投影系统中的光学失真减少的制作方法

投影系统中的光学失真减少
1.相关申请的交叉引用
2.本延续申请要求2020年3月26日提交的题为“投影系统中的光学失真减少”的美国非临时专利申请第16/831,730号的利益和优先权，该美国非临时专利申请要求2019年3月27日提交的题为“投影系统中的光学失真减少”的美国临时专利申请第62/824,966号的利益和优先权，其全部内容通过引用并入本文中。
3.本技术涉及2020年1月16日提交的题为“光学系统中的放大率补偿和/或光束控制”的美国专利申请第16/745,273号的部分延续，专利申请第 16/745,273号是2018年6月18日提交的题为“光学系统中的放大率补偿和/或光束控制”的美国专利申请第16/011,564号的延续并要求其优先权，该申请现为2020年1月21日颁发的美国专利第10,539,770号，该专利要求2017年6月19日提交的题为“光学系统中的放大率补偿和/或光束控制”的美国临时专利申请第62/522,062号的优先权和利益，这些申请以及专利的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
4.一个或多个实施方式总体涉及投影系统，更具体地，例如，涉及与扫描投影和/或光刻一起使用的投影系统的光学失真减少技术。


背景技术：

5.在半导体制造中，光刻系统通常使用投影系统(例如，包括照明系统和光学系统)将由掩膜形成的图案投影到晶圆或基板上。为了帮助减少集成芯片和封装的尺寸并降低能耗，需要将更小的特征打印到基板上，因此需要提高半导体光刻设备产生的可实现的特征分辨率。可能降低半导体制造中的特征分辨率的一个因素是由光刻中使用的光学系统的一个或多个元件引起的光学失真。


技术实现要素：

6.在一个或多个实施方式中，一种投影系统包括：照明系统，其配置为产生照明辐射，以产生将被投影到所述投影系统的图像平面上的物体的图像。该照明系统可以包括：场省略照明聚光器，其配置为从辐射源接收所述照明辐射并提供图案化的照明辐射光束，以产生所述物体的图像，其中所述图案化的照明辐射光束包括省略的照明部分，该省略的照明部分对应于布置在所述投影系统的光路中的屋脊棱镜的脊线。
7.在一个或多个实施方式中，一种方法包括：由投影系统的照明系统产生照明辐射，用于产生将被投影到投影系统的图像平面上的物体的图像；由所述照明系统的场省略照明聚光器接收所述照明辐射；由所述场省略照明聚光器提供图案化的照明辐射光束，以产生所述物体的图像，其中所述图案化照明辐射光束包括省略的照明部分，该省略的照明部分对应于布置在所述投影系统的光路内的屋脊棱镜的脊线。
8.本公开的范围由权利要求书限定，这些权利要求书通过引用被并入本部分。通过
考虑到一个或多个实施方式的以下详细描述，本领域的技术人员将对本公开的实施方式及其额外优点的实现有更完整的理解。将参照首先进行简要描述的附图。
附图说明
9.图1示出了根据本公开的一个或多个实施方式的光学系统。
10.图2a和图2b示出了根据本公开的一个或多个实施方式的对称放大透镜组、不对称放大透镜组以及相关的安装系统和致动器系统。
11.图3a至图3c示出了根据本公开的一个或多个实施方式的对称放大透镜组的透镜的相对定位的实施例。
12.图4a示出了根据本公开的一个或多个实施方式的对称放大透镜组的示例性剖视图。
13.图4b示出了根据本公开的一个或多个实施方式的不对称放大透镜组的示例剖视图。
14.图5示出了根据本公开的一个或多个实施方式的光学系统的二透镜组合。
15.图6示出了根据本公开的一个或多个实施方式的不对称放大透镜。
16.图7示出了根据本公开的一个或多个实施方式的光学系统的光束控制透镜。
17.图8示出了根据本公开的一个或多个实施方式的光束控制透镜和相关部件。
18.图9示出了根据本公开的一个或多个实施方式的光刻系统。
19.图10示出了根据本公开的一个或多个实施方式的扫描光刻机或其部分。
20.图11a和图11b示出了扫描光刻机的曝光场的实施例。
21.图12示出了晶圆上各种晶粒的实际和期望的晶粒尺寸和位置。
22.图13a和图13b提供了图12的晶粒的放大图。
23.图14a至图14c示出了根据本公开的一个或多个实施方式的当晶圆移动时，光学系统的光束控制透镜的倾斜。
24.图15a至图15d示出了根据本公开的一个或多个实施方式的扫描仪曝光场的位置和相关的晶圆位置偏移。
25.图16示出了根据本公开的一个或多个实施方式的扫描光刻机。
26.图17示出了根据本公开的一个或多个实施方式的用于扫描光刻机中的屋脊棱镜。
27.图18a和图18b示出了根据本公开的一个或多个实施方式的由包括屋脊棱镜的扫描光刻机产生的曝光场的实施例。
28.图19a和图19b示出了根据本公开的一个或多个实施方式的由包括屋脊棱镜和场省略照明聚光器的扫描光刻机产生的曝光场的实施例，该聚光器配置为减少由屋脊棱镜引起的光学失真。
29.图20a示出了根据本公开的一个或多个实施方式的包括场阻挡光圈插件的场省略照明聚光器，该场省略照明聚光器配置为减少和/或消除由扫描光刻机的屋脊棱镜引起的光学失真。
30.图20b示出了根据本公开的一个或多个实施方式的由包括屋脊棱镜的扫描光刻机和包括场阻挡光圈插件的场省略照明聚光器产生的曝光场的实施例，该场省略照明聚光器配置为减少和/或消除由屋脊棱镜引起的光学失真。
31.图20c示出了根据本公开的一个或多个实施方式的扫描光刻机的屋脊棱镜的照明。
32.图21示出了根据本公开的一个或多个实施方式的用于场省略照明聚光器的场阻挡光圈插件，该插件配置为减少和/或消除由扫描光刻机的屋脊棱镜引起的光学失真。
33.图22a和图22b示出了根据本公开的一个或多个实施方式的用于扫描光刻机的场阻挡光圈插件选择机构。
34.图23示出了根据本公开的一个或多个实施方式的与包括中继透镜系统的场省略照明聚光器相关的光线追踪。
35.图24示出了根据本公开的一个或多个实施方式的由包括场阻挡光圈插件或场省略光管的场省略照明聚光器产生的投影照明之间的空间差异。
36.图25示出了根据本公开的一个或多个实施方式的包括场省略光管的场省略照明聚光器，该场省略照明聚光器配置为减少和/或消除由扫描光刻机的屋脊棱镜引起的光学失真。
37.图26示出了根据本公开的一个或多个实施方式的由场省略光管产生的空间辐照度分布。
38.图27a和图27b示出了根据本公开的一个或多个实施方式的用于扫描光刻机的场省略照明聚光器选择机构。
39.图28示出了根据本公开的一个或多个实施方式的使用包括场省略照明聚光器的扫描光刻机的工艺的流程图。
40.通过参照下面的详细描述来最佳地理解本公开的实施方式及其优点。应该理解的是，类似的附图标记用于识别在一个或多个图中示出的类似元件。
具体实施方式
41.下面的详细描述旨在作为对本技术的各种配置的描述，而不是意图代表本技术可以实践的唯一配置。所附图示并入本文中，并且构成详细描述的一部分。详细描述包括具体细节，目的是提供对本技术的全面理解。然而，对于本领域的技术人员来说，本技术并不局限于本文所述的具体细节，可以使用一个或多个实施方式来进行实践。在一个或多个实例中，为了避免模糊本技术的概念，结构和部件以框图形式示出。本公开的一个或多个实施方式结合一个或多个图示出和/或描述，并在权利要求中阐明。
42.扫描半导体光刻机/系统可以包括投影系统，该系统本身包括光学系统 (例如，wynn
‑
dyson 1:1或单位放大率的光学系统)，该系统将1:1的非旋转掩膜图像投影到基板上。因为该系统是扫描系统，所以掩膜图像必须是非旋转的，以便在掩膜图像被扫描到基板上时不至于被涂抹。产生非旋转掩膜到晶圆图像的光学设计通常包括一对棱镜，其中一个棱镜是直角棱镜，另一个是屋脊棱镜。这种光学设计产生的理想效果是，掩膜和晶圆图像的取向基本相同(例如，在基板上产生直立的图像)，并得益于相对较大的视场和出色的复制分辨率(例如，接近可实现的最大光学特征分辨率)。不幸的是，在这种屋脊棱镜的脊线附近或在脊线处反射的光线常常产生小的衍射效应。靠近屋脊棱镜中心的图像光束被分离并再次组合。屋脊棱镜的90 度表面的任何角度误差都会降低图像质量。即使有完美的屋脊角度，脊线本身也会衍射光线并降低图像质量。虽然精密的光学抛光可以减少这种影响，但实
现起来很费时费力，而且即使是精密抛光，仍然会有小的失真影响。本文所述的实施方式(特别是关于图16至图28)减少和/或消除产生并扫描到基板上的掩膜图像中的这种失真。
43.提供了各种技术以促进光学系统中的放大率补偿和光束控制。可以利用放大率补偿来说明放大率误差，例如由于晶圆上晶粒的不完美放置、晶圆和/或掩膜膨胀和/或其他情况。在一些实施方式中，光学系统可以包括几组透镜，以提供放大率补偿(例如，也称为放大率校正或放大率调整)。用于放大率补偿的几组透镜可以统称为放大率补偿透镜。放大率补偿可用于调整(例如，改变、校正、补偿)光学系统的标称放大率。在这方面，光学系统的标称放大率可以指光学系统的放大率，而没有由放大率补偿透镜提供的任何放大率补偿。在一个方面，由放大率补偿透镜提供的放大率补偿可以简单地称为放大率，因为放大率补偿透镜实际上是向物体提供放大率。如本文所使用的，由放大率补偿透镜提供的放大率可以是正放大率(例如，相对于没有提供放大率的情况下，图像变得更大)、负放大率(例如，相对于没有提供放大率的情况下，图像变得更小)或零放大率(例如，放大率补偿透镜不放大或缩小)。在一个方面，放大率可以指图像平面(例如，也被称为主体平面)上的图像尺寸与物体平面上的物体尺寸的比率。
44.第一组透镜可以沿x方向和与x方向正交的y方向提供相同的放大率补偿。这种放大率补偿可以称为对称放大率补偿或旋转对称放大率补偿。第一组透镜可被称为对称放大透镜组，或可以由对称放大透镜组实施。对称放大透镜组可以包括一个或多个对称透镜，例如一个或多个球面透镜。第二组透镜可以沿x方向和/或y方向提供不同的放大率补偿。这种放大率补偿可以称为单轴放大率补偿或不对称放大率补偿。第二组透镜可以被称为不对称放大透镜组。不对称放大透镜组可以包括一个或多个不对称透镜，例如一个或多个圆柱形透镜。尽管在本公开的各种实施方式中描述的光学系统包括用于对称放大率补偿的一组透镜和用于不对称放大率补偿的另一组透镜，但在其他实施方式中，光学系统可以包括更少的透镜组、额外的透镜组和/或透镜组的不同的组合，以提供对称放大率补偿和/或不对称放大率补偿。例如，在一个实施方式中，光学系统可以包括用于对称放大率补偿的单组透镜(例如，没有用于不对称放大率补偿的透镜组)。
45.每组透镜均可以包括一个或多个透镜(例如，一个或多个凸透镜和/或一个或多个凹透镜)。在一个方面，第一组透镜可以包括三个透镜(例如，也被称为三透镜组合(lens trio))。作为一个实施例，该三个透镜可以包括两个平凹透镜和一个双凸透镜。作为另一个实施例，三个透镜可以包括两个平凸透镜和一个双凹透镜。
46.光学系统可以包括致动器系统，以方便调整由放大率补偿透镜提供的放大率补偿。作为一个实施例，在一组透镜包括两个或更多透镜的情况下，这组透镜提供的放大率补偿可以通过调整该组透镜中至少两个透镜之间的间隙(例如，空气间隙)的大小来调整。在这方面，致动器系统可以移动该组中的一个或多个透镜，以调整间隙的大小。作为另一个实施例，在一组透镜包括单个透镜的情况下，由单个透镜提供的放大率补偿可以通过弯曲(例如，变形)单个透镜来调整，例如通过使用致动器系统施加力。
47.在一个或多个实施方式中，光学系统可以包括一个或多个光束控制元件，以将光束导向图像平面。光束控制元件可以是或可以被称为光束控制透镜、光束控制窗、倾斜透镜、倾斜窗和/或其变体。光束控制元件可以接收穿过第一和第二组透镜传播的光束。
48.利用各种实施方式，可以控制光学系统的放大率，例如远心光学系统。在一些实施
方式中，光学系统可以是或者可以包括半导体光刻系统(例如 wynn
‑
dyson 1:1(例如，单位放大率)扫描投影系统和/或其他光刻图像系统和/或一般任何用于将物体平面的物体的图像投影到图像平面的投影透镜系统)，或者可以是半导体光刻系统和/或一般任何用于将物体平面的物体的图像投影到图像平面的投影透镜系统的一部分。在某些方面，对于物体和图像远心的投影透镜系统，不能通过改变物体或图像的距离来改变放大率。在某些情况下，可以在投影透镜物体远心空间或图像远心空间采用大半径的凸透镜和凹透镜来提供放大率补偿。在投影透镜系统中使用放大率补偿透镜可以调整光学系统提供的放大率。在某些情况下，在投影透镜系统中加入较大半径的放大率补偿透镜对图像性能的影响更小(例如，相对于加入更小的放大率补偿透镜)。可以快速进行放大率补偿和光束控制，以保持通过率，同时减少放大率误差。此外，这种技术允许不对称的放大率补偿，其中对不同方向提供不同的放大率补偿。
49.现在转到附图，图1示出了根据本公开的一个或多个实施方式的光学系统100。然而，并非所有描绘的部件都是必需的，一个或多个实施方式可以包括图1中未示出的额外部件。在不背离本文所阐述的权利要求的精神或范围的情况下，可以对部件的布置和类型进行改变。可以提供额外的、较少的和/或不同的部件。在一个实施方式中，可以利用光学系统100来提供带有光束控制的光学不对称放大率。
50.光学系统100的各种光学部件反射和/或折射入射在光学部件上或穿过光学部件传播的辐射。在某些方面，该辐射是电磁(em)辐射。em辐射一般可以指em光谱中的任何辐射，并可以称为em辐射光束、em束、光、束或其变体(例如，em光束)。术语“光”可以包括可见光、红外光、紫外线(uv)光，或一般的电磁波谱的任何部分。在某些情况下，光学系统100的各种部件的透光表面可以涂覆材料以增加其透光性。另选地和/或另外，光学系统100的各种部件的反射表面可以被涂覆以增加反射率。
51.在一个实施方式中，如图1所示，物体平面105与图像平面110平行，并沿z方向(例如，图1中的垂直方向)与之间隔。物体平面105和图像平面110之间的示例性距离是大约8.58英寸。物体平面105和图像平面 110布置在光学系统100的相对两侧。辐射源(在图1中未示出)可以提供穿过物体平面105并到光学系统100的光束115(例如，电磁辐射)。例如，该辐射源可以是光源，如紫外光源。光束115可以通过光学系统100 的各种部件传播，并作为光束120输出到图像平面110。以这种方式，物体平面105处的物体的图像可以投影到图像平面110上。在其他实施方式中，物体和图像平面相互之间呈限定的角度(例如，物体和图像平面相互之间不平行)。
52.在一个实施方式中，例如，当光学系统100被提供作为光刻系统(例如，半导体光刻系统)的一部分时，可以在物体平面105处提供具有限定在其上的微电子图案(例如，在材料的板/膜上)的网状物(reticle)、掩膜或一般的任何结构作为物体以投影到图像平面110。在图像平面110上可以提供要制造或生产结构的晶圆，以接收微电子图案的投影。在这方面，光束115在物体平面105处通过物体(例如，网状物、掩膜等)传播，并由光学系统100引导到图像平面110。在某些情况下，光学系统100可以对光束115进行放大(例如，正放大或负放大)。在一个方面，放大率可以指图像平面110处的图像尺寸与物体平面105处的物体尺寸的比率。
53.在一些实施方式中，光学系统100包括对称放大透镜组125、不对称放大透镜组
130、光束控制透镜135、棱镜140和145、透镜组件150和镜子155。在某些情况下，图1中的虚线框可以代表光学系统100的外壳。例如，外壳可以包括窗口和/或材料，允许光束115进入(例如，耦合到) 光学系统100。在某些方面，不对称放大透镜组130是可选的，如在此进一步描述的。
54.透镜组件150包括透镜160、165、170和175。透镜160、165、170和 175可以分别是平凸透镜、凹凸透镜、凸凹透镜和半月形透镜。在一个方面，镜子155和透镜160、165、170和175沿光学系统100的光轴定位(例如，安装)。光学系统100的光轴可以指光束可以穿越而不被折射的轴。在一个方面，透镜160、165、170和175由材料制成和/或定位为共同校正色差、场畸变和/或散光。透镜160、165、170和175可以由相同或不同的玻璃类型制成。
55.透镜160具有远离镜子155的平面和面向镜子155的凸面。透镜160 的凸面可以面向透镜165的凹面。在某些情况下，透镜160的凸面可以嵌套到透镜165的凹面中。例如，透镜160和165可以被粘合在一起，形成双合透镜。透镜165具有面向镜子155的凸面。透镜165的凸面的曲率可以小于透镜165的凹面的曲率和小于透镜160的凸面的曲率。
56.透镜170具有远离镜子155并朝向透镜160的凸面和朝向镜子155的凹面。透镜175具有面向镜子155的凸面和远离镜子155并朝向透镜160 的凹面。在某些情况下，透镜175的表面的曲率小于透镜165的曲率和透镜170的表面的曲率。
57.镜子155具有凹面180，该凹面以光学系统100的光轴为中心，面向透镜160。凹面180可以是球形的或略带非球形的(例如，也被称为基本球形)。凹面180可以是略带球面的(例如，略带椭圆)，以帮助校正大视场的高阶色差。在一个方面，凹面180和透镜组件150的透镜160、165、 170和175的形状以及它们的定位/布置可以促进色差的校正。需要注意的是，上述内容提供了透镜160、165、170和175的示例特征。可以利用其他透镜和/或透镜特征的组合。在一个实施方式中，透镜160、165、170和 175可以是球面或非球面。戴森透镜的其他实施方式对于本领域的技术人员来说是已知的，并且可以与本公开中描述的确定的放大率和光束控制一起使用。
58.棱镜140(例如，也被称为屋脊棱镜)和棱镜145(例如，也被称为折叠棱镜)在物体平面105和图像平面110之间。物体平面和棱镜140的顶面之间的示例性距离是大约1.41英寸。在某些情况下，如图1所示，棱镜 140和145彼此相邻并安装到透镜160。在这方面，棱镜140和145与透镜160离镜子155较远的一侧相邻。棱镜140和145各自具有与透镜160 的平面相邻的平面。棱镜140和145的这个平面位于垂直于物体平面105、图像平面110以及透镜组件150和镜子155的光轴的平面内。
59.棱镜140具有顶点边缘142，该边缘向物体平面105延伸，与物体平面105成45
°
角，与透镜160的平面成45
°
角。棱镜140具有屋脊表面，该屋脊表面是平面的并延伸到顶点边缘142。屋脊表面可以相互成90
°
角。棱镜145有一个平行于并面向物体平面105的平面。屋脊。棱镜145有与物体平面105和图像平面110成45
°
角的面147。面147垂直于包含棱镜 140的顶点边缘142的平面以及物体平面105和图像平面110。面147和棱镜140的顶点边缘142相对于彼此，在朝向镜子155的方向上是会聚的。棱镜140和145一般在物体平面105和图像平面110之间的一半左右的且平行于物体平面105和图像平面110的平面上彼此相邻。在某些情况下，如图1所示，棱镜140和145有一个平坦的表面，在这个半途点上彼此相邻。
60.棱镜140和145以及透镜160、165、170和175的大小适当(例如，足够大)，以接收并
通过将从物体平面105投影到图像平面110的特定的场大小和形状。可以利用对称放大透镜组125和不对称放大透镜组130来提供一个特定的场大小和形状。在图1中，对称放大透镜组125被安置在物体平面105和棱镜140之间，不对称放大透镜组130被安置在棱镜145 和图像平面110之间。对称放大透镜组125可以放大从物体平面105收到的光束115。不对称放大透镜组130可以放大通过棱镜145的光束，将光束120提供给图像平面110。在光学系统100中没有提供不对称放大透镜组130的情况中，棱镜145可以向图像平面110提供光束120。例如，在没有不对称放大透镜组130的实施例中，图1的其余部件可以保持如图 1所示，只是棱镜145的表面面对光束控制透镜135的表面，并且棱镜145 通过光束控制透镜135向图像平面110提供光束120。
61.对称放大透镜组125提供沿x方向和y方向的对称放大率补偿。对称放大透镜组125包括透镜125a
‑
c。透镜125a
‑
c可以是，或者可以共同提供一个或多个球面透镜。在一个实施方式中，透镜125a、125b和125c 可以分别是平凹透镜、双凸透镜和平凹透镜。在另一个实施例中，透镜125a、 125b和125c可以是一个平凸透镜、双凹透镜和凸面透镜。在一个方面，透镜125a
‑
c中的至少一个可以由与光学系统100相关的致动器系统(在图1中未示出)移动(例如，通过平移运动)，以调整由对称放大透镜组 125提供的对称放大率补偿。例如，致动器系统可以作为光学系统100的一部分提供，或以其他方式与光学系统100耦接。在某些情况下，透镜125a
‑ꢀ
c中的一个或两个是可移动的，而其余的透镜125a
‑
c则打算保持固定就位。在另一个实施方式中，所有透镜125a
‑
c都是可移动的。
62.不对称放大透镜组130提供沿x
‑
或y
‑
方向的一个或两个方向的放大率补偿调整。不对称放大透镜组130包括透镜130a
‑
c。透镜130a
‑
c可以是，或者可以共同提供一个或多个圆柱形透镜。在一个实施方式中，透镜 130a、130b和130c可以是平凸透镜、凹凸透镜和凸面透镜。在另一个实施方式中，透镜130a
‑
c可以分别是平凹透镜、双凸透镜和凹面透镜。透镜130a
‑
c的最厚部分可以是2毫米到10毫米左右。在一个实施方式中，透镜130a
‑
c可以使用圆形、方形或矩形玻璃制作。在某些情况下，矩形的外部形状可能更容易生产和对准。在一个方面，透镜130a
‑
c中的至少一个可由与光学系统100相关的致动器系统移动(例如，通过平移运动)，以调整由不对称放大透镜组130提供的不对称放大率补偿。在一些情况下，透镜125a
‑
c中的一个或两个是可移动的，而其余的透镜130a
‑
c旨在保持固定就位。在另一个实施方式中，所有透镜130a
‑
c都是可移动的。
63.在一个方面，由不对称放大透镜组130提供的不对称放大率补偿范围可以比由对称放大透镜组125提供的对称放大率补偿范围小(例如，可以设计为更小)，因为较大的不对称放大率补偿可能影响系统散光。作为一个实施例，对称放大透镜组125可以用来提供沿x方向和y方向的
‑
250ppm 到 250ppm的对称放大率补偿范围，而不对称放大透镜组130可以用来提供沿x方向或y方向的一个或两个方向的
‑
50ppm到 50ppm的放大率补偿范围。在一个方面，正的放大率补偿提供了放大率的增加(例如，相对于没有放大率补偿透镜的情况)，负的放大率补偿提供了放大率的减少，而零的放大率补偿保持了放大率。在这个实施例中，光学系统100可以提供约
±
250ppm的对称补偿范围和约
±
50ppm的单轴补偿范围。
64.在一个方面，对称放大透镜组125可以是，或者可以被认为是两对透镜。例如，第一对透镜之间的间隙(例如空气间隙)的大小可以提供0到 250ppm的放大率补偿范围，而第二对透镜之间的间隙的大小可以提供
‑ꢀ
250ppm到0的放大率补偿范围。在这方面，第一对透
镜可以包括透镜125a 和125b，而第二对透镜可以包括透镜125b和125c。
65.可选地，光束控制透镜135可以接收不对称放大透镜组130的输出，并将光束120引导到图像平面110。在一些情况下，光束控制透镜135可以有一个可调节的倾斜度，以引导光束120沿x和/或y方向(例如，相对于没有光束控制透镜135的情况)。在光学系统100中不提供不对称放大透镜组130的情况中，棱镜145可以将光束120提供给光束控制透镜135，并且光束控制透镜135可以将光束120引导到图像平面110。
66.光学系统100的光路是指从物体平面105提供的光束115在横穿光学系统100时采取的路径，以作为输出光束120被引导到图像平面110上。需要注意的是，光束115的强度可能会被衰减，例如通过吸收和/或散射损失，因为光束115横穿光路，通过沿光路的各种部件(例如透镜、镜子)，和/或撞击到镜子表面。
67.在横穿光学系统100的光路时，光束115在物体平面105处通过物体，并进入光学系统100。在进入光学系统100后，光束115穿过对称放大透镜组125。对称放大透镜组125可以对光束115进行对称放大率补偿。由此产生的光束离开对称放大透镜组125，穿过棱镜140，并被棱镜140反射，例如在不同的方向被顶点边缘142反射。由棱镜140反射的光束依次通过透镜160、165、170和175，并击中镜子155的凹面180的不同部分。镜子155的凹面180反射入射光束。被凹面180反射的光束依次通过透镜 175、170、165和160并到达棱镜145，随后棱镜145将光束引向不对称放大透镜组130。不对称放大透镜组130可以对光束进行不对称放大率补偿。由此产生的光束可以提供给光束控制透镜135，由光束控制透镜135引导到图像平面110。光束控制透镜135的输出是光束120，它可以被认为是光学系统100的输出光束。
68.需要注意的是，图1说明了棱镜140和145、透镜组件150的透镜160、 165、170和175以及镜子155的示例性组合及其布置(例如，相对于物体平面105和图像平面110)。在某些情况下，在光学系统100中可以采用较少、较多和/或不同的部件。作为一个实施例，尽管对称放大透镜组125和不对称放大透镜组130各自被描述为具有三个透镜，但对称放大透镜组125 和不对称放大透镜组130可以各自具有不同于图1中描述的三个透镜的数量的透镜，例如一个透镜、两个透镜或三个以上的透镜。对称放大透镜组 125可以有不同于不对称放大透镜组130的透镜数量。作为另一个实施例，在某些情况下，光束控制透镜135在光学系统100中没有采用。作为另一个实施例，透镜组件150的透镜160、165、170和175中的一个或多个没有被采用在光学系统100中。
69.在光学系统中可以采用部件和/或其布置的其他组合。作为一种变化，棱镜140和145的位置可以反转而不影响棱镜140和145的操作。作为另一种变化，对称放大透镜组125和/或不对称放大透镜组130可以设置在与图1所示不同的位置。例如，在一个实施方式中，对称放大透镜组125可以放在棱镜140和透镜160之间。在另一个实施方式中，透镜组125和130 可以放置在透镜160和棱镜140和145中的一个或两个之间。在另一个实施例中，透镜组125和130的位置可以与图1所示的位置相反，或者大体上位置相反，使透镜组130比透镜组125放在光路的较早位置处。在这个实施例的变型中，不对称放大透镜组130可以放在棱镜140上方，对称放大透镜组125可以放在棱镜145下方。换句话说，不对称放大透镜组130 在光路中比棱镜140更早的位置处，而对称放大透镜组125在光路中比棱镜145更晚的位置处。在另一种配置中，透镜组125和130可以组合成一个透镜组，并放置在前面限定的任何位置。在相对于棱镜140和145以及透镜160放置透镜组125和/或130时，可以利用这些实施例的各
种组合和 /或其他布置。美国专利第5,559,629号中提供了部件组合和/或其布置的其他实施例，该专利通过引用全部并入本文。
70.尽管图1的光学系统100示出了一个实施方式，其中物体平面105与图像平面110平行，但在另一个实施方式(未示出)中，物体平面105和图像平面110不相互平行。在这样一个实施方式中，棱镜140最靠近物体平面105的面与物体平面105平行，棱镜145最靠近图像平面110的面与图像平面110平行。棱镜140和145最靠近透镜160的面是平行的。在这样的实施方式中，例如，棱镜140和145都可以是内部反射的折叠棱镜。
71.图2a和2b示出了根据本公开的一个或多个实施方式的光学系统100 的对称放大透镜组125和不对称放大透镜组130以及相关的安装系统和致动器系统的视图。然而，并非所有描述的部件都是必需的，一个或多个实施例可以包括图2a和2b中未示出的额外部件。在不偏离本文所述的权利要求的精神或范围的情况下，可以对部件的布置和类型进行改变。可以提供额外的、较少的和/或不同的部件。为了说明问题，光学系统100的其他部件，如棱镜140和145以及透镜160、165、170和175，没有在图2a和2b中示出。如图2a和2b所示，光学系统100可以包括一个壳体202(例如，也称为外壳)，图1中所示的各种部件和相关的安装系统和致动器系统被安置在其中。
72.安装系统可包括结构特征/部件(例如，螺钉、粘合剂、夹子、接收接口等)，以帮助支持(例如，固定到位)透镜组125和130(以及可能的光学系统100的其他部件)。致动器系统可包括致动器205、致动器210、致动器控制器215、反馈装置220和反馈装置225。致动器205可以配置为移动对称放大透镜组125的一个或多个透镜。例如，对称透镜组125的一个、两个或全部三个透镜可以由致动器205移动，而对称透镜组125的其余透镜(如果有的话)保持固定就位。同样地，致动器210可以配置为移动不对称透镜组130的一个或多个透镜。致动器控制器215可以接收信息，并根据接收到的信息为致动器205和210产生控制信号。反馈装置220和 225可以各自是、可以各自包括编码器；电容式、电感式或激光传感器；应变仪；和/或一般是任何可用于在运动之前、期间和之后分别验证透镜 125a
‑
c和130a
‑
c的位置的装置，或者可以是其一部分。在这方面，致动器控制器215和反馈装置220和225可以串联操作(例如，交换适当的信息)，以帮助确保透镜125a
‑
c和130a
‑
c在一个或多个透镜125a
‑
c和一个或多个透镜130a
‑
c的运动之前、期间和之后处于适当位置。
73.在一个实施方式中，致动器控制器215可以接收与掩膜和晶圆的相对位置有关的信息。在光刻系统中，掩膜和晶圆的图像可由摄像系统捕获，以确定掩膜(例如，掩膜的图案)在晶圆上的预期投影。预期投影可用于确定从预期投影调整到所需投影所需的放大率补偿和/或光束控制。例如，如果在晶圆上的一个或多个位置拍摄的晶圆目标的图像比掩膜目标离晶圆中心更远，那么晶圆被确定为具有正的放大率，可以应用适当的正放大率和转向。如果晶圆目标的图像比掩膜目标更接近晶圆中心，那么晶圆就被确定为具有负的放大率，可以应用适当的负放大率和转向。应该注意的是，上述实施例被定义为掩膜没有放大率偏差的情况。在掩膜有放大率偏差的情况下，则可以应用适当的计算方法来提供所需的放大率。一般来说，期望的是打印的掩膜图像与离开的晶圆图像的放大率相匹配(称为零放大率或零放大)，这样新打印的特征就能在晶圆的所有元素上正确地叠加到以前打印的特征上。在这方面，利用各种实施方式，可以根据需要打印零放大率、正放大率或负放大率。此外，晶圆目标相对于掩膜目标的位置偏移可以用光束控制来校正。
74.在某些方面，在晶圆上相对于掩膜进行多点检查以确定适当的对准。在某些情况下，对于对称放大率补偿，最少需要两个点来确定是否应利用对称放大率补偿，而对于不对称放大率补偿，可能需要至少三个点，最好是四个点进行检查，以确定是否应该利用不对称放大率补偿。然而，可以对晶圆上的更多点进行检查，以获得总体上更好的对准和放大率性能。
75.光束控制或微晶圆定位的另一个用途可用于补偿在对准程序中识别的掩膜和晶圆之间的小的平移和/或旋转差异。例如，如果晶圆相对于掩膜平移，晶圆可以被重新定位到掩膜的正下方，或者可以利用光束控制来补偿偏移。这种重新定位和/或光束控制也可适用于旋转差异。它也可以应用于在x方向和y方向上需要不同校正的情况下进行对准。
76.在一些情况下，控制信号可以指示要由透镜组125和/或130提供的放大率补偿。在这些情况下，致动器205和210可以确定(例如，使用处理器)移动一个或多个可移动透镜的距离，以实现控制信号中指示的放大率补偿，并通过确定的距离移动适当的透镜。在其他情况下，另选地和/或组合地，控制信号可以直接向致动器205和/或210指示移动其各自透镜组的一个或多个可移动透镜的距离。
77.如前所述，投影到图像平面110上的图像的放大率的变化可以通过调整对称放大透镜组125和不对称放大透镜组130中的一个或两个来实现。图3a至3c示出了根据本公开的一个或多个实施方式的对称放大透镜组 125的透镜125a
‑
c的相对位置的实施例。在图3a至3c中，透镜125a
‑ꢀ
b保持固定就位，而透镜125c可沿光的传播方向305(例如，z方向)移动。
78.图3a至3c中的虚线310描绘了通过对称放大透镜组125的光轴的一部分光305的光路。对称放大透镜组125的透镜125a
‑
c被定位为使其各自的光轴重叠。通过对称放大透镜组125的光轴的一部分光305没有被透镜125a
‑
c折射(例如，弯曲)。图3a至3c中的虚线315与光轴平行并沿x方向位移了一段距离r。图3a、3b和3c中的实线320、325和330，从z方向上看，分别是进入透镜125a的一部分光305的光路，与线310 的距离为r。
79.为了调整由对称放大透镜组125提供的放大率补偿，在透镜125a的最上表面和透镜125c的最下表面之间的距离(在图3a、3b和3c中分别表示为d
a
、d
b
和d
c
)通过沿z方向移动透镜125c(例如，通过致动器) 来调整，同时透镜125a和125b被固定就位。作为一个实施例，在图3a
‑ꢀ
3c中，d
a
<d
b
<d
c
。在其他情况下，另选地和/或另外地，透镜125a和/ 或125b可以移动以调整透镜125a的最上表面和透镜125c的最下表面之间的距离。在某些情况下，较少数量的可移动透镜可能与减少数量的致动器和/或复杂性有关。
80.在图3a至3c中，由于本示例中只有透镜125c是可移动的，不同的距离d
a
、d
b
和d
c
归因于透镜125b和125c之间不同的间隙大小(例如，空气间隙大小)。对于具有远离光轴的光路的光束，即由线310表示的光轴，透镜125a和125b会折射光束。相对于线315，光束的光路(由实线320、325和330所示)在离开透镜125b后的光路部分相互偏离，因为透镜125b和125c之间的间隙不同，光束要穿过。在图3a中，一束光离开透镜125b并向线315汇聚，但没有到达线315。在透镜125c的输出处，线310和线320之间的距离用r
a
表示。在这方面，透镜125b和125c之间的间隙导致r<r
a
，这表明对称放大透镜组125增加了放大率。放大率的增加可以被称为正的放大率补偿。
81.在图3b中，一束光离开透镜125b，向线315汇聚，并与线315重合。在透镜125c的输出处，线310和线325之间的距离用r
b
来表示。在这方面，透镜125b和125c之间的间隙导致r
＝r
b
，这表明对称透镜组125没有提供放大率(例如，提供零放大率补偿)。在图3c中，光束离开透镜125c，向线315汇聚，然后通过线315。在透镜125c的输出端，线310和线330 之间的距离用r
c
表示。在这方面，透镜125b和125c之间的间隙导致r>r
c
，这表明对称放大透镜组125降低了放大率。放大率的降低可以通过负的放大率补偿来量化。
82.尽管图3a
‑
3c的描述是参照对称放大透镜组125的透镜125a
‑
c，类似的描述一般适用于不对称放大透镜组130的透镜130a
‑
c。
83.图4a示出了根据本公开的一个或多个实施方式的透镜125a
‑
c的示例横截面图。图4b说明了根据本公开的一个或多个实施方式的透镜130a
‑ꢀ
c的示例横截面图。
84.在一个实施方式中，放大透镜组(例如，125，130)可以被设计成使得放大透镜组可以选择性地将可控的功率量添加到光学系统(例如，100) 中，以改变与光学系统相关的放大率，正如本领域的普通技术人员所理解的。作为一个实施例，对于由两个透镜组成的薄透镜组，薄透镜功率的组合(表示为)可以计算如下：
[0085][0086]
其中是第一透镜功率，是第二透镜功率，d是第一和第二透镜之间的距离。如果那么因此，在这种情况下，当透镜间隙(如透镜气隙)为零(即d＝0)时，薄型放大透镜组的功率为零。当透镜间隙增加时，放大透镜组的功率就会增加。
[0087]
由于d是一个正值，该放大透镜组产生了正功率。在一个方面，为了使放大透镜产生正的放大率校正或负的放大率校正，可以采用另一个具有相反(例如，和相等)透镜功率的薄透镜组，所以两个透镜组的放大透镜组功率如下：
[0088][0089]
其中d1是第一薄透镜组的两个透镜之间的距离，d2是第二薄透镜组的两个透镜之间的距离。当d1＝d2时，当d1>d2时，当d1<d2时，在这种情况下，放大透镜组有四个薄透镜。如果中间的两个透镜被组合成双凸或双凹透镜，那么这四个薄透镜可以是三个透镜。在一个实施例中，放大透镜组125和/或130可以包括上面提供的第一和第二薄透镜组。例如，对于放大透镜组130，距离d1可以代表透镜130a和130b之间的间隙，而距离d2可以代表透镜130b和130c之间的间隙。
[0090]
在前述情况下，在其他情况下，(例如，第一透镜功率与第二透镜功率的大小不相等)。在这些情况下，当时，当时，当时，
[0091]
在某些情况下，具有更多透镜的放大透镜组可以允许更大的放大率校正范围(例如，也被称为放大率补偿范围)。在这方面，当需要更大的放大率校正范围时，例如放大率校正范围在
±
250ppm左右或更宽时，可以在放大透镜组中利用三个、四个或更多的透镜。例如，放大透镜组125包括透镜125a
‑
c，在某些情况下可以提供约
±
250ppm的放大率校正范围。在一些情况下，当放大率校正一般在相对较小的范围内时，例如放大透镜校正范围在70ppm左右或以下(例如，在
‑
70ppm和 70ppm之间，在
‑
70ppm和 0之间，在0和 70ppm之间，等
等)，可以选择放大透镜组中的两个透镜。例如，四透镜组中的额外透镜(例如，相对于两透镜组)可能会给光学系统带来额外的失真。因此，对于一个较小的期望放大率校正范围，可以使用较少的透镜，这样失真就比较小。
[0092]
在一个实施方式中，光学系统100(和/或其他光学系统)可以在步进光刻工具或扫描光刻工具中利用。例如，光学系统100可以被运用在用于步进器或扫描器的戴森透镜系统上。在一个方面，当在步进器上使用时，一次就能曝光全场。在步进器中，该场通常有一个矩形的形状。对称放大透镜组125和不对称放大透镜组130可用于调整场的放大率(例如，对场进行放大率补偿)。当场被步进到下一个部位时，步进距离会发生变化，以实现整个晶圆的放大。在步进工具中，视场(fov)比晶圆小，所以步进工具在晶圆上步进fov。每一步都被认为是一个站点。在某些情况下，当在步进工具中使用这种放大率调整时，放大率可以被设置为整个晶圆的平均放大率。在其他情况下，当在步进工具中使用这种放大率调整时，放大率设置可以调整为被曝光的场的平均放大率，并且放大率设置可以随着晶圆从一个站点移动到另一个站点而被调整。
[0093]
可利用不对称放大透镜组130来实现不对称放大。不对称放大透镜组 130可以被定向，以提供沿扫描仪fov的一个轴的放大率补偿(例如，在 x方向或y方向的放大率补偿)。在一个实施方式中，不对称放大透镜组 130被定向，以创造垂直于扫描方向的不对称的放大率。例如，扫描方向可以是x
‑
方向，而放大率补偿可以在y
‑
方向上应用。
[0094]
在操作中，对称放大透镜组125可以在整个扫描仪的fov的x方向和y方向提供对称的放大率补偿，而不对称放大透镜组130可以在y方向提供放大率补偿。对称放大率补偿的示例范围可以是
±
250ppm左右，而不对称放大率补偿的示例范围可以是
±
50ppm左右(例如，在y方向)。在这方面，可以实现 250ppm和
‑
250ppm之间的任何对称放大率补偿，并且可以实现 50ppm和
‑
50ppm之间的任何不对称放大率补偿。这些示例范围提供了以下极端，其中x和y是光学系统100的标称x方向放大率和标称y方向放大率(例如，在x方向和y方向的零放大率补偿)。
[0095]
极端1：最大对称放大率补偿 最大不对称放大率补偿
[0096]
x 250ppm,y 300ppm
[0097]
极端2：最大对称放大率补偿 最小不对称放大率补偿
[0098]
x 250ppm,y 200ppm
[0099]
极端3：最小对称放大率补偿 最大不对称放大率补偿
[0100]
x
‑
250ppm,y
‑
200ppm
[0101]
极端4：最小对称放大率补偿 最小不对称放大率补偿
[0102]
x
‑
250ppm,y
‑
300ppm
[0103]
在某些情况下，可以利用对光学和机械设计的小修改来调整对称放大率和/或不对称放大率的数量，而不改变光学系统的主要设计。例如，可以利用对光学和机械设计的小修改来增加或减少对称和不对称放大的数量而不改变主要设计。这种小的修改可以包括调整放大率补偿透镜的半径和增加或减少透镜的行程。在某些情况下，可以实现设计的放大率的两到三倍的量级。
[0104]
尽管图1至图4是参照两个各具有三个透镜的透镜组来描述的，但每组透镜可以具有比图1至图4中所示更少、更多和/或不同的透镜。此外，虽然图1至图4提供了示例性实施
方式，其中一组透镜可配置为(例如，设计为)提供对称放大，另一组透镜可配置为提供不对称放大，但在其他实施方式中可利用更多和/或不同的透镜组来提供对称和/或不对称放大。作为一个实施例，在另一个实施方式中，光学系统可以包括两个不对称的圆柱形透镜组件。在某些情况下，这样的光学系统最好将两个透镜组相互正交对准，其中一组透镜沿x方向放大
±
250ppm，第二组透镜沿y方向放大
±
250ppm。
[0105]
图5示出了根据本公开的一个或多个实施方式的光学系统的二透镜组合500。该二透镜组合500包括透镜505和透镜510。透镜505和510可以对准，以便透镜505和510共享一个光轴。透镜505和510沿z方向分开(例如，通过空气)距离d。在图5中，二透镜组合500形成一个对称的放大透镜组，以提供旋转对称的放大率补偿。作为一个实施例，透镜505 和510可以分别是一个平凸透镜和一个平凹透镜。在一个实施方式中，二透镜组合500可以作为图1中所示的对称放大透镜组125使用。
[0106]
虚线515描述了光束通过二透镜组合500的光轴(例如，透镜505和 510的光轴)的光路。虚线520与光轴平行并沿x方向从光轴位移了一段距离r。实线525描述了在离线515的距离r处进入透镜505的光束的光路，在通过透镜505和510之间的气隙时向线515汇聚，并在离光轴的距离r1＝r
‑
(δx/δy)处穿过透镜510。由于r>r1，二透镜组合500降低了放大率(例如，提供负的放大率补偿)。为了调整由二透镜组合500提供的放大率补偿，透镜505或透镜510中的一个或两个可以移动。例如，透镜 505和/或510可以由致动器系统的一个或多个致动器沿z方向移动，以调整透镜505和510之间的距离d。
[0107]
在一个方面，由于只有一个间隙，图5的二透镜组合500产生负的或正的放大率补偿。这种放大率补偿可以如前面定义的的情况(例如，第一透镜功率与第二透镜功率的大小不相等)实现。也就是说，在这种情况下，当时，当时，当当时，当透镜505和510有不同的半径时，两个透镜组的放大率(表示为)可以在透镜505和510之间的间隙d的不同值中从正数变为负数。在某些情况下，使用二透镜组合可能比使用三透镜组合或三个以上的透镜更便宜和/或导致产品更简单。
[0108]
尽管图5的二透镜组合500形成了对称的放大透镜组，但光学系统可以采用二透镜组合来实现不对称的放大透镜组，替代地和/或附加地采用二透镜组合500。在这方面，对称放大透镜组中的透镜数量可以是相同的，也可以与不对称放大透镜组中的透镜数量不同。光学系统中使用的透镜数量可以基于诸如成本、制造复杂性、性能规格和/或其他因素考虑。在一些情况下，一个二透镜组合可能与较低的货币成本和制造复杂性有关(例如，与有三个或更多透镜的透镜组相比)。在某些情况下，当对称放大透镜组和不对称放大透镜组各自包括一个二透镜组合时，掩膜可能会因不对称而尺寸不足和/或尺寸过大。例如，相对于参照尺寸的掩膜，掩膜可以在掩膜的不同部分以不同的因素而尺寸不足和/或尺寸过大。
[0109]
在一个实施方式中，不对称放大透镜组可用于仅沿一个方向(例如， x轴或y轴)提供不对称放大率补偿，并且仅提供正放大率补偿或负放大率补偿中的一个。例如，具有两个透镜的不对称放大透镜组可用于对其中一个轴进行0至 50ppm或0至
‑
50ppm的任何修正，而
对于具有三个(或更多)透镜的不对称放大透镜组来说，对其中一个轴进行
‑
50ppm至 50ppm 的任何修正。在某些情况下，使用两个透镜可能更容易制造(例如，双透镜系统的每个透镜可以做得更厚)。在某些情况下，二透镜组合可以旋转，以允许沿一个轴线进行放大率补偿。例如，在二透镜组合的一个方向上，二透镜组合可以只沿x轴提供不对称的放大率校正。这个二透镜组合可以旋转90
°
，只沿y轴方向提供放大率校正。
[0110]
在一些实施方式中，不对称放大透镜组130的透镜130a、130b和130c 可以是平凸圆柱体透镜、凹凸圆柱体透镜和凸面透镜，透镜130a
‑
c的最厚部分约为2毫米至10毫米。在一个方面，可以采用单个透镜来代替透镜 130a、130b和130c。图6示出了根据本公开的一个或多个实施方式的不对称放大透镜600。在一个实施方式中，不对称放大透镜组130可以是不对称放大透镜600。在其他实施方式中，不对称放大透镜组130可以包括不对称放大透镜600以及一个或多个其他透镜。
[0111]
不对称放大透镜600可以是平视窗，如图6中所示。致动器可以弯曲不对称放大透镜600，使平视窗变形为凹凸透镜，该凹凸透镜可以产生放大率补偿(例如，沿其弯曲轴)。根据不对称放大透镜600的弯曲方向，不对称放大透镜600可以产生正或负的放大率补偿。在一些情况下，不对称放大透镜600可以根据需要在x方向、y方向或两者中选择性地弯曲(例如，变形)，以便在x方向或y方向中的一个或两个方向上创造所需的放大率补偿(例如，不对称放大率补偿)。
[0112]
在一个方面，可以提供致动器系统来控制由不对称放大透镜600提供的放大率。该致动器系统可以包括致动器620、致动器控制器625和反馈装置630。致动器620可以配置为在不对称放大透镜600上沿设定的方向施加力，以根据由致动器控制器625提供给致动器620的控制信号在x方向、y方向或两者上提供放大率补偿。致动器控制器625可以接收信息并根据接收的信息为致动器620产生这些控制信号。该信息可以指示由不对称放大透镜600提供的期望放大率。在某些情况下，由致动器控制器625 产生的控制信号可以指示要由致动器620施加在不对称放大透镜600上的力(如果有的话)和施加该力的方向。通过在不对称放大透镜600上施加力，致动器620可以使不对称放大透镜600提供所需的放大率。反馈装置 630可以是，可以包括，或者可以是编码器；电容式、电感式或激光传感器；应变仪；和/或一般来说，可以用于在致动器620施力之前、期间和/或之后验证不对称放大透镜600的配置(例如，弯曲量、弯曲方向、相关放大率)的任何装置。在这方面，致动器控制器625和反馈装置630可以串联操作(例如，交换适当的信息)，以帮助确保不对称放大透镜600被正确配置。在某些情况下，致动器620或其他致动器可以旋转不对称放大透镜 600，以另选或补充弯曲不对称放大透镜600，从而在x方向、y方向或两者中实现期望的放大率补偿。
[0113]
例如，不对称放大透镜600可以由致动器620弯曲(例如，基于来自致动器控制器625的适当的控制信号)以提供透镜605，当光在与弯曲方向相反的方向上传播时引起正的放大率补偿。作为另一个实施方式，不对称透镜600可以由致动器620弯曲，以提供透镜610，当光在与弯曲方向相同的方向上传播时，引起负的放大率补偿。当不对称放大透镜600没有弯曲时，不对称放大透镜600不提供放大率补偿。在一个方面，使用单个透镜，如不对称放大透镜600，可能涉及机械设计和/或控制的复杂性(例如，与弯曲有关)，并可能允许更容易制造、更小的光学厚度，并在光学系统中占据更少的空间。在某些情况下，另选地和/或另外地，可以利用一个可以变形以提供对称正放大率补偿或对称负放大率补偿的单一对称放大
透镜作为对称放大透镜组。
[0114]
图7示出了根据本公开的一个或多个实施方式的光学系统100的光束控制透镜135。光束控制透镜135也可以被称为倾斜透镜。光束控制透镜 135可以适当地倾斜(例如，由致动器系统的致动器)，以将光束重定向到期望的位置(例如，在图像平面110上)。例如，光束控制透镜135可以耦合到致动器系统，该系统可以控制光束控制透镜135的倾斜。该致动器系统可以包括致动器705、致动器控制器710和反馈装置715，其可以以与图 2a、图2b和图6的相应致动器系统相同或类似的方式实施。倾斜可以由一个或多个角度表示。角度α可以提供沿x方向的倾斜量。在图7中，光束控制透镜135的倾斜导致光束的位移，相对于光束控制透镜135不倾斜的情况下，光束的位移为距离(δx/δy)。如图7所示，光束控制透镜135 的位移是基于光束控制透镜135的倾斜角度和光束控制透镜135的尺寸 (例如，光束控制透镜135内的距离，光束需要通过该距离传播)。
[0115]
图8示出了根据本公开的一个或多个实施方式的光束控制透镜800和相关部件。然而，并非所有描绘的部件都是必需的，一个或多个实施方式可以包括未在图8中示出的额外部件。在不背离本文所述的权利要求的精神或范围的情况下，可以对部件的布置和类型进行改变。可以提供额外的、较少的和/或不同的部件。在一个实施方式中，光学系统100可被用来提供带有光束控制的光学不对称放大率。在一个实施方式中，光束控制透镜800 可以是光束控制透镜135。
[0116]
光束控制透镜800可以被支撑在环形外壳805和825中。环形壳体 805具有枢轴810，允许光束控制透镜800在第一方向(例如x方向)上旋转。挠性构件812与环形外壳805连接。线性驱动装置815包括音圈致动器820、球滑组件(未示出)和线性编码器。音圈致动器820可与挠性构件812联接，并可通过线性轴使挠性构件812位移，以引起光束控制透镜800的旋转。线性驱动装置815的线性编码器可以向音圈致动器820和 /或球滑组件提供反馈，以控制由线性驱动装置815实现的光束控制透镜 800的位移和/或旋转。
[0117]
光束控制透镜800的环形外壳825可以促进光束控制透镜800在第二轴上的倾斜。例如，第二轴可以是与第一轴正交的。环形外壳825与环形外壳805联接。环形外壳825具有枢轴830。枢轴830附接到挠性构件835 和线性驱动装置840。线性驱动装置840包括音圈致动器845、球形滑轨部件(未示出)和线性编码器850。音圈致动器845可与挠性构件835联接，并可通过线性轴使挠性构件835位移，以导致光束控制透镜800的旋转。线性编码器850可以向音圈致动器845和/或线性驱动装置840的球滑组件提供反馈，以控制由线性驱动装置840实现的光束控制透镜800的位移和 /或旋转。
[0118]
尽管图8示出了光束控制透镜和相关部件(例如，用于机械地位移和 /或旋转光束控制透镜)的一个实施例，但可以采用其他光束控制透镜和/或相关部件。例如，音圈致动器820和/或845可以用机械或气动线性致动器和/或压电步进致动器取代，或另外使用。作为另一个实施例，滚珠滑块组件可以是交叉的滚珠滑块。在某些方面，光束控制透镜可以使用附接到旋转马达的凸轮进行倾斜。在某些方面，光束控制透镜的轴可以直接使用旋转马达和/或齿轮马达驱动。
[0119]
在一些实施方式中，光束控制透镜(例如，135、700、800)可以与本公开内容中描述的一个或多个透镜组一起使用，例如图1至图6中所示的那些。在某些方面，光束控制透镜可与一个或多个透镜组一起利用，如一个或多个对称放大透镜组(如125)和/或一个或多个不
对称放大透镜组(如 130)。例如，参照图1，光束控制透镜135可以与对称放大透镜组125一起利用(例如，没有不对称放大透镜组130)，或者光束控制透镜135可以与不对称放大透镜组130一起利用(例如，没有对称放大透镜组125)。
[0120]
对图1的光学系统100的移除放大透镜组125或130中的一个的这种修改可以与一个或多个相关部件的适当调整(例如定位)相关联，例如棱镜140和145以及透镜160、165、170和175，或者不调整任何这些部件。作为一个实施例，考虑从光学系统100中移除不对称放大透镜组130。在一种情况下，如前所述，对称放大透镜组125；棱镜140和145；透镜160、 165、170和175；以及镜子155可以保持如图1所示。来自棱镜145的输出光束可以被提供(例如，作为光束120)给光束控制透镜135，并引导到图像平面110上。在另一种情况下，对称放大透镜组125可以定位在图1 中所示的不对称放大透镜组130的位置，而棱镜140和145；透镜160、 165、170和175；以及镜子155可以保持如图1所示。来自对称放大透镜组125的输出光束可以被提供给光束控制透镜135，并被导向图像平面110。在另一种情况下，对称放大透镜组125可以被安置在其他地方，如棱镜140 和145之间。可以利用其他方式来提供对称放大透镜组125而不是不对称放大透镜组130。
[0121]
在一个或多个实施方式中，光学系统可以是、可以包括用于光刻系统中的投影透镜系统，或可以是用于光刻系统中的投影透镜系统的一部分。图9示出了根据本公开的一个或多个实施方式的光刻系统900。然而，并非所有描述的部件都是必需的，一个或多个实施方式可以包括图9中未示出的额外部件。在不背离本文所阐述的权利要求的精神或范围的情况下，可以对部件的布置和类型进行改变。可以提供额外的、较少的和/或不同的部件。在一个实施例中，可以利用光学系统100来提供带有光束控制的光学不对称放大率。
[0122]
光刻系统900包括辐射源905、镜子910和915、掩膜925、光学系统 930、晶圆935和空气轴承台940。在图9中，镜子910和915是用于将辐射(例如，紫外线)从辐射源905导向掩膜925的光学部件。可以在辐射源905和掩膜925之间提供更少的、更多的和/或不同的光学部件。例如，额外的光学部件，如光波导、透镜和镜子，可以在镜子910和915之间。在某些情况下，镜子910和915和/或其他光学部件可以调整来自辐射源 905的辐射的光束特性，如光程(例如，来自辐射源905的辐射到达掩膜 925的距离)、光束形状、光束大小、光束偏振等。掩膜925可以布置在光刻系统900的物体平面上，而晶圆935可以布置在光刻系统900的图像平面110上，光刻系统900被用来使用光学系统930将掩膜925上的图案投影到晶圆935上。在这方面，光学系统930可以提供对称和/或不对称的放大率。在一个实施方式中，光学系统930可以是、可以包括图1的光学系统100，或可以是图1的光学系统100的一部分。在本实施方式中，掩膜 925布置在物体平面105处，而晶片935布置在图像平面110处。
[0123]
在一些实施方式中，光刻系统900可以是、可以包括扫描光刻机，或可以是扫描光刻机的一部分。例如，图10示出了根据本公开的一个或多个实施方式的扫描光刻机或其部分。在本实施方式中，晶圆935和掩膜925 可同时安装在一个滑架上，该滑架在光学系统930下在位移平台被扫描。在扫描过程之前，晶圆935和掩膜925可以相互对准。对准过程可能涉及相对于掩膜925平移和/或旋转晶圆935，并且可以用晶圆定位台进行。
[0124]
图11a和11b示出了扫描光刻机的曝光场的实施例。曝光场代表光刻系统900的扫描仪的fov。如图11a和11b所示，曝光场沿x方向在晶圆935上移动，并沿y方向移动，在到达转折点后，x方向逆转。在某些情况下，在时间上相邻的扫描可以重叠，以帮助产生整个晶圆
935的均匀曝光。在图11a中，曝光场(例如，1105)具有菱形形状。在图11b中，曝光场具有六边形的形状。在某些情况下，使用六边形曝光场可以通过增加扫描通道之间的步距来减少扫描晶圆935所需的时间。在这方面，六边形形状允许减少的重叠区域，这允许减少扫描通道数量，提高机器产量。虽然下面的描述是关于菱形形状的曝光场，但其他曝光场的形状，如六边形形状，矩形形状等，也可以利用。
[0125]
在一些实施方式中，在扫描整个晶圆935期间，可能需要调整曝光场的大小(例如，菱形、六边形等)，和/或曝光场撞击晶圆935的位置可能需要被导向。图12示出了晶圆935上各种晶粒的实际和期望的晶粒尺寸和位置。在图12中，相同的放大率与晶圆935的每一部分相关联，相同 (或没有)光束控制与晶圆935相关联。实际的晶粒尺寸和位置与所需的晶粒尺寸和位置相重叠。晶粒1205(例如，晶圆935的中心晶粒)是实际的晶粒尺寸和位置，而晶粒1210是其对应的期望晶粒1205的晶粒尺寸和位置。同样地，晶粒1215是实际的晶粒尺寸和位置，而晶粒1220是其对应的晶粒1215的期望晶粒尺寸和位置。
[0126]
图13a提供了图12的晶粒1205和晶粒1210的放大视图。为了获得晶粒1210，晶粒1205可以保持在相同的位置，但应用正放大率补偿，以便在晶圆935上提供更大的投影。图13b提供了图12的晶粒1215和晶粒 1220的放大视图。为了获得晶粒1220，可以应用正的放大率补偿和图像的偏移。参照图1，正放大率补偿可由对称透镜组125和/或不对称透镜组130 提供，而偏移可被光束控制透镜135应用。
[0127]
在某些情况下，这种放大率补偿和/或图像转向可在晶圆935在曝光场中来回平移时进行调整。如前所述，可利用一个或多个光束控制透镜来转向在图像平面(例如在晶圆935)形成的图像的位置。这种技术可称为光束控制。关于光刻技术的应用，可以利用光束控制来倾斜掩膜925的投影图像，使用光束控制透镜与晶圆位置相协调。图14a至14c示出了根据本公开的一个或多个实施方式，随着晶圆935的移动，光学系统900的光束控制透镜的倾斜。参照图12和14a至14c，当晶圆935从左到右扫描时，光束可被倾斜以进一步向晶圆935的左端投影图像。当晶圆935从图14a 的位置向右扫描时，由光束控制透镜提供的倾斜度可与晶圆935和掩膜925 (例如，在扫描系统中被锁定在一起)的运动同步不断地调整。当晶圆935 直接在光束控制透镜下时(例如，在中心晶粒)，如图14b所示，光束控制透镜可提供零倾斜。如图14c所示，当晶圆935继续向右移动时，光束控制透镜被倾斜以将图像投影到晶圆935的最右端。参照图7，光束控制透镜可以允许沿x轴和y轴的一个或两个方向倾斜。例如，如果扫描是沿x 方向进行的，则光束控制透镜的x轴倾斜是与晶圆沿x方向的扫描运动同步进行的。在扫描的行与行之间的步骤中，可以进行y轴倾斜。
[0128]
在一些实施方式中，作为另选和/或除了使用一个或多个光束控制透镜进行光束控制之外，还可以利用微晶圆定位。在微晶圆定位中，当晶圆935 在光学系统(例如，有或没有光束控制透镜)上扫描时，晶圆相对于掩膜的位置可以被细微地调整。虽然晶圆定位台在扫描曝光期间保持了掩膜 925与晶圆935的相对定位，但晶圆935的位置可以在扫描轴上被驱动，同时平移台正在进行其扫描路径。当晶圆935在 x方向(例如，向右)扫描时，微晶圆定位可以以与平移台相协调的方式将晶圆935相对于掩膜925 移位。以这种方式，晶圆935在扫描行期间不断地相对于掩膜925移动。当平移台步进到下一行时，平移台可以进行微步进，使晶圆935相对于掩膜925移位，以调整y方向上的偏移。在某些情况下，微晶圆定位可由晶圆定位控制器进行，该控制器可调整晶圆相对于掩膜位置的位置，以移动晶圆935上的位
置，通过移动晶圆935而在晶圆935上形成图像。应该注意的是，尽管本公开的前述描述将x轴和y轴分别称为扫描轴和步进轴，但可以理解的是，惯例也可以是x轴是步进轴，y轴是扫描轴。
[0129]
回过头来参照图10，晶圆定位台可以有精确而严谨的精确定位致动器，可以用来实现上述的微晶圆定位。在某些情况下，当平移台在透镜fov下运动扫描和步进晶圆时，具有作用于机械挠性系统的应变仪反馈的机械压电致动器可用于调整晶圆相对于掩膜的位置。
[0130]
例如，图15a至15d示出了根据本公开的一个或多个实施方式的扫描仪曝光fov的位置和相关的晶圆位置移位。图15a示出了在扫描开始时的微晶圆定位，晶圆935在
‑
x方向(例如，左)和
‑
y方向(例如，下) 被移位。图15b示出了在扫描结束时的微晶圆定位，晶圆935在 x方向(例如，右)移位。图15c示出了在扫描开始时的微晶圆定位，晶圆935 在
‑
x方向和 y方向上移位。图15d示出了在扫描结束时的微晶圆定位，晶圆935在 x方向上移位。
[0131]
在一个实施例中，致动器控制器(例如，图2中的215)可以接收与掩膜925和晶圆935的相对定位相关的信息。在光刻系统中，掩膜925和晶圆935的图像可由摄像系统捕获，以确定掩膜925的预期投影(例如，掩膜925的图案)到晶圆935上。预期的投影可用于确定放大率补偿、光束控制和/或微晶圆定位，以从预期的投影调整到所需的投影。致动器控制器可以产生与放大率补偿、光束控制和/或微晶圆定位相关的控制信号，并将这些控制信号提供给相关部件以实现放大率补偿(例如，透镜组125和 130的致动器205和210)、光束控制(例如，光束控制透镜135的致动器) 和/或微晶圆定位。图14a至图14c和图15a至图15d描述了放大率补偿、光束控制和/或微晶圆定位的效果。
[0132]
在一个实施方式中，作为一个实施例，晶圆935可以相对于掩膜925 以恒定的速度移动(例如，使用致动器系统)，以交替的方式用于每个扫描通道。例如，参照图2a和图9，为了实现200ppm的目标放大率，致动器 205可以将对称放大透镜组125移动到与提供200ppm的放大率有关的位置，然后晶圆935将在整个晶圆935上每个扫描通道上相对于掩膜925扫描等于200ppm的量。对于较小的放大率量，移位一般可能较小。相关的速度可由移位量(例如，基于放大率量)除以完成扫描通道的时间来定义。在这方面，较小的目标放大率(例如，50ppm)可以利用较小的移位，因此具有较小的速度，相对于较大的目标放大率(例如，200ppm)具有较大的移位，因此具有较高的速度。对于一个给定的放大率，速度是恒定的。
[0133]
在一个实施方式中，光束控制和/或微晶圆定位的另一个用途可以是补偿在对准程序中识别的掩膜和晶圆之间的小的平移或旋转差异。例如，如果晶圆相对于掩膜被平移，晶圆可以被重新定位到掩膜的正下方，或者可以利用光束控制来补偿偏移。这也可以适用于旋转的差异。它也可以应用于在x方向和y方向上需要不同校正的情况下进行对准。
[0134]
如本文所述，在扫描光刻机中，晶圆/基板和掩膜都安装在托架上，该托架通过平移台进行扫描。在扫描过程开始之前，晶圆和掩膜相互对准，对准过程涉及晶圆相对于掩膜的平移和旋转，这可以通过晶圆定位台来完成。在这种光刻机中可以提高分辨率的一个方面是优化投影系统内的照明路径，使得掩膜图像只通过光学系统视场的最佳部分进行投影，特别是要避开屋脊棱镜的脊线。由于这是一个扫描系统，没有要求在fov内呈现完整的图像，否则，对于一次曝光整个fov的步进系统来说，这是典型的。利用扫描光刻机，掩膜和基板被固定在一起，并在照明光学系统下进行扫描。因此，可以调整照明的形状，使掩膜图
像避免通过屋脊棱镜的全部或至少部分脊线投影。本文所述的实施方式实现了这种减少和/或消除脊线相关的光学失真，而且，提供了实施和在脊线消除模式(例如，更高的特征分辨率模式)和扫描性能模式(例如，传统的分辨率模式)之间切换，该模式可以以相对高的扫描速率扫描晶圆。
[0135]
图16示出了根据本公开的一个或多个实施例的扫描光刻机1600，类似于图9中的光刻系统900和/或图10中所示的扫描光刻机，并且包括场省略照明聚光器1610，其配置为减少和/或消除通过光学系统930投影到晶圆935的掩膜925的图像中的脊线相关的光学失真。如图16所示，扫描光刻机1600可以实现为投影系统1600，包括照明系统1602(例如，辐射源905、镜子910和/或915、聚光器1610和/或其他光学部件中的一个或多个，这些部件配置为调整来自辐射源905的辐射的光束特性，例如光学距离、光束形状、光束大小、光束偏振和/或其他光束特性)和光学系统 930，以及扫描光刻机/投影系统1600的其他元素(例如掩膜925、晶圆935 和/或空气轴承台940)。
[0136]
一般来说，扫描光刻机/投影系统1600使用照明系统1602和光学系统 930来产生掩膜925的图像并将该图像投影到晶圆935上。照明系统1602 可包括辐射源905(例如，典型的紫外线波长辐射源，尽管设想了其他辐射光谱)和场省略照明聚光器1610，配置为产生和/或帮助形成或形状设置照明辐射光束1604。一般来说，聚光器可包括各种透镜系统、孔径、镜子或镜面和/或其他光学器件，例如，可被设计为收集来自灯或led阵列的辐射，并向被照物体提供均匀的照明，例如掩膜925，然后可用于产生掩膜925的一部分的图像，然后通过光学系统930投影到晶圆935，以促进基于光刻的半导体制造技术。更具体地说，在掩膜925上形成的、然后投影到晶圆935的光束形状是由场省略照明聚光器1610限定的。主要的形状设置光学器件是放置在聚光器1610内的光管，可以按预期光束形状的比例制造。考虑采用另选方法在光束用于照亮掩膜925之前对其进行整形，例如使用微透镜阵列曝光光学部件(moeo)或衍射光学元件(doe)，它们可用于实现照明系统1602的各个部分。
[0137]
如图16所示，光学系统930可包括各种光学器件，包括棱镜1632和 1634。在各种实施方式中，棱镜1632可以实现为屋脊棱镜，而棱镜1634 可以实现为直角棱镜或折叠棱镜。更一般地说，棱镜1632和1634可配置为反射辐射光束1604(以掩膜925的图像的形式)并对辐射光束1604进行光学处理，以便投影到晶圆935上的掩膜925的图像与掩膜925基本对准，如本文所述。因此，棱镜1632和1634中的任何一个可以实现为屋脊棱镜。
[0138]
图17示出了根据本公开的一个或多个实施方式用于扫描光刻机1600 的屋脊棱镜1700。如图17所示，屋脊棱镜1700(例如，amici屋脊棱镜，在图17所示的实施方式中)可以包括光束入口表面1702、光束出口表面 1706以及在脊线1720处以90度相遇的两个光束反射表面1704和1706，这样，如图所示，从两个90
°
反射面1704和1706反射的中心对准的光束(例如，相对于脊线1720)在反射面1704和1706相遇的脊线1720处穿过光轴横向翻转。
[0139]
如本文关于图11a
‑
b讨论的，传统上，根据扫描光刻机1600实施的光刻系统配置为产生菱形形状的曝光场(例如，见图11a的曝光场1105)。扫描重叠以产生整个晶圆935的均匀曝光。这种方法的一个进步是使用了六边形的曝光场，通过增加扫描通道之间的步距来减少扫描特定晶圆所需的时间(例如，见图11b)。这是由于六边形的形状和减少的重叠区域产生了减少数量的扫描通道和更高的机器吞吐量。在扫描光刻系统中有时会采用不同的形状，例如其他保持混合功能并具有更高的通过率的形状，包括平行四边形的曝光场，这已经
被开发出来，并且比六边形的曝光场有更多的好处，以便例如对旋转错位不太敏感。
[0140]
图18a和18b示出了根据本公开的一个或多个实施方式，由包括屋脊棱镜1700的扫描光刻机1600产生的曝光场1800、1802的实施例。例如，从图18a中可以看出，曝光场1800包括菱形的外部周边1810，其界定了包括与屋脊棱镜1700的脊线1720光学对准的条带1830的内部，并代表由脊线1720引起的潜在光学失真。正如在图18a中可以看到的，当扫描曝光场1800时(例如，在图18a的页面内从左到右)，晶圆935的多个部分至少被内部条带1830曝光一次，并且经常是两次(例如，如扫描线1840 所示)，这带来了降低扫描光刻机1600可实现的可靠特征分辨率的实质性风险。同样，如图18b所示，曝光场1802包括六边形的外部周边1812，其界定了包括与屋脊棱镜1700的脊线1720光学对准的条带1832的内部，晶圆935的多个部分被内部条带1832曝光至少一次，较少时两次(例如，如扫描线1842所示)，这再次带来降低可由扫描光刻机1600实现的可靠特征分辨率的实质性风险。
[0141]
本文描述的实施方式通过使用场省略照明聚光器1610来形状设置照明辐射/光并省略对应于曝光场区域(例如，曝光场内部条带1830和1832) 的照明辐射的部分，该部分在掩膜925的图像投影到晶片935上时被屋脊棱镜1700的脊线1720潜在地光学扭曲，从而提高可实现的特征分辨率。在一个实施例中，场省略照明聚光器1610包括场阻挡光圈插件1620，该插件可置于场省略照明聚光器1610的第一焦点或平面，如图16中大致所示。场阻挡光圈插件1620可以被形状设置、图案化、定向、定位和/或以其他方式配置为遮挡照明光束1604/场省略照明聚光器1610的视场(fov) 的一部分，该部分将以其他方式照亮屋脊棱镜1700的脊线1720。场阻挡光圈插件1620可根据本文所述的任何照明或曝光场形状进行调整，例如，或根据任何未来的曝光场形状。对于扫描光刻机，这种光学质量和特征分辨率的提高在重叠的曝光场区域可实现多达两次，在非重叠(单次)曝光场区域可实现至少一次，如图18a
‑
b中扫描线1840和1842所示。
[0142]
图19a和19b示出了根据本公开的一个或多个实施方式，由扫描光刻机1600产生的曝光场1900/1902的实施例，扫描光刻机1600包括屋脊棱镜1700和场省略照明聚光器1610，其配置为减少由屋脊棱镜1600引起的光学失真。例如，如在图19a中可以看到，曝光场1900包括菱形的外部周边1910，其界定了包括部分省略的照明部分或条带1930(例如，大致对应于图18a中曝光场1800的内部条带1830)的内部，该部分或条带与屋脊棱镜1700的脊线1720光学对准，并由场省略照明聚光器1610的一个实施方式提供，该实施例可包括场阻挡光圈插件1620的实施例，其形状至少部分阻挡由脊线1720引起的潜在光学失真。如在图19a中可以看到，当扫描曝光场1900(例如，在图19a的页面内从左到右)时，晶圆935的多个部分被与脊线1720相关的大量潜在光学失真最多暴露一次(例如，如扫描线1940所示)，这大大降低了降低由扫描光刻机1600可实现的可靠特征分辨率的风险。
[0143]
类似地，如在图19b中可以看到，曝光场1902包括六边形的外部周边1912，其界定了包括部分省略的照明部分或条带1932(例如，大致对应于图18b中曝光场1802的内部条带1832)的内部，该部分或条带与屋脊棱镜1700的脊线1720光学对准，并由场省略照明聚光器1610的一个实施例提供，该实施例可包括场阻挡光圈插件1620的实施例，其形状至少部分阻挡由脊线1720引起的潜在光学失真。如在图19b中可以看到，当扫描曝光场1902时，晶圆935的多个部分被与脊线1720相关的大量潜在光学失真最多暴露一次(例如，如扫描线1942所示)，这又大大降低了由扫描光刻机1600可实现的可靠特征分辨率的风险。
[0144]
一般来说，场阻挡光圈插件1620可以被形状设置成阻挡对应于脊线 1720的照明光束1604的多个部分，以将潜在的光学失真的曝光场区域减少到均匀的量，例如减少到原始潜在光学失真的曝光场区域的大约一半 (例如，对应于图18a
‑
b中曝光场1800和1802的内部条带1830和1832)，或者可以被形状设置成完全移除与脊线1720相关的基本上所有潜在的光学失真的曝光场区域。在各种实施方式中，场阻挡光圈插件1620也可以被形状设置为所产生的曝光场提供各种外部周长形状之一，包括菱形周边 1910和/或六边形周边1912，如图所示。
[0145]
图20a示出了根据本公开的一个或多个实施方式，照明系统2000的场省略照明聚光器2010，包括场阻挡光圈插件2020，配置为减少和/或消除由扫描光刻机1600的屋脊棱镜1700引起的光学失真。如图20a所示，照明系统200可包括场省略照明聚光器2010、镜子915和/或各种其他光学器件中的一个或多个，这些光学器件配置为照亮掩膜925并产生掩膜925 的图像，以便通过光学系统930投影到晶圆935上。在一些实施方式中，场省略照明聚光器2010可以包括照明系统2000的各种元件，例如镜子915 和/或其他光学器件，如本文所述，此外或作为场阻挡光圈插件2020的另选。
[0146]
图20b示出了根据本公开的一个或多个实施方式的由扫描光刻机 1600产生的曝光场2002的实施例，扫描光刻机1600包括屋脊棱镜1700 和场省略照明聚光器1610或2010，场省略照明聚光器包括场阻挡光圈插件1620/2020，其配置为消除由屋脊棱镜1700引起的光学失真。例如，从图20b中可以看出，曝光场2002包括菱形的外部周边2012，其界定包括完全省略的照明部分或条带2022(例如，大致对应于图18a中曝光场1800 的内部条带1830)的内部，该部分或条带与屋脊棱镜1700的脊线1720光学对准，并由场省略照明聚光器1610/2010的一个实施例提供，该实施例可包括场阻挡光圈插件1620/2020的实施例，其形状设置为完全阻挡由脊线1720引起的潜在光学失真。在其他实施方式中，曝光场2002可以被描述为包括两个三角形的外部周长2012，通过完全省略的照明部分或条带2022来定向和相互间隔。如在图20b中可以看到，当扫描曝光场2002时 (例如，在图20b的页面内从左到右)，晶圆935的任何部分都不会被与脊线1720相关的潜在光学失真所暴露(例如，如扫描线2040所示)，这基本上消除了降低由扫描光刻机1600可实现的可靠特征分辨率的风险。
[0147]
图20c示出了根据本公开的一个或多个实施方式的扫描光刻机1600 的屋脊棱镜1632的照明情况。如在图20c中可以看到，由照明系统2000 产生的掩膜925的图像进入光学系统930，并在提供给或投影到晶圆/基板 935之前由屋脊棱镜1632和折叠棱镜1634处理。
[0148]
图21示出了根据本公开的一个或多个实施方式的用于场省略照明聚光器1610/2010的场阻挡光圈插件2120，其配置为减少和/或消除由扫描光刻机的屋脊棱镜引起的光学失真。例如，如图21所示，场阻挡光圈插件 2120可包括阻挡表面2124中的一个或多个三角形、半六边形或其他形状的孔，这些孔由相邻的、位于中心位置(例如，相对于照明光束1604而言) 的、矩形形状的照明阻挡部分或条带2122定向并彼此间隔开，该部分或条带与屋脊棱镜1700的脊线1720光学对准，否则将由光学系统930投影到晶圆935。在各种实施方式中，场阻挡光圈插件2120可以包括一个或多个固定片2126，配置为将场阻挡光圈插件2120固定在场省略照明聚光器 1610/2010内和/或场阻挡光圈插件选择机构内，如本文所述。
[0149]
对于场阻挡光圈插件2120的材料和设计有几种可能性。例如，场阻挡光圈插件
2120可以由一种或多种金属(如铝、不锈钢和钨)、或玻璃(如石英或钠钙)、或复合材料(如陶瓷或碳化硅)、或由其他已知用于阻挡投影系统中照明辐射的合适材料形成，特别是用于扫描光刻机和/或其他半导体制造技术的材料。当阻挡部分(例如，阻挡表面2124和/或阻挡条带2122) 由铝涂层实现时，玻璃孔通常会持续更长的时间，尽管其他涂层(如铬) 和电介质具有与成本和热效应有关的优势。由于聚焦的照明辐射(例如紫外光)，在场阻挡光圈插件2120的位置可能存在高温，场省略照明聚光器 1610/2010可以用一种机制来实现，以提供场阻挡光圈插件2120的定期更换。这样的机构可以被调整为提供相对快速和简单的由操作者进行的更换，以便能够容易地移除磨损的场阻挡光圈插件和用新的场阻挡光圈插件更换磨损的场阻挡光圈插件。这样的机构也可以被调整为提供不同的场阻挡光圈插件形状的交换，这对可变的过程是有益的。例如，可以交换具有较小或较大的中央阻挡部分或条带、或包括不同的周边形状或形状的场阻挡光圈插件，以优化工艺结果。
[0150]
例如，虽然通过光学系统930的中心阻挡照明辐射可以提高所产生的特征分辨率，但是它也可能降低扫描光刻机1600的吞吐量，因为被阻挡的曝光场的部分永远不会到达基板，因此扫描光刻机1600的总曝光功率降低，并且与没有场阻挡光圈插件的相同系统相比，需要以较低的速率扫描以提供相同的照明辐射曝光剂量。因此，实施例可以包括一个致动的场阻挡光圈洞插件选择机构，该机构可以选择场阻挡光圈插件，以便从场省略照明聚光器1610/2010插入或移除。扫描光刻机1600的操作者可以选择以较高的扫描速率运行要求较低的工艺(例如，具有较低分辨率的半导体特征)，而不存在场阻挡光圈插件，或者以较高的分辨率模式，在照明系统 2000的光路中放置场阻挡光圈插件。例如，这种场阻挡光圈插件选择机构可以是手动的，或者可以通过配方选择自动进行。
[0151]
图22a和22b示出了根据本公开的一个或多个实施方式的用于扫描光刻机1610的场省略照明聚光器2210的场阻挡光圈插件选择机构2222。例如，如本文所述，场阻挡光圈插件选择机构2222可由制造/光刻配方控制，以在运行更高分辨率工艺之前将场阻挡光圈插件2220置于场省略照明聚光器2210的光路中。在一个实施方式中，场阻挡光圈插件选择机构 2222可以实现为配置为选择多个场阻挡光圈插件之一的致动滑动机构，以选择用于图案化的照明辐射光束的特定光束形状，包括没有遮挡条带2122 的光束形状。在图22a中还示出了致动的波长滤波器(例如，宽带/无滤波器)、i线、g线、h线、i&h、h&g等)和照明数值孔径(例如，0.15、 0.14、0.12、0.10、0.07、0.05等)选择器2280。
[0152]
减少损坏场阻挡光圈插件的风险的场阻挡光圈插件的进一步实施方式包括增加中继透镜，以放大照明场的大小，并产生一个次要的焦点，其中强度较低，光圈可以插入或固定。图23示出了根据本公开的一个或多个实施方式的与包括中继透镜系统(例如，包括透镜系统2310和2312)的场省略照明聚光器(例如，场省略照明聚光器1610/2010)相关的射线追踪 2300。图23中示出的是射线2302、主观焦平面2305、中继透镜系统的第一透镜系统2310和第二透镜系统2312(例如，布置在场省略照明聚光器 1610/2010内)、中间光学平面2314和物镜焦平面2315，以及场阻挡光圈插件2320。
[0153]
这样的场阻挡实施例都有能力通过阻挡对应于脊线1720的照明来提高系统的分辨率，但是简单地阻挡可用的光会切断照明源的中心部分，如图20b所示。因此，通过系统的总能量将大大减少，扫描步长也可能减少，对于一个给定的剂量，系统的吞吐量也会减少。在其他实施方式中，场省略照明聚光器1610/2010可包括另选光学器件，以最大限度地提高
通过系统的总能量，并最大限度地提高扫描步长，并仍然保持与避免脊线有关的结果特征分辨率/光学失真减少的优势。例如，在一些实施方式中，场省略照明聚光器1610/2010可以实现，使通过聚光器的照明路径被两个单独的光管分开成多个曝光场，其中光管的总形状和产生的曝光场被设计为最大化照明区域、曝光剂量和扫描步长。
[0154]
该系统的一个具体实施方式包括使用场省略光管，场省略光管包括两个三角形的(例如，横截面形状)光管室，它们在场省略照明聚光器 1610/2010的入口处彼此相邻(例如，形成整体的菱形、六边形或其他周边形状)，并且在场省略照明聚光器1610/2010的出口处分开(例如，形成部分和/或完全省略的照明部分或条带1930、1932和/或2022)。在场省略照明聚光器1610/2010的入口处相邻的两个三角形光管室允许场省略光管收集照明辐射的中心部分并在空间上转向该中心部分，以形成所需的曝光场形状(例如，图20b的曝光场2002)，例如，相对于采用场阻挡光圈插件 2120的实施例，这可以大大增加/改善每个扫描步进对晶圆935的总剂量或能量输送，。
[0155]
图24示出了根据本公开的一个或多个实施方式的由包括场阻挡光圈插件1620的场省略照明聚光器1610(图示2400)或场省略光管(图示2402) 产生的投影光照之间的空间差异。如在图示2400中可以看到，场阻挡光圈插件1620的实施例减少了系统的扫描步长，因为产生的三角形尺寸受周边菱形的限制，并且阻挡菱形的中心导致相对较小的组合形状(例如，带有省略条带的菱形，或带有省略条带的两个三角形)。相比之下，从图示 2402中可以看出，如本文所述的场省略光管的实施方式，最大限度地提高了所产生的菱形曝光场的高度，因此，系统的扫描步长可以与使用没有省略条带的传统菱形曝光场的步长大致相同，类似于图18a中所示。对于其他曝光场周长形状，类似的几何优势是可能的，如本文所述。
[0156]
图25示出了根据本公开的一个或多个实施方式的场省略照明聚光器 2510，该聚光器包括场省略光管2520，其配置为减少和/或消除由扫描光刻机1600的屋脊棱镜1720引起的光学失真。如在图25中可以看到，场省略光管2520可以通过第一和第二形状的光管室2522和2524来实现，这些光管室在场省略光管2520的出口处相互间隔(例如，通过隔板2514)，以便产生包括部分或完全省略的部分或条带2022的曝光场，类似于图20b 中所示。图25中还示出了场省略光管2520外壳2511和场省略光管室稳定器2512。由此形成的聚焦曝光场可以是两个间隔开来的三角形，这样一个三角形从屋脊棱镜1700的脊线1720的任何一侧向下通过，并且没有照明辐射线从脊线1720上反射。图26示出了根据本公开的一个或多个实施方式的由场省略光管2520产生的空间辐照度分布2600。由于没有照明辐射被阻挡以通过场省略照明聚光器2510，与传统的菱形曝光场相比，在曝光场2620内基本上没有辐照度损失，并且从空间辐照度分布2600可以看出，在一些实施方式中，在完全省略的条带2622内基本上没有照明辐射存在(例如，类似于图20b中所示)。虽然这种方法可用于分开的六边形或平行四边形的曝光场周边，但这种方法通常对其他形状不太有利，因为必须尊重通过投影系统1600的光学器件的最大通光孔径，并且使用分开的六边形，例如，最终可能导致相对较小且效率较低的曝光场形状。
[0157]
在一些实施方式中，通过使用例如场省略照明聚光器选择机构(例如，更一般地，照明聚光器选择机构)，根据要求将扫描光刻机1600从例如双三角场省略照明聚光器2510重新配置为完整的六角形照明聚光器，扫描光刻机1600可以被调整为提供用户/配方选择脊线消除模式(例如，更高的特征分辨率模式)和扫描性能模式(例如，传统的分辨率模式)。
照明聚光器选择机构可以通过使用气动致动器、电动致动器或手动致动器中的一个或多个进行机械驱动。在一些实施方式中，整个场省略照明聚光器或仅场省略照明聚光器的一部分(例如，场省略光管)可以通过旋转运动或线性滑动机构进行交换，如本文所述。多个不同配置的场省略照明聚光器可以被交换。
[0158]
图27a和27b示出了根据本公开的一个或多个实施方式的用于扫描光刻机1600的场省略照明聚光器选择机构2722。例如，如图27a和27b 所示，照明系统2700包括场省略照明聚光器选择机构2722，该机构配置为选择和/或应用多个场省略照明聚光器2720a和2720b中的一个，以选择用于由照明系统2700产生的图案化照明辐射光束的特定光束形状。
[0159]
本领域的人应该清楚，所描述的使用基于场省略光管的场省略照明聚光器塑形照明辐射光束的方法可以相对于其他照明辐射形成技术(例如 moeo、doe或其他，如本文所述)被类似地应用。例如，所描述的塑形照明辐射以避免脊线效应而不损失剂量强度，可以在本文所描述的任何另选照明系统中采用。此外，特别是维恩戴森(winn dyson)光学系统(例如，以及更普遍的任何光学系统)可以设计成屋脊棱镜1700布置得离掩膜 925更近，或者合作的折叠棱镜(例如，棱镜1632或1634)布置得离掩膜 925更近；任一设计都与本文所述的方法兼容，以通过避免脊线光学失真效应来提高可实现的特征分辨率。
[0160]
图28示出了根据本公开的一个或多个实施方式的用于使用包括场省略照明聚光器1610的扫描光刻机1600的工艺2800的流程图。应该理解的是，工艺2800的任何步骤、子步骤、子过程或块可以以不同于图28说明的实施例的顺序或布置来进行。例如，在其他实施方式中，一个或多个块可以从工艺中省略或添加到工艺中。此外，块输入、块输出、各种传感器信号、传感器信息、校准参数和/或其他操作参数可以在转到相应过程的以下部分之前被存储到一个或多个存储器。尽管参照图1
‑
27b描述了工艺2800，但工艺2800可以由不同于那些系统、工艺、控制环路和图像的其他系统来进行，并且包括例如不同的电子装置、传感器、组件、移动结构和/或移动结构属性的选择。
[0161]
在块2802中，产生照明辐射。例如，用于投影系统1600的照明系统 1602的辐射源905可配置为产生照明辐射光束1604，其可被用于产生要投影到投影系统1600的图像平面(例如，在晶圆935处或晶圆935上)的物体(例如，掩膜925)的图像。在一些实施方式中，照明辐射光束1604 可以是紫外光束。
[0162]
在块2804中，接收照明辐射。例如，用于投影系统1600的照明系统 1602的场省略照明聚光器1610可以配置为接收在块2802中由辐射源905 产生的照明辐射光束1604。
[0163]
在块2806中，提供图案化的照明辐射光束。例如，用于投影系统1600 的照明系统1602的场省略照明聚光器1610可以配置为提供图案化的照明辐射光束(例如，在块2804中接收的照明辐射的图案化版本)以产生要投影到投影系统1600的图像平面(例如，在晶圆935处或晶圆935上)的物体(例如，掩膜925)的图像。在各种实施方式中，图案化照明辐射光束可以包括对应于布置在投影系统1600的光路内的屋脊棱镜1700的脊线1720 的省略照明部分(例如，部分和/或完全省略的照明部分或条带1930、1932 和/或2022)。
[0164]
在一些实施方式中，投影系统1600可以配置为经由场阻挡光圈插件选择机构2222选择多个场阻挡光圈插件2220中的一个，以例如通过用户或半导体制造配方选择，来选择用于在块2806中提供的图案化照明辐射光束的特定光束形状。在这样的实施例中，投影系统1600可以配置为通过将选择的场阻挡光圈插件2220插入到场省略照明聚光器2210来将
选择的场阻挡光圈插件2220应用于照明辐射光束1604，其中选择的场阻挡光圈插件2220配置为阻挡照明辐射光束1604的一部分以产生块2806中提供的图案化照明光束(例如，类似于图19a
‑
b、20b和26中示出的曝光场)。
[0165]
在其他实施方式中，投影系统1600可以配置为经由场省略照明聚光器选择机构2722选择多个场省略照明聚光器2720中的一个，以例如通过用户或半导体制造配方选择，来选择用于在块2806中提供的图案化照明辐射光束的特定光束形状。在这样的实施方式中，投影系统1600可以配置为通过将选择的场省略照明聚光器2720置于照明辐射光束1604的光路中，而将选择的场省略照明聚光器2720应用于照明辐射光束1604。在一些实施方式中，选择的场省略照明聚光器2720可以包括场阻挡光圈插件2220，其配置为阻挡照明辐射光束1604的一部分，以产生在块2806中提供的图案化照明光束(例如，类似于图19a
‑
b、20b和26中示出的曝光场)。在其他实施方式中，选择的场省略照明聚光器2720可以包括场省略光管2520，该光管配置为在空间上转向接收的照明辐射，以产生在块2806中提供的图案化照明光束。如本文所述，这种光束形状可以包括菱形的外部周边 1910/2012和部分或完全省略的内部条带1930/2022，其与屋脊棱镜1700的脊线1720的投影对准，例如，或六边形的外部周边1912和部分或完全省略的内部条带1932/2022，其与脊线1720的投影对准，或例如各种其他周边和/或内部形状。
[0166]
根据本公开的软件，如非暂时性指令、程序代码和/或数据，可以存储在一个或多个非暂时性机器可读介质上。还考虑到这里确定的软件可以使用一个或多个联网和/或其他方式的通用或特定用途的计算机和/或计算机系统来实现。在适用的情况下，可以改变本文所述的各种步骤的顺序，将其合并为复合步骤，和/或分离为子步骤，以提供本文所述的功能。
[0167]
上述描述无意将本公开内容限制在所公开的精确形式或特定使用领域。上面描述的实施例说明但并不限制本发明。考虑到本发明的各种备选实施方式和/或修改，无论是明确描述的还是隐含在这里的，都可以根据本公开的内容进行。因此，本发明的范围仅由以下权利要求书限定。