本文介紹使用一種PEM光彈調(diào)制器绸硕，其中PEM 的速度為整個(gè)的雙折射映射打開了大門 ，通過在信號(hào)處理方案中增加一個(gè)額外的鎖相放大器魂毁，可以進(jìn)一步提高測量速度玻佩。 除了速度，PEM技術(shù)還提供了較高的雙折射測量精度席楚。
研究氟化鈣的雙折射
摘要：本文介紹使用一種PEM光彈調(diào)制器烦秩，其中PEM 的速度為整個(gè)的雙折射映射打開了大門 垮斯，通過在信號(hào)處理方案中增加一個(gè)額外的鎖相放大器，可以進(jìn)一步提高測量速度只祠。 除了速度兜蠕，PEM技術(shù)還提供了較高的雙折射測量精度。
業(yè)內(nèi)得到共識(shí)的是熊杨，氟化鈣CaF2是一種實(shí)用的光學(xué)材料曙旭，用于157納米光刻步進(jìn)和掃描透鏡。制備高質(zhì)量的低應(yīng)力雙折射CaF2一直是一個(gè)挑戰(zhàn)晶府。除了這種應(yīng)力誘導(dǎo)雙折射桂躏，約翰·伯內(nèi)特和他在NIST的同事們發(fā)現(xiàn)了CaF2沿<110>在157.6納米處的晶體軸徑為11.2納米/厘米這一消息對(duì)于光刻工業(yè)來說是一個(gè)不受歡迎的意外，因?yàn)樗麄冨e(cuò)誤地認(rèn)為屬于立方晶體群的CaF2是一種各向同性材料川陆。
在本質(zhì)雙折射的材料中剂习，線偏振光沿著不同的晶體軸經(jīng)歷不同的折射率。雙折射也可以引入外部或殘余應(yīng)力在大塊材料较沪。在非常短的波長(即157 nm)鳞绕， CaF2顯示應(yīng)力誘導(dǎo)雙折射和更強(qiáng)的內(nèi)稟雙折射(也稱為空間色散雙折射)。CaF2中的雙折射為高性能的印刷應(yīng)用帶來了性能問題尸曼。
雙折射的傳統(tǒng)測量方法是讓光束穿過放置在交叉偏振器之間的樣品骡苞。光強(qiáng)通常在樣品旋轉(zhuǎn)360°時(shí)檢測垂蜗。雙折射的大小與較大信號(hào)(快軸與偏振器軸為45°)和較小信號(hào)(快軸與偏振器軸平行或垂直)的差值有關(guān)楷扬。該方法有測量時(shí)間長解幽、精度低等缺點(diǎn)。每個(gè)采樣點(diǎn)都要旋轉(zhuǎn)一個(gè)樣品躲株，這使得雙折射映射不切實(shí)際
光彈性調(diào)制器(PEM)技術(shù)為交叉偏振器技術(shù)提供了更好的選擇。PEM在高頻率(名義上為50千赫)調(diào)制入射光的偏振镣衡。當(dāng)調(diào)制光通過雙折射樣品時(shí)霜定，無論樣品的快軸方向如何，光的偏振總是會(huì)發(fā)生變化廊鸥。我們擴(kuò)展了這一技術(shù)來分析兩個(gè)通道的偏振變化望浩，在小于2秒的時(shí)間內(nèi)確定了雙折射的大小和快軸角PEM 的速度為整個(gè)的雙折射映射打開了大門 ，工業(yè)應(yīng)用中的光學(xué)樣品惰说。通過在信號(hào)處理方案中增加一個(gè)額外的鎖相放大器磨德，可以進(jìn)一步提高測量速度。
除了速度吆视，PEM技術(shù)還提供了較高的雙折射測量精度(好到0.005 nm)典挑。眾所周知啦吧，普通光源的強(qiáng)度波動(dòng)在幾個(gè)百分點(diǎn)左右您觉。這種波動(dòng)會(huì)影響傳統(tǒng)雙折射測量方法的精度授滓。PEM方法測量調(diào)制信號(hào)與平均光強(qiáng)的比值琳水，因此光源波動(dòng)不影響測量精度肆糕。
擺動(dòng)不影響測量精度。在與國際半導(dǎo)體制造技術(shù)聯(lián)盟 (Austin, TX)的合作中擎宝，我們將雙折射測量能力擴(kuò)展到光刻應(yīng)用由此產(chǎn)生的雙折射測量系統(tǒng)(Exicor)可用于所有DUV光刻波長(157、193和248nm)浑玛。使用該系統(tǒng)绍申，我們繪制了各種CaF2樣品在157.6 nm處的雙折射圖，例如跟蹤了當(dāng)光束沿<110>晶體軸傳播時(shí)測量到的CaF2 F2立方體的雙折射圖(見圖)顾彰。
CaF2在157.6 nm處的本征雙折射是由晶體結(jié)構(gòu)決定的极阅。光刻工業(yè)的解決方案是通過在適當(dāng)?shù)慕嵌确较蛏吓帕胁煌墓鈱W(xué)元件來抵消雙折射涨享。測試光沿<110>軸傳播時(shí)的較壞情況筋搏，我們將兩個(gè)具有相同尺寸的CaF2立方體堆疊，其固有雙折射軸偏移90°厕隧。測得的總雙折射率<0.2 nm/cm奔脐，表明該方法是可行的吁讨。
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