[发明专利]具有位置测量装置的多个扫描单元的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有位置测量装置的多个扫描单元的装置。

背景技术

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US 7,602,489B2中提出，在形成权利要求1的前序部分时由此出发。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US 7,602,489B2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。

发明内容

因此，本发明的目的在于，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。

该目的通过一种具有权利要求1所述特征的装置来实现。

根据本发明的装置的有利的实施方式在从属权利要求中描述。

根据本发明的装置包括：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·DM_y-DA_y2，

其中，

V：=沿第一主运动轴线的最大移动路径，

DM_y：=量具沿第一主运动轴线的长度，

DA_y2：=扩展扫描单元沿第一主运动轴线的间距。