CN110596850A - 透镜总成 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种透镜总成。本公开的实施例涉及在微影工具中使用的动态地控制的透镜。动态透镜的多个区域可用来传输用于微影工艺的辐射光束。通过允许多个区域传输辐射光束，动态地控制的透镜相较于传统的固定透镜可具有延长的生命周期。动态地控制的透镜可以较低的频率更换或调换，因此，改善微影工具的效率并降低生产成本。

Description

透镜总成

技术领域

本公开涉及一种透镜总成，特别涉及一种微影工具用的透镜总成。

背景技术

在半导体制造中，微影工具是通过辐射光束选择性地对基板上的光阻层进行曝光，用以将图案施加至基板上。光学透镜是用在微影装置中，以导引来自辐射源的辐射光束至正在被处理的基板。在微影工具中的光学透镜由优良品质的材料所制成，且因为在操作期间所受到的污染而需要定期更换。

发明内容

本公开一些实施例提供透镜总成，包括一或多个透镜单元。透镜单元配置以耦接至微影工具或在微影工具中。透镜单元包括光学透镜以及连接至光学透镜的对准致动器。对准致动器可操作以在透镜平面内移动光学透镜，透镜平面穿过光学透镜的原点，且透镜平面垂直于光学透镜的光轴。

本公开一些实施例提供一种控制透镜的方法。控制透镜的方法包括将光学透镜上的第一区域对准入射辐射光束，其中第一区域的中心与光学透镜的原点间隔一段距离。控制透镜的方法还包括将入射辐射光束传送经过光学透镜上的第一区域，以施行微影工艺。控制透镜的方法还包括将光学透镜上的第二区域对准入射辐射光束，其中第二区域不同于第一区域。

本公开一些实施例提供一种微影装置。微影装置包括辐射源、微影工具以及动态透镜总成。动态透镜总成定位于在辐射源及微影工具中的基板台之间的光学路径上。动态透镜总成包括一或多个透镜单元。透镜单元的每一者包括光学透镜以及耦接至光学透镜的对准致动器。对准致动器可移动以将光学透镜上的多个区域的一者对准光学路径。

附图说明

以下的实施方式配合附图能最好地理解本公开的各方面。应注意的是，根据本产业的一般作业，图示并未必按照比例绘制。事实上，可能任意的放大或缩小元件的尺寸，以做清楚的说明

图1为根据一些实施例的微影工具的示意图。

图2A为根据一些实施例的动态透镜总成的示意图。

图2B为根据一些实施例的动态透镜及第一光束区域与在微影工具中的光学路径对准的示意平面图。

图2C为根据一些实施例的动态透镜将第二光束区域对准光学路径的示意平面图。

图2D为根据一些实施例的动态透镜及复数个光束区域的示意平面图。

图3A为根据一些实施例的动态透镜总成的示意图。

图3B为根据一些实施例的处于非倾斜位置的动态透镜的示意图。

图3C为根据一些实施例的处于倾斜位置的动态透镜的示意图。

图3D为根据一些实施例的表示了倾斜致动器的透镜壳体的示意平面图。

图4A为根据一些实施例的动态透镜总成的示意图。

图4B为根据一些实施例的具有平移致动器的动态透镜的示意平面图。

图4C为根据一些实施例的动态透镜及复数个光束区域的示意平面图。

图5A为根据一些实施例的动态透镜总成的示意图。

图5B为根据一些实施例的具有倾斜及平移致动器的动态透镜的示意平面图。

图6为根据一些实施例的施行微影工艺的方法的流程图。

附图标记说明：

100 微影工具

102 基板台

104 基板

106 投影光学模块

108 光罩台

110 光罩

112 聚光镜单元

114 滤光器

116 面镜

118 对准感应器

120 光学路径

122 辐射源

124、208、308、408、508 控制器

126 壳体

128 透镜总成

200、300、400、500 动态透镜总成

202a、202b、202c、202d、202e、302a、302b、302c、302d、302e、402a、402b、402c、402d、402e、502a、502b、502c、502d、502e 透镜单元

204 辐射源

206 器具

210、310、410、510 透镜

210a、210b 表面

212、412 框架

214 致动器

216、316、316’、416、516 光轴

218、318、418、518 光学路径

220 距离

222、222’、422 光束区域

224、324、424、524 原点

230、330、430、530 透镜平面

312、512 内框架

314 致动器、转动致动器

318i 入射辐射光束

318o、318o’ 输出辐射光束

320a、320b、320c、320d、520a、520b、520c、520d 倾斜致动器

322、522 外框架

326 角度

414x、414y、514x、514y 平移致动器

426 路径

600 方法

610、620、630、640 操作

X、Y、Z 轴

具体实施方式

以下的公开内容提供许多不同的实施例或范例以实施本公开的不同特征。以下的公开内容叙述各个构件及其排列方式的特定范例，以简化说明。当然，这些特定的范例并非用以限定。例如，若是本说明书叙述了一第一特征形成于一第二特征之上或上方，即表示其可能包含上述第一特征与上述第二特征是直接接触的实施例，亦可能包含了有附加特征形成于上述第一特征与上述第二特征之间，而使上述第一特征与第二特征可能未直接接触的实施例。另外，本公开在不同范例中可能重复使用相同的参考符号及/或标记。这些重复为了简化与清晰的目的，并非用以限定所讨论的不同实施例及/或结构之间有特定的关系。

此外，空间相关用词，例如“在…下方”、“下方”、“较低的”、“上方”、“较高的”及类似的用词，为了便于描述图示中一个元件或特征与另一个(些)元件或特征之间的关系。除了在附图中示出的方位外，这些空间相关用词意欲包含使用中或操作中的装置的不同方位。装置可能被转向不同方位(旋转90度或其他方位)，则在此使用的空间相关词也可依此相同解释。

本文所讨论的实施例有关于在微影工具中使用的动态透镜(dynamic lens)。在一些实施例中，动态透镜包括一或多个致动器，以将透镜表面上的不同区域对准微影工具中的辐射光束行进的光学路径。在操作期间，在动态透镜的透镜表面上的多个区域可按序对准光学路径。在光学路径对准多个区域的每一者时，可处理复数个基板。

图1为根据一些实施例的微影工具100的示意图。微影工具100为或包括对准及曝光工具，也被称为步进器(stepper)及扫描器(scanner)，配置以转移电路设计图案至基板上的光敏层(light sensitive layer)。微影工具100可为紫外线(ultra violet，UV)微影工具、浸润式(immersion)微影工具、极紫外线(extreme ultra violet，EUV)微影工具、电子束微影工具、X射线微影工具、离子投影(ion projection)微影工具或使用激光辐射源产生曝光用的辐射光束的任何其他适合的曝光微影工具。

微影工具100包括基板台102，配置以紧固基板104以进行处理。在一些实施例中，基板台102包括多个致动器，配置成以多个自由度(degree of freedom)移动基板104。在一些实施例中，基板台102配置成使用任何数量的致动器(例如六个致动器)以六个自由度(例如，X、Y、Z、Rx、Ry及Rz)移动基板104。

微影工具100亦包括投影光学模块106。投影光学模块106包括一系列的光学元件，例如光学透镜或面镜(mirrors)，其作用为减小将被转移至基板104的图案的尺寸。在图1中，投影光学模块106包括以串连方式安排的复数个光学透镜。在一些实施例中，投影光学模块106包括复数个面镜，被安排以传送光束至基板台102。

微影工具100包括光罩台108，配置以紧固在其上的倍缩光罩(reticle)或光罩110。光罩台108及基板台102定位于投影光学模块106的相对侧上。光罩110具有将经由投影光学模块106而转移至基板104的图案。在一些实施例中，光罩台108为可移动的及可转动的，以对准光罩110以进行曝光。在一些实施例中，光罩台108包括多个致动器，配置成以多个自由度移动光罩110，例如六个自由度，X、Y、Z、Rx、Ry及Rz。

微影工具100还包括聚光镜单元112。聚光镜单元112包括复数个光学元件，例如光学透镜或面镜，以将光束聚焦到光罩台108上的光罩110。

微影工具100连接至辐射源122，辐射源122配置以提供用于从光罩110转移图案至基板104的光束。辐射源122配置以发射适合于，在所期望的微影工艺中施行的曝光工艺的电磁光谱中的光束。辐射源122可配置以发射在紫外线光谱(例如极紫外线(EUV)、真空紫外线(vacuum ultra violet，VUV)及深紫外线(deep ultra violet，DUV))、可见光谱、X射线光谱或微波光谱中的光束。在一些实施例中，辐射源122为准分子激光(excimer laser)。在一些实施例中，辐射源122为汞灯(mercury lamp)。在一些实施例中，透镜总成128定位在辐射源122及微影工具100之间，以收集、聚集、准直(collimate)或以其他方式制备光束微影工艺。

其他光学元件(例如滤光器114及面镜116)可选择性地定位在微影工具100中，以沿光学路径120将从辐射源122来的光束朝向基板台102上的基板104导引。在一些实施例中，其他元件，例如遮板(shutter)、准直透镜，沿光学路径120被定位在适合位置，以便于在微影工具100中的曝光操作。

在一些实施例中，微影工具100包括壳体126。壳体126定义内部容积。真空泵(未表示)可连接至壳体，以在内部容积中建立真空环境。基板台102设置于壳体126中，使得微影工艺可在真空状态下施行。其他微影工具100的组件，例如聚光镜单元112、光罩台108及投影光学模块106可设置在相同的壳体126中或设置在个别的壳体中。

在一些实施例中，微影工具100包括对准感应器118，定位于各个位置。对准感应器118可用来引导基板台102及/或光罩台108，以将光罩110上的图案对准将被图案化的基板104上的范围。

在一些实施例中，微影工具100还包括控制器124，控制器124连接至在微影工具100中的各种组件。在一些实施例中，控制器124配置以在操作期间动态地控制在微影工具100中的光学元件，例如透镜及面镜。举例来说，控制器124发送指令以移动光学元件，以使光学元件的各个区域与光学路径120对准。

在操作期间，光学元件、基板台102及光罩台108移动至适合位置，使得从辐射源122来的辐射光束行进经过光学路径120，以将光罩110上的图案传送至基板104。在操作期间，辐射源122发射的辐射光束经由滤光器114、面镜116及其他光学元件而被导引至聚光镜单元112。聚光镜单元112聚焦辐射光束以用于图案化。在一些实施例中，辐射光束通过光罩110而传送，且承载光罩110中的图案。投影光学模块10缩小图案化的辐射光束，且将辐射光束投影至基板104。

基板104为半导体基板，集成电路元件(integrated circuit devices)将形成于此半导体基板上。基板104上形成有光阻层。在操作中，辐射光束入射在辐射敏感光阻层上，将辐射光束承载的图案转移至光阻层。在一些实施例中，光阻层可包括化学增强型光阻(chemically amplified resist，CAR)。可选地或额外地，光阻层可包括金属基(metalbased)光阻。举例来说，光阻层可包括在牺牲碳层(sacrificial carbon layer)(例如旋涂碳(spin-on-carbon))上的金属氧化物光阻。光阻层亦可被包括在具有底层、中层及顶层的三层光罩中。底层可为碳有机层(carbon organic layer)。中层可为用来帮助图案化底层的含硅的碳层。光阻层可为顶层。

如上所述，在微影工艺期间，辐射光束沿光学路径120行进。典型地，相同的微影工艺被重复地施行在多个基板及/或基板上的多个区域。在施行一定数量的曝光后，一些光学元件可能被污染，特别是在光学路径穿过的位置。光学元件被固定在适当的位置上，且光学路径120穿过光学元件上的工作区域，举例来说，靠近透镜的中心或面镜的中心。传统上，当光学元件上的光束区域被污染时，则需要更换光学元件。

在一些实施例中，在微影工具100中的光学元件(例如透镜及面镜)被动态地控制且可移动以使用光学元件上的多于一个区域作为光束区域，例如在操作期间辐射光束所入射的光学元件的范围。当污染物已经在另一个光束区域(例如，先前使用的光束区域)中累积时，动态地控制的光学元件相对于光学路径120移动，以将不同的区域作为光束区域。动态地控制的光学元件允许光学元件上的多个区域作为光束区域，因此倍增光学元件的使用寿命。

图2A为根据一些实施例的动态透镜总成200的示意图。图2B至图2D为动态透镜总成200中的透镜单元的示意平面图。

动态透镜总成200可在微影工具(例如微影工具100)中使用。在一些实施例中，在微影工具100中的一或多个光学模块包括相似于动态透镜总成200的动态透镜总成。举例来说，投影光学模块106、聚光镜单元112或透镜总成128可各别包括相似于动态透镜总成200的动态透镜总成。

动态透镜总成200包括一或多个透镜单元202a、202b、202c、202d及202e。即使图2A示出了透镜单元202a至202e，然而根据其他范例的动态透镜总成200可包括较多或较少的透镜单元。

动态透镜总成200设置在辐射源204及器具(appliance)206之间，以将从辐射源204来的辐射光束传输至器具206。在一些实施例中，中间组件(intermediate components)可定位在辐射源204及动态透镜总成200之间，或定位在动态透镜总成200及器具206之间。辐射源204可为任何适合的源(source)，其被配置以产生用在微影操作中的光束。举例来说，辐射源204配置以产生激光辐射光束、紫外线光束、微波光束或X射线光束。在一些实施例中，辐射源204为激光辐射源，配置以提供激光辐射光束至微影工具。器具206包括使用辐射光束进行操作的动态透镜总成200下游的任何设备或组件。在一些实施例，器具206为微影工具，例如微影工具100。

透镜单元202a至202e的每一者包括透镜210、框架212及致动器214，框架212设置在透镜210周围，致动器214定位以移动透镜210。透镜210为光学元件，可折射穿过自身的光。透镜210具有二表面210a及210b。表面210a面向入射光束。表面210b与表面210a相对。表面210a及210b的任一者或两者为球形，以将入射光束聚集或发散在主焦点上。表面210a及210b可为凸面的或凹面的，以聚集或发散入射光束。图2A所示的透镜210为具有二凸面表面210a及210b的聚光透镜。在操作期间，入射辐射光束从表面210a进入透镜210，且从表面210b离开透镜210。在一些其他实施例中，透镜210为具有一凸面的聚光透镜。在一些实施例中，透镜210为包括至少一凹面的发散透镜。在一些范例中，透镜210由玻璃、熔融石英、氟化钙或任何其他适合折射用于微影工艺的波长的光束的材料所制成。每个透镜单元202a至202e中的透镜210可为不同的以达到不同功能、可为相同的、或任何上述的组合。

框架212围绕透镜210边缘设置。在一些实施例中，框架212固定地附接至透镜210。致动器214可移动地耦接至框架212，以移动透镜210与框架212。在一些实施例，致动器214配置成使透镜210沿Z轴绕光轴216转动。光轴216穿过透镜210的原点224(如图2B所示)。光轴216沿Z方向。致动器214使透镜210在透镜平面230内转动，透镜平面230穿过透镜210的原点224，且垂直于透镜210的光轴216。在一些实施例中，致动器214包括马达。

在操作期间，辐射光束沿光学路径218行进，光学路径218穿过透镜单元202a至202e中的透镜210。在一些实施例中，在透镜单元202a至202e中的至少一者内，光学路径218与对应的透镜210的原点224相距一段距离。图2B为透镜210的示意平面图。在图2B中，光束区域222指光学路径218与透镜210相交的区域。因此，在操作期间，辐射光束于光束区域222处穿越透镜210。光束区域222的中心与原点224相距一段距离220。如图2C所示，当透镜210绕原点224转动时，光学路径218与透镜210相交在新的光束区域222’。图2D为透镜210的示意平面图，其表示在操作期间，复数个区域可对准光学路径218以作为光束区域222。

在操作期间，污染物可在透镜210上逐渐累积在辐射光束穿越透镜210的区域，例如图2B中的光束区域222。在光束区域222上的污染物可导致透镜210的穿透率下降，因而减低微影工具的效率。此外，当辐射光束(例如激光光束)穿越透镜时，辐射光束可能对透镜造成损坏，例如压实损坏(compaction damage)。透镜的损坏可能导致微影工具中影像品质的损失。当光束区域被污染或损坏时，具有固定式透镜的传统透镜单元需要频繁地更换或调换。而在透镜单元202a至202e中的透镜210可转动，以在光束区域已被污染或已经损坏时，将「新的」区域作为光束区域。因此，透镜单元202a至202e不需要如传统透镜单元一样地频繁地调换或更换。

在一些实施例中，选择原点224及光束区域222的中心之间的距离220，以允许光学路径218对准多个不显着重叠的区域。距离220越大，则越多数量的区域可做为光束区域，而可增加透镜单元202a至202e的生命周期。然而，较大的距离可能导致光学路径漂移，而造成微影工艺中的影像品质下降。在一些实施例中，距离220的值大概为内接光束区域222的圆的直径。

回去参考图2A，控制器208连接至透镜单元202a至202e，在一些实施例中，控制器208连接至致动器214，以控制透镜单元202a至202e的转动。在一些实施例中，透镜单元202a至202e被安排使得透镜单元202a至202e中的透镜210的每一者的原点224穿过相同的光轴216。在一些实施例中，透镜单元202a至202e同步地转动，以用相同的频率切换光束区域。在其他实施例中，透镜单元202a至202e为彼此独立控制的。

图3A为根据一些实施例的动态透镜总成300的示意图。除了动态透镜总成300包括具有倾斜致动器(tilting actuator)的透镜单元以外，动态透镜总成300相似于动态透镜总成200。图3B为在非倾斜位置的动态透镜总成300中的透镜单元的示意图。图3C为在倾斜位置的动态透镜总成300中的透镜单元的示意图。图3D为透镜壳体的示意平面图，示出了倾斜致动器。

动态透镜总成300包括一或多个透镜单元302a、302b、302c、302d及302e。即使图3A示出了透镜单元302a至302e，然而根据其他范例的动态透镜总成300可包括较多或较少的透镜单元。动态透镜总成300设置在辐射源204及器具206之间，以将从辐射源204来的辐射光束传输至器具206。

透镜单元302a至302e的每一者包括透镜310、内框架312及外框架322，内框架312设置在透镜310周围。透镜310相似于上述的透镜210。在一些实施例中，内框架312固定地附接至透镜310。转动致动器314可移动地耦接至外框架322，以使透镜310绕着透镜310的原点324(表示在图3D中)转动。致动器314在透镜平面330内转动，透镜平面330穿过透镜310的原点324，且垂直于透镜310的光轴316。在一些实施例中，转动致动器314包括马达。

透镜单元302a至302e的每一者还包括一或多个倾斜致动器，配置以倾斜透镜310。在一些实施例中，透镜单元302a至302e的每一者包括各别的倾斜致动器320a、320b、320c及320d(表示在图3D中)，以绕着X轴及Y轴倾斜透镜310。倾斜致动器320a、320b、320c及320d耦接在外框架322及内框架312之间。倾斜致动器320a、320b、320c及320d的移动沿内框架312或透镜310的圆周调整外框架322及内框架312之间的距离。倾斜致动器320a、320b、320c及320d的每一者为可彼此独立地移动。倾斜致动器320a、320b、320c及320d的组合移动导致透镜310绕着X轴及/或Y轴倾斜。倾斜致动器320a、320b、320c及320d可为线性致动器(例如机械致动器)、压电致动器、汽缸(cylinder)(例如气压缸(pneumatic cylinder)及液压缸)等。

在一些实施例中，如图3D所示，四个倾斜致动器320a、320b、320c及320d沿透镜310的圆周以90度间隔设置。在一些实施例中，当透镜310在图3D所示的位置时，倾斜致动器320a及320b的相对移动导致透镜310绕着X轴倾斜，而倾斜致动器320c及320d的相对移动导致透镜310绕着Y轴倾斜。因为当透镜310通过转动致动器314转动时，倾斜致动器320a、320b、320c及320d相对于X轴及Y轴的位置改变，倾斜致动器320a、320b、320c及320d的移动导致透镜310尽管可维持相对于外框架322的相同的转动轴，但可以绕着不同的轴倾斜。可使用倾斜致动器的其他安排(例如沿透镜310的圆周设置三个致动器)来达到相同的结果。

在操作期间，辐射光束沿光学路径318行进，光学路径318穿越透镜单元302a至302e中的透镜310。在一些实施例中，光学路径318平行于光轴316。在一些实施例中，在透镜单元302a至302e的至少一者内，光学路径318相距对应的透镜310的原点324一段距离。因为光学路径318偏离光轴316，在穿过透镜310后，辐射光束可能不再平行于光轴316。举例来说，如图3B所示，入射辐射光束318i沿平行于光轴316的方向且相距光轴316一段距离的方式投射至透镜310。在穿越透镜310后，输出辐射光束318o不再平行于光轴316，输出辐射光束318o反而与光轴316形成角度326。

在一些实施例中，倾斜透镜310以校正由光学路径318及光轴316之间的偏离所导致的光学路径318的偏差。如图3C所示，当倾斜致动器320b缩回时，倾斜致动器320a同时延伸，导致透镜310绕着X轴倾斜。倾斜后的光轴316’相对于倾斜前的光轴316形成一个角度。由于在倾斜前入射辐射光束318i保持平行于光轴316，倾斜的透镜310产生也平行于光轴316的输出辐射光束318o’。

在一些实施例中，控制器308连接至透镜单元302a至302e。在一些实施例中，控制器308连接至转动致动器314及倾斜致动器320a至320d，以控制透镜单元302a至302e的转动及倾斜。

在一些实施例中，透镜单元302a至302e以使得在透镜单元302a至302e中的透镜310的每一者的原点324穿过相同的光轴316的方式安排。在操作期间，入射辐射光束从平行于光轴316但相距光轴316一段距离的光学路径投射至透镜单元302a至302e，以允许多个区域作为光束区域。在操作之前，透镜310的每一者被转动以使「干净的」区域对准光学路径318，且以适合的角度倾斜，以确保光学路径318保持平行于光轴316。当在透镜310中的光束区域被污染或损坏时，透镜310被转动以将干净的区域对准光学路径318。在一些实施例中，倾斜角度在透镜转动后被调整。

可使用致动器的其他安排，以达到透镜310的转动及倾斜。举例来说，转动致动器314耦接至内框架312并定位以相对于外框架322而转动透镜310，且倾斜致动器320a、320b、320c及320d耦接至外框架并定位以一起倾斜外框架322及透镜310。

图4A为根据一些实施例的动态透镜总成400的示意图。除了动态透镜总成400包括具有平移致动器以移动透镜的透镜单元以外，动态透镜总成400相似于动态透镜总成200。图4B为动态透镜总成400中的透镜单元的示意平面图，示出了平移致动器。图4C为透镜的示意平面图，示出了可用的光束区域的安排。

动态透镜总成400包括一或多个透镜单元402a、402b、402c、402d及402e。动态透镜总成400设置在辐射源204及器具206之间，以将从辐射源204来的辐射光束传输至器具206。

透镜单元402a至402e的每一者包括透镜410、框架412及平移致动器414x及414y(414x表示在图4B中)，框架412设置在透镜410周围，平移致动器414x及414y定位以分别沿X轴及Y轴移动透镜410。透镜410相似于上述的透镜210。框架412围绕透镜410边缘设置。在一些实施例中，框架412固定地附接至透镜410。平移致动器414x及414y可移动地耦接至框架412，以移动透镜410及框架412。平移致动器414x及414y在透镜平面430内移动透镜410，透镜平面430穿过透镜410的原点424，且垂直于透镜410的光轴416。在一些实施例中，平移致动器414x及414y为线性致动器(例如机械致动器)、压电致动器、缸筒(例如气压缸及液压缸)等。

在一些实施例中，控制器408连接至透镜单元402a至402e。在一些实施例中，控制器408连接至平移致动器414x及414y，以控制透镜单元402a至402e。

在操作期间，入射辐射光束由光学路径418投射至透镜单元402a至402e。在操作之前，透镜410的每一者被平移致动器414x及414y移动，以使「干净的」区域对准光学路径418。当透镜410中的光束区域被污染或损坏时，透镜410被移动以将干净的区域对准光学路径418。图4C示意性地示出复数个可作为光束区域的光束区域422。在一些实施例中，透镜410以沿路径426按序使用光束区域422的方式而移动。

图5A为根据一些实施例的动态透镜总成500的示意图。除了动态透镜总成500包括具有倾斜致动器的透镜单元以外，动态透镜总成500相似于动态透镜总成400。图5B为具有倾斜及平移致动器的透镜单元的示意平面图。

动态透镜总成500包括一或多个透镜单元502a、502b、502c、502d及502e。动态透镜总成500设置在辐射源204及器具206之间，以将从辐射源204来的辐射光束传输至器具206。

透镜单元502a至502e的每一者包括透镜510、内框架512及外框架522，内框架512设置在透镜510周围。透镜510相似于上述的透镜210。在一些实施例中，内框架512固定地附接至透镜510。平移致动器514x及514y可移动地耦接至外框架522，以在透镜平面530内移动透镜510，透镜平面530穿过透镜510的原点524，且垂直于透镜510的光轴516。在一些实施例中，平移致动器514x及514y为线性致动器(例如机械致动器)、压电致动器、缸筒(例如气压缸及液压缸)等。

透镜单元502a至502e的每一者还包括一或多个倾斜致动器，配置以倾斜透镜510。在一些实施例中，透镜单元502a至502e的每一者包括倾斜致动器520a、520b、520c及520d(表示在图5B中)，以绕着X轴及Y轴倾斜透镜510。倾斜致动器520a、520b、520c及520d耦接在外框架522及内框架512之间。倾斜致动器520a、520b、520c及520d的移动沿内框架512或透镜510的圆周调整外框架522及内框架512之间的距离。倾斜致动器520a、520b、520c及520d的每一者为可彼此独立地移动。倾斜致动器520a、520b、520c及520d的组合移动导致透镜510绕着X轴及Y轴倾斜。倾斜致动器520a、520b、520c及520d可为线性致动器(例如机械致动器)、压电致动器、汽缸筒(例如气压缸及液压缸)等。

在一些实施例中，如图5B所示，四个倾斜致动器520a、520b、520c及520d沿透镜510的圆周以90度间隔设置。在一些实施例中，倾斜致动器520a及520b的相对移动导致透镜510绕着X轴倾斜，而倾斜致动器520c及520d的相对移动导致透镜510绕着Y轴倾斜。可使用倾斜致动器的其他安排(例如沿透镜510的圆周设置三个致动器)来达到相同的结果。

在操作期间，辐射光束沿光学路径518行进，光学路径518穿越透镜单元502a至502e中的透镜510。相似于图3B中的范例，当光学路径518相距对应的透镜510的原点524一段距离时，辐射光束可能偏离与光学路径518。在一些实施例中，倾斜透镜510以校正由光学路径518及透镜510的原点之间的偏离所导致的光学路径518的偏差。

在一些实施例中，控制器508连接至透镜单元502a至502e。在一些实施例中，控制器508连接至平移致动器514x及514y及倾斜致动器520a至520d，以控制透镜单元502a至502e的平移及倾斜。

在操作期间，入射辐射光束从偏离于至少一透镜510的原点的光学路径投射至透镜单元502a至502e，以允许多个区域作为光束区域。在操作之前，透镜510的每一者被平移以使「干净的」区域对准光学路径518，且以适合的角度倾斜，以校正由光学路径518及透镜的原点524之间的偏离所导致的光学路径518的任何偏差。当透镜510中的光束区域被污染或损坏时，透镜510被平移以将干净的地点对准光学路径518，且透镜510的倾斜角度根据新光束区域的地点而调整。

可使用致动器的其他安排，以达到透镜510的转动及倾斜。举例来说，平移致动器514x及514y耦接至内框架512并定位以相对于外框架522而平移透镜510，且倾斜致动器520a、520b、520c及520d耦接至外框架522并定位以一起倾斜外框架522及透镜510。

图6为根据一些实施例的施行微影工艺的方法600的流程图。方法600可使用微影工具而施行，例如具有动态透镜总成(例如上述的动态透镜总成200、300、400或500)的微影工具100。

在操作610中，将透镜上的一区域与在辐射源及微影工具中的基板台之间的光学路径对准。定位透镜，使得入射辐射光束穿越透镜上的一区域，此区域相距透镜的原点一段距离。透镜可设置在辐射源及基板台之间的任何位置。在一些实施例中，透镜位在辐射源(例如激光源)及微影工具之间的光学总成中。举例来说，透镜位在图1中的透镜总成128中。在其他实施例中，透镜定位在微影工具中，例如位在聚光镜中或位在投影透镜模块中。举例来说，透镜为图1中的微影工具100中的聚光镜112或投影光学模块106。

在一些实施例中，与光学路径对准的透镜上的区域相距透镜的原点一段距离。在一些实施例中，透镜的原点及此区域的中心之间的距离约为此区域的外径(outerdiameter)，且将此区域对准光学路径包括使透镜绕着穿过透镜的原点的光轴而转动。在其他实施例中，将此区域对准光学路径包括在垂直于光学路径的平面中平移透镜。在一些实施例中，透镜被沿一或多个方向倾斜，以校正由透镜的原点及此区域的中心之间的偏离所导致的光学路径的偏差。

在一些实施例中，二或多个透镜定位以将相距对应的透镜的原点一段距离的区域与光学路径对准。在一些实施例中，二或多个透镜定位使得入射辐射光束穿越透镜上相距透镜的原点一段距离的区域。

在操作620中，辐射光束沿光学路径传送，以对设置在基板台上的基板上施行微影工艺。辐射光束可为任何适合的辐射光束，例如激光光束、极紫外线光束、紫外线光束、X射线光束等。微影工艺可为紫外线微影工艺、极紫外线微影工艺、浸润式微影工艺等。在一些实施例中，在操作620期间，复数个基板及/或基板上的复数个范围被连续地曝光的。

在一些实施例中，周期性地施行操作630，以判定对准于光学路径的透镜上的区域是否被污染。在一些实施例中，通过测量穿过透镜后的辐射光束的强度损失来进行判定。举例来说，大于阈值的强度损失表示有显着的污染量累积在此区域上。在一些实施例中，强度损失可使用在透镜之前及之后的光学路径中的辐射光束的强度而获得，此可使用定位在透镜之前及之后的位置的感应器而测量。在一些实施例中，强度损失可由在透镜之后的光学路径的位置监测强度变化而获得。在一些实施例中，当使用动态透镜总成(例如动态透镜总成200、300、400或500)时，强度损失由从辐射源204接收的辐射光束及输出至器具206的辐射光束之间的强度差异而测量。在一些实施例中，阈值在约10％至约30％之间的范围，举例来说，约20％。

如果操作630推断此区域为被污染的，则施行操作640。如果操作630推断此区域对于微影工艺仍为良好状态的，则重启操作620。在一些实施例中，操作630被省略。可在操作620中处理一定数量的基板后施行操作640。

在操作640中，调整透镜，使得新区域对准光学路径或使辐射光束穿越透镜上的新区域。新区域不同于先前区域。在一些实施例中，将新区域对准光学路径包括使透镜绕着穿过透镜的原点的光轴转动。在其他实施例中，将新区域对准光学路径包括在垂直于光学路径的平面内平移透镜。在一些实施例中，在一或多个方向上调整透镜的倾斜角度，以校正由透镜的原点及新区域的中心之间的偏离导致的光学路径的偏差。在操作640后，重启操作620。

即使上述范例中描述了折射透镜，但是实施例可以与任何适合的光学组件(例如折射组件(透镜)、反射组件(面镜)、磁性组件、电磁组件、静电组件或上述的任何组合)一起使用，以利用光学表面上的多个区域进行操作，因此，延长了光学组件的使用寿命。即使动态透镜与微影工具一起描述，但是实施例也可用在其他光学工具中。

本公开的实施例涉及在微影工具中使用的动态地控制的透镜。动态透镜的多个区域可用来传输辐射光束以用于微影工艺。通过允许多个区域传输辐射光束，动态地控制的透镜相较于传统的固定式透镜可具有延长的生命周期。动态地控制的透镜可以较低的频率更换或调换，因此，改善微影工具的效率并降低生产成本。

一些实施例提供透镜总成，包括一或多个透镜单元。透镜单元配置以耦接至微影工具或在微影工具中。透镜单元包括光学透镜以及连接至光学透镜的对准致动器。对准致动器可操作以在透镜平面内移动光学透镜，透镜平面穿过光学透镜的原点，且透镜平面垂直于光学透镜的光轴。在一些实施例中，其为转动致动器。转动致动器可操作以绕着光轴转动光学透镜。在一些实施例中，透镜单元的每一者还包括第一倾斜致动器以及第二倾斜致动器，第一倾斜致动器连接至光学透镜，且第一倾斜致动器可操作以沿第一方向倾斜光学透镜，第二倾斜致动器连接至光学透镜，且第二倾斜致动器可操作以沿不同于第一方向的第二方向倾斜光学透镜。在一些实施例中，对准致动器包括第一线性致动器以及第二线性致动器，第一线性致动器定位成在透镜平面中沿第一方向平移光学透镜，第二线性致动器定位成在透镜平面中沿不同于第一方向的第二方向平移光学透镜。在一些实施例中，透镜单元的每一者还包括第一倾斜致动器以及第二倾斜致动器，第一倾斜致动器连接至光学透镜，且第一倾斜致动器可操作以绕着第一轴倾斜光学透镜，第二倾斜致动器连接至光学透镜，且第二倾斜致动器可操作以绕着第二轴倾斜光学透镜。在一些实施例中，透镜总成还包括控制器。控制器连接至透镜单元中的对准致动器。

一些实施例提供一种控制透镜的方法。控制透镜的方法包括将光学透镜上的第一区域对准入射辐射光束，其中第一区域的中心与光学透镜的原点间隔一段距离。控制透镜的方法还包括将入射辐射光束传送经过光学透镜上的第一区域，以施行微影工艺。控制透镜的方法还包括将光学透镜上的第二区域对准入射辐射光束，其中第二区域不同于第一区域。在一些实施例中，控制透镜的方法还包括将入射辐射光束传送经过光学透镜上的第二区域，以施行后续微影工艺。在一些实施例中，将第一区域对准的步骤包括绕着光学透镜的光轴转动光学透镜。在一些实施例中，将第一区域对准的步骤还包括绕着第一轴倾斜光学透镜。在一些实施例中，光学透镜的原点与第一区域的中心的距离近似为第一区域的外径。在一些实施例中，将第一区域对准的步骤包括在垂直于光学透镜的光轴的平面内平移光学透镜。在一些实施例中，将第一区域对准的步骤还包括绕着第一方向倾斜光学透镜。在一些实施例中，控制透镜的方法还包括在对准第二区域之前，判定第一区域是否被污染，其中对准第二区域为响应于判定第一区域被污染。在一些实施例中，判定第一区域是否被污染包括测量辐射光束被传送经过光学透镜后的强度损失。

一些实施例提供一种微影装置。微影装置包括辐射源、微影工具以及动态透镜总成。动态透镜总成定位于在辐射源及微影工具中的基板台之间的光学路径上。动态透镜总成包括一或多个透镜单元。透镜单元的每一者包括光学透镜以及耦接至光学透镜的对准致动器。对准致动器可移动以将光学透镜上的多个区域的一者对准光学路径。在一些实施例中，透镜单元的每一者还包括耦接至光学透镜的倾斜致动器。在一些实施例中，对准致动器包括耦接至光学透镜的马达，以绕着光学透镜的光轴转动光学透镜。在一些实施例中，对准致动器包括第一线性致动器以及第二线性致动器，第一线性致动器定位成沿第一方向移动光学透镜，第二线性致动器定位成沿不同于第一方向的第二方向移动光学透镜。在一些实施例中，微影装置还包括控制器，控制器连接至透镜单元的每一者中的对准致动器。

前述内文概述了许多实施例的特征，使本技术领域中技术人员可以从各个方面更佳地了解本公开。本技术领域中技术人员应可理解，且可轻易地以本公开为基础来设计或修饰其他工艺及结构，并以此达到相同的目的及/或达到与在此介绍的实施例等相同的优点。本技术领域中技术人员也应了解这些相等的结构并未背离本公开的发明构思与范围。在不背离本公开的发明构思与范围的前提下，可对本公开进行各种改变、置换或修改。

Claims (1)

1.一种透镜总成，包括：

一或多个透镜单元，配置以耦接至一微影工具或在该微影工具中，该透镜单元包括：

一光学透镜；以及

一对准致动器，连接至该光学透镜，其中该对准致动器可操作以在一透镜平面内移动该光学透镜，其中该透镜平面穿过该光学透镜的一原点，且该透镜平面垂直于该光学透镜的一光轴。