NL1033024C2 - Interferometer met geringe afwijking ('walk-off'). - Google Patents
Interferometer met geringe afwijking ('walk-off'). Download PDFInfo
- Publication number
- NL1033024C2 NL1033024C2 NL1033024A NL1033024A NL1033024C2 NL 1033024 C2 NL1033024 C2 NL 1033024C2 NL 1033024 A NL1033024 A NL 1033024A NL 1033024 A NL1033024 A NL 1033024A NL 1033024 C2 NL1033024 C2 NL 1033024C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- measurement
- reflector
- measuring
- channel
- interferometer
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02015—Interferometers characterised by the beam path configuration
- G01B9/02017—Interferometers characterised by the beam path configuration with multiple interactions between the target object and light beams, e.g. beam reflections occurring from different locations
- G01B9/02018—Multipass interferometers, e.g. double-pass
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02001—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties
- G01B9/02007—Two or more frequencies or sources used for interferometric measurement
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02015—Interferometers characterised by the beam path configuration
- G01B9/02017—Interferometers characterised by the beam path configuration with multiple interactions between the target object and light beams, e.g. beam reflections occurring from different locations
- G01B9/02021—Interferometers characterised by the beam path configuration with multiple interactions between the target object and light beams, e.g. beam reflections occurring from different locations contacting different faces of object, e.g. opposite faces
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02015—Interferometers characterised by the beam path configuration
- G01B9/02027—Two or more interferometric channels or interferometers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02041—Interferometers characterised by particular imaging or detection techniques
- G01B9/02045—Interferometers characterised by particular imaging or detection techniques using the Doppler effect
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
- G03F7/70775—Position control, e.g. interferometers or encoders for determining the stage position
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B2290/00—Aspects of interferometers not specifically covered by any group under G01B9/02
- G01B2290/70—Using polarization in the interferometer
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
Korte aanduiding: Interferometer met geringe afwijking (“walk-off”).
BESCHRIJVING
5 KRUISVERWIJZING NAAR GERELATEERDE AANVRAGEN
[0001] Dit octrooidocument is een gedeeltelijke voortzetting en roept de prioriteit in van de eerdere indieningsdatum van Amerikaans octrooi nr. 10/783,199, ingediend op 20 februari 2004, welke hierbij door middel van verwijzing in zijn geheel wordt opgenomen.
10
ACHTERGROND
[0002] Een vlakke spiegelinterferometer kan de positie en/of oriëntatie van objecten zoals een precisietrap in een waferverwerkingssysteem meten. Voor een dergelijk gebruik is een vlakke spiegel typisch geplaatst op de trap welke gemeten 15 wordt, en de interferometer richt een of meer meetbundels voor reflectie aan de vlakke spiegel. Elke meetbundel correspondeert in het algemeen met een gescheiden meetkanaal en wordt gecombineerd met een overeenkomstige referentiebundel voor signaalverwerking hetgeen de meting produceert. Voor het reduceren van de hoekscheiding tussen een meetbundel en de overeenkomstige 20 referentiebundel, maken sommige interferometers (waaraan gewoonlijk gerefereerd wordt als interferometers van het dubbele doorgangstype) gebruik van retroreflectie-eenheden voor het terugwaarts richten van elke meetbundel voor een tweede reflectie door de vlakke spiegel voordat de interferometer de meet- en referentiebundels combineert. Deze dubbele doorgangsinterferometers verdubbelen 25 effectief de weglengte van de meetbundel hetgeen nadelen kan hebben.
[0003] Interferometersystemen die de positie en oriëntatie van een trap of ander object meten dienen veelal meerdere vrijheidsgraden te meten. Een star driedimensionaal object heeft bijvoorbeeld over het algemeen zes onafhankelijke vrijheidsgraden, bijvoorbeeld X-, Y- en Z-coördinaten welke de relatieve positie ten 30 opzichte van een X-as, een Y-as en een Z-as aangeven, en rol-, hellings- en gierhoeken die overeenkomen met rotatie van het object rondom de X-as, Y-as en Z-as. In het algemeen definiëren ten minste twee van de meetassen, bijvoorbeeld de Y-as en de Z-as richtingen welke ten minste een component loodrecht op de scheiding tussen de interferometeroptica en de meetspiegel hebben.
1033024 2
Overeenkomstig maakt een interferometersysteem welke alle vrijheidsgraden van een object meet veelal gebruik van meerdere meetspiegels en interferometeroptica in meerdere locaties rondom de trap.
[0004] Interferometersystemen die verplaatsing loodrecht op de scheiding 5 tussen optica en spiegel meten zijn ontwikkeld voor het tegengaan van interferentie tussen interferometeroptica met andere componenten van het verwerkingssysteem zoals een projectielens. Amerikaanse octrooien nrs. 6,020,964 en 6,650,419 beschrijven bijvoorbeeld interferometersystemen welke in staat zijn een hoogte van een trap relatief ten opzichte van een projectielens te meten. In dergelijke systemen 10 reflecteert een reflector geplaatst op een trap een meetbundel uit een horizontaal invallend pad (bijvoorbeeld langs een X-as) naar een verticaal gereflecteerd pad (bijvoorbeeld langs een Z-as). Een reflector geplaatst boven de trap reflecteert de verticaal gerichte meetbundel terug naar de reflector op de trap, alwaar de meetbundel opnieuw wordt gericht naar een horizontaal retourpad terug naar de 15 interferometeroptica. De totale Dopplerverschuiving van de meetbundel geeft daarom beweging langs een pad aan met horizontale en verticale componenten. Een gescheiden meetkanaal kan de horizontale component van de beweging meten, zodanig dat de verticale component of een hoogtemeting kan worden geëxtraheerd.
[0005] Het dynamische bereik voor elke vrijheidsgraad die wordt gemeten 20 wordt in het algemeen beperkt door spiegelrotaties (rol-, hellings- en gierrotaties), welke de meetbundel kunnen doen afbuigen hetgeen ervoor zorgt dat de gereflecteerde bundel uit het pad loopt (“walk-off”) benodigd voor het recombineren daarvan met een referentiebundel. Een acceptabele mate van uit het pad lopen (en overeenkomstig het dynamisch bereik van een meting) hangt in het algemeen af van 25 de bundelstraal w en de optische weglengte L welke zich uitstrekt vanaf de interferometeroptica naar de meetspiegel. Het dynamische bereik voor bijvoorbeeld een conventionele interferometer van het dubbele doorgangstype is typisch ongeveer w/4L radialen wanneer een translatie gemeten wordt langs een scheiding tussen de interferometeroptica en de meetspiegel. De hoogtemetingen beschreven 30 in Amerikaanse octrooien nrs. 6,020,964 en 6,650,419 zijn in het algemeen onderhevig aan soortgelijke beperkingen aan het dynamisch bereik ten minste vanwege de noodzaak van het meten en aftrekken van een horizontale component. Voor het halen van een groot dynamisch bereik vereisten conventionele interferometers dus brede bundels en/of korte scheidingen tussen de optica en de 3 objecten die worden gemeten. Grote bundelbreedten en korte scheidingen zijn veelal moeilijk te accommoderen binnen de ruimte en functionele vereisten van vele systemen inclusief waferverwerkingsapparatuur. Additioneel vergroot het accommoderen van grote bundels de omvang en kosten van optische componenten 5 in de interferometer.
[0006] Vanwege de beperkingen van bestaande interferometers worden systemen en werkwijzen gezocht die het dynamische meetbereik voor metingen met behulp van vlakke spiegelinterferometers kunnen verbeteren zonder grote optische elementen of korte scheidingen nodig te hebben.
10
KORTE OMSCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN
[0007] Figuur 1 toont een systeem inclusief een interferometer welke metingen verschaft in horizontale en verticale richtingen welke een breedtedynamisch bereik van objectoriëntaties mogelijk maakt.
15 [0008] Figuur 2 is een overzichtsaanzicht van een systeem inclusief een interferometer die alle zes vrijheidsgraden van een star object meet.
[0009] Figuur 3A is een zijaanzicht van een verdere uitvoeringsvorm inclusief een interferometer welke metingen verschaft in horizontale en verticale richtingen en welke een breed dynamisch bereik van objectoriëntaties mogelijk 20 maakt.
[0010] Figuur 3B toont een meetreflector en reflectiegebieden voor bundels geproduceerd in het systeem van figuur 3A.
[0011] Figuur 4A en 4B zijn respectievelijk zij- en bovenaanzichten van een uitvoeringsvorm inclusief een interferometer welke metingen verschaft van de 25 gierhoek en horizontale beweging en welke een groot dynamisch bereik van objectoriëntaties mogelijk maakt.
[0012] Figuur 4C toont een meetreflector en de reflectiegebieden voor bundels voortgebracht in het systeem van figuren 4A en 4B.
[0013] Figuren 5A en 5B zijn respectievelijk zij- en bovenaanzichten van 30 een uitvoeringsvorm inclusief een interferometer welke hoekmetingen verschaffen rondom twee loodrechte assen en welke een groot dynamisch bereik van objectoriëntaties mogelijk maakt.
[0014] Figuur 5C toont een meetreflector en reflectiegebieden voor bundels voortgebracht in het systeem van figuren 5A en 5B.
4
[0015] Het gebruik van dezelfde verwijzingssymbolen in verschillende figuren geeft soortgelijke of identieke eenheden aan.
GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING
5 [0016] Overeenkomstig een aspect van de onderhavige openbaarmaking kan een interferometer een hoogdynamisch bereik behalen voor metingen langs verticale en horizontale richtingen met behulp van een eerste meetkanaal welke een meting met een hoogdynamisch bereik verschaft van een pad inclusief componenten die respectievelijk evenwijdig en loodrecht zijn op de optica-objectscheiding en een 10 tweede meetkanaal welke metingen met een hoogdynamisch bereik verschaft met slechts loodrechte componenten. Overeenkomstig een verder aspect van deze openbaarmaking kan een interferometersysteem een hoogdynamisch bereik voor metingen verschaffen van alle zes vrijheidsgraden van een star object, zoals een trap die wordt gebruikt in verwerkingsapparatuur.
15 [0017] Figuur 1 illustreert een systeem 100 welke inferometeroptica 110 omvat voor het meten van horizontale en verticale translaties van een object. In de geïllustreerde uitvoeringsvorm maakt systeem 100 deel uit van fotolithografische apparatuur, en het gemeten object is een trap 120 voor het positioneren van een werkstuk zoals een halfgeleiderwafer 125, relatief ten opzichte van een projectielens 20 130. Interferometeroptica 110 heeft bij voorkeur een vaste locatie relatief ten opzichte van projectielens 130. Voor fotolithografie dient trap 120 en/of een positioneringssysteem (niet getoond) voor projectielens 130 in staat te zijn wafer 125 nauwkeurig te positioneren relatief ten opzichte van een optische as van projectielens 130 zodanig dat projectielens 130 het gewenste patroon op het juiste 25 gebied van de wafer 125 kan projecteren. Verder kan trap 120 of een scherpstellingsysteem voor projectielens 130 de scheiding tussen wafer 125 en projectielens 130 beheren of zich daaraan aanpassen, teneinde een scherp scherpgesteld patroon te projecteren. Het zal worden begrepen door de vakman dat meting van trap 120 in waferverwerkingsapparatuur slechts een illustratieve 30 toepassing van een interferometersysteem is en meer in het algemeen kunnen interferometers die soortgelijk zijn aan die die hierin beschreven zijn een verscheidenheid aan objecten in de verscheidenheid van systemen meten.
[0018] Interfermometeroptica 110 ontvangt een invoerbundel IN van bundelbron 112 en brengt drie bundels 152, 154 en 156 voort die initieel worden 5 gericht in een X-richting in richting van trap 120. Zoals hieronder verder beschreven wordt zijn bundels 152 en 154 bestemd voor een eerste meetkanaal met een hoogdynamisch bereik welke translatie meet van trap 120 in een Z-richting, en bundel 156 is bestemd voor een tweede meetkanaal met een hoogdynamisch bereik 5 voor een meting met componenten in de Z- en X-richtingen. Een meting met een hoogdynamisch bereik voor translatie in de X-richting kan worden gevonden door gebruik te maken van de meting van het eerste meetkanaal voor het verwijderen van de Z-component van de gecombineerde X- en Z-beweging gemeten met behulp van het tweede meetkanaal.
10 [0019] Interferometeroptica 110 in de geïllustreerde uitvoeringsvorm omvat bundelsplitsingsoptica 113, een polariserende bundelsplitser (PBS) 114, polarisatieveranderingselementen zoals kwartgolfplaten (“quarter-wave plates" -QWPs) 115 en 116, een draaispiegel 117, en een referentiereflector 118. Bundelbron 112 richt invoerbundel IN in bundelsplitsingsoptica 113, welke twee 15 gescheiden bundels IN1 en IN2 produceert overeenkomstig de twee meetkanalen van systeem 100. In het alternatieve geval kunnen twee gescheiden bundelbronnen rechtstreeks de invoerbundels IN1 en IN2 produceren.
[0020] In een uitvoeringsvorm van interferometer 110 is elk van de invoerbundels IN, IN1 en IN2 een heterodyne bundel met een eerste component met 20 een eerste frequentie F1 en een eerste lineaire polarisatie en een tweede component met een tweede frequentie F2 en een tweede lineaire polarisatie die loodrecht is op de eerste lineaire polarisatie. Vele bundelbronnen zijn in staat een heterodyne bundel voort te brengen met de gewenste eigenschappen. Bundelbron 112 kan bijvoorbeeld een laser zijn die het gewenste verschil in frequenties F1 en F2 25 met behulp van Zeemansplitsing en/of met een acousto-optische modulator (AOM) voortbrengt. Andere bronnen van heterodyne bundels die bekend zijn of kunnen worden ontwikkeld kunnen eveneens geschikt zijn. In het alternatieve geval zou bundelbron 112 een laser van het enkele frequentietype met lange coherente lengte kunnen zijn waarin de benodigde coherente lengte afhangt van het verschil tussen 30 de optische weglengten, bijvoorbeeld van de meetbundel 156 en de daarmee gekoppelde referentiebundel 158. Gebruik van heterodyne bundels kan de voorkeur verdienen omdat interferometers die gebruik maken van bundels met enkele frequentie gewoonlijk meerdere fasemetingen vereisen voor het elimineren van de effecten van vermogensfluctuaties van de bundel.
6
[0021] Bundelsplitsingsoptica 113 in de geïllustreerde uitvoeringsvorm brengt respectievelijk invoerbundels IN1 en IN2 voort uit de eerste en tweede meetkanalen van interferometersysteem 100. Niet-polariserende bundelsplitsing verdient de voorkeur boven bundelsplitsingsoptica 113, zodanig dat invoerbundels 5 IN1 en IN2 voor kanalen dezelfde polarisatie hebben en frequentiekarakteristieken als de invoerbundel IN uit de bundelbron 112. In het bijzonder kunnen invoerbundels IN en kanaalinvoerbundels IN1 en IN2 allen heterodyne bundels zijn met gescheiden frequentiecomponenten met orthogonale polarisaties. Een exemplarische uitvoeringsvorm welke gebruik maakt van heterodyne bundels wordt beschreven in 10 het navolgende voor het verschaffen van een specifiek voorbeeld. Echter het dient te worden begrepen dat de beschrijving is bedoeld om illustratief te zijn en niet beperkend.
[0022] PBS 114 scheidt componenten van invoerbundel IN1 overeenkomstig polarisatie voor het voortbrengen van bundels 152 en 154 en 15 scheidt op soortgelijke wijze componenten van invoerbundel IN2 overeenkomstig polarisatie voor het voortbrengen van bundels 156 en 15S. Als gevolg daarvan hebben bundels 152 en 154 orthogonale lineaire polarisaties, net als bundels 156 en 158. Wanneer invoerbundels IN1 en IN2 heterodyne bundels zijn is de oriëntatie van de polarisatieassen van de invoerbundels en PBS 114 zodanig dat de 20 polarisatiesplitsing de frequentiecomponenten van elke invoerbundel IN1 of IN2 scheidt. Bundels 152, 154, 156 en 158 zijn dus bundels van een enkele frequentie in de voorbeelduitvoeringsvorm. In de geïllustreerde uitvoeringsvorm is PBS 114 zodanig dat meetbundel 156 de lineaire polarisatie heeft die PBS 114 doorlaat en referentiebundel 158 heeft initieel een lineaire polarisatie die door PBS 114 25 gereflecteerd wordt. Zoals begrepen zal worden door de vakman kunnen alternatieve uitvoeringsvormen van interferometeroptica 110 de bundel die initieel wordt gereflecteerd in PBS 114 gebruiken als meetbundel en de bundel die initieel wordt doorgelaten in PBS 114 gebruiken als referentiebundel. Hoewel de geïllustreerde uitvoeringsvorm PBS 114 toont met een dunne polariserende film die 30 is gesandwiched tussen rechterhoekprisma’s, kan PBS 114 worden geïmplementeerd met behulp van verschillende structuren zoals dubbelbrekende optische elementen die de bundelsplitsing en combinerende functies uitvoeren die benodigd zijn voor PBS 114. In uitvoeringsvormen die gebruik maken van monochromatische invoerbundels kan PBS 114 verder worden vervangen door een niet-polariserende 7 bundelsplitser.
[0023] Systeem 100 kan een relatieve beweging van trap 120 langs de horizontale X-richting en de verticale Z-richting bewaken. Voor de verticale meting maakt het meetkanaal gebruik van meetreflector 140 welke reflectieve facetten 142 5 en 144 verschaft op trap 120, en de hoek die facet 142 maakt met een zijde van trap 120 die nominaal loodrecht is op de X-as is supplementair aan de hoek die facet 144 maakt met die zijde van trap 120. Interferometeroptica 110 richt bundels 152 en 154 door QWP 115 voor het respectievelijk reflecteren van facetten 142 en 144. Facetten 142 en 144 richten respectievelijke bundels 152 en 154 naar 10 respectievelijke Porroprisma’s 146 en 148, welke zijn georiënteerd voor het doen laten terugkeren van bundels 152 en 154 naar reflector 114. Wanneer trap 120 geen helling heeft zijn de retourpaden van bundels 152 en 154 naar respectievelijke facetten 142 en 144 evenwijdig maar verschoven in de Y-richting ten opzichte van de respectievelijke paden die invallen op Porroprisma's 146 en 148.
15 [0024] Geretourneerde bundel 152 reflecteert wederom vanuit facet 142, treedt door QWP 115, reflecteert vanuit draaispiegel 117 en treedt opnieuw PBS 114 binnen. De geretourneerde bundel 154 reflecteert wederom vanuit facet 144, treedt door QWP en treedt rechtstreeks PBS 114 binnen. Het tweemaal passeren door QWP 115 roteert de lineaire polarisatie van elk van de bundels 152 en 154 20 effectief over 90°, zodanig dat PBS 114 en de geretourneerde 152 doorlaat en de geretourneerde bundel 154 reflecteert voor het vormen van een eerste uitgangs-bundel OUT1 die detectorsysteem 160 binnentreedt.
[0025] Dopplerverschuivingen afkomstig van trap 120 die zich in de X- richting in de geïllustreerde configuratie voortbeweegt, zijn hetzelfde voor de paden 25 van zowel bundels 152 en 154, echter beweging van trap 120 in de Z-richting veroorzaakt een Dopplerverschuiving in bundel 152 die tegenovergesteld is aan de Dopplerverschuiving veroorzaakt in bundel 154. Overeenkomstig hangt een slag-frequentie die afkomstig is van het frequentieverschil van bundel 152 en 154 wanneer bundels 152 en 154 worden gecombineerd in bundel OUT1 af van het 30 verschil in Dopplerverschuiving en geeft daarom de beweging in trap 120 aan in de Z-richting. Het dient te worden dat het interferometersysteem inclusief reflector 140 kan worden geroteerd over de X-as zodanig dat de meting die gebruikmaakt van reflector 140 niet langer verticaal is langs de Z-richting, maar langs elke richting loodrecht is op de scheiding tussen interferometer 110 en trap 120.
8
[0026] Detectorsysteem 160 meet of analyseert uitgangsbundel OUT1 voor bepaling van de verplaatsing van trap 120 in de Z-richting. In een exemplarische uitvoeringsvorm meet detectorsysteem 120 een verschil in de frequenties van bundels 152 en 154, en het verschil kan vervolgens worden gebruikt voor het 5 bepalen van een verschil in de Dopplerverschuiving en als gevolg daarvan de verticale snelheid van de verplaatsing van trap 120 langs de Z-richting. In een heterodyne interferometer waarin bundels 152 en 154 initieel frequenties F1 en F2 hebben zullen de geretourneerde bundels 152 en 154 frequenties F1' en F2’ hebben die afhangen van Dopplerverschuivingen die kunnen zijn opgetreden als gevolg van 10 reflecties van respectievelijke facetten 142 en 144 wanneer trap 120 beweegt. Zoals hierboven beschreven zijn de hoeken van facetten 142 en 144 zodanig dat beweging van trap 120 in de X-richting of de Y-richting dezelfde Dopplerverschuiving in beide bundels 152 en 154 veroorzaakt, echter beweging in de Z-richting veroorzaakt tegengestelde Dopplerverschuivingen in bundels 152 en 154. Overeenkomstig 15 verandert horizontale beweging van trappen 120 het frequentieverschil F1’-F2’ tussen de geretourneerde bundels 152 en 154 niet, echter verticale beweging verandert het frequentieverschil F1'-F2'. Conventionele lichtdetectoren en elektronica in detectorsysteem 160 kunnen uitgangsbundel OUT1 ontvangen en een elektronisch signaal voortbrengen met de slagfrequentie F1’-F2'. Op gelijke wijze 20 kan een elektronisch referentiesignaal met de slagfrequentie F1-F2 worden voortgebracht door rechtstreekse meting van een deel van invoerbundel of IN of IN1.
[0027] Een voorbeelduitvoeringsvorm van detectorsysteem 160 omvat verder een fasedetectieschakeling die de fase meet van het slagsignaal met 25 frequentie F1’-F2' relatief ten opzichte van het referentieslagsignaal met frequentie F1-F2. Een verandering in de relatieve fase geeft aan dat slagfrequenties F1 '-F2' en F1-F2 verschillen en maakt meting mogelijk van een netto Dopplerverschuiving in uitgangsbundel OUT1, welke een snelheid in de Z-richting aangeeft. Integratie van de gedetermineerde snelheidscomponenten geeft een translatie langs de Z-richting 30 aan.
[0028] De meting van translatie in de Z-richting met behulp van bundels 152 en 154 tolereert een groot dynamisch bereik van rotaties van trap 120. In het bijzonder zijn Porroprisma’s 146 en 148 retroreflectie-eenheden voor rotatie van trap 120 rondom de Z-as. Rotaties van trap 120 rondom de Y-as hebben effecten die 9 gemeenschappelijk zijn voor bundels 152 en 154. Het effect van rotaties van trap 120 rondom de X-as wordt opgeheven door Porroprisma’s 146 en 148, en wordt geminimaliseerd door het kiezen van een kleine hoek tussen reflectoren 142 en 144. Het eerste meetkanaal heeft eveneens een optische weglengte die korter is dan de 5 optische weglengte van een conventioneel meetkanaal van het dubbele-doorgangs-type, hetgeen resulteert in een beter dynamisch bereik voor het eerste meetkanaal dan voor een interferometer van het dubbele-doorgangstype. Amerikaanse octrooiaanvrage met publicatienummer 2005/0185193, getiteld “System and Method of using a Side-Mounted Interferometer tegenover Acquire Position Information” 10 beschrijft verder soortgelijke en andere geschikte systemen met een groot dynamisch bereik voor het meten van een loodrechte translatie van een object.
[0029] Interferometeroptica 110 brengt eveneens een meetbundel 156 voort voor het tweede meetkanaal. In de geïllustreerde uitvoeringsvorm is meetbundel 156 de component van invoerbundel IN2 die door PBS 114 treedt. Meet- 15 bundel 156 plant zich initieel voort in de X-richting door QWP 115 naar een reflector 170 geplaatst op trap 120. Reflector 170 is bij voorkeur en prisma van het constante afwijkingstype (‘constant deviation prism’) zoals een Pentaprisma, en richt bundel 156 naar een reflector 132 op een plaatsingsstructuur 134 die kan zijn gefixeerd relatief ten opzichte van projectielens 130. In een voorbeelduitvoeringsvorm is 20 reflector 170 een pentaprisma met een toppunt die zich uitstrekt in de Y-richting in figuur 1, een reflectief oppervlak 172 dat nominaal 22,5 ° is van verticaal en een reflectief oppervlak 174 dat nominaal 22.5 ° van horizontaal; en reflector 132 is een geëxtrudeerd Porroprisma met een toppunt die zich langs de X-richting uitstrekt. In het alternatieve geval kan een prisma van het constante afwijkingstype of een 25 reflector worden gebruikt die bundel 156 over 90 graden afbuigt. Reflector 132 is georiënteerd en gepositioneerd voor het reflecteren van meetbundel 156 terug naar reflector 170 voor elke toegestane positie van trap 120. Reflector 170 dan meettbunde 156 terug door QWP 115 naar PBS. Reflecties van meetbundel 156 van af trap 120 veroorzaken een Dopplerverschuiving met componenten die afkomstig 30 zijn van beweging van trap 120 in de X-richting en de Z-richting, en de twee doorgangen door QWP veranderende polarisatie van bundel 156 zodanig dat geretourneerde bundel 156 reflecteert vanuit PBS 114 en deel uitmaakt van uitgangsbundel OUT2 voor het tweede meetkanaal.
[0030] Referentiebundel 158 welke eveneens wordt gebruikt in het tweede 10 meetkanaal, heeft een optisch pad dat binnen interferometeroptica 110 blijft totdat de referentiebundel 158 en meetbundel 156 worden gecombineerd in uitgangsbundel OUT2. In het bijzonder wordt de referentiebundel 158 initieel gereflecteerd in PBS 114 naar een pad door QWP 116 door referentiereflector 118.
5 Referentiereflector 118, hetgeen een Porroprisma of andere reflector kan zijn die een gereflecteerde bundel voortbrengt met een verschuiving die past bij de verschuiving die door reflector 132 wordt voortgebracht, retourneert referentiebundel 158 door QWP 116 naar PBS 114, alwaar referentiebundel 158 vervolgens passeert door PBS 114 voor het deel uitmaken van uitgangsbundel OUT2.
10 [0031] Veranderingen in de slagfrequentie die optreden wanneer meet bundel 156 wordt gecombineerd met referentiebundel 158 geven de volledige Dopplerverschuiving aan die wordt veroorzaakt door reflecties van meetbundel 156 aan trap 120. Detectorsysteem 160 kan de volledige Dopplerverschuiving voor het tweede meetkanaal bepalen op dezelfde wijze als de netto Dopplerverschuiving die 15 wordt gevonden voor het eerste meetkanaal. Zoals hierboven is opgemerkt is de totale Dopplerverschuiving de som van een Dopplerverschuiving die verband houdt met de beweging van trap 120 in de X-richting en de Dopplerverschuiving die verband houdt met de beweging van trap 120 in de Z-richting. De richting van beweging van trap 120 die het faseverschil tussen bundels 156 en 158 20 maximaliseert is evenwijdig aan de vector met gelijke componenten in de positieve X-richting en de negatieve Z-richting. Echter aangezien het eerste meetkanaal een meting voortbrengt van de beweging in de z-richting kan informatie van beide meetkanalen worden gecombineerd voor het meten van beweging in de X-richting.
[0032] Het tweede meetkanaal verschaft een met een hoog dynamisch 25 bereik omdat reflector 170, bijvoorbeeld een pentaprisma, een relatief consistent verticaal pad kan verschaffen voor bundel 158 voor een groot bereik van hellings-rotaties van trap 120 rondom de Y-as, Porroprisma 170 treedt op gelijke wijze op als een retroreflectie-eenheid die compenseert voor rolrotaties van trap 120 rondom de X-as. Additioneel compenseert Porroprisma 132 voor trap 120 rotaties over zowel de 30 X- en Z-assen. Wederom is de optische weglengte voor het tweede meetkanaal in het algemeen korter dan de optische weglengte voor een conventionele interferometer van het dubbele-doorgangstype, hetgeen het tweede meetkanaal van systeem 100 een beter dynamisch bereik verschaft. Verdere beschrijving van de werking en alternatieve uitvoeringsvormen van sommige interferometersystemen die 11 geschikt zijn voor het tweede meetkanaal 100 kunnen worden gevonden in Amerikaans octrooi nr. 6,650,419. De resulterende meting van horizontale translatie langs de X-as, welke wordt verkregen door combinatie van de metingen van de eerste en tweede meetkanalen, heeft een groot dynamisch bereik voor rotaties van 5 trap 120, omdat beide meetkanalen tolerant zijn voor rotaties van trap 120.
[0033] Overeenkomstig een verder aspect van deze openbaarmaking kan een interferometersysteem een hoogdynamisch bereik voor het meten van zes vrijheidsgraden van een object, zoals een watertrap, verschaffen. In het algemeen wordt het meten van zes vrijheidsgraden vereenvoudigd door het uitvoeren van 10 meting van verschillende locaties rondom het object dat wordt gemeten. Figuur 2 toont bijvoorbeeld een systeem 200 met interferometersystemen 300, 300’, 400 en 500 in vier locaties rondom trap 220 welke gemeten wordt. Deze uitvoeringsvorm is een lithografisch systeem met interferometersystemen 300, 300’, 400 en 500 omvattende vaste locaties relatief ten opzichte van een projectielens 230. Trap 220 15 beweegt zoals benodigd is voor het positioneren en oriënteren van een wafer 225 relatief ten opzichte projectielens 230. Reflectoren 330, 330’, en 430 kunnen worden geplaatst boven en onder trap 320 en worden gebruikt voor het meten van verticale beweging van trap 220.
[0034] Een verwerkingseenheid 250, hetgeen een computer voor 20 algemene doeleinden kan zijn welke geschikte software uitvoert, kan metingen combineren van verschillende kanalen van een of meer interferometersystemen 300, 300', 400 of 500 voor het bepalen van een specifieke meting, bijvoorbeeld voor het vaststellen van een X-meting van signalen die respectievelijk corresponderen met een X-Z-meting en een Z-meting zoals hierboven is beschreven. 25 Verwerkingseenheid 250 kan eveneens meetsignalen combineren van gescheiden interferometers 300, 300’, 400 en 500 voor het nauwkeurig bepalen van rotatiemetingen zoals hieronder verder beschreven wordt.
[0035] Interferometersysteem 300 in een voorbeelduitvoeringsvorm van systeem 200 wordt gebruikt voor het meten van horizontale beweging langs een X- 30 richting in figuur 2 en verticale beweging langs een Z-richting. Zoals hierboven beschreven is kan interferometersysteem 100 van figuur 1 zowel horizontale als verticale beweging meten en kan worden gebruikt voor systeem 300. Echter figuur 3A toont een alternatieve uitvoeringsvorm van interferometersysteem 300 die soortgelijk is aan systeem 100, maar een eerste meetkanaal heeft dat een andere 12 techniek gebruikt voor het meten van een verplaatsing in de 2-richting.
[0036] Het eerste meetkanaal van interferometersysteem 300 gebruikt een bundelbron 312, een PBS 340, een draaispiegel 352, een eerste meetreflector 322, verticaal verplaatste reflector 330, een polarisatieveranderingselement (bijvoorbeeld 5 QWP) 354, een referentiereflector 324, een retroreflector 355, en een detectorsysteem 362. Bundelbron 312 brengt een invoerbundel IN1 voort, hetgeen een voorbeelduitvoeringsvorm is van een heterodyne bundel zoals hierboven is beschreven. PBS 340 splitst invoerbundel IN1 in een meetbundel 372 en een referentiebundel 374. Meetbundel 372 in de geïllustreerde uitvoeringsvorm 10 reflecteert vanaf PBS 340 en reflecteert vervolgens vanuit draaispiegel 352 en treedt in de X-richting naar meetreflector 322.
[0037] Meetreflector 322 is een vlakke spiegel geplaatst op trap 220 onder een hoek (bij voorkeur 45°) vanaf de X-as. Meetreflector 322 reflecteert meetbundel 372 vanuit de horizontale X-richting naar de verticale Z-richting. Op het verticale pad 15 bereikt bundel 372 reflector 330, welke in de voorbeelduitvoeringsvorm een
Porroprisma is met een toppunt welke in lijn is met het midden van de lens 130. Reflector 330 retourneert meetbundel 372 naar meetreflector 322 langs een pad dat verticaal is en verschoven in de Y-richting. Meetbundel 372 reflecteert vervolgens vanuit meetreflector 322, draaispiegel 352 en PBS 340 en maakt deel uit van een 20 uitgangsbundel naar detectorsysteem 362.
[0038] Referentiebundel 374 uit PBS 340 passeert door QWP 354 en reflecteert vanuit reflector 324. In de voorbeelduitvoeringsvorm is reflector 324 een vlakke spiegel die is geplaatst op trap 220 en nominaal loodrecht is op de X-as. Wanneer trap 220 geen helling heeft, retourneert de referentiebundel 374 vanuit 25 referentiespiegel 324 langs hetzelfde pad, passeert door QWP 354 en treedt PBS 340 binnen. De eerste twee doorgangen door QWP 354 verandert de polarisatie van referentiebundel 374, zodanig dat referentiebundel 374 vervolgens reflecteert vanuit PBS 340 in de richting van retroreflectie-eenheid 355. Retroreflectie-eenheid 355 is bij voorkeur een Porroprisma dat de gereflecteerde referentiebundel 374 dezelfde 30 verschuiving geeft die Porroprisma 330 verschaft aan meetbundel 372. Vanuit retroreflectie-eenheid 355 wordt referentiebundel 374 gereflecteerd in PBS 340, passeert door QWP 354, reflecteert een tweede maal aan reflector 324, retourneert door QWP 354 en treedt vervolgens door PBS 340 om samen te komen in meetbundel 372 in de uitgangsbundel naar detector 362.
13
[0039] Figuur 3B toont gebieden van reflectoren 322 en 324 waar bundels 372 en 374 reflecteren vanuit trap 220. Meetbundel 372 reflecteert tweemaal vanuit meetreflector 322 en ontvangt elke keer een Dopplerverschuiving met een component die overeenkomt met beweging van trap 220 in de X-richting en 5 beweging van trap 220 in de Z-richting. Referentiebundel 374 reflecteert op gelijke wijze tweemaal vanuit reflector 324 op trap 220 en ontvangt elke maal een Dopplerverschuiving die afhangt van de snelheid van trap 220 in de X-richting. Indien trap 220 beweegt in de Z-richting wordt slechts bundel 372 Doppler-verschoven. Beweging van trap 220 in de X-richting veroorzaakt tweemaal de 10 Dopplerverschuiving in bundel 374 relatief ten opzichte van bundel 372, en de bewegingsrichting van trap 220 die het faseverschil tussen bundels 372 en 374 maximaliseert is evenwijdig aan een vector met gelijke componenten in de X- en Z-richtingen. De meetfrequentie is de mate van verandering van de faseverschuiving tussen bundels 372 en 374, en geeft de snelheid langs de vector aan met gelijke X-15 en Z-componenten. Het eerste meetkanaal verschaft een meting met een groot dynamisch bereik omdat Porroprisma 330 werkzaam is als retroreflectie-eenheid die compenseert voor rolrotaties van trap 220 en omdat andere rotaties van trap 220 zowel meetbundel 372 als referentiebundel 374 beïnvloeden. In het algemeen beïnvloedt gierrotatie bundels 372 en 374 in verschillende hoeveelheden, maar zal 20 worden gecompenseerd door reflectoren 330 en 355 respectievelijk. Amerikaanse octrooiaanvrage nr. 11/205,368, getiteld “Interferometer for Measuring Perpendicular Translations", beschrijft verder soortgelijke en geschikte alternatieve uitvoeringsvormen voor meetkanalen welke verticale verplaatsingen meten.
[0040] Het tweede meetkanaal van interferometersysteem 300 in figuur 3A 25 omvat een bundelbron 414 welke een invoerbundel IN2 voortbrengt maar anders werkzaam is op hoofdzakelijk dezelfde wijze als het tweede meetkanaal van systeem van figuur 1. In het bijzonder kunnen voor het tweede meetkanaal van interferometersysteem 300, PBS 340, QWP 354, reflectoren 326 en 328, Porroprisma 330, QPW 356, Porroprisma 357, en detectorsysteem 364 dezelfde 30 constructie hebben en dezelfde functies uitvoeren als PBS 114, QWP 115, reflectoren 172 en 174, Porroprisma 132, QWP 116, referentiereflector 118 en detectorsysteem 160 respectievelijk. De beschrijving van deze elementen en de functies zijn hierboven gegeven. Omdat het eerste meetkanaal van interferometersysteem 300 een maximale faseverschil voortbrengt voor beweging van de trap in 14 de X+Z-richting en het tweede meetkanaal van interferometersysteem 300 een maximaal faseverschil voor bewegingen van de trap in de Y-Z-richting voortbrengt, meten deze kanalen twee orthogonale richtingen in het XZ-vlak. Bewegingen van de trap in de X- en Z-richtingen kunnen daarom worden berekend met maximaal 5 oplossend vermogen van het meetresultaat van de twee kanalen van systeem 300.
[0041] Interferometersysteem 300' van figuur 2 meet in een voorbeeld-uitvoeringsvorm eveneens horizontale en verticale beweging van trap 220. Echter interferometersysteem 300’ is zodanig gepositioneerd dat de scheiding tussen systeem 300 en trap 220 is gelegen langs de Y-richting. Systemen 300' kunnen net 10 als systeem 300 bijvoorbeeld worden geïmplementeerd met behulp van interferometersystemen van het type geïllustreerd in figuur 1 of figuur 3A.
[0042] interferometersystemen 300 en 300' verschaffen tezamen metingen van beweging van de trap in de X-, Y- en Z-richtingen. Systemen 300 en 300’ meten verschillende punten op trap 220 en verschaffen daarom informatie 15 betreffende rotatie van trap 220. Een rolhoek of hellingshoekscheefstand van trap 220 die niet nul is zal ervoor zorgen dat de Z-meting van systeem 300 verschillend is van de Z-meting van systeem 300'. Rotaties van trap 220 kunnen verder worden gemeten met behulp van additionele interferometersystemen, ofwel op dezelfde locaties als systemen 300 en/of 300' of op de locaties van interferometersystemen 20 400 en/of 500.
[0043] Figuren 4A en 4B illustreren respectievelijk zij- en bovenaanzichten van een interferometersysteem 400, welke kan zijn gepositioneerd tegenover interferometersysteem 300 zoals is getoond in figuur 2. In deze uitvoeringsvorm heeft interferometersysteem 400 een eerste meetkanaal welke een X+Z-translatie 25 meet en een tweede meetkanaal welke een gierhoekrotatie van trap 220 meet rondom de Z-as. interferometersysteem 400 meet X+Z-translatie van waaruit Z-translatie op een punt op trap 220 gelegen tegenover het meetpunt van interferometersysteem 300, en Z-metingen bepaald door systemen 300 en 400 kunnen worden gebruikt voor het bepalen van een hellingsrotatie van trap 220.
30 Verder kan een rolhoekrotatie rondom de X-as worden bepaald uit de combinatie van de Z-meting van interferometersysteem 300', welke een punt meet dat is verschoven in de Y-richting vanuit de punten die systemen 300 en 400 meten, en Z-metingen van systemen 300 en 400. Overeenkomstig zijn systemen 300, 300' en 400 voldoende voor het meten van de zes vrijheidsgraden (bijvoorbeeld X, Y, Z, 15 helling, gier en rol van trap 220.
[0044] Het eerste meetkanaal van interferometersysteem 400 maakt gebruik van een bundelbron 412, PBS 442 een draaispiegel 446, een meetreflector 422, een Porroprisma 430, een polarisatieveranderingselement (of QWP) 452, een 5 referentiereflector 454, en een detectorsysteem 462 die respectievelijk dezelfde constructie en werking kunnen hebben als bundelbron 312, PBS 340, draaispiegel 352, meetreflector 322, Porroprisma 330, QWP 354, referentiereflector 355, en detectorsysteem 362 van figuur 3A. In het alternatieve geval kan ifmetersysteem 400 een beweging in de Z-richting met behulp van de structuren en technieken die 10 hierboven beschreven zijn voor het eerste meetkanaal van systeem 100 van figuur 1. Elke uitvoeringsvorm verschaft een hoog dynamisch bereik voor de metingen in de Z-richting, als gevolg waarvan een hellingsrotatiemeting met behulp van de Z-metingen van systemen 300 en 400 een hoge tolerantie heeft voor scheefstand van trap 220. Additioneel zorgen systemen 300 en 400 welke Z-metingen uitvoeren aan 15 tegenovergelegen uiteinden van trap 220, ervoor dat hellingsrotaties een maximaal effect hebben op het verschil in Z-metingen, hetgeen de nauwkeurigheid van de hellingsmeting verbetert.
[0045] Figuur 4B illustreert het best het tweede meetkanaal van interferometersysteem 4B. Zoals is getoond, is het tweede meetkanaal een hoek- 20 interferometer die gebruikmaakt van een bundelbron 414, een PBS 444, een polarisatieveranderingselement 452, een draaispiegel 458, vlakke reflector 424, en een detectorsysteem 464. PBS 444 splitst een invoerbundel van bundelbron 414 voor het voortbrengen van een paar bundels YAWM en YAWR. In de geïllustreerde uitvoeringsvorm reflecteert YAWM vanuit PBS 444 en treedt door QWP 452 op weg 25 naar vlakke reflector 424. Bundel YAWM reflecteert vervolgens vanuit reflector 424, retourneert door QWP 452, en heeft de polarisatie die door PBS 444 passeert, teneinde deel uit te maken van een uitgangsbundel naar detector 464. Bundel YAWR passeert initieel door PBS 444, wordt gereflecteerd door draaispiegel 458, en passeert door QWP 452 op weg naar vlakke reflector 424. Bundel YAWR wordt 30 gereflecteerd door reflector 424, retourneert door QWP 452, en heeft de polarisatie die wordt gereflecteerd in PBS 444 teneinde deel uit te maken van een uitgangsbundel naar detector 464.
[0046] Beide bundels YAWM en YAWR ontvangen, wanneer zij gereflecteerd worden door reflector 424, Dopplerverschuivingen die de snelheid van 16 trap 220 in de X-richting aangeeft. Overeenkomstig heeft iedere verandering in het frequentieverschil tussen bundels YAWM en YAWR aan detector 464 een verschil aan in de X-snelheden op punten die zijn gescheiden in de Y-richting op trap 220, en geeft daarom een rotatie van trap 220 rondom de Z-as aan. Zoals is getoond in 5 figuur 4C is de scheiding tussen de reflectiegebieden van bundels YAWM en YAWR op reflector 424 bij voorkeur groot voor het vergroten van het snelheidsverschil veroorzaakt door gierrotaties. In contrast daarmee is de scheiding tussen reflectiegebieden van referentiebundels 474 op reflector 424 en de scheiding van reflectiegebieden van meetbundels 472 op reflector 422 kleiner voor het minimaliseren van 10 de effecten van rotatie van de trap.
[0047] interferometersystemen 300, 300’ en 400 in het voorbeeld-uitvoeringsvormsysteem 200 van figuur 2, verschaffen collectief metingen met een hoog dynamisch bereik van bewegingen in X-, Y- en Z-richtingen en hellings-, gieren rolrotaties. Echter interferometersysteem 200 van figuur 2 kan optioneel 15 interferometersysteem 500 gebruiken voor het verschaffen van redundante metingen en/of het verbeteren van de nauwkeurigheid van de metingen. In een uitvoeringsvorm voert interferometersysteem 500 een meting met een hoog dynamisch bereik uit van Z-bewegingen op een punt op trap 220 tegenover daar waar interferometersysteem 300' de Z-beweging meet. Een dergelijke meting van 20 de Z-beweging kan worden uitgevoerd bijvoorbeeld met behulp van een structuur en proces van het bovenbeschreven type met betrekking tot figuur 1 en figuur 3A. De grote scheiding langs de Y-richting van de Z-snelheidsmeting maximaliseert het meetsignaal voor nauwkeurige meting van de rolrotatie.
[0048] Rolhoekrotaties kunnen alternatief worden gemeten met behulp van 25 een hoekinterferometer die soortgelijk is aan het tweede meetkanaal van interferometersysteem 400 van figuur 4B, echter is georiënteerd voor het verschaffen van een scheiding langs de Z-richting tussen reflectiegebieden op een vlakke reflector loodrecht op de Y-as. Figuren 5A en 5B tonen een uitvoeringsvorm van interferometersysteem 500 welke zowel rol als gierrotaties van trap 220 meet.
30 [0049] Figuur 5A illustreert het best een eerste meetkanaal van interferometersysteem 500. In deze uitvoeringsvorm is het eerste meetkanaal een hoekinterferometer die enigszins in geometrie verschilt van de hoekinterferometer die het tweede meetkanaal van interferometersysteem 400 vormt van figuur 4B. De rolhoekinterferometer in interferometersysteem 500 maakt gebruik van een 17 bundelbron 512, een PBS 542, een polarisatieveranderingselement (bijvoorbeeld een QWP) 552, een vlakke reflector 520, een draaispiegel 554, en een detector-systeem 562. PBS 542 spitst een invoerbundel uit bundelbron 512 voor het voortbrengen van een paar bundels ROLLm en ROLLr. In de geïllustreerde 5 uitvoeringsvorm passeert bundel ROLLM initieel door PBS 542 en QWP 452 op zijn weg naar vlakke reflector 520. Bundel ROLLM reflecteert vanuit reflector 520, retourneert door QWP 552 en heeft vervolgens de polarisatie die wordt gereflecteerd door PBS 542 teneinde deel uit te maken van een uitgangsbundel naar detector 562. Bundel ROLLr reflecteert initieel aan PBS 542, reflecteert vanuit 10 draaispiegel 545, en passeert door QWP 552 op zijn weg naar vlakke reflector 520. ROLLr reflecteert vervolgens vanuit reflector 520, keert terug door QWP 552, en heeft vervolgens de polarisatie die wordt doorgelaten door PBS 542 teneinde deel uit te maken van een uitgangsbundel naar detector 562.
[0050] Een verschil in de Dopplerverschuivingen van bundels ROLLM en 15 ROLLr veroorzaakt door reflecties aan vlakke reflector 520, geven een verschil in Y- snelheden aan van punten die zijn gescheiden in de Z-richting, en geven daarom rolrotaties rondom de Z-as aan. Overeenkomstig kan detectorsysteem 562 de veranderingen in het frequentieverschil tussen bundels ROLLm en ROLLr meten en de rolraties van trap 220 bepalen. Zoals is getoond in figuur 5C dient de scheiding 20 tussen reflectiegebieden van bundels ROLLm en ROLLr op reflector 520 zo groot mogelijk te zijn voor het verbeteren van de nauwkeurigheid van de meting.
[0051] Figuur 5B illustreert dat interferometersysteem 500 eveneens een tweede meetkanaal kan omvatten voor het uitvoeren van een alternatieve of redundante gierrotatiemeting. In de geïllustreerde uitvoeringsvorm is het tweede 25 meetkanaal een hoekinterferometer die een andere oriëntatie heeft, maar dezelfde structuur heeft als het tweede meetkanaal van interferometersysteem 400. In het bijzonder maakt het tweede meetkanaal van interferometersysteem 500 gebruik van een bundelbron 514, een PBS 544, een QWP 552, meetreflector 520, een draaispiegel 556 en detectorelektronica 564, dat hoofdzakelijk hetzelfde kan worden 30 geconstrueerd en op dezelfde manier werkzaam kan zijn als bundelbron 414, PBS 444, QWP 452, draaispiegel 458, reflector 424 en detectorelektronica 464 van figuur 4B.
[0052] Het interferometersysteem van exemplarische uitvoeringsvorm 200 van figuur 2 kan dus zes vrijheidsgraden van trap 220 meten door het uitvoeren van 18 verschillende metingen in verschillende deelsystemen 300, 300', 400 en 500. Echter deelsystemen kunnen opnieuw worden gerangschikt op een verscheidenheid aan manieren voor het uitvoeren van verschillende metingen in verschillende systemen en/of voor het elimineren van sommige deelsystemen 300, 300’, 400 en 500 in zijn 5 geheel.
[0053] Hoewel deze openbaarmaking specifieke uitvoeringsvormen van systemen en processen beschrijft, verschaft de beschrijving slechts voorbeelden van systemen en processen overeenkomstig de onderhavige leer welke niet dient te worden beschouwd als beperking van de conclusies. Hoewel bijvoorbeeld de 10 bovenstaande openbaarmaking welke zich concentreert op meting van de Dopplerverschuivingen voor het identificeren van snelheden van een object is geconcentreerd, kunnen interferometers overeenkomstig alternatieve uitvoeringsvormen faseverschillen meten voor het rechtstreeks meten van afstanden. Verscheidene andere aanpassingen en combinaties van de kenmerken van de 15 uitvoeringsvormen die zijn geopenbaard, zullen voor de vakman die met de onderhavige leer geconfronteerd wordt duidelijk zijn, en bevinden zich daarom binnen de omvang van de aangehechte conclusies.
20 19
Vertaling tekst in tekeningen Figuur 1 beam source bundelbron 5 detector detector projection lens projectielens stage trap
Figuur 2 10 processor verwerkingseenheid
Figuur 3A
det. detector sor. bron 15 stage trap
Figuur 4A
det. detector sor. bron 20 stage trap
Figuur 4B
det. detector sor. bron 25 stage trap wafer wafer yaw gierhoek
Figuur 4C
30 stage trap yaw gierhoek
Figuur 5A
det. detector 20 sor. bron stage trap yaw gierhoek roll rolhoek 5
Figuur 5B
det. detector sor. bron stage trap 10 yaw gierhoek roll rolhoek
Figuur 5C
stage trap 15 yaw gierhoek roll rolhoek 20 1033024
Claims (17)
1. Een interferometersysteem, omvattende: een eerste meetkanaal welke een eerste signaal verschaft welke 5 een meting aangeeft langs een pad omvattende een eerste component langs een eerste richting naar een object dat gemeten wordt en een tweede component langs een tweede richting loodrecht op de eerste richting naar het object; een tweede meetkanaal welke een tweede signaal verschaft welke een meting aangeeft omvattende ten minste een component langs de tweede 10 richting; en een verwerkingssysteem dat gebruikt maakt van het eerste meetsignaal en het tweede meetsignaal voor het vaststellen van een meting langs de eerste richting.
2. Het systeem volgens conclusie 1, waarin het eerste meetkanaal 15 omvattende: een eerste reflector geplaatst op het object, een eerste reflector gescheiden in de tweede richting van het object; interferometeroptica welke een meetbundel richt in de eerste 20 richting naar de eerste reflector waar de meetbundel wordt gereflecteerd door de eerste reflector naar de tweede reflector, en terugkeert van de tweede reflector naar de eerste reflector; een detectorsysteem welke het eerste signaal voortbrengt uit de meetbundel en een referentiebundel gekoppeld met de meetbundel.
3. Het systeem volgens conclusie 2, waarin elk van de eerste reflector en de tweede reflector een prisma van het constante afwijkingstype omvat.
4. Het systeem volgens conclusie 2, waarin de eerste reflector een Penta-prisma omvat.
5. Het systeem volgens concusie 2, waarin de tweede reflector een 30 Porro-prisma omvat met een toppunt langs de eerste richting.
6. Het systeem volgens conclusie 1, waarin het tweede meetkanaal omvattende: eerste en tweede reflectieve facetten geplaatst op het object, waarbij het eerste reflectieve facet zich onder een hoek bevindt met het tweede 1033024 reflectieve facet en de eerste en tweede reflectieve facetten niet evenwijdig zijn met ofwel de eerste, ofwel de tweede richting; interferometeroptica omvattende een bundelcombinatie-eenheid en gepositioneerd voor het richten van een eerste bundel in de eerste richting voor 5 inval daarvan op het eerste reflectieve facet en voor het richten van een tweede bundel in de eerste richting voor het invallen op het tweede reflectieve facet; een detectorsysteem welke het tweede signaal voortbrengt uit de eerste en tweede bundels na respectievelijke reflecties vanuit de eerste en tweede facetten; en 10 bundelstuurdelen welke zich zodanig ten opzichte van de eerste en tweede reflectieve facetten bevinden voor het manipuleren van de eerste en tweede bundels voor het bereiken van het detectorsysteem.
7. Het systeem volgens conclusie 1, waarin het tweede meetkanaal omvattende: 15 een meetreflector geplaatst op het object en georiënteerd voor het van richting veranderen van een meetbundel vanuit een voortplanting in de eerste richting naar een voortplanting in de tweede richting; een referentiereflector geplaatst op het object en georiënteerd voor het van richting veranderen van een referentiebundel welke zich voortplant in een 20 eerste richting terug naar een tegenovergestelde richting; een optisch systeem welke de meetbundel richt in de eerste richting voor een enkele doorgang naar de meetreflector en welke de referentiebundel richt in de eerste richting voor een eerste doorgang naar de referentiereflector en vervolgens voor een tweede doorgang naar de referentiereflector; 25 een overliggende reflector die van het object is gescheiden in een tweede richting en is gepositioneerd voor het richten van de meetbundel terug naar de meetreflector welke vervolgens de meetbundel van richting verandert terug naar het optisch systeem; en een detectorsysteem welke het tweede signaal voortbrengt uit de 30 meet- en referentiebundels.
8. Het systeem volgens conclusie 1, waarin een eerste optisch systeem dat is gescheiden van het object langs de eerste richting bundels manipuleert die door het eerste meetkanaal en het tweede meetkanaal worden gebruikt voor het respectievelijke voortbrengen van het eerste signaal en het tweede signaal.
9. Het systeem volgens conclusie 1, verder omvattende: een derde meetkanaal dat een derde signaal verschaft dat een meting aangeeft langs een pad omvattende een eerste component langs een derde 5 richting en een tweede component langs de tweede richting, waarin de derde richting loodrecht is op de eerste en de tweede richting; en een vierde meetkanaal welke een vierde signaal verschaft dat een meting aangeeft omvattende ten minste een component langs de tweede richting, waarin: 10 het verwerkingssysteem het derde meetsignaal en het vierde meetsignaal gebruikt voor het bepalen van een meting langs de derde richting; en een tweede optisch systeem dat is gescheiden van het object langs de derde richting welke bundels manipuleert die door het derde meetkanaal en het vierde meetkanaal worden gebruikt voor het respectievelijke voortbrengen van het 15 eerste signaal en het tweede signaal.
10. Het systeem volgens conclusie 9, waarin de meting langs de eerste, tweede en derde richtingen X-, Z- en Y-metingen van het object verschaffen.
11. Het systeem volgens conclusie 9, verder omvattende een vijfde meetkanaal welke een vijfde signaal verschaft welke een meting aangeeft 20 omvattende ten minste een component langs de tweede richting, waarin het vijfde meetkanaal en het eerste meetkanaal meetreflectoren gebruiken die zich op de tegenovergelegen zijden van het object bevinden.
12. Het systeem volgens conclusie 11, verder omvattende een zesde meetkanaal welke rotatie van het object meet rond de tweede richting.
13. Het systeem volgens conclusie 1, waarin het object een trap voor het positioneren van een werkstuk in een lithografisch systeem omvat.
14. Een werkwijze voor het meten van een object, omvattende: het bedienen van een eerste meetkanaal in een interferometer-systeem voor het vaststellen van een eerste meting langs een pad omvattende een 30 eerste component en een eerste richting op een object dat wordt gemeten en een tweede component langs een tweede richting loodrecht op de eerste richting; het bedienen van een tweede meetkanaal van het interferometer-systeem voor het bepalen van een tweede meting omvattende ten minste een component langs de tweede richting; en het uit de eerste meting en de tweede meting vaststellen van een derde meting gelegen langs de eerste richting.
15. De werkwijze volgens conclusie 14, waarin het bedienen van het eerste meetkanaal omvat: 5 het richten van een meetbundel in de eerste richting aan een eerste reflector die is geplaatst op het object en is georiënteerd voor het reflecteren van de meetbundel naar een tweede reflector die is gescheiden in de tweede richting van het object; het vormen van een gecombineerde bundel uit de meetbundel na 10 reflectie door de eerste en tweede reflectoren met een referentiebundel; het meten van de gecombineerde bundel voor een proces die de eerste meting bepaalt.
16. De werkwijze volgens conclusie 14, waarin het bedienen van het tweede meetkanaal omvat: 15 het richten van een eerste meetbundel in de eerste richting voor inval daarvan op een eerste reflectieve facet op het object; en het richten van een tweede meetbundel in de tweede richting voor inval op een tweede reflectief facet, waarin het tweede reflectieve facet zich onder een hoek met het eerste reflectieve facet bevindt en de eerste en tweede reflectieve 20 facetten niet evenwijdig zijn aan ofwel de eerste ofwel de tweede richting; en het meten van een combinatie van de eerste en tweede bundels na respectievelijke reflecties door de eerste en tweede facetten.
17. De werkwijze volgens conclusie 14, waarin het bedienen van het tweede meetkanaal omvat: 25 het richten van een meetbundel in de eerste richting van een enkele doorgang naar de meetreflector, waarin de enkele doorgang reflectie omvat door de eerste reflector op het object en reflectie vanaf een tweede reflector die is gescheiden van het object in de tweede richting; het richten van een referentiebundel in de eerste richting van een 30 enkele doorgang naar en van een derde reflector op het object; het richten van een referentiebundel voor een tweede doorgang naar een en van de derde reflector; en het meten van een combinatie van de meetbundel en de referentiebundel, wanneer de meetbundel de enkele doorgang heeft afgelegd en de referentiebundel de eerste en tweede doorgangen heeft afgelegd. 5 1033024
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US29796805 | 2005-12-09 | ||
US11/297,968 US7362447B2 (en) | 2004-02-20 | 2005-12-09 | Low walk-off interferometer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NL1033024A1 NL1033024A1 (nl) | 2007-06-12 |
NL1033024C2 true NL1033024C2 (nl) | 2009-07-21 |
Family
ID=38056191
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NL1033024A NL1033024C2 (nl) | 2005-12-09 | 2006-12-08 | Interferometer met geringe afwijking ('walk-off'). |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7362447B2 (nl) |
JP (1) | JP2007163479A (nl) |
CN (1) | CN1979086A (nl) |
DE (1) | DE102006042007A1 (nl) |
NL (1) | NL1033024C2 (nl) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8693006B2 (en) * | 2005-06-28 | 2014-04-08 | Nikon Corporation | Reflector, optical element, interferometer system, stage device, exposure apparatus, and device fabricating method |
DE102007018115B4 (de) * | 2006-05-16 | 2009-09-24 | Vistec Semiconductor Systems Gmbh | Verfahren zum Steigern der Messgenauigkeit beim Bestimmen der Koordinaten von Strukturen auf einem Substrat |
WO2007142351A1 (ja) * | 2006-06-09 | 2007-12-13 | Nikon Corporation | 移動体装置、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法 |
WO2010058010A2 (de) * | 2008-11-24 | 2010-05-27 | Carl Zeiss Optronics Gmbh | Stereokameraeinrichtungen, verfahren zur fortlaufenden automatischen kalibrierung einer stereokameraeinrichtung, computerprogramm, computerprogrammprodukt und überwachungsvorrichtung für windkraftanlagen, gebäude mit transparenten bereichen, start- und landebahnen und/oder flugkorridore von flughäfen |
DE102012201393A1 (de) * | 2012-02-01 | 2013-08-01 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Positionsmesseinrichtung und Anordnung mit mehreren Positionsmesseinrichtungen |
JP6206295B2 (ja) * | 2014-03-29 | 2017-10-04 | 株式会社Jvcケンウッド | 傾き調整機構を備えた光学機器及び傾き調整方法 |
CN107255451B (zh) * | 2017-07-07 | 2023-07-18 | 浙江理工大学 | 角度补偿式激光外差干涉位移测量装置及方法 |
TWI641805B (zh) * | 2018-04-02 | 2018-11-21 | 國立雲林科技大學 | Laser interference calibrator |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6020964A (en) * | 1997-12-02 | 2000-02-01 | Asm Lithography B.V. | Interferometer system and lithograph apparatus including an interferometer system |
US6285444B1 (en) * | 1998-05-21 | 2001-09-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Positioning system and position measuring method for use in exposure apparatus |
US20050185193A1 (en) * | 2004-02-20 | 2005-08-25 | Schluchter William C. | System and method of using a side-mounted interferometer to acquire position information |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5117303B1 (nl) * | 1970-12-30 | 1976-06-01 | ||
SE354115B (nl) * | 1971-10-13 | 1973-02-26 | Lasergruppen Konsuit Ab | |
US4891526A (en) * | 1986-12-29 | 1990-01-02 | Hughes Aircraft Company | X-Y-θ-Z positioning stage |
US5151749A (en) * | 1989-06-08 | 1992-09-29 | Nikon Corporation | Method of and apparatus for measuring coordinate position and positioning an object |
JP3164960B2 (ja) * | 1994-02-18 | 2001-05-14 | キヤノン株式会社 | ステージ装置 |
US6020407A (en) | 1995-11-07 | 2000-02-01 | Rheox, Inc. | Super dispersable thickening composition for aqueous systems and a method of thickening said aqueous systems |
US6208407B1 (en) * | 1997-12-22 | 2001-03-27 | Asm Lithography B.V. | Method and apparatus for repetitively projecting a mask pattern on a substrate, using a time-saving height measurement |
TW490596B (en) * | 1999-03-08 | 2002-06-11 | Asm Lithography Bv | Lithographic projection apparatus, method of manufacturing a device using the lithographic projection apparatus, device manufactured according to the method and method of calibrating the lithographic projection apparatus |
EP1285222A4 (en) * | 2000-05-17 | 2006-11-15 | Zygo Corp | INTERFEROMETRIC DEVICE AND INTERFEROMETRIC PROCEDURE |
-
2005
- 2005-12-09 US US11/297,968 patent/US7362447B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2006
- 2006-08-29 CN CN200610112248.2A patent/CN1979086A/zh active Pending
- 2006-09-07 DE DE102006042007A patent/DE102006042007A1/de not_active Withdrawn
- 2006-12-05 JP JP2006328679A patent/JP2007163479A/ja active Pending
- 2006-12-08 NL NL1033024A patent/NL1033024C2/nl not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6020964A (en) * | 1997-12-02 | 2000-02-01 | Asm Lithography B.V. | Interferometer system and lithograph apparatus including an interferometer system |
US6285444B1 (en) * | 1998-05-21 | 2001-09-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Positioning system and position measuring method for use in exposure apparatus |
US20050185193A1 (en) * | 2004-02-20 | 2005-08-25 | Schluchter William C. | System and method of using a side-mounted interferometer to acquire position information |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007163479A (ja) | 2007-06-28 |
NL1033024A1 (nl) | 2007-06-12 |
DE102006042007A1 (de) | 2007-06-14 |
US20060087659A1 (en) | 2006-04-27 |
US7362447B2 (en) | 2008-04-22 |
CN1979086A (zh) | 2007-06-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NL1032326C2 (nl) | Interferometer voor meting van loodrechte translaties. | |
NL1033024C2 (nl) | Interferometer met geringe afwijking ('walk-off'). | |
US7130056B2 (en) | System and method of using a side-mounted interferometer to acquire position information | |
US10066974B2 (en) | Interferometric encoder systems having at least partially overlapping diffracted beams | |
KR101521146B1 (ko) | 이중 패스 간섭측정식 인코더 시스템 | |
US6208424B1 (en) | Interferometric apparatus and method for measuring motion along multiple axes | |
US6757066B2 (en) | Multiple degree of freedom interferometer | |
US9201313B2 (en) | Compact encoder head for interferometric encoder system | |
US20220214193A1 (en) | Displacement measuring apparatus, displacement measuring method and photolithography device | |
NL1030035C2 (nl) | Interferometersystemen voor meten van verplaatsing en belichtingssystemen die daarvan gebruik maken. | |
EP1135668A1 (en) | Dynamic beam steering interferometer | |
US9534934B2 (en) | High resolution encoder head | |
US6954273B2 (en) | Laser-based measuring apparatus for measuring an axial run-out in a cylinder of rotation and method for measuring the same utilizing opposing incident measuring light beams | |
JP6680997B2 (ja) | エンコーダ装置及びその使用方法、光学装置、露光装置、並びにデバイス製造方法 | |
US20110299090A1 (en) | Real-time interferometer | |
US7072048B2 (en) | Interferometric plural-dimensional displacement measuring system | |
TWI479125B (zh) | 干涉式編碼器系統的密接式編碼頭 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
AD1A | A request for search or an international type search has been filed | ||
RD2N | Patents in respect of which a decision has been taken or a report has been made (novelty report) |
Effective date: 20090317 |
|
PD2B | A search report has been drawn up | ||
V1 | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20100701 |