[发明专利]光刻机偏振照明系统光瞳偏振态测量装置及其测试方法

权利要求书

1.一种光刻机偏振照明系统光瞳偏振态测量装置，包括反射镜、针孔板、成像物镜、中继物镜、相位补偿板、1/4波片、1/2波片、沃拉斯顿棱镜、聚焦镜、像传感器，其特征在于光刻机照明系统的偏振光束入射到所述反射镜上，被反射到与照明系统光轴垂直的方向，投射到所述针孔板上，通过针孔的光束再经过所述成像物镜和所述中继物镜准直成平行光束，通过所述相位补偿板、所述1/4波片、所述1/2波片，投射到所述沃拉斯顿棱镜上，被所述沃拉斯顿棱镜分成2束光，经过所述聚焦镜投射到所述像传感器上，所述像传感器采用CCD相机。

2.如权利要求1所述的光刻机偏振照明系统光瞳偏振态测量装置，其特征在于，所述反射镜将偏振照明系统的汇聚到某一视场点的光束转折到所述针孔板的针孔位置，将所述光瞳偏振态测量装置整体置于一个XY移动平台上，通过所述XY移动平台的移动测量所有视场点的光瞳偏振态。

3.如权利要求1所述的光刻机偏振照明系统光瞳偏振态测量装置，其特征在于，所述针孔板的位置与掩模版图形面位置呈现镜像位置关系，通过所述针孔板上的针孔选定照明视场某个位置的照明光束进行偏振态测量，针孔板选择低热膨胀系数的熔石英材料，针孔图案由一层金属铬形成，针孔的直径一般为0.1mm～1mm。

4.如权利要求1所述的光刻机偏振照明系统光瞳偏振态测量装置，其特征在于，所述成像物镜和所述中继物镜将通过针孔的照明光束准直成平行光束，所述中继物镜将照明系统的光瞳成像在所述相位补偿板平面上。

5.如权利要求1所述的光刻机偏振照明系统光瞳偏振态测量装置，其特征在于，所述相位补偿板是一种组合相位补偿板，针对不同的照明设置有不同的组合配置，将不同的照明光瞳偏振态分布转化为X向线偏振或Y向线偏振。

6.如权利要求1所述的光刻机偏振照明系统光瞳偏振态测量装置，其特征在于，所述1/4波片和所述1/2波片对输入被测光束按照预定方式进行光强调制，根据波片不同的快轴位置，可以测量不同的斯托克斯参量。

7.如权利要求1所述的光刻机偏振照明系统光瞳偏振态测量装置，其特征在于，所述沃拉斯顿棱镜作为检偏器来使用，可以通过X向和Y向2束线偏振光。

8.如权利要求1所述的光刻机偏振照明系统光瞳偏振态测量装置，其特征在于，所述聚焦镜将所述沃拉斯顿棱镜输出的2束光汇聚到所述像传感器指定位置上。

9.如权利要求1所述的光刻机偏振照明系统光瞳偏振态测量装置，其特征在于，所述像传感器采用CCD相机，将其像素分成上下两部分，分别接收所述聚焦镜输出的2束光。

10.一种光刻机偏振照明系统光瞳偏振态测量装置的测试方法，如下：

在所述像传感器的上下两部分像素区域，探测两束光的光强，其中，I_h表示测量到的偏振光水平偏振成分的光强，I_v表示测量到的偏振光垂直偏振成分的光强，可以根据下式计算参数β：

β=IvIh]]>

所述1/4波片和所述1/2波片处于不同的快轴位置，可以根据下式测量得到不同的归一化的斯托克斯参量：

si=(1-βi)(1+βi)]]>

其中，s_i为归一化的斯托克斯参量，i＝0,1,2,3；

斯托克斯参量s₁的测量：是将所述1/4波片和所述1/2波片的快轴方向都定位在X轴方向；

斯托克斯参量s₂的测量：是将所述1/4波片的快轴方向从X轴方向旋转到45°位置，将所述1/2波片的快轴方向从X轴方向旋转到22.5°位置；

斯托克斯参量s₃的测量：是将所述1/4波片的快轴方向从X轴方向旋转到45°位置，将所述1/2波片的快轴方向位于X轴方向；

测量斯托克斯参量s₁时，对CCD相机探测到的水平偏振和垂直偏振成分的光强相加，根据下式计算得到斯托克斯参量S₀：

S₀＝I_v+I_h

通过下式计算得到每一个斯托克斯参量：

S_i＝s_i*S₀

其中，S_i为斯托克斯参量，i＝0,1,2,3。