一種能夠提高光纖點衍射干涉儀檢測范圍的波面參考源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種能夠提高光纖點衍射干涉儀檢測范圍的波面參考源，其有以下部分組成：光纖，XY位移臺，準(zhǔn)直鏡頭，雙層密度盤，五棱鏡，光電探測器，聚焦物鏡，微孔反射鏡。在進行光學(xué)檢測時，光纖衍射球面波經(jīng)準(zhǔn)直、聚焦再經(jīng)微孔衍射為較大NA的近似標(biāo)準(zhǔn)球面波，可以作為光纖點衍射干涉儀的測試以及參考球面波，它可以在保留光纖優(yōu)點的同時，使光纖點衍射干涉儀的檢測范圍得到提升。本發(fā)明構(gòu)造的光纖點衍射干涉儀可以用在極紫外光刻光學(xué)檢測中。
【專利說明】一種能夠提高光纖點衍射干涉儀檢測范圍的波面參考源

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及屬于光學(xué)精密檢測領(lǐng)域，特別涉及一種能夠提高光纖點衍射干涉儀檢測范圍的波面參考源。

【背景技術(shù)】
[0002]極紫外光刻技術(shù)被認為是最具潛力的下一代光刻技術(shù)，它是使用13.5nm的極紫外光將掩膜上的圖形投影成像在涂敷有光刻膠的硅片上。為了實現(xiàn)投影光學(xué)系統(tǒng)衍射極限的分辨率，根據(jù)Marachel判據(jù)，要求系統(tǒng)波像差小于λ/14，即InmRMS。以六面反射鏡組成的投影光學(xué)系統(tǒng)為例，每一個光學(xué)元件引起的波像差分配到上的這對于檢測光學(xué)元件面形以及波像差的干涉儀精度提出了很高的要求。點衍射干涉儀使用小孔衍射產(chǎn)生的近似標(biāo)準(zhǔn)球面波作為參考球面波，避免了傳統(tǒng)干涉儀對參考元件面形精度的依賴，可以滿足極紫外光刻對光學(xué)檢測精度的要求。
[0003]1972年Raymond N.Smartt和J.Strong首先提出的點衍射干涉儀的思想，其采用微孔衍射產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)球面波作為參考球面波，大大提高了干涉檢測的精度，但是由于早期微孔點衍射干涉儀存在的難以加入移相裝置以及難以實現(xiàn)微孔精密對準(zhǔn)的缺點，大大限制了其發(fā)展。隨著光纖制造技術(shù)的發(fā)展以及成熟，人們已經(jīng)能夠?qū)⒐饫w的纖芯做的很細，具備了用光纖實現(xiàn)點衍射的條件。光纖的加入增加了光路的靈活性，更加容易實現(xiàn)光束控制，但由于光纖線芯不可能做的如微孔直徑那么小，始終在微米量級，這就限制了光纖衍射球面波的NA，進而限制了光學(xué)元件面形或是光學(xué)系統(tǒng)波像差的檢測范圍，這限制了其在大NA光學(xué)系統(tǒng)比如極紫外光刻投影光學(xué)系統(tǒng)中的使用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決現(xiàn)有技術(shù)中光纖點衍射干涉儀的檢測范圍過小的技術(shù)問題，提供一種能夠提高光纖點衍射干涉儀檢測范圍的波面參考源。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案具體如下:
[0006]一種能夠提高光纖點衍射干涉儀檢測范圍的波面參考源，在光路方向上依次包括:光纖，XY位移臺，準(zhǔn)直鏡頭，雙層密度盤，五棱鏡，光電探測器，聚焦物鏡以及微孔反射鏡;
[0007]所述微孔反射鏡上微孔的對準(zhǔn)由XY位移臺；
[0008]在所述雙層密度盤上:第一層密度盤設(shè)有1/4波片以及光柵刻線方向和轉(zhuǎn)輪半徑方向分別成0°和90°的兩塊光柵；第二層密度盤設(shè)有兩個偏振片，透振方向分別與1/4波片快軸方向成45°，并且兩個偏振片的透振方向垂直；
[0009]光纖發(fā)出的衍射球面波可經(jīng)準(zhǔn)直鏡頭準(zhǔn)直為平行光束，在經(jīng)過聚焦物鏡聚焦到微孔反射鏡的微孔上，衍射出較大NA的近似標(biāo)準(zhǔn)球面波。
[0010]在上述技術(shù)方案中，其與光纖末端的接口為標(biāo)準(zhǔn)FC-PC接口。
[0011]本發(fā)明具有以下的有益效果:
[0012]本發(fā)明的能夠提高光纖點衍射干涉儀檢測范圍的波面參考源，整個波面參考源有效將微孔點衍射優(yōu)點加入到光纖點衍射干涉儀中。
[0013]本發(fā)明的能夠提高光纖點衍射干涉儀檢測范圍的波面參考源，整個波面參考源與光纖末端的接口為標(biāo)準(zhǔn)接口，整個裝置具有可移植性。
[0014]本發(fā)明的能夠提高光纖點衍射干涉儀檢測范圍的波面參考源，在波面參考源中加入偏振檢測系統(tǒng)，與光纖上的偏振控制器組成偏振控制系統(tǒng)，可以有效提高干涉條紋對比度，并且偏振檢測系統(tǒng)在檢測完后可以移出光路，即不對光路產(chǎn)生額外誤差。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0016]圖1為光纖點衍射干涉儀波面參考源原理圖。
[0017]圖2為雙層密度盤上波片安裝示意圖。
[0018]圖3為微孔反射鏡不意圖。
[0019]圖中的附圖標(biāo)記表示為:
[0020]1.光纖；2.XY位移臺；3.準(zhǔn)直鏡頭；4.雙層密度盤；5.五棱鏡；6.光電探測器；
7.聚焦物鏡；8.微孔反射鏡；9.通孔+通孔；10.通孔+通孔；11.1/4波片+偏振片；12.光柵+通孔；13.光柵+通孔；14.1/4波片+偏振片；16.矩形窗口； 17.微孔。

【具體實施方式】
[0021]本發(fā)明的發(fā)明思想為:本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思是將光纖衍射的較小NA球面波經(jīng)過準(zhǔn)直、聚焦再衍射成較大NA的標(biāo)準(zhǔn)球面波，并且在其中加入了對光束偏振態(tài)進行檢測的裝置，以配合對光束偏振態(tài)進行控制，提高干涉條紋的對比度。
[0022]一種能夠提高光纖點衍射干涉儀檢測范圍的波面參考源，首先將光纖衍射球面波經(jīng)準(zhǔn)直鏡頭準(zhǔn)直為平行光束，在經(jīng)過高質(zhì)量聚焦物鏡聚焦到微孔反射鏡的微孔上，衍射出NA較高的近似標(biāo)準(zhǔn)球面波。
[0023]在上述波面參考源的準(zhǔn)直鏡頭和聚焦物鏡之間加入了光束偏振檢測系統(tǒng)，由雙層密度盤上的波片組合、五棱鏡、光電探測器組成。
[0024]上述波面參考源的微孔反射鏡上微孔的對準(zhǔn)由XY位移臺、雙層密度盤上的光柵以及精密三維調(diào)整臺構(gòu)成。
[0025]此波面參考源與光纖的接口為標(biāo)準(zhǔn)FC-PC接口，其最終效果在于產(chǎn)生比光纖衍射NA更大的近似標(biāo)準(zhǔn)球面波。
[0026]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做以詳細說明。
[0027]如圖1所示，本發(fā)明的光纖點衍射干涉儀波面參考源包括:光纖1，ΧΥ位移臺2，準(zhǔn)直鏡頭3，雙層密度盤4，五棱鏡5，光電探測器6，聚焦物鏡7以及微孔反射鏡8。在偏振控制以及微孔對準(zhǔn)階段完成后，將雙層密度盤4恢復(fù)為通孔狀態(tài)，五棱鏡5移出光路，光纖衍射球面波經(jīng)準(zhǔn)直、聚焦再衍射為較大NA的近似標(biāo)準(zhǔn)球面波，在構(gòu)造出兩個同樣的波面參考源后，就可以分別作為光纖點衍射干涉儀的參考以及測試波面參考源，用于高精度光學(xué)檢測。下面分別介紹具體的偏振控制以及微孔對準(zhǔn)過程。
[0028]如圖2所示雙層密度盤4的波片安裝示意圖，第一層密度盤安裝的是1/4波片以及光柵刻線方向和轉(zhuǎn)輪半徑方向分別成0°和90°的兩塊光柵，第二層密度盤安裝兩個偏振片，透振方向分別與1/4波片快軸方向成45°，并且兩個偏振片的透振方向垂直，通過兩層波片的組合實現(xiàn)圓偏振光和線偏振光的檢測。具體到圖2的組合方式:通孔+通孔9和通孔+通孔10分別表示第一、二層密度盤上均為通孔；1/4波片+偏振片11表示第一層密度盤安裝的是1/4波片，此波片快軸方向和轉(zhuǎn)輪半徑方向重合，第二層密度盤安裝透振方向與1/4波片快軸方向成45°的偏振片，且透振方向在1/4波片快軸方向右邊；光柵+通孔12表示第一層密度盤安裝的光柵刻線方向和轉(zhuǎn)輪半徑方向成90°，第二層密度盤為通孔；光柵+通孔13表示第一層密度盤安裝的光柵刻線方向和轉(zhuǎn)輪半徑方向成0°，第二層密度盤為通孔；1/4波片+偏振片14的第一層波片安裝和1/4波片+偏振片11相同，第二層偏振片透振方向與1/4波片快軸方向也成45°，但透振方向在1/4波片快軸方向左邊。在偏振控制階段，使用五棱鏡5下的單軸位移臺將其移入光路，這樣光束在經(jīng)過五棱鏡5后偏折90°到光電探測器上，將雙層密度盤4的轉(zhuǎn)孔轉(zhuǎn)到檢測偏振態(tài)的狀態(tài)，以檢測圓偏振態(tài)為例，波片的狀態(tài)為1/4波片+偏振片11，偏振片的透振方向與1/4波片快軸方向成45°，調(diào)整偏振控制器當(dāng)光電探測器6出現(xiàn)消光時，光束的偏振態(tài)為圓偏振態(tài)。
[0029]如圖3所不的微孔反射鏡8不意圖，在微孔17的四周分別有四個矩形窗口 16，四個矩形窗口的中心組成正方形。在偏振控制階段完成后，將五棱鏡5移出光路，準(zhǔn)直光束經(jīng)過聚焦物鏡7聚焦到微孔反射鏡8上，將雙層密度盤4轉(zhuǎn)孔轉(zhuǎn)到準(zhǔn)直光束通過光柵和通孔，光柵周期的選擇需要使準(zhǔn)直光束經(jīng)過光柵后O級衍射光聚焦后位于微孔，±1級衍射光束經(jīng)過聚焦物鏡7后位于矩形窗口位置。用顯微鏡觀察微孔后的光強，移動微孔反射鏡8下面的精密三維調(diào)整臺，當(dāng)微孔反射鏡8上的矩形窗口有光束時，微調(diào)三維調(diào)整臺，直到中間微孔處有光束通過，調(diào)整離焦量，用CCD觀察直到光強最強，此時微孔對準(zhǔn)完成。
[0030]顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.一種能夠提高光纖點衍射干涉儀檢測范圍的波面參考源，其特征在于， 在光路方向上依次包括:光纖(1)，XY位移臺(2)，準(zhǔn)直鏡頭(3)，雙層密度盤(4)，五棱鏡(5)，光電探測器(6)，聚焦物鏡(7)以及微孔反射鏡⑶； 所述微孔反射鏡⑶上微孔的對準(zhǔn)由XY位移臺⑵； 在所述雙層密度盤(4)上:第一層密度盤設(shè)有1/4波片以及光柵刻線方向和轉(zhuǎn)輪半徑方向分別成0°和90°的兩塊光柵；第二層密度盤設(shè)有兩個偏振片，透振方向分別與1/4波片快軸方向成45°，并且兩個偏振片的透振方向垂直； 光纖(I)發(fā)出的衍射球面波可經(jīng)準(zhǔn)直鏡頭(3)準(zhǔn)直為平行光束，在經(jīng)過聚焦物鏡(7)聚焦到微孔反射鏡(8)的微孔上，衍射出較大NA的近似標(biāo)準(zhǔn)球面波。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波面參考源，其特征在于，其與光纖末端的接口為標(biāo)準(zhǔn)FC-PC接口。
【文檔編號】G01B9/02GK104515466SQ201410787550
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月17日
【發(fā)明者】金春水, 代曉珂, 于杰 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所