CN110966939A - 一种干涉测量装置、测量方法及光刻设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种干涉测量装置、测量方法及光刻设备。待测物体沿第一方向运动，垂直于第一方向且位于待测物体的相对的两侧设有第一反射单元和第二反射单元，该干涉测量装置包括：偏振分光单元，用于将光源发出的光线分为测量光和参考光；测量光路单元，测量光经过时在第一反射单元的反射面至少反射一次；参考光路单元，参考光经过时在第二反射单元至少反射一次；合束单元，用于将测量光和参考光合为一束产生干涉。本发明的技术方案，将参考光引入到待测物体的另一侧，使之携带与测量光相反的频率变化信息，使得光细分加倍，实现待测物体精确位移测量，且测量光和参考光在干涉前没有共路部分，有效避免偏振频率混叠引起的误差，提高测量精度。

Description

一种干涉测量装置、测量方法及光刻设备

技术领域

本发明实施例涉及光学测量技术，尤其涉及一种干涉测量装置、测量方法及光刻设备。

背景技术

随着现代工业的迅速发展，位移测量变得十分重要，而诸如机床在承载条件下微形变位移的测量、光刻机的工件台和掩膜台的精密定位等，对位移测量速度和精度的要求非常高。光学干涉位移测量由于具有较高的测试灵敏度和精度，得到了广泛的应用。其中，最常用的光学干涉位移测量装置有迈克尔逊干涉测量装置和外差式激光干涉测量装置。

迈克尔逊干涉测量是最经典的光学干涉位移测量方法，经过长期的研究与发展，技术成熟可靠，电路细分之后的分辨率可以达到1nm。但是其测量的精度直接与光源波长的稳定性相关，因此对光源及光路所处的环境要求高，另外由于正弦误差的存在，测量范围受到较大的限制。外差式激光干涉测量装置俗称双频激光干涉仪，具有测量范围大、分辨率与精度极高的特点。

传统的双频激光干涉仪结构，将入射光分为两束，一束作为参考光，另一束作为测量光，其中，只有测量光与待测物体接触，参考光没有与待测物体接触，始终不会携带待测位移信息，使参考光未得到充分利用，使双频激光干涉仪的测量精度不够高；此外，现有的双频激光干涉仪结构，为了将光学细分加倍，参考光和测量光会增加较长的共路部分，所造成的偏振频率混叠会增大干涉仪的非线性误差，进而降低干涉仪测量重复性。

发明内容

本发明实施例提供一种干涉测量装置、测量方法及光刻设备，以实现待测物体精确位移测量，有效提高测量精度。

第一方面，本发明实施例提供一种干涉测量装置，待测物体沿第一方向运动，垂直于所述第一方向且位于所述待测物体的相对的两侧设置有第一反射单元和第二反射单元，该干涉测量装置包括：

偏振分光单元，用于将光源发出的光线分为第一偏振方向的测量光和第二偏振方向的参考光，所述第一偏振方向与所述第二偏振方向垂直；

测量光路单元，位于所述第一反射单元背离所述待测物体的一侧，所述测量光经过所述测量光路单元时在所述第一反射单元的反射面至少反射一次；

参考光路单元，位于所述第二反射单元背离所述待测物体的一侧，所述参考光经过所述参考光路单元时在所述第二反射单元至少反射一次；

合束单元，用于将所述测量光路单元输出的测量光和所述参考光路单元输出的参考光合为一束产生干涉。

第二方面，本发明实施例还提供一种干涉测量方法，通过上述的干涉测量装置执行，包括：

通过偏振分光单元将光源发出的光线分为第一偏振方向的测量光和第二偏振方向的参考光，其中，所述第一偏振方向与所述第二偏振方向垂直；

通过测量光路单元传输所述测量光，所述测量光经过所述测量光路单元时在所述第一反射单元的反射面至少反射一次；

通过参考光路单元传输所述参考光，所述参考光经过所述参考光路单元时在所述第二反射单元的反射面至少反射一次；

通过合束单元将所述测量光路单元输出的测量光和所述参考光路单元输出的参考光合为一束产生干涉。

第三方面，本发明实施例还提供一种光刻设备，其特征在于，包括上述任意一种干涉测量装置。

本发明实施例提供一种干涉测量装置，待测物体沿第一方向运动，垂直于第一方向且位于待测物体的相对的两侧设置有第一反射单元和第二反射单元，该干涉测量装置包括：偏振分光单元，用于将光源发出的光线分为第一偏振方向的测量光和第二偏振方向的参考光，第一偏振方向与第二偏振方向垂直；测量光路单元，位于第一反射单元背离待测物体的一侧，测量光经过测量光路单元时在第一反射单元的反射面至少反射一次；参考光路单元，位于第二反射单元背离待测物体的一侧，参考光经过参考光路单元时在第二反射单元至少反射一次；合束单元，用于将测量光路单元输出的测量光和参考光路单元输出的参考光合为一束产生干涉。通过偏振分光单元将光源发出的光线分为第一偏振方向的测量光和第二偏振方向的参考光；测量光经过测量光路单元时在第一反射单元的反射面至少反射一次；参考光经过参考光路单元时在第二反射单元至少反射一次；通过合束单元将测量光和参考光合为一束产生干涉，将参考光引入到待测物体的另一侧，使之携带与测量光相反的频率变化信息，在不增加频率混叠效应的前提下，使得光细分加倍，实现待测物体精确位移测量，而且测量光和参考光在干涉之前没有共路部分，可以有效避免偏振频率混叠引起的误差，有效提高测量精度。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种干涉测量装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种干涉测量装置的结构示意图；

图3是偏振分光棱镜的分光示意图；

图4是本发明实施例提供的又一种干涉测量装置的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的又一种干涉测量装置的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的又一种干涉测量装置的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的一种干涉测量方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。需要注意的是，本发明实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本发明实施例的限定。此外在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件被形成在另一个元件“上”或“下”时，其不仅能够直接形成在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接形成在另一元件“上”或者“下”。术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的中的具体含义。

图1所示为本发明实施例提供的一种干涉测量装置的结构示意图，本实施例可以用于测量待测物体10的位移，待测物体10沿第一方向运动，垂直于第一方向且位于待测物体10的相对的两侧设置有第一反射单元11和第二反射单元12，该干涉测量装置包括：偏振分光单元20，用于将光源30发出的光线分为第一偏振方向的测量光a和第二偏振方向的参考光b，第一偏振方向与第二偏振方向垂直；测量光路单元40，位于第一反射单元11背离待测物体10的一侧，测量光a经过测量光路单元40时在第一反射单元11的反射面至少反射一次；参考光路单元50，位于第二反射单元12背离待测物体10的一侧，参考光b经过参考光路单元50时在第二反射单元12至少反射一次；合束单元60，用于将测量光路单元40输出的测量光a和参考光路单元输出50的参考光b合为一束产生干涉。

可以理解的是，第一方向为x轴的正方向或负方向，光源30可以采用激光器，例如可以是氦氖激光器。偏振分光单元20存在一个透光的偏振方向，偏振方向与透光的偏振方向平行的光线透射，偏振方向与透光的偏振方向垂直的光线反射，光源可以发出包括两个偏振方向的光线，经过偏振分光单元20，分为第一偏振方向的测量光和第二偏振方向的参考光，第一偏振方向与第二偏振方向垂直。测量光路单元40用于传输测量光a，参考光路单元50用于传输参考光b，测量光a和参考光b在传输过程中分别经过第一反射单元11和第二反射单元12至少一次反射，当待测物体10发生位移时，根据多普勒效应，测量光a和参考光b会发生数值相等，符号相反的频移，当携带位移信息的测量光a和参考光b传输到合束单元60发生干涉，通过对干涉信息的测量，可以得出待测物体10的位移信息。合束单元60可以为分光片。

本发明实施例提供的干涉测量装置，通过偏振分光单元将光源发出的光线分为第一偏振方向的测量光和第二偏振方向的参考光；测量光经过测量光路单元时在第一反射单元的反射面至少反射一次；参考光经过参考光路单元时在第二反射单元至少反射一次；通过合束单元将测量光和参考光合为一束产生干涉，将参考光引入到待测物体的另一侧，使之携带与测量光相反的频率变化信息，在不增加频率混叠效应的前提下，使得光细分加倍，实现待测物体精确位移测量，而且测量光和参考光在干涉之前没有共路部分，可以有效避免偏振频率混叠引起的误差，有效提高测量精度。

可选的，测量光和参考光的频率不同。

可以理解的是，由于光源内部因素(如电子噪声、长期漂移等)以及外部因素(环境变化，如温度、大气压力、折射率等)会对单频干涉仪的测量结果产生影响。通过设置测量光和参考光频率不同，可以形成高精度的双频干涉仪。具体的，可以在氦氖激光器上，加上一个约0.03特斯拉的轴向磁场，由于塞曼分裂效应和频率牵引效应，激光器产生两个不同频率的左旋和右旋圆偏振光，它们的频率差大约是1.5MHz左右。经1/4波片后成为两个互相垂直的线偏振光，再经分光镜分为两路。一路经偏振片后成为含有频率为f1-f2的参考光束，另一路经偏振分光镜后又分为两路：一路成为仅含有f1的光束，另一路成为仅含有f2的光束。氦氖激光器输出的频率为f1的光束和f2的光束可以分别作为测量光和参考光。

可选的，测量光在第一反射单元的反射面反射两次，参考光在第二反射单元的反射面反射两次。

示例性的，以下以测量光频率为f1，参考光频率为f2，测量光和参考光分别在第一反射单元和第二反射单元反射两次为例，可以形成光学八细分结构或光学四细分结构。需要说明的是，以下说明是示例性的，不能作为对本发明的限制，根据本发明实施例的构思及附图得到其他实施例，也在本发明实施例的保护范围之内。

图2所示为本发明实施例提供的另一种干涉测量装置的结构示意图。参考图2，本实施例提供的干涉测量装置可以实现光学八细分，可选的，测量光路单元40包括第一双面反射镜41，测量光分别在第一反射单元11的反射面、第一双面反射镜41的第一反射面、第一双面反射镜42的第二反射面以及第一反射单元11的反射面发生反射；参考光路单元50包括第二双面反射镜51，参考光分别在第二反射单元12的反射面、第二双面反射镜51的第一反射面、第二双面反射镜51的第二反射面以及第二反射单元12的反射面发生反射。

可选的，继续参考图2，测量光路单元40还包括第一偏振分光镜42、第一四分之一波片43、第二偏振分光镜44；测量光a经过第一偏振分光镜42发生反射，经过第一四分之一波片43入射到第一反射单元11的反射面，在第一反射单元11的反射面反射后经过第一四分之一波片43，在第一偏振分光镜42发生透射，经过第一双面反射镜41的第一反射面和第二反射面反射后在第二偏振分光镜44发生透射，再次经过第一四分之一波片43入射到第一反射单元11的反射面，在第一反射单元11的反射面反射后经过第一四分之一波片43，在第二偏振分光镜44发生反射，测量光a到达合束单元60；参考光路单元50还包括第三偏振分光镜52、第二四分之一波片53和第四偏振分光镜54；参考光b经过第三偏振分光镜52发生反射，经过第二四分之一波片53入射到第二反射单元12的反射面，在第二反射单元12的反射面反射后经过第二四分之一波片53，在第三偏振分光镜52发生透射，经过第二双面反射镜51的第一反射面和第二反射面反射后在第四偏振分光镜54发生透射，再次经过第二四分之一波片53入射到第二反射单元12的反射面，在第二反射单元12的反射面反射后经过第二四分之一波片53，在第四偏振分光镜54发生反射，参考光b到达合束单元60。

其中，测量光路单元40和参考光路单元50可以使用完全相同的光学器件，该干涉测量装置沿测量方向基本呈对称分布。第一双面反射镜41可以为角锥棱镜，用于将测量光线原方向返回，并与原光线错开一段距离。第一偏振分光镜42和第二偏振分光镜44可以为偏振分光片或偏振分光棱镜，优选为偏振分光棱镜，有利于器件组装。偏振分光棱镜是一种用于分离光线的水平偏振和垂直偏振的光学元件，图3所示为偏振分光棱镜的分光示意图。参考图3，偏振分光棱镜是利用光线以布鲁斯特角入射时平行偏振光(P光)透射率为1而垂直偏振光(S光)透射率小于1的性质，在光线以布鲁斯特角多次通过多层膜结构以后，达到使的P偏振分量完全透过，而绝大部分S偏振分量反射(至少90％以上)的一个光学元件。可以理解的是，当P偏振光两次经过四分之一波片时，会变成S偏振光，反之亦然。

入射到第一偏振分光镜42的测量光a为S偏振光，S偏振光发生反射，经过第一四分之一波片43入射到第一反射单元11的反射面，在第一反射单元11的反射面反射后再次经过第一四分之一波片43，此时变为P偏振光，因此测量光a再次经过第一偏振分光镜42时发生透射，经过第一双面反射镜41两次反射后偏振态不发生变化，经过第二偏振分光镜44发生透射，再经过两次第一四分之一波片43后再次变为S偏振光，在第二偏振分光镜44发生反射，最后到达合束单元60。参考光b的光路类似，不再累述。

可选的，测量光路单元和/或参考光路单元还包括第一反射镜，用于使测量光路单元出射的测量光和参考光路单元出射的参考光到达合束单元。

示例性的，继续参考图2，本实施例中，合束单元60位于参考光路单元50的输出光路上，测量光路单元40包括第一反射镜45，用于将测量光a反射到合束单元60。可以理解的是，合束单元60也可以位于测量光路单元40的输出光路上，在参考光路单元50设置第一反射镜，或者测量光路单元40和参考光路单元50都设置第一反射镜，本发明实施例对此不作限定。

继续参考图2，可选的，测量光a为偏振分光单元20的透射光，参考光b为偏振分光单元20的反射光，该干涉测量装置还包括第一二分之一波片70和第二反射镜80，第一二分之一波片70位于偏振分光单元20的透射光路上，测量光a经过第一二分之一波片70后透射到测量光路单元40；第二反射镜80位于偏振分光单元20的反射光路上，参考光b经过第二反射镜后80反射到参考光路单元。

可以理解的是，由于偏振分光单元20的透射光为P偏振光，而测量光a为S偏振光时才能在第一偏振分光镜42发生反射，因此设置第一二分之一波片70将偏振分光单元20的透射的P偏振光转换为S偏振光，形成测量光a。由于反射光为S偏振光，但不能直接入射到参考光路单元50，因此需要设置第二反射镜80。

图4所示为本发明实施例提供的又一种干涉测量装置的结构示意图。参考图4，可选的，测量光a为偏振分光单元20的反射光，参考光b为偏振分光单元20的透射光，该干涉测量装置还包括第二二分之一波片71和第三反射镜81，测量光a经偏振分光单元20反射后到达测量光路单元40；第三反射镜81位于偏振分光单元20的透射光路上，第二二分之一波片71位于第三反射镜81的反射光路上，参考光b经过第二二分之一波片71后透射到参考光路单元50。

可以理解的是，由于偏振分光单元20的透射光为P偏振光，而参考光为S偏振光时才能在第三偏振分光镜52发生反射，因此设置第二二分之一波片71将偏振分光单元20的透射的P偏振光转换为S偏振光，形成参考光b。由于透射光不能直接入射到参考光路单元50，因此需要设置第三反射镜81。

本实施例中，假如待测物体10在测量方向上向右移动了Δx，测量光a产生了Δf的频移，那么参考光b就会产生-Δf的频移。由于测量光a和参考光b分别两次往返于待测物体10上，因此二者的细分数均为四细分，所以整个装置的细分数为四细分的两倍，为八细分。

根据多普勒效应，总相位变化大小为：

由上式(1)可得：

其中，系数8代表了8细分。n为折射率，v为物体运动速度，f为频率，c为光速，可以理解的是，由于f1和f2的频率在10¹⁴Hz量级，而f1和f2的频率差约为1.5MHz，因此可以直接用f1或者f2代替作为f。相位为频率乘以2π在时间上的积分，表示待测物体的位移引起的总相位变化。也就是说，位置每变化λ/8，光程才改变一个λ，即实现了光学八细分。本实施例将测量光和参考光的光路分离，在实现光细分加倍的同时减小了因频率混叠造成的非线性误差，有效提高测量精度。

图5所示为本发明实施例提供的又一种干涉测量装置的结构示意图。参考图5，本实施例提供的干涉测量装置可以实现光学四细分，可选的，测量光路单元40包括第一双面反射镜41，参考光路单元50包括第二双面反射镜51，第一反射单元11包括第三双面反射镜，第二反射单元12包括第四双面反射镜；第三双面反射镜的第一反射面111与第一双面反射镜41的第一反射面411平行，第三双面反射镜的第二反射112面与第一双面反射镜41的第二反射面412平行，测量光a依次在第一双面反射镜41的第一反射面411、第三双面反射镜的第一反射面111、第三双面反射镜的第二反射面112以及第一双面反射镜41的第二反射面412发生反射；第四双面反射镜的第一反射面121与第二双面反射镜51的第一反射面511平行，第四双面反射镜的第二反射面122与第二双面反射镜51的第二反射面512平行，参考光b依次在第二双面反射镜51的第一反射面511、第四双面反射镜的第一反射面121、第四双面反射镜的第二反射面122以及第二双面反射镜51的第二反射面512发生反射。

可选的，测量光路单元和/或参考光路单元还包括第一反射镜，用于使测量光路单元出射的测量光和参考光路单元出射的参考光到达合束单元。

示例性的，继续参考图5，本实施例中，合束单元60位于参考光路单元50的输出光路上，测量光路单元40包括第一反射镜45，用于将测量光a反射到合束单元60。可以理解的是，合束单元60也可以位于测量光路单元40的输出光路上，在参考光路单元50设置第一反射镜，或者测量光路单元40和参考光路单元50都设置第一反射镜，本发明实施例对此不作限定。

继续参考图5，可选的，测量光a为偏振分光单元20的透射光，参考光b为偏振分光单元20的反射光，该干涉测量装置还包括第一二分之一波片70和第二反射镜80，第一二分之一波片70位于偏振分光单元70的透射光路上，测量光a经过第一二分之一波片70后透射到测量光路单元40；第二反射镜80位于偏振分光单元20的反射光路上，参考光b经过第二反射镜80后反射到参考光路单元。

可以理解的是，由于偏振分光单元20的透射光为P偏振光，反射光为S偏振光，由于P偏振光与S偏振光不能发生干涉，因此利用第一二分之一波片70将P偏振光转换为S偏振光。

需要说明的是，第一二分之一波片70也可以设置在第二反射镜80的反射光路上，将S偏振光转换为P偏振光。

图6所示为本发明实施例提供的又一种干涉测量装置的结构示意图。参考图6，可选的，测量光a为偏振分光单元20的反射光，参考光b为偏振分光单元20的透射光，该干涉测量装置还包括第二二分之一波片71和第三反射镜81，测量光a经偏振分光单元20反射后到达测量光路单元40；第三反射镜81位于偏振分光单元20的透射光路上，第二二分之一波片71位于第三反射镜81的反射光路上，参考光b经过第二二分之一波片71后透射到参考光路单元50。

可以理解的是，由于偏振分光单元20的透射光为P偏振光，反射光为S偏振光，由于P偏振光与S偏振光不能发生干涉，因此利用第二二分之一波片71将P偏振光转换为S偏振光。

需要说明的是，第二二分之一波片71也可以设置在偏振分光单元20的反射光路上，将S偏振光转换为P偏振光。由于透射光不能直接入射到参考光路单元50，因此需要设置第三反射镜81。

本实施例中，假如待测物体10在测量方向上向右移动了Δx，测量光a产生了Δf的频移，那么参考光b就会产生-Δf的频移。由于测量光a和参考光b分别一次往返于待测物体10上，因此二者的细分数均为二细分，所以整个装置的细分数为二细分的两倍，为四细分。

根据多普勒效应，总相位变化大小为：

由上式(2)可得：

其中，系数4代表了4细分。n为折射率，v为物体运动速度，f为频率，c为光速，可以理解的是，由于f1和f2的频率在10¹⁴Hz量级，而f1和f2的频率差约为1.5MHz，因此可以直接用f1或者f2代替作为f。相位为频率乘以2π在时间上的积分，表示待测物体的位移引起的总相位变化。也就是说，位置每变化λ/4，光程才改变一个λ，即实现了光学四细分。本实施例将测量光和参考光的光路分离，在实现光细分加倍的同时减小了因频率混叠造成的非线性误差，有效提高测量精度。

继续参考图4和图6，可选的，该干涉测量装置还包括测量光保护单元46，位于测量光路单元40到合束单元60之间的测量光路上，测量光保护单元46用于消除环境变化对测量光a的干扰；参考光保护单元56，位于偏振分光单元20到参考光路单元50之间的参考光路上，参考光保护单元56用于消除环境变化对参考光b的干扰。

可选的，测量光保护单元包括玻璃柱、玻璃管或者铝管的任意一种；参考光保护单元包括玻璃柱、玻璃管或者铝管的任意一种。

偏振分光单元20和第三反射镜81之间以及第一反射镜45和合束单元60之间的光路部分有可能会因为待测物体10较大而导致光程较大，若将这两段光路裸露在外面，环境会对其造成一定的影响。考虑到这两段光路是静态的，因此为了减轻或避免这一问题，可以在这两段光路上加上长度相同材料的测量光保护单元46和参考光保护单元56，例如可以是玻璃条，使从偏振分光单元20和第一反射镜45反射的光分别直接从玻璃条中穿过，分别入射到第三反射镜81和合束单元60上。加上玻璃条后，一方面可以完全避免空气扰动和大气压强的变化对光路的影响，另一方面由于玻璃的热膨胀系数和折射率温度系数均在10^-6量级，而所在环境温度变化很慢，约为0.5℃/h，根据OPD＝(nβ+γ)L·ΔT可得，加上玻璃条后环境变化对这两段光路的影响非常小，其中OPD表示光程差，β表示玻璃的热膨胀系数，γ表示玻璃的折射率温度系数，L表示光走过的路程。如果空气的扰动是影响这两段光路的主要环境因素，也可以考虑用铝管、玻璃管或其他管路代替玻璃条。

除了上述实施例外，本发明的核心方案基本可以与任何包含参考光路和测量光路的传统的激光干涉仪组合起来，形成双路共用且光细分数加倍的激光干涉装置。

图7所示为本发明实施例提供的一种干涉测量方法的流程示意图。参考图7，该干涉测量方法通过上述任意的干涉测量装置执行，包括：

步骤110、通过偏振分光单元将光源发出的光线分为第一偏振方向的测量光和第二偏振方向的参考光，其中，第一偏振方向与第二偏振方向垂直。

步骤120、通过测量光路单元传输测量光，测量光经过测量光路单元时在第一反射单元的反射面至少反射一次。

步骤130、通过参考光路单元传输参考光，参考光经过参考光路单元时在第二反射单元的反射面至少反射一次。

步骤140、通过合束单元将测量光路单元输出的测量光和参考光路单元输出的参考光合为一束产生干涉。

本发明实施例提供的干涉测量方法，通过偏振分光单元将光源发出的光线分为第一偏振方向的测量光和第二偏振方向的参考光；测量光经过测量光路单元时在第一反射单元的反射面至少反射一次；参考光经过参考光路单元时在第二反射单元至少反射一次；通过合束单元将测量光和参考光合为一束产生干涉，将参考光引入到待测物体的另一侧，使之携带与测量光相反的频率变化信息，在不增加频率混叠效应的前提下，使得光细分加倍，实现待测物体精确位移测量，而且测量光和参考光在干涉之前没有共路部分，可以有效避免偏振频率混叠引起的误差，有效提高测量精度。

本发明实施例还提供一种光刻设备，包括上述实施例提供的任意一种干涉测量装置。由于本发明实施例提供的光刻设备包括上述任意实施例提供的干涉测量装置，其与所包括的干涉测量装置具有相同和相应的有益效果，此处不再赘述。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (13)

1.一种干涉测量装置，其特征在于，待测物体沿第一方向运动，垂直于所述第一方向且位于所述待测物体的相对的两侧设置有第一反射单元和第二反射单元，该干涉测量装置包括：

偏振分光单元，用于将光源发出的光线分为第一偏振方向的测量光和第二偏振方向的参考光，所述第一偏振方向与所述第二偏振方向垂直；

测量光路单元，位于所述第一反射单元背离所述待测物体的一侧，所述测量光经过所述测量光路单元时在所述第一反射单元的反射面至少反射一次；

参考光路单元，位于所述第二反射单元背离所述待测物体的一侧，所述参考光经过所述参考光路单元时在所述第二反射单元至少反射一次；

合束单元，用于将所述测量光路单元输出的测量光和所述参考光路单元输出的参考光合为一束产生干涉。

2.根据权利要求1所述的干涉测量装置，其特征在于，所述测量光和所述参考光的频率不同。

3.根据权利要求1所述的干涉测量装置，其特征在于，所述测量光在所述第一反射单元的反射面反射两次，所述参考光在所述第二反射单元的反射面反射两次。

4.根据权利要求3所述的干涉测量装置，其特征在于，所述测量光路单元包括第一双面反射镜，所述测量光分别在所述第一反射单元的反射面、所述第一双面反射镜的第一反射面、所述第一双面反射镜的第二反射面以及所述第一反射单元的反射面发生反射；

所述参考光路单元包括第二双面反射镜，所述参考光分别在所述第二反射单元的反射面、所述第二双面反射镜的第一反射面、所述第二双面反射镜的第二反射面以及所述第二反射单元的反射面发生反射。

5.根据权利要求4所述的干涉测量装置，其特征在于，所述测量光路单元还包括第一偏振分光镜、第一四分之一波片、第二偏振分光镜；

所述测量光经过所述第一偏振分光镜发生反射，经过所述第一四分之一波片入射到所述第一反射单元的反射面，在所述第一反射单元的反射面反射后经过所述第一四分之一波片，在所述第一偏振分光镜发生透射，经过所述第一双面反射镜的第一反射面和第二反射面反射后在所述第二偏振分光镜发生透射，再次经过所述第一四分之一波片入射到所述第一反射单元的反射面，在所述第一反射单元的反射面反射后经过所述第一四分之一波片，在所述第二偏振分光镜发生反射，所述测量光到达所述合束单元；

所述参考光路单元还包括第三偏振分光镜、第二四分之一波片和第四偏振分光镜；

所述参考光经过所述第三偏振分光镜发生反射，经过所述第二四分之一波片入射到所述第二反射单元的反射面，在所述第二反射单元的反射面反射后经过所述第二四分之一波片，在所述第三偏振分光镜发生透射，经过所述第二双面反射镜的第一反射面和第二反射面反射后在所述第四偏振分光镜发生透射，再次经过所述第二四分之一波片入射到所述第二反射单元的反射面，在所述第二反射单元的反射面反射后经过所述第二四分之一波片，在所述第四偏振分光镜发生反射，所述参考光到达所述合束单元。

6.根据权利要求3所述的干涉测量装置，其特征在于，所述测量光路单元包括第一双面反射镜，所述参考光路单元包括第二双面反射镜，所述第一反射单元包括第三双面反射镜，所述第二反射单元包括第四双面反射镜；

所述第三双面反射镜的第一反射面与所述第一双面反射镜的第一反射面平行，所述第三双面反射镜的第二反射面与所述第一双面反射镜的第二反射面平行，所述测量光依次在所述第一双面反射镜的第一反射面、所述第三双面反射镜的第一反射面、所述第三双面反射镜的第二反射面以及所述第一双面反射镜的第二反射面发生反射；

所述第四双面反射镜的第一反射面与所述第二双面反射镜的第一反射面平行，所述第四双面反射镜的第二反射面与所述第二双面反射镜的第二反射面平行，所述参考光依次在所述第二双面反射镜的第一反射面、所述第四双面反射镜的第一反射面、所述第四双面反射镜的第二反射面以及所述第二双面反射镜的第二反射面发生反射。

7.根据权利要求4或6所述的干涉测量装置，其特征在于，所述测量光路单元和/或所述参考光路单元还包括第一反射镜，用于使所述测量光路单元出射的测量光和所述参考光路单元出射的参考光到达所述合束单元。

8.根据权利要求1所述的干涉测量装置，其特征在于，所述测量光为所述偏振分光单元的透射光，所述参考光为所述偏振分光单元的反射光，还包括第一二分之一波片和第二反射镜，所述第一二分之一波片位于所述偏振分光单元的透射光路上，所述测量光经过所述第一二分之一波片后透射到所述测量光路单元；

所述第二反射镜位于所述偏振分光单元的反射光路上，所述参考光经过所述第二反射镜后反射到所述参考光路单元。

9.根据权利要求1所述的干涉测量装置，其特征在于，所述测量光为所述偏振分光单元的反射光，所述参考光为所述偏振分光单元的透射光，还包括第二二分之一波片和第三反射镜，所述测量光经所述偏振分光单元反射后到达所述测量光路单元；

所述第三反射镜位于所述偏振分光单元的透射光路上，所述第二二分之一波片位于所述第三反射镜的反射光路上，所述参考光经过所述第二二分之一波片后透射到所述参考光路单元。

10.根据权利要求1所述的干涉测量装置，其特征在于，还包括：

测量光保护单元，位于所述测量光路单元到所述合束单元之间的测量光路上，所述测量光保护单元用于消除环境变化对所述测量光的干扰；

参考光保护单元，位于所述偏振分光单元到所述参考光路单元之间的参考光路上，所述参考光保护单元用于消除环境变化对所述参考光的干扰。

11.根据权利要求10所述的干涉测量装置，其特征在于，所述测量光保护单元包括玻璃柱、玻璃管或者铝管的任意一种；

所述参考光保护单元包括玻璃柱、玻璃管或者铝管的任意一种。

12.一种干涉测量方法，通过权利要求1～11任一所述的干涉测量装置执行，其特征在于，包括：

通过偏振分光单元将光源发出的光线分为第一偏振方向的测量光和第二偏振方向的参考光，其中，所述第一偏振方向与所述第二偏振方向垂直；

通过测量光路单元传输所述测量光，所述测量光经过所述测量光路单元时在所述第一反射单元的反射面至少反射一次；

通过参考光路单元传输所述参考光，所述参考光经过所述参考光路单元时在所述第二反射单元的反射面至少反射一次；

通过合束单元将所述测量光路单元输出的测量光和所述参考光路单元输出的参考光合为一束产生干涉。

13.一种光刻设备，其特征在于，包括权利要求1～11任一所述的干涉测量装置。

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