CN103105284A - 一种光刻机中照明系统各光学组件透过率的测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

一种光刻机中照明系统各光学组件透过率的测量装置及测量方法，该测量装置包括光源，能量衰减装置，光路分离元件，光路调整元件，待测光学组件，光束接收与探测单元，数据处理和控制系统。用分光镜将准分子激光光源的光束分为测试光路和参考光路；将待测光学组件移出光路中，记录空测时两个通道的测量数据；将待测光学组件移入光路中，用光路调整元件调整入射到待测光学组件上的光束入射角度，记录实测时两个通道的测量数据；将空测和实测时的测量数据进行处理,计算出待测光学组件的透过率。本发明用该装置和方法测量光刻机中照明系统各待测光学组件的透过率，具有较高的测量精度和测量多功能性。

Description

一种光刻机中照明系统各光学组件透过率的测量装置及测量方法

技术领域

本发明涉及光刻机中元件检测领域，尤其涉及光刻机中照明系统各光学组件透过率测量装置及方法。

背景技术

光刻机的照明系统是光刻机曝光系统的重要组成部分之一，其功能组件多，结构复杂，其中，光刻机照明系统各个光学组件的透过率对曝光过程中的能量调节有着重要的影响，而曝光面的能量大小直接关系到光刻工艺的质量，其透过率的大小直接关系到芯片上的曝光能量，因此，精确测定光刻机照明系统各个光学组件的透过率对于光刻机的曝光能量控制有着重要的意义。

在验证光刻中光学元件性能的测试过程中，通常采用准分子激光器作为光源，但准分子激光器发出的每个紫外激光脉冲均存在着与期望能量相差±15%甚至更多的能量漂移，而且，衬底处的能量计量变化要求控制在±0.1%或更低，目前，对于紫外光刻系统透过率测流测量方法报道较少，在已有的光学系统透过率测量方案中，传统的光学透过率测试装置采用单通道的方法，这也是大多数光学系统透过率测试所采用的方法，测试过程分为空测和实测，但在这一过程中易受环境和光源波动的影响，使得测量结果误差较大；2006年长春理工大学董起顺等人提出了基于互相关技术的光学系统检测方法，采用双光路的结构，使用了平行光管，分光镜，斩光盘，锁相放大器，积分球，硅光电池等装置，如图1所示，其原理为：斩光盘将平行光管发出的被测的光信号进行调制，并输出一路参考信号，锁相放大器将参考光束与测试光束的光信号与信号发生器输出的响应调制频率的参考信号做互相关运算，去除噪声和干扰信号，提取出相应调制频率的测试光束和参考光束的有用信号再进行运算处理。测试分为空测和实测，最后得到透过率的表达式为：

$T=\frac{V_2}{V_1}\×R---\left(7\right)$

其中R为空测时标定的分光比，V1为实测时参考光路出射光通量对应的电压值，V2为实测时测试光路出射光通量对应的电压值。

但这种方法需要对光信号进行调制和解调，使得系统结构较为复杂，且在准分子激光光源作为系统光源的情况下，发出的激光光束本身为高频率的脉冲光束，不需要信号发生器，锁相放大器等系列器件对激光光束进行调制和解调，所以在这种情况下，采用相关检测的方法去除噪声的影响变得不可行。

光刻机的照明系统主要由扩束准直系统，光束稳定系统，可变衰减器，衍射光学元件DOE，变焦光组，锥镜组，双排复眼透镜阵列，复眼聚光镜组，耦合物镜组等组成。其中，按照入射光束发散角不同和出射光束的口径大小，可将测试元件分为两类：第一类：扩束准直系统，光束稳定系统，锥镜光组，衍射元件DOE；这类光学元件出射光束的口径和发散角均很小，可用聚光镜会聚光束后，由探测器直接接收。第二类：变焦光组，复眼聚光镜组，耦合物镜组，双排复眼透镜阵列，照明全系统；这类光学元件的出射光束口径较大，出射光束的数值孔径NA也较大，不能用聚光镜直接进行光束收集。在本发明的光学系统透过率测试装置中，采用两个完全相同的积分球作为大口径，大发散角的出射光束接受装置，积分球入口端接待测光学组件，出口端接光电探测装置。通过积分球内部的散射元件，使得光束在其中经过多次散射而出射光束的能量变得均匀，从而光电探测装置上所接收到的曝光能量与入射到积分球上的曝光能量成正比。本发明的光束收集装置除了可解决于照明系统中第二类测试元件出射光束收集较困难的问题，还可应用到第一类测试元件中，代替聚光镜作为光束收集装置。此外，本发明的光刻机中光学组件的测试装置中，除去分光镜分光比的影响，作为会聚光束的两个光束收集装置输出光束的均匀性的差异和探测器自身内部噪声也对测量结果产生了影响，在光源能量波动比较大的情况且测量精度要求较高的情况下，这种影响不可忽略。本发明采用双光路的测量方式，采取预先标定两路测试元件透过率差异的方法，首先在光路中移出待测光学元件，对分光镜，积分球，探测器等器件对测量结果的影响进行多次测量；接着将待测光学元件移入光路中，记录测试光路和参考光路的测量结果。在此过程中，均用双光路来消除激光光束由于能量漂移带来的波动性。同时采用多次采样求平均的方法减小测量误差，而且在测试的控制系统中加入了同步电路使得接受曝光信号的光电探测器得以同步工作，提高了测量精度。本发明的测量装置结构比较紧凑，简洁，测试系统也易于操作。

由于实际的应用过程中，入射到照明系统各个光学组件上的光束均有一定的入射角，不同入射角度的光束通过光学系统后其光程差不同，使得不同角度入射时，光学系统的透过率也有差异，因此在测量过程中，还需考虑不同光束入射角引起的透过率差异。在本发明中，使用了转折反射镜来调节光束入射到待测光学元件上的角度，并测量不同入射角时待测光学组件的透过率，取其均值即为光刻机中待测光学组件的透过率。

发明内容

本发明技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种光刻机中照明系统各光学组件透过率的测量装置及测量方法，可应用在工作波长为深紫外波段的光学系统，实现高精度，多功能的检测，由此可大大降低检测成本。本发明的技术解决方案：

本发明技术解决方案：一种光刻机中照明系统各光学组件透过率的测量装置，包括：可调准分子激光光源1，能量衰减装置2，滤光片3，分光镜4，转折反射镜5，待测光学组件6，第一光束收集装置71和第二光束收集装置72，第一光束探测单元81和第二光束探测单元82，同步控制电路9，示波器10和计算机11；其中，第一光束收集装置71和第二光束收集装置72构成光束接收单元，第一光束探测单元81和第二光束探测单元82构成光束探测单元，同步控制电路9，示波器10和计算机11构成数据处理和控制系统；准分子激光光源1发出高斯光束到能量衰减装置2，光束经过衰减装置2后入射到滤光片3上，经过滤光后的光束入射到分光镜4上并被分成两束光束，分别进入测试光路和参考光路中，转折反射镜5调节入射到待测光学组件6上的光束角度，使其与水平光轴成不同夹角，第一光束收集装置71和第二光束收集装置72为两端开口的类似于积分球结构的光束散射装置，其内部放置有多个石英玻璃散射板701，光束在光束收集装置71和72中经过若干多次反射和散射，使得输出面上的光强分布均匀，测试光路的光信号经第一光束收集装置71后进入第一光束探测单元81，产生测试光路曝光量成正比的电信号；参考光路的光信号经第二光束收集装置72后进入第二光束探测单元82，产生与参考光路曝光量成正比的电信号；两路光束探测单元输出的电压信号存储在示波器10中，示波器10显示并记录每次测量的两路电压信号数据，最后将测量数据其导入计算机11中进行处理；其中，当准分子激光光源1开始工作后，发出触发脉冲到同步控制电路9，同步控制电路9接到触发信号后发出指令给第一光束探测单元81和第二光束探测单元82，使其开始同步工作；计算机11控制待测光学元件6内部的相对机械运动。

其中所诉测量装置中，滤光片3为紫外闪耀光栅或紫外滤光片；

其中所诉测量装置中，光束探测单元81和82为紫外单点光电探测器或紫外光电二极管或带有将紫外光转化为可见光装置的可见光探测器组成，其将测试光路和参考光路的不同的光强信号转化为与之成正比的电压信号。

一种光刻机中照明系统各光学组件透过率的测量方法，步骤如下：

步骤1：准分子激光光源1产生照明光束，经过能量衰减装置2，滤光片3后入射到分光镜4上，分光镜4将入射光束一分为二为测试光束和参考光束；

步骤2：将待测光学组件6移出光路，步骤1中分光镜4将入射光束分为两路光束，其反射的第一路光，即为参考光路，通过第一光束收集装置71后出射到光电探测器81上；分光镜透射的第二路光，即为测试光路，光束通过转折反射镜5,第二光束收集装置72后出射到光电探测器82上，对准光路开始测量，用示波器记录n（n>200）组测试光路和参考光路的光电探测器输出电压数据，设其分别为:

参考光路：V₁,V₂,V₃....V_1n；

测试光路：V₁′,V₂′,V₃′....V_1n′

步骤3：将待测光学组件6移入光路，调整光路，使得经过转折反射镜5后的光束垂直入射至待测光学组件6的中心，并从其后出射，此时入射光与水平光轴的夹角为0°。步骤1中分光镜4将入射光束分为两路光束，其反射的第一路光，即为参考光路，通过第一光束收集装置71出射到光电探测器81上；分光镜透射的第二路光，即为测试光路，入射光束经过转折反射镜5，待测光学组件6后被第二光束收集装置72收集，经过均匀化后的光束出射到第二光电探测器82上。对准光路开始测量，用示波器记录此时n组测试光路和参考光路输出的电压数据，设其分别为：

参考光路：V₂₂,V₂₂,V₂₃,V₂₄.......V_2n；

测试光路：V₂₁′,V₂₂′,V₂₃′,V₂₄′.......V_2n′

步骤4：根据示波器10所记录空测时和实测时的两路电压信号，使用计算机11进行数据处理，求解出待测光学组件6在光束水平入射时的透过率；

根据移出待测光学组件6，即空测时所得到的参考光路和测试光路的测量电压值分别为：

参考光路：V₁₁,V₁₂,V₁₃,V₁₄,...V_1n；

测试光路：V₁₁′,V₁₂′,V₁₃′,V₁₄′,..V_1n′；

以参考光路的电压值为横坐标轴，测试光路的电压值为纵坐标轴，在excel中画出XY方向上的散点图，并添加线形趋势线A，对离散点进行线性拟合，当采样点数n>200时，趋势线A周围点波动不大，图线线形度较好，设此线形趋势线A公式为：

y₁＝k₁x₁+b₁      （8）

其中y₁为空测时测试光路的电压值的集合，x₁为空测时参考光路电压值的集合，k₁为此线形趋势线A的斜率，b₁为A在y轴上的截距；

插入待测光学组件6，即实测，当入射光束与待测光学组件6夹角为0°时所得到的参考光路和测试光路的测量电压值分别为：

参考光路：V₂₁,V₂₂,V₂₃,V₂₄,...V_2n；

测试光路：V₂₁′,V₂₂′,V₂₃′,V₂₄′,..V_2n′；

以参考光路的电压值为横坐标轴，测试光路的电压值为纵坐标轴，在excel中画出XY方向上的散点图，并添加线形趋势线B，对离散点进行线性拟合，设此线形趋势线B公式为：

y₂＝k₂x₂+b₂        （9）

其中y₂为实测时测试光路的电压值的集合，x₂为实测时参考光路电压值的集合，k₂为此线形趋势线B的斜率，b₂为B在y轴上的截距；

将空测时参考光路所得电压值分别代入公式（8）和公式（9）中，得到：

y₁₁＝k₁V₁₁+b₁;

y₁₂＝k₁V₁₂+b₁;

y₁₃＝k₁V₁₃+b₁;

y₁₄＝k₁V₁₄+b₁;              （10）

.......... .......... ....

y_1n＝k₁V₁₅+b₁;

y₂₁＝k₂V₁₁+b₂;

y₂₂＝k₂V₁₂+b₂;

y₂₃＝k₂V₁₃+b₂;

y₂₄＝k₂V₁₄+b₂;              （11）

.......... .......... ....

y_2n＝k₂V₁₅+b₂;

将（10）式和（11）式中对应项值相除，即

将得到的结果相加取平均值得到0°入射角时待测光学组件（6）的透过率：

$T_0=\stackrel{\‾}{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\frac{y_{2n}}{y_{1n}}}=\stackrel{\‾}{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\frac{k_2{V}_{1n}+b_2}{k_1{V}_{1n}+b_1}}---\left(12\right)$

步骤5：设在实际使用过程中入射到待测光学组件（6）上的光束与水平光轴的最大夹角为θ，旋转转折反射镜（5）,使得入射到待测光学组件（6）上的光束与光轴成一定的夹角，依次为：

$\frac{\mathrm{\θ}}{10},\frac{2\mathrm{\θ}}{10},\frac{3\mathrm{\θ}}{10},\frac{4\mathrm{\θ}}{10},\frac{5\mathrm{\θ}}{10}...\frac{9\mathrm{\θ}}{10},\mathrm{\θ}$

步骤1中分光镜4将入射光束分为两路光束，其反射的第一路光，即为参考光路，通过第一光束收集装置71出射到光电探测器81上；分光镜透射的第二路光，即为测试光路，入射光束经过转折反射镜5，待测光学组件6后被第二光束收集装置72收集，经过均匀化后的光束出射到第二光电探测器82上。对准光路开始测量，用示波器记录每个入射角度时n组测试光路和参考光路输出的电压数据，重复步骤4，计算每个入射角度时对应的待测光学组件6的透过率，设其分别为：T₁,T₂,T₃,T₄...T₁₀。

步骤6：将平行光入射时所得待测光学组件6的透过率T₀与步骤5每个入射角度时对应的待测光学组件6的透过率相加，取其平均值即为待测光学组件6的透过率,即：

$T_{\mathrm{optical}}=\stackrel{\‾}{\underset{i=0}{\overset{10}{\mathrm{\Σ}}}{T}_i}---\left(13\right)$

其中所述步骤2中，测试光路和参考光路的光电探测单元要求同步工作；其中所述步骤4中，对两组离散数据值也可进行其他方式的拟合，如最小二乘拟合，基于多项式的拟合等；在数据的处理过程中，也可将实测时参考光路所得电压值分别代入公式（8）和公式（9）中，得到对应的y_1n和y_2n值，将对应项相除，再进行计算。

本发明由于采用了上述的技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

（1）高精度

测试中采用了双光路的测试方法，消除了激光的能量波动，保证了紫外探测器的工作同步性，减小了测量误差，同时也可适用于在光源能量波动较大的高精度测量。

（2）多功能

根据本发明检测系统不但可以对光刻系统中的照明系统中各光学组件进行测量，还可以对紫外光刻系统中其他光学元件进行测量。

附图说明

图1为现有技术中提出的基于互相关技术的光学系统检测系统；

图2为本发明的光束收集装置结构示意图；

图3为根据本发明实施例的空测标定测试元件透过率影响装置结构示意图；

图4为根据本发明实施例的光学组件透过率测试装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

图2为光束收集装置的结构示意图，此装置分别放在测试光路的待测光学元件之后和参考光路中，其中，光束收集装置71和72为两端开口的类似于积分球结构的光束散射装置，光束收集装置71和72结构相同，均由内壁镀有高反膜的积分球和置于其中的多个石英玻璃散射板701组成，经过待测光学元件后的出射光束从此装置的开口端入射，经过石英玻璃板时进行散射，由于球的内壁镀上高反射率的材料，如硫酸钡，散射光被积分球的内壁多次反射，重叠会聚在一起使靠近输出端的光强变得均匀，当散射板的数量越多时，光强越均匀。光束收集装置71的开口端口径大小为D,出射端口径大小为d,设光束在光束收集装置71中经过若干多次反射和散射，且输出面上的光强分布均匀，则光电探测器81上接收到的曝光量与入射到光束收集装置开口端的曝光量成正比，比值为d/D。则测试中可通过光电探测器81和82上所接受到能量大小来反映实际出射到光束收集装置71和72开口端前的能量。

图3是本发明的照明系统各光学组件透过率测量装置结构示意图。由可调准分子激光光源1，能量衰减装置2，滤光片3，分光镜4，转折反射镜5，待测光学组件6，光束收集装置71和72，光束探测单元81和82，同步控制电路9，示波器10和计算机11组成。可调准分子激光光源1，能量衰减装置2，滤光片3，分光镜4的中心在同一光轴上，分光镜与光轴成45度夹角，转折反射镜5与分光镜平行，两个光束收集装置71和72的中心分别对准光束探测单元81和82的中心，同步控制电路9与可调准分子激光光源1和光束探测单元81和82连接，光束探测单元81和82与示波器10连接，示波器10与计算机11连接。其中，光束收集装置71和72构成光束接收单元，光电探测器81和82构成光束探测单元，同步控制电路9,示波器10和计算机11构成数据处理和控制系统。可调准分子激光光源1发出高斯光束到能量衰减装置2，光束经过衰减装置2经入射到滤光片3上，滤掉杂光后入射到分光镜4上，被分为分成两束光束，分别进入测试光路和参考光路中，测试光路的光信号经转折反射镜5，光束收集装置71后进入光电探测器81，产生测试光路曝光量成正比的电信号；参考光路的光信号经光束收集装置72后进入光电探测器82，产生与参考光路曝光量成正比的电信号，这两路电信号由示波器10收集记录后经由计算机11处理，最后得到照明系统各光学组件的透过率值。

本发明的照明系统的各光学组件透过率测量的具体步骤如下：

步骤1：准分子激光光源1产生照明光束，经过能量衰减装置2和滤光片3后后，滤掉杂光，出射光束入射到分光镜4上，分光镜4将光束分为测试光路和参考光路两路光。

步骤2：将待测光学组件6移出光路，如图3所示，步骤1中分光镜4将入射光束分为两路光束，其反射的第一路光，即为参考光路，通过第一光束收集装置71后出射到光电探测器81上；分光镜透射的第二路光，即为测试光路，光束通过转折反射镜5，第二光束收集装置72后出射到光电探测器82上，调整并对准光路，使得经过光束收集装置71和72后的出射光束分别全部被光电探测器81和82的有效感光面积所接收，开始测量，用示波器记录n组测试光路和参考光路的光电探测器输出电压数据，设其分别为：

参考光路：V₁,V₂,V₃....V_1n；

测试光路：V₁′,V₂′,V₃′....V_1n′

其中，n>200。

步骤3：将待测光学组件6移入光路，调整光路，使得经过转折反射镜5后的光束垂直入射至待测光学组件6的中心，并从其后出射，此时入射光与水平光轴的夹角为0°。步骤1中分光镜4将入射光束分为两路光束，其反射的第一路光，即为参考光路，通过第一光束收集装置71后出射到光电探测器81上；分光镜透射的第二路光，即为测试光路，入射光束经过转折反射镜5和待测光学组件6后，其出射光束口径和发散角增大，经过第二光束收集装置72后，经过均匀化后的光束出射到第二光电探测器82上。对准光路，使得经过光束收集装置71和72后的出射光束分别全部被光电探测器81和82的有效感光面积所接收，开始测量，用示波器10记录n组测试光路和参考光路输出的电压数据，设其分别为：

参考光路：V₂₂,V₂₂,V₂₃,V₂₄.......V_2n；

测试光路：V₂₁′,V₂₂′,V₂₃′,V₂₄′.......V_2n′；

步骤4：根据示波器10所记录空测时和实测时的两路电压信号，使用计算机11进行数据处理，求解出待测光学组件6在光束水平入射时的透过率；

根据移出待测光学组件6，即空测时所得到的参考光路和测试光路的测量电压值分别为：

参考光路：V₁₁,V₁₂,V₁₃,V₁₄,...V_1n；

测试光路：V₁₁′,V₁₂′,V₁₃′,V₁₄′,..V_1n′；

以参考光路的电压值为横坐标轴，测试光路的电压值为纵坐标轴，在excel中画出XY方向上的散点图，并添加线形趋势线A，对离散点进行线性拟合，当采样点数n>200时，趋势线A周围点波动不大，图线线形度较好，设此线形趋势线A公式为：

y₁＝k₁x₁+b₁          （14）

其中y₁为空测时测试光路的电压值的集合，x₁为空测时参考光路电压值的集合，k₁为此线形趋势线A的斜率，b₁为A在y轴上的截距；

插入待测光学组件6，即实测，当入射光束与待测光学组件6夹角为0°时所得到的参考光路和测试光路的测量电压值分别为：

参考光路：V₂₁,V₂₂,V₂₃,V₂₄,...V_2n；

测试光路：V₂₁′,V₂₂′,V₂₃′,V₂₄′,..V_2n′；

以参考光路的电压值为横坐标轴，测试光路的电压值为纵坐标轴，在excel中画出XY方向上的散点图，并添加线形趋势线B，对离散点进行线性拟合，设此线形趋势线B公式为：

y₂＝k₂x₂+b₂         （15）

其中y₂为实测时测试光路的电压值的集合，x₂为实测时参考光路电压值的集合，k₂为此线形趋势线B的斜率，b₂为B在y轴上的截距；

将空测时参考光路所得电压值分别代入公式（14）和公式（15）中，得到：

y₁₁＝k₁V₁₁+b₁;

y₁₂＝k₁V₁₂+b₁;

y₁₃＝k₁V₁₃+b₁;

y₁₄＝k₁V₁₄+b₁;              （16）

.......... .......... ....

y_1n＝k₁V₁₅+b₁;

y₂₁＝k₂V₁₁+b₂;

y₂₂＝k₂V₁₂+b₂;

y₂₃＝k₂V₁₃+b₂;

y₂₄＝k₂V₁₄+b₂;              （17）

.......... .......... ....

y_2n＝k₂V₁₅+b₂;

将（16）式和（17）式中对应项值相除，即

将得到的结果相加取平均值得到0°入射角时待测光学组件6的透过率：

$T_0=\stackrel{\‾}{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\frac{y_{2n}}{y_{1n}}}=\stackrel{\‾}{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\frac{k_2{V}_{1n}+b_2}{k_1{V}_{1n}+b_1}}---\left(18\right)$

步骤5：设在实际使用过程中入射到待测光学组件6上的光束与水平光轴的最大夹角为θ，旋转转折反射镜5,使得入射到待测光学组件6上的光束与光轴成一定的夹角，依次为：

$\frac{\mathrm{\θ}}{10},\frac{2\mathrm{\θ}}{10},\frac{3\mathrm{\θ}}{10},\frac{4\mathrm{\θ}}{10},\frac{5\mathrm{\θ}}{10}...\frac{9\mathrm{\θ}}{10},\mathrm{\θ}$

步骤1中分光镜4将入射光束分为两路光束，其反射的第一路光，即为参考光路，通过第一光束收集装置71后出射到光电探测器81上；分光镜透射的第二路光，即为测试光路，入射光束经过转折反射镜5，待测光学组件6后被第二光束收集装置72收集，经过均匀化后的光束出射到第二光电探测器82上。对准光路开始测量，用示波器记录每个入射角度时n组测试光路和参考光路输出的电压数据，重复步骤4，计算每个入射角度时对应的待测光学组件6的透过率，设其分别为：T₁,T₂,T₃,T₄...T₁₀。

步骤6：将平行光入射时所得待测光学组件6的透过率T₀与步骤5每个入射角度时对应的待测光学组件6的透过率相加，取其平均值即为待测光学组件6的透过率,即：

$T_{\mathrm{optical}}=\stackrel{\‾}{\underset{i=0}{\overset{10}{\mathrm{\Σ}}}{T}_i}---\left(19\right)$

本发明未详细阐述部分属于本领域公知技术。

以上所述，仅为本发明部分具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种光刻机中照明系统各光学组件透过率的测量装置，其特征在于包括：可调准分子激光光源（1），能量衰减装置（2），滤光片（3），分光镜（4），转折反射镜（5），待测光学组件（6），第一光束收集装置（71）和第二光束收集装置（72），第一光束探测单元（81）和第二光束探测单元（82），同步控制电路（9），示波器（10）和计算机（11）；其中，第一光束收集装置（71）和第二光束收集装置（72）构成光束接收单元，第一光束探测单元（81）和第二光束探测单元（82）构成光束探测单元，同步控制电路（9）,示波器（10）和计算机（11）构成数据处理和控制系统；准分子激光光源（1）发出高斯光束到能量衰减装置（2），光束经过衰减装置（2）后入射到滤光片（3）上，经过滤光后的光束入射到分光镜（4）上并被分成两束光束，分别进入测试光路和参考光路中，转折反射镜（5）调节入射到待测光学组件（6）上的光束角度，使其与水平光轴成不同夹角，第一光束收集装置（71）和第二光束收集装置（72）为两端开口的类似于积分球结构的光束散射装置，其内部放置有多个石英玻璃散射板（701），光束在光束收集装置（71）和（72）中经过若干多次反射和散射，使得输出面上的光强分布均匀，测试光路的光信号经第一光束收集装置（71）后进入第一光束探测单元（81），产生测试光路曝光量成正比的电信号；参考光路的光信号经第二光束收集装置（72）后进入第二光束探测单元（82），产生与参考光路曝光量成正比的电信号；两路光束探测单元输出的电压信号存储在示波器（10）中，示波器（10）显示并记录每次测量的两路电压信号数据，最后将测量数据其导入计算机（11）中进行处理；其中，当准分子激光光源（1）开始工作后，发出触发脉冲到同步控制电路（9），同步控制电路（9）接到触发信号后发出指令给第一光束探测单元（81）和第二光束探测单元（82），使其开始同步工作；计算机（11）控制待测光学元件（6）内部的相对机械运动。

2.如权利要求1所述的一种光刻机中照明系统各光学组件透过率的测量装置，其特征在于：滤光片（3）为紫外闪耀光栅或紫外滤光片。

3.如权利要求1所述的一种光刻机中照明系统各光学组件透过率的测量装置，其特征在于：光束探测单元（81）和（82）为紫外单点光电探测器或紫外光电二极管或带有将紫外光转化为可见光装置的可见光探测器组成，其将测试光路和参考光路的不同的光强信号转化为与之成正比的电压信号。

4.一种光刻机中照明系统各光学组件透过率的测量方法，步骤如下：

步骤1：准分子激光光源（1）产生照明光束，经过能量衰减装置（2），滤光片（3）后入射到分光镜（4）上，分光镜（4）将入射光束一分为二为测试光束和参考光束；

步骤2：将待测光学组件（6）移出光路，步骤1中分光镜（4）将入射光束分为两路光束，其反射的第一路光，即为参考光路，通过第一光束收集装置（71）后出射到光电探测器（81）上；分光镜透射的第二路光，即为测试光路，光束通过转折反射镜（5）,第二光束收集装置（72）后出射到光电探测器（82）上，对准光路开始测量，用示波器记录n（n>200）组测试光路和参考光路的光电探测器输出电压数据，设其分别为：

参考光路：V₁,V₂,V₃....V_1n；

测试光路：V₁′,V₂′,V₃′....V_1n′；

步骤3：将待测光学组件（6）移入光路，调整光路，使得经过转折反射镜（5）后的光束垂直入射至待测光学组件（6）的中心，并从其后出射，此时入射光与水平光轴的夹角为0°；步骤1中分光镜（4）将入射光束分为两路光束，其反射的第一路光，即为参考光路，通过第一光束收集装置（71）后出射到光电探测器（81）上；分光镜透射的第二路光，即为测试光路，入射光束经过转折反射镜（5），待测光学组件（6）后被第二光束收集装置（72）收集，经过均匀化后的光束出射到第二光电探测器（82）上；对准光路开始测量，用示波器记录此时n组测试光路和参考光路输出的电压数据，设其分别为：

参考光路：V₂₂,V₂₂,V₂₃,V₂₄.......V_2n；

测试光路：V₂₁′,V₂₂′,V₂₃′,V₂₄′.......V_2n′

步骤4：根据示波器（10）所记录空测时和实测时的两路电压信号，使用计算机（11）进行数据处理，求解出待测光学组件（6）在光束水平入射时的透过率；

根据移出待测光学组件（6），即空测时所得到的参考光路和测试光路的测量电压值分别为：

参考光路：V₁₁,V₁₂,V₁₃,V₁₄,...V_1n；

测试光路：V₁₁′,V₁₂′,V₁₃′,V₁₄′,..V_1n′；

以参考光路的电压值为横坐标轴，测试光路的电压值为纵坐标轴，在excel中画出XY方向上的散点图，并添加线形趋势线A，对离散点进行线性拟合，当采样点数n>200时，趋势线A周围点波动不大，图线线形度较好，设此线形趋势线A公式为：

y₁＝k₁x₁+b₁       （1）

其中y₁为空测时测试光路的电压值的集合，x₁为空测时参考光路电压值的集合，k₁为此线形趋势线A的斜率，b₁为A在y轴上的截距；

插入待测光学组件（6），即实测，当入射光束与待测光学组件（6）夹角为0°时所得到的参考光路和测试光路的测量电压值分别为：

参考光路：V₂₁,V₂₂,V₂₃,V₂₄,...V_2n；

测试光路：V₂₁′,V₂₂′,V₂₃′,V₂₄′,..V_2n′；

以参考光路的电压值为横坐标轴，测试光路的电压值为纵坐标轴，在excel中画出XY方向上的散点图，并添加线形趋势线B，对离散点进行线性拟合，设此线形趋势线B公式为：

y₂＝k₂x₂+b₂           （2）

其中y₂为实测时测试光路的电压值的集合，x₂为实测时参考光路电压值的集合，k₂为此线形趋势线B的斜率，b₂为B在y轴上的截距；

将空测时参考光路所得电压值分别代入公式（1）和公式（2）中，得到：

y₁₁＝k₁V₁₁+b₁;

y₁₂＝k₁V₁₂+b₁;

y₁₃＝k₁V₁₃+b₁;

y₁₄＝k₁V₁₄+b₁;             （3）

.......... .......... ....

y_1n＝k₁V₁₅+b₁;

y₂₁＝k₂V₁₁+b₂;

y₂₂＝k₂V₁₂+b₂;

y₂₃＝k₂V₁₃+b₂;

y₂₄＝k₂V₁₄+b₂;             （4）

.......... .......... ....

y_2n＝k₂V₁₅+b₂;

将（3）式和（4）式中对应项值相除，即

将得到的结果相加取平均值得到0°入射角时待测光学组件（6）的透过率：

$T_0=\stackrel{\‾}{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\frac{y_{2n}}{y_{1n}}}=\stackrel{\‾}{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\frac{k_2{V}_{1n}+b_2}{k_1{V}_{1n}+b_1}}---\left(5\right)$

步骤5：设在实际使用过程中入射到待测光学组件（6）上的光束与水平光轴的最大夹角为θ，旋转转折反射镜（5）,使得入射到待测光学组件（6）上的光束与光轴成一定的夹角，依次为：

$\frac{\mathrm{\θ}}{10},\frac{2\mathrm{\θ}}{10},\frac{3\mathrm{\θ}}{10},\frac{4\mathrm{\θ}}{10},\frac{5\mathrm{\θ}}{10}...\frac{9\mathrm{\θ}}{10},\mathrm{\θ}$

步骤1中分光镜（4）将入射光束分为两路光束，其反射的第一路光，即为参考光路，通过第一光束收集装置（71）后出射到光电探测器（81）上；分光镜透射的第二路光，即为测试光路，入射光束经过转折反射镜（5），待测光学组件（6）后被第二光束收集装置（72）收集，经过均匀化后的光束出射到第二光电探测器（82）上；对准光路开始测量，用示波器记录每个入射角度时n组测试光路和参考光路输出的电压数据，重复步骤4，计算每个入射角度时对应的待测光学组件（6）的透过率，设其分别为：T₁,T₂,T₃,T₄...T₁₀；

步骤6：将平行光入射时所得待测光学组件（6）的透过率T₀与步骤5每个入射角度时对应的待测光学组件（6）的透过率相加，取其平均值即为待测光学组件（6）的透过率,即：

$T_{\mathrm{optical}}=\stackrel{\‾}{\underset{i=0}{\overset{10}{\mathrm{\Σ}}}{T}_i}---\left(6\right).$

5.如权利要求4所述的一种光刻机中照明系统各光学组件透过率的测量方法，其特征在于：所述步骤2中，测试光路和参考光路的光电探测单元要求同步工作。

6.如权利要求4所述的一种光刻机中照明系统各光学组件透过率的测量方法，其特征在于：所述步骤4中对两组离散数据值也可进行其他方式的拟合，包括最小二乘拟合或基于多项式的拟合。

7.如权利要求4所述的一种光刻机中照明系统各光学组件透过率的测量方法，其特征在于：步骤4中，也可以将实测时参考光路所得电压值分别代入公式（1）和公式（2）中，得到对应的y_1n和y_2n值，将对应项相除，再进行计算。

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