[发明专利]光学的位置测量装置

说明书

本发明涉及一种用于三个空间方向的光学的位置测量装置，具有整体量具和扫描板。位置测量装置具有：布置在扫描板上的分隔栅，用于使光分隔为不同的衍射级的多条子射线；和整体量具上的光学的栅格，用于进一步分隔子射线并且用于使这些进一步分隔的子射线在其反射之后由扫描板重聚。此外，位置测量装置具有：在扫描板的朝向整体量具的侧面上的多个栅格区，它们用作为影响在整体量具上进一步分隔的子射线的衍射光学系统；以及布置在扫描板上的分离栅格，用于使作为干涉的子射线束多次在整体量具和扫描板之间反射的光分离。位置测量装置的特征在于，多个构造为相栅的栅格区的梯级高度是可变的。

技术领域

本发明公开了一种光学的位置测量装置，具有整体量具和扫描板，它们相对彼此的位置能借助于多个干涉的光线在三个线性地相互独立的空间方向上确定。

背景技术

从申请人的DE 102014218623A1中已知了这种类型的位置测量装置。这样的位置测量装置特别的优点在于，借助于唯一的位置测量装置能够在三个空间方向上测量两个对象的相对位置。这些空间方向中的两个是线性地相互独立的(例如通过它们相互垂直地设置来说实现)并且平行于平面的整体量具并且也平行于平面的扫描板，第三空间方向垂直于两个先前的空间方向并且对应于扫描板和整体量具之间的间距或者间距改变。

在现有技术中已知的位置测量装置中，扫描板上的分隔栅用于使入射的光线分隔为多条子射线束。在子射线束反射回到扫描板之前，该子射线束与整体量具上的光学的栅格相互作用。在此，在光重新到达整体量具上并且从那里到达扫描板上的分离栅格之前，光与多个栅格区和镜子相互作用。由分离栅格发射的光在多个探测器中转换为周期的信号，由其能够最终测定在三个空间方向上的位置改变。

该位置测量装置的工作原理和不同的栅格区的功能在提及的DE102014218623A1中详尽地阐述。栅格区作为衍射的光学系统起作用并且能够例如作为圆柱形透镜起作用。在此特别重要的是，在各个栅格区上分别获得光的非常限定的影响(有关衍射方向、衍射效率、极化、相位)，以便最终在所有的空间方向上得到用于位置测量的良好的信号。这迄今为止由此实现，即，扫描板的栅格区在有关栅格的线方向、栅格周期和线空比的方面进行优化。这些参数能够以简单的方式例如在制造用于光刻进程的掩模时调整。然而所示出的是，在制造这样的栅格时所需要的精度仅以较大的花销实现。光线的在扫面板上入射的不同入射和偏转角度导致非常不同的条件，因此特别是在应当以唯一的光波长工作的时候很难控制这些条件。

适宜转换本发明的、具有交叉栅格的整体量具例如从DE 102013220190A1中已知。

发明内容

因此本发明的目的在于，进一步改善从现有技术中已知的位置测量装置的扫面板，以便进程窗口在其制造时扩大。

该目的通过根据权利要求1所述的装置实现。该装置的有利的细节也由从属于权利要求1的权利要求给出。

在此公开了了一种具有整体量具和扫描板的位置测量装置，整体量具和扫描板的相对彼此的位置能借助于多个干涉的光线在三个线性地相互独立的空间方向上确定，其中，两个空间方向平行于整体量具的平面并且平行于扫描板的平面并且第三空间方向垂直于该平面。位置测量装置具有：布置在扫描板上的分隔栅，其用于使光分隔为不同的衍射级的多条子射线；以及整体量具上的光学的栅格，其用于进一步分隔子射线并且用于使进一步分隔的子射线在其反射之后由扫描板重聚。此外，位置测量装置具有：在扫描板的朝向整体量具的侧面上的多个栅格区，其用作为影响在整体量具上进一步分隔的子射线的衍射的光学系统；以及布置在扫描板上的分离栅格，其用于使作为干涉的子射线束多次在整体量具和扫描板之间反射的光分离。位置测量装置的特征在于，多个构造为相栅的栅格区的梯级高度是可变的。