光刻机投影物镜波像差直接影响到光刻机成像质量、光刻分辨率以及关键尺寸均匀性等光刻技术指标，因此光刻机投影物镜波像差是光刻机中最关键的检测指标之一。随着分辨率增强技术的不断进步和发展，光刻机投影物镜的数值孔径正逐步逼近其制造极限，这对波像差检测技术及其系统提出了极为严峻的挑战和考验。
在前期工作中，武汉光电国家实验室刘世元教授领导的纳米光学测量研究组(NOM)提出了基于线性灵敏度解析函数的波像差在线检测技术。在此基础上，NOM研究组最近进一步提出了一种基于计算测量的波像差在线检测新技术，采用基于三阶互相关(Cross Tripe Correlation, CTC)算子的二阶波像差模型，通过借助快速傅里叶变换，可以既快速又高效地解析表征部分相干成像系统中的Zernike系数对空间像光强的影响，并能适用于任意形状的部分相干照明光源，从而在很大波像差范围内都能实现高达37级Zernike系数的精确测量。该研究成果发表在Optics Express (vol.20, no.13, pp.14272-14283, 2012)上。
该研究得到了国家自然科学基金、国家科技重大专项和国家重大科学仪器设备开发专项的支持。

基于计算测量的波像差检测结果

基于二阶模型的波像差计算测量结果与传统线性模型获得的测量结果比较