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运动台定位精度的测量系统及测量方法.pdf

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文档编号：4902140

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1、(10)申请公布号 CN 103309167 A (43)申请公布日 2013.09.18 CN 103309167 A *CN103309167A* (21)申请号 201210062953.1 (22)申请日 2012.03.09 G03F 7/20(2006.01) (71)申请人上海微电子装备有限公司地址 201203 上海市浦东新区张东路 1525 号 (72)发明人毛方林李术新李煜芝 (74)专利代理机构上海思微知识产权代理事务所 ( 普通合伙 ) 31237 代理人屈蘅李时云 (54) 发明名称运动台定位精度的测量系统及测量方法 (57) 摘要本发明公开了一。

2、种运动台定位精度的测量系统及测量方法，所述测量系统包括：运动台控制系统，用于驱动运动台按照一设定路线步进或扫描；第一位置测量系统，用于实时测量运动台的当前位置并反馈至运动台控制系统，从而由运动台控制系统根据所述当前位置驱动运动台步进或扫描至一设定位置；第二位置测量系统，用于当运动台控制系统驱动运动台每次经过所述设定位置时，分别测量运动台位于所述设定位置时的实际位置，计算每次实际位置之间的偏差并与运动台精度指标比较，从而判断运动台定位精度是否达标。所述测量方法可离线测量运动台的定位精度，无需依赖于光刻机其它部件，在光刻机集成中可提前诊断运。

3、动台定位问题。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页说明书 7 页附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请权利要求书2页说明书7页附图3页 (10)申请公布号 CN 103309167 A CN 103309167 A *CN103309167A* 1/2 页 2 1. 一种运动台定位精度的测量系统，其特征在于，包括：运动台控制系统，用于驱动运动台沿X方向或Y方向按照一设定路线步进或扫描，所述 X 方向和 Y 方向为在水平面上相互正交的两个方向；第一位置测量系统，用于实时测量运动台在 X 方向和 Y 方向的当前位置并反馈至运动。

4、台控制系统，从而由运动台控制系统根据第一位置测量系统实时反馈的所述当前位置驱动运动台步进或扫描至一设定位置；第二位置测量系统，用于当运动台控制系统驱动运动台每次经过所述设定位置时，分别测量运动台位于所述设定位置时在 X 方向和 Y 方向的实际位置，计算每次实际位置之间的偏差并与运动台精度指标比较，从而判断运动台定位精度是否达标。 2. 如权利要求 1 所述的运动台定位精度的测量系统，其特征在于，所述第一位置测量系统包括 X 方向位置测量系统和 Y 方向位置测量系统，所述 X 方向位置测量系统用于实时测量运动台在 X 方向的当前位置并反馈至运动台控制系统；所述。

5、Y 方向位置测量系统用于实时测量运动台在 Y 方向的当前位置并反馈至运动台控制系统。 3. 如权利要求 1 所述的运动台定位精度的测量系统，其特征在于，所述第二位置测量系统包括 X 方向位置测量系统和 Y 方向位置测量系统，所述 X 方向位置测量系统用于测量运动台位于所述设定位置时在 X 方向的实际位置；所述 Y 方向位置测量系统用于测量运动台位于所述设定位置时在 Y 方向的实际位置。 4.如权利要求1所述的运动台定位精度的测量系统，其特征在于，所述设定路线为沿X 方向或 Y 方向步进，或者为沿 X 方向和 Y 方向交替步进。 5. 一种利用如权利要求 1 所述的测量系。

6、统进行运动台定位精度测量的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤 1，运动台控制系统驱动运动台按照一设定路线步进，所述设定路线上分布有一组设定位置；当第一位置测量系统测量到运动台步进至所述一组设定位置中的各设定位置时，运动台控制系统控制运动台停止步进，第二位置测量系统测量运动台的实际位置，从而得到对应于所述一组设定位置的运动台的第一组实际位置；步骤 2，运动台控制系统驱动运动台按照所述设定路线再次步进；当第一位置测量系统测量到运动台步进至所述一组设定位置中的各设定位置时，运动台控制系统控制运动台停止步进，第二位置测量系统测量运动台的实际位置，从而。

7、得到对应于所述一组设定位置的运动台的第二组实际位置；步骤 3，统计运动台的第一组实际位置和第二组实际位置之间的偏差，得到一组运动台的实际位置偏差，并将所述一组偏差与运动台精度指标比较，从而判断运动台定位精度是否达标。 6. 如权利要求 5 所述的运动台定位精度的测量系统，其特征在于，所述第一位置测量系统包括 X 方向位置测量系统和 Y 方向位置测量系统，所述 X 方向位置测量系统用于实时测量运动台在 X 方向的当前位置并反馈至运动台控制系统；所述 Y 方向位置测量系统用于实时测量运动台在 Y 方向的当前位置并反馈至运动台控制系统。 7. 如权利要求 5 所述的。

8、运动台定位精度的测量系统，其特征在于，所述第二位置测量系统包括 X 方向位置测量系统和 Y 方向位置测量系统，所述 X 方向位置测量系统用于测量运动台位于所述设定位置时在 X 方向的实际位置；所述 Y 方向位置测量系统用于测量运动权利要求书 CN 103309167 A 2 2/2 页 3 台位于所述设定位置时在 Y 方向的实际位置。 8.如权利要求5所述的运动台定位精度的测量系统，其特征在于，所述设定路线为沿X 方向或 Y 方向步进，或者为沿 X 方向和 Y 方向交替步进。 9. 一种利用如权利要求 1 所述的测量系统进行运动台定位精度测量的方法，其特征在于。

9、，包括以下步骤：步骤 1，运动台控制系统驱动运动台按照一设定路线步进，所述设定路线上分布有一组设定位置；当第一位置测量系统测量到运动台步进至所述一组设定位置中的各设定位置时，运动台控制系统控制运动台停止步进并进行扫描，第二位置测量系统测量运动台扫描完成之后的实际位置，从而得到对应于所述一组设定位置的运动台的第一组实际位置；步骤 2，运动台控制系统驱动运动台按照所述设定路线再次步进；当第一位置测量系统测量到运动台步进至所述一组设定位置中的各设定位置时，运动台控制系统控制运动台停止步进并进行扫描，第二位置测量系统测量运动台扫描完成之后的实际位置，从而得。

10、到对应于所述一组设定位置的运动台的第二组实际位置；步骤 3，统计运动台的第一组实际位置和第二组实际位置之间的偏差，得到运动台的第一组实际位置偏差；步骤 4，运动台控制系统驱动运动台按照所述设定路线反向步进；当第一位置测量系统测量到运动台步进至所述一组设定位置中的各设定位置时，运动台控制系统控制运动台停止步进并进行扫描，第二位置测量系统测量运动台扫描完成之后的实际位置，从而得到对应于所述一组设定位置的运动台的第三组实际位置；步骤 5，统计运动台的第一组实际位置和第三组实际位置之间的偏差，得到运动台的第二组实际位置偏差；步骤 6，统计运动台的第一组。

11、实际位置偏差和第二组实际位置偏差的一组差值，并将所述一组差值与一指标约束比较，从而判断运动台的扫描方向对运动台定位精度有无影响。 10. 如权利要求 9 所述的运动台定位精度的测量系统，其特征在于，所述第一位置测量系统包括 X 方向位置测量系统和 Y 方向位置测量系统，所述 X 方向位置测量系统用于实时测量运动台在 X 方向的当前位置并反馈至运动台控制系统；所述 Y 方向位置测量系统用于实时测量运动台在 Y 方向的当前位置并反馈至运动台控制系统。 11. 如权利要求 9 所述的运动台定位精度的测量系统，其特征在于，所述第二位置测量系统包括 X 方向位置测量系统和 Y。

12、方向位置测量系统，所述 X 方向位置测量系统用于测量运动台位于所述设定位置时在 X 方向的实际位置；所述 Y 方向位置测量系统用于测量运动台位于所述设定位置时在 Y 方向的实际位置。 12. 如权利要求 9 所述的运动台定位精度的测量系统，其特征在于，所述设定路线为沿 X 方向或 Y 方向步进，或者为沿 X 方向和 Y 方向交替步进。权利要求书 CN 103309167 A 3 1/7 页 4 运动台定位精度的测量系统及测量方法技术领域 0001 本发明涉及一种微电子生产制造领域的质量检测，特别涉及关于集成电路生产和制造过程中的运动台定位精度的测量系统与离线测。

13、量方法。背景技术 0002 光刻技术或称光学刻蚀术，已经被广泛应用于集成电路制造工艺中。该技术通过光学投影装置曝光，将设计的掩模图形转移到光刻胶上。 “掩模” 和 “光刻胶” 的概念在光刻工艺中是公知的：掩模也称光掩模版，是薄膜、塑料或玻璃等材料的基底上刻有精确定位的各种功能图形的一种模版，用于对光刻胶层的选择性曝光；光刻胶是由光敏化合物、基体树脂和有机溶剂等混合而成的胶状液体，受到特定波长光线作用后，其化学结构发生变化，使得在某种溶液中的溶解特性改变。 0003 随着光刻特征尺寸的不断减小，集成电路集成度不断提高，光学投影装置的定位精度对光刻工艺精。

14、度的影响越来越显著。在曝光过程中，由于承载定位硅片的工件台与承载定位掩模的掩模台会发生步进或者扫描运动，工件台和掩模台的定位精度势必直接影响曝光于硅片上的图样质量。因此，运动台 ( 包括工件台和掩模台 ) 定位精度的原位检测已成为目前光刻工艺中不可缺少的功能。 0004 一般常见的测量运动台性能的方法是测试运动台伺服性能，驱使运动台至固定位置，在不同时刻读取实际位置，统计定位重复精度。但运动台位置由测量系统读取，故该方法依赖于运动台位置测量系统，无法区分测量系统本身系统误差。公开号为 CN101261451A 的中国专利公开了一种光刻机成像质量及运动台定位精度的现场测。

15、量方法，该方法在运动台集成至光刻机后，通过曝光手段读取套刻误差，由此测量运动台定位精度。该方案可分辨运动台位置测量系统自身误差，但需依赖于光刻机其它部件，如投影物镜等。 0005 因此，如何提供一种运动台定位精度的测量系统及测量方法，能够更准确地检测运动台的定位精度、且离线测量运动台的定位精度而无需依赖于光刻机其它部件，仍是现在技术发展中急需解决的问题。发明内容 0006 本发明所要解决的技术问题是提供一种运动台定位精度的测量系统及测量方法，能够离线测量运动台的定位精度而无需依赖于光刻机其它部件。 0007 为解决上述问题，本发明提供一种运动台定位精度的测量系。

16、统，包括： 0008 运动台控制系统，用于驱动运动台沿X方向或Y方向按照一设定路线步进或扫描，所述 X 方向和 Y 方向为在水平面上相互正交的两个方向； 0009 第一位置测量系统，用于实时测量运动台在 X 方向和 Y 方向的当前位置并反馈至运动台控制系统，从而由运动台控制系统根据第一位置测量系统实时反馈的所述当前位置驱动运动台步进或扫描至一设定位置； 0010 第二位置测量系统，用于当运动台控制系统驱动运动台每次经过所述设定位置两说明书 CN 103309167 A 4 2/7 页 5 次时，分别测量运动台位于所述设定位置时在X方向和Y方向的实际位置，计算每次。

17、实际位置之间的偏差并与运动台精度指标比较，从而判断运动台定位精度是否达标。 0011 优选的，所述第一位置测量系统包括X方向位置测量系统和Y方向位置测量系统，所述X方向位置测量系统用于实时测量运动台在X方向的当前位置并反馈至运动台控制系统；所述 Y 方向位置测量系统用于实时测量运动台在 Y 方向的当前位置并反馈至运动台控制系统。 0012 优选的，所述第二位置测量系统包括X方向位置测量系统和Y方向位置测量系统，所述 X 方向位置测量系统用于测量运动台位于所述设定位置时在 X 方向的实际位置；所述 Y 方向位置测量系统用于测量运动台位于所述设定位置时在 Y 方向的实际位置。

18、。 0013 优选的，所述设定路线为沿 X 方向或 Y 方向步进，或者为沿 X 方向和 Y 方向交替步进。 0014 为解决上述问题，本发明还提供一种利用所述的测量系统进行运动台定位精度测量的方法，包括以下步骤： 0015 步骤 1，运动台控制系统驱动运动台按照一设定路线步进，所述设定路线上分布有一组设定位置；当第一位置测量系统测量到运动台步进至所述一组设定位置中的各设定位置时，运动台控制系统控制运动台停止步进，第二位置测量系统测量运动台的实际位置，从而得到对应于所述一组设定位置的运动台的第一组实际位置； 0016 步骤 2，运动台控制系统驱动运动台按照所。

19、述设定路线再次步进；当第一位置测量系统测量到运动台步进至所述一组设定位置中的各设定位置时，运动台控制系统控制运动台停止步进，第二位置测量系统测量运动台的实际位置，从而得到对应于所述一组设定位置的运动台的第二组实际位置； 0017 步骤 3，统计运动台的第一组实际位置和第二组实际位置之间的偏差，得到一组运动台的实际位置偏差，并将所述一组偏差与运动台精度指标比较，从而判断运动台定位精度是否达标。 0018 优选的，所述第一位置测量系统包括X方向位置测量系统和Y方向位置测量系统，所述X方向位置测量系统用于实时测量运动台在X方向的当前位置并反馈至运动台控制系统；。

20、所述 Y 方向位置测量系统用于实时测量运动台在 Y 方向的当前位置并反馈至运动台控制系统。 0019 优选的，所述第二位置测量系统包括X方向位置测量系统和Y方向位置测量系统，所述 X 方向位置测量系统用于测量运动台位于所述设定位置时在 X 方向的实际位置；所述 Y 方向位置测量系统用于测量运动台位于所述设定位置时在 Y 方向的实际位置。 0020 优选的，所述设定路线为沿 X 方向或 Y 方向步进，或者为沿 X 方向和 Y 方向交替步进。 0021 为解决上述问题，本发明还提供一种利用所述的测量系统进行运动台定位精度测量的方法，包括以下步骤： 0022 步骤 1，运动。

21、台控制系统驱动运动台按照一设定路线步进，所述设定路线上分布有一组设定位置；当第一位置测量系统测量到运动台步进至所述一组设定位置中的各设定位置时，运动台控制系统控制运动台停止步进并进行扫描，第二位置测量系统测量运动台扫描完成之后的实际位置，从而得到对应于所述一组设定位置的运动台的第一组实际位置；说明书 CN 103309167 A 5 3/7 页 6 0023 步骤 2，运动台控制系统驱动运动台按照所述设定路线再次步进；当第一位置测量系统测量到运动台步进至所述一组设定位置中的各设定位置时，运动台控制系统控制运动台停止步进并进行扫描，第二位置测量系统测量运动。

22、台扫描完成之后的实际位置，从而得到对应于所述一组设定位置的运动台的第二组实际位置； 0024 步骤 3，统计运动台的第一组实际位置和第二组实际位置之间的偏差，得到运动台的第一组实际位置偏差； 0025 步骤 4，运动台控制系统驱动运动台按照所述设定路线反向步进；当第一位置测量系统测量到运动台步进至所述一组设定位置中的各设定位置时，运动台控制系统控制运动台停止步进并进行扫描，第二位置测量系统测量运动台扫描完成之后的实际位置，从而得到对应于所述一组设定位置的运动台的第三组实际位置； 0026 步骤 5，统计运动台的第一组实际位置和第三组实际位置之间的偏差，得到。

23、运动台的第二组实际位置偏差； 0027 步骤 6，统计运动台的第一组实际位置偏差和第二组实际位置偏差的一组差值，并将所述一组差值与一指标约束比较，从而判断运动台的扫描方向对运动台定位精度有无影响。 0028 优选的，所述第一位置测量系统包括X方向位置测量系统和Y方向位置测量系统，所述X方向位置测量系统用于实时测量运动台在X方向的当前位置并反馈至运动台控制系统；所述 Y 方向位置测量系统用于实时测量运动台在 Y 方向的当前位置并反馈至运动台控制系统。 0029 优选的，所述第二位置测量系统包括X方向位置测量系统和Y方向位置测量系统，所述 X 方向位置测量系统用于测量。

24、运动台位于所述设定位置时在 X 方向的实际位置；所述 Y 方向位置测量系统用于测量运动台位于所述设定位置时在 Y 方向的实际位置。 0030 优选的，所述设定路线为沿 X 方向或 Y 方向步进，或者为沿 X 方向和 Y 方向交替步进。 0031 本发明所提出的运动台定位精度的测量方法所采用的测量系统结构简单，易于实施；所述测量方法步骤明确，计算简便。所述测量方法可离线测量运动台的定位精度，无需依赖于光刻机其它部件，在光刻机集成中可提前诊断运动台定位问题，从而缩短运动台在光刻机上的集成时间以提高集成效率。此外，所述测量系统和方法由于采用了第二位置测量系统，可分。

25、辨第一位置测量系统自身的误差，从而更精确地测量运动台的定位精度。附图说明 0032 图 1 为本发明实施例的运动台定位精度的测量系统的示意图； 0033 图 2 为本发明一实施例中运动台按照一设定路线步进的示意图； 0034 图 3 为本发明一实施例中运动台的一组实际位置偏差的示意图； 0035 图 4 为本发明另一实施例中运动台按照一设定路线步进的示意图； 0036 图 5 为本发明另一实施例中运动台的一组实际位置偏差的示意图。具体实施方式 0037 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明说明书 CN 103309167 A 6 4/7。

26、页 7 的具体实施方式做详细的说明。 0038 本发明提出一种运动台定位精度的测量系统，如图 1 所示，包括： 0039 运动台控制系统102，用于驱动运动台101沿X方向或Y方向按照一设定路线步进或扫描。其中，所述 X 方向和 Y 方向为在水平面上相互正交的两个方向。 0040 第一位置测量系统，用于实时测量运动台 101 在 X 方向和 Y 方向的当前位置并反馈至运动台控制系统，从而由运动台控制系统根据第一位置测量系统实时反馈的所述当前位置驱动运动台 101 步进或扫描至一设定位置。根据本发明一优选实施例，所述第一位置测量系统包括X方向位置测量系统103和Y方向位。

27、置测量系统104，所述X方向位置测量系统 103 用于实时测量运动台 101 在 X 方向的当前位置并反馈至运动台控制系统 102 ；所述 Y 方向位置测量系统 104 用于实时测量运动台 101 在 Y 方向的当前位置并反馈至运动台控制系统 102。 0041 第二位置测量系统，独立于运动台 101、运动台控制系统 102 和第一位置测量系统，用于当运动台控制系统102驱动运动台101每次经过所述设定位置时，分别测量运动台 101位于所述设定位置时在X方向和Y方向的实际位置，计算每次实际位置之间的偏差并与运动台精度指标比较，从而判断运动台定位精度是否达标。根据本发明。

28、一优选实施例，所述第二位置测量系统包括X方向位置测量系统105和Y方向位置测量系统106，所述X方向位置测量系统 105 用于测量运动台 101 位于所述设定位置时在 X 方向的实际位置；所述 Y 方向位置测量系统 106 用于测量运动台 101 位于所述设定位置时在 Y 方向的实际位置。 0042 本发明还提供一种利用所述的测量系统进行运动台定位精度测量的方法，包括以下步骤： 0043 步骤 1，运动台控制系统 102 驱动运动台 101 按照一设定路线步进，所述设定路线上分布有一组设定位置；当 X 方向位置测量系统 103 和 Y 方向位置测量系统 104 测。

29、量到运动台101步进至所述一组设定位置中的各设定位置时，运动台控制系统102控制运动台101 停止步进， X 方向位置测量系统 105 和 Y 方向位置测量系统 106 测量运动台 101 的实际位置，从而得到对应于所述一组设定位置的运动台 101 的第一组实际位置。 0044 步骤 2，运动台控制系统 102 驱动运动台 101 按照所述设定路线再次步进；当 X 方向位置测量系统 103 和 Y 方向位置测量系统 104 测量到运动台 101 步进至所述一组设定位置中的各设定位置时，运动台控制系统 102 控制运动台 101 停止步进， X 方向位置测量系统 105和Y方。

30、向位置测量系统106测量运动台101的实际位置，从而得到对应于所述一组设定位置的运动台 101 的第二组实际位置。 0045 步骤 3，统计运动台 101 的第一组实际位置和第二组实际位置之间的偏差，得到运动台 101 的一组实际位置偏差，并将所述一组实际位置偏差与运动台精度指标比较，从而判断运动台 101 的定位精度是否达标。 0046 如图 2、图 3 所示，为利用本发明的测量系统进行运动台定位精度测量的一具体实施例，其测量过程包括以下步骤： 0047 步骤 1，运动台控制系统 102 驱动运动台 101 按照一设定路线步进，所述设定路线上分布有一组设定位置。

31、，如图 2 所示，每个圆圈代表一个设定位置，所述设定路线是按照 136的次序沿图中箭头方向构成；当X方向位置测量系统103和Y方向位置测量系统104 测量到运动台 101 步进至所述一组设定位置 (1 36) 中的各设定位置时，运动台控制系统说明书 CN 103309167 A 7 5/7 页 8 102 控制运动台 101 停止步进， X 方向位置测量系统 105 和 Y 方向位置测量系统 106 测量运动台 101 的实际位置，从而得到对应于所述一组设定位置的运动台 101 的第一组实际位置 (xai， yai)，其中 i 1， 2， 336。 0048 其中，图。

32、2所示为所述设定路线：运动台控制系统102驱动运动台101从设定位置 1 沿正 X 方向步进经过设定位置 2， 3， 4 和 5 并到达设定位置 6，接着沿负 Y 方向步进至设定位置 7，然后沿负 X 方向步进经过设定位置 8， 9， 10 和 11 并到达设定位置 12，再沿负 Y 方向步进至设定位置13，然后沿正X方向步进经过设定位置14， 15， 16和17并到达设定位置18，接着沿负 Y 方向步进至设定位置 19，再沿负 X 方向步进经过设定位置 20， 21， 22 和 23 并到达设定位置 24，再沿负 Y 方向步进至设定位置 25，然后沿正 X 方向步进。

33、经过设定位置 26， 27， 28 和 29 并到达设定位置 30，再沿负 Y 方向步进至设定位置 31，最后沿负 X 方向步进经过设定位置 32， 33， 34 和 35 并最终到达设定位置 36。 0049 步骤 2，运动台控制系统 102 驱动运动台 101 按照所述设定路线再次步进；当 X 方向位置测量系统 103 和 Y 方向位置测量系统 104 测量到运动台 101 步进至所述一组设定位置 (1 36) 中的各设定位置时，运动台控制系统 102 控制运动台 101 停止步进， X 方向位置测量系统 105 和 Y 方向位置测量系统 106 测量运动台 101 的。

34、实际位置，从而得到对应于所述一组设定位置的运动台 101 的第二组实际位置 (x ai， yai)。 0050 步骤3，统计运动台101的第一组实际位置(xai， yai)和第二组实际位置(x ai， yai) 之间的偏差 (xi， yi)，其中 xi |x ai-xai| 和 yi |yai-yai|。请参考图 3，图中圆圈内的数字代表运动台 101 两次经过同一设定位置时的偏差值，单位为纳米。请结合参阅图 2，在运动台 101 沿 X 方向步进的路线上只计算 xi，得到： x1 32 纳米， x2 32 纳米， x3 33 纳米， x4 33 纳米， x5 31 纳米。

35、， x6 33 纳米， x8 34 纳米， x9 31 纳米， x10 32 纳米， x11 33 纳米， x12 31 纳米， x14 32 纳米， x15 33 纳米， x16 32 纳米， x17 32 纳米， x18 31 纳米， x20 32 纳米， x21 32 纳米， x22 31 纳米， x23 33 纳米， x24 32 纳米， x26 31 纳米， x27 30 纳米， x28 30 纳米， x29 31 纳米， x30 31 纳米， x32 33 纳米， x33 31 纳米， x34 32 纳米， x35 31 纳米和 x36 33 纳米。在运动台 101 沿 Y 方向。

36、步进的路线上只计算 yi，得到： y7 58 纳米， y13 59 纳米， y19 60 纳米， y25 62 纳米和 y31 61 纳米。 0051 步骤 4，以 40 纳米作为运动台精度指标，将所述一组偏差 x1， x2， x3， x4， x5， x6， y7， x8， x9， x10， x11， x12， y13， x14， x15， x16， x17， x18， y19， x20， x21， x22， x23， x24， y25， x26， x27， x28， x29， x30， y31， x32， x33， x34， x35， x36 与所述运动台精度指标比较，可得到偏。

37、差 y7， y13， y19， y5和 y31 超标。由此推得运动台 101 沿 Y 方向步进时存在定位精度超标问题，应该重点排查运动台 101Y 向机械结构以及控制参数。本领域技术人员应当理解，根据系统的精度要求可以调整运动台精度指标的数值，不应以 40 纳米为限。 0052 如图 4、图 5 所示，为利用本发明的测量系统进行运动台定位精度测量的又一具体实施例，其测量过程包括以下步骤： 0053 步骤 1，运动台控制系统 102 驱动运动台 101 按照一设定路线步进，所述设定路线上分布有一组设定位置，如图 4 所示，每个圆圈代表一个设定位置，所述设定路线是按照。

38、说明书 CN 103309167 A 8 6/7 页 9 136的次序沿图中箭头方向构成；当X方向位置测量系统103和Y方向位置测量系统104 测量到运动台 101 步进至所述一组设定位置 (1 36) 中的各设定位置时，运动台控制系统 102 控制运动台 101 停止步进， X 方向位置测量系统 105 和 Y 方向位置测量系统 106 测量运动台 101 的实际位置，从而得到对应于所述一组设定位置的运动台 101 的第一组实际位置 (xai， yai)，其中 i 1， 2， 336。 0054 其中，图4所示为所述设定路线：运动台控制系统102驱动运动台101从设定。

39、位置 1 沿负 Y 方向步进经过设定位置 2， 3， 4 和 5 并到达设定位置 6，接着沿正 X 方向步进至设定位置 7，然后沿正 Y 方向步进经过设定位置 8， 9， 10 和 11 并到达设定位置 12，再沿正 X 方向步进至设定位置13，然后沿负Y方向步进经过设定位置14， 15， 16和17并到达设定位置18，接着沿正 X 方向步进至设定位置 19，再沿正 Y 方向步进经过设定位置 20， 21， 22 和 23 并到达设定位置 24，再沿正 X 方向步进至设定位置 25，然后沿负 Y 方向步进经过设定位置 26， 27， 28 和 29 并到达设定位置 30，。

40、再沿正 X 方向步进至设定位置 31，最后沿正 Y 方向步进经过设定位置 32， 33， 34 和 35 并最终到达设定位置 36。 0055 步骤 2，运动台控制系统 102 驱动运动台 101 按照所述设定路线再次步进；当 X 方向位置测量系统 103 和 Y 方向位置测量系统 104 测量到运动台 101 步进至所述一组设定位置 (1 36) 中的各设定位置时，运动台控制系统 102 控制运动台 101 停止步进， X 方向位置测量系统 105 和 Y 方向位置测量系统 106 测量运动台 101 的实际位置，从而得到对应于所述一组设定位置的运动台 101 的第二。

41、组实际位置 (x ai， yai)。 0056 步骤3，统计运动台101的第一组实际位置(xai， yai)和第二组实际位置(x ai， yai) 之间的偏差 (xi， yi)，其中 xi |x ai-xai| 和 yi |yai-yai|。请参考图 5，图中圆圈内的数字代表运动台 101 两次经过同一设定位置时的偏差值，单位为纳米。请结合参阅图 4，在运动台 101 沿 Y 方向步进的路线上只计算 yi，得到： y1 32 纳米， y2 31 纳米， y3 33 纳米， y4 32 纳米， y5 32 纳米， y6 33 纳米， y8 31 纳米， y9 33 纳米， y1。

42、0 32 纳米， y11 33 纳米， y12 32 纳米， y14 32 纳米， y15 33 纳米， y16 31 纳米， y17 30 纳米， y18 32 纳米， y20 30 纳米， y21 32 纳米， y22 32 纳米， y23 31 纳米， y24 33 纳米， y26 34 纳米， y27 32 纳米， y28 32 纳米， y29 31 纳米， y30 33 纳米， y32 31 纳米， y33 33 纳米， y34 31 纳米， y35 32 纳米和 y36 33 纳米。在运动台 101 沿 X 方向步进的路线上只计算 xi，得到： x7 56 纳米， x13 。

43、55 纳米， x19 65 纳米， x25 55 纳米和 x31 62 纳米。 0057 步骤 4，以 40 纳米作为运动台精度指标，将所述一组偏差 y1， y2， y3， y4， y5， y6， x7， y8， y9， y10， y11， y12， x13， y14， y15， y16， y17， y18， x19， y20， y21， y22， y23， y24， x25， y26， y27， y28， y29， y30， x31， y32， y33， y34， y35， y36 与所述运动台精度指标比较，可得到偏差 x7， x13， x19， x25和 x31 超标。由此推得运动。

44、台 101 沿 X 方向步进时存在定位精度超标问题，应该重点排查运动台 101X 向机械结构以及控制参数。本领域技术人员应当理解，根据系统的精度要求可以调整运动台精度指标的数值，不应以 40 纳米为限。 0058 本发明还提供一种利用所述的测量系统进行运动台定位精度测量的方法，用于诊断运动台的扫描问题。所述测量方法包括以下步骤：说明书 CN 103309167 A 9 7/7 页 10 0059 步骤 1，运动台控制系统 102 驱动运动台 101 按照一设定路线步进，所述设定路线上分布有一组设定位置；当 X 方向位置测量系统 103 和 Y 方向位置测量系统 1。

45、04 测量到运动台101步进至所述一组设定位置中的各设定位置时，运动台控制系统102控制运动台101 停止步进并进行扫描， X 方向位置测量系统 105 和 Y 方向位置测量系统 106 测量运动台 101 扫描完成之后的实际位置，从而得到对应于所述一组设定位置的运动台 101 的第一组实际位置。 0060 步骤 2，运动台控制系统 102 驱动运动台 101 按照所述设定路线再次步进；当 X 方向位置测量系统 103 和 Y 方向位置测量系统 104 测量到运动台 101 步进至所述一组设定位置中的各设定位置时，运动台控制系统 102 控制运动台 101 停止步进并进行扫。

46、描， X 方向位置测量系统 105 和 Y 方向位置测量系统 106 测量运动台 101 扫描完成之后的实际位置，从而得到对应于所述一组设定位置的运动台 101 的第二组实际位置。 0061 步骤 3，统计运动台 101 的第一组实际位置和第二组实际位置之间的偏差，得到运动台 101 的第一组实际位置偏差 (xpi， ypi)。 0062 步骤 4，运动台控制系统 102 驱动运动台 101 按照所述设定路线反向步进；当 X 方向位置测量系统 103 和 Y 方向位置测量系统 104 测量到运动台 101 步进至所述一组设定位置中的各设定位置时，运动台控制系统 102 。

47、控制运动台 101 停止步进并进行扫描， X 方向位置测量系统 105 和 Y 方向位置测量系统 106 测量运动台 101 扫描完成之后的实际位置，从而得到对应于所述一组设定位置的运动台 101 的第三组实际位置。 0063 步骤 5，统计运动台 101 的第一组实际位置和第三组实际位置之间的偏差，得到运动台 101 的第二组实际位置偏差 (xni， yni)。 0064 步骤 6，统计运动台 101 的第一组实际位置偏差和第二组实际位置偏差的一组差值 (|xpi-xni|， |ypi-yni|)，并将所述一组差值与一指标约束 (xs， ys) 比较，若所述一组差值(|。

48、xpi-xni|， |ypi-yni|)小于指标约束(xs， ys)，则表明运动台101的扫描方向对运动台定位精度无影响；若所述一组差值(|xpi-xni|， |ypi-yni|)大于指标约束 (xs， ys)，则表明运动台 101 的扫描方向对运动台定位精度有影响，应该重点排查运动台 101 扫描相关的机械结构以及控制参数。 0065 本发明在利用示意图详述本发明实施例时，为了便于说明，表示器件结构的剖面图不依一般比例作局部放大，不应以此作为对本发明的限定。此外，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。说明书 CN 103309167 A 10 1/3 页 11 图 1 图 2 说明书附图 CN 103309167 A 11 2/3 页 12 图 3 图 4 说明书附图 CN 103309167 A 12 3/3 页 13 图 5。

摘要
申请专利号：	CN201210062953.1	申请日：	2012.03.09
公开号：	CN103309167A	公开日：	2013.09.18
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	登录超时
IPC分类号：	G03F7/20	主分类号：	G03F7/20
申请人：	上海微电子装备有限公司
发明人：	毛方林; 李术新; 李煜芝
地址：	201203 上海市浦东新区张东路1525号
优先权：
专利代理机构：	上海思微知识产权代理事务所(普通合伙) 31237	代理人：	屈蘅;李时云
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内容摘要

本发明公开了一种运动台定位精度的测量系统及测量方法，所述测量系统包括：运动台控制系统，用于驱动运动台按照一设定路线步进或扫描；第一位置测量系统，用于实时测量运动台的当前位置并反馈至运动台控制系统，从而由运动台控制系统根据所述当前位置驱动运动台步进或扫描至一设定位置；第二位置测量系统，用于当运动台控制系统驱动运动台每次经过所述设定位置时，分别测量运动台位于所述设定位置时的实际位置，计算每次实际位置之间的偏差并与运动台精度指标比较，从而判断运动台定位精度是否达标。所述测量方法可离线测量运动台的定位精度，无需依赖于光刻机其它部件，在光刻机集成中可提前诊断运动台定位问题。

权利要求书

权利要求书
1.   一种运动台定位精度的测量系统，其特征在于，包括：
运动台控制系统，用于驱动运动台沿X方向或Y方向按照一设定路线步进或扫描，所述X方向和Y方向为在水平面上相互正交的两个方向；
第一位置测量系统，用于实时测量运动台在X方向和Y方向的当前位置并反馈至运动台控制系统，从而由运动台控制系统根据第一位置测量系统实时反馈的所述当前位置驱动运动台步进或扫描至一设定位置；
第二位置测量系统，用于当运动台控制系统驱动运动台每次经过所述设定位置时，分别测量运动台位于所述设定位置时在X方向和Y方向的实际位置，计算每次实际位置之间的偏差并与运动台精度指标比较，从而判断运动台定位精度是否达标。

2.   如权利要求1所述的运动台定位精度的测量系统，其特征在于，所述第一位置测量系统包括X方向位置测量系统和Y方向位置测量系统，所述X方向位置测量系统用于实时测量运动台在X方向的当前位置并反馈至运动台控制系统；所述Y方向位置测量系统用于实时测量运动台在Y方向的当前位置并反馈至运动台控制系统。

3.   如权利要求1所述的运动台定位精度的测量系统，其特征在于，所述第二位置测量系统包括X方向位置测量系统和Y方向位置测量系统，所述X方向位置测量系统用于测量运动台位于所述设定位置时在X方向的实际位置；所述Y方向位置测量系统用于测量运动台位于所述设定位置时在Y方向的实际位置。

4.   如权利要求1所述的运动台定位精度的测量系统，其特征在于，所述设定路线为沿X方向或Y方向步进，或者为沿X方向和Y方向交替步进。

5.   一种利用如权利要求1所述的测量系统进行运动台定位精度测量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，运动台控制系统驱动运动台按照一设定路线步进，所述设定路线上分布有一组设定位置；当第一位置测量系统测量到运动台步进至所述一组设定位置中的各设定位置时，运动台控制系统控制运动台停止步进，第二位置测量系统测量运动台的实际位置，从而得到对应于所述一组设定位置的运动台的第一组实际位置；
步骤2，运动台控制系统驱动运动台按照所述设定路线再次步进；当第一位置测量系统测量到运动台步进至所述一组设定位置中的各设定位置时，运动台控制系统控制运动台停止步进，第二位置测量系统测量运动台的实际位置，从而得到对应于所述一组设定位置的运动台的第二组实际位置；
步骤3，统计运动台的第一组实际位置和第二组实际位置之间的偏差，得到一组运动台的实际位置偏差，并将所述一组偏差与运动台精度指标比较，从而判断运动台定位精度是否达标。

6.   如权利要求5所述的运动台定位精度的测量系统，其特征在于，所述第一位置测量系统包括X方向位置测量系统和Y方向位置测量系统，所述X方向位置测量系统用于实时测量运动台在X方向的当前位置并反馈至运动台控制系统；所述Y方向位置测量系统用于实时测量运动台在Y方向的当前位置并反馈至运动台控制系统。

7.   如权利要求5所述的运动台定位精度的测量系统，其特征在于，所述第二位置测量系统包括X方向位置测量系统和Y方向位置测量系统，所述X方向位置测量系统用于测量运动台位于所述设定位置时在X方向的实际位置；所述Y方向位置测量系统用于测量运动台位于所述设定位置时在Y方向的实际位置。

8.   如权利要求5所述的运动台定位精度的测量系统，其特征在于，所述设定路线为沿X方向或Y方向步进，或者为沿X方向和Y方向交替步进。

9.   一种利用如权利要求1所述的测量系统进行运动台定位精度测量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，运动台控制系统驱动运动台按照一设定路线步进，所述设定路线上分布有一组设定位置；当第一位置测量系统测量到运动台步进至所述一组设定位置中的各设定位置时，运动台控制系统控制运动台停止步进并进行扫描，第二位置测量系统测量运动台扫描完成之后的实际位置，从而得到对应于所述一组设定位置的运动台的第一组实际位置；
步骤2，运动台控制系统驱动运动台按照所述设定路线再次步进；当第一位置测量系统测量到运动台步进至所述一组设定位置中的各设定位置时，运动台控制系统控制运动台停止步进并进行扫描，第二位置测量系统测量运动台扫描完成之后的实际位置，从而得到对应于所述一组设定位置的运动台的第二组实际位置；
步骤3，统计运动台的第一组实际位置和第二组实际位置之间的偏差，得到运动台的第一组实际位置偏差；
步骤4，运动台控制系统驱动运动台按照所述设定路线反向步进；当第一位置测量系统测量到运动台步进至所述一组设定位置中的各设定位置时，运动台控制系统控制运动台停止步进并进行扫描，第二位置测量系统测量运动台扫描完成之后的实际位置，从而得到对应于所述一组设定位置的运动台的第三组实际位置；
步骤5，统计运动台的第一组实际位置和第三组实际位置之间的偏差，得到运动台的第二组实际位置偏差；
步骤6，统计运动台的第一组实际位置偏差和第二组实际位置偏差的一组差值，并将所述一组差值与一指标约束比较，从而判断运动台的扫描方向对运动台定位精度有无影响。

10.   如权利要求9所述的运动台定位精度的测量系统，其特征在于，所述第一位置测量系统包括X方向位置测量系统和Y方向位置测量系统，所述X方向位置测量系统用于实时测量运动台在X方向的当前位置并反馈至运动台控制系统；所述Y方向位置测量系统用于实时测量运动台在Y方向的当前位置并反馈至运动台控制系统。

11.   如权利要求9所述的运动台定位精度的测量系统，其特征在于，所述第二位置测量系统包括X方向位置测量系统和Y方向位置测量系统，所述X方向位置测量系统用于测量运动台位于所述设定位置时在X方向的实际位置；所述Y方向位置测量系统用于测量运动台位于所述设定位置时在Y方向的实际位置。

12.   如权利要求9所述的运动台定位精度的测量系统，其特征在于，所述设定路线为沿X方向或Y方向步进，或者为沿X方向和Y方向交替步进。

说明书

说明书运动台定位精度的测量系统及测量方法
技术领域
本发明涉及一种微电子生产制造领域的质量检测，特别涉及关于集成电路生产和制造过程中的运动台定位精度的测量系统与离线测量方法。
背景技术
光刻技术或称光学刻蚀术，已经被广泛应用于集成电路制造工艺中。该技术通过光学投影装置曝光，将设计的掩模图形转移到光刻胶上。“掩模”和“光刻胶”的概念在光刻工艺中是公知的：掩模也称光掩模版，是薄膜、塑料或玻璃等材料的基底上刻有精确定位的各种功能图形的一种模版，用于对光刻胶层的选择性曝光；光刻胶是由光敏化合物、基体树脂和有机溶剂等混合而成的胶状液体，受到特定波长光线作用后，其化学结构发生变化，使得在某种溶液中的溶解特性改变。
随着光刻特征尺寸的不断减小，集成电路集成度不断提高，光学投影装置的定位精度对光刻工艺精度的影响越来越显著。在曝光过程中，由于承载定位硅片的工件台与承载定位掩模的掩模台会发生步进或者扫描运动，工件台和掩模台的定位精度势必直接影响曝光于硅片上的图样质量。因此，运动台(包括工件台和掩模台)定位精度的原位检测已成为目前光刻工艺中不可缺少的功能。
一般常见的测量运动台性能的方法是测试运动台伺服性能，驱使运动台至固定位置，在不同时刻读取实际位置，统计定位重复精度。但运动台位置由测量系统读取，故该方法依赖于运动台位置测量系统，无法区分测量系统本身系统误差。公开号为CN101261451A的中国专利公开了一种光刻机成像质量及运动台定位精度的现场测量方法，该方法在运动台集成至光刻机后，通过曝光手段读取套刻误差，由此测量运动台定位精度。该方案可分辨运动台位置测量系统自身误差，但需依赖于光刻机其它部件，如投影物镜等。
因此，如何提供一种运动台定位精度的测量系统及测量方法，能够更准确地检测运动台的定位精度、且离线测量运动台的定位精度而无需依赖于光刻机其它部件，仍是现在技术发展中急需解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种运动台定位精度的测量系统及测量方法，能够离线测量运动台的定位精度而无需依赖于光刻机其它部件。
为解决上述问题，本发明提供一种运动台定位精度的测量系统，包括：
运动台控制系统，用于驱动运动台沿X方向或Y方向按照一设定路线步进或扫描，所述X方向和Y方向为在水平面上相互正交的两个方向；
第一位置测量系统，用于实时测量运动台在X方向和Y方向的当前位置并反馈至运动台控制系统，从而由运动台控制系统根据第一位置测量系统实时反馈的所述当前位置驱动运动台步进或扫描至一设定位置；
第二位置测量系统，用于当运动台控制系统驱动运动台每次经过所述设定位置两次时，分别测量运动台位于所述设定位置时在X方向和Y方向的实际位置，计算每次实际位置之间的偏差并与运动台精度指标比较，从而判断运动台定位精度是否达标。
优选的，所述第一位置测量系统包括X方向位置测量系统和Y方向位置测量系统，所述X方向位置测量系统用于实时测量运动台在X方向的当前位置并反馈至运动台控制系统；所述Y方向位置测量系统用于实时测量运动台在Y方向的当前位置并反馈至运动台控制系统。
优选的，所述第二位置测量系统包括X方向位置测量系统和Y方向位置测量系统，所述X方向位置测量系统用于测量运动台位于所述设定位置时在X方向的实际位置；所述Y方向位置测量系统用于测量运动台位于所述设定位置时在Y方向的实际位置。
优选的，所述设定路线为沿X方向或Y方向步进，或者为沿X方向和Y方向交替步进。
为解决上述问题，本发明还提供一种利用所述的测量系统进行运动台定位精度测量的方法，包括以下步骤：
步骤1，运动台控制系统驱动运动台按照一设定路线步进，所述设定路线上分布有一组设定位置；当第一位置测量系统测量到运动台步进至所述一组设定位置中的各设定位置时，运动台控制系统控制运动台停止步进，第二位置测量系统测量运动台的实际位置，从而得到对应于所述一组设定位置的运动台的第一组实际位置；
步骤2，运动台控制系统驱动运动台按照所述设定路线再次步进；当第一位置测量系统测量到运动台步进至所述一组设定位置中的各设定位置时，运动台控制系统控制运动台停止步进，第二位置测量系统测量运动台的实际位置，从而得到对应于所述一组设定位置的运动台的第二组实际位置；
步骤3，统计运动台的第一组实际位置和第二组实际位置之间的偏差，得到一组运动台的实际位置偏差，并将所述一组偏差与运动台精度指标比较，从而判断运动台定位精度是否达标。
优选的，所述第一位置测量系统包括X方向位置测量系统和Y方向位置测量系统，所述X方向位置测量系统用于实时测量运动台在X方向的当前位置并反馈至运动台控制系统；所述Y方向位置测量系统用于实时测量运动台在Y方向的当前位置并反馈至运动台控制系统。
优选的，所述第二位置测量系统包括X方向位置测量系统和Y方向位置测量系统，所述X方向位置测量系统用于测量运动台位于所述设定位置时在X方向的实际位置；所述Y方向位置测量系统用于测量运动台位于所述设定位置时在Y方向的实际位置。
优选的，所述设定路线为沿X方向或Y方向步进，或者为沿X方向和Y方向交替步进。
为解决上述问题，本发明还提供一种利用所述的测量系统进行运动台定位精度测量的方法，包括以下步骤：
步骤1，运动台控制系统驱动运动台按照一设定路线步进，所述设定路线上分布有一组设定位置；当第一位置测量系统测量到运动台步进至所述一组设定位置中的各设定位置时，运动台控制系统控制运动台停止步进并进行扫描，第二位置测量系统测量运动台扫描完成之后的实际位置，从而得到对应于所述一组设定位置的运动台的第一组实际位置；
步骤2，运动台控制系统驱动运动台按照所述设定路线再次步进；当第一位置测量系统测量到运动台步进至所述一组设定位置中的各设定位置时，运动台控制系统控制运动台停止步进并进行扫描，第二位置测量系统测量运动台扫描完成之后的实际位置，从而得到对应于所述一组设定位置的运动台的第二组实际位置；
步骤3，统计运动台的第一组实际位置和第二组实际位置之间的偏差，得到运动台的第一组实际位置偏差；
步骤4，运动台控制系统驱动运动台按照所述设定路线反向步进；当第一位置测量系统测量到运动台步进至所述一组设定位置中的各设定位置时，运动台控制系统控制运动台停止步进并进行扫描，第二位置测量系统测量运动台扫描完成之后的实际位置，从而得到对应于所述一组设定位置的运动台的第三组实际位置；
步骤5，统计运动台的第一组实际位置和第三组实际位置之间的偏差，得到运动台的第二组实际位置偏差；
步骤6，统计运动台的第一组实际位置偏差和第二组实际位置偏差的一组差值，并将所述一组差值与一指标约束比较，从而判断运动台的扫描方向对运动台定位精度有无影响。
优选的，所述第一位置测量系统包括X方向位置测量系统和Y方向位置测量系统，所述X方向位置测量系统用于实时测量运动台在X方向的当前位置并反馈至运动台控制系统；所述Y方向位置测量系统用于实时测量运动台在Y方向的当前位置并反馈至运动台控制系统。
优选的，所述第二位置测量系统包括X方向位置测量系统和Y方向位置测量系统，所述X方向位置测量系统用于测量运动台位于所述设定位置时在X方向的实际位置；所述Y方向位置测量系统用于测量运动台位于所述设定位置时在Y方向的实际位置。
优选的，所述设定路线为沿X方向或Y方向步进，或者为沿X方向和Y方向交替步进。
本发明所提出的运动台定位精度的测量方法所采用的测量系统结构简单，易于实施；所述测量方法步骤明确，计算简便。所述测量方法可离线测量运动台的定位精度，无需依赖于光刻机其它部件，在光刻机集成中可提前诊断运动台定位问题，从而缩短运动台在光刻机上的集成时间以提高集成效率。此外，所述测量系统和方法由于采用了第二位置测量系统，可分辨第一位置测量系统自身的误差，从而更精确地测量运动台的定位精度。
附图说明
图1为本发明实施例的运动台定位精度的测量系统的示意图；
图2为本发明一实施例中运动台按照一设定路线步进的示意图；
图3为本发明一实施例中运动台的一组实际位置偏差的示意图；
图4为本发明另一实施例中运动台按照一设定路线步进的示意图；
图5为本发明另一实施例中运动台的一组实际位置偏差的示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
本发明提出一种运动台定位精度的测量系统，如图1所示，包括：
运动台控制系统102，用于驱动运动台101沿X方向或Y方向按照一设定路线步进或扫描。其中，所述X方向和Y方向为在水平面上相互正交的两个方向。
第一位置测量系统，用于实时测量运动台101在X方向和Y方向的当前位置并反馈至运动台控制系统，从而由运动台控制系统根据第一位置测量系统实时反馈的所述当前位置驱动运动台101步进或扫描至一设定位置。根据本发明一优选实施例，所述第一位置测量系统包括X方向位置测量系统103和Y方向位置测量系统104，所述X方向位置测量系统103用于实时测量运动台101在X方向的当前位置并反馈至运动台控制系统102；所述Y方向位置测量系统104用于实时测量运动台101在Y方向的当前位置并反馈至运动台控制系统102。
第二位置测量系统，独立于运动台101、运动台控制系统102和第一位置测量系统，用于当运动台控制系统102驱动运动台101每次经过所述设定位置时，分别测量运动台101位于所述设定位置时在X方向和Y方向的实际位置，计算每次实际位置之间的偏差并与运动台精度指标比较，从而判断运动台定位精度是否达标。根据本发明一优选实施例，所述第二位置测量系统包括X方向位置测量系统105和Y方向位置测量系统106，所述X方向位置测量系统105用于测量运动台101位于所述设定位置时在X方向的实际位置；所述Y方向位置测量系统106用于测量运动台101位于所述设定位置时在Y方向的实际位置。
本发明还提供一种利用所述的测量系统进行运动台定位精度测量的方法，包括以下步骤：
步骤1，运动台控制系统102驱动运动台101按照一设定路线步进，所述设定路线上分布有一组设定位置；当X方向位置测量系统103和Y方向位置测量系统104测量到运动台101步进至所述一组设定位置中的各设定位置时，运动台控制系统102控制运动台101停止步进，X方向位置测量系统105和Y方向位置测量系统106测量运动台101的实际位置，从而得到对应于所述一组设定位置的运动台101的第一组实际位置。
步骤2，运动台控制系统102驱动运动台101按照所述设定路线再次步进；当X方向位置测量系统103和Y方向位置测量系统104测量到运动台101步进至所述一组设定位置中的各设定位置时，运动台控制系统102控制运动台101停止步进，X方向位置测量系统105和Y方向位置测量系统106测量运动台101的实际位置，从而得到对应于所述一组设定位置的运动台101的第二组实际位置。
步骤3，统计运动台101的第一组实际位置和第二组实际位置之间的偏差，得到运动台101的一组实际位置偏差，并将所述一组实际位置偏差与运动台精度指标比较，从而判断运动台101的定位精度是否达标。
如图2、图3所示，为利用本发明的测量系统进行运动台定位精度测量的一具体实施例，其测量过程包括以下步骤：
步骤1，运动台控制系统102驱动运动台101按照一设定路线步进，所述设定路线上分布有一组设定位置，如图2所示，每个圆圈代表一个设定位置，所述设定路线是按照1～36的次序沿图中箭头方向构成；当X方向位置测量系统103和Y方向位置测量系统104测量到运动台101步进至所述一组设定位置(1～36)中的各设定位置时，运动台控制系统102控制运动台101停止步进，X方向位置测量系统105和Y方向位置测量系统106测量运动台101的实际位置，从而得到对应于所述一组设定位置的运动台101的第一组实际位置(xai，yai)，其中i＝1，2，3......36。
其中，图2所示为所述设定路线：运动台控制系统102驱动运动台101从设定位置1沿正X方向步进经过设定位置2，3，4和5并到达设定位置6，接着沿负Y方向步进至设定位置7，然后沿负X方向步进经过设定位置8，9，10和11并到达设定位置12，再沿负Y方向步进至设定位置13，然后沿正X方向步进经过设定位置14，15，16和17并到达设定位置18，接着沿负Y方向步进至设定位置19，再沿负X方向步进经过设定位置20，21，22和23并到达设定位置24，再沿负Y方向步进至设定位置25，然后沿正X方向步进经过设定位置26，27，28和29并到达设定位置30，再沿负Y方向步进至设定位置31，最后沿负X方向步进经过设定位置32，33，34和35并最终到达设定位置36。
步骤2，运动台控制系统102驱动运动台101按照所述设定路线再次步进；当X方向位置测量系统103和Y方向位置测量系统104测量到运动台101步进至所述一组设定位置(1～36)中的各设定位置时，运动台控制系统102控制运动台101停止步进，X方向位置测量系统105和Y方向位置测量系统106测量运动台101的实际位置，从而得到对应于所述一组设定位置的运动台101的第二组实际位置(x’ai，y’ai)。
步骤3，统计运动台101的第一组实际位置(xai，yai)和第二组实际位置(x’ai，y’ai)之间的偏差(Δxi，Δyi)，其中Δxi＝|x’ai‑xai|和Δyi＝|y’ai‑yai|。请参考图3，图中圆圈内的数字代表运动台101两次经过同一设定位置时的偏差值，单位为纳米。请结合参阅图2，在运动台101沿X方向步进的路线上只计算Δxi，得到：Δx1＝32纳米，Δx2＝32纳米，Δx3＝33纳米，Δx4＝33纳米，Δx5＝31纳米，Δx6＝33纳米，Δx8＝34纳米，Δx9＝31纳米，Δx10＝32纳米，Δx11＝33纳米，Δx12＝31纳米，Δx14＝32纳米，Δx15＝33纳米，Δx16＝32纳米，Δx17＝32纳米，Δx18＝31纳米，Δx20＝32纳米，Δx21＝32纳米，Δx22＝31纳米，Δx23＝33纳米，Δx24＝32纳米，Δx26＝31纳米，Δx27＝30纳米，Δx28＝30纳米，Δx29＝31纳米，Δx30＝31纳米，Δx32＝33纳米，Δx33＝31纳米，Δx34＝32纳米，Δx35＝31纳米和Δx36＝33纳米。在运动台101沿Y方向步进的路线上只计算Δyi，得到：Δy7＝58纳米，Δy13＝59纳米，Δy19＝60纳米，Δy25＝62纳米和Δy31＝61纳米。
步骤4，以40纳米作为运动台精度指标，将所述一组偏差{Δx1，Δx2，Δx3，Δx4，Δx5，Δx6，Δy7，Δx8，Δx9，Δx10，Δx11，Δx12，Δy13，Δx14，Δx15，Δx16，Δx17，Δx18，Δy19，Δx20，Δx21，Δx22，Δx23，Δx24，Δy25，Δx26，Δx27，Δx28，Δx29，Δx30，Δy31，Δx32，Δx33，Δx34，Δx35，Δx36}与所述运动台精度指标比较，可得到偏差Δy7，Δy13，Δy19，Δy5和Δy31超标。由此推得运动台101沿Y方向步进时存在定位精度超标问题，应该重点排查运动台101Y向机械结构以及控制参数。本领域技术人员应当理解，根据系统的精度要求可以调整运动台精度指标的数值，不应以40纳米为限。
如图4、图5所示，为利用本发明的测量系统进行运动台定位精度测量的又一具体实施例，其测量过程包括以下步骤：
步骤1，运动台控制系统102驱动运动台101按照一设定路线步进，所述设定路线上分布有一组设定位置，如图4所示，每个圆圈代表一个设定位置，所述设定路线是按照1～36的次序沿图中箭头方向构成；当X方向位置测量系统103和Y方向位置测量系统104测量到运动台101步进至所述一组设定位置(1～36)中的各设定位置时，运动台控制系统102控制运动台101停止步进，X方向位置测量系统105和Y方向位置测量系统106测量运动台101的实际位置，从而得到对应于所述一组设定位置的运动台101的第一组实际位置(xai，yai)，其中i＝1，2，3......36。
其中，图4所示为所述设定路线：运动台控制系统102驱动运动台101从设定位置1沿负Y方向步进经过设定位置2，3，4和5并到达设定位置6，接着沿正X方向步进至设定位置7，然后沿正Y方向步进经过设定位置8，9，10和11并到达设定位置12，再沿正X方向步进至设定位置13，然后沿负Y方向步进经过设定位置14，15，16和17并到达设定位置18，接着沿正X方向步进至设定位置19，再沿正Y方向步进经过设定位置20，21，22和23并到达设定位置24，再沿正X方向步进至设定位置25，然后沿负Y方向步进经过设定位置26，27，28和29并到达设定位置30，再沿正X方向步进至设定位置31，最后沿正Y方向步进经过设定位置32，33，34和35并最终到达设定位置36。
步骤2，运动台控制系统102驱动运动台101按照所述设定路线再次步进；当X方向位置测量系统103和Y方向位置测量系统104测量到运动台101步进至所述一组设定位置(1～36)中的各设定位置时，运动台控制系统102控制运动台101停止步进，X方向位置测量系统105和Y方向位置测量系统106测量运动台101的实际位置，从而得到对应于所述一组设定位置的运动台101的第二组实际位置(x’ai，y’ai)。
步骤3，统计运动台101的第一组实际位置(xai，yai)和第二组实际位置(x’ai，y’ai)之间的偏差(Δxi，Δyi)，其中Δxi＝|x’ai‑xai|和Δyi＝|y’ai‑yai|。请参考图5，图中圆圈内的数字代表运动台101两次经过同一设定位置时的偏差值，单位为纳米。请结合参阅图4，在运动台101沿Y方向步进的路线上只计算Δyi，得到：Δy1＝32纳米，Δy2＝31纳米，Δy3＝33纳米，Δy4＝32纳米，Δy5＝32纳米，Δy6＝33纳米，Δy8＝31纳米，Δy9＝33纳米，Δy10＝32纳米，Δy11＝33纳米，Δy12＝32纳米，Δy14＝32纳米，Δy15＝33纳米，Δy16＝31纳米，Δy17＝30纳米，Δy18＝32纳米，Δy20＝30纳米，Δy21＝32纳米，Δy22＝32纳米，Δy23＝31纳米，Δy24＝33纳米，Δy26＝34纳米，Δy27＝32纳米，Δy28＝32纳米，Δy29＝31纳米，Δy30＝33纳米，Δy32＝31纳米，Δy33＝33纳米，Δy34＝31纳米，Δy35＝32纳米和Δy36＝33纳米。在运动台101沿X方向步进的路线上只计算Δxi，得到：Δx7＝56纳米，Δx13＝55纳米，Δx19＝65纳米，Δx25＝55纳米和Δx31＝62纳米。
步骤4，以40纳米作为运动台精度指标，将所述一组偏差{Δy1，Δy2，Δy3，Δy4，Δy5，Δy6，Δx7，Δy8，Δy9，Δy10，Δy11，Δy12，Δx13，Δy14，Δy15，Δy16，Δy17，Δy18，Δx19，Δy20，Δy21，Δy22，Δy23，Δy24，Δx25，Δy26，Δy27，Δy28，Δy29，Δy30，Δx31，Δy32，Δy33，Δy34，Δy35，Δy36}与所述运动台精度指标比较，可得到偏差Δx7，Δx13，Δx19，Δx25和Δx31超标。由此推得运动台101沿X方向步进时存在定位精度超标问题，应该重点排查运动台101X向机械结构以及控制参数。本领域技术人员应当理解，根据系统的精度要求可以调整运动台精度指标的数值，不应以40纳米为限。
本发明还提供一种利用所述的测量系统进行运动台定位精度测量的方法，用于诊断运动台的扫描问题。所述测量方法包括以下步骤：
步骤1，运动台控制系统102驱动运动台101按照一设定路线步进，所述设定路线上分布有一组设定位置；当X方向位置测量系统103和Y方向位置测量系统104测量到运动台101步进至所述一组设定位置中的各设定位置时，运动台控制系统102控制运动台101停止步进并进行扫描，X方向位置测量系统105和Y方向位置测量系统106测量运动台101扫描完成之后的实际位置，从而得到对应于所述一组设定位置的运动台101的第一组实际位置。
步骤2，运动台控制系统102驱动运动台101按照所述设定路线再次步进；当X方向位置测量系统103和Y方向位置测量系统104测量到运动台101步进至所述一组设定位置中的各设定位置时，运动台控制系统102控制运动台101停止步进并进行扫描，X方向位置测量系统105和Y方向位置测量系统106测量运动台101扫描完成之后的实际位置，从而得到对应于所述一组设定位置的运动台101的第二组实际位置。
步骤3，统计运动台101的第一组实际位置和第二组实际位置之间的偏差，得到运动台101的第一组实际位置偏差(Δxpi，Δypi)。
步骤4，运动台控制系统102驱动运动台101按照所述设定路线反向步进；当X方向位置测量系统103和Y方向位置测量系统104测量到运动台101步进至所述一组设定位置中的各设定位置时，运动台控制系统102控制运动台101停止步进并进行扫描，X方向位置测量系统105和Y方向位置测量系统106测量运动台101扫描完成之后的实际位置，从而得到对应于所述一组设定位置的运动台101的第三组实际位置。
步骤5，统计运动台101的第一组实际位置和第三组实际位置之间的偏差，得到运动台101的第二组实际位置偏差(Δxni，Δyni)。
步骤6，统计运动台101的第一组实际位置偏差和第二组实际位置偏差的一组差值(|Δxpi‑Δxni|，|Δypi‑Δyni|)，并将所述一组差值与一指标约束(Δxs，Δys)比较，若所述一组差值(|Δxpi‑Δxni|，|Δypi‑Δyni|)小于指标约束(Δxs，Δys)，则表明运动台101的扫描方向对运动台定位精度无影响；若所述一组差值(|Δxpi‑Δxni|，|Δypi‑Δyni|)大于指标约束(Δxs，Δys)，则表明运动台101的扫描方向对运动台定位精度有影响，应该重点排查运动台101扫描相关的机械结构以及控制参数。
本发明在利用示意图详述本发明实施例时，为了便于说明，表示器件结构的剖面图不依一般比例作局部放大，不应以此作为对本发明的限定。此外，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。