[发明专利]一种离轴非球面元件的面形误差的测量方法

说明书

本发明实施例公开了一种离轴非球面元件的面形误差的测量方法，该方法先利用测量系统，在N个等分角度下测量所述离轴非球面元件和测量系统组成的整体的面形误差，得到N个第一测量结果；再将所述N个第一测量结果分别逆时针旋转该第一测量结果对应的角度，得到N个第二测量结果；然后利用预设等分角度下的所述第一测量结果减去所述N个第二测量结果的平均值，得到第三测量结果；最后测量所述测量系统的误差的旋转对称项，记为第四测量结果，利用所述第一检测结果减去所述第三测量结果以及所述第四测量结果，得到所述离轴非球面元件的面形误差，以实现所述离轴非球面元件的面形误差的测量。

技术领域

本发明涉及光学干涉测量技术领域，尤其涉及一种离轴非球面元件的面形误差的测量方法。

背景技术

现代光刻技术要求光刻物镜系统中的平面、球面、非球面等光学元件的面形误差均方根达到亚纳米量级。当今前沿的光学加工和检测技术已可以方便地支持球面镜和平面镜实现亚纳米量级面形精度。而非球面镜的高精度面形加工和检测技术仍然比较困难和复杂。

现有技术中针对不同的非球面镜通常采用不同的测量方法和检测装置，而零位补偿法是实现非球面镜面形误差的高精度检测最常用的技术。具体的，利用零位补偿法检测非球面镜面形误差时，通常是将非球面面形误差的旋转对称项和非球面面形误差的旋转非对称项相加，以得到非球面镜面形误差。

但是，上述测量方法只适用于同轴非球面镜的面形误差检测，而不适用于离轴非球面镜的面形误差检测。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种离轴非球面元件的面形误差的测量方法，以实现离轴非球面元件的面形误差的测量。

为解决上述问题，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种离轴非球面元件的面形误差的测量方法，该方法包括：

利用测量系统，在N个等分角度下测量所述离轴非球面元件和测量系统组成的整体的面形误差，得到N个第一测量结果，其中，N为不小于2的正整数；

将所述N个第一测量结果分别沿第四预设方向旋转该第一测量结果对应的角度，得到N个第二测量结果；

利用预设等分角度下的所述第一测量结果减去所述N个第二测量结果的平均值，得到第三测量结果；

测量所述测量系统的误差的旋转对称项，记为第四测量结果；

利用所述第一检测结果减去所述第三测量结果以及所述第四测量结果，得到所述离轴非球面元件的面形误差；

其中，所述N个等分角度中的各角度分别为所述离轴非球面元件中某一条线在预设平面内与该预设平面内第一预设方向之间的角度，所述预设平面为水平面，所述第一预设方向为所述预设平面内任一方向。

可选的，所述离轴非球面元件中某一条线为所述离轴非球面元件中任一条线。

可选的，所述测量系统包括：

固定所述离轴非球面元件的旋转结构；

位于所述离轴非球面元件背离所述旋转结构一侧的零位补偿器；

位于所述零位补偿器背离所述离轴非球面元件一侧的干涉仪；

其中，所述旋转结构包括旋转台以及固定连接所述旋转台与所述离轴非球面元件的支撑件。

可选的，利用测量系统，在N个等分角度下测量所述离轴非球面元件和测量系统组成的整体的面形误差前，该方法还包括：

搭建所述测量系统，安装和调整所述离轴非球面元件，直至所述离轴非球面元件的干涉条纹为零条纹。

可选的，利用测量系统，在N个等分角度下测量所述离轴非球面元件和测量系统组成的整体的面形误差，得到N个第一测量结果包括：