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中国科学院光电技术研究所邢廷文课题组在高数值孔径物镜波像差测量技术的研究中取得进展：提出了一种基于二维衍射光栅的高数值孔径物镜波像差测量方法，指出了高数值孔径物镜波像差测量时涉及的几个特殊问题和解决方法。该方法还可以应用于短波(如深紫外(DUV)、极紫外(EUV)、X射线等)光学系统的波像差测量。

波像差是评价光刻投影物镜性能的一个重要指标，直接影响光刻机整机的分辨率、临界尺寸、成像对比度和工艺窗口等。光刻投影物镜具有数值孔径大、工作距离短、波像差极小等特点，45 nm节点光刻投影物镜要求实现亚纳米量级精度波像差测量。这类高精度测量的难点在于高精度相位测量方法的研究、关键器件的制备、测量环境影响的控制以及系统误差的高精度标定。

研究人员分析了振幅型棋盘光栅的远场衍射特性，其具有更高的衍射效率和更少的衍射级，以此为基础设计了一种基于振幅型棋盘光栅的二维剪切干涉仪，并使用二维傅里叶变换和波前重构方法准确复原出被测波前，实现了高数值孔径物镜的波像差测量。研究人员进一步分析和指出高数值孔径物镜波像差测量时面临的问题：光瞳坐标畸变、光栅方程非线性、光瞳照度衰减，光瞳坐标畸变会影响波前重构精度，光栅方程非线性会引入一定的系统误差，光瞳照度衰减会导致干涉图边缘信噪比降低、边界提取困难。通过实际测量数值孔径为0.6的显微物镜的波像差，验证了波像差测量方法和几个特殊问题，提出了相应的修正和改善方法。实验结果表明：使用光瞳坐标平均值时波像差的测量重复性(3σ)可以达到3.7 mλ，如果改善照明条件，重复性还有进一步提升的空间。

该工作得到了国家重大专项子课题基金的支持。

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