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TW201512786A - 用於計量系統之照明光學單元與包括此照明光學單元之計量系統 - Google Patents

用於計量系統之照明光學單元與包括此照明光學單元之計量系統 Download PDF

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TW201512786A
TW201512786A TW103122056A TW103122056A TW201512786A TW 201512786 A TW201512786 A TW 201512786A TW 103122056 A TW103122056 A TW 103122056A TW 103122056 A TW103122056 A TW 103122056A TW 201512786 A TW201512786 A TW 201512786A
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illumination optical
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Abstract

一種照明光學單元(6),用以照明要由一計量系統(1)所檢測的物件。照明光學單元(6)具有一光學瞳成形組合件(21),用以在可設置要被檢測之物件(3)的物件場(61)上產生照明光線(4)之照明角度的定義分佈。用以在物件場(61)上產生照明光線(4)之定義強度分佈的光學場成形組合件(49)係設置於照明光線(4)之光束路徑中之瞳成形組合件(21)的下游。場成形組合件(49)具有設置於照明光學單元(6)之一瞳平面(43)之區域中的至少一光學場成形元件(50)。這結果為一照明光學單元,其確保照明可以有關在整體物件場上之強度分佈與照明角度分佈的一定義方式設定。

Description

用於計量系統之照明光學單元與包括此照明光學單元之計量系統
本發明關於一種用以照明要由計量系統所檢測之物件的照明光學單元。此外,本發明關於包括此照明光學單元的計量系統(metrology system)。
用於計量系統的照明光學單元已揭露於例如DE 10 2011 084 255 A1、WO 2011/144 389 A1、WO 03/096 356 A2以及DE 102 20 815 A1。包含照明光學單元的光罩檢查系統更已知於WO 2005/045 503 A1。用於投射曝光裝置的照明光學單元可見於US 2012/0 236 284 A1、US 8,094,290 B2、US 8,144,308 B2以及US 2012/0 249 989 A1。
本發明所解決的問題為發展出用以照明由一計量系統所檢測之物件的一種照明光學單元,如此以確保照明可以有關在整體物件場上之強度分佈(intensity distribution)與照明角度分佈(illumination angle distribution)的一定義方式(defined manner)設定。
此問題係根據本發明藉由包含申請專利範圍第1項所指定 特徵之照明光學單元而解決。
場成形組合件(field shaping assembly)設置於照明光線之光束路徑中瞳成形組合件(pupil shaping assembly)的下游且包含場成形元件(field shaping element),其係安排於照明光學單元之瞳平面(pupil plane)的區域中,在照明光學單元的協助下,場成形組合件不僅致能(enable)定義的瞳成形(defined pupil shaping)(即在物件場上之照明角度分佈的定義規定),也致能定義的場成形。藉由在瞳平面區域中之場成形元件的場成形係透過藉由在瞳平面區域中之場成形元件的偏折角度(deflection angle)的定義產生而發生,其導致物件場上之強度分佈的對應定義規定。
如申請專利範圍第2項所述之作為場成形元件的擴散或散射板可具體化為透射式,但也可為反射式。場成形組合件可包含多於一個擴散板用於場成形。複數個擴散板可連續用於照明光線的光束路徑中。作為至少一擴散板的替代或附加,可使用導引照明光線的蠅眼聚光器(fly’s eye condenser)或桿(rod)以用於場成形。在計量系統或用於投射曝光裝置之照明光學單元背景中使用蠅眼聚光器或桿的範例在現有技術中為已知。蠅眼聚光器或桿可特別使用作為用於場均質化的場均質化元件(field homogenizing element),亦即使物件場上的照明強度更加均勻。
在如申請專利範圍第3項所述之以一可轉動方式實施之場成形元件的情況中,在場成形元件於偏折角度產生中額外地利用暫時平均效果,其造成額外的均質化。用於旋轉之軸在以可旋轉方式驅動的場成形元件區域中可平行於光束路徑。在使用可旋轉場成形元件下,此外,也可能使用至少一靜態場成形元件於場成形組合件中。複數個可旋轉場成形元件及/或可在其他自由度置換的場成形元件也可用於場成形組合件中。
如申請專利範圍第4項所述之去極化器(depolarizer)已證明對例如照明光線的光線混合有利。
如申請專利範圍第5項所述之瞳均質化組合件(pupil homogenizing assembly)可支援瞳成形組合件的功能。在瞳均質化的情況中,有可能在照明光學單元的瞳上產生均勻的照明光線強度。
在場或瞳均質化的情況中,一般在場或瞳區域上之照明強度的變化(在定義之場或個別之瞳區域上)係設定低於一規定限度(例如Imax-Imin 0.01.I0),其中I0表示在規定場或瞳區域上的平均強度撞擊(average intensity impingement)。照明光學單元的去極化器可設置在瞳均質化組合件上游。瞳均質化組合件可具體化為至少一多透鏡陣列或為蠅眼聚光器。在此情況中,入射在瞳均質化組合件上之照明光線的總光束將分成部分光束,其分別撞擊於個別的微透鏡上且其在下游平面中彼此疊加供光線混合。
如申請專利範圍第6項所述之微鏡陣列(micromirror array,MMA)係致能瞳成形的定義規定。
如申請專利範圍第7項所述之MMA作為繞射-反射光柵(diffraction-reflection grating)的具體實施例係有利地以對並不打算貢獻於物件場照明之照明光線的良好抑制而致能瞳成形。要被抑制的此照明光線係以未用於進一步照明的繞射階(order of diffraction)進行繞射。藉由其傾斜位置,具體化為繞射-反射光柵之MMA的微鏡設定來自MMA之照明光線的反射角,其中所使用照明光線的反射角等於繞射-反射光柵之使用繞射階的繞射角(diffraction angle)。只要反射角完全地對應所使用繞射階的繞射角,MMA之個別微鏡的閃耀傾斜位置(blaze tilting position)將能實現。繞射-反射光柵下游之想要的使用繞射階可藉由空間濾波器光闌(spatial filter stop)實現,其傳輸例如確切想要的使用繞射階或複數個想要的使用繞射階。
如申請專利範圍第8項所述之照明光線的光束路徑的設計避免反射光柵之不同繞射階之間不想要的交互干擾。
以如申請專利範圍第9項所述之可持續調整的微鏡,有可能藉由個別微鏡之反射角至閃耀角度(blaze angle)的近似而設定,例如,瞳中的照明光線灰階(illumination light grey level)。
在如申請專利範圍第10項所述之微鏡在兩傾斜角度之間交替切換的情況中,對應這兩個傾斜角的傾斜位置可為微鏡之傾斜調整行程(tilting adjusting travel)的端點止動(end stop)。微鏡的對應具體實施例在生產工程方面是簡單的。
如申請專利範圍第11項所述之以大於零度之入射角入射於微鏡主平面(micromirror principal plane)上之光束路徑的設計係允許入射於MMA上之照明光線之光束路徑與由MMA反射之照明光線之光束路徑在空間上分離。舉例來說,在微鏡主平面上之微鏡的入射角可大於5度、可大於10度、可大於15度、且可在20度的範圍中。
如申請專利範圍第12所述之至少一空間濾波器光闌將導致要被進一步使用之照明光線的可靠選擇。至少一空間濾波器光闌可設置於照明光線之光束路徑中瞳成形組合件之至少一MMA的下游。
如申請專利範圍第13項所述之場光闌(field stop)係致能物件場之外部場邊界的定義成形。
如申請專利範圍第14項所述之至少一光學中繼組合件(optical relay assembly)有可能產生照明光學單元的至少一個另外的瞳平面,其可用作光束監視及/或光束成形。
如申請專利範圍第15項所述之管透鏡(tube lens)係致能光束路徑的光學監視,特別是視覺監視。
如申請專利範圍第16項所述之聚光透鏡(condenser lens)係致能照明光線有效地被導向物件場。
本發明所解決的另一問題為發展出在引言中所提及之照明光學單元的類型,以達成盡可能精確之照明光學單元的瞳均質化。
此問題係根據本發明藉由包含申請專利範圍第17項所指明之特徵的照明光學單元而解決。
上文所作出的解釋可適用於有關瞳均質化,亦即最大期望 變化(maximum desired variation)的規定。瞳均質化組合件也可能達成照明光線之光束路徑中另一瞳均質化組合件或瞳成形組合件之均質化結果的校正或補償。作為另一瞳均質化組合件,有可能使用例如多透鏡陣列或特別是蠅眼聚光器於MMA瞳均質化組合件上游之照明光線的光束路徑中。
在至少一MMA上之照明光線照射度(illumination light irradiance)可例如藉由在望遠鏡的協助下及/或在MMA上之增加入射角的協助下擴大入射在MMA上之照明光線光束而降低。MMA上之照明光線照射度的降低也可藉由在具有非圓形(例如橢圓形或六邊形拉伸)微透鏡之微透鏡陣列及/或蠅眼聚光器的協助下預成形入射在MMA上之照明光線的光束而達成。
申請專利範圍第18至22項的優點對應前文中已特別參照申請專利範圍第7至11項所解釋的優點。
如申請專利範圍第17至22項所述之照明光學單元可由前文有關照明光學單元及計量系統所討論之所有個別特徵及/或特徵組合發展。
本發明所解決的另一問題為發展出在引言中所提及之照明光學單元的類型,使得有可能以對漫射光(stray light)最高可能的抑制而設定照明光學單元之瞳上的規定強度分佈。
此問題係根據本發明藉由包含申請專利範圍第23項所指明之特徵的照明光學單元而解決。
在照明光線之光束路徑中先後兩次撞擊於至少一MMA上將導致對漫射光特別良好的抑制。在此情況中,MMA的同一個MMA區域可先後被撞擊兩次。或者,彼此分開的MMA區域可例如在每一情況中被前後撞擊一次,而同樣產生在至少一MMA區域上的兩次撞擊(亦即在兩個MMA區域上)。藉由瞳影響組合件(pupil influencing assembly)而達成的瞳影響可為對應前文所解釋的瞳均質化或瞳成形。在至少一MMA區域上之多重撞擊區域中之照明光線的光束導引可以折疊、緊湊的方式(folded and compact fashion)實現。可能發生在沿此折疊光束路徑設置之光學組件之間的結構空間衝突可藉由原本緊密相鄰的光學組件之軸偏離(axial offset)而解決,以在光學組件之間產生足夠的軸距離。只要透鏡(特別是聚光透鏡)為軸向偏離以解決結構空間衝突,光學設計可例如藉由至少一透鏡焦距的調整而對應地修改。
如申請專利範圍第24項所述之彼此分開的MMA區域致能照明光線之對應、空間上分開的光束導引。替代地或補充地,照明光線可接連撞擊同一個MMA區域兩次。彼此分開的MMA區域可構成同一個MMA上的區域,但基本上也可由空間上彼此分開的兩個微鏡陣列所實現。先後撞擊於多於兩個MMA區域上以進一步改善漫射光的抑制也是可能的。
申請專利範圍第25至27項的優點已在前文中關聯於申請專利範圍第7至9項作出解釋。
在申請專利範圍第28項所述之設計的情況中,使用微鏡的不同傾斜角操作點範圍(tilting angle operating point range)。在此情況中,微鏡的第一群組可在第一使用角度範圍中操作,而微鏡的第二群組可在第二傾斜角操作點範圍中操作。這可特別用以藉由微鏡之照明光線反射角與繞射-反射光柵之閃耀角度的目標偏差而設定灰階。由於不同微鏡群組的對應分配,也可使用多於兩個傾斜角操作點範圍。在照明光學單元的另一種設計中,第一傾斜角操作點範圍也可與第二傾斜角操作點範圍相同。至少其中一傾斜角操作點範圍或全部的傾斜角操作點範圍可落在個別微鏡之反射率的通用強度最大值(global intensity maximum)範圍中或在個別微鏡之反射率之通用反射率最小值(global intensity minimum)範圍中。不同微鏡撞擊可發生在同一個MMA上或者在不同的MMA上。
如申請專利範圍第29及30項所述之設計具有對應的優點。第一反射範圍可在例如0%到30%反射之間的範圍中。第二反射範圍可在例如60%到100%之間的範圍中。另一反射範圍可在例如30%到60%之間的範圍 中。對所使用之多於兩個反射率範圍的規定也是可能的。或者,第一反射率範圍與第二反射率範圍為相同之照明光學單元的設計是可能的。
只要照明光線多次連續撞擊於至少一MMA區域上,照明光學單元可設計以利用在其傾斜角調整上之具有低反射之使用角度範圍(例如在0%到30%之間)的單一微鏡撞擊、及/或利用具有相關微鏡之反射之高相依性(great dependence)的單一使用角度範圍(exactly one used angle range)。在所有其他微鏡撞擊中,則存在傾斜角調整上之較高反射及/或反射的較少相依性。這可用於最佳化灰階的設定,亦即要針對特定照明通道(specific illumination channel)精準規定的總反射率。
在MMA之微鏡主板上之照明光線的入射角例如可大於0度、可大於5度、可大於10度、可大於15度、且可在20度的範圍中。在兩個入射角範圍中的平均入射角彼此可差異多於3度、多於5度、或甚至多於10度。也有可能指派(assign)微鏡給多於兩個所使用的入射角範圍。或者,入射角的第一範圍也可與入射角的第二範圍相同。
前文有關申請專利範圍第23到30項所討論的特徵可與已討論之關聯於照明光學單元及計量系統的個別特徵或特徵組合自由地組合。前文解釋之傾斜角操作點範圍的選擇可關聯於微鏡群組、特別是整體微鏡區域,也可關聯於個別微鏡。原則上,MMA的每一微鏡可以個別偏向(individual deflection)操作,且基本上也可以個別操作點(individual operating point)操作。
本發明所解決的另一問題為發展出在引言中所提及之照明光學單元的類型,以盡可能精確發生瞳影響。
此問題係根據本發明藉由包含申請專利範圍第31項所指明之特徵的照明光學單元而解決。
在照明光線之第二使用繞射階(second used order of diffraction)中之至少一MMA的操作將導致對漫射光特別良好的抑制。在 MMA之照明光線的第二階繞射因此可被選擇供進一步使用。瞳影響可為瞳均質化及/或瞳成形。MMA之反射光柵具體實施例的優點已於上文中做出解釋。
在MMA之另一驅動情況中,MMA的所選微鏡係操作於照明光線之至少第二使用繞射階。在此情況中,MMA的至少一微鏡可操作於至少第二使用繞射階。
前文有關申請專利範圍第31項所討論的特徵可與已討論之關聯於照明光學單元及計量系統的個別特徵或特徵組合自由地組合。
本發明所解決的另一問題為具體化包含至少一微鏡陣列之瞳影響組合件,以改善該組合件的穩定度(stability)。
此問題係根據本發明藉由包含申請專利範圍第32項所指明之特徵的照明光學單元而解決。
由於照明光線未撞擊於其上之MMA區域的存在,MMA可相對照明光線撞擊而定向,使得照明光線照射最佳適於照明的那些MMA區域。舉例來說,MMA上的缺陷區域可設置在照明光線所撞擊於其上之MMA區域的外部。
在申請專利範圍第32項所述之具體實施例的情況中,MMA的位置改變有可能使得照明光線在第一照明位置撞擊於空間上彼此分開設置之兩個使用的MMA區域上、以及在另一位置使用對應的交換MMA區域(exchange MMA region)供曝光。以彼此分開的方式設置的使用MMA區域可由照明光線之光束路徑中的照明光線連續地撞擊。也可提供多於兩個具有對應指派交換MMA區域的使用MMA區域於瞳影響組合件中。
如申請專利範圍第32及33項所述之照明光學單元可由前文有關照明光學單元及計量系統所討論之所有個別特徵及/或特徵組合發展。
申請專利範圍第34至36項所述之計量系統的優點對應前文中有關照明光學單元所作的解釋。
作為如申請專利範圍第35項所述之能量監視單元的替代或補充,也可提供強度監視單元。物件場照明可在物件場上以空間解析的方式監視。強度分佈可在物件場上以空間解析的方式(spatially resolved fashion)監視。替代地或補充地,監視可發生在物件場上游及/或物件場下游之照明光線之光束路徑中。
1‧‧‧計量系統
2‧‧‧物件平面
3‧‧‧微影光罩
4‧‧‧照明光線
4a‧‧‧部分光束
4b‧‧‧部分光束
5‧‧‧光源
6‧‧‧照明光學單元
7‧‧‧光束擴張裝置
8‧‧‧去極化器
9‧‧‧瞳均質化組合件
10‧‧‧瞳
11‧‧‧瞳平面
12‧‧‧微透鏡陣列
13‧‧‧微透鏡陣列
14‧‧‧蠅眼聚光器
15‧‧‧變焦透鏡
16‧‧‧微透鏡
17‧‧‧彗形射線
18‧‧‧主射線
19‧‧‧場平面
20‧‧‧MMA區域
21‧‧‧瞳成形組合件
22‧‧‧偏折鏡
23‧‧‧光點
24‧‧‧微鏡
24i‧‧‧微鏡
25‧‧‧MMA
26i‧‧‧傾斜制動器
27‧‧‧中央控制裝置
28‧‧‧聚光透鏡
29‧‧‧場平面
30‧‧‧空間濾波器光闌
31‧‧‧偏折鏡
32‧‧‧聚光透鏡
33‧‧‧瞳平面
34‧‧‧瞳
35‧‧‧照明光闌
36‧‧‧MMA區域
37‧‧‧偏折鏡
38‧‧‧聚光透鏡
39‧‧‧場平面
40‧‧‧空間濾波器光闌
41‧‧‧偏折鏡
42‧‧‧聚光透鏡
43‧‧‧瞳平面
44‧‧‧零階繞射
45‧‧‧第一階繞射
46‧‧‧MMA區域
47‧‧‧MMA區域
48‧‧‧缺陷區域
49‧‧‧場成形組合件
50‧‧‧擴散板
51‧‧‧旋轉驅動
52‧‧‧旋轉軸
53‧‧‧聚光透鏡
54‧‧‧場平面
55‧‧‧場光闌
56‧‧‧偏折鏡
57‧‧‧管透鏡
58‧‧‧光束分光器
59‧‧‧極化元件
60‧‧‧聚光透鏡
61‧‧‧物件場
62‧‧‧投射光學單元
63‧‧‧影像場
64‧‧‧影像平面
65‧‧‧空間解析偵測器
66‧‧‧聚光透鏡
67‧‧‧監視裝置
68‧‧‧場平面
69‧‧‧偏折鏡
70‧‧‧瞳平面
71‧‧‧聚光透鏡
72‧‧‧偏折鏡
73‧‧‧場光闌
74‧‧‧偏折鏡
75‧‧‧聚光透鏡
76‧‧‧靜態擴散板
77‧‧‧瞳成形組合件
78‧‧‧光束分光器
79‧‧‧聚光透鏡
80‧‧‧MMA
81‧‧‧聚光透鏡
82‧‧‧空間濾波器光闌
83‧‧‧內部區域
84‧‧‧吸收阻擋邊緣區域
85‧‧‧空間濾波器光闌
86‧‧‧瞳成形組合件
87‧‧‧λ/4板
88‧‧‧瞳成形組合件
89‧‧‧聚光透鏡
90‧‧‧偏折鏡
91‧‧‧空間濾波器光闌
92‧‧‧場平面
93‧‧‧偏折鏡
94‧‧‧聚光透鏡
95‧‧‧瞳成形組合件
96‧‧‧圓柱形透鏡
97‧‧‧圓柱形透鏡
98‧‧‧圓柱形透鏡
99‧‧‧圓柱形透鏡
100‧‧‧瞳成形組合件
101‧‧‧聚光透鏡
102‧‧‧偏折鏡
103‧‧‧場光闌
104‧‧‧場平面
105‧‧‧偏折鏡
106‧‧‧聚光透鏡
107‧‧‧瞳成形組合件
108‧‧‧微透鏡陣列
109‧‧‧微透鏡
110‧‧‧微透鏡
111‧‧‧瞳成形組合件
112‧‧‧瞳成形組合件
113‧‧‧瞳成形組合件
114‧‧‧瞳成形組合件
115‧‧‧輸入耦合稜鏡
116‧‧‧瞳成形組合件
117‧‧‧瞳成形組合件
118‧‧‧輸入耦合稜鏡
119‧‧‧瞳成形組合件
120‧‧‧偏折鏡
121‧‧‧偏折鏡
122‧‧‧瞳成形組合件
123‧‧‧透鏡
123’‧‧‧透鏡
12‧‧‧瞳成形組合件
125‧‧‧偏折稜鏡
B1‧‧‧微鏡子區域
B2‧‧‧微鏡子區域
本發明範例具體實施例將於下文參照圖式做更詳細的解釋。
圖1以某些所示組件之縱剖面的概要描述顯示用以檢測物件的計量系統,其中用以照明要被檢測之物件的照明光學單元為計量系統的部分。
圖2顯示在瞳均質化組合件區域中由具體化為蠅眼聚光器之圖1照明光學單元所導引之照明光線的光束路徑的摘錄。
圖3示意性地顯示圖2之蠅眼聚光器的摘錄,其中描述顯示有關由照明光學單元所導引之照明光線之總光束的兩個部分光束的光束導引的細節,該部分光束在每一情況中係由三個個別射線所描述。
圖4以相對相較於圖1之垂直平面的倒置鏡像方式顯示包含一連續光學單元之圖1照明光學單元的瞳成形組合件。
圖5示意性地顯示圖4之瞳成形組合件的光束成形效應,其中由瞳成形組合件之多鏡陣列(MMAs)所具體化之實際反射光柵係描述為傳輸光柵。
圖6顯示在瞳成形組合件區域中之圖1照明光學單元中及包含場成形組合件之連續光學單元之照明光線的光束路徑的摘錄。
圖7顯示在微鏡陣列之第一置換位置中從圖6之方向VII所視之微鏡陣列的平面圖。
圖8以類似圖7的描述顯示在第二置換位置之微鏡陣列的平面圖。
圖9以類似圖7及圖8的描述顯示在另一置換位置之微鏡陣列的另一具體實施例。
圖10以類似圖1的描述顯示計量系統的另一具體實施例,其具有在瞳均質化組合件及瞳成形組合件之間之照明光線光束路徑的導引的另一具體實施例。
圖11示意性地顯示在只具有一個微鏡陣列之瞳成形組合件之另一具體實施例之區域中照明光線之光束導引的另一具體實施例。
圖12以類似圖11的描述顯示在只具有一個微鏡陣列之瞳成形組合件之另一具體實施例之區域中照明光線之光束導引的另一具體實施例。
圖13顯示在瞳成形組合件之另一具體實施例之區域中照明光線之光束的光束導引的另一具體實施例,其中圖中也描述了某些組件的縱剖面。
圖14以類似圖13的描述顯示在瞳成形組合件之另一具體實施例中照明光線之光束的光束導引的另一具體實施例。
圖15顯示根據圖14之觀看方向XV之在入口側圓柱形透鏡望遠鏡區域中之圖14具體實施例之照明光線之光束路徑的摘錄視圖。
圖16顯示在瞳成形組合件之具體實施例之微鏡陣列區域中之照明光線之光束路徑的另一具體實施例。
圖17顯示從圖16之觀看方向XVII的微鏡陣列的平面圖。
圖18以類似圖16的描述顯示在瞳成形組合件之微鏡陣列區域中之照明光線之光束導引的另一具體實施例。
圖19以類似圖13的描述顯示在瞳成形組合件之另一具體實施例之區域中從瞳均質化組合件之最後一個微透鏡陣列開始之照明光線之 光束導引的另一具體實施例。
圖20顯示從圖19之觀看方向XX所視之根據圖19之微透鏡陣列之一微透鏡的高倍放大圖。
圖21以類似圖20的平面圖描述顯示一微透鏡陣列的摘錄,其中微透鏡陣列係用於在例如根據圖1之照明光學單元情況中之瞳均質化組合件。
圖22以類似圖21的描述顯示一微透鏡陣列之摘錄的平面圖,其中微透鏡陣列係用於包含圖19及20之瞳均質化組合件的照明光學單元。
圖23以類似圖7到9的描述顯示具有受到橢圓形照明光線光束之高度撞擊區域之瞳成形組合件之變化形式之微鏡陣列的平面圖。
圖24到圖33以類似圖13的描述顯示在每一情況中之在瞳成形組合件之其他具體實施例中之照明光線之導引的其他具體實施例。
圖34及35比圖13之描述更高度示意地顯示在瞳成形組合件之其他具體實施例中之照明光線之導引的其他具體實施例。
圖36顯示通過所描述具體實施例之其中一者之MMA區域的截面的示意放大圖,以闡明所介紹的變量。
圖37顯示從圖36摘錄之在MMA區域之兩相鄰微鏡之區域中的放大圖。
圖38顯示以百分比顯示在MMA區域之個別微鏡的傾斜角度上由個別MMA區域所反射之強度比例之相依性的圖式。
圖39示意性地顯示具有微鏡子區域之瞳成形組合件之第一MMA區域的平面圖,其中微鏡子區域的傾斜角度係用以設定在指派傾斜角度操作點的對應反射率。
圖40以類似圖39的描述顯示具有規定MMA子區域之依次指派傾斜角度操作點設定之瞳成形組合件之另一MMA區域的平面圖。
圖41顯示根據圖30及40之兩個MMA區域設定在照明瞳上之照明光線之強度分佈的整體效應,其以可相較於圖39及40的平面圖形式描述。
圖1整體且示意地顯示用於設置在物件平面2中之物件的高度空間解析檢驗的計量系統1。在物件平面2中之微影光罩(lithography mask)3係示意地繪示為圖1中此一物件的一範例。此微影光罩3也可稱作遮罩(reticle)。使用計量系統1,遮罩3的形貌及光學行為可針對在投射曝光裝置中的操作而被檢驗及測試,特別是針對DUV或EUV投射微影。舉例來說,遮罩3上的缺陷可透過計量系統1而識別及量測。遮罩3上之結構對在投射微影期間之照明光線4或投射光線之導引的影響也可由計量系統1量測。照明光線4在圖1中係由複數個個別光束示意地表示,其從不同場點分別以三個不同射線角度行進(一個主射線(chief ray)、兩個彗形射線(coma ray))。
照明光線4由光或輻射源5所產生,其在所述範例具體實施例中為DUV雷射,例如產生波長193nm的雷射。原則上,EUV光源也是有可能,其中下文所述的傳輸光學組件則一般具體化為反射性光學組件。接著,將使用例如具有對應折射率的凹面鏡來取代凸透鏡。
計量系統1的照明光學單元6用以導引光源5及遮罩3及計量系統1之偵測及/或監視組件之間的照明光線4,該照明光學單元將解釋於下。
用以擴張照明光線4之光束橫截面的光束擴張裝置(beam expanding device)7係設置於光源5的下游。光束擴張裝置7可例如為相應尺寸的伽立略望遠鏡(Galilean telescope)。照明光線4的光束橫截面由光束擴張裝置7擴張例如10倍。
去極化器8係設置於照明光線4之光束路徑中之光束擴張裝置7的下游,該去極化器將一開始以極化方式入射在去極化器8上之照明光 線4轉換為以非極化方式離開去極化器8的照明光線4。
瞳均質化組合件9係設置於照明光線4之光束路徑中之去極化器8的下游。該瞳均質化組合件用以均質化在照明光學單元6之瞳平面11中之瞳10上之照明光線的強度分佈。瞳均質化組合件具有兩個微透鏡陣列(microlens array,MLA)12、13,其接連地配置於照明光線4之光束路徑中,該微透鏡陣列共同形成了蠅眼聚光器14(其原則上從習知技術為已知)。變焦透鏡(zoom lens)15也屬於瞳均質化組合件9。
圖2及圖3示意性地顯示瞳均質化組合件9的功能。圖3顯示照明光線4之整體光束的兩個部分光束4a、4b的光束路徑,其係入射於瞳均質化組合件9之蠅眼聚光器14之第一微透鏡陣列12的指定微透鏡16上(於照明光線4的光束路徑中)。部分光束4a、4b之每一者係由兩個彗形射線17及一個主射線18所表示。
在照明光線4的光束路徑中,瞳均質化組合件9之蠅眼聚光器14的第二微透鏡陣列13係設置於照明光學單元6之場平面19的區域中。變焦透鏡15作用為聚光器並將以彼此疊加的方式將照明光線部分光束4a、4b轉移至瞳平面11的瞳10。在瞳10中之入射在蠅眼聚光器14之個別微透鏡16上之所有照明光線部分光束4a、...的此疊加將導致在瞳10上之照明光線4之強度分佈的均質化。
根據蠅眼聚光器14的不同具體實施例,微透鏡16在平面圖中可為方形、矩形、六角形、六角扭曲、圓形或其他形狀,如橢圓形、多邊形或三角形。
根據不同的具體實施例,蠅眼聚光器14可包含僅一個微透鏡陣列或複數個微透鏡陣列,例如兩個微透鏡陣列。微透鏡16可具體化為平凸形、雙凸形、平凹形或雙凹形。微透鏡16可為交叉圓柱透鏡,其具有特別為90°的交叉角。微透鏡16也可為三重交叉圓柱透鏡。在此情況中,分佈在兩個光學組件之間的三個光束成形表面(凹面或凸面)係以60°的交叉角 在每一情況中接連地設置。第四表面可以平面方式實施。
可用於瞳均質化及/或場均質化的均質化組件的其他變化形式將解釋於下。舉例來說,可使用擴散板作為均質化組合件。替代地或補充地,具有繞射及/或折射微結構的元件可使用作為均質化組合件。均質化組合件的均質化元件可實施為靜態或可以驅動方式移置。驅動的移置可為旋轉、或特別是振動、平移。
圖2係示意地顯示瞳平面11設置為鄰近變焦透鏡15。實際上,第一瞳平面11位在場平面19的下游而在照明光學單元6之瞳成形組合件21之第一微鏡陣列(MMA)區域20之區域中,其主要組件及功能將於圖4至圖7中描述。
照明光學單元6的偏折鏡(deflection mirror)22係設置於變焦透鏡15與第一MMA區域20之間。
第一MMA區域20描述為圓形照明光點(round illumination light spot)23,如圖7的平面圖所示。該光點23係入射於MMA區域20之複數個微鏡24上。微鏡24係設置於微鏡區域20中之二維光柵。微鏡24之每一者具有方形反射表面。在MMA區域20之微鏡24的兩鄰近鏡列之間的距離係配合照明光線4的波長,使得照明光線4在瞳成形組合件21或照明光學單元6之下游組件的方向以照明光線4的零階繞射由MMA區域20導引。因此,MMA區域20係具體化為照明光線4的繞射-反射光柵。在MMA區域20上之照明光線4的輸入發散度(input divergence)及在MMA區域20上之照明光線4的入射角係選擇使得高於零階繞射的繞射階與零階繞射分開通過光束路徑,亦即可與零階繞射的光束路徑分開。
MMA區域20為圖7所述之整體MMA 25的部分。
MMA 25的微鏡24可由制動器系統於傾斜角度範圍(tilting angle range)內個別地調整。圖7示意性地描述用於微鏡24i的相關傾斜制動器26i。MMA 25之所有微鏡24的傾斜制動器26係信號連接至照明光學單元6或 計量系統1的中央控制裝置27,其方式並未描述。
中央控制裝置27係信號連接至照明光學單元6或整體計量系統1的其他組件。
根據MMA 25的不同具體實施例,微鏡24在傾斜角度範圍內可連續地調整或可在傾斜角度範圍內的複數個傾斜角度之間(例如兩個傾斜角度之間)不連續地切換。
藉由個別的傾斜制動器26i,每一微鏡24i可在開啟位置及關閉位置之間傾斜。在開啟位置中,微鏡24i對照明光線4的反射角度係對應零階繞射的角度。因此,開啟傾斜位置為閃耀(blaze)傾斜位置。換言之,微鏡24則為閃耀鏡(blazed mirror)。因此,照明光線4所撞擊之MMA 25的那些區域係作用為具有可調整閃耀角度的閃耀光柵。在關閉位置中,微鏡24i係傾斜使得實際上沒有照明光線4在零階繞射的方向中反射。舉例來說,在關閉位置的傾斜角度係使得照明光線4在第一階繞射的方向中反射。或者,在微鏡24i的關閉位置中,照明光線4也可在MMA區域20針對照明光線4之繞射-反射光柵之不同繞射階的方向中或在兩個繞射階之間的方向中反射。微鏡24之關閉傾斜角度位置的選擇係使得在關閉位置由微鏡24所反射之照明光線4的實際有效抑制因此將為可能。
照明光線4在MMA區域20上的光束路徑係設計使得照明光線4以小於由MMA區域形成之繞射-反射光柵的第一階繞射之繞射角Ψ的輸入發散度入射於MMA區域20的微鏡24上。此外,照明光線4在MMA區域20上的光束路徑係設計使得照明光線4以大於0度、大於5度、以及在圖1具體實施例中約為10度的入射角入射於MMA區域20的微鏡主平面上。微鏡主平面與瞳平面11一致。在MMA區域20之微鏡主平面上的入射角也可能大於10度,例如在範圍15度或更大或在範圍20度的入射角。
另一聚光透鏡28將由MMA區域20所反射的照明光線4轉移至另一場平面29。在圖1之照明光學單元6的情況中,場平面29為場平面19 下游的第一個場平面。空間濾波器光闌30係設置於場平面29中。該空間濾波器光闌係用以選擇MMA區域20所反射之照明光線4的零階繞射,亦即用以抑制更高階的繞射,亦即+/-第一及更高階的繞射。照明光線4之另一偏折鏡31係設置於聚光透鏡28與空間濾波器光闌30之間。
另一聚光透鏡32將來自場平面29的照明光線4轉移至另一瞳平面33。瞳平面11及33在所述具體實施例的情況中為一致。
在瞳34內,照明光點35(參考圖7)中之瞳平面33中的照明光線4係入射於MMA 25上的另一MMA區域36上。用於照明光線4的另一偏折鏡37係設置於照明光線4之光束路徑下游的空間濾波器光闌30與聚光透鏡32之間。
另一MMA區域36對照明光線4的效應與MMA區域20對照明光線4的效應相符。進一步的瞳成形可藉由另一MMA區域36來實行,其轉而作用在照明光線4作為一繞射-反射光柵,其取決於另一MMA區域36的哪些微鏡24在開啟位置及在關閉位置。分別在MMA區域20及36中之在關閉位置的微鏡24係導向至瞳中對應的暗區域。關聯於入射在MMA區域20及在MMA區域36中之開啟位置中之微鏡的照明光線部分光束的瞳區域係導向至照明光學單元6之瞳中的亮區域。針對物件照明所選擇的照明設定(即所選的照明角度分布)可以此方式來規定。
一般而言,瞳成形組合件21構成瞳影響組合件,因為例如瞳均質化也可藉由瞳成形組合件21而達成。
另一聚光透鏡38設置於照明光線4之光束路徑中的MMA區域36下游,該另一聚光透鏡將照明光線4轉移至另一場平面39,其中設置有照明光學單元6的另一空間濾波器光闌40,用以抑制在另一MMA區域36之照明光線4的零階繞射之外的繞射階。照明光學單元6之另一偏折鏡41係設置於聚光透鏡38與空間濾波器光闌40之間。
在空間濾波器光闌40下游之照明光線4之光束路徑中的另 一聚光透鏡42將照明光線4轉移至另一瞳平面43。
圖5示意性地顯示瞳成形組合件21之兩個MMA區域20及36的繞射光柵效應。MMA區域20及36係以圖5的傳輸示意性地描述。光束路徑係顯示為從MMA區域20到聚光透鏡42的下游。偏折鏡31、37及41係省略。
照明光線4由相同相位的波前示意性地描述。照明光線4首先在MMA區域20繞射。零階繞射44由在聚光透鏡28下游方向中之MMA區域20的閃耀微鏡24所反射。第一階繞射45(由於在微鏡24之開啟傾斜位置的閃耀角度,其僅以非常低的反射率從MMA區域20發射)係以相較零階繞射44的繞射角Ψ發射並在聚光透鏡28下游於場光闌30被阻擋。接著在另一MMA區域36也發生完全相同的選擇機制。
因此,選擇分別在微鏡區域20及36中的哪些微鏡24i出現在開啟位置及在關閉位置使得有可能規定照明光學單元6之瞳的哪些區域為亮(即被照明)及瞳的哪些區域為暗(即未照明)。
在持續調整分別在MMA區域20及36中之微鏡24的情況中,也可能規定在全照明(兩種微鏡皆指派至開啟位置中的瞳區域)及全阻擋(兩種微鏡24i皆指派至關閉位置中的瞳區域)之間的任何想要的灰階值(grey-scale value)。
在兩個MMA區域20及36中之微鏡24的預設定(presetting)在此情況中可使得照明光線4被微鏡24(其傾斜角驅動是在規定傾斜角操作點範圍內作用)而於MMA區域20反射,其中照明光線4撞擊於具有在第二傾斜角度操作點範圍中之傾斜角驅動之另一MMA區域36的微鏡24上。
兩個傾斜角操作點範圍,亦即一方面在第一MMA區域20中以及另一方面在第二MMA區域36中之微鏡24的兩個反射角範圍,在此情況中為不同。可達成的結果係例如為透過第一MMA區域20,可藉由微鏡24的傾斜調整而達成範圍在%0及30%之間的零階繞射的反射率,其中在60%及100%(在微鏡24的最佳反射)之間的反射率範圍在第二MMA區域中達成。替 代地或補充地,兩個傾斜角操作點範圍可選擇使得在第一傾斜角操作點範圍中,一給定的傾斜角變化將導致相對小的反射率變化,其中在第二傾斜角操作點範圍中,相同的絕對傾斜角調整將導致相對大的反射率變化。
在複數個MMA區域上的連續撞擊可選擇為使用連續撞擊之複數個MMA區域中的一個,其在給定傾斜角調整情況中在具有低反射率及/或大反射率變化之傾斜角操作點範圍中。這些變化形式將致能MMA區域20及36上之連續撞擊情況中灰階的最佳細微解析度。在微鏡之反射角以及基於反射至零階繞射之強度之範例的反射率之間相依性的範例圖式可參考技術論文:「用於微影之空間光調節器的對比特性(Contrast properties of spatial light modulators for microlithography)」,其由J.Heber等人發表於Proc.of SPIE Vol.6730 673035-1。有關傾斜角操作點範圍的更多解釋也將結合圖36到41在下文中提出。
在定義瞳空間區域的灰階照明也可依據在脈衝光源5的情況中微鏡可針對所選光源脈衝而變化地切換的事實而實現。這也可結合上文所解釋之灰階設定而實現。
舉例來說,由照明光學單元6之其他組件所造成之過衝(overshoot)及/或扭曲(distortion)可藉由灰階設定而校正。
在光源5之脈衝具體實施例的情況中,微鏡24可驅動使得其在以雷射脈衝撞擊的過程中達到規定的所需傾斜位置,但可在雷射脈衝之間的中介期間回到開始位置,例如即未被驅動。微鏡驅動可不斷地「更新」。MMA 25上的兩個MMA區域20及36為鄰近但以在空間上彼此分開方式設置的兩個使用MMA區域。照明光線未撞擊於其上的MMA區域46係設置於這兩個使用的MMA區域20及36之間,如圖7所清楚顯示。該MMA區域46足夠大來提供用於另一照明光點的空間。位在相對MMA區域46之MMA區域20的該側上,MMA具有另一MMA區域47,其在圖7所示的位置中也未使用。
在圖7之MMA 25的位置中,照明光線未撞擊於其上的兩個 MMA區域46、47係具體化為交換MMA區域。照明光線4之光束路徑係具體化為可相對MMA 25移置,使得在使用MMA區域20、36與交換MMA區域46、47之間的照明光線撞擊的改變能夠實現。在所述的範例具體實施例中,MMA 25可相對瞳平面11中之照明光線光束路徑而移置。
圖8顯示在瞳平面11中相對圖7之位置位移照明光點23或35之點直徑的MMA 25。照明光點23現在與交換MMA區域47一致。照明光點35也與交換MMA區域46一致。MMA 25因此可在兩個位移位置中用作瞳成形組合件21的組件。舉例來說,若MMA區域20及/或36中的微鏡失效,MMA 25可從圖7的位置位移至圖8的位置,使得照明光線4現在撞擊於「更新」的交換MMA區域46、47。
圖9描述瞳成形組合件21中之隔開的MMA區域20及36之組態的另一使用變化形式,其中MMA 25具有統計上設置的缺陷區域48。由於用於與照明光點23及35撞擊之MMA區域20及36的間隔,儘管存在缺陷區域48,仍有可能將MMA 25帶到沒有任何一個缺陷區域48與MMA區域20及36之其中一者重疊的位置。
在未描述的具體實施例中,照明光線4撞擊於其上的至少一MMA區域可設置為使得其操作在照明光線4的第二使用繞射階或甚至更高的繞射階。設置將接著使得下游空間濾波器光闌在所使用MMA區域下游之另一光束路徑中設置的方向對應至第二或更高使用繞射階的繞射方向。
位於瞳成形組合件21下游之計量系統1的組件將於下文中解釋。照明光學單元6的場成形組合件49係設置於瞳平面43中,亦即在瞳成形組合件21下游的光束路徑中。該場成形組合件包含擴散板50及旋轉驅動51。藉由旋轉驅動51,擴散板50係以繞著垂直於板平面之用於旋轉之軸52作旋轉的方式驅動。
用於旋轉之軸52平行於在擴散板50區域中之照明光線4的光束路徑。擴散板50可相對照明光線4之光束路徑而設置,使得用於旋轉之 軸52相對在擴散板50區域中之照明光線4之光束路徑的角度小於30度。換言之,擴散板50相對照明光線4之光束路徑之法線傾斜例如高達角度30度的設置也是有可能的。
旋轉驅動51的驅動可與光源5的驅動同步產生。當使用脈衝光源5,旋轉驅動51可驅動使得例如在個別照明光線脈衝與擴散板50之旋轉角之間有一個固定且定義的分配。
擴散板50在瞳平面43產生照明光線4的定義輸出發散角(defined output divergence angle),其在每一情況中對應在下游場平面的場位置。另一聚光透鏡53設置於照明光線4之光束路徑中的擴散板50下游,照明光線4經過其中。該另一聚光透鏡將照明光線4從瞳平面43轉移至另一場平面54,其中設置有一場光闌55用以定義計量系統1之照明場的外部邊界。照明光學單元6的另一偏折鏡56係設置於聚光透鏡53與場光闌55之間。管透鏡57設置於照明光線4之光束路徑中的場光闌55下游。用於照明光線4之光束分光器58依次地設置於照明光線4之光束路徑中之該管透鏡的下游。光束分光器58係設置於照明光學單元之另一瞳平面的區域中。
用以產生照明光線4之定義極化狀態的極化元件59係設置於由光束分光器58反射之照明光線4的光束路徑中。另一聚光透鏡60係設置於由光束分光器58反射之照明光線之光束路徑中的極化元件59下游。在物件平面2中的物件場61係設置於照明光線4之光束路徑中的該另一聚光透鏡下游。遮罩3係設置使得要被檢測之遮罩3的部分位在物件場61中。為了檢測目的,物件場61係藉由投射光學單元62成像至影像平面64中的影像場63,其非常概要地描述於圖1中。影像場63可由空間解析偵測器65偵測,其例如為一CCD晶片。用以將物件場61成像至影像場63的成像光束路徑(其中成像光束路徑由投射光學單元62所導引)可由遮罩3傳輸(如圖1所示)、或者也可由遮罩3所反射及/或繞射。最後,物件場61也可由投射光學單元62成像,而不需設置於物件場61中的遮罩3。在此情況中,計量系統1可用以量 測光源5及/或照明光學單元6之組件的特性。
藉由針對性地將設置於照明光點之定義區域中的微鏡24轉移至關閉傾斜位置,可達成的是光線完全從在照明光點中的那些微鏡(沒有設置於關閉傾斜角度位置)所表示的方向入射至物件場61上。舉例來說,有可能產生從投射微影已知之針對物件場61的照明設定,例如:-具有規定最大照明角度的傳統設定,在此情況中,在對應此照明角度的半徑內,照明光學單元之瞳內的所有微鏡係切換至開啟傾斜位置,-環形照明設定,在此情況中,在瞳中之環狀區域內的微鏡係切換至開啟傾斜位置,或-多極照明,例如雙極照明、四極照明或這些照明的其他任何組合。
根據瞳成形的解析度(其可由照明MMA區域中之可個別驅動之微鏡的數量來規定),有可能對瞳結構並因此對照明設定做精細的規定。
由光束分光器58所傳輸之照明光線4的光束路徑通過另一聚光透鏡66並接著入射於監視裝置67上,監視裝置67為用以監視入射於物件場61之照明光線4之能量的能量監視單元的形式、及/或用以監視在物件場61上之照明光線強度分佈之空間解析強度監視裝置的形式及/或用以監視入射在物件場61上之照明光線4之照明角度分佈的瞳監視單元。在監視裝置67之位置的這些監視單元基本上為現有技術所習知。
在瞳成形的情況中及/或在場成形的情況中,在實際瞳之上及/或在實際場之上的強度分佈係規定使得其在瞳或場之上對應於規定之容差內的所需強度分佈。這可透過使用監視裝置67的反饋而完成。
也可設置至少一個另外的中繼光學單元(圖式中未描述)於場光闌55與管透鏡57之間,該至少一個另外的中繼光學單元以1:1將場平面54成像至下游場平面並因此在每一情況中產生照明光學單元6之另外的中介瞳平面。此額外的中繼光學單元可用於光束監視及/或用於光束成形。至少一中繼光學單元也有可能有不同於1:1的成像比例。
在照明光學單元6的一變化形式中(圖未示),也可省去瞳均質化組合件9。上文所解釋之瞳成形組合件之具體實施例的其中之一則可附隨地執行瞳均質化組合件的功能。為此目的,較佳為被撞擊之MMA區域的其中至少一者的微鏡24可持續地調整,使得藉由透過微鏡之閃耀角度的針對性失調(targeted detuning),有可能達成對指派至照明光學單元6之瞳上個別微鏡位置之位置的連續衰減。
用以在計量系統1內導引照明光線4之照明光學單元6的另一具體實施例將於下文參照圖10做出解釋。對應已參照圖1到圖9做出解釋之組件的組件係具有相同元件符號且將不再進行詳細地討論。
在圖10之照明光學單元6的具體實施例中,另一場平面68係設置於瞳均質化組合件9的變焦透鏡15與第一MMA區域20之間。
在圖10的照明光線4之光束路徑中,偏折鏡69、瞳平面70、聚光透鏡71及另一偏折鏡72係設置於變焦透鏡15與該另一場平面68之間。場光闌73係設置於場平面68中。在圖10之照明光學單元6的情況中,另一偏折鏡74及另一聚光透鏡75係設置於照明光線4之光束路徑中的場光闌73下游。就其他的過程來說,圖10之照明光學單元6的光束路徑係對應圖1之照明光學單元6的光束路徑。
透過另一場平面68,有可能獨立於瞳均質化組合件9而設定第一MMA區域20上游之照明光線4的光束參數,例如照明光線4入射在MMA區域20上時的輸入發散度及/或照明光線4在MMA區域20上之光束的直徑。這可用以例如最小化在MMA區域20上的照明光線強度負載或照射度。
圖10的照明光學單元6更具有場成形組合件49的一變化形式。後者除了圖1之照明光學單元6的旋轉擴散板50還包含另一個靜態擴散板76。靜態擴散板76及旋轉擴散板50合作用於圖10之照明光學單元6中物件場61的場成形。
圖11顯示可用以取代分別在圖1及10中之瞳成形組合件21的瞳成形組合件77的變化形式。在此情況中,圖式顯示在瞳成形組合件之第一MMA區域上游之聚光透鏡上游之每一情況中照明光線4的光束路徑。照明光線4由中央主射線示意地顯示。在瞳成形組合件77的情況中,從瞳均質化組合件9出來的照明光線4首先入射於50%的光束分光器78上。照明光線4只有在光束分光器78被反射之部份會進一步地使用。此反射的部分首先通過聚光透鏡79並接著入射於MMA 80上。後者同樣地具體化為反射-繞射光柵,如前文有關圖1到圖10已做出的解釋。MMA 80係與瞳成形組合件77設置於照明光學單元6的瞳平面中。另一聚光透鏡81設置於照明光線4之光束路徑中的MMA 80下游。反射性塗層空間濾波器光闌82係設置於照明光線4之光束路徑中的該另一聚光透鏡下游,該空間濾波器光闌與瞳成形組合件77設置於照明光學單元6的場平面中。
空間濾波器光闌82的內部區域83係以反射性塗層的形式具體化為一倒反射器(retroreflector),其中在MMA 80繞射之照明光線4的零階繞射係入射於內部區域上。照明光線4的零階繞射因此在空間濾波器光闌82反射回到自身。在內部的反射性塗層區域83之外,空間濾波器光闌82係具體化為吸收阻擋邊緣區域84,在其上,除了第一階繞射45,在MMA 80繞射之照明光線4的更高階繞射也將入射。因此,照明光線4的零階繞射44將由空間濾波器光闌82所選擇。反射回本身的照明光線4在通過聚光透鏡81後再次入射於MMA 80上,且在此情況中由於在MMA 80的第二繞射,將使對比進一步增加。在照明光線4的第一階繞射(反射回其本身)通過透鏡79後,照明光線4的使用部分通過光束分光器78及其下游的另一空間濾波器光闌85,其與瞳成形組合件77設置於照明光學單元的場平面(設置於MMA 80的下游)中。在通過場光闌85後,來自聚光透鏡42的照明光線4係以上文中有關圖1及圖10具體實施例所解釋的方式被導引。
可用以取代圖11之瞳成形組合件77的瞳成形組合件86的另 一具體實施例將於下文參照圖12進行解釋。
對應已參照圖1到圖10及特別是參照圖11而做出解釋之組件的組件係具有相同元件符號且將不再進行詳細地討論。
在有使用瞳成形組合件86的照明光學單元中,可省去去極化器7。
在瞳成形組合件86中,照明光線4以s-極化的方式入射於光束分光器78上。該光束分光器係設計使得其以高反射率反射s-極化光線。在光束分光器78所反射之使用照明光線4首先通過λ/4板87並接著採取與圖11之瞳成形組合件77相同的路徑,亦即通過聚光透鏡79、在閃耀MMA 80反射、通過透鏡81、在空間濾波器光闌82倒反射、選擇零階繞射44、再次通過聚光透鏡81及閃耀MMA80、再次通過聚光透鏡79及第二次反過來通過λ/4板87。λ/2板的效應(該效應造成極化旋轉90度)因此導致總體雙重通過λ/4板87。因此,在返回經過λ/4板87後,照明光線4為p-極化且由極化光束分光器78以高穿透率傳輸,且在通過空間濾波器光闌85後,可作為使用光線供在照明光學單元6中的進一步導引。
在瞳成形組合件88之另一具體實施例中之光束導引的另一變化形式將參考圖13解釋於下。對應已參照圖1到圖12做出解釋之組件的組件係具有相同元件符號且將不再進行詳細地討論。圖13係功能性地描述在圖1之照明光學單元6中之反射鏡22與聚光透鏡38之間的照明光線4的光束路徑。與位在圖1中瞳成形組合件上游及下游之光學組件在介面之光束方向中的差異可藉由對應定向及安排的偏折鏡來調整。
照明光線4在瞳成形組合件88中以字母「W」的形狀導引。照明光線4首先以約為8度的入射角α入射於MMA區域20上、由該MMA區域所反射(如前文有關圖1到圖12的解釋)、並接著通過聚光透鏡89,其功能對應圖1的聚光透鏡28。然後,照明光線4在偏折鏡90反射、通過設置於場平面92中的空間濾波器光闌91、由另一偏折鏡93所反射、並接著通過另一聚 光透鏡94。這些組件90到94對應圖1之照明光學單元6的組件31、30、29、37及32。在通過聚光透鏡94後,照明光線4入射於另一MMA區域36上。
在瞳成形組合件88中之照明光線4的光束導引相對場平面92為鏡像對稱。
在瞳成形組合件95之另一具體實施例中之照明光線的光束導引的另一具體實施例將參考圖14及15解釋於下。對應已參照圖1到圖13且特別是參照圖13做出解釋之組件的組件係具有相同元件符號且將不再進行詳細地討論。
在瞳成形組合件95的情況中,從瞳均質化組合件9產生的照明光線4在包含圓柱形透鏡96、97之圓柱形透鏡望遠鏡的協助下於一個維度上擴張(即在圖14的製圖平面中)。圓柱形透鏡望遠鏡96、97係具體化為Kepler望遠鏡。Galilean望遠鏡的組態也是有可能的。由於包含圓柱形透鏡96、97之圓柱形透鏡望遠鏡的擴張效應,相較於瞳成形組合件88,MMA區域20在瞳成形組合件95中放大了圓柱形透鏡望遠鏡的擴張因數。在MMA區域20之照明光線4的照射度或強度係對應地降低。
在垂直於圖14之製圖平面的平面中,圓柱形透鏡96、97不具影響,如圖15所示。
在瞳成形組合件95的情況中,照明光線4通過對應的W光束路徑,如同在圖13之瞳成形組合件88的情況中。在於另一MMA區域36反射後,藉由包含圓柱形透鏡98、99之另一圓柱形透鏡望遠鏡(其結構對應包含圓柱形透鏡96、97的圓柱形透鏡望遠鏡),照明光線4再次被校準供從圖1之照明光學單元6之聚光透鏡38出發的進一步導引。
在圖14之瞳成形組合件95中之照明光線4的光束路徑也相對場平面92為鏡像對稱。
在MMA 25反射時之照明光線4之導引的另一具體實施例係參考圖16及17描述於下。對應已參照圖1到圖15做出解釋之組件的組件係具 有相同元件符號且將不再進行詳細地討論。
圖16顯示在MMA區域20反射時於此反射上游的聚光透鏡與此反射下游的聚光透鏡之間之照明光線4的光束路徑。照明光線4的中央主射線係以簡化的方式表示。在MMA區域20的上游及下游之光束路徑中的照明光線4具有圓形的橫截面。
照明光線4以45度的入射角α入射於MMA主平面11。
圖17顯示在MMA 25的垂直俯視圖中之照明光點23的橫截面(從圖16中的方向XVII觀看)。
由於入射角α=45°,照明光點23顯示為橢圓光點,其在入射平面(圖16的製圖平面)比在與其垂直的平面約寬了1.4倍。照明光點23的對應面積放大導致照明光線4在MMA 25上之照射度的降低。在MMA 25反射後,照明光線4的光束橫截面再次為圓形,如圖16所描述。
圖18描述在瞳成形組合件100變化形式中之光束路徑的情況中使用對應的45度入射角。對應已參照圖1到圖17且特別是參照圖16及圖17做出解釋之組件的組件係具有相同元件符號且將不再進行詳細地討論。
在以入射角α=45°第一次於MMA區域20反射後,照明光線4通過聚光透鏡101,其效應對應圖1的聚光透鏡28或圖13的聚光透鏡89,且在通過偏折鏡102、場平面104中之場光闌103、偏折鏡105及聚光透鏡106之一序列後再次以入射角α=45°入射於另一MMA區域36上。入射於MMA區域20及36上的照明光點再次為橢圓形,如前文中有關圖16及17所作的解釋。在瞳成形組合件100中之照明光線4的光束導引再次相對場平面104約為鏡像對稱。
組件102到106再次對應圖1之照明光學單元6中的組件31、30、29、37及32。在MMA區域36反射後,再次出現橫截面為圓形之照明光線4的光束。
用以降低MMA 25上照射度,在瞳成形組合件107之另一變 化形式中,照明光線4之導引的另一變化形式將參照圖19及圖20解釋於下。對應已參照圖1到圖18且特別是參照圖13到圖15做出解釋之組件的組件係具有相同元件符號且將不再進行詳細地討論。
圖19描述從圖1之蠅眼聚光器14之第二微透鏡陣列108(在光束路徑中)出發之照明光線4的光束路徑。與圖1的微透鏡陣列13相比,瞳成形組合件107的微透鏡陣列108具有六邊形拉伸橫截面的微透鏡109。這樣的微透鏡109以高度放大的方式顯示於圖20的平面圖中。此微鏡109的六邊形橫截面的橫向尺寸比高度尺寸大了約1.62倍。這導致了微鏡109的光束成形效應,其與變焦透鏡15的交互作用將造成在變焦透鏡15下游之照明光線4的橢圓形光束。具有橢圓形光束橫截面之照明光線4的此光束接著將透過瞳成形組合件107經由組件序列20、89、90、91、93、94及36(其對應圖13之瞳成形組合件88的組件)而導引。由於微透鏡109之六邊形拉伸橫截面形式所產生的效應,該效應造成在圖19之製圖平面中有較大的擴展,相較於圖13的導引,照明光線4的光束在MMA區域20及36反射時將在圖19的製圖平面中有更大程度的擴展,其對應地降低在MMA 25上的照射度。在MMA區域36反射後,照明光線4之橢圓形光束係藉由圖14具體實施例之包含圓柱形透鏡98、99的圓柱形透鏡望遠鏡再次轉移為具有圓形橫截面的光束。
圖21及22顯示圖1之照明光學單元6之蠅眼聚光器14之微透鏡陣列12、13以及圖19之瞳均質化組合件之微透鏡陣列108的微透鏡設置的比較。
微透鏡陣列12、13的微透鏡110係具體化為具有六重對稱的六邊形。與其相較,微透鏡陣列108的微透鏡109係以六邊形拉伸的形式具體化,如前文中有關20所作的解釋。以微透鏡的兩種組態(即圖21的六邊形具體實施例及圖22的六邊形拉伸變化形式),有可能達成微透鏡陣列之面積的無間隙佔用,如從圖21及22中之陣列所分別摘錄所示。
圖23描述當具有橢圓形橫截面之照明光線4的光點撞擊於 MMA 25上時,照明光點23及35對MMA 25的佔用。此橢圓撞擊可經由入射角α=45°(如前文有關圖16到18所作的解釋)、或經由對應的圓柱形望遠鏡擴展(如前文有關圖14及15所作的解釋)、或經由包含對應橢圓形(例如拉伸六邊形)橫截面之瞳均質化組合件的微透鏡陣列(如前文有關圖19及20所作的解釋)而達成。前文有關圖1到22之照明光點23及35所作的解釋可適用於圖23的橢圓形照明光點23及35。只要橢圓形照明光點23及35設置為非常靠近彼此(如圖23中的範例所示),圖8的位移位置將不可能,但至少在MMA 25上相對小缺陷區域被省略的位移位置(亦即未被照明光線4撞擊)確實是可能的。
在MMA區域20及36附近之照明光線4之「W」形光束導引的其他具體實施例將於下文參考圖24到33作出解釋。對應已參照圖1到圖23且特別是參照圖13到圖23做出解釋之組件的組件係具有相同元件符號且將不再進行詳細地討論。
在圖24之瞳成形組合件111的情況中,MMA區域20及36被以4度的入射角α撞擊。包含經由兩個聚光透鏡89及94、偏折鏡90及93、及空間濾波器光闌91導引之部分光束路徑在此情況中係介於入射於MMA區域36上之照明光線4的部分光束與由MMA區域20所反射之照明光線4的部分光束之間。因此,兩個聚光透鏡89及94在空間上直接地彼此並排。
在瞳成形組合件111之光束路徑的情況中,照明光線4首先撞擊設置在圖24左邊的MMA區域36上並藉著撞擊設置在圖24右邊的MMA區域20。因此,撞擊順序與例如在圖13之瞳成形組合件88之情況中的撞擊順序完全相反。在瞳成形組合件111內之光束路徑也為W形並相對場平面92為鏡像對稱。
圖25顯示另一瞳成形組合件112,其為圖13之瞳成形組合件88的一變化形式。有關照明光線在MMA區域20及36上之入射角(該角度在瞳成形組合件112的情況中為4度)、以及空間濾波器光闌91之孔徑與MMA 25之間的距離(該距離在瞳成形組合件112的情況中比在瞳成形組合件88的情 況中更大以實現較小的入射角)存在有差異。
圖26再次顯示瞳成形組合件88。
圖27顯示具有如在圖24之瞳成形組合件111之情況中照明光線4之基本W光束導引的瞳成形組合件113,瞳成形組合件113在MMA區域20及36上具有8度的入射角。聚光透鏡89及94的焦距在瞳成形組合件113的情況中比在瞳成形組合件111的情況中更大。空間濾波器光闌91的通過孔徑與MMA 25之間的距離在瞳成形組合件113的情況中同樣比在瞳成形組合件111的情況中更大。
圖28顯示圖13及26之瞳成形組合件88發展為瞳成形組合件114的另一具體實施例。照明光線4經由輸入耦合稜鏡(input coupling prism)115的反射表面耦合進以撞擊於MMA區域20上,並在另一MMA區域36反射後於輸入耦合稜鏡115的另一反射表面耦合出。入射在輸入耦合稜鏡115上的光束路徑以及在通過瞳成形組合件114後由輸入耦合稜鏡115所反射之照明光線4的光束路徑彼此對齊。換言之,在瞳成形組合件114的情況中,瞳均質化組合件9與場成形組合件49(其係繪示於圖28中)之間不需要另一個偏折鏡。
輸入耦合稜鏡115位於一方面在MMA區域20與偏折鏡90間之照明光線4的部分光束路徑、以及另一方面在偏折鏡93與另一MMA區域36間之部分光束路徑之間。
圖29顯示圖25之瞳成形組合件112發展為瞳成形組合件116的另一具體實施例,其額外配備有瞳成形組合件114的輸入耦合稜鏡115。
在瞳成形組合件114及116的情況中,輸入耦合稜鏡115的稜鏡角度理當適用於照明光線4的光束導引需求,以在每一情況中產生這些瞳成形組合件114及116之耦合進及出之照明光線4的對齊導引。
圖30顯示在瞳成形組合件117之另一具體實施例情況中的另一輸入耦合變化形式,其另外對應至瞳成形組合件114。在此情況中,輸 入耦合係經由折射輸入耦合稜鏡118而非經由反射輸入耦合稜鏡來實現。入射於瞳成形組合件117以及經由輸入耦合稜鏡118而引導至MMA區域20之照明光線4的部分光束、以及從瞳成形組合件117出現以及通過輸入耦合稜鏡118之鏡像對稱具體化之折射表面之照明光線4的部分光束係彼此反向平行地行進且在相對兩側平行於其孔徑平面而通過空間濾波器光闌91。
圖31為瞳成形組合件119的另一具體實施例,其顯示在對應圖29之瞳成形組合件116之瞳成形組合件的情況中之具有折射輸入耦合稜鏡118的輸入耦合概念。在此處,同樣地,入射於瞳成形組合件以及從瞳成形組合件出現之照明光線4的部分光束係彼此反向平行地行進。
圖32顯示照明光線4進、出圖25之瞳成形組合件112之光束輸入及輸出耦合的變化形式。偏折鏡120用作光束輸入耦合,該偏折鏡將照明光線4反射向MMA區域20。另一偏折鏡121用作照明光線4的輸出耦合,由另一MMA區域所反射的照明光線4在此另一偏折鏡係反射向場成形組合件49。兩個偏折鏡120、121係設置於偏折鏡90及93之間而在面向遠離MMA 25之部分光束路徑的該側。入射於偏折鏡120上之照明光線4的部分光束以及從另一偏折鏡121出現之照明光線4的部分光束係彼此對齊,使得再次如前文有關圖28所作的解釋,在瞳均質化組合件9與場成形組合件49(亦即設置在瞳成形組件112上游及下游之照明光學單元6的組合件)之間不需要另一偏折鏡。
圖33對應地顯示在圖27之瞳成形組合件113的情況中經由偏折鏡120、121之照明光線4的輸入及輸出耦合。
在圖28到33中,耦合進及出的照明光線4在每一情況中係由中央主射線描述。
將參考圖34及35解釋以例如瞳成形組合件112及113的方式使用角度放大稜鏡(angle enlarging prism)以解決在瞳成形組合件情況中的結構空間衝突。對應已參照圖1到圖33、特別是參照圖13到圖33、且更特別是 參照圖32及33做出解釋之組件的組件係具有相同元件符號且將不再進行詳細地討論。
圖34顯示在瞳成形組合件112方式下之瞳成形組合件122之情況中的複數個透鏡(即聚光透鏡89及94)、以及例如其他光束成形透鏡123(其可例如構成望遠鏡透鏡對的部份)。在此情況中,透鏡123的其中一者係設置為直接靠近聚光透鏡89
為了解決可能的結構空間衝突,圖35的另一瞳成形組合件124(其另外對應圖34的瞳成形組合件122)在每一情況中一方面在MMA區域20與偏折鏡90之間的部分光束路徑中以及另一方面在偏折鏡93及另一MMA區域36之間之照明光線的部分光束路徑中具有折射偏折稜鏡125。在此情況中,在這些部分光束上之兩偏折稜鏡125的折射效應係使得在一方面為照明光線4之光束路徑中的第一偏折稜鏡125及下游偏折鏡90、以及另一方面為另一偏折鏡93及在照明光線4之光束路徑中位於其下游的第二偏折稜鏡125之間之照明光束的部分光束相對於照明光線4之個別鄰近部分光束的距離將增加。對應地,透鏡123也具有相對這兩個部分光束的較大距離,如此以避免結構空間衝突。
用以避免聚光透鏡間之結構空間衝突的另一變化形式同樣描述於圖34中,其以虛線描述可用以取代聚光透鏡123的另一聚光透鏡123’。包含聚光透鏡123’之瞳成形組合件122的光學設計為兩聚光透鏡90以及聚光透鏡123’並不設置於照明光線4之鄰近光束路徑部分的相同水平。因此,在這兩個透鏡89及123’之間沒有結構空間衝突。透鏡89及123’之間軸向偏離的尺寸可選擇使得例如兩透鏡的透鏡架設可在不發生結構空間衝突的情況下安裝。
在圖34及35中,照明光線4在每一情況中係由中央主射線所表示。
為了降低MMA區域上的照射度,入射在MMA 25上之照明 光線4的光束也可替代地或額外地藉由任意形式表面的使用或藉由非球形表面的使用而成形。
參考圖36到41,下文將對MMA區域(如圖1中瞳成形組合件21的MMA區域20及36)之傾斜角的操作點相依性(operating point dependence)(已於上文解釋)做出更詳細的描述。
圖36顯示其中一MMA區域(如MMA區域20)的橫截面。照明光線4(再次由中央主射線來說明)在圖36中以標示為α的入射角入射於MMA區域上。零階繞射(m=0)在圖36中以標示為β的繞射角由MMA區域繞射。空間濾波器光闌30也示意性地描述於圖36中。另外也顯示了負的第一階繞射(m=-1),其由空間濾波器光闌30所阻擋。
圖37顯示從圖36所摘錄之在兩鄰近微鏡24之區域中的放大圖。這兩個微鏡24在圖37中係傾斜了標示為γ的傾斜角。傾斜角γ為在微鏡主平面11及個別微鏡24的反射平面之間的角度。
圖38以反射的百分比數值繪示的圖式顯示在個別微鏡24的傾斜角γ上之入射照明光線4之強度的相依性-由個別MMA區域在零階繞射的方向中繞射。以下條件將滿足:β=α。
在傾斜角γ=0的情況中,亦即在微鏡24的反射表面平行於微鏡主平面11的情況中,微鏡作用為閃耀光柵的組件。由同時具有傾斜角γ=0與反射角β=α的微鏡所反射的照明光線4滿足零階繞射的繞射條件。結果為100%的反射。
隨著傾斜角γ從零開始增加,反射先以小的梯度降低,接著越來越急遽地下降,直到在零階繞射方向中反射之照明光線4的最小值發生在傾斜角γ3。在小的傾斜角(例如在圖3中的傾斜角γ1的範圍中),存在與100%只有些微差異的反射。
舉例來說,在反射角γ2,存在照明光線4的50%反射。
該最小值可落在0%的反射R的範圍中。
MMA區域20及36的不同子區域B的傾斜角操作點係規定使得MMA區域30、36之反射率的乘積適合於分別在瞳34及位在照明光線4之光束路徑下游之瞳(如瞳平面43)中之分別想要的照明光線強度分佈。
第一操作點範圍可例如涵蓋反射率在100%與60%之間的傾斜角γ,亦即可落在γ=0及γ=γ60之間的範圍。第二傾斜角操作點範圍可涵蓋例如在60%及30%之間的反射,亦即可落在傾斜角γ60與γ30之間。第三傾斜角操作點範圍可涵蓋例如在30%及0%之間的反射且可落在傾斜角γ30與γ3之間。傾斜角γ60(參考圖38)落在傾斜角γ1與γ2之間。傾斜角γ30落在傾斜角γ2與γ3之間。
在瞳34中及在照明光線4之光束路徑之瞳平面下游之範例照明光線強度分佈的產生將參考圖39到41於下文中做出解釋。
第一MMA區域在第一MMA子區域B1中具有微鏡24,其傾斜角係設定為在傾斜角γ60及γ30間之傾斜角操作點範圍中的傾斜角γ2。因此,此微鏡子範圍(micromirror subrange)以50%的反射將照明光線4反射至零階繞射的繞射角。
在MMA區域20之另一微鏡子區域B2中的微鏡24係設定為傾斜角γ1,亦即具有在γ=0及γ60間之操作點範圍中的傾斜角。這導致MMA區域20的微鏡子區域B2反射之照明光線4的反射在100%區域中。
微鏡子區域B1構成例如x-雙極照明設定的一極。微鏡子區域B2構成MMA區域20的圓形中央區域。
在微鏡子區域B1、B2外,微鏡24係設定於傾斜角γ3,其位在傾斜角操作點範圍中之傾斜角γ30之上。因此,在微鏡子區域B1、B2外,照明光線4實際上沒有在零階繞射的方向中反射。
在第二MMA區域36中,再次於MMA子區域B1中的微鏡24(其尺寸及位置對應第一MMA區域20之微鏡子區域B1的微鏡)係設定為在傾斜角γ=0及γ60間之傾斜角操作點範圍中的傾斜角γ1。第二MMA區域36的所 有其他微鏡係以與第一MMA區域20之微鏡相同的方式設定。
在於兩個MMA區域20、36的反射後之照明瞳34上之照明光線4的強度分佈係產生圖39及40之兩個MMA區域20及36之反射的乘積。此結果描述於圖41中。在瞳的極區域(pole region)B1中(此極區域由於在MMA子區域B1之微鏡24的反射而被撞擊),總反射50%成為在MMA區域20及36之反射的乘積。在瞳34的中央區域B2中(中央區域係對應MMA 20、36的MMA子區域B2),出現約為100%的反射乘積。在瞳34上的其他地方,結果為在0%區域中之兩個反射率的反射乘積,亦即具有相對較高的抑制率之0%的反射。
1‧‧‧計量系統
2‧‧‧物件平面
3‧‧‧微影光罩
4‧‧‧照明光線
5‧‧‧光源
6‧‧‧照明光學單元
7‧‧‧光束擴張裝置
8‧‧‧去極化器
9‧‧‧瞳均質化組合件
10‧‧‧瞳
11‧‧‧瞳平面
12‧‧‧微透鏡陣列
13‧‧‧微透鏡陣列
14‧‧‧蠅眼聚光器
15‧‧‧變焦透鏡
20‧‧‧MMA區域
21‧‧‧瞳成形組合件
22‧‧‧偏折鏡
23‧‧‧光點
27‧‧‧中央控制裝置
28‧‧‧聚光透鏡
29‧‧‧場平面
30‧‧‧空間濾波器光闌
31‧‧‧偏折鏡
32‧‧‧聚光透鏡
33‧‧‧瞳平面
34‧‧‧瞳
36‧‧‧MMA區域
37‧‧‧偏折鏡
38‧‧‧聚光透鏡
39‧‧‧場平面
40‧‧‧空間濾波器光闌
41‧‧‧偏折鏡
42‧‧‧聚光透鏡
43‧‧‧瞳平面
49‧‧‧場成形組合件
50‧‧‧擴散板
51‧‧‧旋轉驅動
52‧‧‧旋轉軸
53‧‧‧聚光透鏡
54‧‧‧場平面
55‧‧‧場光闌
56‧‧‧偏折鏡
57‧‧‧管透鏡
58‧‧‧光束分光器
59‧‧‧極化元件
60‧‧‧聚光透鏡
61‧‧‧物件場
62‧‧‧投射光學單元
63‧‧‧影像場
64‧‧‧影像平面
65‧‧‧空間解析偵測器
66‧‧‧聚光透鏡
67‧‧‧監視裝置
110‧‧‧微透鏡

Claims (36)

  1. 一種照明光學單元,用以照明要由一計量系統所檢測之物件,包含:一光學瞳成形組合件,用以在可設置要被檢測之一物件的一物件場上產生照明光線之照明角度的一定義分佈;一光學場成形組合件,設置於該照明光線之光束路徑中之該瞳成形組合件的下游,且用以在該物件場上產生該照明光線之一定義強度分佈;其中該場成形組合件包含設置於該照明光學單元之一瞳平面之區域中的至少一光學場成形元件。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之照明光學單元,其特徵在於該場成形元件係具體化為一擴散板。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之照明光學單元,其特徵在於該場成形元件係具體化使得其可以一驅動方式繞一軸旋轉,其中用於旋轉之該軸相對在該場成形元件之區域中之該照明光線之該光束路徑的角度係小於30度。
  4. 如申請專利範圍第1到3項之任一項所述之照明光學單元,其特徵在於在該照明光線之光束路徑中於該瞳成形組合件上游的一去極化器。
  5. 如申請專利範圍第1到4項之任一項所述之照明光學單元,其特徵在於在該照明光線之光束路徑中於該瞳成形組合件上游的一瞳均質化組合件,其用以在該照明光學單元的一瞳上產生該照明光線的一定義強度分佈。
  6. 如申請專利範圍第1到5項之任一項所述之照明光學單元,其特徵在於該瞳成形組合件包含至少一微鏡陣列。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之照明光學單元,其特徵在於用於瞳成形之該微鏡陣列係具體化為該照明光線之一繞射-反射光柵。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之照明光學單元,其特徵在於該照明光線之該光束路徑在該至少一微鏡陣列上之設計係使得該照明光線以小於由該微鏡陣列所形成之該繞射-反射光柵之第一階繞射之一繞射角的一輸入發散度入射於該微鏡陣列之多個微鏡上。
  9. 如申請專利範圍第6到8項之任一項所述之照明光學單元,其特徵在於該微鏡陣列包含可在一傾斜角度範圍內持續調整的多個微鏡。
  10. 如申請專利範圍第6到8項之任一項所述之照明光學單元,其特徵在於該微鏡陣列包含可在兩傾斜角度之間不連續切換的多個微鏡。
  11. 如申請專利範圍第6到10項之任一項所述之照明光學單元,其特徵在於該照明光線之該光束路徑在該至少一微鏡陣列上之設計係使得該照明光線以大於零度之一入射角入射於該微鏡陣列之一微鏡主平面上。
  12. 如申請專利範圍第1到11項之任一項所述之照明光學單元,其特徵在於該瞳成形組合件包含至少一空間濾波器光闌。
  13. 如申請專利範圍第1到12項之任一項所述之照明光學單元,其特徵在於在該光束路徑中於該場成形組合件下游的一場光闌。
  14. 如申請專利範圍第1到13項之任一項所述之照明光學單元,其特徵在於在該光束路徑中於該場成形組合件下游的至少一光學中繼組合件,其用於在該光束路徑中在該場成形元件所設置之該瞳平面下游之至少另一瞳平面的成像產生。
  15. 如申請專利範圍第1到14項之任一項所述之照明光學單元,其特徵在於在該照明光線之該光束路徑中於該場成形組合件下游的一管透鏡。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之照明光學單元,其特徵在於在該照明光線之該光束路徑中於該管透鏡與該物件場之間的一聚光透鏡。
  17. 一種照明光學單元,用於以照明光線照明要由一計量系統所檢測之物件,包含:一光學瞳均質化組合件,用以在該照明光學單元的一瞳上產生該照明光線的一定義強度分佈;其中該瞳均質化組合件包含至少一微鏡陣列。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之照明光學單元,其特徵在於用於瞳成形之該微鏡陣列係具體化為該照明光線之一繞射-反射光柵。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之照明光學單元,其特徵在於該照明光線之該光束路徑在該至少一微鏡陣列上之設計係使得該照明光線以小於由該微鏡陣列所形成之該繞射-反射光柵之第一階繞射之一繞射角的一輸入發散度入射於該微鏡陣列之多個微鏡上。
  20. 如申請專利範圍第17到19項之任一項所述之照明光學單元,其特徵在於該微鏡陣列包含可在一傾斜角度範圍內持續調整的多個微鏡。
  21. 如申請專利範圍第17到19項之任一項所述之照明光學單元,其特徵在於該微鏡陣列包含可在兩傾斜角度之間不連續切換的多個微鏡。
  22. 如申請專利範圍第17到21項之任一項所述之照明光學單元,其特徵在於該照明光線之該光束路徑在該至少一微鏡陣列上之設計係使得該照明光線以大於零度之一入射角入射於該微鏡陣列之一微鏡主平面上。
  23. 一種照明光學單元,用於以照明光線照明要由一計量系統所檢測之物件,包含:一光學瞳影響組合件,用以影響在該照明光學單元的一瞳上之該照明光線的一強度分佈;其中該瞳影響組合件係設計使得該照明光線在該照明光線之該光束路徑中相繼地撞擊於一微鏡陣列之至少一區域上至少兩次。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之照明光學單元,其特徵在於該瞳影響組合件包含至少兩個微鏡陣列區域,其係彼此分開且接連地設置於該照明光線之該光束路徑中。
  25. 如申請專利範圍第23或24項所述之照明光學單元,其特徵在於用於瞳成形之該至少一微鏡陣列係具體化為該照明光線之一繞射-反射光柵。
  26. 如申請專利範圍第23到25項之任一項所述之照明光學單元,其特徵在於該照明光線之該光束路徑在該至少一微鏡陣列上之設計係使得該照明光 線以小於由該微鏡陣列所形成之該繞射-反射光柵之第一階繞射之一繞射角的一輸入發散度入射於該微鏡陣列之多個微鏡上。
  27. 如申請專利範圍第23到26項之任一項所述之照明光學單元,其特徵在於該微鏡陣列包含可在一傾斜角度範圍內持續調整的多個微鏡。
  28. 如申請專利範圍第27項所述之照明光學單元,其特徵在於該照明光線之該光束路徑在該至少一微鏡陣列上之一設計與該至少一微鏡陣列之一設計係使得:該照明光線在一第一微鏡撞擊時係由傾斜角度驅動(tilting angle driving)在一第一傾斜角度操作點範圍中進行之該微鏡陣列的多個微鏡所反射;該照明光線在一第二微鏡撞擊時係由傾斜角度驅動在一第二傾斜角度操作點範圍中進行之該微鏡陣列的多個微鏡所反射;其中該第一傾斜角度操作點範圍不同於該第二傾斜角度操作點範圍。
  29. 如申請專利範圍第28項所述之照明光學單元,其特徵在於該照明光線之該光束路徑在該至少一微鏡陣列上之一設計係使得:該照明光線在一第一微鏡撞擊時係由該微鏡陣列之多個微鏡以一第一反射率範圍所反射;該照明光線在一第二微鏡撞擊時係由該微鏡陣列之多個微鏡以至少一第二反射率範圍所反射;其中該第一反射率範圍不同於該第二反射率範圍。
  30. 如申請專利範圍第29項所述之照明光學單元,其特徵在於該等反射率範圍之其中至少一者涵蓋範圍在30%到60%之間的一反射率。
  31. 一種照明光學單元,用於以照明光線照明要由一計量系統所檢測之物件,包含:一光學瞳影響組合件,用以影響在該照明光學單元的一瞳上之該照明光線的一強度分佈;其中該瞳影響組合件包含至少一微鏡陣列;其中用於瞳影響之該至少一微鏡陣列係具體化為該照明光線之一繞射-反射光柵;其中該至少一微鏡陣列係驅動使得其在該照明光線之至少第二使用繞射階中操作。
  32. 一種照明光學單元,用於以照明光線照明要由一計量系統所檢測之物件,包含:一光學瞳影響組合件,用以影響在該照明光學單元的一瞳上之該照明光線的一強度分佈;其中該瞳影響組合件包含至少一微鏡陣列;其中照明光線撞擊於以在空間上彼此分開之方式設置的至少兩個使用的微鏡陣列區域上;其中照明光線未撞擊於其上的至少一微鏡陣列係設置於以在空間上彼此分開之方式設置的使用微鏡陣列區域中的兩個鄰近之使用微鏡陣列區域之間。
  33. 如申請專利範圍第32項所述之照明光學單元,其特徵在於照明光線未撞擊於其上之該至少一微鏡陣列區域係具體化為一交換微鏡陣列區域,其中該照明光線之該光束路徑係具體化使得其可相對該至少一微鏡陣列移 置,使得在至少一使用的微鏡陣列區域與至少一指派的交換微鏡陣列區域間之一照明光線撞擊的一改變可被實現。
  34. 一種用以檢測物件之計量系統,包含:如申請專利範圍第1到33項之任一項所述之一照明光學單元;一偵測裝置,用於在該物件場中之一照明光線強度的空間解析偵測。
  35. 如申請專利範圍第34項所述之計量系統,其特徵在於一能量監視單元,其用以監視入射在該物件場上之該照明光線的一能量。
  36. 如申請專利範圍第34或35項所述之計量系統,其特徵在於一瞳監視單元,其用以監視入射在該物件場上之該照明光線之照明角度的分佈。
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