双通干涉测量编码器系统技术方案

编码器系统包括：编码器头，用于与沿着编码器平面延伸的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和布置的多个光学元件：i)以相对于编码器平面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)以相对于编码器平面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)以相对于编码器平面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)以相对于编码器平面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；以及v)保持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。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2012年11月8日、申请号为201280066526.9、专利技术名称为“双通干涉测量编码器系统”的专利技术专利申请的分案申请。
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(encoderscale)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(encoderhead)。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，用于与沿着编码器平面延伸的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和布置的多个光学元件：i)以相对于编码器平面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)以相对于编码器平面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)以相对于编码器平面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；iv)以相对于编码器平面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；以及v)保持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...

【技术特征摘要】
2011.11.09 US 61/557,7551.一种编码器系统，包括：编码器头，用于与沿着编码器平面延伸的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和布置的多个光学元件：i)以相对于编码器平面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)以相对于编码器平面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)以相对于编码器平面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；iv)以相对于编码器平面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；以及v)保持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。2.如权利要求1所述的编码器系统，包括：检测器；以及电子处理器，其中，所述编码器头被配置和布置为将第二返回光束与基准光束组合以形成输出光束，其中，所述检测器被定位以检测输出光束，以及其中，所述电子处理器被配置为：从检测器接收干涉信号，干涉信号包括与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衍射编码器刻度的位置变化的信息。3.如权利要求2所述的编码器系统，其中，所述多个光学元件被配置和布置为补偿第一返回角的非线性变化。4.如权利要求3所述的编码器系统，其中，所述多个光学元件包括衍射光栅、第一光学元件和第二光学元件，其中，所述衍射光栅被配置和布置为：从衍射编码器刻度接收第一返回光束和第二返回光束；发送第一返回光束到第一光学元件；以及发送第二返回光束到第二光学元件。5.如权利要求4所述的编码器系统，其中，所述第一光学元件是后向反射器，并且被配置和布置为重定向第一返回光束到衍射编码器刻度作为第二入射光束。6.如权利要求4所述的编码器系统，其中，所述第二光学元件包括反射镜。7.如权利要求6所述的编码器系统，其中，所述编码器头还包括光束分离元件，而且反射镜被配置和布置为重定向第二返回光束到光束分离元件。8.如权利要求4所述的编码器系统，其中，所述衍射光栅被配置和布置为发送第一返回光束作为第一衍射光束，而且发送第二返回光束作为第二衍射光束。9.如权利要求3所述的编码器系统，其中，所述多个光学元件包括棱镜元件、第一光学元件和第二光学元件，其中所述棱镜元件被配置和布置为：从衍射编码器刻度接收第一返回光束和第二返回光束；发送第一返回光束到第一光学元件；以及发送第二返回光束到第二光学元件。10.如权利要求9所述的编码器系统，其中，所述第一光学元件是后向反射器，并且被配置和布置为重定向第一返回光束到衍射编码器刻度作为第二入射光束。11.如权利要求9所述的编码器系统，其中，所述第二光学元件包括反射镜。12.如权利要求11所述的编码器系统，其中，所述编码器头还包括光束分离元件，而且反射镜被配置和布置为重定向第二返回光束到光束分离元件。13.如权利要求9所述的编码器系统，其中，所述棱镜元件被配置和布置为使第一返回光束朝向第一光学元件折射，而且使第二返回光束朝向第二光学元件折射。14.如权利要求9所述的编码器系统，其中，所述棱镜元件是折射楔形棱镜。15.如权利要求2所述的编码器系统，包括衍射编码器刻度。16.一种编码器系统，包括：编码器头，用于与沿着编码器平面延伸的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和布置的一个或多个光学元件：i)以相对于编码器平面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)从衍射编码器刻度接收多个第一返回光束，每个第一返回光束与相对于编码器平面的法线的相应第一返回角相关联，每个第一返回角不同于第一入射角；iii)将多个第一返回光束作为多个第二入射光束重定向到所述衍射编码器刻度，每个第二入射光束与相对于编码器平面的法线的相应第二入射角相关联；iv)对于每个第二入射光束，从所述衍射编码器刻度接收相应第二返回光束，每个第二返回光束与相对于编码器平面的法线的相应第二返回角相关联，每个第二入射角不同于相应第二返回光束的第二返回角，其中，第一入射角与每个第二入射角之间的差小于第一入射角与每个第一返回角之间的差并且小于每个第二入射角与相应第二返回光束的第二返回角之间的差。17.如权利要求16所述的编码器系统，包括：至少一个检测器；以及电子处理器，其中，所述编码器头被配置和布置为将每个第二返回光束与相应基准光束组合以形成多个输出光束，其中，所述至少一个检测器被定位以检测所述多个输出光束，以及其中，所述电子处理器被配置为：从所述至少一个检测器接收多个干涉信号，每个干涉信号包括，对于相应检测的输出光束，与基准光束和所述检测的输出光束的第二返回光束之间的光程差相关的相位；以及基于来自每个干涉信号的所述相位确定关于衍射编码器刻度的位置变化的信息。18.如权利要求17所述的编码器系统，其中，所述电子处理器被配置为确定关于沿着两个不同方向的衍射编码器刻度的位置变化的信息。19.如权利要求16所述的编码器系统，其中，所述一个或多个光学元件包括单个单片光学元件。20.如权利要求16所述的编码器系统，其中，第一返回光束中的每一个对应于具有不同衍射阶的衍射光束。21.如权利要求16所述的编码器系统，包括衍射编码器刻度。22.如权利要求21所述的编码器系统，其中，所述编码器刻度包括一维或二维光栅。23.一种系统，包括：可移动台；沿着编码器平面延伸的衍射编码器刻度；以及包括编码器头的编码器系统，其中，所述编码器头包括被如下配置和布置的多个光学元件：i)以相对于编码器平面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)以相对于编码器平面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)以相对于编码器平面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；iv)以相对于编码器平面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；以及v)保持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，其中，编码器系统或编码器刻度附于可移动台。24.一种光刻系统，包括：沿着编码器平面延伸的衍射编码器刻度；包括编码器头的编码器系统，其中，所述编码器头包括被如下配置和布置的多个光学元件：i)以相对于编码器平面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)以相对于编码器平面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)以相对于编码器平面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；iv)以相对于编码器平面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；以及v)保持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；可移动台，其中编码器系统或编码器刻度附于该可移动台；照明系统，耦接到编码器系统，所述照明系统包括辐射源，其中在光刻系统的操作期间，所述源将辐射定向到编码器系统；检测器，在光刻系统的操作期间检测来自编码器系统的输出光束；电子处理器，被配置为：从检测器接收干涉信号，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编码器刻度的相对位移的信息；以及定位系统，耦接到电子处理器并且被配置为基于关于编码器刻度的相对位移的信息调整可移动台的位置。...

【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