[發明專利]一種位移測量系統以及曝光設備

有效

• 申請號: 201710114465.3
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN108508706B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發明（設計）人: 陳南曙;張金貴
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備（集團）股份有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G01B11/02
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時云

1.一種位移測量系統，用于測量一運動臺相對一目標物的位移，所述目標物通過一主基板固定在所述運動臺上方，其特征在于，包括安裝在所述運動臺下表面的位移傳感器、設在所述運動臺下方的目標平面光柵以及信號處理單元，所述目標平面光柵為反射光柵，所述位移傳感器發射光束至所述目標平面光柵，并接收經所述目標平面光柵反射的光束，所述信號處理單元接收所述位移傳感器發送的信號后計算所述運動臺相對所述目標平面光柵的位移，再結合所述主基板所在的目標物坐標系與所述目標平面光柵所在的運動臺坐標系之間的位置關系計算所述運動臺相對所述目標物的位移。

2.如權利要求1所述的位移測量系統，其特征在于，所述目標平面光柵包括沿X、Y方向布置的二維柵線。

3.如權利要求1所述的位移測量系統，其特征在于，所述主基板上固定有一零位傳感器，用于測量所述運動臺移動至零位時與所述主基板的相對位置。

4.如權利要求1所述的位移測量系統，其特征在于，所述主基板上固定有一位置傳感器，用于測量所述主基板與所述目標平面光柵的相對位置。

5.如權利要求4所述的位移測量系統，其特征在于，所述位置傳感器為光學測量傳感器。

6.如權利要求1所述的位移測量系統，其特征在于，所述運動臺下表面安裝有至少三個所述位移傳感器，用于測量所述運動臺相對所述目標物的六自由度位移。

7.如權利要求6所述的位移測量系統，其特征在于，所述至少3個位移傳感器均勻分布于所述運動臺下表面，其中三個位移傳感器成三角形分布。

8.如權利要求7所述的位移測量系統，其特征在于，每個所述位移傳感器均包括至少一組一維位移傳感器，所述一維位移傳感器包括出射光、參考衍射光柵以及光電探測器，所述參考衍射光柵為透射光柵，所述出射光被所述參考衍射光柵分成不同級次的衍射光后入射至所述目標平面光柵，所述光電探測器用于接收被所述目標平面光柵反射的衍射光，測量所述位移傳感器在所述一維位移傳感器測量的方向上相對所述目標平面光柵的位移量。

9.如權利要求8所述的位移測量系統，其特征在于，所述三個位移傳感器中至少包含六組一維位移傳感器，所述六組一維位移傳感器分布在X、Y、Z三個方向上。

10.如權利要求9所述的位移測量系統，其特征在于，一個位移傳感器中包含三組一維位移傳感器，其中兩組一維位移傳感器用于測量所述位移傳感器相對所述目標平面光柵X、Z向的位移量，一組一維位移傳感器用于測量所述位移傳感器相對所述目標平面光柵Y向的位移量；另一個位移傳感器中包含兩組一維位移傳感器，用于測量所述位移傳感器相對所述目標平面光柵X/Y、Z向的位移量；另一個位移傳感器中包含一組一維位移傳感器，用于測量所述位移傳感器相對所述目標平面光柵Z向的位移量。

11.如權利要求10所述的位移測量系統，其特征在于，位于同一個位移傳感器中的兩組一維位移傳感器在同一方向上成對角分布方式。

12.如權利要求1所述的位移測量系統，其特征在于，所述目標平面光柵采用兩種折射率的材料等周期分布形成，且所述目標平面光柵的上表面平滑。

13.一種包括如權利要求1至12中任一所述的位移測量系統的曝光設備，其特征在于，所述目標物為投影物鏡，所述目標平面光柵下方設有驅動所述運動臺的磁鋼陣列，所述目標平面光柵與所述磁鋼陣列成非接觸設置。

14.如權利要求13所述的曝光設備，其特征在于，所述運動臺底部設置有超導體。

15.如權利要求14所述的曝光設備，其特征在于，所述超導體為多個，多個超導體在所述運動臺底部呈中心對稱的結構分布。