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投影式光刻机系统是目前微电子领域的主流设备，光刻物镜是投影式光刻机的核心部件，要求具有衍射极限的成像质量、高分辨力及极小畸变，其性能直接决定了光刻机的图形传递能力。光刻物镜在研制过程中“微小”的引入误差就有可能造成光刻物镜的关键技术指标(波像差、畸变、放大率、远心度、焦面偏移)超差。光刻物镜材料存在折射率不均匀性，而在对光学系统进行设计时，都是预先将材料默认为空间中各点折射率都完全相等进行设计的，这样就存在误差，因此必须对折射率不均匀性对光学系统的成像质量影响进行分析。折射率均匀性越高的材料不仅价格越贵，而且产量也越低，因此需要根据拟采购的材料生产厂家生产的具有代表性的折射率均匀性的样本进行分析研究，提出对光刻物镜各透镜材料提出合理的折射率均匀性技术指标要求；以及在材料全部到货后，根据每片材料折射率均匀性的实测数据得到材料折射率均匀性对光学系统的像质影响，同时为下一步开展折射率均匀性补偿研究提供折射率均匀性误差镜头。 目前只能实现对光刻材料在二维方向(主方向和窗口方向)上的折射率均匀性高精度测量。本论文为研究折射率均匀性对光学系统成像质量的影响，其中如何根据主方向和窗口方向折射率均匀性测量数据推导材料的折射率空间分布方程是论文的核心。围绕折射率空间分布方程，论文主要开展了如下研究工作： 熔石英材料的物理、化学特性和生产过程中的几个关键工艺过程。对光学玻璃材料存在折射率均匀性的主要原因进行了分析，对各种光学玻璃折射率均匀性的测量方法进行比较。 按照光刻物镜透镜口径和厚度分布选择具有代表性的9个样本进行研究。选用MATLAB程序对折射率均匀性测量数据进行分析处理。用36项泽尼克多项式拟合主方向上折射率均匀性测量数据，得到拟合系数，分析了测量误差和拟合误差，并作出了数据在拟合前后和拟合残差的二维和三维图。通过对9样本主方向折射率均匀性分布特点的分析，用10次线性多项式对主方向上折射率均匀性测量数据进行拟合，得到线性拟合系数，同时分析了拟合误差，并作出了数据在拟合前后和拟合残差的二维和三维图。 窗口为矩形孔径，选择以泽尼克多项式为基底，通过施密特正交法得到的在矩形孔径上正交的15项正交多项式，对窗口方向上的折射率均匀性测量数据进行拟合，得到拟合系数，分离出了数据中的测量误差，分析了拟合误差，并作出了数据在拟合前后和拟合残差的二维和三维图。通过对9样本窗口方向折射率均匀性分布特点的分析，用4次线性多项式对窗口方向上折射率均匀性测量数据进行拟合，分析了拟合误差，并作出了数据在拟合前后和拟合残差的二维和三维图。 根据样本在主方向和窗口方向上的折射率均匀性分布规律，建立了熔石英材料的折射率空间分布方程，得到了折射率空间分布方程系数与主方向和窗口方向线性多项式拟合系数的关系。 用C语言编写折射率均匀性空间分布方程，并编译为DLL文件；然后在自定义梯度折射率玻璃库时对折射率空间分布方程系数赋值，这样就实现光学系统透镜材料的折射率均匀性在光学设计软件CODEV中的建模。通过对完成建模的光学系统进行仿真分析，得到折射率均匀性对光学系统成像质量的影响。