(57)【要約】【課題】  透明度の高い平行平板にアライメントマークと反射面とを付加したり、透明度の高い円柱の円周方向にマーキングすることで、きわめて高精度な測定装置校正方法および校正装置を提供する。【解決手段】  光学素子の測定装置を校正する測定装置校正方法において、任意の基準位置に、少なくとも２つ以上の平面を有する校正原器２９を設置し、直動ステージ１５をこの直動ステージ１５の移動軸が、前記校正原器２９の平面の法線に対して平行になるように設置し、前記直動ステージ１５に光学的検出器２１を設置し、前記直動２９の特徴像を検出し、前記直動ステージ１５を第２の位置に位置決めし、前記光学的検出器２１によって前記校正原器２９の特徴像を検出し、必要ならば、さらに複数の位置決めおよび校正原器２９の像を検出し、これら複数の校正用原器の特徴像情報を、解析装置で解析することによって、前記校正原器の平面の法線と前記直動ステージ１５の移動軸との相対的な角度や、前記直動ステージの機械誤差を求めて前記測定装置を校正する。【選択図】  図２
2005090963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子の測定装置を校正する測定装置校正方法において、
任意の基準位置に少なくとも２つ以上の平面を有する校正原器を設置し、直動ステージをこの直動ステージの移動軸が前記校正原器の平面の法線に対して平行になるように設置し、前記直動ステージに光学的検出器を設置し、前記直動ステージを第１の位置に位置決めして前記光学的検出器によって前記校正原器の特徴像を検出し、前記直動ステージを第２の位置に位置決めして前記光学的検出器によって前記校正原器の特徴像を検出し、必要ならば、さらに複数の位置決めおよび校正原器の像を検出し、これら複数の校正用原器の特徴像情報を解析装置で解析することによって、前記校正原器の平面の法線と前記直動ステージの移動軸との相対的な角度や前記直動ステージの機械誤差を求めて前記測定装置を校正することを特徴とする測定装置校正方法。
【請求項２】
光学素子の測定装置を校正する測定装置の校正装置において、任意の基準位置と、直動ステージと、校正原器と、光学的検出器と、解析装置を有することを特徴とする測定装置の校正装置。
【請求項３】
前記校正原器には、一方の面にアラインメントマークが形成され、透明度の高い平行平板をその反対面が高反射率を有する平行平板上に接するように設置したことを特徴とする請求項２記載の測定装置の校正装置。
【請求項４】
前記校正原器には、一方の面にアラインメントマークが形成され、透明度が高い平行平板の、その反対面に反射率が高くなるような加工を施したことを特徴とする請求項２記載の測定装置の校正装置。
【請求項５】
前記アラインメントマークが、反射率が低いことを特徴とする請求項３または４記載の測定装置の校正装置。
【請求項６】
前記校正原器には、一方は全面が平面で、もう一方は反対面に平行な段違いの複数平面を持つ透明度が高い平行平板があり、全面平面部にはアラインメントマークを作成し、段違いの複数平面部には反射加工を施したことを特徴とする請求項４記載の測定装置の校正装置。
【請求項７】
前記校正原器には、一方は全面が平面で、もう一方は反対面に平行な段違いの複数平面を持つ透明度が高い平行平板があり、段違い複数平面部にアラインメントマークを作成し、全面平面部には反射加工を施したことを特徴とする請求項４記載の測定装置の校正装置。
【請求項８】
前記校正原器には、両面ともに段違いの複数平面部を持つ平行板の、片面にアラインメントマークを作成し、もう一方の面には反射加工を施したことを特徴とする請求項４記載の測定装置の校正装置。
【請求項９】
前記校正原器を、屈折率が等しい複数の板を組み合わせ、一方は全面が平面で、もう一方は反対面に平行な段違いの複数平面を持つ透明度が高い平行平板を作成し、前記全面平面部にはアラインメントマークを加工し、段違いの複数平面部には反射加工を施したことを特徴とする請求項４記載の測定装置の校正装置。
【請求項１０】
前記校正原器を、屈折率が等しい複数の板を組み合わせて、一方は全面が平面で、もう一方は反対面に平行な段違いの複数平面を持つ透明度が高い平行板を作成し、段違い複数平面部にアラインメントマークを加工し、全面平面部には反射加工を施したことを特徴とする請求項４記載の測定装置の校正装置。
【請求項１１】
前記校正原器を、屈折率が等しい複数の板を組み合わせ、両面ともに段違いの複数平面部を持つ平行板を作成し、片面にアラインメントマークを加工し、もう一方の面には反射加工を施したことを特徴とする請求項４記載の測定装置の校正装置。
【請求項１２】
前記校正原器が、透明度の高い円柱の円周面に、円柱軸と直交する方向に複数のアラインメントマークを作成したことを特徴とする請求項２記載の測定装置の校正装置。
【請求項１３】
前記校正原器が、透明度の高い円柱の円周面に、円柱軸と直交する方向に円状のアラインメントマークを作成したことを特徴とする請求項２記載の測定装置の校正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定装置や検査装置の校正方法および校正装置に関し、平板、プリズム、レンズ面とプリズム面を有する光学素子などの識別子やアラインメントマークの相対的な位置ずれ測定および検査装置の校正方法および校正装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
顕微鏡の校正等において位置ずれ測定装置、検出装置およびそれを用いた位置決め装置を使用することは従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。
図１８は平板でできたチャートに十字のアラインメントマークが付けられている従来の校正方法を説明する概略図である。図１９は２枚の平行平板が平行かつ十字のアラインメントマークが重なるように位置決めされている従来の校正方法を説明する概略図である。
図１８において、平板でできたチャート２２に十字のアラインメントマークが付けられている。このアラインメントマークを、例えばＣＣＤを備えた検出系２１で十字のチャート観察像を取得する。
このように何らかの原器、この場合はチャート２２を基準に観察し、相対的な位置関係を把握することで測定装置の校正を実施する。次に、厚さがあるワークを測定する、位置ずれ測定装置の校正について説明する。
図１９の左側は透明な平行平板で作られるアラインメントマーク入り平板２４とその下に同じくアラインメントマーク入り平板２５を配置させる。２枚の平行平板２４，２５は平行かつ十字のアラインメントマークが重なるように位置決めされている。
検出系の焦点深度が上下のアラインメントマークを同時に観察できるほど深ければそのまま観察可能であるが、焦点深度が浅い場合は検出系を上下方向に動かしてそれぞれのアラインメントマークにフォーカスを合わせる。
このとき、検出系２１から見て十字のアラインメントマークが重なるように見えると検出系の観察軸と平行平板の平面とが直交していることがわかる。本来ならば、２つの十字線は重なるはずである。
しかしながら、平行平板２４，２５の位置がずれていると、２枚平板チャート観察像２７のように重ならなくなる。このような状態で測定装置を校正しても、正しく校正されないので、２枚の平板位置合わせは非常に重要である。
実際には、２枚の平行平板の位置関係を正しく設置するのは困難なので、図９の右側にあるような、透明な平行厚板の上下にマーキングされた、アラインメントマーク入り厚板２６が原器として用いられることもある。このように１枚の厚板にマーキングしてあれば、観察時の取り扱いは容易である。
しかしながら、厚板２６の上下十字アラインメントマークの横方向位置を、高精度に一致させて製作することは困難であり、厚板２６のチャート観察像２８のようにアラインメントマークがずれることがある。厚板方式は校正時の取り扱いが容易なものの、原器そのものを高精度に作成する必要上、高コストになりやすく、精度も期待しにくい。
逆の考え方でいえば、位置ずれがあってもその絶対値がわかればよい。すなわち、別の計測方法で上下マーキングの位置ずれ量が判明すれば、校正データに補正値として入れ込むことが可能である。
しかしながら、そもそも位置ずれ量を正確に測るには、測定用の高精度原器が必要ということもあり、高精度になればなるほど、上下のアラインメントマークを位置ずれなく製造することは難しくなっている。
【０００３】
特許文献１によれば、複数台の赤外線撮像装置が、ＸＹ面に直交する共通光軸を介して各ワークを一方向から同軸的に撮像することを開示している。このとき、撮像光学系の撮像装置として赤外線撮像装置を用いているので、ワークが可視光を透過しない不透明なものであっても、赤外光を透過する材質で形成されていれば、その赤外光によりワークを透かしてアラインメントマークを撮像できる。
したがって、撮像光学系をワークの間に進退させる必要はなく、ワークの位置合わせを行う場合に、そのクリアランスを極めて小さく設定することができ、各ワークを重ね合わせるときの移動距離も短くなる。
また、各赤外線撮像装置の合焦領域は、夫々のアラインメントマークを択一的に撮像できる位置に設定されているので、1つの赤外線撮像装置で２つのアラインメントマークを同時に撮像することはない。
したがって、各撮像装置の出力信号に基づいてアラインメントマークの座標を算出する場合に、夫々の画面には１つのアラインメントマークしか撮像されないので、その画像信号に基づいて各アラインメントマークの中心座標を容易に求めることができる。
この位置ずれ測定装置は測定ターゲットが似ているが、測定装置の校正方法はとくに明記されていない。そのため、前述の従来技術で説明した平面チャート板の上下にアラインメントマークを設置したものを原器として用いていると考えられる。
【特許文献１】特開２０００−２７６２３３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の原器には、例えば平行平板の両面に、互いが同軸になるようにアラインメントマークを付けた技術がある。この技術は簡単で解り易く、顕微鏡とステージの位置合わせの原器として使用されている。
しかしながら、この手法では、平行平板の両面に付けるアラインメントマーク、例えば円形状のアラインメントマークを付加する場合には、加工時に円形状の中心軸を両面共に一致させる、すなわち両面の軸心を一致させる必要があった。
そのため、アラインメントマークを加工する加工機にも高精度な位置決め技術が求められ、サブμｍ程度の精度を有する原器を製作するのには非常な困難が伴った。
また、仮に両面のアラインメントマークに相対的な位置ずれが生じている場合でも、位置ずれ量の絶対値が解っていれば原器として使用できる。しかしながら、実際には、位置ずれ量を高精度に測定すること自体が困難であり、高精度な原器として使用することは難しい状況であった。
従来の校正原器では、平行平板の両面に、軸心を高精度に一致させたアラインメントマークを付けることが困難で、加工機の位置決め精度が要求され、原器コストが非常に高い。
そこで本発明の目的は、上記の問題点を解決するために、透明度の高い平行平板にアラインメントマークと反射面とを付加したり、透明度の高い円柱の円周方向にマーキングすることで、きわめて高精度な測定装置校正方法および校正装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、光学素子の測定装置を校正する測定装置校正方法において、任意の基準位置に、少なくとも２つ以上の平面を有する校正原器を設置し、直動ステージをこの直動ステージの移動軸が、前記校正原器の平面の法線に対して平行になるように設置し、前記直動ステージに光学的検出器を設置し、前記直動ステージを第１の位置に位置決めし、前記光学的検出器によって前記校正原器の特徴像を検出し、前記直動ステージを第２の位置に位置決めし、前記光学的検出器によって前記校正原器の特徴像を検出し、必要ならば、さらに複数の位置決めおよび校正原器の像を検出し、これら複数の校正用原器の特徴像情報を、解析装置で解析することによって、前記校正原器の平面の法線と前記直動ステージの移動軸との相対的な角度や、前記直動ステージの機械誤差を求めて前記測定装置を校正する測定装置校正方法を特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、光学素子の測定装置を校正する測定装置校正装置において、任意の基準位置と、直動ステージと、校正原器と、光学的検出器と、解析装置を有する測定装置の校正装置を特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、前記校正原器には、一方の面にアラインメントマークが形成され、透明度の高い平行平板をその反対面が高反射率を有する平行平板上に接するように設置した請求項２記載の測定装置の校正装置を特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、前記校正原器には、一方の面にアラインメントマークが形成され、透明度が高い平行平板の、その反対面に反射率が高くなるような加工を施した請求項２記載の測定装置の校正装置を特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、前記アラインメントマークが、反射率が低い請求項３または４記載の測定装置の校正装置を特徴とする。
【０００６】
また、請求項６に記載の発明は、前記校正原器には、一方は全面が平面で、もう一方は反対面に平行な段違いの複数平面を持つ透明度が高い平行平板があり、全面平面部にはアラインメントマークを作成し、段違いの複数平面部には反射加工を施した請求項４記載の測定装置の校正装置を特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、前記校正原器には、一方は全面が平面で、もう一方は反対面に平行な段違いの複数平面を持つ透明度が高い平行平板があり、段違い複数平面部にアラインメントマークを作成し、全面平面部には反射加工を施した請求項４記載の測定装置の校正装置を特徴とする。
また、請求項８に記載の発明は、前記校正原器には、両面ともに段違いの複数平面部を持つ平行板の、片面にアラインメントマークを作成し、もう一方の面には反射加工を施した請求項４記載の測定装置の校正装置を特徴とする。
また、請求項９に記載の発明は、前記校正原器を、屈折率が等しい複数の板を組み合わせ、一方は全面が平面で、もう一方は反対面に平行な段違いの複数平面を持つ透明度が高い平行平板を作成し、前記全面平面部にはアラインメントマークを加工し、段違いの複数平面部には反射加工を施した請求項４記載の測定装置の校正装置を特徴とする。
また、請求項１０に記載の発明は、前記校正原器を、屈折率が等しい複数の板を組み合わせて、一方は全面が平面で、もう一方は反対面に平行な段違いの複数平面を持つ透明度が高い平行板を作成し、段違い複数平面部にアラインメントマークを加工し、全面平面部には反射加工を施した請求項４記載の測定装置の校正装置を特徴とする。
また、請求項１１に記載の発明は、前記校正原器を、屈折率が等しい複数の板を組み合わせ、両面ともに段違いの複数平面部を持つ平行板を作成し、片面にアラインメントマークを加工し、もう一方の面には反射加工を施した請求項４記載の測定装置の校正装置を特徴とする。
また、請求項１２に記載の発明は、前記校正原器が、透明度の高い円柱の円周面に、円柱軸と直交する方向に複数のアラインメントマークを作成した請求項２記載の測定装置の校正装置を特徴とする。
また、請求項１３に記載の発明は、前記校正原器が、透明度の高い円柱の円周面に、円柱軸と直交する方向に円状のアラインメントマークを作成した請求項２記載の測定装置の校正装置を特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
塵埃の影響を少なくし、極めて同軸度の高い、任意の基準位置と直動ステージの移動軸との位置関係を高精度に校正することができ、また、深度を調整しやすい高精度な原器を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明による校正方法および校正装置で校正する位置ずれ測定装置を示す概略図である。図１を用いて位置ずれ測定装置の動作を説明する。
除振台（図示せず）上に光学素子の位置調整治具として、ＸＹステージ１、回転ステージ２、弾性ヒンジ４とアクチエータ３と球面ジョイント５からなるリンク式アラインメント機構、光学素子設置用天板６、光学素子取り付け用のホルダ７がある。
検出系には、検出部ベース８にＸＹステージ１６、焦点位置調整用にＺ軸ステージ１５がある。光学系１０には長作動かつ焦点深度の浅い顕微鏡対物レンズ９と光源１１、偏光ユニット１２、ＣＣＤ取り付け部１３、光電変換ユニットとして高画素のＣＣＤユニット１４がある。
まず、ホルダ７に被測定物の光学素子をセットし、位置調整治具に設置する。この光学素子は例えば、ガラス製の透明平板で平板の両平面に十字のアラインメントマークが刻まれているものとする。
次に、光学素子のアラインメントマークが読み取れるように光学系の光軸に対して適正な位置になるようにＸＹステージ１、回転ステージ２、リンク式アラインメント機構で位置調整を実施する。
次に、透明平板の上部のアラインメントマークに焦点が合うようにＺ軸ステージ１５を下方向に動かし、上部にあるアラインメントマークの画像を取得する。続いて、Ｚ軸ステージ１５をさらに下に動かして、透明平板の下部アラインメントマークに焦点が合う位置に位置決めし、このときのアラインメントマークの画像を取得する。
このように、複数の画像情報を順次取得し、コンピュータなどの解析装置(図示せず)で画像の特徴量を抽出、比較することで、相対的な位置ずれ情報、例えば、透明平板の上部アラインメントマークと下部アラインメントマークの横方向位置ずれ量を検出できる。
このとき、透明平板に記された上部と下部のアラインメントマークに位置ずれ量が無い原器を用いれば、位置ずれ量を観察することで、原器の法線とＺ軸ステージ１５のステージ移動軸が傾き量を求めることができる。
【０００９】
図２は光学素子の位置ずれ測定装置において、平板の基準面上に校正原器の第１の実施の形態を設置する構成を示す概略斜視図である。図３は図２と異なるアラインメントマークを説明する概略斜視図である。
光学素子の位置ずれ測定装置において、平板３３の基準面上に校正用原器を設置する。校正原器としては、例えば平板３３上に置かれたロッドレンズ２９の円周方向に複数のアラインメントマーク３０を設けて使用する。２つのマーク３０は、例えば１８０°隔たった対向位置に設ける。
このとき、直動ステージのステージ移動方向が、基準面の法線と平行になるように設置し、その直動ステージに光学的な検出器２１、例えばＣＣＤカメラを設置し、ロッドレンズ２９に対して直線運動が可能であるようにする。
ロッドレンズ２９には円周方向に複数のアラインメントマーク３０がある。アラインメントマーク３０の１つがロッドレンズ２９の上方に、もう１つがロッドレンズ２９の下方に来るようにロッドレンズ２９を回転し、固定する。
最初に、ロッドレンズ２９の上方のアラインメントマーク３０を観察するために、直動ステージを動かして検出器２１の焦点位置が上方のアラインメントマーク３０になるように位置決めする。検出器２１で上部のアラインメントマーク３０を検出、例えばＣＣＤによる画像情報として取得する。
次にロッドレンズ２９の下方のアレイメントマーク３０を観察するために、直動ステージをロッドレンズ２９に近づける方向に動かして、検出系２１の焦点位置が下方のアラインメントマーク３０になるように位置決めする。検出系で上部のアラインメントマークを検出、例えばＣＣＤによる画像情報として取得する。
このとき下方のアラインメントマーク３０はロッドレンズ２９を透過して観察することになるので、レンズ効果のために直動ステージの移動距離とロッドレンズ２９の肉厚が一致するとは限らない。
【００１０】
次に、基準面と直動ステージ軸が直交しているかどうかを判断するために、上部と下部の画像を解析し、２つの画像が重なっていれば直交していると判断できる。もちろん、複数個、２つ以上の画像を取得して解析してもよい。
校正用原器は基準面の法線と、上部および下部アラインメントマーク３０を結んだ線が平行になることが望ましい。従来技術で説明したように平板３３の上下にアラインメントマーク３０を加工する方法では平行にすることは難しいが、円柱状のものであれば回転系で加工できる、例えば旋盤でアラインメントマークの加工ができるので上下のマークを正確に刻むことが可能になる。
またロッドレンズ２９をＶブロックで保持することで、基準面とロッドレンズ２９の回転中心軸との平行出しも容易であり、安価な方法で高精度な位置ずれ校正を実施することが可能になる。
また、ロッドレンズ２９のアラインメントマーク３０を円周方向に直線状の溝３２にすれば、さらに容易になる。例えば、ロッドレンズ２９を回転加工機に取り付け、マジックや細い線を印字できるインクジェットヘッドでマークを付ければ、円周方向に回転軸に直交した直線状のアラインメントマークをつけることができる。
また旋盤で加工する場合にはロッドレンズを加工治具にセットし、バイトで溝を加工すればロッドレンズの回転軸に直交した溝を得ることができる。これら円周方向の直線状アラインメントマークで先と同様に位置ずれ測定装置の校正を実施することができる。
【００１１】
図４は平行平板の片面にアラインメントマークを付した高精度な校正を実施可能な校正原器の第２の実施の形態を説明する概略斜視図である。図５は図４の校正原器を示す正面図である。図６は図４の校正原器で観察されるアラインメントマークを示す概略図である。
図４のような、平行平板３５の片面にアラインメントマーク、例えば二重円アラインメントマーク３６があるとする。この平行平板３５はガラスやプラスチックといった透明体でできており、この平行平板３５をミラー加工した高反射率平面板３４の上に設置する。
このような構成をとると、二重円アラインメントマークがミラーによる反射で、あたかも平行平板３５の表と裏にそれぞれ二重円アラインメントマーク３６，３６’があるように観察できる。この特性を利用して校正を実施する。
まず基準面に高反射率平面板３４と平行平板３５を設置し、基準面の法線と平行移動できるように直動ステージを設置し、直動ステージに固定された検出器２１、例えばＣＣＤカメラで、その焦点がアラインメントマーク３６の位置に合うように、直動ステージを位置決めする。このとき、アラインメントマーク観察像４１のような画像が取得できる。
次に、直動ステージを平行平板３５に近づけて行くと、アラインメントマーク３６がミラー面で反射され、その反射像を観察できる位置にＣＣＤカメラの焦点を合わせることで、アラインメントマーク反射像の観察像４２のような画像が取得できる。
次に基準面と直動ステージ軸が直交しているかどうかを判断するために、アラインメントマーク３６の観察像４１とアラインメントマーク３６の反射像の観察像４２を解析、比較し、例えば、２つの画像の中心が一致すれば直交していると判断できる。もちろん任意の位置の画像を比較してもよいし、解析画像数も複数個、例えば３つあるいは４つの画像を取得して解析してもよい。
この手法を用いれば平行平板３５の片面にアラインメントマーク３６を付けるだけできわめて高い同軸度を持つ深さ方向に異なった校正用マークを取得できる。
従来技術で述べたような平行平板の上下にそれぞれマーキングする方法では、マークを加工するさいに、上面と下面の加工機の軸を一致させる必要があり高精度な原器を作ることは困難であったが、この手法を用いることで安価かつ高精度な原器を提供できる。
【００１２】
図７は図４に示した構成を簡略化した平行平板の片面にアラインメントマークを付した高精度な校正を実施可能な校正原器の第３の実施の形態を説明する概略斜視図である。図８は図７の校正原器を示す正面図である。図９は図７の校正原器で観察されるアラインメントマークを示す概略図である。
図７および図８にあるような、平行平板３５の片面にアラインメントマーク、例えば、二重円アラインメントマーク３６があるとする。この平行平板３５はガラスやプラスチックといった透明体でできており、この平行平板３５の裏面をミラー加工などで反射加工面３８にする。
こうすると二重のアラインメントマーク３６がミラーによる反射の像で、平行板の表と裏に二重円アラインメントマーク３６，３６’があたかも存在するかのように観察することができる。
平行平板を２枚用いる方法に比べると、板と板の間に異物が入り角度誤差が発生する可能性が少なく、また１枚の平行平板だけなのでコストダウンも可能である。
この手法を用いれば平行平板の片面にアラインメントマークを付けるだけで極めて高い同軸度を持つ深さ方向に異なった校正用マークを取得できる。従来技術で述べたような平行平板の上下にそれぞれマーキングする方法では、マークを加工するさいに、上面と下面の加工機の軸を一致させる必要があり高精度な原器を作ることは困難であったが、この手法を用いることで安価かつ高精度な原器を提供できる。
図４および図７に用いたアラインメントマーク３６は反射率を高める場合と、低くする場合がある。アラインメントマーク３６を観察する場合には、反射率が高くても低くても問題ない。
しかしながら、アラインメントマーク反射像を観察する場合には、ミラー面の反射光に埋もれてしまいコントラストが悪化するので、アラインメントマーク３６は反射率が低いほうがコントラストを向上でき、校正精度も向上できる。
【００１３】
図１０は平行平板の片面の平面部にアラインメントマーク、例えば二重円アラインメントマークがある構成を示す高精度な校正を実施可能な校正原器の第４の実施の形態を説明する概略斜視図である。図１１は図１０の校正原器を示す正面図である。図１２は図１０の校正原器で観察されるアラインメントマークを示す概略図である。
前述したように、ミラーを用いればアラインメントマークとアラインメントマークの反射像から高精度な原器を安価に提供できる。しかしながら、観察像の位置は上部か下部の２点であり、直動ステージの限られたストロークしか検証できないので、ストロークに合わせた原器を用意する必要があり、手間とコストが掛かっていた。
図１０にあるような、平行平板３５の片面の平面部にアラインメントマーク、例えば、二重円アラインメントマーク３６（３６ａ、３６ｂ）があるとする。この平行平板３５の裏面に段部４３を付けて裏面を反射加工とする。この平行平板３５および段部４３はガラスやプラスチックといった透明体でできている。
二重のアラインメントマークがミラーによる反射の像で、平行平板の表と裏に二重円アラインメントマークがあたかも存在するかのように観察できるが、このとき段部４３によって平板の厚さが異なっていれば、アラインメントマークの反射像が見える位置に差が出てくる。
最初に、アラインメントマーク３６を観察している場合にはアラインメントマーク観察像４９が得られる。次に平板に近づけていけば、板厚の薄いところのアラインメントマーク反射像に焦点が合い、アラインメントマーク外側反射像５０の像が観察できる。さらに平板に近づけていけば、板厚の厚いところのアラインメントマーク反射像に焦点が合い、アラインメントマーク内側反射像５１の像が観察できる。
すなわち、段部４３を設置することで、従来は上部と下部の２点しかなかったものが、３点以上に焦点位置を設定でき、ステージ移動中の姿勢状態を検出できる。段部の数を増やせばステージの移動中の挙動を詳細に観察可能である。これより、基準面と直動ステージの校正をより高精度に実施可能となる。
また、この段部を平行平板に直接加工する必要は無く、複数の部材を組み合わせても良い。例えば、２枚の大きさの異なる平行平板を用意し、２枚の板を重ね合わせて固定すれば、同様の効果が得られ、コストダウンも可能となる。
【００１４】
図１３は平行平板の片面の平面部にアラインメントマーク、例えば二重円アラインメントマークがある構成を示す高精度な校正を実施可能な校正原器の第５の実施の形態を説明する概略斜視図である。図１４は図１３の校正原器を示す正面図である。図１５は図１３の校正原器で観察されるアラインメントマークを示す概略図である。
第４の実施の形態で説明したように、段部を付けることによって、平行平板の板厚を変化させることができ、アラインメントマークの反射像の焦点位置を増やすことが可能になる。
前述の構成では、平面部でアラインメントマークを段部にミラーを取り付けたが、逆の構成でも焦点位置を増やすことは可能である。
【００１５】
図１３および図１４にあるような、平行平板３５の片面の平面部に反射加工、この平行平板３５の反対面に段部５２を付けて、アラインメントマーク、例えば、二重円アラインメントマーク３６（３６ａ、３６ｂ）があるとする。この平行平板３５および段部５２はガラスやプラスチックといった透明体でできている。
二重のアラインメントマークがミラーによる反射の像で、平行平板の表と裏に二重円アラインメントマークがあたかも存在するかのように観察できるが、このとき段部５２によって平板の厚さが異なっていれば、アラインメントマークの反射像が見える位置に差が出てくる。
最初に、検出器２１で、段部５２のアラインメントマーク内側３６ｂを観察している場合には、アラインメントマーク内側観察像５４が得られる。次に平板に近づけていけば、平行平板のアラインメントマーク外側観察像５５が得られる。
さらに、平板に近づけていけば、板厚の薄いところのアラインメントマーク反射像に焦点が合い、アラインメントマーク外側反射像観察像５６の像が観察できる。さらに平板に近づけていけば、板厚の厚いところのアラインメントマーク反射像に焦点が合い、アラインメントマーク内側反射像観察像５７が観察できる。
すなわち、段部５２を設置することで、従来は上部と下部の２点しかなかったものが、４点以上に焦点位置を設定でき、ステージ移動中の姿勢状態を検出できて製作がより簡単である。これより、基準面と直動ステージの校正をより高精度に実施可能となる。
また、この段部を平行平板に直接加工する必要は無く、複数の部材を組み合わせても良い。例えば、２枚の大きさの異なる平行平板を用意し、２枚の板を重ね合わせて固定すれば、同様の効果が得られ、コストダウンも可能となる。
【００１６】
図１６は平行平板の片面の平面部にアラインメントマーク、例えば二重円アラインメントマークがある構成を示す高精度な校正を実施可能な校正原器の第６の実施の形態を説明する概略正面図である。図１７は図１６の校正原器で観察されるアラインメントマークを示す概略図である。
第４および第５の実施の形態で説明したように、段部を付けることによって、平行平板の板厚を変化させることができ、アラインメントマークの反射像の焦点位置を増やすことが可能になる。
前述の構成では、平行平板の一方が平面、もう一方が段面であったが、両面とも段面でも焦点位置を増やすことは可能である。図１６にあるような、平行平板３５の片面の段部６５にアラインメントマーク３６（３６ａ、３６ｂ）、反対面の段部６２に反射加工６３を施す。
アラインメントマークは例えば二重円アラインメントマーク３６ａ、３６ｂ、があるとする。この平行平板３５および段部６５，６２はガラスやプラスチックといった透明体でできている。
二重のアラインメントマークがミラーによる反射の像で、平行平板の表と裏に二重円アラインメントマーク３６ａ、３６ｂ、３６ａ’、３６ｂ’があたかも存在するかのように観察できるが、このとき段部によって平板の厚さが異なっていれば、アラインメントマークの反射像が見える位置に差が出てくる。
検出器２１で、段部６５のアラインメントマーク内側３６ｂを観察している場合にはアラインメントマーク内側観察像６６が得られる。次に平板に近づけていけば、平行平板部のアラインメントマーク外側観察像６７が得られる。
さらに平板に近づけていけば、平行平板部のアラインメントマーク反射像に焦点が合い、アラインメントマーク内側反射像観察像６８の像が観察できる。さらに平板に近づけていけば、段部のアラインメントマーク反射像に焦点が合い、アラインメントマーク外側反射像観察像６９が観察できる。
すなわち、段部を設置することで、従来は上部と下部の２点しかなかったものが、４点以上に焦点位置を設定でき、ステージ移動中の姿勢状態を検出でき、製作もがより簡単である。これより、基準面と直動ステージの校正をより高精度に実施可能となる。
また、この段部を平行平板に直接加工する必要は無く、複数の部材を組み合わせても良い。例えば、２枚の大きさの異なる平行平板を用意し、２枚の板を重ね合わせて固定すれば、同様の効果が得られ、コストダウンも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による校正方法および校正装置で校正する位置ずれ測定装置を示す概略図である。
【図２】光学素子の位置ずれ測定装置において、平板の基準面上に校正原器の第１の実施の形態を設置する構成を示す概略斜視図である。
【図３】図２と異なるアラインメントマークを説明する概略斜視図である。
【図４】平行平板の片面にアラインメントマークを付した高精度な校正を実施可能な校正原器の第２の実施の形態を説明する概略斜視図である。
【図５】図４の校正原器を示す正面図である。
【図６】図４の校正原器で観察されるアラインメントマークを示す概略図である。
【図７】図４に示した構成を簡略化した平行平板の片面にアラインメントマークを付した高精度な校正を実施可能な校正原器の第３の実施の形態を説明する概略斜視図である。
【図８】図７の校正原器を示す正面図である。
【図９】図７の校正原器で観察されるアラインメントマークを示す概略図である。
【図１０】平行平板の片面の平面部にアラインメントマーク、例えば二重円アラインメントマークがある構成を示す高精度な校正を実施可能な校正原器の第４の実施の形態を説明する概略斜視図である。
【図１１】図１０の校正原器を示す正面図である。
【図１２】図１０の校正原器で観察されるアラインメントマークを示す概略図である。
【図１３】平行平板の片面の平面部にアラインメントマーク、例えば二重円アラインメントマークがある構成を示す高精度な校正を実施可能な校正原器の第５の実施の形態を説明する概略斜視図である。
【図１４】図１４は図１３の校正原器を示す正面図である。
【図１５】図１３の校正原器で観察されるアラインメントマークを示す概略図である。
【図１６】平行平板の片面の平面部にアラインメントマーク、例えば二重円アラインメントマークがある構成を示す高精度な校正を実施可能な校正原器の第６の実施の形態を説明する概略正面図である。
【図１７】図１６の校正原器で観察されるアラインメントマークを示す概略図である。
【図１８】平板でできたチャートに十字のアラインメントマークが付けられている従来の校正方法を説明する概略図である。
【図１９】２枚の平行平板が平行かつ十字のアラインメントマークが重なるように位置決めされている従来の校正方法を説明する概略図である。
【符号の説明】
【００１８】
１５  直動ステージ（Ｚ軸ステージ）
２１  光学的検出器
２９  校正原器（ロッドレンズ）
３６  アラインメントマーク
３５  平行平板
４１  アラインメントマーク観察像
４２  アラインメントマーク反射像の観察像
４３  段部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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