DE3335658A1

DE3335658A1 - Verfahren und vorrichtung zur automatischen ausrichtung von objekten

Info

Publication number: DE3335658A1
Application number: DE19833335658
Authority: DE
Inventors: Yasuyoshi Tokyo Yamada
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1982-10-02
Filing date: 1983-09-30
Publication date: 1984-04-05
Also published as: US4563094A; GB2131196A; JPS5963504A; JPS6352322B2; GB8325482D0; DE3335658C2; GB2131196B

Description

Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Ausrichtung von Objekten

Die vorliegende Erfindung betrifft die automatische Ausrichtung von Objekten, genauer gesagt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen von Ausrichtungssignalen, wobei ein Laserstrahl auszurichtende Objekte abtastet und von Ausrichtungsmarken reflektiert wird, um zur Ausrichtung verwendetes Streulicht zu erzeugen. Das Verfahren wird bei der Herstellung von integrierten Schaltungen auf Halbleiterbasis eingesetzt.

Bei derartigen Vorrichtungen ist es üblich, ein HaIbleiterplättchen und eine Maske übereinander anzuordnen und ihre Ausrichtungsmarken abzutasten, um die Position der Marken zu erfassen. Diesbezüglich wird auf die US-PS 'sen 4 167 677 und 4 199 219 verwiesen. Wie in Figur 1a gezeigt ist, besitzt die Maske eine Ausrichtungsmarke, die ein erstes und zweites stabförmiges Markierungselement M1 und M2 umfasst, welche im Abstand voneinander und parallel zueinander und unter einem Winkel θ zur Abtastlinie A geneigt angeordnet sind. Die Maske umfasst ferner ein drittes und viertes stabför-

miges Markierungselement M3 und M4, die im Abstand voneinander und parallel zueinander sowie unter einem Winkel 0 in entgegengesetzter Richtung zur Abtastlinie A geneigt angeordnet sind. Das Plättchen besitzt eine Ausrichtungsmarke_s wie in Figur 2b gezeigt, die ein erstes und zweites stabförmiges Markierungselement W1 und W2 umfasst5 die relativ zur Abtastlinie A unter dem gleichen Winkel Θ ., jedoch in unterschiedlichen Richtungen geneigt angeordnet sind. Die Marken der Maske uttd des Plättchens sind übereinander angeordnet, wie j η Figur 1c gezeigt, um zwischen ihnen eine Ausrichtung zu erzielen. Wenn die im Zustand der Figur 1c angeordneten Marken von einem Laserstrahlpunkt entlang der Abtastlinie A abgetastet werden;, wird der Strahl von den Markierungselementen M1, M2, M3, M4, W1 und W2 gestreut reflektiert. Das reflektierte Streulicht wird von einem Fotorezeptor empfangen, der in Abhängigkeit von den Positionen der entsprechenden I.'Jarkierungselemente Impulssignale erzeugt, wie in Figur 1d gezeigt. Die Impulssignale werden durch Abschneiden der oberen Enden der Signale an einer geeigneten Schwelle V mit Hilfe eines !Comparators in Rechteckimpulse überführt. Diese Impulse sind in Figur 1e gezeigt. Die Lagebeziehung zwischen dem Plättchen und der Maske kann aus den Zeitintervallen zwischen den Markierungselementen ermittelt werden. Das Plättchen oder die Maske werden in Abhängigkeit von der auf diese Weise ermittelten Lagebeziehung verschoben, um zwischen ihnen eine Ausrichtung zu erreichen.

Normalerweise wird der Abtastvorgang mit Hilfe eines Laserstrahlpunktes durchgeführt. Hierbei kann jedoch eine fehlerhafte bzw» weniger genaue Ausrichtung erhalten werden j wenn Staub- oder Aluminiumpartikel auf der Aifotastlinie vorhanden sind. Die Aluminiumpartikel werden nämlich zur Herstellung der Ausrichtungsmarken verwendet. Bei Halbleiterplättchen für die Herstellung von

integrierten Schaltungen muß jedoch die Ausrichtung bis in den. yi/ra-Bereich oder noch darunter genau sein. Es ist daher hierbei erforderlich, eine äußerst genaue Ausrichtung zu erzielen.

Nachdem die Positionen der Ausrichtungsmarken erfasst sind, werden das Plättchen und/oder die Maske zur Ausrichtung angetrieben. Es ist dabei äußerst selten, daß ein Antriebsvorgang allein zu einer korrekten Ausrichtung führt j normalerweise wird der Ausrichtungsvorgang einige Male wiederholt. Um die Genauigkeit der Erfassung zu vergrößern, werden darüberhinaus die Ausrichtungsmarken mehrere Male abgetastet, um den Durchschnitt der Ergebnisse ermitteln zu können. Bei einer Repetier-Ausrichtungsvorrichtung, bei der bei jedem Vorgang eine Ausrichtung durchgeführt wird, werden für ein Plättchen zwischen 10 und 100 Ausrichtungsvorgänge ausgeführt. Neben einer verbesserten Genauigkeit ist daher eine Reduzierung der zur Ausrichtung erforderlichen Zeit höchst wünschenswert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der die Ausrichtungsmarken in wirksamer Weise erfasst und die für diese Erfassung erforderliche Zeit reduziert werden kann.

Die Erfindung bezweckt ferner die Schaffung einer Vor-srichtung, mit der der Kontakt zwischen einem Rand der Ausrichtungsmarke und dem Ausleuchtungsbereich des Abtastlichtes erhöht werden kann, um eine Qualitätsverschlechterung des Signales zu mildern, die durch eine teilweise Zerstörung des Randes der Ausrichtungsmarke verursacht werden kann.

Ferner soll mittels der Erfindung die Möglichkeit der Erzeugung von fehlerhaften Signalen, verursacht durch Staub, verdampfte Partikel o.a., auf ein Minimum gebracht werden.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Patentanspruch 1 gelöst. Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Lie Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Das Ausführungsbeispiel betrifft die Ausrichtung zwischen einer Maske und einem Plättchen. Die Erfindung ist jedoch ebenfalls bei einer Inspektionsvorrichtung für eine Halbleitervorrichtung;, einer Drahtbindevorrichtung oder einer Chips-Schneidemaschine in bezug auf die Ausrichtung der entsprechenden Arbeitsstellungen anwendbarj, wobei die Ausrichtung hierbei eine absolute Größe relativ zu einer Bezugsgröße darstellt.

Es zeigen;

Figur 1 herkömmlich ausgebildete Ausrichtungsmarken

einer Maske und eines Plättchens, wobei in Figur 1a die Ausrichtungsmarke einer Maske, in Figur 1t> die Ausrichtungsmarke eines PlättchenSp in Figur 1c die Karken im übereinander gelagerten Zustand, in Figur 1d die

durch das Abtasten der Marken von 1c erzeugten Ausgangssignale und in Figur 1e die aus den Signalen.von 1c gewonnenen Impulse gezeigt sind;

- .10 -

Figur 2

Figur 3

Figur 4

Figur 5

ein erfindungBgemäß ausgebildetes optisches System;

ein Blockdiagramm des Steuersystems für das System der Figur 2;

die Betriebsweise der erfindungsgemäß ausgebildeten Ausführungsform, wobei Figur 4a ein Beispiel der Positionen der Ausrichtungsmarken und die Figuren 4b, 4c, 4e und 4f die durch das Abtasten gewonnenen Impulse sowie Figur 4d die Zeitdauer für eine spezielle Überprüfung zeigen; und

eine perspektivische Ansicht eines Teiles eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung.

In Figur 2 ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt, d.h. ein Ausrichtung- und Belichtungssystem, bei der eine Maske 1 von einem nicht gezeigten Maskenhalter gehaltert wird. Ein Plättchen 2 wird von einem Tisch 3 getragen. Die Maske 1 weist an zwei unterschiedlichen Stellen Ausrichtungsmarken M auf, und das Plättchen 2 besitzt ebenfalls an unterschiedlichen Stellen entsprechende Ausrichtungsmarken W. Die Karken entsprechen den in den Figuren 1a und 1b gezeigten Marken und sind, wie in Figur 1c gezeigt, übereinander angeordnet. Das Ausrichtungs- und Belichtungssystem umfasst eine Laserstrahlquelle 10, eine Ablenkeinheit 11, beispielsweise ein akustisch-optisches Element, nebeneinander angeordnete zylindrische Linsen 12 und 13» die entsprechende orthogonale Achsen aufweisen, ein Prisma 14 und einen drehbaren polygonalen Spiegel 15·

Die Ablenkeinheit 11, die zylindrischen Idnsan 12 und 13, das Prisma 14 und der polygonale Spiegel 15 sind in dieser Reihenfolge entlang des Kanales des Laserstrahles L, der von der Laserstrahlquelle 10 erzeugt wird, angordnet.

Entlang dem Kanal des von dem polygonalen Spiegel 15 reflektierten Laserstrahles L sind Zwischenlinsen 16 und 17 und ein Prisma 18 angeordnet, das den Laserstrahl in Abhängigkeit vom Winkel der Spiegelablenkung in zwei orthogonale Richtungen ablenkt. An jeder Seite des Prismas 18 ist eine Reihe von optischen Systemen angeordnet. Diese optischen Systeme sind symmetrisch und umfassen Halbspiegel 19a und 19b zum Ablenken des Laserstrahles L und zum Leiten des von der Maske 1 und/oder dem Plättchen 2 reflektierten Strahles zu einem Fotorezeptor, Zwischenlin-

sen 20a und 20b, Blenden . 21a und 21b und Objektivlinsen 22a und 22b. Auf der optischen Bahn des von der Maske 1 und/oder dem Plättchen*2 reflektierten Strahles sind nach den Halbspiegeln 19a und 19b Spiegel 23a und 23b, Abbildungslinsen 24a und 24b, einen Teil des Lichts blockierende Platten 25a und 25b für Filterzwecke, die einen mittleren lichtblockierenden Abschnitt aufweisen, Sammellinsen 26a und 26b und fotoelektrische Umformer 27a und 27b vorgesehen, die alle symmetrisch angeordnet sind, so daß auf symmetrische Weise zwei Reihen von fotoelektrischen optischen Erfassungssystemen gebildet werden.

N achfolgend wird derjenige Teil des optischen Systems;-erläutert, der von der Laserquelle 10 zum polygonalen Spiegel 15 reicht. Der Laserstrahl L wird wahlweise von der Ablenkeinheit 11 in eine der beiden optischen Bahnen abgelenkt? so daß er auf eine der zylindrischen Linsen 12 und 13 trifft, von denen jede nur in einer Richtung als Sammellinse wirkt. Die Richtung von einer der zylindrischen Linsen 12 und 13 verläuft senkrecht zu der der

anderen. Der durch eine der zylindrischen Linsen gedrungene Strahl L besitzt einen schlitzförmigen Querschnitt, da er sich nur in einer Richtung entfaltet. Der Strahl mit schlitzförmigem Querschnitt wird durch ein Prisma 14 gebrochen, so daß er an der Stelle B auf den polygonalen Spiegel 15 trifft, wie in Figur 2 gezeigt. Dies geschieht sowohl mit dem die zylindrische Linse 12 durchdringenden Strahl als auch mit dem die zylindrische Linse 13 durchdringenden Strahl. Die Ablenkeinheit 11 wird über einen Antrieb 28 betätigt, der durch eine Steuereinrichtung 29 gesteuert wird.

Figur 3 zeigt ein Blockdiagramm von Einrichtungen zum Steuern der Neigung des Bereiches auf der abzutastenden Oberfläche, die von dem Laserstrahl erleuchtet wird, in Abhängigkeit von Ausgangssignalen der fotoelektrischen Umformer 27a und 27b. Der Ausgang der fotoelektrischen Umformer 27a und 27b wird über eine Wellenverarbeitungsschaltung 31 und eine Zählschaltung 32 der vorstehend beschriebenen Steuerschaltung 29 zugeführt. Ferner ist an die Steuerschaltung 29 der Ausgang einer Zeitgeberschaltung 33 angeschlossen. Die Steuerschaltung 29 erzeugt ein Ausgangssignal für die Lichtablenkeinheit 1 über den vorstehend beschriebenen Antrieb. Die von der Wellen-Verarbeitungsschaltung 31 erzeugten Impulssignale werden einer Verarbeitungsschaltung 34 zugeführt, in der der Grad der Ausrichtung unterschieden wird. In Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der Verarbeitungsschaltung bewegt und/oder dreht ein Antriebsmechanismus M (Figur 2) den Plättchentisch um die Größe der Fehlausrichtung, die von der Verarbeitungsschaltung 34 bestimmt wurde, um die Maske 1 und das Plättchen 2 in einen zueinander ausgerichteten Zustand zu bringen.

Da die erfindungsgemäße Ausführungsform den vorstehend beschriebenen Aufbau aufweist, durchläuft der von der Laserstrahlenquelle 10 erzeugte Laserstrahl L eine der von der Ablenkeinheit 11 festgelegten optischen Bahnen, die durch die Steuerschaltung 26 gesteuert wird, und trifft auf die erste zylindrische Linse 12 auf und wird in einen schlitzförmigen Strahl umgewandelt. Dieser Strahl wird dann durch das Prisma 14 gebrochen, so daß er auf den Ausgangspunkt B der Ablenkung auf den polygonalen Spiegel 15 trifft, durch welchen der Strahl in gestreuter Weise abgelenkt wird. Der vom polygonalen Spiegel abgelenkte Strahl L durchläuft die Zwischenlinsen 16 und 17 und erreicht eine i8a der geneigten Flächen des Prismas 18,über das der Strahl in Figur 2 nach links und dann

15·. von dem Halbspiegel 19a unter einem rechten Winkel nach unten reflektiert wird. Der Strahl L passiert dann die ι Zwischenlinse 20a, die Blende 21a und die Objektivlinse 22a, so daß er auf der Maske 1 und dem Plättchen 2 abgebildet wird. Die Orientierung der ersten zylindrischen Linse 12 ist so festgelegt, daß sich der erleuchtete Bereich, der von dem auftreffenden Laserstrahl L auf der Maske 1 öder dem Plättchen 2 gebildet wird, unter einem Winkel von 45° zur Abtastlinie A erstreckt, wie mit 1 in Figur 4a bezeichnet, d.h. im wesentlichen parallel zu den Ausrichtungsmarken M1 , V/1 und M2. Somit beleuchtet der Strahl L die erste Gruppe der Ausrichtungsmarken als schlitzförmiger Strahl im wesentlichen parallel zu diesen Marken.

Wenn der schlitzförmige erleuchtete Bereich 1 entlang der Abtastlinie A bewegt wird, wird der Strahl von den Markierungselementen M1, W1 und M2 gestreut reflektiert. Ein Teil des Streulichtes wird durch die Objektivlinse 22a, die Blende 21a, die Zwischenlinse 20a, den HaIbspiegel 19a, die Abbildungslinse 24a, die Teilabschirmung 25a und die Sammellinse 26a zurückgeführt und

erreicht schließlich den fotoelektrischen Umformer 27a, der Ausgangssignale S1, S2 und S3 erzeugt, wie in Figur 4b gezeigt. Der von dem Laserstrahl erzeugte erleuchtete schlitzförmige Bereich L überlagert sich mit jedem Markierungselement M1, W1 und M2 über im wesentlichen dessen gesamte Länge, so daß die Empfindlichkeit der Markierungserfassung viel größer ist als bei einer herkömmlich durchgeführten Abtastung mit punktförmiger Beleuchtung. Auf diese Weise wird die Genauigkeit der Markierungserfassung wesentlich verbessert. Der von den Ebenen oder spiegelnden Flächen der Maske 1 und des Plattchens 2 nicht gestreut reflektierte Strahl wird auf dem Mittelpunkt der blockierenden Platte 25a abgebildet, so daß dieser Strahl den fotoelektrischen Umformer 27a nicht erreicht.

Die Signale S1, S2 und S3 werden der Wellenverarbeitungsschaltung 31 zugeführt und in Rechteckimpulse P1, P2 und P3 mit gleicher Pulsbreite wie die der Signale S1, S2 und S3, die an einer vorgegebenen Schwelle abgeschnitten sind, umgewandelt, wie in Figur 4c gezeigt. Die Impulse P1, P2 und P3 werden der Zählschaltung 32 und der Verarbeitungsschaltung 34 zugeführt. Wenn eine vorgebene Anzahl von Impulsen gezählt worden ist (bei der dargestellten Ausführungform 3)> wird ein Signal der Steuerschaltung 29 zugeführt. Ein anderes Signal T wird der Steuerschaltung 29 von der Zeitgeberschaltung 33 zugeführt. Hierbei handelt es sich um ein Signal, das zu einer vorgegebenen Zeit und mit einer vorgegebenen Breite H abgegeben wird, wie in Figur 4d gezeigt. Wenn der dritte Impuls P3 innerhalb der Zeitdauer des Signales H liegt, erzeugt die Steuerschaltung 29 ein Signal zur Betätigung der Antriebsschaltung 28, um über die Ablenkeinheit 11 den Kanal des Strahles L auf die andere optische Bahn umzuleiten. Dadurch trifft der Laserstrahl L auf die .andere zylindrische Linse, d.h. die zweite Linse 13· Wie vorstehend erwähnt, ist die Achse der

« · a β

zweiten zylindrischen Linse 13 unter einem vorgegebenen Winkel zu der Achse der ersten zylindrischen Linse 12 geneigt. Folglich ändert sich die Richtung des schlitzförmigen Beleuchtungsbereiches auf der Maske und dem Plättchen, und es wird der in Figur 4a mit I¹- bezeichnete Zustand erreicht. Mit anderen Worten, der erleuchtete Bereich verläuft unter einem Winkel von 135 zur Abtastachse und im wesentlichen parallel zu den Markierungselementen M3s W2 und M4.

Zur gleichen Zeit wie diese Änderung stattfindet, ändert sich die Richtung des auf den Spiegel 15 treffenden. ^: Strahles, womit eine Änderung der Richtung des von dem Prisma 14 reflektierten Strahles E verbunden ist. FoIglieh ist die Abtastlinie am Zeitpunkt der Änderung der optischen Bahn nicht kontinuierlich. Es wird bevorzugt, die Entfernung zwischen den Markierungselementen entsprechend diesem Intervall zu bestimmen oder die Neigung der Oberfläche des Prismas 14 zu bestimmen und dadurch

20. den schlitzförmigen beleuchteten Bereich nach hinten zu führen.

Die Markierungselemente M3, W2 und M4 werden von dem schlitzförmigen erleuchteten Bereich 1', der die unterschiedliche Neigung besitzt, abgetastet. Ih ähnlicher Weise wie bei dem vorstehend beschriebenen Vorgang erzeugt der fotoelektrische Umformer 27a die Ausgangssignale S4, S5 und S6, wie in Figur 4b gezeigt, und die Wellenverarbeitungsschaltung 31 erzeugt Impulse P4,' P5 und P6, wie in Figur 4c dargestellt. Hiermit ist die Erfassung der ersten Gruppe der Markierungselemente beendet. Falls gewünscht, können die Impulse zusammen mit den vorher erhaltenen Impulsen P1, P2 und P3 verarbeitet werden, um den Ausrichtungszustand zu bestimmen.

·

Wenn demgegenüber der dritte Impuls P3 nicht während der Zeitdauer T erzeugt wird, d.h. das Markierungselement M2 nicht erfasst wird, betätigt die Steuerschaltung die Antriebsschaltung 2& zur Änderung der optischen Bahn nach dem Zeitpunkt, bis zu dem der dritte Impuls erzeugt worden sein sollte. Dadurch wird die Neigung des schlitzförmigen beleuchteten Bereiches selbst dann verändert, wenn der ditte Impuls nicht erzeugt wird. In diesem Fall weisen die von der Wellenverarbeitungsschaltung 31 zur Verarbeitungsschaltung 34 übertragenen Impulse die in Figur 4e gezeigte Form auf, da der dritte Impuls fehlt.

Infolge des Vorhandenseins von Staub oder von anderen Fremdpartikeln ist es möglich, daß eine größere Anzahl von Impulsen als vorgegeben erzeugt wird. Ein Beispiel hierfür ist in Figur 4f dargestellt. Der Impuls P7 soll dabei in anderer Weise erzeugt worden sein als von den Markierungen M und W. In einem solchen Fall ist es nicht günstig, die optische Bahn zu wechseln, sobald der dritte Impuls P7 erfasst worden ist. Um diesen Fall zu verhindern, ist die Zeitdauer H vorgesehen, so daß der Wechsel der optischen Bahn nur dann stattfindet, wenn der dritte Impuls während der Zeitdauer H erfasst wird oder nachdem diese Zeitdauer abgelaufen ist.

Wie aus dem vorhergehenden hervorgeht, wird die Richtung des schlitzförmigen erleuchteten Bereiches während eines Abtastvorganges der Marken M (11, M2 und M3) und W (W1 und W2) verändert. Die Änderung findet statt, während der Strahl L in einer Richtung abgelenkt wird. Dadurch wird Zeit gespart, da es nicht erforderlich ist einen Abtastvorgang in der Weise durchzuführen, daß der Strahl zuerst über seine gesamte Breite abgelenkt wird, um das Objekt mit einem ersten schlitzförmigen erleuchteten Bereich abzutasten,, und der Strahl danach verändert wird, um einen zweiten schlitzförmigen erleuchteten Be-

reich vorzusehen, woraufhin der Strahl wiederum einer Ablenkung über die gesamte Breite ausgesetzt wird, um das Objekt mit dem zweiten schlitzförmigen erleuchteten Bereich abzutasten.

Der Laserstrahl wird weiterhin von dem polygonalen Spiegel 15 abgelenkt. Der Strahl L erreicht die andere geneigte Fläche i5b des Prismas 1b. Danach wird der Strahl L nach rechts reflektiert, so daß er durch die Zwisphenlinse 20b, die Blende 21b und die Objektivlinse 22b verläuft und die Maske 1 und das Plättchen 2 an der zweiten Gruppe der Ausrichtungsmarkierungselemente erreicht. Der Abtastvorgang wird dann in ähnlicher Weise wie vorstehend beschrieben durchgeführt.

Bei einem Proj ekti ons-Ausrichtung- und Belichtungssystem ist eine große Projektionslinse 40 zwischen der Maske und dem Plättchen 2 vorgesehen, wie in Figur 5 gezeigt. Der von der Laserquelle 10 abgegebene Laserstrahl L wird über Objektivlinsen 22a und 22b auf der Maske 1 und über die Projektionslinse auf dem Plättchen 2 abgebildet. Da der Hauptstrahl des Laserstrahles L durch den Mittelpunkt der Projektionslinse 40 dringt, wird der Abtastvorgang zuerst an der zweiten Gruppe von Markierungselementen und danach an der ersten Gruppe der Markierungselemente durchgeführt, was im Gegensatz zu dem vorstehend beschriebenen Fall steht, bei dem die Maske 1 und das Plättchen 2 in Kontakt stehen.

Obwohl die vorstehenden Erläuterungen in Verbindung mit einer Ausrichtung- und Belichtungsvorrichtung, genauer gesagt einer Maskenausrichtungsvorrichtung, gemacht wurden, kann die vorliegende Erfindung ebenfalls bei anderen Gegenständen Verwendung finden, beispielsweise bei der Ausrichtung des Leitelementes in einem Druckerfeld.

Anstelle des akustisch-optischen Elementes kann auch ein elektrooptisches Element verwendet werden.

Mit der vorstehend beschriebenen Erfindung können die nachfolgenden Vorteile erreicht werden:

(1) der Beleuchtungsstrahl besitzt einen schlitzförmigen querschnitt, dessen Neigung der der Markierungselemente entspricht, so daß das Signal - Rausch - Verhältnis verbessert wird, was zu einer größeren Empfindlichkeit bei der Erfassung führt. Selbst wenn Fremdpartikel um die Markierung herum vorhanden sind, wird das von diesen erzeugte Streulicht nicht erfasst; und

(2) die Neigung des schlitzförmigen erleuchteten Bereiches kann während eines AbtastVorganges verändert werden, so daß die Anzahl der Abtastvorgänge minimal gehalten wird.

Zwei Objekte, die jeweils Markierungselemente aufweisen, die sich in verschiedene Richtungen erstrecken, werden zueinander ausgerichtet. Die Markierungselernen te werden von einem linearen schlitzförmigen Beleuchtungsbereich abgetastet, wobei das von den Markierungselementen reflektierte Licht für den Ausrichtungsvorgang verwendet wird. Die Richtung oder Neigung des linearen schlitzförmigen Beleuchtungsbereiches wird während einer Ablenkung beim Abtasten so verändert, daß sie nicht mehr mit der der LIarkierungselemente übereinstimmt.

Claims

Vertreter beim EPA

Q Γ"\· Il It "T-" lit

Dipl.-lng. H.Tiedtke Djpl.-Chem. G. Bühling Dipl.-lng. R. Kinne Dipl.-lng. R Grupe Dipl.-lng. B. Pellmann Dipl.-lng. K. Grams Dipl.-Chem. Dr. B. Struif

Bavariaring 4, Postfach 20240! 8000 München 2

Tel.: 089-539653 Telex: 5-24845 tipat Telecopier: 0 89-537377 cable: Germaniapatent Müncher 30. September 1983

DE 3339

Patentansprüche

1 . Atotastvorriclrtiingp gekennzeichnet durch: Einrichtungen (10) zum wahlweisen Erzeugen eines Lichtstrahles mit einem schlitzförmigen Querschnitt, der sich in eine Richtung erstreckt, und eines Lichtstrahles mit einem schlitzförmigen Querschnitt, der sich in eine andere Richtung erstreckt;

Ablenkeinrichtungen (11), die den Strahl von den Erzeugungseinrichtungen empfangen und diesen so ablenken, daß er eine mit dem Strahl abzutastende Oberfläche abtastet; Einrichtungen (29) zum Steuern der Erzeugungseinrichtungen (-10), um die Richtung zu verändern, in die sich der schlitzförmige Strahl während eines von den Ablenkeinrichtungen (11) bewirkten Ablenkvorganges beim Abtasten erstreckty und zwar nach dem Beginn des einen Ablenkvorganges und vor dem Ende des gleichen Ablenkvorganges; und Einrichtungen (27as, 27b)_? die den von der abzutastenden Oberfläche reflektierten Strahl empfangen und ein Erfassungssignal erzeugen»

2 ο Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen (29) die Erzeugungseinrichtungen (10) betätigen j, wenn eine vorgegebene Anzahl von

Dresdner Bank (Münohsn) Kto. 393Θ 844 "»·«·"—'--'—"- »«·--■—> "·- =«= O4< »,„■„„hnck !München) KIo. 670-43-804

_ 2 —

ErfassungsSignalen nach dem Beginn des Abtastvorganges gezählt worden ist.

3. Vorrichtimg nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen (29) die Erzeuggungseinrichtungen (1O) mit einer vorgegebenen Verzögerung vom Beginn des A.btastvorganges betätigen.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die xVblenkeinrichtungen (Ti) den Strahl derart ablenken, daß kontinuierlich zwei unterschiedliche Abschnitte der Oberfläche abgetastet werden, und daß während des einen Ablenkvorganges die Steuereinrichtungen (29) die Richtung, in die sich der schlitzförmige Strahl erstreckt, dreimal ändern.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugungseinrichtungen (10) eine Strahlenquelle und ein Strahlenmodulationselement umfassen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlenmodulationselement ein akustisch-optisches Element umfasst.

7· Verfahren zum Ausrichten eines ersten Gegenstandes, der eine erste Ausrichtungsraarke aufweist, welche durch sich in unterschiedliche Richtungen erstreckende Markierungselemente gebildet wird, und eines zweiten Gegen-Standes, der eine zweite Ausrichtungsmarke aufweist, die durch sich in unterschiedliche Richtungen erstreckende liarkierungselemente gebildet wird, gekennzeichnet durch:

Optisches Parallelhalten des ersten und zweiten Gegenstandes;

wahlweises Erzeugen eines Lichtstrahles mit einem schlitzförmigen Querschnitt, der sich in eine Richtung erstreckt, und eines Lichtstrahles mit schlitzförmigem Querschnitt, der sich in eine andere Richtung erstreckt; Projizieren eines ausgewählten Strahles auf den ersten und zweiten Gegenstand^ um einen erleuchteten schlitzförmigen Bereich auszubilden_? der sich im wesentlichen prallel zu einem Teil der Markierungselemente erstreckt, und Ablenken des Strahles zur Abtastung des ersten und zweiten Gegenstandes;

Ändern der Richtung, in die sich der schlitzförmige Strahl erstreckt, während eines Ablenkvorganges zum Abtasten nach dem Beginn dieses einen Ablenkvorganges und vor dem Ende desselben, um den erleuchteten Bereich im wesentlichen in ParaHellage mit dem restlichen Teil der Markierungselemente zu bringen; und Empfangen des von der ersten und zweiten Ausrichtungs-*· marke reflektierten Strahles und Bewirken einer Relativbewegung zwischen dem ersten und zweiten Gegenstand, um diese entsprechend auszurichten»

8. Selbsttätig wirkende Vorrichtung zum Ausrichten eines ersten Gegenstandes, der eine erste Ausrichtungsmarke aufweistj die durch sich in unterschiedliche Richtungen erstreckende Markierungselernente gebildet wird, und eines zweiten Gegenstandes, der eine zweite Ausrichtungsmarke aufweist, die durch sich in unterschiedliche-Richtungen erstreckende Markierungselemente gebildet wird, gekennzeichnet durchs

Erste Einrichtungen zum Halten des ersten Gegenstandes; zweite Einrichtungen zum Halten des zweiten Gegenstandes; Einrichtungen (1O) zum wahlweisen Erzeugen eines Licht-r-Strahles mit schlitzförmigem Querschnitt, der sich in

eine Richtung erstreckt, und eines Lichtstrahles mit schlitzförmigem Querschnitt, der sich in eine andere Richtung erstreckt;
Ablenkeinrichtungen (11) zur Aufnahme des Strahles von den Erzeugungseinrichtungen .(1O) und zur Ablenkung desselben, so daß dieser die erste und zweite Ausrichtungsmarke des ersten und zweiten Gegenstandes abtastet; Einrichtungen (29) zum Steuern der Erzeugungseinrichtungen (1O) und zum Andern der Richtung, in die sich der schlitzförmige Strahl erstreckt, während eines Ablenkvorganges durch die Ablenkeinrichtungen (11) nach dem Beginn des einen Ablenkvorganges und vor dem Ende desselben; Einrichtungen (27a, 27b) zur Aufnahme des vom ersten und zweiten Gegenstand reflektierten Strahles und zur Erzeugung eines Erfassungssignales; und Einrichtungen (Ll), die in Abhängigkeit von dem Erfassungssignal eine Relativbewegung zwischen den ersten Haiteτ einrichtungen und den zweiten Halteeinrichtungen erzeugen.

9· Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein optisches Projektionssystem umfasst, in bezug auf das der erste und zweite Gegenstand eine-optisch konjugierte Anordnung aufweisen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugungseinrichtungen (10) eine Einrichtung zur Erzeugung eines Lichtstrahles und Einrichtungen zum Modulieren des erzeugten Lichtstrahles umfassen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationseinrichtungen ein akustisch-optisches Element aufweisen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen (29) die Ausgangssignale der

Empfangsexnrichtungen aufnehmen und die Zeit der Änderung der Richtung des schlitzförmigen Strahles steuern.

13· Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen (29) die Richtung dann ändern, wenn eine vorgegebene Anzahl von Impulsen in Abhängigkeit von den Markierungselementen gezählt worden ist.

14, Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8-13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen (29) die Richtung eine vorgegebene Zeitdauer nach dem Beginn des Abtastvorganges ändern»