[发明专利]用于激光干涉光刻系统的相位测量装置及其使用方法

权利要求书

1.一种用于激光干涉光刻系统的相位测量装置，其特征在于，包括第一波片、第一偏振分光棱镜、第四波片、后向反射镜、第三波片、反射镜、第二波片、偏振片、第二偏振分光棱镜、第三偏振分光棱镜、第一光电探测器、第二光电探测器和基座；所述第一偏振分光棱镜、第二偏振分光棱镜和第三偏振分光棱镜固定在基座上，且第一偏振分光棱镜的出射面与第三偏振分光棱镜的一个入射面相邻，第二偏振分光棱镜的出射面与第三偏振分光棱镜的另一个入射面相邻；第一光电探测器和第二光电探测器位于第三偏振分光棱镜的出射面方向固定在基座上；

所述第一波片的快轴方向与第一偏振分光棱镜边缘呈45°角设置在第一偏振分光棱镜的一个入射面，且第一波片边缘与第一偏振分光棱镜入射面直角边相切；所述后向反射镜的边线方向与第一偏振分光棱镜底部边线垂直设置在第一偏振分光棱镜的另一入射面；所述第四波片的快轴方向与第一偏振分光棱镜边缘呈45°角设置在第一偏振分光棱镜和后向反射镜之间；所述第三波片的快轴方向与第一偏振分光棱镜边缘呈45°角设置在第一偏振分光棱镜的一个出射面，且第三波片与第一波片同轴；所述反射镜与第三波片同轴设置在背离第一偏振分光棱镜的第三波片外侧；所述第二波片设置在第一偏振分光棱镜与第三偏振分光棱镜之间，且位于经反射镜反射、第三波片透射和第一偏振分光棱镜反射后的光束线路上，第二波片的边缘与第一偏振分光棱镜的出射面直角边相切；偏振片的偏振方向与第三偏振分光棱镜呈45°角设置在第三偏振分光棱镜的出射面，

其中，所述第一波片、第三波片和第四波片都是四分之一波片，所述第二波片为二分之一波片，

其中，参考光以s偏振态入射第一波片透射至第一偏振分光棱镜入射面，经第一偏振分光棱镜后的反射光以s偏振态依次经过第四波片、后向反射镜反射、第四波片后变为p偏振态，再经过第一偏振分光棱镜、第三偏振分光棱镜和偏振片透射形成第一路参考光；经第一偏振分光棱镜后的透射光依次经过第三波片透射、反射镜反射和第三波片透射后变为s偏振态，然后经过第一偏振分光棱镜反射至第二波片透射后变为p偏振态，再经过第三偏振分光棱镜和偏振片透射形成第二路参考光；

第一路测量光以s偏振态入第二偏振分光棱镜的入射面，依次经过第二偏振分光棱镜和第三偏振分光棱镜反射到偏振片透射，与第一路参考光干涉形成第一测量信号入射第一光电探测器输出；第二路测量光以s偏振态入第二偏振分光棱镜的入射面，依次经过第二偏振分光棱镜和第三偏振分光棱镜反射到偏振片透射，与第二路参考光干涉形成第二路测量信号入射第二光电探测器输出。

2.根据权利要求1所述的用于激光干涉光刻系统的相位测量装置，其特征在于，还包括外壳，所述外壳罩着第一偏振分光棱镜、第二偏振分光棱镜和第三偏振分光棱镜并固定在基座。

3.根据权利要求1所述的用于激光干涉光刻系统的相位测量装置，其特征在于，所述基座的上表面设置第一偏振分光棱镜、第二偏振分光棱镜和第三偏振分光棱镜的安装凹槽，第一偏振分光棱镜、第二偏振分光棱镜和第三偏振分光棱镜固定在基座的凹槽上。

4.根据权利要求3所述的用于激光干涉光刻系统的相位测量装置，其特征在于，所述基座上的第一偏振分光棱镜、第二偏振分光棱镜和第三偏振分光棱镜的安装凹槽采用六点定位方法加工定位。

5.根据权利要求1所述的用于激光干涉光刻系统的相位测量装置，其特征在于，所述第一偏振分光棱镜、第二偏振分光棱镜和第三偏振分光棱镜分别与基座通过速干胶粘接。

6.根据权利要求1所述的用于激光干涉光刻系统的相位测量装置，其特征在于，所述第一波片、第二波片、第三波片及第四波片分别与第一偏振分光棱镜通过范德华力粘接，偏振片与第三偏振分光棱镜通过范德华力粘接。

7.根据权利要求1所述的用于激光干涉光刻系统的相位测量装置，其特征在于，所述后向反射镜与第四波片通过紫外固化胶粘接；所述反射镜与第三波片通过紫外固化胶粘接。

8.一种用于激光干涉光刻系统的相位测量装置的使用方法，其特征在于，参考光附加频率为120MHz、以s偏振态入射第一波片透射至第一偏振分光棱镜入射面，经第一偏振分光棱镜后的反射光以s偏振态依次经过第四波片、后向反射镜反射、第四波片后变为p偏振态，再经过第一偏振分光棱镜、第三偏振分光棱镜和偏振片透射形成第一路参考光；经第一偏振分光棱镜后的透射光依次经过第三波片透射、反射镜反射和第三波片透射后变为s偏振态，然后经过第一偏振分光棱镜反射至第二波片透射后变为p偏振态，再经过第三偏振分光棱镜和偏振片透射形成第二路参考光；

第一路测量光附加频率为100MHz、以s偏振态入第二偏振分光棱镜的入射面，依次经过第二偏振分光棱镜和第三偏振分光棱镜反射到偏振片透射，与第一路参考光干涉形成第一测量信号入射第一光电探测器输出；第二路测量光附加频率为100MHz、以s偏振态入第二偏振分光棱镜的入射面，依次经过第二偏振分光棱镜和第三偏振分光棱镜反射到偏振片透射，与第二路参考光干涉形成第二路测量信号入射第二光电探测器输出；解算输出的第一测量信号和第二路测量信号得到第一路测量光和第二路测量光的相位。