测量分度和具有该测量分度的光电位置测量仪制造技术

本发明专利技术题为“测量分度和具有该测量分度的光电位置测量仪”。本发明专利技术定义用于在第一方向(X)和垂直于第一方向伸展的第二方向(Y)测量位置的光电位置测量仪的测量分度(1)，其是可以特别容易地制造的，和通过所述测量分度能够精确地测量位置。测量分度(1)包括由在第一方向(X)和第二方向(Y)周期性地布设的光栅单元(2)构成的相栅。光栅单元(2)各自具有由线条形成的外部轮廓，所述线条包括两个相对的第一直边(K1)和两个垂直于所述第一直边伸展的相对的第二直边(K2)以及第一边(K1)与第二边(K2)之间的连接线(K3)，所述连接线分别合围成钝角(α)。

【技术实现步骤摘要】
测量分度和具有该测量分度的光电位置测量仪
本专利技术涉及用于在第一方向和垂直于第一方向伸展的第二方向测量位置的光电位置测量仪的测量分度，其包括具有在第一方向和第二方向周期布设的光栅单元的相栅。所述测量分度在两维测量的光电位置测量仪中被用作标尺。为了位置测量将光束对准测量分度和通过在测量分度上的衍射生成第一分光束，所述分射束与另一个分光束进行干涉。本专利技术此外还涉及具有所述测量分度的光电位置测量仪。所述光电位置测量仪用于测量两个可相对移动的被测目标的位置变化。其中通过光束扫描测量分度和将测量分度上的依据位置调制的光束输送给扫描装置，所述扫描装置从中形成扫描装置的瞬时位置相对测量分度的尺寸。
技术介绍
从EP1106972A1中已知所述类型的测量分度和光电位置测量仪。测量分度由光栅单元构成，其包括在第一方向和第二方向周期性地布设的正方形，其中所述正方形构成具有相邻的90°角的棋盘形状。在DE4132941C2中对另一种类型的测量分度和光电位置测量仪进行了说明。测量分度由在第一方向和第二方向周期性地布设的正方形组成，其中正方形彼此相间隔地布设和不互相接触。
技术实现思路
本专利技术的任务在于对用于在第一方向和垂直于第一方向伸展的第二方向测量位置的光电位置测量仪的测量分度进行说明，所述测量分度是可容易地制造的，和通过所述测量分度能够在两个测量方向精确地测量位置。该任务将通过具有权利要求1的特征的测量分度实现。按照本专利技术的测量分度包括具有在第一方向和第二方向周期性地布设的光栅单元的相栅。周期性地布设的光栅单元各自具有由线条形成的外部轮廓，所述线条包括两个相对的第一直边和两个垂直于所述第一直边伸展的相对的第二直边以及第一直边与第二直边之间的连接线，所述连接线分别合围成钝角。所述线条在由第一方向和第二方向撑起的平面内合围成相关联的几何图案。钝角α是如下定义：90°＜α＜180°。各个第一直边与第二直边之间的连接线合围钝角，其中所述连接线分别包含直线条和各个边与所述直线条分别合围钝角。光栅单元的每个分别由凸出的反射面和相对后缩的反射面区域形成，其中所述后缩的反射面区域包围凸出的反射面。所述两个反射面的高度差被称作阶梯高度并且通过其它参数，例如波长和折射率，以熟知的方式定义射入的光束发生的相移。按照本专利技术光栅单元的凸出的反射面或相对后缩的反射面分别具有按照本专利技术的外部轮廓。其中相栅可以由两个垂直于第一方向和第二方向彼此相间隔地布设的反射层组成，所述反射层布设在透明的间隔层的两侧。其中所述两个层的其中之一形成凸出的反射面和所述两个层的另一个层形成后缩的反射面。当后缩的反射面是贯通的反射面的时候，相栅特别高效地发挥作用。优选形成相栅是为了抑制第零衍射级。为此优选，这样地选择光栅单元的凸出的反射面的表面部分和后缩的反射面的表面部分，使得能够反射相同的光强度。连接线形成为直线使测量分度的制造变得简单。其中还有利的是，合围成负的钝角是相同的，尤其为135°。此外有利的是，在第一边的相互距离与第二边的相互距离相等时。其中生成包含切角的正方形作为线条。尤其有利的是光栅单元设计成四轴对称结构。其中外部轮廓与第一对称轴镜面对称地伸展，所述第一对称轴垂直于第一边伸展，和与第二对称轴镜面对称地伸展，所述第二对称轴垂直于第二边伸展，和与第三对称轴镜面对称地伸展，所述第三对称轴与第一对称轴呈45°伸展，和与第四对称轴镜面对称地伸展，所述第四对称轴垂直于第三对称轴伸展。已经表明，如果第二边的长度分别为第一边的相互距离的10％到90％，和第一边的长度同样分别为第二边的相互距离的10％到90％，相对于
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衍射特性得以明显改善。如果第二边的长度分别为第一边的相互距离的30％到70％和第一边的长度分别为第二边的相互距离的30％到70％，会导致进一步的改善。相互距离定义的是各边之间的距离。至于将测量分度应用于光电位置测量仪中有利的是，第一边平行于两个测量方向的其中之一个方向定向和第二边平行于两个测量方向的另一个方向定向，或第一边向第一测量方向倾斜45°地定向和第二边向第二测量方向倾斜45°地定向。此外本专利技术的任务还涉及对一种光电位置测量仪进行说明，通过所述光电位置测量仪能够精确地测量位置。该任务将通过具有权利要求13的特征实现。通过本专利技术一方面能够将测量分度的衍射效率最大化和另一方面也能够在相对较大的表面上实现衍射特性的均质性。这一直很重要，因为所要求的测量分度的平面膨胀应始终较大。尤其是在光刻-系统中使用测量分度或配置有所述测量分度的光电位置测量仪情况下存在所述要求，这是因为一方面借此实现的测量步骤应越变较小和-由不断变大的晶片导致-所要求的测量行程越变越大。可通过本专利技术实现的在相对较大的表面上的衍射特性的均质性和由此可实现的电扫描信号的很低的信号波动归因于，在按照本专利技术的光栅单元的结构形式中第零衍射级的最小值处于第一衍射级的最大值。通过本专利技术也能够相对容易地制造测量分度。具有光栅单元的外部轮廓不含锐角以及90°角和在两个方向并排布设的外部轮廓不会彼此接触。能够通过具有可变光束光圈(VariableShapedBeamTechnology＝VSB)的电子束记录仪曝光所述结构的光掩模，因为通过几个矩形和/或正方形和/或三角形形式的形状组合可以曝光按照本专利技术的外部轮廓。附图说明附图1是按照本专利技术的测量分度的俯视图；附图2是按照附图1的测量分度的剖面图II-II；附图3是根据测量分度的光栅单元的形状第一衍射级和第零衍射级的强度变化，和附图4是根据光栅单元的面积比在按照
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的测量分度中和按照本专利技术的测量分度中第一衍射级和第零衍射级的强度变化。具体实施方式附图1所示为用于在第一方向X和垂直于第一方向伸展的第二方向Y测量位置的光电位置测量仪的测量分度1的俯视图。测量分度形成由在第一方向X和第二方向Y周期性地布设的光栅单元构成的相栅。按照本专利技术光栅单元2各自具有由线条形成的外部轮廓，所述线条包括两个相对的第一直边K1和两个垂直于所述第一直边伸展的相对的第二直边K2以及各第一边K1与第二边K2之间的连接线K3，其中所述第一边K1和所述连接线K3、以及所述第二边K2和所述连接线K3分别合围成钝角α。以有利的方式连接线K3包含直线。第一边K1与直的连接线K3之间以及第二边K2与直的连接线K3之间的钝角α尤其分别为135°。此外第一边K1的相互距离A1与第二边K2的相互距离A2相等。特别有利的扩展方案为四轴对称轮廓。其中外部轮廓与第一对称轴S1镜面对称，所述第一对称轴垂直于第一边K1伸展，和与第二对称轴S2镜面对称，所述第二对称轴垂直于第二边K2伸展，和与第三对称轴S3镜面对称，所述第三对称轴与第一对称轴S1呈45°伸展，和与第四对称轴S4镜面对称，所述第四对称轴垂直于第三对称轴S3伸展。所述扩展方案具有该优势，光栅单元2的衍射特性在两个方向X和Y是一致的和因此两个方向X和Y的扫描装置能够相同地构成。一方面为方向X和Y生成相同的空间状况，即待处理的衍射级的角度相对X-Y-平面是一致的和待处理的衍射级也具有相同的强度，由此能够为两个方向X和Y使用相同的处理装置。尤其是当第一边K1平行于两个测量方向X，Y的其中之一个方向Y定向和第二边K2平行于两个测量方向X，Y的另一个方本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于在第一方向(X)和垂直于第一方向伸展的第二方向(Y)测量位置的光电位置测量仪的测量分度，其包括具有在第一方向(X)和第二方向(Y)周期性地布设的光栅单元(2)的相栅，其特征在于，所述光栅单元(2)各自具有由线条形成的外部轮廓，所述线条包括两个相对的第一直边(K1)和两个垂直于所述第一直边伸展的相对的第二直边(K2)以及各个第一边(K1)与第二边(K2)之间的连接线(K3)，所述连接线分别合围成钝角(α)。

【技术特征摘要】
2013.10.07 DE 102013220190.71.用于在第一方向（X）和垂直于第一方向伸展的第二方向（Y）测量位置的光电位置测量仪的测量分度，其包括具有在第一方向（X）和第二方向(Y)周期性地布设的光栅单元(2)的相栅,其特征在于，所述光栅单元（2）各自具有由线条形成的外部轮廓，所述线条包括两个相对的第一直边（K1）和两个垂直于所述第一直边伸展的相对的第二直边（K2）以及各个第一边（K1）与第二边（K2）之间的连接线（K3），其中所述第一边（K1）和所述连接线（K3）、以及所述第二边（K2）和所述连接线（K3）分别合围成钝角（α），光栅单元（2）分别由第一表面部分（F1）和第二表面部分（F2）组成，其中所述第一表面部分（F1）由凸出的反射面形成和所述第二表面部分（F2）是将所述外部轮廓包围的反射面，和其中凸出的反射面或将这个面包围的反射面具有所述的外部轮廓，以及光栅单元（2）第一表面部分（F1）和第二表面部分（F2）被选择使得反射相同的光强度。2.根据权利要求1所述的测量分度，其特征在于，所述连接线（K3）是直线，和所述钝角（α）为1350。3.根据权利要求1所述的测量分度，其特征在于，所述第一边（K1）的相互距离（A1）与所述第二边（K2）的相互距离（A2）相等。4.根据权利要求3所述的测量分度，其特征在于，所述外部轮廓与第一对称轴（S1）镜面对称，所述第一对称轴垂直于所述第一边（K1）伸展，和与第二对称轴（S2）镜面对称，所述第二对称轴垂直于第...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·韦德曼，P·施佩克巴赫，A·格雷厄姆，
申请(专利权)人：约翰内斯·海德汉博士有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE