JP3250537B2 - 位置合わせ方法及びこれに使用する装置 - Google Patents
位置合わせ方法及びこれに使用する装置Info
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- JP3250537B2 JP3250537B2 JP01660999A JP1660999A JP3250537B2 JP 3250537 B2 JP3250537 B2 JP 3250537B2 JP 01660999 A JP01660999 A JP 01660999A JP 1660999 A JP1660999 A JP 1660999A JP 3250537 B2 JP3250537 B2 JP 3250537B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、試料の位置を合
わせるなどの位置合わせ方法及びこれに使用する装置に
関する。
わせるなどの位置合わせ方法及びこれに使用する装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】位置合わせ、例えば試料の位置合わせと
して、従来、試料にレーザ光を照射し、その反射光が予
め決められた検出器の位置にくるように試料位置を調整
するものが知られている。
して、従来、試料にレーザ光を照射し、その反射光が予
め決められた検出器の位置にくるように試料位置を調整
するものが知られている。
【０００３】ところが、この従来例にあっては、試料の
表面が鏡面でなかったり、レーザ光に対する反射率の非
常に小さい場合には、反射光が非常に弱くなってしま
い、検出するのが困難となる。また、ＬＳＩのように試
料表面に微少パターンが形成されている場合には、レー
ザ光は、様々な方向に散乱あるいは回折されるので、反
射光が決められた位置、すなわち検出器の位置にくるよ
うなことが困難となる。
表面が鏡面でなかったり、レーザ光に対する反射率の非
常に小さい場合には、反射光が非常に弱くなってしま
い、検出するのが困難となる。また、ＬＳＩのように試
料表面に微少パターンが形成されている場合には、レー
ザ光は、様々な方向に散乱あるいは回折されるので、反
射光が決められた位置、すなわち検出器の位置にくるよ
うなことが困難となる。
【０００４】このように試料の表面状態によってレーザ
光が良好に検出されないことがあるので、試料の位置合
わせが難しいときがある。
光が良好に検出されないことがあるので、試料の位置合
わせが難しいときがある。
【０００５】このようなレーザ光の反射光により位置合
わせする従来例の問題点を解消する技術として、特開昭
６２−３６８２２号公報に記載された位置合わせ方法が
知られている。
わせする従来例の問題点を解消する技術として、特開昭
６２−３６８２２号公報に記載された位置合わせ方法が
知られている。
【０００６】この公報記載の位置合わせ方法にあって
は、スリットを通した光を試料に照射させ、この試料に
映るスリット像をＣＣＤなどにより光電変換し、このＣ
ＣＤからの波形の位置が予め決められた基準位置に合致
するように試料をスリットに近づく方向か、スリットか
ら離れる方向に移動させることにより、試料を基準位置
に合わせる。
は、スリットを通した光を試料に照射させ、この試料に
映るスリット像をＣＣＤなどにより光電変換し、このＣ
ＣＤからの波形の位置が予め決められた基準位置に合致
するように試料をスリットに近づく方向か、スリットか
ら離れる方向に移動させることにより、試料を基準位置
に合わせる。
【０００７】これによれば、試料にスリット像が映れば
よいので、試料の表面状態に拘わらず、位置合わせが可
能である。
よいので、試料の表面状態に拘わらず、位置合わせが可
能である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この特開昭
６２−３６８２２号公報記載の位置合わせ方法にあって
は、試料をスリットに近づく方向か、スリットから離れ
る方向に移動させるだけであり、試料の傾きを修正する
位置合わせができない。
６２−３６８２２号公報記載の位置合わせ方法にあって
は、試料をスリットに近づく方向か、スリットから離れ
る方向に移動させるだけであり、試料の傾きを修正する
位置合わせができない。
【０００９】この発明の目的は、対象物が定められた角
度になく傾いていても、角度修正できる位置合わせ方法
及びこれに使用する装置を提供することにある。
度になく傾いていても、角度修正できる位置合わせ方法
及びこれに使用する装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、この発明では、次のようにして位置合わせしてい
る。
め、この発明では、次のようにして位置合わせしてい
る。
【００１１】長方形のスリットを通した光を、対象物に
照射させ、この対象物に映るスリット像を、撮像手段で
観察し、この撮像手段に映るスリット像がスリットと相
似形の長方形となるように対象物の傾きを変えることに
より対象物の角度修正を行い、対象物を入射光の光軸に
対して垂直とし、この角度修正は、スリット像の対向す
る２辺の長さの違いから求められる、光軸に垂直な方向
に対する対象物の傾きに基づいて行い、次いで、撮像手
段に映るスリット像が予め決められた大きさとなるよう
に対象物を光軸方向に移動させることにより、対象物を
光軸方向に位置合わせする。
照射させ、この対象物に映るスリット像を、撮像手段で
観察し、この撮像手段に映るスリット像がスリットと相
似形の長方形となるように対象物の傾きを変えることに
より対象物の角度修正を行い、対象物を入射光の光軸に
対して垂直とし、この角度修正は、スリット像の対向す
る２辺の長さの違いから求められる、光軸に垂直な方向
に対する対象物の傾きに基づいて行い、次いで、撮像手
段に映るスリット像が予め決められた大きさとなるよう
に対象物を光軸方向に移動させることにより、対象物を
光軸方向に位置合わせする。
【００１２】この発明にあっては、撮像手段に映るスリ
ット像が予め決められた形状となるように対象物の傾き
を変えることにより、対象物を入射光の光軸に対して垂
直とする。
ット像が予め決められた形状となるように対象物の傾き
を変えることにより、対象物を入射光の光軸に対して垂
直とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態を
図１〜図８を参照して説明する。
図１〜図８を参照して説明する。
【００１４】図１には、この発明の一実施形態である試
料の位置合わせ装置１が示されている。
料の位置合わせ装置１が示されている。
【００１５】この試料の位置合わせ装置１は、光源２
と、集光レンズ３と、スリット４と、ハーフミラー５
と、カメラ６などの撮像手段と、ステージ変位手段（図
示省略）と、コンピュータ７などの制御手段とを備えて
いる。
と、集光レンズ３と、スリット４と、ハーフミラー５
と、カメラ６などの撮像手段と、ステージ変位手段（図
示省略）と、コンピュータ７などの制御手段とを備えて
いる。
【００１６】ここで、集光レンズ３は、光源２からの光
を集光するためのものである。
を集光するためのものである。
【００１７】スリット４は、レンズ３により集光された
光を通す位置に設けられている。スリット４は、例えば
直交する二方向に対称な形状、その一例として長方形と
なっている。
光を通す位置に設けられている。スリット４は、例えば
直交する二方向に対称な形状、その一例として長方形と
なっている。
【００１８】ハーフミラー５は、スリット４を通った光
を反射して、試料８に向けるように設けられている。
を反射して、試料８に向けるように設けられている。
【００１９】カメラ６は、試料８に映るスリット像を観
察するものである。カメラ６は、ハーフミラー５の背後
に配置されており、ハーフミラー５を通して、試料８に
映るスリット像を観察するものとなっている。ハーフミ
ラー５により、カメラ６のレンズ（図示省略）の光軸１
０と、試料８の表面に照射される入射光の光軸１１とが
一致されるものとなっている。
察するものである。カメラ６は、ハーフミラー５の背後
に配置されており、ハーフミラー５を通して、試料８に
映るスリット像を観察するものとなっている。ハーフミ
ラー５により、カメラ６のレンズ（図示省略）の光軸１
０と、試料８の表面に照射される入射光の光軸１１とが
一致されるものとなっている。
【００２０】ステージ変位手段は、試料８をセットする
試料ステージ９の移動回転機構であり、試料ステージ９
を入射光の光軸１１に対して角度修正したり、試料ステ
ージ９を光軸１１方向に移動させたりするものである。
試料ステージ９の移動回転機構であり、試料ステージ９
を入射光の光軸１１に対して角度修正したり、試料ステ
ージ９を光軸１１方向に移動させたりするものである。
【００２１】試料ステージ９は、図２に示すように、
ｘ、ｙ、ｚの座標軸のうち少なくとも二軸、例えばｘ
軸、ｚ軸の周りに回転可能となっており、且つ少なくと
も一軸例えばｙ軸の方向に移動可能となっている。試料
ステージ９は、この移動可能な一軸、例えばｙ軸が、光
源２からの光の光軸１１と一致するように配置される。
ｘ、ｙ、ｚの座標軸のうち少なくとも二軸、例えばｘ
軸、ｚ軸の周りに回転可能となっており、且つ少なくと
も一軸例えばｙ軸の方向に移動可能となっている。試料
ステージ９は、この移動可能な一軸、例えばｙ軸が、光
源２からの光の光軸１１と一致するように配置される。
【００２２】試料ステージ９は、例えばｘ軸、ｚ軸の周
りに回転することにより、入射光の光軸１１に対して角
度修正され、一方、例えばｙ軸方向に移動することによ
り、光軸１１方向に動かされる。
りに回転することにより、入射光の光軸１１に対して角
度修正され、一方、例えばｙ軸方向に移動することによ
り、光軸１１方向に動かされる。
【００２３】この図２において、符号８は試料、符号１
２Ａは試料８に映ったスリット像を示している。
２Ａは試料８に映ったスリット像を示している。
【００２４】コンピュータ７は、カメラ６とステージ変
位手段とに電気的に接続されており、スリット像を解析
する画像処理プログラムと、試料ステージ９を動かすこ
とにより試料８の位置を合わせる試料ステージ制御プロ
グラムとが設定されており、もって自動的に試料８を位
置合わせするものとなっている。
位手段とに電気的に接続されており、スリット像を解析
する画像処理プログラムと、試料ステージ９を動かすこ
とにより試料８の位置を合わせる試料ステージ制御プロ
グラムとが設定されており、もって自動的に試料８を位
置合わせするものとなっている。
【００２５】コンピュータ７は、カメラ６に映るスリッ
ト像をコンピュータ７に取り込み、画像解析プログラム
によってスリット像の形を解析し、図５に示すような手
順に従ってステージ制御プログラムと連動させるもので
ある。これにより、試料８の位置合わせを自動化するこ
とができる。
ト像をコンピュータ７に取り込み、画像解析プログラム
によってスリット像の形を解析し、図５に示すような手
順に従ってステージ制御プログラムと連動させるもので
ある。これにより、試料８の位置合わせを自動化するこ
とができる。
【００２６】スリット像は、モニター画面（図示省略）
に映し出されるものとなっている。コンピュータ７は、
予め決められた形状（例えばスリット４と相似形の長方
形）及び大きさが設定されており、スリット像とこの予
め決められた形状及び大きさとに基づいて、ステージ変
位手段に指令を出すように設定されている。
に映し出されるものとなっている。コンピュータ７は、
予め決められた形状（例えばスリット４と相似形の長方
形）及び大きさが設定されており、スリット像とこの予
め決められた形状及び大きさとに基づいて、ステージ変
位手段に指令を出すように設定されている。
【００２７】コンピュータ７には、具体的には、次の
（１）（２）の制御が設定されている。
（１）（２）の制御が設定されている。
【００２８】（１）カメラ６に映るスリット像が予め決
められた形状となるようにステージ変位手段に指令を出
して試料ステージ９の傾きを変えることにより、試料８
を入射光の光軸１１に対して垂直とする。
められた形状となるようにステージ変位手段に指令を出
して試料ステージ９の傾きを変えることにより、試料８
を入射光の光軸１１に対して垂直とする。
【００２９】（２）カメラ６に映るスリット像が予め決
められた大きさとなるようにステージ変位手段に指令を
出して試料ステージ９を光軸１１方向に移動させること
により、試料８を光軸１１方向に位置合わせする。
められた大きさとなるようにステージ変位手段に指令を
出して試料ステージ９を光軸１１方向に移動させること
により、試料８を光軸１１方向に位置合わせする。
【００３０】ここで（１）の試料８を光軸１１に対して
垂直に位置合わせする場合について、次に詳しく述べ
る。
垂直に位置合わせする場合について、次に詳しく述べ
る。
【００３１】試料８が光軸１１に対して傾いていると、
図３（ａ）に示すように、光軸１１方向から見たスリッ
ト像、すなわちカメラ６に映るスリット像１２Ｂが不等
辺四角形となる。試料ステージ９を回転させると、図３
（ａ）から図３（ｂ）に示すように不等辺四角形が修正
されていき、次いで試料８表面が光軸１１に対して垂直
になると、スリット像１２Ｂはスリットと相似形、例え
ば図３（ｃ）、図３（ｄ）に示すように長方形となる。
このように、スリット像１２Ｂがスリット４と相似形の
長方形となるように試料ステージ９の傾きを変えること
により、試料８を光軸１１に対して垂直に位置合わせで
きる。
図３（ａ）に示すように、光軸１１方向から見たスリッ
ト像、すなわちカメラ６に映るスリット像１２Ｂが不等
辺四角形となる。試料ステージ９を回転させると、図３
（ａ）から図３（ｂ）に示すように不等辺四角形が修正
されていき、次いで試料８表面が光軸１１に対して垂直
になると、スリット像１２Ｂはスリットと相似形、例え
ば図３（ｃ）、図３（ｄ）に示すように長方形となる。
このように、スリット像１２Ｂがスリット４と相似形の
長方形となるように試料ステージ９の傾きを変えること
により、試料８を光軸１１に対して垂直に位置合わせで
きる。
【００３２】次いで、（２）の試料８を光軸１１方向に
位置合わせをする場合について、次に詳しく述べる。
位置合わせをする場合について、次に詳しく述べる。
【００３３】スリット像１２Ｂの大きさは、スリット４
の大きさ、集光レンズ３とスリット４との距離、集光レ
ンズ３の焦点距離、集光レンズ３と試料８との距離によ
って、一意的に決まる。
の大きさ、集光レンズ３とスリット４との距離、集光レ
ンズ３の焦点距離、集光レンズ３と試料８との距離によ
って、一意的に決まる。
【００３４】したがって、試料８の位置を集光レンズ３
からの距離として予め決定し、そのときのスリット像１
２Ｂの大きさを決めておけば、実際にカメラ６で観察さ
れるスリット像１２Ｂの大きさがこの予め決められた大
きさになるように、試料ステージ９を光軸１１方向に移
動させることにより、光軸１１方向の位置合わせができ
る。予め決められた大きさとなったスリット像１２Ｂが
図３（ｄ）に示されている。
からの距離として予め決定し、そのときのスリット像１
２Ｂの大きさを決めておけば、実際にカメラ６で観察さ
れるスリット像１２Ｂの大きさがこの予め決められた大
きさになるように、試料ステージ９を光軸１１方向に移
動させることにより、光軸１１方向の位置合わせができ
る。予め決められた大きさとなったスリット像１２Ｂが
図３（ｄ）に示されている。
【００３５】上述のように構成された位置合わせ装置１
にあっては、次のように試料８の位置を合わせる。
にあっては、次のように試料８の位置を合わせる。
【００３６】光源２から発した光は、集光レンズ３で集
光された後、長方形のスリット４を通ってハーフミラー
５で反射され、試料８に照射される。これにより、試料
８表面には、スリット像が映る。
光された後、長方形のスリット４を通ってハーフミラー
５で反射され、試料８に照射される。これにより、試料
８表面には、スリット像が映る。
【００３７】試料８表面で反射された反射光は、ハーフ
ミラー５を透過して、カメラ６に入る。
ミラー５を透過して、カメラ６に入る。
【００３８】コンピュータ７は、カメラ６で観察された
スリット像を画像データとして取り込む。
スリット像を画像データとして取り込む。
【００３９】そして、コンピュータ７は、まず、カメラ
６に映るスリット像が予め決められた形状、つまりスリ
ット４と相似の長方形となるように、ステージ変位手段
に指令を出して試料ステージ９を回転させて、試料８を
入射光の光軸１１に対して垂直となるようにする。
６に映るスリット像が予め決められた形状、つまりスリ
ット４と相似の長方形となるように、ステージ変位手段
に指令を出して試料ステージ９を回転させて、試料８を
入射光の光軸１１に対して垂直となるようにする。
【００４０】次いで、コンピュータ７は、カメラ６に映
るスリット像が予め決められた大きさとなるように、ス
テージ変位手段に指令を出して、試料ステージ９を光軸
１１方向に移動させることにより、試料８を光軸１１方
向に位置合わせする。
るスリット像が予め決められた大きさとなるように、ス
テージ変位手段に指令を出して、試料ステージ９を光軸
１１方向に移動させることにより、試料８を光軸１１方
向に位置合わせする。
【００４１】これにより試料８の位置合わせが終了す
る。
る。
【００４２】図４を参照して、この発明におけるスリッ
ト像と試料８の位置精度との関係を次に説明する。
ト像と試料８の位置精度との関係を次に説明する。
【００４３】この図４において、符号８は試料、符号１
３は光源２の焦点、符号６はカメラを示している。
３は光源２の焦点、符号６はカメラを示している。
【００４４】試料８が光軸１１に垂直な方向に対して角
度θだけ傾いているとすると、図のａ1 とａ2 の比がス
リット像の辺（図面に垂直方向の２辺）の長さの比とな
る。
度θだけ傾いているとすると、図のａ1 とａ2 の比がス
リット像の辺（図面に垂直方向の２辺）の長さの比とな
る。
【００４５】ａ1 ／ａ2 ＝（１＋ｘ1 ）／（１−
ｘ2 ）、ｘ1 ＝ａ1 tａｎθ、ｘ2 ＝ａ2 ｔａｎθ、ａ
1 ＝（１＋ｘ1 ）ｔａｎα、ａ2 ＝（１−ｘ2 ）ｔａｎ
αから、ａ1 ／ａ2 ＝（１＋ｔａｎθｔａｎα）／（１
−ｔａｎθｔａｎα）となる。
ｘ2 ）、ｘ1 ＝ａ1 tａｎθ、ｘ2 ＝ａ2 ｔａｎθ、ａ
1 ＝（１＋ｘ1 ）ｔａｎα、ａ2 ＝（１−ｘ2 ）ｔａｎ
αから、ａ1 ／ａ2 ＝（１＋ｔａｎθｔａｎα）／（１
−ｔａｎθｔａｎα）となる。
【００４６】今、α＝１５°、θ＝１°とすると、ａ1
／ａ2 ＝１．０１となり、スリット像の辺の長さの１％
の違いが試料の傾き１°に相当する。このとき、例えば
２ａ 2 ＝１０ｍｍとすれば、２ａ1 ＝１０．１ｍｍ、ｘ
1 ＝ａ1 ｔａｎθ＝０．０９ｍｍとなり、光軸１１方向
の位置精度は、ａ1 −ａ2 の測定精度と同程度になる。
辺の長さの解析は、カメラ６でとらえたスリット像をモ
ニター画面（図示省略）に映し出して行うので、解像度
を向上させれば、試料８の傾きおよび光軸１１方向の距
離の精度も向上する。０．１％の長さの違いを測定でき
れば、試料の傾きの精度は０．１°となる。
／ａ2 ＝１．０１となり、スリット像の辺の長さの１％
の違いが試料の傾き１°に相当する。このとき、例えば
２ａ 2 ＝１０ｍｍとすれば、２ａ1 ＝１０．１ｍｍ、ｘ
1 ＝ａ1 ｔａｎθ＝０．０９ｍｍとなり、光軸１１方向
の位置精度は、ａ1 −ａ2 の測定精度と同程度になる。
辺の長さの解析は、カメラ６でとらえたスリット像をモ
ニター画面（図示省略）に映し出して行うので、解像度
を向上させれば、試料８の傾きおよび光軸１１方向の距
離の精度も向上する。０．１％の長さの違いを測定でき
れば、試料の傾きの精度は０．１°となる。
【００４７】また、αの値が大きい、すなわち集光レン
ズ３の焦点距離が短いほど同じθの値に対するａ1 ／ａ
2 は大きくなるので、光源２からの光を集光する集光レ
ンズ３として、できるだけ焦点距離の短いレンズを用い
ることによって精度を向上できる。
ズ３の焦点距離が短いほど同じθの値に対するａ1 ／ａ
2 は大きくなるので、光源２からの光を集光する集光レ
ンズ３として、できるだけ焦点距離の短いレンズを用い
ることによって精度を向上できる。
【００４８】また、ズームレンズや顕微鏡（図示省略）
と組み合わせることにより、スリット像をモニター画面
に拡大して映し出すことができるので、スリット像をで
きるだけ小さくすることによって光軸１１方向の位置精
度はさらに向上させることができる。
と組み合わせることにより、スリット像をモニター画面
に拡大して映し出すことができるので、スリット像をで
きるだけ小さくすることによって光軸１１方向の位置精
度はさらに向上させることができる。
【００４９】さらに、このスリット像をカメラ６で見た
ときの見かけの大きさはカメラ６のレンズからの距離L
によって決まるが、光源２の焦点から試料８までの距離
に対してLを十分長く取れば、ａ1 ／ａ2 のカメラ６か
らの距離の差による見かけの長さの違いは無視できる。
ときの見かけの大きさはカメラ６のレンズからの距離L
によって決まるが、光源２の焦点から試料８までの距離
に対してLを十分長く取れば、ａ1 ／ａ2 のカメラ６か
らの距離の差による見かけの長さの違いは無視できる。
【００５０】なお、上述した実施形態では、入射光の光
軸１１とカメラ６の光軸１０とが一致するように設定し
たが、これに限らず、図６に示すように、入射光の光軸
１１とカメラ６の光軸１０とが一致していない場合に
も、この発明は適用できる。
軸１１とカメラ６の光軸１０とが一致するように設定し
たが、これに限らず、図６に示すように、入射光の光軸
１１とカメラ６の光軸１０とが一致していない場合に
も、この発明は適用できる。
【００５１】この場合には、予め入射光の光軸１１とカ
メラ６の光軸１０との角度を正確に決めておき、試料８
位置が合わせるべき位置に一致したときのスリット４の
形状と大きさをコンピュータ７に入力しておく。そし
て、カメラ６で観察されるスリット像が、入力しておい
たスリット像の形状及び大きさに一致するように試料ス
テージ９を動かすことによって試料８位置を合わせるよ
うにする。
メラ６の光軸１０との角度を正確に決めておき、試料８
位置が合わせるべき位置に一致したときのスリット４の
形状と大きさをコンピュータ７に入力しておく。そし
て、カメラ６で観察されるスリット像が、入力しておい
たスリット像の形状及び大きさに一致するように試料ス
テージ９を動かすことによって試料８位置を合わせるよ
うにする。
【００５２】また、上述した実施形態では、カメラ６を
一台としたが、これに限らず、図７に示すように、二台
設置してもよい。
一台としたが、これに限らず、図７に示すように、二台
設置してもよい。
【００５３】この場合、集光レンズ３の光軸１１に対し
て対称の位置に二台のカメラ６を設置する。そして、そ
れぞれのカメラ６で映し出されたスリット像をコンピュ
ータ７で合成し、合成されたスリット像を予め決められ
た形状と大きさに一致させることにより、試料８の位置
を合わせを行うようにする。
て対称の位置に二台のカメラ６を設置する。そして、そ
れぞれのカメラ６で映し出されたスリット像をコンピュ
ータ７で合成し、合成されたスリット像を予め決められ
た形状と大きさに一致させることにより、試料８の位置
を合わせを行うようにする。
【００５４】このようにカメラ６を二台設置することに
より、それぞれのカメラ６に映ったスリット像を比較す
ることにより、試料８が正しい位置にあることを、より
一層正確に知ることができる。
より、それぞれのカメラ６に映ったスリット像を比較す
ることにより、試料８が正しい位置にあることを、より
一層正確に知ることができる。
【００５５】さらに、上述した実施形態では、カメラ６
の位置を定め、試料８などの対象物の位置を移動させる
位置合わせを示したが、これに限らず、試料８などの対
象物の位置を定め、カメラ６の位置を移動させるように
位置合わせしてもよい。
の位置を定め、試料８などの対象物の位置を移動させる
位置合わせを示したが、これに限らず、試料８などの対
象物の位置を定め、カメラ６の位置を移動させるように
位置合わせしてもよい。
【００５６】このような例として、図８には、駆動手段
（図示省略）により移動可能なロボット１４が示されて
いる。このロボット１４は、光源２、集光レンズ３、ス
リット４、カメラ６、コンピュータ７がロボット本体１
５に組み込れている。
（図示省略）により移動可能なロボット１４が示されて
いる。このロボット１４は、光源２、集光レンズ３、ス
リット４、カメラ６、コンピュータ７がロボット本体１
５に組み込れている。
【００５７】このロボット１４は、壁１６あるいは障害
物などの対象物にスリット４を通した光を照射し、その
スリット像を観察することによって壁１６などに対して
自分がどのような位置関係にあるかを判断し、スリット
像の形状と大きさが予め決められた形状及び大きさにな
るように移動することによって、壁１６などと自分との
位置を調節する。
物などの対象物にスリット４を通した光を照射し、その
スリット像を観察することによって壁１６などに対して
自分がどのような位置関係にあるかを判断し、スリット
像の形状と大きさが予め決められた形状及び大きさにな
るように移動することによって、壁１６などと自分との
位置を調節する。
【００５８】また、スリット４の形状として、上述した
実施形態では、直交する二方向に対称、例えば長方形と
したが、これに限定されるものではない。ただし、特に
対称であればカメラ６に映ったスリット像と、予め決め
たスリット像との間のズレを見つけやすい利点がある。
実施形態では、直交する二方向に対称、例えば長方形と
したが、これに限定されるものではない。ただし、特に
対称であればカメラ６に映ったスリット像と、予め決め
たスリット像との間のズレを見つけやすい利点がある。
【００５９】
【発明の効果】以上説明したように、この発明による
と、撮像手段に映ったスリット像を、予め決められた形
状に一致させることにより、対象物が傾いていても、光
軸に対して垂直になるように修正できる。
と、撮像手段に映ったスリット像を、予め決められた形
状に一致させることにより、対象物が傾いていても、光
軸に対して垂直になるように修正できる。
【図１】この発明における試料の位置合わせ装置の一実
施形態の概略構成図である。
施形態の概略構成図である。
【図２】図１の試料の位置合わせ装置の一部を示す斜視
図である。
図である。
【図３】図１の試料の位置合わせ装置におけるスリット
像の変化を示す図であり、（ａ）図は最初の不等辺四角
形、（ｂ）図は次の不等辺四角形、（ｃ）図は最初の長
方形、（ｄ）図は次の長方形を示している。
像の変化を示す図であり、（ａ）図は最初の不等辺四角
形、（ｂ）図は次の不等辺四角形、（ｃ）図は最初の長
方形、（ｄ）図は次の長方形を示している。
【図４】図１の試料の位置合わせ装置における試料と光
学系との位置関係を示す説明図である。
学系との位置関係を示す説明図である。
【図５】図１の試料の位置合わせ装置における作用を説
明したフローチャートである。
明したフローチャートである。
【図６】この発明における試料の位置合わせ装置の一変
形例の概略構成図である。
形例の概略構成図である。
【図７】この発明における試料の位置合わせ装置の他の
変形例の概略構成図である。
変形例の概略構成図である。
【図８】この発明における位置合わせ装置の他の実施形
態に係るロボットの概略構成図である。
態に係るロボットの概略構成図である。
１ 位置合わせ装置 ２ 光源 ３ 集光レンズ ４ スリット ５ ハーフミラー ６ カメラ（撮像手段） ７ コンピュータ（制御手段） ８ 試料（対象物） ９ 試料ステージ １０ カメラのレンズの光軸 １１ 入射光の光軸 １２Ａ 試料に映ったスリット像 １２Ｂ カメラに映ったスリット像 １３ 光源の焦点 １４ ロボット １５ ロボット本体 １６ 壁
Claims (9)
- 【請求項１】長方形のスリットを通した光を、対象物に
照射させ、 この対象物に映るスリット像を、撮像手段で観察し、 この撮像手段に映るスリット像がスリットと相似形の長
方形となるように対象物の傾きを変えることにより対象
物の角度修正を行い、対象物を入射光の光軸に対して垂
直とし、この角度修正は、スリット像の対向する２辺の
長さの違いから求められる、光軸に垂直な方向に対する
対象物の傾きに基づいて行い、 次いで、撮像手段に映るスリット像が予め決められた大
きさとなるように対象物を光軸方向に移動させることに
より、対象物を光軸方向に位置合わせすることを特徴と
する位置合わせ方法。 - 【請求項２】前記光は、光源からの光を集光レンズで集
光したものであり、 集光レンズの焦点距離を短くすることにより、対象物の
傾きおよび光軸方向の距離の測定精度を向上することを
特徴とする請求項１に記載の位置合わせ方法。 - 【請求項３】コンピュータを用い、撮像手段に映ったス
リット像を画像処理プログラムにより解析し、前記画像
処理プログラムによる解析に連動して、制御プログラム
により位置合わせ動作をすることを特徴とする請求項１
または２に記載の位置合わせ方法。 - 【請求項４】光源と、 この光源からの光を通す長方形のスリットと、光が このスリットを通って試料に照射されることにより
試料に映るスリット像を観察する撮像手段と、 試料をセットする試料ステージを動かすステージ変位手
段と、 予め決められたスリット像の形状及び大きさが設定さ
れ、前記予め決められたスリット像の形状は、スリット
と相似形の長方形であり、撮像手段に映るスリット像が
スリットと相似形の長方形となるようにステージ変位手
段に指令を出して試料ステージの傾きを変えることによ
り試料の角度修正を行い、試料を入射光の光軸に対して
垂直とし、この角度修正は、スリット像の対向する２辺
の長さの違いから求められる、光軸に垂直な方向に対す
る試料の傾きに基づいて行い、また撮像手段に映るスリ
ット像が予め決められた大きさとなるようにステージ変
位手段に指令を出して試料ステージを光軸方向に移動さ
せることにより、試料を光軸方向に位置合わせする制御
手段とを備えていることを特徴とする試料の位置合わせ
装置。 - 【請求項５】光源からの光を集光する集光レンズをさら
に備え、 スリットは、集光レンズにより集光された光を通す位置
に設けられ、 集光レンズの焦点距離を短くすることにより、試料の傾
きおよび光軸方向の距離の測定精度を向上することを特
徴とする請求項４に記載の 試料の位置合わせ装置。 - 【請求項６】試料と撮像手段とは、試料の表面への入射
光の光軸と撮像手段のレンズの光軸とが不一致となって
配置されており、 制御手段は、試料の表面への入射光の光軸と撮像手段の
レンズの光軸との間の角度に応じて予め決められたスリ
ット像の形状と大きさとが設定されていることを特徴と
する請求項４の試料の位置合わせ装置。 - 【請求項７】撮像手段は、試料の表面への入射光の光軸
に対して対称の位置に二台、設置され、 制御手段は、それぞれの撮像手段に映ったスリット像を
合成するようになっていることを特徴とする請求項６に
記載の試料の位置合わせ装置。 - 【請求項８】制御手段は、スリット像を解析する画像処
理プログラムと、試料ステージを動かすことにより試料
の位置を合わせる試料ステージ制御プログラムとが設定
されているコンピュータからなっていることを特徴とす
る請求項４〜７のいずれかに記載の試料の位置合わせ装
置。 - 【請求項９】駆動手段により移動可能に設けられたロボ
ットにおいて、 光源と、 この光源からの光を通す長方形のスリットと、光が このスリットを通し対象物に照射されることにより
対象物に映るスリット像を観察する撮像手段と、 撮像手段に映るスリット像を観察し、撮像手段に映るス
リット像の対向する２辺の長さの違いから求められる光
軸に垂直な方向に対する対象物の傾きと、スリット像の
大きさとに基づいて、対象物に対する自己の位置関係を
判断し、撮像手段に映るスリット像が予め決められた形
状及び大きさになるように駆動手段を動かす指令を出
し、対象物と自己との間の位置関係を調節するように制
御するコンピュータからなる制御手段とを備えているこ
とを特徴とするロボット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01660999A JP3250537B2 (ja) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | 位置合わせ方法及びこれに使用する装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01660999A JP3250537B2 (ja) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | 位置合わせ方法及びこれに使用する装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000213914A JP2000213914A (ja) | 2000-08-04 |
| JP3250537B2 true JP3250537B2 (ja) | 2002-01-28 |
Family
ID=11921068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01660999A Expired - Fee Related JP3250537B2 (ja) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | 位置合わせ方法及びこれに使用する装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3250537B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6522434B2 (ja) * | 2015-06-08 | 2019-05-29 | オリンパス株式会社 | 撮像装置、画像処理装置、撮像装置の制御方法、及び画像処理プログラム |
-
1999
- 1999-01-26 JP JP01660999A patent/JP3250537B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000213914A (ja) | 2000-08-04 |
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