大数值孔径光刻照明光瞳偏振参数检测技术研究

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1、密级：中国科学院大学UniversityofChineseAcademyofSciences硕士学位论文大数值孔径光刻照明光瞳偏振参数检测技术研究作者姓名：汤飞龙指导教师：垄塑．婴壅垦学位类别：学科专业：中国科学院上海光学精密机械研究所工程硕士光学工程培养单位：史垦型堂堕圭塑堂堂堕窒塑塑塑堕丛2013年5月StudyonpolarimetryofilluminationpupilStudy0npolarimetilluminationpupilforhigh--NALithographyByFeilongTangADissertationSubmittedtoU

2、niversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofEngineeringShanghaiInstituteofOpticsandFineMechanics，ChineseAcademyofSciencesMay,2013Ⅲ2㈣盯吣3吣禾帆Z删Y中国科学院上海光学精密机械研究所硕士研究生毕业论文论文题目专大数值孔径光刻照明光瞳偏振参数检测技术研究业光学工程研究生姓名汤飞龙导师姓名生堑翌窒垦研究生入学时间2010年9月2013年5月

3、31日独创性声明本人声明所呈的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国科学院上海光学精密机械研究所或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究工作所做的任何贡献，均已在论文中做了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：芝丕丝垒签字日期：文僻S月易1日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解中国科学院上海光学精密机械研究所有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文件，允

4、许论文被查阅和借阅。本人授权中国科学院上海光学精密机械研究所可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：≥亳飞嘶左签字日期幽J肄S月弓1日学位论文作者毕业去向：上塑抖撞太堂(苎h塑g垒堑壁堂堕旦i∑曼!墨i盈2工作单位：土连抖撞态堂电话：通信地址：上篷直量田堕三!旦呈邮编：20003l秽月碱6琦样名№戳渺师期教日导字指签中国科学院上海光学精密机械研究所硕士研究生毕业论文／2013年大数值孔径光刻照明光瞳偏振参数检测技术研究汤飞龙导师：步扬研究员

5、摘要光刻机是集成电路制造的核心设备，光刻分辨率决定了集成电路芯片的特征尺寸。通过增大光刻机投影物镜的数值孔径可提高光刻分辨率。对于大数值孔径光刻机，照明光偏振特性对光刻成像质量的影响己无法忽略。精确控制偏振光照明可有效提高光刻成像质量，高精度的照明光瞳偏振参数检测是高精度偏振光照明控制的前提与基础。本文针对照明光瞳偏振参数的高精度和实时检测，围绕基于旋转波片法和同步测量法的偏振检测技术展开研究。研究工作主要包括以下几个方面：1．波片相位延迟量误差是影响旋转波片法测量Stokes参量精度的主要因素。通过对旋转波片法测量过程进行理论分析，研究了测量误差与相位延迟量误

6、差之间关系。在此基础上，提出了一种提高Stokes参量测量精度的优化旋转波片法偏振检测技术。该技术通过调整检偏器透光轴方向与待测光束偏振方向成90。或450后再进行测量，显著减小了1／4波片相位延迟量误差对Stokes参量测量的影响。实验结果表明，采用所提出的优化旋转波片法使Stokes参量测量误差从传统旋转波片法的3．70％降低至O．74％以内。2．通过对波片和检偏器参数进行校准，可有效提高旋转波片法偏振检测装置测量精度。针对现有校准方法操作复杂的不足，提出了一种旋转波片法偏振检测装置器件参数校准技术。该技术以水平线偏振光[1，1，0，0]。1作为标准参考光，

7、分别在检偏器方位角为O。和450时，对标准参考光各进行一次测量，计算得出器件参数误差，从而实现偏振检测装置器件参数校准。该技术操作简单、可行性强、大数值孔径光刻照明光瞳偏振参数检测技术研究／汤飞龙校准精度高。实验结果表明，通过对偏振检测装置器件参数校准，Stokes参量测量误差从原来的3．23％降低至0．40％以内。3．提出了一种基于波片阵列的实时偏振检测技术。利用消偏振分光棱镜组、波片阵列、检偏器和光电探测器阵列可实现Stokes参量的实时检测，通过优化波片阵列的相位延迟量、快轴角度和检偏器的透光轴角度，可使得Stokes参量测量精度得到进一步提高。关键词：光

8、刻，偏振光照明，偏振光检