光纤点衍射干涉仪光纤衍射参考波前偏差测量方法涉及光学测量技术领域，该方法采用四根光纤剪切的方式或者采用两根光纤加旋转的方式，对光纤衍射参考波前在两个正交方向的偏差进行评价，从而实现了从实验上完整考察光纤衍射参考波前偏差，可以解决光纤衍射参考波前偏差测量的难题。本发明专利技术通过将光纤衍射产生的两个球面波直接进行相互垂直的两个正交方向的剪切干涉，从剪切干涉图中可获得光纤衍射参考波前沿两个正交方向的偏差，克服了用更高检测设备的要求，避免了单一方向评价光纤衍射参考波前偏差的不足。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学测量
，具体涉及一种光纤点衍射干涉仪光纤衍射高精度参考波前偏差的测量方法。
技术介绍
极紫外光刻(ExtremeUltrav1let Lithography, EUVL)是适应于 22nm及以下节点数代超大规模集成电路制造的光刻工艺，采用13.5nm的曝光波长将掩膜上的电路图形成像到晶圆上。由于在EUV波段，各种材料的折射率接近于1，且吸收很大，EUVL投影曝光物镜系统必须采用由镀有多层膜的光学非球面组成的全反射式光学系统。为使掩膜上的图形能近于完美地成像在晶圆上，要求投影曝光物镜系统具有衍射极限的分辨率，根据Marachel判据，此时投影曝光物镜系统的波像差约为1.0nm RMS。传统商用菲佐干涉仪或泰曼-格林干涉仪由于受参考元件的限制，其检测精度约为λ /20PV( λ=632.8nm)，远远不能满足极紫外光刻投影物镜系统波像差检测精度的要求。点衍射干涉仪采用衍射产生的近于理想的球面波作为参考光，避免了采用参考元件的作法，可以实现深亚纳米精度的波像差检测。光纤点衍射干涉仪通过单模光纤衍射产生的球面波作为参考光，影响其测量精度的因素主要包括光纤衍射球面波的质量，环境因素和图像采集系统。光纤衍射的球面波作为干涉测量中的参考对象，其质量直接决定着光纤点衍射干涉仪所能达到的最高测量精度，因此光纤衍射球面波的质量是影响光纤点衍射干涉仪测量精度的最重要因素。点衍射干涉仪作为目前所能达到的精度最高的干涉仪，而其衍射参考波前的精度比其自身还高，因此，目前没有比衍射参考波前精度更高的仪器设备能对该衍射波前的质量进行直接的测量。现有技术《MeasurementAccuracy in Phase-ShiftingPoint Diffract1n Interferometer with Two Optical Fibers》 (OPTICALREVIEW, 2007，14(6):401?405)采用两根光纤衍射产生两个球面波进行干涉，通过处理干涉图后可获得两个球面波的偏差。然而，该偏差反映的是两根光纤衍射产生的球面波之间的差异，而非每根光纤衍射产生的球面波相对于理想球面的偏差。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提出了一种测量整个光纤衍射参考波前偏差的方法，该方法采用四根光纤剪切的方式或者采用两根光纤加旋转的方式，对光纤衍射参考波前在两个正交方向的偏差进行评价，从而实现了实验上完整考察光纤衍射参考波前的偏差，可以解决光纤衍射参考波前偏差测量的难题。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案如下:，采用四根光纤进行剪切干涉测量，包括以下步骤:步骤一:短相干长度的激光器发出的激光经过中性密度滤光片和1/2波片后，经第一偏振分光棱镜分出两路光:一路光经过第一 1/4波片、第一角锥棱镜和第一平面反射镜后，原路返回第一偏振分光棱镜，再经过第二偏振分光棱镜和第一偏振片后，通过第一親合透镜耦合入第一光纤；另一路光经过第二 1/4波片、第二角锥棱镜和第二平面反射镜后，原路返回第一偏振分光棱镜，再经过第二偏振分光棱镜和第二偏振片后，通过第二耦合透镜耦合进入第三光纤中，第一光纤和第三光纤分别衍射产生第一球面波和第三球面波，两个球面波发生干涉叠加，直接由CCD记录干涉条纹；步骤二:调节1/2波片，使第一偏振分光棱镜分出的两路光的光强基本一致，旋转第一偏振片和第二偏振片，使进入第一光纤和第三光纤的两束光波的偏振态基本一致，从而提高干涉条纹的对比度；步骤三:调节第一角锥棱镜，使两路光的光程相等，进一步提高干涉条纹的对比度；步骤四:调节第二角锥棱镜进行移相，由CCD记录干涉图，在计算机中进行图像处理后获得两路光的光程差，从光程差中去除第一光纤和第三光纤的间距引入的彗差和CCD倾斜引入的像散，便可获得两光纤衍射参考波前沿第一光纤和第三光纤连线方向上的偏差;步骤五:改变第一光纤和第三光纤的夹角，重复步骤四，获得不同夹角下，两光纤衍射参考波前沿第一光纤和第三光纤连线方向上的偏差，比较两个衍射波前在不同夹角下的这些偏差，求得光纤衍射参考波前沿第一光纤和第三光纤连线方向上相对于理想球面的偏差;步骤六:将第一光纤和第三光纤拔出，重新将光路耦合入第二光纤和第四光纤，重复步骤四和步骤五，获得光纤衍射参考波前沿第二光纤和第四光纤连线方向上相对于理想球面的偏差；步骤七:由步骤五和步骤六，便完成了光纤衍射参考波前沿两个正交方向上相对于理想球面偏差的测量。，采用两根光纤进行剪切干涉测量，包括以下步骤:步骤一:短相干长度的激光器发出的激光经过中性密度滤光片和1/2波片后，经第一偏振分光棱镜分出两路光:一路光经过第一 1/4波片、第一角锥棱镜和第一平面反射镜后，原路返回第一偏振分光棱镜，再经过第二偏振分光棱镜和第一偏振片后，通过第一親合透镜耦合入第一光纤；另一路光经过第二 1/4波片、第二角锥棱镜和第二平面反射镜后，原路返回第一偏振分光棱镜，再经过第二偏振分光棱镜和第二偏振片后，通过第二耦合透镜耦合进入第二光纤中，第一光纤和第二光纤分别衍射产生第一球面波和第二球面波，两个球面波发生干涉叠加，直接由CCD记录干涉条纹；步骤二:调节1/2波片，使第一偏振分光棱镜分出的两路光的光强基本一致，旋转第一偏振片和第二偏振片，使进入第一光纤和第二光纤的两束光波的偏振态基本一致，从而提高干涉条纹的对比度；步骤三:调节第一角锥棱镜，使两路光的光程相等，进一步提高干涉条纹的对比度；步骤四:调节第二角锥棱镜进行移相，由CCD记录干涉图，在计算机中进行图像处理后获得两路光的光程差，从光程差中去除第一光纤和第二光纤的间距引入的彗差和CCD倾斜引入的像散，便可获得两光纤衍射参考波前沿第一光纤和第二光纤连线方向上的偏差;步骤五:改变第一光纤和第二光纤的夹角，重复步骤四，获得不同夹角下，两光纤衍射参考波前沿第一光纤和第二光纤连线方向上的偏差，比较两个衍射波前在不同夹角下的这些偏差，求得光纤衍射参考波前沿第一光纤和第二光纤连线方向上相对于理想球面的偏差;步骤六:采用高精度旋转台，将第一光纤和第二光纤绕它们各自的纤芯轴线旋转90°，重复步骤四和步骤五，获得光纤衍射参考波前相对于理想球面在沿第一光纤和第二光纤连线垂直方向上的偏差；步骤七:由步骤五和步骤六，便完成了光纤衍射参考波前沿两个正交方向上相对于理想球面偏差的测量。本专利技术的有益效果是:本专利技术通过四根光纤或两根光纤加旋转的方式实现光纤衍射参考波前相对于理想球面偏差的测量。采用四根光纤避免了光纤末端位置在调整过程中的偏移，保证了两次测量方向的正交性，从而提高了光纤衍射参考波前偏差测量的精度。借助高精度的旋转台，在完成第一次测量后将两根光纤沿各自光轴旋转90°，避免了两根光纤末端相对位置的偏移，保证了两次测量方向的正交性，从而提高了光纤衍射参考波前偏差测量的精度。通过改变光纤之间的夹角，测得两光纤衍射参考波前在不同夹角下的偏差，真正意义上实现了光纤衍射参考波前相对于理想球面的偏差，而非两光纤衍射参考波前之间的偏差。克服了需采用更高精度检测设备进行光纤衍射参考波前偏差测量的难题。【附图说明】图1本专利技术，采用四根光纤进行剪切干涉测量的结构示意图。图2本专利技术，采用两根光纤加旋转的方式进行剪切干涉测量的结构示意图。...
【技术保护点】
光纤点衍射干涉仪光纤衍射参考波前偏差测量方法，其特征在于：采用四根光纤进行剪切干涉测量，包括以下步骤：步骤一：短相干长度的激光器发出的激光经过中性密度滤光片和1/2波片后，经第一偏振分光棱镜分出两路光：一路光经过第一1/4波片、第一角锥棱镜和第一平面反射镜后，原路返回第一偏振分光棱镜，再经过第二偏振分光棱镜和第一偏振片后，通过第一耦合透镜耦合入第一光纤；另一路光经过第二1/4波片、第二角锥棱镜和第二平面反射镜后，原路返回第一偏振分光棱镜，再经过第二偏振分光棱镜和第二偏振片后，通过第二耦合透镜耦合进入第三光纤中，第一光纤和第三光纤衍射分别产生的第一球面波和第二球面波，两个球面波发生干涉叠加，直接用CCD记录干涉条纹；步骤二：调节1/2波片，使第二偏振分光棱镜分出的两路光的光强基本一致，旋转第一偏振片和第二偏振片，使进入第一光纤和第三光纤的两束光波的偏振态基本一致，从而提高干涉条纹的对比度；步骤三：调节第一角锥棱镜，使两路光的光程相等，进一步提高干涉条纹的对比度；步骤四：调节第二角锥棱镜进行移相，由CCD记录干涉图，在计算机中进行图像处理后获得两路光的光程差，从光程差中去除第一光纤和第三光纤的间距引入的彗差和CCD倾斜引入的像散，便可获得两光纤衍射参考波前沿第一光纤和第三光纤连线方向上的偏差；步骤五：改变第一光纤和第三光纤的夹角，重复步骤四，获得不同夹角下，两光纤衍射参考波前沿第一光纤和第三光纤连线方向上的偏差，比较两个衍射波前在不同夹角下的这些偏差，求得光纤衍射参考波前沿第一光纤和第三光纤连线方向上相对于理想球面的偏差；步骤六：将第一光纤和第三光纤拔出，重新将光路耦合入第二光纤和第四光纤，重复步骤四和步骤五，获得光纤衍射参考波前沿第二光纤和第四光纤连线方向上相对于理想球面的偏差；步骤七：由步骤五和步骤六，便完成了光纤衍射参考波前沿两个正交方向上相对于理想球面偏差的测量。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：金春水，卢增雄，马冬梅，张海涛，于杰，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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