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集成电路(IC)已成为现今所有高科技领域的发展基础,集成电路的集成度按照摩尔定律的规律不断增长,而光刻技术是超大规模集成电路制造过程中的核心技术。随着世界光刻技术迈入45nm节点及以下,浸没式光学投影曝光光刻技术已成为集成电路制造的主流技术。根据瑞利衍射定理,提高光刻技术的分辨力,需要通过缩小曝光波长、增大数值孔径以及研究各种分辨力增强技术等方法。其中Ar F浸没式光刻可以实现大于1的数值孔径(NA),而其受偏振效应的影响也随NA的增大而增大。采用偏振照明和离轴照明能够极大地提高光刻系统的图像对比度,相应的光刻系统对照明偏振光的性能也有很高的要求,能够对偏振性能进行高精度测量的系统是照明系统达到偏振要求的保证。本文针对以上需求,对基于旋转波片法测量Stokes矢量来计算偏振性能的测量系统进行了研究和分析,主要针对线偏振光的测量,展开了仿真分析,提出了一种系统参数误差的校准方法,并进行了原理验证实验。主要内容分为以下几点:1.调研分析了几种偏振测量方法,并选择利用旋转1/4波片测量Stokes矢量的原理,推导系统的光学传递函数,采用最小二乘法对Stokes矢量进行求解。2.针对193nm波长深紫外光刻机的使用场景,仿真分析了相应的各个环节产生的误差,包括光源非均匀性、偏振棱镜透光轴角度误差、波片快轴角度调零误差、波片相位延迟误差、电机转动精度影响和CCD噪声。3.针对三个定量参数误差,偏振棱镜透光轴角度误差、波片快轴角度调零误差和波片相位延迟误差,提出了一种校准方法,即分别用0°和45°线偏振光照射系统来对三个误差标定,并进行了仿真分析。仿真结果表明该方法能够有效地提高测量精度。4.在632.8nm波长下进行实验,验证了测量原理和校准原理,并分析了实验中误差的影响和改进方法。实验表明,在当前实验条件下,测量结果与实验误差吻合,证明了测量原理和校准原理的可行性。