光栅集成精度的测量装置及方法、平面光栅尺测量系统与流程

本发明实施例涉及光栅集成技术领域，尤其涉及一种光栅集成精度的测量装置及方法、平面光栅尺测量系统。

背景技术：

随着集成电路朝大规模、高集成度的方向飞跃发展，光刻机的套刻精度要求也越来越高，与之相应地，获取工件台、掩模台的六自由度位置信息的精度也随之提高。

干涉仪有较高的测量精度，可达纳米量级，在光刻系统中，被运用于测量工件台、掩模台的位置。然而，目前干涉仪的测量精度几乎达到极限，同时干涉仪测量精度受周围环境影响较大，测量重复精度不高(即便环境很好，也会超过1nm)，传统干涉仪测量系统很难满足进一步提高套刻精度的要求。所以高精度、高稳定性的皮米测量方案迫切需要。

相比之下，光栅尺测量系统的光程可以做到很小，通常为几毫米，其光程和测量范围无关，因此它的测量精度对环境影响不敏感，具有测量稳定性高，结构简单，易于小型化的特点，使其在纳米测量领域占据重要的一席之地。在新一代光刻系统中已开始逐渐取代干涉仪，承担高精度、高稳定性皮米精度测量任务。

由于平面光栅尺测量系统中需要多块光栅拼接集成，要求控制光栅拼接集成精度。现有技术中光栅拼接精度的测量方法仅仅可以对光栅拼缝间隙较小的情况进行准确测量，但是对光栅拼接间隙较大的情况，无法做到准确测量。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供一种光栅集成精度的测量装置及方法、平面光栅尺测量系统，以解决现有技术中无法对光栅拼接间隙较大的情况进行准确测量的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种光栅集成精度的测量装置，包括光束发生及接收单元、光束调整单元和集成光栅；

所述光束调整单元包括平行分光镜和反射分光棱镜，所述反射分光棱镜位于所述平行分光镜远离所述光束发生及接收单元的一侧；所述反射分光棱镜包括透反平面和反射平面；

所述集成光栅包括参考光栅和待测光栅；

所述光束发生及接收单元用于发出光束，并接收所述参考光栅的第一零级反射光束和第一一级衍射光束，所述待测光栅的第二零级反射光束和第二一级衍射光束；根据所述第一零级反射光束和所述第二零级反射光束确定所述参考光栅和所述待测光栅的俯仰角和偏转角，根据所述第一一级衍射光束和所述第二一级衍射光束确定所述参考光栅和所述待测光栅的旋转角；

所述平行分光镜将所述光束发生及接收单元发出的光束分成两束平行光束；并将所述参考光栅的第一零级反射光束和第一一级衍射光束，所述待测光栅的第二零级反射光束和第二一级衍射光束传输至所述光束发生及接收单元；

所述透反平面将两束所述平行光束反射至所述参考光栅和所述待测光栅，并将所述参考光栅产生的第一零级反射光束以及所述待测光栅产生的第二零级反射光束反射至所述平行分光镜；所述反射平面将两束所述平行光束反射至所述参考光栅和所述待测光栅，并将所述参考光栅产生的第一一级衍射光束以及所述待测光栅产生的第二一级衍射光束反射至所述平行分光镜。

可选的，在所述集成光栅的集成平面内，所述待测光栅与所述参考光栅之间的距离为l1，其中1mm≤l1≤999mm。

可选的，两束所述平行光束经所述透反平面反射后垂直入射至所述参考光栅和所述待测光栅；两束所述平行光束经所述反射平面反射后以利特罗角入射至所述参考光栅和所述待测光栅。

可选的，所述光束调整单元还包括至少一个角度微调单元，所述角度微调单元位于所述平行分光镜和所述反射分光棱镜之间，用于对所述平行分光镜分出的平行光束进行调整。

可选的，所述光束发生及接收单元包括光束发生子单元、分光子单元和光束接收子单元；

所述光束发生子单元用于发出光束；

所述分光子单元用于透过所述光束发生子单元发出的光束；并将所述参考光栅的第一零级反射光束和第一一级衍射光束，所述待测光栅的第二零级反射光束和第二一级衍射光束反射至所述光束接收子单元；

所述光束接收子单元用于根据所述第一零级反射光束和所述第二零级反射光束确定所述参考光栅和所述待测光栅的俯仰角和偏转角；根据所述第一一级衍射光束和所述第二一级衍射光束确定所述参考光栅和所述待测光栅的旋转角。

可选的，所述分光子单元包括半透半反镜。

可选的，所述分光子单元包括偏振分光棱镜和四分之一波片，所述偏振分光棱镜位于所述四分之一波片与所述光束发生子单元之间；

所述四分之一波片用于透过所述光束发生子单元发出的光束；

偏振分光棱镜用于将所述参考光栅的第一零级反射光束和第一一级衍射光束，所述待测光栅的第二零级反射光束和第二一级衍射光束反射至所述光束接收子单元。

可选的，所述光束接收子单元包括自准直仪。

可选的，所述光束发生及接收单元包括波前检测干涉仪。

第二方面，本发明实施例提供一种光栅集成精度的测量方法，采用第一方面提供的光栅集成精度的测量装置，所述测量装置包括光束发生及接收单元、光束调整单元和集成光栅；

所述光束调整单元包括平行分光镜和反射分光棱镜，所述反射分光棱镜位于所述平行分光镜远离所述光束发生及接收单元的一侧；所述反射分光棱镜包括透反平面和反射平面；

所述集成光栅包括参考光栅和待测光栅；

所述测量方法包括：

获取所述参考光栅和所述待测光栅的俯仰角和偏转角；

调整所述待测光栅，以使所述待测光栅相对于所述参考光栅平行；

获取所述参考光栅和所述待测光栅的旋转角；

调整所述待测光栅，以使所述待测光栅相对于所述参考光栅的旋转角之差至预设范围内。

第三方面，本发明实施例还提供了一种平面光栅尺测量系统，包括第一方面提供的光栅集成精度的测量装置。

本发明实施例提供的光栅集成精度的测量装置及方法、平面光栅尺测量系统，光束调整单元包括平行分光镜和反射分光棱镜，平行分光镜将光束发生及接收单元发出的光束分成两束平行的光束，保证提供相距较远的两束平行光，保证可以对间距较大的两个光栅的集成精度进行测量；反射分光棱镜包括透反平面和反射平面，通过透反平面和反射平面可以在一套测量装置中，同时检测参考光栅和待测光栅的俯仰角、偏转角和旋转角，保证测量装置集成度高。

附图说明

为了更加清楚地说明本发明示例性实施例的技术方案，下面对描述实施例中所需要用到的附图做一简单介绍。显然，所介绍的附图只是本发明所要描述的一部分实施例的附图，而不是全部的附图，对于本领域普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图得到其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种光栅集成结构的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种光栅集成精度的测量装置的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种光栅集成精度的测量装置的测量原理示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种光栅集成精度的测量装置的测量原理示意图；

图5是本发明实施例提供的又一种光栅集成精度的测量装置的测量原理示意图；

图6是本发明实施例提供的另一种光栅集成精度的测量装置的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的又一种光栅集成精度的测量装置的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的又一种光栅集成精度的测量装置的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的一种光栅集成精度的测量方法的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合本发明实施例中的附图，通过具体实施方式，完整地描述本发明的技术方案。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下获得的所有其他实施例，均落入本发明的保护范围之内。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合本发明实施例中的附图，通过具体实施方式，完整地描述本发明的技术方案。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下获得的所有其他实施例，均落入本发明的保护范围之内。

根据光栅衍射原理，沿垂直于光栅刻线方向运动，可以得到运动方向的位移。为了得到水平向x，y位移，需要两个方向刻线的二维平面光栅。平面光栅与探测装置相对布局，探测装置可以探测到x向+1，-1级衍射光干涉并产生相位差，y向+1，-1级衍射光干涉并产生相位差，从而可以计算出x，y位移。当光栅沿z向移动或探测装置沿z向移动时，探测装置可以探测相位变化，从而可以计算出z向位移。基于一块平面光栅，可以得到x，y，z三个自由度，为了得到多自由度位置信息，需要多块平面光栅和多个探测装置组合在一起实现。

工件台平面光栅尺测量系统需要组合多块光栅，采用图1所示的方案，平面光栅701-704安装到光栅安装板800上；基于工件台运动测量需求，平面光栅沿y向间距较小，约在毫米量级；但沿x向间距较大，约在百毫米量级。

现有技术的一个技术方案公开了一种高精度大口径光栅五自由度拼接精度的测量方法，可测量待拼接光栅的俯仰角θx，偏转角θy，旋转角θz。测量具有精度高、各自由度间耦合度低、操作简便等特点。该方案解决了大口径光栅拼接精度的测量方法，由于测试光束需要同时入射到参考光栅和测试光栅上，对于参考光栅和待测光栅间距比较大的情况，采用该方案的技术方案仅能通过增大测试光束光斑的方法去实现。但是激光器发出的光束的光斑大小是确定的且不能无限大，因此该方案的技术方案主要针对光栅拼缝间隙较小的情况，未解决大间距的光栅拼接的精度测量问题。

现有技术的另一个技术方案公开了一种复制拼接光栅中的误差检测方法，利用拼接光栅零级及闪耀衍射级次的两束光沿原路返回至波前测量干涉仪，调整两块拼接光栅的位置及角度姿势，使得两块光栅的衍射波前差最小化。该方案同样主要针对光栅拼缝间隙较小的情况，未解决大间距的光栅拼接的精度测量问题。

基于上述技术问题，本发明实施例提供了一种光栅集成精度的测量装置及方法、平面光栅尺测量系统，光栅集成精度的测量装置包括光束发生及接收单元、光束调整单元和集成光栅；光束调整单元包括平行分光镜和反射分光棱镜，反射分光棱镜位于平行分光镜远离光束发生及接收单元的一侧；反射分光棱镜透反平面和反射平面；集成光栅包括参考光栅和待测光栅；光束发生及接收单元用于发出光束，并接收参考光栅的第一零级反射光束和第一一级衍射光束，待测光栅的第二零级反射光束和第二一级衍射光束；根据第一零级反射光束和第二零级反射光束确定参考光栅和待测光栅的俯仰角和偏转角，根据第一一级衍射光束和第二一级衍射光束确定参考光栅和待测光栅的旋转角；平行分光镜将光束发生及接收单元发出的光束分成两束平行光束；并将参考光栅的第一零级反射光束和第一一级衍射光束，待测光栅的第二零级反射光束和第二一级衍射光束传输至光束发生及接收单元；透反平面将两束平行光束反射至参考光栅和待测光栅，并将参考光栅产生的第一零级反射光束以及待测光栅产生的第二零级反射光束反射至平行分光镜；反射平面将两束平行光束反射至参考光栅和待测光栅，并将参考光栅产生的第一一级衍射光束以及待测光栅产生的第二一级衍射光束反射至平行分光镜。采用上述技术方案，通过平行分光镜将光束发生及接收单元发出的光束分成两束平行光束分别入射到参考光栅和待测光栅，对于参考光栅和待测光栅间距较大的情况，仅需调整平行分光镜的参数，保证平行分光镜分出的两束平行光束之间的间距较大即可，无需调整光束发生及接收单元，保证可以实现对大间距的拼接光栅的精确测量。同时，反射分光棱镜包括透反平面和反射平面，通过透反平面，应用参考光栅和待测光栅的零级反射光束原路返回的特性，可以测量参考光栅和待测光栅的俯仰角和偏转角；通过反射平面，应用一级衍射光束原路返回的特性，可以测量参考光栅和待测光栅的旋转角，保证在一侧测量装置中，可以同时检测俯仰角、偏转角和旋转角，测量装置集成度高。

以上是本发明的核心思想，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图2是本发明实施例提供的一种光栅集成精度的测量装置的结构示意图，图3是本发明实施例提供的一种光栅集成精度的测量装置的测量原理示意图。需要说明的是，反射分光棱镜为一立体结构，为了能在平面内清楚反应反射分光棱镜结构以及光束分别在透反平面和反射平面的光路情况，将反射分光棱镜以示意图的形式表示成图3所示的结构；同时，参考光栅和待测光栅在垂直显示平面的方向上错开排布，在显示平面内重叠，这里为了在显示平面内清楚反应参考光栅和待测光栅的光路情况，将参考光栅和待测光栅表示成了在显示平面内错开的情况；并且针对透反平面和反射平面的情况，在显示平面内分别表示出了参考光栅和待测光栅，参考图2所示的结构示意图可以知道，透反平面和反射平面对应同一套参考光栅和待测光栅。图4具体为透反平面的测量原理示意图，图5具体为反射平面的测量原理示意图，如图2、图3、图4和图5所示，本发明实施例提供的光栅集成精度的测量装置可以包括：光束发生及接收单元1、光束调整单元2和集成光栅3；

光束调整单元2包括平行分光镜400和反射分光棱镜600，反射分光棱镜600位于平行分光镜400远离光束发生及接收单元1的一侧；反射分光棱镜600包括透反平面601和反射平面602；

集成光栅3包括参考光栅701和待测光栅702；

光束发生及接收单元1用于发出光束，并接收参考光栅701的第一零级反射光束和第一一级衍射光束，待测光栅702的第二零级反射光束和第二一级衍射光束；根据第一零级反射光束和第二零级反射光束确定参考光栅701和待测光栅702的俯仰角和偏转角，根据第一一级衍射光束和第二一级衍射光束确定参考光栅701和待测光栅702的旋转角；

平行分光镜400将光束发生及接收单元1发出的光束分成两束平行光束；并将参考光栅701的第一零级反射光束和第一一级衍射光束，待测光栅702的第二零级反射光束和第二一级衍射光束传输至光束发生及接收单元1；

透反平面601将两束平行光束反射至参考光栅701和待测光栅702，并将参考光栅701产生的第一零级反射光束以及待测光栅702产生的第二零级反射光束反射至平行分光镜400；反射平面602将两束平行光束反射至参考光栅701和待测光栅702，并将参考光栅701产生的第一一级衍射光束以及待测光栅702产生的第二一级衍射光束反射至平行分光镜400。

继续参考图3和图4所示，光束发生及接收单元1发出的光束经平行分光镜400后分成两束平行光束，两束平行光束经透反平面601后，垂直入射到参考光栅701和待测光栅702上，经参考光栅701和待测光栅702反射后，从参考光栅701和待测光栅702上垂直出射的第一零级反射光束和第二零级反射光束原路返回至透反平面601，经透反平面601反射后进行平行分光镜400，经平行分光镜400后进入光束发生及接收单元1，光束发生及接收单元1根据接收到的第一零级反射光束和第二零级反射光束确定参考光栅701和待测光栅702的俯仰角和偏转角。

具体的，参考光栅701垂直出射的第一零级反射光束在光束发生及接收单元1上可以产生位置坐标rx1和ry1，待测光栅701垂直出射的第二零级反射光束在光束发生及接收单元1上可以产生位置坐标rx2和ry2，根据rx1和rx2可以确定参考光栅701和待测光栅702的俯仰角，即光栅绕x轴转动的角度；根据ry1和ry2可以确定参考光栅701和待测光栅702的偏转角，即光栅绕y轴转动的角度，其中x轴可以定义为垂直于静光栅栅线的方向，y轴可以定义为平行于静光栅栅线的方向。

继续参考图3和图5所示，光束发生及接收单元1发出的光束经平行分光镜400后分成两束平行光束，两束平行光束经透反平面601透射后入射至反射平面602，经反射平面602反射后入射到参考光栅701和待测光栅702上，从参考光栅701和待测光栅702上衍射后的第一一级衍射光束和第二一级衍射光束原路返回至反射平面602，再经反射平面602反射以及透反平面601透射后进行平行分光镜400，经平行分光镜400后进入光束发生及接收单元1，光束发生及接收单元1根据接收到的第一一级衍射光束和第二一级衍射光束确定参考光栅701和待测光栅702的旋转角。

具体的，参考光栅701衍射出射的第一一级衍射光束在光束发生及接收单元1上可以产生位置坐标rz1，待测光栅702衍射出射的第二一级衍射光束在光束发生及接收单元1上可以产生位置坐标rz2，根据rz1和rz2可以确定参考光栅701和待测光栅702的俯仰角，即光栅绕z轴转动的角度，其中z轴可以定义为静光栅的法线方向。

综上，本发明实施例提供的光栅集成精度的测量装置，通过平行分光镜将光束发生及接收单元发出的光束分成两束平行光束分别入射到参考光栅和待测光栅，对于参考光栅和待测光栅间距较大的情况，仅需调整平行分光镜的参数，保证平行分光镜分出的两束平行光束之间的间距较大即可，无需调整光束发生及接收单元，保证可以实现对大间距的拼接光栅的精确测量。同时，反射分光棱镜包括透反平面和反射平面，通过透反平面，应用参考光栅和待测光栅的零级反射光束原路返回的特性，可以测量参考光栅和待测光栅的俯仰角和偏转角；通过反射平面，应用一级衍射光束原路返回的特性，可以测量参考光栅和待测光栅的旋转角，保证在一侧测量装置中，可以同时检测参考光栅和待测光栅的俯仰角、偏转角和旋转角，测量装置集成度高；并且，还可以实时对参考光栅和待测光栅的俯仰角、偏转角和旋转角进行实时调整，保证光栅集成精度的测量装置中光栅集成精度高。

可选的，在集成光栅3的集成平面内，待测光栅702与参考光栅701之间的距离为l1，其中，1mm≤l1≤999mm。示例性的，本发明实施例中，在光栅集成精度的测量装置中，创造性地使用了平行分光镜400，通过平行分光镜400可以将光束发生及接收单元发出的光束分成两束平行光；并且调整平行分光镜400的尺寸，还可以调整两束平行光之间的距离，可以在待测光栅702与参考光栅701之间距离大于或者等于100mm的情况下，对集成光栅的集成精度进行准确测量，实现大间距的光栅集成过程中光栅集成精度的准确测量。

可选的，两束平行光束经透反平面601反射后垂直入射至参考光栅701和待测光栅702，如此可以保证经参考光栅701和待测光栅702反射后的光束垂直出射，且沿原路返回至透反平面601，保证测量装置中无需再设置其他器件即可实现对参考光栅和待测光栅的俯仰角和偏转角的测量，保证光栅集成精度的测量装置结构简单。

可选的，两束平行光束经反射平面602反射后以利特罗角入射至参考光栅701和待测光栅702，如此同样保证经参考光栅701和待测光栅702反射后的光束沿原路返回至透反平面601，保证测量装置中无需再设置其他器件即可实现对参考光栅和待测光栅的俯仰角和偏转角的测量，保证光栅集成精度的测量装置结构简单。根据光栅方程：d(sinθin+sinθout)＝mλ，其中d为光栅栅距，θin为光栅入射角，θout为光栅衍射角，m为衍射级次，λ为入射光波长。利特罗角指当光栅入射角θin等于一级光栅衍射角θout时的角度θl，此时光栅方程为2dsinθl＝λ，在光束以利特罗角入射至参考光栅701和待测光栅702时，光沿光源方向回向衍射。

可选的，本发明实施例提供的光栅集成精度的测量装置中，光束调整单元2还可以包括至少一个角度微调单元500，角度微调单元500位于平行分光镜400与反射分光棱镜600之间，用于对平行分光镜400分出的平行光束进行调整。具体的，图2、图3、图4和图5以光束调整单元2包括一个角度微调单元500为例进行说明，图6以光束调整单元2包括两个角度微调单元500为例进行说明，角度微调单元500位于平行分光镜400与反射分光棱镜600之间，用于校准平行分光镜400的分光平行度，保证平行分光镜400分出的两束平行光束平行度良好，保证整个光栅集成精度的测量装置测量准确，误差小。

可选的，继续参考图2、图3、图4、图5和图6所示，本发明实施例提供的光栅集成精度的测量装置中，光束发生及接收单元1可以包括光束发生子单元100、分光子单元300和光束接收子单元200；

光束发生子单元100用于发出光束；

分光子单元300用于透过光束发生子单元100发出的光束；并将参考光栅701的第一零级反射光束和第一一级衍射光束，待测光栅702的第二零级反射光束和第二一级衍射光束反射至光束接收子单元200；

光束接收子单元200用于根据第一零级反射光束和第二零级反射光束确定参考光栅701和待测光栅702的俯仰角和偏转角；根据第一一级衍射光束和第二一级衍射光束确定参考光栅701和待测光栅702的旋转角。

示例性的，光束发生子单元100可以为激光源，用于发出单一波长的激光束。光束接收子单元200可以为自准直仪，通过自准直仪分别接收参考光栅701的第一零级反射光束和第一一级衍射光束以及待测光栅702的第二零级反射光束和第二一级衍射光束，读取参考光栅701的rx1、ry1和rz1，以及待测光栅702的rx2、ry2和rz2，获取参考光栅701的俯仰角、偏转角和旋转角以及待测光栅702的俯仰角、偏转角和旋转角。

可选的，继续参考图2、图3、图4、图5和图6所示，分光子单元300可以为半透半反镜，一方面用于透射光束发生子单元100发出的光束，另一方便将参考光栅701的第一零级反射光束和第一一级衍射光束以及待测光栅702的第二零级反射光束和第二一级衍射光束反射至光束接收子单元200。

可选的，分光子单元300还可以包括偏振分光棱镜301和四分之一波片302，如图7所示，偏振分光棱镜301位于四分之一波片302与光束发生子单元100之间；四分之一波片302用于透过光束发生子单元100发出的光束；偏振分光棱镜301用于将参考光栅701的第一零级反射光束和第一一级衍射光束，待测光栅702的第二零级反射光束和第二一级衍射光束反射至光束接收子单元200。

图8是本发明实施例提供的又一种光栅集成精度的测量装置的结构示意图，如图8所示，本发明实施例提供的光栅集成精度的测量装置中，光束发生及接收单元1可以为波前检测干涉仪101。波前检测干涉仪101方大厨单波长激光束，并检测由参考光栅701和待测光栅702返回的第一零级反射光束、第二零级反射光束、第一一级衍射光束以及第二一级衍射光束，获取参考光栅701的待测光栅702的俯仰角、偏转角和旋转角。

图9是本发明实施例提供的一种光栅集成精度的测量方法的流程示意图，本发明实施例还提供一种光栅集成精度的测量方法，所述测量方法可以采用本发明实施例所述的光栅集成精度的测量装置，该测量装置可以包括光束发生及接收单元、光束调整单元和集成光栅；

所述光束调整单元包括平行分光镜和反射分光棱镜，所述反射分光棱镜位于所述平行分光镜远离所述光束发生及接收单元的一侧；所述反射分光棱镜包括透反平面和反射平面；所述集成光栅包括参考光栅和待测光栅；

本发明实施例提供的光栅集成精度的测量方法可以包括：

s110、获取所述参考光栅和所述待测光栅的俯仰角和偏转角。

示例性的，光束发生及接收单元产生的光束经平行分光镜后分成两束平行光束，两束平行光束经反射分光棱镜的透反平面反射后，垂直入射至参考光栅和待测光栅，经参考光栅和待测光栅反射后产生的第一零级反射光束和第二零级反射光束原路返回至光束发生及接收单元，光束发生及接收单元根据接收到的第一零级反射光束和第二零级反射光束，获取参考光栅和待测光栅的俯仰角和偏转角。

具体的，参考光栅701垂直出射的第一零级反射光束在光束发生及接收单元1上可以产生位置坐标rx1和ry1，待测光栅701垂直出射的第二零级反射光束在光束发生及接收单元1上可以产生位置坐标rx2和ry2，根据rx1和rx2可以确定参考光栅701和待测光栅702的俯仰角，即光栅绕x轴转动的角度；根据ry1和ry2可以确定参考光栅701和待测光栅702的偏转角，即光栅绕y轴转动的角度，其中x轴可以定义为垂直于静光栅栅线的方向，y轴可以定义为平行于静光栅栅线的方向。

s120、调整所述待测光栅，以使所述待测光栅相对于所述参考光栅平行。

由于光栅自身加工精度限制，光栅光学面相对于光栅机械基准面有rx，ry角度偏差，该rx，ry偏差会影响光栅之间rz角度的检测。这里将参考光栅作为光栅机械基准面，根据参考光栅的俯仰角和偏转角以及待测光栅的俯仰角和偏转角，可以确定待测光栅相对于参考光栅是否平行。如果待测光栅相对于参考光栅不平行，可以通过待测光栅的6自由度调整装置，调整待测光栅相对于参考光栅平行。

s130、获取所述参考光栅和所述待测光栅的旋转角。

示例性的，当待测光栅相对于参考光栅平行后，光束发生及接收单元产生的光束经平行分光镜后分成两束平行光束，两束平行光束经反射分光棱镜的透反平面透射以及反射平面的反射后，入射至参考光栅和待测光栅，从参考光栅和待测光栅上衍射后的第一一级衍射光束和第二一级衍射光束原路返回至光束发生及接收单元，光束发生及接收单元根据接收到的第一一级衍射光束和第二一级衍射光束，获取参考光栅和待测光栅的旋转角。

具体的，参考光栅衍射出射的第一一级衍射光束在光束发生及接收单元上可以产生位置坐标rz1，待测光栅衍射出射的第二一级衍射光束在光束发生及接收单元上可以产生位置坐标rz2，根据rz1和rz2可以确定参考光栅和待测光栅的俯仰角，即光栅绕z轴转动的角度，其中z轴可以定义为静光栅的法线方向。

s140、调整所述待测光栅，以使所述待测光栅相对于所述参考光栅的旋转角之差至预设范围内。

将参考光栅作为光栅机械基准面，在光栅集成精度的测量过程中，根据参考光栅的旋转角以及待测光栅的旋转角，可以确定待测光栅相对于参考光栅的旋转角是否满足集成光栅的精度要求。如果待测光栅相对于参考光栅的旋转角不满足集成光栅的精度要求，可以通过待测光栅的6自由度调整装置，调整待测光栅相对于参考光栅的旋转角为零或者调节至需求范围之内。

本发明实施例提供的光栅集成精度的测量方法，通过首先保证调整待测光栅相对与参考光栅平行，然后调整待测光栅相对于参考光栅的旋转角至预设范围内，保证光栅集成精度的测量方法测量精确。同时，本发明实施例提供的光栅集成精度的测量方法，采用本发明实施例提供的光栅集成精度的测量装置测量完成，具备相应的有益效果，这里不再赘述。

需要说明的一点是，本发明实施例提供的光栅集成精度的测量方法以先测量并调整参考光栅和待测光栅的俯仰角和偏转角，再测量并调整参考光栅和待测光栅的旋转角的方式为例进行了说明。可以理解的是，参考光栅和待测光栅的俯仰角、偏转角和旋转角可以同时测量和调整，便于实时对俯仰角、偏转角和旋转角进行精确调整。

另外，如果不需要同时探测参考光栅和待测光栅的零级反射光束和一级衍射光束，可以使用遮光板遮挡相应的透反平面或者反射平面即可。

可选的，本发明实施例还提供一种平面光栅尺测量系统，包括本发明实施例提供的光栅集成精度的测量装置，具备相应的功能和有益效果，这里不再赘述。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。