JP2000213914A - Aligning method, and device used therefor - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positioning method for positioning a sample and the like, and an apparatus used for the method.
【０００２】[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。2. Description of the Related Art Conventionally, as positioning, for example, positioning of a sample, there has been known a method of irradiating a sample with a laser beam and adjusting the position of the sample so that the reflected light comes to a predetermined detector position. ing.
【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。However, in this conventional example, if the surface of the sample is not a mirror surface or if the reflectance with respect to the laser beam is very small, the reflected light becomes very weak, making it difficult to detect. Becomes Further, when a minute pattern is formed on the surface of a sample as in an LSI, the laser light is scattered or diffracted in various directions, so that the reflected light comes to a predetermined position, that is, a position of the detector. It becomes difficult.
【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。[0004] As described above, the laser beam may not be detected properly depending on the surface condition of the sample, so that it may be difficult to position the sample.
【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。[0005] As a technique for solving the problem of the conventional example in which the alignment is performed by the reflected light of the laser light, an alignment method described in JP-A-62-36822 is known.
【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。In the alignment method described in this publication, a sample is irradiated with light passing through a slit, and a slit image reflected on the sample is photoelectrically converted by a CCD or the like.
The sample is adjusted to the reference position by moving the sample toward or away from the slit so that the position of the waveform from the CD matches a predetermined reference position.
【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。[0007] According to this, since the slit image only needs to be reflected on the sample, positioning can be performed regardless of the surface condition of the sample.
【０００８】[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。However, in the positioning method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-36822, the sample is merely moved in a direction approaching the slit or away from the slit. Cannot correct the tilt of the camera.
【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。An object of the present invention is to provide a positioning method capable of correcting an angle even if an object is not at a predetermined angle but inclined, and an apparatus used for the method.
【００１０】[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。In order to achieve this object, in the present invention, positioning is performed as follows.
【００１１】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し、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。The object is irradiated with the light passing through the slit, and the slit image reflected on the object is observed by an imaging means, and the slit image reflected on the imaging means has a predetermined shape. By changing the inclination of the object, the object is made perpendicular to the optical axis of the incident light, and then the object is moved in the optical axis direction so that the slit image reflected on the imaging means has a predetermined size. Then, the object is aligned in the optical axis direction.
【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。According to the present invention, the object is made perpendicular to the optical axis of the incident light by changing the inclination of the object so that the slit image reflected on the image pickup means has a predetermined shape.
【００１３】[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。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
【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。FIG. 1 shows a sample positioning apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
【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。The sample positioning apparatus 1 includes a light source 2
, Condenser lens 3, slit 4, half mirror 5
, An image pickup means such as a camera 6, a stage displacement means (not shown), and a control means such as a computer 7.
【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。Here, the condenser lens 3 is for condensing the light from the light source 2.
【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。The slit 4 is provided at a position through which light condensed by the lens 3 passes. The slit 4 has, for example, a shape symmetric in two orthogonal directions, for example, a rectangular shape.
【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。The half mirror 5 is provided so as to reflect light passing through the slit 4 and direct the light toward the sample 8.
【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。The camera 6 observes a slit image reflected on the sample 8. The camera 6 is arranged behind the half mirror 5, and observes a slit image reflected on the sample 8 through the half mirror 5. The optical axis 1 of the lens (not shown) of the camera 6 is provided by the half mirror 5.
0 is coincident with the optical axis 11 of the incident light applied to the surface of the sample 8.
【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。The stage displacement means is a mechanism for moving and rotating the sample stage 9 on which the sample 8 is set.
Is corrected with respect to the optical axis 11 of the incident light, or the sample stage 9 is moved in the direction of the optical axis 11.
【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。The sample stage 9 is, as shown in FIG.
at least two of the x, y, and z coordinate axes, for example, x
It is rotatable about an axis and a z-axis, and is movable in at least one axis, for example, the direction of the y-axis. The sample stage 9 is arranged such that one movable axis, for example, the y-axis coincides with the optical axis 11 of the light from the light source 2.
【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。The sample stage 9 is corrected in angle with respect to the optical axis 11 of the incident light by, for example, rotating around the x-axis and the z-axis. Moved in the direction.
【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。In FIG. 2, reference numeral 8 denotes a sample, and reference numeral 1 denotes a sample.
2A shows a slit image reflected on the sample 8.
【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。The computer 7 is electrically connected to the camera 6 and the stage displacing means. The computer 7 has an image processing program for analyzing a slit image and a sample stage control program for adjusting the position of the sample 8 by moving the sample stage 9. Are set, and the sample 8 is automatically positioned.
【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。The computer 7 takes in the slit image reflected by the camera 6 into the computer 7, analyzes the shape of the slit image by an image analysis program, and links it with the stage control program according to the procedure shown in FIG. Thereby, the alignment of the sample 8 can be automated.
【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。The slit image is displayed on a monitor screen (not shown).
It is what is reflected in. Computer 7
A predetermined shape (for example, a rectangle similar to the slit 4) and a predetermined size are set. Based on the slit image and the predetermined shape and size, a setting is made to issue a command to the stage displacement means. Have been.
【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。Specifically, the following controls (1) and (2) are set in the computer 7.
【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。(1) The tilt of the sample stage 9 is changed by issuing a command to the stage displacing means so that the slit image reflected on the camera 6 has a predetermined shape.
Is perpendicular to the optical axis 11 of the incident light.
【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。(2) By issuing a command to the stage displacement means to move the sample stage 9 in the direction of the optical axis 11 so that the slit image projected on the camera 6 has a predetermined size, the sample 8 is moved Align to the direction.
【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。The case (1) of aligning the sample 8 perpendicular to the optical axis 11 will be described in detail below.
【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。When the sample 8 is inclined with respect to the optical axis 11,
As shown in FIG. 3A, the slit image viewed from the direction of the optical axis 11, that is, the slit image 12B reflected on the camera 6 is a trapezoid. When the sample stage 9 is rotated, FIG.
As shown in FIG. 3 (b), the trapezoid is modified as shown in FIG. 3 (b), and then, when the surface of the sample 8 becomes perpendicular to the optical axis 11, the slit image 12B becomes similar to the slit, for example, FIG. c), as shown in FIG. 3D.
As described above, by changing the inclination of the sample stage 9 so that the slit image 12 </ b> B has a rectangular shape similar to the slit 4, the sample 8 can be positioned vertically with respect to the optical axis 11.
【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。Next, the case (2) of aligning the sample 8 in the direction of the optical axis 11 will be described in detail.
【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。The size of the slit image 12B is
, The distance between the condenser lens 3 and the slit 4, the focal length of the condenser lens 3, and the distance between the condenser lens 3 and the sample 8.
【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。Therefore, the position of the sample 8 is changed to the focusing lens 3
Is determined in advance as the distance from the slit image 1 at that time.
If the size of 2B is determined, the sample stage 9 is moved in the direction of the optical axis 11 so that the size of the slit image 12B actually observed by the camera 6 becomes the predetermined size. , In the direction of the optical axis 11. The slit image 12B having a predetermined size is shown in FIG.
【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。The positioning device 1 configured as described above
, The position of the sample 8 is adjusted as follows.
【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。The light emitted from the light source 2 is condensed by a condenser lens 3, then reflected by a half mirror 5 through a rectangular slit 4, and irradiated on a sample 8. Thereby, a slit image is reflected on the surface of the sample 8.
【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。The light reflected on the surface of the sample 8 passes through the half mirror 5 and enters the camera 6.
【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。The computer 7 takes in the slit image observed by the camera 6 as image data.
【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。Then, the computer 7 first issues a command to the stage displacement means to rotate the sample stage 9 so that the slit image reflected on the camera 6 has a predetermined shape, that is, a rectangle similar to the slit 4. Thus, the sample 8 is set to be perpendicular to the optical axis 11 of the incident light.
【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。Next, the computer 7 issues a command to the stage displacing means so that the slit image reflected on the camera 6 has a predetermined size, and moves the sample stage 9 in the direction of the optical axis 11 to thereby obtain the sample. 8 is aligned in the direction of the optical axis 11.
【００４１】これにより試料８の位置合わせが終了す
る。Thus, the alignment of the sample 8 is completed.
【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。Referring to FIG. 4, the relationship between the slit image and the positional accuracy of the sample 8 according to the present invention will be described below.
【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。In FIG. 4, reference numeral 8 denotes a sample, and reference numeral 1 denotes a sample.
Reference numeral 3 denotes a focus of the light source 2, and reference numeral 6 denotes a camera.
【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。Assuming that the sample 8 is inclined by an angle θ with respect to the direction perpendicular to the optical axis 11, the ratio between a 1 and a 2 in the figure is the length of the side of the slit image (two sides perpendicular to the drawing). Is the ratio of
【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。A 1 / a 2 = (1 + x 1 ) / (1-
x 2 ), x 1 = a 1 tan θ, x 2 = a 2 tan θ, a
1 = (1 + x 1 ) tan α, a 2 = (1-x 2 ) tan
From α, a 1 / a 2 = (1 + tanθtanα) / (1
−tanθtanα).
【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。Now, if α = 15 ° and θ = 1 °, then a1
/ ATwo= 1.01 and 1% of the length of the side of the slit image
Is equivalent to a sample inclination of 1 °. At this time, for example
2a Two= 10mm, 2a1= 10.1mm, x
1= A1tan θ = 0.09 mm, and the optical axis 11 direction
Position accuracy of a1-ATwoMeasurement accuracy.
To analyze the side length, the slit image captured by the camera 6 is modeled.
Because it is projected on the monitor screen (not shown), the resolution
Is improved, the inclination of the sample 8 and the distance in the direction of the optical axis 11 are improved.
Separation accuracy is also improved. 0.1% length difference can be measured
Then, the accuracy of the tilt of the sample becomes 0.1 °.
【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。The larger the value of α, that is, the shorter the focal length of the condenser lens 3, the more a 1 / a for the same value of θ.
Since 2 becomes large, the accuracy can be improved by using a lens having a focal length as short as possible as the condenser lens 3 for condensing the light from the light source 2.
【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。A zoom lens and a microscope (not shown)
Since the slit image can be enlarged and projected on the monitor screen by combining with, the position accuracy in the direction of the optical axis 11 can be further improved by making the slit image as small as possible.
【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。Further, when this slit image is viewed by the camera 6, the apparent size is the distance L from the lens of the camera 6.
Is determined by, taking the focus of the light source 2 sufficiently long L with respect to the distance to the sample 8, the difference difference in length of the apparent by the distance from the camera 6 of a 1 / a 2 is negligible.
【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。In the above-described embodiment, the optical axis 11 of the incident light and the optical axis 10 of the camera 6 are set so as to coincide with each other. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. The present invention can be applied even when the axis 11 does not coincide with the optical axis 10 of the camera 6.
【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。In this case, the angle between the optical axis 11 of the incident light and the optical axis 10 of the camera 6 is accurately determined in advance, and the sample 8
The shape and size of the slit 4 when the position coincides with the position to be adjusted are input to the computer 7. Then, the position of the sample 8 is adjusted by moving the sample stage 9 so that the slit image observed by the camera 6 matches the shape and size of the input slit image.
【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。In the embodiment described above, one camera 6 is used. However, the present invention is not limited to this, and two cameras 6 may be installed as shown in FIG.
【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。In this case, two cameras 6 are installed at symmetric positions with respect to the optical axis 11 of the condenser lens 3. Then, the slit images projected by the respective cameras 6 are synthesized by the computer 7, and the synthesized slit images are matched with a predetermined shape and size, thereby aligning the position of the sample 8. .
【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。By arranging two cameras 6 in this way, by comparing the slit images reflected on each camera 6, it is possible to more accurately know that the sample 8 is at the correct position.
【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。Further, in the above embodiment, the camera 6
Positioning for determining the position of the object such as the sample 8 is described above, but the position is not limited to this, and the position of the object such as the sample 8 is determined and the position of the camera 6 is moved. May be.
【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。As such an example, FIG. 8 shows a robot 14 which can be moved by driving means (not shown). The robot 14 includes a light source 2, a condenser lens 3, a slit 4, a camera 6, and a computer 7.
5 is incorporated.
【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。The robot 14 irradiates an object such as a wall 16 or an obstacle with light passing through the slit 4, and observes the slit image to determine what positional relationship the robot 14 has with the wall 16. The position of the wall 16 and the like is adjusted by determining whether the slit image is present and moving the slit image so that the shape and size thereof become a predetermined shape and size.
【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。In the above-described embodiment, the shape of the slit 4 is symmetrical in two orthogonal directions, for example, rectangular, but is not limited to this. However, there is an advantage that it is easy to find a deviation between the slit image reflected on the camera 6 and a predetermined slit image if it is particularly symmetric.
【００５９】[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。As described above, according to the present invention, the slit image reflected on the imaging means is made to conform to a predetermined shape, so that the slit image is perpendicular to the optical axis even if the object is inclined. Can be modified to be
【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。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of a sample positioning device according to the present invention.
【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。FIG. 2 is a perspective view showing a part of the sample positioning device of FIG. 1;
【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。3A and 3B are diagrams showing a change of a slit image in the sample positioning apparatus of FIG. 1, wherein FIG. 3A is a first trapezoidal square, FIG. 3B is a next trapezoidal square, and FIG. The first rectangle, (d) shows the next rectangle.
【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。4 is an explanatory diagram showing a positional relationship between a sample and an optical system in the sample positioning device of FIG. 1;
【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。FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation of the sample positioning device of FIG. 1;
【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。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a modification of the sample positioning device according to the present invention.
【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。FIG. 7 is a schematic configuration diagram of another modification of the sample positioning device according to the present invention.
【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。FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a robot according to another embodiment of the positioning device of the present invention.
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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Positioning apparatus 2 Light source 3 Condensing lens 4 Slit 5 Half mirror 6 Camera (imaging means) 7 Computer (Control means) 8 Sample (object) 9 Sample stage 10 Optical axis of camera lens 11 Optical axis of incident light 12A Slit image reflected on sample 12B Slit image reflected on camera 13 Focus of light source 14 Robot 15 Robot body 16 Wall
Claims (9)
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し、 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。An object is irradiated with light having passed through a slit, and a slit image reflected on the object is observed by an image pickup means so that the slit image reflected on the image pickup means has a predetermined shape. By changing the inclination of the object, the object is made perpendicular to the optical axis of the incident light, and then the object is moved in the optical axis direction such that the slit image reflected on the imaging means has a predetermined size. A positioning method for positioning the object in the optical axis direction.
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予め決められた形状と
なるように撮像手段の傾きを変えることにより、撮像手
段を入射光の光軸に対して垂直とし、 次いで、撮像手段に映るスリット像が予め決められた大
きさとなるように撮像手段を光軸方向に移動させること
により、撮像手段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。2. An object is irradiated with light passing through a slit, a slit image reflected on the object is observed by an image pickup means, and the slit image reflected on the image pickup means has a predetermined shape. By changing the inclination of the imaging means, the imaging means is made perpendicular to the optical axis of the incident light, and then the imaging means is moved in the optical axis direction so that the slit image reflected on the imaging means has a predetermined size. A positioning method for positioning the imaging means in the optical axis direction.
ット像を画像処理プログラムにより解析し、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。3. The positioning method according to claim 1, wherein the slit image reflected on the image pickup means is analyzed by an image processing program using a computer, and the positioning operation is performed by a control program.
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、 予め決められた形状及び大きさが設定され、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、試料を入射光の光軸に対して垂直とし、
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。4. A light source, a slit for passing light from the light source, an imaging means for observing a slit image reflected on the sample by irradiating the sample through the slit, and a stage for moving a sample stage for setting the sample Displacement means and a predetermined shape and size are set, and a command is issued to the stage displacement means to change the inclination of the sample stage so that the slit image reflected on the imaging means has a predetermined shape. Is perpendicular to the optical axis of the incident light,
Also, a control means for positioning the sample in the optical axis direction by issuing a command to the stage displacement means and moving the sample stage in the optical axis direction so that the slit image reflected on the imaging means has a predetermined size. A sample positioning device, comprising:
光の光軸と撮像手段のレンズの光軸とが一致するように
配置されており、 制御手段は、撮像手段に映るスリット像がスリットの形
状と相似の形状となるようにステージ変位手段に指令を
出すように設定されていることを特徴とする請求項４に
記載された試料の位置合わせ装置。5. The sample and the imaging means are arranged so that the optical axis of light incident on the surface of the sample and the optical axis of a lens of the imaging means coincide with each other. The control means includes a slit reflected on the imaging means. 5. The apparatus according to claim 4, wherein a command is issued to the stage displacement means so that the image has a shape similar to the shape of the slit.
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。6. The sample and the imaging means are arranged such that the optical axis of light incident on the surface of the sample and the optical axis of the lens of the imaging means are not coincident with each other. 5. A predetermined shape and size are set according to the angle between the optical axis of the incident light and the optical axis of the lens of the imaging means.
Sample alignment device.
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。7. An imaging unit is provided at two positions symmetrical with respect to the optical axis of light incident on the surface of the sample, and the control unit is configured to combine slit images reflected by the respective imaging units. 7. The sample positioning apparatus according to claim 6, wherein the sample is positioned.
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。8. The control means comprises a computer in which an image processing program for analyzing a slit image and a sample stage control program for adjusting a position of a sample by moving a sample stage are set. A sample positioning apparatus according to any one of claims 4 to 7.
ットにおいて、 光源と、 この光源からの光を通すスリットと、 このスリットを通し対象物に照射したことにより対象物
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。9. A robot movably provided by a driving means, wherein a light source, a slit for passing light from the light source, and a slit image reflected on the object by irradiating the object through the slit are observed. Imaging means, observing a slit image reflected on the imaging means, issuing a command to move the driving means so that the slit image reflected on the imaging means has a predetermined shape and size, and a position between the object and the self. A control means comprising a computer for controlling the relationship so as to be adjusted.
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|---|---|---|---|
| JP01660999A JP3250537B2 (en) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | Positioning method and apparatus used for the method |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017003364A (en) * | 2015-06-08 | 2017-01-05 | オリンパス株式会社 | Imaging apparatus, image processing apparatus, control method of imaging apparatus, and image processing program |
| JP2024070314A (en) * | 2022-11-11 | 2024-05-23 | 株式会社OptoComb | Optical comb distance measurement device and positioning device equipped with the optical comb distance measurement device |
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