JP7143314B2 - 2つの光学サブシステムをアライメントするための方法および装置 - Google Patents
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Description
-第1の光学サブシステムの、特に下部光学サブシステムの像面にアライメントマークを投影するステップ、
-第1の像面から、第2の光学サブシステムの、特に上部光学サブシステムの感応面に、アライメントマークを投影するステップ、
-光学サブシステムを相互にアライメントし、それにより、感応面の被写界深度におけるアライメントマークの投影を、理想的な位置に結像させるステップ。
-第1のカメラの第1のカメラチップの第1の感応面の近傍にならびに/または第1の感応面にアライメントマークを配置する、かつ/もしくは第1のカメラの第1のカメラチップの第1の感応面にアライメントマークを投影する、
-第1のカメラチップから、第1の光学系を有している第1の光学サブシステムを介して、光学系間に配置されている第1の像面にアライメントマークを投影する、
-第1の像面から、第2の光学系を有している第2の光学サブシステムを介して、第2のカメラの第2のカメラチップの第2の感応面にアライメントマークを投影する、
-特に、アライメントマークの投影されたアライメントマークが、第2のカメラに鮮明に結像され、投影されたアライメントマークの位置が、所望のかつ/または理想的な位置と一致するように、光学系を相互にアライメントする。
-第1の光学サブシステムの、特に下部光学サブシステムの像面にアライメントマークを投影するための第1のカメラチップを備えた第1のカメラ、
-第1の像面から、第2の光学サブシステムの、特に上部光学サブシステムの感応面に、アライメントマークを投影するための手段、
-光学サブシステムを相互にアライメントし、それにより、感応面の被写界深度におけるアライメントマークの投影を、理想的な位置に結像可能にする手段。
本発明による実施形態は、少なくとも、第1の下部光学サブシステムおよび第2の上部光学サブシステムから成る光学システムに関する。本開示の以下の記載において、好適な構造を考慮する際に、全てのエンティティは、「上部」または「下部」のみによって表される。下部光学サブシステムおよび上部光学サブシステムは、少なくとも一つの光学素子、特に複数の光学素子を有している。光学素子として、特に以下のものが挙げられる:
ミラー、特に、
〇平面鏡
〇凸面鏡
〇凹面鏡
レンズ
〇凸レンズ
・両凸レンズ
・平面凸レンズ
・凹凸レンズ
〇凹レンズ
・両凹レンズ
・平面凹レンズ
・凸凹レンズ
〇フレネルレンズ
プリズム
回折素子
〇回折格子
など。
本発明によるプロセスは、特に、刊行物、米国特許第6214692号明細書、国際公開第2011042093号、国際公開第2014202106号および国際公開第2015082020号の装置における光学系を較正するために使用することができる。もっともこれによって、プロセスの一般性が限定されることはない。一般的に、本発明によるプロセスは、任意の2つの光学系を特に全自動で較正するために使用することができる。
カメラチップは、特に、面積検出器として構成されている。とりわけ、カメラチップは、CCD検出器、CMOS検出器、アナログ検出器、四象限検出器またはいわゆる位置検出素子(PSD:Position Sensing Device)である。カメラチップは、特に、1Hzから1MHzの間、とりわけ10Hzから100,000Hzの間、より好適には20Hzから10,000Hzの間、特に好適には30Hzから1,000Hzの間、極めて好適には40Hzから100Hzの間の読み出し周波数を有している。ここで、読み出し周波数とは、カメラチップが毎秒読み出すことができる、完全な干渉像の数であると解される。
tanα=to/dx
が成り立つ。
α=arctan(to/dx)
である。
2o、2u カメラチップ
3、3o、3u ミラー
4、4’ レンズ
5o、5u 光学面、特に物体面または像面
6o、6u 光学系
7、7’、7’’ 照明路
8 結像路
9l、9r、9l’、9r’ アライメントマーク
9pl、9pr 投影されたアライメントマーク
9il、9ir 理想的なアライメントマーク
10 光源
11、11’、11’’ 光学システム
12u、12u’、12u’’ 光学サブシステム
12o、12o’、12o’’ 光学サブシステム
13u、13o 光軸
14 チップキャリア
14so、14su 感光面
15 保護プレート
16 ガラスプレート、特にフィルタ
17 フレーム
18 マーキングプレート
19 表面
20 傾斜軸
21 アライメントマーク投影システム
α 光学面間の角度
A-A 断面図
B-B 断面図
d 距離
dx、dy 距離
tu、to 被写界深度
xdu、ydu 座標
Claims (16)
- 対向して配置された、光学システム(11、11’、11’’)の、第1の光学サブシステム(12u、12u’、12u’’)と第2の光学サブシステム(12o、12o’、12o’’)とをアライメントするための方法において、
前記第1の光学サブシステム(12u、12u’、12u’’)の第1の光学面(5u)にアライメントマーク(9l、9r、9l’、9r’)を投影するステップと、
前記第1の光学面(5u)から、前記第2の光学サブシステム(12o、12o’、12o’’)の感応面(14so)に、前記アライメントマーク(9l、9r、9l’、9r’)を投影するステップと、
前記第1の光学サブシステム(12u、12u’、12u’’)と、前記第2の光学サブシステム(12o、12o’、12o’’)とを相互にアライメントし、それにより、前記感応面(14so)の被写界深度における前記アライメントマーク(9l、9r、9l’、9r’)の投影(9pl、9pr)を、理想的な位置(9il、9ir)に結像させるステップと、
を有する、方法。 - 前記アライメントマーク(9l、9r)を照明するための光(7)を、少なくとも1つの光源(10)と、少なくとも1つのミラー(3)と、を介して、前記第1の光学サブシステム(12u、12u’、12u’’)および/または前記第2の光学サブシステム(12o、12o’、12o’’)に入力結合させる、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の光学サブシステム(12u、12u’、12u’’)および前記第2の光学サブシステム(12o、12o’、12o’’)の少なくとも1つの箇所において、前記アライメントマーク(9l、9r)を照明するための周囲光(7’)を入力結合させ、前記第1の光学サブシステム(12u、12u’、12u’’)および前記第2の光学サブシステム(12o、12o’、12o’’)の遮蔽部を設置しない、請求項1または2に記載の方法。
- LEDフィールドを含む、かつ/またはマスクとして形成されている前記アライメントマーク(9l’、9r’)を、アライメントマーク投影システム(21)によって、前記第1の光学サブシステム(12u、12u’、12u’’)に配置された第1のカメラ(1u)の第1のカメラチップ(2u)の第1の感応面(14su)に投影する、請求項1から3までのいずれか1項に記載の方法。
- 前記第1の光学サブシステム(12u、12u’、12u’’)および前記第2の光学サブシステム(12o、12o’、12o’’)は、対向して配置された第1の光学系(6u)および第2の光学系(6o)を含んでおり、前記第1の光学系(6u)の第1の光学面(5u)および前記第2の光学系(6o)の第2の光学面(5o)ならびに/または光軸(13o,13u)を相互にアライメントする、請求項4に記載の方法。
- 少なくとも、前記第1の光学系(6u)および第2の光学系(6o)は、基板をアライメントするための装置の一部である、請求項5に記載の方法。
- 前記第1のカメラ(1u)の第1のカメラチップ(2u)の第1の感応面(14su)の近傍にならびに/または第1の感応面(14su)にアライメントマーク(9l、9r)を配置する、かつ/もしくは前記第1のカメラ(1u)の第1のカメラチップ(2u)の第1の感応面(14su)にアライメントマーク(9l’、9r’)を投影することと、
前記第1のカメラチップ(2u)から、第1の光学系(6u)を有している前記第1の光学サブシステム(12u、12u’、12u’’)を介して、前記第1の光学系(6u)および第2の光学系(6o)間に配置されている前記第1の光学面(5u)に前記アライメントマーク(9l、9r、9l’、9r’)を投影することと、
前記第1の光学面(5u)から、第2の光学系(6o)を有している前記第2の光学サブシステム(12o、12o’、12o’’)を介して、前記第2の光学サブシステム(12o、12o’、12o’’)に配置された第2のカメラ(1o)の第2のカメラチップ(2o)の前記感応面(14so)に前記アライメントマーク(9l、9r、9l’、9r’)を投影することと、
を含む、請求項5または6に記載の方法。 - 前記第1の光学系(6u)および第2の光学系(6o)を、前記アライメントのために、相互的な並進運動かつ/または回転運動によって移動させる、請求項5、6または7に記載の方法。
- 前記第1の光学系(6u)および第2の光学系(6o)を、前記アライメントのために、前記第1の光学系(6u)の前記第1の光学面(5u)が前記第2の光学系(6o)の第2の光学面(5o)の被写界深度toに存在するように接近させる、請求項5、6、7または8に記載の方法。
- 前記アライメントマーク(9l、9r)を、前記第1のカメラ(1u)の第1のカメラチップ(2u)の第1の感応面(14su)に直接的に設ける、請求項5から9までのいずれか1項に記載の方法。
- 非機能ピクセルの集合体を有している前記アライメントマーク(9l、9r)を、前記第1のカメラチップ(2u)の第1の感応面(14su)に直接的に設ける、請求項5から10までのいずれか1項に記載の方法。
- 前記アライメントマーク(9l、9r)は、前記第1のカメラ(1u)の第1のカメラチップ(2u)における別個のマーキングプレート(18)に設けられており、前記アライメントマーク(9l、9r)と前記第1のカメラチップ(2u)の第1の感応面(14su)との距離は、1mm未満である、請求項5から11までのいずれか1項に記載の方法。
- 対向して配置された、光学システム(11、11’、11’’)の、第1の光学サブシステム(12u、12u’、12u’’)と第2の光学サブシステム(12o、12o’、12o’’)とを、請求項1から12までのいずれか1項に記載の方法によってアライメントするためのシステム(11、11’、11’’)において、
第1の光学サブシステム(12u、12u’、12u’’)の第1の光学面(5u)にアライメントマーク(9l、9r、9l’、9r’)を投影するための第1のカメラチップ(2u)を備えた第1のカメラ(1u)と、
第1の光学面(5u)から、第2の光学サブシステム(12o、12o’、12o’’)の感応面(14so)に、前記アライメントマーク(9l、9r、9l’、9r’)を投影する手段と、
前記第1の光学サブシステム(12u、12u’、12u’’)と前記第2の光学サブシステム(12o、12o’、12o’’)を相互にアライメントし、それにより、前記感応面(14so)の被写界深度における前記アライメントマーク(9l、9r、9l’、9r’)の投影(9pl、9pr)を、理想的な位置(9il、9ir)に結像可能である手段と、
を有する、システム(11、11’、11’’)。 - LEDフィールドを含む、かつ/またはマスクとして形成されている前記アライメントマーク(9l’、9r’)が、アライメントマーク投影システム(21)によって、第1のカメラ(1u)の第1のカメラチップ(2u)の第1の感応面(14su)に投影される、請求項13に記載のシステム(11、11’、11’’)。
- 請求項1から12までのいずれか1項に記載の方法において使用するための、カメラチップの感応面(14su)の近傍にかつ/または感応面にアライメントマーク(9l、9r)を有するカメラチップ(2u)。
- 請求項13または14に記載のシステム(11、11’、11’’)において使用するための、カメラチップの感応面(14su)の近傍にかつ/または感応面にアライメントマーク(9l、9r)を有するカメラチップ(2u)。
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