[發明專利]一種球面鏡本征雙折射檢測裝置及其檢測方法

在審

• 申請號: 202211228083.0
• 申請日: 2022-10-09
• 公開（公告）號: CN115615671A
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 胡敬佩;曾愛軍;黃惠杰
• 申請（專利權）人: 上海鐳望光學科技有限公司
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02;G01N21/23
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 秦翠翠

本申請提供一種球面鏡本征雙折射檢測裝置及其檢測方法；檢測裝置包括：菲索干涉儀、偏振片、第一旋轉裝置、第二旋轉裝置、球面標準鏡和控制器；利用菲索干涉儀采集出射光在某一偏振方向的第一幅干涉圖，然后旋轉偏振片90°采集另一幅干涉圖，將兩幅干涉圖作差，獲得第一干涉圖；旋轉待測球面鏡180°，并繼續旋轉偏振片90°采集第三幅干涉圖，繼續旋轉偏振片90°采集第四幅干涉圖，將兩幅干涉圖作差得到第二干涉圖；最后將第二干涉圖旋轉180°與第一干涉圖疊加可獲得更準確的球面鏡的本征雙折射。本發明能夠有效地減弱待測球面鏡應力雙折射對檢測結果的影響同時可以消除系統誤差，極大地提升了檢測精度，整體檢測過程簡單，具有很高的商用價值。

技術領域

本發明涉及干涉檢測技術領域，具體涉及一種球面鏡本征雙折射檢測裝置及其檢測方法。

背景技術

在光刻機投影物鏡中由于所用光源波段位于紫外或者深紫外，常規材料在該波段內吸收效應嚴重，導致可選擇的材料種類很少。可以用于上述波段的材料有氟化鈣(CAF2)、融石英(Fused-silica)等，由于融石英是非晶體沒有本征雙折射效應，但是氟化鈣是晶體，當光通過時會產生雙折射效應。這種雙折射效應尤其在紫外、深紫外波段會更加明顯。如果用于對像質要求很高的情況下如光刻機投影物鏡，這種雙折射效應會對最終成像質量產生很大的影響。綜上必須對氟化鈣鏡頭的雙折射效應進行檢測并進行相應的補償。

針對鏡頭的雙折射檢測有干涉色法、1/4波片法、Tardy定量測試法、偏振透射差分法及調制法等。干涉檢測是一種檢測光學元件或光學系統產生的波像差的高精度檢測方法。

現有的球面鏡干涉檢測技術1(線偏振光菲索干涉儀標準鏡頭的應力雙折射檢測方法，中國發明專利申請201110410378.5)提出檢測鏡頭應力雙折射的檢測方法。技術1利用菲索干涉儀和球面標準鏡頭實現對被測球面元件的檢測具體為：菲索干涉儀發出平行光束透射過標準鏡頭的會聚鏡后，一部分光束被參考面反射原路返回干涉儀，這部分光束稱為參考光，它包含的信息為標準鏡頭的會聚鏡與干涉儀內部元器件產生的波像差之和；另一部分光束透射過標準鏡頭的會聚鏡和參考面后到達被檢測元件，經反射后原路返回再次透射過標準鏡頭的參考面和會聚鏡回到干涉儀，這部分光束稱為測試光，它包含的信息為被檢測元件、標準鏡頭的參考面、會聚鏡以及干涉儀內部元器件產生的波像差之和。參考光與測試光相互疊加，兩者干涉產生干涉條紋，由菲索型干涉儀內部的CCD元件接收，干涉條紋包含的信息為參考光與測試光所含波像差之差。

但是，由于重力的影響以及鏡頭夾具的作用不可避免地會產生應力雙折射，且該應力雙折射不隨元件轉動而轉動，可以理解為測量過程中的固定噪聲。所以如果繼續采用上述方法最終獲得的是球面鏡的本征雙折射和應力雙折射，最終使測量結果產生較大的偏移。

發明內容

針對球面鏡干涉檢測存在的問題，本發明提供一種球面鏡本征雙折射檢測裝置及其檢測方法，在檢測的過程中，通過采用疊加的方案可以減小應力雙折射對測量結果的影響。

本發明技術方案如下：

本發明提供一種球面鏡本征雙折射檢測裝置，包括：菲索干涉儀、偏振片、第一旋轉裝置、第二旋轉裝置、球面標準鏡和控制器；

所述菲索干涉儀、偏振片和球面標準鏡沿光路方向依次設置；

所述第一旋轉裝置用于安裝所述偏振片，并用于旋轉所述偏振片；

所述第二旋轉裝置沿光路方向設置于所述偏振片和球面標準鏡之間，所述第二旋轉裝置用于安裝待測球面鏡，使待測球面鏡位于所述偏振片和球面標準鏡之間，所述第二旋轉裝置還用于旋轉所述待測球面鏡；

所述控制器與所述菲索干涉儀、第一旋轉裝置和第二旋轉裝置信號連接。

進一步優選的，所述待測球面鏡與所述第二旋轉裝置可拆卸安裝。

進一步優選的，所述菲索干涉儀包括光源、準直鏡、分束鏡、部分透射式反射鏡和CCD元件。