TWI548952B

TWI548952B - 微影投影曝光裝置及其操作方法

Info

Publication number: TWI548952B
Application number: TW103103263A
Authority: TW
Inventors: 保羅葛勞普納; 托拉夫葛納
Original assignee: 卡爾蔡司Ｓｍｔ有限公司
Priority date: 2013-02-01
Filing date: 2014-01-28
Publication date: 2016-09-11
Also published as: WO2014117791A1; TW201443575A

Description

微影投影曝光裝置及其操作方法

本發明一般關於一種微影投影曝光裝置，且尤其是關於包含波前校正裝置的具有投影物鏡的裝置。

微影技術(亦稱光刻或簡單光微影)為一種用於製造積體電路、液晶顯示器及其他微結構化裝置的技術。微影蝕刻製程(結合蝕刻的程序)係用以圖案化在已形成於基底(例如，矽晶圓)上之薄膜堆疊中的特徵。在製造的各層結構中，首先將晶圓塗佈具有對輻射(如深紫外線(DUV)、真空紫外線(VUV)或遠紫外線(EUV)光)敏感之材料的一光阻層。接著，在投影曝光裝置中將頂面具有光阻層的晶圓暴露在通過遮罩的投影光下。此遮罩包含將投影於光阻層上的電路圖案。在曝光步驟之後，光阻層已產生對應於包含在遮罩中之電路圖案的影像。然後，進行蝕刻程序將電路圖案轉換成晶圓上的薄膜堆疊。最後，移除了光阻層。以不同遮罩來重覆此程序造成多層微結構化元件。

一種投影曝光裝置通常包括一照明系統、用於對準遮罩的一遮罩對準台、一投影物鏡及用於對準塗有光阻層之晶圓的一晶圓對準台。該照明系統的照射場在遮罩上，其可具有例如是矩形狹縫或窄環形段的形狀。

在現存的投影曝光裝置中，能夠在兩種不同類型的裝置之間作區別。在其一類型中，藉由一次性地將整個遮罩圖案曝光於目標部分上以照射晶圓上的每一個目標部分；這類裝置通常稱為晶圓步進機。在另一類型的裝置(其通常稱為步進和掃描裝置或簡單掃描器)中，藉由在給定參考方向上投影光束下漸進地掃描遮罩圖案來照射每一個目標部分，而同時地掃描與此方向平行或反平行的基座。晶圓的速度與遮罩的速度之比率等於投影透鏡的放大率β，典型放大率的值為β=±1/4。本發明領域係僅關於這類步進和掃描裝置。

應瞭解的是，「遮罩」(或光罩)之用語廣義地被解釋為圖案化工具。常用遮罩包含透射或折射圖案且可以是例如二進制、交替相轉移、減光型相移或各種混合遮罩類型。

在開發投影曝光裝置中的其中一項重要目的係為了能夠在晶圓上透過微影蝕刻產生具有愈來愈小尺寸的結構。微小結構導致高積體密度，其對藉助於這類裝置所產生之微結構化元件的效能通常具有有利效果。再者，在單晶圓上能產生的裝置愈多，裝置的產量就愈高。

能產生之結構的尺寸主要取決於使用之投影物鏡的解析度。由於投影物鏡的解析度與投影光的波長成反比，因此提高解析度的一種方式係使用具有愈來愈短波長的投影光。目前使用的最短波長為248mm、193nm或157nm且因此落在深或真空紫外線頻譜範圍中。使用具有約13nm之波長之EUV光的裝置同時也為市面上可得的。未來的裝置將可能使用具有低至6.9nm之波長的EUV光。

像差(即，影像誤差)之校正對於具有極高解析度的投影物鏡而言變得愈來愈重要。不同類型的影像誤差通常需要不同的校正措施。

旋轉對稱的影像誤差之校正係較為簡單的。若對光學系統之旋轉是不變的，則影像誤差被稱為是旋轉對稱的。例如，能至少部分地藉由沿著光軸移動個別光學元件來校正旋轉對稱的影像誤差。

非旋轉對稱的那些影像誤差之校正較為困難。例如，由於透鏡及其他光學元件旋轉不對稱地加熱，因此發生這樣的影像誤差。這種類型的一個影像誤差係為像散。

針對旋轉不對稱的影像誤差之一項主要原因係為旋轉不對稱地(尤其是狹縫形的)照射遮罩，如通常會在掃描器型的投影曝光裝置中遇到。經狹縫形照明的場導致不均勻地加熱佈置於場平面附近的那些光學元件。這種加熱造成光學元件的變形，且在透鏡及折射類型的其他元件之情況下，造成其折射率改變。若折射光學元件的材料重覆地暴露於高能量投影光，則也觀察到永久的材料改變。例如，有時發生暴露於投影光之材料的壓縮，且這種壓縮造成折射率的局部和永久改變。在鏡片的例子中，反射多層塗層可能受到高局部光強度的損壞，使得反射率被局部地改變。

熱引起的變形、折射率改變和塗層損壞改變光學元件的光學性質且由此導致影像誤差。熱引起的影像誤差有時具有二重對稱。然而，也經常在投影物鏡中觀察到具有其他對稱(例如，三重或五重)的影像誤差。

旋轉不對稱的影像誤差之另一項主要原因為某些不對稱的照明設定，其中以旋轉不對稱方式來照射照明系統的光瞳平面。關於上述設定的重要實例為偶極設定，其中在光瞳平面上只有照射兩個極點。有了上述偶極設定，在投影物鏡中的光瞳平面也包含兩個強烈照明區域。於是，佈置於上述物鏡光瞳平面中或附近的透鏡或鏡片會暴露於旋轉不對稱的強度分佈，此亦引起旋轉不對稱的影像誤差。儘管僅達到比偶極設定更小的程度，四極設定也通常產生旋轉不對稱的影像誤差。

為了校正旋轉不對稱的影像誤差，US 6,338,823 B1提出一種透鏡，其藉助沿著透鏡之周圍分佈的複數個致動器來選擇性地變形。若能判定出透鏡變形，便可至少部分地校正熱引起的影像誤差。更複雜的類型之此類波前校正裝置係揭露於US 2010/0128367 A1中。

US 7,830,611 B2揭露一種類似的波前校正裝置。在此裝置中，將可變形板的一表面接觸折射率匹配液體。若板變形，則相鄰液體之表面的變形幾乎沒有光學效果。因此，此裝置可從不是兩個，而是只有一個光學表面的變形而獲得校正貢獻。當若兩個表面同時變形而觀察時，因而防止了校正效果的部分補償。

然而，藉助致動器之光學元件的變形也具有一些缺點。若致動器佈置於板或透鏡的周圍，則有可能藉助於致動器只產生各種限制變形。這是由於致動器的數量還有佈置兩者係固定之事實。尤其是，通常難以或甚至不可能產生可由較高階任尼克多項式(Zernick polynomial，如Z₁₉、Z₃₆、Z₄₀或Z₆₄)所描述之變形。

US 2010/0201958 A1和US 2009/0257032 A1揭露一種波前校正裝置，其也包含兩個折射光學元件(例如，玻璃板)，其透過液層彼此間互相隔離。然而，對照於上述US 7,830,611 B2所述之裝置，傳播通過折射光學元件之光的波前校正並非藉由使它們變形，而是藉由局部地改變其折射率來產生。為此，一個折射光學元件可設置有在投影光通過之表面上延伸的加熱線。藉助於加熱線，能產生折射光學元件內部的溫度分佈，其經由折射率n對溫度T之依賴性dn/dT而造成折射率的期望分佈。若此波前校正裝置佈置於投影物鏡的光瞳平面上，則加熱線的密度在暴露於投影光的區域中可能更高。液體確保光學元件的平均溫度保持不變。雖然能良好地校正甚至更高層級的波前誤差，但此裝置具有複雜結構且因此為昂貴的。

WO 2011/116792 A1揭露一種波前校正裝置，其中從出口孔出現的複數個液體流進入在投影曝光裝置之操作期間投影光傳播通過的空間。溫度控制器為每一個液體流個別地設定液體流的溫度。判定出溫度分佈，使得溫度分佈所造成的光學路徑長度差校正波前誤差。

未公開的國際專利申請案PCT/EP2011/004859(Zellner等人)揭露一種波前校正裝置，其中複數個加熱光束導向折射光學元件的周圍輪緣表面。在進入折射光學元件之後，在元件內部部分地吸收加熱光束。以此方式，能在折射光學元件內部產生具有陡峭溫度變化率之幾乎任意的溫度分佈，但無須在投影光路徑中佈置加熱線，其吸收、反射、繞射及/或散射投影光到達雖然小、但卻不可忽略之程度。

使用複數個加熱路徑的所有波前校正裝置(無論這些是否係由加熱線、液體流或加熱光束形成)往往是極為複雜的且需要非常複雜的控制演算法。此外，特別是若使用加熱線，則光損失和增加的散射程度係無法避免的。

有鑑於此，本發明之一目的在於提供一微影投影曝光裝置，其包含一波前校正裝置，能夠校正甚至更高層級的波前變形，但其仍具有相較習知技術裝置更低的複雜性。

依照本發明，本目的係藉由一種微影投影曝光裝置來實現，微影投影曝光裝置包含一遮罩台，其係配置以沿著一掃描方向移動一遮罩。基座台係配置以移動一基座。投影物鏡係配置以成像遮罩在基座上。裝置係適用於一掃描操作，其中遮罩當成像於基座上時沿著掃描方向移動。投影物鏡具有一物件平面，其中遮罩被遮罩台支撐、及一影像平面，其中基座被基座台支撐。至少一光瞳平面係佈置於物件平面與影像平面之間。波前校正裝置係佈置於物件平面與影像平面之間，但在至少一光瞳平面外部，且包含一實心體，具有在裝置之操作期間在上方入射投影光的一光學表面。再者，波前校正裝置具有複數個加熱路徑，沿著其能個別地產生熱。加熱路徑係佈置於具有一不同非零加熱路徑密度之實心體的一校正容積內部，投影光通過容積。沿著平行於掃描方向的至少一條(且最好沿著複數條或甚至沿著任意條)線，加熱路徑密度在校正容積之一中心比在其一邊緣上更高。

本發明係基於在掃描器型的裝置中，只有當實心體恰好佈置於光瞳平面上時，在實心體(其可以是在透明裝置之例子中的折射光學元件或在折射裝置之例子中的鏡片)上的輻照度分佈在沒有遮罩且假設傳統照明的情況下係旋轉對稱的概念。然而，波前校正裝置被佈置得愈接近場平面，在實心體上的輻照度分佈就將愈近似於由照明系統在遮罩上產生的輻照度分佈，縮放因子就愈小。在掃描器型的裝置中，照明在遮罩上的場大約具有矩形或彎曲狹縫的形狀。若沿著掃描方向觀看，輻照度通常在狹縫的中心具有最大值，且往至少一邊緣(但通常往兩個邊緣)降至零。通常在狹縫的整個長度上產生此輻照度量變曲線。

於是，若沿著掃描方向觀看，輻照度在實心體的校正容積之中心也比在其中一個或通常兩個邊緣上更高。由於只有減少的投影光量入射於接近校正容積之邊緣的部分上，因此用以校正波前變形之這些部分的電位也降低了。因此，加熱路徑密度能在那些部分降低而不會顯著地影響裝置之校正波前變形的能力。

增加加熱路徑密度的一個方式可以是提供校正容積的子容積，其可鄰接於邊緣，其中所有加熱路徑垂直於掃描方向延伸，即，沒有任何加熱路徑沿著掃描方向延伸。這利用通常僅沿著掃描方向，而不是在垂直方向上需要較大變化率之溫度分佈的事實。接著，若波前校正裝置佈置得夠接近場平面，則其仍能夠降低若影像沿著掃描方向或與其垂直地略為移動則使得影像疊加於不同位置或焦點位置而發生的時明時暗影響。

在一些實施例中，加熱路徑密度沿著垂直於掃描方向和實心體之光學表面上的一法線之一方向係一致的。這確保關聯於加熱路徑的任何不利效果(如增加的吸收或散射)係至少場獨立的。換言之，影像平面上的不同點將暴露於相同的散射或繞射光量。

在一些實施例中，實心體係一折射光學元件，在裝置之操作期間投影光會通過。然而，如上所述，實心體也可以是鏡片。在這種情況下，實心體中所產生的溫度量變曲線不修改折射率分佈，而是修改鏡片基座的形狀。上述鏡片基座的實例係揭露於US 2010/0200777 A1中，儘管只有提供加熱路徑以產生一致的溫度分佈。因此，本發明也適用於例如EUV投影曝光裝置。

在一些實施例中，加熱線沿著加熱路徑延伸。在其他實施例中，波前校正裝置包含至少一加熱光源，其係配置以產生一或更多加熱光束，傳播通過實心體且在波前校正裝置之操作期間定義一加熱路徑。

沿著至少一條線，加熱路徑密度在校正容積之中心比在邊緣上可高了至少2倍，且最好是至少100倍。

通常，裝置可包含一照明系統，其係配置以在遮罩的一部分上產生一輻照度分佈，若沿著掃描方向觀看，其往其中一個邊緣減弱。

沿著平行於掃描方向的線，若此輻照度分佈在分佈之中心具有其最高輻照度，使得輻照度不僅往一個，而是往兩個邊緣減弱，則沿著平行於掃描方向的至少一條線，加熱路徑密度在校正容積之中心也可比在其兩個相對邊緣上更高。

本發明之保護標的也是一種操作微影投影曝光裝置的方法，包含下面的步驟：a)提供一種微影投影曝光裝置，包含一遮罩台，其係配置以沿著一掃描方向移動一遮罩、一基座台，配置以移動一基座、及一投影物鏡，配置以成像遮罩在基座上。裝置係適用於一掃描操作，其中遮罩當成像於基座上時沿著掃描方向移動。投影物鏡具有一物件平面，其中遮罩被遮罩台支撐、及一影像平面，其中基座被基座台支撐。光瞳平面係佈置於物件平面與影像平面之間。波前校正裝置係佈置於物件平面與光瞳平面之間或光瞳平面與影像平面之間，且包含一實心體，具有在裝置之操作期間在上方入射投影光的一光學表面。波前校正裝置更具有複數個加熱路徑，沿著其能個別地產生熱。加熱路徑係佈置於具有一不同加熱路徑密度之實心體的一校正容積內部。沿著平行於掃描方向的線，加熱路徑密度在校正容積之中心比在其一邊緣上更高。投影物鏡更包含一操縱器，其係配置以改變包含在投影物鏡中之一光學元件的光學性質；b)特別藉由測量及/或模擬來判定場相依成像像差；c)判定一第一效果，其修改一光學波前且係由波前校正裝置產生；d)判定一第二效果，其修改光學波前且係由操縱器產生，使得疊加第一效果和第二效果至少部分地減少步驟b)中判定的成像像差；e)控制波前校正裝置，使得其產生第一效果；f)控制操縱器，使得其產生第二效果。

這種方法係基於具有擁有降低加熱路徑密度之區域的簡化波前校正裝置也許只能夠以其他操縱器能夠校正殘餘波前變形到達它近似於理想波前之這樣程度的方式來修改波前變形的概念。

操縱器可配置以修改投影物鏡的放大率。例如，已發現到能藉由改變放大率且藉由產生在沿著掃描方向具有近似鐘形量變曲線之實心體中的溫度分佈來有效地校正在場平面附近之透鏡的像散變形所產生的失真。

定義

「光」之詞表示任何電磁輻射，尤其是可見光，UV、DUV和VUV還有EUV光。

「光線」之詞在本文中係用來表示其傳播路徑能由線描述的光。

「光束」之詞在本文中係用來表示複數道光線。光束通常具有跨其直徑的輻照度量變曲線，其可沿著傳播路徑而有所不同。

「表面」之詞在本文中係用來表示任何平面或在三維空間中的彎曲表面。表面可以是主體的一部分或可與其完全地分離。

「光學共軛」之詞在本文中係用來表示兩個點或兩個表面之間的成像關係。成像關係意味著因點會聚於光學共軛點上而出現的光束。

「場平面」之詞在本文中係用來表示光學共軛於遮罩平面的平面。

「光瞳平面」之詞在本文中係用來表示其中在場平面上以相同角度會聚或發散之所有光線通過相同點的平面。照常在本領域中，「光瞳平面」之詞若實際上就數學意義來說不是一平面，而是略微彎曲的，如此就嚴格意義來說，其應稱為光瞳表面，則也可使用「光瞳平面」。

「波前校正」之詞係用來表示波前的任何修改，使得波前較佳近似於理想未受干擾的波前，或使得波前能更容易地藉由其他工具來修改，以便它最後更近似於理想未受干擾的波前。

10‧‧‧投影曝光裝置

12‧‧‧照明系統

14‧‧‧場

16‧‧‧遮罩

18‧‧‧圖案

18’‧‧‧影像

19‧‧‧精細特徵

20‧‧‧投影物鏡

22‧‧‧光敏層

24‧‧‧基座

26‧‧‧遮罩台

28‧‧‧物件平面

30‧‧‧影像平面

32‧‧‧基座台

34‧‧‧中間影像平面

36‧‧‧第一光瞳平面

38‧‧‧第二光瞳平面

40‧‧‧光線

42‧‧‧波前校正裝置

44‧‧‧折射光學元件

44a‧‧‧板

44b‧‧‧板

46‧‧‧第一光學表面

48‧‧‧第二光學表面

50‧‧‧周圍輪緣表面

52‧‧‧加熱線

52X‧‧‧第一加熱線

52Y‧‧‧第二加熱線

54‧‧‧表面區域

56‧‧‧中心部分

58‧‧‧邊緣部分

60‧‧‧邊緣部分

62X‧‧‧導線

62Y‧‧‧導線

64‧‧‧電壓供應單元

66a‧‧‧環

66b‧‧‧環

68‧‧‧控制單元

70‧‧‧信號線

71‧‧‧黏質層

72‧‧‧實線

142‧‧‧波前校正裝置

144‧‧‧折射光學元件

152X‧‧‧加熱光束

152Y‧‧‧加熱光束

164X‧‧‧第一LED桿

164Y‧‧‧第二LED桿

A1‧‧‧箭頭

A2‧‧‧箭頭

L1‧‧‧透鏡

L2‧‧‧透鏡

L3‧‧‧透鏡

L4‧‧‧透鏡

M1‧‧‧操縱器

M2‧‧‧操縱器

OA‧‧‧光軸

PL‧‧‧投影光

可參考結合附圖的下面詳細說明來更容易地了解本發明之各種特徵和優點，其中：圖1係依照本發明之投影曝光裝置的示意透視圖；圖2係通過圖1所示之裝置的示意經向剖面；圖3係包含在為圖1和2所示之裝置一部分之投影物鏡中的根據第一實施例之波前校正裝置的上視圖；圖4係沿著線IV-IV通過圖3所示之波前校正裝置的示意剖面；圖5係圖3所示之折射光學元件之照明區域上的放大上視圖，其中能更好地識別加熱線之佈置；圖6繪示在折射光學元件上之照明區域內部的輻照度分佈；圖7係在場平面附近的光學表面之像散變形的誇大透視圖；圖8示範地繪示由圖7所示之變形表面在影像平面上產生的變形；圖9繪示增加投影物鏡之放大率的效果；圖10繪示從疊加圖8和9所示之變形產生的殘餘變形；圖11係根據另一實施例之波前校正裝置的上視圖，其中加熱路徑係由加熱光束形成；圖12係沿著線XII-XII通過圖11所示之波前校正裝置的剖面。

I. 投影曝光裝置的一般結構

圖1係依照本發明之投影曝光裝置10的透視圖和高度簡化圖。裝置10包含一照明系統12，其產生投影光。後者照明包含精細特徵19的圖案18之遮罩16上的場14。在本實施例中，照明場14具有矩形形狀。然而，也考慮照明場14的其他形狀，例如，環形段。

具有光軸OA且包含複數個透鏡L1至L4的投影物鏡20將照明場14內的圖案18成像於被基座24支撐的光敏層22(例如，光阻層)上。可由矽晶圓形成的基座24係佈置於晶圓台(未示出)上，使得光敏層22的頂部表面精確地位於投影物鏡20的影像平面上。遮罩16係藉由遮罩台(未示出)來位於投影物鏡20的物件平面上。由於後者具有放大率β，其中|β|<1，因此照明場14內的圖案18之縮小影像18’被投影於光敏層22上。

在投影曝光期間，遮罩16和基座24沿著相當於圖1所示之Y方向的掃描方向移動。照明場14接著在遮罩16上掃描，如此能連續地成像大於照明場14的圖案化區域。基座24和遮罩16的速度之間的比率等於投影物鏡20的放大率β。若投影物鏡20不反轉影像(β>0)，則遮罩16和基座24沿著相同方向移動，如其係由箭頭A1和A2在圖1中所示。然而，本發明也可與具有離軸物件和影像場的折反射投影物鏡20一起使用。

圖2係通過圖1所示之裝置10的示意經向剖面。在此剖面中，也顯示一遮罩台26，其在投影物鏡20的物件平面28上支撐和移動遮罩16、及一晶圓台32，其在投影物鏡20的影像平面30上支撐和移動基座24。

在投影物鏡20內部佈置了兩個操縱器M1和M2，分別配置以沿著投影物鏡20的光軸OA來個別地位移透鏡L1和L2。這樣有可能在一定範圍內改變投影物鏡20的放大率β。

在本實施例中，投影物鏡20具有中間影像平面34。形成於中間影像平面上之特徵18的影像由於各種像差而實質上可能是模糊及/或變形的。尤其是，中間影像平面34可能是強烈彎曲的。

第一光瞳平面36係佈置於物件平面28與中間影像平面34之間，且第二光瞳平面38係佈置於投影物鏡20的中間影像平面34與影像平面30之間。在第一和第二光瞳平面36、38上，以相同角度從任一場平面(即，物件平面28、中間影像平面34和影像平面30)會聚或發散的所有光線都通過相同點，如其係繪示於圖2中。這意味著相交平行於光軸OA之場平面的所有光線(如表示為虛線的光線40)在第一和第二光瞳平面36、38上相交光軸OA。

在中間影像平面34上，佈置了用於校正波前誤差的波前校正裝置42。於下將在下面章節中詳細說明此裝置。

II. 波前校正裝置

首先參考圖2，波前校正裝置42包括一實心體，由具有位於一側之第一光學表面46和位於相對側之第二光學表面48的折射光學元件44形成。當遮罩16成像於光敏表面22上時，投影光會通過折射光學元件44的一部分，這部分在下面應稱為校正容積。折射光學元件44具有在兩個光學表面46、48之間延伸的周圍輪緣表面50。在本實施例中，折射光學元件44的光學表面46、48係平面且彼此平行的，且輪緣表面50係圓柱形的。因此，折射光學元件44具有平面圓盤的形狀。然而，折射光學元件44也可具有其他形狀；尤其是其可形成具有至少一彎曲表面的透鏡。

折射光學元件44包含複數個薄的埋設加熱線52。下面將參考顯示波前校正裝置42上的上視圖和沿著線IV-IV所通過的剖面之圖3和圖4來更詳細說明加熱線的結構和佈置。

在裝置10的曝光操作期間，假設藉由投影光PL在折射光學元件44的頂部表面46上照射虛線所示之近似矩形表面區域54。在沒有遮罩16的情況下，照明區域54係藉由照明系統12照在遮罩16上之矩形場14的中間影像。由於透鏡L1和L2通常不會產生場14的完整影像，因此照明區域54不完全具有照明區域14的幾何形狀。

在照明區域54內部，加熱線52係以更好在圖5中看出的方式來佈置於校正容積內，投影光PL通過此校正容積。此圖係圖3之放大截面圖，僅顯示照明表面區域54(其在一邊限制校正容積)、及加熱線52。在本實施例中，加熱線52包含第一加熱線52X，平行於X方向延伸、及第二加熱線52Y，平行於與裝置10之掃描方向一致的Y方向延伸。第二加熱線52Y顯著地短於第一加熱線52X且若沿著Y方向觀看，僅出現在照明表面區域54的中心部分56。若沿著Y方向觀看，在相鄰邊緣部分58、60上，只有第一加熱線52X，而沒有第二加熱線52Y。由此，校正容積包含一子容積，其鄰接於邊緣，其中所有加熱線垂直於掃描方向Y延伸。於是，沿著平行於掃描方向Y的至少一條線，在校正容積之中心部分56的加熱路徑密度比在其一邊緣上更高。

在本實施例中，第一加熱線52X還有第二加熱線52Y兩者係等距的，即，相鄰第一加熱線52X之間的距離對於任何一對相鄰第一加熱線52X而言係相等的。同樣適用於第二加熱線52Y。因此，沿著垂直於掃描方向Y和折射光學元件44之光學表面46、48上的法線之X方向的加熱線的密度係一致的。再者，在本具體實施例中，在一側上的第一加熱線52X與在另一側上的第二加熱線52Y之間的距離也相等。一般來說，相鄰第一和第二加熱線52X、52Y之間的距離也可以不同。

回去參考圖3，各個第一和第二加熱線52X、52Y係分別經由導線62X和62Y來連接至其自己的電壓供應。藉此，有可能將電壓個別地施加至各個第一和第二加熱線52X、52Y。在所示之實施例中，在佈置於導線62X、62Y之端點的電壓供應單元64中分佈各別電子電路。供應單元64係容納在包含兩個環66a、66b的環形支撐結構66中，如圖4所示。電壓供應單元64接著經由信號線70來連接至控制單元68，如其係顯示於圖2中。

如最好能在圖4之剖面中所見，第一加熱線52X和在另一側上的第二加熱線52Y係佈置於折射光學元件44內的不同平面XY上。為此目的，折射光學元件44係由以薄的中間黏質層71黏合在一起的兩個盤形板44a、44b形成。第一和第二加熱線52X、52Y係容納在形成於與黏質層71接觸之板44a、44b之相對表面上的溝槽中。在本實施例中，加熱線52X、52Y且因此還有溝槽被假設為具有正方形剖面，但也設想出其他幾何形狀。

黏質層71填平面向彼此之板44a、44b之表面上的剩餘凸部或凹部，且也電性隔離加熱線52X、52Y。若後者設置有周圍裝置，則也可省掉黏質層71。

沿著不同方向延伸的第一和第二加熱線52X、52Y如何能應用於折射光學元件44之其他配置係說明於US 2009/0257032 A1中，本文藉由參考來合併其全部揭露。

III. 功效

波前校正裝置42係用以校正(或一般來說是修改)在投影物鏡20中出現的像差。這些像差可能是投影物鏡20之最初設計的結果。然而，若投影物鏡20之光學元件的光學性質改變，則波前校正裝置42特別適用於修改通過投影物鏡20的光學波前。這樣的變化可能是老化現象的結果(長期變化)或不同溫度分佈的結果(短期變化)，例如其係因吸收透鏡L1至L4內部的投影光PL而造成。溫度分佈有時也取決於遮罩16上之特徵18的佈置和密度及投影光當照明遮罩16時的角光分佈(也稱為照明設定)而有所不同。

為了避免影像品質降低，藉由測量或藉由模擬來重覆地判定後者。若成像品質傾向於降低至最後不再符合規範之這樣的程度，則必須採取校正措施。為此目的，波前校正裝置42在折射光學元件44內部產生溫度分佈，及從其產生折射率分佈，使得通過折射光學元件44的光學波前將受到波前修改。波前修改有時可描述為波前校正。然而，通常，波前就嚴格意義來說並非被校正，而僅是被修改，使得它能藉由設置於投影物鏡中的其他校正工具來更有效地校正，例如使用沿著光軸OA個別地位移透鏡L1、L2的操縱器M1、M2。

折射光學元件44內部的期望溫度分佈係藉助於加熱線52X、52Y來產生。每一個加熱線52X、52由於加熱線52X、52Y的電阻而將一定的電能量消耗成熱。加熱線52X、52Y所消耗的熱量能藉由改變施加的電壓來控制。因此，有可能在折射光學元件44內部產生各種各樣不同的溫度分佈。

由於波前校正裝置42係佈置於中間影像平面34中或附近，因此特別適用於校正(或一般來說是修改)具有場相依的像差。這意味著像差在場上不是一致，而是變化的，使得像差的類型及/或程度對於影像平面上的不同點而言係不同的。上述場相依像差的典型實例係變形。這是一種像差，其中物件平面上的點清晰地成像於影像平面上，但點之間的空間關係係變形的，使得只得到變形影像。變形通常隨著與光軸OA之間的距離增加而增加，且因此波前校正裝置42的校正電位在場的邊緣上必須同樣良好。

如已於上面參考圖5所說明，若沿著平行於掃描方向Y的至少一條線觀看，加熱線52X、52Y的密度在照明表面區域54之中心比在其相對邊緣58、60上更高。已發現到儘管在邊緣上之加熱線52X、52Y的密度降低，仍能藉助於波前校正裝置42來實現同樣良好地校正或修改場相依像差。關於此的原因係關聯於裝置10的掃描操作。在掃描器型的投影曝光裝置中，遮罩16上的照明系統12所照明之場14的輻照度分佈通常具有在中心獲得最高輻照度的分佈(若沿著掃描方向Y觀看)。往相對邊緣，輻照度連續地降至零。沿著X方向(即，垂直於掃描方向Y)，輻照度不會改變。沿著掃描方向Y之輻照度分佈的量變曲線係用以避免照明量變動，其係由藉由照明系統12之投影光PL的脈衝發射之掃描程序的交互作用造成，如其係說明於例如US 7,551,263 B2(Gruner等人)中。

在沒有遮罩16的情況下，在其中佈置了波前校正裝置42 的中間影像平面34上獲得此輻照度分佈之(通常為模糊的)影像。圖6繪示折射光學元件44上的照明表面區域54。實線72代表沿著掃描方向Y的輻照度分佈之量變曲線。

由於此近似鐘形的量變曲線72，輻照度在照明表面區域54之中心部分56總是顯著地比在邊緣部分58、60上更高。因此，波前校正裝置42的校正電位在中心部分56也顯著地更高。

因此，在照明表面區域54的此中心部分56滿足具有高密度的加熱線52X、52Y。於是，只有在此中心部分56，有可能產生具有高變化率的溫度分佈。在邊緣部分58、60上，加熱線52X、52Y的密度較小，因此能達到之溫度分佈的變化率也將會較小。換言之，溫度分佈的「解析度」在折射光學元件44之出現最高輻照度的那些部分最高。

在邊緣部分58、60上的加熱線52X、52Y之降低密度具有的優點為波前校正裝置42的複雜性顯著地降低且其控制被簡化。再者，各個加熱線52X、52Y促進光損失和散射，且也從此角度來看，有利於將加熱線的數量僅可能保持為少。

IV. 變形校正的實例

在下文中，將參考圖7至10來說明如何可在投影物鏡20中校正特定變形。

圖7係以誇大方式來繪示佈置接近於投影物鏡20之影像平面30的最後透鏡L4之其一表面的像散變形。上述像散變形通常係由非旋轉對稱溫度分佈造成，這係由於照明於遮罩16上之場14的狹縫形幾何圖形。

假設透鏡L4的像散變形導致影像平面30上的變形，如繪示於圖8中。箭頭的長度和方向指示在影像平面30上之影像點的位移方向和量。如所能見到，在場之中心變形消失且隨著與中心之間的距離增加而增加變形。

圖9顯示關聯於投影物鏡20之增加放大率β的變形。能看出針對線y=0，圖9所示之變形能完全地補償圖8所示之變形。如以上進一步所述，假設能藉助於操縱器M1、M2適當地位移透鏡L1、L2來達到增加的放大率β。

圖10顯示在已以此方式來增加投影物鏡20的放大率β之後產生之變形。指示變形的箭頭現在完全地與Y方向平行或反平行。這意味著影像僅沿著掃描方向Y放大或延伸。

能藉助於波前校正裝置42來輕易地校正這樣沿著掃描方向Y的放大率。將導致僅沿著掃描方向Y之增加放大率的適當溫度量變曲線沿著此方向也可能是鐘形的。由於圖6所示之鐘形輻照度分佈72已經導致上述溫度量變曲線(至少若遮罩16上的特徵密度係大約一致的)，因此上述溫度量變曲線可能僅需要被調整至某種程度以達到期望定量效果。

若遮罩16上的特徵密度大約一致，則折射光學元件44內部的溫度分佈不需要沿著X方向改變。另一方面，例如，若沒有投影光順著沿著掃描方向Y延伸的中心條紋通過遮罩16，則可能必須另外藉助於通過照明表面區域54之中心延伸的那些第二加熱線52Y來加熱折射光學元件44的中心部分。

可藉由設置於裝置10中的其他操縱器來補償任何殘餘偏移。

V. 其他實施例

圖11和圖12顯示根據另一實施例之波前校正裝置142的類似於圖3和4之上視圖和剖面圖。相同或對應部件係以增加100的相同參考數字來指定且不再詳細說明。

在本實施例中，加熱路徑不是由加熱線52X、52Y，而是由加熱光束傳播所沿著的路徑形成。為此，波前校正裝置142包含第一LED桿164X和第二LED桿164Y。LED桿164X、164Y各包含複數個LED，其係佈置於共同XY平面上。第一LED桿164X中的每個LED產生沿著X方向延伸的第一加熱光束152X。第二LED桿164Y中的每個LED產生沿著Y方向延伸的第二加熱光束152Y。在部分地被折射光學元件144上之照明區域154限制的校正容積中，加熱光束152X、152Y相交。當然，加熱光束152X、152Y也可在兩個或更多不同平面上傳播。

而且，在本實施例中，若沿著掃描方向Y觀看，加熱光束152X、152Y的密度在照明區域52之中心比在其邊緣上更高，如能在圖11中清楚所見。對照於第一實施例，若沿著Y方向觀看，加熱光束152X、152Y的密度幾乎連續地往邊緣降低。

本實施例更不同於第一實施例之處為波前校正裝置142並非佈置於中間影像34中，而是接近遮罩平面28，如其係以圖1之虛線所示。這樣的佈置在形成於中間影像平面34上之中間影像的品質如此不良而使得場相依像差的適當校正變得困難之那些情況下可能是特別有利的。