近年来,极紫外（Extreme ultraviolet-EUV）光刻技术飞速发展,其关键问题——无缺陷掩模的制造备受关注。由于现有工艺水平无法实现无缺陷掩模的制造这项重要技术,因此,人们通过缺陷检测和修复技术来避免因掩模缺陷导致器件失效的情况发生。在众多的检测方法中,在波长（At wavelength）EUV光刻掩模白板暗场成像检测方法具有分辨率高、检测准确率高和灵敏度高等优点,引起研究人员的广泛关注。本文围绕着这一典型在波长EUV光刻掩模白板检测系统中的关键技术之一——Schwarzschild光学暗场成像系统的优化设计开展了如下研究:1.首先对数值孔径（Numerical aperture-NA）为0.2、视场为0.5 mm×0.5 mm、放大倍率为26的球面Schwarzschild光学成像系统进行优化设计;在此基础上,增加可移动的平面镜和离轴球面镜,实现放大倍率为1200、中心视场良好成像的高倍放大系统的优化设计;然后利用时域有限差分法对不同类型缺陷的散射光强与掩模白板偏转角度的关系进行了研究,通过对比振幅缺陷及相位缺陷的散射光强与掩模白板偏转角度的关系,可以区分振幅缺陷和相位缺陷,从而实现了集检测、高倍放大和缺陷识别等功能于一体的EUV光刻掩模白板检测系统的优化设计;2.为了提高球面Schwarzschild系统的分辨率,采用多层膜反射镜反演最佳裸镜的方法,对NA为0.5的非球面Schwarzschild系统进行了优化设计。首先分析不同膜系结构Mo/Si多层膜对系统成像质量的影响,经过比较,发现四层模型多层膜应用于系统设计是必要的。在此基础上,将传统光学设计中的反射镜视为多层膜与裸镜面形共同作用的结果,基于多层膜等效工作界面模型,可以实现由多层膜反射镜反演最佳裸镜,从而实现了考虑多层膜的非球面Schwarzschild系统的优化设计;3.在非球面Schwarzschild系统中,利用有限元分析法分析了Mo/Si多层膜残余应力对反射镜面形的影响,并通过系统光学设计进一步量化了多层膜残余应力对系统成像质量的影响。发现仅通过优化物像距无法补偿多层膜残余应力向系统引入的球差,而令基底镀膜口径大于有效工作口径,通过优化物像距就可以很好的补偿引入的高阶球差,从而实现了非球面Schwarzschild系统考虑多层膜残余应力的优化设计。上述研究工作为解决EUV光刻掩模白板检测系统优化设计过程中所面临的若干实际问题提供了理论依据,为进一步实现完整光学系统的优化设计奠定了基础。