光刻投影物镜的琼斯光瞳检测方法 
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Jones Pupil Measurement Method of Lithographic Projection Lens
1 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
图 & 表
图 1. 琼斯矩阵的近似极分解[12]
Fig. 1. Approximate polar decomposition of Jones matrix[12]
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图 2. OZP的光瞳分布[13]
Fig. 2. Pupil maps of OZP[13]
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图 3. 琼斯光瞳测量装置
Fig. 3. Schematic of Jones pupil measurement device
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图 4. 原始琼斯光瞳。(a)偏振衰减;(b)偏振相位延迟
Fig. 4. Original Jones pupil. (a) Diattenuation; (b) retardation
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图 5. 原始琼斯光瞳的OZP系数。(a)偏振衰减;(b)偏振相位延迟
Fig. 5. OZP coefficients of original Jones pupil. (a) Diattenuation; (b) retardation
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图 6. 本文方法测得的琼斯光瞳。(a)偏振衰减;(b)偏振相位延迟
Fig. 6. Measured Jones pupil by proposed method. (a) Diattenuation; (b) retardation
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图 7. 两种测量方法在不同误差条件下的偏振衰减测量结果对比。(a)传统方法,无误差;(b)传统方法,考虑误差;(c)本文方法,无误差;(d)本文方法,考虑误差
Fig. 7. Measured diattenuation of the proposed and the conventional method under different error settings. (a) Conventional method, without errors; (b) conventional method, with errors; (c) proposed method, without errors; (d) proposed method, with errors
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图 8. 本文方法测得的琼斯光瞳幅度的误差。(a)偏振衰减;(b)偏振相位延迟
Fig. 8. Amplitude errors of measured Jones pupil by proposed method. (a) Diattenuation; (b) retardation
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图 9. 本文方法测得的琼斯光瞳的OZP系数误差。(a)偏振衰减;(b)偏振相位延迟
Fig. 9. OZP coefficient errors of measured Jones pupil by proposed method. (a) Diattenuation; (b) retardation
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表 1琼斯光瞳测量装置的误差源
Table1. Error sources in Jones pupil measurement device
| Error type | Error source | Value |
|---|
| Random | Noise of image sensor | σ(ΔI)=0.003 | | (Normal distribution) | Orientation angle errors | σ(Δθ)=0.1° | | Systematic | Diattenuation errors | η=0.01 | | Retardation errors | δ=0.001π |
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表 2三种典型的角度配置方案
Table2. Three typical angle configurations
| Configuration | P1 angle θ1 /(°) | Q1 angle ϕ1 /(°) | Q2 angle ϕ2 /(°) | P2 angle θ2 /(°) |
|---|
| 1×144×1 | 0° | 0°, 1.25°, 2.5°, …, 178.75° | 6×ϕ1 | 0° | | 4×4×9×1 | 0°, 45°, 90°, 135° | 0°, 45°, 90°, 135° | 0°, 12°, 24°, …, 180° | 0° | | 4×4×4×4 | 0°, 45°, 90°, 135° | 0°, 45°, 90°, 135° | 0°, 45°, 90°, 135° | 0°, 45°, 90°, 135° |
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表 3不同偏振元件角度配置下所提方法与传统方法的测量误差对比
Table3. Measurement errors comparison between the proposed and the conventional method under different angle configurations of polarization elements
| Configuration | Method | ERMS-D /10-3 | ERMS-R /(10-3 rad) | ERSS-OZP-D /10-3 | ERSS-OZP-R /10-3 |
|---|
| 1×144×1 | Conventional method | 9.77 | 10.80 | 7.27 | 8.70 | | Proposed method | 2.31 | 2.98 | 2.01 | 5.13 | | 4×4×9×1 | Conventional method | 7.66 | 8.09 | 5.42 | 5.79 | | Proposed method | 1.54 | 1.65 | 1.40 | 2.60 | | Conventional method | 3.15 | 3.42 | 1.91 | 1.49 | | 4×4×4×4 | Proposed method | 0.84 | 0.70 | 0.73 | 0.79 | | Raw Jones pupil | 50.0 | 155.1 | 50.0 | 154.6 |
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孟泽江, 李思坤, 王向朝, 步扬, 杨朝兴. 光刻投影物镜的琼斯光瞳检测方法[J]. 光学学报, 2019, 39(3): 0312004. Zejiang Meng, Sikun Li, Xiangzhao Wang, Yang Bu, Chaoxing Yang. Jones Pupil Measurement Method of Lithographic Projection Lens[J]. Acta Optica Sinica, 2019, 39(3): 0312004.
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