DE102019119306A1 - Measuring device for determining positions of markers on a planar measuring object and method for calibrating such a measuring device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Messgerät (10) zum Bestimmen von Positionen von Markern (12) auf einem flächigen Messobjekt (14), mit (a) einer Messobjektaufnahme (16) und (b) einem Markerpositions-Erfassungssystem (20) zum Erfassen einer Markerposition (Pi) eines Markers (12.i) des Messobjekts (14), (c) wobei das Markerpositions-Erfassungssystem (20) eine x-y-Messeinheit aufweist, die (i) einen x-Positionssensor (24.1) zum Messen einer x-Koordinate (xi) der Markerposition (Pi), (ii) einen y-Positionssensor (26.1) zum Messen einer y-Koordinate (yi) der Markerposition (Pi) und (iii) ein Marker-Erfassungssystem (22) zum Erfassen der Marker auf dem Messobjekt (14) aufweist. Erfindungsgemäß vorgesehen ist (d) zumindest ein zweiter x-Positionssensor (24.2) zum Messen der x-Koordinate (xi) der Markerposition (Pi), wobei der zweite x-Positionssensor (24.2) in y-Richtung vom ersten x-Positionssensor (24.1) beabstandet ist, und (e) zumindest ein zweiter y-Positionssensor (26.2) zum Messen der y-Koordinate (yi) der Markerposition (Pi), wobei der zweite y-Positionssensor (26.2) in x-Richtung vom ersten y-Positionssensor (26.1) beabstandet ist. The invention relates to a measuring device (10) for determining positions of markers (12) on a flat measuring object (14), with (a) a measuring object receptacle (16) and (b) a marker position detection system (20) for detecting a marker position ( P i ) a marker (12.i) of the measurement object (14), (c) wherein the marker position detection system (20) has an xy measuring unit, which (i) has an x position sensor (24.1) for measuring an x coordinate (x i ) the marker position (P i ), (ii) a y position sensor (26.1) for measuring a y coordinate (y i ) of the marker position (P i ) and (iii) a marker detection system (22) for detection the marker on the measurement object (14). According to the invention, there is (d) at least one second x-position sensor (24.2) for measuring the x-coordinate (x i ) of the marker position (P i ), the second x-position sensor (24.2) from the first x-position sensor in the y-direction (24.1) is spaced apart, and (e) at least one second y-position sensor (26.2) for measuring the y-coordinate (y i ) of the marker position (P i ), the second y-position sensor (26.2) in the x-direction from first y-position sensor (26.1) is spaced apart.
Description
Die Erfindung betrifft ein Messgerät zum Bestimmen von Positionen von Markern auf einem flächigen Messobjekt, mit (a) einer Messobjektaufnahme und (b) einem Markerpositions-Erfassungssystem zum Erfassen einer Markerposition eines Markers des Messobjekts, wobei (c) das Markerpositions-Erfassungssystem eine x-y-Messeinheit aufweist, die (i) einen x-Positionssensor zum Messen einer x-Koordinate der Markerposition, (ii) eine y-Positionssensor zum Messen einer y-Koordinate der Markerposition und (iii) ein Marker-Erfassungssystem zum Erfassen der Marker auf dem Messobjekt aufweist. Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Kalibrieren eines solchen Messgeräts.The invention relates to a measuring device for determining positions of markers on a flat measuring object, with (a) a measuring object receptacle and (b) a marker position detection system for detecting a marker position of a marker of the measuring object, wherein (c) the marker position detection system has an xy- Measuring unit which has (i) an x-position sensor for measuring an x-coordinate of the marker position, (ii) a y-position sensor for measuring a y-coordinate of the marker position and (iii) a marker detection system for detecting the marker on the measurement object having. According to a second aspect, the invention relates to a method for calibrating such a measuring device.
Zur Vermessung feiner Strukturen, beispielsweise von Strukturen auf einer Belichtungsmaske, die zur Herstellung von Halbleiterbauelementen wie beispielsweise Prozessoren verwendet werden, werden Messgeräte verwendet. Diese Strukturen könnten auch als Marker bezeichnet werden. Diese Messgeräte sollen eine möglichst geringe Messunsicherheit haben. Je geringer die Messunsicherheit ist, desto genauer kann sichergestellt werden, dass der tatsächliche Marker beispielsweise auf der Belichtungsmaske einer Soll-Position entspricht.Measuring devices are used to measure fine structures, for example structures on an exposure mask, which are used to manufacture semiconductor components such as processors. These structures could also be referred to as markers. These measuring devices should have the lowest possible measurement uncertainty. The lower the measurement uncertainty, the more precisely it can be ensured that the actual marker corresponds to a target position, for example on the exposure mask.
Derartige Messgeräte müssen kalibriert werden. Um eine möglichst geringe Messunsicherheit zu erreichen, ist ein sogenanntes Selbstkalibrierverfahren besonders vorteilhaft. Ein Selbstkalibrierverfahren ist ein Verfahren, bei dem die Eigenschaften des zum Kalibrieren verwendeten Objekts herausgerechnet werden können, sodass etwaige Positionsunsicherheiten von Markern auf dem zum Kalibrieren verwendeten Objekt die Messunsicherheit des Messgeräts nicht erhöht.Such measuring devices must be calibrated. In order to achieve the lowest possible measurement uncertainty, a so-called self-calibration method is particularly advantageous. A self-calibration method is a method in which the properties of the object used for calibration can be calculated out, so that any position uncertainties of markers on the object used for calibration do not increase the measurement uncertainty of the measuring device.
Der Nachteil an vielen Verfahren zum Selbstkalibrieren ist der hohe apparative und/oder zeitliche Aufwand.The disadvantage of many methods for self-calibration is the high expenditure on equipment and / or time.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, Nachteile im Stand der Technik zu vermindern.The invention is based on the object of reducing disadvantages in the prior art.
Die Erfindung löst das Problem durch ein gattungsgemäßes Messgerät, das zumindest einen zweiten x-Positionssensor zum Messen einer x-Koordinate der Markerposition aufweist, wobei der zweite x-Positionssensor in y-Richtung vom ersten Positionssensor beabstandet ist und wobei das Messgerät zumindest einen zweiten y-Positionssensor zum Messen der y-Koordinate der Markerposition aufweist, wobei der zweite y-Positionssensor in x-Richtung vom ersten Positionssensor beabstandet ist.The invention solves the problem by means of a generic measuring device that has at least one second x-position sensor for measuring an x-coordinate of the marker position, the second x-position sensor being spaced from the first position sensor in the y-direction and the measuring device at least a second y Position sensor for measuring the y-coordinate of the marker position, the second y-position sensor being spaced from the first position sensor in the x-direction.
Gemäß einem zweiten Aspekt löst die Erfindung das Problem durch ein Verfahren zum Kalibrieren eines erfindungsgemäßen Messgeräts nach einem der vorstehenden Ansprüche und/oder zum Bestimmen einer Positionsabweichung von Markern auf einem flächigen Messobjekt mittels des Messgeräts, mit den Schritten (a) Anordnen des flächigen Messobjekts auf einer Messobjektaufnahme des Messgeräts, (b) zumindest zweifaches, insbesondere dreifaches, Wiederholen der Schritte: (i) Erfassen einer Markerposition eines Markers mittels eines Markerpositions-Erfassungsgeräts, insbesondere eines Mikroskops, sodass erste Roh-Positionsdaten erhalten werden, und (ii) Bewegen des flächigen Messobjekts und des Markerpositions-Erfassungsgeräts relativ zueinander, (c) Drehen des flächigen Messobjekts um die Z-Achse relativ zum Markerpositions-Erfassungssystem, vorzugsweise um 120° oder 90°, und Durchführen von Schritt (b) an den gleichen Markern, sodass zweite Roh-Positionsdaten erhalten werden, und (d) Ermitteln von Kalibrierdaten zum Korrigieren systematischer Messabweichungen des Messgeräts und/oder von Real-Positionsdaten aus den Roh-Positionsdaten.According to a second aspect, the invention solves the problem by means of a method for calibrating a measuring device according to the invention according to one of the preceding claims and / or for determining a position deviation of markers on a flat measurement object by means of the measurement device, with the steps (a) arranging the flat measurement object a measurement object recording of the measuring device, (b) repeating the steps at least twice, in particular three times: (i) detecting a marker position of a marker by means of a marker position recording device, in particular a microscope, so that first raw position data are obtained, and (ii) moving the flat measurement object and the marker position detection device relative to each other, (c) rotating the flat measurement object about the Z axis relative to the marker position detection system, preferably by 120 ° or 90 °, and performing step (b) on the same markers so that second Raw position data is obtained, and (d) determining Calibration data for correcting systematic measurement deviations of the measuring device and / or of real position data from the raw position data.
Vorteilhaft an der Erfindung ist, dass das Kalibrieren und/oder die Bestimmung der Marker auf dem Flächenmessobjekt in aller Regel beschleunigt werden kann. The advantage of the invention is that the calibration and / or the determination of the markers on the area measurement object can generally be accelerated.
Vorteilhaft ist zudem, dass sich die Messbedingungen beim Kalibrieren nicht von den Messbedingungen bei der späteren Messung unterscheiden. Systematische Messunsicherheiten durch ein anderes Messregime werden so vermieden.It is also advantageous that the measurement conditions during calibration do not differ from the measurement conditions during the subsequent measurement. Systematic measurement uncertainties due to a different measurement regime are thus avoided.
Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird unter einer Messobjektaufnahme eine Vorrichtung verstanden, mittels der das zu vermessende Messobjekt zur Messung aufgenommen werden kann.In the context of the present description, a measurement object recording is understood to mean a device by means of which the measurement object to be measured can be recorded for measurement.
Unter dem Markerpositions-Erfassungssystem wird insbesondere jedes System verstanden, mittels dem die Markerposition des Markers relativ zu einem vorgegebenen, insbesondere kartesischen, Koordinatensystem festgestellt werden kann. Beispielsweise umfasst das Markerpositions-Erfassungssystem ein Mikroskop. Es kann sich bei dem Marker-Erfassungssystem um ein optisches oder sonstiges Mikroskop, um einen taktilen Sensor, Konfokalsensor oder sonstigen Sensor zum Erfassen des Markers handeln. In anderen Worten ist es für das Mikroskop nicht notwendig, dass die Messungen auf Basis von elektromagnetischer Strahlung erfolgt. Beispielsweise kann das Mikroskop auch ein Rasterkraftmikroskop oder ein sonstiges Rastersondenmikroskop sein.The marker position detection system is understood to mean, in particular, any system by means of which the marker position of the marker can be determined relative to a predetermined, in particular Cartesian, coordinate system. For example, the marker position detection system comprises a Microscope. The marker detection system can be an optical or other microscope, a tactile sensor, confocal sensor or other sensor for detecting the marker. In other words, it is not necessary for the microscope to take measurements on the basis of electromagnetic radiation. For example, the microscope can also be an atomic force microscope or some other scanning probe microscope.
Unter Kalibrierdaten werden insbesondere eine x-Abweichfunktion, die eine systematische Messabweichung des ersten x-Positionssensors in Abhängigkeit von der y-Position beschreibt, und/oder eine y-Abweichfunktion, die eine systematische Messabweichung des ersten y-Positionssensors in Abhängigkeit von der x-Position beschreibt, verstanden.Calibration data is in particular an x-deviation function that describes a systematic measurement deviation of the first x-position sensor as a function of the y-position, and / or a y-deviation function that describes a systematic measurement deviation of the first y-position sensor as a function of the x- Position describes, understood.
Unter einer x-y-Messeinheit wird insbesondere eine Messeinheit verstanden, mittels der Koordinaten in einem kartesischen Koordinatensystem ermittelt werden können. Es ist möglich, nicht aber notwendig, dass sich die x-Achse senkrecht zur y-Achse erstreckt. Insbesondere ist es auch möglich, dass die x-Achse und die y-Achse einen Winkel von beispielsweise 120° oder 60° miteinander einschließen.An x-y measuring unit is understood to mean, in particular, a measuring unit by means of which coordinates in a Cartesian coordinate system can be determined. It is possible, but not necessary, for the x-axis to extend perpendicular to the y-axis. In particular, it is also possible for the x-axis and the y-axis to enclose an angle of, for example, 120 ° or 60 ° with one another.
Der Abstand zweier benachbarter Marker muss kleiner sein als der Abstand der x-Positionssensoren und/oder der y-Positionssensoren.The distance between two adjacent markers must be smaller than the distance between the x position sensors and / or the y position sensors.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Messgerät eine Auswerteeinheit, die ausgebildet ist zum automatischen Durchführen eines Verfahrens mit den Schritten (a) zumindest dreifaches Wiederholen der Schritte (
Vorteilhaft daran ist, dass die x-Abweichfunktion für nachfolgende Messungen verwendet werden können, um das Messgerät zu kalibrieren.The advantage of this is that the x-deviation function can be used for subsequent measurements in order to calibrate the measuring device.
Vorzugsweise ist die Auswerteeinheit ausgebildet zum automatischen Ermitteln von Real-Positionsdaten in einem kartesischen Koordinatensystem aus den Roh-Positionsdaten. In anderen Worten ist ein weiteres mögliches Messergebnis die korrigierte Lage der Marker.The evaluation unit is preferably designed to automatically determine real position data in a Cartesian coordinate system from the raw position data. In other words, another possible measurement result is the corrected position of the markers.
Besonders günstig ist es, wenn (a) die x-Positionssensoren (i) einen ersten x-Spiegel, der sich in y-Richtung erstreckt und relativ zur Messobjektaufnahme befestigt ist, und (ii) einen zweiten x-Spiegel, der (sich vorzugsweise in y-Richtung erstreckt und) relativ zum Marker-Erfassungssystem befestigt ist, umfassen, (b) der erste x-Positionssensor ausgebildet ist zum (i) Aussenden eines ersten x-Mess-Laserstrahls auf den ersten x-Spiegel entlang der y-Achse, (ii) Aussenden eines ersten x-Referenz-Laserstrahls auf den zweiten x-Spiegel und (iii) Interferieren-Lassen des vom x-Spiegel reflektierten ersten x-Mess-Laserstrahls mit vom zweiten x-Spiegel reflektierten x-Referenz-Laserstrahl, und dass (c) der zweite x-Positionssensor ausgebildet ist zum (i) Aussenden eines zweiten x-Mess-Laserstrahls auf den ersten x-Spiegel, (ii) Aussenden eines zweiten x-Referenz-Laserstrahls auf den zweiten x-Spiegel und (iii) Interferieren-Lassen des vom x-Spiegel reflektierten zweiten x-Mess-Laserstrahls mit dem zweiten x-Referenz-Laserstrahl.It is particularly favorable if (a) the x-position sensors (i) a first x-mirror, which extends in the y-direction and is fastened relative to the measurement object receptacle, and (ii) a second x-mirror, which (preferably extends in the y-direction and) is fastened relative to the marker detection system, comprise, (b) the first x-position sensor is designed to (i) emit a first x-measuring laser beam onto the first x-mirror along the y-axis (ii) emitting a first x reference laser beam onto the second x mirror and (iii) allowing the first x measurement laser beam reflected by the x mirror to interfere with the x reference laser beam reflected by the second x mirror, and that (c) the second x-position sensor is designed to (i) emit a second x-measuring laser beam onto the first x-mirror, (ii) emit a second x-reference laser beam onto the second x-mirror and ( iii) Interfering the second x-measuring laser beam reflected by the x-mirror with the second x reference laser beam.
Vorzugsweise umfassen (a) die y-Positionssensoren (i) einen ersten y-Spiegel, der (sich vorzugsweise in x-Richtung erstreckt und) relativ zur Messobjektaufnahme befestigt ist, (ii) einen zweiten y-Spiegel, der (sich vorzugsweise in x-Richtung erstreckt und) relativ zum Markerpositions-Erfassungssystem befestigt ist, (b) der erste y-Positionssensor ausgebildet ist zum (i) Aussenden eines ersten y-Mess-Laserstrahls auf den ersten y-Spiegel, (ii) Aussenden eines ersten y-Referenz-Laserstrahls auf den zweiten y-Spiegel und (iii) Interferieren-Lassen des vom y-Spiegel reflektierten ersten y-Mess-Laserstrahls mit dem ersten y-Referenz-Laserstrahl, (c) der zweite y-Positionssensor ausgebildet ist zum (i) Aussenden eines zweiten y-Mess-Laserstrahls auf den ersten y-Spiegel, (ii) Aussenden eines zweiten y-Referenz-Laserstrahls, insbesondere auf den zweiten y-Spiegel, und (iii) zum Interferieren-Lassen des vom Spiegel reflektierten zweiten y-Mess-Laserstrahls mit einem zweiten y-Referenz-Laserstrahl, sodass Roh-Positionsdaten erhalten werden.Preferably, (a) the y-position sensors comprise (i) a first y-mirror, which (preferably extends in the x-direction and) is fastened relative to the measurement object receptacle, (ii) a second y-mirror, which (preferably extends in x -Direction and) is attached relative to the marker position detection system, (b) the first y-position sensor is designed to (i) emit a first y-measuring laser beam onto the first y-mirror, (ii) emit a first y- Reference laser beam on the second y-mirror and (iii) interfering the first y-measurement laser beam reflected by the y-mirror with the first y-reference laser beam, (c) the second y-position sensor is designed for (i ) Emitting a second y-measuring laser beam onto the first y-mirror, (ii) emitting a second y-reference laser beam, in particular onto the second y-mirror, and (iii) for interfering the second y-mirror reflected by the mirror -Measuring laser beam with a second y-reference laser st rahl so that raw position data is obtained.
Eine besonders hohe Messgenauigkeit kann erreicht werden, wenn die x-Mess-Laserstrahlen parallel zueinander ausgerichtet sind.A particularly high measurement accuracy can be achieved if the x-measurement laser beams are aligned parallel to one another.
Günstig ist es, wenn die drei Marker nicht auf einer Linie liegen, welche bei beiden Auflagen des Messobjekts auf der Messobjektaufnahme parallel zu einer der Messrichtungen eines der Sensoren liegt. In anderen Worten liegen beispielsweise keine drei Marker parallel zur x-Achse in der ersten Auflage des Messobjekts und/oder parallel zur y-Achse bei der zweiten Auflage des Messobjekts.It is favorable if the three markers do not lie on a line which, when the measurement object rests on the measurement object receptacle, is parallel to one of the measurement directions of one of the sensors. In other words, for example, no three markers lie parallel to the x-axis in the first support of the measurement object and / or parallel to the y-axis in the second support of the measurement object.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:
-
1 eine perspektivische schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Messgeräts und die -
2a und2b Skizzen zur Erläuterung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
1 a perspective schematic view of a measuring device according to the invention and -
2a and2 B Sketches to explain a method according to the invention.
Die Positionen
Das Markerpositions-Erfassungssystem
Die Messergebnisse der Positionssensoren 24, 24.2, 24.3, 26.1, 26.2 werden an eine Auswerteeinheit
Die Messobjektaufnahme
Das Messgerät
Die x-Positionssensoren bilden jeweils einen x-Mess-Laserstrahl 34.i und einen x-Referenz-Laserstrahl 35.i aus. Die x-Mess-Laserstrahlen laufen bis zum ersten x-Spiegel 30.1 und die x-Referenz-Laserstrahlen zum zweiten x-Spiegel 30.2, werden dort reflektiert und vom jeweiligen x-Positionssensor 24 zur Interferenz gebracht. Auf diese Weise ist eine Abstandsänderung in x-Richtung mit hoher Genauigkeit bestimmbar.The x position sensors each form an x measurement laser beam 34.i and an x reference laser beam 35.i. The x-measuring laser beams run to the first x-mirror 30.1 and the x-reference laser beams to the second x-mirror 30.2, are reflected there and are brought to interference by the respective x-position sensor 24. In this way, a change in distance in the x direction can be determined with high accuracy.
Die y-Positionssensoren 26.1, 26.2 senden jeweils y-Mess-Laserstrahlen 36.1, 36.2 auf den ersten y-Spiegel 32.1 und y-Referenz-Laserstrahl 38.1, 38.2, auf den zweiten y-Spiegel 32.2. Ebenfalls zum Interferieren-Lassen der Laserstrahlen wird eine Abstandsänderung in y-Richtung des Messobjekts
Es wird davon ausgegangen, dass die x-Positionssensoren eine systematische Messabweichung haben, die nur von den y-Positionen abhängen, an der sie sich im Moment der Messung befinden. Zudem wird davon ausgegangen, dass die y-Positionssensoren eine systematische Messabweichung haben, die nur von den x-Positionen abhängen.It is assumed that the x-position sensors have a systematic measurement deviation that only depends on the y-positions at which they are at the moment of measurement. In addition, it is assumed that the y position sensors have a systematic measurement deviation that only depends on the x positions.
Wird mit einem Positionssensor ein Messwert m an einer Position eines Markers aufgenommen, so bezeichnet der erste Index, ob der Messwert von einem x-Positionssensor (Index x) oder einem y-Positionssensor (Index y) stammt. Der zweite Index gibt an, der wievielte Positionssensor gemessen hat, von denen für x-Positionssensor und y-Positionssensor jeweils zumindest zwei existieren. Der dritte Index
Eine Messung ergibt die Koordinaten der Marker-Position, welche durch systematische Messabweichungen von der Position in einem idealen Koordinatensystem abweicht. Die Koordinaten haben drei Indices, der erste Index S gibt an, dass die Koordinate im idealen Koordinatensystem angegeben ist. Der zweite Index
Die nichtlinearen, systematischen Mess-Abweichungen der y-Positionssensoren von der y-Achse eines idealen, insbesondere kartesischen, Koordinatensystems in Abhängigkeit von der x-Position der Messung wird beschrieben durch eine Abweichfunktion
Ein Ergebnis des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die Abweichfunktionen
Es ist möglich, dass sich die Zahl
Um die Abweichungen numerisch zu erfassen, werden die Abweichfunktionen als Summe von Basis-Funktionen beschrieben. Die Basis-Funktionen sind vorzugsweise linear unabhängig. Sie bilden vorzugswiese eine Orthogonalbasis. Im vorliegenden Fall werden die Abweichfunktionen über die Längen der erfassten Abweichungen (Lx bzw. Ly) durch Sinus- und Kosinusfunktionen beschrieben.
Der Kalibriervektor hängt über die Gleichung
Es ist möglich, dass sich die Anzahl der Parameter Mx zur Beschreibung der Abweichfunktion parallel zur Y-Achse (f(x)) von der Zahl der Parameter My zur Beschreibung der Abweichfunktion parallel zur X-Achse (g(y)) unterscheidet. In diesem Fall lautet der Parametervektor:
Wird unter dem Winkel Φ = 0° am j-ten Marker mit jeweils zwei x- und y-Positionssensoren gemessen und wird genähert sinγ ≈ γ angenommen, so können die erhaltenen Messergebnisse m wie folgt dargestellt werden:
Der Winkel γj1 beschreibt die relative Rotation um die Z-Achse der Messobjektaufnahme zu den Positionssensoren (bzw. bei Bewegung des Marker-Erfassungsystems dessen relative Rotation um die Z-Achse zu den Positionssensoren) und damit einhergehend der systematischen Abweichfunktionen (z.B. Spiegeltopographien) bei der Messung des j-ten Marker gegenüber dem Marker-Erfassungssystem (z.B. Mikroskop) bei der Auflage des Messobjektes unter dem Winkelϕ1 = 0°. Der Winkel γM beschreibt die relative Abweichung der Abweichfunktionen von einer Orthogonalbasis (z.B. Winkel zwischen dem X-Spiegel und dem Y-Spiegel beträgt nicht 90°) - daher wird dieser auch als Orthogonalitätsfehler bezeichnet.The angle γ j1 describes the relative rotation around the Z-axis of the measurement object receptacle to the position sensors (or when the marker detection system moves, its relative rotation around the Z-axis to the position sensors) and the associated systematic deviation functions (e.g. mirror topographies) the measurement of the j-th marker compared to the marker detection system (eg microscope) when the measurement object is placed at the angle 1 = 0 °. The angle γ M describes the relative deviation of the deviation functions from an orthogonal basis (e.g. the angle between the X mirror and the Y mirror is not 90 °) - therefore it is also referred to as an orthogonality error.
Diese Gleichung lautet in Matrixschreibweise
Die Koordinaten der Marker im idealen Koordinatensystem S lassen bei einem um den Winkel Φφ gedrehten Messobjekt mit Hilfe der Rotationsmatrix Rφ und den Mittelpunktkoordinaten beschreiben:
Die absolute Lage des Messobjektes, nämlich
Es muss mindestens eine Messung aller in der ersten Messung erfassten Marker nach einer Drehung des Messobjekts um die Z-Achse, vorzugsweise um 120° oder 90°, durchgeführt werden. Weitere Messungen mit verschobenem und/oder verdrehtem Messobjekt sind möglich, nicht aber notwendig. Ganz allgemein ist darf eine Verschiebung des Messobjekts nicht größer sein als das Messobjekt selbst. Es gilt
Mindestens ein Sensor pro Achse ist nicht in einer Linie mit dem Marker-Erfassungssystem (Mikroskop) angeordnet. Eine Rotation des Messobjektträgers und damit einhergehen der Spiegeltopographien relativ zu den interferometrischen Sensoren um die Z-Achse führt zu einer Abweichung der interferometrischen Messung. Die Abweichung Δmxi j φ des i-ten X-Sensors bei der φ-ten Orientierung/ Auflage des Messobjektes bei Messung der j-ten Marker entspricht unter der Voraussetzung einer kleinen Winkelnäherung (sin(γ) ≈ γ) dem Produkt aus der Winkeländerung γjφ und dem Abstand der Messlinie des Sensors zu einer parallelen Linie, welche durch den Messpunkt des Mikroskops verläuft (s.g. Abbe Offset). Diese Abstände der Sensoren (dxi bzw. dyi), siehe
Dies führt zu den L*N Parametern:
This leads to the L * N parameters:
Zur Erfassung dieser Q = (L-1) Parameter wird die Teilmatrix S entsprechend erweitert und ergibt die Gleichung (17) anstelle der Gleichung (15)(17).
Weitere systematische Fehler sind im Patent
Zur Bestimmung der Parameter
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- MessgerätMeasuring device
- 1212
- Markermarker
- 1414th
- MessobjektMeasurement object
- 1515th
- kartesisches KoordinatensystemCartesian coordinate system
- 1616
- MessobjektaufnahmeMeasurement object recording
- 1818th
- Auflagerpunkt Support point
- 2020th
- Markerpositions-ErfassungssystemMarker position detection system
- 2222nd
- Mikroskopmicroscope
- 2424
- x-Positionssensorx position sensor
- 2626th
- y-Positionssensory position sensor
- 2828
- AuswerteeinheitEvaluation unit
- 3030th
- x-Spiegel x mirror
- 3232
- y-Spiegely mirror
- 3434
- x-Mess-Laserstrahlx measurement laser beam
- 3535
- x-Referenz-Laserstrahlx reference laser beam
- 3636
- y-Mess-Laserstrahly-measurement laser beam
- 3838
- y-Referenz-Laserstrahl y reference laser beam
- φφ
- Laufindex (1... L)Running index (1 ... L)
- ΦΦ
- DrehwinkelRotation angle
- g(y)g (y)
- x-Abweichfunktionx-deviation function
- f(x)f (x)
- y-Abweichfunktiony-deviation function
- ii
- LaufindexRunning index
- jj
- Laufindex der Marker (1... N)Running index of the marker (1 ... N)
- kx k x
- Zahl der x-PositionssensorenNumber of x position sensors
- ky k y
- Zahl der y-PositionssensorenNumber of y position sensors
- LL.
- Zahl der unterschiedlichen Auflagen des MessobjektsNumber of different editions of the measurement object
- NN
- Zahl der MarkerNumber of markers
- Pj P j
- Positionposition
- natürliche Zahl, Anzahl weiterer systematischer Fehlernatural number, number of further systematic errors
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- US 8473237 B2 [0049]US 8473237 B2 [0049]
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DE102019119306.0A DE102019119306A1 (en) | 2019-07-16 | 2019-07-16 | Measuring device for determining positions of markers on a planar measuring object and method for calibrating such a measuring device |
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2019
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