编码器头包括被如下配置的一个或多个元件：i)以相对于编码器刻度的法线的第一入射角将第一入射光束定向到所述衍射编码器刻度；ii)以相对于编码器刻度的法线的第一返回角从衍射编码器刻度接收第一返回光束，第一返回角不同于第一入射角；iii)以相对于编码器刻度的法线的第二入射角将第一返回光束作为第二入射光束重定向到所述衍射编码器刻度；和iv)以相对于编码器刻度的法线的第二返回角从所述衍射编码器刻度接收回第二返回光束，第二返回角不同于第二入射角，其中第一入射角与第二入射角之间的差小于第一入射角与第一返回角之间的差并且小于第二入射角与第二返回角之间的差。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】编码器头包括被如下配置的一个或多个元件：i)以相对于编码器刻度的法线的第一入射角将第一入射光束定向到所述衍射编码器刻度；ii)以相对于编码器刻度的法线的第一返回角从衍射编码器刻度接收第一返回光束，第一返回角不同于第一入射角；iii)以相对于编码器刻度的法线的第二入射角将第一返回光束作为第二入射光束重定向到所述衍射编码器刻度；和iv)以相对于编码器刻度的法线的第二返回角从所述衍射编码器刻度接收回第二返回光束，第二返回角不同于第二入射角，其中第一入射角与第二入射角之间的差小于第一入射角与第一返回角之间的差并且小于第二入射角与第二返回角之间的差。【专利说明】双通干涉测量编码器系统
技术介绍
在一些情况下，干涉测量系统基于光学干涉信号监控测量对象的相对位置的改变。例如，干涉测量仪通过利用第二光束(有时称作“基准光束”)叠加和干涉从测量对象反射的测量光束来生成光学干涉信号，其中测量光束和基准光束源自于公共源。测量对象的相对位置的改变对应于所测量的光学干涉信号的相位的改变。这种干涉测量系统的一个例子是通过跟踪被称作编码器刻度(encoder scale)的测量分度(graduation)来评估对象的运动的干涉测量编码器系统。典型地，干涉测量编码器系统包括编码器刻度和编码器头(encoder head)。编码器头是包括干涉仪的配件。干涉测量仪将测量光束定向到它衍射到的编码器刻度。干涉测量仪将衍射的测量光束与基准光束组合以形成包括与对象的位置相关的相位的输出光束。编码器系统被广泛用于光刻应用以监控光刻工具中可移动台的运动。编码器系统由于它们对大气湍流的相对不敏感性而在这样的应用中是有利的。
技术实现思路
本公开涉及双通干涉测量编码器系统和方法，以及用于双通干涉测量编码器系统和方法的应用。本专利技术的各个方面概述如下。一般说来，在第一方面，本公开的主题可以以一种编码器系统具体体现，编码器系统包括:编码器头，与衍射编码器刻度一起使用，其中所述编码器头包括被如下配置的一个或多个光学元件:i)将以相对于编码器刻度的法线的第一入射角第一入射光束定向到所述衍射编码器刻度；ii)以相对于编码器刻度的法线的第一返回角从衍射编码器刻度接收第一返回光束，第一返回角不同于第一入射角；iii)以相对于编码器刻度的法线的第二入射角将第一返回光束作为第二入射光束重定向到所述衍射编码器刻度；和iv)以相对于编码器刻度的法线的第二返回角从所述衍射编码器刻度接收回第二返回光束，第二返回角不同于第二入射角，其中第一入射角与第二入射角之间的差小于第一入射角与第一返回角之间的差并且小于第二入射角与第二返回角之间的差。所述系统的实施例可以包括其它方面的一个或多个以下特征和/或特征。例如，所述一个或多个光学兀件可以被布置为将第二返回光束与基准光束组合以形成输出光束，并且所述编码器系统包括被定位用于检测所述输出光束的检测器。所述编码器系统还可以包括电子处理器，被配置为:从所述检测器接收干涉信号，所述干涉信号包括与所述基准光束与第二返回光束之间的光程差相关的相位；以及基于所述相位确定关于所述编码器刻度的自由度的信息。所述相位可以包括外差相位。所述编码器系统还可以包括所述衍射编码器刻度。所述编码器刻度可以包括一维光栅或二维光栅。在一些实施例中，第一返回光束以及第二返回光束中的每一个包括衍射光束。每个衍射光束可以包括一阶衍射光束。在一些实施例中，第一入射光束和第一返回光束是非共线的并且非平行的，第二入射光束和第二返回光束是非共线的且非平行的。在一些实施例中，所述一个或多个光学兀件包括光束分离兀件,被布置为从光源接收源光束以及从所述源光束导出第一入射光束。可替换地，或者另外，所述光束分离元件被布置为从所述源光束导出基准光束。 在一些实施例中，所述系统还可以包括检测器。在一些实施例中，所述一个或多个反射元件包括如下布置的第一反射元件:接收第二返回光束；以及重定向第二返回光束到所述光束分离元件。所述一个或多个反射元件还可以包括第二反射元件，所述第一反射元件被布置为重定向第一返回光束到第二反射元件，以及第二反射元件被布置为:从第一反射元件接收第一返回光束；以及以第二入射角重定向第一返回光束到所述编码器刻度作为第二入射光束。第一反射元件可以包括光栅，其中所述光栅被配置为衍射第一返回光束和第二返回光束两者。在一些实施例中，所述一个或多个光学元件包括第一后向反射器和第一反射元件，第一反射元件被布置为:从所述编码器刻度接收第一返回光束和第二返回光束两者；和重定向第一返回光束和第二返回光束到第一后向反射器，第一后向反射器被布置为重定向第二返回光束到所述光束分离元件。所述一个或多个光学元件还可以包括第二反射元件，其中所述后向反射器被布置为将第一返回光束从第一反射元件重定向到第二反射元件。所述第二反射元件可以被布置为:从所述第一反射元件接收第一返回光束，以及以第二角度将第一返回光束作为第二入射光束重定向到所述测量对象。在一些实施例中，所述一个或多个光学元件包括第一后向反射器，其中所述光束分离兀件和第一后向反射器被组合布置为:接收第一返回光束；和将第一返回光束作为第二入射光束重定向到所述测量对象。所述第一后向反射器可以被布置为:从所述光束分离元件接收所述基准光束；和重定向所述基准光束到所述光束分离元件。在一些实施例中，所述一个或多个光学元件包括在所述光束分离元件与第一后向反射器之间的多个棱镜元件，其中所述多个棱镜元件被配置为增加第一返回光束与所述基准光束之间的偏差。所述多个棱镜元件可以被布置在所述基准光束的光束路径和第一返回光束的光束路径中。所述多个棱镜元件可以包括楔形棱镜或者双折射棱镜。在一些实施例中，所述系统还包括基准反射镜，被布置为在第一位置和在第二位置从所述光束分离元件接收基准光束。所述基准反射镜可以包括镜子。所述基准反射镜可以包括所述编码器光栅的表面。所述系统还可以包括第一四分之一波片，该第一四分之一波片被布置在所述基准反射镜与所述光束分离元件之间。在一些实施例中，所述编码器系统还包括第二四分之一波片，该第二四分之一波片被布置在所述编码器光栅与所述光束分离元件之间。在某些实施例中，所述一个或多个光学元件包括光束组合器，被布置为:从所述编码器刻度接收第二返回光束；从所述光束分离元件接收所述基准光束；以及将第二返回光束与所述基准光束组合以形成所述输出光束。所述一个或多个光学元件可以包括棱镜对和后向反射器。所述棱镜对以及所述后向反射器被组合布置以将第一返回光束作为第二入射光束重定向到所述测量对象。在一些实施例中，所述一个或多个光学元件包括单个光学元件。在一些实施例中，所述编码器系统可以耦接到照明系统，其中所述照明系统包括:辐射源，其中在所述光刻系统的操作期间，所述源将辐射定向到所述编码器系统；电子处理器，被配置为:从所述检测器接收干涉信号，所述干涉信号包括与光程差相关的相位；以及基于所述相位确定关于所述编码器刻度的位移的信息；以及定位系统，耦接到所述电子处理器并且被配置为基于关于所述编码器刻度的位移的信息调整所述台的位置。在某些方面，本公开的主题可以在包括可移动台和编码器系统的系统中具体体现。衍射编码器刻度和测量对象二者之一可以附于所述可移动台。所述编码器系统可以包括本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种编码器系统，包括：编码器头，用于与衍射编码器刻度一起使用，其中所述编码器头包括被如下布置的一个或多个光学元件：i)以相对于编码器刻度的法线的第一入射角将第一入射光束定向到所述衍射编码器刻度；ii)以相对于编码器刻度的法线的第一返回角从衍射编码器刻度接收第一返回光束，第一返回角不同于第一入射角；iii)以相对于编码器刻度的法线的第二入射角将第一返回光束作为第二入射光束重定向到所述衍射编码器刻度；和iv)以相对于编码器刻度的法线的第二返回角从所述衍射编码器刻度接收回第二返回光束，第二返回角不同于第二入射角，其中第一入射角与第二入射角之间的差小于第一入射角和第一返回角之间的差并且小于第二入射角与第二返回角之间的差。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：P德格鲁特，J莱森纳，
申请(专利权)人：齐戈股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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