TWI575338B - 照明系統 - Google Patents

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TWI575338B
TWI575338B TW104130191A TW104130191A TWI575338B TW I575338 B TWI575338 B TW I575338B TW 104130191 A TW104130191 A TW 104130191A TW 104130191 A TW104130191 A TW 104130191A TW I575338 B TWI575338 B TW I575338B
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荷曼 菲力普 高德福萊德
布索 休博特斯 佩特羅斯 里奧納多斯 亨利卡 凡
羅特 威黑墨斯 派翠克 伊麗莎白 瑪麗亞 歐普特
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Ａｓｍｌ荷蘭公司
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    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
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Description

照明系統
本發明係關於一種用於微影裝置之照明系統。
微影裝置為將所要圖案施加至基板之目標部分上之機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)製造中。在彼情況下，圖案化器件(其替代地被稱作光罩或比例光罩)可用以產生對應於IC之個別層之電路圖案，且可將此圖案成像至具有輻射敏感材料(抗蝕劑)層之基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包含晶粒之部分、一個晶粒或若干晶粒)上。一般而言，單一基板將含有經順次地曝光之鄰近目標部分之網路。已知微影裝置包括：所謂步進器，其中藉由一次性將整個圖案曝光至目標部分上來輻照每一目標部分；及所謂掃描器，其中藉由在給定方向(「掃描」方向)上經由光束而掃描圖案同時平行或反平行於此方向而同步地掃描基板來輻照每一目標部分。
微影裝置包括用於提供供照明圖案化器件之輻射光束之照明系統。舉例而言，照明系統可自輻射源接收輻射光束且可調節該輻射光束以用於圖案化器件之照明。
需要提供預防或減輕無論是在本文中抑或在別處所識別的先前技術之問題中的一或多者之照明系統。
根據一第一態樣，提供一種用於一微影裝置之照明系統，其包 含：一透鏡陣列，其經組態以接收一輻射光束且將該輻射光束聚焦成複數個子光束；一反射元件陣列，其經組態以接收該等子光束且反射該等子光束以便形成一照明光束；一光束分裂器件，其經組態以將該照明光束分裂成一第一部分及一第二部分，其中該第一部分經導向以入射於一微影圖案化器件上；一聚焦單元，其經組態以將該照明光束之該第二部分聚焦至一偵測平面上使得在該偵測平面處形成一影像，且其中該影像為該複數個子光束在處於該反射元件陣列上游之一平面中之一影像，且其中該等子光束在該影像中彼此並不重疊；及一偵測器元件陣列，其經組態以量測入射於該偵測平面上之輻射之強度。
根據一第二態樣，提供一種用於一微影裝置之照明系統，其包含：一反射元件陣列，其經組態以接收一輻射光束且反射該輻射光束之複數個子光束以便形成一照明光束；一光束分裂器件，其經組態以將該照明光束分裂成一第一部分及一第二部分，其中該第一部分經導向以入射於一微影圖案化器件上；一聚焦單元，其經組態以將該照明光束之該第二部分聚焦至一偵測平面上使得在該偵測平面處形成一影像，且其中該影像為該複數個子光束在處於該反射元件陣列下游之一平面中之一影像，且其中該等子光束在該影像中彼此並不重疊；及一偵測器元件陣列，其經組態以量測入射於該偵測平面上之輻射之強度。
需要在該微影圖案化器件之照明期間提供具有一所要空間強度分佈之一照明光束。該第一態樣及該第二態樣兩者允許自藉由該偵測器元件陣列進行之量測判定該等子光束中之每一者之該等強度。因為該等子光束彼此並不重疊之一平面成像至該偵測平面上，所以可獨立判定該等子光束中之每一者之該等強度。該等子光束之該等經判定強度可有利地用以判定引起具有一所要空間強度分佈之一照明光束的該等反射元件之一所要定向。舉例而言，可回應於藉由該偵測器元件陣 列進行之該等量測以控制該等反射元件之該定向，以便提供具有一所要空間強度分佈之一照明光束。
另外或替代地，可需要判定該反射元件陣列之該等反射元件之該定向。因為處於該反射元件陣列上游之一平面(該第一態樣)或處於該反射元件陣列下游之一平面(該第二態樣)成像至該偵測平面上，所以入射於該偵測平面上之該輻射係取決於該反射元件陣列之該等反射元件之該定向。因此，藉由該偵測器元件陣列進行之量測可用以判定該反射元件陣列之該等反射元件之該定向。
該照明系統可進一步包含一透鏡陣列，該透鏡陣列經組態以接收該輻射光束、將該輻射光束聚焦成該複數個子光束且將該複數個子光束導向至該反射元件陣列上。
該偵測器元件陣列可經配置成使得複數個偵測器元件接收對應於每一子光束之輻射。
該照明系統可進一步包含一控制器，該控制器經組態以判定每一子光束之一空間強度分佈且使用該空間強度分佈以判定該反射元件陣列之該等反射元件中之每一者之該定向。
該聚焦單元可經組態以將該照明光束之該第二部分聚焦至該偵測平面上使得每一偵測器元件接收對應於該複數個子光束中之一單一子光束之輻射。
該照明系統可進一步包含一控制器，該控制器經組態以判定該複數個子光束中之每一者之強度。
該照明系統可進一步包含複數個致動器，該複數個致動器經組態以調整該反射元件陣列之該等反射元件之該定向。
該控制器可在一照明時間週期期間可操作以回應於該複數個子光束之該等經判定強度而控制該等致動器，以便形成具有一所要空間強度分佈之一照明光束。
該控制器可進一步可操作以在除了該照明時間週期期間以外的時間控制該等致動器，以便定向該等反射元件使得與在該照明時間週期期間之平面之範圍相比較，使在成像至該偵測平面上時形成該等子光束並不重疊的該等子光束之一影像之平面之一範圍延伸。
該聚焦單元可操作以調整成像至該偵測平面上之該平面。
該照明系統可進一步包含一濾光器元件，該濾光器元件定位於該反射元件陣列上游，其中該濾光器元件經組態以透射輻射使得其入射於該反射元件陣列上。
該濾光器元件可操作以阻擋該濾光器元件之一或多個區以便防止輻射入射於一或多個反射元件上。
該偵測器元件陣列可定位成實質上處於該偵測平面處。
該照明系統可進一步包含一螢光板，該螢光板定位成實質上處於該偵測平面，且該偵測器元件陣列可經組態以量測自該螢光板發射之輻射之強度。
該照明系統可進一步包含一第二光束分裂器件，該第二光束分裂器件經組態以將該照明光束之該第二部分分裂成一第一偵測光束及一第二偵測光束，其中該第一偵測光束經導向至該偵測系統且該第二偵測光束經導向至一第二偵測系統，該第二偵測系統包含一第二聚焦單元及一第二偵測器元件陣列，其中該第二聚焦單元經組態以將該第二偵測光束聚焦至一第二偵測平面上使得在該第二偵測平面處形成一第二影像，且其中該第二影像為該複數個子光束在一第二平面中之一影像，該第二平面不同於藉由接收該第一偵測光束之該偵測系統而成像的該平面。
該聚焦單元可經定向成實質上平行於該偵測平面。
該聚焦單元可經定向成實質上平行於該反射元件陣列。
該照明系統可進一步包含一控制器，該控制器經組態以自藉由 該偵測器元件陣列進行之量測判定關於該反射元件陣列之一反射元件之一疵點。
根據一第三態樣，提供一種微影裝置，其包含：根據該第一態樣或該第二態樣之一照明系統；一支撐結構，其用於支撐一圖案化器件，該圖案化器件用以在該照明光束之該第一部分之橫截面中向該照明光束之該第一部分賦予一圖案，藉此形成一經圖案化輻射光束；一基板台，其用於固持一基板；及一投影系統，其用於將該經圖案化輻射光束投影至該基板之一目標部分上。
根據一第四態樣，提供一種使一輻射光束成像之方法，該方法包含：提供一輻射光束；運用一透鏡陣列將該輻射光束聚焦成複數個子光束；運用一反射元件陣列來反射該複數個子光束以便形成一照明光束；將該照明光束分裂成一第一部分及一第二部分；導向該照明光束之該第一部分以入射於一微影圖案化器件上；聚焦該照明光束之該第二部分使得在一偵測平面處形成一影像，其中該影像為該複數個子光束在處於該反射元件陣列上游之一平面中之一影像，且其中該等子光束在該影像中彼此並不重疊；及運用一偵測器元件陣列來量測入射於該偵測平面上之輻射之強度。
根據一第五態樣，提供一種使一輻射光束成像之方法，該方法包含：提供一輻射光束；運用一反射元件陣列來反射該輻射光束之複數個子光束以便形成一照明光束；將該照明光束分裂成一第一部分及一第二部分；導向該照明光束之該第一部分以入射於一微影圖案化器件上；聚焦該照明光束之該第二部分使得在一偵測平面處形成一影像，其中該影像為該複數個子光束在處於該反射元件陣列下游之一平面中之一影像，且其中該等子光束在該影像中彼此並不重疊；及運用一偵測器元件陣列來量測入射於該偵測平面上之輻射之強度。
該方法可進一步包含運用一透鏡陣列將該輻射光束聚焦成該複 數個子光束且將該複數個子光束導向至該反射元件陣列上。
該偵測器元件陣列可經配置成使得複數個偵測器元件接收對應於每一子光束之輻射。
該方法可進一步包含判定每一子光束之一空間強度分佈，且使用該空間強度分佈以判定該反射元件陣列之該等反射元件中之每一者之定向。
該照明光束之該第二部分可聚焦至該偵測平面上使得每一偵測器元件接收對應於該複數個子光束中之一單一子光束之輻射。
該方法可進一步包含判定該複數個子光束中之每一者之強度。
該方法可進一步包含在一照明時間週期期間回應於該複數個子光束之該等經判定強度而調整該反射元件陣列之該等反射元件之該定向，以便形成具有一所要空間強度分佈之一照明光束。
該方法可進一步包含在除了該照明時間週期期間以外的時間調整該反射元件陣列之該等反射元件之該定向，使得與在該照明時間週期期間之平面之範圍相比較，使在成像至該偵測平面上時形成該等子光束並不重疊的該等子光束之一影像之平面之一範圍延伸。
該方法可進一步包含在除了該照明時間週期期間以外的時間判定該複數個子光束中之每一者之強度。
該方法可進一步包含在除了該照明時間週期期間以外的時間判定該等反射元件之該定向。
該方法可進一步包含調整成像至該偵測平面上之該平面。
該方法可進一步包含根據藉由該偵測器元件陣列進行之量測而將定位於該反射元件陣列上游之一濾光器元件對準，其中該濾光器元件經組態以透射輻射以入射於該反射元件陣列上。
該方法可進一步包含阻擋該濾光器元件之一或多個區以便防止輻射入射於一或多個反射元件上。
該方法可進一步包含自入射於該偵測平面上之輻射之該強度之該等量測判定關於該反射元件陣列之一反射元件之一疵點。
該方法可進一步包含：將該照明光束之該第二部分分裂成一第一偵測光束及一第二偵測光束，其中該第一偵測光束經導向至該偵測系統；及聚焦該第二偵測光束使得在一第二偵測平面處形成一第二影像，且其中該第二影像為該複數個子光束在一第二平面中之一影像，該第二平面不同於藉由接收該第一偵測光束之該偵測系統而成像的該平面。
根據一第六態樣，提供一種用於一微影裝置之照明系統，其包含：一透鏡陣列，其經組態以接收一輻射光束且將該輻射光束聚焦成複數個子光束；一反射元件陣列，其經組態以接收該等子光束且反射該等子光束以便形成一照明光束；一光束分裂器件，其經組態以將該照明光束分裂成一第一部分及一第二部分，其中該第一部分經導向以入射於一微影圖案化器件上；一聚焦單元，其經組態以將該照明光束之該第二部分聚焦至一偵測平面上使得在該偵測平面處形成一影像，且其中該影像為該複數個子光束之一影像，其中該等子光束彼此並不重疊；及一偵測器元件陣列，其經組態以量測入射於該偵測平面上之輻射之強度。
根據一第七態樣，提供一種使一輻射光束成像之方法，該方法包含：提供一輻射光束；運用一透鏡陣列將該輻射光束聚焦成複數個子光束；運用一反射元件陣列來反射該複數個子光束以便形成一照明光束；將該照明光束分裂成一第一部分及一第二部分；導向該照明光束之該第一部分以入射於一微影圖案化器件上；聚焦該照明光束之該第二部分使得在一偵測平面處形成一影像，其中該影像為該複數個子光束之一影像，其中該複數個子光束之該等子光束彼此並不重疊；及運用一偵測器元件陣列來量測入射於該偵測平面上之輻射之強度。
以上結合本發明之任何態樣所提及之特徵可結合本發明之其他態樣中之任一者而使用。
1‧‧‧光束發散光學件
2‧‧‧透鏡陣列
2a‧‧‧透鏡
2b‧‧‧透鏡
2c‧‧‧透鏡
2d‧‧‧透鏡
2e‧‧‧透鏡
2f‧‧‧透鏡
2g‧‧‧透鏡
2h‧‧‧透鏡
3‧‧‧濾光器元件
4‧‧‧子光束
4a‧‧‧子光束
4b‧‧‧子光束
4c‧‧‧子光束
4d‧‧‧子光束
4e‧‧‧子光束
4f‧‧‧子光束
4g‧‧‧子光束
4h‧‧‧子光束
4a'‧‧‧影像子光束
4b'‧‧‧影像子光束
4c'‧‧‧影像子光束
4d'‧‧‧影像子光束
4e'‧‧‧影像子光束
4f'‧‧‧影像子光束
4g'‧‧‧影像子光束
4h'‧‧‧影像子光束
5a‧‧‧孔隙
5b‧‧‧孔隙
5c‧‧‧孔隙
5d‧‧‧孔隙
5e‧‧‧孔隙
5f‧‧‧孔隙
5g‧‧‧孔隙
5h‧‧‧孔隙
6‧‧‧鏡面陣列
6a‧‧‧反射元件
6b‧‧‧反射元件
6c‧‧‧反射元件
6d‧‧‧反射元件
6e‧‧‧反射元件
6f‧‧‧反射元件
6g‧‧‧反射元件
6h‧‧‧反射元件
8‧‧‧照明光束
10‧‧‧光束分裂器件
12‧‧‧照明光束之第一部分
14‧‧‧照明光束之第二部分
16‧‧‧聚焦元件
18‧‧‧光瞳平面
20‧‧‧偵測系統
22‧‧‧聚焦單元
24‧‧‧偵測器元件陣列
25‧‧‧偵測器元件
25'‧‧‧偵測器元件
31‧‧‧第一平面
31'‧‧‧第一虛擬平面
32‧‧‧第二平面
32'‧‧‧第二虛擬影像平面
33‧‧‧第三平面
34‧‧‧第四平面
36‧‧‧平面
36'‧‧‧虛擬平面
40‧‧‧輻射環
42a‧‧‧輻射區
42b‧‧‧輻射區
50‧‧‧切線
52‧‧‧切線
54‧‧‧點
56‧‧‧切線
AM‧‧‧調整構件
B‧‧‧輻射光束
BD‧‧‧光束遞送系統
C‧‧‧目標部分
CO‧‧‧聚光器
IF‧‧‧位置感測器
IL‧‧‧照明系統/照明器
IN‧‧‧積光器
M1‧‧‧圖案化器件對準標記
M2‧‧‧圖案化器件對準標記
MA‧‧‧圖案化器件
MT‧‧‧支撐結構/物件台
P1‧‧‧基板對準標記
P2‧‧‧基板對準標記
PB‧‧‧輻射光束
PL‧‧‧項目/投影系統
PM‧‧‧第一定位器件
PW‧‧‧第二定位器件
SO‧‧‧輻射源
W‧‧‧基板
WT‧‧‧基板台/物件台
現在將參看隨附示意性圖式而僅作為實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中，對應元件符號指示對應部件，且在該等圖式中：- 圖1為根據本發明之一實施例之微影裝置的示意性說明；- 圖2為形成圖1所展示之微影裝置之部件的根據本發明之一實施例之照明系統IL之一部分的示意性說明；- 圖3A及圖3B為可藉由圖2之照明系統形成之照明模式的示意性說明；- 圖4A及圖4B為可形成於圖2之照明系統IL中之子光束之影像的示意性說明；- 圖5為在替代操作模式中之圖2之照明系統IL之一部分的示意性說明；- 圖6A及圖6B為可使用圖5所展示之操作模式而形成於照明系統IL中的子光束之影像的示意性說明；及- 圖7為根據本發明之替代實施例的照明系統IL之一部分的示意性說明。
儘管在本文中可特定地參考微影裝置在IC製造中之使用，但應理解，本文所描述之微影裝置可具有其他應用，諸如，製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭，等等。熟習此項技術者應瞭解，在此等替代應用之內容背景中，可認為本文對術語「晶圓」或「晶粒」之任何使用分別與更一般術語「基板」或「目標部分」同義。可在曝光之前或之後在(例如)塗佈顯影系統(通常將抗蝕劑層施加至基板且顯影經曝光抗蝕劑之工具) 或度量衡或檢測工具中處理本文所提及之基板。適用時，可將本文中之揭示內容應用於此等及其他基板處理工具。另外，可將基板處理一次以上，(例如)以便產生多層IC，使得本文中所使用之術語「基板」亦可指已經含有多個經處理層之基板。
本文所使用之術語「輻射」及「光束」涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線(UV)輻射(例如，具有為365奈米、248奈米、193奈米、157奈米或126奈米之波長)及極紫外線(EUV)輻射(例如，具有在4奈米至20奈米之範圍內之波長)；以及粒子束(諸如，離子束或電子束)。
本文所使用之術語「圖案化器件」應被廣泛地解譯為係指可用以在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以便在基板之目標部分中產生圖案的器件。應注意，被賦予至輻射光束之圖案可能不會確切地對應於基板之目標部分中之所要圖案。通常，被賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中所產生之器件(諸如，積體電路)中之特定功能層。
圖案化器件可為透射的或反射的。圖案化器件之實例包括光罩、可程式化鏡面陣列，及可程式化LCD面板。光罩在微影中為吾人所熟知，且包括諸如二元、交變相移及衰減相移之光罩類型，以及各種混合式光罩類型。可程式化鏡面陣列之一實例使用小鏡面之矩陣配置，該等小鏡面中之每一者可個別地傾斜，以便在不同方向上反射入射輻射光束；以此方式，經反射光束經圖案化。
支撐結構固持圖案化器件。支撐結構以取決於圖案化器件之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如，圖案化器件是否被固持於真空環境中)的方式來固持圖案化器件。支撐件可使用機械夾持、真空或其他夾持技術，例如，在真空條件下之靜電夾持。支撐結構可為(例如)框架或台，其可根據需要而固定或可移動且可確保圖案化器件 (例如)相對於投影系統處於所要位置。可認為本文中對術語「比例光罩」或「光罩」之任何使用皆與更一般術語「圖案化器件」同義。
本文所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解譯為涵蓋適於(例如)所使用之曝光輻射或適於諸如浸潤流體之使用或真空之使用之其他因素的各種類型之投影系統，包括折射光學系統、反射光學系統及反射折射光學系統。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何使用皆與更一般之術語「投影系統」同義。
照明系統可涵蓋各種類型之光學組件，包括用於導向、塑形或控制輻射光束的折射、反射及反射折射光學組件，且此等組件亦可在下文中被集體地或單個地稱作「透鏡」。
微影裝置可屬於具有兩個(雙載物台)或兩個以上基板台(及/或兩個或兩個以上支撐結構)之類型。在此等「多載物台」機器中，可並行地使用額外台，或可對一或多個台進行預備步驟，同時將一或多個其他台用於曝光。
微影裝置亦可屬於如下類型：其中基板浸潤於具有相對高折射率之液體(例如，水)中，以便填充投影系統之最終元件與基板之間的空間。浸潤技術在此項技術中被熟知用於增加投影系統之數值孔徑。
圖1示意性地描繪微影裝置之實施例。該裝置包含：- 照明系統(照明器)IL，其用以調節輻射光束PB(例如，UV輻射或EUV輻射)；- 支撐結構(例如，支撐結構)MT，其用以支撐圖案化器件(例如，光罩)MA且連接至用以相對於項目PL來準確地定位該圖案化器件之第一定位器件PM；- 基板台(例如，晶圓台)WT，其用於固持基板(例如，抗蝕劑塗佈晶圓)W，且連接至用於相對於項目PL來準確地定位該基板之第二定位器件PW；及 - 投影系統(例如，折射投影透鏡)PL，其經組態以將由圖案化器件MA賦予至輻射光束PB之圖案成像至基板W之目標部分C(例如，包含一或多個晶粒)上。
如此處所描繪，裝置屬於透射類型(例如，使用透射光罩)。替代地，裝置可屬於反射類型(例如，使用如以上所提及之類型之可程式化鏡面陣列)。微影裝置可包括透射光學元件及反射光學元件兩者。
照明系統IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言，當輻射源為準分子雷射時，輻射源及微影裝置可為分離實體。在此等狀況下，不認為輻射源形成微影裝置之部件，且輻射光束係憑藉包含(例如)合適導向鏡面及/或光束擴展器之光束遞送系統BD而自輻射源SO傳遞至照明系統IL。在其他狀況下，舉例而言，當輻射源為水銀燈時，輻射源可為裝置之整體部件。
照明系統IL可包含用於調整光束之角強度分佈(例如，以形成不同照明模式)之調整構件AM。通常，可調整照明系統之光瞳平面中之強度分佈的至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別被稱作σ外部及σ內部)。另外，照明系統IL通常包含各種其他組件，諸如，積光器IN及聚光器CO。照明系統提供在橫截面中具有所要均一性及強度分佈的經調節輻射光束PB。
輻射光束PB入射於由支撐結構MT固持之圖案化器件(例如，光罩)MA上。在已橫穿圖案化器件MA的情況下，光束PB傳遞通過投影系統PL，投影系統PL將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位器件PW及位置感測器IF(例如，干涉量測器件)，可準確地移動基板台WT，例如，以便使不同目標部分C定位於光束PB之路徑中。相似地，第一定位器件PM及另一位置感測器(其未在圖1中被明確地描繪)可用以(例如)在自光罩庫之機械擷取之後或在掃描期間相對於光束PB之路徑來準確地定位圖案化器件MA。一般而言，將憑藉形 成定位器件PM及PW之部件之長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現物件台MT及WT之移動。然而，在步進器(相對於掃描器)之狀況下，支撐結構MT可僅連接至短衝程致動器，或可固定。可使用圖案化器件對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件MA及基板W。
所描繪裝置可用於以下較佳模式中：
1.在步進模式中，在將被賦予至光束PB之整個圖案一次性技影至目標部分C上時，使支撐結構MT及基板台WT保持基本上靜止(亦即，單次靜態曝光)。接著，使基板台WT在X及/或Y方向上移位，使得可曝光不同目標部分C。在步進模式中，曝光場之最大大小限制單次靜態曝光中成像之目標部分C之大小。
2.在掃描模式中，在將被賦予至光束PB之圖案投影至目標部分C上時，同步地掃描支撐結構MT及基板台WT(亦即，單次動態曝光)。藉由投影系統PL之放大率(縮小率)及影像反轉特性來判定基板台WT相對於支撐結構MT之速度及方向。在掃描模式中，曝光場之最大大小限制單次動態曝光中之目標部分之寬度(在非掃描方向上)，而掃描運動之長度判定目標部分之高度(在掃描方向上)。
3.在另一模式中，在將被賦予至光束PB之圖案投影至目標部分C上時，使支撐結構MT保持基本上靜止，從而固持可程式化圖案化器件，且移動或掃描基板台WT。在此模式中，通常使用脈衝式輻射源，且在基板台WT之每一移動之後或在一掃描期間之順次輻射脈衝之間根據需要而更新可程式化圖案化器件。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化器件(諸如，上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列)之無光罩微影。
亦可使用對上文所描述之使用模式之組合及/或變化或完全不同的使用模式。
圖2為照明系統IL之實施例之一部分的示意性描繪。所描繪部分可與圖1所展示之調整構件AM對應。照明系統IL自輻射源SO(圖2中未繪示)接收輻射光束B(例如，UV輻射光束或EUV輻射光束)。輻射光束B可(例如)由如圖1所展示之光束遞送系統遞送至照明系統IL。視情況，輻射光束B傳遞通過光束發散光學件1。光束發散光學件1用以擴展輻射光束B之橫截面。舉例而言，輻射光束B之橫截面可擴展使得其與該輻射光束B入射之一或多個後續光學元件之大小匹配。
在圖2所描繪之配置中，輻射光束B自光束發散光學件1傳遞至透鏡陣列2。圖2所展示之透鏡陣列2包含八個透鏡2a至2h。然而，實務上透鏡陣列2可包含比圖2所展示更多的透鏡。透鏡陣列2可以二維柵格之形式而配置。舉例而言，透鏡陣列2可包含以32×32個透鏡之柵格形式而配置的1024個透鏡，或以64×64個透鏡之柵格形式而配置的4096個透鏡。一般而言，透鏡陣列可包含任何合適數目個透鏡。形成透鏡陣列2的透鏡2a至2h中之每一者經組態以接收輻射光束B之一部分且將該部分聚焦成輻射之各別子光束4a至4h。因此，透鏡陣列2將輻射光束B聚焦成複數個子光束4。
輻射之複數個子光束4入射於鏡面陣列6上。鏡面陣列6包含反射元件6a至6h陣列。透鏡陣列2之透鏡2a至2h中之每一者經組態以將子光束4a至4h聚焦至鏡面陣列6之單一反射元件6a至6h上。因此，每一反射元件6a至6h接收單一子光束4a至4h。
視情況，濾光器元件3定位於透鏡陣列2與鏡面陣列6之間。濾光器元件3可包含孔隙5a至5h陣列，該等孔隙5a至5h經配置以允許子光束4a至4h傳遞通過濾光器元件3。濾光器元件3可操作以阻擋孔隙5a至5h中之一或多者以便防止一或多個子光束4a至4h入射於鏡面陣列6上。舉例而言，在反射元件6a至6h有疵點之情況下，可阻擋對應於有疵點反射元件6a至6h之孔隙5a至5h，以便防止子光束4a至4h入射於有 疵點反射元件6a至6h上。
替代地，濾光器元件3可包含經組態以透射子光束4a至4h之透明材料。可阻擋透明材料之一或多個區，以便防止一或多個子光束4a至4h傳播通過濾光器元件3(例如，當對應反射元件6a至6h有疵點時)。濾光器元件3可(例如)包含玻璃板。可阻擋玻璃板之區，以便防止一或多個子光束4a至4h透射通過該板。舉例而言，板之區可塗佈有用以阻擋輻射傳播通過該板的鉻。
另外或替代地，濾光器元件3可操作以使一或多個子光束4a至4h衰減，以便縮減鏡面陣列上之一或多個子光束4a至4h之強度。
反射元件6a至6h經組態以反射子光束4a至4h，以便形成照明光束8。鏡面陣列6之反射元件6a至6h可獨立可移動使得每一反射元件6a至6h之定向可受控制以便控制每一子光束4a至4h反射之方向。藉由控制每一子光束4a至4h反射之方向，可形成在鏡面陣列6下游之部位處具有所要橫截面強度分佈之照明光束8。
術語照明光束在本文中用以係指自鏡面陣列6反射之輻射。應瞭解，在最接近鏡面陣列6之區中，照明光束8最初包含彼此分離之子光束4a至4h。然而，反射元件6a至6h可經定向成使得在鏡面陣列6下游之部位處，子光束4a至4h彼此重疊以便形成單一輻射光束(例如，在場平面中)。
提供定向可獨立受控制的反射元件6a至6h可引起在該等反射元件6a至6h之間存在間隙。透鏡陣列2可經組態以聚焦子光束4a至4h使得每一子光束4a至4h之橫截面與子光束入射之反射元件6a至6h之橫截面大約匹配或小於該橫截面。此情形可確保很少或無輻射入射於反射元件6a至6h之間的間隙上，藉此縮減可在鏡面陣列6處發生的輻射之任何損耗。
照明光束8入射於光束分裂器件10上，光束分裂器件10經組態以 將照明光束分裂成第一部分12及第二部分14。在圖2所描繪之實施例中，光束分裂器件10包含部分反射鏡面，部分反射鏡面反射第一部分12且透射照明光束8之第二部分14。部分反射鏡面可透射大約1%的照明光束且可反射大約99%的照明光束。在一替代實施例中，第一部分12可由形成光束分裂器件10之部分反射鏡面透射，且第二部分14可由該部分反射鏡面反射。一般而言，光束分裂器件10可包含將照明光束分裂成第一部分及第二部分之任何光學元件或光學元件之組合。
照明光束8之第一部分12隨後經導向以入射於圖案化器件MA(圖2中未繪示)上。照明系統IL可包括在照明光束8入射於圖案化器件MA上之前調節該照明光束8之第一部分12之一或多個光學元件。舉例而言，如圖2所展示，照明光束8可由聚焦元件16聚焦。聚焦元件16聚焦照明光束8之第一部分12使得其在照明系統IL之平面18中具有所要橫截面積。平面18可被稱作照明系統IL之光瞳平面。光瞳平面18處之照明光束8之第一部分12可充當用於圖2中未繪示的照明系統IL之其他部件之虛擬輻射源。舉例而言，光瞳平面18處之照明光束8之第一部分12可充當用於圖1所展示的積光器IN及/或聚光器CO之虛擬輻射源。
鏡面陣列6之反射元件6a至6h可經定向成使得每一子光束4a至4h經導向以入射於光瞳平面18中之所要部位處。子光束4a至4h在光瞳平面18中之部位可受控制使得光瞳平面18處之照明光束8之第一部分12具有所要空間強度分佈。光瞳平面18處之照明光束之空間強度分佈可被稱作照明模式。
光瞳平面18處之照明光束之空間強度分佈可在輻射光束入射於圖案化器件MA上之前轉換成角強度分佈。換言之，在照明系統IL之光瞳平面18與圖案化器件MA之間存在傅立葉關係(該圖案化器件係在場平面中)。此係因為光瞳平面18與將輻射光束聚焦至圖案化器件MA上之聚光器CO之前焦平面實質上重合。
光瞳平面18處之空間強度分佈之控制可用以改良圖案化器件MA之影像投影至基板W上之準確度。詳言之，具有偶極、環形或四極照明模式之空間強度分佈可用以增強圖案經投影之解析度，或改良諸如對投影透鏡像差之敏感度、曝光寬容度及聚焦深度之其他參數。
為了在光瞳平面18處造成所要空間強度分佈，需要具有由反射元件6a至6h反射之子光束4a至4h中之每一者的強度之知識。若每一子光束4a至4h之強度為吾人所知，則每一反射元件6a至6h可經定向以便將子光束4a至4h導向至光瞳平面18中之部位以便在光瞳平面18中造成所要空間強度分佈。舉例而言，若在光瞳平面18中之給定部位處需要相對高強度之輻射，則供反射具有相對高強度之子光束4a至4h之反射元件可經定向成以便將該子光束導向至光瞳平面18中之需要高強度之部位。另外或替代地，複數個反射元件6a至6h可經定向以便將其各別子光束4a至4h導向至光瞳平面中之同一部位使得一或多個子光束4a至4h在光瞳平面18處重疊。一般而言，若自反射元件反射之子光束4a至4h中之每一者之強度為吾人所知，則反射元件6a至6h之定向可受控制以在光瞳平面18中造成任何所要照明模式。
圖3A及圖3B為可形成於光瞳平面18處之照明模式之兩個實例的示意性說明。圖3A所展示之照明模式可被稱作環形照明模式。藉由將鏡面陣列之反射元件6a至6h定向成使得子光束4a至4h在光瞳平面18處配置於輻射環40內而形成環形照明模式。為了易於說明，圖3A僅展示八個子光束4a至4h，然而，應瞭解，實務上更多子光束可形成形成圖3A所描繪之環形照明模式的輻射環40。
圖3B所展示之照明模式可被稱作偶極照明模式。藉由將鏡面陣列之反射元件6a至6h定向成使得子光束4a至4h在光瞳平面18處配置於兩個輻射區42a、42b內而形成偶極照明模式。為了易於說明，圖3B僅展示八個子光束4a至4h，然而，應瞭解，實務上更多子光束可形成形 成圖3B所描繪之偶極照明模式的輻射區42a、42b。
鏡面陣列6之反射元件6a至6h可經定向成以便形成與圖3A及圖3B所展示之照明模式不同的照明模式。舉例而言，反射元件6a至6h可經定向成以便形成包含四個輻射區之四極照明模式。
致動器可經組態以改變反射元件6a至6h之定向以便造成反射元件6a至6h之所要定向。舉例而言，致動器可操作以將反射元件6a至6h定向成以便在光瞳平面18處造成所要照明模式。
如上文所描述，鏡面陣列6之反射元件6a至6h之定向提供自鏡面陣列6反射之子光束4a至4h之強度與光瞳平面18處之照明光束8之空間強度分佈之間的映射。一般而言，若自反射元件6a至6h反射之子光束4a至4h之強度為吾人所知，則鏡面陣列6之反射元件6a至6h可經定向成以便在光瞳平面18中形成任何所要照明模式。應瞭解，自鏡面陣列6反射之子光束4a至4h中之每一者之強度係取決於自輻射源SO接收之輻射光束B之空間強度分佈、子光束4a至4b在透鏡陣列2處之聚焦，及鏡面陣列6之反射元件6a至6h中之每一者之反射率。自鏡面陣列6反射之子光束4a至4h中之每一者之強度亦可取決於輻射在自鏡面陣列6反射之前傳遞通過之任何其他光學元件(例如，光束發散光學件1)。
影響子光束4a至4h之強度之因素中之一或多者可隨著時間推移而改變。舉例而言，輻射光束B之空間強度分佈可隨著時間推移而改變。詳言之，輻射光束B之空間強度分佈可隨著輻射源SO之操作模式改變而改變。在一實施例中，輻射源SO包含雷射(例如，準分子雷射)。在雷射之操作參數(例如，重複頻率、作用區間循環、脈衝能量、頻寬)保持恆定時，自輻射源SO接收之輻射光束B之空間強度分佈可相對恆定。然而，若雷射之操作參數中之一或多者改變，則輻射光束B之空間強度分佈可改變，此將造成自鏡面陣列6反射之子光束4a至4h之強度之所得改變。
另外或替代地，自鏡面陣列6反射之子光束4a至4h之強度改變可由鏡面陣列6之一或多個反射元件6a至6h之反射率改變引起。舉例而言，反射元件6a至6h中之一或多者之反射率可隨著時間推移而降級，藉此縮減自一或多個反射元件6a至6h反射之子光束4a至4h之強度。
另外或替代地，自鏡面陣列6反射之子光束4a至4h之強度改變可由輻射光束B或子光束4a至4h進行相互作用之任何其他光學元件(例如，光束遞送系統BD、光束發散光學件1、透鏡陣列2及/或濾光器元件3)之改變引起。
可藉由量測照明光束8之第二部分14而判定子光束4a至4b之強度。在圖2所展示之配置中，照明光束8之第二部分14在光束分裂器件10處透射，且入射於定位於光束分裂器件10之後之偵測系統20上。偵測系統20包含聚焦單元22及偵測器元件陣列24。聚焦單元22經組態以將照明光束8之第二部分14聚焦至偵測器元件陣列24上，以便在偵測器元件陣列24處形成複數個子光束4之影像。舉例而言，聚焦單元22可包含一或多個透鏡。偵測器元件陣列24包含可操作以量測入射於上方之輻射之強度之個別偵測器元件25。舉例而言，偵測器元件25可包含電荷耦合器件(CCD)或CMOS感測器。
形成於偵測器元件陣列24處之影像為在處於光束分裂器件10上游之平面中之複數個子光束4之影像。在偵測器元件陣列24處成像之平面係取決於聚焦單元22之焦距以及聚焦單元及偵測器元件陣列24之定位。
在一實施例中，聚焦單元22經組態以使處於鏡面陣列6上游之平面成像至偵測器元件陣列24上。使處於鏡面陣列6上游之平面(例如，處於透鏡陣列2與鏡面陣列6之間的平面)成像係等效於在處於鏡面陣列6之後之平面中形成照明光束8之虛擬影像。舉例而言，圖2中展示可藉由聚焦單元22而成像至偵測器元件陣列24上之第一平面31。使第 一平面31成像係等效於追蹤至鏡面陣列6之後之位置的照明光束8之子光束4a至4h中之每一者，以在如圖2所展示的處於鏡面陣列6之後之第一虛擬平面31'處形成虛擬影像。第一虛擬平面31'與鏡面陣列6相隔與第一平面31等效的距離。
在圖2所展示之實施例中，偵測器元件陣列24及聚焦單元22經定向成實質上彼此平行。聚焦單元22及偵測器元件陣列24之平行定向意謂成像至偵測器元件陣列24上之平面亦平行於聚焦單元22及偵測器元件陣列24。在圖2之實施例中，鏡面陣列6亦經定向成使得其實質上平行於聚焦單元22及偵測器元件陣列24。因此，成像至偵測器元件陣列上之第一平面31經定向成實質上平行於鏡面陣列6、聚焦單元22及偵測器元件陣列24。
圖4A為當聚焦單元22經組態以使處於透鏡陣列2與鏡面陣列6之間的第一平面31成像至偵測器元件陣列24上時形成於偵測器元件陣列24處之影像的示意性說明。圖4A所描繪之影像包含複數個影像子光束4a'至4h'。影像子光束4a'至4h'中之每一者對應於藉由複數個透鏡2形成之各別子光束4a至4h。
自圖2應瞭解，第一虛擬影像31'及(因此)形成於偵測器元件陣列24處之對應影像係取決於反射元件6a至6h之定向。在圖2所展示之配置中，反射元件6a至6h並非皆定向成處於相同角度，且因此，子光束4a至4h在不同方向上反射於鏡面陣列6處。子光束4a至4h在不同方向上之反射使一些子光束4a至4h在自鏡面陣列6反射之後朝向彼此行進，且一些子光束4a至4h在自鏡面陣列6反射之後行進遠離彼此。如上文所解釋，使第一平面31成像至偵測器元件陣列24上係等效於追蹤回在鏡面陣列6之後至第一虛擬平面31'的子光束4a至4h。反射元件之定向影響追蹤回之子光束4a至4h在第一虛擬平面31'處之位置，且因此，影響形成於偵測器元件陣列24處之影像中之影像子光束4a'至4h' 之相對位置。
自圖4A可看出，影像子光束4a'至4h'在形成於偵測器元件陣列24處之影像中並未均一地間隔。然而，影像子光束4a'至4h'係處於與入射於鏡面陣列上之子光束4a至4h相同的階，且彼此分離使得其並不重疊。因此，影像子光束4a'至4h'中之每一者可容易被識別為源自入射於鏡面陣列6上之特定子光束4a至4h。因此，影像子光束4a'至4h'中之每一者之強度可藉由偵測器元件陣列24獨立量測，且可用以判定自鏡面陣列6反射之子光束4a至4h中之每一者之強度。
偵測器元件陣列24上之影像子光束4a'至4h'之間的分離度係取決於與成像至偵測器元件陣列24上之平面之鏡面陣列6相隔之距離及該鏡面陣列之反射元件6a至6h之定向。如上文所描述，成像至偵測器元件陣列24上之第一平面31足夠接近於鏡面陣列6使得子光束4a至4h彼此分離且不重疊。此情形允許在偵測器元件陣列24處獨立量測影像子光束4a'至4h'之強度，使得可獨立判定自鏡面陣列6反射之子光束4a至4h之強度。
圖4B為當聚焦單元22經組態以使第二平面32成像至偵測器元件陣列24上時形成於偵測器元件陣列24處之影像的示意性說明。第二平面32處於鏡面陣列6上游且相比於第一平面31與鏡面陣列6相隔更大距離。使第二平面32成像至偵測器元件陣列24上係等效於追蹤回照明光束8之子光束4a至4h中之每一者，以在如圖2所展示的處於鏡面陣列6之後之第二虛擬平面32'處形成虛擬影像。第二虛擬平面32'與鏡面陣列6相隔與第二平面32等效的距離。
自圖2及自圖4B所描繪之影像可看出，第二平面32足夠遠離鏡面陣列6使得一些影像子光束4a至4h在第二虛擬影像平面32'中彼此重疊，且因此在形成於偵測器元件陣列24處(且在圖4B中未繪示)之影像中彼此重疊。舉例而言，影像子光束4b'及4d'彼此重疊，且影像子光 束4f'、4g'及4h'彼此重疊。自圖4B所展示之影像亦可看出，一些影像子光束4a'至4h'之次序已改變。舉例而言，影像子光束4b'及4c'在圖4B所展示之影像中以與在對應子光束4a至4h入射於鏡面陣列6上時配置該等對應子光束4a至4h之次序不同的次序呈現。
影像子光束4a'至4h'在偵測器元件陣列24處之重疊意謂偵測器元件陣列24之一些區自一個以上影像子光束接收輻射。在自一個以上影像子光束接收輻射之區中，沒有可能獨立判定多少輻射源自重疊之影像子光束中之每一者。因此，沒有可能獨立判定所有子光束4a'至4h'之強度。因此，有利的是將複數個子光束4之子光束4a至4h並不重疊之平面成像至偵測器元件陣列24上。此情形可允許在偵測器元件陣列24處獨立量測形成於偵測器元件陣列上之影像子光束4a'至4h'之強度，以便獨立判定自鏡面陣列6反射之子光束4a至4h之強度。
子光束4a至4h在鏡面陣列6處皆彼此分離。因此，使接近鏡面陣列6或實質上處於鏡面陣列6處之平面成像至偵測器元件陣列24上會引起形成其中影像子光束4a'至4h'並不彼此重疊之影像，藉此允許獨立判定自鏡面陣列6反射之子光束4a至4h之強度。影像子光束4a'至4h'在形成於偵測器元件陣列處之影像中彼此重疊之似然性會隨著成像之平面與鏡面陣列6相隔之距離增加而增加。應瞭解，自鏡面陣列6成像的使影像子光束4a'至4h'重疊之平面之距離係取決於反射元件6a至6h之特定定向。
在一些實施例中，聚焦單元22經組態以使處於鏡面陣列6下游之平面成像至偵測器元件陣列24上。舉例而言，圖2所展示且處於鏡面陣列6下游的第三平面33可成像至偵測器元件陣列24上。如上文所描述，當反射元件6a至6h經定向成彼此成不同角度時，子光束4a至4h在自鏡面陣列6反射之後並不皆在相同方向上傳播。此意謂在處於鏡面陣列6下游之一些平面中，子光束4a至4h中之一或多者可彼此重疊。 如上文所描述，需要使平面成像至偵測器元件陣列24上，使得影像子光束4a'至4h'在影像中彼此並不重疊。因此，在聚焦單元22經組態以使處於鏡面陣列6下游之平面成像至偵測器元件陣列24上之實施例中，需要使子光束4a至4h彼此並不重疊之平面成像。應瞭解，鏡面陣列6下游的使子光束4a至4h彼此重疊之距離係取決於反射元件6a至6h之定向。然而，一般而言，子光束4a至4h在鏡面陣列6下游之平面中彼此重疊之似然性隨著該平面與鏡面陣列6相隔之距離增加而增加。
一般而言，在鏡面陣列6上游或下游與鏡面陣列6相隔任何距離之平面可成像至偵測器元件陣列24上。成像至偵測器元件陣列24上之平面之定向係取決於聚焦單元22及偵測器元件陣列24之定向。對於反射元件6a至6h之給定定向，可存在可成像於偵測器元件陣列24上，以便形成影像子光束4a'至4h'並不重疊之影像的有限平面範圍。舉例而言，處於第一平面31與第三平面33之間的至偵測器元件陣列24上之成像平面可引起形成影像子光束4a'至4h'並不重疊之影像。然而，處於上游之比第一平面31更遠或下游之比第三平面33更遠的至偵測器元件陣列24上之成像平面可引起形成影像子光束4a'至4h'彼此重疊之影像。
為了易於描述，可成像至偵測器元件陣列24上，以便形成影像子光束4a'至4h'彼此並不重疊之影像之平面範圍在本文中被稱作非重疊平面範圍。
非重疊平面之範圍係取決於反射元件6a至6h之定向。雖然上文已描述反射元件之定向，其中非重疊平面範圍在第一平面31與第三平面33之間延伸，但對於反射元件6a至6h之其他配置，非重疊平面之範圍可不同。舉例而言，對於反射元件6a至6h之另一配置，非重疊平面範圍可在第二平面32與第四平面34(圖2所展示)之間延伸。
一般而言，非重疊平面範圍可以鏡面陣列6為中心。亦即，自鏡 面陣列6至鏡面陣列6下游之可成像使得影像子光束4a'至4h'並不重疊之最遠平面之距離可與自鏡面陣列6至鏡面陣列6上游之可成像使得影像子光束4a'至4h'並不重疊之最遠平面之距離實質上相同。
處於鏡面陣列6上游或下游之平面可在照明系統IL及微影裝置LA之正常操作期間成像至偵測器元件陣列24上。此情形可允許在照明系統IL及微影裝置LA之正常操作期間量測影像子光束4a'至4h'之強度且判定子光束4a至4h之強度。此情形有利地縮減判定子光束4a至4h之強度可另外所需之微影裝置LA之任何停工時間。
在照明系統IL及微影裝置LA之正常使用期間，反射元件6a至6h之定向係取決於光瞳平面18處之所要照明模式。期間反射元件6a至6h經定向以便形成所要照明模式之時間週期可被稱作照明時間週期。對於一些照明模式，反射元件6a至6h之定向可使得非重疊平面之範圍可相對有限。亦即，僅相對接近鏡面陣列6之平面(在鏡面陣列6上游或下游)可成像至偵測器元件陣列24上以便形成影像子光束4a'至4h'並不重疊之影像。
可藉由將反射元件6a至6h定向成使得子光束4a至4h中之每一者反射以便在實質上相同方向上傳播來延伸非重疊平面之範圍。圖5為圖2所展示之照明系統IL之部分的示意性描繪，但其中反射元件6a至6h經定向成彼此處於實質上相同角度。因此，自鏡面陣列6反射之子光束彼此實質上平行地傳播且彼此並不重疊。因此，非重疊平面之範圍延伸使得處於鏡面陣列6上游或下游任何距離且處於光束分裂器件10上游之平面可成像至偵測器元件陣列24上，以便形成影像子光束4a'至4h'彼此並不重疊之影像。
反射元件6a至6h可如圖5所展示而定向使得非重疊平面之範圍在光瞳平面18處需要習知照明模式時延伸(該習知照明模式可為圓盤形狀)。舉例而言，微影裝置LA可順次曝光一系列基板。在基板W之曝 光之後，可自基板台WT卸載該基板且將新基板W裝載至基板台W上以供曝光。在自基板台WT裝載及卸載基板W之程序期間，可在光瞳平面18處無需用於基板曝光之照明模式，此係因為無基板被曝光。因此，反射元件6a至6h可如圖5所展示而定向(例如，以形成習知照明模式)使得非重疊平面之範圍得以延伸。在此期間，非重疊平面之延伸型範圍中之任何平面可成像至偵測器陣列24上，且可判定子光束4a至4h之強度。舉例而言，子光束4a至4h之經判定強度可用以判定在光瞳平面18處造成所要照明模式之反射元件6a至6h之所要定向。可接著重新配置(例如，使用致動器)反射元件以便造成反射元件6a至6h之所要定向而為曝光後續基板W作準備。
在一或多個基板W之曝光之間，可執行一或多個校準或控制程序。舉例而言，可在基板曝光之間檢查及/或校準微影裝置之一或多個組件。校準程序可需要使一或多個感測器待曝光至來自輻射源SO之輻射。在曝光一或多個感測器之校準程序期間，形成於光瞳平面16處之照明模式可對於正執行之校準程序而言不重要。因此，反射元件6a至6h可經定向以便在此校準程序期間延伸非重疊平面之範圍(例如，藉由定向反射元件6a至6h以便形成如圖5所展示之習知照明模式)。因此，期間可延伸非重疊平面之範圍之校準程序可提供如下機會：在此期間與鏡面陣列6相隔相對大距離(在鏡面陣列6上游或下游)之平面可成像至偵測器元件陣列24上使得形成於偵測器元件陣列24上之影像子光束4a'至4h'彼此並不重疊。
可在基板曝光之間執行之校準程序可包括將干涉計曝光至來自輻射源SO之輻射光束。干涉計可經組態以偵測輻射光束中之可(例如)藉由光學元件在輻射源SO與干涉計之間的光學路徑中之失真造成的像差。在干涉計之曝光期間，反射元件6a至6h可經定向成以便形成適合於在干涉計處偵測輻射光束中之像差之照明模式。形成適合於偵測 像差之照明模式之反射元件6a至6h的定向可不同於圖5所展示之反射元件6a至6h之定向，在圖5中反射元件6a至6h經定向成彼此處於實質上相同的角度使得子光束4a至4h彼此實質上平行地傳播。然而，在像差感測器之曝光期間反射元件6a至6h之定向可使得非重疊平面之範圍得以延伸(例如，相比於在基板曝光期間之非重疊平面之範圍)。因此，在曝光像差感測器期間之時間可提供如下機會：在此期間與鏡面陣列6相隔相對大距離(在鏡面陣列6上游或下游)之平面可成像至偵測器元件陣列24上使得形成於偵測器元件陣列24上之影像子光束4a'至4h'彼此並不重疊。
如上文所描述，反射元件6a至6h可時常經定向成以便延伸非重疊平面之範圍。此情形出於多種原因可有利，下文中給出其之論述。
子光束4a至4h之橫截面可在鏡面陣列6上游及下游在不同平面中變化。舉例而言，在一項實施例中，子光束4a至4h藉由透鏡陣列2之聚焦可造成子光束4a至4h之橫截面遠離透鏡陣列及朝向鏡面陣列6而減低。子光束之橫截面可接著在已由鏡面陣列反射之後增加，且可隨著鏡面陣列6下游之距離增加而增加。在其他實施例中，子光束4a至4h可不同地聚焦，且子光束4a至4h之橫截面可在鏡面陣列6處不處於最小值。一般而言，透鏡陣列2造成子光束4a至4h之橫截面在鏡面陣列6上游及下游在不同平面中變化。
因此，入射於偵測器元件陣列24上之影像子光束4a'至4h'中之每一者之大小至少部分地取決於藉由聚焦單元22而成像至偵測器元件陣列24上之平面。舉例而言，偵測器元件陣列24上之影像子光束4a'至4h'之大小可在第一平面31成像至偵測器元件陣列24上的情況下與在第二平面32成像至偵測器元件陣列上的情況下不同。第一平面31最接近鏡面陣列6，而第二平面32較遠離鏡面陣列6且較接近透鏡陣列2。因此，成像至偵測器元件陣列24上之平面可經選擇以便造成在偵測器 元件陣列24上具有所要大小之影像子光束4a'至4h'。
偵測器元件陣列24上之影像子光束之大小亦可取決於聚焦單元22之成像屬性及聚焦單元22與偵測器元件陣列24之間的距離。因此，聚焦單元之聚焦屬性及/或聚焦單元及偵測器元件陣列24之定位可受控制以便控制偵測器元件陣列24上之影像子光束4a'至4h'之大小。舉例而言，致動器可經組態以移動聚焦單元及/或偵測器元件陣列2。致動器可受控制以便控制偵測器元件陣列24上之影像子光束4a'至4h'之大小。然而，在鏡面陣列6上游及下游在不同平面中子光束4a至4h之變化之大小提供可用以控制偵測器元件陣列24處影像子光束4a'至4h'之大小之額外自由度。
當非重疊平面之延伸型範圍可用時，可得到可成像至偵測器元件陣列上之平面之較大範圍。成像至偵測器元件陣列上之平面可經選擇成以便確保入射於偵測器元件陣列24上之影像子光束4a'至4h'之大小係使得偵測器元件陣列24可獨立量測每一影像子光束4a'至4h'之強度。詳言之，聚焦單元22可經組態以將照明光束8之第二部分14聚焦至偵測器元件陣列24上，使得每一偵測器元件僅接收對應於複數個子光束4中之單一子光束之輻射。下文中將參看圖6A及圖6B進一步解釋此情形。在下文參看圖6A及圖6B所描述之實例中，藉由由透鏡陣列2聚焦子光束4a至4h使得子光束4a至4h之橫截面在鏡面陣列6上處於最小值。亦即，在已由鏡面陣列6反射時子光束4a至4h之橫截面朝向鏡面陣列6而減低且遠離鏡面陣列6而增加。然而，如上文所描述，在其他實施例中，子光束4a至4h可不同地聚焦且子光束4a至4h之橫截面可在鏡面陣列6處不處於最小值。
圖6A為偵測器元件陣列24之實施例的示意性說明。該偵測器元件陣列24包含以類柵格圖案而配置的個別偵測器元件25。圖6A中亦展示入射於偵測器元件陣列24上之影像子光束4a'至4h'。在圖6A所展 示之實例中，聚焦單元22經組態以使相對遠離鏡面陣列6之第二平面32成像至偵測器元件陣列24上。因為第二平面32相對遠離鏡面陣列6(且子光束4a至4h之橫截面朝向鏡面陣列6而減低)，所以影像子光束4a'至4h'在偵測器元件陣列24上具有相對大橫截面。此情形造成一些偵測器元件25自一個以上影像子光束4a'至4h'接收輻射。舉例而言，在圖6A中被標註為25'之偵測器元件自影像子光束4f'接收一些輻射且自影像子光束4g'接收一些輻射。在此情形下，不可能獨立判定影像子光束4f'之強度及影像子光束4g'之強度，此係因為藉由偵測器元件25'量測之強度之任何改變可歸因於影像子光束4f'之強度改變或可歸因於影像子光束4g'之強度改變。
圖6B為如圖6A所展示之偵測器元件陣列24之同一實施例的示意性說明，但在圖6B所展示之實例中，聚焦單元22經組態以使第一平面31成像至偵測器元件陣列24上。如圖2中可看出，第一平面31比第二平面32更接近鏡面陣列6且更遠離透鏡陣列2。因此，在第一平面31成像至偵測器元件陣列24上時之圖6B中之影像子光束4a'至4h'之大小小於在第二平面32成像至偵測器元件陣列24上時之圖6A中之影像子光束4a'至4h'之大小。圖6B中之偵測器元件陣列24上之影像子光束4a'至4h'之較小大小引起每一偵測器元件25僅自單一影像子光束4a'至4h'接收輻射。詳言之，圖6A中之自兩個影像子光束4f'及4g'接收輻射之偵測器元件25'在圖6B中僅自單一影像子光束4g'接收輻射。此情形可允許獨立判定每一影像子光束4a'至4h'之強度，此係因為藉由每一偵測器元件25量測之強度僅對應於單一影像子光束。
在其他實施例中，在第一平面31及第二平面32成像至偵測器元件陣列24上時之影像子光束4a'至4h'之大小可與圖6A及圖6B所展示的大小不同。然而，成像至偵測器元件陣列上之平面仍可經選擇為使得每一偵測器元件25僅自單一影像子光束4a'至4h'接收輻射，藉此允許 獨立判定每一影像子光束4a'至4h'之強度。
如上文所描述，當照明系統IL及微影裝置LA正操作以便曝光基板W時，反射元件6a至6h可經定向成使得非重疊平面之範圍限於圍繞鏡面陣列6之小範圍。因此，接近鏡面陣列6之平面可成像至偵測器元件陣列24上使得相對小影像子光束4a'至4h'形成於偵測器元件陣列24上。然而，如圖4A所展示，當反射元件6a至6h經定向成處於不同角度時，則影像中之影像子光束4a'至4h'之間隔可不均一。此情形可造成一個以上影像子光束4a'至4h'入射於單一偵測器元件25上，此係因為可縮減影像子光束4a'至4h'之間的分離度。
當反射元件6a至6h經配置以便延伸非重疊平面之範圍(例如，在曝光之間)時，子光束4a至4h及影像子光束4a'至4h'可彼此均一地間隔。因此，較容易在偵測器元件陣列24上形成影像使得每一偵測器元件25僅自單一影像子光束4a至4h接收輻射。一般而言，提供非重疊平面之延伸型範圍會提供對選擇一平面以成像至偵測器元件陣列24上使得影像子光束4a'至4h'在偵測器元件陣列24上相對於偵測器元件25之大小及位置具有所要大小及位置之較大靈活性。
如已在上文所描述，偵測器元件陣列24上之影像子光束4a'至4h'之位置係取決於反射元件6a至6h之定向。影像子光束4a'至4h'之位置對反射元件6a至6h之定向之此相依性可允許藉由量測偵測器元件陣列24處之影像子光束4a'至4h'來判定反射元件6a至6h之定向。
可(例如)藉由量測偵測器元件陣列上之影像子光束4a'至4h'中之每一者之位置來判定鏡面陣列6之反射元件6a至6h之定向。另外或替代地，可藉由量測每一影像子光束4a'至4h'之空間強度分佈來判定反射元件6a至6h之定向。此情形在偵測器元件陣列24中之偵測器元件25之解析度足夠大使得每一影像子光束4a'至4h'入射於複數個偵測器元件25上的情況下係可能的。舉例而言，影像子光束4a'至4h'可在偵測 器元件陣列24之四個偵測器元件25上分散。偵測器元件25可以類柵格形式配置使得影像子光束4a'至4h'在偵測器元件25之2×2柵格上分散。替代地，影像子光束4a'至4h'可在四個以上偵測器元件24上分散。舉例而言，影像子光束4a'至4h'可在二十五個以上偵測器元件(例如，以5×5偵測器元件柵格而配置)上分散。
在影像子光束4a'至4h'在複數個偵測器元件25上分散之實施例中，入射於影像子光束4a'至4h'分散之每一偵測器元件25上之輻射之強度的量測可允許判定影像子光束4a'至4h'之空間強度分佈。每一影像子光束4a'至4h'之空間強度分佈可依據各別子光束4a至4h在鏡面陣列6之供反射子光束4a至4h之反射元件6a至6h上的入射角及反射角而變化。因此，偵測器元件陣列24上之每一影像子光束4a'至4h'之空間強度分佈可依據供反射對應子光束4a至4h之反射元件6a至6h之定向而變化。詳言之，影像子光束4a'至4h'之強度分佈之質心可依據供反射對應子光束4a至4h之反射元件6a至6h之定向而變化。強度分佈之質心係指強度分佈之加權中心，其類似於具有質量分佈之本體之重心。因此，每一影像子光束4a'至4h'之空間強度分佈之量測及/或該等影像子光束4a'至4h'之強度分佈之質心之判定可用以判定鏡面陣列6之反射元件6a至6h中之每一者之定向。
增加鏡面陣列6與成像至偵測器元件陣列24上之平面之間的距離可增加影像子光束4a'至4h'之空間強度分佈對反射元件6a至6h之定向之相依性。因此，成像至偵測器元件陣列24上之平面愈遠離鏡面陣列6，由反射元件6a至6h之定向之給定改變引起的影像子光束4a'至4h'之空間強度分佈之改變可愈大。因此，可藉由增加成像至偵測器元件陣列24上之平面與鏡面陣列6相隔之距離而改良可判定反射元件6a至6h之定向之準確度。
因此，可有利的是在反射元件6a至6h經定向以便延伸非重疊平面 之範圍時判定反射元件6a至6h之定向。舉例而言，在一或多個基板W之曝光之間，可自在光瞳平面18處造成所要照明模式之定向改變反射元件6a至6h之定向(例如，藉由致動器)，使得子光束4a至4h在實質上相同方向上傳播(如圖5所展示)。此情形延伸非重疊平面之範圍且允許定位成處於與鏡面陣列6相隔相對大距離處之平面成像至偵測器元件陣列上。形成於偵測器元件陣列24處之影像可接著用以判定反射元件6a至6h之定向。可藉由使處於鏡面陣列6上游之平面成像至偵測器元件陣列上或藉由使處於鏡面陣列6下游之平面成像至偵測器元件陣列上而判定反射元件6a至6h之定向。
反射元件6a至6h之定向通常可為吾人所知，此係因為該定向受到致動器控制。然而，在反射元件6a至6h之定向改變之後，在反射元件6a至6h之實際定向與反射元件6a至6h之所要定向之間可存在偏移。舉例而言，致動器可受控制以便使反射元件6a至6h定向成使得其以相同角度而定向且使得子光束4a至4h在相同方向上傳播。然而，實務上反射元件中之一或多者可自其所要定向偏移。可藉由量測反射元件6a至6h之定向(如上文所描述)來量測自反射元件之所要定向之任何偏移。此量測可接著用以校準控制反射元件6a至6h之致動器，以便增加反射元件之定向受該等致動器控制之準確度。
藉由量測影像子光束4a'至4h'之空間強度分佈而判定反射元件6a至6h之定向(如上文所描述)係有利的，此係因為可比判定反射元件6a至6h之定向之替代方法更快地執行該判定。判定反射元件6a至6h之定向之替代方法可包括運用雷射光束來順序地照明每一反射元件6a至6h，且量測雷射光束反射至之位置以便判定反射元件6a至6h中之每一者之定向。然而，此方法可相對耗時，此係因為必須運用雷射光束個別地照明每一反射元件6a至6h。因此，可在一或多個基板之曝光之間不執行此方法，且此方法可代替地需要微影裝置LA之停工時間以便 判定反射元件6a至6h之定向。因此，判定在一或多個基板之曝光之間反射元件6a至6h之定向可允許縮減微影裝置之任何停工時間。
在一些實施例中，可自照明光束8之第二部分14形成兩個影像。此情形可允許形成處於鏡面陣列上游之平面之影像及形成處於鏡面陣列下游之平面之影像。舉例而言，第二光束分裂器件(圖中未繪示)可經配置以接收照明光束8之第二部分14且可將該第二部分14分裂成第一偵測部分及第二偵測部分。第一偵測部分可導向至第一聚焦單元，該第一聚焦單元經組態以在偵測器元件24之第一陣列上形成平面之影像。第一聚焦單元使成像至偵測器元件24之第一陣列上之平面可處於透鏡陣列2與鏡面陣列6之間。第二偵測部分可導向至第二聚焦單元，該第二聚焦單元經組態以在第二偵測器元件陣列上形成平面之影像。第二聚焦單元使成像至第二偵測器元件陣列上之平面可在鏡面陣列6下游處於子光束4a至4h並不重疊之位置。
在一項實施例中，第一聚焦單元使處於與鏡面陣列6相隔第一距離的第一平面成像至偵測器元件之第一陣列上。第二聚焦單元使處於與鏡面陣列6相隔第二距離的第二平面成像至第二偵測器元件陣列上，其中第二距離大於第一距離。藉由偵測器元件之第一陣列進行之量測可用以獨立判定子光束4a至4h中之每一者之強度。第一平面與鏡面陣列6之近接可使得可在基板W之曝光期間判定子光束4a至4h中之每一者之強度。藉由第二偵測器元件陣列進行之量測可用以判定反射元件6a至6h之定向。舉例而言，可在非重疊平面之範圍延伸時在基板曝光之間判定反射元件6a至6h之定向。
在另一實施例中，第一聚焦單元使成像至偵測器元件之第一陣列上之平面可為鏡面陣列之平面。因此，藉由偵測器元件之第一陣列進行之量測可與反射元件6a至6h之定向無關，且可用以獨立判定子光束4a至4h中之每一者之強度。第二聚焦單元使成像至第二偵測器元件 陣列上之平面可為處於鏡面陣列6上游或下游之平面。藉由第二偵測器元件陣列進行之量測可(例如)用以判定反射元件6a至6h之定向，此係因為形成於第二偵測器元件陣列上之影像將取決於反射元件6a至6h之定向。
在一些實施例中，可調整一或多個聚焦單元使得可調整成像於偵測器元件陣列上之平面。舉例而言，聚焦單元可操作以在使處於鏡面陣列6上游之平面成像至偵測器元件陣列上與使處於鏡面陣列6下游之平面成像至偵測器元件陣列上之間切換。可調整聚焦單元可允許調整成像至偵測器元件陣列上之平面，直至入射於偵測器元件陣列上之影像子光束4a'至4h'相對於偵測器元件之大小具有所要大小為止。舉例而言，可調整成像至偵測器元件陣列上之平面，直至每一偵測器元件僅接收對應於複數個子光束4a至4h中之單一子光束之輻射為止。
上文已描述使處於鏡面陣列上游之平面成像至偵測器元件陣列上及/或使處於鏡面陣列下游之平面成像至偵測器元件陣列上之實施例。在一些實施例中，可使鏡面陣列之平面成像至偵測器元件陣列上。在使鏡面陣列之平面成像至偵測器元件陣列24上之實施例中，影像子光束4a'至4h'之位置係與反射元件6a至6h之定向無關。因為子光束4a至4h在鏡面陣列6之平面中不重疊，所以形成於偵測器元件陣列24上之影像子光束4a'至4h'不重疊。因此，形成於偵測器元件陣列24上之影像可用以獨立判定子光束4a至4h中之每一者之強度。然而，因為在鏡面陣列6之平面成像至偵測器元件陣列24上時形成於偵測器元件陣列24上之影像係與反射元件6a至6h之定向無關，所以在偵測器元件陣列24處進行之量測不能用以判定反射元件6a至6h之定向。因此，在需要使用在偵測器元件陣列24處進行之量測以便判定反射元件6a至6h之定向之實施例中，有利的是使處於鏡面陣列6上游或下游之平面成像至偵測器元件陣列24上。
在圖2及圖5所描繪之實施例中，聚焦單元22及偵測器元件陣列24經配置成使得其實質上平行於鏡面陣列6。如上文所描述，此情形引起成像至偵測器元件陣列24上之平面亦如以圖2及圖5中之第一平面31、第二平面32、第三平面33及第四平面34之定向所展示而平行於鏡面陣列6。自圖2及圖5可看到，當處於鏡面陣列6上游之平面(例如，第一平面31或第二平面32)成像至偵測器元件陣列24上時，未成像之平面並不垂直於輻射光束B(及子光束4a至4h)之傳播方向。相似地，當鏡面陣列6之平面成像至偵測器元件陣列24上時，不成像之平面並不垂直於子光束4a至4h之傳播方向。對於一些應用，可需要使成像至偵測器元件陣列24上之平面垂直於子光束4a至4h之傳播方向使得在沿著輻射光束B之傳播路徑之同一點對每一子光束4a至4h進行取樣。因此，對於一些應用，可需要使處於鏡面陣列6下游之平面成像至偵測器元件陣列24上，此係因為成像至偵測器元件陣列24上之該平面在子光束4a至4h已自鏡面陣列6反射之後大約平行於該等子光束4a至4h之傳播方向。舉例而言，自圖2及圖5可看到，處於鏡面陣列6下游之第三平面33及第四平面34經定向成使得其在子光束4a至4h已自鏡面陣列6反射之後大約平行於該等子光束4a至4h之傳播方向。
圖7為照明系統IL之替代實施例之一部分的示意性描繪。在圖7所描繪之實施例中，聚焦單元22及偵測器元件陣列24經配置成使得其彼此不平行且不平行於鏡面陣列6。圖7所展示之配置利用被稱為莎姆夫祿格(Scheimpflug)原理之原理以便使平面成像至偵測器元件陣列24上。聚焦單元22及偵測器元件陣列24經配置成使得至偵測器元件陣列24之切線50及至聚焦單元22之切線52在點54處相交。此配置意謂具有亦與點54相交之切線之平面或虛擬平面可成像至偵測器元件陣列24上。舉例而言，圖7所展示之虛擬平面36'具有與點54相交之切線56。虛擬平面36'具有對應平面36，該對應平面36處於鏡面陣列6上游且與 鏡面陣列6相隔與虛擬平面36'相同的距離。因為虛擬平面36'具有與切線50與切線52相交之點54相交的切線，所以平面36可成像至偵測器元件陣列上。平面36垂直於子光束4a至4h之傳播方向。因此，莎姆夫祿格原理可用以將聚焦單元22及偵測器元件陣列24配置成使得處於鏡面陣列6上游且垂直於子光束4a至4h之傳播方向之平面可成像至偵測器元件陣列24上。
上文已描述允許判定自鏡面陣列6反射之子光束4a至4h之強度之實施例。子光束4a至4h之強度之判定可用以判定將在光瞳平面18處造成所要照明模式的反射元件6a至6h之定向。舉例而言，可將子光束4a至4h之經量測強度輸入至控制器，控制器可判定反射元件6a至6h之所要定向，其重新分佈子光束4a至4h以便在光瞳平面18處形成所要空間強度分佈。控制器可控制可操作以改變反射元件6a至6h中之每一者之定向之致動器，以便造成反射元件6a至6h之所要定向。因此，偵測器元件陣列24、控制器及致動器形成用以在光瞳平面18處造成並維持所要照明模式之回饋系統。
如上文所描述，可在基板之曝光期間藉由使處於非重疊平面之範圍內的平面成像而判定子光束4a至4h之強度。在基板之曝光期間，反射元件6a至6h之定向可使得非重疊平面之範圍為以鏡面陣列6為中心之相對小範圍。在基板之曝光期間判定子光束4a至4h之強度可允許連續地判定該等強度，且可針對該等強度之任何改變監視子光束4a至4h之經量測強度。若偵測到強度之改變，則控制器可判定補償強度之經偵測改變之反射元件6a至6h之定向。控制器可接著控制致動器以便改變一或多個反射元件6a至6h之定向以便補償子光束4a至4h之強度改變，使得在光瞳平面18處形成所要照明模式。舉例而言，若由給定反射元件反射之子光束對於光瞳平面中之一特定部位過於密集，則彼反射元件可經再定向以將彼子光束導向朝向該光瞳平面中之不同部位。 視情況，可代替地藉由重新定向不同反射元件而將具有較低強度之子光束導向朝向彼部位。
替代地，可週期性地判定子光束4a至4h之強度，且可回應於子光束4a至4h之經判定強度而週期性地更新反射元件之定向。
另外或替代地，可在一或多個基板W之曝光之間的時間判定子光束4a至4h之強度。在曝光之間，反射元件6a至6h可經定向以便延伸非重疊平面之範圍。舉例而言，反射元件6a至6h可經定向成使得每一子光束4a至4h經反射以便在實質上相同方向上傳播。延伸非重疊平面之範圍會允許關於成像至偵測器元件陣列24上之平面之較大靈活性，且可(例如)允許使在影像子光束4a'至4h'之大小及位置與偵測器元件陣列24之偵測器元件25之間造成所要關係的平面成像至偵測器元件陣列上。舉例而言，可使一平面成像至偵測器元件陣列24上使得每一偵測器元件2僅接收對應於單一影像子光束4a'至4h'之輻射。
另外或替代地，延伸非重疊平面之範圍可允許使足夠遠離鏡面陣列6使得影像可用以判定反射元件6a至6h之定向的平面成像至偵測器元件陣列24上。反射元件6a至6h之定向之判定可(例如)用以校準控制反射元件6a至6h之定向之致動器。舉例而言，可藉由變化施加至致動器之電壓來校準致動器。變化施加至致動器之電壓將造成定向受到致動器控制的反射元件之定向之變化。可藉由使處於足夠遠離鏡面陣列6之平面成像至偵測器元件陣列24上(如上文所描述)來判定反射元件定向之改變。判定由施加至致動器之電壓之給定變化引起的反射元件之定向之改變會允許判定反射元件之定向對經施加電壓之敏感度。經判定敏感度可接著用以判定為了造成反射元件定向之所要改變所需的經施加電壓之改變。雖然上文已描述藉由將反射元件6a至6h定向成使得其各自經定向成處於實質上相同角度且使得每一子光束4a至4h經反射以在實質上相同方向上傳播來延伸非重疊平面之範圍之實施例， 但反射元件6a至6h之其他定向可代替地用以延伸非重疊平面之範圍。舉例而言，若處於鏡面陣列6下游之平面成像至偵測器元件陣列24上，則反射元件6a至6h可經定向以便形成大體上凸形鏡面。若處於鏡面陣列6上游之平面成像至偵測器元件陣列24上，則反射元件6a至6h可經定向以便形成大體上凹形鏡面。對形成大體上凸形或凹形之反射元件6a至6h之參考應被解譯為意謂反射元件6a至6h之中心實質上平行於凸形或凹形。
一般而言，可使用延伸子光束4a至4h彼此並不重疊之平面之範圍的反射元件6a至6h之任何定向。
在一些實施例中，可在微影裝置之操作模式改變之後判定子光束4a至4h之強度。舉例而言，若改變輻射源SO之操作參數，則可判定子光束4a至4h之強度以便判定輻射源SO之操作參數改變之效應。一或多個反射元件6a至6h之定向可接著經調整以便補償由操作參數改變造成的子光束4a至4h之強度之任何改變。
上文已描述影像係由來自照明光束8之第二部分14的子光束4a至4h而形成之實施例。在一些實施例中，形成之影像為處於鏡面陣列6上游之平面之影像。然而，應瞭解，即使處於鏡面陣列6上游之平面成像至偵測器元件陣列24上，形成影像之輻射仍在到達偵測器元件陣列之前由鏡面陣列6反射，且因此，反射元件6a至6h之反射率影響形成於該影像中之影像子光束4a'至4h'之強度。此外，影像子光束4a'至4h'之強度受到光束分裂器件10上游發生的子光束之任何衰減影響。舉例而言，透鏡陣列2之透鏡2a至2h之透射之改變將造成入射於偵測器陣列24上之影像子光束4a至4h之強度的改變。因此，根據在偵測器元件陣列24處進行之量測來定向反射元件6a至6h之回饋系統將有利地考量反射元件6a至6h之反射率之任何改變及光束分裂器件10上游發生的子光束之任何衰減。因此，將光束分裂器件10及偵測器元件陣列24 定位於鏡面陣列6下游係有利的，此係因為可考量反射元件6a至6h之反射率之改變。
除了使用形成於偵測器元件陣列上之影像之量測以判定子光束4a至4h之強度及/或反射元件6a至6h之定向以外，該等量測亦可用以判定濾光器元件3之對準。在濾光器元件3包含孔隙5a至5h之實施例中，則若濾光器元件3不正確地對準，則子光束4a至4h可不與濾光器元件3中之孔隙5a至5h對準。因此，子光束4a至4h之部分可由濾光器元件3阻擋，藉此縮減入射於鏡面陣列6上之子光束之橫截面。入射於鏡面陣列6上之子光束4a至4h之橫截面之縮減亦將造成入射於偵測器元件陣列24上之影像子光束4a'至4h'之橫截面縮減。可在偵測器元件陣列24處偵測影像子光束4a'至4h'之橫截面之縮減，且該等影像子光束4a'至4h'之橫截面之縮減可用以判定濾光器元件3相對於子光束4a至4h之對準。
另外或替代地，藉由偵測器元件陣列24進行之量測可用以診斷有疵點反射元件6a至6h。舉例而言，若反射元件6a至6h(或控制反射元件6a至6h之致動器)產生疵點，則該反射元件可在一特定定向中變得阻塞。將繼續在特定方向上導向自在一特定定向中阻塞之反射元件6a至6h反射的子光束4a至4h，儘管需要反射元件之定向改變(例如，以便改變照明模式)。子光束4a至4h可具有入射於偵測器元件陣列24上之各別影像子光束4a'至4h'。若反射元件6a至6h已產生疵點，則偵測器元件陣列24上之對應影像子光束4a'至4h'之位置可保持相同，儘管需要反射元件之定向之改變(例如，以便改變照明模式)。此疵點可藉由偵測器元件陣列24偵測，偵測器元件陣列24可診斷關於反射元件6a至6h之疵點。在診斷有疵點反射元件6a至6h之情況下，濾光器元件3中之孔隙可被阻擋以便防止子光束4a至4h入射於有疵點反射元件6a至6h上。替代地，在濾光器元件3包含透明材料之實施例中，可塗佈 (例如，運用鉻)該透明材料之區以便防止子光束4a至4h由濾光器元件3透射且入射於有疵點反射元件6a至6h上。
如上文所描述，在鏡面陣列6之平面成像至偵測器元件陣列24上之實施例中，偵測器元件陣列24上之影像子光束4a至4h之位置係與反射元件6a至6h之定向無關。在此實施例中，不可能診斷有疵點反射元件6a至6h，此係因為所有影像子光束4a'至4h'將在偵測器元件陣列24上保持處於相同位置，而不論反射元件6a至6h是否有疵點。因此，在需要能夠診斷有疵點反射元件6a至6h之實施例中，有利的是使處於鏡面陣列6上游或下游之平面成像至偵測器元件陣列24上，而與使鏡面陣列6之平面成像至偵測器元件陣列24上相對。
雖然上文已描述透鏡陣列2將子光束4a至4h聚焦至鏡面陣列6之反射元件6a至6h上之照明系統IL之實施例，但在一些實施例中，照明系統IL可不包括透鏡陣列。在此等實施例中，輻射光束B可照明鏡面陣列6，而不會分裂成子光束4a至4h。在包括濾光器元件3之實施例中，濾光器元件中之孔隙可用以在鏡面陣列6之前將輻射光束B分裂成子光束4a至4h。然而，濾光器元件3為可不存在於一些實施例中之選用特徵。
在輻射光束B在入射於鏡面陣列6上之前未分裂成子光束4a至4b之實施例中，鏡面陣列之反射元件6a至6h將用以將輻射光束B分裂成子光束4a至4h，此係因為反射元件具有不同定向。因此，若鏡面陣列下游之平面成像至偵測器元件陣列24上，則影像子光束4a'至4h'將形成於偵測器元件陣列上。因此，在處於鏡面陣列6下游之平面成像至偵測器元件陣列24上之實施例中，仍獨立判定每一子光束4a至4h之強度(即使在不存在透鏡陣列2的情況下)。因此，透鏡陣列2為處於鏡面陣列6下游之平面成像至偵測器元件陣列24上之實施例之選用特徵。
在處於鏡面陣列6上游之平面成像至偵測器元件陣列24上且輻射 光束B在鏡面陣列6之前未分裂成子光束4a至4h(例如，因為不存在透鏡陣列2)之實施例中，則在偵測器陣列24上不可形成分離影像子光束4a'至4h'。取而代之，未分裂輻射光束B之影像可形成於偵測器元件陣列24上。雖然未分裂輻射光束B之影像可用以監視該輻射光束B之空間強度分佈之改變，但可不允許獨立判定子光束4a至4h中之每一者之強度。因此，在處於鏡面陣列6上游之平面成像至偵測器元件陣列24上之實施例中，在鏡面陣列之前將輻射光束B聚焦成子光束4a至4h之透鏡陣列2係有利的，此係因為此允許獨立判定每一子光束4a至4h之強度。
上文已描述照明光束8之第二部分14係由聚焦單元22聚焦以直接入射於偵測器元件陣列24上之實施例。然而，在一些實施例中，照明光束8之第二部分14可不直接聚焦至偵測器元件陣列24上。舉例而言，照明光束8之第二部分14可代替地聚焦至螢光板上。螢光板自照明光束8之該第二部分14吸收輻射，此隨後造成螢光板發射輻射。自螢光板發射之輻射可由偵測器元件陣列接收。偵測器元件陣列可量測自螢光板發射之輻射之強度且可使用此輻射強度以判定入射於螢光板上之輻射之強度。
一般而言，照明光束8之第二部分14聚焦至偵測平面上以便在偵測平面處形成影像。偵測器元件陣列24經組態以量測入射於偵測平面上之輻射之強度。偵測器元件陣列24可定位成實質上處於偵測平面。替代地，可使偵測器元件陣列24與偵測平面分離。舉例而言，螢光板可定位成實質上處於偵測平面，且偵測器元件陣列24可經配置以量測自螢光板發射之輻射。
雖然上文已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。該描述不意欲限制本發明。
1‧‧‧光束發散光學件
2‧‧‧透鏡陣列
2a‧‧‧透鏡
2b‧‧‧透鏡
2c‧‧‧透鏡
2d‧‧‧透鏡
2e‧‧‧透鏡
2f‧‧‧透鏡
2g‧‧‧透鏡
2h‧‧‧透鏡
3‧‧‧濾光器元件
4‧‧‧子光束
4a‧‧‧子光束
4b‧‧‧子光束
4c‧‧‧子光束
4d‧‧‧子光束
4e‧‧‧子光束
4f‧‧‧子光束
4g‧‧‧子光束
4h‧‧‧子光束
5a‧‧‧孔隙
5b‧‧‧孔隙
5c‧‧‧孔隙
5d‧‧‧孔隙
5e‧‧‧孔隙
5f‧‧‧孔隙
5g‧‧‧孔隙
5h‧‧‧孔隙
6‧‧‧鏡面陣列
6a‧‧‧反射元件
6b‧‧‧反射元件
6c‧‧‧反射元件
6d‧‧‧反射元件
6e‧‧‧反射元件
6f‧‧‧反射元件
6g‧‧‧反射元件
6h‧‧‧反射元件
8‧‧‧照明光束
10‧‧‧光束分裂器件
12‧‧‧照明光束之第一部分
14‧‧‧照明光束之第二部分
16‧‧‧聚焦元件
18‧‧‧光瞳平面
20‧‧‧偵測系統
22‧‧‧聚焦單元
24‧‧‧偵測器元件陣列
25‧‧‧偵測器元件
31‧‧‧第一平面
31'‧‧‧第一虛擬平面
32‧‧‧第二平面
32'‧‧‧第二虛擬影像平面
33‧‧‧第三平面
34‧‧‧第四平面
B‧‧‧輻射光束
IL‧‧‧照明系統/照明器

Claims (38)

  1. 一種用於一微影裝置之照明系統，其包含：一透鏡陣列(array of lenses)，其經組態以接收一輻射光束且將該輻射光束聚焦成複數個子光束(sub-beams)；一反射元件陣列(array of reflective elements)，其經組態以接收該等子光束且反射該等子光束以便形成一照明光束；一光束分裂器件(beam splitting device)，其經組態以將該照明光束分裂成一第一部分及一第二部分，其中該第一部分經導向以入射於一微影圖案化器件(lithographic patterning device)上；一聚焦單元，其經組態以將該照明光束之該第二部分聚焦至一偵測平面上使得在該偵測平面處形成一影像，且其中該影像為該複數個子光束在處於該反射元件陣列上游(upstream)之一平面中之一影像，且其中該等子光束在該影像中彼此並不重疊；及一偵測器元件陣列(array of detector elements)，其經組態以量測入射於該偵測平面上之輻射之強度。
  2. 一種用於一微影裝置之照明系統，其包含：一反射元件陣列，其經組態以接收一輻射光束且反射該輻射光束之複數個子光束以便形成一照明光束；一光束分裂器件，其經組態以將該照明光束分裂成一第一部分及一第二部分，其中該第一部分經導向以入射於一微影圖案化器件上；一聚焦單元，其經組態以將該照明光束之該第二部分聚焦至一偵測平面上使得在該偵測平面處形成一影像，且其中該影像 為該複數個子光束在處於該反射元件陣列下游(downstream)之一平面中之一影像，且其中該等子光束在該影像中彼此並不重疊；及一偵測器元件陣列，其經組態以量測入射於該偵測平面上之輻射之強度。
  3. 如請求項2之照明系統，其進一步包含一透鏡陣列，該透鏡陣列經組態以接收該輻射光束、將該輻射光束聚焦成該複數個子光束且將該複數個子光束導向至該反射元件陣列上。
  4. 如請求項1至3中任一項之之照明系統，其中該偵測器元件陣列經配置成使得複數個偵測器元件接收對應於每一子光束之輻射。
  5. 如請求項4之照明系統，其進一步包含一控制器，該控制器經組態以判定每一子光束之一空間強度分佈且使用該空間強度分佈以判定該反射元件陣列之該等反射元件中之每一者之定向。
  6. 如請求項1至3中任一項之照明系統，其中該聚焦單元經組態以將該照明光束之該第二部分聚焦至該偵測平面上使得每一偵測器元件接收對應於該複數個子光束中之一單一子光束之輻射。
  7. 如請求項1至3中任一項之照明系統，其進一步包含一控制器，該控制器經組態以判定該複數個子光束中之每一者之強度。
  8. 如請求項7之照明系統，其進一步包含複數個致動器，該複數個致動器經組態以調整該反射元件陣列之該等反射元件之該定向。
  9. 如請求項8之照明系統，其中該控制器在一照明時間週期期間可操作以回應於該複數個子光束之該等經判定強度而控制該等致動器，以便形成具有一所要空間強度分佈之一照明光束。
  10. 如請求項9之照明系統，其中該控制器進一步可操作以在除了該 照明時間週期期間以外的時間控制該等致動器，以便定向該等反射元件使得與在該照明時間週期期間之平面之範圍相比較，使在成像至該偵測平面上時形成該等子光束並不重疊的該等子光束之一影像之平面之一範圍延伸。
  11. 如請求項1至3中任一項之照明系統，其中該聚焦單元可操作以調整成像至該偵測平面上之該平面。
  12. 如請求項1至3中任一項之照明系統，其中該照明系統進一步包含一濾光器元件，該濾光器元件定位於該反射元件陣列上游，其中該濾光器元件經組態以透射輻射使得其入射於該反射元件陣列上。
  13. 如請求項12之照明系統，其中該濾光器元件可操作以阻擋該濾光器元件之一或多個區，以便防止輻射入射於一或多個反射元件上。
  14. 如請求項1至3中任一項之照明系統，其中該偵測器元件陣列經定位成實質上處於該偵測平面。
  15. 如請求項1至3中任一項之照明系統，其進一步包含一螢光板，該螢光板定位成實質上處於該偵測平面，且其中該偵測器元件陣列經組態以量測自該螢光板發射之輻射之強度。
  16. 如請求項1至3中任一項之照明系統，其進一步包含一第二光束分裂器件，該第二光束分裂器件經組態以將該照明光束之該第二部分分裂成一第一偵測光束及一第二偵測光束，其中該第一偵測光束經導向至該偵測系統且該第二偵測光束經導向至一第二偵測系統，該第二偵測系統包含一第二聚焦單元及一第二偵測器元件陣列，其中該第二聚焦單元經組態以將該第二偵測光束聚焦至一第二偵測平面上使得在該第二偵測平面處形成一第二影像，且其中該第二影像為該複數個子光束在一第二平面中 之一影像，該第二平面不同於藉由接收該第一偵測光束之該偵測系統而成像的該平面。
  17. 如請求項1至3中任一項之照明系統，其中該聚焦單元經定向成實質上平行於該偵測平面。
  18. 如請求項1至3中任一項之照明系統，其中該聚焦單元經定向成實質上平行於該反射元件陣列。
  19. 如請求項1至3中任一項之照明系統，其進一步包含一控制器，該控制器經組態以自藉由該偵測器元件陣列進行之量測判定關於該反射元件陣列之一反射元件之一疵點。
  20. 一種微影裝置，其包含：一如請求項1至19中任一項之照明系統；一支撐結構，其用於支撐一圖案化器件，該圖案化器件用以在該照明光束之該第一部分之橫截面(cross-section)中向該照明光束之該第一部分賦予一圖案，藉此形成一經圖案化輻射光束；一基板台，其用於固持一基板；及一投影系統，其用於將該經圖案化輻射光束投影至該基板之一目標部分上。
  21. 一種使一輻射光束成像之方法，該方法包含：提供一輻射光束；運用一透鏡陣列將該輻射光束聚焦成複數個子光束；運用一反射元件陣列來反射該複數個子光束以便形成一照明光束；將該照明光束分裂成一第一部分及一第二部分；導向該照明光束之該第一部分以入射於一微影圖案化器件上； 聚焦該照明光束之該第二部分使得在一偵測平面處形成一影像，其中該影像為該複數個子光束在處於該反射元件陣列上游之一平面中之一影像，且其中該等子光束在該影像中彼此並不重疊；及運用一偵測器元件陣列來量測入射於該偵測平面上之輻射之強度。
  22. 一種使一輻射光束成像之方法，該方法包含：提供一輻射光束；運用一反射元件陣列來反射該輻射光束之複數個子光束以便形成一照明光束；將該照明光束分裂成一第一部分及一第二部分；導向該照明光束之該第一部分以入射於一微影圖案化器件上；聚焦該照明光束之該第二部分使得在一偵測平面處形成一影像，其中該影像為該複數個子光束在處於該反射元件陣列下游之一平面中之一影像，且其中該等子光束在該影像中彼此並不重疊；及運用一偵測器元件陣列來量測入射於該偵測平面上之輻射之強度。
  23. 如請求項22之方法，其進一步包含運用一透鏡陣列將該輻射光束聚焦成該複數個子光束且將該複數個子光束導向至該反射元件陣列上。
  24. 如請求項21至23中任一項之方法，其中該偵測器元件陣列經配置成使得複數個偵測器元件接收對應於每一子光束之輻射。
  25. 如請求項24之方法，其進一步包含判定每一子光束之一空間強度分佈，且使用該空間強度分佈以判定該反射元件陣列之該等 反射元件中之每一者之定向。
  26. 如請求項21至23中任一項之方法，其中該照明光束之該第二部分聚焦至該偵測平面上使得每一偵測器元件接收對應於該複數個子光束中之一單一子光束之輻射。
  27. 如請求項21至23中任一項之方法，其進一步包含判定該複數個子光束中之每一者之強度。
  28. 如請求項27之方法，其進一步包含在一照明時間週期期間回應於該複數個子光束之該等經判定強度而調整該反射元件陣列之該等反射元件之該定向，以便形成具有一所要空間強度分佈之一照明光束。
  29. 如請求項28之方法，其進一步包含在除了該照明時間週期期間以外的時間調整該反射元件陣列之該等反射元件之該定向，使得與在該照明時間週期期間之平面之範圍相比較，使在成像至該偵測平面上時形成該等子光束並不重疊的該等子光束之一影像之平面之一範圍延伸。
  30. 如請求項29之方法，其進一步包含在除了該照明時間週期期間以外的時間判定該複數個子光束中之每一者之強度。
  31. 如請求項25之方法，其進一步包含在除了該照明時間週期期間以外的時間判定該等反射元件之該定向。
  32. 如請求項21至23中任一項之方法，其進一步包含調整成像至該偵測平面上之該平面。
  33. 如請求項21至23中任一項之方法，其進一步包含根據藉由該偵測器元件陣列進行之量測而將定位於該反射元件陣列上游之一濾光器元件對準，其中該濾光器元件經組態以透射輻射以入射於該反射元件陣列上。
  34. 如請求項33之方法，其進一步包含阻擋該濾光器元件之一或多 個區，以便防止輻射入射於一或多個反射元件上。
  35. 如請求項21至23中任一項之方法，其進一步包含自入射於該偵測平面上之輻射之該強度之該等量測判定關於該反射元件陣列之一反射元件之一疵點。
  36. 如請求項21至23中任一項之方法，其進一步包含：將該照明光束之該第二部分分裂成一第一偵測光束及一第二偵測光束，其中該第一偵測光束經導向至該偵測系統；及聚焦該第二偵測光束使得在一第二偵測平面處形成一第二影像，且其中該第二影像為該複數個子光束在一第二平面中之一影像，該第二平面不同於藉由接收該第一偵測光束之該偵測系統而成像的該平面。
  37. 一種用於一微影裝置之照明系統，其包含：一透鏡陣列，其經組態以接收一輻射光束且將該輻射光束聚焦成複數個子光束；一反射元件陣列，其經組態以接收該等子光束且反射該等子光束以便形成一照明光束；一光束分裂器件，其經組態以將該照明光束分裂成一第一部分及一第二部分，其中該第一部分經導向以入射於一微影圖案化器件上；一聚焦單元，其經組態以將該照明光束之該第二部分聚焦至一偵測平面上使得在該偵測平面處形成一影像，且其中該影像為該複數個子光束之一影像，其中該等子光束彼此並不重疊；及一偵測器元件陣列，其經組態以量測入射於該偵測平面上之輻射之強度。
  38. 一種使一輻射光束成像之方法，該方法包含：提供一輻射光束； 運用一透鏡陣列將該輻射光束聚焦成複數個子光束；運用一反射元件陣列來反射該複數個子光束以便形成一照明光束；將該照明光束分裂成一第一部分及一第二部分；導向該照明光束之該第一部分以入射於一微影圖案化器件上；聚焦該照明光束之該第二部分使得在一偵測平面處形成一影像，其中該影像為該複數個子光束之一影像，其中該複數個子光束之該等子光束彼此並不重疊；及運用一偵測器元件陣列來量測入射於該偵測平面上之輻射之強度。
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