(57)【要約】【課題】、レンズが形成された２枚のウエハの光軸を合わせること。【解決手段】制御部は、光源から波面センサ６に至る光軸の垂直方向及び／又は光軸方向に第１のウエハ２及び／又は第２のウエハ３を動かす指示を行う。そして、第１のウエハ２と第２のウエハ３の相対的な位置及び角度を調整し、第１のウエハ２と第２のウエハ３に付加されたレンズの光軸を合わせる。この調整は、光のチルト収差及びデフォーカス収差が所定の値となるように行われる。【選択図】図１
2012058536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射される光が第１の基板の両面又は片面に付加されたレンズを通過する第１のウエハと、
前記第１のウエハに付加されたレンズを通過した光が第２の基板の両面又は片面に付加されたレンズを通過する第２のウエハと、
前記第２のウエハに付加されたレンズを通過した光の波面を検出する波面検出部と、
前記光源から前記波面検出部に至る光軸の垂直方向及び／又は光軸方向に前記第１及び／又は第２のウエハを動かす指示を行って、チルト収差及びデフォーカス収差が所定の値となるように前記第１及び第２のウエハの相対的な位置及び角度を調整し、前記第１及び第２のウエハに付加されたレンズの光軸を合わせる制御部と、を備える
レンズ光軸の位置決め装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記チルト収差及びデフォーカス収差の影響を除いて、前記波面検出部によって検出された測定光の波面がリファレンス光の波面に一致するように、前記第１のウエハ、前記第２のウエハ、若しくは前記波面検出部のいずれかを、動かす指示を行う
請求項１記載のレンズ光軸の位置決め装置。
【請求項３】
さらに、前記第２のウエハに付加されたレンズを通過した光を平行光にする対物レンズを備え、
前記波面検出部は、
前記対物レンズを通過した平行光を複数の光束に分離するマイクロレンズアレイと、
前記マイクロレンズアレイによって分離され、撮像面に集束する前記複数の光束の強さに応じて画像信号を出力する撮像素子と、を備える
請求項２記載のレンズ光軸の位置決め装置。
【請求項４】
さらに、前記対物レンズと前記マイクロレンズアレイの間に配され、前記対物レンズを通過した光を分岐するビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタによって分岐され、撮像面に集束する光束の強さに応じて画像信号を出力する第２の撮像素子と、を備え、
前記第２のウエハを通過した光の波面を検出する前記第２の撮像素子を用いて、前記第２のウエハに付加されたレンズ及び前記対物レンズの焦点が一致する位置に、リファレンス光を集束する治具レンズを、前記第１及び第２のウエハの設置に先立って配置し、リファレンス位置を決定する
請求項３記載のレンズ光軸の位置決め装置。
【請求項５】
さらに、前記対物レンズと置き換えて用いられ、前記第２のウエハに付加されたレンズを通過する光を平行光にする第２の対物レンズを備える
請求項３記載のレンズ光軸の位置決め装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記対物レンズを前記光軸方向に移動する指示を行う
請求項３記載のレンズ光軸の位置決め装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記第１及び第２のウエハにアライメントマークを付し、前記アライメントマークが光軸方向に一致する箇所で第１の調整を行い、前記波面検出部によって検出された波面の検出値を用いて前記第１の調整より細かい第２の調整を行う
請求項３記載のレンズ光軸の位置決め装置。
【請求項８】
前記光源が点光源である場合に、前記波面検出部は、前記第１及び第２のウエハに付加されたレンズを通過した平行光を受光して波面収差を測定する
請求項３記載のレンズ光軸の位置決め装置。
【請求項９】
前記光源が平行光源である場合に、前記波面検出部は、前記第１及び第２のウエハに付加されたレンズを通過して出射される集束光の焦点と前記対物レンズの焦点を一致させ、前記対物レンズを通過した平行光を受光して波面収差を測定する
請求項３記載のレンズ光軸の位置決め装置。
【請求項１０】
光源から出射される光が第１の基板の両面又は片面に付加されたレンズを通過する第１のウエハを配するステップと、
前記第１のウエハに付加されたレンズを通過した光が第２の基板の両面又は片面に付加されたレンズを通過する第２のウエハを配するステップと、
前記第２のウエハに付加されたレンズを通過した光の波面を検出するステップと、
前記光源から前記波面検出部に至る光軸の垂直方向及び／又は光軸方向に前記第１及び／又は第２のウエハを動かす指示を行って、チルト収差及びデフォーカス収差が所定の値となるように前記第１及び第２のウエハの相対的な位置及び角度を調整し、前記第１及び第２のウエハに付加されたレンズの光軸を合わせるステップと、を有する
レンズユニットの製造方法。
【請求項１１】
光源から出射される光が第１の基板の両面又は片面に付加されたレンズを通過する第１のウエハと、
前記第１のウエハに付加されたレンズを通過した光が第２の基板の両面又は片面に付加されたレンズを通過する第２のウエハと、
前記第２のウエハに付加されたレンズを通過した光の波面を検出する波面検出部と、を有するレンズ光軸の位置決め装置を用いたレンズユニットの検査方法であって、
前記光源から前記波面検出部に至る光軸の垂直方向及び／又は光軸方向に前記第１及び／又は第２のウエハを動かす指示を行って、チルト収差及びデフォーカス収差が所定の値となるように前記第１及び第２のウエハの相対的な位置及び角度を調整し、前記第１及び第２のウエハに付加されたレンズの光軸を合わせるステップを有する
レンズユニットの検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、カメラに用いられるレンズユニットのレンズ群の光軸を合わせて位置決めする場合に適用して好適なレンズの光軸を合わせるレンズ光軸の位置決め装置、レンズユニットの製造方法及びレンズユニットの検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラモジュール用のレンズの製造にあたり、製造コストの削減を目的としたウエハレベルでの製造方法が提案されている。この方法は、ウエハ上の両面又は片面に多数のレンズ面を付加し、そのようなウエハを複数重ね合わせて固着し、多数のレンズから成るウエハ群を作製して、最後に個片化を行って多数のレンズユニットを製造するものである。
【０００３】
ここで、歩留まりを向上させるためには、ウエハ同士の高精度な位置決めが必要となる。従来のアライメントマークを用いた位置決め手法で、ウエハ両面のレンズの光軸の誤差をウエハ同士で貼り合わせる時に補正するためには、以下の手法が知られている。この手法は、例えば、両面のレンズの中心位置を高精度で求め、その値からシミュレーションによってアライメントマークの最適な相対位置を求めるものである。また、複数のウエハの位置決めに際し、各ウエハ上に付加したアライメントマークの位置を画像処理によって求め、各ウエハ上のマークの相対的な位置が目標とする配置になるよう調整するという方式もとられている。
【０００４】
特許文献１には、反射鏡が反射した光を撮像して出力された画像情報に基づいて、反射鏡の光軸位置を算出し、光素子に対する反射鏡の位置決めを行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２７９８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで従来のアライメントマークを用いてウエハを重ねる製造方法を用いると、ウエハ上のアライメントマークとレンズの位置との相対的な誤差が、レンズの位置決め精度に影響する場合がある。この誤差は、ウエハにレンズ面を付加する際に発生するもので、ウエハの両面にレンズ面を付加する場合には、各面のレンズの光軸の相対位置にも誤差が発生する。
【０００７】
また、従来の技術では、ウエハ上に、実際の製品には必要のないアライメントマークを高精度に位置決めして付加しなければならないため、製造コストが上がってしまう。また、ウエハレベルの複数レンズの群間アライメント工程において、従来は製品になる部分とは異なる位置にアライメントマークを用意してアライメントを行うため、アライメントマークと製品部との位置関係の誤差が、製品部に影響してしまう。
【０００８】
本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、レンズが形成された２枚のウエハの光軸を精度よく合わせることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、光源から出射される光が第１の基板の両面又は片面に付加されたレンズを通過する第１のウエハと、第１のウエハに付加されたレンズを通過した光が第２の基板の両面又は片面に付加されたレンズを通過する第２のウエハと、を備える。また、第２のウエハに付加されたレンズを通過した光の波面を検出する波面検出部と、制御部と、を備える。制御部は、光源から波面検出部に至る光軸の垂直方向及び／又は光軸方向に第１及び／又は第２のウエハを動かす指示を行って、チルト収差及びデフォーカス収差が所定の値となるように第１及び第２のウエハの相対的な位置及び角度を調整する。そして、第１及び第２のウエハに付加されたレンズの光軸を合わせるものである。
【００１０】
このようにしたことで、波面センサユニットが検出した波面収差の値を参照して光軸の垂直方向及び／又は光軸方向に第１及び／又は第２のウエハを動かし、第１及び第２のウエハに形成されたレンズの光軸を合せることが可能となった。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、波面収差が所定の値となるように、第１のウエハ、第２のウエハ、又は波面センサユニットのいずれかを順に、光源から波面センサユニットの波面検出部に至る光軸の垂直方向及び／又は光軸方向に動かす。これにより、第１及び第２のウエハに付加されたレンズの光軸を正確に合わせることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態における位置決め装置の内部構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における波面センサの構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態における第１のウエハと第２のウエハの位置を決定する例を示す説明図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における第１のウエハと第２のウエハを調整する際の位置合せ方法の例を示す説明図である。
【図５】チルト収差の例を示す説明図である。
【図６】デフォーカス収差の例を示す説明図である。
【図７】従来の位置決め装置と、本発明の実施の形態に係る位置決め装置の構成を比較した例を示す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態における位置決め装置の調整方法の例を示す説明図である。
【図９】本発明の実施の形態における治具レンズの設置例を示す説明図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態におけるビームスプリッタを用いて、第２のウエハの光軸調整を行う構成例を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態における第１のウエハを挿入した位置決め装置の構成例を示す。
【図１２】本発明の第１の実施の形態における波面センサユニットを動かす位置決め装置の構成例を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態における波面センサユニットを動かす位置決め装置の構成例を示すブロック図である（ただし、この工程で動かすのは第１のウエハであり、波面センサユニットは動かしてはならない。）。
【図１４】本発明の第１の実施の形態における第２のウエハを動かす位置決め装置の構成例を示すブロック図である。
【図１５】本発明の第１の実施の形態における第２のウエハを動かす位置決め装置の構成例を示すブロック図である（ただし、この工程で動かすのは第１のウエハであり、第２のウエハは動かしてはならない。）。
【図１６】本発明の第２の実施の形態におけるビームスプリッタを用いずに、第２のウエハの光軸調整を行う構成例を示すブロック図である。
【図１７】本発明の第２の実施の形態における第１のウエハを挿入した位置決め装置の構成例を示すブロック図である。
【図１８】本発明の第２の実施の形態における波面センサユニットを動かす位置決め装置の構成例を示すブロック図である。
【図１９】本発明の第２の実施の形態における波面センサユニットを動かす位置決め装置の構成例を示すブロック図である（ただし、この工程で動かすのは第１のウエハであり、波面センサユニットは動かしてはならない。）。
【図２０】本発明の第２の実施の形態における第２のウエハを動かす位置決め装置の構成例を示すブロック図である。
【図２１】本発明の第２の実施の形態における第２のウエハを動かす位置決め装置の構成例を示すブロック図である（ただし、この工程で動かすのは第１のウエハであり、第２のウエハは動かしてはならない。）。
【図２２】本発明の第３の実施の形態における２枚の対物レンズを用意して、第１のウエハと第２のウエハの光軸調整を行う構成例を示すブロック図である。
【図２３】本発明の第３の実施の形態における波面センサユニットを動かす位置決め装置の構成例を示すブロック図である。
【図２４】本発明の第３の実施の形態における波面センサユニットを動かす位置決め装置の構成例を示すブロック図である（ただし、この工程で動かすのは第１のウエハであり、波面センサユニットは動かしてはならない。）。
【図２５】本発明の第３の実施の形態における第２のウエハを動かす位置決め装置の構成例を示すブロック図である。
【図２６】本発明の第３の実施の形態における第２のウエハを動かす位置決め装置の構成例を示すブロック図である（ただし、この工程で動かすのは第１のウエハであり、第２のウエハは動かしてはならない。）。
【図２７】本発明の第４の実施の形態における対物レンズをＺ方向に移動して光軸調整を行う構成例を示すブロック図である。
【図２８】本発明の第４の実施の形態における波面センサユニットを動かす位置決め装置の構成例を示すブロック図である。
【図２９】本発明の第４の実施の形態における波面センサユニットを動かす位置決め装置の構成例を示すブロック図である（ただし、この工程で動かすのは第１のウエハであり、波面センサユニットは動かしてはならない。）。
【図３０】本発明の第４の実施の形態における第２のウエハを動かす位置決め装置の構成例を示すブロック図である。
【図３１】本発明の第４の実施の形態における第２のウエハを動かす位置決め装置の構成例を示すブロック図である（ただし、この工程で動かすのは第１のウエハであり、第２のウエハは動かしてはならない。）。
【図３２】本発明の第５の実施の形態における第２のウエハに付されたアライメントマークを用いて光軸調整を行う構成例を示すブロック図である。
【図３３】本発明の第５の実施の形態における波面センサユニットを動かす位置決め装置の構成例を示すブロック図である。
【図３４】本発明の第５の実施の形態における第２のウエハを動かす位置決め装置の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、発明を実施するための最良の形態（以下実施の形態とする。）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（アライメント方法Ａ：ビームスプリッタを用いて光軸合わせを行う例）
２．第２の実施の形態（アライメント方法Ｂ：ビームスプリッタを用いずに光軸合わせを行う例）
３．第３の実施の形態（アライメント方法Ｃ：２枚の対物レンズを用いて光軸合わせを行う例）
４．第４の実施の形態（アライメント方法Ｄ：対物レンズを光軸方向に移動して光軸合わせを行う例）
５．第５の実施の形態（アライメント方法Ｅ：アライメントマークを用いて光軸合わせを行う例）
６．変形例
【００１４】
＜１．第１の実施の形態＞
［ビームスプリッタを用いて光軸合わせを行う例］
以下、本発明の第１の実施形態について、図１〜図１５を参照して説明する。本実施の形態では、波面センサ６を用いて第１のウエハ２、第２のウエハ３及び波面センサユニット１０の光軸を合わせる位置決め装置１に適用した例（以下、「本例」という。）について説明する。本例の位置決め装置１は、ウエハレベルでのカメラモジュールの製造工程において、レンズ面が付加された複数のウエハの相対位置を調整する場合に好適なものである。また、本例の位置決め装置１は、第１のウエハ２と第２のウエハ３を組み合わせてレンズユニットを製造するための製造方法に採用することができ、各レンズの光軸が合っているかどうかを検査する検査方法に採用することもできる。
【００１５】
図１は、位置決め装置１の内部構成例を示す。
位置決め装置１は、入射光の順に配置される第１のウエハ２と第２のウエハ３をＸＹＺ方向に動かす指令を行う第２の駆動指令部１２及び／又は第３の駆動司令部１３を備える。また、第２のウエハ３に付加されたレンズを通過した光の波面を検出する波面検出部として用いる波面センサ６を備える。以下の説明において、第１のウエハ２、第２のウエハ３に付加されたレンズの光軸方向をＺ方向と呼び、光軸に対して垂直となる方向をＸ方向又はＹ方向と呼ぶ。
【００１６】
また、位置決め装置１は、波面センサ６と、第１のウエハ２と第２のウエハ３に付加されたレンズを通過した光を平行光にする対物レンズ７と、を備える波面センサユニット１０を備える。また、位置決め装置１は、波面センサユニット１０をＸＹＺ方向に動かす第１の駆動指令部１１を備える。第１の駆動指令部１１、第２の駆動指令部１２及び第３の駆動指令部１３は、後述する制御部１４によって動作が制御される。
【００１７】
波面センサ６は、対物レンズ７を通過した平行光を複数の光束に分離するマイクロレンズアレイ８と、マイクロレンズアレイ８によって分離され、撮像面に集束する複数の光束の強さに応じて画像信号を出力する撮像素子９と、を備える。撮像素子９は、第１の撮像素子として用いられる。マイクロレンズアレイ８は、多数の微小なレンズを配列した構成とされる。撮像素子９には、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサ又はＣＣＤ（Charge Coupled Devices）イメージャが用いられる。
【００１８】
次に、位置決め装置１の動作例を説明する。
まず、不図示の光源を配置し、第１のウエハ２と第２のウエハ３を通って集光したスポットを対物レンズ７の焦点に一致させ、対物レンズ７を通って平行光になった光を波面センサ６で受ける。制御部１４は、第２の駆動指令部１２及び／又は第３の駆動司令部１３を制御して、波面センサ６が求めた波面収差が最適になる位置及び角度に第１のウエハ２と第２のウエハ３を調整することにより、最も光学性能の良好なレンズユニットを製造することができる。ここで、「最適になる位置及び角度」とは、必ずしも光軸が合った位置と角度とは限らない。たとえ光軸がずれていたとしても、所望の光学特性を得られる位置と角度であれば波面収差が最適になる位置及び角度であると言える。
【００１９】
第１の駆動指令部１１、第２の駆動指令部１２及び第３の駆動司令部１３は、後述する制御部１４の制御によって動作し、制御部１４は、以下の制御を行う。すなわち、光源から波面センサ６に至る光軸の垂直方向及び／又は光軸方向に第１のウエハ２及び／又は第２のウエハ３を動かす指示を行う。このとき、始めに、光源を波面収差のないリファレンス光とした場合に波面センサ６が検出する波面によって定まるリファレンス位置を求める。次に、光源を波面収差のある測定光とした場合に出射される光のチルト収差及びデフォーカス収差が所定の値となるように第２の駆動指令部１２及び／又は第３の駆動司令部１３に指示を出し、第１のウエハ２及び第２のウエハ３の相対的な位置及び角度を調整する。こうして、第１のウエハ２及び第２のウエハ３に付加されたレンズの光軸を合わせることができる。
【００２０】
光源が平行光源である場合、波面センサ６は、第１のウエハ２及び第２のウエハ３に付加されたレンズを通過して出射される集束光の焦点と対物レンズ７の焦点を一致させ、対物レンズ７を通過した平行光を受光して波面収差を測定する。ここで、第１のウエハ２に形成された組レンズのレンズ面の光軸（ａ）と第２のウエハ３に形成された組レンズのレンズ面の光軸（ｂ）と、対物レンズ７の光軸（ｃ）、という３つのレンズの光軸を一致させる必要がある。この手順として次の４通りが考えられる。以下の説明において、複数のレンズの光軸を合わせることを「光軸合わせ」又は「アライメント」と呼ぶ
（１）ａを固定し、次にａにｃを合わせ、最後にｂを合わせる。
（２）ｂを固定し、次にｂにｃを合わせ、最後にａを合わせる。
（３）ｃを固定し、次にｃにａを合わせ、最後にｂを合わせる。
（４）ｃを固定し、次にｃにｂを合わせ、最後にａを合わせる。
【００２１】
光源が点光源である場合、第２のウエハ３を通過して平行光となった光を波面センサ６が受光して波面収差を検出する。第１のウエハ２に付加されたレンズ面の光軸（ａ）と第２のウエハ３に付加されたレンズ面の光軸（ｂ）と、点光源の光軸（ｃ）を一致させる必要がある。この手順として、次の４通りが考えられる。
（１）ａを固定し、次にａにｃを合わせ、最後にｂを合わせる。
（２）ｂを固定し、次にｂにｃを合わせ、最後にａを合わせる。
（３）ｃを固定し、次にｃにａを合わせ、最後にｂを合わせる。
（４）ｃを固定し、次にｃにｂを合わせ、最後にａを合わせる。
【００２２】
このように、制御部１４は、第１のウエハ２、第２のウエハ３、若しくは波面センサユニット１０（波面センサ６）のいずれかを、動かす指示を行う。この指示は、波面センサ６が検出した測定光の波面収差が所定の値となるようにしている。そして、波面センサ６が波面収差（チルト収差又はデフォーカス収差を含む）を測定し、制御部１４は、測定値が最適になる位置及び角度に第１のウエハ２と第２のウエハ３を調整することにより、最も光学性能の良好なレンズユニットを製造することができる。
【００２３】
図２は、波面センサ６の構成例を示す。
図２Ａは、レンズを透過する光の様子を表す。
光源から出射される光は、光源を中心とする同心円状の波面を描きながら所定の屈折率を持つレンズを通過して、レンズの焦点に集光する。レンズを通過する光は、理想的には焦点を中心とする同心円状の波面を描きながら集光するが、レンズの歪みや屈折率のムラ等により、わずかに歪む。この波面の歪みを「波面収差」と呼ぶ。
【００２４】
図２Ｂは、波面センサ６の構成例を示す。
波面センサ６は、カメラ６ａと、光の波面を検出する波面センサヘッド部６ｂを備える。波面センサヘッド部６ｂは、マイクロレンズアレイ８を有しており、マイクロレンズアレイ８を通過した光が撮像素子９に入射して画像信号を出力することによって、表示部に映像を表示することができる。
【００２５】
図３は、第１のウエハ２と第２のウエハ３を重ね合わせる位置を決定する例を示す。
図３Ａは、第１のウエハ２と第２のウエハ３を重ねて上面視した例を示す。
第１のウエハ２と第２のウエハ３は、それぞれ第１及び第２の基板の両面又は片面に付加されたレンズに光を通過させる。図３Ａには、第２のウエハ３に対して第１のウエハ２がＺ軸を中心としてわずかに傾いていることが示されており、第１のウエハ２と第２のウエハ３に付加されたレンズの光軸は合っていないことが分かる。
【００２６】
図３Ｂは、第１のウエハ２と第２のウエハ３を重ねて側面視した例を示す。
図３Ａに示したように、第１のウエハ２と第２のウエハ３に付加されたレンズの光軸は合っていないため、光軸を合わせる調整が必要となる。この調整は、後述するアライメント方法によって実現される。
【００２７】
ところで、ウエハレベルのカメラモジュールの製造工程においては、図３に示すような単一のウエハ基板の両面又は片面に、それぞれ複数のレンズ面が付加されたものを用いる。このような複数枚のウエハを組み合わせ、各ウエハ上のレンズの配置が、できる限り設計値に近くなるように調整する必要がある。
【００２８】
本例ではＳｈａｃｋ−Ｈａｒｔｍａｎｎ式の波面センサ６を用いることにより、第１のウエハ２と第２のウエハ３を光学的に最良の位置へ調整することができる。また、第１のウエハ２と第２のウエハ３の両面又は片面に付加されたレンズ面の光軸同士が一致していない場合でも、第１のウエハ２と第２のウエハ３を貼り合わせる工程で光学性能が最良になる位置に調整する。これにより、レンズユニットの歩留まりを向上させることができる。
【００２９】
図４は、第１のウエハ２と第２のウエハ３を調整する際の位置合せ方法について示す。
図４Ａは、マイクロレンズアレイ８と撮像素子９を側面視した例を示す。
マイクロレンズアレイ８には、収差がないリファレンス光（例えば、レーザ光）が入射すると、撮像素子９には、基準となる理想的な位置にリファレンス光が集束する。一方、収差を含む測定光は波面が歪んでいるため、マイクロレンズアレイ８を通過する際に、上述したリファレンス光が集束した位置とは異なる位置に集束する。
【００３０】
図４Ｂは、撮像素子９を上面視した例を示す。
リファレンス光は基準となる撮像素子９の入射位置で集束する。ここでは、撮像素子９の所定領域毎に真ん中の位置にリファレンス光が集束する。
一方、測定光は収差を含むため、撮像素子９の所定領域毎の真ん中からわずかにずれた位置に集束する。
【００３１】
図４Ｃは、差分検出の例を示す。
波面センサ６は、所定領域毎にリファレンス光と測定光の入射位置の差分を検出する。このとき、波面センサ６は、所定領域毎に、Δｘ，Δｙの変位量を算出する。
【００３２】
図４Ｄは、各測定点における変位量のベクトル図を示す。
波面センサ６は、図４Ｃを参照して求めた差分に基づいて、ツェルニケの公式に各測定点の変位量を当てはめリアルタイムに収差を算出する。
【００３３】
図４Ｅは、再構成された波面の例を示す。
波面センサ６は、図４Ｄを参照して求めた収差に基づいて、波面を再構成して不図示の表示部に波面を表示する。収差がない場合、図４Ｅに示す図は、平面に表される。そして、波面センサ６は、１０〜２０ｆｐｓ（Frames Per Second）程度で、収差を測定することが可能である。
【００３４】
図５は、チルト収差の例を示す。
第２のウエハ３に形成したレンズと対物レンズ７の光軸が一致する場合、リファレンス光は第２のウエハ３に形成したレンズと対物レンズ７をまっすぐ通過し、撮像素子９の撮像面に集束する。このときの第２のウエハ３に形成したレンズと対物レンズ７の位置を、「正規の位置」と呼ぶ。チルト収差は、測定光の平行光束が倒れることによって発生する。なお、マイクロレンズアレイ８は、対物レンズ７と撮像素子９の撮像面の間に配置されるが、図５では記載を省略する。
【００３５】
第２のウエハ３に形成したレンズと対物レンズ７がリファレンス光の光軸に対して傾いていた場合、チルト収差が発生し、測定光は撮像素子９の基準位置よりずれる。例えば、第２のウエハ３に形成したレンズが対物レンズ７に対して右に寄っていた場合、測定光は撮像素子９の左側に寄る。一方、第２のウエハ３に形成したレンズが対物レンズ７に対して左側に寄っていた場合、測定光は撮像素子９の右側に寄る。このようにチルト収差が発生した場合、この影響を抑えるため、第２のウエハ３に形成したレンズを、対物レンズ７に対してＸＹ方向に移動させる。
【００３６】
図６は、デフォーカス収差の例を示す。
第２のウエハ３に形成したレンズと対物レンズ７の焦点が一致する場合、第２のウエハ３に形成したレンズと対物レンズ７を通過したリファレンス光の平行光束は、撮像素子９の撮像面に一致する。このときの第２のウエハ３に形成したレンズと対物レンズ７の位置は、上述した正規の位置である。デフォーカス収差は、測定光の平行光束が集束、又は発散することによって発生する。
【００３７】
対物レンズ７に対して、第２のウエハ３に形成したレンズが近づくと、対物レンズ７を通過する測定光の平行光束は発散し、撮像素子９の撮像面における測定光は、リファレンス光の範囲より広がる。一方、対物レンズ７に対して、第２のウエハ３に形成したレンズが遠ざかると、対物レンズ７を通過する測定光の平行光束は集束し、撮像素子９の撮像面における測定光は、リファレンス光の範囲より狭まる。このようにデフォーカス収差が発生した場合、この影響を抑えるため、第２のウエハ３に形成したレンズをＺ方向に移動し、対物レンズ７に対して近づけるか、又は遠ざける必要がある。
【００３８】
図７は、従来の位置決め装置１０１と、第１の実施の形態に係る位置決め装置１の構成を比較した例を示す。
従来の位置決め装置１０１は、測定光が入射するレンズ１０２と、レンズ１０２を通過した測定光を平行光束にする対物レンズ１０３と、対物レンズ１０３を通過した平行光束の波面を検出する波面センサ１０６を備える。位置決め装置１０１は、レンズ１０２を３軸に動かして、対物レンズ１０３に対する光軸を合わせる。
【００３９】
一方、位置決め装置１は、第１のウエハ２、第２のウエハ３、及び対物レンズ７を備える。そして、第１のウエハ２を３軸に動かし、第２のウエハ３を３軸に動かすことによって、第１のウエハ２と第２のウエハ３の光軸を合わせる。このため、位置決め装置１は、６軸の位置合せを行う必要がある。
【００４０】
図８は、本発明に係る位置決め装置１の調整方法の例を示す。
ここで、波面センサ６の光軸と、第１のウエハ２と第２のウエハ３の光軸の、３つの光軸全てを１回の処理で同時に合わせることはできない。このため、以下の４パターンのアライメントフローに従って位置調整を行う。
【００４１】
第１のパターン：波面センサユニット１０を固定した場合
始めに、第３の駆動指令部１３は、第１のウエハ２のＸＹＺ方向の調整を行う。このとき、波面センサユニット１０は固定する。次に、第２の駆動指令部１２は、第２のウエハ３のＸＹＺ方向の調整を行う。
【００４２】
第２のパターン：波面センサユニット１０を固定した場合
始めに、第２の駆動指令部１２は、第２のウエハ３のＸＹＺ方向の調整を行う。このとき、波面センサユニット１０は固定する。次に、第３の駆動指令部１３は、第１のウエハ２のＸＹＺ方向の調整を行う。
【００４３】
第３のパターン：第１のウエハ２を固定した場合
始めに、第１の駆動指令部１１は、波面センサユニット１０のＸＹＺ方向の調整を行う。このとき、第１のウエハ２は固定する。次に、第２の駆動指令部１２は、第２のウエハ３のＸＹＺ方向の調整を行う。
【００４４】
第４のパターン：第２のウエハ３を固定した場合
始めに、第１の駆動指令部１１は、波面センサユニット１０のＸＹＺ方向の調整を行う。このとき、第２のウエハ３は固定する。次に、第３の駆動指令部１３は、第１のウエハ２のＸＹＺ方向の調整を行う。
【００４５】
図９は、治具レンズ１５の設置例を示す。
図９Ａは、位置決め装置１の構成例を示す。
ここで、治具レンズ１５は、完成した位置決め装置１に取り付けられる第１のウエハ２と第２のウエハ３が集光する位置と同じ位置に透過した光を集める機能を有する。治具レンズ１５は、第１のウエハ２と第２のウエハ３と同じ位置に集光するレンズであり、第２のウエハ３が設置されるべき場所を設備基準面として光軸の調整を行う。
【００４６】
［アライメント方法Ａ−１］
図１０は、治具レンズ１５を用いて、第２のウエハ３の光軸調整を行う例を示す。
図１０Ａは、治具レンズ１５を設置する例を示す。
波面センサユニット１０は、対物レンズ７とマイクロレンズアレイ８の間に配され、対物レンズ７を通過した光の一部を９０度反射して分岐するビームスプリッタ１６を備える。また、波面センサユニット１０は、ビームスプリッタ１６によって分岐され、撮像面に集束する光束の強さに応じて画像信号を出力する第２の撮像素子として撮像素子１７を備える。そして、波面センサユニット１０は、第２のウエハ３を通過した光の波面を検出する撮像素子９を用いて、第２のウエハ３に付加されたレンズ及び対物レンズ７の焦点が一致する位置に、リファレンス光を集束する治具レンズ１５を配置する。治具レンズ１５は、第１のウエハ２及び第２のウエハ３の設置に先立って配置することによって、リファレンス位置を予め決定することができる。
【００４７】
このとき、ユーザは、予め対物レンズ７の焦点と治具レンズ１５の焦点が一致するように対物レンズ７のデフォーカスをゼロに調整する「Ｚ方向の調整」を行う。そして、対物レンズ７又は治具レンズ１５のチルトをゼロに調整する「ＸＹ方向の調整」をして、撮像素子１７が出力する映像信号の画像から中心を求める。波面センサユニット１０のＸＹＺ方向の調整（チルトゼロ、デフォーカスゼロとする調整）は、波面センサユニット１０を立上げた時のみ行い、以降は、波面センサユニット１０のＺを固定しておく。ただし、撮像素子１７にフォーカスするリファレンス光の中心（重心）は必ずしも撮像素子１７の真ん中である必要はない。
【００４８】
図１０Ｂは、第２のウエハ３に治具レンズ１５を置き換えて光軸調整を行う例を示す。
第２のウエハ３に治具レンズ１５を置き換えたことにより、撮像素子１７に集束する測定光の光軸は、リファレンス光で求めた中心位置からずれている。このため、撮像素子１７が出力する映像信号を不図示の表示部に表示し、図１０Ａにおいて求めたリファレンス光の中心と同じ位置に、測定光の中心が一致するように波面センサユニット１０あるいは第２のウエハ３のＸＹ方向の調整を行う。
【００４９】
［アライメント方法Ａ−２］
図１１は、第１のウエハ２を挿入した位置決め装置１の構成例を示す。
上述したアライメント方法Ａ−１により、波面センサユニット１０と第２のウエハ３のＸＹＺ方向の調整は完了しているので固定した状態とする。その上で、チルト収差とデフォーカス収差が所定の値となるように第１のウエハ２を動かしてＸＹＺ方向の調整を行う。
【００５０】
次に、第２のウエハ３と波面センサユニット１０の光軸を調整するために用いる位置決め装置１の具体的な構成例を示す。以下の説明において、Ａ−１，Ａ−２とは、それぞれ上述した図１０，図１１におけるアライメント方法Ａ−１，Ａ−２に対応する。
【００５１】
［Ａ−１  波面センサユニット１０を動かす場合］
図１２は、波面センサユニット１０を動かす位置決め装置１の構成例を示す。
位置決め装置１は、図１で説明した構成に加えて、レーザ光を出射するレーザ光源２０と、レーザ光を平行光束にするコリメータレンズ２１を備える。また、位置決め装置１は、波面センサユニット１０をＸＹＺ方向に動かす第１の駆動機構部２７と、ビームスプリッタ１６が反射した光が入力した映像を出力する撮像素子２２と、を備える。コリメータレンズ２１を通過したレーザ光は、第２のウエハ３に付加されたレンズと対物レンズ７を通過して、ビームスプリッタ１６に入射し、一部のレーザ光が撮像素子２２に入射され、他のレーザ光が波面センサユニット１０に入射する。
【００５２】
また、位置決め装置１は、撮像素子２２が撮像した画像に所定の処理を加える第１の画像処理部２３と、波面センサユニット１０内の撮像素子９が出力した画像に所定の処理を加える第２の画像処理部２８と、各部の動作を制御する制御部１４と、を備える。制御部１４は、第１の画像処理部２３と第２の画像処理部２８が処理した画像を表示する表示部を備える。また、位置決め装置１は、第１の駆動機構部２７が有し、Ｘ方向に動くＸステージ２４，Ｙ方向に動くＹステージ２５、及びＺ方向に動くＺステージ２６を個別に動かして、波面センサユニット１０の調整を指令する第１の駆動指令部１１を備える。このようにして、位置決め装置１は、波面センサユニット１０の位置を決定する。
【００５３】
［Ａ−２  波面センサユニット１０を動かす場合］
図１３は、波面センサユニット１０を動かす位置決め装置１の第１のウエハ２を動かす際における構成例を示す。
位置決め装置１は、第１のウエハ２のＸＹＺ方向の調整を行う第３の駆動機構部４０を備える。第３の駆動機構部４０は、Ｘステージ３７，Ｙステージ３８及びＺステージ３９を備える。第３の駆動指令部１３は、第３の駆動機構部４０を制御することによって、Ｘステージ３７，Ｙステージ３８及びＺステージ３９を個別に動かし、第１のウエハ２の位置決めを行う。
【００５４】
［Ａ−１  第２のウエハ３を動かす場合］
図１４は、第２のウエハ３を動かす位置決め装置１の構成例を示す。
位置決め装置１は、第２のウエハ３のＸＹＺ方向の調整を行う第２の駆動機構部３５を備える。第２の駆動機構部３５は、Ｘステージ３２，Ｙステージ３３及びＺステージ３４を備える。第２の駆動指令部１２は、第２の駆動機構部３５を制御することによって、ユーザが所望する方向に第２のウエハ３の位置決めを行う。
【００５５】
［Ａ−２  第２のウエハ３を動かす場合］
図１５は、第２のウエハ３を動かす位置決め装置１の第１のウエハ２を動かす際における構成例を示す。
位置決め装置１は、第１のウエハ２のＸＹＺ方向の調整を行う第３の駆動機構部４０と、第２のウエハ３のＸＹＺ方向の調整を行う第２の駆動機構部３５を備える。そして、制御部１４は、第１のウエハ２のＸＹＺ方向の調整を行って、位置決めを行う。
【００５６】
以上説明した第１の実施の形態に係る位置決め装置１は、治具レンズ１５を用いて波面センサユニット１０内に配置された波面センサ６の光軸のアライメントを行った後、波面センサユニット１０と第２のウエハ３のアライメントを行う。その後、第１のウエハ２のアライメントを行うことによって、光軸合せを正確に行うことができる。このように、製品となるレンズ自体で位置決めを行うため、光学性能を最良にすることができる。また、複数のレンズで位置合わせを行うことにより、レンズユニットの歩留まりを向上することができる。アライメントを行った後に、例えば、紫外線硬化樹脂等の接着剤で第１のウエハ２と第２のウエハ３を固着することになる。
【００５７】
また、光源から発した光を群レンズで受け、その出射光の波面収差を波面センサ６で求め、収差値が所定の値になるよう、波面収差の値に基づいて各ウエハの位置及び角度を調整する。このように２ヶ所以上でウエハと波面センサユニット１０の光軸を合わせることにより、平面内の回転方向の調整も可能である。このため、ウエハレベルでのカメラモジュール用レンズの製造工程における、ウエハ同士の相対的な位置決めの精度向上及びコスト削減が可能となる。
【００５８】
また、アライメントマークを用いずに位置決めが可能であることにより、ウエハにアライメントマークを付加するための費用を削減することができる。また、アライメントマークと製品部との位置関係の誤差の影響がなく、より高精度な位置決めを行うことができる。また、アライメントマークとレンズの相対的な位置の誤差の影響を受ける可能性がなく、少なくともアライメントに利用した１箇所は高精度にアライメントすることができるため、空間位置調整及び平面内の回転調整をすることができる。
【００５９】
また、第１のウエハ２と第２のウエハ３の両面のレンズの光軸がずれていても、第１のウエハ２と第２のウエハ３を貼り合せる際に補正することが容易となる。また、位置決めに用いたレンズのうち、最低でも１組のレンズは、光学的に最良な位置へ調整することも可能である。さらに、リアルタイムでの波面収差の測定及び表示が可能であるため、手動による第１のウエハ２と第２のウエハ３の位置調整を容易に行うことができる。あるいは、この調整は、フィードバックをかけて自動的に所定の位置へ動かすこともできる。
【００６０】
＜第２の実施の形態＞
［ビームスプリッタを用いずに光軸合わせを行う例］
次に、本発明の第２の実施の形態に係る位置決め装置５０について図１６〜図２１を参照して説明する。以下の説明において、既に第１の実施の形態で説明した図１と図１２〜図１５に対応する部分には同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００６１】
［アライメント方法Ｂ−１］
図１６は、ビームスプリッタ１６を用いずに、第２のウエハ３の光軸調整を行う例を示す。
図１６Ａは、波面センサユニット１０の手前に治具レンズ１５を設置する例を示す。
始めに、対物レンズ７の焦点と治具レンズ１５の焦点が一致するように波面センサユニット１０のＺ方向の調整（デフォーカスゼロ）を行い、波面センサユニット１０あるいは治具レンズ１５のＸＹ方向の調整（チルトゼロ）を行う。その後、波面センサ６が出力する表示画像から中心を求める。ただし、位置決め装置５０の立上げ時に中心を求めればよく、以降の調整において、波面センサユニット１０のＺは固定する。
【００６２】
図１６Ｂは、第２のウエハ３に治具レンズ１５を置き換えて光軸調整を行う例を示す。
ここでは、図１６Ａに示したリファレンス光が撮像素子９に集束した位置と同じ位置に、置き換えた第２のウエハ３を通過した測定光が来るように、波面センサユニット１０あるいは第１のウエハ２のＸＹ方向の調整を行う。
【００６３】
［アライメント方法Ｂ−２］
図１７は、第１のウエハ２を挿入した位置決め装置５０の構成例を示す。
上述したアライメント方法Ｂ−１により、波面センサユニット１０と第２のウエハ３のＸＹＺ方向の調整は完了しているので固定した状態とする。その上で、チルト収差とデフォーカス収差が所定の値となるように第１のウエハ２を動かしてＸＹＺ方向の調整を行う。以下の説明において、Ｂ−１，Ｂ−２とは、それぞれ上述した図１６，図１７におけるアライメント方法Ｂ−１，Ｂ−２に対応する。
【００６４】
［Ｂ−１  波面センサユニット１０を動かす場合］
図１８は、波面センサユニット１０を動かす位置決め装置５０の構成例を示す。
制御部１４は、第１の駆動指令部１１を制御して、第１の駆動機構部２７を動かすことによって、波面センサユニット１０のＸＹＺ方向の調整を行う。
【００６５】
［Ｂ−２  波面センサユニット１０を動かす場合］
図１９は、波面センサユニット１０を動かす位置決め装置５０の第１のウエハ２を動かす際における構成例を示す。
位置決め装置５０は、第１のウエハ２のＸＹＺ方向の調整を行う第３の駆動機構部４０を備える。第３の駆動指令部１３は、第３の駆動機構部４０を制御することによって、ユーザが所望する方向に第１のウエハ２の位置決めを行う。
【００６６】
［Ｂ−１  第２のウエハ３を動かす場合］
図２０は、第２のウエハ３を動かす位置決め装置５０の構成例を示す。
制御部１４は、第２の駆動指令部１２を制御して、第２の駆動機構部３５を動かすことによって、第２のウエハ３のＸＹＺ方向の調整を行う。
【００６７】
［Ｂ−２  第２のウエハ３を動かす場合］
図２１は、第２のウエハ３を動かす位置決め装置５０の第１のウエハ２を動かす際における構成例を示す。
位置決め装置５０は、第１のウエハ２のＸＹＺ方向の調整を行う第３の駆動機構部４０と、第２のウエハ３のＸＹＺ方向の調整を行う第２の駆動機構部３５を備える。そして、制御部１４は、第１のウエハ２のＸＹＺ方向の調整を行って、位置決めを行う。
【００６８】
以上説明した第２の実施の形態に係る位置決め装置５０は、ビームスプリッタ１６、撮像素子２２及び第１の画像処理部２３を備えなくても、治具レンズ１５を用いて波面センサユニット１０内に配置された波面センサ６の光軸のアライメントを行うことができる。また、波面センサユニット１０と第２のウエハ３のアライメントを行って、第１のウエハ２のアライメントを行うことによって、光軸合せを正確に行うことができる。このため、位置決め装置５０のコストを低減化することが可能となり、少ない構成とした位置決め装置５０を用いてレンズユニットを製造することができる。
【００６９】
＜第３の実施の形態＞
［２枚の対物レンズを用いて光軸合わせを行う例］
次に、本発明の第３の実施の形態に係る位置決め装置６０について図２２〜図２６を参照して説明する。以下の説明において、既に第１の実施の形態で説明した図１と図１２〜図１５に対応する部分には同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００７０】
［アライメント方法Ｃ］
図２２は、２枚の対物レンズ７，３１を切替えて、第１のウエハ２と第２のウエハ３の光軸調整を行う例を示す。
図２２Ａは、対物レンズ７を用いて、第２のウエハ３と波面センサユニット１０の光軸調整を行う構成を示す。
始めに、波面センサユニット１０のＸＹＺ方向の調整を行う。
【００７１】
図２２Ｂは、対物レンズ７を対物レンズ３１に切替えて、第１のウエハ２の光軸調整を行う構成を示す。
図２２Ａに示した光軸調整を行った後、不図示のレボルバ等の切替え器を用いて、対物レンズ７と置き換えて用いられ、第２のウエハ３に付加されたレンズを通過する光を平行光にする対物レンズ３１に切替える。対物レンズ３１は、焦点が第２のウエハ３が出射する光の焦点に一致するレンズであり、第１のウエハ２と第２のウエハ３を通過した光が一旦焦点に集光した後、対物レンズ３１に入射し、平行光として出射される。このとき、波面センサユニット１０と第２のウエハ３を固定したまま、第１のウエハ２のＸＹＺ方向の調整を行って、光軸を合わせる。
【００７２】
［Ｃ−１  波面センサユニット１０を動かす場合］
図２３は、波面センサユニット１０を動かす位置決め装置６０の構成例を示す。
制御部１４は、第１の駆動指令部１１を制御して、第１の駆動機構部２７を動かすことによって、波面センサユニット１０のＸＹＺ方向の調整を行う。
【００７３】
［Ｃ−２  波面センサユニット１０を動かす場合］
図２４は、波面センサユニット１０を動かす位置決め装置６０の第１のウエハ２を動かす際における構成例を示す。
位置決め装置６０は、第１のウエハ２のＸＹＺ方向の調整を行う第３の駆動機構部４０を備える。第３の駆動指令部１３は、対物レンズ３１を用い、第３の駆動機構部４０を制御することによって、ユーザが所望する方向に第１のウエハ２の位置決めを行う。
【００７４】
［Ｃ−１  第２のウエハ３を動かす場合］
図２５は、第２のウエハ３を動かす位置決め装置６０の構成例を示す。
制御部１４は、第２の駆動指令部１２を制御して、第２の駆動機構部３５を動かすことによって、第２のウエハ３のＸＹＺ方向の調整を行う。
【００７５】
［Ｃ−２  第２のウエハ３を動かす場合］
図２６は、第２のウエハ３を動かす位置決め装置６０の第１のウエハ２を動かす際における構成例を示す。
位置決め装置６０は、第１のウエハ２のＸＹＺ方向の調整を行う第３の駆動機構部４０を備える。そして、制御部１４は、対物レンズ３１を用い、第１のウエハ２のＸＹＺ方向の調整を行って、位置決めを行う。
【００７６】
以上説明した第３の実施の形態に係る位置決め装置６０は、対物レンズ７を対物レンズ３１に置き換えて波面センサユニット１０内に配置された波面センサ６の光軸のアライメントを行うことができる。また、波面センサユニット１０と第２のウエハ３のアライメントを行って、第１のウエハ２のアライメントを行うことによって、光軸合せを正確に行うことができる。
【００７７】
＜第４の実施の形態＞
［対物レンズを光軸方向に移動して光軸合わせを行う例］
次に、本発明の第４の実施の形態に係る位置決め装置７０について図２７〜図３１を参照して説明する。以下の説明において、既に第１の実施の形態で説明した図１と図１２〜図１５に対応する部分には同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００７８】
［アライメント方法Ｄ］
図２７は、対物レンズ７をＺ方向に移動して光軸調整を行う例を示す。
図２７Ａは、第１のウエハ２と波面センサユニット１０の光軸を調整する例を示す。
第１のウエハ２だけを通過する光は焦点に集束するため、リファレンス光の焦点が、対物レンズ７の焦点に一致する位置に対物レンズ７のＸＹＺ方向の調整を行う。そして、波面センサユニット１０あるいは第１のウエハ２のＸＹＺ方向の調整を行う。
【００７９】
図２７Ｂは、第２のウエハ３を挿入して光軸調整を行う例を示す。
波面センサユニット１０と第１のウエハ２の間に第２のウエハ３を挿入することによって、第２のウエハ３を通過する光の焦点は光軸方向に所定量だけ移動する。この焦点のズレ量ｚは、計算によって求めることができる。このとき、制御部１４は、第１のウエハ２と第２のウエハ３が出射する測定光の焦点が、対物レンズ７の焦点に一致する位置に対物レンズ７をズレ量ｚだけ光軸方向に移動する指示を行う。そして、第２のウエハ３のＸＹＺ方向の調整を行う。
【００８０】
［Ｄ−１  波面センサユニット１０を動かす場合］
図２８は、波面センサユニット１０を動かす位置決め装置７０の構成例を示す。
制御部１４は、第１の駆動指令部１１を制御して、第１の駆動機構部２７を動かすことによって、波面センサユニット１０のＸＹＺ方向の調整を行う。ここで、対物レンズ７については、Ｚ軸方向の所定の位置にしておく。
【００８１】
［Ｄ−２  波面センサユニット１０を動かす場合］
図２９は、波面センサユニット１０を動かす位置決め装置７０の第１のウエハ２を動かす際における構成例を示す。
位置決め装置７０は、第１のウエハ２のＸＹＺ方向の調整を行う第３の駆動機構部４０を備える。第３の駆動指令部１３は、第３の駆動機構部４０を制御することによって、ユーザが所望する方向に第１のウエハ２の位置決めを行う。
【００８２】
［Ｄ−１  第２のウエハ３を動かす場合］
図３０は、第２のウエハ３を動かす位置決め装置７０の構成例を示す。
制御部１４は、第２の駆動指令部１２を制御して、第２の駆動機構部３５を動かすことによって、第２のウエハ３のＸＹＺ方向の調整を行う。
【００８３】
［Ｄ−２  第２のウエハ３を動かす場合］
図３１は、第２のウエハ３を動かす位置決め装置７０の第１のウエハ２を動かす際における構成例を示す。
位置決め装置７０は、第１のウエハ２のＸＹＺ方向の調整を行う第３の駆動機構部４０を備える。そして、制御部１４は、対物レンズ７を用い、第１のウエハ２のＸＹＺ方向の調整を行って、位置決めを行う。
【００８４】
以上説明した第４の実施の形態に係る位置決め装置７０は、第１のウエハ２と第２のウエハ３を通過する光の焦点が対物レンズ７の焦点に一致する位置に対物レンズ７を動かす。この後、チルト収差とデフォーカス収差がなくなるように第１のウエハ２のＸＹＺ方向の調整を行う。このように第１のウエハ２のアライメントを行うことによって、光軸合せを正確に行うことができる。
【００８５】
＜第５の実施の形態＞
［アライメントマークを用いて光軸合わせを行う例］
次に、本発明の第５の実施の形態に係る位置決め装置８０について図３２〜図３４を参照して説明する。以下の説明において、既に第１の実施の形態で説明した図１と図１２〜図１５に対応する部分には同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００８６】
［アライメント方法Ｅ］
図３２は、第２のウエハ３に付されたアライメントマークを用いて光軸調整を行う例を示す。
図３２Ａは、第２のウエハ３に付されたアライメントマークを撮像する例を示す。
本例では、第２のウエハ３の両端付近に、第２のウエハ３を位置決めするために用いられるアライメントマークが付されている。位置決め装置８０は、第２のウエハ３に付されたアライメントマークを撮像し、画像からアライメントマークを抽出する機能を有する画像処理カメラ４２を備える。
【００８７】
ユーザは、画像処理カメラ４２が出力する映像を見ながら、撮像したアライメントマークが所定の位置（例えば、画面に表示される基準線の交点）に位置するよう、第２のウエハ３をＸＹ方向に調整する。このように第２のウエハ３にアライメントマークを付すことにより、制御部１４は、波面センサユニット１０を第２のウエハ３に対してＸＹ軸方向に位置決めすることができる。
【００８８】
図３２Ｂは、第１のウエハ２を挿入して光軸調整を行う例を示す。
このとき、第１のウエハ２と第２のウエハ３が出射する測定光の焦点が、対物レンズ７の焦点に一致する位置に第１のウエハ２を移動する。そして、第１のウエハ２のＸＹＺ方向の調整を行う。
【００８９】
［Ｅ  波面センサユニット１０を動かす場合］
図３３は、波面センサユニット１０を動かす位置決め装置８０の構成例を示す。
制御部１４は、第１の駆動指令部１１を制御して、第１の駆動機構部２７を動かすことによって、波面センサユニット１０のＸＹＺ方向の調整を行う。次に、制御部１４は、第３の駆動指令部１３を制御して、第３の駆動機構部４０を動かすことによって、第１のウエハ２のＸＹＺ方向の調整を行う。
【００９０】
［Ｅ  第２のウエハ３を動かす場合］
図３４は、第２のウエハ３を動かす位置決め装置８０の構成例を示す。
位置決め装置８０は、第１のウエハ２のＸＹＺ方向の調整を行う第３の駆動機構部４０と、第２のウエハ３のＸＹＺ方向の調整を行う第２の駆動機構部３５を備える。そして、制御部１４は、対物レンズ７を用い、第１のウエハ２と第２のウエハ３のＸＹＺ方向の調整を行って、位置決めを行う。
【００９１】
以上説明した第５の実施の形態に係る位置決め装置８０は、第２のウエハ３に付されたアライメントマークを撮像し、ユーザは、この撮像された映像を見ながら第２のウエハ３の調整を行う。その後、波面センサユニット１０を用いて、チルト収差とデフォーカス収差が所定の値となるように第１のウエハ２のＸＹＺ方向の調整を行う。このように第１のウエハ２と第２のウエハ３のアライメントを行うことによって、光軸合せを正確に行うことができる。
【００９２】
また、アライメントマークの位置を画像処理によって求める方式を併用することにより、アライメントマークである程度狭い範囲まで粗調整を行い、最終的に波面センサを用いたアライメントで高精度に調整をすることもできる。これにより、波面センサでのアライメントの引き込み範囲の狭さを補うこともできる。
【００９３】
＜６．変形例＞
なお、波面センサを１箇所だけに配置している状態では、レンズは回転対称形であるためにウエハの法線まわりの回転調整を行うことが不可能であるが、２箇所以上に波面センサを配置することにより、回転方向の調整も行うことが可能になる。
【００９４】
また、群レンズを通った光の波面収差を測定することによりアライメントを行うため、設備光源として点光源を用いても良いし、平行光源を用いて設備レンズで受けても良い。また、群レンズの軸方向あるいは軸外方向に波面センサを配置することにより、軸上あるいは軸外のＭＴＦ（Modulation Transfer Function）が最良となるように位置決めを行うこともできる。
【００９５】
また、本発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りその他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００９６】
１…位置決め装置、２…第１のウエハ、３…第２のウエハ、６…波面センサ、６ａ…カメラ、６ｂ…波面センサヘッド部、７…対物レンズ、８…マイクロレンズアレイ、９…撮像素子、１０…波面センサユニット、１１…第１の駆動指令部、１２…第２の駆動指令部、１３…第３の駆動司令部、１４…主制御装置、１５…治具レンズ、１６…ビームスプリッタ、１７…撮像素子、２０…レーザ光源、２１…コリメータレンズ、２２…撮像素子、２３…第１の画像処理部、２４…Ｘステージ、２５…Ｙステージ、２６…Ｚステージ、２７…第１の駆動機構部、２８…第２の画像処理部、３１…対物レンズ、３２…Ｘステージ、３３…Ｙステージ、３４…Ｚステージ、３５…第２の駆動機構部、３７…Ｘステージ、３８…Ｙステージ、３９…Ｚステージ、４０…第３の駆動機構部、４２…画像処理カメラ、５０，６０，７０，８０…位置決め装置、１０１…位置決め装置、１０２…被測定レンズ、１０３…対物レンズ、１０６…波面センサ
【図１】
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【図３】
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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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図２】
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【図４】
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