棱镜组件、光学系统、光刻设备及光场旋转方法技术方案

本发明专利技术涉及一种棱镜组件、光学系统、光刻设备及光场旋转方法，该棱镜组件包括一个入射面、一个分光面、多个第一内反射面、多个第二内反射面以及一个合光面，光束从所述入射面射入所述棱镜组件并在所述分光面上被分光得到正交的S偏光和P偏光，之后所述S偏光在多个第一内反射面上进行多次反射后在所述合光面上透射得到第一出射光，同时所述P偏光在多个第二内反射面以及所述合光面上经过多次反射后得到第二出射光，所述第一出射光和第二出射光重合，且每次反射时光束的入射方向和出射方向相互垂直。本发明专利技术的优点在于，无需在棱镜组件的各个反射面上均设置介质膜，就可避免光束在反射过程中出现光束偏振态的变化的情况。射过程中出现光束偏振态的变化的情况。射过程中出现光束偏振态的变化的情况。

【技术实现步骤摘要】
棱镜组件、光学系统、光刻设备及光场旋转方法


[0001]本专利技术涉及集成电路制造
，具体涉及一种棱镜组件、光学系统、光刻设备及光场旋转方法。

技术介绍

[0002]现有技术的光刻设备主要用于集成电路IC或其他微型器件的制造。采用光刻设备制造集成电路IC的关键步骤是将掩模版与晶片对准，目前的对准方式大多为光栅对准。光栅对准是指均匀照明光束照射在光束对准标记上发生衍射，衍射后的出射光携带有关于对准标记的全部信息，然后对出射光的光场进行分离、旋转、重合，并经光电探测器和信号处理，最终确定对准中心位置。
[0003]目前存在一种光栅对准方法，通过一个自参考干涉仪产生两个旋转
±
90度(相对旋转180度)重叠的对准标记像，然后在光瞳面探测重叠衍射级的干涉信号，再根据标记扫描时各衍射级次的相对位相变化得到对准位置信息。该对准方法所使用的自参考干涉仪中采用了具有多个内反射面的棱镜，衍射光在棱镜中进行多次反射后射出对准。在该方法中，棱镜的各反射面均需要镀介质膜以消除衍射光反射传播时产生的不同方向的偏振，从而保证对准效果，但是这样做具有成本高、工艺复杂的缺点。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种棱镜组件、光学系统、光刻设备及光场旋转方法，以在确保对准效果的同时降低棱镜组件的生产成本。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供的一种棱镜组件，包括：一个入射面；一个分光面；多个第一内反射面；多个第二内反射面；以及一个合光面；
[0006]一光束从所述入射面射入所述棱镜组件并在所述分光面处进行分光以得到正交的S偏光和P偏光，然后所述S偏光依次经过多个所述第一内反射面的反射后再在所述合光面处透射得到第一出射光，同时所述P偏光依次经过多个所述第二内反射面以及所述合光面反射后得到第二出射光，并且所述第一出射光和所述第二出射光重合，其中，每次反射时光束的入射方向和出射方向垂直。
[0007]可选地，所述第二出射光与所述第一出射光的光场相对旋转180
°
。
[0008]可选地，所述第一内反射面的数量与所述第二内反射面的数量相等。
[0009]可选地，所述第一内反射面和所述第二内反射面的数量均为3个。
[0010]可选地，所述P偏光第n
i
次反射后的出射方向与所述S偏光地n
i-1次反射后的出射方向相反，n
i
为大于等于1的正整数。
[0011]可选地，n
i
取值为1。
[0012]可选地，所述一个分光面、多个第一内反射面、多个第二内反射面以及一个合光面按照笛卡尔坐标系进行布置，以使光束在所述棱镜组件中的传播方向与所述笛卡尔坐标系的任一坐标轴平行或垂直。
[0013]可选地，所述棱镜组件至少包括相互胶合的第一棱镜和第二棱镜，所述第一棱镜包括多个所述第一内反射面，所述第二棱镜包括多个所述第二内反射面。
[0014]可选地，所述棱镜组件包括偏振分光棱镜、第一棱镜和第二棱镜；
[0015]所述偏振分光棱镜具有所述分光面和所述合光面，且所述分光面和所述合光面重合；
[0016]所述第一棱镜包括多个所述第一内反射面，所述第二棱镜包括多个所述第二内反射面；
[0017]所述第一棱镜和所述第二棱镜分别设置于所述偏振分光棱镜的相邻两侧并位于所述分光面的两侧。
[0018]为实现上述目的，本专利技术还提供了一种光学系统，包括如前所述的棱镜组件。
[0019]为实现上述目的，本专利技术还提供了一种光学系统，其包括如前所述的棱镜组件。
[0020]可选地，所述光学系统为干涉仪。
[0021]为实现上述目的，本专利技术还提供了一种光刻设备，其包括如前所述的光学系统。
[0022]为实现上述目的，本专利技术还提供了一种光场旋转方法，包括：
[0023]提供一光束；
[0024]对所述光束进行分光，以得到正交的S偏光和P偏光；
[0025]对所述S偏光进行m次反射后再透射得到第一出射光；以及，
[0026]对所述P偏光进行n次反射后得到第二出射光，且所述第二出射光与所述第一出射光重合；
[0027]其中，每一次反射时光束的入射方向和出射方向垂直，且m及n均为大于或等于3的正整数。
[0028]可选地，所述第二出射光与所述第一出射光的光场相对旋转180
°
。
[0029]与现有技术相比，本专利技术的一种棱镜组件、光学系统、光刻设备及光场旋转方法具有如下优点：
[0030]本专利技术提供的棱镜组件包括一个入射面、一个分光面、多个第一反射面、多个第二反射面和一个合光面，光束从所述入射面射入所述棱镜组件后被所述分光面分光以得到正交的P偏光和S偏光，P偏光和S偏光分别经过多次反射后在所述合光面上再次重合，而且任意光束在每次反射时的入射方向和出射方向均相互垂直，这样一来，P偏光和S偏光在每次反射时不会再出现其他方向的偏振(即消除衍射光反射传播时产生的不同方向的偏振)，从而无需在棱镜组件的每个反射面上均设置介质膜，就可以避免出射光束的偏振态变化的情况发生，以在确保对准效果的同时降低棱镜组件的生产成本。
附图说明
[0031]图1是本专利技术根据第一实施例所提供的棱镜组件的结构示意图；
[0032]图2是图1所示棱镜组件中第一棱镜的结构示意图；
[0033]图3是光线在图2所示的第一棱镜中传播的原理示意图；
[0034]图4是图1所示棱镜组件中第二棱镜的结构示意图；
[0035]图5是光线在图4所示的第二棱镜中传播的原理示意图；
[0036]图6是光线在图1所示棱镜组件中传播的原理示意图；
[0037]图7是光线在图1所示棱镜组件中传播后的光场状态示意图，图中a为第一出射光的光场状态示意图，b为第二出射光的光场状态示意图；
[0038]图8是本专利技术根据第二实施例所提供的棱镜组件的结构示意图；
[0039]图9是图8所示的棱镜组件中第一棱镜的结构示意图；
[0040]图10是光线在图9所示的第一棱镜中传播的原理示意图；
[0041]图11是图8所示棱镜组件中第二棱镜的结构示意图；
[0042]图12是光线在图11所示的第二棱镜中传播的原理示意图；
[0043]图13是光线在图8所示的棱镜组件中传播的原理示意图；
[0044]图14是光线在图8所示棱镜组件中传播后的光场状态示意图，图中a为第一出射光的光场状态示意图，b为第二出射光的光场状态示意图；
[0045]图15是本专利技术根据第三实施例所提供的棱镜组件的结构示意图。
[0046]图中：
[0047]100-入射面；
[0048]200-分光面；
[0049]300-第一内反射面；
[0050]400-第二内反射面；
[0051]500-合光面。
具体实施方式
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种棱镜组件，其特征在于，包括：一个入射面；一个分光面；多个第一内反射面；多个第二内反射面；以及一个合光面；一光束从所述入射面射入所述棱镜组件并在所述分光面处进行分光以得到正交的S偏光和P偏光，然后所述S偏光依次经过多个所述第一内反射面的反射后再在所述合光面处透射得到第一出射光，同时所述P偏光依次经过多个所述第二内反射面以及所述合光面反射后得到第二出射光，并且所述第一出射光和所述第二出射光重合，其中，每次反射时光束的入射方向和出射方向垂直。2.根据权利要求1所述的棱镜组件，其特征在于，所述第二出射光与所述第一出射光的光场相对旋转180
°
。3.根据权利要求2所述的棱镜组件，其特征在于，所述第一内反射面的数量与所述第二内反射面的数量相等。4.根据权利要求3所述的棱镜组件，其特征在于，所述第一内反射面和所述第二内反射面的数量均为3个。5.根据权利要求2-4中任一项所述的棱镜组件，其特征在于，所述P偏光第n
i
次反射后的出射方向与所述S偏光地n
i-1次反射后的出射方向相反，n
i
为大于等于1的正整数。6.根据权利要求5所述的棱镜组件，其特征在于，n
i
取值为1。7.根据权利要求1-4中任一项所述的棱镜组件，其特征在于，所述一个分光面、多个第一内反射面、多个第二内反射面以及一个合光面按照笛卡尔坐标系进行布置，以使光束在所述棱镜组件中的传播方向与所述笛卡尔坐标系的任一坐标轴平行或...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙建超，周媛红，
申请(专利权)人：上海微电子装备集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：