锡液滴发生器是激光等离子体型极紫外（LPP-EUV）光刻光源中最重要的核心部件之一。光刻光源要求锡液滴靶具备高重复频率、小直径且稳定性好的特性。综述了中国科学院上海光学精密机械研究所EUV光源团队近年来在液滴发生器方面的研究进展，包括液滴直径、重复频率、间距、位置和稳定性等。现阶段研制的锡液滴发生器，在100 kHz频率下喷射的锡液滴直径约为40 μm，间距约为230 μm，工作时长接近5 h。锡液滴在10 s短时间内，竖直和水平方向的位置不稳定性分别约为2 μm和1 μm。未来锡液滴的可用性性能（如液滴直径、工作时长和长时间的位置稳定性）还需进一步提升。

提出了一种用于测量高精度成像系统的双孔点衍射干涉仪,具有高光场均匀性、高可测量数值孔径、准共光路、相移元件在系统成像光路以外的优点。设计了两种测量模式,点衍射测量模式和系统误差测量模式,其中系统误差模式用于标定干涉仪的系统误差。分别搭建了双孔点衍射干涉和双光纤点衍射干涉的实验装置,完成了对设计波像差小于0.045λ RMS,5×透射式投影物镜的检测实验。实验结果表明,与双光纤点衍射干涉仪对比,双孔点衍射的波像差测量相对误差为0.07 nm RMS,且干涉图具有更加良好的光强均匀性。验证了本文检测技术的有效性。

扫描狭缝是步进扫描光刻机用于控制曝光剂量的重要单元。随着光刻工艺节点减小到90 nm及以下,光刻照明分系统对刀口半影宽度的测量精度和重复性提出了更高要求。基于此,提出一种基于光瞳像的光刻机扫描狭缝刀口半影宽度测量技术。分析了共面扫描狭缝刀片成像光路,推导得到掩模面半影区与光瞳像的对应关系。搭建了扫描狭缝刀口半影检测系统,并对90 nm光刻机照明分系统的扫描狭缝刀口半影宽度进行测量。实验结果表明,所提测量技术可有效改善光强波动对刀口半影宽度测量的影响,扫描狭缝刀口半影宽度的测量重复性达到0.026 mm,提高了3.46倍(与传统扫描法相比)。该技术可用于高数值孔径浸没式光刻机照明分系统光学半影参数的测量。

为实现精密光学元件表面疵病的高效测量和精确统计,提出了一种基于光谱估计和多光谱技术的光学元件表面疵病检测方法。该方法利用光谱估计提取白光图像中不同波长的单光谱疵病图像,并合成多光谱疵病图像,然后采用优化后的OTSU(Otsu Image Segmentation Algorithm)分别对单光谱与多光谱疵病图像进行分析。基于该方法搭建了光学元件表面疵病检测装置,获得了白光照明条件下光学元件表面疵病的图像。实验结果表明,与原始白光图像相比,合成多光谱图像的疵病检出数量提升了1.85倍,疵病检出面积最大增加了6.0倍,检测效率得到明显提高。根据光学元件表面疵病的特性选取不同波长组合来生成单光谱与多光谱图像,可更加高效精确地检测出传统检测技术不易检出的疵病信息。

为实现对光学元件表面疵病的精确测量和计数, 提出了一种基于多光谱技术的光学元件表面疵病检测方法, 该方法采用不同波长的入射光源均匀照明光学元件表面, 通过暗场显微成像系统获得不同波长下的表面疵病图像。基于该方法研制了多光谱光学元件表面疵病检测系统, 获得了365, 405, 436, 486, 550 nm单波长光以及白光照明条件下光学样品表面疵病和标准样品图形的检测实验结果。实验结果表明, 相比传统的白光照明检测技术, 多光谱检测技术根据不同的材料性质选用不同波长的光作为入射光源, 可以明显提高系统对光学元件表面疵病的检测能力, 不仅可以提高测量精度, 而且可以获取白光照明下无法检测到的疵病信息。

绝对检验消除了参考面面形误差对干涉测量精度的制约，可实现纳米精度的面形测量。对现有主要平面面形绝对检验技术进行了总结比较，运用泽尼克多项式前36项构建被测平面，对边缘噪声、平面原始精度、旋转角度与偏心误差等因素对典型平面面形绝对检验技术测量精度的影响进行了模拟分析。绝对检验对被测平面原始精度、干涉图分辨率和旋转角度误差不敏感，对边缘噪声和旋转偏心误差敏感。实际测量中，旋转轴心对准误差应小于2 pixel，测量中心面积比取95%左右。