本发明涉及光学元件检测技术领域，尤其涉及一种非球面元件的应力双折射量的测量方法。
背景技术：
随着半导体工业的发展，大规模集成电路的特征尺寸越来越小，光刻技术作为制备半导体器件的关键技术，面临着新的挑战。为了提高光刻系统的分辨率，曝光光源的波长不断减小，从436nm，355nm的近紫外进入到248nm，193nm的深紫外波段。以193nm ArF准分子激光光刻为例，已经突破90nm，65nm和45nm节点，成为目前主流的曝光技术。
在深紫外波段中，由于光学系统中元件的个数受限于材料的吸收，这就导致了非球面元件的大量应用。而非球面元件从毛坯到光学系统中的一部分，需要经过加工、镀膜、集成以及装调等过程。在这些过程中都会对元件施加或引入新的应力，此时需要比较处理前后元件的应力双折射测量结果，但是目前的应力双折射测试系统只能测量平面、球面元件的应力双折射延迟，对非球面的应力双折射量则无法进行测量。
技术实现要素：
本发明旨在解决现有技术中对非球面的应力双折射量无法进行测量的技术问题，提供一种测量过程简单且成本较低，且能实现应力双折射量的非球面元件的应力双折射量的测量方法。
本发明提供一种非球面元件的应力双折射量的测量方法，所述测量方法包括：
确定非球面元件上的测试点和光源的初始位置以及根据当前测试点与非球面元件光轴的角度得到所述光源的偏转角；
根据非球面元件的尺寸，当前测试点的位置和当前测试点到光源的距离得到所述光源的位移距离；
调整所述非球面元件与所述测试台的同心度；
根据所述光源的偏转角和所述光源的位移距离将所述光源移动对应的位置；
根据当前测试点的位置确定所述应力双折射设备的探测器的位置；
根据所述探测器的位置将所述探测器移动对应的位置
通过探测器得到当前测试点的应力双折射量；
通过旋转所述测试台将所述非球面元件转动到同一圆周上的多个指定角度对应测试点上，并通过探测器得到同一圆周上的多个指定角度对应测试点的多个应力双折射量；
进入确定非球面元件上的测试点和光源的初始位置，根据当前测试点与光源光轴的角度得到所述光源的偏转角的步骤，直到所有的测试点测量完毕。
本发明的技术方案与现有技术相比，有益效果在于：无需对设备进行升级改造，无需使用软件编程，只需要测量设备尺寸，已知待测元件尺寸、非球面方程以及折射率的情况下即可进行应力双折射的测量；另外仅需要计算一个径向测试点对应的光源位置和探测器位置，便可测量该圆周上的应力双折射延迟，使得本测量方法的测量过程简单且成本较低。
附图说明
图1为本发明非球面镜的偏心测量方法一种实施例的流程图。
图2为非球面元件的结构示意图；
图3为非球面元件、探测器和光源的位置示意图。
图中，31、探测器；32、非球面元件；33、光源；34、测试点。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。
本发明提供一种实施例的非球面元件的应力双折射量的测量方法，如图1所示，所述测量方法包括：
步骤S11，确定非球面元件上的测试点和光源的初始位置以及根据当前测试点与光源光轴的角度得到所述光源的偏转角；
步骤S12，根据非球面元件的尺寸，当前测试点的位置和当前测试点到光源的距离得到所述光源的位移距离；
步骤S13，调整所述非球面元件与应力双折射设备的测试台的同心度；
步骤S14，根据所述光源的偏转角和所述光源的位移距离将所述光源移动对应的位置；
步骤S15，根据当前测试点的位置确定所述应力双折射设备的探测器的位置；
步骤S16，根据所述探测器的位置将所述探测器移动对应的位置；
步骤S17，通过探测器得到当前测试点的应力双折射量；
步骤S18，通过旋转所述测试台将所述非球面元件转动到同一圆周上的多个指定角度对应测试点上，并通过探测器得到同一圆周上的多个指定角度对应测试点的多个应力双折射量；进入步骤S11；
步骤S19，直到所有的测试点测量完毕。
在步骤S13中，将非球面元件放置在应力双折射设备的测试台上通过手动操作以调整所述非球面元件与应力双折射设备的测试台的同心度。
在具体实施中，所述光源偏转角等于当前测试点的法线与非球面元件光轴的夹角减去光在空气中的入射角，也就是说，假设光线在非球面元件内部沿光轴方向传播，计算光在空气中的入射角即光在当前测试点的入射角，并转换成光源偏转角。
在具体实施中，所述应力双折射设备测试非球面元件时采用极坐标的方式，其中非球面元件的中心点为基准点，中心点水平向右的矢量为极轴。与极轴重合即为0°位置，极轴逆时针旋转90°即为90°位置。
在具体实施中，步骤S11，具体为：
在非球面元件的径向方向上从非球面元件的中心开始选择单位间隔为第一预设距离的N个测试点，其中N为大于等于1的正整数。每个第一预设距离在同一圆周上具有角度为0°、90°的两个测试点，当然也可以是，每个第一预设距离在同一圆周上具有角度为0°、90°、180°和270°的四个测试点。比如当第一预设距离为5mm时，非球面元件的半径为35mm时，测试点具体为与非球面元件的中心的距离为5mm的四个点，与非球面元件的中心的距离为10mm的四个点，距离25mm四个点，距离30mm四个点。另外非球面元件的中心的距离为5mm的两个点在圆周上的角度为0°、90°、180°和270°。
在具体实施中，所述光源的初始位置为：位移量为0mm，偏转角度为0°
在具体实施中，所述非球面元件与所述测试台的同心度小于或等于0.1mm。
在具体实施中，所述非球面元件可以为双面抛光元件和毛面涂匹配液的元件。
在具体实施中，步骤S15，具体为：将应力双折射设备的探测器移动到当前测试点的正下方。由于应力双折射设备在测量时，测试光在非球面元件内沿光轴方向传播，也就是竖直方向传播。具体的，非球面元件下表面为平面，竖直传播的光与非球面元件下表面垂直，不会发生折射，所以光出射位置与入射位置相同，探测器只要在非球面元件的测试点的下方，便可以检测到完成出射光。
在具体实施中，在步骤S18中，还包括：根据非球面元件的周向上选择的测试点个数M得到所述指定角度，其中M为大于等于1的正整数。非球面元件的周向上选择的测试点个数M根据测量的实际情况决定的，当测试点个数M越大，测量的结果越精确，比如测试点个数M可为4、8或12等。当测试点个数M为2时，多个指定角度为：0°和90°。当测试点个数M为4时，多个指定角度为：0°，90°，180°和270°。也就是说，当当前测试点是角度为0°、90°、180°和270°的四个测试点之一时，同一圆周上的多个指定角度对应测试点是角度为0°、90°、180°和270°的四个角度的其余三者，那么下一个测试点为同一圆周上的多个指定角度对应测试点中的一个，检测完径向上同一第一预设距离的四个测试点之后，在进入步骤S11，接着测量其余的测试点。
在具体实施中，以图2中的非球面元件为例详细描述非球面元件的应力双折射量的测量方法。其中非球面元件的非球面I的公式：
其中，非球面I的直径r0＝100mm，非球面I的系数k＝-1.329873206,非球面元件的直径长度x＝104mm,中心厚度y＝10mm。
接着，在上述待测非球面元件的径向上从中心开始选择间隔为5mm的10个点，每个圆周上选择0°和90°两个点进行测试，以距中心20mm的1点为例，如图3所示，所述测量方法的具体步骤如下：确定非球面元件32上的测试点34和光源33的初始位置，比如测试点34的角度为0°。然后假设光线在元件内部沿光轴方向传播，计算光在空气中的入射角，并转换成光源偏转角5.216°；根据非球面元件32的尺寸、所选测试点34的位置及该位置到光源的距离，计算光源位移距离53mm；将非球面元件32放置在应力双折射设备的测试台上，调整样品与测试台同心度0.02mm；将光源按照计算出的偏转角及位移移动，如图3所示，探测器31移动到测试点34的正下方20mm；测量并记录数据；旋转样品至指定角度，由于当前测试点34的角度为0°，旋转样品至距中心20mm且角度为90°上测量并记录数据，即测完一周后，选择下一个距离的测试点比如距中心25mm且角度为0°重复以上步骤，将非球面元件32所有的测试数据进行处理得到非球面元件的应力双折射量。
本发明的测量方法无需对设备进行升级改造，无需使用软件编程，只需要测量设备尺寸，已知待测元件尺寸、非球面方程以及折射率的情况下即可进行应力双折射的测量；另外仅需要计算径向上一测试点对应的光源位置和探测器位置，便可测量该圆周上的应力双折射延迟，使得本测量方法的测量过程简单且成本较低。
上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和最佳实施例，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。