[发明专利]一种球面镜本征双折射检测装置及其检测方法

说明书

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°采集另一幅干涉图，将两幅干涉图作差，获得第一干涉图；旋转待测球面镜180°，并继续旋转偏振片90°采集第三幅干涉图，继续旋转偏振片90°采集第四幅干涉图，将两幅干涉图作差得到第二干涉图；最后将第二干涉图旋转180°与第一干涉图叠加可获得更准确的球面镜的本征双折射。本发明能够有效地减弱待测球面镜应力双折射对检测结果的影响同时可以消除系统误差，极大地提升了检测精度，整体检测过程简单，具有很高的商用价值。

技术领域

本发明涉及干涉检测技术领域，具体涉及一种球面镜本征双折射检测装置及其检测方法。

背景技术

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-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。

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。

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，中国发明专利申请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。

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。

发明内容

针对球面镜干涉检测存在的问题，本发明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。

本发明技术方案如下：

本发明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；

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。

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。

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。