具有位置测量装置的多个扫描单元的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于检测对象相对于基准系统的位置的装置。该对象在此至少沿两个正交的、第一和第二主运动轴线相对于基准系统可运动地布置。位置测量装置为了检测对象相对于基准系统的位置而包括至少两个、沿第一主运动轴线布置的、二维量具和四个用于光学地扫描这些量具的扫描单元。此外设有至少四个附加的扩展扫描单元，它们沿第一主运动轴线布置在四个扫描单元之间。

【技术实现步骤摘要】
具有位置测量装置的多个扫描单元的装置
本专利技术涉及一种具有位置测量装置的多个扫描单元的装置。
技术介绍
在当制造和检验半导体元件时使用的机器中，通常存在精确地定位对象的要求。因此例如可能需要的是，将晶片高精度地定位在工具、曝光-或检验单元之下。晶片在此处于一个可在六个自由度中运动的、通过相应的驱动装置运动的桌子上。该桌子因此也就起对象的作用，需要高精度地检测该对象相对于基准系统的位置；机器的、相应的位置固定的基准框架用作为基准系统。为了通过驱动装置和所属的控制单元对桌子进行定位，需要借助于高精度的位置测量装置来产生关于桌子或者是基准框架的空间位置的位置信号。在这种机器中，优先地将干涉仪或基于格栅的光学的位置测量装置考虑作为高精度的位置测量装置。在使用基于格栅的光学的位置测量装置的情况下例如可以提出，在可运动的桌子上布置一个或多个扫描单元，在基准框架上布置合适的量具。如果在此需要沿桌子的两个正交的主运动轴线进行位置检测，那么所需要的量具设计为所谓的十字格栅形式的二维量具。如果桌子现在沿主运动轴线之一运动经过一个相对较大的移动范围，那么产生了问题，这是因为然后相应地需要大型的二维量具。这些量具具有增大的体积并且仅仅在巨额消耗下才能制造。为了避免制造非常大的二维量具已知的是，应用多个单个的二维量具或者是十字格栅板，以便以这种方式和方法能实现测量区域的扩大。单个的二维量具随后在基准框架上彼此相邻地沿相应的(多个)主运动轴线放置。相应的布置例如在US7,602,489B2中提出。在那里，总共四个十字格栅板或者是二维量具固定在基准框架上的正方形的装置中，以便遮盖住测量区域。为了进行光学扫描，在沿两个正交的主运动轴线可运动的对象的侧面上设置有总共四个扫描单元。四个扫描单元的扫描格栅相对于两个主运动轴线分别旋转了+/-45°地布置，其中，四个扫描单元近似地放置在正方形的角中。该正方形的延伸长度在此大约对应于单个的二维量具的空间延伸长度。在机器运行时，在不同的扫描单元之间限定地进行转换，以便确保，即在经过在相邻的量具之间的冲击位置时不会丢失位置信息。为了除了沿两个主运动轴线对桌子进行位置确定之外还能检测桌子的定向，需要的是，即始终同时提供具有各两个轴线的至少三个扫描单元的位置值。沿主运动轴线的最大移动路径在这种布置中相应于扣除了扫描单元沿该主运动轴线的距离的、相邻布置的十字格栅板沿该主运动轴线的总延伸长度。可运动的对象沿两个主运动轴线中至少一个的移动路径的进一步增大可能在由US7,602,489B2中已知的装置中要求，即沿该主运动轴线布置其它的二维量具、或者更确切地说是十字格栅板，或者将该十字格栅板增大地设计。然而，两个变体可能造成对于总装置的巨大的额外投入。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于，提出一种具有位置测量装置的多个扫描单元的装置，通过该位置测量装置可实现对对象的高精度的位置检测，其中，对象可沿两个正交的主运动轴线运动。该对象在此沿主运动轴线可围绕移动路径移动，该移动路径大于被扫描的量具沿该主运动轴线的延伸长度。根据本专利技术的装置包括：对象，该对象至少沿两个正交的、第一和第二主运动轴线相对于基准系统可运动地布置；和用于检测对象相对于基准系统的位置的位置测量装置，该位置测量装置具有至少两个、沿第一主运动轴线布置的、二维量具和四个用于光学地扫描量具的扫描单元。该位置测量装置为了检测位置还包括至少四个附加的扩展扫描单元，该扩展扫描单元沿第一主运动轴线布置在四个扫描单元之间。优选地，外部的扫描单元沿第一主运动轴线的最大间距分别等于量具之一沿第一主运动轴线的长度。有利的是，内部的扩展扫描单元沿第一主运动轴线的间距小于外部的扫描单元沿第一主运动轴线的间距。可以提出，即扫描单元和扩展扫描单元沿第二主运动轴线的最大间距等于量具沿第二主运动轴线的长度。在一个有利的实施方式中，沿第一主运动轴线得出最大移动路径V＝2·DMy-DAy2，其中，V：＝沿第一主运动轴线的最大移动路径，DMy：＝量具沿第一主运动轴线的长度，DAy2：＝扩展扫描单元沿第一主运动轴线的间距。沿该移动路径通过扫描单元和扩展扫描单元能持续地检测位置。在根据本专利技术的装置的一个实施方式中可能的是，四个扫描单元和四个扩展扫描单元布置在对象的一侧。此外可以提出，即沿第二主运动轴线，至少两个另外的二维量具相邻于至少两个、沿第一主运动轴线布置的二维量具布置。在此，扫描单元和扩展扫描单元沿第二主运动轴线的最小间距可以等于二维量具沿第二主运动轴线的间距与量具沿第二主运动轴线的长度之和。在一个优选的实施方式中，扫描单元和扩展扫描单元分别包括一维的扫描格栅，其中扫描单元和扩展扫描单元这样布置，即各所属的扫描格栅的格线相对于第一主运动轴线旋转了+45°或-45°地定向。可以提出，即两个扫描单元和两个扩展扫描单元布置在对称轴线的一侧，该对称轴线平行于第二主运动轴线定向，其中，这些扫描单元和该扩展扫描单元这样布置，即各所属的扫描格栅的格线相对于第一主运动轴线旋转了+45°地定向。两个另外的扫描单元和两个另外的扩展扫描单元布置在对称轴线的另一侧，其中，这些扫描单元和该扩展扫描单元这样布置，即各所属的扫描格栅的格线相对于第一主运动轴线旋转了-45°地定向。有利的是，为了检测位置，选择性地将单个的扫描单元和/或扩展扫描单元设计为可激活的。替代扩大用于扩展测量区域的二维量具的延伸长度和/或数量，在本专利技术的范畴中因此提出，所使用的扫描单元的数量通过至少四个额外的扩展扫描单元扩大并且通过扫描单元和扩展扫描单元的一个合适地选择的布置实现测量区域的增大。这实现了明显更低投入的解决方案，似乎与此相比可能使用例如其它的或者是更大的二维量具。附图说明根据下面的对实施例的说明结合附图对本专利技术的其它细节和优点进行说明。图中示出：图1a示出根据本专利技术的装置的第一实施方式的示意图；图1b示出根据本专利技术的装置的第一实施方式的二维量具和两个扫描单元的示意性部分视图；图2示出根据本专利技术的装置的第一实施方式的示意性三维视图；图3a-3d示出根据本专利技术的装置的第一实施方式在运行期间的移动区域的各一个部段；图4示出根据本专利技术的装置的第二实施方式的示意图。具体实施方式根据图1a，1b和2在下面对根据本专利技术的装置的第一实施方式进行说明；图3a-3d用于说明借助于该实施方式进行的加工过程。在此，在这些附图中分别仅示出了对于根据本专利技术的装置是决定性的组件，然而特别未示出可在其中使用这种装置的相应机器的细节。其在此例如可以是用于制造半导体或用于检验半导体的机器。根据本专利技术的装置用于检测可运动的对象1相对于基准系统的位置。对象1例如可以是机器中的桌子，其沿两个正交的主运动轴线x，y可运动地布置；在桌子上放置有应被加工和/或检验的晶片1.1。在图中以参考标号y标注的主运动轴线在下面称为第一主运动轴线，以参考标号x标注的主运动轴线在下面称为第二主运动轴线，其垂直于第一主运动轴线y定向。通过两个主运动轴线y，x，在机器中撑开了运动平面，其中，必须在加工或检验期间限定地对桌子或者是对象1进行定位。通常，对象1还沿垂直于两个主运动轴线x，y定向的第三轴线可运动，但是这在本专利技术的情况下并不重要。加工工具2.3相对于可运动的对象1布置在一个固定的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，具有?对象（1；11），所述对象至少沿两个正交的、第一和第二主运动轴线（y，x）相对于基准系统能运动地布置，和?用于检测所述对象（1；11）相对于所述基准系统的位置的位置测量装置，所述位置测量装置具有至少两个、沿所述第一主运动轴线（y）布置的、二维量具（2.1，2.2；12.1?12.4）和四个用于光学地扫描所述量具（2.1，2.2；12.1?12.4）的扫描单元（1.2a，1.2b，1.2g，1.2h；11.2a；11.2b，11.2g，11.2h），其特征在于，所述位置测量装置为了检测位置而包括至少四个附加的扩展扫描单元（1.2c?1.2f；11.2c?11.2f），所述扩展扫描单元沿所述第一主运动轴线（y）布置在所述四个扫描单元（1.2a，1.2b，1.2g，1.2h；11.2a；11.2b，11.2g，11.2h）之间。

【技术特征摘要】
2012.02.10 DE 102012002520.31.一种测量系统，具有-对象，所述对象至少沿两个正交的第一主运动轴线(y)和第二主运动轴线(x)相对于基准系统能运动地布置，和-用于检测所述对象相对于所述基准系统的位置的位置测量装置，所述位置测量装置具有：至少两个二维量具(2.1，2.2；12.1-12.4)；四个用于光学地扫描所述二维量具(2.1，2.2；12.1-12.4)的第一扫描单元(1.2a，1.2b，1.2g，1.2h；11.2a；11.2b，11.2g，11.2h)；四个附加的扩展扫描单元(1.2c-1.2f；11.2c-11.2f)，所述扩展扫描单元沿所述第一主运动轴线布置在所述四个所述第一扫描单元之间；其中一个所述第一扫描单元布置在第一位置上，一个所述第一扫描单元布置在第二位置上，一个附加的所述扩展扫描单元布置在第三位置上，一个附加的所述扩展扫描单元布置在第四位置上，所述第一位置、所述第二位置、所述第三位置和所述第四位置沿所述第一主运动轴线布置；其中所述第三位置和所述第四位置位于所述第一位置和所述第二位置之间，所述第三位置和所述第四位置在所述第一主运动轴线的方向上分隔开；其中一个所述第一扫描单元布置在第五位置上，一个所述第一扫描单元布置在第六位置上，一个附加的所述扩展扫描单元布置在第七位置上，一个附加的所述扩展扫描单元布置在第八位置上，所述第五位置、所述第六位置、所述第七位置和所述第八位置沿所述第一主运动轴线布置；其中所述第七位置和所述第八位置位于所述第五位置和所述第六位置之间，所述第七位置和所述第八位置在所述第一主运动轴线的方向上分隔开，不仅四个外部的所述第一扫描单元而且四个所述扩展扫描单元也相对于第一对称轴线镜像对称地布置，该第一对称轴线平行于所述第一主运动轴线定向,不仅四个外部的所述第一扫描单元而且四个所述扩展扫描单元也相对于第二对称轴线镜像对称地布置，该第二对称轴线平行于所述第二主运动轴线定向。2.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，外部的所述第一扫描单元(1.2a，1.2b，1.2g，1.2h；11.2a；11.2b，11.2g，11.2h)沿所述第一主运动轴线(y)的最大间距(DAy1)等于所述二维量具(2.1，2.2；12.1-12.4)沿所述第一主运动轴线(y)的长度(DMy)。3.根据权利要求2所述的测量系统，其特征在于，内部的所述扩展扫描单元(1.2c-1.2f；11.2c-11.2f)沿所述第一主运动轴线(y)的间距(DAy2)小于外部的所述第一扫描单元(1.2a，1.2b，1.2g，1.2h；11.2a；11.2b，11.2g，11.2h)沿所述第一主运动轴线(y)的间距(DAy1)。4.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述第一扫描单元(1.2a，1.2b，1.2g，1.2h；11.2a；11.2b，11.2g，11.2h)和所述扩展扫描单元(1.2c-1.2f；11.2c-11.2f)沿所述第二主运动轴线(x)的最大间距(DAx)等于所述二维量具(2.1，2.2；12.1-12.4)沿所述第二主运动轴线(x)的长度(DMx)。5.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，沿所述第一主运动轴线(y...

【专利技术属性】
技术研发人员：沃尔夫冈·霍尔扎普费尔，约尔格·德雷谢尔，马库斯·迈斯纳，拉尔夫·约尔格尔，伯恩哈德·默施，托马斯·卡埃尔贝雷尔，
申请(专利权)人：约翰尼斯海登海恩博士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：