專利名稱：一種工作臺位置測量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光刻機中測量系統(tǒng)，尤其是涉及光刻機中工作臺水平方向位置測量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前市場上常見的光刻機，均采用干涉儀測量系統(tǒng)進行工作平臺水平位置的測量。干涉儀測量系統(tǒng)由于具有測量范圍大、精度高等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于工作臺的位置測量。但是干涉儀測量系統(tǒng)對環(huán)境要求很高，需要正確測定環(huán)境參數(shù)，如氣壓、溫度、濕度等， 對干涉儀進行連續(xù)補償，即使干涉儀溫度和氣壓波動很小，這些空氣因素的變化也會最終導(dǎo)致激光波長變化，在500毫米的測量長度上將造成50納米的位置變化。激光對正誤差隨時間變化，可導(dǎo)致余弦和阿貝誤差，因此必須進行連續(xù)校準。干涉儀測量系統(tǒng)對振動要求很高，同時該測量系統(tǒng)的布局很復(fù)雜，對光路的設(shè)計和調(diào)節(jié)要求很高。另外，干涉儀測量系統(tǒng)集成度不高，容易由于其它分系統(tǒng)維修維護時意外觸碰某個調(diào)節(jié)件而導(dǎo)致光路的偏離。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種光刻機中的工作臺位置測量系統(tǒng)，用于解決干涉儀測量系統(tǒng)布局復(fù)雜以及集成度不高的弊端。本發(fā)明涉及的工作臺位置測量系統(tǒng)，包括一鏡頭、一主基板、一承片臺、一大理石、至少一光柵尺組、以及與該光柵尺組相對應(yīng)的至少一讀頭組，所述鏡頭固定在所述主基板上，并且鏡頭靠近所述光柵尺組的一端內(nèi)陷于所述主基板，鏡頭遠離所述光柵尺組的一端外露于所述主基板，所述讀頭組合成一讀頭集，所述讀頭集安裝在主基板上，所述光柵尺組固定在所述承片臺的四周，所述承片臺安裝在所述大理石上并在所述大理石表面運動。優(yōu)選地，在所述的工作臺位置測量系統(tǒng)中，所述讀頭組和所述光柵尺組對應(yīng)排列成四邊形布局。優(yōu)選地，在所述的工作臺位置測量系統(tǒng)中，所述讀頭組和所述光柵尺組對應(yīng)排列成十字布局。優(yōu)選地，在所述的工作臺位置測量系統(tǒng)中，所述光柵尺組包括若干沿X方向延伸的水平光柵刻線和若干沿Y方向延伸的垂直光柵刻線；所述讀頭組由三排讀頭組成，三排讀頭的中間一排讀頭與光柵尺組的垂直光柵刻線對應(yīng)，用于測量承片臺X方向上的運動； 三排讀頭的兩側(cè)兩排讀頭與光柵尺組的水平光柵刻線相對應(yīng)，用于測量承片臺Y方向上的運動，并結(jié)合兩側(cè)兩排讀頭所測Y方向上的讀數(shù)結(jié)果得到承片臺相對大理石的旋轉(zhuǎn)角度。優(yōu)選地，在所述的工作臺位置測量系統(tǒng)中，所述讀頭組是傳感器。優(yōu)選地，在所述的工作臺位置測量系統(tǒng)中，所述光柵尺組包括若干沿Y方向延伸的水平光柵刻線和若干沿Y方向延伸的垂直光柵刻線；所述讀頭組106僅包括兩排讀頭，其中一排讀頭與光柵尺組的垂直光柵刻線對應(yīng)，用于測量承片臺于X方向上的運動，另一排讀頭與光柵尺組的水平光柵刻線對應(yīng)，用于測量承片臺于Y方向上的運動。
根據(jù)該工作臺位置測量系統(tǒng)，采用光柵尺組和多排讀頭組成的工作臺位置測量系統(tǒng)，可穩(wěn)定有效而且高精度的測量工作臺的運動，該工作臺位置測量系統(tǒng)集成度較高，相對獨立和完整，受其他分系統(tǒng)維修維護的影響較小，另外，該測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和布局比激光干涉儀測量系統(tǒng)簡單，對設(shè)計調(diào)節(jié)要求也較低。該光刻機的測量承片臺運動信息的方法可實時監(jiān)測環(huán)境影響，使定位達到納米級的精度，固有重復(fù)精度高于激光干涉儀測量系統(tǒng)。


參照附圖閱讀了本發(fā)明的具體實施方式
以后，將會更清楚地了解本發(fā)明的各個方面。其中，圖1為光刻機中工作臺位置測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為讀頭組和光柵尺組相對應(yīng)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；以及圖3為讀頭組和光柵尺組排列布局結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面參照附圖，對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步的詳細描述。在整個描述中，相同的附圖標記表示相同的部件。采用二維光柵尺和多排讀頭組成的工作臺位置測量系統(tǒng)，可穩(wěn)定有效而且高精度的測量工作臺的運動，工作臺位置測量系統(tǒng)集成度較高，相對獨立和完整，受其他分系統(tǒng)維修維護的影響較小，另外，該測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和布局比激光干涉儀測量系統(tǒng)簡單，對設(shè)計調(diào)節(jié)要求也較低。該光刻機的測量承片臺運動信息的方法可實時監(jiān)測環(huán)境影響，使定位達到納米級的精度，固有重復(fù)精度高于激光干涉儀測量系統(tǒng)。圖1為光刻機中工作臺位置測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。參照圖1，工作臺位置測量系統(tǒng)100包括鏡頭101、主基板102、承片臺103，大理石104，至少一光柵尺組105以及至少一讀頭組106。鏡頭101固定在主基板102上，并且鏡頭101靠近該光柵尺組105的一端內(nèi)陷于主基板102，鏡頭101遠離該光柵尺組105的一端外露于主基板102。該讀頭組106 合成一讀頭集，且讀頭集安裝在主基板102上，該讀頭組106是傳感器，并且與該光柵尺組 105的位置相對應(yīng)。承片臺103安裝在大理石104上并在大理石104表面運動，該光柵尺組105固定在承片臺103的四周隨承片臺運動，讀頭組106與光柵尺組105相對運動的運動信息是承片臺103在大理石104表面的運動信息。承片臺103在大理石104上水平方向長行程運動或精密運動，并且承片臺103沿大理石104旋轉(zhuǎn)。光柵尺組105固定在承片臺103的四周隨承片臺103運動，讀頭組106 根據(jù)讀頭組106與光柵尺組105的相對運動讀取運動信息，通過鏡頭101采集讀頭集的讀數(shù)，得到承片臺103在大理石104表面的運動信息。圖2為讀頭組和光柵尺組相對應(yīng)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。參照圖2，該光柵尺組105包括若干沿X方向延伸的水平光柵刻線202和若干沿Y方向延伸的垂直光柵刻線203，其中， X方向與Y方向如圖2中所指示；水平光柵刻線202與三排讀頭201的兩側(cè)兩排讀頭2012 相對應(yīng)，測量承片臺103的Y方向上的運動，垂直光柵刻線203與三排讀頭201的中間一排讀頭2011相對應(yīng)，測量承片臺103的X方向上的運動。
該讀頭組106由三排讀頭201組成，三排讀頭201的中間一排讀頭2011與光柵尺組105的垂直光柵刻線203對應(yīng)，用于測量承片臺103的X方向上的運動；三排讀頭201的兩側(cè)兩排讀頭2012與光柵尺組105的水平光柵刻線202對應(yīng)，用于測量承片臺103的Y方向上的運動，并結(jié)合兩側(cè)兩排讀頭2012所測Y方向上的讀數(shù)結(jié)果得到承片臺103相對大理石104的旋轉(zhuǎn)角度。此外，在本發(fā)明之另一較佳實施例中，每一光柵尺組包括水平光柵刻線和垂直光柵刻線；每一讀頭組106僅包括兩排讀頭，其中一排讀頭與光柵尺組的垂直光柵刻線對應(yīng)， 用于測量承片臺于X方向上的運動，另一排讀頭與光柵尺組的水平光柵刻線對應(yīng)，用于測量承片臺于Y方向上的運動。讀頭組106與光柵尺組105相對應(yīng)，通過鏡頭101采集讀頭集的讀數(shù)信息，得到承片臺103在大理石104表面的運動信息。在本實施例中，第一讀頭2150、第二讀頭2160、第三讀頭2170屬于三排讀頭201的中間一排讀頭2011，用于測量光柵尺組105也即承片臺 103的X方向運動，而第四讀頭2271和第五讀頭2272、第六讀頭2281和第七讀頭2282用于測量讀頭和光柵尺的相對旋轉(zhuǎn)運動。當光柵尺組105也即承片臺103沿X正方向運動時， 第一讀頭2150、第四讀頭2271和第五讀頭2272工作，此時讀頭不需要進行切換，第一讀頭 2150可測量承片臺103的X方向運動，第四讀頭2271和第五讀頭2272可測得承片臺103 的相對角度旋轉(zhuǎn)。同理，當承片臺103沿Y向負方向運動時，相應(yīng)的Y方向有三個讀頭用于測量承片臺103的Y向運動的位置和旋轉(zhuǎn)，Y向讀頭不需要切換。而此時，X向讀頭會相繼由第一讀頭2150切換到第二讀頭2160，由第四讀頭2271和第五讀頭2272切換到第六讀頭 2281和第七讀頭2282。圖3為讀頭組和光柵尺組排列布局結(jié)構(gòu)示意圖。參照圖3，讀頭組106和光柵尺組 105排列成近似四邊形布局301或者排列成十字布局302，近似四邊形布局301的測量系統(tǒng)可以較大范圍的測量工作臺的行程。在四邊形布局301的測量系統(tǒng)始終同時有兩附加垂直光柵刻線和兩對讀頭進行角度旋轉(zhuǎn)的測量，可選擇其中一個方向測量得到的角度旋轉(zhuǎn)作為主要測量值，對應(yīng)的另一個測量值作為校驗。
權(quán)利要求
1.一種工作臺位置測量系統(tǒng)，其特征在于，所述工作臺位置測量系統(tǒng)包括一鏡頭、一主基板、一承片臺、一大理石、至少一光柵尺組、以及與該光柵尺組相對應(yīng)的至少一讀頭組， 所述鏡頭固定在所述主基板上，并且鏡頭靠近所述光柵尺組的一端內(nèi)陷于所述主基板，鏡頭遠離所述光柵尺組的一端外露于所述主基板，所述讀頭組合成一讀頭集，所述讀頭集安裝在主基板上，所述光柵尺組固定在所述承片臺的四周，所述承片臺安裝在所述大理石上并在所述大理石表面運動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工作臺位置測量系統(tǒng)，其特征在于，所述讀頭組和所述光柵尺組對應(yīng)排列成四邊形布局。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工作臺位置測量系統(tǒng)，其特征在于，所述讀頭組和所述光柵尺組對應(yīng)排列成十字布局。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工作臺位置測量系統(tǒng)，其特征在于，所述光柵尺組包括若干沿X方向延伸的水平光柵刻線和若干沿Y方向延伸的垂直光柵刻線；所述讀頭組由三排讀頭組成，三排讀頭的中間一排讀頭與光柵尺組的垂直光柵刻線對應(yīng)，用于測量承片臺X方向上的運動；三排讀頭的兩側(cè)兩排讀頭與光柵尺組的水平光柵刻線相對應(yīng)，用于測量承片臺Y方向上的運動，并結(jié)合兩側(cè)兩排讀頭所測Y方向上的讀數(shù)結(jié)果得到承片臺相對大理石的旋轉(zhuǎn)角度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工作臺位置測量系統(tǒng)，其特征在于，所述讀頭組是傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工作臺位置測量系統(tǒng)，其特征在于，所述光柵尺組包括若干沿X方向延伸的水平光柵刻線和若干沿Y方向延伸的垂直光柵刻線；所述讀頭組106僅包括兩排讀頭，其中一排讀頭與光柵尺組的垂直光柵刻線對應(yīng)，用于測量承片臺于X方向上的運動，另一排讀頭與光柵尺組的水平光柵刻線對應(yīng)，用于測量承片臺于Y方向上的運動。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種工作臺位置測量系統(tǒng)包括鏡頭、主基板、承片臺、大理石、至少一光柵尺組、以及與該光柵尺組相對應(yīng)的至少一讀頭組，該鏡頭固定在主基板上，讀頭組合成一讀頭集，且該讀頭集安裝在主基板上，光柵尺組固定在承片臺的四周，承片臺安裝在大理石上并在大理石表面運動，讀頭組通過讀頭組與光柵尺組的相對運動讀取運動信息，通過鏡頭采集該讀頭集的讀數(shù)，得到該承片臺在大理石表面的運動信息。該工作臺位置測量系統(tǒng)，可穩(wěn)定有效而且高精度的測量工作臺的運動，工作臺位置測量系統(tǒng)集成度較高，相對獨立和完整，受其他分系統(tǒng)維修維護的影響較小。
文檔編號G01B11/26GK102375343SQ20101025621
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月18日
發(fā)明者吳立偉, 鄭椰琴, 齊芊楓 申請人:上海微電子裝備有限公司, 上海微高精密機械工程有限公司