一种球面镜本征双折射检测装置及其检测方法制造方法及图纸

本申请提供一种球面镜本征双折射检测装置及其检测方法；检测装置包括：菲索干涉仪、偏振片、第一旋转装置、第二旋转装置、球面标准镜和控制器；利用菲索干涉仪采集出射光在某一偏振方向的第一幅干涉图，然后旋转偏振片90

【技术实现步骤摘要】
一种球面镜本征双折射检测装置及其检测方法


[0001]本专利技术涉及干涉检测
，具体涉及一种球面镜本征双折射检测装置及其检测方法。

技术介绍

[0002]在光刻机投影物镜中由于所用光源波段位于紫外或者深紫外，常规材料在该波段内吸收效应严重，导致可选择的材料种类很少。可以用于上述波段的材料有氟化钙(CAF2)、融石英(Fused
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silica)等，由于融石英是非晶体没有本征双折射效应，但是氟化钙是晶体，当光通过时会产生双折射效应。这种双折射效应尤其在紫外、深紫外波段会更加明显。如果用于对像质要求很高的情况下如光刻机投影物镜，这种双折射效应会对最终成像质量产生很大的影响。综上必须对氟化钙镜头的双折射效应进行检测并进行相应的补偿。
[0003]针对镜头的双折射检测有干涉色法、1/4波片法、Tardy定量测试法、偏振透射差分法及调制法等。干涉检测是一种检测光学元件或光学系统产生的波像差的高精度检测方法。
[0004]现有的球面镜干涉检测技术1(线偏振光菲索干涉仪标准镜头的应力双折射检测方法，中国专利技术专利申请201110410378.5)提出检测镜头应力双折射的检测方法。技术1利用菲索干涉仪和球面标准镜头实现对被测球面元件的检测具体为：菲索干涉仪发出平行光束透射过标准镜头的会聚镜后，一部分光束被参考面反射原路返回干涉仪，这部分光束称为参考光，它包含的信息为标准镜头的会聚镜与干涉仪内部元器件产生的波像差之和；另一部分光束透射过标准镜头的会聚镜和参考面后到达被检测元件，经反射后原路返回再次透射过标准镜头的参考面和会聚镜回到干涉仪，这部分光束称为测试光，它包含的信息为被检测元件、标准镜头的参考面、会聚镜以及干涉仪内部元器件产生的波像差之和。参考光与测试光相互叠加，两者干涉产生干涉条纹，由菲索型干涉仪内部的CCD元件接收，干涉条纹包含的信息为参考光与测试光所含波像差之差。
[0005]但是，由于重力的影响以及镜头夹具的作用不可避免地会产生应力双折射，且该应力双折射不随元件转动而转动，可以理解为测量过程中的固定噪声。所以如果继续采用上述方法最终获得的是球面镜的本征双折射和应力双折射，最终使测量结果产生较大的偏移。

技术实现思路

[0006]针对球面镜干涉检测存在的问题，本专利技术提供一种球面镜本征双折射检测装置及其检测方法，在检测的过程中，通过采用叠加的方案可以减小应力双折射对测量结果的影响。
[0007]本专利技术技术方案如下：
[0008]本专利技术提供一种球面镜本征双折射检测装置，包括：菲索干涉仪、偏振片、第一旋转装置、第二旋转装置、球面标准镜和控制器；
[0009]所述菲索干涉仪、偏振片和球面标准镜沿光路方向依次设置；
[0010]所述第一旋转装置用于安装所述偏振片，并用于旋转所述偏振片；
[0011]所述第二旋转装置沿光路方向设置于所述偏振片和球面标准镜之间，所述第二旋转装置用于安装待测球面镜，使待测球面镜位于所述偏振片和球面标准镜之间，所述第二旋转装置还用于旋转所述待测球面镜；
[0012]所述控制器与所述菲索干涉仪、第一旋转装置和第二旋转装置信号连接。
[0013]进一步优选的，所述待测球面镜与所述第二旋转装置可拆卸安装。
[0014]进一步优选的，所述菲索干涉仪包括光源、准直镜、分束镜、部分透射式反射镜和CCD元件。
[0015]进一步优选的，所述球面标准镜的最后一面镀有反射膜，使得所述球面标准镜将汇聚光准直并沿原路反射至所述菲索干涉仪。
[0016]进一步优选的，所述偏振片为线偏振片。
[0017]本专利技术还提供一种球面镜本征双折射检测方法，使用上所述的球面镜本征双折射检测装置进行球面镜本征双折射检测，所述球面镜本征双折射检测方法包括步骤：
[0018]将所述菲索干涉仪、偏振片、待测球面镜、球面标准镜同轴安装，使所述菲索干涉仪的出射平行光中心、偏振片的中心、待测球面镜的中心、以及标准球面镜的中心重合，调节所述待测球面镜的位置，使所述待测球面镜的焦点与所述标准球面镜的焦点重合，采集此状态下的第一幅干涉图；
[0019]保持所述待测球面镜位置不变，所述控制器控制所述第一旋转装置将所述偏振片旋转90
°
，采集此状态下的第二幅干涉图；
[0020]所述控制器获取所述第一幅干涉图和第二幅干涉图，并将所述第一幅干涉图与所述第二幅干涉图进行作差运算，获得第一干涉图，所述第一干涉图为保留所述待测球面镜本征双折射和应力双折射的干涉图；
[0021]所述控制器控制所述第二旋转装置将所述待测球面镜旋转180
°
，及控制所述第一旋转装置将所述偏振片旋转90
°
，采集此状态下的第三幅干涉图；
[0022]所述控制器控制所述第一旋转装置将所述偏振片旋转90
°
，采集此状态下的第四幅干涉图；
[0023]所述控制器获取所述第三幅干涉图和第四幅干涉图，并将所述第三幅干涉图和第四幅干涉图进行作差运算，获得第二干涉图；
[0024]所述控制器将所述第一干涉图或第二干涉图旋转180
°
，并将旋转180
°
的干涉图与另一非旋转干涉图叠加运算，获得所述待测球面镜的本征双折射。
[0025]依据本专利技术提供的球面镜本征双折射检测装置及其检测方法，在消除系统误差的前提下，可以降低测量过程中由重力、旋转装置夹持待测球面镜等引入的应力双折射对测量结果的影响，继而获得待测球面镜的更为准确的本征双折射。
附图说明
[0026]图1为球面镜本征双折射检测装置示意图；
[0027]图2为菲索干涉仪结构示意图；
[0028]图3为球面镜本征双折射检测装置检测不同焦距的待测球面镜示意图。
具体实施方式
[0029]下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术作进一步详细说明。
[0030]本专利技术提供一种球面镜本征双折射检测装置，其原理图如图1所示，包括菲索干涉仪1、偏振片2、第一旋转装置3、第二旋转装置4、球面标准镜5和控制器6。
[0031]菲索干涉仪1、偏振片2和球面标准镜5沿光路方向依次设置；
[0032]第一旋转装置3用于安装偏振片2，并用于旋转偏振片2；
[0033]第二旋转装置4沿光路方向设置于偏振片2和球面标准镜5之间，第二旋转装置4用于安装待测球面镜7，使待测球面镜7位于偏振片2和球面标准镜5之间，第二旋转装置4还用于旋转待测球面镜7；
[0034]控制器6与菲索干涉仪1、第一旋转装置3和第二旋转装置4信号连接。
[0035]具体的，菲索干涉仪1包括光源11、准直镜12、分束镜13、部分透射式反射镜14和CCD元件15；其中，CCD元件15用于产生干涉的参考光和探测光并采集干涉图；菲索干涉仪的结构图如图2所示。
[0036]偏振片2优选为线偏振片，用于将光束调制为线偏振光。
[0037]第一旋本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种球面镜本征双折射检测装置；其特征在于，包括：菲索干涉仪、偏振片、第一旋转装置、第二旋转装置、球面标准镜和控制器；所述菲索干涉仪、偏振片和球面标准镜沿光路方向依次设置；所述第一旋转装置用于安装所述偏振片，并用于旋转所述偏振片；所述第二旋转装置沿光路方向设置于所述偏振片和球面标准镜之间，所述第二旋转装置用于安装待测球面镜，使待测球面镜位于所述偏振片和球面标准镜之间，所述第二旋转装置还用于旋转所述待测球面镜；所述控制器与所述菲索干涉仪、第一旋转装置和第二旋转装置信号连接。2.如权利要求1所述的球面镜本征双折射检测装置，其特征在于，所述待测球面镜与所述第二旋转装置可拆卸安装。3.如权利要求1所述的球面镜本征双折射检测装置，其特征在于，所述菲索干涉仪包括光源、准直镜、分束镜、部分透射式反射镜和CCD元件。4.如权利要求1所述的球面镜本征双折射检测装置，其特征在于，所述球面标准镜的最后一面镀有反射膜，使得所述球面标准镜将汇聚光准直并沿原路反射至所述菲索干涉仪。5.如权利要求1所述的球面镜本征双折射检测装置，其特征在于，所述偏振片为线偏振片。6.一种球面镜本征双折射检测方法，其特征在于，使用权利要求1
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5任一项所述的球面镜本征双折射检测装置进行球面镜本征双折射检测，所述球面镜本征双折射检测方法包括步骤：将所述菲索干涉仪、偏振...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡敬佩，曾爱军，黄惠杰，
申请(专利权)人：上海镭望光学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：