用于在位置測量裝置中修正誤差的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于在位置測量裝置中修正誤差的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]公知的位置測量裝置通常包括一個或者多個量具以及一個或多個能夠相對于量具運動的掃描單元。作為量具在這里通常設(shè)計具有安裝在其上的格柵刻度的線性格柵尺或交叉格柵尺。掃描單元相對于量具的所尋求的位置通過借助掃描單元掃描格柵刻度來確定；在此除了光學(xué)掃描原理，公知的還有磁的、電感的和電容的掃描原理。除了位置測量裝置的其他特性之外，能夠以其來測量位置的精確度在這里很大程度上與量具上的格柵刻度的準(zhǔn)確性有關(guān)。對于一般的測量應(yīng)用，在光學(xué)掃描的情況下，能夠以足夠高的精確度制造相應(yīng)的格柵刻度，從而不需要進一步的修正。但是在高精密測量應(yīng)用中，例如在用于晶片曝光的光刻機器中，必須極其精確地獲取位置；為此，通常需要其他的修正措施。
[0003]在這種背景下公知的是，對于所使用的量具，在其生產(chǎn)期間或者在特殊的校準(zhǔn)方法中，為各個量具建立修正表格。這類修正表格在此描述了在通過掃描單元和量具掃描系統(tǒng)所獲取的位置和物理位置之間的偏差；為此例如參見US 2008/105026 A1。然后，在真正的測量工作期間，在第一步驟中通過利用一個或多個掃描單元掃描量具來確定未修正的位置值。然后，在進一步的附加的修正步驟中，為了形成已修正的位置值向所測量的、未修正的位置值添加來自修正表格的修正值，例如加上或者以其他方式計算。
[0004]在這類高精密測量應(yīng)用中，由位置測量裝置產(chǎn)生的位置值通常實時地進行后續(xù)處理，例如在為了定位光刻機器中的工作臺布置在下游的調(diào)節(jié)系統(tǒng)中。因此，需要同樣實時地并且以盡可能短的附加處理時間形成已修正的位置值。在高動態(tài)的應(yīng)用中，為此通常僅有幾微秒可用。
[0005]在這類應(yīng)用中，高度精確的位置測量裝置需要幾十皮米的典型位置分辨率，也就是所使用的修正表格也必須具有這樣的分辨率。
[0006]為了提供足夠的精確度，修正表格中的修正值必須以大約0.1mm到1mm的修正間隔來提供。在使用二維的量板作為量具的應(yīng)用中，修正值對于整個測量范圍而言同樣必須二維地存在。由此一方面通常需要具有幾百萬個單獨的修正值的修正表格；另一方面，由于所需要的高的、皮米范圍內(nèi)的位置分辨率，為了二進制地表示單個的修正值需要16或者更多位。因此隨著這類修正表格不斷增大導(dǎo)致很高的存儲需求。
[0007]通常為位置測量裝置分配了用于處理所產(chǎn)生的信號的信號處理單元，這些單元根據(jù)應(yīng)用場合可以放置在掃描單元的附近，或者也與之遠(yuǎn)離。在信號處理單元方面，除了不同的信號處理模塊以外，還布置了存儲單元，其中存放著一個或者多個修正表格。這些信號處理單元通常是所謂的嵌入式系統(tǒng)，該系統(tǒng)被優(yōu)化，以迅速地計算修正后的位置值并且經(jīng)由高速端口將其迅速傳輸給調(diào)節(jié)系統(tǒng)。因此，在提及的應(yīng)用情形中，掃描和傳輸已修正的位置值之間的時間應(yīng)該盡可能的少，并且典型地位于幾微秒的范圍內(nèi)。這僅能夠利用信號處理單元內(nèi)的數(shù)字信號處理器或者可編程的邏輯模塊來保證，在該信號處理單元處只在受限的范圍內(nèi)能夠連接用于必要的修正表格的存儲單元。
[0008]評估單元在這類系統(tǒng)中通常經(jīng)由另一個端口、例如合適的現(xiàn)場總線，與上級的機器控制系統(tǒng)相連。經(jīng)由該端口此外還實現(xiàn)將修正表格傳輸?shù)较鄳?yīng)的信號處理單元的存儲單元中。該端口在這里通常不構(gòu)造成高速端口或者說不是為高數(shù)據(jù)通量而構(gòu)造的。因為經(jīng)由該端口此外經(jīng)常將多個位置測量裝置的多個信號處理單元與上級的機器控制系統(tǒng)相連，所以將許多多樣的修正表格傳輸?shù)讲煌男盘柼幚韱卧軌蛐枰罅康臅r間。在這段時間內(nèi)，具有修正表格的存儲單元不能用于測量值修正或者說不能用于測量工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明基于以下目的，提供一種用于在位置測量裝置中修正誤差的方法，這種方法對所附屬的信號處理單元關(guān)于所使用的修正表格方面的存儲容量有盡可能少的要求。此夕卜，用于將這類修正表格傳輸?shù)轿恢脺y量裝置的信號處理單元的持續(xù)時間被最小化。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的、用于在具有由至少一個掃描單元掃描的量具的位置測量系統(tǒng)中修正誤差的方法提出，為量具上限定了數(shù)量的修正點分別提供修正值，修正值由在測量工作之前完成的校準(zhǔn)獲取并且在測量工作中用于修正測定的位置值。在校準(zhǔn)時獲取的修正值為了測量工作被壓縮。
[0011]在此可行的是，為了壓縮，或者減少修正值的數(shù)量并且/或者減少修正值的字符寬度。
[0012]在此能夠提出，為了壓縮由校準(zhǔn)所獲取的修正值
[0013]僅僅為量具上的可用修正點的一部分選擇分別從屬的修正值，并且存放在分修正表格中，以及
[0014]在對應(yīng)表格中存放對應(yīng)信息，通過對應(yīng)信息在測量工作中將存放在分修正表格中的修正值與修正點對應(yīng)。
[0015]優(yōu)選地，在這里只為量具上以下修正點選擇修正值并且將其存放在分修正表格中，該修正點位于量具的、在測量工作中被掃描單元掃描的分區(qū)域中。
[0016]有利地，量具上的分區(qū)域或者該量具具有非矩形的輪廓。
[0017]此外可行的是，分修正表格和對應(yīng)表格存放在存儲單元中，信號修正單元在測量工作中訪問該存儲單元，以便修正所測定的位置測量值并且提供其用于再處理。
[0018]在此能夠提出，經(jīng)由存放在對應(yīng)表格中的對應(yīng)信息分別給出在存儲單元中的存儲位，在存儲位處存放著所選擇的修正點的修正值。
[0019]此外，在測量工作中，通過對于量具上的給定位置的對應(yīng)規(guī)程，確定分修正表格中的至少一個下面的或者周圍的修正點的修正值的存儲位。
[0020]此外還可行的是，為了壓縮由校準(zhǔn)中獲取的修正數(shù)據(jù)
[0021]在量具上形成多組局部相鄰的修正點，針對該修正點分別存在有來自校準(zhǔn)的修正值，以及
[0022]為每組確定一個局部的組修正值，并且將組修正值存放在組修正值表格中，并且
[0023]利用分別附屬的組修正值計算每組的經(jīng)由校準(zhǔn)獲取的修正值，并且此時構(gòu)成具有減少了的字符寬度的計算修正值并且存放在計算修正值表格中，并且
[0024]在測量工作中，經(jīng)由計算修正表格和組修正值表格修正測定的位置值。
[0025]在此能夠提出，組中的最低修正值、或組中的平均修正值、或從組的修正值的最大值和最小值算出的平均值確定作為組修正值。
[0026]此外，在此可行的是，為了利用分別附屬的組修正值計算修正值而進行求差。
[0027]也能夠提出，此外
[0028]在量具上測定至少一個極值修正點，其附屬的修正值與相鄰修正點的修正值相差有限定的絕對值，并且
[0029]在計算修正值表格中，為極值修正點存放輔助值來代替修正值，并且
[0030]針對極值修正點的對應(yīng)信息與極值修正點的修正值一起存放在極值修正表格中，其中，通過對應(yīng)信息在測量工作中進行所存放的修正值與極值修正點的對應(yīng)。
[0031]在這里，計算修正值表格中存放有標(biāo)記值作為輔助值，該標(biāo)記值和任何其他的修正值都不一致。
[0032]此外還可行的是，在極值修正表格中存放從校準(zhǔn)獲取的修正值或者極值計算修正值來作為用于極值修正點的修正值。
[0033]在根據(jù)本發(fā)明的方法中，證明特別有利的是，由此能夠顯著減少所使用的修正表格的體積。因此需要設(shè)置更少的存儲空間，這又導(dǎo)致相應(yīng)系統(tǒng)的成本降低。在存儲修正表格時，在相同的存儲位置上現(xiàn)在能夠放置明顯更多的信息；可能不需要的存儲空間能夠在信號處理單元中用于其他用途。除了減小了對所使用的存儲單元的存儲容量的要求之外，當(dāng)相應(yīng)的修正表格從上級的機器控制系統(tǒng)在較短時間內(nèi)傳輸?shù)叫盘柌樘幚韱卧獣r，特別地明顯地減少了傳輸持續(xù)時間。此外，能夠為由于存儲空間有限迄今還不能實現(xiàn)使用修正表格的、現(xiàn)有的系統(tǒng)配設(shè)使用修正表格的可行性。
【附圖說明】
[0034]根據(jù)下面結(jié)合附圖對根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例的說明闡述了本發(fā)明的其他細(xì)節(jié)和優(yōu)點。
[0035]其示出:
[0036]圖1是由位置測量裝置和其他組件構(gòu)成的系統(tǒng)的極其示意性的框圖，該系統(tǒng)適合用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法；
[0037]圖2是對圖1中的位置測量裝置的二維量具的一部分的極其示意性的俯視圖；
[0038]圖3是包含修正點在內(nèi)的二維量具的示意圖，針對修正點已經(jīng)在校準(zhǔn)過程中確定了修正值；
[0039]圖4a，4b分別是二維量具的示意圖，用于闡述根據(jù)本發(fā)明的方法的第一實施方式；
[0040]圖5a，5b分別是示意圖，用于闡述修正數(shù)據(jù)在根據(jù)本發(fā)明的方法的第一實施方式中的放置；
[0041]圖6是二維量具的示意圖，用于闡述根據(jù)本發(fā)明的方法的第二實施方式；
[0042]圖7a，7b，7c分別是另一個示意圖，用于闡述根據(jù)本發(fā)明的方法的第二實施方式；
[0043]圖8a、8b、8c分別是另一個示意圖，用于闡述根據(jù)本發(fā)明的方法的第二實施方式的第一變體。
【具體實施方式】
[0044]在圖1中，以極其示意性的框圖示出了由位置測量裝置和其他組件構(gòu)成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)適合用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法；圖2示出了包含兩個掃描單元20在內(nèi)的該位置測量裝置的量具10的一部分的俯視圖。
[0045]所示出的位置測量裝置包括量具10以及兩個能夠與之相對運動的掃描單元20。一方面是量具10且另一方面是掃描單元20與在圖2中用虛線表示的機器組件110，120相連，這些機器組件必須相對于彼此定位。例如在此能夠涉及用于制造半導(dǎo)體的光刻機器的靜態(tài)的機器框架120和能夠與之相對運動的工作臺110。
[0046]量具10在所示實例中構(gòu)造成頂射交叉格柵形式的二維量具。該量具借助掃描單元20被光學(xué)掃描，以用于在量具10和掃描單元20相對運動時產(chǎn)生