[发明专利]偏振检测装置中器件误差的测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及偏振检测装置，特别是一种偏振检测装置中器件误差的测量方法。

背景技术

半导体制造技术的进步总是以曝光波长的减小、投影物镜数值孔径的增大以及光刻工艺因子k1的减小为动力的。最近几年，浸没式光刻技术得到了快速发展。在浸没式光刻技术中，采用某种液体填充在物镜最后一片镜片和硅片上的光刻胶之间，使投影物镜的数值孔径显著提高。当投影物镜的数值孔径接近0.8或者更大时，照明光的偏振态对光刻成像的影响已不可忽视。采用合适的偏振光照明是一种在大数值孔径情况下提高成像对比度的有力方法。对于不同照明方式，偏振照明要求形成不同的线偏振方向，如x方向偏振光、y方向偏振光、径向偏振光、切向偏振光等。

当使用偏振光照明时，投影曝光装置的照明系统存在诸多因素影响光的偏振态。最主要的是光学材料的本征双折射和应力双折射使光的偏振度降低。此外，光学薄膜的偏振特性，光在界面的反射和折射也会影响光的偏振态。因此，在偏振光照明系统中，由于偏振控制的需要，应实时检测照明光的偏振态，并反馈控制照明系统中的旋转波片，保证高偏振度的线偏振光输出。此外，还需要进行偏振照明检测用于光刻机的装校和维护。在先技术1(日本专利：特開2005-005521)提出了一种利用旋转相位延迟器的偏振参数检测装置。图7为在先技术1提出的投影曝光装置中照明光瞳偏振参数检测装置的示意图。由图7可知，该偏振参数检测装置包括针孔掩模10、变换透镜组20、相位延迟器件2及其驱动器6、检偏器3、光电探测器4和信号处理系统5。照明光束通过针孔掩模10上的针孔101后，经变换透镜组20成为平行光束。该平行光束作为入射光束1，依次通过相位延迟器件2和检偏器3后由光电探测器4探测。

所述的针孔掩模10置于投影曝光装置的掩模面或附近，或者与掩模面共轭的平面或附近(或硅片面或附近，或者与硅片面共轭的平面或附近)。

利用在先技术1中的装置进行测量时，相位延迟器件2绕装置的系统光轴旋转，利用在先技术1和在先技术2(日本专利：特開2006-179660)中的数据处理方法对光电探测器输出的电信号进行处理，可以得到入射光束的斯托克斯参数，进而得到偏振态分布。但该装置的相位延迟器件和检偏器均工作在深紫外波段，在此波段难以按照设计指标制造理想的器件，因此会产生斯托克斯参数和偏振度测量误差。

为此，在先技术2提出了不受相位延迟器件和检偏器相关误差的影响、高精度的测量偏振态分布的方法。该方法是在用波片和检偏器构成偏振检测装置之前测量各器件的偏振特性，包括波片相位延迟量的面内分布、快轴方向和检偏器的透光轴方向、消光比分布。但是该方法仍不能测量安装在偏振检测装置的相位延迟器件的快轴方向和检偏器透光轴的方向的定位误差，无法消除构成偏振检测装置的器件的角度定位误差对偏振测量的影响。

发明内容

本发明的目的在于补充上述现有技术的不足，提供一种偏振检测装置中器件误差的测量方法，更确切地说，是一种偏振检测装置中相位延迟器件和检偏器各类误差的测量方法。通过测量可以获得制造过程中和构成偏振检测装置时出现的相位延迟器件的相位延迟量误差、快轴方向误差和检偏器的透光轴方向误差。

本发明的技术解决方案如下：

一种偏振检测装置中器件误差的测量方法，所述的偏振检测装置的构成包括沿装置系统光轴依次设置的相位延迟器件、检偏器和光电探测器，该光电探测器的输出接信号处理系统，其特征在于：

所述的入射光束的斯托克斯参数是已知的；

第一次测量时的初始状态是所述的相位延迟器件的快轴角度为θ₁、所述的检偏器的透光轴角度为α₁，并进行第一次测量；

第二次测量时的初始状态是在第一次测量初始状态的基础上，再沿同一方向旋转所述的相位延迟器件和所述的检偏器的角度，使相位延迟器件的快轴角度为θ₁+β，检偏器的透射轴角度为α₁+2β，进行第二次测量；

所述的信号处理系统对测量数据进行处理，经计算后得到器件误差。

所述的偏振检测装置中器件误差的测量方法的具体测量步骤如下：