大偏离度非球面检测畸变校正方法 - 中国光学.PDFVIP

第１０卷　第３期 　　　　 　　中国光学　　　　　　　 Ｖｏｌ．１０　Ｎｏ．３ 　 　　 　　　　　　　 ２０１７年６月　 　 　 Ｊｕｎ．２０１７ ＣｈｉｎｅｓｅＯｐｔｉｃｓ 文章编号　２０９５１５３１（２０１７）０３０３８３０８ 大偏离度非球面检测畸变校正方法  高松涛 ，武东城，苗二龙 （中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室超精密光学工程研究中心，吉林 长春 １３００３３） 摘要：在高数值孔径（ＮＡ）投影光刻物镜中，随着数值孔径的增加，非球面的偏离度越来越大。对这种大偏离度非球面进 行亚纳米量级的检测，一直是光学检测的一大难题。本文首先对一偏离度超过５００ ｍ的偶次高次非球面进行了计算全 μ 息图（ＣｏｍｐｕｔｅｒＧｅｎｅｒａｔｅｄＨｏｌｏｇｒａｍ，ＣＧＨ）设计，设计出了满足高精度面形检测和刻蚀加工要求的ＣＧＨ。然后，针对此设 计方案，定量分析了ＣＧＨ的成像畸变及畸变对像差分析的影响。分析结果表明，不同径向位置的成像倍率偏差（畸变） 最大达到了２７∶１，并且由于畸变的存在，低阶像差衍生出了明显的高阶像差。最后，针对用ＣＧＨ检测大偏离度非球面 时出现的成像畸变，提出了采用光线追迹与最小二乘法相结合的成像畸变的校正方法，并通过实验验证了此方法的准确 性。实验结果表明，畸变校正之后相对剩余残差小于０２％，可以满足高精度非球面检测加工的要求。 关　键　词：计算全息图；ＣＧＨ；畸变；非球面检测 中图分类号：Ｏ４３６．１　　文献标识码：Ａ　　ｄｏｉ：１０．３７８８／ＣＯ０３８３ Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｃｏｒｒｅｃｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｗｈｅｎｔｅｓｔｉｎｇｌａｒｇｅｄｅｐａｒｔｕｒｅａｓｐｈｅｒｅ  ＧＡＯＳｏｎｇｔａｏ，ＷＵＤｏｎｇｃｈｅｎｇ，ＭＩＡＯＥｒｌｏｎｇ （ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＥｘｔｒｅｍｅＰｒｅｃｉｓｉｏｎＯｐｔｉｃｓ，ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆ ＡｐｐｌｉｅｄＯｐｔｉｃｓ，ＣｈａｎｇｃｈｕｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｐｔｉｃｓ，ＦｉｎｅＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＰｈｙｓｉｃｓ， ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００３３，Ｃｈｉｎａ） Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ，Ｅｍａｉｌ：ｇａｏｓｔ９６５＠１２６．ｃｏｍ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｉｎｎｕｍｅｒｉｃａｌａｐｅｒｔｕｒｅ，ｔｈｅａｓｐｈｅｒｉｃｄｅｐａｒｔｕｒｅｉｓａｌｓｏｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｉｎｔｈｅｈｉｇｈＮＡ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎｏｂｊｅｃｔｉｖｅ．Ｉｔｉｓａｐｒｏｂｌｅｍｔｏｔｅｓｔｔｈｅｌａｒｇｅｄｅｐａｒｔｕｒｅａｓｐｈｅｒｅｉｎｎａｎｏｍｅｔｅｒｓｉｎｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｍｅｔｒｏｌｏｇｙ． Ｆｏｒａｎａｓｐｈｅｒｅｗｉｔｈａｓｐｈｅｒｉｃｄｅｐａｒｔｕｒｅｅｘｃｅｅｄｉｎｇ５００ｍｉｃｒｏｍｅｔｅｒｓ，ｆｉｒｓｔｌｙ，ｗｅｄｅｓｉｇｎａＣＧＨｔｏｓａｔｉｓｆｙｔｈｅｄｅ ｍａｎｄｓｏｆｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｅｔｅｓｔｉｎｇａｎｄｅｔｃｈｉｎｇｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｔｈｅｉｍａｇｉｎｇｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｄｉｓｔｏｒ ｔｉｏｎｏｎａｂｅｒｒａｔｉｏｎａｒｅａｎａｌｙｚｅｄｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅａｎａ