NL1029522C2

NL1029522C2 - Heterodyne laserinterferometer met porroprisma's voor meting van trapverplaatsing.

Info

Publication number: NL1029522C2
Application number: NL1029522A
Authority: NL
Inventors: W Clay Schluchter; L Hakchu Lee
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 2004-07-23
Filing date: 2005-07-14
Publication date: 2007-06-01
Also published as: JP2006038844A; NL1029522A1; CN1724968A; US20060017933A1; DE102005014496A1

Description

i ΐ

Korte aanduiding: Heterodyne laserinterferometer met porroprisma’s voor meting van tafelverplaatsing.

BESCHRIJVING VAN DE STAND VAN DE TECHNIEK 5 [0001] Voor een multi-asmeting van een tafelverplaatsing en -rotatie Kan een standaard vlakke-spiegelinterferometerconfiguratie worden gebruikt. Deze configuratie heeft echter een nadeel voor rotatiemetingen. Wanneer de tafel roteert, transleert de meetbundel of wandelt weg ten opzichte van de referentiebundellocatie op de detector. De grootte van de overlapping van de referentie- en meetbundels 10 neemt met dit weglopen af. Elke oplossing die dit weglopen reduceert heeft een superieur dynamisch bereik.

[0002] Rotaties van de tafel rond een willekeurige as kunnen een hoek vormen tussen de referentie- en meetbundels (ook “bundelrichtwerking” genoemd) in aanvulling op het ontstaan van het weglopen. Beide invloeden beperken het 15 dynamisch bereik van de metingen. Hoek- en dakreflectoren zijn in een aantal vormen geïmplementeerd om bundelrichtwerking te minimaliseren en het dynamisch bereik te vergroten.

[0003] In het verleden zijn “dak”-spiegelinterferometerontwerpen met dubbele doorgang geïmplementeerd. U.S. octrooi nr. 6.208.424 (“de Groot”) 20 openbaart een voorbeeld van een dakspiegelontwerp met dubbele doorgang. Het ontwerp van De Groot vereist een grote ruimte op de tafel voor het meten van één as, omdat de meetbundel zowel verticaal (Z-richting) als horizontaal (Y-richting) is gescheiden om de dakspiegel op vier verschillende locaties te raken. Dit is een ongewenste eigenschap voor wafellithografie. Omdat de eisen voor de 25 tafelafmetingen groot zijn, zijn de door dit meetvereiste beperkte tafels groter en zwaarder. Zwaardere tafels kunnen op hun beurt de wafelopbrengst beperken. In het algemeen kan het minimaliseren van de ruimte op de tafel die nodig is voor verplaatsingsmeting de wafelopbrengst ondersteunen.

[0004] Derhalve is hetgeen dat nodig is een interferometerontwerp dat het 30 weglopen en de hoek tussen de referentie- en meetbundels minimaliseert, terwijl de eisen aan de tafelafmetingen afnemen.

SAMENVATTING

[0005] De uitvinding voorziet in een systeem voor het meten van een verplaatsing langs een eerste richting, omvattende 1029522 t 2 een meetdakoptiek ( bijvoorbeeld een porroprisma) gemonteerd op een tafel, waarbij de tafel langs de eerste richting kan transleren; | een polariserende bundelsplitser voor het verschaffen van een meetbundel met een eerste polarisatietoestand, waarbij de polariserende 5 bundelsplitser een eerste vlak tegenover de meetdakoptiek en een tweede vlak tegenover het eerste vlak omvat; een eerste golflengteplaat gelegen tussen de meetdakoptiek en het eerste vlak van de polariserende bundelsplitser, waarbij de eerste golflengteplaat zich ten minste gedeeltelijk op het eerste vlak van de polariserende bundelsplitser 10 uitstrekt; en

een omkeeeroptiek gelegen tegenover de meetdakoptiek, waarin een meetpad door het systeem alleen segmenten omvat in hoofdzaak gelegen in een vlak gedefinieerd door de eerste richting en een tweede richting orthogonaal op de eerste richting, en in het meetpad, een meetbundel vanaf de meetdakoptiek 15 reflecteert naar de omkeeroptiek en vanaf de omkeeroptiek reflecteert naar de J

meetdakoptiek, met het kenmerk dat de omkeeroptiek is gelegen tegenover het tweede vlak van de ! polariserende bundelsplitser; de eerste golflengteplaat is ingericht om de polarisatietoestand van j 20 een meetbundel, die vanaf de meetdakoptiek reflecteert in de richting van de omkeeroptiek tegenover het tweede vlak van de polariserende bundelsplitser, door roteren zodanig te wijzigen dat de meetbundel met de gewijzigde polarisatietoestand na reflectie vanaf de meetdakoptiek de polariserende bundelsplitser doorloopt in de richting naar de omkeeroptiek en na reflectie vanaf de omkeeroptiek de 25 polariserende bundelsplitser doorloopt in de richting naar de meetdakoptiek.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN

[0006] De figuren 1, 2 en 3 illustreren een interferometersysteem dat bundelrichtwerking en het weglopen minimaliseert in een uitvoeringsvorm van de 30 uitvinding.

[0007] De figuren 4, 5 en 6 illustreren een interferometersysteem dat bundelrichtwerking en weglopen minimaliseert in een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding.

[0008] Figuur 7 illustreert een variatie van het interferometersysteem in de t 3 figuren 1,2 en 3 in een uitvoeringsvorm van de uitvinding.

[0009] Gebruik van dezelfde verwijzingscijfers in verschillende figuren duidt gelijke of identieke elementen aan. De figuren zijn niet op schaal getekend en zijn slechts voor illustratieve doeleinden.

5 GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING

[0010] Figuur 1 illustreert een interferometersysteem 100 in een uitvoeringsvorm van de uitvinding. Hoewel georiënteerd voor het meten van verplaatsing langs de Z-richting, kan het systeem 100 worden georiënteerd voor het meten langs een willekeurige as.

10 [0011] Een laserbron 101 richt een coherente, gecollimeerde lichtbundel naar een linkervlak 102 van een polariserende bundelsplitser (PBS) 103. De lichtbundel bestaat uit twee orthogonaal gepolariseerde frequentiecomponenten. Eén frequentiecomponent fA (bijvoorbeeld een meetbundel die aanvankelijk S-gepolariseerd is met betrekking tot het hypotemusavlak van de PBS) treedt het 15 meetpad van het systeem binnen terwijl de andere frequentiecomponent fB (bijvoorbeeld een referentiebundel die aanvankelijk P-gepolariseerd is met betrekking tot het hypotenusevlak van de PBS) het referentiepad van het systeem binnentreedt.

[0012] Figuur 2 illustreert alleen het meetpad. Het meetpad omvat twee 20 doorgangen naar een meetdakoptiek 104 (bijvoorbeeld een porroprisma). Een porroprisma is een 45-90-45° reflecterend prisma met twee reflecterende vlakken die de hoek 90° van vormen voor het reflecteren van de lichtbundel over een totale hoek van 180°. Het meetporroprisma 104 is op een tafel 108 gemonteerd waarvan de translatie langs de Z-richting moet worden gemeten. In een eerste meetdoorgang 25 reflecteert een polariserende bundelsplitser (PBS) 103 de meetbundel via een onderste vlak 105 van een halve-golflengteplaat 106. De halve-golflengteplaat 106 roteert de polarisatietoestand van de meetbundel van de S-polarisatie naar de P-polarisatie. De meetbundel plant zich dan voort naar een reflecterend oppervlak van het meetporroprisma 104. Het meetporroprisma 104 heeft zijn apex, welke zich in of 30 uit de pagina uitstrekt, in hoofdzaak langs de Y-richting. Het meetporroprisma 104 reflecteert de meetbundel vanaf twee reflecterende oppervlakken en de meetbundel treedt naar buiten in een verschoven pad en zonder helling ten opzichte van de ingangsbundel over de Y-richting terug naar de PBS 103. Omdat de meetbundel in hoofdzaak P-gepolariseerd is wanneer deze op het meetporroprisma 104 invalt, is er Γ 4 een kleine faseverschuiving veroorzaakt door de reflectie tegen het meetporroprisma 104. Niettemin kan een geschikte bekleding op het ingangsvlak van het meetporroprisma 104 worden verschaft om elke ongewenste faseverschuiving te reduceren.

5 [0013] De PBS 103 stuurt de meetbundel nu via een bovenste vlak 109 i naar een omkeeroptiek 110 (bijvoorbeeld een kubische hoekretroreflector). De i kubische hoekreflector 110 reflecteert de meetbundel vanaf drie reflecterende oppervlakken en de meetbundel verlaat de kubische hoekreflector 110 in een verschoven maar evenwijdig pad terug naar de PBS 103. De kubische hoekreflector 10 110 verschuift derhalve de meetbundel in de X-richting en de gereflecteerde bundel i helt als gevolg van de tafelrotatie in de X-richting. Op de reflecterende vlakken van ! de kubische hoekreflector 110 kan een geschikte bekleding worden verschaft om elke ongewenste faseverschuiving te reduceren. De PBS 103 stuurt de meetbundel opnieuw via het onderste vlak 105 naar de halve-golflengteplaat 106, hetgeen een 15 tweede meetdoorgang door het systeem 100 start.

[0014] In de tweede meetdoorgang roteert de halve-golflengteplaat 106 de polarisatietoestand van de meetbundel van de P-polarisatie terug naar de S-polarisatie. De meetbundel plant zich dan voort naar het meetporroprisma 104. Het meetporroprisma 104 reflecteert de meetbundel opnieuw in een verschoven pad en 20 zonder helling ten opzichte van de ingangsbundel over de Y-richting terug naar de PBS 103. De PBS 103 reflecteert de meetbundel nu via een linkervlak 102 naar de detector 112.

[0015] Figuur 3 illustreert alleen het referentiepad. Het referentiepad omvat twee doorgangen naar een referentiedakoptiek 114 (bijvoorbeeld een 25 porroprisma). In een eerste referentiedoorgang stuurt de PBS 103 de i referentiebundel via een rechtervlak 115 naar een halve-golflengteplaat 116. De halve-golflengteplaat 116 roteert de polarisatietoestand van de referentiebundel van j de P-polarisatie naar de S-polarisatie. De referentiebundel plant zich dan voort naar ; een reflecterend oppervlak van het referentieporroprisma 114. ! 30 [0016] Het referentieporroprisma 114 heeft zijn apex, welke zich in of uit de pagina uitstrekt, in hoofdzaak langs de Y-richting. Het referentieporroprisma 114 reflecteert de referentiebundel vanaf twee reflecterende oppervlakken en de i referentiebundel treedt naar buiten in een verschoven pad en zonder helling ten opzichte van de ingangsbundel over de Y-richting terug naar de PBS 103. Het -f 5 referentieporroprisma 114 helpt ook voor aanpassing van het optische pad door glas in het referentiepad van de interferometer aan het optische pad door glas in het meetpad, hetgeen thermische effecten minimaliseert. Omdat de referentiebundel in hoofdzaak S-gepolariseerd is wanneer deze op het referentieporroprisma 114 invalt, 5 is er weinig faseverschuiving als gevolg van de reflectie tegen het referentieporroprisma 114. Niettemin kan op de reflecterende vlakken van het referentieporroprisma 114 een geschikte bekleding worden verschaft om elke ongewenste faseverschuiving te reduceren. In een uitvoeringsvorm wordt het porroprisma 114 vervangen door een retroreflector. In deze uitvoeringsvorm zijn de 10 meet- en referentiepaden hetzelfde als die zoals geïllustreerd in figuur 1.

[0017] De PBS 103 reflecteert nu de referentiebundel via het bovenste vlak 109 naar de kubische hoekreflector 110. De kubische hoekreflector 110 reflecteert de referentiebundel vanaf drie reflecterende oppervlakken en de referentiebundel treedt naar buiten in een verschoven maar evenwijdig pad terug naar de PBS 103.

15 De PBS 103 reflecteert de referentiebundel naar de halve-golflengteplaat 116, hetgeen een tweede referentiedoorgang door het systeem 100 start.

[0018] In de tweede referentiedoorgang, roteert de halve-golflengteplaat 116 de polarisatietoestand van de referentiebundel van de S-polarisatie terug naar de P-polarisatie. De referentiebundel plant zich dan voort naar het 20 referentieporroprisma 114. Het referentieporroprisma 114 reflecteert de referentiebundel opnieuw in een verschoven pad en zonder helling ten opzichte van de ingangsbundel over de Y-richting terug naar de PBS 103. Verwijzend naar figuur 1, de PBS 103 recombineert nu de referentiebundel met de meetbundel en stuurt deze naar de detector 112. De detector 112 meet dan de verandering in de fase van 25 de gerecombineerde bundel om de relatieve verplaatsing van de trap 108 langs de Z-richting te bepalen.

[0019] Figuur 7 illustreert een interferometersysteem 100A, dat een variatie is van het interferometersysteem 100 in een uitvoeringsvorm van de uitvinding. In het systeem 100A is het referentieporroprisma 114 vervangen door 30 een vlakke-referentiespiegel 114A en is de halve-golflengteplaat 116 vervangen door een kwart-golflengteplaat 116A die zich op het rechtervlak 115 van de PBS 103 uitstrekt. Om te garanderen dat het optische pad door glas in de meet- en referentiepaden is gebalanceerd, is een glasblokje 122 tussen de kwart-golflengteplaat 116A en de vlakke-referentiespiegel 114A geplaatst. Als alternatief 6 kan het glasblokje 122 tussen de kwart-golflengteplaat 116A en de PBS 103 worden geplaatst. De kwart-golflengteplaat 116A of het glasblokje 122 kunnen ook worden bekleed met een reflecterende bekleding die de vlakke-referentiespiegel 114A vervangt.

5 [0020] Het meetpad in het systeem 100A is hetzelfde als het meetpad in het systeem 100 en zal niet worden herhaald.

[0021] In het referentiepad stuurt de PBS 103 de referentiebundel door de kwart-golflengteplaat 116A en het glasblokje 122 naar de vlakke referentiespiegel 114A. De vlakke-referentiespiegel 114A reflecteert de bundel terug op zichzelf en 10 terug via de kwart-golflengteplaat 116A. Wanneer de referentiebundel de kwart-golflengteplaat 116A tweemaal doorloopt, wordt de nieuwe S-gepolariseerde referentiebundel door de PBS 103 in de kubische hoekreflector 110 gereflecteerd.

De kubische hoekreflector 110 retourneert de referentiebundel in een verschoven maar evenwijdig pad in de PBS 103.

15 [0022] De PBS 103 reflecteert de referentiebundel via de kwart- golflengteplaat 116A en het glasblokje 122 op de vlakke-referentiespiegel 114A. De vlakke-referentiespiegel 114A reflecteert de referentiebundel terug op zichzelf en terug via de kwart-golflengteplaat 116A. De nieuwe P-gepolariseerde referentiebundel wordt gerecombineerd met de meetbundel en door de PBS 103 20 naar de detector 112 gestuurd.

[0023] Figuur 4 illustreert een interferometersysteem 400 in een uitvoeringsvorm van de uitvinding. Hoewel georiënteerd voor het meten van verplaatsing langs de Z-as, kan het systeem 400 worden georiënteerd voor meting langs een willekeurige as.

25 [0024] Zoals boven beschreven, richt de laserbron 101 een lichtbundel bestaande uit twee orthogonaal gepolariseerde frequentiecomponenten naar het linkervlak 102 van de PBS 103. Opnieuw treedt één frequentiecomponent fA (bijvoorbeeld een meetbundel die aanvankelijk S-gepolariseerd is met betrekking tot het hypotenusevlak van de PBS) het meetpad van het systeem binnen terwijl de 30 andere frequentiecomponent fB (bijvoorbeeld een referentiebundel die aanvankelijk P-gepolariseerd is met betrekking tot het hypotemusavlak van de PBS) het referentiepad van het systeem binnentreedt.

[0025] Figuur 5 illustreert alleen het meetpad. Het meetpad omvat twee doorgangen naar een meetdakoptiek 404 (bijvoorbeeld een porroprisma) i | i i f 7 gemonteerd op de tafel 108 waarvan de translatie langs de Z-richting moet worden gemeten. In een eerste meetdoorgang reflecteert de PBS 103 de meetbundel via het onderste vlak 105 naar een kwart-golflengteplaat 406. De kwart-golflengteplaat 406 transformeert het lineair gepolariseerde licht in circulair gepolariseerd licht. De 5 meetbundel treft dan op de apex van het meetporroprisma 404. Het meetporroprisma 404 heeft zijn apex, welke zich horizontaal op de pagina uitstrekt, in hoofdzaak langs de Y-richting. Het meetporroprisma 404 reflecteert de meetbundel zonder helling ten opzichte van de ingangsbundel over de Y-richting terug naar de kwart-golflengteplaat 406.

10 [0026] Omdat de meetbundel circulair gepolariseerd is wanneer deze op het meetporroprisma 404 treft, kan de reflectie van het prisma 404 een ongewenste faseverschuiving veroorzaken en verandering van de polarisatie van de meetbundel van circulair naar elliptisch. Voor een meetporroprisma 404 gemaakt van een enkel stuk glas kan derhalve een geschikte bekleding 420 (figuur 4B) op de twee 15 reflecterende vlakken van het prisma 404 worden verschaft ter compensatie van de ongewenste faseverschuiving en verschuiving van de wijzerrichting van links naar rechts of van rechts naar links. Het produceren van een faseverschuiving van 180 (modulo 360) graden tussen de S- en P-polarisatie zal dit doel bereiken.

[0027] In een uitvoeringsvorm voor een BK7-meetporroprisma 404 omvat 20 de bekleding 420 een eerste laag van siliciumdioxide (Si02) met een optische kwart-golflengtedikte (“quarter wave optical thickness") (QWOT) van 1,7504 en gevormd op de niet-beklede glasvlakken 415A en 415B van het prisma 404, een tweede laag van titaniumdioxide (Ti02)-laag met een QWOT van 1,2771 en gevormd op de eerste laag, een derde laag van Si02 met een QWOT van 1,6731 en gevormd op de 25 tweede laag, en een vierde laag van Ti02 met een QWOT van 1,9918 en gevormd op de derde laag. De QWOT is gelijk aan 4*n*t gedeeld door λ, waarin n de brekingsindex is, t de fysieke dikte is, en λ de ontwerpgolflengte is. De brekingsindices van Ti02 en Si02 zijn respectievelijk 2,432 en 1,477 bij een ontwerpgolflengte van 633 nm. De bekleding 420 kan worden gevormd door fysieke 30 dampneerslag (PVD) met een ionenbundel. De bekleding 420 op elk reflecterend oppervlak bewerkstelligt een faseverschuiving van 90 graden tussen de S- en P-polarisaties bij een invalshoek van 45 graden. Na het exciteren van het meetporroprisma 404, heeft de bekleding 420 dus een totale faseverschuiving van de retourbundel van 180 graden geproduceerd en zal de wijzerrichting van de f 8 circulaire polarisatie schuiven van links naar rechts of van rechts naar links.

[0028] In andere uitvoeringsvormen is een eerste bekleding die een faseverschuiving van 0 graden produceert op een reflecterend oppervlak van het i meetporroprisma 404 gevormd en is een tweede bekleding die een faseverschuiving 5 van 180 graden produceert op het andere reflecterende oppervlak van het meetporroprisma 404 gevormd. De bekledingen produceren derhalve een totale verschuiving van de retourbundel van 180 graden en de wijzerrichting van de circulaire polarisatie zal derhalve verschuiven van links naar rechts of van rechts naar links.

10 [0029] Terugverwijzend naar figuur 5, de kwart-golflengteplaat 406 transformeert het circulair gepolariseerde licht naar lineair gepolariseerd licht. De meetbundel plant zich dan voort naar de PBS 103. De PBS 103 stuurt de meetbundel nu door het bovenste vlak 109 naar de kubische hoekreflector 110. De kubische hoekreflector 110 verschuift de meetbundels in de Y-richting en reflecteert 15 de bundelhellingen terug als gevolg van de tafelrotatie over de X-richting. In een verdere uitvoeringsvorm is de kubische hoekreflector 110 vervangen door een porroprisma. De kubische hoekreflector 110 reflecteert de meetbundel vanaf drie reflecterende oppervlakken en de meetbundel treedt uit in een verschoven maar evenwijdig pad terug naar de PBS 103. Op de reflecterende vlakken van de 20 kubische hoekreflector 110 kan een geschikte bekleding worden verschaft om elke ongewenste faseverschuiving te reduceren. De PBS 103 stuurt de meetbundel opnieuw via het onderste vlak 105 naar de kwart-golflengteplaat 406 hetgeen een tweede meetdoorgang door het systeem 400 start.

[0030] In de tweede meetdoorgang transformeert de halve-golflengteplaat 25 406 het lineair gepolariseerde licht in circulair gepolariseerd licht. De meetbundel treft dan op de apex van het meetporroprisma 404. Het meetporroprisma 404 reflecteert de meetbundel dan zonder helling ten opzichte van de ingangsbundel over de Y-richting terug naar de kwart-golflengteplaat 406. De kwart-golflengteplaat 406 transformeert het circulair gepolariseerde licht in lineair gepolariseerd licht. De 30 meetbundel plant zich dan voort naar de PBS 103. De PBS 103 reflecteert de meetbundel nu via het linkervlak 102 naar de detector 112.

[0031] Figuur 6 illustreert alleen het referentiepad. Het referentiepad omvat twee doorgangen naar een referentiedakoptiek 414 (bijvoorbeeld een porroprisma). In een eerste referentiedoorgang stuurt de PBS 103 de f 9 referentiebundel via het rechtervlak 115 naar een halve-golflengteplaat 416. De halve-golflengteplaat 416 transformeert het lineair gepolariseerde licht in circulair gepolariseerd licht. De referentiebundel treft dan op de apex van het referentieporroprisma 414. Het referentieporroprisma 414 heeft zijn apex, welke zich 5 horizontaal op de pagina uitstrekt, in hoofdzaak langs de Z-richting. Het referentieporroprisma 414 reflecteert de referentiebundel zonder helling ten opzichte van de ingangsbundel over de Z-richting terug naar de kwart-golfplaat 416.

[0032] Omdat de referentiebundel circulair gepolariseerd is wanneer deze op het meetporroprisma 414 treft, kan de reflectie vanaf het prisma 414 een 10 ongewenste faseverschuiving veroorzaken en de polarisatie van de meetbundel van circulair naar elliptisch veranderen. Voor een meetporroprisma 414 gemaakt van een vast stuk glas kan derhalve een bekleding 422 (figuur 4B) gelijk aan de boven beschreven bekleding 420 op de reflecterende vlakken van de spiegel 416 worden verschaft om de ongewenste faseverschuiving te compenseren en de circulaire 15 polarisatie te behouden.

[0033] In een verdere uitvoeringsvorm is het referentieporroprisma 414 vervangen door een vlakke referentiespiegel. Wanneer het meetporroprisma 404 echter van massief glas is vervaardigd, kan in het referentiepad een glasblokje worden geplaatst om het optische pad door glas in de meet- en referentiepaden te 20 balanceren, gelijk aan de in figuur 7 getoonde configuratie.

[0034] Terugverwijzend naar figuur 6, de kwart-golflengteplaat 416 transformeert het circulair gepolariseerde licht in lineair gepolariseerd licht. De referentiebundel plant zich dan voort naar de PBS 103. De PBS 103 reflecteert de referentiebundel nu via het bovenste vlak 109 naar de kubische hoekreflector 110.

25 De kubische hoekreflector 110 reflecteert de referentiebundel vanaf drie reflecterende oppervlakken en de referentiebundel treedt uit in een verschoven maar evenwijdig pad terug naar de PBS 103. De PBS 103 reflecteert de referentiebundel opnieuw via het rechtervlak 115 naar de kwart-golflengteplaat 416, hetgeen een tweede referentiedoorgang door het systeem 400 start.

30 [0035] In de tweede meetdoorgang, transformeert de kwart-golflengteplaat 406 het lineair gepolariseerde licht in circulair gepolariseerd licht. De meetbundel treft dan op de apex van het referentieporroprisma 414. Het referentieporroprisma 404 reflecteert de referentiebundel dan zonder helling ten opzichte van de ingangsbundel over de Z-richting terug naar de kwart-golflengteplaat 416. De kwart- ψ 10 golflengteplaat 416 transformeert het circulair gepolariseerde licht in lineair gepolariseerd licht. De referentiebundel plant zich dan voort naar de PBS 103. De PBS 103 recombineert nu de referentiebundel met de meetbundel en stuurt deze terug naar de detector 112. De detector 112 meet dan de verandering in de 5 zwevingsfrequentie van de gerecombineerde bundel om de relatieve verplaatsing van de tafel 108 langs de Z-richting te bepalen.

[0036] In de werking van de systemen 100 en 400 accommoderen de porroprisma’s 104 en 404 de rotatie van de tafel 108 langs de Y-richting door te garanderen dat de meetbundel zonder helling ten opzichte van de ingangsbundel 10 over de Y-richting intreedt en uittreedt (dat wil zeggen minimaliseert bundelrichtwerking). Afhankelijk van de locatie van de rotatie-assen 118 (figuur 1) en 418 (figuur 4) van de tafel 108, kan de scheiding tussen de ingangs- en uitgangspaden van de meetbundel echter veranderen en daardoor weglopen van de detector 112 veroorzaken. In deze uitvoeringsvorm zijn de rotatie-assen 118 en 418 15 gelegen binnen de meetporroprisma’s 104 en 404 om weglopen van de detector 112 te minimaliseren. De optimale rotatie-as treedt op evenwijdig aan de dakas van het porroprisma. Wanneer de hoogte van het ingangsvlak naar de apex van het porroprisma “h" is en de index van het porroprismamateriaal “n” is, dan is deze optimale rotatie-as gelegen binnen het porroprisma op een afstand h/n van het 20 ingangsvlak van het porroprisma. De tafel kan in het algemeen rond elke as roteren, maar rotaties van de tafel rond deze of andere assen veroorzaken weglopen van de bundel. Van rotaties evenwijdig maar verschoven ten opzichte van de optimale as wordt geen significante beperking van het dynamische bereik van het systeem verwacht.

25 [0037] In een uitvoeringsvorm zijn de meetporroprisma's 104 en 404 elk vervangen door een holle spiegel met twee reflecterende oppervlakken orthogonaal ten opzichte van elkaar georiënteerd. In deze uitvoeringsvorm kunnen de rotatie-assen 118 en 418 bij de apex van de spiegels 104 en 404 zijn gelegen om weglopen van de detector 112 te minimaliseren. Merk op dat in de boven beschreven 30 uitvoeringsvormen ook andere porroprisma’s door dit type spiegel kunnen worden vervangen.

[0038] De systemen 100, 100A en 400 bieden ruimtebesparingen ten opzichte van de stand van de techniek. De meetbundel raakt het meetporroprisma 104 en 404 alleen op twee locaties, waardoor de totale afmetingen van de systemen r 11 100, 100A en 400 worden verkleind. In de systemen 100 en 100A lopen de meet- en referentiebundels alleen in een vlak langs de X- en Z-richtingen zodat er bij nominale uitlijning geen bundelscheiding langs de Y-richting is. In het systeem 400 lopen de meet- en referentiebundels alleen in een vlak langs de Y- en Z-richtingen 5 zodat er bij nominale uitlijning geen bundelscheiding langs de X-richting is.

[0039] Verschillende andere aanpassingen en combinaties van kenmerken van de geopenbaarde uitvoeringsvormen vallen binnen de omvang van de uitvinding. “Gedraaide" configuraties zijn in de figuren getoond, dat wil zeggen een configuratie waarbij de ingangsbundel van de interferometer is uitgelijnd met een 10 richting in hoofdzaak orthogonaal op de meetas. “Niet-gedraaide” configuraties zijn echter triviale herrangschikkingen van de componenten zodat de ingangsbundel van de interferometer in lijn is met de meetrichting. Merk op dat, in de boven beschreven uitvoeringsvormen, elke golflengteplaat een discrete golflengteplaat of een op een optische component gevormde golflengteplaatbekleding kan zijn. Verschillende 15 uitvoeringsvormen worden door de navolgende conclusies omvat.

r 12

Liist met verwiizinqsciifers 10 Meting 20 Referentie 5 1029522

Claims

1. Systeem voor het meten van een verplaatsing langs een eerste I richting, omvattende: I 5 een meetdakoptiek gemonteerd op een tafel, waarbij de tafel langs I de eerste richting kan transleren; I een polariserende bundelsplitser voor het verschaffen van een I meetbundel met een eerste polarisatietoestand, waarbij de polariserende I bundelsplitser een eerste vlak tegenover de meetdakoptiek en een tweede vlak 10 tegenover het eerste vlak omvat; een eerste golflengteplaat gelegen tussen de meetdakoptiek en het eerste vlak van de polariserende bundelsplitser, waarbij de eerste golflengteplaat zich ten minste gedeeltelijk op het eerste vlak van de polariserende bundelsplitser uitstrekt; en 15 een omkeeroptiek gelegen tegenover de meetdakoptiek, waarin een meetpad door het systeem alleen segmenten omvat in hoofdzaak gelegen in een I vlak gedefinieerd door de eerste richting en een tweede richting orthogonaal op de eerste richting, en in het meetpad, een meetbundel vanaf de meetdakoptiek I reflecteert naar de omkeeroptiek en vanaf de omkeeroptiek reflecteert naar de I 20 meetdakoptiek, met het kenmerk dat de omkeeroptiek is gelegen tegenover het tweede vlak van de polariserende bundelsplitser; I de eerste golflengteplaat is ingericht om de polarisatietoestand van een meetbundel, die vanaf de meetdakoptiek reflecteert in de richting van de I 25 omkeeroptiek tegenover het tweede vlak van de polariserende bundelsplitser door I roteren zodanig te wijzigen dat de meetbundel met de gewijzigde polarisatietoestand H na reflectie vanaf de meetdakoptiek de polariserende bundelsplitser doorloopt in de I richting naar de omkeeroptiek en na reflectie vanaf de omkeeroptiek de polariserende bundelsplitser doorloopt in de richting naar de meetdakoptiek.

2. Systeem volgens conclusie 1, waarin: de meetdakoptiek een porroprisma is en een apex heeft in hoofdzaak opgelijnd met een derde richting orthogonaal op de eerste richting en de H tweede richting; en H in het meetpad een meetbundel vanaf de polariserende I 1029522 bundelsplitser door de eerste golflengteplaat en naar het meetporroprisma loopt, vanaf het meetporroprisma reflecteert in een verschoven maar in hoofdzaak j evenwijdig pad naar de polariserende bundelsplitser, de polariserende ! bundelsplitser doorloopt naar de omkeeroptiek, vanaf de omkeeroptiek reflecteert in | 5 een verschoven maar in hoofdzaak evenwijdig pad naar de polariserende j i bundelsplitser, de polariserende bundelsplitser en de eerste golflengteplaat ! doorloopt naar het meetporroprisma, vanaf het meetporroprisma reflecteert in een verschoven maar in hoofdzaak evenwijdig pad naar de polariserende bundelsplitser en vanaf de polariserende bundelsplitser naar een detector loopt.

3. Systeem volgens conclusie 1, waarin: de meetdakoptiek een porroprisma is en een apex heeft in hoofdzaak opgelijnd met de tweede richting; en in het meetpad, een meetbundel vanaf de polariserende bundelsplitser door de eerste golfplaat en naar de apex van het meetporroprisma j 15 loopt, vanaf het meetporroprisma in hoofdzaak terug op zichzelf reflecteert naar de eerste golflengteplaat, de eerste golflengteplaat en de polariserende bundelsplitser doorloopt naar de omkeeroptiek, vanaf de omkeeroptiek reflecteert in een i verschoven maar in hoofdzaak evenwijdig pad naar de polariserende bundelsplitser, de polariserende bundelsplitser en de eerste golflengteplaat doorloopt naar de apex 20 van het meetporroprisma, vanaf het meetporroprisma terug op zichzelf reflecteert naar de eerste golflengteplaat, de eerste golflengteplaat doorloopt naar de polariserende bundelsplitser en vanaf de polariserende bundelsplitser naar een detector loopt.

4. Systeem volgens conclusie 3, verder omvattende een fase-25 compenserende bekleding op niet-beklede glasreflectievlakken van het meetporroprisma.

5. Systeem volgens conclusie 4, waarin de fase-compenserende bekleding omvat: een eerste laag op de niet-beklede glasreflectievlakken, welke 30 eerste laag siliciumdioxide omvat met een optische kwart-golflengtedikte van 1,7504; een tweede laag bovenop de eerste laag, waarbij de tweede laag titaniumdioxide omvat met een optische kwart-golflengtedikte van 1,2771; een derde laag bovenop de tweede laag, waarbij de derde laag 0 siliciumdioxide omvat met een optische kwart-golflengtedikte van 1,6731; een vierde laag bovenop de derde laag, waarbij de vierde laag titaniumdioxide omvat met een optische kwart-golflengtedikte van 1,9918, waarin de diktes optische kwart-golflengtediktes bij een ontwerpgolflengte van 633 nm zijn.

6. Systeem volgens conclusie 1, waarin de polariserende bundelsplitser verder een derde vlak omvat en het systeem verder omvat: een referentie-optiek gelegen tegenover het derde vlak; een tweede golflengteplaat ten minste gedeeltelijk gelegen tussen de referentie-optiek en het derde vlak van de polariserende bundelsplitser; 10 waarin een referentiepad door het systeem alleen segmenten omvat die in hoofdzaak gelegen zijn in een vlak gedefinieerd door de eerste richting en de tweede richting.

7. Systeem volgens conclusie 6, waarbij in het referentiepad een referentiebundel vanaf de polariserende bundelsplitser via de tweede 15 golflengteplaat naar de referentie-optiek loopt, vanaf de referentie-optiek reflecteert in een verschoven maar in hoofdzaak evenwijdig pad naar de polariserende bundelsplitser, vanaf de polariserende bundelsplitser naar de omkeeroptiek reflecteert, vanaf de omkeeroptiek reflecteert in een verschoven maar in hoofdzaak evenwijdig pad naar de polariserende bundelsplitser, vanaf de polariserende 20 bundelsplitser reflecteert via de tweede golflengteplaat naar de referentie-optiek, vanaf de referentie-optiek reflecteert in een verschoven maar in hoofdzaak evenwijdig pad naar de polariserende bundelsplitser en vanaf de polariserende bundelsplitser naar een detector loopt.

8. Systeem volgens conclusie 7, waarin de eerste golflengteplaat en 25 de tweede golflengteplaat haive-golflengteplaten zijn en de referentie-optiek is geselecteerd uit de groep bestaande uit een porroprisma en een retroreflector.

9. Systeem volgens conclusie 6, waarbij in het referentiepad een referentiebundel vanaf de polariserende bundelsplitser via de tweede golflengteplaat naar de referentie-optiek loopt, vanaf de referentie-optiek in 30 hoofdzaak terug op zichzelf en in de polariserende bundelsplitser reflecteert, vanaf de polariserende bundelsplitser naar de omkeeroptiek reflecteert, vanaf de omkeeroptiek reflecteert in een verschoven maar in hoofdzaak evenwijdig pad naar de polariserende bundelsplitser, vanaf de polariserende bundelsplitser reflecteert via de tweede golflengteplaat naar de referentie-optiek, vanaf de referentie-optiek in 9 hoofdzaak terug op zichzelf reflecteert en in de polariserende bundelsplitser en vanaf de polariserende bundelsplitser naar een detector loopt.

10. Systeem volgens conclusie 9, waarin de eerste golflengteplaat een halve-golflengteplaat is, de tweede golflengteplaat een kwart-golflengteplaat is en 5 de referentie-optiek een vlakke spiegel is.

11. Systeem volgens conclusie 9, waarin de eerste golflengteplaat en de tweede golflengteplaat kwart-golflengteplaten zijn, en de referentie-optiek een porroprisma is omvattende een apex in hoofdzaak uitgelijnd met de eerste richting.

12. Systeem volgens conclusie 11, verder omvattende een fase-10 compenserende bekleding op niet-beklede glasreflectievlakken van het porroprisma.

13. Werkwijze voor het meten van een verplaatsing langs een eerste richting, omvattende het verschaffen van een meetpad door een polariserende bundelsplitser, een eerste golflengteplaat, een meetporroprisma en een omkeeroptiek waarin segmenten van het meetpad alleen zijn gelegen in een vlak in 15 hoofdzaak gedefinieerd langs de eerste richting en een tweede richting orthogonaal op de eerste richting.

14. Werkwijze volgens conclusie 13, waarin het verschaffen van een meetpad omvat het: richten van een meetbundel vanaf de polariserende bundelsplitser 20 naar de eerste golflengteplaat; doorlopen van de meetbundel door de eerste golflengteplaat naar het meetporroprisma, waarbij een apex van de meetdakoptiek evenwijdig is aan een derde richting orthogonaal op de eerste en de tweede richtingen; reflecteren van de meetbundel vanaf de meetdakoptiek in een 25 verschoven maar in hoofdzaak evenwijdig pad naar de polariserende bundelsplitser; doorlopen van de meetbundel door de polariserende bundelsplitser naarde omkeeroptiek; reflecteren van de meetbundel vanaf de omkeeroptiek in een verschoven maar in hoofdzaak evenwijdig pad naar de polariserende bundelsplitser; 30 doorlopen van de meetbundel door de polariserende bundelsplitser en de eerste golflengteplaat naar de meetdakoptiek; reflecteren van de meetbundel vanaf de meetdakoptiek in een verschoven maar in hoofdzaak evenwijdig pad naar de polariserende bundelsplitser; en « # richten van de meetbundel vanaf de polariserende bundelsplitser naar een detector.

15. Werkwijze volgens conclusie 13, waarin het verschaffen van een meetpad omvat het: 5 richten van een meetbundel die reflecteert vanaf de polariserende bundelsplitser naar de eerste golflengteplaat; doorlopen van de meetbundel door de eerste golflengteplaat en naar een apex van een meetdakoptiek, waarbij de apex van de meetdakoptiek evenwijdig is aan de tweede richting; 10 reflecteren van de meetbundel vanaf de meetdakoptiek in hoofdzaak terug op zichzelf naar de eerste golflengteplaat; doorlopen van de meetbundel door de eerste golflengteplaat en de polariserende bundelsplitser naar de omkeeroptiek; reflecteren van de meetbundel vanaf de omkeeroptiek in een 15 verschoven maar in hoofdzaak evenwijdig pad in de polariserende bundelsplitser; doorlopen van de meetbundel door de polariserende bundelsplitser en de eerste golflengteplaat naar de apex van de meetdakoptie; reflecteren van de meetbundel vanaf de meetdakoptiek in hoofdzaak terug op zichzelf naar de eerste golflengteplaat; 20 doorlopen van de meetbundel door de eerste golflengteplaat en in de polariserende bundelsplitser; en richten van de meetbundel vanaf de polariserende bundelsplitser naar een detector.

16. Werkwijze volgens conclusie 15, waarin de meetdakoptiek een 25 porroprisma is en het reflecteren van de meetbundel vanaf de meetdakoptiek verder omvat het compenseren van een faseverschuiving van de meetbundel om de wijzerrichting van een polarisatietoestand van de meetbundel te veranderen.

17. Werkwijze volgens conclusie 13, verder omvattende het verschaffen van een referentiepad door de polariserende bundelsplitser, een tweede 30 golflengteplaat, een referentie-optiek en de omkeeroptiek, waarin segmenten van het referentiepad alleen zijn gelegen in een vlak in hoofdzaak gedefinieerd langs de eerste en de tweede richtingen.

18. Werkwijze volgens conclusie 17, waarin het verschaffen van een referentiepad omvat het: * # richten van een referentiebundel vanaf de polariserende bundelsplitser door de tweede golflengteplaat naar de referentie-optiek; reflecteren van de referentiebundel vanaf de referentie-optiek in een verschoven maar in hoofdzaak evenwijdig pad in de polariserende 5 bundelsplitser; reflecteren van de referentiebundel vanaf de polariserende bundelsplitser naar de omkeeroptiek; reflecteren van de referentiebundel vanaf de omkeeroptiek in een verschoven maar in hoofdzaak evenwijdig pad in de polariserende bundelsplitser; 10 reflecteren van de referentiebundel vanaf de polariserende bundelsplitser door de tweede golflengteplaat en in de referentie-optiek; reflecteren van de referentiebundel vanaf de referentie-optiek in een verschoven maar in hoofdzaak evenwijdig pad in de polariserende bundelsplitser; en 15 richten van de referentiebundel vanaf de polariserende bundelsplitser naar een detector.

19. Werkwijze volgens conclusie 18, waarin de eerste golflengteplaat en de tweede golflengteplaat halve-golflengteplaten zijn en de referentie-optiek wordt geselecteerd uit de groep bestaande uit een porroprisma en een 20 retroreflector.

20. Werkwijze volgens conclusie 17, waarin het verschaffen van een referentiepad omvat het: richten van een referentiebundel vanaf de polariserende bundelsplitser door een tweede golflengteplaat naar de referentie-optiek; 25 reflecteren van de referentiebundel vanaf het referentie-optiek in hoofdzaak terug op zichzelf en naar de tweede golflengteplaat; doorlopen van de referentiebundel door de tweede golflengteplaat en in de polariserende bundelsplitser; reflecteren van de referentiebundel vanaf de polariserende 30 bundelsplitser naar de omkeeroptiek; reflecteren van de referentiebundel vanaf de omkeeroptiek in een verschoven maar in hoofdzaak evenwijdig pad naar de polariserende bundelsplitser; reflecteren van de referentiebundel vanaf de polariserende bundelsplitser naar de tweede golflengteplaat; « 9 doorlopen van de referentiebundel door de tweede golflengteplaat naarde referentie-optiek; reflecteren van de referentiebundel vanaf de referentie-optiek in hoofdzaak terug op zichzelf en naar de tweede golflengteplaat; 5 doorlopen van de referentiebundel door de tweede golflengteplaat en in de polariserende bundelsplitser; en richten van de referentiebundel vanaf de polariserende bundelsplitser naar een detector.

21. Werkwijze volgens conclusie 20, waarin de eerste golflengteplaat 10 een halve-golflengteplaat is, de tweede golflengteplaat een kwart-golflengteplaat is en de referentie-optiek een vlakke spiegel is.

22. Werkwijze volgens conclusie 20, waarin de eerste golflengteplaat en de tweede golflengteplaat kwart-golflengteplaten zijn en de referentie-optiek een porroprisma is omvattende een apex in hoofdzaak uitgelijnd met de eerste richting. 15

23. Werkwijze volgens conclusie 22, verder omvattende een fase-compenserende bekleding op niet-beklede glasreflectievlakken van het porroprisma. 20 1029522