CN1932435B - 位置测量设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于检测两个相互相对运动的对象的位置的位置测量设备。该位置测量设备包括实物量具以及至少一个扫描系统，该实物量具与两个对象之一相连接，该扫描系统用于扫描与两个对象中的另一个相连接的实物量具。这样来构造扫描系统，使得通过其能沿着对象的至少一个横向的移位方向也沿着一个竖直的移位方向来同时确定位置值。

Description

位置测量设备

技术领域

本发明涉及一种光学的位置测量设备。

背景技术

在半导体制造设备中，借助适当的位置测量设备来精确确定某些相互运动的部分的空间位置是必要的。于是通过位置信息能在这些设备中实现计算机控制的流程控制。因此例如在步进式晶片曝光机(Waferstepper)中，必须很准确地测量掩模和晶片在所有6个自由度(6DOF)中的位置。迄今，主要通过多个激光干涉仪来实现这种位置测量。未来的出发点在于，在不同部分的处理速度同时上升的情况下，对位置测量的精度要求进一步提高。在迄今速度为约1m/s时曾预定了若干个nm的精度要求期间，未来在速度明显更高时应从亚纳米精度出发。可是，在这样高的精度要求的情况下，不再能将激光干涉仪用作位置测量设备，因为即使在最佳的空气簇射(Luftdusche)时的环境空气中的折射率波动也导致位置测量中的若干个nm的测量值波动。

由于此原因，已经在这样的设备中建议了可替换的位置测量设备。因此从EP 1 019 669 B1中公知了，将具有所谓的正交光栅的光学位置测量设备用作两维实物量具(Massverkoeperung)。这样的系统几乎不受空气的可能的折射率波动的影响，并且因此允许可良好再现的位置测量。

从正交光栅扫描中，能在这样的系统中检测基本上横向的自由度X、Y、Rr(X：沿着X轴的平移；Y：沿着Y轴的平移；Rz：围绕Z轴的旋转)；为了在测量技术上检测所有可能的六个自由度，亦即也检测附加的自由度Z、Rx、Ry(Z：沿着Z轴的平移；Rx：围绕x轴的旋转；Ry：围绕y轴的旋转)，因此附加地在z方向上的位置测量也是必要的。在EP 1 019 669 B1中，为此目的建议了附加的距离传感器，例如建议电容性或接触式测量电键。可是，这样的距离传感器不再满足所要求的精度。

可替换地，原则上也可以采用干涉仪作为提供必要的精度的距离传感器。可是，这些干涉仪又要求关于外壳、信号处理、信号校正等等的重大的更多花费。因此，在这种情况下难于安置具有平行或垂直于正交光栅的层流分布的空气簇射。可是，这样的空气簇射对于在此处的足够的干涉仪测量精度可能是绝对必要的。此外有问题的是，实现位置测量值的准确的时间同步，这些位置测量值来自正交光栅扫描和干涉测量的距离测量。

此外公知基于光栅的位置测量设备，借助这些位置测量设备也能确定扫描光程中的两个光栅之间的扫描距离。在这方面，例如请参阅EP 448982B1。

发明内容

本发明的任务是说明一种位置测量设备，该位置测量设备允许以尽可能少的工作量、以高的精度在一个共同的测量地点上同时测量两个相互运动的对象的至少一个横向的和一个竖直的自由度。

根据本发明，通过具有以下特征的位置测量设备来解决该问题。

根据本发明建议了一种用于检测两个相互相对运动的对象的位置的位置测量设备，该位置测量设备具有实物量具以及至少一个扫描系统，该实物量具与两个对象之一相连接，该扫描系统用于扫描实物量具并与两个对象中的另一个相连接。所述扫描系统被构造为形成第一扫描光程和第二扫描光程，该扫描系统被构造为在每个扫描光程中分别从两个进行干涉的子光束中产生一组相移的信号，该扫描系统被构造为使得通过该扫描系统能从该组相移的信号中沿着所述对象的至少一个横向的移位方向也沿着一个竖直的移位方向来同时确定位置值，每个扫描光程的两个子光束不对称于垂直于横向移位方向的平面来分布。

在位置测量设备的有利的实施形式中，在垂直于横向移位方向的平面方面，第二光程镜面对称于第一光程地分布，并且每个扫描光程的两个子光束在实物量具上经历不同衍射级的衍射。

每个扫描光程的两个子光束优选地在实物量具上经历+1阶或-1阶衍射级的衍射。

此外，在位置测量设备的可能的实施形式中还设置了评估装置，以便从两组的内插的相移信号中确定初级位置值，从这些初级位置值中可确定横向的位置值和竖直的位置值。

此外，可设置补偿装置，以便对根据其可确定横向的和竖直的位置值的那些位置值的可能的内插误差进行补偿。

在有利的实施形式中，在本发明的位置测量设备中，光学装置被布置在相应的扫描光程中，以便分别确保进行干涉的子光束的相同的光程长度。

在本发明的位置测量设备的可能的变型方案中，实物量具包括两维的正交光栅和三个相互不共线地布置的扫描系统，以便从三个扫描系统的逻辑连接的位置值中检测两个对象在所有六个空间自由度中的运动。

本发明的位置测量设备特别适用于半导体制造设备的部件的位置确定。

附图说明

从本发明所基于的原理以及两个具体实施例的以下说明中，借助附图得到本发明的其它的优点以及细节。

其中：

图1示出基于光栅的、干涉的(interferentielle)位置测量设备的示意性原理图；

图2示出用于在测量技术上检测所有六个自由度的测量装置的示意图；

图3示出本发明的位置测量设备的第一实施形式的扫描光程的不同视图；

图4示出一示意图，借助该示意图阐述了图3的实例的灵敏度矢量的确定；

图5示出本发明的位置测量设备的第二实施形式的扫描光程；

图6示出一示意图，借助该示意图阐述了图5的实例的灵敏度矢量的确定。

具体实施方式

在以下详细地深入讨论本发明所基于的原理之前，首先利用被构造为光栅的实物量具来阐述干涉的位置测量设备的数学表达。该数学表达以下也被用于进一步说明本发明。

在基于光栅的、干涉的位置测量设备中，通常将光源的一光束分裂为两个(或多个)子光束。通过在实物量具光栅上的衍射，将子光束在其相位上不同地偏移，并且最后又使之进行干涉。两个子光束的所通过的光程长度在此应尽可能是等长的。由此使得位置值与光源的波长无关。因此，通常对称于垂直于测量方向(X)的平面(YZ)来选择高分辨率的位置测量设备的光程。基于光栅的、干涉的位置测量设备由此也变成相对于扫描系统和实物量具之间的距离变化(Z)无关，这原则上是所希望的特性。

为了将本发明与迄今的基于光栅的、干涉的位置测量设备的基本原理精确地划分开来，必须利用实物量具的光栅来更准确地探讨两个子光束的交互作用(光栅衍射与透射或反射相结合)：在每次进行交互作用时，如下来改变子光束的k矢量：

$\mathrm{\Δ}{\stackrel{\→}{k}}_n={\stackrel{\→}{k}}_{n,\mathrm{out}}-{\stackrel{\→}{k}}_{n,\mathrm{in}}$ (第一子光束)或

$\mathrm{\Δ}{{\stackrel{\→}{k}}^{\′}}_n={{\stackrel{\→}{k}}^{\′}}_{n,\mathrm{out}}-{{\stackrel{\→}{k}}^{\′}}_{n,\mathrm{in}}$ (第二子光束)。

在这种情况下，n分别对子光束与实物量具的交互作用进行编号。正如从图1中的原理图中得知的那样，大多通常产生一个或两个这样的与实物量具10的交互作用。于是，如果

表示实物量具10的位置移动，则通过以下等式

${\mathrm{\Δ\Φ}}_n=-\mathrm{\Δ}{\stackrel{\→}{k}}_n\·\mathrm{\Δ}{\stackrel{\→}{x}}_M$ (第一子光束)或

${{\mathrm{\Δ\Φ}}_n}^{\′}=-{\mathrm{\Δ}{\stackrel{\→}{k}}^{\′}}_n\·\mathrm{\Δ}{\stackrel{\→}{x}}_M$ (第二子光束)

给出了通过与实物量具10的第n次交互作用得到的、针对第一子光束的相移ΔΦ_n或针对第二子光束的相移ΔΦ_n′。在干涉的地点上的两个子光束的相移根据

$\mathrm{\ξ}=\frac{\mathrm{SP}}{2\mathrm{\π}}\underset{n}{\mathrm{\Σ}}({\mathrm{\Δ\Φ}}_n-{{\mathrm{\Δ\Φ}}^{\′}}_n)=-\frac{\mathrm{SP}}{2\mathrm{\π}}\underset{n}{\mathrm{\Σ}}(\mathrm{\Δ}{\stackrel{\→}{k}}_n-\mathrm{\Δ}{{\stackrel{\→}{k}}^{\′}}_n)\·\mathrm{\Δ}{\stackrel{\→}{x}}_M$

得出了相应的位置测量设备的所示出的位置值ξ。

其中：

SP：＝位置测量设备的信号周期

：＝实物量具的位置

从现在起，能这样限定灵敏度矢量

该灵敏度矢量

利用实物量具的位移

来说明位置值的线性变化：

$\mathrm{\ξ}=\stackrel{\→}{a}\·\mathrm{\Δ}{\stackrel{\→}{x}}_M,$

其中 $\stackrel{\→}{a}=-\frac{\mathrm{SP}}{2\mathrm{\π}}\underset{n}{\mathrm{\Σ}}({\mathrm{\Δ}\stackrel{\→}{k}}_n-\mathrm{\Δ}{{\stackrel{\→}{k}}^{\′}}_n).$

通过迄今高分辨率的基于光栅的、干涉的位置测量设备的所提及的对称结构，

始终与

(关于YZ平面)镜面对称，并且灵敏度矢量因而平行于实物量具10的平面。这当然是有意的，因为只应沿着实物量具平面来测量。实物量具10相对于扫描单元的纯距离变化 $\mathrm{\Δ}{\stackrel{\→}{x}}_M=\mathrm{\Δz}\·{\stackrel{\→}{e}}_Z$ 不导致位置值变化。

从现在起，根据本发明建议了一种具有扫描系统的位置测量设备，这些扫描系统同时测量至少一个横向位置(X，Y)和一个竖直的距离(Z)。通过逻辑连接至少三个这种扫描系统的位置值，可以确定所有六个自由度，这三个扫描系统在三个不同的、不共线的地点上扫描实物量具，并且这三个扫描系统在至少两个不同的、横向的测量方向或移位方向(X，Y)上被对准。

在图2中示出这种装置的实例，该图2包括若干相关的量在内。根据单个扫描系统20.1、20.2、20.3首先提供的次级位置值ξ_X1、ξ_X2、ξ_Y1、ξ_Z1、ξ_Z2、ξ_Z3的合适的线性组合计算所输出的位置值ξ_X、ξ_Y、ξ_Z、ξ_RX、ξ_RY、ξ_RZ(所谓的第三级位置值)。每个扫描系统20.1、20.2、20.3有利地确定恰好一个横向的次级位置值(ξ_X或ξ_Y)和恰好一个竖直的次级位置值(ξ_Z)。

根据本发明，在每个单个扫描系统20.1、20.2、20.3中分别产生两对子光束，这些子光束至少一次在实物量具10上衍射，并且然后分别进行干涉。以下假定，横向的测量方向平行于X方向。下面多次提及的镜面对称于是涉及YZ平面。当然，下面的实施也可以类似地转用到另一横向测量方向(例如Y)上。

通过两对进行干涉的子光束形成了两组信号，其中，每组信号以公知的方式由多个相互相移的信号组成。

根据本发明不镜面对称地选择第一对的两个进行干涉的子光束的射线途径。由此通常得到了灵敏度矢量

该灵敏度矢量

不再平行于X方向并且因此平行于实物量具面，而是在XZ平面中与实物量具面处于所限定的角度α。现在，镜面对称于第一对进行干涉的子光束的射线途径地选择第二对进行干涉的子光束的射线途径。第二对的灵敏度矢量

于是相应地镜面对称于根据这两组相移的信号能以公知的方式和方法来确定这里被称为初级位置值的位置值ξ₁、ξ₂。这两个位置值ξ₁、ξ₂可以一阶地通过下列等式来描述：

${\mathrm{\ξ}}_1={\stackrel{\→}{a}}_1\·{\mathrm{\Δ}\stackrel{\→}{x}}_M$

${\mathrm{\ξ}}_2={\stackrel{\→}{a}}_2\·{\mathrm{\Δ}\stackrel{\→}{x}}_M$

通过加和减，由此得到次级位置值ξ_XS和ξ_ZS，根据以下等式可以给这些次级位置值ξ_XS和ξ_ZS分配相应的灵敏度矢量

${\mathrm{\ξ}}_{\mathrm{XS}}=\frac{1}{2}({\mathrm{\ξ}}_1-{\mathrm{\ξ}}_2)=\frac{1}{2}({\stackrel{\→}{a}}_1-{\stackrel{\→}{a}}_2)\·\mathrm{\Δ}{\stackrel{\→}{x}}_M={\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{XS}}\·\mathrm{\Δ}{\stackrel{\→}{x}}_M$

${\mathrm{\ξ}}_{\mathrm{ZS}}=\frac{1}{2}({\mathrm{\ξ}}_1+{\mathrm{\ξ}}_2)=\frac{1}{2}({\stackrel{\→}{a}}_1+{\stackrel{\→}{a}}_2)\·\mathrm{\Δ}{\stackrel{\→}{x}}_M={\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{ZS}}\·\mathrm{\Δ}{\stackrel{\→}{x}}_M$

由于镜面对称，灵敏度矢量

始终平行于实物量具面并且沿着第一测量方向X。与此相反地，灵敏度矢量

总是垂直于实物量具面并且因此平行于Z方向。单个扫描系统20.1、20.2、20.3因此提供了恰好一个横向的和一个竖直的位置值。

包括可能产生的实物量具倾斜(Massverkoerperungskippung)在内的更准确的分析表明，两个次级位置值的有效测量点的(横向的)XY位置是等同的。本发明的镜面对称的布局因此确保了，在共同的、中央的XY点中测量两个值ξ_XS和ξ_ZS。在此，X位置自然位于位置测量设备的对称平面(YZ平面)上。共同的测量点使位置测量设备在运行时的校准变得简单，因为得出了(如所有扫描的测量点位置(Messpunktlagen)那样的)自由参数的数量较少的结果。

这样的基于光栅的、干涉的位置测量设备的波长依赖性也证实为有兴趣的。因此通过用于构成横向的、次级位置值的求差 ${\mathrm{\ξ}}_{\mathrm{XS}}=\frac{1}{2}({\mathrm{\ξ}}_1-{\mathrm{\ξ}}_2),$ 将四个所参与的子光束的相位进行加或减。在此，两个子光束各具有镜面对称的射线途径，也就是其光程长度是等同的。在准确的观察的情况下，分别互相扣除镜面对称的子光束的这些相位，以致分别抵消了由于光程长度而引起的相移。只剩下了由于光栅衍射而引起的相移。因此，所得到的相位差对应于传统的干涉的、基于光栅的位置测量设备中的相位差。这意味着，横向的位置值ξ_XS同样不再依赖于波长。差别在于，在传统的基于光栅的位置测量设备中，两个进行干涉的子光束已经是镜面对称的，并且这些子光束的相移通过干涉构成而直接互相相减，而在本发明中不是镜面对称的子光束进行干涉，而是通过结算两个初级位置值才使镜面对称的子光束的相移产生差值。

横向位置值ξ_XS的波长依赖性是本发明的决定性的优点。由于对横向位置值ξ_XS的精度要求通常比对竖直位置值ξ_ZS的精度要求高10倍，所以所应用的光源的波长稳定性只须面对竖直测量值的较小的要求。竖直位置值ξ_ZS的波长依赖性的更准确的观察表明，该波长依赖性与用于沿着Z轴进行位置确定的通常的干涉仪的波长依赖性是可比较的。这里应考虑，在Z方向上的通常具有典型的1mm的测量行程比在横向方向上的要检测的测量行程(＞400mm)小很多。如果补偿了额定距离Z₀下的两个进行干涉的子光束的光程长度(请参阅下面)，则是特别有利的。于是，只有在偏离的距离Z＝Z₀+ΔZ时，才出现所检测的位置值的波长依赖性，但是这些位置值保持得比较小。

在本发明的范围中也能简单补偿必要时得到的内插误差。因此，没有在Z方向上的运动的实物量具10沿着X方向的纯横向运动导致了两个初级位置值ξ₁和ξ₂的相移。因而，在短的测量行程之内能记录信号误差和/或内插误差的完整的周期，这是稳定的误差分析的前提。通过公知的自适应方法，实现了初级位置值的内插误差的分析和校正或补偿。在将两个初级位置值校正和结算为次级位置值之后，这些次级位置值同样没有内插误差。在此特别的是，如果不存在Z方向上的运动，则也可以补偿由于倾斜的灵敏度矢量

而引起的(在X方向上的)局部的内插误差。有利地将单个扫描系统20.1、20.2、20.3的横向的测量方向(X，Y)以相对相应机器的主运动方向的角度来对准，在这些机器中采用了本发明的位置测量设备，并且在这些机器中要求完整的精度。这些机器例如可以对角地(Rz＝45°)布置。

由于镜面对称，实物量具的对于信号产生重要的衍射级对于两组信号是相同的。有利地只应用+1阶和-1阶衍射级。能容易地以公知的方式和方法通过适当选择衍射结构来使这些衍射级的衍射效率最大化。因此取消了对于具有必要时为其它的扫描原理和/或其它的波长依赖性的其它传感器同时进行优化。如开头所阐述的那样，如果与基于干涉仪的距离传感器相结合地采用了正交光栅实物量具，则这样的措施可能是必要的。因此在这种情况下，正交光栅扫描可能要求+1阶和-1阶衍射级的高衍射效率，而对于干涉测量的距离测量可能必需最优的0阶衍射级。由于此外在这种情况下，正交光栅实物量具用作距离干涉仪的反射器，所以此外在正交光栅扫描和干涉测量的距离确定时，在各种所使用的波长方面，还必需(费用大地)合适地设计同样的反射器。

以下从现在起借助图3和4来阐述本发明的位置测量设备的第一实施例。在这种情况下，图3以不同的空间视图示出该实施例的扫描光程。

通过扫描板7的下侧上的分光光栅(Aufspaltgitter)2，准直激光射线的来自未示出光源的、射入的线性偏振的光束1被分为+1阶和-1阶衍射级的光束4、4′。分光光栅2的光栅常数与实物量具3的光栅常数相同。分光光栅2的+1阶衍射级的光束4到达反射实物量具3上，并且在那里通过+1阶和-1阶衍射级的衍射被分成两个子光束5、6。以-1阶衍射级衍射的子光束5平行于光轴Z地(即以0阶合成的衍射级)返回到达扫描板7的方向上。以+1阶衍射级偏转的子光束6在2阶合成的衍射级的方向上传播。两个子光束5、6到达扫描板7的下侧上的衍射的偏转结构8、9。如此来设计这些偏转结构8、9的大小，以致这些偏转结构将XZ平面中的逸出的子光束10、11分别平行于Z方向来定向，并且在YZ平面中侧向偏转，以及按照圆柱透镜来聚焦。

通过扫描板7的上侧上的镜面12来反射以0阶合成的衍射级到达的子光束5，并且然后该子光束5到达扫描板7的下侧上的镜面13上。上面提及的、衍射的偏转结构8或圆柱透镜的焦点位置也在那里。此后，重新通过扫描板7的上侧上的镜面12来反射子光束，并且该子光束到达扫描板7的下侧上的第二偏转结构14上。

以+2阶合成的衍射级射到扫描板7上的子光束6到达扫描板7的上侧上的镜面12上，所通过的偏转光栅9的焦点位置也位于那里。在反射之后，该子光束6直接到达扫描板7的下侧上的第二偏转结构15上。

第二偏转结构14、15分别关于XZ平面镜面对称于第一偏转结构8、9，并且因此在Y方向上侧向偏置地但是与原先射到扫描板7上的子光束5、6逆向地将到达的子光束偏转回实物量具3上。在这些子光束由实物量具3重新衍射之前，这些子光束通过λ/4板16、17，这些λ/4板16、17对于两个子光束18、19是不同定向的，以致形成了左循环和右循环地偏振的子光束。在实物量具3上，分别利用与在第一次到达时的相同衍射级(即以+1阶或-1阶)来衍射这些子光束。两个子光束18、19通过该衍射作为光束20平行地被导回扫描板7。这两个子光束18、19在那里通过分光光栅21，该分光光栅21将合并的子光束分成三个单个射线22a、22b、22c；在这三个单个射线22a、22b、22c由检测器24a、24b、24c检测到和转换成电信号S_A0°、S_A120°，S_A240°之前，这三个单个射线22a、22b、22c透射了不同定向的偏振器23a、23b、23c。三个偏振器23a、23b、23c处于60°的角度栅格(Winkelraster)，以致得到了相互相移120°的信号S_A0°、S_A120°、S_A240°。

以二阶合成的衍射级射到扫描板7上的子光束6必须在扫描板7和实物量具3之间通过比以0阶合成的衍射级的子光束5更长的光程。为了补偿这些行程差别，在YZ平面中设置了在扫描板7之内的不同的光程，也就是设置成一个子光束的上述的三重反射和另一个子光束的一重反射的形式。在扫描板厚度和偏转光栅8、9、14、15的尺寸合适的情况下能消除额定距离Z₀下的波长差别。

通过扫描板7上的相应镜面对称地布置的偏转光栅8′、9′，关于YZ平面镜面对称地分裂并且又合并由第一分光光栅以-1阶衍射级偏转的光束4′。从中形成了信号S_B0°、S_B120°、S_B240°。

从每组相移信号S_A0°、S_A120°、S_A240°或S_B0°、S_B120°、S_B240°中，以公知的方式计算出位置值。从中得出了上面所提及的、初级位置值ξ₁和ξ₂。位置值ξ₁和ξ₂的计算可以包括内插误差的相应补偿在内。对于所阐述的实例可以从图4中得知灵敏度矢量

的确定。该灵敏度矢量

如所要求的那样相对于X方向倾斜(verkippen)。

在所应用的波长λ＝0.78μm和实物量具光栅常数d＝2.048μm时，对于该实施形式得出了横向的信号周期SP_X＝0.512μm和竖直的信号周期SP_Z＝1.1μm。

以下借助图5和6来阐述本发明的位置测量设备的第二实施例。

在该变型方案中，根据本发明修改了干涉的位置测量设备的、例如从EP 0 163 362 A1中所公知的三栅原理(Dreigitterprinzip)，如这在图5的示意图中可以看出的那样。

扫描板70的下侧上的第一分光光栅30将(未示出的)激光二极管的准直的光束10分成三个子光束31、32、32′(0阶、+1阶、和-1阶衍射级)。+1阶和0阶衍射级的子光束32、31构成了用于产生第一初级位置值的两个第一子光束。与此镜面对称地，0阶和-1阶衍射级的子光束31、32′提供了第二初级位置值的第二子光束。

在反射实物量具30上，以-1阶或+1阶衍射级偏转了+1阶和0阶衍射级的子光束32、31，以致在这些空间方向上传播的子光束34、33于是叠加到扫描板70的上侧，该扫描板70在那里具有合适的混合光栅35。这样的混合光栅35从EP 0 163 362 A1中公知，并且产生相移为±120°的三个合成的光束36a、36b、36c。通过光电检测器37a、37b、37c将这些光束36a、36b、36c转换成(电流)信号S_A240°、S_A0°、S_A120°，并且以公知的方式评估为第一初级位置值ξ₁。

镜面对称的第二子光束31、32′类似于此地提供了信号S_B0°、S_B120°、S_B240°或第二初级位置值ξ₂。

根据以下的关系如此来选择各第二扫描光栅35、35′的光栅常数d_A2以致这两个子光束33、34或33′、34′分别被偏转到相同的方向并且可以互相干涉：

$\frac{1}{d_{A2}}=\frac{2}{d_M}-\frac{1}{d_{A1}}$

其中

d_A1：＝第一扫描光栅的光栅常数，

d_A2：＝第二扫描光栅的光栅常数，

d_M：＝实物量具的光栅常数。

针对该实施形式，在图6中示出了第一初级位置值ξ₁的灵敏度矢量。由构造决定地将第二初级位置值的相应的灵敏度矢量又镜面对称于此地定向。

以下最终还结合本发明列举了各种不同的可选的改进可能性。可以附加和/或可替换地转换不同的措施。

因此，也可应用提供第一初级位置值的任意的非对称的扫描光程。在这种情况下，可以镜面反射射线途径，也可以镜面反射地布置用于产生第二初级位置值的所有所参与的分量。

通过各种不同的公知的方法能产生相移的信号。因此，可采用不同的偏振评估，借助结构化的光电传感器设置具有带状检测的游标带产生(Venierstreifenerzeugung)，或者又可以根据上面所提及的EP 163 362 A1利用扫描光栅来实现相移信号的直接产生。

同样可以不同于上述的方式和方法来实现在额定距离下两个进行干涉的子光束的光程长度的所提及的补偿。因此类似于上面的第一实施例，可以规定原则上不同的射束导向。可以在首先较短的子光程中布置补偿玻璃板。此外，通过相应厚度的偏振光学的部件，这样的行程长度补偿也是可能的；在这种情况下，这些部件因而可以承担双重功能。

本发明位置测量设备的光源的不同的变型可被考虑为光源，如带状导体(Streifenleiter)激光二极管那样的相干光源、VCSEL光源或HeNe激光器。

此外，还能规定照明的不同的准直状态，诸如(根据两个上述实施形式的)准直的光束或者但是又可以规定发散或聚合的光束。

此外还能将唯一的评估电子装置用于两种位置值确定，其中，通过双重电路结构可以实现平行的位置值确定，或者，但是在例如采样和保持(Sample & Ho1d)器件中，可以利用信号值的中间存储来实现串联的位置值确定。

在本发明的范围中因此除了上述的实例之外，还存在一系列其它的实施可能性。

Claims (8)

1.用于检测两个相互相对运动的对象的位置的位置测量设备，该位置测量设备具有

-实物量具(10，3，30)，该实物量具(10，3，30)与所述两个对象之一相连接，以及

-至少一个扫描系统(20.1，20.2，20.3)，用于扫描实物量具(10，3，30)并与所述两个对象中的另一个相连接，其中，所述扫描系统(20.1，20.2，20.3)被构造为形成第一扫描光程和第二扫描光程，该扫描系统被构造为在每个扫描光程中分别从两个进行干涉的子光束中产生一组相移的信号(S_A0°，S_A120°，S_A240°，S_B0°，S_B120°，S_B240°)，该扫描系统被构造为使得通过该扫描系统能从该组相移的信号中沿着所述对象的至少一个横向的移位方向(X，Y)也沿着一个竖直的移位方向(Z)来同时确定位置值，每个扫描光程的两个子光束不对称于垂直于横向移位方向(X)的平面(YZ)来分布。

2.按权利要求1所述的位置测量设备，其中，

-关于垂直于横向移位方向的平面(YZ)，第二扫描光程镜面对称于第一扫描光程地来分布，

-在所述实物量具(3，10，30)上，每个扫描光程的两个子光束经历了不同衍射级的衍射。

3.按权利要求2所述的位置测量设备，其中，此外还设置了评估装置，以便根据两组的内插的相移信号确定初级位置值，根据这些初级位置值可确定横向(X)的位置值和竖直(Z)的位置值。

4.按权利要求3所述的位置测量设备，其中，此外还设置了补偿装置，以便补偿所述初级位置值的可能的内插误差，根据所述初级位置值可确定横向的位置值和竖直的位置值。

5.按权利要求1所述的位置测量设备，其中，在相应的扫描光程中布置了光学装置，以便对于所述进行干涉的子光束分别确保相同的光程长度。

6.按权利要求2所述的位置测量设备，其中，在所述实物量具(3，10，30)上，每个扫描光程的两个子光束经历了+1阶或-1阶衍射级的衍射。

7.按权利要求1所述的位置测量设备，其中，所述实物量具(3，10，30)包括两维的正交光栅，并且设置了三个互相不共线地布置的扫描系统(20.1，20.2，20.3)，以便从所述三个扫描系统(20.1，20.2，20.3)的逻辑连接的位置值中检测所述两个对象在所有六个空间自由度中的运动。

8.按权利要求7所述的位置测量设备，其中，所述两个对象是半导体制造设备的部件。

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