[发明专利]光栅剪切干涉投影物镜波像差检测装置及检测方法

权利要求书

1.光栅剪切干涉投影物镜波像差检测装置，包含：光源及照明系统(8)、物面衍射光栅版(1)、第一三维位移台(2)、像面衍射光栅版(4)、第二三维位移台(5)、二维光电传感器(6)和计算处理单元(7)，所述的光源及照明系统(8)输出空间非相干光，所述的物面衍射光栅版(1)固定在第一三维位移台(2)上，所述的像面衍射光栅版(4)固定在第二三维位移台(5)上，所述的二维光电传感器(6)的输出端与计算处理单元(7)相连，其特征在于：

所述的物面衍射光栅版(1)上包含第一组一维光栅(101)和第二组一维光栅(102)，两组一维光栅均包含两个栅线方向相互垂直的一维光栅；

所述的像面衍射光栅版(4)上包含第一组棋盘光栅(401)和第二组棋盘光栅(402)；

建立xyz坐标系，z轴方向沿着剪切干涉仪的光轴方向，x轴沿着物面衍射光栅版(1)上第一组一维光栅(101)的第二光栅(101-2)的光栅线方向，y轴沿着物面衍射光栅版(1)上第一组一维光栅(101)的第一光栅(101-1)的光栅线方向，设第一三维位移台(2)和第二三维位移台(5)的运动轴分别为x轴、y轴和z轴；

建立x1y1z坐标系，z轴方向仍沿着剪切干涉仪的光轴方向，x1轴沿着物面衍射光栅版(1)上第二组一维光栅(102)的第二光栅(102-2)的光栅线方向，y1轴沿着物面衍射光栅版(1)上第二组一维光栅(102)的第一光栅(102-1)的光栅线方向；

所述的x1y1z坐标系与xyz坐标系不平行，且夹角不等于90度、270度；

第一组棋盘光栅(401)的对角线方向沿着x方向和y方向，第二组棋盘光栅(402)的对角线方向分别沿着x1方向和y1方向；

第一组一维光栅(101)与第一组棋盘光栅(401)对应的剪切率以及第二组一维光栅(102)与第二组棋盘光栅(402)对应的剪切率按如下公式进行计算：

其中，P3为第一组棋盘光栅的周期，P4为第二组棋盘光栅的周期，λ为光源波长，NA为待测投影物镜(3)的数值孔径，s1为第一组棋盘光栅的剪切率，s2为第二组棋盘光栅的剪切率，s1和s2均大于12.5％；

所述的物面衍射光栅版(1)上第一组一维光栅(101)的周期P1和第二组一维光栅(102)周期P2、像面衍射光栅版(4)上第一组棋盘光栅(401)的周期P3和第二组棋盘光栅(402)的周期P4满足如下关系：

其中，M是待测投影物镜的倍率。

2.根据权利要求1所述的光栅剪切干涉投影物镜波像差检测装置，其特征在于，所述的第一组棋盘光栅(401)也可以换成用两个周期为P3、栅线方向分别沿第一组棋盘光栅(401)两个对角线方向的一维光栅，第二组棋盘光栅(402)可以换成用两个周期为P4、栅线方向分别沿第二组棋盘光栅(402)两个对角线方向的一维光栅。

3.根据权利要求1所述的光栅剪切干涉投影物镜波像差检测装置，其特征在于，物面衍射光栅版(1)上第一组一维光栅(101)的周期P1和第二组一维光栅(102)周期P2相等。

4.根据权利要求1所述的光栅剪切干涉投影物镜波像差检测装置，其特征在于，物面衍射光栅版(1)上第一组一维光栅(101)的周期P1和第二组一维光栅(102)周期P2不相等。

5.根据权利要求1所述的光栅剪切干涉投影物镜波像差检测装置，其特征在于，所述的物面衍射光栅版(1)上第一组一维光栅(101)和第二组一维光栅(102)的光栅线坐标系xyz坐标系与x1y1z坐标系之间的夹角为45度。

6.根据权利要求1所述的光栅剪切干涉投影物镜波像差检测装置，其特征在于，物面衍射光栅与像面衍射光栅的占空比为1:1。