专利名称：一种工作台位置测量系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及光刻机中测量系统，尤其是涉及光刻机中工作台水平方向位置测量系统。
背景技术：
目前市场上常见的光刻机，均采用干涉仪测量系统进行工作平台水平位置的测量。干涉仪测量系统由于具有测量范围大、精度高等优点，被广泛应用于工作台的位置测量。但是干涉仪测量系统对环境要求很高，需要正确测定环境参数，如气压、温度、湿度等， 对干涉仪进行连续补偿，即使干涉仪温度和气压波动很小，这些空气因素的变化也会最终导致激光波长变化，在500毫米的测量长度上将造成50纳米的位置变化。激光对正误差随时间变化，可导致余弦和阿贝误差，因此必须进行连续校准。干涉仪测量系统对振动要求很高，同时该测量系统的布局很复杂，对光路的设计和调节要求很高。另外，干涉仪测量系统集成度不高，容易由于其它分系统维修维护时意外触碰某个调节件而导致光路的偏离。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光刻机中的工作台位置测量系统，用于解决干涉仪测量系统布局复杂以及集成度不高的弊端。本发明涉及的工作台位置测量系统，包括一镜头、一主基板、一承片台、一大理石、至少一光栅尺组、以及与该光栅尺组相对应的至少一读头组，所述镜头固定在所述主基板上，并且镜头靠近所述光栅尺组的一端内陷于所述主基板，镜头远离所述光栅尺组的一端外露于所述主基板，所述读头组合成一读头集，所述读头集安装在主基板上，所述光栅尺组固定在所述承片台的四周，所述承片台安装在所述大理石上并在所述大理石表面运动。优选地，在所述的工作台位置测量系统中，所述读头组和所述光栅尺组对应排列成四边形布局。优选地，在所述的工作台位置测量系统中，所述读头组和所述光栅尺组对应排列成十字布局。优选地，在所述的工作台位置测量系统中，所述光栅尺组包括若干沿X方向延伸的水平光栅刻线和若干沿Y方向延伸的垂直光栅刻线；所述读头组由三排读头组成，三排读头的中间一排读头与光栅尺组的垂直光栅刻线对应，用于测量承片台X方向上的运动； 三排读头的两侧两排读头与光栅尺组的水平光栅刻线相对应，用于测量承片台Y方向上的运动，并结合两侧两排读头所测Y方向上的读数结果得到承片台相对大理石的旋转角度。优选地，在所述的工作台位置测量系统中，所述读头组是传感器。优选地，在所述的工作台位置测量系统中，所述光栅尺组包括若干沿Y方向延伸的水平光栅刻线和若干沿Y方向延伸的垂直光栅刻线；所述读头组106仅包括两排读头，其中一排读头与光栅尺组的垂直光栅刻线对应，用于测量承片台于X方向上的运动，另一排读头与光栅尺组的水平光栅刻线对应，用于测量承片台于Y方向上的运动。
根据该工作台位置测量系统，采用光栅尺组和多排读头组成的工作台位置测量系统，可稳定有效而且高精度的测量工作台的运动，该工作台位置测量系统集成度较高，相对独立和完整，受其他分系统维修维护的影响较小，另外，该测量系统的结构和布局比激光干涉仪测量系统简单，对设计调节要求也较低。该光刻机的测量承片台运动信息的方法可实时监测环境影响，使定位达到纳米级的精度，固有重复精度高于激光干涉仪测量系统。
参照附图阅读了本发明的具体实施方式
以后，将会更清楚地了解本发明的各个方面。其中，图1为光刻机中工作台位置测量系统的结构示意图；图2为读头组和光栅尺组相对应的俯视结构示意图；以及图3为读头组和光栅尺组排列布局结构示意图。
具体实施例方式下面参照附图，对本发明的具体实施方式
作进一步的详细描述。在整个描述中，相同的附图标记表示相同的部件。采用二维光栅尺和多排读头组成的工作台位置测量系统，可稳定有效而且高精度的测量工作台的运动，工作台位置测量系统集成度较高，相对独立和完整，受其他分系统维修维护的影响较小，另外，该测量系统的结构和布局比激光干涉仪测量系统简单，对设计调节要求也较低。该光刻机的测量承片台运动信息的方法可实时监测环境影响，使定位达到纳米级的精度，固有重复精度高于激光干涉仪测量系统。图1为光刻机中工作台位置测量系统的结构示意图。参照图1，工作台位置测量系统100包括镜头101、主基板102、承片台103，大理石104，至少一光栅尺组105以及至少一读头组106。镜头101固定在主基板102上，并且镜头101靠近该光栅尺组105的一端内陷于主基板102，镜头101远离该光栅尺组105的一端外露于主基板102。该读头组106 合成一读头集，且读头集安装在主基板102上，该读头组106是传感器，并且与该光栅尺组 105的位置相对应。承片台103安装在大理石104上并在大理石104表面运动，该光栅尺组105固定在承片台103的四周随承片台运动，读头组106与光栅尺组105相对运动的运动信息是承片台103在大理石104表面的运动信息。承片台103在大理石104上水平方向长行程运动或精密运动，并且承片台103沿大理石104旋转。光栅尺组105固定在承片台103的四周随承片台103运动，读头组106 根据读头组106与光栅尺组105的相对运动读取运动信息，通过镜头101采集读头集的读数，得到承片台103在大理石104表面的运动信息。图2为读头组和光栅尺组相对应的俯视结构示意图。参照图2，该光栅尺组105包括若干沿X方向延伸的水平光栅刻线202和若干沿Y方向延伸的垂直光栅刻线203，其中， X方向与Y方向如图2中所指示；水平光栅刻线202与三排读头201的两侧两排读头2012 相对应，测量承片台103的Y方向上的运动，垂直光栅刻线203与三排读头201的中间一排读头2011相对应，测量承片台103的X方向上的运动。
该读头组106由三排读头201组成，三排读头201的中间一排读头2011与光栅尺组105的垂直光栅刻线203对应，用于测量承片台103的X方向上的运动；三排读头201的两侧两排读头2012与光栅尺组105的水平光栅刻线202对应，用于测量承片台103的Y方向上的运动，并结合两侧两排读头2012所测Y方向上的读数结果得到承片台103相对大理石104的旋转角度。此外，在本发明之另一较佳实施例中，每一光栅尺组包括水平光栅刻线和垂直光栅刻线；每一读头组106仅包括两排读头，其中一排读头与光栅尺组的垂直光栅刻线对应， 用于测量承片台于X方向上的运动，另一排读头与光栅尺组的水平光栅刻线对应，用于测量承片台于Y方向上的运动。读头组106与光栅尺组105相对应，通过镜头101采集读头集的读数信息，得到承片台103在大理石104表面的运动信息。在本实施例中，第一读头2150、第二读头2160、第三读头2170属于三排读头201的中间一排读头2011，用于测量光栅尺组105也即承片台 103的X方向运动，而第四读头2271和第五读头2272、第六读头2281和第七读头2282用于测量读头和光栅尺的相对旋转运动。当光栅尺组105也即承片台103沿X正方向运动时， 第一读头2150、第四读头2271和第五读头2272工作，此时读头不需要进行切换，第一读头 2150可测量承片台103的X方向运动，第四读头2271和第五读头2272可测得承片台103 的相对角度旋转。同理，当承片台103沿Y向负方向运动时，相应的Y方向有三个读头用于测量承片台103的Y向运动的位置和旋转，Y向读头不需要切换。而此时，X向读头会相继由第一读头2150切换到第二读头2160，由第四读头2271和第五读头2272切换到第六读头 2281和第七读头2282。图3为读头组和光栅尺组排列布局结构示意图。参照图3，读头组106和光栅尺组 105排列成近似四边形布局301或者排列成十字布局302，近似四边形布局301的测量系统可以较大范围的测量工作台的行程。在四边形布局301的测量系统始终同时有两附加垂直光栅刻线和两对读头进行角度旋转的测量，可选择其中一个方向测量得到的角度旋转作为主要测量值，对应的另一个测量值作为校验。
权利要求
1.一种工作台位置测量系统，其特征在于，所述工作台位置测量系统包括一镜头、一主基板、一承片台、一大理石、至少一光栅尺组、以及与该光栅尺组相对应的至少一读头组， 所述镜头固定在所述主基板上，并且镜头靠近所述光栅尺组的一端内陷于所述主基板，镜头远离所述光栅尺组的一端外露于所述主基板，所述读头组合成一读头集，所述读头集安装在主基板上，所述光栅尺组固定在所述承片台的四周，所述承片台安装在所述大理石上并在所述大理石表面运动。
2.根据权利要求1所述的工作台位置测量系统，其特征在于，所述读头组和所述光栅尺组对应排列成四边形布局。
3.根据权利要求1所述的工作台位置测量系统，其特征在于，所述读头组和所述光栅尺组对应排列成十字布局。
4.根据权利要求1所述的工作台位置测量系统，其特征在于，所述光栅尺组包括若干沿X方向延伸的水平光栅刻线和若干沿Y方向延伸的垂直光栅刻线；所述读头组由三排读头组成，三排读头的中间一排读头与光栅尺组的垂直光栅刻线对应，用于测量承片台X方向上的运动；三排读头的两侧两排读头与光栅尺组的水平光栅刻线相对应，用于测量承片台Y方向上的运动，并结合两侧两排读头所测Y方向上的读数结果得到承片台相对大理石的旋转角度。
5.根据权利要求1所述的工作台位置测量系统，其特征在于，所述读头组是传感器。
6.根据权利要求1所述的工作台位置测量系统，其特征在于，所述光栅尺组包括若干沿X方向延伸的水平光栅刻线和若干沿Y方向延伸的垂直光栅刻线；所述读头组106仅包括两排读头，其中一排读头与光栅尺组的垂直光栅刻线对应，用于测量承片台于X方向上的运动，另一排读头与光栅尺组的水平光栅刻线对应，用于测量承片台于Y方向上的运动。
全文摘要
本发明提供了一种工作台位置测量系统包括镜头、主基板、承片台、大理石、至少一光栅尺组、以及与该光栅尺组相对应的至少一读头组，该镜头固定在主基板上，读头组合成一读头集，且该读头集安装在主基板上，光栅尺组固定在承片台的四周，承片台安装在大理石上并在大理石表面运动，读头组通过读头组与光栅尺组的相对运动读取运动信息，通过镜头采集该读头集的读数，得到该承片台在大理石表面的运动信息。该工作台位置测量系统，可稳定有效而且高精度的测量工作台的运动，工作台位置测量系统集成度较高，相对独立和完整，受其他分系统维修维护的影响较小。
文档编号G01B11/26GK102375343SQ20101025621
公开日2012年3月14日 申请日期2010年8月18日 优先权日2010年8月18日
发明者吴立伟, 郑椰琴, 齐芊枫 申请人:上海微电子装备有限公司, 上海微高精密机械工程有限公司