一种光刻机中照明全系统及各组件透过率的测量方法

摘要

一种光刻机中照明全系统及各组件透过率测量方法，测量装置包括光源，能量衰减装置，光路分离元件，待测光学元件，光束接收与探测单元，数据处理和控制系统。实现步骤：用分光镜将准分子激光光源的光束分为测试光路和参考光路；用示波器记录多组测试光路和参考光路的光电探测器输出电压数据，采用分别将相邻两次测量结果进行数据处理，最后将整组数据求和平均的方法求出待测光学组件的透过率。采用本发明方法测量光刻机中照明全系统及各组件的透过率，具有较高的测量精度和测量多功能性。

主权项

1.一种光刻机中照明全系统及各组件透过率的测量方法，其特征在于：所述包括：可调准分子激光光源(1)，能量衰减装置(2)，分光镜(3)，待测光学元件(4)，第一聚光镜组(51)和第二聚光镜组(52)，第一滤光片(61)和第二滤光片(62)，第一光束探测单元(71)和第二光电探测单元(72)，同步控制电路(8)，示波器(9)和计算机(10)，实现步骤如下：步骤1：准分子激光光源(1)产生照明光束，经过能量衰减装置(2)，通过调节可变衰减器中衰减片和补偿片的转动角度，使得出射光束的能量衰减；步骤2：分光镜(3)将入射光束一分为二为测试光路和参考光路，其反射的第一路光，即为参考光路，通过第一聚光镜组(51)和第一滤光片(61)后出射到光电探测单元(71)上；分光镜透射的第二路光，即为测试光路，光束通过待测光学元件(4)，第二聚光镜组(52)和第二滤光片(62)后出射到光电探测单元(72)上，对准光路开始测量；用示波器(9)记录n次测量后测试光路和参考光路的光电探测器输出电压数据，n>200，设其分别为：参考光路：V₁，V₂，V₃....V_n；测试光路：V₁′，V₂′，V₃′....V_n′；其中，这n组数据之间间隙为0.2秒；步骤3：根据示波器(9)中所记录的步骤2中n次测量后的两路电压信号，使用计算机(10)进行数据处理，求解出待测光学元件(4)的透过率；设第k次测量时测试光路和参考光路的光电探测器输出电压数据分别为V_k和V_k′，则有：V_k＝αω_kT₅₁T₆₁x+ΔV_k   (1-1)$V_k^{\prime }=(1-\alpha ){\omega }_k{T}_{52}{T}_{62}{T}_{\mathrm{Ak}}x+{\mathrm{\Delta V}}_k^{\prime }---(1-2)$其中，ω_k为第k次测量时经过能量衰减装置(2)后，分光镜(3)之前激光光束能量，α和(1-α)分别为分光镜对测试光路和参考光路的分光比，T₅₁,T₅₂分别为第一聚光镜组(51)和第二聚光镜组(52)的透过率，T₆₁，T₆₂分别为第一滤光片(61)和第二滤光片(62)的透过率，T_Ak为待测光学元件(4)的透过率，x为光电探测器工作在线性区内将光强转换为电压的效率；其中，α，T₅₁，T₅₂，T₆₁，T₆₂均为已知量，ΔV_k和ΔV_k′分别为第k次测量中两个光电探测器由于内部噪声的影响输出的电压误差值；第k+1次测量时测试光路和参考光路的光电探测器输出电压数据分别为V_k+1和V_k+1′，则有：V_k+1＝αω_k+1T₅₁T₆₁x+ΔV_k+1   (1-3)V_k+1′＝(1-α)ω_k+1T₅₁T₆₁T_Akx+ΔV_k+1′   (1-4)其中，ω_k+1为此时经过能量衰减装置(2)后，分光镜(3)之前激光光束能量，ΔV_k+1和ΔV_k+1′分别为第k+1次测量中两个光电探测器由于内部噪声的影响输出的电压误差值；在测量过程中可视ΔV_k≈ΔV_k+1，ΔV_k′≈ΔV_k+1′，结合以上公式，得出待测光学元件(4)的透过率T_A为：$T_A=\frac{\alpha }{1-\alpha }\times \frac{T_{51}{T}_{61}({V_{k+1}}^{\prime }-{V_k}^{\prime })}{T_{52}{T}_{62}(V_{k+1}-V_k)}---(1-5)$其中，T_A为经过两次测量后所得出的待测光学元件(4)的透过率，V_k和V_k′，V_k+1和V_k+1′分别为设第k次和第k+1次测量时测试光路和参考光路的光电探测器输出电压数据；将步骤3中所测数据两两代入公式(1-5)，将得到的结果相加取平均值得到待测光学元件(4)的透过率：$T_{\bar{A}}=\frac{\alpha }{1-\alpha }\times \frac{T_{51}{T}_{61}}{T_{52}{T}_{62}}\times \stackrel{‾}{\underset{k=1}{\overset{n-1}{\Sigma }}\frac{({V_{k+1}}^{\prime }-{V_k}^{\prime })}{\left(V_{k+1}\text{-}{V}_k\right)}}---(1-6)$其中，为经过n次测量后待测光学元件(4)的透过率。