TWI444779B

TWI444779B - 微影蝕刻的投影曝光儀器之照明系統

Info

Publication number: TWI444779B
Application number: TW97103579A
Authority: TW
Inventors: Nils Dieckmann; Manfred Maul; Christian Hettich; Oliver Natt
Original assignee: Zeiss Carl Smt Gmbh
Priority date: 2007-01-30
Filing date: 2008-01-30
Publication date: 2014-07-11
Also published as: TW200900868A

Description

微影蝕刻的投影曝光儀器之照明系統

本發明係相關於一種微影蝕刻投影曝光裝置之一照射系統。本發明係特定地相關於一照射系統，其光入射於光罩上之照射角分布可更佳地對稱。

積體電路與其他微結構組件，習知上為藉由施加複數個結構層於適合的基材上，例如矽晶圓。為使該些層結構化，該基材首先覆蓋對一特定範圍波長感光之光阻，例如在深紫外(DUV)光譜範圍的光。以此方式所鍍之晶圓，接著在一投影曝光裝置中曝光。位於光罩上之繞射結構的一圖案，因而借助一投影物鏡成像於光阻上。因為成像比率通常小於1，該投影物鏡通常也被視為縮倍率物鏡(reducing objective)。

在光阻層建立後，晶圓接受一蝕刻製程，使得該光阻層依照光罩上之圖案結構化。之後殘餘光阻從該層之其他部份移除。重複這些製程，直到所有的層皆施加於晶圓上。

然而，所使用的投影曝光裝置的效能，不僅由投影物鏡的成像性質所決定，亦由照射光罩之照射系統所決定。為此該照射系統包含一光源，例如以脈衝模式運作之一雷射，以及複數個光學元件，其以來自光源之光線產生複數個光束，該些光束聚在光罩上之光場點。通常被調適於該投影物鏡之個別的該些光束，必需具有特定性質。

該些特性尤其包含光束之照射角分布，該光束個別地聚於光罩內一點上的。名詞”照射角分布”，用以描述一光束之整體光強度被分布於不同方向之方式，其中該光束之個別的光線入射至光罩內相關的點上。若該照射角分布特別地被調適於包含於光罩內的圖案，則後者(該圖案)可以高成像品質，被成像至覆蓋光阻之晶圓上。

照射角分布通常不直接在置放被投影的光罩之光罩面上描述，而是以與光罩面有傅立葉關係的光瞳面內之光強度分布來描述。所採用的事實為：相對於光軸，一道光線以一角度穿越一光場，該角度可在一傅立葉轉換光瞳面上被賦予由光軸所測量的一徑向距離。在所謂的一習知的照射設定案例中，例如在該光瞳面被照射之區域，是以光軸為中心之光圓盤狀。在光罩上每一點，因而被光束以介於0°與由光圓盤半徑所決定之最大角度間之入射角入射。在所謂的一非習知的照射設定案例中，例如環狀光場(ring－field)(或環狀(annular))、偶極或四極照射，在光瞳面上被照射之區域，具有以光軸為中心之一光環、或複數個各別區域(極點)，以與光軸有一距離地被安置。因此在該些非習知照射設定下，被投影之光罩只以斜向地被照射。

當以習知照射設定及環狀光場照射時，該照射角分布在理想情形下為旋轉對稱。當以四極照射時，儘管該照射角分布在理想情形上並非旋轉對稱，而在理想情形中，在光瞳面中的該些極點，以使得照射角分布為一四重(fourfold)對稱的方式被照射。更簡單表示為，來自全部四個方向之等量的光線，入射至光罩面上的一光場點。

個別照射角分布的對稱特性，對於光罩上所包含的結構在尺寸上精確的被成像，是非常重要的。來自該些對稱性所造成的偏差事件中，例如在光罩上具有相同寬度卻有不同方向的結構(例如垂直方向上或水平方向上)，會以不同寬度成像在光阻上。此可危及到微影蝕刻所製造的元件之正常功能。

為了在定量上更佳地描述，由前面提到的照射角分布之理想對稱特性上造成的偏差，名詞”光瞳橢圓率”經常被使用。在簡易的表示上，光瞳橢圓率關聯於：在曝光過程中，光線入射光罩上之一光場點，彼此正交之方向的光線之光量的比例。光瞳橢圓率偏離1越遠，該照射角分布越不對稱。

光束入射至光罩面上另一特性為遠心性質。名詞”遠心照射”(telecentric illumination)被使用於：當光束的能量中心光線，通常被視為主光線或質心(centroid)光線，垂直穿越光罩面。在非遠心照射情形下，該整體光束會以某種程度斜射至光罩。對照射角分布而言，此意味著來自相對方向，有不同的光量。通常遠心照射是需要的，因投影物鏡通常在物體側亦為遠心。因而，當在校正光瞳橢圓率時，通常應保留遠心性質。

由US 6 535 274 B2可知一可變透射濾光片，被置於照射系統光瞳面上。該透射濾光片以一灰階濾光片組態，因而包含透射係數介於0及100%之間的區域。該區域造成部分投影光線衰減，使得降低光瞳橢圓率成為可能。該事實－介於在一光瞳面上的位置，與一光場面上的角度之間所具有的一獨特等同性質－因而被使用。由於在光瞳面的安排，該衰減－且因而光瞳橢圓率之校正－對所有在光罩面內被照射的點是相同的。

已知在WO 2005/006079 A，US 2004/0257559 A，US 2002/0075468 A中，亦有其他被安置於照射系統光瞳面上之透射濾光片。

EP 1 798 758 A1揭露具有一對透射濾光片之照射系統，使得在不影響整體輻射分布情形下，校正光場相依性之遠心誤差成為可能。在一實施例中，其中，在一方向上具有一”凹”透射剖面之一第一濾光片，及在相同方向上具有一互補”凸”透射剖面之一第二濾光片，而第一濾光片以一微小的距離，安置於一中間光場面前方，而第二濾光片以相同微小的一距離，安置於該中間光場面後方，該中間光場面有照射系統之一視場光闌(field stop)被置放。因光束穿越光場面時會”反轉(inverted)”，第二濾光片會增加由第一濾光片引入之光束能量分布的非對稱性，且因此兩濾光片皆影響遠心性質。然而具有互補透射剖面之兩濾光片，能確保在光罩上之輻射不受到影響。

US 2003/0067591 A1描述一照射系統，其具有兩透射濾光片安置於一光場面，該光場面光學共軛於一光罩面，於光罩面上被照射之光罩可被置放。該兩透射濾光片，皆包含具有變化的密度之大量不透明點，該兩透射濾光片被提供，以改善光罩被照射時的照射均勻度。為了避免不透明點清晰地被成像至光罩上，該兩透射濾光片稍微地置放於光場面外。

公開在本申請案優先權日期後之US 2007/0229790 A1，揭露一透射濾光片，被安置在一微影蝕刻曝光裝置之一照射系統與一投影物鏡之間的中間空間內。

另一照射系統其具有一透射濾光片被安置於一光場面，被揭露在例如WO 2005/015310 A2。

然而通常在光罩上被照射到的所有點上，光瞳橢圓率並不相同，目前光瞳橢圓率之光場相依性已是可忽略的；而對於光瞳橢圓率嚴格的要求，將會在未來照射系統中具備，然而需要可校正光場相依性之光瞳橢圓率之手段。上述所引用從US 6 535 274 B2所知之濾光片為可調整的，使得不同光場常數(field－constant)的橢圓率可被校正。然而，一光場相依性之光瞳橢圓率不能以此種方式校正。

本發明之一目的，在於提供一微影蝕刻投影曝光裝置之一照射系統，其中在該光罩面中之一實際照射角分布，與所需照射角分布之偏差，可光場相依性地被校正。特別是該照射系統可校正光瞳橢圓率，而不造成對遠心性質的干擾。

依照本發明之第一態樣，此目標藉由微影蝕刻投影曝光裝置來達成，在該裝置中光罩在曝光一光敏性層時，沿著一掃描方向上移動。該照射系統包含一光瞳面、一光場面及一透射濾光片其至少在兩位置上具有不同透射比。依照本發明，該透射濾光片被安置於該光瞳面與該光場面之間。

不同於先前工藝，因透射濾光片不被安置於光瞳面上，該透射濾光片之效用，對所有光場點不再相同。在另一方面，藉由安置該透射濾光片在一光場面外所達成之效用，在於透射濾光片修改照射角分布，而非僅是一光場點中的光強度。

在一掃描投影曝光裝置中，光罩上被照射之光場在正常情形下，具有一狹縫(slit)的形狀，例如可為長方形或環形的一部份。該照射光場也可為離軸(off－axial)的，因而該照射系統之光軸並不延伸穿越照射光場中央，或甚至延伸至照射光場外。對應於在光罩面上照射光場之形狀，一光場具有在平行於掃描方向上之尺寸，小於垂直於掃描方向上之尺寸，該光場在曝光期間照射在透射濾光片上。

一方面為了在照射角分布上獲得足夠的效用，且另一方面為了能達到該效用所需之光場相依性，該透射濾光片應與光瞳面及光場面有一距離，使得全部通過光場面上一點之一光束，以小於L_x /2及大於L_y /30之一最大直徑，橫越過該透射濾光片，其中L_x 垂直於掃描方向上光場的長度，及L_y 為沿著掃描方向上光場的長度。

甚至當該光束之最大直徑，小於L_x /4及大於L_y /15時，可得到更佳的效果。光束之最大直徑，在小於L_x /8 及大於L_y /7時，被發現是最佳的情形。

照射在透射濾光片上之光場尺寸，不僅決定於照射光場之幾何，也決定於照射設定的調整。因而，當照射設定之有一改變時，照射在透射濾光片上光場尺寸會被改變，且因此透射濾光片對照射角分布的效果亦會改變。為了允許調適於不同的照射設定，例如可提供一操控器以沿著光軸，連續地改變透射濾光片之位置。在此方式下，照射光場尺寸，可藉由沿著光軸移動透射濾光片，而直接地修改。

若照射系統至少包含，沿著光軸在不同位置上安置的握持透射濾光片之兩交換支架，逐步的調適可用簡單方式達成。接著該調適為藉由傳送透射濾光片，從一交換支架至另一交換支架。

在一實施例中，透射濾光片至少具有一第一濾光片區域，具有垂直於掃描方向上變化之一透射比。僅當透射比以此種方式變化時，可達成在照射角分布上所需之光場相依性的效用。此因由於掃描過程期間光能量的積累(integration)，雖然在一特定時間平行掃描方向上的透射比變化，會對照射角分布具有一效用，而對於”積累的”光瞳橢圓率則實質上沒有效用。

該光場具有兩彼此相對第一邊緣，沿著掃瞄方向限定該光場範圍，及兩彼此相對第二邊緣，垂直於掃瞄方向限定該光場範圍。在此組態下，第一濾光片區域延伸至第一邊緣。因為經由曝光過程，僅有到達一特定光場點上的某些光線，會通過這樣的一個第一濾光片區域，一非對稱性可藉此方式達成。而需要這樣的一種對稱性，以使得光瞳橢圓率可被校正。

通常光瞳橢圓率垂直於掃描方向上連續地變化。因此對於最佳校正而言，第一濾光片區域之透射比，也應垂直於掃描方向上連續地變化。

通常光瞳橢圓率之光場相依性，相對於一對稱平面為鏡向對稱，該對稱平面平行於掃描方向延伸，且包含照射系統之一光軸。對於最佳校正而言，權宜方式為使在第一濾光片區域之透射比，同樣具有一空間分布，對稱於該對稱平面之鏡像對稱。

更進一步發現光瞳橢圓率，在隨著與第二邊緣距離減少時，通常以拋物線方式增加，或以更快速的指數方式增加。而適於校正之透射濾光片，包含一第一濾光區域，其透射比隨著與第二邊緣距離減少時連續地下降。

若不需校正遠心性質，則透射濾光片包含兩第一濾光區域，皆具有垂直於掃描方向變化之一透射比。在本案例中進一步更適合：兩第一濾光區域之透射比的空間分布皆相同。

例如，該兩第一濾光區域可被設計成，沿著掃瞄方向為可替換之子元件。在此方式下，該校正效應可立即以沿著掃瞄方向替換子元件而作出修改。例如，在此方法下，對於不同照射設定之調適可用一直接方式實行。

藉助第一濾光區域，所得到的光線之光場相依性衰減，使得全輻射劑量承受一光場相依變化。因該效應通常為不需要的，所以需要相關對策。一可能之對策，包含使用已知的儀器本身以使得該輻射劑量均勻化。例如可設想(envisage)使用視場光圈(diaphragm)，該光圈元件包含多數的個別指狀(finger－like)光圈元件，其可獨立彼此互相替換。另有，或除此之外，一灰階濾光片，其安置於或鄰近於一中間光場面，可用於均勻輻射劑量之目的。

然而，若提供一第二濾光區域，其透射比空間分布在垂直於掃描方向上，定性地相反於第一濾光區域之透射比空間分布，該透射濾光片本身也可確保全輻射劑量相關的一校正。此意味著無論在第一濾光區域的任何地方，透射比在垂直於掃描方向增加時，第二濾光區域之透射比則沿著相同方向減少，反之亦然。在此方式下，該第二濾光區域構成第一濾光區域之吸收效應的補償。因此第二濾光區域不會貢獻非對稱性，而第二濾光區域不應毗鄰光場之第一邊緣。

依照本發明第二態樣，一微影蝕刻曝光裝置包含複數個光瞳面，複數個光場面及兩透射濾光片。該些濾光片之空間透射比分布，不是相同就是僅差異一比例因子。此意味一濾光片可被考慮為縮小或放大其他濾光片之影像。該比例因子由一光束通過該些濾光片時直徑之差異所決定。此一比例確保對於兩光束具有相同條件之優點，甚至當它們直徑在該些濾光片上不同時。

依照該態樣，該些濾光片不是以n個光瞳面，及n＋1或n－1個光場面，就是以m個光場面，及m＋1或m－1個光瞳面彼此分隔，其中n為一奇數，m為一不為零之偶數。

該些分隔情形確保該些光束為”內部地(internally)”反轉的。因而通過第一濾光區域某一點之一道光線，會通過第二濾光區域上不同之一點。若該濾光片被n個光瞳面，及n＋1或n－1個光場面彼此分隔開來，此兩點將被安置於濾光片相反位置上。在此情形下，該透射比空間分布應該對於一對稱軸為鏡像對稱。

做為本發明之一結果，其達成由兩透射濾光片產生之所有效應的一對稱性，使得照射系統之遠心特性不受影響，然而卻以一光場相依性方式修改橢圓率。在光罩面之輻射均勻性通常不受影響。因而可能需要採取額外手段，例如安置在一光場面之額外的一濾光元件，造成由兩透射濾光片引進之輻射分布的修改。

圖1為一投影曝光裝置10之高度示意性透視代表圖，其適用於微結構元件之光蝕刻生產。該投影曝光裝置10，包含照射系統，照射在實施例代表圖中為長方形之一狹窄照射光場16至光罩14上。其他照射光場形狀，例如環狀段，當然同樣可以被設想到。

位於光罩14上且於照射光場16內的結構18，藉助於一投影物鏡20成像於一光敏層22上。該光敏層22，例如可為一光阻，被施加在晶圓24或其他基材上，且置於投影物鏡的像面中。因為投影物鏡通常具有一影像倍率β<1，位於照射光場16內的結構18以一縮倍方式成像在區域16’。

在投影曝光裝置10代表圖中，該光罩14及該晶圓24在投影時，沿著以y表示的一方向移動。該移動速率之比值等同於投影物鏡20的影像倍率β。若投影物鏡20產生影像反轉，則光罩14與晶圓22以相反方向移動，如圖1中A1及A2所指示。在此方式下，該照射光場16，被導引至在光罩14上的一掃瞄運動，使得相當大的結構化區域，可同調地被投影於光敏層22上。

1.第一組實施例

圖2係依照一第一群組實施例，以不符合真實比例之簡化的經面部份，顯示照射系統12之細節。該照射系統12包含產生投影光線之一光源26。在本實施例群組中，該光源26為一準分子雷射(excimer laser)，可產生(深)紫外光譜區域之光線。短波長投影光線的使用是有利的，因一高解析度可因此而以光學成像達成。具有雷射媒介KrF、ArF及F₂ 之準分子雷射，個別地產生波長為248nm、193nm及157nm是習知的。

由準分子雷射產生之光線，被使用作為一光源26，為高度準直的(collimated)且僅會微弱地發散(diverge)。因而一開始光線會在光擴束器28中擴束。該光擴束器28，例如可為一可調整的反射鏡排置，其增加之光束的截面積的尺寸，該光束的截面積之形狀約為長方形狀。

該擴束之光束，依序穿越支承於交換支架30上之繞射式光學元件36，及變焦錐透鏡模組(zoom－axicon module)38，共同照射在該照射系統之第一光瞳面42上。該變焦錐透鏡模組38包含表示為44之變焦物鏡，及包含具有錐狀及互補面之兩錐透鏡元件的錐透鏡群組46。藉助錐透鏡群組46，徑向光線分布可被修改，以達到第一光瞳面42的環狀照明。藉由調整變焦物鏡44，可修改在第一光瞳面42上被照射區域的直徑。因而變焦錐透鏡模組38，使得調整習知及環狀照射設定成為可能。

為調整偶極照射及其他非習知照射設定，在照射系統代表圖中，適合的繞射式光學元件36被插入交換支架30。由繞射式光學元件36產生之角分布被選取使得所期望的極點之排置被照射至第一光瞳面42上。

一光學積分器48，例如可為微透鏡陣列的一排置，被置於或鄰近第一光瞳面42。每一微透鏡構成次級光源，產生具有由微透鏡之幾何所預先決定的角譜之一發散光束。由次級光源產生之光束由聚焦透鏡50，疊加在中間光場面52，因而後者非常均勻地被照射。聚焦透鏡50在第一光瞳面42與中間光場面52間建立傳利葉關係。因而所有來自第一光瞳面42，以相同角度射出之光線，將抵達在中間光場面52上相同的一點，而由第一光瞳面42上一特定點所射出之所有光線，以相同角度通過中間光場面52。

在此實施例群組中之視場光圈54，例如可包含可獨立地個別插入光路中之複數個可調整的刀片，及/或多個狹窄指狀光圈元件，該視場光圈54被安置於中間光場面52。藉助視場光圈物鏡56，中間光場面52光學共軛於置放光罩14之光罩面58。光罩面58同為視場光圈物鏡56之像面，及接續的投影物鏡20之物面。

視場光圈物鏡56示意地在圖2中僅以三片透鏡表示。高品質之視場光圈物鏡，例如在US 2004/0207928 A1及WO 2006/114294 A2所描述，通常具有超過三片透鏡。該主光線其中之一在圖2中以範例方式代表為62，與光軸OA在照射系統12之第二光瞳面60交會。限制視場光圈物鏡56之孔徑的孔徑光圈64被置於第二光瞳面60。

在中間光場面52與第二光瞳面60之間，有透射濾光片66，可能之組態在以下討論。透射濾光片66之目的是用來校正照射角分布，例如降低不需要的非對稱性。特定的必要之處將藉助圖3至5在以下詳細的解釋。

圖3以透視的示意性代表圖方式，顯示視場光圈物鏡56之光瞳面60及光罩面58的細節。對此代表圖而言，其中假設四極照射被照射系統12所產生。如上所提，為此繞射式光學元件36可被組態，使得在第一光瞳面42上以四極點照射。既然照射角分布並不因聚焦透鏡50及視場光圈54而被改變，四極點亦照射在視場光圈物鏡56之光瞳面60，在圖3中以68a、68b、68c及68d為代表。照射極點68a至68d之光束，個別表示為70a、70b、70c及70d，且聚到光罩面58之光場點72上。因而所有光束70a至70d，對光場點72貢獻出光強度。

在四極照射中，通常需要使所有光束70a至70d對光場點72以相同方式貢獻出光強度。僅有如此方能確保光罩上在不同方位(垂直或水平)具有相同寬度之條紋狀結構，亦可以相同寬度成像在光敏層22上。若光束70a與70c之貢獻大於或小於70b與70d之貢獻，在此情況下，可能會發生例如水平方位結構之寬度，以大於垂直結構之寬度投影在光敏層22上，儘管在兩種情況下其結構在光罩14中具有相同寬度。

為了能更加描述此照射角分布之對稱性質，名詞”光瞳橢圓率”經常被採用。為決定聚在光罩面58上之光場點72的所有光束的光瞳橢圓率，賦予至相關光場點之局部光瞳將被考慮。在此情形7該局部光瞳被次分割為四個區塊，如圖4所示。兩區塊垂直地置於彼此上，以V1及V2表示，兩區塊水平地置於彼此相鄰處，以H1及H2表示。此類型之描述更進小步在圖3中說明，其中個別區塊V1、V2、H1及H2，彼此以虛線分隔。

在局部光瞳上的個別區塊中，累加輻射劑量之數值D_V1 、D_V2 、D_H1 及D_H2 之後被決定。輻射劑量為經過曝光過程後，抵達光場點之輻射能量。在光度測量學(photometry)中，該值通常不被稱為輻射劑量，而被稱為輻射度(irradiation)。輻射劑量之單位為焦耳每平方釐米(J/mm² )。在局部光瞳上的區塊中輻射劑量之累加，可藉由模擬工具實行，或另外藉由測量技術實行。

光瞳橢圓率接著由比值E＝(D_V1 ＋D_V2 )/(D_H1 ＋D_H2 ) 方程式(1) 所決定。由1所得到的光瞳橢圓率E數值之偏差，係為兩兩相對之光束，其中一對為70a、70c，另外一對為70b、70d，此兩對光束在光強度測量上彼此的差異有多大。該偏差離1越大，可預期光罩上水平與垂直方位上相同寬度之結構，將以更大之差異的寬度，成像在光敏層22上。

光瞳橢圓率有許多不同的成因。其中一個原因為，例如繞射式光學元件36，在垂直與水平方向上的繞射，具有不同的繞射效率。

賦予至光罩面58中個別光場點的光束，通常以不同路徑穿越照射系統12之光學元件。因照射系統12對所有光路徑不具有相同的全透射比，光瞳橢圓率E決定於問題中之光場點，而取不同的數值。

然而在先前照射系統中，此種光瞳橢圓率E的光場相依性可被忽略。若假設有光場獨立性之光瞳橢圓率，在光瞳橢圓率E本質上對於光罩14上之所有光場點72為相同的情形下，校正光瞳橢圓率將是相對地簡單，亦即將光瞳橢圓率回到通常所期望之數值E＝1。對於具有一透射比以合適的方式於空間上變化的一透射濾光片，僅需將該透射濾光片安置於光瞳面。

然而實質上對於光瞳橢圓率更嚴格的要求，對於未來照射系統將會是必要的。特別是光瞳橢圓率之光場相依性不再是可忽略的。

光瞳橢圓率之典型的光場相依性將藉助圖5解釋。圖5為光瞳橢圓率E，偏離1之偏差△E以百分比表示之圖，該圖以範例方式，且僅是定性地以沿著X方向，亦即垂直於掃描方向Y，以與光場中心之距離x為函數所繪製。偏差△E具有至少為近似拋物線的曲線圖，且因而朝著照射光場16之橫向邊緣顯著的增加。沿著掃瞄方向Y，比起垂直掃瞄方向Y之方向上，因照射光場16實質上具有較短之尺寸，光瞳橢圓率僅沿著掃瞄方向Y非顯著地改變。

光瞳橢圓率之光場相依性造成的一結果為，光罩上一點在掃描過程中以不同的光瞳橢圓率被曝光。因不是於一特別光場點上之光瞳橢圓率，而是在對於由投影物鏡20所作之光學成像為關鍵的光罩點上，光瞳橢圓率必須被參照至個別光罩點。此意味著輻射劑量在掃描過程中，並非對一固定光場點作累加，而是對一光罩點作累加。因一光罩點在掃描過程中移動穿越照射光場16，在某種程度上，在掃描過程中該光罩點在光罩點移動經過(move over)的所有光場點之光瞳橢圓率下曝光。因此非光場點，而是光罩點對於光瞳橢圓率具有決定性的重要。

一透射濾光片66之第一實施例，其中一光場相依性之光瞳橢圓率可被校正，將在之後藉助圖6及圖7a、7b及7c解釋。

圖6以一平面圖顯示透射濾光片66，各個透射比以灰度值(grey values)指示。若一區域越深，則穿越之光線越強烈地被吸收，反之亦然。不同之灰度值可藉由，例如將連續地變暗方式施加於一透明支承(support)上產生。作為另一種方法，以數位透射濾光片方式，可施加一大量個別不透光點在一支承上，該些點之尺寸及/或密度在表面上變化。具有空間上變化之透射比的透射濾光片，通常被稱之為灰度濾光片。

為了簡化起見，假設透射濾光片66本質上具有一光場之尺寸大小，藉此投影光線穿越透射濾光片66之位置顯示於圖2中，介於中間光場面52及第二光瞳面60之間。透射濾光片66在任何情形中，被組態以使得其大於而不小於該光場。當然透射濾光片66也可具有一圓形輪廓，使其便利於光學元件及亦便利於以標準框架支承的觀點。

透射濾光片具有上方及下方縱向邊緣74a及74b，個別地平行於X方向上，亦即垂直於Y方向延伸。較短的左右兩邊在圖6中以76a及76b代表。條狀之上方及下方的第一濾光區域78a及78b，其至少達到或超越光場上方及下方的邊界之處，沿著縱向邊緣74a、74b延伸。第一濾光區域78a及78b之透射比僅決定於X座標軸，而非Y座標軸。更進一步而言，第一濾光區域78a及78b之透射比的空間分布，對於對稱平面79為鏡像對稱。在此情形下對稱平面79延伸穿越光場中心且包含光軸OA。如實施例中所示，在X方向以與對稱平面79之距離x增加時，透射比例如以一關係~x⁴ 降低。

第二濾光區域80相對於對稱平面79，其透射比分布亦為鏡像對稱，其所佔之區域介於第一濾光區域78a、78b之間。第二濾光區域80透射比之空間分布，定性上相反於第一濾光區域78a、78b透射比之空間分布。因而最低的透射比位在光場中心，且連續地增加至邊緣76a、76b。

透射濾光片66之功能將在之後藉助圖7a至7c更詳細地說明。圖7a至7c顯示透射濾光片在掃描過程中三個不同的時間。為說明起見，照射光場16個別以虛線表示(或在中間光場面52中與其共軛之一光場)。一光罩點82，其位於照射光罩14之照射光場16的左邊，將首先被考慮。圖7a顯示掃描過程中在光線開始照射於光罩點82上時，以箭頭83指示光罩點82之位置。一圓形顯示光束84之(最大)直徑，該光線在此時聚於光罩點82上。

因光瞳透射濾光片66既不位於中間光場面52，亦不位於第二光瞳面60，光束84僅通過部分的光瞳濾光片66。在此情形下第一濾光區域78a、78b之排置為調適於光束84之直徑，使得光束84在圖7a所顯示的時間上，通過上方的第一濾光區域78a。因而照射於光罩點82之某些光線，在此時因上方的第一濾光區域78a而衰減。

光束84之截面積被分割成四個區塊，對應於圖4中V1、V2及H1、H2所表示之區塊。在圖7a中可看出由上方的第一濾光區域78a造成之衰減，僅影響通過上方的垂直區塊V1之光線。由於此衰減，由四個區塊V1、V2、 H1、H2照射光罩點82之光線的比例因此而改變。

由箭頭83所指示之掃描過程期間，照射光場16移動於光罩點82上。圖7b顯示當光罩點82不再位於照射光場16之左上角時，而是大約位於照射光場16中間左側邊緣之圖案(constellation)。因光束84之直徑小於兩第一濾光區域78a、78b之間的距離，不會發生光束84在第一濾光區域78a、78b兩者其中之一衰減。

在掃描過程進一步延續後，光罩點82最終位於照射光場16之左下角。此時情形類似於7a顯示之圖案。然而，現僅通過下方垂直區塊V2之某些光線由於下方的第一濾光區域78b衰減。通過其他區塊之光線不會受到下方的第一濾光區域78b影響。

在掃描過程中，若考慮顯示於圖7a至7c照射於光罩點82上之全輻射劑量，則可發現：在光罩點82曝光之開始(圖7a)及最終(圖7c)，某些通過垂直區塊V1及V2之光束，個別地被上方的第一濾光區域78a及下方的第一濾光區域78b衰減。因兩第一濾光區域78a、78b沿著X軸具有相同的透射比分布，對於區塊V1及V2的衰減亦相同。通過水平區塊H1及H2之光線，在掃描過程中不會因第一濾光區域78a、78b而衰減。依照方程式(1)，輻射劑量數值D_V1 、D_V2 之下降意味著，在光罩點82之光瞳橢圓率E之降低。

若透射濾光片66不存在時，光罩點82的光瞳橢圓率E>1，則光瞳橢圓率可藉由透射濾光片而降低至E1的一程度。必要條件僅為，第一濾光區域78a、78b須調適於校正的需求。

因第一濾光區域78a、78b造成之衰減決定於光罩點82在X方向之位置，由透射濾光片66所達到的校正效果為光場相依。在圖7a至7c光罩點82位於照射光場16之外緣，依照圖5光瞳橢圓率為最大。若一光罩點至對稱平面79之距離越小，第一濾光區域78a、78b造成之衰減越小，且因此光瞳橢圓率之校正越小。若光罩點86確實位於對稱平面79上，如同圖7a至7c位於照射光場16中心時，則第一濾光區域78a、78b實質上不造成衰減，使得該處同樣沒有光瞳橢圓率顯著的修正。

原則上，也可藉由透射濾光片66達到校正光瞳橢圓率E<1。因不可能將光線放大，在此情形下，事實上僅需要衰減通過水平區塊H1、H2之光線。因在掃描過程中，不能僅藉由一個透射濾光片66對所有光罩點達到此目的，在此情形下，示意地以平面圖顯示於圖8之一光瞳濾光片，且標示為88，可適用在照射系統之一光瞳面，例如在視場光圈物鏡56之光瞳面60。此光瞳濾光片88同樣為一穿透式濾光片，但為僅在兩區塊H1、H2具有較低之透射比的濾光片。由於光瞳濾光片88安置於光瞳面上，對所有光場點而言伴隨之光瞳橢圓率上的效果是相同的，因而對所有光罩點亦然。當在區塊H1、H2具有足夠衰減時，以此種方式達成之效果為，原本的光瞳橢圓率E<1變為對所有光罩點之光瞳橢圓率E>1。如此可以上述方式藉由透射濾光片66而校正。

為何需要額外的第二濾光區域80，其具有位置相依性之透射比且安置在第一濾光區域78a、78b之間的理由，將在後面解釋。

若再一次考慮位於照射光場16左邊緣之光罩點82，則－若第二濾光區域不存在時－與在對稱平面72上之光罩點86相比，光罩點82將於掃描過程中接收到較少的輻射劑量。原因在於對於在對稱平面79上之光罩點86，沒有光束因第一濾光區域78a、78b而衰減至一顯著的程度。在缺乏第二濾光區域80時，對不同光罩點之不同的衰減效果，使實施例顯示之光罩點距離對稱平面79越遠時，將全部等量地接收較少的輻射劑量。此效果通常是不期望的，此因由於光敏層22敏銳的曝光閥值，輻射劑量在晶圓24上的結構寬度將有決定性的影響。

因而第二濾光區域80被精確組態，使得掃描過程中全幅射劑量對所有光罩點是相同的。在第一濾光區域78a、78b上沒有或少量衰減之光罩點之處，在第二濾光區域80中之衰域是最大的。在照射光場16邊緣，第一濾光區域78a、78b所造成之衰減最大，而第二濾光區域80具有接近100%的最大透射比。

圖9顯示一透射濾光片之第二實施例，同樣適用在照射系統12中。在此情形下，相同或相關於圖6的部份，以增加100之參照編號作為代表。

相對於圖6中顯示之透射濾光片66，第一濾光區域 178a、178b之透射比分布不具鏡像對稱。而是在此實施例中，透射比從左邊緣176a連續增加至右邊緣176b。在具有這樣的透射比分布下，校正沿此方向連續地接近1之光瞳橢圓率是可能的。

更進一步而言，透射濾光片166不具有第二濾光區域80。而是在兩第一濾光區域178a、178b之間透射比最大。介於兩第一濾光區域178a、178b之間可包含，例如一透明均勻材料或完全省略。在後者情形中，透射濾光片166因而包含兩個別子元件，形成第一濾光區域178a、178b。

對此情形所設想之手段為，例如使用視場光圈54，如EP 0 952 491 A2及EP 1 020 769 A2中所敘述。這些已知的視場光圈包含多數的個別圓柱狀或小盤狀之視場光圈元件，可個別移動且平行於掃描方向。

圖10以示意性及高度簡化平面圖，顯示具有安置光圈元件90之適合的一視場光圈154。光圈元件90使得個別地建立照射光場16之寬度成為縱向座標(X)之函數為可能的。介於彼此相對之視場光圈154的光圈元件90之間的距離若越短，在光罩點上經過掃瞄過程所測量到的輻射劑量越少，光罩點之x座標對應於相關光圈元件90的位置。

為了對在第一濾光區域178a、178b之右邊緣176b的高透射比做某種程度之補償，右側之彼此相對之光圈元件90，比起相對的側，要更緊密地相隔。因此在本質上可以達到與第二濾光區域80相同的效果，如同圖6所示實施例中。由於照射光場16之寬度沿著X方向改變所致，光束之位置也因而相對於第一濾光區域178a、178b而改變，會導致不同的結果。

由上述兩實施例清楚可知，在第一濾光區域178a、178b之透射濾光片建立之方式，尤其決定在x座標軸上之光瞳橢圓率E的相依性。因光瞳橢圓率通常為連續的，亦即為x座標之片斷可微分函數，在第一濾光區域中之透射比分布亦較佳為連續的。然而，特別當微小的光瞳橢圓率須被校正時，能提供具有不連續透射比分布之第一濾光區域可能就足夠。

圖11顯示此一簡單之實施例。透射濾光片在其中顯示，且全體以266代表，包含兩第一濾光區域278a、278b，被置於上方及下方縱向邊緣274a、274b。第一濾光區域278a、278b內，具有四個濾光區域277a、277b、277c及277d，相對於對稱平面279鏡像對稱地置放，且其中透射比個別為常數。當使用這樣一個透射濾光片266時，例如，校正對稱於對稱平面279之波形光瞳橢圓率是可能的。儘管對於光瞳橢圓率的波形輪廓，階梯近似(stepped approximation)將導致誤差，至少在一定限制內是可以容許的。藉助可調整的光圈元件90，全輻射劑量不期望的效果在此可被避免，如圖10所示，或如同透射濾光片66提供額外第二濾光區域。在實施例中上述之透射濾光片266之優點，主要在於不具有連續的透射比輪廓之區域。因而透射濾光片266可以特別地以成本效益的方式製造。

類比於圖11之代表圖，圖12顯示一透射濾光片之另一實施例，全體以336為代表。透射濾光片具有第一濾光區域378a、378b，其同樣包含濾光區域377a、377b，且在表面上之透射比為常數。然而相對於上述實施例，濾光區域377a、377b在掃描方向(Y)有一延伸，且相依於x座標軸。在實施例代表圖中，濾光區域377a、377b具有階梯樣式之平台形狀。為了甚至可更佳地校正連續光瞳橢圓率，濾光區域377a、377b外圍彼此相對處當然可為連續曲線，如圖12右側以虛線377a’、377b’所示。

類比於圖6之代表圖，圖13顯示依照另一實施例之透射濾光片，以466為代表。透射濾光片466不同於顯示於圖6的透射濾光片66之處，為兩第一濾光區域478a、478b個別地以互相獨立之子元件所形成，可藉助致動器92在掃描方向(Y)移動。藉由將第一濾光區域478a、478b以相反方向移動，第一濾光區域478a、478b之距離可相對於照射光場16而增加或減少。在此方式下，例如對光瞳橢圓率之效果，對所有光罩點可個別地增加或減少。

在比較顯示於圖13之圖案與顯示於圖14之圖案後可清楚知道。顯示於圖14之圖案是藉由顯示於圖13之圖案中，將兩第一濾光區域478a、478b往外移動所得，亦即彼此遠離。此移動在圖13中以箭頭93指示。由於伴隨著第一濾光區域478a、478b之間距離的增加，在顯示於圖14之圖案中，僅有通過垂直區塊V1及V2之一小部分光線個別地藉由第一濾光區域478a、478b衰減。在光瞳橢圓率上之效果因此而變小。

因此，藉由沿著掃瞄方向Y移動第一濾光區域478a、478b，可使其對於，例如發生在照射光場12運作期間過程中之光瞳橢圓率改變，藉由調整第一濾光區域478a、478b之間距離作調適。

然而對於當調適於不同的照射設定為必要時，可調整的第一濾光區域478a、478b亦為便利的。可藉助圖15解釋，其中顯示透射濾光片466之圖案，圖案中第一濾光區域478a、478b之間的距離，相對於圖13中顯示之圖案為減少。在此假設選取一小的習知照射設定，在透射濾光片466之位置上，光束84’、86’之最大直徑小於圖13中顯示之圖案的光束84、86之最大直徑。若第一濾光區域478a、478b之位置，保持在圖13中顯示之處，且以光束84’、86’之這樣小的直徑，則無光線通過第一濾光區域478a、478b。然而藉由以箭頭93’所示之方向，移動第一濾光區域478a、478b，光束中V1及V2區塊個別地藉由第一濾光區域478a、478b，再次的以所需方式被衰減。

取代沿著掃瞄方向移動第一濾光區域478a、478b，整個透射濾光片66也可平行光軸移動。穿越透射濾光片66之光束直徑因而改變，使得第一濾光區域78a、78b之效用也改變。為沿著光軸OA調整透射濾光片66，操控器98可被使用，如同在圖2中虛線所示。若僅有一些不同照射設定可被調整，則沿著光軸OA安置複數個交換支架，以接納透射濾光片66是足夠的。藉由從一交換支架移轉透射濾光片66至另一交換支架，沿著光軸OA透射濾光片66的個別移動，在此方式下是可行的。

目前所描述的實施例中，透射濾光片總是具有兩第一濾光區域，由一第二區域(為選擇性的，為連續的且為最大可透射性)安置於其中以非連續地界定其範圍。然而，在光瞳橢圓率上所期望之效果，也可以透射比在整個透射濾光片之表面上連續分布所達成。

圖16所示之圖形，顯示透射濾光片566吸收係數A之分布。忽略反射時，吸收係數A藉由透射比T以A＝1－T所獲得。為表達起見，透射濾光片566之該些表面，其位在圖例所示範圍內之吸收係數，是彼此圖案地分開。然而事實上，在整個透射濾光片566之表面上，吸收係數的分布是連續的。

由圖17及18清楚可知，其中吸收係數A以任意單位，個別地對三個不同的x座標，以y為函數繪製，及對兩個不同的y座標，以x為參數繪製。從圖16至18，在透射濾光片566之表面上，吸收係數的分布原則上相似於顯示於圖6之透射濾光片66。因此在掃描方向上，在上方及下方邊緣觀之，第一濾光區域578a、578b在圖16之圖案中，以虛線指示。在第一濾光區域578a、578b內，與濾光片中央的距離增加時，透射比下降，如圖18藉由虛線可最清楚得知。然而在第二濾光區域580，透射比朝著橫向的濾光片邊緣而下降。

在圖6中之透射濾光片66之重要差異，藉由圖17最為清楚的揭示。在圖中顯示出沿著掃瞄方向，對所有x座標而言，透射比的分布總是連續的，然而在透射濾光片66，在第一濾光區域78a、78b與第二濾光區域80過渡區域間，具有不連續性。

在實施例代表圖中透射比T＝1－A之分布(忽略反射時)，是由下面對於吸收係數A之方程式(2)：A(x,y)＝a(x)．y⁴ ＋b(x) 方程式(2)所獲得。具有四階多項式之一濾光片方程式A(x,y)是有利的，因數位濾光片可藉由試驗及測試的量產方式所生產。

建立方程式a(x)以使得光瞳橢圓率E最佳化地被校正。方程式a(x)較佳為數值地被決定，且相依於照射光場中透射濾光片的精確位置。

建立方程式b(x)以使得，對於預定方程式a(x)，滿足方程式(3)：∫A(x,y)dy＝const 方程式(3)方程式b(x)因而確保全輻射劑量在掃描期間對所有光罩點保持為相同的。

通常照射系統被建立，以使得對光罩端而言為遠心性質。此意味著質心光線(centroid rays)平行光軸OA，穿越光罩面58。若衰減僅發生在其中一區塊，則將造成質心光線傾斜，使得照射系統12不再為遠心。

此亦同樣地適用於非遠心照射系統。甚至在此情形下，對於質心光線之非遠心方向分布被一或多個透射濾光片干擾，通常是不期望的。

在另一方面，亦可設想情形為，質心光線之真實方向分布，與其本身所期望之方向分布(例如遠心)並不一致。在此情形下，上述之透射濾光片，可用於校正照射系統之遠心性質。

例如在圖6、9、11及12所顯示之透射濾光片，若兩濾光區域沒有相同的透射比分布，對於垂直區塊V1及V2將獲得不同的效應。可選擇地，兩濾光區域其中之一可完全省略。

顯示在圖13至15之透射濾光片中，由沿著掃瞄方向不同地移動第一濾光區域478a、478b，可達成一非對稱性，使得對照射光場16的一非對稱排置可以獲得。

從上述考量而言，藉助依照本發明之安置於一光場面與一光瞳面之間的透射濾光片，可清楚得知，於不改變遠心性質下不僅可以改善光瞳橢圓率，亦可同時刻意地校正遠心性質。

2.第二組實施例

圖19為依照另一實施例，穿越照射系統之一經面整體以112為代表。因照射系統112以相似於顯示於圖2之照射系統12方式建造，彼此對應之部分具有相同之參照編號。

照射系統112不同於顯示於圖2之照射系統12，主要在於不只一個而是兩個透射濾光片置於視場光圈物鏡56上，兩平面彼此光學共軛。

第二光瞳面60位於第一透射濾光片666與第二透射濾光片666’之間。造成在光罩14之影像因而點對稱於在中間光場面52之原本的影像，亦即影像右左與上下顛倒。例如可由來自圖19之中間光場面52，代號為62之主光線可看出，且一開始在光軸OA下方通過。在通過第二光瞳面60之後，主光線62在光軸OA上方通過。關聯於主光線62之光束因而在射至光罩14時逆轉。

顯示於圖20及22之第一與第二透射濾光片666及666’，僅有一第一濾光區域，個別以678及678’代表。第一濾光區域678、678’在實施例代表圖中，具有與如圖6所示實施例中第一濾光區域78a、78b相同的非線性透射比分布。透射比因而不決定於y座標軸，且隨著與包含光軸之對稱平面679的距離越遠，透射比越為減少。以此透射比之分布時，以圖5中之範例方式所顯示以校正光瞳橢圓率是可能的。

為解釋兩透射濾光片666及666’之功能，可參照圖20及22。在對應於圖7a之代表圖中，圖20顯示光束84、85個別地聚於光罩面85上之光罩點82及86。在每個情況中之圖案是代表，當掃描過程開始光罩點82及86被照射之時。

如同藉由比較圖20及22所建立，光束84、85同時穿越透射濾光片666及666’上不同位置。若先考慮位於照射光場外緣之光罩點82，則聚於光罩點82之光束84穿越照射於第一透射濾光片666上之光場的左上角，且穿越照射於第二透射濾光片666’上之光場的右下角。此因先前所提之在第二光瞳面60之逆轉。

光束84穿越兩透射濾光片666、666’不同位置之方式，在光瞳橢圓率上之效用，將藉助圖21及23而清楚得知。顯示於圖21之圖表，說明吸收率A＝1－T(忽略反射)對x座標軸之相依性。光束84在穿越第一透射濾光片666時，經歷到吸收係數介於A₂ 及A₁ 之間的一吸收作用，如圖21左方所顯示。光束84在穿越第二透射濾光片666’時，經歷到吸收係數介於A₁ 及A₂ 之間的一吸收作用(見如圖21右方)。

因在實施例代表圖中之兩透射濾光片666、666’，是位於彼此光學共軛之平面，光束84之直徑在兩濾光片平面為相同的。兩透射濾光片666、666’的全體效用，因而對於通過透射濾光片666、666’之任何光束是對稱的。此由顯示於圖23之圖表所說明，其中在兩透射濾光片666、666’上之吸收曲線被疊加。此兩不同虛線，是指當光束個別地經歷第一透射濾光片666，及第二透射濾光片666’時之吸收。疊加此兩吸收曲線導致以實線代表之曲線，對於以點與虛線代表之線段99為對稱的。

因而光束84由兩透射濾光片666、666’組合所造成之衰減，相同於通過吸收分布對稱於線段99之單一透射濾光片的方式，在圖23中以實線所示。此對於任何光束的吸收分布為對稱之效果，在於對穿越水平區塊H1、H2之光束，比起穿越垂直區塊V1、V2之光束衰減的更為強烈。光瞳橢圓率因而依照方程式(1)而增加，使得光瞳橢圓率E可更接近1(在光瞳面選擇性使用額外的透射濾光片)。此外，由於對稱之吸收分布，作為能量中心光線之主光線(質心光線)之位置及遠心性質因而同時被保留。

因第一濾光區域678、678’之透射比沿著X方向非線性變化，在此實施例中之校正效應亦為光場相依性。例如，賦予至光罩點86之光束85，僅經歷光瞳橢圓率之較小的校正，此因在對稱平面679之鄰近區域，透射比相對微弱地被修改。

藉由兩透射濾光片666、666’，抵達光罩點上之全輻射劑量以光場相依性之方式被影響，應採取額外的手段以保持輻射劑量。例如可設想使用可調整的視場光圈，如同上述相關於圖10之解釋。

在此實施例中，假設光場相依性之一光瞳橢圓率試著藉由透射濾光片校正，卻不改變作為能量中心光線之質心光線的位置，且因此不改變遠心性質。對此之一必要條件為，位於水平區塊H1、H2或垂直區塊V1、V2中光線的衰減時，在兩垂直區塊或兩水平區塊內之光強度比例被保持。例如若僅有通過垂直區塊V1之光線之光強度衰減，通過垂直區塊V1與垂直區塊V2之光線權重將改變。如此將造成質心光線的移動，且因而造成在照射系統12的遠心性質之改變。

顯示在圖19中實施例之透射濾光片666、666’，可由圖20至22看出具有相同的透射比分布。此因透射濾光片666、666’之軸的位置被決定，使得光束84、85之直徑在兩濾光片666、666’上為相同的。

然而若此透射濾光片666、666’之軸的位置不為所期望或不可行，光束直徑將為不相同。如此將允許提供除了差異在一比例因子外，其他方面為相同的透射濾光片。此意味著一濾光片可被考慮為縮小或放大影像(可能為反轉影像，若藉由n個光瞳面及n＋1或n－1個光場面將濾光片分隔開來，其中n為一奇數)。藉由通過濾光片之一光束的直徑差可決定該比例因子。此一比例確保相同的條件對於兩光束而言是成立的，縱使其在濾光片上之直徑是不相同。

替代的實施例

圖24為依照顯示於圖1中穿越投影曝光裝置之照射系統之一經面部份之另一實施例。因整體代號為212之照射系統，在很大程度上相似於顯示於圖19中之照射系統112，彼此對應之部分提供相同之參照編號。

照射系統212亦具有第一及第二之透射濾光片766、766’，其為相同且僅包含一濾光區域778，如同顯示於圖25與27之上視圖中。然而濾光片並非由第二光瞳面60，而是光罩面58所分隔開來。因此第一透射濾光片766安置於第二光瞳面60與光罩面58之間，且第二透射濾光片766’安置於光罩面58與投影物鏡20(未顯示於圖24中)之間。在此實施例中第一透射濾光片766被固定置放在照射系統212之外殼中，而第二透射濾光片766’被固定置放在照射系統212及投影物鏡20(未顯示於圖24中)之間的中間空間。第二透射濾光片766’可被固定於亦可收納光罩14之一框架，使其在投影運作中，藉由光罩平台移動。在其他實施例中，第二透射濾光片766’被收納在一固定框架，該框架相對於照射系統212及投影物鏡20為固定地(但較佳為可調整地)被安置，使其在投影運作時不會移動。在圖25所示之更進一步實施例中，第一及第二透射濾光片兩者，皆置於照射系統212及投影物鏡20之間的中間空間。

藉一光場之分隔，暗示著在第一及第二透射濾光片766、766’上相關之位置，彼此不為點對稱的影像，如同圖19所示之實施例情形中。而是穿越第一透射濾光片766之光束，如穿越其左上角，則亦通過第二透射濾光片766’之左上角。然而，光場面仍造成：以沿著光束一側行進之光線，在通過光罩面58之後，以沿著光束相反的另一側行進之方式，使每個光束有”內部”逆轉。

另外對於與圖19所示之照射系統112之差異，為透射濾光片766、766’具有不對稱於包含光軸OA之平面779的透射比波形。這點可藉由圖25及27與圖26得知，圖 26為說明對兩濾光片而言，吸收係數A＝1－T(忽略反射)對x座標軸之非線性相依性的圖。在此實施例中透射比波形被定義，使得沿著＋x方向，與中心(x＝0)之距離增加時，比起沿著－x方向與中心(x＝0)之距離增加時，吸收增加的較快。以此透射比分布時，使得校正不具有圖5所示之對稱性的光場相依之光瞳橢圓率成為可能。然而，應注意此一非對稱性波形，可同樣使用於圖19所示之實施例。

為解釋兩透射濾光片766、766’之功能，請參考圖25及27。在對應於圖20之代表圖中，圖25顯示光束84、85、87，個別地聚於光罩面58上之光罩點82、86、89。在每個情形中之圖案，代表掃描過程開始，照射於光罩點82及86時。

藉由比較圖25及27可建立，光束84、85、87在同一時間，穿越透射濾光片766、766’相同部份。接下來先考慮位於照射光場16外緣之光罩點82。聚於光罩點82上之光束84，以照射於透射濾光片766上之光場的左上角，穿越第一透射濾光片766。於第二透射濾光片766’有同樣的情形，亦即光束穿越照射於透射濾光片766’上之光場的左上角。此因先前所提，以一光場面，即光罩面56，對於透射濾光片766、766’做出分隔。

此影響光瞳橢圓率之方式，將藉助圖26、28及29而清楚得知。當光束84穿越第一透射濾光片766時，以介於A₁ 及A₂ 之吸收係數，經歷到一吸收，如圖26左側所示。當光束84穿越第二透射濾光片766’時，以介於A₃ 及A₄ 之吸收係數，經歷到一吸收，此為先前所提之內部反轉的結果。此由圖28說明，當光束84穿越兩透射濾光片766、766’時，經歷到的吸收波形被疊加(虛線)。疊加此兩吸收波形所導致之曲線以實線代表，相對於以點及虛線為代表之線段799為對稱的。

因而光束84將由兩透射濾光片766、766’之組合，以相同於穿越單一透射濾光片之方式衰減，此單一透射濾光片之吸收分布以圖28中之一實線顯示，且相對於線段799對稱。此對於所有光束為對稱性質之吸收分布的效果，為穿越水平區塊H1、H2之光束，比起穿越垂直區塊V1、V2之光束有著更為強烈地衰減。因而光瞳橢圓率依照方程式(1)增加，使得光瞳橢圓率可更接近1(選擇性地在光瞳面中使用額外的透射濾光片)。此外，由於對稱的吸收分布，作為光束之能量中心光線(質心光線)之主光線位置及遠心性質同時被保留。

在此實施例中校正效應亦為光場相依性，因第一濾光區域778、778’之透射比沿著X方向而變化。例如，位於平面779，被賦予至光罩點之光束85僅經歷光瞳橢圓率之一微小的校正，因透射比在平面779鄰近區域僅有相對微弱地修改。

若比較光束84，賦予在右上角光罩點81之光束87以不同之方式修改。因透射濾光片766、766’之吸收係數A，在＋x數值增加時，比起在－x數值增加時，更為快速地增加，當光束87穿越兩濾光元件766、766’時，所經歷之透射比亦沿著x方向較為劇烈地變化。此由圖29得到說明，其為一圖相似於關於光束84之圖28。

因抵達光罩點上之全輻射劑量是以光場相依性方式被兩透射濾光片766、766’影響，為保持輻射劑量，需要採取額外的手段。例如，可設想使用可調整的視場光圈，如同相關於圖10之上述解釋。

圖30為依照另一實施例之一投影曝光裝置810的示意性說明，該實施例從功能的觀點而言，相同於顯示在圖24之實施例。差異僅在於兩透射濾光片866、866’，是置於照射系統12及投影物鏡20之間。為此，透射濾光片866、866’依附於框架97，其亦支承包含結構18之光罩14。在此實施例中，透射濾光片866、866’被置於與施加於光罩14上之結構18相同的距離，使得光罩14被夾於濾光片之間。因此可以免除提供用以保護光罩免於灰塵或其他環境的影響之一薄膜(pellicle)。

將透射濾光片866、866’安置於照射系統12及投影物鏡20外，具有透射濾光片866、866’可在現存裝置中翻新改進之優點。僅有支承光罩14之框架97需被修改，使其可容納兩透射濾光片866、866’。

上述較佳實施例以範例方式給出。從給定之揭露中，熟知此藝之人士，不僅可了解本發明及其伴隨之優點，亦可發現對於已揭露之架構與方法的明顯的不同改變與修改。因而申請人尋求可涵蓋所有落於本發明之精神與範疇的改變與修改，如同所附之請求項及其等同內容。

10‧‧‧微影蝕刻投影曝光裝置

12‧‧‧照射系統

14‧‧‧光罩

16‧‧‧照射光場

16’‧‧‧區域

18‧‧‧結構

20‧‧‧投影物鏡

22‧‧‧光敏層

24‧‧‧晶圓

26‧‧‧光源

28‧‧‧光擴束器

30‧‧‧交換支架

36‧‧‧繞射式光學元件

38‧‧‧變焦錐透鏡模組

42‧‧‧第一光瞳面

44‧‧‧變焦物鏡

46‧‧‧錐透鏡群組

48‧‧‧光學積分器48

50‧‧‧聚焦透鏡

52‧‧‧中間光場面

54‧‧‧視場光圈

56‧‧‧視場光圈物鏡

58‧‧‧光罩面

60‧‧‧第二光瞳面

62‧‧‧主光線

64‧‧‧孔徑光圈

66‧‧‧透射濾光片

68a‧‧‧照射極點

68b‧‧‧照射極點

68c‧‧‧照射極點

68d‧‧‧照射極點

70a‧‧‧光束

70b‧‧‧光束

70c‧‧‧光束

70d‧‧‧光束

72‧‧‧光場點

74a‧‧‧上方縱向邊緣

74b‧‧‧下方縱向邊緣

76a‧‧‧邊緣

76b‧‧‧邊緣

78a‧‧‧第一濾光區域

78b‧‧‧第一濾光區域

79‧‧‧對稱平面

80‧‧‧第二濾光區域

82‧‧‧光罩點

83‧‧‧箭頭

84‧‧‧光束

84’‧‧‧光束

85‧‧‧光束

86‧‧‧光罩點

86’‧‧‧光束

87‧‧‧光束

88‧‧‧光瞳濾光片

89‧‧‧光罩點

90‧‧‧光圈元件

92‧‧‧致動器

93‧‧‧箭頭

93’‧‧‧箭頭

97‧‧‧框架

98‧‧‧操控器

99‧‧‧線段

112‧‧‧照射系統

154‧‧‧視場光圈

166‧‧‧透射濾光片

176a‧‧‧邊緣

176b‧‧‧邊緣

178a‧‧‧第一濾光區域

178b‧‧‧第一濾光區域

212‧‧‧照射系統

266‧‧‧透射濾光片

274a‧‧‧上方縱向邊緣

274b‧‧‧下方縱向邊緣

277a‧‧‧濾光區域

277b‧‧‧濾光區域

277c‧‧‧濾光區域

277d‧‧‧濾光區域

278a‧‧‧第一濾光區域

278b‧‧‧第一濾光區域

279‧‧‧對稱平面

377a‧‧‧濾光區域

377a’‧‧‧濾光區域

377b‧‧‧濾光區域

377b’‧‧‧濾光區域

378a‧‧‧第一濾光區域

378b‧‧‧第一濾光區域

466‧‧‧透射濾光片

478a‧‧‧第一濾光區域

478b‧‧‧第一濾光區域

566‧‧‧透射濾光片

578a‧‧‧第一濾光區域

578b‧‧‧第一濾光區域

580‧‧‧第二濾光區域

666‧‧‧透射濾光片

666’‧‧‧透射濾光片

678‧‧‧第一濾光區域

678’‧‧‧第一濾光區域

679‧‧‧對稱平面

766‧‧‧透射濾光片

766’‧‧‧透射濾光片

778‧‧‧第一濾光區域

779‧‧‧平面

810‧‧‧投影曝光裝置

866‧‧‧透射濾光片

866’‧‧‧透射濾光片

其他特徵與優點可在接下來參照圖示的一實施例中發現，其中：圖1為一微影蝕刻投影曝光裝置之高度簡化的一透視代表圖。

圖2為依照一第一實施例之穿越顯示於圖1中投影曝光裝置的一照射系統的一經面(meridional)部份。

圖3為從一光瞳面出現之複數個光束的一透視代表圖。

圖4顯示四塊部份以解釋名詞光瞳橢圓率。

圖5為將光瞳橢圓率偏離1的百分比△E，對x座標為函數所繪製的一圖。

圖6為依照本發明一第一實施例之一透射濾光片的一平面圖。

圖7a至7c為掃描過程中在不同時間下，顯示於圖6之透射濾光片的一平面圖。

圖8額外一光瞳面之一平面圖。

圖9為依照本發明一第二實施例之一透射濾光片的一平面圖。

圖10為一視場光圈其具有複數個可調整的光圈元件的一平面圖。

圖11為依照本發明一第三實施例之一透射濾光片的一平面圖。

圖12為依照本發明一第四實施例之一透射濾光片的一平面圖。

圖13為依照本發明一第五實施例之一透射濾光片的一平面圖，其中提供可調整的第一濾光區域。

圖14顯示圖13之透射濾光片，其中該第一濾光區域置放於不同位置以改變校正效應。

圖15顯示圖13之透射濾光片，其中該第一濾光區域置放於不同位置以調適於不同的照射設定。

圖16為依照本發明一第六實施例之一透射濾光片的一平面圖。

圖17為對於顯示於圖16之透射濾光片，其吸收係數以y座標為函數，對二個不同的x座標所繪製的一圖。

圖18為對於顯示於圖16之透射濾光片，其吸收係數以x座標為函數，對兩個不同的y座標所繪製的一圖。

圖19為依照一第二組實施例之穿越顯示於圖1中投影曝光裝置的一照射系統的一經面部份。

圖20為顯示於圖19中照射系統之第一透射濾光片的平面圖。

圖21為在x軸上之吸收相依性被繪製的一圖。

圖22為顯示於圖19中照射系統之第二透射濾光片的平面圖。

圖23為對於兩透射濾光片疊加時，在x軸上吸收相依性的一圖。

圖24仍為依照另一實施例之穿越顯示於圖1中投影曝光裝置的一照射系統的一經面部份。

圖25為顯示於圖24中照射系統之第一透射濾光片的平面圖。

圖26為在x軸上之吸收相依性被繪製的一圖。

圖27為顯示於圖24中照射系統之第二透射濾光片的平面圖。

圖28為對於兩透射濾光片疊加時，對於關聯於一第一光場點之一光束，在x軸上吸收相依性的一圖。

圖29為對於兩透射濾光片疊加時，對於關聯於一第二光場點之一光束，在x軸上吸收相依性的一圖。

圖30為一微影蝕刻投影曝光裝置之一簡化說明，其中兩透射濾光片被安置於一光罩相反的兩側。