JPH0917024A - 対物レンズの位置合せ方法及び装置 - Google Patents

対物レンズの位置合せ方法及び装置

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JPH0917024A
JPH0917024A JP8097270A JP9727096A JPH0917024A JP H0917024 A JPH0917024 A JP H0917024A JP 8097270 A JP8097270 A JP 8097270A JP 9727096 A JP9727096 A JP 9727096A JP H0917024 A JPH0917024 A JP H0917024A
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support
axis
actuator
flexible
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JP8097270A
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Leonardus Johannes Grassens
ジェイ． グラッセンズ レオナルダス
Hollis O'neal Hall
オニール ホール ホリス
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Original Assignee
Discovision Associates
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    • G—PHYSICS
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    • G11B7/0956—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following specially adapted for discs, e.g. for compensation of eccentricity or wobble to compensate for tilt, skew, warp or inclination of the disc, i.e. maintain the optical axis at right angles to the disc
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 光学系において、記憶媒体に対する対物レン
ズの特別なアラインメント（整列）を厳密に行うことが
できる対物レンズの位置合せ方法及び装置を提供する。 【解決手段】 この装置は、フレーム４と、クレードル
組立体３と、タワー組立体１と、レバー組立体５と、グ
リッパ組立体２とを有する。クレードル組立体には、ベ
ースプレートアラインメント組立体と、複数個のチルト
アクチュエータとを設ける。ベースプレートアラインメ
ント組立体には、側方アラインメント決定手段と、複数
個の側方アクチュエータを設ける。タワー組立体には、
ビデオカメラと、タワー拡大レンズと、及び画像をデイ
スプレイするモニタと設ける。グリッパ組立体には、対
物レンズ組立体と、対物レンズと、対物レンズアライン
メント組立体と、アクチュエータレンズを整列させるア
クチュエータチルト組立とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、光学系の製造、特に、光学系の
製造中に対物レンズの操作及びアラインメントに関する
ものである。
【０００２】従来の光学系の製造において、記憶媒体に
対する対物レンズの特別なアラインメント（整列）は厳
密ではなかった。このような装置においては、記憶媒体
を保持するスピンドルを案内レールに対して整列させ
る。キャリッジは案内レールに沿って移動し、また対物
レンズはキャリッジ内に配置している。このような光学
系に使用される情報記憶密度は十分低く、しかもスピン
ドル、レール、及び対物レンズの製造公差は十分高かっ
たため、対物レンズの特別なアラインメントは不要であ
った。対物レンズは、許容範囲内に配置し、次にこの許
容範囲内のアラインメントをテストするだけでよかっ
た。
【０００３】従来の光学系の他の実施の形態として、対
物レンズのアクティブアラインメントを行うものがあ
る。しかし、この場合、対物レンズはアクチュエータに
固定し、対物レンズ／アクチュエータの組み合わせをキ
ャリッジ組立体に対して整列させる。キャリッジ組立体
に対してアラインメントをとった後、アクチュエータを
キャリッジ組立体に取り付け、この結果生じた組立体を
記憶媒体に対して整列させる。この従来の光学系は、ア
クチュエータがキャリッジ組立体に対して整列可能であ
ることが必要である。更に、アクチュエータ／キャリッ
ジ組立体の組み合わせは他の光学系におけるこのような
組立体に比べると相当大きい。
【０００４】情報記憶密度が増大するにつれ、対物レン
ズと情報媒体との間のアラインメントは一層厳密にな
る。この結果、製造公差を狭くするか、又は対物レンズ
のアラインメントを改善することが必要になる。狭い製
造公差は製造コストを極めて増大させるため、対物レン
ズのアラインメントを改善する方が情報密度増大をコス
ト的に実現可能である。
【０００５】本発明は、このような対物レンズを整列さ
せる対物レンズアラインメント装置である。この装置
は、フレームと、このフレームに少なくとも自由度１の
運動をするよう取り付けたクレードル組立体と、フレー
ムに取り付けたタワー組立体と、フレームに回転自在に
取り付けたレバー組立体と、レバー組立体に取り付けた
グリッパ組立体とを有する。クレードル組立体には、ベ
ースプレートアラインメント組立体を設け、このベース
プレートアラインメント組立体は、放射エネルギビーム
を投射する放射エネルギ源と、タワー組立体に対するビ
ームのチルトアラインメントを決定するチルトアライン
メント決定手段と、タワー組立体に対してビームの傾き
を整列させる複数個のチルトアクチュエータとを有す
る。ベースプレートアラインメント組立体は、更に、タ
ワー組立体に対するビームの側方アラインメントを決定
する側方アラインメント決定手段と、タワー組立体に対
してビームを側方に整列させる複数個の側方アラインメ
ントアクチュエータとを有する。タワー組立体は、カメ
ラレンズを有するビデオカメラと、タワー拡大レンズ
と、タワー拡大レンズを経てビデオカメラに入射する放
射エネルギビームを画像として表示するディスプレイモ
ニタとを有する。
【０００６】グリッパ組立体は、対物レンズ組立体と、
この対物レンズに取り付けたグリッパ対物レンズと、グ
リッパ対物レンズをタワー組立体に整列させる対物レン
ズアラインメント組立体と、対物レンズをタワー組立体
及びクレードル組立体に整列させるアクチュエータレン
ズチルト組立体とを有する。対物レンズ組立体は、更
に、一方の端部に対物レンズを収容する開口を有し、曲
がることができるよう表面にベローズ構体を設けたハウ
ジングと、グリッパ対物レンズと、ハウジング内に取り
付けた透明サブストレートと、ハウジング内部とハウジ
ング外部との間にアクチュエータレンズを開口に保持す
るに十分な差圧を発生するようハウジングに取り付けた
空気圧チューブとを有する。対物レンズアラインメント
組立体は、更に、組立体支持体と、この組立体支持体に
摺動自在に取り付けた第１側方アラインメント支持体
と、この第１側方アラインメント支持体を位置決めする
第１側方アクチュエータと、第１側方アラインメント支
持体に摺動自在に取り付けた第２側方アラインメント支
持体と、この第２側方アラインメント支持体を移動する
第２側方アクチュエータと、この第２側方アクチュエー
タに取り付け、フレームベース及びフレーム延長部を有
する支持体フレームと、支持体フレームに取り付けてフ
レーム延長部に向けてハウジングを押圧する支持体板ば
ねと、フレームベースに対してフレーム延長部を位置決
めする合焦アクチュエータとを有する。アクチュエータ
レンズチルト組立体は、更に、可撓支持リングと、２個
の可撓支持プレートと、可撓支持リングの周りに等間隔
に取り付けた４個の可撓プレートであり、このうち２個
はハウジングに取り付け、他の２個は可撓支持プレート
に取り付けた可撓プレートと、可撓プレートに配置した
第１レバーと、第１レバーに取り付けたアクチュエータ
であって、第１レバーの運動を可撓支持リング、可撓支
持プレート及び可撓プレートの回転運動に変換させる第
１チルトアクチュエータと、可撓プレートに配置した第
２レバーと、第２レバーに取り付けたアクチュエータで
あって、第２レバーの運動を可撓支持リング、可撓支持
プレート及び可撓プレートの回転運動に変換させる第２
チルトアクチュエータとを有する。
【０００７】アクチュエータレンズを整列させる方法
は、タワー組立体に対してベースプレート組立体を移動
させるステップと、タワー組立体に対して対物レンズ組
立体を移動させるステップと、タワー組立体に対してア
クチュエータレンズを移動させるステップとよりなる。
ベースプレート組立体を移動させるステップは、更に、
タワー組立体に対してベースプレート組立体を側方に移
動させるステップと、タワー組立体に対してベースプレ
ート組立体を回転させるステップとよりなる。アクチュ
エータレンズを移動させるステップは、更に、アクチュ
エータレンズをタワー組立体に対して側方に移動させる
ステップと、タワー組立体に対してアクチュエータレン
ズを回転させるステップとよりなる。このような方法を
上述の装置で使用してもよい。
【０００８】本発明のこれらの目的及び他の目的をより
良く理解するため、添付図面につき本発明の実施の形態
を詳細に説明する。
【０００９】図１及び図２の本発明の実施の形態を説明
すると、この実施の形態の装置は、タワー組立体１と、
グリッパ組立体２と、クレードル組立体３とを有する。
タワー組立体１をフレーム４に固着する。タワー組立体
１はタワー軸線を画定する。グリッパ組立体２はレバー
組立体５に固着し、このレバー組立体５をフレーム４に
回転自在に取り付ける。クレードル組立体３を、少なく
とも自由度１の運動をするようフレーム４に取り付け
る。タワー組立体１とクレードル組立体３との間のライ
ン（図示せず）を組立体軸線と称する。図１に示す閉鎖
位置では、グリッパ組立体２は組立体軸線に沿ってタワ
ー組立体１とクレードル組立体３との間に位置する。図
２に示す開放位置ではグリッパ組立体２は組立体軸線上
には存在しない。
【００１０】図３に、タワー組立体１の断面を詳細に示
す。タワー組立体１には、タワー拡大レンズ６と、カメ
ラレンズ８を有するビデオカメラ７とを設ける。ビデオ
カメラ７のカメラレンズ８の光軸と、タワー拡大レンズ
６の光軸とを同一にし、正確にはこの光軸をタワー光軸
と称する。ビデオカメラからの出力を分析組立体９に接
続する。この分析組立体９は放射エネルギビームの特性
を分析するのに適当な任意のものとすることができる。
図３に示す実施の形態ではこの分析組立体９はプロセッ
サ１０とモニタ１１とを有する。
【００１１】図４、図５、図６及び図７には、グリッパ
組立体２の実施の形態を示し、このグリッパ組立体２
は、真空チャック１２と、マイクロスコープ対物レンズ
組立体１３と、マイクロスコープ対物レンズアラインメ
ント組立体１４と、及びアクチュエータレンズチルト組
立体１５とを有する。図４は、真空チャック１２及びマ
イクロスコープ対物レンズ組立体１３の一つの実施の形
態の縦断面を示す。図５は、マイクロスコープ対物レン
ズアラインメント組立体１４の一つの実施の形態を示
す。図６及び図７はアクチュエータレンズチルト組立体
１５のそれぞれ別の角度の側面図を示す。
【００１２】図４に示すように、真空チャック１２は、
ハウジング１６と、ベローズ構体１７と、対物レンズ収
容開口１８とを有する。空気圧チューブ（図示せず）を
ハウジング１６に接続する。動作にあたり、アクチュエ
ータレンズ（図示せず）をアクチュエータレンズ収容開
口１８内に配置し、アクチュエータレンズ収容開口１８
を完全にカバーする。アクチュエータレンズは対物レン
ズとすることができる。次に、空気圧チューブ（図示せ
ず）により空気をハウジング１６から抽気し、ハウジン
グ１６の内部と外部との間に差圧を生ぜしめる。この差
圧により、グリッパ組立体２を移動するとき、アクチュ
エータレンズをアクチュエータレンズ収容開口１８に圧
着保持する。ハウジング１６はベローズ構体１７を有
し、差圧を維持したままハウジング１６を曲げることが
できるようにする。
【００１３】マイクロスコープ対物レンズ組立体１３
は、マイクロスコープ対物レンズ１９とサブストレート
２０とを有する。動作にあたり、放射エネルギビームは
アクチュエータレンズ収容開口１８を経て、またアクチ
ュエータレンズがあればこのアクチュエータレンズを経
てハウジング１６に進入する。ビームは、サブストレー
ト２０及びマイクロスコープ対物レンズ１９を通過す
る。次にビームは、ハウジング１６を通過してタワー組
立体１に入射し、このタワー組立体１ではタワー拡大レ
ンズ６を通過し、ビデオカメラ７により受線される。マ
イクロスコープ対物レンズ１９及びタワー拡大レンズは
ともに、ビームを拡大しまたビデオカメラ７に合焦させ
る。タワー拡大レンズ６はチューブレンズすることがで
きる。サブストレート２０は、情報担持ディスクの光学
的特性及びビームにおける特性の効果をシミュレートす
る。サブストレート２０は、グリッパ組立体２が閉鎖位
置にあるとき、サブストレート２０がタワー光軸に直交
するよう取り付ける。
【００１４】図５につき説明すると、この図５に示すマ
イクロスコープ対物レンズアラインメント組立体１４
は、Ｘ軸側方アラインメントアクチュエータ２１と、Ｙ
軸側方アラインメントアクチュエータ２２と、合焦アク
チュエータ２３とを有する。更に、図５に示すように、
基準座標系２４を示す。この基準座標系２４は単に説明
上のために選択したものであり、当業者には本発明の精
神及び範囲から逸脱することなく他の任意の座標系を選
択することができることは明らかであろう。
【００１５】特に、図５に示す実施の形態では、フレー
ム延長部２８を有するマイクロスコープ支持フレーム２
５は支持板ばね２６によってハウジング１６を支持す
る。支持板ばね２６は、ハウジング１６とフレーム延長
部２８との間に配置した円筒形軸受２７にハウジング１
６を押し付ける。合焦アクチュエータ２３をフレーム延
長部２８に取り付け、フレーム延長部２８とマイクロス
コープ支持フレーム２５との間のＺ軸（基準座標系２４
に示す）に沿う距離を維持する。Ｚ軸に沿うハウジング
１６の移動によりマイクロスコープ対物レンズ１９のタ
ワー拡大レンズ６との組み合わせの合焦を調整する。
【００１６】マイクロスコープ支持フレーム２５をＹ軸
側方アラインメント支持体２９に取り付け、マイクロス
コープ支持フレーム２５をＹ軸側方アラインメント支持
体２９に対して基準座標系２４で示すようにＹ軸に沿っ
て摺動できるようにする。Ｙ軸側方アラインメントアク
チュエータ２２をマイクロスコープ支持フレーム２５に
取り付け、Ｙ軸に沿って相対摺動を行わせる。
【００１７】Ｙ軸側方アラインメント支持体２９をＸ軸
側方アラインメント支持体３０に取り付け、Ｙ軸側方ア
ラインメント支持体２９を基準座標系２４に示すＸ軸に
沿ってＸ軸側方アラインメント支持体３０に対して摺動
できるようにする。Ｘ軸側方アラインメントアクチュエ
ータ２１をＹ軸側方アラインメント支持体２９に取り付
け、Ｘ軸に沿って相対摺動を行わせる。
【００１８】Ｘ軸側方アラインメント支持体３０を側方
アラインメント組立体支持体３１に取り付ける。この側
方アラインメント組立体支持体３１をレバー組立体５に
取り付ける。当業者であれば、マイクロスコープ支持体
フレーム２５、Ｙ軸側方アラインメント支持体２９、Ｘ
軸側方アラインメント支持体３０、及び側方アラインメ
ント組立体支持体３１は、本発明の精神及び範囲から逸
脱することなく、上述の説明から再構成することができ
るであろう。
【００１９】図６及び図７には、アクチュエータレンズ
チルト組立体１５のそれぞれ別の角度の側面図を示す。
図６は本発明によるアクチュエータレンズチルト組立体
１５の左側面図であり、図７は同じアクチュエータレン
ズチルト組立体１５の正面図である。アクチュエータレ
ンズチルト組立体１５は、Ｘ軸チルトアクチュエータ３
２と、Ｙ軸チルトアクチュエータ３３と、及び可撓組立
体３４とを有する。Ｘ軸チルトアクチュエータ３２はレ
バー組立体５に取り付け、Ｘ軸レバー３５に圧着させ
る。Ｘ軸レバー３５のＸ軸チルトアクチュエータ３２側
の端部をレバー組立体５に押し付け、他方の端部を可撓
組立体３４に取り付ける。Ｙ軸チルトアクチュエータ３
３をレバー組立体５に取り付けてＹ軸レバー３６に押し
付ける。Ｙ軸レバー３６のＹ軸チルトアクチュエータ３
３側の端部をレバー組立体５に押し付け、他方の端部を
可撓組立体３４に取り付ける。
【００２０】可撓組立体３４は、複数個の可撓プレート
７１，７２，７３，７４と、可撓支持リング３８と、複
数個の可撓支持プレート３９とを有する。可撓プレート
７１の一方の端部を可撓支持リング３８に取り付け、他
方の端部をＸ軸レバー３５及びハウジング１６に取り付
ける。可撓プレート７３を可撓プレート７１の反対側で
可撓支持リング３８及びハウジング１６に取り付ける。
可撓プレート７４の一方の端部をＹ軸レバー３６及び可
撓支持リング３８に取り付け、他方の端部を可撓支持プ
レート３９に取り付ける。可撓プレート７４は可撓プレ
ート７１及び可撓プレート７３の双方に対して９０°の
角度をなすよう取り付ける。可撓プレート７２を可撓プ
レート７４とは反対側で可撓支持リング３８及び可撓支
持プレート３９に取り付ける。可撓支持プレート３９を
レバー組立体５に取り付ける。
【００２１】可撓プレート７１，７２，７３，７４のそ
れぞれはそれぞれ別個の平面上に存在する。可撓プレー
ト７１，７３が存在する平面は交差ポイント４０を通過
するラインに沿って交差する。また可撓プレート７２，
７４が存在する平面は交差ポイント４０を通過するライ
ンに沿って交差する。これら交差ポイント通過ラインは
互いに直交する。
【００２２】アクチュエータレンズチルト組立体１５の
動作を、Ｘ軸チルトアクチュエータ３２及びＹ軸チルト
アクチュエータ３３の各チルトアクチュエータに加わる
下方運動につき説明する。
【００２３】Ｘ軸チルトアクチュエータ３２の下方移動
によりＸ軸レバー３５に下向きの力を与える。この下向
きの力により可撓プレート７１に対して可撓プレート７
１を可撓支持リング３８に取り付けたポイントの周りの
反時計方向の回転力に変換する。この下向きの力は、更
に、可撓プレート７３に対して可撓プレート７３を可撓
支持リング３８に取り付けたポイントの周りに反時計方
向の回転力に変換する。これら２個の回転力によって可
撓プレート７１，７３が存在する２個の平面が交差する
交差ラインの周りに回転を生ぜしめる。この交差ライン
は交差ポイント４０で生ずる。
【００２４】Ｙ軸チルトアクチュエータ３３の下向き運
動によりＹ軸レバー３６に下向きの力を与える。この下
向きの力により可撓プレート７４に対して可撓プレート
７４を可撓支持プレートに取り付けたポイントの周りに
時計方向の回転力を発生する。可撓支持リング３８の剛
性によって、この回転力は可撓プレート７２に対して可
撓プレート７２を可撓支持プレート３９に取り付けたポ
イントの周りに時計方向の回転力に変換する。これら２
個の回転力により、可撓プレート７２，７４が存在する
２個の平面の交差ラインの周りに回転を生ぜしめる。こ
の交差ラインは交差ポイント４０上に存在する。
【００２５】図８につき説明すると、この図８には、ア
ラインメントアクチュエータ４１の一実施の形態を示
す。このアラインメントアクチュエータ４１は、上述の
ように、チルトアクチュエータ又は側方アラインメント
アクチュエータとすることができる。アラインメントア
クチュエータ４１は、ハンドル４２とねじ付き本体４３
とを有する。ねじ付き本体４３を固定表面４４にねじ付
け、可動表面４５に当接させる。可動表面４５は、ばね
４６または他の適当な手段によって固定表面４４の方向
に偏倚されている。可動表面４５の取付状態によって、
アラインメントアクチュエータ４１による力又はばね４
６による偏倚力のいずれかが側方又は回転力のいずれを
発生するかを決定する。アラインメントアクチュエータ
４１は、一般的にマイクロメーターステージと称される
ものを有する。
【００２６】図９にはクレードル組立体３の頂面図を示
す。図１０には、図９の１０−１０線上のクレードル組
立体３の断面図を示す。クレードル組立体３は、表面４
８及び側面４９を有するクレードル４７と、複数個の真
空クランプ５０と、及びベースプレートアラインメント
組立体（図示せず）とを有する。クレードルは、ベース
プレート組立体（図示せず）をクレードル４７に固定す
るための側壁５２と端壁５３とを有する。図９及び図１
０の実施の形態では、ベースアラインメント組立体（図
示せず）は、放射エネルギ源５４と、Ｙ軸エネルギ源側
方アクチュエータ５５と、Ｚ軸エネルギ源側方アクチュ
エータ５６と、Ｘ軸クレードル組立体チルトアクチュエ
ータ５７と、Ｙ軸クレードル組立体チルトアクチュエー
タ５８と、ミラー５９と、アラインメントアナライザ６
０とを有する。他の実施の形態では、ベースアラインメ
ント組立体（図示せず）は、放射エネルギ源５４と、Ｘ
軸クレードル組立体チルトアクチュエータ５７と、Ｙ軸
クレードル組立体チルトアクチュエータ５８と、ミラー
５９と及びアラインメントアナライザ６０とを設けたも
のとすることができる。双方の実施の形態において、ミ
ラー５９は、クレードル４７の表面４８の孔６１の下方
に整列させる。更に、放射エネルギ源５４及びアライン
メントアナライザ６０を自動コリメータ又は自動コリメ
ータ／テレスコープに組み合わせることができる。
【００２７】図１１には、開放状態にある真空クランプ
５０の断面を示す。図１２には閉鎖状態にある真空クラ
ンプ５０の断面を示す。クレードル４７の表面４８は、
クレードル４７の側面から側方に突出する。Ｕ字状の断
面を有する真空クランプ５０をクレードル４７の延長部
５１上に配置する。このとき、「Ｕ」字の各個の脚を延
長部５１の各側面にそれぞれ配置する。枢着ピン６２を
Ｕ字の各脚及びクレードル４７の延長部に貫通させる。
開放状態では、ベースプレート組立体をクレードル４７
上に載置することができる。所定位置に載置した後、空
気圧チューブ（図示せず）により真空クランプ５０を閉
鎖状態に偏倚し、ベースプレートの動きを固定する。
【００２８】動作にあたり、図１３に示すように、ベー
スプレート組立体６３を用意する。このベースプレート
組立体６３は、情報担持ディスクを回転させるためのス
ピンドル６４及びスピンドルモータ６５と、スピンドル
モータ６５の速度を制御するスピンドルサーボ（図示せ
ず）とを設ける。ベースプレート組立体６３には更に光
学モジュール組立体６６を設ける。ベースプレート組立
体６３には、また放射エネルギビームを光学モジュール
組立体６６から情報担持ディスク上の位置に向けて指向
させるためのキャリッジモータ（図示せず）及びキャリ
ッジ組立体６７と、及びキャリッジ組立体の位置を制御
するためのキャリッジ制御サーボ（図示せず）を設け
る。この点において、キャリッジ組立体６７は、放射エ
ネルギビームを情報担持ディスク上に合焦するアクチュ
エータレンズは含まない。キャリッジ組立体６７は、キ
ャリッジ止め部（図示せず）によってスピンドル６４に
対して所定位置に保持する。
【００２９】ベースプレート組立体６３をクレードル４
７の表面４８上に配置し、真空クランプ５０で固定す
る。ガラス製又は他の適当な材料のテストディスク（図
示せず）をベースプレート組立体６３のスピンドルに配
置する。次に、グリッパ組立体２を閉鎖位置に降下させ
る。
【００３０】放射エネルギ源５４により２個の放射エネ
ルギのクレードルアラインメントビームをミラー５９に
向けて発生する。第１クレードルアラインメントビーム
はミラー５９から反射し、クレードル４７の孔６１及び
ベースプレート組立体６３を通過する。第１クレードル
アラインメントビームはテストディスクから反射し、ア
ラインメントアナライザ６０によって受線される。第２
クレードルアラインメントビームはミラー５９から反射
してクレードル４７の孔６１及びベースプレート６３を
通過する。この第２クレードルアラインメントビームは
サブストレート２０から反射し、アラインメントアナラ
イザ６０によって受線される。第１及び第２のクレード
ルアラインメントビームの相対位置を分析することによ
ってアラインメントアナライザはサブストレート２０に
対するテストディスクの傾きを決定する。ミラー５９
は、２個の平行に配列したミラーを有し、これら２個の
ミラーの各々は各クレードルアラインメントビームを反
射するようにしてもよいことは明らかである。
【００３１】ディスクとサブストレート２０との間の傾
きは以下のようにして補正する。Ｘ軸クレードル組立体
チルトアクチュエータ５７によりクレードル組立体３を
Ｘ軸の周りに傾動させる。Ｙ軸クレードル組立体チルト
アクチュエータ５８によりクレードル組立体３をＹ軸の
周りに傾動させる。クレードル組立体チルトアクチュエ
ータ５７，５８の双方の作用により、テストディスクを
有するクレードル組立体３をサブストレート２０に対し
て傾動させる。サブストレート２０をタワー光軸に対し
て直交するため、この作用はクレードル組立体３をタワ
ー光軸に対して傾動させる。アクチュエータ５７，５８
の各々は図８に例示したアラインメントアクチュエータ
４１とすることができる。ミラー５９は、１個又はそれ
以上のアクチュエータによる動作に応答して放射エネル
ギビームをレンズに再指向させるようビーム軸線に沿っ
て配置する。
【００３２】或る一つの実施の形態では、クレードル組
立体３のタワー光軸に対する側方アラインメントを機械
的に行い、またテスト又は測定を行わないようにするこ
ともできる。他の実施の形態では、クレードルアライン
メントビームをアラインメントアナライザ６０に受線さ
れない、又はアラインメントアナライザ６０によって受
線するときにセンターがずれる場合、放射エネルギ源５
４の位置はＹ軸エネルギ源側方アクチュエータ５５及び
Ｚ軸エネルギ源側方アクチュエータ５６を使用して移動
することができる。図９に示すように、ミラー５９は、
Ｙ軸に沿う放射エネルギ源５４の位置変化を、アライン
メントアナライザ６０によって受線するとき、Ｙ軸に沿
うクレードルアラインメントビームの位置変化に変換す
るよう配置する。Ｙ軸エネルギ源側方アクチュエータ５
５は所定位置でこの変化を行う。同様に、Ｚ軸に沿う放
射エネルギ源５４の位置の変化を、アラインメントアナ
ライザ６０によって受線するとき、Ｘ軸に沿うクレード
ルアラインメントビームの位置の変化に変換する。Ｚ軸
エネルギ源側方アクチュエータ５６は所定位置でこの変
化を行う。各アクチュエータ５５，５６は図８に例示し
たアラインメントアクチュエータ４１とすることができ
る。
【００３３】以下に示す実施の形態では図５に例示した
基準座標系２４に基づく座標系で説明する。
【００３４】整列（アラインメント）が達成されたと
き、放射エネルギ源５４をオフにし、テストディスクを
取り外す。整列していない場合、ベースプレート組立体
６３を組立体軸線にほぼ整列するよう移動し、アクチュ
エータレンズ（図示せず）をベースプレート組立体６３
のキャリッジ組立体内に配置し、自然な載置位置をとる
ことができるようにする。レバー組立体５を閉鎖状態に
降下させる。
【００３５】次に、真空チャック１２と大気との間に差
圧を生じさせる。この差圧によりアクチュエータレンズ
を真空チャック１２に圧着保持するとともに、アクチュ
エータレンズの向きを維持する。更に、アクチュエータ
レンズの光学的中心を交差ポイント４０に維持する。こ
の光学的中心は実質的にアクチュエータレンズの質量中
心とすることもできる。
【００３６】調整自在の電源を光学モジュール組立体６
６内の放射エネルギ源に取り付ける。放射エネルギ源に
より、放射エネルギのレンズアラインメントビームをキ
ャリッジ組立体に投射する。このキャリッジ組立体内
で、レンズアラインメントビームはペンタプリズム（図
示せず）及びアクチュエータレンズを通過する。レンズ
アラインメントビームは次にサブストレート２０、マイ
クロスコープ対物レンズ１９を経てタワー組立体１に入
射し、このタワー組立体１において、レンズアラインメ
ントビームはタワー拡大レンズ６を通過し、ビデオカメ
ラ７に受光される。次に、分析組立体９によりディスプ
レイし、またレンズアラインメントビームのスポット輪
郭を分析する。
【００３７】レンズアラインメントビームがビデオカメ
ラ７によって受光されず、分析組立体９に通過されない
場合、Ｘ軸側方アラインメントアクチュエータ２１及び
Ｙ軸側方アラインメントアクチュエータ２２を使用して
マイクロスコープ対物レンズ１９をタワー組立体１に対
して移動する。Ｘ軸側方アラインメントアクチュエータ
２１及びＹ軸側方アラインメントアクチュエータ２２は
図８に例示したアラインメントアクチュエータ４１とす
ることができる。
【００３８】レンズアラインメントビームがビデオカメ
ラ７及び分析組立体９に適正に合焦されていない場合、
合焦アクチュエータ２３を使用してレンズアラインメン
トビームがビデオカメラ７及び分析組立体９内に適正に
合焦されるまでマイクロスコープ対物レンズ１９をタワ
ー組立体１に対して接近させたり遠ざけたりする。合焦
アクチュエータ２３は図８に示すアラインメントアクチ
ュエータ４１とすることができる。
【００３９】適正に合焦されたとき、既にクレードルア
ラインメントビームが分析されているとして、分析組立
体９により、コマ（非対称収差）及びアスティグマティ
ズム（非点収差）のためのビーム輪郭を分析する。これ
ら光学的収差が生じている場合、アクチュエータレンズ
チルト組立体１５を動作させて、アクチュエータレンズ
を整列させることによってこれら収差を減少する。上述
のように、Ｘ軸チルトアクチュエータ３２によりアクチ
ュエータレンズをＸ軸の周りに回転させる。同様に、Ｙ
軸チルトアクチュエータ３３によりアクチュエータレン
ズをＹ軸の周りに回転させる。このようにアクチュエー
タレンズチルト組立体１５によりアクチュエータレンズ
をレンズアラインメントビームに対して任意の方向に回
転させることができるとともに、アクチュエータレンズ
の光学的中心又はアクチュエータレンズの質量中心を交
差ポイント４０に維持する。
【００４０】誤整列を許容範囲内に修正したとき、真空
チャック１２及びアクチュエータレンズを含めたグリッ
パ組立体２を開放位置に上昇させる。次に、キャリッジ
組立体の基台に固定剤を配置し、再びグリッパ組立体２
を閉鎖位置に降下させる。アクチュエータレンズを、ア
クチュエータレンズチルト組立体１５によって生ずるア
クチュエータレンズの向きを変更することなく、固定剤
によってキャリッジ組立体に固定する。固定剤は、選択
可能に硬化できる接着剤、例えば、紫外線硬化性接着剤
とすることができる。
【００４１】固定剤が硬化したとき、アクチュエータレ
ンズのアラインメントをテストする。レンズアラインメ
ントビームをアクチュエータレンズ、サブストレート２
０、マイクロスコープ１９、タワー拡大レンズ６に通過
させ、ビデオカメラ７に入射させる。次に、分析組立体
９によって、レンズアラインメントビームのスポット輪
郭を分析する。上述のアラインメントの各々はこのテス
トプロセスのための調整が必要かも知れない。この構成
に基づいて、真空チャック１２はキャリッジ組立体に接
触して損傷を与えるのを回避するよう後退させるか又は
取り外すことが必要かも知れない。
【００４２】本発明の他の実施の形態では、クレードル
組立体３は、複数個のクレードル４７、複数個の真空ク
ランプ５０、及びベースプレートアラインメント組立体
（図示せず）を設けることができる。クレードル４７
は、タワー組立体１に対して移動自在にし、また各クレ
ードル４７のための各１個のベースプレートアラインメ
ント組立体（図示せず）又は単独のベースプレートアラ
インメント組立体（図示せず）を設け、このベースプレ
ートアラインメント組立体によりタワー組立体１に対す
る所定位置にクレードル４７のみを整列させる。更に、
クレードル４７の個数に係わらず、１個のミラー５９を
各クレードル４７に関連させて、単独の放射エネルギ源
５４及びアクチュエータ５５，５６，５７，５８のセッ
トを設けることができる。
【００４３】この実施の形態によれば、上述の第１タワ
ー組立体１と同一の第２タワー組立体１を設けることが
できる。更に、上述の第２タワー組立体１に関連する第
２グリッパ組立体２を設けることができる。第２グリッ
パ組立体２は真空チャック１２を含まない。
【００４４】動作にあたり、第１タワー組立体１及び第
１グリッパ組立体２は上述の実施の形態のように動作す
る。アクチュエータレンズを固定剤によってキャリッジ
組立体に固定した後、ベースプレート組立体６３を含む
クレードル４７を第２タワー組立体１及び第２グリッパ
組立体２の下方に移動する。再び、放射エネルギのレン
ズアラインメントビームを光学モジュール組立体６６に
よって第２タワー組立体１及び第２グリッパ組立体２に
おける第１タワー組立体１及び第１グリッパ組立体２に
つき説明したのと同一経路を経て投射する。アクチュエ
ータレンズをベースプレート組立体６３に固定した後、
第２タワー組立体１に関連する分析組立体９によりレン
ズアラインメントビームのスポット輪郭を分析する。真
空チャック１２を取り外し可能又は後退可能にすること
により、第１タワー組立体１及び第１グリッパ組立体２
はそれぞれ第２タワー組立体１及び第２グリッパ組立体
２として機能し得ることは当業者には明らかである。
【００４５】本発明は実施の形態を参照しながら説明さ
れたが、本発明は、これに限定されることなく、特許請
求の範囲に入り得る種々の変更及び修正を加えたものを
カバーすることを意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置のグリッパ組立体が閉鎖位置にある
状態を示す側面図である。
【図２】本発明装置のグリッパ組立体が開放位置にある
状態を示す側面図である。
【図３】分析組立体の一実施の形態を有するタワー組立
体の縦断面図である。
【図４】真空チャック及びマイクロスコープ対物レンズ
組立体の縦断面図である。
【図５】マイクロスコープ対物レンズアラインメント組
立体の線図的説明図である。
【図６】アクチュエータレンズチルト組立体の側面図で
ある。
【図７】アクチュエータレンズチルト組立体の正面図で
ある。
【図８】アラインメントアクチュエータの線図的説明図
である。
【図９】クレードル組立体の一実施の形態の頂面図であ
る。
【図１０】図９の１０−１０線上のクレードル組立体の
一実施の形態の断面図である。
【図１１】図９の１１−１１線上の真空クランプの一実
施の形態の開放状態の断面図である。
【図１２】図９の１１−１１線上の真空クランプの一実
施の形態の閉鎖状態の断面図である。
【図１３】ベースプレート組立体の頂面図である。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 組立体支持体（３１）と、 前記組立体支持体（３１）に摺動自在に取り付けられ、
    前記組立体支持体（３１）に対して第１軸線に沿って摺
    動することができる第１側方アラインメント支持体（３
    ０）と、 当該第１側方アラインメント支持体（３０）に摺動自在
    に取り付けられ、前記第１側方アラインメント支持体
    （３０）に対して前記第１軸線に直交する第２軸線に沿
    って摺動することができる第２側方アラインメント支持
    体（２９）と、 フレームベース及びフレーム延長部（２８）を有し、か
    つ前記第２側方アラインメント支持体（２９）に取り付
    けられた支持フレーム（２５）であって、前記フレーム
    ベースと前記フレーム延長部（２８）とを前記第１軸線
    及び第２軸線に直交する第３軸線に沿って或る距離離し
    て設けた支持フレーム（２５）と、 前記支持フレーム（２５）に固定され、前記第３軸線に
    平行な光軸を規定するレンズを前記フレーム延長部（２
    ８）に向けて前記光軸に沿って偏倚する支持板ばね（２
    ６）と、 前記第１側方アラインメント支持体（３０）を前記組立
    体支持体（３１）に対して前記第１軸線に沿って位置決
    めする第１側方アクチュエータ（５５）と、 前記第２側方アラインメント支持体（２９）を前記第１
    側方アラインメント支持体（３０）に対して前記第２軸
    線に沿って位置決めする第２側方アクチュエータ（５
    ６）と、 前記フレームベースに対して前記フレーム延長部（２
    ８）に取り付けられ、前記フレーム延長部（２８）と前
    記フレームベースとの間の距離を前記第３軸線に沿う方
    向に変更可能にした合焦アクチュエータ（２３）とを備
    えたことを特徴とするレンズ操作装置。
  2. 【請求項２】 光学的中心を規定するアクチュエータレ
    ンズを対物レンズ（１９）に対して固定的に保持するア
    クチュエータレンズ保持装置において、 一方の端部にアクチュエータレンズを収容する開口（１
    ８）を有するとともに、可撓ベローズ構体（１７）を有
    するハウジング（１６）であって、前記可撓ベローズ構
    体（１７）によりハウジング（１６）の他方の端部に対
    してハウジング（１６）の前記一方の端部を再整列可能
    にしたハウジング（１６）と、 当該ハウジング（１６）の内部で前記ベローズ構体（１
    ７）と前記開口（１８）との間に取り付けられ、前記開
    口（１８）を通過する光軸を規定する対物レンズ（１
    ９）と、 前記ハウジング（１６）の内部に取り付けられて、前記
    光軸が通過する不透明でないサブストレート（２０）で
    あって、所定の光学的特性を有する不透明でないサブス
    トレート（２０）と、 前記ハウジング（１６）に取り付けられ、前記開口（１
    ８）をカバーする前記アクチュエータレンズを前記ハウ
    ジング（１６）に対して固定的に保持するのに充分なよ
    うに前記ハウジング（１６）の内部と外部との間に差圧
    を生ぜしめる空気圧チューブとを備えたことを特徴とす
    るアクチュエータレンズ保持装置。
  3. 【請求項３】 放射エネルギビームを使用してベースプ
    レート（６３）内でアクチュエータ光軸を規定するアク
    チュエータレンズと、アクチュエータの光学的中心とを
    整列させるアラインメント装置において、 フレーム（４）と、 前記ベースプレート（６３）を保持するため、前記フレ
    ーム（４）に対して少なくとも運動自由度１で取り付け
    られたクレードル組立体（３）と、 タワー軸線を規定しかつ前記フレーム（４）に取り付け
    られ、また前記クレードル組立体（３）と一緒に組立体
    軸線を規定し、前記タワー軸線に沿う放射エネルギビー
    ムを受光し、前記放射エネルギビームのスポット輪郭を
    分析するタワー組立体（１）と、 前記フレーム（４）に回転自在に取り付けられ、閉鎖位
    置に位置決めされるレバー組立体（５）と、 前記レバー組立体（５）に取り付けられたグリッパ組立
    体（２）とを備え、 前記グリッパ組立体（２）は、 対物レンズ光軸を規定する対物レンズ（１９）と、 前記対物レンズ（１９）に取り付けられ、前記対物レン
    ズ（１９）に対して固定的に前記アクチュエータレンズ
    を選択的に保持する対物レンズ組立体（１３）と、 前記レバー組立体（５）が閉鎖位置にあるとき、前記対
    物レンズの光軸を前記組立体軸線に対して側方に整列さ
    せることにより、前記対物レンズ（１９）を前記タワー
    組立体（１）及び前記クレードル組立体（３）に整列さ
    せる対物レンズアラインメント組立体（１４）と、 前記レバー組立体（５）が閉鎖位置にあるとき、前記ア
    クチュエータの光軸を前記組立体軸線に直交する軸線の
    周りで回転することにより、前記アクチュエータレンズ
    を前記タワー組立体（１）及び前記クレードル組立体
    （３）に整列させるアクチュエータレンズチルト組立体
    （１５）とを備えるものとしたアラインメント装置であ
    って、 前記対物レンズアラインメント組立体（１４）が、 前記レバー組立体（５）に取り付けられた組立体支持体
    （３１）と、 前記組立体支持体（３１）に摺動自在に取り付けられ、
    前記組立体支持体（３１）に対し第１軸線に沿って摺動
    可能にした第１側方アラインメント支持体（３０）と、 前記第１側方アラインメント支持体（３０）に摺動自在
    に取り付けられ、前記第１側方アラインメント支持体
    （３０）に対して前記第１軸線に直交する第２軸線に沿
    って摺動可能にした第２側方アラインメント支持体（２
    ９）とフレームベース及びフレーム延長部（２８）を有
    し、かつ前記第２側方アラインメント支持体（２９）に
    取り付けられた支持フレーム（２５）であって、前記フ
    レームベースと前記フレーム延長部（２８）とを前記第
    １軸線及び第２軸線に直交する第３軸線に沿って或る距
    離離して設けた支持フレーム（２５）と、 前記支持フレーム（２５）に固定され、前記第３軸線に
    平行な前記対物レンズの光軸に沿って前記対物レンズ
    （１９）を前記フレーム延長部（２８）に向けて偏倚す
    る支持板ばね（２６）と、 前記第１側方アラインメント支持体（３０）を前記組立
    体支持体（３１）に対して前記第１軸線に沿って位置決
    めする第１側方アクチュエータ（５５）と、 前記第２側方アラインメント支持体（２９）を前記第１
    側方アラインメント支持体（３０）に対して前記第２軸
    線に沿って位置決めする第２側方アクチュエータ（５
    ６）と、 前記フレームベースに対して前記フレーム延長部（２
    ８）に取り付けられ、前記フレーム延長部（２８）と前
    記フレームベースとの間の距離を前記第３軸線に沿う方
    向に変更可能にした合焦アクチュエータ（２３）とを備
    えたことを特徴とするアラインメント装置。
  4. 【請求項４】 物体を操作する物体操作装置において、 可撓支持リング（３８）と、 前記可撓支持リング（３８）に一方の端部が取り付けら
    れ、第１平面を規定する第１可撓プレート（７１）と、 前記第１可撓プレート（７１）から前記可撓支持リング
    （３８）の他方の端部に一方の端部が取り付けられ、第
    ２平面を規定する第２可撓プレート（７２）であって、
    前記第１平面と前記第２平面とが交差するように前記第
    １可撓プレート（７１）に対して位置決めされ、前記第
    １平面と第２平面との交差部が第１ラインを規定する第
    ２可撓プレート（７２）と、 支持フレーム（２５）と、 前記第１可撓プレート（７１）の前記可撓支持リング
    （３８）から離れる側の端部に一方の端部が取り付けら
    れ、他方の端部が前記支持フレーム（２５）に取り付け
    られた第１可撓支持プレート（３９）と、 前記第２可撓プレート（７２）の前記可撓支持リング
    （３８）から離れる側の端部に一方の端部が取り付けら
    れ、他方の端部が前記支持フレーム（２５）に取り付け
    られた第２可撓支持プレートと、 第１端部及び第２端部を有し、前記第１端部を前記第１
    可撓プレート（７１）と前記可撓支持リング（３８）と
    の結合部に対して配置された第１レバー（３５）と、 前記第１レバー（３５）の前記第２端部に対して前記支
    持フレーム（２５）に取り付けられ、前記第１レバー
    （３５）を前記第１可撓プレート（７１）及び前記可撓
    支持リング（３８）に対して側方に接近したり又は離れ
    るように移動させる第１チルトアクチュエータ（３２）
    と、 前記可撓支持リング（３８）に一方の端部が取り付けら
    れ、他方の端部が物体に取り付けられ、第３平面を規定
    する第３可撓プレート（７３）と、 前記可撓支持リング（３８）に一方の端部が取り付けら
    れ、他方の端部が物体に取り付けられ、第４平面を規定
    する第４可撓プレート（７４）であって、前記第３平面
    と第４平面とが交差するように前記第３可撓プレート
    （７３）に対して位置決めされ、前記第３平面と第４平
    面との交差部が前記第１ラインに直交する第２ラインを
    規定し、前記第１ラインと第２ラインの交差部が回転ポ
    イントを規定する第４可撓プレート（７４）と、 第１端部及び第２端部を有し、この第１端部が前記第３
    可撓プレート（７３）と前記物体との交差部に対して配
    置された第２レバー（３６）と、 前記第２レバー（３６）の第２端部に対して前記支示フ
    レーム（２５）に取り付けられ、前記第２レバー（３
    ６）を前記第３可撓プレート（７３）に対して接近した
    り又は離れるように側方に移動させる第２チルトアクチ
    ュエータ（３３）とを備え、 前記第１チルトアクチュエータ（３２）により、前記第
    １レバー（３５）に対して前記第１可撓支持プレート
    （３９）に接近したり又は離れる第１運動を与えて前記
    第１可撓支持プレート（３９）、前記第２可撓支持プレ
    ート、前記可撓支持リング（３８）、及び前記物体を前
    記第１軸線の周りで回転させ、また、前記第２チルトア
    クチュエータ（３３）により、前記第２レバー（３６）
    に対して前記第３可撓支持プレートに接近したり又は離
    れる第２運動を与えて前記第３可撓支持プレート、前記
    第４可撓支持プレート、前記可撓支持リング（３８）、
    及び前記物体を前記第２軸線の周りで回転させることを
    特徴とする物体操作装置。
  5. 【請求項５】 ベースプレート組立体（６３）に対して
    アクチュエータレンズを整列させるアラインメント方法
    において、 ベースプレート光軸を規定する前記ベースプレート組立
    体（６３）を、タワー光軸を規定するタワー組立体
    （１）に対して移動させ、前記ベースプレート光軸と前
    記タワー光軸とを整列させる第１移動ステップと、 対物レンズ光軸を規定する対物レンズ組立体（１３）を
    前記タワー組立体に対して移動させ、前記対物レンズ光
    軸と前記タワー光軸とを整列させる第２移動ステップ
    と、 アクチュエータレンズ光軸を規定するアクチュエータレ
    ンズを前記タワー組立体（１）に対して移動させ、前記
    アクチュエータレンズ光軸と前記タワー光軸とを整列さ
    せる第３移動ステップとを備えているアラインメント方
    法。
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