光學照明系統(tǒng)中最為常用的照明方式:科勒(Kohler)照明。科勒照明的前身是臨界照明(Critical illumination),也就是通過透鏡將照明光源的像投射到樣品下,用以照亮可以透射光的樣品。但是,燈絲的螺旋形像會疊加在樣品上,如果要對樣品攝影,則無法確定這樣的花紋是來自于樣品還是來自于照明系統(tǒng),如下圖所示。而科勒照明由于樣品平面是光源的頻譜面,光源即使有光強不均勻的分布,由于每個光源上的點都均勻地通過透鏡投射到整個掩模版平面,所以照明是很均勻的。

由于科勒照明的優(yōu)點,帶攝影接口的中高端顯微鏡以及光刻機都采用它。如下圖所示是帶有科勒照明的光刻機成像系統(tǒng)示意圖。其中投影物鏡采用雙遠心結(jié)構(gòu)。而照明部分的數(shù)值孔徑與成像投影物鏡在掩模版一方的數(shù)值孔徑一致。在 4:1 縮小的光刻機上,掩模版一方(物方)的數(shù)值孔徑是像方的 1/4。例如,在 193nm 浸沒式光刻機上,主流浸沒式光刻機的像方數(shù)值孔徑為 1.35,如荷蘭阿斯麥公司的 NXT 系列。因此在掩模版一方,數(shù)值孔徑為0.3375,照明的數(shù)值孔徑也為 0.3375,大約相當于攝影行業(yè)的 F1.5。