[发明专利]一种全视场高数值孔径成像系统偏振像差在线检测方法

摘要

本发明提供一种全视场高数值孔径成像系统偏振像差在线检测技术，通过设计一系列具有傅里叶远场频谱结构简单的标记掩模；用琼斯光瞳的pesudo－zernike展开法表征成像模型中投影物镜的PA，并由标记掩模衍射远场特性简化成像模型；根据离散化的成像模型，推导出成像光强与PA展开系数的二阶灵敏的矩阵，得到以下关系；对上式两边进行傅里叶变换，并同时提取其+1阶频谱信息，得到成像结果傅里叶变换+1阶谱与PA展开系数的二次解析关系；合理改变光源偏振照明方式、调整集成掩模版的位置、曝光区域及成像离焦量等参数，根据上述所得关系，建立二阶超定方程组，最终可通过成像的+1阶谱逆向求解出全视场每一个视场点的PA展开系数，实现光刻投影物镜全视场PA的在线检测。

主权项

1.一种全视场高数值孔径成像系统偏振像差在线检测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、设计成像系统的标记掩模，所述标记掩膜为满足离散化傅里叶远场频谱结构的标记掩模；步骤二、针对成像系统的成像模型的投影物镜部分，采用琼斯光瞳的pesudo‑zernike展开法表征投影物镜部分的偏振像差；然后将步骤一设计的标记掩模衍射远场再代入到成像模型中，得到离散化的成像模型；步骤三、根据步骤二得到的成像模型，获得成像光强与偏振像差展开系数的二阶灵敏矩阵s_ij，由此将成像模型化简为关于偏振像差的二次型方程：其中k_i和k_j为偏振像差展开系数；jmax表示展开阶数；上角标*表示复共轭转置；对所述二次型方程等式两边做傅里叶变换，并同时提取其+1阶频谱信息，得到空间像+1阶谱与偏振像差展开系数的二次解析关系方程：其中，表示光强；上角标H表示转置复共轭；a、b、a'和b'表示偏振像差展开系数；当为X偏振照明时，k_i和k_j分别对应a和b；当为Y偏振照明时，k_i和k_j分别对应a'和b'；和分别表示X偏振照明时和Y偏振照明下从傅里叶变换后的二阶灵敏矩阵s_ij中提取出的+1阶谱灵敏度矩阵；步骤四，所述成像系统分别采用X偏振光源和Y偏振光源照明，获得光强信息；不断变化所述步骤一设计的标记掩模的周期和/或角度，测量得到多组光强信息，然后代入到步骤三建立的二次解析关系方程中，求解得到偏振像差展开系数，进而得到偏振像差。