[发明专利]零位传感器的调节定位装置及其调节定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及零位传感器的调节定位装置及其调节定位方法。

背景技术

在半导体制备工艺中，工件台的定位需要测量工件台相对于主基板的位置。现有技术中，光刻机工件台/掩模台的位置测量系统采用激光干涉仪系统，但激光干涉仪是一个增量测量系统，只能提供相对位移的精确测量。在利用激光干涉仪进行位置测量之前，需要绝对参考位置即零位来初始化激光干涉仪。零位传感器作为光刻机的核心部件之一，用于测量零位，进而向激光干涉仪提供初始化偏置。

零位传感器用于两自由度的精密调节定位，调节过程通过零位传感器内的两个关键部件激光准直镜与二维光电位移传感器(PSD)完成，在调节结束后进行锁紧以牢固定位。请参阅申请号为CN201010530550.6的中国专利申请，该专利申请公开了一种零位传感器，所述零位传感器包括基座、PSD、调节板和激光准直镜。PSD是一种高灵敏度光电测距器件，安装在所述零位传感器中。基座与所述PSD组成一体，同时提供安装接口和容纳大部分零件，调节板与所述激光准直镜连为一体。当调节板上的滑块在基座的滑面上滑动时，就会带动激光准直镜与PSD产生相对运动，通过接收固定在工件台上的角锥镜反射的测量光束，确定测量光束光斑在PSD感光平面上的位置，进而转换出工件台相对于测量基板的位置。具体的，零位传感器的激光准直镜与PSD的位置经调整锁定后，从激光准直镜射出的激光束经固定在工件台上镜座孔内的角锥镜反射后打在PSD感光面上，当工件台运动到特定位置时，反射光才会刚好打在PSD感光区域中心，此时就定义了工件台零位。

由于每个零位传感器可对工件台的两个维度的位置信息进行测量，使用三个各装有一个二维平面PSD的零位传感器组成测量组，每个零位传感器测量工件台的2个自由度方向的位置，于是3个零位传感器即可对工件台的全部6个自由度位置进行测量及定位，如图1所示。

零位传感器在使用前必须首先被标定并锁紧，然而，零位传感器自身只具备锁紧而无调节功能，因此，零位传感器只有调节到位后才能对其锁紧。通常零位传感器要求调节精度达到0.001mm，但是目前一般的调节机构的精度不够，如专利号为200820093717.5的中国专利公开了一种调节机构，其结构为普通的长圆孔配合锁紧螺栓结构，测量方法为人工感觉及目视测量。由于仅凭人工感觉所能达到的精度一般最高只能到0.1mm，调节偏差较大。如果采用长圆孔配合锁紧螺栓结构的定位方式，零位传感器在锁紧过程中的定位偏差会更大。

现有技术的零位传感器在调节过程中无读数显示，如专利号为200820055335.3的中国专利公开的及相似的绝大部分调节机构仅用于一次性的调节锁紧，且无读数显示。因此，当第一个零位传感器调节到位后，下一个零位传感器开始调节时无法应用第一个零位传感器的调节结果进行大略定位，仅能凭个人经验与判断重新进行调节。由于仅凭人工感觉所能达到的精度一般最高只能到0.1mm，而在零位传感器的应用场景中要求调节精度要达到0.001mm，当调节第二个零位传感器时，若采用0.001mm精度的精密螺纹微分装置，则精密螺纹微分装置至少要旋转100图才能补偿0.1mm的误差，操作非常不方便。且目前所知的多维调节结构都没有顾及调节一个自由度时对另一自由度的耦合影响，而这种影响在光刻机零位传感器这种高精度应用场景下是不能忽略的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够准确调节定位的零位传感器的调节定位装置。

本发明的另一目的在于提供上述零位传感器的调节定位装置的调节定位方法。

一种零位传感器的调节定位装置，包括底座，所述底座包括凸台；XY位移平台，所述XY位移平台包括底层、顶层以及贯穿所述底层、顶层的通孔，所述XY位移平台的底层固定于所述底座；转接板，所述转接板包括通孔，所述转接板的一侧固定于所述XY位移平台的顶层，所述转接板的另一侧与所述零位传感器的基座固定连接；所述凸台依次穿过所述XY位移平台的通孔和所述转接板的通孔，与所述零位传感器的调节板固定连接；所述零位传感器的调节板和基座之间的位移随所述XY位移平台的底层和顶层之间的位移而调整。

本发明调节定位装置优选的一种技术方案，所述XY位移平台还包括微分头，通过调节所述微分头调节所述XY位移平台的底层和顶层之间的位移。

本发明调节定位装置优选的一种技术方案，所述零位传感器的基座与所述转接板通过定位销和弹簧柱塞固定连接。

本发明调节定位装置优选的一种技术方案，所述转接板与所述XY位移平台的顶层通过螺纹定位销固定连接。