TWI557515B - 微影投射曝光裝置之照射系統 - Google Patents

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Description

微影投射曝光裝置之照射系統
本發明一般有關微影曝光裝置(microlithographic exposure apparatus)中照射遮罩(mask)的照射系統(illumination system)，尤其有關其中使用繞射光學元件(diffractive optical element)界定光瞳平面(pupil plane)中輻照分布(irradiance distribution)的此類系統。本發明亦有關一種操作此類照射系統的方法。
微影技術(又稱為光微影(photolithography)或簡稱為微影(lithography))是一種製造積體電路、液晶顯示器及其他微結構器件的技術。結合蝕刻製程，微影技術製程係用以在基板(substrate)(例如矽晶圓)上已形成之薄膜堆疊(film stack)中圖案化特徵。在製造的每一層中，首先以光阻(photoresist)塗布晶圓，光阻是一種對諸如深紫外(deep ultraviolet，DUV)光之輻射敏感的材料。接著，使頂部具有光阻的晶圓在投射曝光裝置中曝光於投射光(projection light)。投射曝光裝置將含有圖案的遮罩投射於光阻上，使得光阻只在遮罩圖案決定的特定位置處曝光。曝光後，顯影光阻以產生對應於遮罩圖案的影像。然後，蝕刻製程使圖案轉印至晶圓上的薄膜堆疊中。最後，移除光阻。以不同遮罩重複此製程將形成多層的微結構組件。
投射曝光裝置通常包括：照射遮罩的照射系統、將遮罩對準的遮罩台(mask stage)、投射物鏡(projection objective)及將塗有光阻之晶圓對準的晶圓對準台(wafer alignment stage)。照射系統照射遮罩上具有例如矩形或彎曲長條形狀的場(field)。
在目前的投射曝光裝置中，分成兩種不同類型的裝置。在 一個類型中，一次將整個遮罩圖案曝光於晶圓上的目標部分，即可照射每個目標部分。此種裝置一般稱為晶圓步進機(wafer stepper)。在另一個類型的裝置中，一般稱為步進掃描式裝置(step-and-scan apparatus)或掃描器(scanner)，在投射束下沿著掃描方向漸進式掃描遮罩圖案，同時與此方向平行或反平行地同步移動基板，即可照射每個目標部分。
應明白，術語「遮罩」(或光罩(reticle))廣義上應解釋為圖案化部件(patterning means)。一般使用的遮罩含有透射或反射的圖案且可以屬於例如二元交替相移(binary,alternating phase-shift)、衰減相移(attenuated phase-shift)或各種混合遮罩類型。然而，也可以有主動遮罩(active mask)，如，實現為可程式反射鏡陣列(programmable mirror array)的遮罩。也可以使用可程式LCD陣列作為主動遮罩。
隨著製造微結構化器件的技術進展，對於照射系統的要求也越來越多。理想上，照射系統以具有明確界定之輻照及角分布的投射光照射遮罩上照射場的每個點。術語「角分布」描述會聚朝向遮罩平面(mask plane)中特定點之光線束的總光能在構成光線束之光線的各種方向中如何分布。
照射於遮罩上之投射光的角分布通常適應於要投射在光阻上的圖案種類。例如，相對大尺寸的特徵可能需要使用不同於小尺寸特徵的角分布。投射光最常使用的角分布稱為習用的環狀(annular)、雙極(dipole)及四極(quadrupole)照射設定(illumination setting)。這些術語指的是照射系統之光瞳平面中的輻照分布。例如，在環狀照射設定下，僅照射光瞳平面中的環狀區。因此，在投射光的角分布中僅出現小的角度範圍，亦即 所有光線以相似的角度傾斜地照在遮罩上。
本技術中已知有不同的方式可以修改遮罩平面中投射光的有角度輻照分布，以達成所需要的照射設定。在最簡單的情況中，將包含一或多個孔徑(aperture)的光闌(stop)(光圈(diaphragm))定位在照射系統的光瞳平面中。由於光瞳平面中的位置轉換為傅立葉相關場平面(諸如遮罩平面)中的角度，光瞳平面中孔徑的大小、形狀及位置決定遮罩平面中的角分布。然而，照射設定的任何變更都需要更換光闌。這使得精細調整照射設定變得很難，因為這將需要使用許多具有稍微不同大小、形狀或位置之孔徑的光闌。此外，使用光闌必然造成光損失，且因此減少裝置的通量(throughput)。
如果使用繞射光學元件在照射系統的光瞳平面中產生特定輻照分布，即避免光闌所造成的光損失。可利用可調整的光學元件(諸如配置在繞射光學元件及光瞳平面之間的變焦透鏡(zoom lens)或一對轉向鏡元件(axicon element))，至少在某種程度上修改輻照分布。
當使用反射鏡陣列取代繞射光學元件時，獲得在光瞳平面中產生不同輻照分布的最大靈活性。例如，EP 1 262 836 A1提出使用實現為微機電系統(micro-electromechanical system，MEMS)的反射鏡陣列，其包含1000個以上的微型反射鏡(microscopic mirror)。每個反射鏡可在兩個彼此垂直的不同平面中傾斜。因此，在此種反射鏡器件上入射的輻射可被(實質上)反射至半球(hemisphere)中任何所要方向。配置在反射鏡陣列與光瞳平面間的聚光透鏡(condenser lens)，將反射鏡產生的反射角轉換為光瞳平面中的位置。此先前技術照射系統因而可以複數 個光點照射光瞳平面，其中每個光點與一個特定微型反射鏡相關聯且藉由傾斜此反射鏡可在光瞳平面上自由移動。
類似照射系統請參考US 2006/0087634 A1、US 7,061,582 B2、WO 2005/026843 A2、及WO 2010/006687。
然而，使用反射鏡陣列在技術上的要求很高且需要精密的光學、機械及計算解決方案。
在光瞳平面中產生持續可變輻照分布的較簡單方法是使用具有位置相依繞射效應(position dependent diffractive effect)的繞射光學元件。取決於投射光照在元件上的位置，在光瞳平面中產生不同的輻照分布。通常將使投射光束保持固定及借助位移機構(displacement mechanism)使繞射光學元件位移，以變更投射光束照在元件上的位置。此種繞射光學元件可從Tessera Technologies,Inc.,San Jose,USA購得。
然而，還有，在此繞射光學元件下，在光瞳平面中產生不同輻照分布的靈活性受到相當的限制。最多有兩個可用自由度可用來修改此輻照分布，即沿著一個方向移動繞射光學元件及沿著正交方向移動繞射光學元件；沿著光軸位移繞射光學元件對輻照分布僅具有極少的效應。
即使有可位移光學元件(諸如變焦透鏡及轉向鏡元件)提供額外靈活性，但仍需要增加在光瞳平面中產生持續可變輻照分布的靈活性(flexibility)。
因此，本發明之一目的在於提供一種照射系統，其可在照射系統的光瞳平面中以簡單的方式產生持續可變的輻照分布。還有一目的在於提供一種操作微影投射曝光裝置之照射系統的方法，讓操作者可在照射系統的光瞳平面中以簡單的方式產生持續可變的輻照分布。
根據本發明，此目的係藉由微影投射曝光裝置的照射系統來達成，該照射系統包含經組態以產生投射光束之一光源(light source)、一光瞳平面、一光軸(optical axis)及一第一及一第二繞射光學元件。繞射光學元件配置在光源及光瞳平面之間，致使投射光束在光瞳平面中的輻照分布取決於繞射光學元件產生的繞射效應。由每個繞射光學元件產生的繞射效應取決於由該投射光束輻照在該等繞射光學元件上之光場(light field)的位置。照射系統另外包含一位移機構，其經組態以變更繞射光學元件的相互空間配置(mutual spatial arrangement)。在可借助該位移機構而獲得之相互空間配置的至少一者中，該光場在該第一及該第二繞射光學元件二者上方延伸。
本發明基於以下概念：如果投射光束在給定瞬時(given instant)不僅照在一個繞射光學元件上，且還照在兩個或兩個以上的繞射光學元件上，可大幅增加可能輻照分布的範圍。光瞳平面中的輻照分布於是將取決於繞射光學元件的相互空間配置。由於至少一個自由度與每個繞射光學元件相關聯，本發明提供至少兩個改變光瞳平面中輻照分布的獨立自由度。
這不一定表示位移機構能夠獨立位移每個繞射光學元件。如果照射系統包含經組態以在繞射光學元件暫時靜止不動時變更光場位置的光束操控器件(beam steering device)，即足以組態 位移機構致使其能夠相對於兩個繞射光學元件之保持固定位置之一者，僅位移另一者。此光束操控器件可包含致動器(actuator)，其經組態以使光學元件(尤其是透鏡(lens)或反射鏡(mirror))傾斜、位移或變形。
在許多情形中，將很有利的是，如果位移機構是經組態回應於照射系統之控制單元的輸入命令以變更繞射光學元件之相互空間配置的馬達驅動機構(motor driven mechanism)。應明白術語「馬達」係就廣義而言；其涵蓋任何種類之使用外部能源且包括例如電動、氣動或壓電馬達的致動器件。使用馬達驅動機構，不需要手動調整繞射光學元件，即可極快速地改變光瞳平面中的輻照分布。然而，原則上，位移機構也可以是手動驅動機構，其經組態以在操作者手動操作控制桿或任何其他種類的操作元件(其在機械上連接至繞射光學元件)時，變更繞射光學元件的相互空間配置。
如果投射光束平行於照射系統的光軸而傳播，則應組態位移機構以沿著垂直於或至少不是平行於光軸的位移方向，位移至少一個繞射光學元件。只有此時，至少一個繞射光學元件的位移將具有所要效應：變更至少一個繞射光學元件上為投射光束所輻照的光場位置。
在此等條件下，應取決於光場沿著位移方向的位置，改變由至少一個繞射光學元件產生的繞射效應。
如果繞射光學元件為實質上平面元件，則其在相同平面或平行之平面中延伸。
在大多數的具體實施例中，第一及第二繞射光學元件係配置成在至少一個(較佳是在所有)相互空間配置(這可借助位移機構而獲得)中，照在第一繞射光學元件上的投射光不會照在第二繞射光學元件上。換言之，一般將有照在第一繞射光學元件上的投射光及照在第二繞射光學元件上的投射光，但沒有照在兩個繞射光學元件上的投射光。然後在光瞳平面中的組合輻照分布將是由第一及第二繞射光學元件位在光場中的這些部分個別地產生之輻照分布的疊置(superposition)。
如果在相互空間配置的至少一者(這可借助位移機構而獲得)中，照在第一繞射光學元件上的投射光亦照在第二繞射光學元件上，則對於兩個繞射光學元件重疊部分，光瞳平面中的組合輻照分布將不是疊置，而是由第一及第二繞射光學元件產生之個別輻照分布的捲積(convolution)。藉由變更第一及第二光學元件的相互空間配置，可以視需要修改此捲積。
在一具體實施例中，第一及第二繞射光學元件完全相同(identical)。取決於光場位置，每個繞射光學元件產生的繞射效應只沿著一位移方向改變。以藉由繞著平行於光軸的一軸旋轉繞射光學元件之一者180°而獲得的定向(orientation)，安裝此繞射光學元件。
由於兩個繞射光學元件具有此反射鏡對稱繞射效應(mirror symmetrical diffractive effect)，僅有一個自由度，及因此減少在光瞳平面中產生不同輻照分布的靈活性。然而，在此具體實施例中，光場沿著位移方向之位置的較小變更對於光瞳平面中的輻照分布具有極小的效應，因為由一個繞射光學元件產生的繞射效應變化為另一個繞射光學元件產生的反效應(counter effect) 所補償。
這在光場位置不能完全穩定的情形中很重要。可以用作照射系統中光源的雷射造成光場的振盪運動。由雷射發射之光的方向及還有發散並非完全穩定，及在長距離的光束傳送路徑(多達20公尺)上，即使是極小的變動也會造成光場在繞射光學元件上的明顯轉移。在繞射光學元件的反射鏡對稱配置下，光瞳平面中輻照分布對此類變動的敏感性(sensitivity)明顯減少。
為了抑制由亦沿著垂直於位移方向之方向的變動造成的不利效應，通常這麼做即已足夠：將繞射光學元件設計成光場具有的高度(其垂直於光軸及位移方向)為小於第一及第二繞射光學元件高度總和的至少5%、較佳是至少20%。
在一些具體實施例中，將照射系統組態成繞射光學元件相對於投射光束的空間配置可沿著不包括光軸的兩個正交方向(orthogonal direction)變更。為變更繞射光學元件相對於投射光束的空間配置，可借助位移機構使繞射光學元件本身位移，或例如藉由使用光束操控器件變更投射光束的傳播方向，移動投射光束。在這兩個例子中，可以改變光場在特定瞬時於繞射光學元件之部分上方延伸的面積。這繼而影響在繞射光學元件中散布之光能(light energy)的比率。
例如，在至少一個相互空間配置中，光場在第一繞射光學元件的第一部分及第二繞射光學元件的第二部分上方延伸，其中第一及第二部分的面積不同。假設投射光束在其直徑上具有對稱輻照分布，照在第一及第二繞射光學元件上的光量將因而不同。因此還有與每個繞射光學元件相關聯的輻照分布將含有 不同的光能。
位移機構亦可經組態使繞射光學元件個別地沿著不包括光軸的兩個正交方向位移。
在一些具體實施例中，由第一繞射光學元件產生的繞射效應造成在光瞳平面中的輻照分布具有環形物的形狀，其中環形物的寬度取決於光場在第一繞射光學元件上的位置。由第二繞射光學元件產生的繞射效應造成在光瞳平面中的輻照分布包含兩極，其中兩極的大小取決於光場在第二繞射光學元件上的位置。如果光場在第一及還有第二繞射光學元件上方延伸，組合效應將是環形及雙極照射設定的疊置。
可以有至少一個附加光學元件，其配置在繞射光學元件及光瞳平面之間。可提供另一個位移機構，其經組態以沿著照射系統的光軸位移該至少一個光學元件。該光學元件可由例如透鏡或轉向鏡元件形成。於是可以藉由另外沿著光軸移動光學元件中的一或多者，修改光瞳平面中的輻照分布，如先前技術中所已知。
照射系統亦可包含第三繞射光學元件。於是可以有至少一個相互空間配置是光場在第一、第二及還有第三繞射光學元件上方延伸。光瞳平面中的結果將是由第一、第二及第三繞射光學元件產生之輻照分布的疊置。
根據本發明之另一方面，上述目的係藉由微影投射曝光裝置的照射系統來達成，該照射系統包含經組態以產生投射光束之一光源、一光瞳平面、一光軸及一第一及一第二繞射光學元 件。繞射光學元件配置在光源及光瞳平面之間，致使投射光在光瞳平面中的輻照分布取決於繞射光學元件產生的繞射效應。由每個繞射光學元件產生的繞射效應取決於投射光照在繞射光學元件上的位置。照射系統另外包含一位移機構，其經組態以變更繞射光學元件的相互空間配置。在相互空間配置的至少一者(這可借助位移機構而獲得)中，已照在第一繞射光學元件上的投射光亦照在第二繞射光學元件上。
根據本發明此方面之照射系統係基於如上文概述的相同一般概念。如果投射光束其後照在兩個或兩個以上的繞射光學元件上，可大幅增加可能輻照分布的範圍。於是可將光瞳平面中的輻照分布描述為由第一及第二繞射光學元件產生之個別輻照分布的捲積。藉由變更第一及第二光學元件的相互空間配置，可以視需要修改此捲積。由於至少一個自由度與每個繞射光學元件相關聯，本發明根據此方面亦提供至少兩個改變光瞳平面中輻照分布的獨立自由度。
就方法而言，上述目的由一包含以下步驟的方法實現：a)提供一照射系統包含：i)一光瞳平面；ii)一光軸；iii)一第一及一第二繞射光學元件，其中--繞射光學元件配置在光源及光瞳平面之間，致使投射光在光瞳平面中的輻照分布取決於繞射光學元件產生的繞射效應，及其中--由每個繞射光學元件產生的繞射效應取決於由投射光束輻照在相應繞射光學元 件上之一光場的位置；b)產生該投射光束；c)變更該等繞射光學元件的相互空間配置；其中在相互空間配置的至少一者中，該光場在第一及第二繞射光學元件二者上方延伸。
有關根據本發明之方法的相關聯優點及技術效應，請參考根據本發明之照射系統的以上說明。
至少一個繞射光學元件可沿著垂直於、或至少不是平行於光軸的位移方向位移。
由至少一個繞射光學元件產生的繞射效應可取決於光場的位置而沿著位移方向改變。
可沿著不包括光軸的兩個正交方向，變更繞射光學元件相對於光場的空間配置。這可藉由沿著不包括光軸的兩個正交方向位移繞射光學元件來達成。
然後，在至少一個相互空間配置中，光場可在第一繞射光學元件的第一部分及第二繞射光學元件的第二部分上方延伸，其中第一及第二部分的面積不同。
藉由使用光束操控器件操控投射光束，可移動光場。
照射系統可包含第三繞射光學元件，及可以有至少一個相互空間配置是光場在第一、第二及第三繞射光學元件上方延伸。
根據本發明之另一方面，藉由包含以下步驟的方法達成上述目的：a)提供一照射系統包含：i)一光瞳平面；ii)一光軸；iii)一第一及一第二繞射光學元件，其中--繞射光學元件配置在光源及光瞳平面之間，致使投射光在光瞳平面中的輻照分布取決於繞射光學元件產生的繞射效應，及其中--由每個繞射光學元件產生的繞射效應取決於由投射光束輻照在相應繞射光學元件上之光場的位置；b)產生一投射光束；c)變更該等繞射光學元件的相互空間配置；其中在相互空間配置的至少一者(這可借助位移機構而獲得)中，已照在該第一繞射光學元件上的投射光亦照在該第二繞射光學元件上。
定義
本文使用術語「光」代表任何電磁輻射，尤其是可見光、UV、DUV、VUV及EUV光及X光。
本文使用術語「光線(light ray)」代表其傳播路徑可以線條(line)描述的光。
本文使用術語「光線束(light bundle)」代表在場平面(field plane)中具有共用原點(common origin)的複數個光線。
本文使用術語「光束(light beam)」代表通過特定透鏡或另一光學元件的所有光。
本文使用術語「位置」代表主體(body)或非具體物件(immaterial object)(諸如光)在三維空間中之參考點的位置。此位置通常以一組三個直角座標來表示。定向及位置因此完整描述主體在三維空間中的布置。
本文使用術語「方向」代表直線的空間定向。物件沿著特定方向的移動因而表示允許物件在此直線上兩個相反方向中移動。
本文使用術語「表面」代表三維空間中的任何平面或彎曲表面。表面可為主體的一部分或可與主體完全分離，通常如場或光瞳平面的情況。
本文使用術語「場平面」代表與遮罩平面光學共軛的平面。
本文使用術語「光瞳平面」代表其中通過遮罩平面中不同點的邊緣光線(marginal ray)相交的平面。如本技術中所常見，如果「光瞳平面」事實上在數學意義上並非平面，而是有點彎曲，亦使用術語「光瞳平面」，所以嚴格來講，「光瞳平面」應稱為「光瞳表面」。
本文使用術語「光學光柵元件(optical raster element)」代表任何光學元件，例如透鏡、三稜鏡(prism)或繞射光學元件，其與其他完全相同或相似光學光柵元件一起配置，因此每個光學 光柵元件與複數個相鄰光學通道(optical channel)之一者相關聯。
本文使用術語「光學積分器(optical integrator)」代表增加乘積NA．a的光學系統，其中NA是數值孔徑(numerical aperture)，及a是照射場的面積。
本文使用術語「聚光器(condenser)」代表在兩個平面(例如場平面及光瞳平面)之間建立(至少大約建立)傅立葉關係的光學元件或光學系統。
本文使用術語「共軛平面(conjugated plane)」代表其間建立成像關係的平面。有關共軛平面概念的更多資訊描述於E.Delano的論文，其標題為：「First-order Design and they, Diagram」，Applied Optics,1963,vol.2,no.12，第1251-1256頁。
本文使用術語「空間輻照分布(spatial irradiance distribution)」代表總輻照如何在光所照實面或虛面上改變。通常可以函數Is(x,y)描述空間輻照分布，其中x、y為表面上一點的空間座標。如果應用於場平面，空間輻照分布必定求出由複數個光線束所產生輻照的積分。
本文使用術語「有角度輻照分布(angular irradiance distribution)」代表光線束的輻照如何取決於構成光線束之光線的角度而改變。通常可以函數Ia(α,β)描述有角度輻照分布，其中α、β為描述光線方向的角座標。
I.投射曝光裝置的一般構造
圖1為根據本發明之投射曝光裝置10的透視圖及簡圖。裝置10包含產生投射光束(未顯示)的照射系統12。投射光束照射含有圖案18之遮罩16上的場14；圖案18由圖1中如細線所示的複數個小特徵19形成。在此具體實施例中，照射場14具有環形段的形狀。然而，亦考慮照射場14的其他形狀，例如矩形。
投射物鏡20將照射場14中的圖案18成像於由基板24支撐的感光層(light sensitive layer)22上，例如光阻。可由矽晶圓形成的基板24在晶圓平台(wafer stage)(未顯示)上配置成感光層22的頂面精確地位在投射物鏡20的影像平面(image plane)中。利用在投射物鏡20之物體平面(object plane)中的遮罩平台(未顯示)定位遮罩16。由於投射物鏡具有放大率β，其中|β|1，照射場14中圖案18的縮小影像18'被投射於感光層22上。
在此具體實施例中，投射物鏡20的設計要求照射場14定位離開投射物鏡20的光軸26。對於其他類型的投射物鏡，照射場14中心可位在光軸26上。
在投射期間，遮罩16及基板24沿著對應於圖1所示Y方向的掃描方向移動。照射場14接著在遮罩16上方掃描，使得持續成像大於照射場14的圖案化區域。基板24與遮罩16之速度的比值等於投射物鏡20的放大率β。如果投射物鏡20顛倒影像(β<0)，則遮罩16與基板24反向移動，這在圖1中以箭頭A1及A2指示。然而，本發明亦可在步進機工具中使用，其中遮罩16與基板24在投射遮罩期間並不移動。
II.照射系統的一般構造
圖2為圖1所示照射系統12的縱剖面。為了清楚之故，圖2的圖解極為簡化且未按比例繪製。這尤其表示僅以一個或極少的光學元件代表不同的光學單元。現實中，這些單元可包含明顯更多的透鏡及其他光學元件。
照射系統12包括外殼(housing)28及光源30，在所示具體實施例中，將光源30實現為準分子雷射(excimer laser)。光源30發射具有波長約193 nm的投射光。亦考慮其他類型的光源30及其他波長，例如248 nm或157 nm。
在所示具體實施例中，光源30發射的投射光進入光束擴展單元(beam expansion unit)32，其輸出擴展且幾乎準直的投射光束34。為了增加投射光束的直徑，光束擴展單元32可包含若干透鏡或可實現為例如反射鏡配置。
在第一平面光束路徑摺疊反射鏡(planar beam path folding mirror)36及第二平面光束路徑摺疊反射鏡38偏轉後，投射光束34進入光瞳界定單元(pupil defining unit)40，其可用來在後續光瞳平面中產生可變的空間輻照分布。為此目的，光瞳界定單元40包含第一繞射光學元件42及第二繞射光學元件44。
如在放大的分割圖46中看得最清楚，每個繞射光學元件42、44包含複數個形成於共用平面基板50上的微小繞射結構48。繞射光學元件42、44可實現為電腦產生的全像片(computer generated hologram，CGH)，如同本技術中已知。以下將參考圖3及圖4進一步解說第一及第二繞射光學元件42、44的光學性質。
繞射光學元件42、44在與照射系統12之光軸OA正交的平面中延伸。在此具體實施例中，兩個平面沿著光軸OA有點位移，但亦可設想將繞射光學元件42、44配置在共用平面中。如將從圖5清楚可見，圖中顯示沿著與光軸OA平行的Z方向所視的兩個繞射光學元件42、44，兩個繞射光學元件42、44以此一方式配置致使其不重疊，但沿著Y方向互相緊鄰。
光瞳界定單元40另外包括位移機構52，其經組態以藉由沿著X方向個別地位移繞射光學元件42、44，變更繞射光學元件42、44的相互空間配置。為此目的，位移機構52包含第一驅動器(dirver)54，其經組態以沿著X方向位移第一繞射光學元件42，如雙箭頭A3所示。在此具體實施例中，第一驅動器54包含伺服馬達(servo motor)56，其利用齒輪58連接至第一繞射光學元件42。伺服馬達56由連接至總系統控制62的控制單元60控制。
位移機構52另外包含以相似方式與第二繞射光學元件44相關聯的第二驅動器64。第二驅動器64經組態以沿著X方向位移第二繞射光學元件44，如雙箭頭A4所示。類似於第一驅動器54，第二驅動器64包含利用齒輪68連接至第二繞射光學元件44的伺服馬達66。第二位移機構64的伺服馬達66亦連接至控制單元60。
以此方式，可回應於控制單元60的輸入命令變更第一及第二繞射光學元件42、44的相互空間配置。
光瞳界定單元40亦包含：變焦準直透鏡(zoom collimator lens)70，其可借助第一致動器71而沿著光軸OA位移(見雙箭頭A5)；及第一及第二轉向鏡元件72、74，其具有互補圓錐形表面。借助第二致動器76，可沿著光軸OA變更轉向鏡元件72、74之間的距離，如雙箭頭A6所示。在此具體實施例中，第二致動器76僅耦合至第二轉向鏡元件74；變更兩個轉向鏡元件72、74間之距離的其他組態亦可行。轉向鏡元件72、74具有在第一轉向鏡元件72入射表面處之輻照分布被向外徑向轉移的效應。徑向轉移的量取決於第一轉向鏡元件72及第二轉向鏡元件74之間的距離。
已經通過轉向鏡元件72、74的光照在光學積分器78上，光學積分器78在所示具體實施例中包含兩個光學光柵元件陣列80、82。每個光學光柵元件藉由使兩個圓柱形透鏡交叉而形成，如本技術中已知。亦可利用具有例如直角邊界的旋轉對稱透鏡形成光學光柵元件。光學積分器78在光瞳平面84中產生複數個輔助光源(secondary light source)。每個輔助光源與由陣列80、82中具有相同X及Y座標的兩個光學光柵元件界定的光學通道相關聯。
聚光器86將輔助光源產生的有角度光分布轉變成在後續中間場平面(intermediate field plane)88處的空間輻照分布。由於所有輔助光源產生實質上相同的有角度輻照分布，在中間場平面88中的空間輻照分布也非常相似。這些輻照分布的疊置造成中間場平面88中的場非常均勻的照射。
中間場平面88連同場光闌90由場光闌物鏡92成像至其中配置遮罩16的遮罩平面94上。在遮罩16上照射的場14因此是在中間場平面88中由複數個輔助光源照射及利用場光闌90 遮蔽之場的影像。
III.繞射光學元件的光學性質
下文中，將參考圖3及圖4詳細解說第一及第二繞射光學元件42、44的光學性質。
圖3在上方部分顯示第一繞射光學元件42的俯視圖。第一繞射光學元件42的繞射結構48(為了簡明之故而未顯示)係設計成由第一繞射光學元件42產生的繞射效應取決於由投射光束34輻照在第一繞射光學元件42上之光場的位置。
在圖3中，顯示此光場的第一、第二及第三位置，及分別以96a、96b及96c代表。三個位置96a、96b、96c在其沿著X方向的位置上彼此不同。
如果投射光束34輻照第一繞射光學元件42上第一位置96a的光場，其將產生的有角度光分布在遠場(far field)中對應於(或在變焦準直透鏡70的傅立葉變換後，等效於)圖3中以98a代表的第一空間輻照分布。在此第一空間輻照分布98a中，僅照射較小的兩個極P1、P2，其沿著X方向隔開。每個極P1、P2具有環形段的形狀，其具有外徑rpo及內徑rpi。對於兩個極P1、P2，環形段的角延伸(angular extension)(在下文中稱為「極寬度角(pole width angle)α」)完全相同。
如果投射光束34在第一繞射光學元件42上第二位置96b處產生光場，將在遠場中產生相似的空間輻照分布，但極P1、P2具有較大極寬度角α。在光場的第三位置96c中，極寬度角α 具有其最大值。
應明白，在光場的所有中間位置中，將產生相似的極P1、P2，但極寬度角α具有圖3針對三個位置96a、96b及96c所示這些值之間的值。
在此具體實施例中，圖3圖解的不同位置96a、96b、96c並非藉由在固定的第一繞射光學元件42上移動投射光束34而產生，而是借助第一驅動器54相對於固定投射光束34位移第一繞射光學元件42而產生。
圖4以類似於圖3的圖式顯示在輻照光場於第二繞射光學元件44上的不同X位置102a、102b、102c時，在遠場中產生的不同空間輻照分布103a、103b、103c。在光場的第一位置102a處，輻照具有外徑rao及內徑rai的環形物104。如果光場沿著X方向(位置102a)移動，環形物104的外徑rao持續增加，直到其到達對第三位置102c顯示的最大值。
下文中，將參考圖5及6解說照射系統12的功能。
IV.功能
圖5是第一及第二繞射光學元件42、44上沿著平行於光軸OA的Z方向所視的俯視圖。在導軌105、106、108中導引繞射光學元件42、44，使繞射光學元件42、44借助第一及第二驅動器54、64(圖5中未顯示)沿著X方向個別地位移。
在每個繞射光學元件42、44中，示意性指示遠場輻照分布， 如果光照在繞射光學元件42、44的相應X位置上，將產生此遠場輻照分布。兩個繞射光學元件42、44配置在投射光束34的光束路徑中，致使投射光束34在繞射光學元件42、44上輻照均等延伸至兩個繞射光學元件42、44的光場110。換言之，光束34的一半(如果不論由中間導軌106產生的較小光損失)由第一繞射光學元件42繞射，及光束34的另一半由第二繞射光學元件44繞射。
在圖5所示第一及第二繞射光學元件42、44的特定相互空間配置中，第一繞射光學元件42在遠場中產生兩個光極P1、P2，其具有中等大小的極寬度角α。第二繞射光學元件44在遠場中產生具有較小外徑rao的薄環形物104。由於兩個遠場輻照分布只是疊加，獲得組合輻照分布112，其為薄環形物104與兩個中等大小的極P1、P2的組合。
藉由變更第一及第二繞射光學元件42、44的相互空間配置，可獨立改變環形物104的厚度及極寬度角α。更明確地說，如果第一繞射光學元件42借助第一驅動器54沿著X方向移動，如箭頭A3所示，則極寬度角α持續變更。如果第二繞射光學元件44借助第二驅動器64沿著X方向移動，如箭頭A4所示，則環形物104的外徑持續變更。
此亦圖解於圖6中，圖中顯示可以第一及第二繞射光學元件42、44的不同相互空間配置獲得的複數個不同組合輻照分布112。在圖6的前三列，假設圖5所示第一繞射光學元件42已移動至右邊，致使光場110在第一繞射光學元件42的一部分上方延伸，在遠場中產生具有最小極寬度角α的極P1、P2。此空間輻照分布與藉由將圖5所示第二繞射光學元件44移動至左邊 在遠場中產生的不同環形物104組合。接著，使組合輻照分布112之極P1、P2的幾何形狀及大小保持固定，同時環形物104的外徑rao持續增加。
取決於第一及第二繞射光學元件42、44的相互空間配置，可獲得環形物104之極寬度角α及外徑rao的任何任意組合。
借助變焦準直透鏡70及轉向鏡元件72、74，可進一步改變可使用兩個繞射光學元件42、44獲得的每個組合輻照分布112。如果變焦準直透鏡70沿著光軸OA位移，這將具有放大或縮小由繞射光學元件42、44在其瞬時空間配置產生之組合輻照分布112的效應。換言之，輻照分布按常數因子(constant factor)放大或縮小。這例如造成如果環形物104的外徑rao增加x倍，則其內徑rai亦增加x倍。
借助轉向鏡元件72、74，可使環形物104及極P1、P2不用變更其徑向大小而徑向移動。這例如造成如果環形物104的外徑rao增加x倍，則其內徑rai變成rai+rao(x-1)。
照射系統12因此提供4個自由度，即第一及第二繞射光學元件42、44的X位置、變焦準直透鏡70的Z位置及第二轉向鏡元件74的Z位置，以調整光瞳平面84中的輻照分布，以在感光表面22上以最佳的可能方式使遮罩16成像。
V.第二具體實施例
圖7以類似於圖2的圖式，顯示根據第二具體實施例之照射系統12的縱剖面。
圖7所示照射系統12與圖2所示照射系統的不同之處主要在於，第一及第二驅動器54、64經組態以不僅沿著X方向且亦沿著Y方向位移繞射光學元件42、44。X及Y方向互相正交但不包括光軸OA。
為此目的，驅動器54、64包含附加伺服馬達114、116，能夠沿著Y方向位移第一及第二繞射光學元件42、44連同伺服馬達56、66及齒輪58、68。
以下將參考圖8a、8b及8c解說亦可沿著Y方向位移第一及第二繞射光學元件42、44的效應。
圖8a實質上與圖5完全相同。第一及第二繞射光學元件42、44係相對於光場110配置，致使在第一及第二繞射光學元件42、44上輻照的部分具有至少實質上相同的面積。因此在組合輻照分布112中，將引導至環形物104的相同光量引導朝向極P1、P2。
在圖8b中，假設兩個繞射光學元件42、44已向下位移，如箭頭118所示，即沿著Y方向位移。因此，變更第一及第二繞射光學元件42、44相對於光場110的配置，使得由投射光束34在第一及第二繞射光學元件42、44上輻照的部分現在具有不同的面積。結果，超過一半的可用光由第一繞射光學元件42引導朝向極P1、P2，及少於一半的可用光由第二繞射光學元件44引導朝向環形物104。換言之，光能在組合輻照分布112中從環形物104轉移至極P1、P2。
如果兩個繞射光學元件42、44共同沿著Y方向向上移動，如圖8c中的箭頭120所示，則大部分的投射光將被引導朝向環形物104，及極P1、P2在光瞳平面84中僅被微弱地輻照。
藉由變更繞射光學元件42、44的Y位置，因而可持續改變被引導朝向極P1、P2的可用光及被引導朝向環形物104的光的光能比率(light energy ration)。
如果利用繞射光學元件42、44沿著X方向的移動不僅變更每個繞射光學元件42、44產生之遠場輻照分布的位置，且亦變更其面積，則藉由沿著Y方向移動繞射光學元件42、44變更在環形物104及極P1、P2之間的光能比率的能力特別有利。例如，如果應藉由增加極寬度角α而增加極P1、P2的大小，則將需要使極P1、P2中每個點的輻照保持恆定。然後光能可從環形物104轉移至極P1、P2，其程度致使無論極寬度角α為何，極P1、P2中的輻照均維持恆定。
VI.其他替代具體實施例 a)變更光束方向
圖9是根據第三具體實施例之照射系統12的縱剖面，其中亦可沿著X及Y方向變更繞射光學元件42、44相對於光場110的空間配置。然而，在此具體實施例中，第一及第二驅動器54、64類似於圖2所示具體實施例，僅能夠沿著X方向位移繞射光學元件42、44以變更其相互空間配置。在此具體實施例中，利用包含致動器122的光束操控器件，變更繞射光學元件42、44相對於光場110沿著Y方向的配置。致動器122能夠傾斜第二 光束摺疊反射鏡38，致使投射光束34及因此光束34輻照在繞射光學元件42、44的光場110視需要沿著Y方向向上及向下移動。然後，藉由第一及第二繞射光學元件42、44沿著X方向的相互空間配置決定極P1、P2及環形物104的大小。借助致動器122向上及向下移動光場110，決定光能比率。
使用致動器122將光束34對準繞射光學元件42、44上所要位置之此概念有助於使第一及第二驅動器54、64保持簡單的機械布局。
由於傾斜第二光束摺疊反射鏡38勢必變更投射光束34照在繞射光學元件42、44上的方向，所以較佳組態致動器122致使其能夠沿著X方向位移第二光束摺疊反射鏡38。如果將繞射光學元件42、44及驅動器54、64以圖9所示配置藉由繞著光軸OA將這些組件旋轉90°所獲得的定向而安裝，則達成圖9所示具體實施例的相同效應，但投射光束34永遠以相同角度照在繞射光學元件42、44上。
b)三個繞射光學元件
圖10以類似於圖5的圖式顯示第四具體實施例，其中在一個平面或平行平面中不僅配置兩個繞射光學元件，且配置三個不同繞射光學元件42、44、45並使其不相重疊。
在此具體實施例中，第一及第二繞射光學元件42、44具有如以上參考圖3及圖4所解說的相同光學性質。第三繞射光學元件45取決於光束34所照位置，在遠場中產生如第一繞射光學元件42之極P1、P2的相同配置，只是旋轉了90°。使用三個 繞射光學元件42、44、45，因而可以產生具有四個極P1、P2、P3、P4的組合輻照分布112及外部環形物104。然而，藉由沿著X方向位移第一及第三繞射光學元件42、45，可獨立改變極P1、P2沿著X方向配置及極P3、P4沿著Y方向配置的極寬度角α。
如果另外沿著Y方向變更繞射光學元件42、44、45相對於光場110的配置，則變更在沿著X方向延伸的極P1、P2及沿著Y方向延伸的極P3、P4之間的光能比率。
c)重疊繞射光學元件
圖11是根據第五具體實施例之第一及第二繞射光學元件142、144的示意俯視圖。與上述具體實施例不同，繞射光學元件142、144配置於不同平行平面中，使得其至少部分重疊。接著，投射光束34其後通過第一繞射光學元件142，然後通過第二繞射光學元件144。組合輻照分布112在此例中可描述為第一及第二繞射光學元件142、144產生之遠場空間輻照分布的捲積。
在圖11所示的特定組態中，假設第一繞射光學元件142產生複數個小圓點146，其數目及/或位置取決於光場110在第一繞射光學元件142上的X位置。假設第二繞射光學元件144在遠場中產生具有圓形邊界線的單一中心光點148。光點直徑取決於由第一繞射光學元件142繞射之光照在第二繞射光學元件144上的X位置而增加。
藉由捲積兩個空間輻照分布，可以在光瞳平面84中產生不同的光點或極圖案150。極圖案由第一繞射光學元件142的X 位置決定，及極直徑由第二繞射光學元件144的X位置決定。
d)光束振盪補償(Beam oscillation compensation)
圖12a類似於圖5所示圖式，是根據第六具體實施例之兩個繞射光學元件242、244的俯視圖。
此具體實施例與圖2至圖6所示第一具體實施例的不同之處主要在於，第二繞射光學元件244不在遠場中產生不同環形物，而是如第一繞射光學元件242產生相同的極。但方向相依性(directional dependence)為反射鏡對稱反像(mirror symmetrically reversed)。更明確地說，如果圖12a所示光場110的位置移動至右邊，由第一繞射光學元件242產生的極P1'、P2'的大小增加，及由第二繞射光學元件244產生的極P1"、P2"的大小減小。這可藉由生產兩個完全相同的繞射光學元件來完成，但在將其中一個繞射光學元件繞著平行於光軸OA的軸旋轉180°後才安裝該繞射光學元件。
在第一及第二繞射光學元件242、244的如此組態下，組合輻照分布112將至少大約獨立於第一及第二繞射光學元件242、244之光場110的位置。這圖解在圖12b中，其中顯示光場110如何以轉移至左邊的X位置輻照繞射光學元件242、244。第一繞射光學元件242然後產生較小的極P1'、P2'，但這由產生較大的極P1"、P2"的第二繞射光學元件244來補償。組合遠場輻照分布112的極P1、P2於是具有的大小是極P1'、P2'的大小及極P1"、P2"的大小之間的一半。
如圖12c所示，還有光場110沿著Y方向的位置不會影響 組合輻照分布112。這是因為兩個繞射光學元件242、244引導光至相同的極，且因此組合輻照分布112中的兩個極P1、P2接收相同的光量，無論光場110相對於繞射光學元件242、244之配置的Y位置為何。
組合輻照分布112獨立於繞射光學元件242、244之光場110的位置在以下情況中是有利的：當投射光束34照在光瞳界定單元40上時，很難使投射光束34在空間上穩定。光束位置之此不應有的時間相依變化可能是光源30之特定漂移效應(drift effect)的結果，在光源30及光瞳界定單元40之間的長距離(通常為若干或甚至高達20公尺)大幅放大了漂移效應。因而所提出的完全相同繞射光學元件242、244的配置可確保光瞳平面84中的組合輻照分布112不會明顯受到光場110之此不應有的振盪的影響。
無論如何，可以借助第一及第二驅動器54、64變更第一及第二繞射光學元件242、244的相互空間配置，修改極寬度角α。
VII.重要的方法步驟
下文將參考圖13所示流程圖概述本發明之重要的方法步驟。
在第一步驟S1，提供包含第一及第二繞射光學元件的照射系統。
在第二步驟S2，產生投射光束。
在第三步驟S3，變更繞射光學元件的相互空間配置。
10‧‧‧投射曝光裝置
12‧‧‧照射系統
14‧‧‧照射場
16‧‧‧遮罩
18‧‧‧圖案
19‧‧‧特徵
20‧‧‧投射物鏡
22‧‧‧感光層
24‧‧‧基板
26‧‧‧光軸
28‧‧‧外殼
30‧‧‧光源
32‧‧‧光束擴展單元
34‧‧‧投射光束
36‧‧‧第一平面光束路徑摺疊反射鏡
38‧‧‧第二平面光束路徑摺疊反射鏡
40‧‧‧光瞳界定單元
42‧‧‧第一繞射光學元件
44‧‧‧第二繞射光學元件
45‧‧‧第三繞射光學元件
46‧‧‧分割圖
48‧‧‧繞射結構
50‧‧‧基板
52‧‧‧位移機構
54‧‧‧第一驅動器
56‧‧‧伺服馬達
58‧‧‧齒輪
60‧‧‧控制單元
62‧‧‧總系統控制
64‧‧‧第二驅動器
66‧‧‧伺服馬達
68‧‧‧齒輪
70‧‧‧變焦準直透鏡
71‧‧‧第一致動器
72‧‧‧第一轉向鏡元件
74‧‧‧第二轉向鏡元件
76‧‧‧第二致動器
78‧‧‧光學積分器
80‧‧‧光學光柵元件陣列
82‧‧‧光學光柵元件陣列
84‧‧‧光瞳平面
86‧‧‧聚光器
88‧‧‧中間場平面
90‧‧‧場光闌
92‧‧‧場光闌物鏡
94‧‧‧遮罩平面
96a、96b、96c‧‧‧位置
98a‧‧‧第一空間輻照分布
102a、102b、102c‧‧‧位置
103a、103b、103c‧‧‧空間輻照分布
104‧‧‧環形物
105、106、108‧‧‧導軌
110‧‧‧光場
112‧‧‧組合輻照分布
114‧‧‧附加伺服馬達
116‧‧‧附加伺服馬達
118‧‧‧箭頭
120‧‧‧箭頭
122‧‧‧致動器
142‧‧‧第一繞射光學元件
144‧‧‧第二繞射光學元件
146‧‧‧小圓點
148‧‧‧單一中心光點
150‧‧‧光點或極圖案
242‧‧‧繞射光學元件
244‧‧‧繞射光學元件
A1‧‧‧箭頭
A2‧‧‧箭頭
A3‧‧‧雙箭頭
A4‧‧‧雙箭頭
A5‧‧‧雙箭頭
A6‧‧‧雙箭頭
OA‧‧‧光軸
P1、P2、P3、P4、P1'、P2'、P1"、P2"‧‧‧極
參考結合附圖的詳細說明，即可明白本發明各種特徵及優點，其中：圖1是根據本發明一具體實施例之投射曝光裝置的示意透視圖；圖2是圖1所示裝置根據第一具體實施例之照射系統的縱剖面；圖3在上方部分顯示圖2所示照射系統所含第一繞射光學元件的俯視圖，及在下方部分顯示以不同位置的光場輻照第一繞射光學元件時在遠場中所產生的三個輻照分布；圖4在上方部分顯示圖2所示照射系統所含第二繞射光學元件的俯視圖，及在下方部分顯示以不同位置的光場輻照第二繞射光學元件時在遠場中所產生的三個輻照分布；圖5是第一及第二繞射光學元件在特定相互配置中沿著光軸所視的俯視圖；圖6顯示可以第一及第二繞射光學元件的不同相互空間配置獲得的複數個不同組合輻照分布；圖7是圖1所示裝置根據第二具體實施例之照射系統的縱剖面，其中可使繞射光學元件沿著兩個正交方向位移；圖8a至8c是第一及第二繞射光學元件在特定相互配置中沿著光軸所視的俯視圖，但相對於投射光束的相對位置不同；圖9是圖1所示裝置根據第三具體實施例之照射系統的縱剖面，其中可利用光束操控器件改變繞射光學元件相對於投射光束的空間配置；圖10根據第四具體實施例是三個繞射光學元件在特定相互配置沿著光軸所視的俯視圖； 圖11根據第五具體實施例是兩個重疊繞射光學元件沿著光軸所視的俯視圖；圖12a至12c是根據第六具體實施例之兩個繞射光學元件的俯視圖，其中繞射光學元件具有反射鏡對稱位置相依性的繞射效應；圖13是圖解重要方法步驟的流程圖。
42‧‧‧第一繞射光學元件
44‧‧‧第二繞射光學元件
104‧‧‧環形物
105、106、108‧‧‧導軌
110‧‧‧光場
112‧‧‧組合輻照分布
A3‧‧‧雙箭頭
A4‧‧‧雙箭頭
P1、P2‧‧‧極

Claims (17)

  1. 一種微影投射曝光裝置的照射系統，包含：一光源，其經組態以產生一投射光；一第一繞射光學元件；一第二繞射光學元件；以及一位移機構，其經組態以變更該第一繞射光學元件與該第二繞射光學元件的相互空間配置，其中：該第一繞射光學元件與該第二繞射光學元件配置在該光源及該照射系統的一光瞳平面之間，致使投射光在該光瞳平面的輻照分布取決於由該第一繞射光學元件與該第二繞射光學元件產生的繞射效應；對於該第一繞射光學元件與該第二繞射光學元件的每一者而言，由該繞射光學元件產生的繞射效應取決於由該投射光輻照在該繞射光學元件上之一光場的一位置；該第一繞射光學元件與該第二繞射光學元件在藉由該位移機構而可獲得之相互空間配置的至少一者中，該光場在該第一繞射光學元件及該第二繞射光學元件二者上方延伸；該第一繞射光學元件及該第二繞射光學元件完全相同；該第一繞射光學元件及該第二繞射光學元件沿著一位移方向是可位移的；由該第一繞射光學元件及該第二繞射光學元件的每一者產生的繞射效應取決於該光場的該位置而只沿著該位移方向改變；以及相對於該第一繞射光學元件，該第二繞射光學元件繞著平行於該照射系統的一光軸的一軸而定向於180°。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之照射系統，其中該位移機構經組態以沿著不平行於該照射系統的該光軸的一方向位移該第一繞射光學元件及該第二繞射光學元件的至少一個繞射光學元件。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之照射系統，其中由該第一繞射光學元件及該第二繞射光學元件的至少一個繞射光學元件產生的繞射效應取決於該光場的該位置而沿著該位移方向改變。
  4. 如申請專利範圍第1至3項之任一項所述之照射系統，其中該第一繞射光學元件及該第二繞射光學元件在相同或平行之平面中延伸。
  5. 如申請專利範圍第1至3項之任一項所述之照射系統，其中該第一繞射光學元件與該第二繞射光學元件相對於該投射光的空間配置可沿著不包括該照射系統的該光軸的兩個正交方向變更。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之照射系統，其中在相互空間配置的至少一者中，該光場具有在該第一繞射光學元件上方延伸的一第一區域及該光場具有在該第二繞射光學元件上方延伸的一第二區域，其中該第一區域及該第二區域不同。
  7. 如申請專利範圍第1至3項之任一項所述之照射系統，包含一光束操控器件，其經組態以在該第一繞射光學元件與該第二繞射光學元件暫時靜止不動時，變更該光場的該位置。
  8. 如申請專利範圍第1至3項之任一項所述之照射系統，包含一第三繞射光學元件，及其中有該光場在該第一繞射光學元件、該第二繞射光學元件及該第三繞射光學元件之上方延伸的至少一個相互空間配置。
  9. 一種微影投射曝光裝置的照射系統，包含：一光源，其經組態以產生一投射光；一第一繞射光學元件；一第二繞射光學元件；以及一位移機構，其經組態以變更該第一繞射光學元件與該第二繞射光學元件的相互空間配置，其中：該第一繞射光學元件與該第二繞射光學元件配置在該光源及該照射系統的一光瞳平面之間，致使投射光在該光瞳平面的輻照分布取決於由該第一繞射光學元件與該第二繞射光學元件產生的繞射效應；對於該第一繞射光學元件與該第二繞射光學元件的每一者而言，由該繞射光學元件產生的繞射效應取決於投射光照在該繞射光學元件上的一位置；其中該第一繞射光學元件與該第二繞射光學元件在藉由該位移機構而可獲得之相互空間配置的至少一者中，已照在該第一繞射光學元件上的投射光亦照在該第二繞射光學元件上；該第一繞射光學元件及該第二繞射光學元件完全相同；該第一繞射光學元件及該第二繞射光學元件沿著一位移方向是可位移的； 由該第一繞射光學元件及該第二繞射光學元件的每一者產生的繞射效應取決於該位置而只沿著該位移方向改變；以及相對於該第一繞射光學元件，該第二繞射光學元件繞著平行於該照射系統的一光軸的一軸而定向於180°。
  10. 一種操作微影投射曝光裝置之照射系統的方法，包含以下步驟：藉由變更一第一繞射光學元件與一第二繞射光學元件的相互空間配置以改變該照射系統之一光瞳平面中的輻照分布，致使一投射光的一光場在該第一繞射光學元件與該第二繞射光學元件上方延伸，其中：該第一繞射光學元件與該第二繞射光學元件於該照射系統中在該光瞳平面的上游；以及上述改變該第一繞射光學元件與該第二繞射光學元件的相互空間配置包含沿著一方向位移該第一繞射光學元件與該第二繞射光學元件，致使由該第一繞射光學元件及該第二繞射光學元件的每一者產生的繞射效應取決於該光場的一位置而改變；該第一繞射光學元件及該第二繞射光學元件完全相同；以及相對於該第一繞射光學元件，該第二繞射光學元件繞著平行於該照射系統的一光軸的一軸而定向於180°。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之方法，包含沿著不平行於該照射系統的該光軸的一方向位移該第一繞射光學元件及該第二繞射光學元件的至少一個繞射光學元件。
  12. 如申請專利範圍第10或11項所述之方法，其中在相互空間配置的至少一者中，該光場具有在該第一繞射光學元件上方 延伸的一第一區域及該光場具有在該第二繞射光學元件上方延伸的一第二區域，其中該第一區域及該第二區域不同。
  13. 一種微影投射曝光裝置的照射系統，包含：一光源，其經組態以產生一投射光；一第一繞射光學元件；一第二繞射光學元件；以及一位移機構，其經組態以變更該第一繞射光學元件與該第二繞射光學元件的相互空間配置，其中：該第一繞射光學元件與該第二繞射光學元件配置在該光源及該照射系統的一光瞳平面之間，致使投射光在該光瞳平面的輻照分布取決於由該第一繞射光學元件與該第二繞射光學元件產生的繞射效應；對於該第一繞射光學元件與該第二繞射光學元件的每一者而言，由該繞射光學元件產生的繞射效應取決於由該投射光輻照在該繞射光學元件上之一光場的一位置；該第一繞射光學元件與該第二繞射光學元件在藉由該位移機構而可獲得之相互空間配置的至少一者中，該光場在該第一繞射光學元件及該第二繞射光學元件二者上方延伸；該第一繞射光學元件及該第二繞射光學元件沿著垂直於該照射系統之一光軸的一位移方向是可位移的；以及由該第一繞射光學元件及該第二繞射光學元件的每一者產生的繞射效應取決於該光場的該位置而只沿著該位移方向改變。
  14. 一種微影投射曝光裝置的照射系統，包含：一光源，其經組態以產生一投射光； 一第一繞射光學元件；一第二繞射光學元件；以及一位移機構，其經組態以變更該第一繞射光學元件與該第二繞射光學元件的相互空間配置，其中：該第一繞射光學元件與該第二繞射光學元件配置在該光源及該照射系統的一光瞳平面之間，致使投射光在該光瞳平面的輻照分布取決於由該第一繞射光學元件與該第二繞射光學元件產生的繞射效應；對於該第一繞射光學元件與該第二繞射光學元件的每一者而言，如果該投射光於該繞射光學元件之一有效區域上的一光場的一位置持續地改變，則由該繞射光學元件產生的繞射效應持續地改變；其中該第一繞射光學元件與該第二繞射光學元件在藉由該位移機構而可獲得之相互空間配置的至少一者中，該光場在該第一繞射光學元件及該第二繞射光學元件二者上方延伸；該光場具有在該第一繞射光學元件上方延伸的一第一區域；該光場具有在該第二繞射光學元件上方延伸的一第二區域；以及該第一區域及該第二區域不同。
  15. 一種微影投射曝光裝置的照射系統，包含：一光源，其經組態以產生一投射光；一第一繞射光學元件；一第二繞射光學元件；以及 一位移機構，其經組態以變更該第一繞射光學元件與該第二繞射光學元件的相互空間配置，其中：該第一繞射光學元件與該第二繞射光學元件配置在該光源及該照射系統的一光瞳平面之間，致使投射光在該光瞳平面的輻照分布取決於由該第一繞射光學元件與該第二繞射光學元件產生的繞射效應；其中該第一繞射光學元件與該第二繞射光學元件延伸於一單一平面或延伸於不同的平面，致使照在該第一繞射光學元件上的投射光不會照在該第二繞射光學元件上且反之亦然；對於該第一繞射光學元件與該第二繞射光學元件的每一者而言，由該繞射光學元件產生的繞射效應取決於由該投射光輻照在該繞射光學元件上之一光場的一位置；該第一繞射光學元件與該第二繞射光學元件在藉由該位移機構而可獲得之相互空間配置的至少一者中，該光場在該第一繞射光學元件及該第二繞射光學元件二者上方延伸；該光場具有在該第一繞射光學元件上方延伸的一第一區域；該光場具有在該第二繞射光學元件上方延伸的一第二區域；以及該第一區域及該第二區域不同。
  16. 一種操作微影投射曝光裝置之照射系統的方法，包含以下步驟：藉由變更一第一繞射光學元件與一第二繞射光學元件的相互空間配置以改變該照射系統之一光瞳平面中的輻照分布，其 中該相互空間配置是有關於一投射光在該第一繞射光學元件與該第二繞射光學元件上方延伸的一光場，其中：該第一繞射光學元件與該第二繞射光學元件於該照射系統中在該光瞳平面的上游；對於該第一繞射光學元件與該第二繞射光學元件的每一者而言，如果該投射光於該繞射光學元件之一有效區域上的一位置持續地改變，則由該繞射光學元件產生的繞射效應持續地改變；該光場具有在該第一繞射光學元件上方延伸的一第一區域；該光場具有在該第二繞射光學元件上方延伸的一第二區域；以及該第一區域及該第二區域不同。
  17. 一種微影投射曝光裝置，包含：如申請專利範圍第1至9項與第13至15項中任一項所述之照射系統；以及一投射物鏡。
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