DE102007036850A1 - Koordinaten-Messmaschine und Verfahren zur Korrektur von Nichtlinearitäten der Interferometer einer Koordinaten-Messmaschine - Google Patents

Koordinaten-Messmaschine und Verfahren zur Korrektur von Nichtlinearitäten der Interferometer einer Koordinaten-Messmaschine Download PDF

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Abstract

Es sind ein Verfahren und eine Koordinaten-Messmaschine (1) offenbart, womit die Nichtlinearitäten eines Interferometers (24) korrigiert werden können. Zur Messung ist in einer Ebene (25a) ein verfahrbarer Messtisch (20) vorgesehen. Das Substrat (2) ist auf den Messtisch (20) gelegt; wobei die Position des Messtisches (20) entlang einer jeder der Bewegungsachsen mit jeweils mindestens einem Interferometer (24) bestimmt wird. Ein Rechner (16) ist vorgesehen, der die einem jeden Interferometer (24) innewohnende Nichtlinearität kompensiert, wobei die durch die Interferometer (24) zu bestimmende Position des Messtisches (20) entlang einer Bewegungskurve (52, 60, 67) des Messtisches (20) angeordnet ist, die zumindest teilweise aus Komponenten der Achsen zusammengesetzt sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Koordinaten-Messmaschine. Im Besonderen betrifft die Erfindung eine Koordinaten-Messmaschine mit einem in einer Ebene verfahrbaren Messtisch. Die Ebene ist durch zwei senkrecht zueinander angeordnete Achsen definiert. Ein Messobjektiv ist zur Bestimmung der Position von Strukturen auf einem Substrat in der optischen Achse angeordnet. Das Substrat selbst ist in den Messtisch eingelegt. Die Position des Messtisches wird entlang einer jeder der Achsen mit jeweils mindestens einem Interferometer bestimmt.
  • Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Korrektur von Nichtlinearitäten der Interferometer einer Koordinaten-Messmaschine. Dabei ist ein in einer Ebene verfahrbarer Messtisch vorgesehen, wobei die Ebene durch zwei senkrecht zueinander angeordnete Achsen definiert ist. Ein Messobjektiv ist zur Bestimmung der Position von Strukturen auf dem Substrat vorgesehen. Dabei ist das Messobjektiv in der optischen Achse angeordnet. Das Substrat ist in einem Messtisch eingelegt.
  • Die Interferometer werden zur Bestimmung der Position des Messtisches in jeweils einer der Achsen eingesetzt. Je genauer die Messung der Position des Messtisches mittels der Interferometer in jeweils einer der Achsen zu erfolgen hat, desto mehr Einfluss gewinnen auch die Interferometer innewohnenden Fehlerquellen. Betrachtet man interferometrische Verschiebemessungen mit einer Sub-Nanometer-Genauigkeit, so werden diese Messungen durch die periodischen Abweichungen beeinflusst. Die Periodenlänge hängt von der verwendeten Laserwellenlänge und dem Aufbau der Interferometer ab. Typische Periodenlängen sind 158 nm und 316 nm. Die Amplituden liegen typischerweise im Bereich kleiner als 2 nm. Bei Messungen über größere Entfernungen können diese Fehler meistens vernachlässigt werden. Die Fehler der Interferometer rühren von Fehlern in der optischen Ausrichtung und von Fehlern bzgl. der Polarisation der Komponenten der Interferometer her.
  • Das U.S.-Patent 6,738,143 offenbart ein System und ein Verfahren für die Kompensation von Nichtlinearitäten eines Interferometers. Dazu wird eine Vielzahl von digitalen Positionswerten aufgenommen, die in entsprechende Gruppen eingeteilt werden. Eine erste Gruppe von digitalen Positionswerten wird digital verarbeitet, um eine Vielzahl von Datenwerten zu generieren. Die Vielzahl von Datenwerten wird digital verarbeitet, um zumindest quasi statische, nicht lineare Parameter zu erzeugen. Eine zweite Gruppe der digitalen Positionswerte werden kompensiert und zwar aufgrund der nichtlinearen Parameter, die anhand der ersten Gruppe von Positionsdaten gewonnen worden sind. Dieses Verfahren erfordert einen erheblichen Rechenaufwand und ist somit nicht förderlich für einen hohen Durchsatz einer Koordinaten-Messmaschine.
  • Die nicht veröffentlichte Deutsche Patentanmeldung DE 10 2007 018 115 offenbart ein Verfahren zum Steigern der Messgenauigkeit beim Bestimmen der Koordinaten von Strukturen auf einem Substrat. Das Substrat ist dabei auf einen in X-/Y-Koordinatenrichtung beweglichen Tisch gelegt. Dabei erfolgt zunächst das Aufnehmen von mehreren Bildern einer Struktur auf dem Substrat vermittelts eines zwei-dimensionalen Detektors während der Relativbewegung des Messobjektivs in Z-Koordinatenrichtung und gleichzeitiger Bewegung des Tisches in X-/Y-Koordinatenrichtung. Dieses hier vorgeschlagene Verfahren erfordert eine hohe Präzision der Motorsteuerung und ist daher aufwendig zu implementieren. Die Schwierigkeiten bei der Implementation liegen sowohl in der Mechanik, als auch in der dazu notwendigen Regelsteuerung.
  • Die nicht veröffentlichte Deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2007 017 630 offenbart ein Verfahren zum Steigern der Messgenauigkeit beim Bestimmen der Koordinaten von Strukturen auf einem Substrat. Hierzu ist ein in X-/Y-Koordinatenrichtung beweglicher Tisch vorgesehen, der in ein interferometrischoptisches Messsystem gelegt ist. Die Struktur auf dem Substrat wird über ein Messobjektiv, dessen optische Achse in Z-Koordinatenrichtung ausgerichtet ist, auf mindesten einen Detektor abgebildet. Die Struktur wird mit einem sog. Dual-Scan aufgenommen, d. h. dass die Bilder der Struktur einmal in Z-Koordinatenrichtung und einmal in entgegen gesetzter Z-Koordinatenrichtung aufgenommen werden. Aus den aufgenommenen Bildern wird das Bild zur Auswertung der Position der Struktur herangezogen, das in der jeweiligen Verfahrrichtung am schärfsten ist. Systematische Fehler können bei diesem Verfahren eliminiert werden. Bei dem Dual-Scan muss jede Position zweimal gemessen werden. Dies erhöht folglich die Messzeit und reduziert damit auch den Durchsatz der Koordinaten-Messmaschine.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Koordinaten-Messmaschine und ein Verfahren zu schaffen, mit dem Nichtlinearitäten der Interferometer in der 2D-Maskenmetrologie korrigiert werden können. Dabei ist besonders darauf zu achten, dass sich die Korrektur nicht negativ auf den Durchsatz einer Koordinaten-Messmaschine auswirkt.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Koordinaten-Messmaschine, die die Merkmale des Anspruchs 1 umfasst.
  • Ferner wird die obige Aufgabe gelöst durch ein Verfahren, das die Merkmale des Anspruchs 7 umfasst.
  • Es ist dabei von besonderen Vorteil, wenn der Koordinaten-Messmaschine ein Rechner zugeordnet ist, der die einem jeden Interferometer innewohnende Nichtlinearität korrigiert. Die durch die Interferometer zu bestimmende Position des Messtisches ist entlang einer Bewegungskurve des Messtisches angeordnet. Die Bewegungskurve ist auf eine zu vermessende Position einer Struktur hin- oder von einer zu vermessenden Position einer Struktur weggerichtet. Die Bewegungskurve ist zumindest teilweise aus Komponenten der Achsen zusammengesetzt, wobei während der auf einen Messpunkt hin- und/oder weggerichteten Bewegungskurve Korrekturwerte ermittelt werden, die auf eine gemessene Position einer Struktur auf dem Substrat anwendbar sind.
  • Eine der zwei senkrecht zueinander angeordneten Achsen ist in X-Koordinatenrichtung und die andere der zwei senkrecht zueinander angeordneten Achsen ist in Y-Koordinatenrichtung ausgerichtet.
  • Ebenso können weitere Interferometer für die Messung der Winkellage des Messtisches vorgesehen sein. Ebenso kann ein Interferometer für die Messung der Referenzwellenlänge vorgesehen sein. Die Interferometer dienen zur Messung der Position des Messtisches, zur Winkelmessung der Position des Messtisches oder der Winkelposition des Objektivs oder zur Messung der Referenzwellenlänge. Diese können ebenfalls mit dem Rechner korrigiert werden.
  • Es ist ein Etalon vorgesehen, dessen Länge variierbar ist, um die Korrekturwerte für die Nichtlinearitätskorrektur zu erhalten. Dazu ist ein Piezo-Trieb vorgesehen, mit dem die Länge des Etalons verändert werden kann.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist von Vorteil, da während der Annährung an eine Messposition und/oder der Entfernung von einer Messposition für die Bestimmung der Position der Struktur auf dem Substrat die Daten der Position des Messtisches mit Interferometern aufgenommen werden. Jeder Bewegungsachse des Messtisches ist ein Interferometer zugeordnet. Der Messtisch wird entlang einer Bahnkurve bewegt, die sich zumindest teilweise aus Komponenten der Achsen zusammensetzt, die die Ebene zur Bewegung des Messtisches bestimmen. Ein Rechner ist vorgesehen, mit dem aus den Daten der Position des Messtisches entlang der jeweiligen Bahnkurve die Nichtlinearität der Interferometer bestimmt wird. Der Rechner kompensiert die Nichtlinearität der Interferometer an der jeweiligen Messposition.
  • Die zwei senkrecht zueinander angeordneten Achsen sind in X-Koordinatenrichtung und in Y-Koordinatenrichtung ausgerichtet.
  • Der Messtisch wird von einer Messposition zur nächsten Messposition schräg angefahren und/oder weggefahren, um gleichzeitig Korrekturdaten in der X-Koordinatenrichtung und Y-Koordinatenrichtung zu gewinnen. Die einmalig für das Anfahren an eine Messposition und/oder Entfernen von einer Messposition gewonnenen Korrekturdaten werden, für eine Vielzahl von auf dem Substrat vorhandenen Messpositionen verwendet.
  • Ebenso ist es möglich, dass die Messposition nur in Richtung einer Achse angefahren wird, um die Korrekturdaten in dieser Richtung zu erhalten. Die Korrekturdaten für die andere Richtung werden aus der letzten Bewegung in dieser Richtung verwendet. Die Richtung der Achse liegt entweder in X-Koordinatenrichtung oder in Y-Koordinatenrichtung.
  • Die Annäherung des Messtisches an die Messposition kann mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten erfolgen. So wird z. B. die nächste Messposition zunächst mit hoher Geschwindigkeit angefahren und auf dem letzten Stück vor der Annäherung vor der Messposition die Geschwindigkeit so weit verringert, dass die Daten für die Nichtlinearitätskorrektur aufgenommen werden können.
  • Es ist ein Etalon vorgesehen, dessen Länge variiert werden kann, um daraus Korrekturwerte für die Nichtlinearitätskorrektur zu erhalten. Die Länge des Etalons wird mit Hilfe eines Piezo-Triebs verändert.
  • Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihr Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern.
  • 1 zeigt schematische eine Koordinaten-Messmaschine in der das erfindungsgemäße Verfahren zur Positionsmessung mit Vorteil eingesetzt werden kann.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Substrats, auf dem Strukturen aufgebracht sind, die es gilt, deren Position in Bezug auf ein Koordinatensystem, wie z. B. das Koordinatensystem der Maske zu vermessen.
  • 3 zeigt ein schräges Anfahren der Messposition, um gleichzeitig Korrekturwerte für die X-Koordinatenrichtung und die Y-Koordinatenrichtung zu bestimmen.
  • 4 zeigt ein Beispiel für das schräge Anfahren einer Messposition, wobei der Tisch entlang einer Linie verfährt und wobei kurz vor Erreichen der Messposition die notwendigen Daten für die Korrektur aufgenommen werden.
  • 5 zeigt wie der Messtisch mäanderförmig verfahren wird, wobei die Messdaten nur während des schrägen Verfahrweges von einer Zeile von Messpositionen zur nächsten Zeile von Messpositionen aufgenommen werden.
  • 6 zeigt die Verfahrgeschwindigkeit des Messtisches in Abhängigkeit von der Zeit, wobei kurz vor Erreichen der Messposition die Geschwindigkeit des Messtisches reduziert wird, um die erforderlichen Korrekturwerte messen zu können.
  • 7 zeigt ein Etalon, das mit einem Piezo-Trieb versehen ist, um die Länge des Etalons variieren zu können.
  • 1 zeigt schematisch den Aufbau einer Koordinaten-Messmaschine 1, mit der das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden kann. Die Koordinaten-Messmaschine umfasst einen Messtisch 20, der in einer Ebene 25a in zwei senkrecht zueinander stehenden Achsen verfahrbar ist. Im Allgemeinen sind die zwei senkrecht zueinander stehenden Achsen durch die X-Koordinatenrichtung und die Y-Koordinatenrichtung gegeben. Die Ebene 25a, in der der Messtisch verfährt, wird durch ein entsprechendes Bauelement 25 gebildet. In der hier dargestellten Ausführungsform kann das Bauelement 25 als Granitblock ausgebildet sein. Für einen Fachmann ist es selbstverständlich, dass die Wahl des Materials zur Ausbildung des Bauelements 25 keine Beschränkung der Erfindung darstellen soll. Der Messtisch 20 ist auf Luftlagern 21 innerhalb der Ebene 25a verfahrbar. Die Position des Messtisches 20 wird in jeder der Achsen, innerhalb der der Messtisch 20 verfahren kann, mittels eines Laserinterferometers 24 gemessen. Zur Messung sendet das Laserinterferometer 24 mindestens einen Lichtstrahl 23 aus. Bei der in 1 gezeigten schematischen Darstellung der Koordinaten-Messmaschine 1 ist nur ein Laserinterferometer 24 für eine Achse dargestellt. Für einen Fachmann ist es selbstverständlich, wie die anderen Interferfeometer anzuordnen sind, um eine entsprechende Messung der Position des Messtisches 20 in den weiteren Achsen der Beweglichkeit des Messtisches 20 zu erreichen.
  • Das Substrat 2, welches die zu vermessenden Strukturen 3 trägt, ist in dem Messtisch 20 eingelegt. Zur Beleuchtung des Substrats 2 ist zum einen eine Auflichtbeleuchtungseinrichtung 14 und eine Durchlichtbeleuchtungseinrichtung 6 vorgesehen. Das Licht der Durchlichtbeleuchtungseinrichtung 6 gelangt über einen Umlenkspiegel 7 und den Kondensor 8 zu dem Substrat 2. Das Licht, das von der Durchlichtbeleuchtungseinrichtung 6 ausgeht, breitet sich entlang des Durchlichtbeleuchtungsstrahlenganges 4 aus. Das Licht der Auflichtbeleuchtungseinrichtung 14 gelangt über das Messobjektiv 9 auf das Substrat 2. Das Messobjektiv 9 kann mittels einer Verschiebeeinrichtung 15 entlang der Z-Koordinatenrichtung verschoben werden. Damit ist z. B. eine Fokussierung des Messobjektivs 9 auf die jeweiligen Strukturen 3 auf dem Substrat 2 möglich. Das von dem Substrat 2 ausgehende Licht wird von dem Messobjektiv 9 gesammelt und über einen halbdurchlässigen Spiegel 12 auf eine Kamera 10 abgebildet. Die Kamera 10 umfasst einen Detektor 11, der mit einem Rechner 16 verbunden ist, der aus den aufgenommenen Bildsignalen digitale Bilder erzeugt. Zur Schwingungsdämpfung ist die gesamte Koordinaten-Messmaschine 1 auf Schwingungsdämpfern 26 gelagert. Ebenso sind alle in der Koordianten-Messmaschine 1 vorhandenen Interferometer 24, 34 mit dem Rechner 16 verbunden. Die Position einer Struktur 3 setzt sich aus der Messung der Position des Messtisches 20 und der Messung auf dem Detektor 11 der Kamera zusammen.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Substrats 2, auf dem Strukturen 3 angebracht sind. Neben den Strukturen 3 kann das Substrat ferner mehrere Kennzeichnungsmittel 54, 56 enthalten. Das Kennzeichnungsmittel kann zum einen ein Barcode 54 oder zum anderen eine alphanumerische Kennzeichnung 56 sein. Die Position mindestens einer Kante 3a der Struktur 3 wird z. B. mit einem Messfenster 40 bestimmt. In der hier dargestellten Anordnung des Messfensters 40 können die zwei gegenüberliegenden Kanten 3a der Struktur 3 ermittelt werden. Der Messtisch 20 wird dabei derart verfahren, dass die Struktur 3 innerhalb des Messfensters 40 zu liegen kommt. Ist dies der Fall, so hat die Koordinaten-Messmaschine 1 die Messposition erreicht. In der weiteren Beschreibung ist das Erreichen der Messposition so zu verstehen, dass ein Messfenster 40 derart in Bezug zu einer Struktur 3 ist, dass eine Positionsmessung in Bezug auf diese Struktur 3 durchgeführt werden kann.
  • Bei der Koordinaten-Messmaschine 1 kann der Messtisch 20 in der Regel in zwei voneinander unabhängigen Achsen (Richtungen) verfahren werden. Wie bereits vorstehend erwähnt, sind die unabhängigen Achsen in X-Koordinatenrichtung und in Y-Koordinatenrichtung ausgerichtet. Jede der Achsen wird mit einem Interferometer überwacht. Diese Interferometer unterscheiden sich leicht in ihren Toleranzen und weisen daher auch unterschiedliche Nichtlinearitäten auf. Die Größe und das Ausmaß dieser Nichtlinearitäten liegt je nach Aufbau des Interferometers in der Größenordnung weniger Nanometer. Dieser Fehler ist für die 2D-Maskenmetrologie zu groß und muss daher korrigiert werden. Bei der Messung der Position der Struktur 3, wie in 2 dargestellt, steht der Messtisch 20 still, so dass eine Korrektur der Nichtlinearität, bzw. Eine Aufnahme von Daten für die Korrektur der Nichtlinearitäten der Interferometer nur bei einer Annäherung an die Messposition 50 (siehe 3) aufgenommen werden kann. In 3 ist die Messposition 50 mit einem Kreuz dargestellt. Würde sich der Messtisch 20 z. B. nur in Richtung einer Achse, wie z. B. der X-Koordinatenrichtung an die Messposition 50 annähern, findet keine Bewegung in der zweiten Achse (Y-Koordinatenrichtung) statt. In dieser Achse, in welcher keine Bewegung stattfindet, können dann auch kleine Nichtlinearitäten korrigiert werden. Da der Messtisch 20 von zwei Interferometern in Bezug auf seine Position kontrolliert wird, muss der Messtisch 20 vor der Messung daher sowohl in X-Koordinatenrichtung, als auch in Y-Koordinatenrichtung verfahren werden. Eine solche Bahnkurve 52, die sich aus den Komponenten der beiden Achsen, bzw. aus den Komponenten der X-Koordinatenrichtung und der Y-Koordinatenrichtung zusammensetzt, ist in 3 dargestellt. Die Bahnkurve 52 stellt somit eine schräge lineare Annäherung an die Messposition 50 dar. Die Bahnkurve 53 ist eine schräge lineare Entfernung von der Messposition 50. Obwohl in der in 3 gezeigten Darstellung die Annäherung und das Entfernen von der Messposition linear dargestellt ist, soll dies nicht als eine Beschränkung der Erfindung aufgefasst werden. Für einen Fachmann ist es selbstverständlich, dass jegliches Annäherung und/oder Entfernen von einer Messposition 50 für die Aufnahme von Korrekturdaten möglich ist, wenn die dafür verwendeten Bahnkurven sich aus Komponenten in X-Koordinatenrichtung und Komponenten in Y-Koordinatenrichtung zusammensetzen.
  • 4 beschreibt eine weitere Ausführungsform der Annäherung an die Messpositionen 50. In der hier dargestellten Ausführungsform wird zwischen den einzelnen Messpositionen 50 des Messtisches 20 in einem leichten Bogen 60 verfahren. Für einen Fachmann ist es selbstverständlich, dass dieser Bogen 60 nicht als Beschränkung der Erfindung aufgefasst werden kann. In der in 4 dargestellten Ausführungsform, werden alle Messpunkte 50 innerhalb einer Zeile mit einem Bogen 60 angefahren. Durch diese Ausgestaltung des Verfahrens des Messtisches 20 erhält man somit immer die aktuellen Korrekturdaten für den jeweiligen Messpunkt oder die jeweilige Messposition 50. Um den Rechner 16 der Koordinaten-Messmaschine 1 nicht übergebührlich zu belasten, empfiehlt es sich erst ab einer Linie 62, die in 4 gestrichelt dargestellt ist, die für die Korrektur der Nichtlinearitäten erforderlichen Messdaten aufzunehmen. Bis zu dieser Linie 62 kann der Messtisch 20 mit einer höheren Geschwindigkeit verfahren werden, da keine Daten aufgenommen werden. Dies erhöht in vorteilhafter Weise den Durchsatz.
  • Eine andere Möglichkeit zum Anfahren der Messposition 50 ist in 5 dargestellt. Dabei werden die einzelnen Messpositionen 50 mäanderförmig abgefahren. Der Korrekturwert für die Richtung der schnellen Achse (in der Darstellung der 5 ist dies die X-Koordinatenrichtung) wird immer aus der aktuellen Bewegung gewonnen. Für die Korrektur der langsamen Achse werden die Korrekturwerte während der Bewegung in dieser Richtung ermittelt und gespeichert und dann für die Korrektur der gesamten nachfolgenden Bewegung in der schnellen Achse verwendet. Der Messtisch 20 wird mäanderförmig verfahren. Die Korrekturdaten werden für die Y-Koordinatenrichtung nur während der Fahrt des Messtisches zwischen der ersten Zeile 65 und der zweiten Zeile 66 aufgenommen. Der Verfahrweg des Messtisches 20 von der ersten Zeile 65 zu der zweiten Zeile 66 ist mit dem Bezugszeichen 67 bezeichnet. Jede der Zeilen 65, 66, in denen die Messpositionen 50 liegen, muss in der Y-Koordinatenrichtung mit den Werten korrigiert werden, die während des Verfahrens entlang der Bewegungsrichtung mit dem Bezugszeichen 67 gewonnen worden sind. Innerhalb der Zeile 65 oder 66 stehen immer die aktuellen Korrekturdaten für die Korrektur der X-Koordinate zur Verfügung.
  • 6 zeigt die Verfahrgeschwindigkeit des Messtisches in Abhängigkeit von der Zeit t. Kurz vor Erreichen einer Messposition wird die Geschwindigkeit reduziert, um die Korrekturparameter für die Korrektur der Nichtlinearitäten der Interferometer messen zu können. In der Darstellung in 6 ist auf der Abszisse die Zeit und auf der Ordinate die Geschwindigkeit des Messtisches 20 aufgetragen. Die Verfahrgeschwindigkeit des Messtisches 20 darf während der Datenaufnahme für die Korrektur der Nichtlinearitäten der Interferometer nicht zu hoch sein. Die Grenze ist in 6 durch die gestrichelte Linie 70 dargestellt. Bei einer zu hohen Verfahrgeschwindigkeit des Messtisches 20 würde sonst die Elektronik mit der Auswertung nicht Schritt halten können. Für die Bestimmung der Korrekturdaten für die Nichtlinearitäten der Interferometer wird auf der anderen Seite aber nur ein kurzer Verfahrweg von kleiner gleich 1 mm benötigt. Es ist daher günstig, den Messtisch 20 zuerst mit hoher Geschwindigkeit in Richtung zur Messposition 50 hin zu verfahren, um den Durchsatz der Masken in der Koordinaten-Messmaschine 1 hoch zu halten. Erst kurz vor Erreichen der Messposition 50 muss die Geschwindigkeit so weit abgesenkt werden, dass man Korrekturdaten auf dem letzten Stück des Weges bei der Annäherung auf die Messposition aufnehmen kann.
  • In 7 ist ein Bestandteil eines neuartigen Interferometers dargestellt. Diese neuartigen Interferometer lassen sich in der 2D-Maskenmetrologie auch für die Messung des Referenzlichtstrahls 80 einsetzen. Bei der Winkelmessung muss dann für die Bestimmung der Korrekturparameter analog zum obigen Verfahren die Verkippung variiert werden. Die Korrekturdaten für die Messung der Referenzwellenlänge zu erhalten ist nicht einfach, da dazu die Länge eines Etalons 82 variiert werden muss. Das Etalon 82 ist dazu mit einem Piezo-Trieb 84 versehen, der die Länge des Etalons 82 während des Kalibrierlaufs verändert. Dazu wird der Spiegel 86 für den Messlichtstrahl 88 entsprechend über den Piezo-Trieb 84 verfahren. Da sich die Länge des Etalons 82 während des Kalibrierlaufs verändert, kann man daraus die Korrekturdaten erhalten.
  • Die Erfindung wurde in Bezug auf besondere Ausführungsformen beschrieben. Es ist dennoch für einen Fachmann denkbar, Abwandlungen und Änderungen der Erfindung durchzuführen, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - US 6738143 [0004]
    • - DE 102007018115 [0005]
    • - DE 102007017630 A [0006]

Claims (16)

  1. Koordinaten-Messmaschine (1) mit einem in einer Ebene (25a) verfahrbaren Messtisch (20), wobei die Ebene (25a) durch zwei senkrecht zueinander angeordnete Achsen definiert ist, einem Messobjektiv (9), das zur Bestimmung der Position von Strukturen (3) auf einem Substrat (2) in der optischen Achse (5) angeordnet ist, wobei das Substrat (2) auf den Messtisch (20) gelegt ist und wobei die Position des Messtisches (20) entlang einer jeder der Achsen mit jeweils mindestens einem Interferometer (24) bestimmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rechner (16) vorgesehen ist, der die einem jeden Interferometer (24) innewohnende Nichtlinearität korrigiert, wobei die durch die Interferometer (24) zu bestimmende Position des Messtisches (20) entlang einer Bewegungskurve (52, 53, 60, 70) des Messtisches (20) angeordnet ist, wobei die Bewegungskurve (52, 53, 60, 70) auf eine zu vermessende Position einer Struktur hin- oder von einer zu vermessenden Position einer Struktur weggerichtet ist, und wobei die Bewegungskurve (52, 53, 60, 70) zumindest teilweise aus Komponenten der Achsen zusammengesetzt sind, und dass während der hin- und/oder weggerichteten Bewegungskurve (52, 53, 60, 70) Korrekturwerte ermittelt werden, die auf eine gemessene Position einer Struktur auf dem Substrat (2) anwendbar sind.
  2. Koordinaten-Messmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der zwei senkrecht zueinander angeordneten Achsen in X-Koordinatenrichtung und die andere der zwei senkrecht zueinander angeordneten Achsen in Y-Koordinatenrichtung ausgerichtet ist.
  3. Koordinaten-Messmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Interferometer (34) die Winkelstellung des Messobjektivs (9) zu der optischen Achse bestimmt.
  4. Koordinaten-Messmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Interferometer zur Messung der Position des Messtisches (20) und/oder zur Winkelmessung der Position des Messtisches und/oder des Objektivs und/oder der Messung der Referenzwellenlänge verwendbar sind.
  5. Koordinaten-Messmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Etalon (82) vorgesehen ist, dessen Länge variierbar ist, um die Korrekturwerte für die Nichtlinearitätskorrektur zu erhalten.
  6. Koordinaten-Messmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Piezotrieb (84) vorgesehen ist, der die Länge des Etalons (82) verändert.
  7. Verfahren zur Korrektur von Nichtlinearitäten der Interferometer einer Koordinaten-Messmaschine (1), wobei ein in einer Ebene (25a) verfahrbarer Messtisch (20) vorgesehen ist, dass die Ebene (25a) durch zwei senkrecht zueinander angeordnete Achsen definiert ist, dass ein Messobjektiv (9) zur Bestimmung der Position von Objekten (3) auf einem Substrat (2) in der optischen Achse angeordnet ist, wobei das Substrat (2) im Messtisch (20) eingelegt ist; gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: • dass während der Annährung an eine Messposition und/oder der Entfernung von einer Messposition (50) für die Bestimmung der Position der Struktur (3) auf dem Substrat (2) die Daten der Position des Messtisches (20) mit Interferometern (24) aufgenommen werden, wobei jeder Bewegungsachse des Messtisches (20) ein Interferometer zugeordnet ist, • dass der Messtisch (20) entlang einer Bahnkurve (52, 53, 60, 67) bewegt wird, die sich zumindest teilweise aus Komponenten der Achsen zusammensetzt, die die Ebene zur Bewegung (25a) des Messtisches (20) bestimmen; • dass ein Rechner (16) vorgesehen ist, mit dem aus den Daten der Position des Messtisches (20) entlang der jeweiligen Bahnkurve (52, 53, 60, 67) die Nichtlinearität der Interferometer bestimmt wird, und • dass der Rechner (16) die Nichtlinearität der Interferometer an der jeweiligen Messposition (50) kompensiert.
  8. Verfahren nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass die zwei senkrecht zueinander angeordneten Achsen in X-Koordinatenrichtung und Y-Koordinatenrichtung ausgerichtet sind.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Messtisch (20) von einer Messposition (50) zur nächsten Messposition (50) schräg angefahren und/oder weggefahren wird, um gleichzeitig Korrekturdaten in der X-Koordinatenrichtung und Y-Koordinatenrichtung zu gewinnen.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrekturdaten einmalig für das Anfahren an eine Messposition und/oder Entfernen von einer Messposition gewonnenen werden, und dass diese Korrekturdaten für eine Vielzahl von auf dem Substrat (2) vorhandenen Messpositionen verwendet werden.
  11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Messposition (50) nur in Richtung einer Achse angefahren wird, um die Korrekturdaten in dieser Richtung zu erhalten, wobei die Korrekturwerte für die andere Richtung aus der letzten Bewegung in dieser Richtung verwendet werden.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtung der Achse entweder in X-Koordinatenrichtung oder Y-Koordinatenrichtung liegt.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Annäherung des Messtisches (20) an die Messposition mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten erfolgt.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die nächste Messposition zuerst mit hoher Geschwindigkeit angefahren wird, und dass auf dem letzten Stück vor der Annährung an die Messposition die Geschwindigkeit soweit verringert wird, dass die Daten für die Nichtlinearitätskorrektur aufgenommen werden und mit dem Rechner (16) verrechnet werden können.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Etalon (82) vorgesehen ist, dessen Länge variiert wird, um die Korrekturwerte für die Nichtlinearitätskorrektur zu erhalten.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Etalons (82) mit Hilfe eines Piezotriebs (84) verändert wird.
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