[發明專利]具有位置測量裝置的多個掃描單元的裝置

有效

• 申請號: 201310005111.7
• 申請日: 2013-01-07
• 公開（公告）號: CN103246172A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 沃爾夫岡·霍爾扎普費爾;約爾格·德雷謝爾;馬庫斯·邁斯納;拉爾夫·約爾格爾;伯恩哈德·默施;托馬斯·卡埃爾貝雷爾
• 申請（專利權）人: 約翰尼斯海登海恩博士股份有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G01B11/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;李慧

技術領域

本發明涉及一種具有位置測量裝置的多個掃描單元的裝置。

背景技術

在當制造和檢驗半導體元件時使用的機器中，通常存在精確地定位對象的要求。因此例如可能需要的是，將晶片高精度地定位在工具、曝光-或檢驗單元之下。晶片在此處于一個可在六個自由度中運動的、通過相應的驅動裝置運動的桌子上。該桌子因此也就起對象的作用，需要高精度地檢測該對象相對于基準系統的位置；機器的、相應的位置固定的基準框架用作為基準系統。為了通過驅動裝置和所屬的控制單元對桌子進行定位，需要借助于高精度的位置測量裝置來產生關于桌子或者是基準框架的空間位置的位置信號。

在這種機器中，優先地將干涉儀或基于格柵的光學的位置測量裝置考慮作為高精度的位置測量裝置。在使用基于格柵的光學的位置測量裝置的情況下例如可以提出，在可運動的桌子上布置一個或多個掃描單元，在基準框架上布置合適的量具。如果在此需要沿桌子的兩個正交的主運動軸線進行位置檢測，那么所需要的量具設計為所謂的十字格柵形式的二維量具。如果桌子現在沿主運動軸線之一運動經過一個相對較大的移動范圍，那么產生了問題，這是因為然后相應地需要大型的二維量具。這些量具具有增大的體積并且僅僅在巨額消耗下才能制造。

為了避免制造非常大的二維量具已知的是，應用多個單個的二維量具或者是十字格柵板，以便以這種方式和方法能實現測量區域的擴大。單個的二維量具隨后在基準框架上彼此相鄰地沿相應的（多個）主運動軸線放置。相應的布置例如在US?7,602,489B2中提出，在形成權利要求1的前序部分時由此出發。在那里，總共四個十字格柵板或者是二維量具固定在基準框架上的正方形的裝置中，以便遮蓋住測量區域。為了進行光學掃描，在沿兩個正交的主運動軸線可運動的對象的側面上設置有總共四個掃描單元。四個掃描單元的掃描格柵相對于兩個主運動軸線分別旋轉了+/-45°地布置，其中，四個掃描單元近似地放置在正方形的角中。該正方形的延伸長度在此大約對應于單個的二維量具的空間延伸長度。在機器運行時，在不同的掃描單元之間限定地進行轉換，以便確保，即在經過在相鄰的量具之間的沖擊位置時不會丟失位置信息。為了除了沿兩個主運動軸線對桌子進行位置確定之外還能檢測桌子的定向，需要的是，即始終同時提供具有各兩個軸線的至少三個掃描單元的位置值。沿主運動軸線的最大移動路徑在這種布置中相應于扣除了掃描單元沿該主運動軸線的距離的、相鄰布置的十字格柵板沿該主運動軸線的總延伸長度。

可運動的對象沿兩個主運動軸線中至少一個的移動路徑的進一步增大可能在由US?7,602,489B2中已知的裝置中要求，即沿該主運動軸線布置其它的二維量具、或者更確切地說是十字格柵板，或者將該十字格柵板增大地設計。然而，兩個變體可能造成對于總裝置的巨大的額外投入。

發明內容

因此，本發明的目的在于，提出一種具有位置測量裝置的多個掃描單元的裝置，通過該位置測量裝置可實現對對象的高精度的位置檢測，其中，對象可沿兩個正交的主運動軸線運動。該對象在此沿主運動軸線可圍繞移動路徑移動，該移動路徑大于被掃描的量具沿該主運動軸線的延伸長度。

該目的通過一種具有權利要求1所述特征的裝置來實現。

根據本發明的裝置的有利的實施方式在從屬權利要求中描述。

根據本發明的裝置包括：對象，該對象至少沿兩個正交的、第一和第二主運動軸線相對于基準系統可運動地布置；和用于檢測對象相對于基準系統的位置的位置測量裝置，該位置測量裝置具有至少兩個、沿第一主運動軸線布置的、二維量具和四個用于光學地掃描量具的掃描單元。該位置測量裝置為了檢測位置還包括至少四個附加的擴展掃描單元，該擴展掃描單元沿第一主運動軸線布置在四個掃描單元之間。

優選地，外部的掃描單元沿第一主運動軸線的最大間距分別等于量具之一沿第一主運動軸線的長度。

有利的是，內部的擴展掃描單元沿第一主運動軸線的間距小于外部的掃描單元沿第一主運動軸線的間距。

可以提出，即掃描單元和擴展掃描單元沿第二主運動軸線的最大間距等于量具沿第二主運動軸線的長度。

在一個有利的實施方式中，沿第一主運動軸線得出最大移動路徑

V＝2·DM_y-DA_y2，

其中，

V：=沿第一主運動軸線的最大移動路徑，

DM_y：=量具沿第一主運動軸線的長度，

DA_y2：=擴展掃描單元沿第一主運動軸線的間距。