[发明专利]一种硅片台曝光区域六自由度位移测量方法

摘要

一种硅片台曝光区域六自由度位移测量方法，应用于硅片台曝光区域的六自由度位移测量。硅片台包含线圈阵列和运动台，运动台磁钢阵列的下方固定平面光栅，将读数头固定在线圈阵列的空隙中，读数头中心线和透镜的中心线重合；读数头的测量光束入射在平面光栅上形成测量区域，测量区域的中心和曝光区域的中心在同一竖直线上；将曝光区域覆盖的那部分运动台近似为刚体，当运动台运动或由于振动发生变形时，由读数头测量得到测量区域的六自由度位移解算得到曝光区域的六自由度位移。实现了硅片台运动过程中任意时刻曝光区域的六自由度位移测量，降低测量复杂性，提高测量精度，尤其在运动台柔性较大时仍能精确测量任意时刻曝光区域的六自由度位移。

主权项

一种硅片台曝光区域六自由度位移测量方法，所述曝光区域(10)为曝光光束(2)投影到运动台(3)上形成的区域，其特征在于所述方法包括如下步骤：1)在运动台的磁钢阵列(8)的下方固定平面光栅(9)，平面光栅的测量面朝向线圈阵列(4)，将读数头(5)固定在线圈阵列的空隙中，读数头中心线和透镜(1)的中心线重合；2)读数头的测量光束(6)入射在平面光栅上形成测量区域(11)，测量区域的中心B和曝光区域(10)的中心A在同一竖直线上；3)静止坐标系O‑XYZ固定在线圈阵列(4)上，在某一时刻，利用读数头和平面光栅测量得到测量区域的六自由度位姿(px,py,pz,θx,θy,θz)，其中(px,py,pz)是测量区域中心B点的坐标，θx,θy,θz是测量区域所在平面沿Z正方向的法线分别与坐标轴X、Y和Z所成夹角；4)将曝光区域覆盖的那部分运动台近似为刚体，根据测量区域的六自由度位姿，代入(px',py',pz',θx',θy',θz')＝(px+Lcosθx,py+Lcosθy,pz+Lcosθz,θx,θy,θz)解算得到曝光区域的六自由度位姿，其中px',py',pz'代表曝光区域中心A点的位置，θx',θy',θz'代表曝光区域所在平面沿Z正方向的法线分别与坐标轴X、Y和Z所成夹角，L是A、B两点的距离；5)当运动台运动到下一时刻，曝光区域的六自由度位姿减去上一时刻的六自由度位姿即得到曝光区域从上一时刻到下一时刻的六自由度位移。