DE3242002C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Ausrichtmarkierungserfassungsvorrichtung
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine solche Ausrichtmarkierungserfassungsvorrichtung ist
aus der US 36 83 195 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung
sind auf zwei Körpern stabförmige Ausrichtmarken in
einer ersten und einer zweiten Richtung bezüglich einer Abtastlinie
geneigt aufgebracht. Die Beleuchtung erfolgt offensichtlich
ganzflächig. Reflektiertes Licht aus einem
größeren Umgebungsbereich der Marken tritt durch entsprechend
der Richtung der Marken geformte längliche bzw. stabförmige
Öffnungen einer Abschirmung der Erfassungseinrichtung.
Falls eine entsprechende Marke mit einer solchen
schlitzförmigen Öffnung zur Deckung kommt, wird durch die
Öffnung fallendes Licht unterbrochen, so daß an den Marken
entsprechende Impulse erhalten werden. Gegenüber einer
punktartigen Abtastung von Ausrichtmarkierungen arbeitet
eine solche Ausrichtmarkierungserfassungsvorrichtung zuverlässiger,
da in Folge der länglichen und örtlichen Ausdehnung
des erfaßten Strahlenbündels Strahlen durch eventuell
vorhandene störende Partikel oder durch Beschädigungen
der Marke kaum ins Gewicht fallen. Jedoch ist auch bei einer
solchen Ausrichtmarkierungserfassungsvorrichtung die
Erfassung der Ausrichtmarken noch mit Schwierigkeiten verbunden,
woraus Fehler bei der Erfassung resultieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ausrichtmarkierungserfassungsvorrichtung
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1 derart weiterzubilden, daß Fehler bei der
Erfassung der Ausrichtmarken weitgehend unterbunden sind.
Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 angegebenen
Maßnahmen gelöst.
Erfindungsgemäß werden mittels einer Strahlerzeugungsvorrichtung
den verschiedenen Orientierungen der Ausrichtmarken
entsprechend im Querschnitt stabförmige Lichtstrahlenbündel
erzeugt. Mit diesen stabförmigen Lichtstrahlenbündeln
wird die Bestrahlung der stabförmigen Ausrichtmarken
entsprechend deren Orientierung vorgenommen, d. h. die in
der ersten Richtung orientierten Ausrichtmarken werden mit
einem in der ersten Richtung orientierten stabförmigen
Lichtstrahlenbündel und die in der zweiten Richtung orientierten
Ausrichtmarken mit dem in der zweiten Richtung orientierten
stabförmigen Lichtstrahlenbündel abgetastet.
Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme wird das Licht praktisch
vollkommen zur Abtastung der Marken ausgenutzt. Es
entsteht ein zeitlich sehr scharfer hell-dunkel-Wechsel
beim Abtasten der Marken aufgrund dessen diese sehr sicher
und auch schnell erfaßbar sind; d. h. bei einem sehr guten
Signal-zu-Rausch-Verhältnis wird eine schnelle Ausrichtmarkenabtastung
möglich. Durch die Konzentration des Lichtes
ausschließlich auf die benötigte Stelle kann die Strahlungsleistung
der Lichtquelle zu dem sehr gering gehalten
werden, wodurch der Einsatz einer kleinen, energiesparenden
Lichtquelle möglich wird. Dies trägt wesentlich zur Verkleinerung
der Ausrichtmarkierungserfassungsvorrichtung
bei.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Beschreibung von
Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung
näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine optische Anordnung der erfindungsgemäßen,
automatischen Ausrichtmarkierungserfassungsvorrichtung,
Fig. 2 eine z. T. abgeänderte optische Anordnung gemäß
Fig. 1,
Fig. 3 Ausrichtmarken,
Fig. 4 und 5 abgelesene Signale der Ausrichtmarken
in Fig. 3,
Fig. 6 ein Blockdiagramm eines signalverarbeitenden
Schaltkreises in der erfindungsgemäßen automatischen
Ausrichtmarkierungserfassungsvorrichtung und
Fig. 7 bis 10 Abänderungen eines das lineare Bild erzeugenden
Teils in Fig. 1.
In Fig. 1 bezeichnen
die Bezugszeichen 2 und 4 jeweils die
Stellen einer Platte 1 und einer Abgleichmaske 3, an denen
der Strahl auftrifft. Stabförmige Ausrichtmarken 38 und
39 (in Fig. 3) sind unter einem Winkel von 45° in Bezug
auf die Abtastlinie auf der Platte 1 vorgesehen. Stabförmige
Ausricht- bzw. Abgleichmarken 34, 35, 36 und 37 (in Fig. 3) sind
unter einem Winkel von 45° bezüglich der Abtastlinie ebenfalls
auf der Abgleichmaske 3 angebracht. Diese Marken
können natürlich mikroskopisch stabförmig sein und eine
Anhäufung von Punkten oder kleinen viereckigen Teilen
umfassen.
In Fig. 1 sind eine Strahlquelle 27 eines kohärenten Lichtes,
z. B. ein Laser, und ein um eine Drehachse 33 drehbarer
Polygonspiegel 24 dargestellt. Der sich drehende Polygonspiegel
24 kann selbstverständlich durch andere optische
Elemente wie z. B. einen Galvano-Spiegel oder ein akustisch-optisches
Element ersetzt werden. Linsen 11, 19
und 23 sind im Strahlengang eingefügt. Ein telezentrisches
Objektiv 5 ist ebenfalls dargestellt. Die eingefügten
Linsen 11, 19 und 23 bilden den Ablenkursprung 25 (nämlich
den Schwingungsursprung) des von dem sich drehenden Polygonspiegel
24 abgelenkten Lichts an der Stelle 7 in die
Pupillenlage 6 des Objektivs 5 ab. Demgemäß tastet der Laserstrahl
mittels Drehung des Polygonspiegels die Abgleichmaske
und die Platte ab. Ein halbdurchlässiger Spiegel
8 dient für ein Beleuchtungssystem 9, 10 als visuellem
Beobachtungssystem. Ferner sind dargestellt: Eine Lampe
10, ein den optischen Weg aufteilender Spiegel 18, ein
halbdurchlässiger Spiegel 20, der für das visuelle Beobachtungssystem
21, 22 dient, eine Linse 21, die im Zusammenspiel
mit den Linsen 5, 11, 19 Bilder der Abgleichmaske
3 und der Platte 1 erzeugt, ein Okular 22, ein halbdurchlässiger
Spiegel 12, der für ein fotoelektrisches Empfangssystem
13 bis 17 dient, ein Spiegel 13, eine Linse
14, die im Zusammenwirken mit der Linse 11 ein Schwingungsursprungbild
7 von Neuem gestaltet. Ein Raumfilter
15 weist einen lichtunterbrechenden Abschnitt von der
Größe des Schwingungs-Ursprungsbildes auf. Demgemäß hat
dieser Filter 15 eine Eigenschaft, die das Licht von einem
Abschnitt, der keinen Rand einer Schablone beinhaltet,
abfängt und das zerstreute Licht vom Schablonenrand hindurchläßt.
Eine Kondensorlinse 16 und ein Fotoempfangsvermittler
17 sind dargestellt. Eine zylindrische Linse
26 formt den Laserstrahl in einen stabförmigen Strahl
um, welcher einen länglichen Bestrahlungsbereich wie die
Bezugszeichen 40 oder 41 in Fig. 3 zeigen, hat. Falls
die Linienbreite und Länge des Strahls dieselbe Größe
wie diejenigen der Abgleichmarken aufweisen, wird ein
gutes Ergebnis erreicht. Die Bezugszeichen 29 und 30 bezeichnen
Zahnräder, wobei das Zahnrad 29 an einem Gehäuse
28 der zylindrischen Linse befestigt ist. Ferner ist eine
Betätigungseinrichtung 31 rotierenden Typs wie z. B. ein
Schrittmotor vorgesehen, wobei ein Steuersystem 32 auf
den Motor wirkt. Die Elemente 26 bis 31 bilden dabei
eine Strahlerzeugungsvorrichtung.
Mittels einem Befehl des Steuersystems ist der längliche
stabförmige Strahl in jede Richtung innerhalb einer zur
optischen Achse senkrechten Ebene drehbar. Die mit Strichindex
versehenen Bezugszeichen bezeichnen gleiche, symmetrisch
angeordnete Bauteile, die somit nicht beschrieben
werden müssen.
Die Wirkungsweise des Abgleichgeräts gemäß Fig. 1 wird
nachstehend erläutert. Es sei angenommen, daß die Abgleichmarken
auf der Abgleichmaske 3 und der Platte 1
gemäß Fig. 3 angeordnet sind, worin auch eine Abtastlinie bzw. eine Abtastachse
42 gezeigt ist. Die Abgleichmarken 34, 35 und 36, 37 auf
der Abgleichmaske sind so gesetzt, daß sie jeweils zueinander
parallel und in Bezug auf die Abtastachse 42 unter
den Winkeln R bzw. R′ geneigt sind. Die zylindrische
Linse bzw. optische System 26 wird gemäß dem Befehl des Steuersystems 32 über
die Zahnräder 29 und 30 um ein gewisses Maß gedreht und
ist unter dem Winkel R in bezug auf die Abtastachse geneigt,
wie der abtastende Strahl 40 darstellt. Das Ausgabesignal
des Fotoempfangsvermittlers, wenn Abtastung unter diesen
Voraussetzungen durchgeführt wird, ist in Fig. 4 dargestellt:
P₁-P₃ sind die jeweils den Abgleichmarken 34,
38 und 35 entsprechenden Signale. Diese Signale sind ebenfalls,
selbst wenn sich geringer Staub auf der Abtastoberfläche
befindet, gemittelt, wie es bei einem punktförmigen
Strahl nicht der Fall ist, und daher nicht wie die Ausgabe
in der Praxis ermittelt. Die Ausgabesignale der Seiten mit anderer
Neigung, d. h. die Abschnitte der Abgleichmarken
36, 39 und 37 gemäß Fig. 3, können praktisch vernachlässigt
werden.
Dieses Ausgabesignal dient als Eingabe für einen impulsaufteilenden
Empfangsvermittler-Schaltkreis 43 gemäß Fig. 6. Dieser
Schaltkreis weist einen Metallspitzen-Impulserzeuger auf
und beginnt mittels einem Abtastimpulssignal die Metallspitzenimpulse
zu zählen und beendigt die Zählung dieser
beim nächsten Abtastimpulssignal, wodurch der Abstand
zwischen den Impulsen gemessen wird. Die gemessenen Werte
W₁ und W₂ des Impulsabstandes werden übereinstimmend mit
dem Befehl des Steuersystems 32 in einen Speicher 44 eingegeben
und dort gespeichert. Die oben beschriebene Datenerfassung
wird gespeichert und wiederholt, bis n Datensätze
gemäß dem Befehl des Steuersystems 32 eingegeben sind.
Wenn die n Datensätze eingegeben sind, gibt das Steuersystem
32 der Antriebsquelle 31 den Befehl, die zylindrische
Linse 26 in diesem Beispiel um 90° zu drehen. Demgemäß
ist der Abtaststrahl, wie durch Bezugszeichen 41 in Fig.
3 gezeigt, angeordnet und beginnt das Abtasten. Die Ausgabe
des Fotoempfangsvermittlers in diesem Fall ist in
Fig. 5 dargestellt. Das Signal wird gleichermaßen dem
impulsaufteilenden Meß-Schaltkreis 43 eingegeben, von
dem die gemessenen Werte W₃ und W₄ übereinstimmend mit
dem Befehl des Steuersystems 32 in einen Speicher 45
gegeben und dort gespeichert werden. Ebenso werden anschließend
n Datensätze eingegeben. Wenn eine vorbestimmte
Anzahl von gemessenen Datensätzen W₁-W₄ eingegeben
ist, werden diese durch das Steuersystem 32 an einen
Verarbeitungsschaltkreis 46 abgegeben, der das Maß der
Abweichung zwischen den Abgleichmarken der Abgleichmaske
und Platte errechnet, d. h. das Maß der Abweichung
zwischen der Abgleichmaske und der Platte.
Das Maß der Abweichung zwischen der Abgleichmaske und
der Platte kann wie folgt ausgedrückt werden:
Im Vorstehenden wurde der Vorgang für eine der beiden
Achsen auf der Abgleichmaske und der Platte beschrieben,
wobei in Bezug auf die andere Achse ein ähnlicher Ablauf
durchgeführt wird und so das Maß der Abweichung in X-Richtung
und Y-Richtung angezeigt werden. Das Maß der Abweichung
in der Winkelrichtung R ergibt sich daher als
die Differenz zwischen den Abweichungen in linker und
rechter Y-Richtung.
Aufgrund der oben beschriebenen Maße der Abweichung in
X-, Y- und R-Richtung werden die Abgleichmaske und
die Platte mittels eines herkömmlichen XYR Abgleichmechanismus
(nicht gezeigt) relativ zueinander bewegt, wodurch
die Abgleichmaske und die Platte abgeglichen werden.
Zum besseren Verständnis sind in Fig. 1 die Abgleichmaske
3 und die Platte 1 im Abstand voneinander dargestellt,
tatsächlich jedoch befinden sie sich nah beisammen. Alternativ
können die Abgleichmaske 3 und die Platte 1 gemäß
Fig. 2 voneinander entfernt sein und ein Projektionssystem
60 kann zwischen ihnen angeordnet sein. Das Vergrößerungsverhältnis
des Projektionssystems spielt keine Rolle.
Einige Abänderungen werden nachstehend beschrieben. Die
in den Fig. 7 bis 10 gezeigten Beispiele sind Abänderungen
der Strahlerzeugungsvorrichtung (Bezugszeichen 26 bis 31 in Fig. 1)
zur Drehung des
Abtaststrahles um einen bestimmten Winkel in einer zur
optischen Achse senkrechten Ebene. In anderen Punkten
sind diese Abänderungen dem ersten Ausführungsbeispiel
ähnlich.
Im ersten Ausführungsbeispiel können die Neigung R und
R′ des Abtaststrahles relativ zur Abtastachse nach
Wunsch geändert werden, wohingegen das Merkmal dieser
Beispiele ist, daß der Abtaststrahl nur im Bereich der
anfänglich festgesetzten Neigungen R und R′ beweglich
ist, das Antriebsverfahren jedoch einfach ist.
In Fig. 7 sind ein drehbarer Polygonspiegel 24 und ein erstes bzw. zweites optisches System in Form von
zylindrischen Linsen 26 sowie 26′ mit gleichen Eigenschaften
dargestellt. Die zylindrischen Linsen 26 und 26′ sind
derart angeordnet, daß der Abtaststrahl vorbestimmte
Neigungen R und R′ relativ zur Abtastachse annimmt,
wie in Fig. 3 gezeigt. Das Bezugszeichen 47 bezeichnet
eine Halteeinrichtung. Eine herkömmliche Antriebsquelle
48, so z. B. ein Zylinder- oder ein Linearbewegungs-Solenoid
bewegt die zylindrischen Linsen 26 und 26′ geradlinig
in einer zur optischen Achse senkrechten Richtung. Der
Bereich der linearen Bewegung ist durch einen Anschlag
(nicht gezeigt) begrenzt, so daß die zylindrischen Linsen
in die vorbestimmte optische Achse eingepaßt sind.
Die Drehvorrichtung bzw. Antriebsquelle 48 wird selbstverständlich mittels
der Steuerung des in Fig. 1 dargestellten Steuersystems
32 wie beim ersten Ausführungsbeispiel betrieben.
Folglich wird die Antriebsquelle durch den Befehl des
Steuersystems 32 angetrieben und die zylindrischen Linsen
wechseln derart, daß der Abtaststrahl in die Position
gemäß Bezugszeichen 40 oder 41 wie in Fig. 3 gezeigt,
gesetzt wird.
In dem in Fig. 8 gezeigten Beispiel sind zylindrische
Linsen 26 und 26′ mit den gleichen Eigenschaften unter
einer vorbestimmten Winkelbeziehung in vorbestimmten
Positionen einer Halteeinrichtung 58, die eine Drehachse
57 aufweist, d. h. auf einem konzentrischen Umfangskreis
dieser, angeordnet. Übereinstimmend mit dem Befehl des
Steuersystems 32 werden die zylindrischen Linsen 26 und
26′ mittels der Wirkung einer herkömmlichen Antriebsquelle,
z. B. ein Drehsolenoid, und eines Drehbegrenzungsanschlags
(beide nicht gezeigt) gedreht, um so in die optische
Achse 59 eingepaßt zu werden. Da die zylindrischen
Linsen 26 und 26′ in der optischen Achse in vorbestimmter
Winkelbeziehung stehen, wird der Abtaststrahl in Positionen
gemäß den Bezugszeichen 40 oder 41 in Fig. 3 gesetzt.
In anderen Punkten ist dieses Beispiel dem ersten Ausführungsbeispiel
ähnlich.
Fig. 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Hierbei
sind zylindrische Linsen 26 und 26′ in vorbestimmter
Winkelbeziehung in einer zur optischen Achse senkrechten
Ebene angeordnet. Die Bezugszeichen 51 und 52 bezeichnen
Spiegel. Polarisierte Strahlteiler 49 und 50 besitzen
eine Eigenschaft, Licht in Abhängigkeit der Polarisationsrichtung
entweder zu reflektieren oder hindurchzulassen.
Eine Halteeinrichtung 54, ein Polarisationslaser 27′
und eine Antriebswelle geradliniger Bewegung, die im
Zusammenhang mit dem Beispiel in Fig. 6 beschrieben wurde,
sind dargestellt.
Es sei angenommen, daß der Strahl des Lasers 27′ ein
polarisiertes Licht in Richtung der Ebene des Zeichenpapiers
ist. Dieser wird als P-polarisiertes Licht bezeichnet.
Wenn das P-polarisierte Licht in eine λ/2-Platte 53
eintritt, wird es in ein S-polarisiertes Licht senkrecht
zur Zeichenebene umgewandelt und mittels der reflektierenden
Oberfläche 50′ des polarisierten Strahlteilers 50
vollkommen reflektiert. Das S-polarisierte Licht tritt
dann über den Spiegel 51 in die zylindrische Linse 26
ein, wodurch es die Form eines stabförmigen Strahls erlangt.
Folglich wird es an der reflektierenden Oberfläche
49′ des polarisierten Strahlteilers 49 vollkommen reflektiert
und wandert in Richtung des sich drehenden Polygonspiegels
24. Aufgrund eines Befehls des Steuersystems
32 an die Antriebsquelle 48 wird die λ/2-Platte 53
aus dem optischen Weg zurückgezogen und der Laserstrahl,
der P-polarisiertes Licht bleibt, tritt in den Strahlteiler
50 ein und wird im Gegensatz zum vorherigen Fall
vollkommen hindurchgelassen. Er läuft dann in Richtung
des Spiegels 52 und wird mittels der zylindrischen Linse
26′ in einen stabförmigen Strahl umgeformt und vollkommen
durch den Strahlteiler 49 ähnlich dem vorhergehenden
Fall hindurchgelassen und läuft in Richtung des sich
drehenden Polygonspiegels 24.
Der optische Weg kann so ohne jeden Verlust an Lichtmenge
mittels dem Stellungswechsel der λ/2-Platte 53 gewechselt
werden und als Ergebnis dessen kann die Drehrichtung
des stabförmigen Strahls in einer zur optischen Achse
senkrechten Ebene in eine gemäß dem Bezugszeichen 40
oder 41 in Fig. 3 vorbestimmte Richtung geändert werden.
In diesem Beispiel kann die λ/2-Platte durch ein anderes
optisches Element wie z. B. ein elektrooptisches Element
ersetzt sein, und in diesem Fall ist die geradlinige
Antriebsquelle 48 unnötig und so die Konstruktion vereinfacht.
Das Beispiel in Fig. 10 ist im wesentlichen dem Beispiel
in Fig. 9 ähnlich mit der Ausnahme, daß eine die Länge
des optischen Wegs ausgleichende Linse 54′ sowie eine
weitere λ/2-Platte 53 vorgesehen ist, so daß die Strahlen
nach dem Durchgang durch zwei optische Wege in der
Polarisationsrichtung identisch sind. Folglich wird dieses
Ausführungsbeispiel in einem Fall wirksam sein, wo die
Länge des optischen Weges korrigiert werden und die Polarisationsrichtung
des Strahls konstant gehalten werden
muß.
Wie vorstehend beschrieben, hat die Erfindung die Nachteile
aufgrund der Tatsachen bewältigt, daß ein kompliziertes
optisches System verwendet wird, das eine fehlerhafte Ausbildung des
herkömmlichen Typs ist, daß das beleuchtende
Licht nicht wirksam ausgenützt wird und daß wie
in anderen Ausführungsformen des Geräts eine Punktstrahlabtastung
verwendet wird, d. h. die Nachteile, daß im
Fall des Vorhandenseins von Staub auf der Abtastlinie
oder abgenützter Abgleichmarken Fehler im Abgleich oder
Minderung der Genauigkeit auftreten können, indem eine
einen stabförmigen Strahl erzeugende Einrichtung verwendet
wird, die ein einfaches optisches Element sowie eine
Vorrichtung umfaßt, die zu einem gewünschten Zeitpunkt
während dem Abtasten der Abgleichmarken den abtastenden
stabförmigen Strahl in eine gewünschte Neigung bringt.
Obwohl Beispiele unter Verwendung zylindrischer Linsen
beschrieben wurden, kann der stabförmige Strahl mittels
eines herkömmlichen optischen Verzerrsystems gebildet
sein (nämlich einem optischen System, in welchem sich
die Brechkraft in zwei zueinander senkrechten Richtungen
unterscheidet). Als Beispiel eines anamorphotischen optischen
Systems kann eine Kombination aus einer zylindrischen
Linse und einer sphärischen Linse genannt sein.
Somit wurde die wirkungsvolle Verwendung eines einfachen
optischen Systems, eines beleuchtenden Lichts, sowie
Vergrößerung der Abgleichgenauigkeit und Abgleichwahrscheinlichkeit
realisiert. Das heißt die aufgrund von Staub
und unvollständigen Abschnitten wie z. B. abgenützten
Abgleichmarken hervorgerufene fehlerhafte Anzahl ist
verringert und vollständigere Signale werden erhalten,
wodurch eine Verbesserung der Abgleichgenauigkeit und
Abgleichwahrscheinlichkeit erreicht wurde.
Ferner ist die wirksame Nutzbarmachung des beleuchtenden
Lichts zusammen mit der Anpassung der Laserlichtquelle
in hohem Maße für den Anstieg der Anzahl ausschlaggebend,
bei welcher automatischer Abgleich erreicht wird. Aufgrund
der Beziehung, daß die Größe des Signals von der Abtastoberfläche
proportional zur pro Flächeneinheit eingestrahlten
Lichtmenge bei sonst unveränderten Werten ist,
bedeutet ein Zusammenziehen des gesamten beleuchtenden
Lichtbündels in einen stabförmigen Strahl, daß ein für
einen automatischen Abgleich genügend großes Signal sogar
von einem Körper wie z. B. einer Platte, die den Signalerhalt
erschwert, erhalten werden kann und daß die Anzahl
erfolgreicher automatischer Abgleiche ansteigt. Anders
herum ausgedrückt ist eine kleinere Lichtquelle ausreichend,
um eine vorbestimmte Signalausgabe zu erhalten,
wobei dies zu einer Verminderung im Energieverbrauch
und zu einer kompakten Bauform des Geräts führt.
Unter dem Gesichtspunkt der Abgleichgenauigkeit wird
auch die Stabilität des Abtastgeräts, d. h. die Stabilität
der Abtastgeschwindigkeit zu einem großen Problem und
jede Stabilitätsverminderung kann zu einer reduzierten
Abgleichgeschwindigkeit führen. In Anbetracht dessen wurde
bei der vorliegenden Erfindung ein sich drehender
Polygonspiegel, ein Galvano-Spiegel oder ein akustisch
optisches Element als Abtastkörper verwendet und deshalb
ist es baulich einfach, die Stabilität der Abtastgeschwindigkeit
aufrecht zu erhalten und als Ergebnis dessen
läßt sich eine Vergrößerung der Abgleichgenauigkeit erreichen.
Offenbart ist eine Ausrichtmarkierungserfassungsvorrichtung, die mittels eines stabförmigen
Strahls mit länglichem Beleuchtungsgebiet zwei
Körper wie z. B. eine Halbleitermaske und eine Platte,
die längliche (bzw. stabförmige) Ausrichtmarken aufweisen,
abtastet, wobei sich während des Abtastvorgangs die Neigungsrichtung
des stabförmigen Strahls ändert; die örtliche
Beziehung der beiden Körper zueinander wird ermittelt,
wodurch ein Abgleich der Körper erreicht wird. Der stabförmige
Strahl wird mit Hilfe eines anamorphotischen optischen Systems
(z. B. einer zylindrischen Linse oder dergleichen)
erzeugt. Der stabförmige Strahl tastet die Ausrichtmarken
mittels eines Strahlabtastsystems ab, wobei die Neigung
des Strahls durch ein Neigungsänderungselement zu einem
gewünschten Zeitpunkt, z. B. nachdem der erste Abtastzyklus
beendet wurde, geändert wird, und dann von neuem Abtasten
erfolgt.
Claims (10)
1. Ausrichtmarkierungserfassungsvorrichtung zum Erfassen
erster und zweiter stabförmiger Ausrichtmarken, die auf
zwei miteinander auszurichtenden Körpern angebracht und in
einer ersten und einer zweiten Richtung bezüglich einer Abtastlinie
geneigt sind, wobei die Abtastung entlang der Abtastlinie
erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Strahlerzeugungsvorrichtung (26 bis 31; 49 bis 54) zum selektiven
Erzeugen zweier in der ersten und in der zweiten
Richtung geneigter stabförmiger Lichtstrahlenbündel zum Beleuchten
der Körper (1, 3) vorgesehen ist, und daß die erste
stabförmige Ausrichtmarke (34, 35, 38) durch Abtasten
mit dem in der ersten Richtung geneigten stabförmigen
Lichtstrahlenbündel und die zweite stabförmige Ausrichtmarke
(36, 37, 39) durch Abtasten mit dem in der zweiten
Richtung geneigten stabförmigen Lichtstrahlenbündel erfaßt
werden.
2. Ausrichtmarkierungserfassungsvorrichtung nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlerzeugungsvorrichtung
(26 bis 31; 49 bis 54) eine Wechselvorrichtung zum
Wechseln zwischen zwei Zuständen aufweist, wobei in dem
einen Zustand das in der ersten Richtung orientierte stabförmige
Lichtstrahlenbündel und in dem anderen Zustand das
in der zweiten Richtung orientierte stabförmige Lichtstrahlenbündel
erzeugt werden kann.
3. Ausrichtmarkierungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1
oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das stabförmige Lichtstrahlenbündel
näherungsweise die gleiche Länge und Breite
wie die stabförmigen Ausrichtmarken besitzt.
4. Ausrichtmarkierungserfassungsvorrichtung nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Strahlerzeugungsvorrichtung (26 bis 31; 49 bis 54) eine
Strahlquelle (27), ein anamorphotisches optisches System
(26) zum Umformen des Strahls (59) der Strahlquelle in das
stabförmige Strahlenbündel und eine Drehvorrichtung (48)
für das anamorphotische optische System aufweist.
5. Ausrichtmarkierungserfassungsvorrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Strahlerzeugungsvorrichtung (26 bis 31; 49 bis 54) eine
Strahlquelle (27), ein erstes anamorphotisches optisches
System (26) zum Ändern des Strahls (59) der Strahlquelle in
das in der ersten Richtung bezüglich der Abtastlinie (42)
geneigte stabförmige Strahlenbündel, ein zweites anamorphotisches
optisches System (26′) zum Ändern des Strahls (59)
der Strahlquelle (27) in das bezüglich der zweiten Richtung
relativ zu der Abtastlinie (42) geneigte Lichtstrahlenbündel
und eine Stellvorrichtung (47, 48, 53, 54) aufweist,
mit der bewirkt wird, daß der Strahl (59) der Strahlquelle
(27) durch das erste oder zweite anamorphotische optische
System hindurchgeht.
6. Ausrichtmarkierungserfassungsvorrichtung nach Anspruch
5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung (47,
48, 53, 54) das erste und das zweite anamorphotische optische
System (26, 26′) bewegbar trägt, um eines der beiden
anamorphotischen Systeme in den Strahlengang des Strahls
(59) der Strahlquelle (27) zu positionieren.
7. Ausrichtmarkierungserfassungsvorrichtung nach Anspruch
5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlquelle (27) einen
polarisierten Strahl (59) erzeugt und daß die Stellvorrichtung
(47, 48, 43, 54) ein λ/2-Plättchen (53), das wahlweise
in den Strahlengang des Strahls (59) der Strahlquelle
(27) bringbar ist, um die Polarisationsrichtung des Strahls
der Strahlquelle zu ändern, und einen Polarisationsstrahlteiler
(50) aufweist, um den Strahl der Strahlquelle zum
ersten oder zweiten anamorphotischen optischen System (26,
26′) in Abhängigkeit von der wahlweisen Positionierung des
λ/2-Plättchens in den Strahlengang zu lenken.
8. Ausrichtmarkierungserfassungsvorrichtung nach Anspruch
7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung (47,
48, 53, 54) das λ/2-Plättchen (53) und ein optisches Glas
bewegbar trägt, dessen optische Dicke gleich derjenigen des
λ/2-Plättchens ist, so daß das λ/2-Plättchen und das optische
Glas in den Strahlengang des Strahls (59) der Strahlquelle
(27) bringbar sind.
9. Ausrichtmarkierungserfassungsvorrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Strahlerzeugungsvorrichtung (26 bis 31; 49 bis 54) ein λ/2-
Plättchen (53) aufweist, mit dem die Polarisationsrichtung
des Strahlenbündels des ersten anamorphotischen optischen
Systems (26) mit derjenigen des Strahlenbündels des zweiten
anamorphotischen optischen Systems (26′) in Übereinstimmung
gebracht wird.
10. Ausrichtmarkierungserfassungsvorrichtung nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlerzeugungsvorrichtung
(26 bis 31; 49 bis 54) eine Strahlquelle (27), mehrere
Zylinderlinsen (26, 26′), deren Erzeugendenrichtungen
voneinander abweichen und eine Positioniervorrichtung (30,
31; 48) zum wahlweisen Positionieren einer der Zylinderlinsen
(26) in den Strahlengang des Strahls (59) der Strahlenquelle
(27) aufweist.
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|---|---|---|---|
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