精密位置センサの開発に関する研究

精密位置传感器的研制研究

• 批准号: 16760209
• 负责人: 内田 敬久
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Aichi Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16760209/
• 关键词: 位置センサ; 位置決め; モアレ; 回折格子; アライナー

センシングにレーザと回折格子の光回折現象を利用した精密位置センサの開発を行った。1.システムの開発レーザ出力変動の測定及びパソコンを利用したリアルタイムでの計測制御を可能とするシステムを開発した。位置センシングには光強度のコントラストが大きいほうが高精度での制御が可能であるため,0次回折モアレ光が有効であることがわかった。また,0次光を用いることにより,位相シフトがなくシステムの設定も容易であることがわかった。2.実験光強度は2枚の回折格子の相対変位に対して,格子ピッチ25μmのとき,ピッチと同じ25μm周期の正弦類似波形で変化していることを明らかにした。1周期の間で光強度がある定めた一定値となるように調節することにより位置制御ができるということを理論的,実験的に明らかにした。時間的位置制御の可能性について検討した。時間の経過とともに光強度が変動しているのが確認できた。この原因としては主に二つ考えられる。第一に光源の出力変動による変動は,レーザ出力の一部を参照用として測定することにより出力変動を除去できた。第二に外部振動などによる格子の相対変位の変動は,除去することはできないため,制御する必要がある。この光強度の変動は最大でも制御領域である25μmの範囲内であることが確認できたため,時間経過による相対変位の変動に対する制御も可能であることがわかった。3.研究成果位置センサの基礎実験および外部の振動,光源の変動の位置制御への影響について検討した。本システムにおいて,格子ピッチ12.7μmと有効格子数20をとした場合,粗動及び微動位置決め制御範囲がそれぞれ約0.5mm,12.7μmとなり,初期位置決めの最高精度は,1nmを実験的に達成した。時間経過による制御においては,光源の信頼性や検出器及び増幅器の精度にも依存するため,4nmでのマニュアル制御が実現できた。

セ ン シ ン グ に レ ー ザ と inflexion grid の inflexion light phenomenon を using し た precision position セ ン サ の open 発 を line っ た. 1. シ ス テ ム の open 発 レ ー ザ output - dynamic measurement and び の パ ソ コ ン を using し た リ ア ル タ イ ム で の gauge our royal を may と す る シ ス テ ム を open 発 し た. Position セ ン シ ン グ に は light intensity の コ ン ト ラ ス ト が big き い ほ う が high-precision で の suppression が may で あ る た め, zero inflexion モ ア レ light が have sharper で あ る こ と が わ か っ た. Youdaoplaceholder0, the 0th light を is set by using また る とによ とによ った また, and the phase シフトがなくシステム <s:1> is easily set by である である とがわ った った った った った った. Two (2) be 験 light intensity は の inflexion grid の phase - a に seaborne seaborne し て, grid ピ ッ チ 25 microns の と き, ピ ッ チ と の sine waveform similar with 25 microns じ cycle で variations change し て い る こ と を Ming ら か に し た. 1 cycle between の で light intensity が あ る set め た on a certain numerical と な る よ う に adjust す る こ と に よ り position suppression が で き る と い う こ と を theory, be 験 に Ming ら か に し た. The position of time controls the possibility of に に に て検 て検 seek た. Time <s:1> passes through とと に に light intensity が change <s:1> て る る が confirm で た た た. The reason for the えられる is that と て て the main に and て exams えられる. First に light の output - move に よ る - は, レ ー ザ output の a を reference with と し て determination す る こ と に よ り output - move を remove で き た. The second に external vibration な ど に よ る grid の phase - a seaborne の - は, remove す る こ と は で き な い た め, suppression す る necessary が あ る. こ の light intensity の - move は biggest で も suppression area で あ る 25 microns within の fan 囲 で あ る こ と が confirm で き た た め, time 経 に よ る phase - a seaborne の - move に す seaborne る suppression も may で あ る こ と が わ か っ た. 3. Research results: location: セ サ サ <s:1> basic experiment: および external <s:1> vibration, light source <s:1> change <e:1> position control: へ <e:1> influence: に た て検 て検 discussion on た. This シ ス テ ム に お い て, grid ピ ッ チ 12.7 mu m と have sharper grid number 20 を と し た occasions, and the coarse び micro position definitely め suppression van 囲 が そ れ ぞ れ about 0.5 mm, 12.7 mu m と な り, initial position definitely め の は highest precision, 1 nm を be 験 に achieve し た. Time 経 に よ る suppression に お い て は, light の letter 頼 sex や 検 extractor and び raised image editor の precision に も dependent す る た め, 4 nm で の マ ニ ュ ア ル suppression が be presently で き た.

项目成果

Course and Fine Alignment Using Differential Moire Signals

使用差分莫尔信号进行粗对准和精细对准

• 发表时间: 2004
• 期刊: Proceedings of 1st International Conference on New Technological Innovation for Positioning 1
• 作者: 若松栄史;妻屋彰;荒井栄司;平井慎一;内田敬久;Yoshihisa Uchida;Yoshihisa Uchida;Hideo Uchida
• 通讯作者: Hideo Uchida

回折モアレ光による位置制御装置の開発

利用衍射莫尔光的位置控制装置的开发

• 发表时间: 2006
• 期刊: 日本機械学会東海支部第55期総会講演会講演論文集 No.63-1
• 作者: 若松栄史;妻屋彰;荒井栄司;平井慎一;内田敬久
• 通讯作者: 内田敬久

Development of a Fine Alignment System using Moire Interference Phenomena

利用莫尔干涉现象开发精细对准系统

• 期刊: European Society for Precision Engineering and Nanotechnology (発表予定)
• 作者: 若松栄史;妻屋彰;荒井栄司;平井慎一;内田敬久;Yoshihisa Uchida;Yoshihisa Uchida;Hideo Uchida;Jingnan Liu;Yoshihisa Uchida
• 通讯作者: Yoshihisa Uchida

Automatic Course and Fine Alignment System Based on Moire Interference Phenomena

基于莫尔干涉现象的自动对准和精对准系统

• 发表时间: 2005
• 期刊: European Society for Precision Engineering and Nanotechnology, Conference Proceedings 2005 2
• 作者: 若松栄史;妻屋彰;荒井栄司;平井慎一;内田敬久;Yoshihisa Uchida
• 通讯作者: Yoshihisa Uchida

Automatic Mask Alignment Technique Based on Moire Interference Phenomena

基于莫尔干涉现象的光罩自动对位技术

• 发表时间: 2004
• 期刊: Proceedings of 1st International Conference on New Technological Innovation for Positioning 1
• 作者: 若松栄史;妻屋彰;荒井栄司;平井慎一;内田敬久;Yoshihisa Uchida;Yoshihisa Uchida
• 通讯作者: Yoshihisa Uchida