[发明专利]衍射光学元件光学性能的测量装置及测量方法

摘要

一种用于投影光刻照明系统的衍射光学元件光学性能的测量装置及测量方法，该测量装置包括照明单元、能量监测单元、衍射光学元件固定支架、衍射图样测量单元和能量利用率测量单元。通过测量衍射光学元件产生的衍射图样及各级衍射光斑的能量分布，可准确地评价衍射光学元件的光学性能。本发明不仅可以实现对衍射光学元件产生的远场衍射图样的直接测量，而且可以实现对待测衍射光学元件的能量利用率、零级衍射效率及高阶衍射效率的测量。本测量装置结构简单，操作方便，测量结果准确可靠。

主权项

一种衍射光学元件光学性能的测量装置，特征在于：该装置包括照明单元（1）、能量监测单元（2）、待测衍射光学元件固定支架（3）、衍射图样测量单元（4）和能量利用率测量单元（5）：所述的照明单元（1）包括准分子激光器（101）、扩束镜（102）和第一光阑（103）；所述的能量监测单元（2）由第一分光镜（201）和第一激光功率计（202）组成；所述的衍射图样测量单元（4）由第二分光镜（401）、第一傅里叶变换透镜（402）、衰减片（403）和CCD图像传感器（404）构成；所述的能量利用率测量单元（5）包括平面反射镜（501）、第二傅里叶变换透镜（502）、光阑插口（503）和第二激光功率计（504），所述的光阑插口（503）供第二光阑设置，使光阑位于所述的第二傅里叶变换透镜的后焦面上；所述的待测衍射光学元件固定支架（3）是一个供待测衍射光学元件（300）设置固定的支架；上述元部件的位置关系如下：沿所述的准分子激光器（101）输出激光的前进方向，依次是所述的扩束镜（102）、光阑（103）、第一分光镜（201）、待测衍射光学元件（300）、第二分光镜（401）、第一傅里叶变换透镜（402）、衰减片（403）和CCD图像传感器（404），在所述的第一分光镜（201）的反射光方向是所述的第一激光功率计（202），在所述的第二分光镜（401）的反射光方向是平面反射镜（501），在该平面反射镜（501）的反射光方向依次是所述的第二傅里叶变换透镜（502）、第二光阑和第二激光功率计（504）；所述的第二傅里叶变换透镜（502）与所述的第一傅里叶变换透镜（402）相同，所述的第一傅里叶变换透镜（402）的前焦面和第二傅里叶变换透镜（502）的前焦面与所述的待测衍射光学元件（300）共平面，所述的CCD图像传感器（404）放置在所述的第一傅里叶变换透镜（402）的后焦面上；所述的光阑插口（503）置于第二傅里叶变换透镜（502）的后焦面上，所述的第二激光功率计（504）紧靠在所述的第二光阑之后；所述的第一傅里叶变换透镜（402）的焦距f由CCD图像传感器（404）敏感面的宽度w和待测衍射光学元件（300）远场发射角θ按下式确定： f ≤ w 2 sin θ 所述的第一傅里叶变换透镜的通光孔径D由待测衍射光学元件的有效区域尺寸L×L及待测衍射光学元件远场发射角θ由下式确定： D ≥ 2 L + 2 f sin θ .