CN102313508A - 一种激光干涉仪光路对准装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种激光干涉仪光路对准装置及方法，激光器发出的激光经反射镜调整机构调整后入射至激光干涉仪，其中的偏振分光镜将激光分成参考光和测量光，参考光经参考反射镜反射而测量光经测量反射镜反射后再次进入偏振分光镜，并由偏振分光镜反射至光纤接收头，其中的分光镜将入射光分成两部分，其中的大部分光经由光纤接收头中的压缩透镜组件压缩并传输至接收器，另一部分光被投影至光斑观测装置，用于观测参考光斑和测量光斑的重合度。

Description

一种激光干涉仪光路对准装置及方法
技术领域
本发明涉及光刻领域，尤其涉及用于光刻装置的干涉仪光路对准装置。
背景技术
目前激光干涉技术已广泛应用于高精度位置测量，其具有精度高，可靠性强，误差干扰小的特点。而激光干涉仪光路对准的准确度将直接影响干涉仪的测量精度和测量范围。
美国的Agilent公司和Zygo公司提出，干涉仪光路对准的准确度主要是观测于涉仪出射光斑中参考光斑和测量光斑的重合度。传统的方法是先不安装光纤接收头，调整激光器或反射镜，当参考光斑和测量光斑的重合度满足一定的要求后，再将图3所示的光纤接收头安装到干涉仪上。光纤接收头将参考干涉仪出射光斑压缩后通过光纤传送至接收器。然而当干涉仪或测量反射镜的位置发生改变时，参考光斑和测量光斑的重合度就会发生改变，需要重新调整参考光斑和测量光斑的重合度，这时必须将光纤接收头拆除。一方面受干涉仪安装空间位置的限制，特别是应用在光刻机等空间狭小的场景时，光纤接收头的拆装非常困难；另一方面，拆装光纤接收头时需要先拔出光纤，而光纤经常插拔容易损坏从而影响光纤的使用寿命。所以，设计一套能够不需要拆除光纤接收头就可以观测出参考光斑和测量光斑重合度，且不影响干涉仪测量精度的装置显得至关重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种激光干涉仪光路对准装置，其不需要拆除光纤接收头就可以观测出参考光斑和测量光斑重合度，且不影响干涉仪测量精度。
一种激光干涉仪光路对准装置，包括：
激光器，用于发出对准用激光；
反射镜调整机构，使上述激光入射至激光干涉仪；
激光干涉仪，其中的偏振分光镜将从反射镜调整机构出射的激光分成参考光和测量光，纤参考反射镜反射后的参考光和经测量反射镜反射后的测量光分别第二次进入偏振分光镜，并由偏振分光镜反射后汇合成第一光束；
光纤接收头，接收上述第一光束，并将上述第一光束分成至少两束光，上述至少两束光为第二光束和第三光束；
光斑观测装置，接收从光纤接收头出射的上述第二光束，并观测参考光斑和测量光斑的重合度。
其中，上述光纤接收头包括一个分光镜和一个压缩透镜组件，压缩透镜组件接收从分光镜出射的第三光束，从分光镜出射的第二光束被投影至光斑观测装置。
优选地，还包括接收器，通过光纤接收从上述光纤接收头出射的第三光束。
一种激光干涉仪光路对准方法，包括：
激光器发出对准用激光；
上述激光通过反射镜调整机构入射至激光干涉仪，激光干涉仪中的偏振分光镜将上述激光分成参考光和测量光，经参考反射镜反射后的参考光和经测量反射镜反射后的测量光分别第二次进入偏振分光镜，并由偏振分光镜反射后汇合成第一光束；
光纤接收头接收上述第一光束，并将上述第一光束分成至少两束光，上述至少两束光为第二光束和第三光束；
光斑观测装置接收上述第二光束，并观测参考光斑和测量光斑的重合度；
调整反射镜调整机构以提高参考光斑和测量光斑的重合度。
其中，上述光纤接收头包括一个分光镜和一个压缩透镜组件，压缩透镜组件接收从分光镜出射的第三光束，从分光镜出射的第二光束被投影至光斑观测装置。
其中，接收器通过光纤接收从上述光纤接收头出射的第三光束。
该装置在光纤接收头聚光前通过一个分光镜将干涉仪出射光分出小部分用于观测参考光斑和测量光斑的重合度，大部分出射光经光纤接收头压缩后通过光纤传送至接收器。该装置用于观测和调整干涉仪出射光的参考光斑和测量光斑的重合度时非常方便，无需将光纤接收头拆除，且结构简单。
附图说明
图1所示为根据本发明的激光干涉仪光路对准装置的结构示意图；
图2所示为根据本发明的光纤接收头的结构示意图；
图3所示为传统的光纤接收头的结构示意图。
具体实施方式
下面，结合附图详细描述根据本发明的优选实施例。为了便于描述和突出显示本发明，附图中省略了现有技术中已有的相关部件，并将省略对这些公知部件的描述。
本发明提出了一种激光干涉仪光路对准装置，用于方便观测激光干涉仪出射光参考光斑和测量光斑的重合度。该对准装置的结构如图1所示，激光器1发出的激光经反射镜调整机构2后进入激光于涉仪10，激光干涉仪10包括偏振分光镜9和参考反射镜3，通过偏振分光镜9将入射的激光分为参考光和测量光，参考光经参考反射镜3反射后出射，测量光经测量反射镜4反射后出射，两束出射光经偏振分光镜反射后汇合成第一光束由光纤接收头5接收，光纤接收头5将接收的第一光束分成两部分，其中大部分经光纤接收头5压缩后通过光纤6传送到接收器7，用于位置测量；另一部分投影到光斑观测装置8，通过光斑观测装置8可以观测出参考光斑和测量光斑的重合度。根据光斑观测装置8观测到的参考光斑和测量光斑的重合度，调整反射镜调整机构2，使参考光斑和测量光斑的重合度更高，从而提高干涉仪光路对准的准确度。
其中，光纤接收头5的具体结构如图2所示，激光干涉仪10的出射光经分光镜101后，分成两路，一路经压缩透镜组102压缩后由光纤6传送至接收器7；另一路投影到光斑观测装置8。在另一实施例中，激光干涉仪10也可以仅由偏振分光镜9组成，参考反射镜3位于激光干涉仪之外；激光干涉仪10也可以由偏振分光镜9、参考反射镜3、测量反射镜4组成。
本说明书中所述的只是本发明的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的范围之内。

Claims (6)

1.一种激光干涉仪光路对准装置，包括：
激光器，用于发出对准用激光；
反射镜调整机构，使上述激光入射至激光干涉仪；
激光干涉仪，其中的偏振分光镜将从反射镜调整机构出射的激光分成参考光和测量光，经参考反射镜反射后的参考光和经测量反射镜反射后的测量光分别第二次进入偏振分光镜，并由偏振分光镜反射后汇合成第一光束；
光纤接收头，接收上述第一光束，并将上述第一光束分成至少两束光，上述至少两束光为第二光束和第三光束；
光斑观测装置，接收从光纤接收头出射的上述第二光束，并观测参考光斑和测量光斑的重合度。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，上述光纤接收头包括一个分光镜和一个压缩透镜组件，压缩透镜组件接收从分光镜出射的第三光束，从分光镜出射的第二光束被投影至光斑观测装置。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，还包括接收器，通过光纤接收从上述光纤接收头出射的第三光束。
4.一种激光干涉仪光路对准方法，包括：
激光器发出对准用激光；
上述激光通过反射镜调整机构入射至激光干涉仪，激光干涉仪中的偏振分光镜将上述激光分成参考光和测量光，经参考反射镜反射后的参考光和经测量反射镜反射后的测量光分别第二次进入偏振分光镜，并由偏振分光镜反射后汇合成第一光束；
光纤接收头接收上述第一光束，并将上述第一光束分成至少两束光，上述至少两束光为第二光束和第三光束；
光斑观测装置接收上述第二光束，并观测参考光斑和测量光斑的重合度；
调整反射镜调整机构以提高参考光斑和测量光斑的重合度。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于上述光纤接收头包括一个分光镜和一个压缩透镜组件，压缩透镜组件接收从分光镜出射的第三光束，从分光镜出射的第二光束被投影至光斑观测装置。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，接收器通过光纤接收从上述光纤接收头出射的第三光束。
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