JPH0617934B2 - 非接触自動位置合わせ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は非接触自動位置合わせ装置であって、光学機
器（顕微鏡その他）の自動位置合わせ装置、三次元測定
器の非接触センサー、液体表面の変位測定、対象物の傾
斜度調整その他に広く利用できるものである。

【従来の技術】

レーザ光線を利用した従来の非接触自動位置合わせ装置
としては、例えば特開昭５８−２１７９０９号が知られ
ている。この装置は照明光束を用いて光学機器（顕微
鏡）で観察中の対象物に自動的に位置を合わせる装置で
あり、変調されたレーザ光線を測定光線として発生する
ための光源、照明側の測定光束の半分を幾何学的に遮蔽
するための光学的構成要素、ならびにそれと同時に返送
された測定光束を測定光線路から幾何学的に取り出すた
めの光学的構成要素、光軸方法にのみ推移可能なレンズ
系、差動ダイオードとして形成された光電装置、及び照
明側の測定光束を光学器械の照明光路内に導き又は搬送
された測定光束を光学器械の照明光線路から反射により
取り出す分割反射鏡などから成っているものである。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来の非接触自動位置合わせ
装置にあっては、測定光束として変調したレーザ光線を
採用していたため、その集光スポットの微小化には限度
があり、例えば倍率２０倍の対物レンズでも1.５μ×２
０μの長方形スポット像であるため対象物表面に数μの
凹凸がある場合に問題となる。従ってその集光スポット
の位置検出による位置合わせ精度にも自ずと限界があっ
た。また、従来例は半透明鏡を使用して測定光束を割け
ているため、変調したレーザー光線が観察光学系の検出
器（ＣＣＤカメラ等）に影響して著しくＳＮ比を悪くす
るおそれもある。更に、この従来例は無限式顕微鏡に組
込まれるもので有限式顕微鏡には使用されないものであ
る。 本発明はこのような従来の技術に着目してなされたもの
で、位置合わせ精度その他を向上させた非常に実用性の
高い非接触自動位置合わせ装置を提供せんとするもので
ある。

【課題を解決するための手段】

以下、この発明を図面に基づいて説明する。 第１図〜第３図はこの発明の基本構造を示す図である。 すなわち、この発明に係る非接触自動位置合わせ装置
は、偏光Ｈｅ−Ｎｅレーザ光線を細い測定光束として発
するレーザ装置２と、発せられた測定光束を光学系１内
の光軸αと平行な所定光束路へ案内するミラーＭ１、Ｍ
２と、案内された測定光束を光軸α上の正規な再結像点
Ｐ２と対物レンズ６の非中心点とを結ぶ線Ｘに沿った方
向へ導き、該測定光束を対象物３の表面８に結像させる
ための凹型のバローレンズ７と、バローレンズ７から導
かれた測定光束及び対象物３の表面８より反射された測
定光束が、それぞれ非中心点を透過する対物レンズ６
と、光学系１の光軸α上に位置しており、対象物３の表
面８より反射された測定光束の対物レンズ６による再結
像を、拡大レンズ９を介して受光する光位置検出器５
と、位相が偏光Ｈｅ−Ｎｅレーザ光線と同じで且つ光位
置検出器５の直前位置に配された偏光フィルターＰＬ
と、該光位置検出器５からの位置信号にて測定光束を対
象物３の表面８の光軸α上に自動的に結像させる焦点合
わせ機構（位置合わせ機構）４と、から成るものであ
る。ここで、「正規な再結像点Ｐ２」とは、測定光束が
対象物３の表面８に結像した状態における再結像点を意
味している。

【作 用】

第１図は、測定光束の結像点Ｐ１が表面８へ合っている
状態を示している。レーザ装置２から発射された測定光
束としての偏光Ｈｅ−Ｎｅレーザ光線は平行光な小さな
光束Ａとなって光学系１内へ入射していく。光学系１内
に入射した光束Ａは、まずミラーＭ１にて直角に反射さ
れ、そしてすぐにまた別のミラーＭ２にて再度直角に反
射され、光学系１の光軸αと平行な光束Ｂとなってバロ
ーレンズ７へ進む。この光束Ｂはバローレンズ７により
やや広がりながら進む。このバローレンズ７を通った光
束Ｃは、対物レンンズ６の非中心点と、再結像点Ｐ２と
を結んだ線〔第１図中に示した二点鎖線〕Ｘへと導かれ
る。従ってこの光束Ｃは、対物レンズ６で屈折・集光さ
れて光束Ｄとなり、対物レンズ６の焦点距離よりも遠い
位置において、表面８の中央へちょうど結像点Ｐ１が形
成される。 次に、対象物３の表面８で反射された光束Ｅは、対物レ
ンズ６で再度屈折・集光し、光束Ｆとなって、対物レン
ズ６の焦点距離よりも遠い位置で、光軸α上に正規の再
結像点Ｐ２を形成する。そして更に、この再結像点Ｐ２
を経た光束Ｇは、拡大レンズ９で屈折・集光して光束Ｈ
となり、そのまま偏光フィルターＰＬを通過して光位置
検出器５表面の正規結像点Ｐ３に当たる。 一方、この第１図に示された状態から対象物３が対物レ
ンズ６側へ接近した場合、即ち対象物３が対物レンズ６
側へズレた場合〔第２図参照〕、レーザ装置２から発射
された対物レンズ６を経て来た光束Ｉは、対象物３の表
面８上において先の結像点Ｐ１よりも下側の反射点Ｒ１
に当たり、その反射点Ｒ１で反射された光束Ｊは光軸α
上の結像点Ｐ４で一旦結像する。次にその光束Ｊは、反
射点Ｒ１と結像点Ｐ４とを結んだ方向の光束Ｋとなって
対物レンズ６へ進みそこで屈折・集光する。そして対物
レンズ６を経た光束Ｌは、第１図での光束Ｆとその光軸
αに対する角度が違うので、第１図での再結像点Ｐ２よ
りも拡大レンズ９寄りの再結像点Ｐ５で結像し、そして
そのまま拡大レンズ９、偏光フィルターＰＬを通過する
光束Ｍとなって光位置検出器５表面の正規結像点Ｐ３よ
り下側のスポットＰ６に当たる。この時、光位置検出器
５から、スポットＰ６と正規結像点Ｐ３との位置ズレ量
が、位置信号として、「位置合わせ機構」としての焦点
合わせ機構４へ伝えられる。焦点合わせ機構４はこの位
置信号を受けて、対象物３を遠ざけるように移動させる
か、または対物レンズ６その他を移動させるかして、対
物レンズ６を経た光束Ｉを表面８へ結像させるように作
動する。 そして第３図は、第２図とは逆に対象物３が第１図の場
合よりも遠ざかった場合を示すもので、レーザ装置２か
ら発射されて対物レンズ６を径て来た光束Ｎは表面８の
中央よりも上側の反射点Ｒ２に当たり、その反射点Ｒ２
にて反射された光束Ｏは対物レンズ６、再結像点Ｐ７、
拡大レンズ９、偏光フィルターＰＬを経て、光位置検出
器５表面の正規結像点Ｐ３より上側のスポットＰ８に当
たる。その他の説明は前記第２図の場合と重複するので
省略する。尚、以上の説明で２つのミラーＭ１、Ｍ２を
採用したが、レーザ装置２の設置状況によっては１つ又
は３つ以上必要になる場合もある。

【実施例】

以上が、本発明に係る非接触自動位置合わせ装置の基本
的構造で、以下に本発明の詳細を実施例（利用例、実験
例）を示しつつ更に説明する。 ＜第１実施例＞ 上記第１図〜第３図で示した基本構造を有する非接触自
動位置合わせ装置を使用して、実際に位置合わせ精度そ
の他の性能を第１実施例として調べてみた。そして特に
この対象物３と対物レンズ６との間隔を大きく設定した
場合における位置合わせ精度を測定してみた。また、以
下の測定では対象物３として反射ミラーを採用し、対物
レンズ６と対象物３との間隔を６０mmとし、対物レンズ
６は径が６０mmのものを採用した。また、対物レンズ６
の倍率は５倍で、拡大レンズ９の倍率は６倍のものを使
用した。そして光位置検出器５としては半導体光位置検
出器（ＰＳＤ）を採用した。この半導体光位置検出器
（ＰＳＤ）は、画像上で走査を行なわずに入射光の位置
情報を含んだ信号を得ることができ、ＣＣＤ、ＭＯＳな
どの固体撮像素子に比べて、より高い分解能を持ち高い
サンプリンググレードを得ることができるものである。
更に焦点合わせ機構４としては、サーボ回路によってモ
ータを駆動させる非常に動作スピードの速い「サーボ機
構」を採用した。そして、この焦点合わせ機構４は対象
物３としての反射ミラーへ接続してあり、レーザ装置２
からの測定光束が対象物３の結像点Ｐ１からズレた時、
即ち対象物３からの反射光が光位置検出器５の正規結像
点Ｐ３からズレた時に、この焦点合わせ機構４が作動
し、対象物３を位置合わせ合向へ移動させるものであ
る。 (a) 位置合わせ精度について： そして、その位置合わせ精度を調べるために、光位置検
出器５の出力（Ｖ）と対象物３の移動量（μ）との関係
を調べ、その結果を第４図に示した。この第４図から判
るように、出力（Ｖ）と移動量（μ）とは略リニアの関
係で、平均変化量が１．１７μ／０．０１Ｖという高い
精度を示すデータを得ることができた。このように高い
位置合わせ精度を得た１つの要因としては、測定光束と
して偏光Ｈｅ−Ｎｅレーザ光線を採用したことにあり、
他のレーザ光線に比べて光束が細いうえに集光スポット
が非常に小さくて、広がらないので、その分、光位置検
出器５での位置検出を高精度で行えるためである。この
偏光Ｈｅ−Ｎｅレーザ光線の集光スポットの径は対物レ
ンズの倍率により異なるが大体１μ〜１００μ程度と非
常に小さいものである。 もう１つの要因としては、測定光束の変位を拡大レンズ
９で拡大する点にある。拡大レンズ９が測定光束の小さ
な変位も見逃がさずに正確に拡大し、その後で光位置検
出器５により位置検出するので高精度の位置検出を実現
できる。従って、対物レンズ６と対象物３との間隔が大
きく位置合わせ精度が低下しやすい状況でありながら高
精度の位置合わせを実現することができたのである。 (b) 位置合わせ精度について： 位置合わせされるまでの時間を測定してみたところ平均
１０mmｓｅｃと非常に速いデータを得ることができた。
このことは、光位置検出器５として、画像走査を必要と
しない半導体光位置検出器（ＰＳＤ）を採用したこと
と、焦点合わせ機構４として動作スピードの速いサーボ
機構を採用したことに起因すると思われる。通常のコン
ピユータ画像処理やＣＣＤセンサーのデジタル処理が平
均0.５〜１０ｓｅｃであるのに比べて処理時間を格段に
短縮することができた。 (c) 耐ノイズ性（測定の確実性）について： 装置の耐ノイズ性（測定の確実性）について、４つの実
験をしてみた。 第１に、偏光Ｈｅ−Ｎｅのレーザ光線の出力を大きくし
たり、発振器を大きくしたりして位置合わせ精度への影
響を調べてみたが、それらの操作が位置合わせ精度へ何
ら影響しないことを確認することができた。このこと
は、レーザ装置２を別置きし、発射された測定光束をミ
ラーＭ１、Ｍ２にて光学系１内に案内する構造としたこ
とに起因していると思われる。 第２に、対象物２を測定光束に対して多少傾斜させた状
態で位置合わせを行ってみたが、直角に設置した場合と
ほぼ同様な位置合わせ精度を得ることができた。表面８
での反射光束が少なくとも対物レンズ６にまで反射すれ
ば、高精度で位置合わせできることを確認した。 第３に、対象物表面の輝度分布（コントラスト）によっ
て位置合わせ精度が影響を受けないことも確認できた。
つまり、半導体光位置検出器（ＰＳＤ）は検出した測定
光束のスポットの重心位置を出力するだけで、輝度分布
が変化しても影響を受けないためである。 第４に位置合わせ精度が、外部照明系（室内照明等）及
び対象物照明用の光源に対して影響を受けないことを確
認することもできた。このことは、測定ノイズとなり得
る偏光Ｈｅ−Ｎｅレーザ光線と同波長（６３２８Å付
近）の入射光を偏光フィルターＰＬにて遮断しているた
めである。 尚、この実施例において、光位置検出器５として半導体
光位置検出器（ＰＳＤ）を採用したが、その他の光位置
検出器、例えばフォトダイオード（ＰＤ）その他を採用
してもほぼ同じ程度の結果を期待できる。また、「位置
合わせ機構」としての焦点合わせ機構４は、サーボ機構
を例としたが、サーボ機構と同程度の動作スピードを有
する機構であれば他のものを用いても同程度の効果を得
ることができる。 ＜第２実施例＞ 第５図は本発明の第２実施例で、本発明に係る非接触自
動位置合わせ装置を、顕微鏡の自動位置合わせ装置とし
て利用した例を示す図である。 この顕微鏡１０は、対象物を上から照らす落射式照明
と、下から照らす透過式照明が可能である。まず落射式
照明における位置合わせについて説明する。落射照明ラ
ンプＬＰ１から発せられた照明光束ａは最初にコンデン
サレンズ１１を通過し、光軸Ｙに沿った照明光束ｂとし
て集光される。この集光された照明光束ｂは、偏光Ｈｅ
−Ｎｅレーザ光線と同波長（６３２８Å付近）の光のみ
反射するレーザミラーｍ１、ｍ２を経て、光軸Ｚと合流
し、落射照明ランプＬＰ１のフィラメント像を対物レン
ズ１２につくる。そして、対物レンズ１２を通った照明
光束ｃは、対象物１３の表面１４における結像点ｐ１付
近をムラなく照らす。次に、表面１４にて反射した照明
光束ｄは、対物レンズ１２、レーザミラーｍ２、双眼鏡
Ｗ、偏光フィルターｐｌ４を経て結像点ｐ２で結像す
る。この結像点ｐ２にまで達する照明光束ｅは既にレー
ザミラーｍ１、ｍ２を経ているので、波長が６２３８Å
付近の光はなく、後述する位置合わせ用の測定光束（偏
光Ｈｅ−Ｎｅレーザ光線）と干渉して誤差を生じさせた
りすることはない。 次に、測定光束路の説明をする。レーザ装置１５から発
せられた測定光束としての偏光Ｈｅ−Ｎｅレーザ光線
は、まず平行な測定光束ｆとなってミラーＭ３で直角に
反射される。そしてそこで反射された測定光束ｇは次に
バローレンズ１６を通過し、先の第１実施例と同様の測
定光束ｈとなる。そして、バローレンズ１６を経た測定
光束ｈはレーザミラーｍ１にて反射され、落射照明の光
軸Ｙに合流する。そして合流した測定光束ｉは次にまた
別のレーザミラーｍ２にて反射され別の光軸Ｚに沿った
まま対物レンズ１２で屈折・集光される。対物レンズ１
２を経た測定光束ｊは対象物１３の表面１４の結像ｐ１
で測定光束ｋとなって反射され、そのまま先とは逆の方
向へ進みレーザミラーｍ２、ｍ１にて反射された後、再
結像点ｐ３で結像を結ぶ。そして再結像した後の測定光
束ｌは、拡大レンズ１７、偏光フィルターｐｌ１を経
て、光位置検出器としての半導体光位置検出器（ＰＳ
Ｄ）１８の正規結像点ｐ４に結像する。尚、以上の測定
光束路において測定光束は全てレーザミラーｍ１、ｍ２
にて反射されるので、測定光束が双眼鏡Ｗの方向へ粉れ
込むことはなく、観察者の目１９が偏光Ｈｅ−Ｎｅレー
ザー光線から保護されている。また、ｐｌ２は波長が６
３２８Å付近の光を透過しない偏光フィルターで、観察
者の目１９を二重に保護するためのものである。更に、
２０は位置合わせ機構としてのサーボ機構で、半導体光
位置検出器（ＰＳＤ）１８への測定光束の入射光スポッ
トが正規結像点ｐ４からズレた際に対象物１３を移動さ
せ、位置を合わせを行なうようになっている。 従って、この顕微鏡１０は以上のような構造のため、レ
ーザ装置１５から発せられた測定光束を必ず対象物１３
の表面１４上の結像点ｐ１に合わせようと対物レンズ１
２が移動するので、この対物レンズ１２を光学上兼用し
ている落射ランプＬＰ１からの照明光束も対象物１３の
表面１４上へ自動的に位置合わせされ、従って顕微鏡１
０は常に対象物１３に対して常に位置が合った状態とな
る。そしてこの顕微鏡１０における位置合わせ精度のデ
ータをいろいろ条件を変えて測定したところ、0.１μ〜
２μ／0.０１Ｖという高い位置合わせ精度を得ることが
できた。 また前述の如くこの顕微鏡１０は、レーザミラーｍ１、
ｍ２を採用したことにより、落射照明ランプＬＰ１から
の照明光束中で、偏光Ｈｅ−Ｎｅレーザ光線と同波長
（６３２８Å付近）の照明光束が、そのＨｅ−Ｎｅレー
ザ光線の測定光束路中へ粉れ込むことがないので、半導
体光位置検出器（ＰＳＤ）１８がノイズ影響を受けるこ
となく、高精度の位置合わせを割実に行なうことができ
る。 さて、次に対象物１３を下から照らす透過式照明の場合
について説明する。透過式照明の場合も上記説明した落
射式照明の場合とほぼ同じである。透過式照明ランプＬ
Ｐ２から発せられた照明光束ｍは、コンデンサレンズ２
１にて屈折・集光した後ミラーＭ４にて直角に反射さ
れ、偏光フィルターｐｌ３を経て対象物１３を下側から
照らす。そして、対象物１３を透過した照明光束ｎは、
対物レンズ１２を経た後、落射式照明の場合と同じよう
にそのまま上方の結像点ｐ２で結像する。また、対物レ
ンズ１２を経た照明光束ｎのうち波長６３２８Å付近の
光はレーザミラーｍ２、ｍ１にて各々反射された後、拡
大レンズ１７、偏光フィルターＰｌ１を経て半導体光位
置検出器（ＰＳＤ）１８へ入射しようとするが、偏光フ
ィルターｐｌ１の位相を先の偏光フィルターｐｌ３と変
えてあるので半導体光位置検出器（ＰＳＤ）１８まで達
せず、半導体光位置検出器（ＰＳＤ）１８のノイズとは
ならない。尚、偏光フィルターｐｌ３と偏光フィルター
ｐｌ２、ｐｌ４の位相は同じにしてある。 ＜第３実施例＞ 第６図及び第７図は本発明の第３実施例を示す図であ
る。この実施例では本発明に係る非接触自動位置合わせ
装置を、非接触式の厚さ測定装置として利用するもので
ある。 装置全体の構造としては、先の第１図〜第３図に示した
ものと同じで、対象物として反射ミラー２２を採用し、
位置合わせ機構は対物レンズ２３と接続しておき、光位
置検出器からの位置信号により対物レンズ２３を進退動
させるようになっている。 そしてこの装置では、まず最初に測定光束２４の結像点
を反射ミラー２２の表面２５へ合わせておく（第６図参
照）。次に、反射ミラー２２と対物レンズ２３との間
に、光を透過する被計測物２６を挿入する。すると、こ
の被計測物２６を挿入することにより、測定光束２４の
結像点がズレるので、そのズレを光位置検出器５が検出
して対物レンズ２３を反射ミラー２２から遠ざけるよう
にＬ分だけ移動させる。従って、被計測物２６の屈折率
が既知であれば、被計測物２６の厚さを計算により知る
ことができる。つまり、被計測物２６の厚さにより、対
物レンズ２３の移動量Ｌが変化するので、この移動量Ｌ
から被計測物２６の厚さを知ることができる。その他の
構成・作用効果は先の第１図〜第３図の基本構造と同様
に付き重複説明を省略する。 ＜第４実施例＞ 第８図及び第９図は本発明の第４実施例を示す図であ
る。この実施例では３組の光学系を同時に利用して、対
象物の傾斜度を調整するものである。 ２７はＬＳＩ（集積回路）などにおける対象物としての
ウエナで、このウエハ２７へ露光処理を行う際には、ウ
エハ２７を露光光学系に対して直角に設置する必要があ
る。そこで、３組の光学系２８ａ〜２８ｃの各結像点を
対象物表面２９上の３つのポイント２９ａ〜２９ｃに設
定して、ウエハ２７を0.１μの精度で直角に設置するこ
とができる。 つまり、一台のレーザ装置３０から発生した１本の偏光
Ｈｅ−Ｎｅレーザ光線３１からビームスプリッター３
２、３３により２本の測定光束３１ｂ、３１ｃを分岐さ
せ、３本の等しい測定光束３１ａ〜３１ｃにする。そし
て、ミラーＭ５、Ｍ６により測定光束３１ｂ、３１ｃを
各々対応する光学系２８ｂ、２８ｃ内に入射させれば、
測定光束３１ａ〜３１ｃ全部を対応する光学系２８ａ〜
２８ｃ内へ各々入射させることができる。このように１
本の偏光Ｈｅ−Ｎｅレーザ光線３１を３本に分岐できる
のも、偏光Ｈｅ−Ｎｅレーザ光線３１の輝度が高いため
である。従って、ウエハ２７の各々のポイント２９ａ〜
２９ｃへ結像点を合わせさえすれば、３組の光学系２８
ａ〜２８ｃと各ポイント２９ａ〜２９ｃとの距離が全て
等しくなるので、ウエハ２７を完全な直角に設置するこ
とができる。その他の構成、作用効果は先の第１図〜第
３図の基本構造と同様に付き共通部分を同一符号で示し
重複説明を省略する。

【効 果】

この発明に係る非接触自動位置合わせ装置は以上説明し
てきた如き内容のものなので、以下に示すような種々の
効果を奏することができる。 （ア） 測定光束して、集光スポットが小さくて広がら
ない偏光Ｈｅ−Ｎｅレーザー光線を採用したので、高い
位置合わせ精度を得ることができる。 （イ） 拡大レンズ測定光束の小さな変位も見逃さずに
正確な測定光束の拡大をするので、高精度の位置検出を
実現でき、対物レンズと対象物との間隔が大きく設定さ
れている場合であっても高精度の位置合わせを確実に行
うことができる。 （ウ） 測定光束の集光スポットを光位置検出器で検出
し、その位終置信号にて位置合わせ機構を作動させるよ
うにしたので、動作スピードの速いサーボ機構を位置合
わせ機構として用いることにより、位置合わせ速度の向
上を図ることができる。 （エ） 対象物の傾斜状態、測定光束の輝度（コントラ
スト）、外部照明、その他の影響を受けることなく常に
高精度で確実な位置合わせを行うことができる。 （オ） 偏光Ｈｅ−Ｎｅレーザ光線を所定の光束路に案
内するミラーを備えて、レーザ装置を光学ユニットとは
別置きにできるので、偏光Ｈｅ−Ｎｅレーザ光線の出力
を大きくしたり、又は発振器を大きくしたりしても位置
合わせ精度へ影響を与えたりすることはなく、更に、独
立して別置きできるので装置全体における設計上のの自
由度も大きくなる。 （カ） 偏光Ｈｅ−Ｎｅレーザー光線は赤色の目視可能
な光なので、計測中の照射状態をモニターすることがで
き、装置組立時のアライメントを正確に行うことができ
る。 （キ） バローレンズにより、測定光束を光軸上の正規
な再結像点と対物レンズの非中心点とを結ぶ線に沿った
方向へ導いているため、測定光束が対物レンズの焦点距
離よりも遠い位置で結像すると共に、対象物で反射して
から得られる再結像点も、対物レンズの焦点距離よりも
遠い位置で形成される。従って、再結像点においてて、
測定光束と光軸との成す角度が小さくなるので、再結像
点を拡大する拡大レンズのサイズが小さくして済む。 （ク） 対象物を反射ミラーにして固定し、対物レンズ
を位置々合わせのために移動させるようにすれば、その
対物レンズの移動により、対象物と対物レンズとの間に
挿入した被計測物の厚さを非接触で測定することができ
る。 （ケ） 偏光Ｈｅ−Ｎｅレーザ光線は輝度が高いので、
複数本の光線に分岐することが可能で、その分岐した測
定光束の各々を対象物へ位置合わせすることにより対象
物の傾斜度調整を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は位置が合っている状態を示す本発明の基本構造
を表す概略図、 第２図は対象物が対物レンズ側へズレた状態を示す第１
図相当の概略図、 第３図は対象物が反対物レンズ側へズレた状態を示す第
１図相当の概略図、 第４図は本発明の第１実施例を示す、光位置検出器の出
力と対象物の移動量とを表すグラフ、 第５図は本発明の第２実施例を示す図で、非接触自動位
置合わせ装置を顕微鏡の自動位置合わせ装置として組合
わせた例を示す説明図、 第６図及び第７図は各々本発明の第３実施例を示す図
で、非接触自動位置合わせ装置を非接触の厚さ測定装置
として利用する例を示す説明図、そして 第８図及び第９図は各々本発明の第４実施例を示す図
で、非接触自動位置合わせ装置を対象物の傾斜度調整装
置として利用した例を示す説明図である。 １、２８ａ〜２９ｃ……光学系 ２、１５、３０……レーザ装置 ３、１３、２２、２７……対象物 ４、２０……焦点合わせ機構（位置合わせ機構） ５、１８……光位置検出器 ６、１２……対物レンズ ７、１６……バローレンズ ８、１４、２５、２９……対象物の表面 ９、１７……拡大レンズ ＰＬ、ｐｌ１……偏光フィルター Ｘ……対物レンズの非中心点と正規の再結像点を結んだ
線 Ｍ１〜Ｍ６……ミラー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】偏光Ｈｅ−Ｎｅレーザ光線を細い測定光束
   として発するレーザ装置２と、 発せられた測定光束を光学系１内の光軸αと平行な所定
   光束路へ案内するミラーＭ１、Ｍ２と、 案内された測定光束を光軸α上の正規な再結像点Ｐ２と
   対物レンズ６の非中心点とを結ぶ線Ｘに沿った方向へ導
   き、該測定光束を対象物３の表面８に結像させるための
   凹型のバローレンズ７と、 バローレンズ７から導かれた測定光束及び対象物３の表
   面８より反射された測定光束が、それぞれ非中心点を透
   過する対物レンズ６と、 光学系１の光軸α上に位置しており、対象物３の表面８
   より反射された測定光束の対物レンズ６による再結像
   を、拡大レンズ９を介して受光する光位置検出器５と、 位相が偏光Ｈｅ−Ｎｅレーザ光線と同じで且つ光位置検
   出器５の直前位置に配された偏光フィルターＰＬと、 該光位置検出器５からの位置信号にて測定光束を対象物
   ３の表面８の光軸α上に自動的に結像させる位置合わせ
   機構４と、 から成ることを特徴とする非接触自動位置合わせ装置。