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)

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)

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 μm的偶次高次非球面进行了计算全息图(Computer-Generated Hologram,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。

计算全息图；CGH；畸变；非球面检测

1 引 言

随通常情况下，光学系统的数值孔径越大，光线的入射角就越大，系统的像差就越难校正。此时如果采用非球面元件，则可以大大增加光学设计优化的自由度，从而在降低光学系统复杂度的同时，提升光学系统的成像质量。……