光柵剪切干涉儀波像差檢測(cè)的系統(tǒng)誤差的消除方法
【專利摘要】一種光柵剪切干涉儀波像差檢測(cè)的系統(tǒng)誤差的消除方法。該方法使用±1級(jí)衍射光分別與0級(jí)衍射光剪切干涉，對(duì)差分信息進(jìn)行波前重建以及翻轉(zhuǎn)處理，采用數(shù)值計(jì)算得到影響光柵剪切干涉儀波像差檢測(cè)精度的主要系統(tǒng)誤差項(xiàng)的相關(guān)參數(shù)：不同級(jí)次衍射光匯聚點(diǎn)間距和探測(cè)器傾斜角度，消除波像差檢測(cè)中幾何光程誤差和探測(cè)器傾斜誤差，提高波像差檢測(cè)的準(zhǔn)確度。本發(fā)明根據(jù)實(shí)際情況消除重建波前中的幾何光程誤差和探測(cè)器傾斜誤差，提高光柵剪切干涉儀波像差檢測(cè)的準(zhǔn)確度。
【專利說明】光柵剪切干涉儀波像差檢測(cè)的系統(tǒng)誤差的消除方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光柵剪切干涉儀，特別是一種光柵剪切干涉儀波像差檢測(cè)的系統(tǒng)誤差的消除方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光柵剪切干涉儀是一種重要的波前傳感器形式，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不需要單獨(dú)的參考波面、易實(shí)現(xiàn)共光路干涉、抗環(huán)境干擾等優(yōu)點(diǎn)。光柵剪切干涉儀有幾何光程誤差、光柵衍射誤差、光柵位置偏移以及探測(cè)器傾斜等系統(tǒng)誤差，影響波像差檢測(cè)精度；特別是對(duì)于高精度光學(xué)系統(tǒng)波像差檢測(cè)的應(yīng)用，待測(cè)光學(xué)系統(tǒng)具有一定數(shù)值孔徑(NA)，系統(tǒng)準(zhǔn)直難度和系統(tǒng)誤差隨數(shù)值孔徑增大，待測(cè)波像差本身只有幾個(gè)nm RMS，有可能遠(yuǎn)小于上述的系統(tǒng)誤差，消除系統(tǒng)誤差是光柵剪切干涉儀應(yīng)用于高精度光學(xué)系統(tǒng)波像差檢測(cè)的前提。
[0003]目前，光柵剪切干涉儀檢測(cè)波像差，主要是在光柵衍射焦點(diǎn)處加窗，消除O級(jí)、I級(jí)以外的衍射光和采用雙光柵結(jié)構(gòu)消除光源的像差(參見在先技術(shù)I，Zhiqiang Liu, KasumiSugisaki, Yucong Zhu, et al, “Double-Grating Lateral Shearing Interferometerfor Extreme Ultraviolet Lithography，，，Japanese Journal of Applied PhysicsVol.43，N0.6B, 2004, pp.3718 - 3721)，雙光柵位置處于共軛位置，采用多個(gè)光闌進(jìn)行衍射光級(jí)次的選擇。光柵位置變化影響幾何光程誤差，進(jìn)而影響干涉圖樣相位分布，剪切干涉難以實(shí)現(xiàn)波前高精度檢測(cè)(參見在先技術(shù)2, Zhiqiang Liu, Kasumi Sugisaki, MikihikoIshii, et al, “Astigmatism Measurement by Lateral Shearing Interferometer，，，J.Vac.Sc1.Technol.B22(6)，Nov/Dec2004)，采用旋轉(zhuǎn)光柵進(jìn)行四個(gè)方向檢測(cè)消除部分幾何光程誤差對(duì)像散的影響。剪切干涉中探測(cè)器傾斜誤差影響差分波前中的像散、離焦，在橫向剪切中虛擬焦點(diǎn)的間距嚴(yán)重影響檢測(cè)結(jié)果(參見在先技術(shù)3, Ryan Miyakawa, PatrickNaulleau, “Lateral Shearing Interferometry for High-resolution EUV OpticalTesting”，Proc.0f SPIE Vol.796902011SPIE)，通過設(shè)定光柵周期以及光柵-探測(cè)器二者間距，使用公式預(yù)先計(jì)算等方法消除幾何光程誤差。探測(cè)器傾斜影響幾何光程誤差進(jìn)而影響差分波前中的像散、離焦，以及重建波前的慧差、三波差(參見在先技術(shù)4，SeimaKato, Chidane Ouchi, Masanobu Hasegawa, et al, “Comparison of EUV interferometrymethods in EUVA Project”，Proc.0f SPIE Vol.575102005)，采用點(diǎn)衍射干涉技術(shù)消除探測(cè)器傾斜。探測(cè)器傾斜嚴(yán)重影響波像差的檢測(cè)精度(參見在先技術(shù)5，Ryan Miyakawa,Patrick Naulleau, and Ken Goldberg, “Analysis of systematic errors in lateralshearing interferometry for EUV optical testing，，.SPIE Advanced LithographyInternational Society for Optics and Photonics@2009SPIE),通過條紋密度追跡進(jìn)行探測(cè)器準(zhǔn)直。以上方法雖然在一定程度上可以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)精度的提高，由于光柵定位和系統(tǒng)準(zhǔn)直難度較大，并且?guī)缀喂獬陶`差依舊存在，或根據(jù)預(yù)先測(cè)量相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行理論計(jì)算的方法，從實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)中減去理論上的幾何光程誤差，仍未根據(jù)實(shí)際參數(shù)進(jìn)行幾何光程誤差的消除，殘余的幾何光程誤差和探測(cè)器傾斜誤差較大，或需要采用輔助手段消除探測(cè)器傾斜誤差，增加波像差檢測(cè)難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述在先技術(shù)的不足，提供一種光柵剪切干涉儀波像差檢測(cè)的系統(tǒng)誤差的消除方法。該方法能消除波像差檢測(cè)中的幾何光程誤差和探測(cè)器傾斜誤差，提高光柵剪切干涉儀檢測(cè)待測(cè)光學(xué)系統(tǒng)波像差的準(zhǔn)確度。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下，
[0006]一種光柵剪切波像差檢測(cè)干涉儀，包括光源，沿該光源光束傳播方向依次是聚焦鏡、濾波小孔、衍射光柵板、光柵位移臺(tái)、光闌板、光闌對(duì)準(zhǔn)位移臺(tái)和二維光電傳感器；所述的衍射光柵板置于光柵位移臺(tái)上，所述的光闌板置于光闌對(duì)準(zhǔn)位移臺(tái)上；所述的濾波小孔置于聚焦鏡的后焦點(diǎn)上，并置于待測(cè)光學(xué)系統(tǒng)的物方被測(cè)視場(chǎng)點(diǎn)上，待測(cè)光學(xué)系統(tǒng)置于所述的濾波小孔和衍射光柵板之間，所述的光闌板置于待測(cè)光學(xué)系統(tǒng)的后焦面上，所述的二維光電傳感器置于所述的待測(cè)光學(xué)系統(tǒng)的像平面上；
[0007]所述的濾波小孔是直徑小于待測(cè)光學(xué)系統(tǒng)物方分辨率的通光圓孔，其直徑小于0.5 λ /ΝΑο，其中NAo是待測(cè)光學(xué)系統(tǒng)的物方數(shù)值孔徑；
[0008]所述的衍射光柵板由周期T相同，光柵柵線沿Y方向的第一光柵和光柵柵線沿X方向的第二光柵組成，光柵周期T根據(jù)剪切率S、光源的輸出光的波長(zhǎng)λ、待測(cè)光學(xué)系統(tǒng)像方數(shù)值孔徑NA、二維光電傳感器的直徑D和干涉條紋數(shù)目η按下式確定，
【權(quán)利要求】
1.一種光柵剪切干涉儀波像差檢測(cè)的系統(tǒng)誤差的消除方法，該光柵剪切干涉儀包括光源(1)，沿該光源光束傳播方向依次是聚焦鏡(2)、濾波小孔(3)、衍射光柵板(5)、光柵位移臺(tái)(6)、光闌板(7)、光闌對(duì)準(zhǔn)位移臺(tái)(8)和二維光電傳感器(9);所述的衍射光柵板(5)由柵線沿Y方向的第一光柵(501)和柵線沿X方向的第二光柵(502)組成，所述的光闌板(7)由依坐標(biāo)四象限順序的第一方形光闌(701)、第二方形光闌(702)、第三方形光闌(703)和第四方形光闌(704)組成；所述的濾波小孔(3)位于聚焦鏡(2)的后焦點(diǎn)上，并位于待測(cè)光學(xué)系統(tǒng)(4)的物方被測(cè)視場(chǎng)點(diǎn)上，待測(cè)光學(xué)系統(tǒng)(4)置于所述的濾波小孔(3)和衍射光柵板(5)之間，所述的光闌板(5)位于待測(cè)光學(xué)系統(tǒng)(4)的后焦面上，所述的衍射光柵板(5)置于光柵位移臺(tái)上(6)，所述的光闌板(7)置于光闌對(duì)準(zhǔn)位移臺(tái)(8)上，所述的二維光電傳感器(9)位于待測(cè)光學(xué)系統(tǒng)(4)的像平面上；使用所述的光柵剪切干涉儀進(jìn)行波像差檢測(cè)，波像差檢測(cè)中系統(tǒng)誤差的消除方法，其特征在于該方法包含下列步驟: ①根據(jù)待測(cè)光學(xué)系統(tǒng)(4)的物方數(shù)值孔徑NAo，選擇濾波小孔(3)的直徑小于0.5入/NAo;將待測(cè)光學(xué)系統(tǒng)(4)置于所述的濾波小孔(3)和衍射光柵板(5)之間，所述的濾波小孔(3)置于聚焦鏡(2)的后焦點(diǎn)上，并置于待測(cè)光學(xué)系統(tǒng)(4)的物方被測(cè)視場(chǎng)點(diǎn)上；所述的光闌板(7)置于待測(cè)光學(xué)系統(tǒng)(4)的后焦面上，所述的二維光電傳感器(9)置于所述的待測(cè)光學(xué)系統(tǒng)(4)的像平面上； ②根據(jù)待測(cè)光學(xué)系統(tǒng)(4)的像方數(shù)值孔徑NA，選擇衍射光柵板(5)，該衍射光柵板(5)的光柵周期T滿足下列關(guān)系式:
【文檔編號(hào)】G01M11/02GK103674493SQ201310646820
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】李 杰, 王向朝, 唐鋒, 吳飛斌, 戴鳳釗, 余程 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所