[发明专利]超大数值孔径严格矢量成像系统偏振像差的检测方法

权利要求书

1.超大数值孔径严格矢量成像系统偏振像差的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、在传统的薄掩模矢量成像模型中引入厚掩模效应的偏振像差J_M以表征严格厚掩模矢量成像模型；

其中(x,y,z)、(f,g)和(f_s,g_s)分别为像面、瞳面和有效光源面的坐标；K_p(f,g)为光刻系统中投影物镜部分的建模，具体形式如下：K_p(f,g)＝A(f,g)·M_o(f,g)·J(f,g)，其中A(f,g)为辐射度修正因子，M_o(f,g)是大NA物镜的出入瞳电矢量方向的修正，J(f,g)是由琼斯光瞳表征的物镜PA函数，每个元素为2×2的复数矩阵,表示为由pesudo-zernike基函数可将其展开为其中是待求的PA展开系数，表示为fringe序数的形式{a_i,b_i,a′_i,b′_i|i∈{1,2,3,；为有效光源的强度分布，E(f_s,g_s)是有效光源的偏振分布；T(f,g)为掩模频谱远场，为严格电磁场理论求解的掩模近场的傅里叶变换F{M_near(x,y)}，每个元素为2×2的复数矩阵；而在薄掩模成像模型中T(f,g)为掩模透过率函数的傅里叶变换F{t(x,y)}，为一个标量矩阵；从F{M_near(x,y)}分离出一个标量矩阵，使其等于F{t(x,y)}而余下部分则为厚掩模效应：而第二项具有与J(f,g)相同的形式，定义其为厚掩模效应偏振像差J_M，它由两个模型的频谱远场矩阵的元素对元素的比值得到将J_M带入严格厚掩模成像模型，可将严格厚掩模成像模型表征为传统的薄掩模矢量成像模型中加入厚掩模效应偏振像差J_M的理论形式：

步骤二、设计一组测试掩模，利用厚掩模严格电磁场理论计算该组掩模的偏振像差J_M并对其建库；

步骤三、根据步骤一的严格厚掩模矢量成像模型建立与其对应的成像系统偏振像差测量模型，得到成像系统的偏振像差J(f,g)的展开系数与空间像频谱的严格非线性解析关系：

F{I(x，y，z))＝∫∫S(f_s，g_s)PSm·P^Hdf_sdg，其中S_m为包含了J_M信息的偏振像差灵敏度矩阵，P为偏振像差展开系数构成的矢量；I(x,y,z)为空间像，(f_s,g_s)表示有效光源面的坐标，S(f_s,g_s)为有效光源的强度分布；

步骤四、将步骤二库中各掩模的偏振像差J_M导入到步骤三的成像系统偏振像差测量模型中，建立超定测量方程组并求解，得到展开系数构成的矢量P，实现偏振像差的检测。

2.根据权利要求1所述超大数值孔径严格矢量成像系统偏振像差的检测方法，其特征在于，所述步骤二中，建库的方法为：

选取n个角度，θ＝0°,θ₁,θ₂...θ_n；θ∈(0,180°)，将每个掩模按以上n个角度分别旋转，得到子掩模，然后把所有子掩模摆放在一张掩模版上，建立测试掩模矩阵；将光源设置成具有旋转不变性的光源，对于一个测试掩模矩阵中的每个子掩模，对第一个角度的子掩模的偏振像差J_M进行n个角度的旋转变换，对应得到各角度下子掩模的偏振像差J_M-θ；由此完成建库；其中，掩模数量以及n的数量需满足建立的超定方程组个数大于展开系数的个数。

3.根据权利要求2所述超大数值孔径严格矢量成像系统偏振像差的检测方法，其特征在于，所述测试掩模为一维密集线条二元掩模或相移掩模。

4.根据权利要求2所述超大数值孔径严格矢量成像系统偏振像差的检测方法，其特征在于，所述光源为环形照明、传统相干照明、TE偏振照明或TM偏振照明。