TW505797B - Polarization preserving optical systems - Google Patents

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505797 附件一：帛㈣卿號專利申請案中文說明書修正頁 __Θ丨年穸月4日修正/更士民國91年8月28日呈 五、發明説明（’） 相關專利交叉參照 本發明與同時提出之共同等待判決美國專利申請案號 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) N 〇 ·( Attorney Docket No. 0202/US )有關，其作者爲

Henry Allen Hill及peter j· de Gr〇〇t，標題爲使用偏振保存 光學系統之干涉計。 發明背景 本發明是關於一種偏振保存光學系統以及其所使用的 位置量測干涉計（D Μ I s )。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 目前’非偏振保存反向反射器的技術廣爲熟知，用途 是將光轉向1 8 0度，使得輸入光能精確地沿著原行進方 向反向，使輸出光線平行輸入光傳遞方向且彼此相距。習 知的反向反射器主要包含三個相互垂直平面的交角，習稱 方角反向反射器或稱作四面體。此處，光線通常遭遇3次 反射’彼此呈1 2 0 °進出反向反射器。理論上，由於透 過反向反射器交角反射，反射光方向與入射光方向相反且 偏位。從偏振影響的觀點，習知反向反射器主要的問題是 經過反射面後，光線角度會產生扭轉。詳細的計算可使用 Jones矩陣結合Fresnel反射公式，能用來預測與起始偏振不 同的輸出偏振以及反向反射器的種類。從應用在D Μ I領 域的觀點，小型，線性偏振光只有在反向反射器副孔徑相 交，淨效果是相對偏振平面旋轉數度（基本上6 ° )。此 現象稱作反向誘發偏振旋轉（R I P R )，且光偏振方向 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） 505797 Α7 Β7 五、發明說明（2 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 相對干涉計偏振分光錯位，會使得在測定干涉相位時產生 極大的週期誤差。尤其是發生在高穩定性平面鏡干涉計（ HSPMI )，會產生令人困擾的週期性或”循環”錯誤，使頻率 (其他頻率類似）產生1/2 Doppler偏移誤差。經發現，由 反向反射器偏振旋轉特性造成的此項錯誤可能極端大，且 與分光器的品質無關。 因此，本發明的主要目的是提供一種偏振保存光學系 統，該系統可根據不同的應用場合提供光偏斜特性以去除 有害的偏振效應。 本發明的另一項目的是提供一種偏振保存光學系統， 取代習知方角反向反射器，應用在位移量測干涉計上。 本發明另一項目的是提供一種偏振保存光學系統，可 經由任意角度使平面偏振光轉向，而不會使通過系統的正 交平面偏振光彼此產生偏振混合情形。 本發明尙有另一項目的是提供一種應用在多重波長的 偏振保存光學系統。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以下參照附圖，詳細描述本發明特性及結構，將能充 分了解本發明其他目的及其特徵。 發明槪述 本發明是關於一種偏振保存光學系統’使平面偏振光 按照預定的角度轉向而不會改變光線的偏振線性狀態。本 發明光學系統能應用在各種不同場合，尤其適用在距離量 測干涉測定（D Μ I )中，藉由減低會在傳統反向反射器 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -5 - 505797 今1年分月曰修正A7 _ B7 五、發明説明（3 ) 中因偏振旋轉引起誤差的偏振效應，來加強測量精度。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明偏振保存光學系統配置數個反射面，與輸入及 輸出光線垂直，當改變輸入光行進方向時，使輸出光行進 方向與輸入光變化方向相反，且當改變輸入光行進方向時 ’與輸入光垂直且位於垂直輸入光及輸出光正交平面上， 使得輸出光在平面上產生旋轉與由於輸入光束傳遞方向改 變所對應的輸入光束旋轉相同，且各個反射面入射平面與 進入各反射面之入射光束偏振平面正交或平行。 偏振保存光學系統利用數個稜鏡光學元件製成，其中 數個反射面由適當選擇的稜鏡光學元件面組成，且最好在 全內反射下操作。 棱鏡光學元件從Porro，直角，Dove，五角，及''K〃 稜鏡群中選出，一個實施例由直角稜鏡，P〇rro稜鏡，及五 角稜鏡按順序排列組合而成。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在數個反射面中，至少一個反射面經過多層偏振光分 光鍍膜處理，以加強進入偏振保存光學系統的正交偏振光 之間的遮光比，且此種鍍層可在多重波長下操作。亦可使 用雙折射材料構成多種稜鏡光學元件以達到類似目的。 輸入到輸出光變化關係是根據系統特殊幾何設計決定 圖示簡單說明 參考附圖，根據各部元件標號閱讀細節描述，可更加 了解本發明結構’ ί栄作’及其理論，以及其他目的及優點 本紙張尺度適i中國國家標CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） 一 -6- 505797 A7 B7 五、發明說明（4 ) 〇 圖1 a顯示光進入及離開具有產生偏振保存光學系統 特性的光學系統時，兩者之間的關係示意圖； 圖1 b顯τκ圖1 a輸入及輸出光以及兩者正交向量之 間關係立體示意圖； 圖1 c顯不圖1 a輸入光’圖1 b法向量，以及兩者 正交向量之間關係立體示意圖； 圖1 d顯示圖1 a輸出光，圖1 b法向量，以及兩者 正交向量之間關係立體示意圖； 圖2顯示與圖1 a方向比較，輸入光方向沿著平行圖 1 b法線方向改變後，進入及離開光學系統光線之間的關 係體不意圖， 圖3顯示與圖1 a方向比較，輸入光方向沿著垂直圖 1 b法線方向及圖1 a輸入光方向的平面改變後，進入及 離開光學系統光線之間的關係1L體不意圖； 圖4顯示歸納的偏振保存光學系統組立體示意圖，由 Porro稜鏡與直角稜鏡組成，其特徵爲，輸入光從Porro稜 鏡面進入，輸入及輸出光偏位且彼此互相垂直； 圖5顯示歸納的偏振保存光學系統組立體示意圖，由 Porro稜鏡與Dove稜鏡組成’其特徵爲’輸入光從Porro稜 鏡面進入，輸入及輸出光偏位且彼此不互相垂直； 圖6顯示歸納的偏振保存光學系統組’由P〇rro稜鏡與 、、K 〃稜鏡組成，其特徵爲，輸入光從P〇rr◦稜鏡面進入’ 輸入及輸出光偏位且彼此互相平行， 1本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱)~~ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1_ ϋ ϋ · I emmmm aaBi em— —a a— IB. _ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 505797 A7 B7___ 五、發明說明（5 ) 圖7顯示歸納的偏振保存光學系統組立體示意圖，由 Porro稜鏡、直角稜鏡以及五角稜鏡組成，同時以爆炸方式 顯示該組合各別元件，其特徵爲，輸入及輸出光彼此反向 、互相平行且偏位； 圖8顯示歸納的偏振保存光學系統組立體示意圖，由 屋頂狀稜鏡偏振光分光器、Ροιτο稜鏡，結合兩直角稜鏡組 成，其特徵與兩輸入及輸出光有關，輸入及輸出光偏位、 彼此互相平行且位於同一平面上； 圖9顯示採用兩個具有圖7結構的偏振保存光學系統 組所組成的平面鏡干涉計立體示意圖； 圖1 0顯示採用一個具有圖7結構的偏振保存光學系 統組所組成的高穩定度平面鏡干涉計立體示意圖； 圖1 1顯示高穩定度平面鏡干涉計立體示意圖，採用 一個具有圖7結構的偏振保存光學系統組，同時在偏振光 分光器及物鏡之間插入分開的1 / 4波板，兩片分開的1 / 4波板互相傾斜以防止有害的偏振混合； 圖1 2顯示差動平面鏡干涉計立體示意圖，採用一個 具有圖7結構的偏振保存光學系統組，結合一片具有偏振 光分光器表面的切板，在空間中分離並結合輸入及輸出光 圖1 3顯示圖1 2組合的平面示意圖，描述光經過組 合傳遞時所行經個各個路徑； 圖1 4顯示高穩定度平面鏡臥式干涉計立體示意圖， 採用一個具有圖7結構的偏振保存光學系統組，同時在偏 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 7〇Ζ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

505797 A7 B7 五、發明說明（6 ) 振光分光器及物鏡之間插入分開的1 / 4波板，兩片分開 的1 / 4波板互相傾斜以防止有害的偏振混合； 圖1 5顯示採用一對偏振保存光學系統組所組成的雙 高穩定度干涉計平面示意圖，用來測量線性及角度位移。 圖1 6 a顯示差動平面鏡干涉計立體示意圖，採用偏 振保存光學系統，配合動態元件以確保量測光線與該系統 平面物鏡保持垂直對準； . 圖1 6 b至1 6 e顯示圖1 6 a干涉計各個元件平面 圖； 圖1 7顯示結合偏振光分光器之偏振保存光學系統立 體示意圖，光學系統組其中一個稜鏡元件在反射面上鍍上 多重層光線分光劑，以加強組合的遮光比； 圖1 8顯示利用五角稜鏡組成雙折射元件的平面圖， 該元件接受由兩共軸正交偏振光分量組成的光源，經過稜 鏡組輸出兩道具有不同傳播方向且空間相距的正交偏振光 圖1 9 a - 1 9 c顯示關於一種平板印刷術且應用在 積體電路製造，其中圖1 9 a顯示採用干涉系統作爲平板 印刷術曝光系統示意圖； 圖1 9 b及1 9 c顯示積體電路製造流程圖；及 圖2 0顯示採用干涉系統作爲光寫入系統圖解。 符號說明 10 光學系統 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -9 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

I ϋ 1 mmmtm 一：OJ_ I —mm an t— ϋ ammaw I % 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 505797 A7 B7 五、發明說明（7 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 0 Porro稜鏡 3 〇 直角稜鏡 7 2 輸出光線 7 1 輸入光線 1 1 〇 光學系統 1 2 〇 Porro稜鏡 1 3 0 梯形稜鏡 1 7 1 輸入光線 1 1 0 光學系統 1 7 2 輸出光線 2 1 〇 光學系統 2 2 〇 Porro稜鏡 2 3 〇 反向棱鏡 2 7 1 輸入光線 2 7 2 輸出光線 3 1 0 光學系統 3 2 〇 直角三角形稜鏡 3 3 〇 Porro稜鏡 3 4 〇 五角稜鏡 3 7 2 輸出光線 3 7 1 輸入光線 4 1 〇 光學系統 4 3 〇 Porro稜鏡 4 2 1 直角三角形稜鏡 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .1裝 I ·ϋ n ·1 一：0▼ I n ϋ ϋ I an I -ϋ · 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -1 〇 - 505797 A7 _B7 五、發明說明（8) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 2 3 分 光 介 面 4 2 2 梯 形 稜 鏡 4 4 1 稜 鏡 4 4 3 分 光 介 面 4 4 2 直 角 二 角 形稜 鏡 4 7 1 及 4 7 2 輸入 光 線 4 7 5 及 4 7 6 輸出 光 線 5 1 0 平 面 鏡 干 涉計 5 1 3 偏 振 分 光 器 5 5 1 四 分 之 —* 波相 位 延 遲 板 5 5 3 物 鏡 5 1 1 及 5 1 2 第一 及 第 二 偏 振保存 光學系統 5 2 3 偏 振 介 面 5 2 1 及 5 2 2 稜鏡 5 7 1 及 5 7 2 輸入 光 線 5 7 3 及 5 7 4 輸出 光 線 6 〇 0 平 面 鏡 干 涉計 6 〇 2 偏 振 分 光 器 6 5 1 及 6 5 2 四分 之 — 波 相 位延遲 板 6 5 3 物 鏡 6 5 4 參 考 鏡 611 偏振保存光學系統 6 2 1 稜鏡 623 偏振介面 -裝—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) . .% 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -11- 505797 A7 _B7 五、發明說明（9 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 6 2 2 稜 鏡 6 7 1 輸 入 光 線 6 7 3 輸 出 光 線 7 5 1 A及 7 5 1 B 相 位延 遲 8 〇 0 差 動 平 面 鏡 干 涉計 8 1 6 剪 板 8 0 2 偏 振 分 光 器 8 5 1 四 分 之 一 波 相 位 延遲 板 8 5 3 物 鏡 8 5 4 參 考 鏡 8 1 1 偏 振 保存 光 學 系 統 8 2 3 偏 振 介 面 8 2 1 及8 2 2 稜 鏡 8 7 1 輸 入 光 線 8 7 2 測 量 光 線 8 5 5 半 波 相 位 延 遲 板 8 7 3 參 考 光 線 8 1 1 偏 振 保 存 光 學 系 統 8 7 4 測 量 光 線 8 7 5 參 考 光 線 8 5 6 半 波 相 位 延 遲 板 8 7 6 輸 出 光 線 9 〇 2 高 穩 定 平 面 鏡 干 涉計 9 5 5 鏡 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -12- 505797 A7 B7_ 五、發明說明（1〇) 9 5 4 參考鏡 953 測量鏡 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1000 雙線性/角度位移干涉計系統 10 10 雙線性/角度位移干涉計系統 1002 偏振分光器 1053 物鏡 1054 參考鏡 1 0 5 1及1 0 5 2 四分之一波相位延遲板 10 14 源 1023 偏振介面 1021及1022 棱鏡 1 0 1 1及1 0 1 2 偏振保存光學系統 1071 光線 10 16A鏡10 16B 非偏振分光器 1 0 7 2 輸入光線 1073及1074 輸出光線 1056 偏振器 1065 處理器及電腦 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1053 物鏡 1 0 7 5 相對線性位移 1 0 7 6 相對角度位移 1055 偏振器 1155 動態元件 110 0 差動平面鏡干涉計 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -13 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 505797 A7 B7_ 五、發明說明（11) 1153 物鏡 1171 輸入光線 114 1 直角三角形稜鏡 114 2 菱形稜鏡 1 1 4 3 偏振介面 、 1173 測量光線 117 4 參考光線 1 1 7 5及1 1 7 6 參考光線 1156Α，1156Β，及 1156C 轉換器 1144 直角三角形稜鏡 114 5 菱形稜鏡 1160 訊號處理器 115 1 四分之一波相位延遲板 1154 參考鏡 112 1 Porro 稜鏡 1125，1129，及 1133 稜鏡 1 1 2 8及1 1 3 0 表面 1133 稜鏡 1136 表面 1123 表面 12 11 偏振保存光學系統 1223 偏振分光介面 1221及1222 稜鏡 1231， 1232， 1233，及1234 光學平面 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -14 - <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 505797 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _B7_五、發明說明（12) 1223 分光器偏振介面 1 3 4 0 五角稜鏡偏振器 1341 雙折射媒介光軸 1 4 2 6 干涉計系統 1400 顯影掃描器 1402 支架 1404 曝光座 1406 透鏡罩 1 4 1 6 光罩座 14 17 定位系統 1422 晶圓座 1413 支撐座 1454 測量光線 14 19 定位系統 1410 輻射光線 1412 光學組 14 14 鏡 1420 彈簧 1 5 0 0 光束寫入系統 15 10 源 15 12 寫入光束 15 14 聚焦裝置 1518 可動座 1516 基板 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -15- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -1裝 505797 A7 B7 五、發明說明（13) 15 2 4 15 2 6 15 2 8 15 2 0 15 3 2 15 3 0 15 3 6 15 3 8 15 4 4 鏡 測量光線 鏡 干涉計系統 測量訊號 控制器 底座 訊號 訊號 較佳實施例之詳細說明 本發明是關於一種偏振保存光學系統以及將這些系統 式。因此，首先，就偏振保 說明，接著描述這些系統在 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 作爲位移量測干涉計元件的方 存光學系統的結構及特性提出 位移量測干涉計上的應用。 本文將描述本發明偏振保存光學系統的各種實施例， 各個偏振保存系統包含兩個主要特性。此光學系統的第一 個特性是具有一組線性偏振平面方位，對於光學系統各個 反射及折射面上的輸入光線及 態皆爲線性。線性偏振方位平 此，對於將光線輸入具有線性 系統''保存〃光學系統各個反 其對應的輸出光線之線性狀態 其對應的輸出光線之偏振狀 面組此後稱作本徵模式。如 偏振本徵狀態的系統，光學 射及折射面上的輸入光線及 展現此本徵模式的一組光學系統包含反射及折射面， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -16- 505797 A7 __B7_ 五、發明說明（14) 使得在光學系統內，任何反射或折射面上的本徵模式偏振 平面在表面上與入射平面平行或垂直。 本文所描述各實施例裝置的第二特性是具有某組轉換 特性。該組轉換特性描述由於輸入光線傳遞方向改變造成 光學系統輸出光線傳遞方向改變的特殊關係，其中輸入及 輸出光線傳遞方向可以是平行或不平行。此組轉換特性此 後以轉換型T r e t表示。 圖1 a顯示在具有轉換型T R e t轉換特性的光學系統 中，進入及離開光束傳遞方向向量匕及&之間關係示意 -裝—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ki 及 & ，等於 其中λ; 圖。輸入及輸出向量個別大小’ 個別的波數k : = 2 π / λ ^ ’對於i = 1及2 § 是個別向量的波長。 轉換型T R e t轉換特性分別利用向量及^表示無 限小的變化量 及對應的來定義，並形成向量 k{ 及马 ，其中微小變化量 及 Δ&分別與向量 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 。因此，微小變化量及分別相對與及 \正交的軸，使&及忍產生旋轉。 任何微小改變可利用兩正交微小向量分量 Δ^|| 及△fu 的和表示。分量八^丨丨 與單位向量S平 行。單位向量(3定義爲向量外積’ ^1 ，除以大小，χ^2 正常化，亦即， (1) 众1 Χ々2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚）-17 505797 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（15 ) 向量^及3之間的關係如圖1 b立體示意圖所示。分量 △€1±與&及單位向量0正交，亦即與冬xd平行，其中怠 1 / 5，及A xd之間的關係如圖1 C立體示意圖所示。 及Δ^1±分別顯示在圖2及3立體示意圖中。 微小變化Δ&Ι 丄分別對應至微小變化丨及z^21，對 於轉換型T R e t光學系統具有下列特性： (1 )△&與5平行且方向與△&丨丨相反，且 (2 ) 丄與&及單位向量0正交，亦即，與 (2 =ί2//：2 平 行’另具備一項條件是丄X&與同方向。 向量& ' 5及^><5之間的關係如圖1 d立體示意圖所示。 向量△^與之間的關係如圖2立體示意圖所示。向量丄 與八^丄之間的關係如圖3立體示意圖所示。 根據本發明，光學系統第一實施例同時展現偏振保存 本徵模式及轉換型T r e t的特性。第一實施例如圖4立體 示意圖所示，以標號1 0表示。第一實施例光學系統1 〇 包含Ροιτο稜鏡20及直角稜鏡30。 輸入光線7 1進入光學系統1 〇，並以輸出光線7 2 離開光學系統（見圖4 )。輸入光線7 1通過光學系統 1 0的路徑如圖4所示。輸入光線7 1從法線方向射入 Ροη·ο稜鏡2 0表面，接著按照Porro稜鏡2 0第一表面及 第二表面依序反射，接著進入直角稜鏡3 0，並由直角稜 鏡3 0的斜邊面反射，最後從直角稜鏡3 0表面法線方向 射出輸出光線7 2。Porro稜鏡2 0第一及第二入射平面彼 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •1裝

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本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） -18- 505797 A7 ___B7____ 五、發明說明（16) 此平行且與直角稜鏡3 0斜邊面入射平面正交。 第一實施例具有兩個偏振保存本徵模式’其中兩個本 徵模式輸入偏振狀態與Porro稜鏡2 0第一及第二入射平面 平行及垂直。兩偏振保存本徵模式對應的輸出偏振狀態分 別與直角三角形稜鏡3 0斜邊面入射面垂直及平行。既然 本徵模式偏振狀態相對於光學系統1 0反射及折射入射面 平行或垂直，本徵模式可進行偏振保存。 光學系統1 0轉換特性與由於輸入光線7 1傳遞方向 變化導致輸出光線7 2傳遞方向變化有關，與型Ti e t轉 換特性相同。熟悉相關技術之人能證明經過光學系統1 0 的輸入光線7 1，其傳遞方向變化所對映的效應。 本發明第二實施例之光學系統同時展現偏振保存本徵 模式及型T R e t轉換特性。第二實施例顯示於圖5立體示 意圖，以參考標號1 1 〇表示’。光學系統1 1 〇包含Porro 稜鏡1 2 0及梯形稜鏡1 3 0。 輸入光線1 7 1進入光學系統1 1 0且以輸出光線 1 7 2的形式離開（見圖5 )。輸入光線1 7 1經過光學 系統1 1 0的路徑如圖5所示。輸入光線1 7 1從法線方 向射入Poho稜鏡1 2 0，其後依序經由Porro稜鏡1 2〇 第一面及第二面反射，進入梯形稜鏡1 3 0，並經由梯形 稜鏡1 3 0底面反射，最後以輸出光線1 7 2的形式從梯 形稜鏡1 3 0的離開面射出。梯形稜鏡1 3 0進入面及離 開面的長度可相同或不相同，端視使用者應用所需。 Ρ〇η·ο稜鏡1 2 0.第一及第二入射面分別與梯形稜鏡1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 19 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 505797 A7 _____B7 _ 五、發明說明（17 ) 3 0入射平面平行及垂直。輸入光線1 7 1與輸出光線1 7 2傳遞方向通常既不平行亦不垂直。 第二實施例具有兩個偏振保存本徵模式，其中兩偏振 保存本徵模式輸入偏振狀態與Porro稜鏡1 2 0第一及桌一 面入射面平行及垂直。兩偏振保存本徵模式對應的偏振輸 出狀態分別與梯形稜鏡1 3 0離開面垂直及平行。既然本 徵模式偏振狀態相對於光學系統1 1 0反射及折射入射面 平行或垂直，本徵模式可進行偏振保存。 光學系統1 1 0轉換特性與由於輸入光線1 7 1傳遞 方向變化導致輸出光線1 7 2傳遞方向變化有關，與型 T R。t轉換特性相同。熟悉相關技術之人能證明經過光學 系統1 1 0的輸入光線1 7 1 ，其傳遞方向變化所對映的 效應。 本發明第三實施例之光學系統同時展現偏振保存本徵 模式及型T R e t轉換特性。第三實施例顯示於圖6立體示 意圖，以參考標號2 1 0表示。光學系統2 1 0包含Porro 稜鏡220及反向稜鏡230。 輸入光線2 7 1進入光學系統2 1 0並以輸出光線 2 7 2離開（見圖6 )。輸入光線2 7 1經過光學系統 2 1 0的路徑如圖6所示。輸入光線2 7 1從法線方向射 入P〇rr*o稜鏡2 2 0，其後依序經由Porro稜鏡2 2 0第一 面及第二面反射，從Porro稜鏡2 2 0離開面離開，由進入 面進入反向稜鏡2 3 0，並經由反向稜鏡2 3 0第一面， 第二面及第三面反射，最後以輸出光線2 7 2的形式從反 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） · 2〇 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1_1 ϋ ϋ 一 δ、a m·· Μ· I am IBM umb i

505797 A7 B7____ 五、發明說明（18 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 向稜鏡2 3 0的離開面射出。反向稜鏡第一，第二及第三 面，進入面及離開面的入射光所在平面彼此平行。輸入光 線2 7 1及輸出光線2 7 2的傳遞方向可平行或不平行， 端視使用者應用所需。 第三實施例具有兩個偏振保存本徵模式，其中兩偏振 保存本徵模式輸入偏振狀態與Porro棱鏡2 2 0第一及第二 面入射光平面平行及垂直。兩偏振保存本徵模式對應的偏 振輸出狀態分別與反向稜鏡2 3 0第一，第二及第三面入 射光平面垂直及平行。既然本徵模式偏振狀態相對於光學 系統2 1 0反射及折射入射面平行或垂直，本徵模式可進 行偏振保存。 光學系統2 1 0轉換特性與由於輸入光線2 7 1傳遞 方向變化導致輸出光線2 7 2傳遞方向變化有關，與型 T R e t轉換特性相同。熟悉相關技術之人能證明經過光學 系統2 1 0的輸入光線2 7 1 ，其傳遞方向變化所對映的 效應。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明第四實施例之光學系統同時展現偏振保存本/徵 模式及型T r e t轉換特性。第四實施例如圖7立體示意圖 所示，以參考標號3 1 0表示。光學系統3 1 0包含直角 三角形稜鏡3 2 0，Porro棱鏡330及五角稜鏡340° 値得注意的是，光學系統3 1 0次系統包含直角Ξ胃 形稜鏡3 2 0及Porro稜鏡3 3 0，同時展現偏振保存本徵 模式以及型T r e t轉換特性，次系統與第一實施例光學系 統1 0等效。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐） -21 - 505797 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 __ B7___五、發明說明（19 ) 輸入光線3 7 1進入光學系統3 1 0並以輸出光線 3 7 2離開（見圖7 )。輸入光線3 7 1經過光學系統 3 1 0的路徑如圖7所示。輸入光線3 7 1從法線方向射 入直角三角形稜鏡3 2 0，從直角三角形稜鏡3 2 0離開 面離開，由進入面進入Porro棱鏡3 3 0 ，並依序經由 Porro棱鏡3 3 0第一面及第二面反射，從Porro稜鏡 3 3 0離開面離開；離開Porro稜鏡後，光線3 7 1由進入 面進入五角稜鏡3 4 0，之後經由五角稜鏡3 4 0第一面 及第二面反射，最後以輸出光線3 7 2的形式從五角稜鏡 3 4 0的離開面射出。 直角三角形稜鏡3 2 0的斜邊面入射面與P〇rro棱鏡 3 3 0第一及第二面入射平行平面垂直。Porro稜鏡3 3 0 第一及第二面入射面與五角稜鏡3 4 0第一及第二面入射 面垂直。輸入光線3 7 1及輸出光線3 7 2傳遞方向彼此 平行。 第四實施例具有兩個偏振保存本徵模式，其中兩偏振 保存本徵模式輸入偏振狀態與直角三角形稜鏡3 2 0斜邊 面入射平面平行及垂直。兩偏振保存本徵模式對應的偏振 輸出狀態分別與五角稜鏡3 4 0第一及第二面入射平面垂 直及平行。既然本徵模式偏振狀態相對於光學系統3 1 0 反射及折射入射面平行或垂直，本徵模式可進行偏振保存 〇 光學系統3 1 0轉換特性與由於輸入光線3 7 1傳遞 方向變化導致輸出光線3 7 2傳遞方向變化有關’與型 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -22 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •1裝

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505797 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（20) τ R ^ t轉換特性相同。熟悉相關技術之人能證明經過光學 系統3 1 0的輸入光線3 7 1 ，其傳遞方向變化所對映的 效應。 本發明第五實施例之光學系統同時展現偏振保存本徵 模式及型T R e t轉換特性。第五實施例如圖8立體示意圖 所示，以參考標號4 1 0表示。光學系統4 1 0包含兩分 光器及Porro稜鏡4 3 0。第一分光器包含直角二角形稜鏡 42 1及具有分光介面423的梯形稜鏡422。第二分 光器包含稜鏡4 4 1及具有分光介面4 4 3直角三角形稜 鏡 4 4 2。 第五實施例包含光學元件次系統，這些次系統同時展 現偏振保存本徵模式及型T ^ e t轉換特性。光學元件次系 統包含具有分光介面4 2 3的梯形稜鏡4 2 2，Porro稜鏡 430，及具有分光介面443的稜鏡441。 輸入光線4 7 1及4 7 2進入光學系統4 1 0並以輸 出光線4 7 5及4 7 6的形式離開（見圖8 )。輸入光線 4 7 1及4 7 2經過光學系統4 1 0的路徑如圖8所示。 輸入光線4 7 1及4 7 2進入第一*分光器，兩者具有 的偏振平面分別與分光介面4 2 3入射平面平行或垂直。 輸入光線4 7 1及4 7 2經由分光介面4 2 3反射，接著 離開梯形稜鏡4 2 2並垂直進入Porro稜鏡4 3 0，依序經 由Ρ〇π:ο稜鏡4 3 0第一面及第二面反射，並分別以光線 4 7 3及4 7 4的形式垂直法線方向從Porro稜鏡4 3 0離 開。Porro稜鏡4 3 0第一及第二面上，光線4 7 1及 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -1裝 mmmme -ϋ an I^reJ 1 ϋ ϋ _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 23 505797 A7 B7 五、發明說明（21 ) 4 7 2入射平面分別與分光介面4 2 3上的入射面垂直或 平行。 値得注意的是’光學系統4 1 0次系統包含梯形稜鏡 4 2 2及Porro稜鏡4 3 0，同時展現偏振保存本徵模式及 型T R。t轉換特性，次系統與第二實施例光學系統1 〇等 效。光線4 7 1及4 7 2爲光學光束，滿足作爲次系統本 徵模式及供型T R e t轉換特性應用的次系統光學光線的條 件。 接著，光線4 7 3及4 7 4從法線方向進入稜鏡 4 4 1進入面，依序經由第一面及分光介面4 4 3反射， 並以輸出光線4 7 5及4 7 6的形式從稜鏡4 4 1離開面 法線方向離開。光線4 7 3及4 7 4偏振平面分別與稜鏡 4 4 1第一面及分光面上的入射平面平行或垂直。 第五實施例具有兩個偏振保存本徵模式，其中兩偏振 保存本徵模式輸入偏振狀態與梯形稜鏡4 4 2分光器介面 入射平面平行及垂直。兩偏振保存本徵模式對應的偏振輸 出狀態分別與稜鏡4 4 1第一及分光面入射平面垂直及平 行。既然本徵模式偏振狀態相對於光學系統4 1 0反射及 折射入射面平行或垂直，本徵模式可進行偏振保存。 光學系統4 1 0轉換特性與由於輸入光線4 7 1及 4 7 2傳遞方向變化導致輸出光線4 7 5及4 7 6傳遞方 向變化有關，與型T R e t轉換特性相同。熟悉相關技術之 人能證明經過光學系統4 1 〇的輸入光線4 7 1及4 7 2 ，其傳遞方向變化所對映的效應° (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •1裝

Γ . ϋ·· ϋ team ^ · ·ϋ ϋ I— n I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公爱） -24- A7

505797 五、發明說明（22 ) 以上根據本發明偏振保存光學系統，描述數個實施例 ’這些實施例可互相結合構成干涉計，描述如下。 本發明第六實施例是一組平面鏡干涉計5 1 〇，如圖 9立體示意圖所示。平面鏡干涉計5 1 Q包含偏振分光器 513 ’四分之一波相位延遲板551 ，物鏡553，第 一及第二偏振保存光學系統5 1 1及5 1 2。偏振分光器 5 1 3利用具有偏振介面5 2 3的稜鏡5 2 1及5 2 2組 成。第一及第二偏振保存光學系統各部描述與圖7顯示第 四實施例之偏振保存光學系統相同。 輸入光線包含兩正交偏振光線5 7 1及5 7 2，光線 5 7 1提供作爲測量光線，且光線5 7 2作爲參考光線。 偏振分光器5 1 3利用偏振介面5 2 3反射參考光線 5 7 2並且傳送測量光線5 7 1。經由第二偏振保存光學 系統5 1 2反射及偏振分光器5 1 3再次反射後，參考光 線返回輸出部，視爲光線5 7 4。經由物鏡5 5 3兩次反 射，穿過相位延遲板兩次，經由第一偏振保存光學系統 5 1 1反射，在透過偏振分光器5 1 3傳送兩次、反射兩 次後，測量光線返回輸出部，視爲光線5 7 3。 輸入光線5 7 1及5 7 2及輸出光線5 7 3及5 7 4 如圖9所示，彼此空間相距。對於熟悉相關技術之人可證 明，輸入光線5 7 1及5 7 2可安排在同一空間，輸出光 線5 7 3及5 7 4亦然，而不會悖離本發明範疇。 本發明第七實施例是一組高穩定性平面鏡干涉計 6 0 0，如圖1 0立體示意圖所示。高穩定性平面鏡干涉 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -25 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •1裝 I I I I 訂！1-· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 505797 A7 ____B7^___ 五、發明說明（23) 計6 0 0包含偏振分光器6 0 2，四分之一波相位延遲板 6 5 1及6 5 2，物鏡6 5 3，參考鏡6 5 4，以及偏振 保存光學系統6 1 1。偏振分光器6 0 2是由稜鏡6 2 1 及具有偏振介面6 2 3的棱鏡6 2 2組成。此處描述的偏 振保存光學系統與圖7第四實施例所示的偏振保存光學系 統相同。 輸入光線6 7 1由兩個正交的偏振光線分量組成。偏 振分光器6 0 2偏振介面6 2 3反射輸入光線6 7 1其中 一分量，作爲參考光線，同時讓輸入光線6 7 1另一分量 通過，作爲測量光線。在參考光線經反射鏡6 5 4反射兩 次，每次抵達反射鏡6 5 4過程中穿過相位延遲板6 5 2 兩次，並經由偏振保存光學系統6 1 1反射，且透過偏振 分光器6 0 2反射兩次及穿透兩次後，參考光線返回，作 爲輸出光線6 7 3參考光線分量。在測量光線經物鏡 6 5 3反射兩次，每次抵達物鏡6 5 3過程中穿過相位延 遲板6 5 1兩次，並經由偏振保存光學系統6 1 1反射， 且透過偏振分光器6 0 2反射兩次及穿透兩次後，測量光 線返回作爲輸出光線6 7 3測量光線分量。 圖1 0分別顯示輸入光線6 7 1共軸的參考及測量光 線分量，以及輸出光線6 7 3共軸的參考及測量光線分量 。對於熟悉相關技術之人應能證明輸入光線6 7 1之參考 及測量光線分量可分離相距，輸出光線6 7 3之參考及測 量光線分量亦然，而不會悖離本發明範疇。 本發明第八實施例是一組高穩定性平面鏡干涉計 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） _ 26 _ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 505797 A7 B7 五、發明說明（24 ) 7 0 0，如圖1 1立體示意圖所示。第八實施例能降低循 環錯誤，是由平面鏡干涉計，並在測量路徑中搭配分開的 四分之一相位延遲板構成。第八實施例大部分元件與圖 1 0第七實施例各元件具有相同功能，第八實施例對應第 七實施例相同的元件，其參考標號各加上1 0 0。第七實 施例相位延遲板6 5 1的功能利用第八實施例兩相位延遲 板75 1A及75 1B達成。相位延遲板75 1A及 7 5 1 B彼此互相傾斜，以消除循環錯誤的潛源。循環錯 誤潛源是由，如在第七實施例相位延遲板6 5 1發現，相 位延遲板兩個雙重反射所產生的寄生光線造成。第八實施 例中對於降低循環錯誤的描述與共同待申請U S專利（ Attorney Docket Number 編號 0 2 0 1 / U S )，標題爲' 具有降低雙重光線效應的干涉計〃，由Peter de Groot提出 ，內容倂入本文供參照。相位延遲板的功能可利用干涉計 其他面，策略性地達成，例如將選定的偏振分光器傾斜配 置。第八實施例其餘部分與第七實施例所描述的內容相同 〇 本發明第九實施例是一組差動平面鏡干涉計8 0 0， 立體示意圖如圖1 2所示，且其側示意圖如圖1 3所示。 差動平面鏡干涉計8 0 0包含剪板8 1 6，偏振分光器 8 0 2，四分之一波相位延遲板8 5 1. ’物鏡8 5 3 ，參 考鏡8 5 4，以及偏振保存光學系統8 1 1。偏振分光器 利用具有偏振介面8 2 3的稜鏡8 2 1及8 2 2構成。此 處描述的偏振保存光學系統與圖7所示第四實施例之偏振 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -27 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) n I ϋ ϋ ·1 _1 n ϋ I^eJ ϋ ·ϋ I ϋ ϋ n ϋ I 0 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 505797 A7 __- _B7__ 五、發明說明（25 ) 保存光學系統相同。 輸入光線8 7 1包含兩正交的偏振光線分量。剪'板 8 1 6讓輸入光線8 7 1其中一個偏振分量通過，作爲測 量光線8 7 2。輸入光線8 7 1第二偏振分量首先通過剪 板8 1 6 ’經過兩次內部反射，接著通過半波相位延遲板 8 5 5 ’作爲參考光線8 7 3。將半波相位延遲板8 5 5 定向’旋轉參考光線8 7 3偏振平面使與測量光線8 7 2 偏振平面平行，且與圖1 3平面平行。測量光線8 7 2及 爹考光線8 7 3分離相距。 在測量光線經物鏡8 5 3反射兩次，每次抵達物鏡 8 5 3過程中穿過相位延遲板8 5 1兩次，並經由偏振保 存光學系統8 1 1反射，且透過偏振分光器8 0 2反射兩 次及穿透兩次後，測量光線8 7 2返回作爲測量光線 8 7 4。參考鏡8 5 4包含兩孔徑（見圖1 2 )，測量光 線通過孔徑在物鏡8 5 3間來回傳遞。 在參考光線經參考鏡8 5 4反射兩次，每次抵達參考 鏡8 5 4過程中穿過相位延遲板8 5 1兩次，並經由偏振 保存光學系統8 1 1反射，且透過分光器8 0 2反射兩次 後，參考光線8 7 3返回，作爲參考光線8 7 5。 接著，測量光線8 7 4通過半波相位延遲板8 5 6以 及剪板8 1 6 ，經過兩次內反射後，作爲輸出光線8 7 6 測量光線分量。將半波相位延遲板8 5 6定向，使輸出光 線8 7 6測量光線分量偏振平面相對測量光線8 7 4偏振 平面旋轉9 0度。參考光線8 7 5通過剪板作爲輸出光線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） · 28 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) • 1 1 I ϋ ·ϋ 一 δ，I n an ϋ ϋ in I · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 505797

五、發明說明（26 ) 8 7 6的光線分量。輸出光線8 7 6測量及參考光線分量 彼此正交偏振。 第九貫施例其餘部分與第七實施例所描述的內容相同 〇 本發明第十實施例是一組高穩定平面鏡干涉計9 0 2 ，如圖1 4立體示意圖所示。第十竇施例設計應用在需要 柱狀參考場合中。 第十實施例大邰分元件與圖1 〇第七實施例各元件具 有相同功能’第十實施例對應第八實施例相同的元件，其 參考標號各加上2 0 0。鏡9 5 5反射在參考鏡9 5 4及 偏振分光器9 0 2之間傳遞的參考光線。參考鏡9 5 4固 定在參考物體上’例如裝有影像系統的柱狀體，用來將光 線聚焦在晶圓上’且測量鏡9 5 3固定在晶圓架上，作爲 支撐晶圓的測量物體，其中影像系統，輻射光線，晶圓， 及晶圓架皆爲製造積體電路時所使用的顯影工具，例如接 下來描述的顯影裝置。 第十實施例其餘部分與第八實施例所描述的內容相同 本發明第十一實施例是一組雙線性/角度位移干涉計 系統1 0 0 0，如圖1 5示意圖所示。雙線性/角度位移 干涉計系統1 0 0 0某些次系統同時展現偏振保存本徵模 式及型T R e t轉換特性。圖1 5所示之雙線性/角度位移 干涉計系統1 0 1 0包含兩干涉計，其中兩干涉計輸出結 合，使物鏡產生線性位移及角度位移。對於各個干涉計， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） .29 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

505797 A7 B7 五、發明說明（27 ) 具有共用偏振分光器1 0 0 2的干涉計，共用物鏡 1053 ，共用參考鏡1054，共用四分之一波相位延 遲板1 0 5 1及1 0 5 2，以及共用源1 〇 1 4，雙線性 /角度位移干涉計1010進一步包含高穩定平面鏡干涉 計。偏振分光器1 0 0 2包含具有偏振介面1 〇 2 3的稜 鏡 1 0 2 1 及 1 0 2 2。 高穩定平面鏡干涉計，皆爲圖1 〇第七實施例之偏振 保存式干涉計。高穩定平面鏡干涉計包含偏振保存光學系 統1 0 1 1及1 0 1 2。偏振保存光學系統與圖.7第四實 施例所示者相同。 共用源1〇1 4產生光線1 〇 7 1 。源1 0 1 4最好 爲單頻雷射且裝置聲光調幅器以產生具有兩不同光學頻率 、正交偏振分量的光線1 〇 7 1。兩正交偏振平面與圖 1 5平面方向呈4 5度。光線1 〇 7 1射入非偏振分光器 1〇1 6 A ’且其第一部分以第一輸入光線的形式通過兩 局穩定平面鏡干涉g十其中之一進行傳送。光線1 〇 7 1射 入分光器1 0 6 1 A的第二部分由分光器1 〇 ]_ 6 a反射 ，並經由鏡1 0 1 6 B反射作爲兩高穩定平面鏡干涉計另 一者的第二輸入光線1 〇 7 2。 圖1 5顯示第一輸入光線及第二輸入光線1 〇 7 2通 過雙線性/角度位移干涉計1 〇 1 〇的傳遞過程，且以分 別以輸出光線1 0 7 3及1 0 7 4的形式離開干涉計 1 〇 1 0。輸出光線1 〇 7 3及1 0 7 4各別具有正交偏 振測量及參考光線分量。輸出光線1 0 7 3透過偏振器 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) in —---訂 -----· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 30 505797 A7 B7 五、發明說明（28 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 0 5 5傳送作爲混合光線，並利用偵測器1 〇 6 1偵測 ’經由光電效應產生第一電子干涉訊號或第一外差式的授 信裝置訊號。輸出光線1 〇 7 4透過偏振器1 〇 5 6傳送 作爲混合光線’並利用偵測器1 〇 6 2偵測，經由光電效 應產生第二電子干涉訊號或第二外差式授信裝置訊號。將 第一及第二外差是授信裝置訊號送至電子處理器及電腦 1 0 6 5以產生對應的第一及第二相對線性位移。將第一 及第二相對線性位移平均以產生物鏡1 〇 5 3相對線性位 移1 0 7 5，且將兩者相減，產生的差値用來產生物鏡 1053相對角度位移1076。 第十一實施例其餘部分與第七實施例所描述的內容相 同。 本發明第十一實施例的變型是包含一組雙線性/角度 位移干涉計系統。第^--實施例的變型可降低某些循環錯 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 誤以及減少某些具有偏振保存本徵模式及型T R e t轉換特 性的雙線性/角度位移干涉計系統次系統。第^——實施例 的變型包含兩個高穩定平面鏡，其中各個高穩定平面鏡干 涉計具有與圖1 1第八實施例之高穩定平面鏡干涉計相同 的形式。 第十一實施例變形其餘部分與第十一實施例所描述的 內容相同。 本發明第十一實施例是一組雙線性/角度位移干涉計 系統1 0 0 0，如圖1 5不意圖所示。雙線性/角度位移 千涉計系統1 〇 〇 〇的某些次系統同時展現偏振保存本徵 -31 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 505797 A7

五、發明說明（29 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 模式及型T R e t轉換特性。如圖1 5所示，雙線性/角度 k移干涉g十系統以1 〇 1 〇標示，包含兩干涉計，其中將 兩干涉計的輸出結合產生物鏡線性位移以及角度位移。對 於各個干涉計’雙線性/角度位移干涉計系統以1 〇 1 〇 進一部包含高穩定平面鏡干涉計，且兩干涉計具有共用偏 振分光器1002，共用物鏡1053，共用參考鏡 1054，共用四分之一相位延遲板1〇51及1052 ’以及共用源1 0 1 4。偏振分光器1 〇 〇 2包含具有偏 振介面1023的稜鏡1021及1022。 各具高穩定平面鏡干涉計爲圖1 〇顯示第七實施例之 偏振保存形式。高穩定平面鏡干涉計包含偏振保存光學系 統1 0 1 1及1 0 1 2。偏振保存光學系統與圖7第四實 施例的相同。 共用源1014產生光線1071。源1〇14最好 爲單頻雷射且裝置聲光調幅器以產生具有兩不同光學頻率 、正交偏振分量的光線1 〇 7 1。兩正交偏振平面與圖 1 5平面方向呈4 5度。光線1 〇 7 1射入非偏振分光器 1 0 1 6 A，且其第一部分以第一輸入光線的形式通過兩 高穩定平面鏡干涉計其中之一進行傳送。光線1 〇 7 1射 入分光器1 0 6 1 A的第二部分由分光器1 〇 1 6A反射 ，並經由鏡1 0 1 6 B反射作爲兩高穩定平面鏡干涉計另 一者的第二輸入光線1 〇 7 2。 圖1 5顯示第一輸入光線及第二輸入光線1 〇 7 2通 過雙線性/角度位移干涉計1 0 1 〇的傳遞過程，且以分 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •1裝

• I I I ! I 訂·！ — — — ΙΛ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -32- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 505797 A7 B7_____ 五、發明說明（30 ) 別以輸出光線1 0 7 3及1 0 7 4的形式離開干涉計 1 0 1 0。輸出光線1 0 7 3及1 0 7 4各別具有正交偏 振測量及參考光線分量。輸出光線1 0 7 3透過偏振器 1 0 5 5傳送作爲混合光線，並利用偵測器1 0 6 1偵測 ，經由光電效應產生第一電子干涉訊號或第一外差式的授 信裝置訊號。輸出光線1 0 7 4透過偏振器1 〇 5 6傳送 作爲混合光線’並利用偵測益1 0 6 2偵測’經由光電效 應產生第二電子干涉訊號或第二外差式授信裝置訊號。將 第一及第二外差是授信裝置訊號送至電子處理器及電腦 1 0 6 5以產生對應的第一及第二相對線性位移。將第一 及第二相對線性位移平均以產生物鏡1 〇 5 3相對線性位 移1 0 7 5，且將兩者相減，產生的差値用來產生物鏡 1053相對角度位移1076。 第十一實施例其餘部分與第七實施例所描述的內容相 同。 本發明第十一實施例的變型是包含一組雙線性/角度 位移干涉計系統。第十一實施例的變型可降低某些循環錯 誤以及減少某些具有偏振保存本徵模式及型T R e t轉換特 性的雙線性/角度位移干涉計系統次系統。第十一實施例 的變型包含兩個高穩定平面鏡，其中各個高穩定平面鏡干 涉計具有與圖1 1第八實施例之高穩定平面鏡干涉計相同 的形式。 第十一實施例變形其餘部分與第十一實施例所描述的 內容相同。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）7^1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

505797 A7 B7 五、發明說明（31 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 其他能展現偏振保存本徵模式及型T R e t轉換特性的 光學系統範例爲本發明第十二實施例之光學系統。第十二 實施例包含具有動態元件1 1 5 5的差動平面鏡干涉計 1 1 0 0，如圖1 6 a立體示意圖所示。動態元件 1 1 5 5的方向是由伺服控制，以確保測量光線與物鏡 1 1 5 3垂直。 輸入光線1 1 7 1包含兩頻率不同的正交偏振分量。 輸入光線1 1 7 1進入由直角三角形稜鏡1 1 4 1及菱形 稜鏡1 1 4 2，兩者間具有偏振介面1 1 4 3，構成的第 一分光器。輸入光線射入偏振介面1 1 4 3的第一部份以 測量光線1 1 7 3的方式傳送。輸入光線射入偏振介面 1 1 4 3的第二部分經過反射離開第一分光器，在一次內 反射後，作爲參考光線1 1 7 4。 測量光線1 1 7 3及參考光線1 1 7 4分別以輸出測 量及爹考光線1 1 7 5及1 1 7 6的形式離開差動平面鏡 1 1 0 0干涉計。圖1 6 a顯示測量光線1 1 7 3及參考 光線1 1 7 4通過差動平面鏡干涉計1 1 〇 〇的傳遞過程 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 。動態鏡1 1 5 5的方向是利用轉換器1 1 5 6 A， 1 1 5 6 B，及1 1 5 6 C加以控制。輸出測量及參考光 線1 175及1 176利用由直角三角形稜鏡1 144， 菱形稜鏡1 1 4 5 ，及分光介面1 1 4 6組成的第二分光 器結合成混合輸出光線。輸出光線由偵測器接收，且訊號 處理器1 1 6 0提供資訊，亦即，針對物鏡1 1 5 3線性 及/或角度位移進行相位偵測及相位分析，以及與光線校 •34- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 505797 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（32) 準有關的資訊’亦即偵測輸出光線測量光線分量傳遞方向 變化’用來對動態鏡1 1 5 5進行伺服控制。伴隨其他具 有動態兀件的干涉計，差動平面鏡干涉計1 1 〇 〇的操作 進一步描述於共同待申請U S專利（Attorney Docket Number 097 1 2/040001 )標題爲、、具有動態光線指導組合供 測量角度及距離之干涉計系統〃，由Henry A. HU1提出， 待申請專利倂入本文供參考。 圖1 6 a顯示一組光學次系統1 1 〇 〇 ，四分之一波 相位延遲板1 1 5 1 ’以及參考鏡1 1 54作爲第一光學 系統，展現偏振保存本徵模式及型T R e t轉換特性給輸出 參考光線1 1 7 4。對於固定方位，同時光學次系統 1 1 0 0，四分之一相位延遲板1 1 5 1 ，物鏡1 1 5 3 ，以及動態元件1 1 5 5作爲第二光學系統，展現偏振保 存本徵模式及型T R e t轉換特性給輸出測量光線1 1 7 4 0 光學次系統1 1 〇 〇包含修正Porro稜鏡1 1 2 1及稜 鏡1 1 2 5，1 1 2 9，及1 1 3 3，分別顯示於圖 16b，16c，16d，及 16e。包含表面 1128 及1 1 3 0的介面是偏振分光介面。 第一光學系統具有兩種偏振保存本徵模式’其中兩本 徵模式輸入偏振狀態分別與稜鏡1 1 3 3表面1 1 3 6入 射平面垂直及平行。兩偏振保存本徵模式對應輸出偏振狀 態與稜鏡1 1 2 1表面1 1 2 3上的入射平面垂直及平行 。既然本徵模式偏振狀態分別與第一光學系統中的各個反 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -35 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

505797 A7 B7 五、發明說明（33) 射及折射入射平面平行或垂直’本徵模式具有偏振保存特 性。 第二光學系統亦具有兩種偏振保存本徵模式，其中兩 徵模式輸入偏振狀態分別與動悲兀件1 1 5 5弟一表面上 的入射平面垂直及平行。動態元件1 1 5 5第一表面上的 入射平面與稜鏡1 1 2 1表面1 1 2 3上的本徵模式光線 入射平面平行。·兩偏振保存本徵模式對應輸出偏振狀態分 別與動態元件1 1 5 5表面的入射平面垂直及平行。既然 本徵模式偏振狀態分別與第二光學系統中的各個反射及.折 射入射平面平行或垂直，本徵模式具有偏振保存特性。 第十二實施例第一及第二光學系統轉換特性分別與由 於輸入光線1 1 7 3及1 1 7 4傳遞方向變化造成輸出光 線1 1 7 5傳遞方向變化有關，與型T R e t轉換特性相同 。對於熟悉相關技術之人應能證明輸入光線1 1 7 3及 1 1 7 4傳遞方向改變時，透過第一及第二光學系統所對 應的改變效應。 本發明第十三實施例展現增強的偏振分光特性，偏振 保存本徵模式，及型T R e t轉換特性。對於展現增強偏振 分光特性之干涉計光學系統，在使用上能降低干涉計測得 之相位差的循環誤差。 第十三實施例如圖1 7立體示意圖所示，包含分光器 及偏振保存光學系統1 2 1 1。分光器包含具有偏振分光 介面1 2 2 3的稜鏡1 2 2 1及1 222。偏振保存光學 系統包含圖7第四實施例，對於特定反射面具有偏振特性 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 505797 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（34) 之偏振保存光學系統。特定反射面可包含一或多個偏振保 存光學系統直角稜鏡，Porro稜鏡，及五角稜鏡，在這些稜 鏡上，對應（偏振保存光學系統）本徵模式的光線產生內 反射。對於第三實施例’特定反射面包含偏振保存光學系 統Porro稜鏡及五角稜鏡內反射面。 光學平面1231，1232，1233，及 1 2 3 4利用光學級黏膠或光學接觸方式黏著在Porro稜鏡 及五角稜鏡內部反射面上（見圖17)。如果進出第十三 實施例的光線爲紫外光，光學平面接著方式最好使用光學 接觸式。在黏著或光學接著光學平面之前，在光學平面及 /或對應Porro稜鏡及五角稜鏡表面塗佈多層薄膜，如此在 完成黏著或接著程序後，各個介面變成偏振保存後退反射 器本徵模式偏振表面。 選擇偏振表面對應部分偏’振特性，使得對於透過偏振 分光器偏振介面1 2 2 3 —部份反射（傳輸）的本徵模式 ，偏振保存光學系統偏振表面對應部分更能反射本徵模式 。結果，偏振表面提供作爲 ''偏振濾波器〃，其中偏振表 面傳送無用光線透過偏振分光器偏振介面1 2 2 3反射所 產生的寄生光線。 檢視各別圖示可證實，第十三實施例之偏振分光器及 偏振保存光學系統包含本發明第六，第七，第八’第九， 第十，第十一，第十二實施例之次系統。 可經由置換一或多個偏振保存光學系統元件’利用雙 折射媒介，亦即石英，方解石’或鋰鈮酸鹽製作使對應元 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -ό(-

(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 505797 A7 ____B7 _ 五、發明說明（35) 件變成偏振器，來增強及/或提昇偏振保存光學系統偏振 濾波特性。 如圖1 8之五角稜鏡偏振器1 3 4 0包含一個雙折射 媒介。雙折射媒介光軸1 3 4 1與圖1 8圖面平行且與修 正五角稜鏡1 3 4 0表面夾/3角度。選擇五角稜鏡表面方 向及角度/3使得想得到的輸入光線偏振分量通過五角稜鏡 並以五角稜鏡偏振保存本徵模式離開具有偏振濾波之五角 棱鏡。五角稜鏡偏振器的範例描述於4/7/7/.办//a 32(12) pp 201·7-2020( 1 993)，Η. Lotem 及 Κ· RabinoWtch 撰述，標題爲. 五角稜鏡偏振器〃一文中。 能採用展現偏振保存本徵模式及包含偏振濾波之光學 系統製作干涉計，能同時操作兩不同且相距甚遠的波長， 尤其是兩諧波。在干涉計上，兩波長的測量及參考路徑可 共用，尤其是在偏振分光介面上，相較習知干涉計循環誤 差源，可大大降低兩波長的循環誤差源。 上述之干涉計系統對於製造如電腦晶片等大尺寸積體 電路顯影製程相當有用。顯影製程是推動半導體製造工業 的關鍵技術。塗佈改善是使製程技術提昇至1 〇 〇 n m以 下線寬（設計規則）的五項最困難挑戰之一，見 p82( 1 997)範例。塗佈直接 仰賴晶圓定位及劃線（光罩）階段所使用之測距干涉計其 精密度及精確度。既然顯影治具可產生$ 5 0 - 1 〇 〇百 萬/年產値，改善測距干涉計能力的經濟價値相當可觀。 顯影治具每提昇1 %的良率即可帶給積體電路製造商約 本紐尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21G X 297公爱)--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 505797 A7 ________ B7 五、發明說明（36) $ 1百萬/每年的經濟利益，同時顯著提昇顯影治具製造 商的競爭優勢。 顯影治具的功能是將具有空間圖案的光束直接照射在 塗有光阻劑的晶圓上。製程牽涉接受光線的晶圓位置（校 準）以及將光線照射在光阻劑上的位置（曝光）。 爲了適當定位晶圓，在晶圓上刻有可用感測器測量的 校準記號。校準記號測量位置定義了晶圓放在治具中的位 置。此資訊，沿著晶圓表面所需圖案規範，引導晶圓與具 有空間圖案的光束進行校準。根據資訊，支撐塗有光阻劑 的晶圓之可傳送支架移動晶圓，使得輻射能在晶圓上正確 位置做曝光。 在曝光期間，輻射源發射圖案標線，將輻射擴散以產 生空間圖案輻射。標線同時用來作爲光罩，這些術語在下 文中可互相交替使用。爲了簡化顯影技術，簡化透鏡收集 擴散輻射形成標線圖案縮小影像。可替代的是，在鄰近印 刷的例子中，擴散輻射與晶圓接觸前傳遞小距離以產生1 :1的標線圖案影像。輻射觸發光阻內的光化學製程，將 輻射圖案轉換成光阻內的潛在影像。 上述之干涉計系統是定位機構內的重要元件，控制晶 圓及標線的定位並將標線影像記錄在晶圓上。 通常，顯影系統，亦稱作曝光系統，通常包含發光系 統及晶圓定位系統。發光系統包含輻射源’用來提供如紫 外線，可見光’ x-ray，電磁波，或離子輻射，同時標線或 光罩則提供輻射圖案，藉此產生空間圖案輻射。此外’就 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) MB 4B Μ·· I I · 505797 A7 B7__ 五、發明說明（37) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 縮小顯影製程的例子，發光系統可包含鏡片組，將空間圖 案成像在晶圓上。影像輻射將塗佈在晶圓上的光阻曝光。 發光系統同時包含光罩座，用來支撐光罩，且定位系統用 來調整光罩座與通過光罩影像輻射的相對位置。積體電路 的製造可包含多重曝光步驟。常用的顯影參考書籍，例如 見J· R. Sheats及B. W. Smith所著，書名爲 Microlithography : Science and Technology (Marcel Dekker, Inc·，New York，1998)，內容倂入本文供參考。 上述之干涉計系統可精確地測量各個晶片座及光罩座 與曝光系統其他元件，如鏡片組，輻射源，或支撐結構的 相對位置。在此範例中，可將干涉計系統固定在固定結構 上來測量固定在移動件，如晶片座或光罩上的物體。可替 代的是，可將兩者固定方式對調，將干涉計系統固定在可 動件上’並將帶測物體固定在固定件上。 詳細地說，干涉計系統可用來測量固定有干涉計系統 之曝光系統上任意元件與曝光系統上任意其他元件的相對 位置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 採用干涉計系統1 4 2 6的顯影掃描器1 4 0 0範例 如圖1 9 a所示。採用干涉計系統精確地測量曝光系統上 晶圓的位置，此處，使用座1 4 2 2將晶圓與曝光站定位 。掃描器1 4 0 0包含支架1 4 0 2，承載其他支撐結構 以及這些支撐結構上所放置的各種元件。曝光座1 4 〇 4 固定在透鏡罩1 4 0 6的上方，在曝光座上方固定有支撐 標線或光罩用的標線或光罩座1 4 1 6。用來固定光罩相 4ϋ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 505797 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（38) 對曝光站位置的定位系統以元件標號1 4 1 7表示。定位 系統1 4 1 7包含，例如，壓電轉換器元件以及對應的電 子控制系統。雖然此系統不包括在所描述的實施例中，上 述之一或多組干涉計系統可用來測量光罩座以及其他可動 元件的位置。在製作顯影結構時，這些元件的位置必須精 確地監控（見前述 Sheats and Smith Microlitho^raphv : Science and Technology ) ° 承載晶圓座1 4 2 2之支撐座1 4 1 3懸掛在曝光座 1404下方。座1422包括平面鏡，利用干涉計系統 1 4 2 6直接將測量光線1 4 5 4反射到座上。定位座 1 4 2 2與干涉計系統1 4 2 6相對位置的定位系統已參 考標號1 4 1 9表示。定位系統1 4 1 9包含壓電轉換器 元件及對應的電子控制器。測量光線反射回固定在曝光底 座1 4 0 4上的干涉計系統。干涉計系統可採用前述任一 實施例。 在作業期間，輻射光線1 4 1 0，亦即來自於U V雷 射（未顯示）的紫外（U V )光，通過光線成形光學組 1 4 1 2 ，且經鏡1 4 1 4反射後向下行進。因此，輻射 光線通過利用光罩座1 4 1 6支撐的光罩（未顯示）。透 過鏡片。鏡片罩1 4 0 6上承載的透鏡組1 4 0 8，將光 罩成像在晶片座1 4 2 2上的晶圓上（未顯示）底座 1 4 0 4及其支撐的各種元件利用阻泥系統（以彈簧 1 4 2 0表示）與外界環境震動隔絕。 在顯影掃描器的其他實施例中，可採用前述一或多個 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -丨裝

ϋ 11 11 ΜΗ· 一 _OJI ϋ I 1 11 11 .1 ϋ I 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -41 - 505797 A7 ______ B7 五、發明說明（39) 干涉計系統沿著與晶圓及標線（光罩）座有關的錘及角度 規測量距離。同時，除了 U V雷射光，可使用其他光線曝 光晶圓，亦即，X-ray，電子束，離子束，及可見光束。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 此外，顯影掃描器可包含柱狀參考，其中干涉計系統 1 4 2 6將參考束指向鏡片罩1 4 0 6或其他結構，引導 輻射光束而非干涉計系統內的參考路徑。當結合座 1 4 2 2反射的測量光線1 4 5 4以及鏡片罩1 4 0 6反 射的參考光線時，干涉計系統1 4 2 6產生干擾訊號指示 座與輻射光束相對位置有改變。再者，在干涉計系統 1 4 2 6其他實施例中，可測量標線（光罩）座1 4 1 6 或掃描器系統其他可動元件的位置變化。最後，除的掃描 器外’類似顯影系統採用的干涉計系統可用來作爲步進器 0 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 對於熟悉相關技術之人必能了解，顯影是製作半導體 裝置製造方法中極關鍵的一部份。例如，u . S ·專利 5 ’ 483，343對半導體製造方法各個步驟有槪略描 述。以下參考圖1 9 b及1 9 c描述這些步驟。圖1 9 b 顯示製造半導體裝置，例如半導體晶片（亦即，I C或 LSI)，液晶顯示器或C C D，之流程圖。步驟 1 4 5 1是半導體裝置電路設計階段。步驟1 4 5 3是使 用矽材料製作晶圓的階段。步驟1 4 5 4稱作晶圓前製程 ’利用事先製作好的光罩及晶圓，經由顯影將電路形成在 晶圓上。步驟1 4 5 5是封裝階段，稱作後製程，其中將 步驟1 4 5 4處理過的晶圓形成半導體晶片。此步驟包含 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 505797 A7 B7 五、發明說明（40) 組合（切割及連接）及封包（晶片岔、封）。步驟1 4 5 6 是測試階段，其中將步驟1 4 5 5產生的半導體裝置進行 操作性檢測，耐久性檢測等測試。經由上述程序，半導體 裝置製作完成並出貨（步驟1457)。 圖1 9 c顯示晶圓製作細部流程圖。步驟1 4 6 2是 C V D製程，在晶圓表面形成絕緣薄膜。步驟1 4 6 3是 長電極製程，利用氣相沉積在晶圓上形成電極。步驟 1 4 6 4是離子植入製程，將離子植入晶圓內。步驟 1 4 6 5是光阻製程，在晶圓上塗佈光阻（光阻材料）。 步驟1 4 6 6是曝光製程，利用上述曝光裝置，透過光罩 ，經由曝光動作將電路圖案印刷在晶圓上。步驟1 4 6 7 是顯影製程，將曝光過的晶圓顯像。步驟1 4 6 8是鈾刻 製程，移除顯影光阻影像之外的部分。.步驟1 4 6 9是光 阻分離製程，在蝕刻製程後，將殘留在晶圓上的光阻材料 移除。重複上述步驟，將電路圖案形成並疊印在晶圓上。 上述干涉計系統可使用在其他需要準確測量物件相對 位置的場合中。例如，應用在雷射，X-ray，離子，或電子 束的光束寫入上，將圖案印在基材上，干涉計系統可用來 測量基材及寫入光束之間的相對移動。 例如，圖2 0顯示光束寫入系統1 5 0 0的示意圖。 源1 5 1 0產生寫入光束1 5 1 2，且光束聚焦裝置 1514將輻射光束指向在利用可動座1518支撐的基 板1 5 1 6上。爲了決定座的相對位置，干涉計系統 1 5 2 0將參考光束1 5 2 2指向固定在光束聚焦組合 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

» ϋ» I ϋ n ϋ I ϋ 一-口， I 1 an n ϋ ϋ ϋ I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 505797 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（41 ) 1 5 1 4上的鏡1 5 2 4 ’同時測量光線1 5 2 6到固定 在座1 5 1 8上鏡1 5 2 8的距離。干涉計系統1 5 2 0 可採用前述任一種干涉計系統。干涉計測得的位置改變對 應寫入光束1 5 1 2在基材1 5 1 6上相對位置變化。干 涉計系統1 5 2 0送出測量訊號1 5 3 .2給控制器 1 5 30 ’指出寫入光束1 5 1 2在基材1 5 1 6上的相 對位置。控制氣1 5 3 0送出輸出訊號1 5 3 4給支撐及 定位座1 5 1 8的底座1 5 3 6。此外，控制器1 5 3 0 送出訊號1 5 3 8給源1 5 1 0以改變寫入光束1 5 1 2 的強度或將之阻隔，使得寫入光束能在基材上選定的位置 處以足夠產生光物理或光化學變化的強度接觸基材。再者 ，在一些實施例中，控制器1 5 3 0可利用訊號1 5 4 4 使光束聚焦組合1 5 1 4直接在基材區域上進行寫入光束 掃描。如此，控制器1 5 3 0引導系統其他元件在基材上 製作圖案。一般而言，圖案是根據儲存在控制器內的電子 設計圖案。在一些應用場合中，寫入光束在塗佈光阻的基 材上進行圖案製作，在另一應用中，寫入光束直接繪製圖 案，亦即，蝕刻基材。 此系統主要是應用在平面印刷術光罩及標線的製作上 。例如，製作平光印刷術光罩，使用電子束在鍍鉻的玻璃 基板上進行佈圖。在此例中，寫入光束是電子束，光束寫 入系統將電子束路徑保持在真空環境中。同時在寫入光束 是電子或離子束的情況中’光束聚焦組合包含四極子透鏡 電場產生器，在真空環境中將帶電荷的粒子聚焦並導引到 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -44- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

505797 A7 __B7 _ 五、發明說明（42) 基材上。在寫入光束是輻射束，亦即X-ray，u V，或可見 光等其他例子中，光束聚焦組合包含對應的光學系統，將 輻射聚焦並導引到基材上。 需了解，雖然文中已針對本發明作詳盡描述，上述描 述僅供說明而不以此限制本發明範疇，本發明範疇定義於 附帶申請專利範圍中。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •I裝

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -45-

Claims (1)

1. 505797 8 8 8 8 ABCD 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 · 一種偏振保存光學系統，該光學系統包含數個反 射面’使得當輸入光束傳遞方向與輸入及輸出光束垂直變 化時，使輸出光束傳遞方向沿著輸入光束變化方向相反方 向改變’且當輸入光束傳遞方向與輸入光束垂直且與輸入 及輸出光束正交平面垂直變化時，使輸出光束在該平面旋 轉，與由於改變輸入光束傳遞方向引起輸入光束對應旋轉 相同，其中各個反射面入射平面與進入該面的入射光束偏 振平面垂直或平行。 2 ·如申請專利範圍第1項之偏振保存光學系統，其 中該偏振保存光學系統由數個棱鏡光學元件製作而成，其 中該數個反射面包含從該數個稜鏡光學元件選出的平面。 3 ·如申請專利範圍第2項之偏振保存光學系統，其 中該數個稜鏡光學元件表面中至少一面全內部反射。 4 ·如申請專利範圍第2項之偏振保存光學系統，其. 中該數個棱鏡光學元件包含整體組合，其中各稜鏡光學元 件至少一面與另一稜鏡光學元件至少一面接觸。 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 5 ·如申請專利範圍第2項之偏振保存光學系統，進 一步包含一個偏振分光器。 6 .如申請專利範圍第4項之偏振保存光學系統，其 中該整體組合進一步包含一個分光器。 7 _如申請專利範圍第2項之偏振保存光學系統，其 中該光學系統稜鏡元件爲P〇rro，直角，Dove ，五角， 及'' K 〃稜鏡的組成。 8 ·如申請專利範圍第2項之偏振保存光學系統，其 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -46 - 505797 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 中該稜鏡元件包含直角，Porro及五角稜鏡。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 9 ·如申請專利範圍第1項之偏振保存光學系統，其 中該數個反射面至少一面包含反射鏡。 1 0 ·如申g靑專利範圍第1項之偏振保存光學系統， 其中該數個反射面至少一面上鍍有多層偏振分光器以增強 進入該偏振保存光學系統之正交偏振光束及原本光束的熄 滅比。 1 1 ·如申請專利範圍第2項之偏振保存光學系統， 其中該數個稜鏡元件至少一個利用雙折射光學材料製成。 1 2 ·如申請專利範圍第1項之偏振保存光學系統， 其中該數個反射面與其他反射面的規劃及安排使得光束進 入及離開該偏振保存光學系統大致彼此平行偏位。 1 3 ·如申請專利範圍第1項之偏振保存光學系統， 其中該數個反射面與其他反射面的規劃及安排使得光束進 入及離開該偏振保存光學系統大致彼此垂直。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 4 ·如幸請專利範圍第1 3項之偏振保存光學系統 ，其中該數個反射面進一步規劃及安排使得光束進入及離 開該偏振保存光學系統大致彼此垂直，且位於同一平面且 彼此偏位。 1 5 ·如申請專利範圍第1 2項之偏振保存光學系統 ，其中該數個反射面彼此進一步規劃及安排使得該偏振保 存光學系統一列進入光束以一列離開光束方式離開且大致 與該列進入光束平行，該列進入光束相對該列離開光束偏 距且保持在相同平面上。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）-47 - 505797 0Q888 ABCD 六、申請專利範圍 • 1 6 ·如申請專利範圍第1 2項之偏振保存光學系統 ，其中該數個反射面彼此進一步規劃及安排使得該偏振保 存光學系統一列進入光束以一列離開光束方式離開且大致 與該列進入光束平行，該列進入光束保持在同一平面且彼 此偏距。 1 7 ·如申請專利範圍第1項之偏振保存光學系統， 其中該數個反射面彼此規劃及安排使得光束採1 8 0以外 之預選角度進入及離開該偏振保存光學系統。 1 8 ·如申請專利範圍第2項之偏振保存光學系統， 其中該數個稜鏡光學元件從光束進入到離開依序包含Porro. 稜鏡以及直角稜鏡。 1 9 .如申請專利範圍第2項之偏振保存光學系統， 其中該數個稜鏡光學元件從光束進入到離開依序包含Porro 稜鏡以及D 〇 v e稜鏡。 2 〇 ·如申請專利範圍第2項之偏振保存光學系統， 其中該數個稜鏡光學元件從光束進入到離開依序包含直角 稜鏡，Porro稜鏡以及五角稜鏡。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 2 1 ·如申請專利範圍第2 0項之偏振保存光學系統 ，其中該直角棱鏡一面作爲進入面，且該五角稜鏡另一面 作爲離開面，該進入及離開面彼此平行。 2 2 ·如申請專利範圍第2 1項之偏振保存光學系統 ，在該直角稜鏡進入面上游處1進一步設置至少一個偏振分 光器。 2 3 ·如申請專利範圍第2 2項之偏振保存光學系 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）-48 - 505797 AIBIQ3 六、申請專利範圍統，其中該偏振分光器一面及該直角稜鏡進入面彼此光學 接觸。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）-49 -