JPS6355002B2 - - Google Patents
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- JPS6355002B2 JPS6355002B2 JP57054811A JP5481182A JPS6355002B2 JP S6355002 B2 JPS6355002 B2 JP S6355002B2 JP 57054811 A JP57054811 A JP 57054811A JP 5481182 A JP5481182 A JP 5481182A JP S6355002 B2 JPS6355002 B2 JP S6355002B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- prism
- radiation
- movable object
- positioning
- positioning device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Lenses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、放射源と放射感応検出系とを具える
可動物体位置決定兼位置決め装置であつて、前記
の放射感応検出系が物体の移動方向において互い
に直線的に配置した少なくとも２つの検出器を具
え、前記の放射感応検出系上の放射分布が物体の
実際位置と所望位置との間のずれの目安となるよ
うにした可動物体位置決定兼位置決め装置に関す
るものである。
可動物体位置決定兼位置決め装置であつて、前記
の放射感応検出系が物体の移動方向において互い
に直線的に配置した少なくとも２つの検出器を具
え、前記の放射感応検出系上の放射分布が物体の
実際位置と所望位置との間のずれの目安となるよ
うにした可動物体位置決定兼位置決め装置に関す
るものである。
米国特許第3207904号明細書にはトランジスタ
の接点細条を位置決めする装置が記載されてい
る。この場合、反射性の細条に放射ビームが照射
され、これら細条が顕微鏡の対物レンズにより放
射感応検出系上に結像される。この検出系は４つ
の部分に分れており、各部分がマスクを有し、こ
のマスクの後方に光導電体或いは放射感応半導体
素子のような放射感応素子が配置されている。こ
れらの放射感応素子の出力信号を比較することに
より接点細条の位置を測定したりトランジスタの
角度位置を検出したりすることができる。
の接点細条を位置決めする装置が記載されてい
る。この場合、反射性の細条に放射ビームが照射
され、これら細条が顕微鏡の対物レンズにより放
射感応検出系上に結像される。この検出系は４つ
の部分に分れており、各部分がマスクを有し、こ
のマスクの後方に光導電体或いは放射感応半導体
素子のような放射感応素子が配置されている。こ
れらの放射感応素子の出力信号を比較することに
より接点細条の位置を測定したりトランジスタの
角度位置を検出したりすることができる。
光学的な位置検出装置は多くの分野、特にマス
クパターンを基板上に投影する装置に用いられて
おり、この投影装置は集積回路の製造に用いられ
ている。この投影装置は、順次の製造工程中結像
させる必要のある種々のマスクパターンを配置し
うる回転自在のマスクテーブルを具えている。更
に、投影装置はいわゆる基板交換器を具えてお
り、この基板交換器により、露光された基板を装
置から除去し且つ露光すべき基板を装置内に配置
しうるようにしている。基板交換器およびマスク
テーブルの双方を位置決めする為には、光学的な
位置検出装置を用いることができる。
クパターンを基板上に投影する装置に用いられて
おり、この投影装置は集積回路の製造に用いられ
ている。この投影装置は、順次の製造工程中結像
させる必要のある種々のマスクパターンを配置し
うる回転自在のマスクテーブルを具えている。更
に、投影装置はいわゆる基板交換器を具えてお
り、この基板交換器により、露光された基板を装
置から除去し且つ露光すべき基板を装置内に配置
しうるようにしている。基板交換器およびマスク
テーブルの双方を位置決めする為には、光学的な
位置検出装置を用いることができる。
急速に移動している物体を大きな精度で位置決
めする光学的位置検出装置を上述した目的で或い
はその他の目的で用いる為には、位置決めすべき
物体がその所望位置或いは角度位置に近づいてい
るということを早期に指示し、物体の移動速度を
調整し、所望位置或いは角度位置に充分減少した
速度で到達するようにする必要がある。
めする光学的位置検出装置を上述した目的で或い
はその他の目的で用いる為には、位置決めすべき
物体がその所望位置或いは角度位置に近づいてい
るということを早期に指示し、物体の移動速度を
調整し、所望位置或いは角度位置に充分減少した
速度で到達するようにする必要がある。
本発明の目的はこのような必要性を満足する可
動物体位置決定兼位置決め装置を提供せんとする
にある。
動物体位置決定兼位置決め装置を提供せんとする
にある。
本発明は、可動物体位置決定兼位置決め装置に
おいて、 放射ビームを生じる放射原と、 この放射ビームに対し移動自在に装着された前
記の可動物体の移動方向に対し垂直に延在する稜
で交わる２つの平面内に位置し鈍角の頂角を規定
する少なくとも２つの面を有するプリズムであつ
て、該プリズムは前記の可動物体の所定の移動範
囲に亘つて前記の放射ビームを捕捉するように配
置されており、前記の２つの面の各々は前記の放
射ビームからその入射方向に対して斜角を以つて
放射を偏向せしめる作用をする当該プリズムと、 前記のプリズムの面のそれぞれから前記の斜角
で偏向された放射を検出するように配置され、前
記のプリズムに入射される前記の放射ビームに対
し固定関係に配置された第１および第２の放射検
出器であつて、これら第１および第２の放射検出
器が共働してこれら放射検出器の合計幅よりも著
しく大きな物体移動範囲に亘つて、前記の斜角で
偏向された放射を検出するようになつている当該
第１および第２の放射検出器とを具えていること
を特徴とする。
おいて、 放射ビームを生じる放射原と、 この放射ビームに対し移動自在に装着された前
記の可動物体の移動方向に対し垂直に延在する稜
で交わる２つの平面内に位置し鈍角の頂角を規定
する少なくとも２つの面を有するプリズムであつ
て、該プリズムは前記の可動物体の所定の移動範
囲に亘つて前記の放射ビームを捕捉するように配
置されており、前記の２つの面の各々は前記の放
射ビームからその入射方向に対して斜角を以つて
放射を偏向せしめる作用をする当該プリズムと、 前記のプリズムの面のそれぞれから前記の斜角
で偏向された放射を検出するように配置され、前
記のプリズムに入射される前記の放射ビームに対
し固定関係に配置された第１および第２の放射検
出器であつて、これら第１および第２の放射検出
器が共働してこれら放射検出器の合計幅よりも著
しく大きな物体移動範囲に亘つて、前記の斜角で
偏向された放射を検出するようになつている当該
第１および第２の放射検出器とを具えていること
を特徴とする。
プリズムの頂角は大きい（例えば165゜程度）
為、プリズムと放射ビームとが相対的に偏移する
ことにより放射ビーム検出器上でビームが偏移す
る量は可成り小さくなり、従つて放射ビームに対
するプリズムの偏移量が大きい場合でも充分な放
射量が検出器に到達する。ある条件の下で放射透
過プリズム或いは放射反射プリズムを用いると、
それぞれ２／α2或いは１／2α2の倍率でロツクイン（
引 込み）範囲を拡大しうるということを証明しう
る。ここにαはラジアンで表わしたプリズムの底
角である。
為、プリズムと放射ビームとが相対的に偏移する
ことにより放射ビーム検出器上でビームが偏移す
る量は可成り小さくなり、従つて放射ビームに対
するプリズムの偏移量が大きい場合でも充分な放
射量が検出器に到達する。ある条件の下で放射透
過プリズム或いは放射反射プリズムを用いると、
それぞれ２／α2或いは１／2α2の倍率でロツクイン（
引 込み）範囲を拡大しうるということを証明しう
る。ここにαはラジアンで表わしたプリズムの底
角である。
物体の位置を一方向で決定する為には、２つの
傾射面を有するプリズムと２つの放射ビーム検出
器とを用いる。物体の位置を互いに直交する２つ
の方向で決定する必要がある場合には、４つの傾
斜面を有するプリズムと４つの検出器とを用いる
必要がある。
傾射面を有するプリズムと２つの放射ビーム検出
器とを用いる。物体の位置を互いに直交する２つ
の方向で決定する必要がある場合には、４つの傾
斜面を有するプリズムと４つの検出器とを用いる
必要がある。
物体を位置決めする装置において反射プリズム
を用い、このプリズムにより放射ビームを２つの
副ビームに分割させこれら副ビームの各々を１個
の検出器に向けて反射させ、検出器上の放射分布
が物体の実際位置および所望位置間のずれの目安
となるようにすること自体は米国特許第2703505
号明細書に記載されており既知である。しかし、
このプリズムの目的はロツクイン範囲を拡大させ
ることではない。この場合例えば光電管である検
出器は比較的大きな放射感応面を有する。また既
知の装置におけるプリズムの頂角は約90゜であり、
このプリズムの底角は約45゜である。
を用い、このプリズムにより放射ビームを２つの
副ビームに分割させこれら副ビームの各々を１個
の検出器に向けて反射させ、検出器上の放射分布
が物体の実際位置および所望位置間のずれの目安
となるようにすること自体は米国特許第2703505
号明細書に記載されており既知である。しかし、
このプリズムの目的はロツクイン範囲を拡大させ
ることではない。この場合例えば光電管である検
出器は比較的大きな放射感応面を有する。また既
知の装置におけるプリズムの頂角は約90゜であり、
このプリズムの底角は約45゜である。
回転物体の角度位置を検出する本発明による可
動物体位置決定兼位置決め装置においては、放射
源とプリズムとの間にレンズを配置し、このレン
ズの焦点距離を回転軸線とレンズとの間の距離に
等しくする。このレンズはビームの主光線が常に
同じ角度でプリズムに入射されるようにする。こ
のレンズは円柱レンズとすることができ、この円
柱レンズの軸線を物体の回転軸線に平行とする。
動物体位置決定兼位置決め装置においては、放射
源とプリズムとの間にレンズを配置し、このレン
ズの焦点距離を回転軸線とレンズとの間の距離に
等しくする。このレンズはビームの主光線が常に
同じ角度でプリズムに入射されるようにする。こ
のレンズは円柱レンズとすることができ、この円
柱レンズの軸線を物体の回転軸線に平行とする。
好ましくは位置を検出すべき物体にプリズムを
連結し、可動物体位置決定兼位置決め装置の他の
素子を固定配置する。
連結し、可動物体位置決定兼位置決め装置の他の
素子を固定配置する。
本発明装置の構成をコンパクトにする為には、
プリズムを反射プリズムとするのが好ましい。
プリズムを反射プリズムとするのが好ましい。
反射プリズムの場合、放射源によつて放出せし
められるビームの主光線がプリズムの屈折縁部稜
と成す角度を90゜とは異なる角度にすることによ
りロツクイン範囲が最大となり構成がコンパクト
となる。
められるビームの主光線がプリズムの屈折縁部稜
と成す角度を90゜とは異なる角度にすることによ
りロツクイン範囲が最大となり構成がコンパクト
となる。
プリズムによつて反射されるビームを集中せし
める為には、光フアイバ、レンズ等の別個の光学
素子を用いることができる。本発明による装置に
おいては、更に、プリズム上に放射スポツトを形
成する照射レンズ系と、プリズムとの間にミラー
を配置し、これらミラーによりプリズムから反射
されたビームを照射レンズ系の瞳に向けて反射さ
せるようにするのが好ましい。この場合、照射レ
ンズ系は、反射ビームを検出器上に集束せしめる
のにも用いられる。
める為には、光フアイバ、レンズ等の別個の光学
素子を用いることができる。本発明による装置に
おいては、更に、プリズム上に放射スポツトを形
成する照射レンズ系と、プリズムとの間にミラー
を配置し、これらミラーによりプリズムから反射
されたビームを照射レンズ系の瞳に向けて反射さ
せるようにするのが好ましい。この場合、照射レ
ンズ系は、反射ビームを検出器上に集束せしめる
のにも用いられる。
更に、放射源と照射レンズ系との間にミラーを
配置すれば、放射源の像がこの放射源の近くに形
成され、これにより発光ダイオード（LED）と
することのできる放射源と検出器とを１つの支持
体上に配置しうるようになる。
配置すれば、放射源の像がこの放射源の近くに形
成され、これにより発光ダイオード（LED）と
することのできる放射源と検出器とを１つの支持
体上に配置しうるようになる。
急速に且つ正確に位置決めする必要のあるマス
クテーブルおよび基板交換器を有し、マスクパタ
ーンを基板上に結像させる装置に本発明による可
動物体位置決定兼位置決め装置を用いることがで
きる。このようなマスクパターン結像装置におい
ては第１可動物体位置決定兼位置決め装置の素子
をマスクテーブルに連結し、第２可動物体位置決
定兼位置決め装置の素子を基板交換器に連結する
のが好ましい。
クテーブルおよび基板交換器を有し、マスクパタ
ーンを基板上に結像させる装置に本発明による可
動物体位置決定兼位置決め装置を用いることがで
きる。このようなマスクパターン結像装置におい
ては第１可動物体位置決定兼位置決め装置の素子
をマスクテーブルに連結し、第２可動物体位置決
定兼位置決め装置の素子を基板交換器に連結する
のが好ましい。
以下図面につき説明する。
第１図は基準位置に対する物体の位置を決定し
物体を位置決めする既知の装置の原理を示す。こ
の装置はビームｂを放出するビーム源Ｂを具えて
いる。レンズ系Ｌはビーム源からの放射を検出系
Ｄの面内に集中させる。このレンズ系Ｌによりビ
ーム源Ｂの鮮明像B′を形成しうるも、このこと
は必ずしも必要なことではない。物体の位置を一
方向（第１図ではｘ方向）でのみ検出する必要が
ある場合には、検出系Ｄは２つの検出器（例えば
フオトダイオード）D1およびD2を具え、これら
の検出器の分離線はｘ方向に対し垂直とする。こ
れら検出器の出力信号は差動増幅器Ａの入力端子
に供給され、この増幅器の出力信号は第１図にＶ
で示す物体の所望位置および実際位置間のずれの
目安となる。この物体は位置決定兼位置決め装置
の１つ以上の素子に、例えば第１図に示すように
レンズ系Ｌに連結されている。差動増幅器Ａの出
力信号は第１図にブロツクＣで線図的に示す物体
制御装置に供給される。
物体を位置決めする既知の装置の原理を示す。こ
の装置はビームｂを放出するビーム源Ｂを具えて
いる。レンズ系Ｌはビーム源からの放射を検出系
Ｄの面内に集中させる。このレンズ系Ｌによりビ
ーム源Ｂの鮮明像B′を形成しうるも、このこと
は必ずしも必要なことではない。物体の位置を一
方向（第１図ではｘ方向）でのみ検出する必要が
ある場合には、検出系Ｄは２つの検出器（例えば
フオトダイオード）D1およびD2を具え、これら
の検出器の分離線はｘ方向に対し垂直とする。こ
れら検出器の出力信号は差動増幅器Ａの入力端子
に供給され、この増幅器の出力信号は第１図にＶ
で示す物体の所望位置および実際位置間のずれの
目安となる。この物体は位置決定兼位置決め装置
の１つ以上の素子に、例えば第１図に示すように
レンズ系Ｌに連結されている。差動増幅器Ａの出
力信号は第１図にブロツクＣで線図的に示す物体
制御装置に供給される。
物体が正しい位置にある場合には、ビーム源Ｂ
の像B′は検出器D1およびD2に対して対称的に位
置し、これら検出器の出力信号は互いに等しくな
る。物体が所望位置に対し左或いは右側にずれて
いる場合には検出器D1およびD2の出力信号は互
いに等しくない。従つて、制御装置Ｃは検出器の
信号が互いに等しくなるまで物体を右或いは左に
移動させる。
の像B′は検出器D1およびD2に対して対称的に位
置し、これら検出器の出力信号は互いに等しくな
る。物体が所望位置に対し左或いは右側にずれて
いる場合には検出器D1およびD2の出力信号は互
いに等しくない。従つて、制御装置Ｃは検出器の
信号が互いに等しくなるまで物体を右或いは左に
移動させる。
物体の位置を互いに直交する２つの方向で検査
する必要がある場合には、検出系Ｄは第２図に示
すように４つの検出器D1，D2，D3，D4を具える
ようにする必要がある。検出器D3およびD4は他
の（第２の）差動増幅器（図示せず）に接続さ
れ、その出力信号は物体をｘ方向と直交する方向
に移動させる他の（第２の）制御装置（図示せ
ず）に供給される。
する必要がある場合には、検出系Ｄは第２図に示
すように４つの検出器D1，D2，D3，D4を具える
ようにする必要がある。検出器D3およびD4は他
の（第２の）差動増幅器（図示せず）に接続さ
れ、その出力信号は物体をｘ方向と直交する方向
に移動させる他の（第２の）制御装置（図示せ
ず）に供給される。
第３図は差動増幅器Ａの出力信号Esの変化を位
置Ｓの関数として示す。位置Spが物体の所望位置
である。物体が位置S1或いはS2にある場合には、
像B′は完全に一方の検出器の上にある。位置決
め範囲ｐの大きさはほぼＭ・ｅに等しい。ここに
Ｍはレンズ系Ｌの倍率であり、ｅはビーム（放
射）源Ｂの直径である。物体が位置S3或いはS4に
ある場合にはビームｂの主光線は検出器の縁部に
入射される。物体が更に外方に移動する場合に
は、ビームｂは完全に検出器の外部に入射され、
位置検出はもはや不可能となる。位置S3およびS4
間の範囲はロツクイン（引込み）範囲である。
置Ｓの関数として示す。位置Spが物体の所望位置
である。物体が位置S1或いはS2にある場合には、
像B′は完全に一方の検出器の上にある。位置決
め範囲ｐの大きさはほぼＭ・ｅに等しい。ここに
Ｍはレンズ系Ｌの倍率であり、ｅはビーム（放
射）源Ｂの直径である。物体が位置S3或いはS4に
ある場合にはビームｂの主光線は検出器の縁部に
入射される。物体が更に外方に移動する場合に
は、ビームｂは完全に検出器の外部に入射され、
位置検出はもはや不可能となる。位置S3およびS4
間の範囲はロツクイン（引込み）範囲である。
種々の物体に利用しうるようにする為には、一
般に急速に移動する物体或いは大型の物体を大き
な精度で位置決めする必要がある場合には、物体
が位置決め範囲に近づいているということを早期
に表示して適正な制御を達成するとともに物体の
行き過ぎを防止するようにする必要がある。この
場合、所望の比較的遅い速度で位置決め範囲に達
するように物体の速度を調整する手段を講じるこ
ともできる。この目的の為には、ロツクイン範囲
の一方の限界、すなわち第３図におけるEs曲線の
点S3およびS4の付近の縁部の一方を物体が通過し
たかどうかを検出する。従つて上述した場合には
最大ロツクイン範囲Ｉを設けることが望ましい。
般に急速に移動する物体或いは大型の物体を大き
な精度で位置決めする必要がある場合には、物体
が位置決め範囲に近づいているということを早期
に表示して適正な制御を達成するとともに物体の
行き過ぎを防止するようにする必要がある。この
場合、所望の比較的遅い速度で位置決め範囲に達
するように物体の速度を調整する手段を講じるこ
ともできる。この目的の為には、ロツクイン範囲
の一方の限界、すなわち第３図におけるEs曲線の
点S3およびS4の付近の縁部の一方を物体が通過し
たかどうかを検出する。従つて上述した場合には
最大ロツクイン範囲Ｉを設けることが望ましい。
既知の装置のロツクイン範囲は検出器の幅ｄに
よつて或いはずれが大きい場合に生じるおそれの
ある口径食によつて制限される。ビーム源Ｂ或い
は検出系Ｄが可動物体に連結されている場合に
は、ロツクイン範囲Ｉは2dである。検出器D1お
よびD2がフオトダイオードである場合には、ｄ
は比較的小さく、例えば２mmであり、ビームｂは
直ちに検出系Ｄの外部に位置してしまう。レンズ
系Ｌが物体に連結されている場合には、ロツクイ
ン範囲Ｉは（口径食が生じないものとして）Ｉ＝
2d／Ｍで与えられる。ここにＭはレンズ系の倍
率である。従つてロツクイン範囲はＭを減少せし
めることにより大きくしうる。しかし、特に装置
をコンパクトにする必要があり、従つてレンズ系
の焦点距離を短かくする必要がある場合にはＭを
減少させるのは不都合である。
よつて或いはずれが大きい場合に生じるおそれの
ある口径食によつて制限される。ビーム源Ｂ或い
は検出系Ｄが可動物体に連結されている場合に
は、ロツクイン範囲Ｉは2dである。検出器D1お
よびD2がフオトダイオードである場合には、ｄ
は比較的小さく、例えば２mmであり、ビームｂは
直ちに検出系Ｄの外部に位置してしまう。レンズ
系Ｌが物体に連結されている場合には、ロツクイ
ン範囲Ｉは（口径食が生じないものとして）Ｉ＝
2d／Ｍで与えられる。ここにＭはレンズ系の倍
率である。従つてロツクイン範囲はＭを減少せし
めることにより大きくしうる。しかし、特に装置
をコンパクトにする必要があり、従つてレンズ系
の焦点距離を短かくする必要がある場合にはＭを
減少させるのは不都合である。
レンズ系Ｌによりビーム源の像を検出系上に形
成する装置において、Ｍを減少させ、しかも装置
の全長をそのままに維持する場合には、レンズの
焦点距離を短かくする必要があり、同時に可動レ
ンズが大きくされたロツクイン範囲全体に亘つて
ビームを受けうるようにする必要がある。この場
合、焦点距離を比較的短かくし直径を比較的長
く、すなわち少くとも大きくされたロツクイン範
囲に等しくしたレンズ系が必要である。すなわち
開口数を不可能な程度に大きくしたレンズ系が必
要である。従つてこの解決方法は殆んど実際的で
ない。
成する装置において、Ｍを減少させ、しかも装置
の全長をそのままに維持する場合には、レンズの
焦点距離を短かくする必要があり、同時に可動レ
ンズが大きくされたロツクイン範囲全体に亘つて
ビームを受けうるようにする必要がある。この場
合、焦点距離を比較的短かくし直径を比較的長
く、すなわち少くとも大きくされたロツクイン範
囲に等しくしたレンズ系が必要である。すなわち
開口数を不可能な程度に大きくしたレンズ系が必
要である。従つてこの解決方法は殆んど実際的で
ない。
本発明によれば、底角αが小さく、光路中の頂
角βが大きいプリズムＰを設けることにより、特
定の位置決め範囲に対しロツクイン範囲を大きく
しうる。第４および５図はそれぞれ放射透過プリ
ズムおよび放射反射プリズムを有する本発明によ
る装置の実施例を示す。放射反射プリズムは放射
透過プリズムに比べて、本発明装置を一層コンパ
クトにでき、物体には光学的な条件を課する必要
がないという利点を有する。
角βが大きいプリズムＰを設けることにより、特
定の位置決め範囲に対しロツクイン範囲を大きく
しうる。第４および５図はそれぞれ放射透過プリ
ズムおよび放射反射プリズムを有する本発明によ
る装置の実施例を示す。放射反射プリズムは放射
透過プリズムに比べて、本発明装置を一層コンパ
クトにでき、物体には光学的な条件を課する必要
がないという利点を有する。
第４および５図による装置においては、レンズ
系により形成された放射スポツトがプリズムＰに
より分割される。これにより形成された副ビーム
b1およびb2はフオトダイオードD1およびD2によ
り受けられる。副ビームがフオトダイオードに入
射される位置は、これらのビームの主光線がフオ
トダイオードに入射されていれば関係ない。
系により形成された放射スポツトがプリズムＰに
より分割される。これにより形成された副ビーム
b1およびb2はフオトダイオードD1およびD2によ
り受けられる。副ビームがフオトダイオードに入
射される位置は、これらのビームの主光線がフオ
トダイオードに入射されていれば関係ない。
物体の位置を互いに直交する２方向において検
出する必要がある場合には、第６図によるプリズ
ム、すなわち４つの傾斜面を有するプリズムを用
いる必要がある。これらの面の各々は副ビーム
b1，b2，b3およびb4を関連の検出器D1，D2，D3
およびD4に向けて反射させる。
出する必要がある場合には、第６図によるプリズ
ム、すなわち４つの傾斜面を有するプリズムを用
いる必要がある。これらの面の各々は副ビーム
b1，b2，b3およびb4を関連の検出器D1，D2，D3
およびD4に向けて反射させる。
好ましくは、プリズムＰを可動物体に連結し、
ビーム源Ｂ、レンズ系Ｌおよび検出系Ｄを固定と
する。しかし、プリズム２を固定配置し、他の素
子Ｂ，ＬおよびＤを可動物体に連結することもで
きる。
ビーム源Ｂ、レンズ系Ｌおよび検出系Ｄを固定と
する。しかし、プリズム２を固定配置し、他の素
子Ｂ，ＬおよびＤを可動物体に連結することもで
きる。
本発明による装置は、プリズムＰがビームｂに
対して直線的な特定の偏移をし、副ビームが偏向
される角度が一定に維持されている場合に、副ビ
ームは可成り小さな横方向偏移を受けるという事
実を用いている。従つて物体の実際の位置および
所望位置間のづれが大きい場合でも、副ビームは
検出器に入射される。副ビームの偏移は照射ビー
ムｂに対するプリズムの偏移よりも小さい為、ビ
ームが検出器によつて捕捉される際の、すなわち
これらの検出器上に再結像される際の口径食に関
する問題が生ずるおそれが少なくなる。
対して直線的な特定の偏移をし、副ビームが偏向
される角度が一定に維持されている場合に、副ビ
ームは可成り小さな横方向偏移を受けるという事
実を用いている。従つて物体の実際の位置および
所望位置間のづれが大きい場合でも、副ビームは
検出器に入射される。副ビームの偏移は照射ビー
ムｂに対するプリズムの偏移よりも小さい為、ビ
ームが検出器によつて捕捉される際の、すなわち
これらの検出器上に再結像される際の口径食に関
する問題が生ずるおそれが少なくなる。
第７図は、放射透過プリズムの場合にプリズム
が距離ｓに亘つて偏移した際に副ビームがどのく
らい移動するかを示す。偏移量δ、すなわちプリ
ズムＰに入射されるビームとこのプリズムによつ
て分割されたビームとの間の角度差は周知の屈折
の法則 ｎ・sinα＝n1・sinα1 によつて与えられる。ここにαはプリズムの傾斜
面上でのビームの入射角であり、α1は偏移された
ビームと前記の傾斜面に対する法線との間の角度
であり、ｎおよびn1はそれぞれプリズム材料およ
び空気の屈折率である。角度αおよびα1が小さい
場合、次式が満足される。
が距離ｓに亘つて偏移した際に副ビームがどのく
らい移動するかを示す。偏移量δ、すなわちプリ
ズムＰに入射されるビームとこのプリズムによつ
て分割されたビームとの間の角度差は周知の屈折
の法則 ｎ・sinα＝n1・sinα1 によつて与えられる。ここにαはプリズムの傾斜
面上でのビームの入射角であり、α1は偏移された
ビームと前記の傾斜面に対する法線との間の角度
であり、ｎおよびn1はそれぞれプリズム材料およ
び空気の屈折率である。角度αおよびα1が小さい
場合、次式が満足される。
nα＝α1（n1＝１の場合）
従つて、偏移量δ＝（α1−α）はδ＝（ｎ−１）
αとなる。ｎ＝1.5のガラスプリズムの場合、こ
の偏移量はδ＝0.5αとなる。第７図は、ビーム偏
移量Δが Δ＝ｈ・sinδ （ここにｈ＝ｓ・tanαである） であり、従つてαおよびδが小さい場合 Δ＝ｓ・α・δ＝0.5α2s となり、従つて ｓ＝2Δ／α2 となるということを明瞭に示している。ビーム源
の１対１の像の場合、偏移量Δはフオトダイオー
ドの幅ｄを越えてはならない為、検出することの
できる左或いは右方向への物体の最大偏移量snax
は snax＝２ｄ／α2 となる。プリズムを有さない位置検出装置の場合
には、測定しうる最大偏移量はｄに等しい。従つ
てロツクイン範囲の拡大率は約２／α2となる。こ
こにαはラジアンで表わしている。肉薄プリズ
ム、すなわちくさび型プリズムの場合、偏移量δ
はプリズムの位置にかかわらずほぼ一定である
為、前述したことはビームｂが最初にプリズムの
傾斜面に入射される場合にも当てはまる。
αとなる。ｎ＝1.5のガラスプリズムの場合、こ
の偏移量はδ＝0.5αとなる。第７図は、ビーム偏
移量Δが Δ＝ｈ・sinδ （ここにｈ＝ｓ・tanαである） であり、従つてαおよびδが小さい場合 Δ＝ｓ・α・δ＝0.5α2s となり、従つて ｓ＝2Δ／α2 となるということを明瞭に示している。ビーム源
の１対１の像の場合、偏移量Δはフオトダイオー
ドの幅ｄを越えてはならない為、検出することの
できる左或いは右方向への物体の最大偏移量snax
は snax＝２ｄ／α2 となる。プリズムを有さない位置検出装置の場合
には、測定しうる最大偏移量はｄに等しい。従つ
てロツクイン範囲の拡大率は約２／α2となる。こ
こにαはラジアンで表わしている。肉薄プリズ
ム、すなわちくさび型プリズムの場合、偏移量δ
はプリズムの位置にかかわらずほぼ一定である
為、前述したことはビームｂが最初にプリズムの
傾斜面に入射される場合にも当てはまる。
第８図は、反射プリズムの場合に、プリズムが
照射ビームに対し距離ｓに亘つて偏移すると、副
ビームがどのくらい偏移するかを示す。この場合
偏移量Δに対して次式が満足される。
照射ビームに対し距離ｓに亘つて偏移すると、副
ビームがどのくらい偏移するかを示す。この場合
偏移量Δに対して次式が満足される。
Δ＝h′sin2α
ここにh′＝ｓ・tanαである。従つて角度αが小
さい場合には、 Δ＝ｓ・2α2およびｓ＝Δ／2α2 となる。ビーム源の１対１像の場合、ロツクイン
範囲の拡大率は約１／2α2である。
さい場合には、 Δ＝ｓ・2α2およびｓ＝Δ／2α2 となる。ビーム源の１対１像の場合、ロツクイン
範囲の拡大率は約１／2α2である。
第９図はロツクイン範囲の拡大量を線図的に示
す。I1はプリズムがない場合のロツクイン範囲を
示し、I2はプリズムを有する装置のロツクイン範
囲を示す。底角αを約6.5゜とした反射プリズムを
用いた例では、I2は原理的にほぼ37・I1とするこ
とができる。
す。I1はプリズムがない場合のロツクイン範囲を
示し、I2はプリズムを有する装置のロツクイン範
囲を示す。底角αを約6.5゜とした反射プリズムを
用いた例では、I2は原理的にほぼ37・I1とするこ
とができる。
第７および８図にはビームの主光線のみを示
す。入射ビームはプリズムの位置で放射スポツト
を形成する集束ビームである。プリズムは上記の
入射ビームから２つ或いは４つの発散ビームを取
出す。検出器の位置においてビームの直径が大き
くなるのを防止する為に（ビームの直径が大きく
なると検出器の表面を大きくする必要がある）、
種々の手段を講じることができる。好ましくは、
第１０図ａに示すように、プリズムとフオトダイ
オードとの間に２つの追加のレンズL1およびL2
を配置し、これらのレンズにより放射スポツトを
フオトダイオード上に結合させるようにする。
す。入射ビームはプリズムの位置で放射スポツト
を形成する集束ビームである。プリズムは上記の
入射ビームから２つ或いは４つの発散ビームを取
出す。検出器の位置においてビームの直径が大き
くなるのを防止する為に（ビームの直径が大きく
なると検出器の表面を大きくする必要がある）、
種々の手段を講じることができる。好ましくは、
第１０図ａに示すように、プリズムとフオトダイ
オードとの間に２つの追加のレンズL1およびL2
を配置し、これらのレンズにより放射スポツトを
フオトダイオード上に結合させるようにする。
或いはまた、第１０図ｂに示すようにプリズム
の近くに配置した２つの光フアイバガイドF1お
よびF2により副ビームb1およびb2を捕捉させ、こ
れらの光フアイバガイドは例えばプリズムの位置
で大きな開口を有しフオトダイオードの位置で小
さな開口を有するようにすることができる。
の近くに配置した２つの光フアイバガイドF1お
よびF2により副ビームb1およびb2を捕捉させ、こ
れらの光フアイバガイドは例えばプリズムの位置
で大きな開口を有しフオトダイオードの位置で小
さな開口を有するようにすることができる。
更に第１０図ｃに示すように、プリズムの後方
に２つの光拡散物体H1およびH2を配置し、これ
ら光拡散物体により、副ビームがこれらに入射さ
れた場合にある放射が関連の検出器に入射される
ようにすることができる。検出器D1およびD3上
での放射の量を増加せしめる為には、光拡散物体
H1およびH2と検出器D1およびD2との間にレンズ
L3およびL4をそれぞれ配置することができる。
第１０図ａ、第１０図ｂおよび第１０図ｃによる
装置においては、副ビームが瞳を完全に覆うよう
にする手段を講じることができる。このようにす
ればプリズムが偏移した場合に、口径食が生じな
い。その理由は、この場合副ビームの偏移が瞳の
直径の一部のみに相当する為である。
に２つの光拡散物体H1およびH2を配置し、これ
ら光拡散物体により、副ビームがこれらに入射さ
れた場合にある放射が関連の検出器に入射される
ようにすることができる。検出器D1およびD3上
での放射の量を増加せしめる為には、光拡散物体
H1およびH2と検出器D1およびD2との間にレンズ
L3およびL4をそれぞれ配置することができる。
第１０図ａ、第１０図ｂおよび第１０図ｃによる
装置においては、副ビームが瞳を完全に覆うよう
にする手段を講じることができる。このようにす
ればプリズムが偏移した場合に、口径食が生じな
い。その理由は、この場合副ビームの偏移が瞳の
直径の一部のみに相当する為である。
上述したところでは、位置決めすべき物体がラ
インに沿つて移動するものとした。しかし、本発
明による装置は回転物体の角度位置を検出するの
に用いることもできる。この場合には、照射ビー
ムが常に同じ角度でプリズムに入射されるように
する追加の手段を講じる必要がある。この目的の
為には、レンズをプリズムの近くに配置し、この
レンズにより照射ビームの主光線が常にプリズム
の回転軸線とプリズムの屈折縁部稜との間の仮想
の接続線に平行となるようにする。このレンズは
円柱レンズとすることができる。その理由は、レ
ンズ作用は一方向のみで必要とする為である。
インに沿つて移動するものとした。しかし、本発
明による装置は回転物体の角度位置を検出するの
に用いることもできる。この場合には、照射ビー
ムが常に同じ角度でプリズムに入射されるように
する追加の手段を講じる必要がある。この目的の
為には、レンズをプリズムの近くに配置し、この
レンズにより照射ビームの主光線が常にプリズム
の回転軸線とプリズムの屈折縁部稜との間の仮想
の接続線に平行となるようにする。このレンズは
円柱レンズとすることができる。その理由は、レ
ンズ作用は一方向のみで必要とする為である。
第１１および１２図は回転物体の角度位置を検
出する為の反射プリズムを具える装置の２例を示
す。これらの図において物体Ｖの回転軸線をRA
で示す。Ｒは回転軸線とプリズムＰの頂点との間
の接続線を示し、CLは円柱レンズを示す。この
円柱レンズの軸線CAはRAに平行とする必要が
ある。このレンズの焦点距離fCLはこのレンズの
中心と回転軸線RAとの間の距離ｒに等しくする
必要がある。
出する為の反射プリズムを具える装置の２例を示
す。これらの図において物体Ｖの回転軸線をRA
で示す。Ｒは回転軸線とプリズムＰの頂点との間
の接続線を示し、CLは円柱レンズを示す。この
円柱レンズの軸線CAはRAに平行とする必要が
ある。このレンズの焦点距離fCLはこのレンズの
中心と回転軸線RAとの間の距離ｒに等しくする
必要がある。
第１１図に示すように、プリズムを物体Ｖ上に
配置し、光学系の残部、すなわちビーム源、レン
ズ系および検出器を外匣Ｈ内に固定配置する場合
には、円柱レンズをfCL＝−ｒとなる負のレンズ
とする。第１２図に示すように、プリズムＰが固
定であり、光学系の残部が物体と相俟つて動く場
合には、円柱レンズを焦点距離がfCL＝＋ｒとな
る正のレンズとする。
配置し、光学系の残部、すなわちビーム源、レン
ズ系および検出器を外匣Ｈ内に固定配置する場合
には、円柱レンズをfCL＝−ｒとなる負のレンズ
とする。第１２図に示すように、プリズムＰが固
定であり、光学系の残部が物体と相俟つて動く場
合には、円柱レンズを焦点距離がfCL＝＋ｒとな
る正のレンズとする。
第１１図に示す例は、集積回路の製造に当りマ
スクパターンを基板上に繰返し結像させる装置に
用いることができる。この場合、基板はマスクパ
ターンを経て多数回露光され、基板は投影システ
ムに対して順次の２度の露光間の所望距離に亘つ
て移動させる。マスクパターンを経て基板のすべ
てを露光した後、基板を装置から除去してこの基
板に他の処理を行ないうるようにする。次に新た
な基板を装置内に配置し、この基板を同じ或いは
他のマスクパターンを経て露光するようにするこ
とができる。このような露光済基板を除去、未露
光の基板を装置内に配置する為には、いわゆる基
板交換器を用いる。
スクパターンを基板上に繰返し結像させる装置に
用いることができる。この場合、基板はマスクパ
ターンを経て多数回露光され、基板は投影システ
ムに対して順次の２度の露光間の所望距離に亘つ
て移動させる。マスクパターンを経て基板のすべ
てを露光した後、基板を装置から除去してこの基
板に他の処理を行ないうるようにする。次に新た
な基板を装置内に配置し、この基板を同じ或いは
他のマスクパターンを経て露光するようにするこ
とができる。このような露光済基板を除去、未露
光の基板を装置内に配置する為には、いわゆる基
板交換器を用いる。
集積回路は多数の処理工程で製造される為、
種々のマスクパターンが基板上に結像される。
種々のマスクパターンを装置内に配置する為に
は、複数個の、例えば２個のマスクパターンを配
置しうるいわゆるマスクテーブルを用いる。基板
交換器およびマスクテーブルの双方は本発明によ
る装置を用いて位置決めすることができる。
種々のマスクパターンが基板上に結像される。
種々のマスクパターンを装置内に配置する為に
は、複数個の、例えば２個のマスクパターンを配
置しうるいわゆるマスクテーブルを用いる。基板
交換器およびマスクテーブルの双方は本発明によ
る装置を用いて位置決めすることができる。
第１３図はマスクパターンを基板上に繰返し結
像させる装置の一例を示す。例えを水銀灯LA、
楕円ミラーEM、照射ビームにおける放射分布を
均一にする素子Ioおよび集光レンズCpを有する投
影システムは、マスクテーブルMT上に配置され
たマスクパターンM1を照射する。このマスクテ
ーブル上には第２のマスクパターンM2を配置し
うる。このマスクテーブルをその軸MAを中心に
回動させることにより第２マスクパターンM2を
投影システム内に移動させることができる。マス
クパターンM1を通過するビームは線図的に示す
投影レンズ系PLを通り、この投影レンズ系によ
り基板上にマスクパターンの像を形成する。基板
Ｗは空気クツシヨンを与えた基板テーブルWT上
に載せる。投影レンズPLおよび基板テーブル
WTは外匣HO内に装着し、この外匣底部で例え
ば花こう岩の底板BPにより、頂部でマスクテー
ブルにより封じる。投影装置には更に軸WAを中
心に回動しうる基板交換器WCを設け、この基板
交換器は更に高さにおいて調整しうるようにす
る。投影装置の構成および作動に対する他の詳細
に関しては文献“Solid State Technology”、
June1980、pp.80−84の章“Step−and−Repeat
Wafer Imaging”を参照しうる。
像させる装置の一例を示す。例えを水銀灯LA、
楕円ミラーEM、照射ビームにおける放射分布を
均一にする素子Ioおよび集光レンズCpを有する投
影システムは、マスクテーブルMT上に配置され
たマスクパターンM1を照射する。このマスクテ
ーブル上には第２のマスクパターンM2を配置し
うる。このマスクテーブルをその軸MAを中心に
回動させることにより第２マスクパターンM2を
投影システム内に移動させることができる。マス
クパターンM1を通過するビームは線図的に示す
投影レンズ系PLを通り、この投影レンズ系によ
り基板上にマスクパターンの像を形成する。基板
Ｗは空気クツシヨンを与えた基板テーブルWT上
に載せる。投影レンズPLおよび基板テーブル
WTは外匣HO内に装着し、この外匣底部で例え
ば花こう岩の底板BPにより、頂部でマスクテー
ブルにより封じる。投影装置には更に軸WAを中
心に回動しうる基板交換器WCを設け、この基板
交換器は更に高さにおいて調整しうるようにす
る。投影装置の構成および作動に対する他の詳細
に関しては文献“Solid State Technology”、
June1980、pp.80−84の章“Step−and−Repeat
Wafer Imaging”を参照しうる。
マスクが投影ビーム内に配置された際にマスク
テーブルを位置決めしうるようにする為に、反射
プリズムP1および負のレンズL5を本発明により
マスクテーブル上に配置する。プリズムP1はビ
ーム源−検出ユニツトH1′により放出されたビー
ムをこのユニツトH1′に反射させ、このユニツト
においてこのビームを前述したように２つの検出
器を有する検出系によつて受ける。これら２つの
検出器の差信号を用いて、それ自体既知の（従つ
て詳細に説明しない）手段によつてマスクテーブ
ルを位置決めする。この位置検出装置P1，L5お
よびH1′を用いることにより、マスクテーブルを
所望位置に近づける信号を早い瞬時に生ぜしめる
為、テーブルの回転速度を減少せしめることがで
き、充分に遅い速度で所望位置に達する。第２マ
スクパターンM2を位置決めする為には、第１プ
リズム−レンズ対P1，L5と直径的に対向した位
置に第２プリズム−レンズ対P2，L6を設けるこ
とができる。
テーブルを位置決めしうるようにする為に、反射
プリズムP1および負のレンズL5を本発明により
マスクテーブル上に配置する。プリズムP1はビ
ーム源−検出ユニツトH1′により放出されたビー
ムをこのユニツトH1′に反射させ、このユニツト
においてこのビームを前述したように２つの検出
器を有する検出系によつて受ける。これら２つの
検出器の差信号を用いて、それ自体既知の（従つ
て詳細に説明しない）手段によつてマスクテーブ
ルを位置決めする。この位置検出装置P1，L5お
よびH1′を用いることにより、マスクテーブルを
所望位置に近づける信号を早い瞬時に生ぜしめる
為、テーブルの回転速度を減少せしめることがで
き、充分に遅い速度で所望位置に達する。第２マ
スクパターンM2を位置決めする為には、第１プ
リズム−レンズ対P1，L5と直径的に対向した位
置に第２プリズム−レンズ対P2，L6を設けるこ
とができる。
基板交換器WCを位置決めする為に、プリズム
P3と、レンズL7と、ビーム源−検出ユニツト
H2′とを有するアナログ位置検出装置を設ける。
プリズムP3およびレンズL7は固定であり、ビー
ム源−検出ユニツトは移動基板交換器上に配置
し、構成がコンパクトとなるようにする。レンズ
L7は正のレンズとする。
P3と、レンズL7と、ビーム源−検出ユニツト
H2′とを有するアナログ位置検出装置を設ける。
プリズムP3およびレンズL7は固定であり、ビー
ム源−検出ユニツトは移動基板交換器上に配置
し、構成がコンパクトとなるようにする。レンズ
L7は正のレンズとする。
照射ビームの主光線がプリズムの屈折縁部に垂
直に入射される反射プリズムを有する位置決定兼
位置決め装置においては、第１４図ａに示すよう
に、反射ビームb1およびb2の主光線はそれぞれ非
反射ビームｂの一方の側に位置し、更にすべての
ビームの主光線は一平面内に位置する。反射ビー
ムは照射ビームに重ならないように注意する必要
がある。ビームを正しく分離させる為には、反射
プリズムの底角αが sinαsinα1 を満足するようにする必要がある。ここにα1はプ
リズム側における投影システムのアパーチユア角
である。ロツクイン範囲を大きくするには、αを
最小にする必要があり、従つて実際にはαはα1に
ほぼ等しくなる。
直に入射される反射プリズムを有する位置決定兼
位置決め装置においては、第１４図ａに示すよう
に、反射ビームb1およびb2の主光線はそれぞれ非
反射ビームｂの一方の側に位置し、更にすべての
ビームの主光線は一平面内に位置する。反射ビー
ムは照射ビームに重ならないように注意する必要
がある。ビームを正しく分離させる為には、反射
プリズムの底角αが sinαsinα1 を満足するようにする必要がある。ここにα1はプ
リズム側における投影システムのアパーチユア角
である。ロツクイン範囲を大きくするには、αを
最小にする必要があり、従つて実際にはαはα1に
ほぼ等しくなる。
位置決定兼位置決め装置の構成を一層コンパク
トとし、そのロツクイン範囲を一層大きくする為
には、プリズムＰを照射ビームｂの主光線に対し
てわずかに傾けるのが好ましい。この場合第１４
図ｂに示すように、反射ビームの主光線は照射ビ
ームｂの主光線とは異なる平面内に位置する。従
つて反射ビームb1およびb2を互いに接近させて位
置させることができ、底角α′を第１０図ａにおけ
る底角αよりも小さくすることができる。
トとし、そのロツクイン範囲を一層大きくする為
には、プリズムＰを照射ビームｂの主光線に対し
てわずかに傾けるのが好ましい。この場合第１４
図ｂに示すように、反射ビームの主光線は照射ビ
ームｂの主光線とは異なる平面内に位置する。従
つて反射ビームb1およびb2を互いに接近させて位
置させることができ、底角α′を第１０図ａにおけ
る底角αよりも小さくすることができる。
反射ビームb1およびb2はレンズによりフオトダ
イオード上に集束でき、この場合１つのレンズと
これに関連するフオトダイオードとが１つのユニ
ツトを構成するようにすることができる。
イオード上に集束でき、この場合１つのレンズと
これに関連するフオトダイオードとが１つのユニ
ツトを構成するようにすることができる。
第１４図ｂによる装置の実際例ではロツクイン
範囲は約±10mmとなつた。この範囲はプリズムＰ
の寸法により決まる。
範囲は約±10mmとなつた。この範囲はプリズムＰ
の寸法により決まる。
反射プリズムを有する位置決定兼位置決め装置
においては、投影レンズ系Ｌを、プリズムＰによ
り反射されたビームを検出器上に集束させるもの
にも用いることができる。この目的の為には、第
１５図に示すように各反射ビームに対する追加の
ミラーAMをプリズムＰとレンズ系Ｌとの間に配
置する必要がある。簡単の為にこの第１５図に
は、プリズムＰの上側部分により反射されミラー
AMにより検出器D1に向けられるビームb1の光路
のみを示す。ビームｂおよびb1の主光線は破線で
示す。
においては、投影レンズ系Ｌを、プリズムＰによ
り反射されたビームを検出器上に集束させるもの
にも用いることができる。この目的の為には、第
１５図に示すように各反射ビームに対する追加の
ミラーAMをプリズムＰとレンズ系Ｌとの間に配
置する必要がある。簡単の為にこの第１５図に
は、プリズムＰの上側部分により反射されミラー
AMにより検出器D1に向けられるビームb1の光路
のみを示す。ビームｂおよびb1の主光線は破線で
示す。
プリズムＰおよびミラーAMによつて形成され
る放射スポツトはビーム源Ｂから分離され、従つ
て検出器はこのビーム源の周りに配置しうる。４
つの傾斜面を有するプリズムと、４つの補助ミラ
ーAMとを具える場合には、第１６図に示すよう
に４個の検出器D1，D2，D3およびD4をビーム源
Ｂの平面内に配置する。
る放射スポツトはビーム源Ｂから分離され、従つ
て検出器はこのビーム源の周りに配置しうる。４
つの傾斜面を有するプリズムと、４つの補助ミラ
ーAMとを具える場合には、第１６図に示すよう
に４個の検出器D1，D2，D3およびD4をビーム源
Ｂの平面内に配置する。
ビーム源とこのビーム源の像との間の分離程度
は角度θにより決まる。ミラーAMを配置する必
要のある角度は、ビームが反射直後に互いに丁
度重ならなくなる場合に＝γ−θ／２に応じて像 側におけるアパーチユア角γによつて決まる。こ
の場合反射プリズムの底角はγに等しくする必要
がある。この場合レンズ系の位置ではミラーAM
と光軸との間の距離はｌに等しい。ここにｌはレ
ンズ系Ｌの最大瞳直径である。
は角度θにより決まる。ミラーAMを配置する必
要のある角度は、ビームが反射直後に互いに丁
度重ならなくなる場合に＝γ−θ／２に応じて像 側におけるアパーチユア角γによつて決まる。こ
の場合反射プリズムの底角はγに等しくする必要
がある。この場合レンズ系の位置ではミラーAM
と光軸との間の距離はｌに等しい。ここにｌはレ
ンズ系Ｌの最大瞳直径である。
ミラーAMは、プリズムが偏移した際に反射ビ
ームがこれら自体に対して平行に偏移した場合で
もこれら反射ビームを受けうる程度に延在させる
必要がある。この場合副ビームb1およびb2をレン
ズ系Ｌの瞳に亘つて移動しうるようにする必要が
ある。上記の瞳はプリズムが中心位置を占めた際
に副ビームにより完全に覆われる為、上述したプ
リズムの偏移により放射を損失せしめるおそれが
ある。このような損失を最小とする為に、第１５
図に破線で示す視野レンズFLをミラーAMとプ
リズムＰとの間に配置することができる。レンズ
FLの焦点距離はレンズ系Ｌの瞳に対するこのレ
ンズの距離に等しくする。この場合反射ビームは
常にレンズ系Ｌの瞳の中心を通過する。
ームがこれら自体に対して平行に偏移した場合で
もこれら反射ビームを受けうる程度に延在させる
必要がある。この場合副ビームb1およびb2をレン
ズ系Ｌの瞳に亘つて移動しうるようにする必要が
ある。上記の瞳はプリズムが中心位置を占めた際
に副ビームにより完全に覆われる為、上述したプ
リズムの偏移により放射を損失せしめるおそれが
ある。このような損失を最小とする為に、第１５
図に破線で示す視野レンズFLをミラーAMとプ
リズムＰとの間に配置することができる。レンズ
FLの焦点距離はレンズ系Ｌの瞳に対するこのレ
ンズの距離に等しくする。この場合反射ビームは
常にレンズ系Ｌの瞳の中心を通過する。
また第１５図においてビーム源Ｂとレンズ系Ｌ
との間に補助ミラーAM′を配置することにより、
ビーム源の像をこのビーム源自体に極めて接近さ
せて位置させることができる。この場合発光ダイ
オードの形態のビーム源とフオトダイオードとを
１つの支持体上に配置することができる。ミラー
AM′は光軸に対し角度γに等しい或いはほぼ等
しい角度で配置する。
との間に補助ミラーAM′を配置することにより、
ビーム源の像をこのビーム源自体に極めて接近さ
せて位置させることができる。この場合発光ダイ
オードの形態のビーム源とフオトダイオードとを
１つの支持体上に配置することができる。ミラー
AM′は光軸に対し角度γに等しい或いはほぼ等
しい角度で配置する。
ミラーAMは材料、例えばガラスのブロツクを
以つて構成でき、このブロツクの断面は正方形と
することができる。２つ或いは４つの反射副ビー
ムは上記のブロツクの側面によつて反射され、こ
の場合副ビームが上記の側面に可成り大きな角度
で入射されればすべての反射ビームを利用するこ
とができる。上記の側面は内面或いは外面反射と
することができる。上記のブロツクの一端にはレ
ンズ系Ｌを配置し、他端には視野レンズFLを配
置する。
以つて構成でき、このブロツクの断面は正方形と
することができる。２つ或いは４つの反射副ビー
ムは上記のブロツクの側面によつて反射され、こ
の場合副ビームが上記の側面に可成り大きな角度
で入射されればすべての反射ビームを利用するこ
とができる。上記の側面は内面或いは外面反射と
することができる。上記のブロツクの一端にはレ
ンズ系Ｌを配置し、他端には視野レンズFLを配
置する。
好ましくは第１７図に示すようにブロツクML
の端面LS1およびLS2を彎曲させ、これらの端面
がレンズ作用を有するようにする。端面LS1はレ
ンズ系Ｌとして機能し、端面LS2は視野レンズ
FLとして機能する。レンズ素子LS2は正の屈折
力を有し、その焦点距離はブロツクMLの長さに
等しくする。
の端面LS1およびLS2を彎曲させ、これらの端面
がレンズ作用を有するようにする。端面LS1はレ
ンズ系Ｌとして機能し、端面LS2は視野レンズ
FLとして機能する。レンズ素子LS2は正の屈折
力を有し、その焦点距離はブロツクMLの長さに
等しくする。
第１図は物体の位置を決定し物体を位置決めす
る既知の装置を示す線図、第２図は第１図の装置
に用いられる放射感応検出系を示す説明図、第３
図は第１図の装置における物体の偏移量の関数と
しての位置信号の変化を示す説明図、第４および
５図はそれぞれ放射透過プリズムおよび放射反射
プリズムを有する本発明による装置を示す線図、
第６図は本発明による装置に用いる傾斜面を有す
る反射プリズムを示す斜視図、第７および８図は
それぞれ放射透過プリズムおよび放射反射プリズ
ムに対する物体の偏移量の関数としてビーム偏向
を示す説明図、第９図は本発明による装置におけ
る物体偏移量の関数として位置信号の変化を示す
線図、第１０図ａ，ｂおよびｃはプリズムにより
検出器上に反射された放射を集中させる異なる光
学素子を示す線図、第１１および１２図は回転物
体の位置を検出する装置の例を示す線図、第１３
図は基板上にマスクパターンを投影する装置を示
す線図、第１４図ａおよびｂは反射プリズムを用
いた場合であつてそれぞれ照射ビームが屈折縁部
に直角に入射された場合および90°とは異なる角
度で入射された場合の光路を示す説明図、第１５
図は反射ビームに対する追加のミラーを有する本
発明の装置の例を示す線図、第１６図は本発明に
よる装置の例におけるビーム源に対する検出器の
配置を示す線図、第１７図は１つの素子によつて
照射レンズ系およびミラーの機能を達成するよう
にした本発明装置の例を示す線図である。 Ｂ……ビーム（放射）源、Ｌ……レンズ系、Ｄ
……検出系、D1，D2，D3，D4……検出器、Ａ…
…差動増幅器、Ｖ……物体、Ｃ……物体制御装
置、Ｐ，P1，P2，P3……プリズム、L1，L2，L3，
L4，L5，L6，L7……レンズ、F1，F2……光フア
イバガイド、H1，H2……光拡散物体、CL……円
柱レンズ、LA……水銀灯、EM……楕円ミラー、
Cp……集光レンズ、M1，M2……マスクパター
ン、MT……マスクテーブル、PL……投影レン
ズ系、Ｗ……基板、WT……基板テーブル、WC
……基板交換器、H′1，H′2……ビーム源−検出
ユニツト、AM，AM′……ミラー、FL……視野
レンズ。
る既知の装置を示す線図、第２図は第１図の装置
に用いられる放射感応検出系を示す説明図、第３
図は第１図の装置における物体の偏移量の関数と
しての位置信号の変化を示す説明図、第４および
５図はそれぞれ放射透過プリズムおよび放射反射
プリズムを有する本発明による装置を示す線図、
第６図は本発明による装置に用いる傾斜面を有す
る反射プリズムを示す斜視図、第７および８図は
それぞれ放射透過プリズムおよび放射反射プリズ
ムに対する物体の偏移量の関数としてビーム偏向
を示す説明図、第９図は本発明による装置におけ
る物体偏移量の関数として位置信号の変化を示す
線図、第１０図ａ，ｂおよびｃはプリズムにより
検出器上に反射された放射を集中させる異なる光
学素子を示す線図、第１１および１２図は回転物
体の位置を検出する装置の例を示す線図、第１３
図は基板上にマスクパターンを投影する装置を示
す線図、第１４図ａおよびｂは反射プリズムを用
いた場合であつてそれぞれ照射ビームが屈折縁部
に直角に入射された場合および90°とは異なる角
度で入射された場合の光路を示す説明図、第１５
図は反射ビームに対する追加のミラーを有する本
発明の装置の例を示す線図、第１６図は本発明に
よる装置の例におけるビーム源に対する検出器の
配置を示す線図、第１７図は１つの素子によつて
照射レンズ系およびミラーの機能を達成するよう
にした本発明装置の例を示す線図である。 Ｂ……ビーム（放射）源、Ｌ……レンズ系、Ｄ
……検出系、D1，D2，D3，D4……検出器、Ａ…
…差動増幅器、Ｖ……物体、Ｃ……物体制御装
置、Ｐ，P1，P2，P3……プリズム、L1，L2，L3，
L4，L5，L6，L7……レンズ、F1，F2……光フア
イバガイド、H1，H2……光拡散物体、CL……円
柱レンズ、LA……水銀灯、EM……楕円ミラー、
Cp……集光レンズ、M1，M2……マスクパター
ン、MT……マスクテーブル、PL……投影レン
ズ系、Ｗ……基板、WT……基板テーブル、WC
……基板交換器、H′1，H′2……ビーム源−検出
ユニツト、AM，AM′……ミラー、FL……視野
レンズ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 可動物体位置決定兼位置決め装置において、 放射ビームを生じる放射原と、 この放射ビームに対し移動自在に装着された前
記の可動物体の移動方向に対し垂直に延在する稜
で交わる２つの平面内に位置し鈍角の頂角を規定
する少なくとも２つの面を有するプリズムであつ
て、該プリズムは前記の可動物体の所定の移動範
囲に亘つて前記の放射ビームを捕捉するように配
置されており、前記の２つの面の各々は前記の放
射ビームからその入射方向に対して斜角を以つて
放射を偏向せしめる作用をする当該プリズムと、 前記のプリズムの面のそれぞれから前記の斜角
で偏向された放射を検出するように配置され、前
記のプリズムに入射される前記の放射ビームに対
し固定関係に配置された第１および第２の放射検
出器であつて、これら第１および第２の放射検出
器が共働してこれら放射検出器の合計幅よりも著
しく大きな物体移動範囲に亘つて、前記の斜角で
偏向された放射を検出するようになつている当該
第１および第２の放射検出器とを具えていること
を特徴とする可動物体位置決定兼位置決め装置。 ２ 回転物体の角度位置を検出する特許請求の範
囲第１項に記載の可動物体位置決定兼位置決め装
置において、放射源とプリズムとの間にレンズを
配置し、該レンズの焦点距離を回転軸線と前記の
レンズとの間の距離に等しくしたことを特徴とす
る可動物体位置決定兼位置決め装置。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項に記載の
可動物体位置決定兼位置決め装置において、プリ
ズムを可動物体に連結したことを特徴とする可動
物体位置決定兼位置決め装置。 ４ 特許請求の範囲第１〜３項のいずれか１項に
記載の可動物体位置決定兼位置決め装置におい
て、プリズムを反射プリズムとしたことを特徴と
する可動物体位置決定兼位置決め装置。 ５ 特許請求の範囲第４項に記載の可動物体位置
決定兼位置決め装置において、放射源により放出
されたビームの主光線がプリズム前記の稜と成す
角度が90゜とは異なる角度となるようにしたこと
を特徴とする可動物体位置決定兼位置決め装置。 ６ 特許請求の範囲第４項または第５項に記載の
可動物体位置決定兼位置決め装置において、プリ
ズム上に放射スポツトを形成する照射レンズ系
と、プリズムとの間にミラーを配置し、これらミ
ラーによりプリズムから反射されたビームを照射
レンズ系の瞳に向けて反射させるようにしたこと
を特徴とする可動物体位置決定兼位置決め装置。 ７ 特許請求の範囲第６項に記載の可動物体位置
決定兼位置決め装置において、放射源と照射レン
ズ系との間にミラーを配置し、これらミラーによ
つて照射レンズ系を通る反射ビームを放射源の付
近に向けて反射させるようにし、放射感応検出器
を前記の放射源の周りに配置したことを特徴とす
る可動物体位置決定兼位置決め装置。 ８ 特許請求の範囲第６項に記載の可動物体位置
決定兼位置決め装置において、放射源とプリズム
との間に断面が正方形の中空反射体を配置し、該
中空反射体の端面がレンズとして作用するように
したことを特徴とする可動物体位置決定兼位置決
め装置。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8101668A NL8101668A (nl) | 1981-04-03 | 1981-04-03 | Inrichting voor het detekteren van de positie van een voorwerp. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57178103A JPS57178103A (en) | 1982-11-02 |
| JPS6355002B2 true JPS6355002B2 (ja) | 1988-11-01 |
Family
ID=19837293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57054811A Granted JPS57178103A (en) | 1981-04-03 | 1982-04-03 | Detector for position of body |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57178103A (ja) |
| CA (1) | CA1194176A (ja) |
| DE (1) | DE3211928A1 (ja) |
| FR (1) | FR2503416B1 (ja) |
| GB (1) | GB2096316B (ja) |
| NL (1) | NL8101668A (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3485494D1 (de) * | 1983-05-17 | 1992-03-12 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Geraet zur bestimmung der ortung. |
| DE3328168A1 (de) * | 1983-08-04 | 1985-02-21 | Goetze Ag, 5093 Burscheid | Verfahren und vorrichtung zur positionsfestlegung insbesondere von trennfugen |
| NL8401476A (nl) * | 1984-05-09 | 1985-12-02 | Philips Nv | Inrichting voor het wisselen van maskers. |
| NL8401710A (nl) * | 1984-05-29 | 1985-12-16 | Philips Nv | Inrichting voor het afbeelden van een maskerpatroon op een substraat. |
| JPS6155151A (ja) * | 1984-08-27 | 1986-03-19 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 熱硬化性樹脂成形材料 |
| JPS6155153A (ja) * | 1984-08-27 | 1986-03-19 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 熱硬化性樹脂成形材料 |
| JPS6155152A (ja) * | 1984-08-27 | 1986-03-19 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 熱硬化性樹脂成形材料 |
| JPS6155150A (ja) * | 1984-08-27 | 1986-03-19 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 熱硬化性樹脂成形材料 |
| DE3621961A1 (de) * | 1986-07-01 | 1988-01-14 | Wenglorz Sensoric Gmbh | Reflexlichtschranke zur beruehrungslosen nachfuehrung eines geraetes |
| US4760429A (en) * | 1986-11-05 | 1988-07-26 | The Perkin-Elmer Corporation | High speed reticle change system |
| DE3837042A1 (de) * | 1988-10-31 | 1990-05-03 | Battelle Institut E V | Vorrichtung zum positionieren von materialien in einem kraftfeld |
| DE3907323A1 (de) * | 1989-03-07 | 1990-09-20 | Zinser Textilmaschinen Gmbh | Spinnereimaschine, insbesondere ringspinnmaschine |
| DE4442400A1 (de) * | 1994-11-30 | 1996-06-05 | Imm Inst Mikrotech | Sensor zur Bestimmung der Lage im Raum |
| DE102014010417A1 (de) * | 2014-07-14 | 2016-01-14 | Nanosurf Ag | Positionsmesssystem für den Nanometerbereich |
| DE102014115748A1 (de) * | 2014-10-29 | 2016-05-04 | Tutech Innovation Gmbh | System und Verfahren zur Bearbeitung von Bauteilen |
| WO2019126932A1 (zh) * | 2017-12-25 | 2019-07-04 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 云台的控制方法和控制设备 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2703505A (en) * | 1948-07-03 | 1955-03-08 | Kearney & Trecker Corp | Apparatus for aligning machine elements |
| DE1205716B (de) * | 1958-01-21 | 1965-11-25 | Continental Elektro Ind Ag | Lichtelektrische Einrichtung zur Ausrichtung der Ziellinie einer Visiervorrichtung |
| US3207904A (en) * | 1962-04-09 | 1965-09-21 | Western Electric Co | Electro-optical article positioning system |
| DE1273210B (de) * | 1962-08-24 | 1968-07-18 | Philips Nv | Vorrichtung zur lichtelektrischen Bestimmung der relativen Lage zweier Teile |
| GB1312825A (en) * | 1969-04-19 | 1973-04-11 | Licentia Gmbh | Method and apparatus for bringing a mask and a semiconductor body into register with one another |
| DE2445333A1 (de) * | 1973-10-01 | 1975-04-10 | Philips Nv | Optoelektronisches system zur bestimmung einer abweichung zwischen der istlage und der sollage einer ebene in einem optischen abbildungssystem |
| FR2340534A1 (fr) * | 1976-02-09 | 1977-09-02 | Centre Techn Ind Mecanique | Procede et appareil pour le centrage des lentilles |
| GB1560778A (en) * | 1978-03-21 | 1980-02-06 | Int Computers Ltd | Methods of aligning articles |
| FR2445512A1 (en) * | 1978-12-27 | 1980-07-25 | Thomson Csf | Position detecting system for image forming appts. - includes two part photodiode providing two signals with difference proportional to position error |
-
1981
- 1981-04-03 NL NL8101668A patent/NL8101668A/nl not_active Application Discontinuation
-
1982
- 1982-03-31 DE DE19823211928 patent/DE3211928A1/de active Granted
- 1982-03-31 GB GB8209505A patent/GB2096316B/en not_active Expired
- 1982-03-31 CA CA000400111A patent/CA1194176A/en not_active Expired
- 1982-04-02 FR FR8205777A patent/FR2503416B1/fr not_active Expired
- 1982-04-03 JP JP57054811A patent/JPS57178103A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2503416B1 (fr) | 1986-01-03 |
| DE3211928C2 (ja) | 1988-01-21 |
| DE3211928A1 (de) | 1983-01-20 |
| JPS57178103A (en) | 1982-11-02 |
| GB2096316A (en) | 1982-10-13 |
| GB2096316B (en) | 1985-03-06 |
| CA1194176A (en) | 1985-09-24 |
| NL8101668A (nl) | 1982-11-01 |
| FR2503416A1 (fr) | 1982-10-08 |
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