大面积高精度平面光栅在高端光刻机工件台、惯性约束核聚变以及大型天文望远镜等重大民生及国防科学领域具有不可替代的作用,国家的诸多重大工程建设项目对这类光栅有着非常迫切的需求。然而由于技术与产品禁运,我国不得不自行研制生产这类高技术难度的平面光栅。目前平面光栅的制作方法中,MIT的Schattenburg课题组所采用的扫描干涉光刻法制作出的光栅面积最大,同时精度也非常高。该技术利用工件台承载基底相对于直径仅为2mm左右的曝光图像做步进扫描运动实现大口径光栅的制造。该技术的核心在于通过相关的图像锁定技术抑制曝光图像上干涉条纹相对于曝光基底的漂移,而从形成方式上区分,条纹漂移又可分为干涉条纹自身的漂移以及曝光图像整体相对于曝光基底的漂移。在光刻系统中如何降低上述条纹漂移误差是提高曝光光栅图像精度的关键,这将直接影响成品光栅的各项精度指标。本文围绕清华大学王磊杰提出的基于零差图像锁定技术制作光栅的扫描干涉光刻系统方案,把对光刻精度影响最大的干涉图像条纹漂移误差分为三种类型,并由此展开,详细分析了相位测量框架、光栅位移测量干涉仪模块以及工件台刚体运动引入的测量误差以及由此间接对条纹稳定性造成的影响,给出了必须在扫描干涉光刻机设计中予以重视的相关测量误差。此外,以现有零差图像锁定验证实验装置为分析对象,对扫描干涉光刻中的相关光学元件的高频振动直接引起的条纹漂移误差进行了分析,得到了光学元件振动与条纹漂移间的传递关系,同时分析得出系统设计中应该避免并且会引入高频条纹漂移误差的结构弱点。最后以条纹漂移误差分析为基础,建立了一套在扫描干涉光刻机中抑制条纹漂移误差的整体优化设计方案,包括对刚体运动引起的测量误差以及反馈控制难以抑制的高频条纹漂移误差的抑制。并且对关键优化方法设计了相应的单元实验验证方案,实验结果显示,因测量光栅相对于光栅干涉仪刚体偏转引起的测量误差大幅下降,同时零差图像锁定误差从未优化前的46.1mrad(3σ)下降到了6.5mrad(3σ)。以上结果均很好的验证了文中所提出的优化方案的可行性,为今后的扫描干涉光刻机实际设计提供了切实有效的条纹漂移误差抑制思路。