[發明專利]光刻機偏振照明系統光瞳偏振態測量裝置及其測試方法

有效

• 申請號: 201410040999.2
• 申請日: 2014-01-28
• 公開（公告）號: CN103792798A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 蔡燕民;李中梁;步揚;王向朝;黃惠杰
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

1.一種光刻機偏振照明系統光瞳偏振態測量裝置，包括反射鏡、針孔板、成像物鏡、中繼物鏡、相位補償板、1/4波片、1/2波片、沃拉斯頓棱鏡、聚焦鏡、像傳感器，其特征在于光刻機照明系統的偏振光束入射到所述反射鏡上，被反射到與照明系統光軸垂直的方向，投射到所述針孔板上，通過針孔的光束再經過所述成像物鏡和所述中繼物鏡準直成平行光束，通過所述相位補償板、所述1/4波片、所述1/2波片，投射到所述沃拉斯頓棱鏡上，被所述沃拉斯頓棱鏡分成2束光，經過所述聚焦鏡投射到所述像傳感器上，所述像傳感器采用CCD相機。

2.如權利要求1所述的光刻機偏振照明系統光瞳偏振態測量裝置，其特征在于，所述反射鏡將偏振照明系統的匯聚到某一視場點的光束轉折到所述針孔板的針孔位置，將所述光瞳偏振態測量裝置整體置于一個XY移動平臺上，通過所述XY移動平臺的移動測量所有視場點的光瞳偏振態。

3.如權利要求1所述的光刻機偏振照明系統光瞳偏振態測量裝置，其特征在于，所述針孔板的位置與掩模版圖形面位置呈現鏡像位置關系，通過所述針孔板上的針孔選定照明視場某個位置的照明光束進行偏振態測量，針孔板選擇低熱膨脹系數的熔石英材料，針孔圖案由一層金屬鉻形成，針孔的直徑一般為0.1mm～1mm。

4.如權利要求1所述的光刻機偏振照明系統光瞳偏振態測量裝置，其特征在于，所述成像物鏡和所述中繼物鏡將通過針孔的照明光束準直成平行光束，所述中繼物鏡將照明系統的光瞳成像在所述相位補償板平面上。

5.如權利要求1所述的光刻機偏振照明系統光瞳偏振態測量裝置，其特征在于，所述相位補償板是一種組合相位補償板，針對不同的照明設置有不同的組合配置，將不同的照明光瞳偏振態分布轉化為X向線偏振或Y向線偏振。

6.如權利要求1所述的光刻機偏振照明系統光瞳偏振態測量裝置，其特征在于，所述1/4波片和所述1/2波片對輸入被測光束按照預定方式進行光強調制，根據波片不同的快軸位置，可以測量不同的斯托克斯參量。

7.如權利要求1所述的光刻機偏振照明系統光瞳偏振態測量裝置，其特征在于，所述沃拉斯頓棱鏡作為檢偏器來使用，可以通過X向和Y向2束線偏振光。

8.如權利要求1所述的光刻機偏振照明系統光瞳偏振態測量裝置，其特征在于，所述聚焦鏡將所述沃拉斯頓棱鏡輸出的2束光匯聚到所述像傳感器指定位置上。

9.如權利要求1所述的光刻機偏振照明系統光瞳偏振態測量裝置，其特征在于，所述像傳感器采用CCD相機，將其像素分成上下兩部分，分別接收所述聚焦鏡輸出的2束光。

10.一種光刻機偏振照明系統光瞳偏振態測量裝置的測試方法，如下：

在所述像傳感器的上下兩部分像素區域，探測兩束光的光強，其中，I_h表示測量到的偏振光水平偏振成分的光強，I_v表示測量到的偏振光垂直偏振成分的光強，可以根據下式計算參數β：

β=IvIh]]>

所述1/4波片和所述1/2波片處于不同的快軸位置，可以根據下式測量得到不同的歸一化的斯托克斯參量：

si=(1-βi)(1+βi)]]>

其中，s_i為歸一化的斯托克斯參量，i＝0,1,2,3；

斯托克斯參量s₁的測量：是將所述1/4波片和所述1/2波片的快軸方向都定位在X軸方向；

斯托克斯參量s₂的測量：是將所述1/4波片的快軸方向從X軸方向旋轉到45°位置，將所述1/2波片的快軸方向從X軸方向旋轉到22.5°位置；

斯托克斯參量s₃的測量：是將所述1/4波片的快軸方向從X軸方向旋轉到45°位置，將所述1/2波片的快軸方向位于X軸方向；

測量斯托克斯參量s₁時，對CCD相機探測到的水平偏振和垂直偏振成分的光強相加，根據下式計算得到斯托克斯參量S₀：

S₀＝I_v+I_h

通過下式計算得到每一個斯托克斯參量：

S_i＝s_i*S₀

其中，S_i為斯托克斯參量，i＝0,1,2,3。