分别示出了初始均匀化光束轮廓I1的强度分布的二维图和轮廓图。可以观察到，初始均匀化光束轮廓I1是相当均匀的，例如，强度在3.88和4.00(a.u)之间的范围中。例如，这种初始均匀化光束轮廓I1可以通过使用图1A所示的不带校正掩模的匀化器100对初始高斯光束轮廓进行均匀化来获得。

图3A和图3B分别示出了初始光束轮廓I0的强度分布的二维图和轮廓图。如图3A所示，布局L中的每个特定小透镜在总强度图案中产生小的贡献，该贡献与小透镜上的入射光束的平均强度成比例。

图4A和图4B分别示出了校正掩模10和相应的子掩模图案10a至10d的第一实施方式。

在第一实施方式中，校正掩模10具有带透明材料(例如玻璃)的中心孔。相应地，掩模网格布局M由多个子掩模图案形成，所述子掩模图案包括分布在透明材料上的不同位置处的不透明材料。例如，掩模10被(通过激光或电子束写入)制造为普通的光刻掩模版并被涂覆抗反射涂层以最小化透射损耗。

在一个实施方式中，子掩模10a具有限定阻挡光区域的相应圆形边缘。例如，子掩模10a的圆形边缘的中心与相应小透镜的中心对准。在另一或进一步的实施方式中，子掩模10c的圆形边缘限定光穿过的内部区域10ci和包围内部区域10ci的阻挡光的外部区域10co。这可以用于校正初始均匀化光束轮廓I1的中心处的相对低的光强度和/或初始均匀化光束轮廓I1的外边缘处的相对高的光强度(比较图2和图5)。

在本实施方式中，子掩模10a至10d中的每个分别具有对称的子掩模图案。例如，子掩模图案在两个正交方向上对称。例如，子掩模图案可以是点对称的。在一个实施方式中，校正掩模10包括两个、三个、四个或更多个不同图案化的子掩模10a、10b、10c、10d的集合。例如，校正掩模10包括每个图案在一组不同图案化的子掩模10a、10b、10c、10d中的重复出现。

图5A和图5B分别示出了使用根据第一实施方式(图4A)的校正掩模10得到的进一步均匀化光束轮廓I2的计算强度分布的二维图和轮廓图。

如图所示，子掩模的效果可以表现为分别受子掩模10a至10d影响的重叠强度轮廓Ia至Id。例如，内部区域Ia+Ib+Ic+Id可以对应于子掩模10a至10d中的每个通过光的原始强度。围绕该内部区域的环形区域Ia+Ib+Ic可以对应于被子掩模10d阻挡但是通过掩模10a至10c的光。环Ia+Ib可以对应于被子掩模10c和10d阻挡但是通过子掩模10a和10b的光。环Ia可以对应于被除子掩模10a之外的所有子掩模10b至10d阻挡的光。当然，不同环形区域之间的边缘可以例如通过使用进一步不同的子掩模被进一步平滑。

如图所示，与图2B的初始均匀化光束轮廓I1的初始减小的光强度变化(ΔI1)(为了与图5B比较而以虚线示出)相比，进一步均匀化光束轮廓I2具有进一步减小的光强度变化(ΔI2)。

作为图2至图5所示的非限制性示例，可以考虑对投射步进器原型的理论相对透射进行校正，其中期望照明器单元(基于成像小透镜阵列匀化器)和投射透镜的组合可产生初始不均匀性(Imax-Imin)/(Imax+Imin)≈1.5％。参见图2中的轮廓I1。在当前示例中，如图3A所示，具有尺寸为1.636mm×2.5mm的35×23矩形小透镜。初始光束I0具有1/e²直径为44mm的高斯结构。小透镜上的光束功率分布如图3A所示。

为了进一步校正1.5％的不均匀性，对多个小透镜施加掩模，这些小透镜总共覆盖±1.5％＝3％的光束功率。将其分成8个小透镜，每个小透镜分到～0.375％的功率。基于该标准，选择图3A中所示的对称布置的八个小透镜。例如，为了避免由于切趾引起的远心度变化并使小透镜区域上的强度梯度的影响最小化，可以将相同的掩模(总共四个不同的子掩模)施加于一对对称定位的小透镜。相对的照度图案I0的二次近似被分成四个级别。然后如图4所示计算切趾掩模。预期的校正结果Icorr(x，y)如图5所示，例如计算为

其中I_rel(x,y)是要校正的相对照度，P_i,j是功率分数，T_i,j(x,y)是具有索引(i,j)的小透镜中的透射轮廓。该方法所得到的不均匀性为0.38％，即相对于1.5％的初始不均匀性有很大的改善。

图6A和图6B分别示出了校正掩模及其对应的子掩模图案的第二实施方式。

在第二实施方式中，校正掩模10具有不带材料的中心孔。相应地，掩模网格布局M由仅围绕中心孔的边缘E设置的多个子掩模图案形成。

如图所示，子掩模图案10a至10d中的每个在校正掩模10的掩模网格布局M中具有固定位置。例如，其中校正掩模10包括围绕掩模网格布局M的中心C对称分布的多个子掩模10a。优选地，如图所示，它们根据点对称分布进行布置，例如其中第一子掩模图案10b1和与中心C相对的旋转半圈的第二子掩模图案10b2相同，以对例如对称的高斯光束横向移位不敏感。通常，子掩模轮廓可以是非旋转对称的或完全非对称的。

图7A和图7B示出了如何在根据第二实施方式的校正掩模的边缘处实现具有断开部分的预期子掩模图案。

在一个实施方式中，包括两个或更多个断开部分的预期对称子掩模图案10a或10e被划分为子图案(例如10a1、10a2或10a1’、10a2’或10e1、10e2)。每个子图案由两个或更多个断开部分的子集形成，以允许子图案附接到不带材料的中心孔的边缘。如图所示，例如在图6中，这允许在掩模的边缘处形成图案，否则该掩模将具有漂浮在半空中的断开部分。

在一些实施方式中，子图案10a1、10a2形成两个半部，它们一起构成预期子掩模图案10a。例如，相应子图案的一半形成预期子掩模图案10a的相应一半。相应子图案的另一半可以没有材料(图7A顶部)。替代地，相应子图案的另一半填充有不透明材料，即预期用于阻挡入射光束的光(图7A底部、图7B)。

在图7B的实施方式中，子掩模10c的圆形边缘限定阻挡光的内部区域10ei和包围内部区域10ei的外部区域10eo，其中光穿过外部区域10eo以对初始均匀化光束轮廓的中心处的相对高的光强度和/或初始均匀化光束轮廓的外边缘处的相对低的光强度进行校正。就功率效率而言，保持剩余的一半开放(open)是优选的。然而，使其不透明可以改善掩模的刚性并提供与相邻小透镜掩模的连接，这使得可以覆盖更多的小透镜。一些图案受益于添加不透明部分以保持子掩模的其他浮动部分。例如，图7B右侧所示的不透明半部可以保持内部区域10ei。本图示出了优选实施方式，其中子掩模是对称的并且对称地分开。通常，也可以使用非对称图案，非对称图案也可以分成非对称部分。

图8A和图8B分别示出了使用根据第二实施方式的校正掩模得到的初始均匀化光束轮廓I1和进一步均匀化光束轮廓I2的测量强度分布。

除了图像I2中的强度范围相对于I1减小的事实之外，将理解，进一步均匀化光束轮廓I2示出了可以对应于子掩模10a、10b、10c、10d的边缘的边缘I2E。这可以提供子掩模相对于透镜阵列的正确对准的证据。当然，通过选择更宽范围的不同子掩模，可以进一步平滑这些边缘。

根据图6所示的设计通过激光切割制造掩模10，掩模10与第一微透镜阵列对齐至五十微米的精度，并如图1所示在匀化器设置中进行测试。图8中的强度轮廓的分析显示不均匀性从具有圆形孔的配置中的2.97％减小到如本文所述的切趾掩模中的1.94％。

本公开的一些方面可以提供例如图4或图6所示的校正掩模10。例如，校正掩模10可以用于改进基于如图1所示的透镜阵列10的匀化器100。这可以提供进一步均匀化光束轮廓I2，其相对于不带校正掩模10的匀化器100的初始均匀化光束轮廓I1具有进一步降低的光强度变化ΔI2。例如，比较图2和图5。为了实现这种均匀化，优选地，掩模包括根据与透镜阵列11的透镜网格布局L匹配的掩模网格布局M布置的多个子掩模10a。在使用中，掩模网格布局M将与透镜网格布局L对准。相应地，子掩模10a中的每一个设计有特定的子掩模图案以成形S初始光束轮廓I0的通过特定的一个小透镜11a的相应子区域。在另一或进一步的实施方式中，校正掩模10是切趾掩模，例如带有图案边缘的孔掩模。

其他或进一步的方面可以涉及制造用于改进光束匀化器100的校正掩模10的方法。例如，如图(1A+1B)所示，匀化器100包括配置成接收具有初始光束轮廓I0的入射光束B0的透镜阵列11，初始光束轮廓I0具有待均匀化的初始光束强度变化ΔI0。在该实施方式中，透镜阵列11由多个小透镜11a形成，小透镜11a根据跨越初始光束轮廓I0的区域的透镜网格布局L布置。

如图1所示，一些实施方式可以包括配置校正掩模10以提供成形的初始光束轮廓I0’，其中入射光束B0和照明平面14之间的多个光路Pa的子集至少部分地被校正掩模10阻挡，以提供进一步均匀化光束轮廓I2，光束轮廓I2相对于初始均匀化光束轮廓I1具有进一步减小的光强度变化ΔI2。优选地，掩模包括多个子掩模10a，多个子掩模10a根据与透镜阵列11的透镜网格布局L匹配的掩模网格布局M布置，如本文所述。

如图2所示，一些实施方式可以包括在不带校正掩模10的光束匀化器100的照明平面14处测量初始均匀化光束轮廓I1。替代地或另外地，实施方式可以包括通过添加例如图4或图6所示的多个子掩模10a、10b、10c、10d来设计校正掩模10。例如，每个子掩模可以具有边缘，该边缘被成形为部分地阻挡初始光束轮廓I0的对应于相应小透镜11a的子区域。相应地，子区域的被阻挡部分对应于测量的初始均匀化光束轮廓I1的具有高于平均光强度I1H的部分(参见图2)。

如图3所示，一些实施方式可以包括在将放置校正掩模10的位置处测量入射光束B0的初始光束轮廓I0。例如，可以计算穿过掩模网格布局的不同子区域的光的相对贡献Irel是多少。

如图4或图6所示，一些实施方式可以包括生成校正掩模10的掩模网格布局M，校正掩模10具有覆盖掩模网格布局M的不同子区域的不同子掩模图案10a、10b、10c、10d；

如图5所示，一些实施方式可以包括基于覆盖掩模网格布局M的不同子区域的不同子掩模图案10a、10b、10c、10d及其相对贡献Irel来计算校正轮廓，其中校正轮廓Icorr被优化以提供进一步均匀化光束轮廓I2。例如，优化校正轮廓以提供进一步减小的光强度变化ΔI2可以包括改变不同子掩模图案的边缘形状、所使用的子掩模图案的数量和/或子掩模图案相对于测量的初始光束轮廓的位置的一个或更多个。例如，如图5B所示，改变边缘形状包括改变一个或更多个不同子掩模图案10a、10b中的子掩模边缘的相应直径Da、Db。

出于清楚和简明描述的目的，在此将特征描述为相同或单独实施方式的一部分，然而，将理解，本发明的范围可以包括具有所描述的全部或一些特征的组合的实施方式。例如，虽然示出了子掩模图案的实施方式，但是本领域技术人员可以设想具有本公开实现类似功能和结果的益处的替代方式。例如，包括透镜和掩模的光学部件可以组合或分成一个或更多个替代部件。如所讨论和示出的实施方式的各种元件提供某些优点，诸如改善均匀性。目前示出的实施方式(其中校正掩模是二元掩模)可以具有优于具有灰度滤光器的掩模的优点，该优点在于二元掩模易于制造，仅具有覆盖透射窗口或包围孔的一种类型的(完全)不透明区域。当然，将理解，上述实施方式或过程中的任何一个可以与一个或更多个其他实施方式或过程组合，以在寻找和匹配设计和优点方面提供甚至进一步的改进。将理解，本公开为光刻提供特定优点，且一般可应用于期望均匀光束轮廓的任何应用。

虽然已经参照本系统和方法的特定示例性实施方式特别详细地描述了本系统和方法，但是还应当理解，本领域普通技术人员可以在不脱离本公开的范围的情况下设计出许多修改和替换实施方式。例如，其中装置或系统被公开为布置和/或构造为执行特定方法或功能的实施方式固有地公开了这样的方法或功能和/或与方法或系统的其他公开实施方式的组合。此外，在可能的情况下，方法的实施方式被认为结合方法或系统的其他公开的实施方式在相应硬件中固有地公开它们的实施方式。此外，可以体现为例如非暂时性计算机可读存储介质上的程序指令的方法被认为是作为这样的实施方式固有地公开。

最后，上述讨论仅旨在说明本系统和/或方法，而不应被解释为将所附权利要求限制于任何特定实施方式或实施方式组。相应地，说明书和附图应以说明性方式来看待，而不旨在限制所附权利要求的范围。在解释所附权利要求时，应该理解，词语“包括”不排除存在除了给定权利要求中列出的那些之外的其他元件或动作；元件前面的词语“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件；权利要求中的任何参考标记不限制其范围；若干“构件”可以用相同或不同的项目或实施的结构或功能来表示；除非另外特别说明，否则任何所公开的装置或其部分可以组合在一起或分成另外的部分。在相互不同的权利要求中叙述某些措施的仅有事实并不表示这些措施的组合不能用于获益。特别地，权利要求的所有工作组合被认为是固有地公开的。

Claims (15)

1.一种光束匀化器(100)，包括：

-透镜阵列(11)，配置为接收具有初始光束轮廓(I0)的入射光束(B0)，所述初始光束轮廓(I0)具有待均匀化的初始光强度变化(ΔI0)，其中，所述透镜阵列(11)由多个小透镜(11a)形成，所述多个小透镜(11a)根据跨越所述初始光束轮廓(I0)的区域的透镜网格布局(L)布置，其中，每个小透镜(11a)布置在相应的光路(Pa)中以在照明平面(14)处投射所述初始光束轮廓(I0)的相应子区域的部分图像(Ia)，其中，多个所述部分图像(Ia)投射成在所述照明平面(14)处重叠以在所述照明平面(14)处形成所述初始光束轮廓(I0)的初始均匀化光束轮廓(I1)，其中，通过所述部分图像(Ia)的重叠，所述初始均匀化光束轮廓(I1)具有相对于所述入射光束(B0)的所述初始光束轮廓(I0)中的所述初始光强度变化(ΔI0)初始减小的光强度变化(ΔI1)；以及

-校正掩模(10)，配置为提供成形的初始光束轮廓(I0’)，其中，所述入射光束(B0)和所述照明平面(14)之间的所述多个光路(Pa)的子集至少部分地被所述校正掩模(10)阻挡，以提供进一步均匀化光束轮廓(I2)，所述进一步均匀化光束轮廓(I2)相对于所述初始均匀化光束轮廓(I1)具有进一步减小的光强度变化(ΔI2)；

其中，所述掩模包括根据与所述透镜阵列(11)的所述透镜网格布局(L)匹配的掩模网格布局(M)布置的多个子掩模(10a)，其中，所述掩模网格布局(M)与所述透镜网格布局(L)对齐，其中，所述子掩模(10a)中的每一个设计有特定的子掩模图案，以成形(S)所述初始光束轮廓(I0)的通过所述小透镜(11a)中的特定一个的相应子区域，

其特征在于，不同子掩模(10a，10b，10c，10d)的子掩模图案包括与相应小透镜(11a)的中心对准的不同圆形边缘，其中，所述不同圆形边缘设计成不同地成形所述初始光束轮廓(I0)的通过不同小透镜的相应子区域。

2.根据权利要求1所述的光束匀化器(100)，其中，所述不同子掩模(10a、10b、10c、10d)的所述不同圆形边缘被投射为不同的环形区域(Ia、Ib、Ic、Id)，从而在所述进一步均匀化光束轮廓(I2)中提供所述进一步减小的光强度变化(ΔI2)。

3.根据权利要求1或2所述的光束匀化器(100)，其中，所述子掩模(10c)的所述圆形边缘限定通过光的圆形内部区域(10ci)和包围所述圆形内部区域(10ci)的外部区域(10co)，在所述外部区域(10co)中，光被阻挡以对所述初始均匀化光束轮廓(I1)的中心处的相对低的光强度和/或所述初始均匀化光束轮廓(I1)的外边缘处的相对高的光强度进行校正。

4.根据权利要求1或2所述的光束匀化器(100)，其中，所述子掩模(10c)的所述圆形边缘限定阻挡光的圆形内部区域(10ei)和包围所述圆形内部区域(10ei)的外部区域(10eo)，光通过所述外部区域(10eo)，以对所述初始均匀化光束轮廓的中心处的相对高的光强度和/或所述初始均匀化光束轮廓的外边缘处的相对低的光强度进行校正。

5.根据前述权利要求中任一项所述的光束匀化器(100)，其中，所述不同子掩模(10a、10b、10c、10d)的重叠强度轮廓(Ia、Ib、Ic、Id)形成所述进一步均匀化光束轮廓(I2)，其中，第一子掩模(10a)的强度轮廓(Ia)与第二子掩模(10b)的强度轮廓(Ib)完全重叠。

6.根据前述权利要求中任一项所述的光束匀化器(100)，其中，所述校正掩模(10)包括多个子掩模(10a)，所述子掩模的至少一些子集具有不同的边缘形状或边缘半径，以及所述子掩模的至少一些子集具有相同的边缘形状和边缘半径，其中，具有相同的边缘形状和边缘半径的子掩模的子集的成员围绕所述掩模网格布局(M)的中心(C)对称分布，优选地具有点对称分布。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的光束匀化器(100)，其中，所述校正掩模(10)具有带透明材料的中心孔，其中，所述掩模网格布局(M)由多个子掩模图案形成，所述多个子掩模图案包括分布在所述透明材料的不同位置处的不透明材料。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的光束匀化器(100)，其中，所述校正掩模(10)具有不带材料的中心孔，以使通过所述透镜网格布局(L)的所述中心孔处的小透镜(11a)的所述初始光束轮廓(I0)不受所述校正掩模的影响，其中，所述掩模网格布局(M)仅由围绕所述中心孔的边缘(E)设置的多个子掩模图案形成。

9.一种光刻系统，包括根据前述权利要求中任一项所述的光束匀化器(100)。

10.一种校正掩模(10)，用于改进基于透镜阵列(10)的光束匀化器(100)，以提供进一步均匀化光束轮廓(I2)，所述进一步均匀化光束轮廓(I2)具有相对于不带所述校正掩模(10)的所述匀化器(100)的初始均匀化光束轮廓(I1)进一步减小的光强度变化(ΔI2)，

其中，所述掩模包括根据与所述透镜阵列(11)的透镜网格布局(L)匹配的掩模网格布局(M)布置的多个子掩模(10a)，其中，所述掩模网格布局(M)与所述透镜网格布局(L)对准，其中，所述子掩模(10a)中的每一个设计有特定的子掩模图案，以成形(S)所述初始光束轮廓(I0)的通过所述小透镜(11a)中的特定一个的相应子区域；

其特征在于，不同子掩模(10a、10b、10c、10d)的子掩模图案包括与相应小透镜(11a)的中心对准的不同圆形边缘，其中，所述不同圆形边缘设计成不同地成形所述初始光束轮廓(I0)的通过不同小透镜的相应子区域。

11.一种制造用于改进光束匀化器(100)的校正掩模(10)的方法，所述光束匀化器(100)包括：

-透镜阵列(11)，配置为接收具有初始光束轮廓(I0)的入射光束(B0)，所述初始光束轮廓(I0)具有待均匀化的初始光强度变化(ΔI0)，其中，所述透镜阵列(11)由多个小透镜(11a)形成，所述多个小透镜(11a)根据跨越所述初始光束轮廓(I0)的区域的透镜网格布局(L)布置，其中，每个小透镜(11a)布置在相应的光路(Pa)中以在照明平面(14)处投射所述初始光束轮廓(I0)的相应子区域的部分图像(Ia)，其中，多个所述部分图像(Ia)投射成在所述照明平面(14)处重叠，从而在所述照明平面(14)处形成所述初始光束轮廓(I0)的初始均匀化光束轮廓(I1)，其中，通过所述部分图像(Ia)的重叠，所述初始均匀化光束轮廓(I1)具有相对于所述入射光束(B0)的所述初始光束轮廓(I0)中的所述初始光强度变化(ΔI0)初始减小的光强度变化(ΔI1)；其中，所述方法包括：

-配置所述校正掩模(10)以提供成形的初始光束轮廓(I0’)，其中，所述入射光束(B0)和所述照明平面(14)之间的所述多个光路(Pa)的子集至少部分地被所述校正掩模(10)阻挡，以提供进一步均匀化光束轮廓(I2)，所述进一步均匀化光束轮廓(I2)相对于所述初始均匀化光束轮廓(I1)具有进一步减小的光强度变化(ΔI2)；

其中，所述掩模包括根据与所述透镜阵列(11)的所述透镜网格布局(L)匹配的掩模网格布局(M)布置的多个子掩模(10a)，其中，所述掩模网格布局(M)与所述透镜网格布局(L)对准，其中，所述子掩模(10a)中的每一个设计有特定的子掩模图案，以成形(S)所述初始光束轮廓(I0)的通过所述小透镜(11a)中的特定一个的相应子区域；

其特征在于，不同子掩模(10a、10b、10c、10d)的子掩模图案包括与相应小透镜(11a)的中心对准的不同圆形边缘，其中，所述不同圆形边缘设计成不同地成形所述初始光束轮廓(I0)的通过不同小透镜的相应子区域。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述方法包括：

-在不带所述校正掩模(10)的所述光束匀化器(100)的所述照明平面(14)处测量初始均匀化光束轮廓(I1)；以及

-通过添加多个子掩模(10a、10b、10c、10d)来设计所述校正掩模(10)，每个子掩模(10a)具有边缘，所述边缘成形为部分地阻挡初始光束轮廓(I0)的对应于相应小透镜(11a)的子区域，其中，所述子区域的被阻挡部分对应于所测量的初始均匀化光束轮廓(I1)的具有高于平均光强度(I1H)的部分。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，所述方法包括：

-在将放置所述校正掩模(10)的位置处测量所述入射光束(B0)的所述初始光束轮廓(I0)；

-计算通过所述掩模网格布局(M)的不同子区域的光的相对贡献(Irel)；

-生成具有覆盖所述掩模网格布局(M)的不同子区域的不同子掩模图案(10a、10b、10c、10d)的校正掩模(10)的掩模网格布局(M)；

-基于覆盖所述掩模网格布局(M)的不同子区域的所述不同子掩模图案(10a、10b、10c、10d)及其相对贡献(Irel)来计算校正轮廓(Icorr)，其中，优化所述校正轮廓(Icorr)以提供进一步均匀化光束轮廓(I2)。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其中，优化所述校正轮廓(Icorr)以提供所述进一步减小的光强度变化(ΔI2)包括改变以下中的一个或更多个：

-所述不同子掩模图案(10a、10b、10c、10d)的边缘形状；

-使用的所述子掩模图案中的每个的数量；和/或

-所述子掩模图案相对于所测量的初始光束轮廓(I0)的位置。

15.一种具有软件指令的非暂时性计算机可读介质，所述软件指令在执行时使计算机执行根据权利要求11-14中任一项所述的方法。