(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022091942
(43)【公開日】2022-06-21
(54)【発明の名称】測定装置
(51)【国際特許分類】
G01B 11/00 20060101AFI20220614BHJP
G01B 11/24 20060101ALI20220614BHJP
G01B 11/25 20060101ALI20220614BHJP
【FI】
G01B11/00 H
G01B11/24 K
G01B11/25 H
【審査請求】有
【請求項の数】7
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022062190
(22)【出願日】2022-04-03
(62)【分割の表示】P 2021046722の分割
【原出願日】2021-03-21
(31)【優先権主張番号】P 2020140111
(32)【優先日】2020-08-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000212599
【氏名又は名称】中谷 進
(72)【発明者】
【氏名】中谷 進
(57)【要約】 (修正有)
【課題】代表値を決定するプロセスにおいて、特許文献1の発明における表面形状データ(テーブル基準表面形状データ)の生成及び使用を行わないで、代表値を決定する測定装置及び測定方法を提供する。
【解決手段】第1の基準面DTからの測定対象物Wの表面の各座標位置(x、y)における距離を示す第1の表面形状データasdにおいて、測定領域ktそれぞれにおける、各座標位置(x、y)における距離を示す第1の各領域表面形状データamdを生成し、第1の各領域表面形状データamdにおいて、第2の基準面DBからの測定対象物Wの表面の距離を示す第2の各領域表面形状データtmdを生成し、第2の各領域表面形状データtmdにおいて測定領域ktそれぞれにおいて代表値を決定する。
【選択図】
図4
【特許請求の範囲】
【請求項1】
測定対象物(W)を載せる透明なテーブル(2)と、
前記テーブル(2)の下方に設けられた、前記テーブル(2)の上面に載せられた前記測定対象物(W)に向けて、前記テーブル(2)の下方から照射光(3)を照射する光照射手段(4)と、
前記テーブル(2)の下方に設けられた、前記測定対象物(W)からの前記照射光(3)の反射光を前記テーブル(2)の下方で受光する受光手段(5)と、を備えるとともに、前記受光手段(5)側の基準位置ないし基準面を第1の基準面(DT)とした測定装置であって、
前記テーブル(2)の上面位置ないし該上面位置近傍に設定された、前記第1の基準面(DT)からの距離で表される基準位置ないし基準面を第2の基準面(DB)として、該第2の基準面(DB)のデータである第2の基準面データ(DBd)を記憶する第2の基準面データ記憶部(14)と、
前記測定対象物(W)の表面の濃淡画像又は該測定対象物(W)のCADデータに基づいて、前記測定対象物(W)の表面の測定する測定領域(kt)を特定する又は予め特定しておく測定領域特定部(7)と、
前記測定対象物(W)の表面の測定を前記測定領域(kt)のみを測定域とした領域のみ測定とし、前記測定領域(kt)それぞれの前記第1の基準面(DT)から前記測定対象物(W)の表面の各座標位置(x、y)における距離で表される第1の各領域表面形状データ(amd)を生成する第1の各領域表面形状データ生成部(15)と、
前記第1の各領域表面形状データ(amd)の値から前記第2の基準面(DB)のデータの値を差し引く減算によって、前記測定領域(kt)それぞれの前記第2の基準面(DB)から前記測定対象物(W)の表面の各座標位置(x、y)における距離で表される第2の各領域表面形状データ(tmd)を生成する第2の各領域表面形状データ生成部(10)と、
前記第2の各領域表面形状データ(tmd)の前記測定領域(kt)それぞれにおける、前記第2の基準面(DB)からの距離を示す値の代表値である第2の代表値(G2)を決定する第2の代表値決定部(17)と、
前記第2の代表値(G2)が予め設定された基準を満たしているかを判定する判定部(19)と、を備えたことを特徴とする測定装置。
【請求項2】
測定対象物(W)を載せる透明なテーブル(2)と、
前記テーブル(2)の下方に設けられた、前記テーブル(2)の上面に載せられた前記測定対象物(W)に向けて、前記テーブル(2)の下方から照射光(3)を照射する光照射手段(4)と、
前記テーブル(2)の下方に設けられた、前記測定対象物(W)からの前記照射光(3)の反射光を前記テーブル(2)の下方で受光する受光手段(5)と、を備えるとともに、前記前記受光手段(5)側の基準位置ないし基準面を第1の基準面(DT)とした測定装置であって、
前記テーブル(2)の上面位置ないし該上面位置近傍に設定された、前記第1の基準面(DT)からの距離で表される基準位置ないし基準面を第2の基準面(DB)として、該第2の基準面(DB)のデータである第2の基準面データ(DBd)を記憶する第2の基準面データ記憶部(14)と、
前記測定対象物(W)の表面の濃淡画像又は該測定対象物(W)のCADデータに基づいて、前記測定対象物(W)の表面の測定する測定領域(kt)を特定する又は予め特定しておく測定領域特定部(7)と、
前記測定対象物(W)の表面の測定を前記測定領域(kt)のみを測定域とした領域のみ測定とし、前記測定領域(kt)それぞれの前記第1の基準面(DT)から前記測定対象物(W)の表面の各座標位置(x、y)における距離で表される第1の各領域表面形状データ(amd)を生成する第1の各領域表面形状データ生成部(15)と、
前記第1の各領域表面形状データ(amd)において、前記第1の基準面(DT)からの前記測定領域(kt)おける距離を示す値の代表値である第1の代表値(G1)を決定する第1の代表値決定部(30)と、
前記第1の代表値(G1)において、前記第2の基準面(DB)からの距離を示す値の代表値である第2の代表値(G2)を決定する第2の代表値決定部(11)と、
前記第2の代表値(G2)が予め設定された基準を満たしているかを判定する判定部(19)と、を備えたことを特徴とする測定装置。
【請求項3】
測定対象物(W)を載せる透明なテーブル(2)と、
前記テーブル(2)の下方に設けられた、前記テーブル(2)の上面に載せられた前記測定対象物(W)に向けて、前記テーブル(2)の下方から照射光(3)を照射する光照射手段(4)と、
前記テーブル(2)の下方に設けられた、前記測定対象物(W)からの前記照射光(3)の反射光を前記テーブル(2)の下方で受光する受光手段(5)と、を備えるとともに、前記受光手段(5)側の基準位置ないし基準面を第1の基準面(DT)とした測定装置であって、
前記テーブル(2)の上面位置ないし該上面位置近傍に設定された、前記第1の基準面(DT)からの距離で表される基準位置ないし基準面を第2の基準面(DB)として、該第2の基準面(DB)のデータである第2の基準面データ(DBd)を記憶する第2の基準面データ記憶部(14)と、
前記測定対象物(W)の表面の濃淡画像又は該測定対象物(W)のCADデータに基づいて、前記測定対象物(W)の表面の測定する測定領域(kt)を特定する又は予め特定しておく測定領域特定部(7)と、
前記受光手段(5)で受光された前記測定対象物(W)の受光情報を処理して、前記第1の基準面(DT)から前記測定対象物(W)の表面の前記各座標位置(x、y)における距離で表される第1の表面形状データ(asd)を生成する第1の表面形状データ生成部(8)と、
前記第1の表面形状データ(asd)において、前記測定領域(kt)それぞれの各座標位置(x、y)における距離で表される第1の各領域表面形状データ(amd)を生成する第1の各領域表面形状データ生成部(9)と、
前記第1の各領域表面形状データ(amd)において、前記第2の基準面(DB)から前記測定対象物(W)の表面の距離で表される第2の各領域表面形状データ(tmd)を生成する第2の各領域表面形状データ生成部(10)と、
前記第2の各領域表面形状データ(tmd)の前記測定領域(kt)それぞれにおける、前記第2の基準面(DB)からの距離を示す値の代表値である第2の代表値(G2)を決定する第2の代表値決定部(11)と、
前記第2の代表値(G2)が予め設定された基準を満たしているかを判定する判定部(19)と、を備えたことを特徴とする測定装置。
【請求項4】
測定対象物(W)を載せる透明なテーブル(2)と、
前記テーブル(2)の下方に設けられた、前記テーブル(2)の上面に載せられた前記測定対象物(W)に向けて、前記テーブル(2)の下方から照射光(3)を照射する光照射手段(4)と、
前記テーブル(2)の下方に設けられた、前記測定対象物(W)からの前記照射光(3)の反射光を前記テーブル(2)の下方で受光する受光手段(5)と、を備えるとともに、前記受光手段(5)側の基準位置ないし基準面を第1の基準面(DT)とした測定装置であって、
前記テーブル(2)の上面位置ないし該上面位置近傍に設定された、前記第1の基準面(DT)からの距離で表される基準位置ないし基準面を第2の基準面(DB)として、該第2の基準面(DB)のデータである第2の基準面データ(DBd)を記憶する第2の基準面データ記憶部(14)と、
前記測定対象物(W)の表面の濃淡画像又は該測定対象物(W)のCADデータに基づいて、前記測定対象物(W)の表面の測定する測定領域(kt)を特定する又は予め特定しておく測定領域特定部(7)と、
前記受光手段(5)で受光された前記測定対象物(W)の受光情報を処理して、前記第1の基準面(DT)から前記測定対象物(W)の表面の前記各座標位置(x、y)における距離で表される第1の表面形状データ(asd)を生成する第1の表面形状データ生成部(8)と、
前記第1の表面形状データ(asd)において、前記測定領域(kt)それぞれの各座標位置(x、y)における距離で表される第1の各領域表面形状データ(amd)を生成する第1の各領域表面形状データ生成部(9)と、
前記第1の各領域表面形状データ(amd)において、前記第1の基準面(DT)からの前記測定領域(kt)それぞれの距離を示す値の代表値である第1の代表値(G1)を決定する第1の代表値決定部(30)と、
前記第1の代表値(G1)において、前記第2の基準面(DB)からの距離を示す値の代表値である第2の代表値(G2)を決定する第2の代表値決定部(31)と、
前記第2の代表値(G2)が予め設定された基準を満たしているかを判定する判定部(19)と、を備えたことを特徴とする測定装置。
【請求項5】
前記受光手段(5)で受光された前記測定対象物(W)の受光情報を処理して、前記第1の基準面(DT)から前記測定対象物(W)の表面の前記各座標位置(x、y)における距離で表される第1の表面形状データ(asd)を生成する第1の表面形状データ生成部(8)が設けられ、
前記第1の表面形状データ(asd)の各座標位置(x、y)における値から前記第2の基準面(DB)の各座標位置(x、y)における値を減算して、前記第2の基準面(DB)からの前記測定対象物(W)の表面形状をあらわす第2の表面形状データ(tsd)を生成する第2の表面形状データ生成部(59)が設けられ、
前記第2の表面形状データ(tsd)を記憶する第2の表面形状データ記憶部(60)が設けられ、
前記第2の表面形状データ(tsd)は、ディスプレイに前記測定対象物(W)の表面の3次元形状を表示させる3Dデータであり、
前記第2の表面形状データ(tsd)は、前記第2の代表値(G2)を生成するプロセスにおいては使用されないデータである、ことを特徴とする請求項1、2のいずれか1項に記載の測定装置。
【請求項6】
前記第1の表面形状データ(asd)の各座標位置(x、y)における値から前記第2の基準面(DB)の各座標位置(x、y)における値を減算して、前記第2の基準面(DB)からの前記測定対象物(W)の表面形状をあらわす第2の表面形状データ(tsd)を生成する第2の表面形状データ生成部(59)が設けられ、
前記第2の表面形状データ(tsd)を記憶する第2の表面形状データ記憶部(60)が設けられ、
前記第2の表面形状データ(tsd)は、ディスプレイに前記測定対象物(W)の表面の3次元形状を表示させる3Dデータであり、
前記第2の表面形状データ(tsd)は、前記第2の代表値(G2)を生成するプロセスにおいては使用されないデータである、ことを特徴とする請求項3、4のいずれか1項に記載の測定装置。
【請求項7】
前記テーブル(2)の上面に反射部材(36)が設けられ、
前記第2の基準面(DB)は、前記反射部材(36)の表面の4点以上の各座標位置(x、y)から平面の方程式を求める場合である、最小二乗法、擬似逆行列又は特異値分解を使って求めた平面である、ことを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、透明なテーブルの下方に照射手段と受光手段が設けられ、テーブル上面に載置した測定対象物に向けて前記照射手段から照射光を照射し、その反射光を前記受光手段で受光して測定対象物の測定領域を特定し、該測定領域それぞれにおける代表値を決定する測定装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、特許文献1に示される次のような測定装置が知られている。
特許文献1の測定装置は、少なくとも1方向に並ぶ複数の突起部を備える検査対象物を検査する検査装置であって、透明なテーブルの下方に光の強度が周期的に変化する光パターンを照射する光照射部と、前記光パターンが照射された検査対象物(以下「測定対象物」という。)を前記テーブルの下面から撮影する撮像部が設けられ、テーブル上面に載置した測定対象物に向けて前記光パターンを照射し、その反射光を前記撮像部で撮影して測定対象物の表面を測定するともに、突起部を含む測定領域を特定し、特定した測定領域の代表値を決定する検査装置であって、
測定対象物が載置されていないテーブルの上面に同じ余弦波の縞模様を投影して画像を撮影(受光)し、試料面12a(検査対象物を設置するテーブル面(段落[0023]))の各座標位置(x、y)における位相θを示すデータを算出して、該位相θを示すデータを基準位相データとして予めコンピューターに記録させておき(段落[0044]参照)、
テーブルの上面に載置した複数の突起部を有する測定対象物の表面を撮像部で撮影し、該撮影された測定対象物の表面の画像を処理して、測定対象物の表面の各座標位置(x、y)における位相θをあらわす測定対象物位相データを生成し、
前記基準位相データと前記測定対象物位相データとの各座標位置(x、y)における位相差を計算し、その各座標位置(x、y)における位相差を示すデータに変換して、透明テーブルの上面から測定対象物の表面までの距離(高さ・浮き量)を示す表面形状データ(3次元形状をあらわすデータ)を生成し(段落[0043]、[0044]参照)、又は、三角測量の原理を用いて透明テーブルの上面から測定対象物の表面までの距離(高さ・浮き量)を示す表面形状データ(3次元形状をあらわすデータ)を生成し(段落[0023]、[0046]参照)、
前記表面形状データにおいて前記突起部のそれぞれを含む領域を特定し、特定された領域において透明テーブルの上面からの各座標位置(x、y)における距離の値の代表値を決定する測定装置である。
【0003】
<特許文献1におけるテーブルの上面の定義>
特許文献1の発明はその請求項において「・・・前記検査対象物を載せる透明なテーブルと、前記テーブルの上面に載せられた前記検査対象物に対して・・・前記テーブルの上面からの距離を示す表面形状データを生成する画像処理部と、・・・前記テーブルの上面からの距離を示す値の代表値を決定する代表値決定部と・・・検査装置。」(請求項1等)と記載されていことから、テーブルの上面(以下「テーブル上面」ともいう。)は検査対象物を載せる面であると定義しているものである。
そうすると、テーブル上面に塗布された反射部材の表面、テーブル上面に載せ置かれた反射部材の表面、テーブル上面に載せられた検査対象物の表面はないしテーブル上面に当接している部分は、テーブル上面でないこと及びテーブル上面とは成り得ない箇所であることは明確であり、かつ、それらの表面は検査対象物を載せることは不可能なのであるから、特許文献1の発明が定義する「テーブル上面は検査対象物を載せる面」とはできあいものであり、むしろ意識的に技術的範囲から除外しているとするのが相当である。
そのことは、特許文献1の段落[0063]において、「測定部5による高さ方向測定の分解能をΔkとすると、試料面12aからの距離hがΔkより小さい領域R1、R2では、表面形状データ上では、距離hはすべて同じ値(ここではh=0)になる。」と、検査対象物の端子32eの試料面12a(テーブルの上面)に接している箇所(テーブルの上面からの距離h=0)について述べているが、端子32eのテーブルの上面に接している箇所がテーブルの上面に含ませることを示唆し教示するような記載は一切ないものである。
また、テーブルの上面に反射部材を設け該反射部材の表面位置をテーブル上面に含まれるというようなことを定義する記述、それを示唆し教示するような記載は一切ないものである。
そのことについてさらに述べるなら、テーブルの上面に設けた反射部材(反射膜)に表面位置をテーブル上面と定義した技術(例えば特開平5-223533号公報([0025]、[
図4]))、検査対象物のテーブル上面との当接部分位置をテーブル上面と定義した技術(例えば特開平8-247735号公報([0011]、[
図6]))は、引用文献1の発明の出願前に周知の技術であるにもかかわらず、引用文献1の発明においては、周知技術である反射部材等の表面位置をテーブルの上面と定義するような示唆も教示も一切無いものである。
以上のことらから、特許文献1の発明においては、テーブル上面に設けられた反射部材等の表面位置はテーブル上面に含まないないし意識的に場外しているとするのが相当であり、それは、発明の技術的範囲から意識的に除外していることを示すものである、とするのが相当である。
【0004】
特許文献1の発明においては、「XY平面における各位置(x、y)における、前記テーブルの上面からの距離を示す表面形状データを生成する」(請求項1)構成を必須としていることから、テーブルの上面(試料面12a)の各座標位置(x、y)の位置を測定することを必須要件としている。
前述したように、テーブルの上面は検査対象物が載置されるテーブルの上面以外にはありえないものであり、テーブルの上面の各座標位置(x、y)の取得は、テーブルの物理的上面を直接測定すること以外では取得できないものである。
そして、テーブルの上面の測定方法については、段落[0044]の「検査対象物Aが置かれていない試料面12aに同じ余弦波の縞模様を投影した場合の画像を予め撮影し、試料面12aにおける各位置の位相θを示すデータを算出して、基準位相データとして記録する」との記載のみである。
そして、測定部についての記載は、テーブルの下方に設けられた投影プロジェクタ21(光照射部の一例)と撮像部22とからなる測定部5のみであり、測定部5以外の他の測定部について示唆し教示するような記載は一切ないものである。
そうすると、特許文献1における段落[0044]で言うところの、試料面12a(テーブル上面)の位置を測定するための「同じ余弦波の縞模様を投影」とは、テーブル下方の投影プロジェクタ21から照射される余弦波の縞模様と同じ余弦波の縞模様の投影であるとするのが相当である。また、テーブル上面に投影される「同じ余弦波の縞模様を投影」とは、技術面、コスト面、精度面及び操作面等から、投影プロジェクタ21から試料に投影したと同じ余弦波の縞模様(光の強度が周期的に変化する光パターン(請求項1))であるとするのが、最も合理的である。
<特許文献1の発明の矛盾>
そうであるとすると、投影プロジェクタ21のテーブル上面への投影には次のような矛盾がある。
試料を試料面12a(テーブル上面)に載置した状態で投影プロジェクタ21からの余弦波の縞模様(以下「照射光」ともいう。)を投影して試料の表面を測定するためには、テーブルの面に縞模様が投影(反射)されることがあってはならないはずである。すなわち、投影プロジェクタ21からの余弦波(照射光)は、透明なテーブルを透過してしまわなければならないものであり、テーブルが余弦波(照射光)を透過するので該余弦波(照射光)は試料の表面で反射され縞模様が投影され、その縞模様(反射光)がテーブルを透過して撮像部で撮像されるものである。
よって、テーブルは投影プロジェクタ21からの照射光(余弦波の縞模様)が透過してしまうので、テーブルの面(下面、上面ともに)には投影プロジェクタ21からの余弦波の縞模様は投影されないのは明らかであり、そのことは、テーブルの面(下面、上面ともに)は撮像部によって撮像できにない、すなわち、投影プロジェクタ21からの余弦波の縞模様の照射によっては、テーブルの面(下面、上面ともに)輝度情報も、距離情報も、位置情報も取得できないものであることを意味する。
そうすると、投影プロジェクタ21からの余弦波の縞模様はテーブル面(上面も下面も)には投影されないのであるから、テーブルを透過して該テーブル面には投影されない投影プロジェクタ21からの余弦波の縞模様又は同じ余弦波の縞模様によっては、テーブルの上面の位置を測定することは不可能であるとするのが相当である。テーブルの上面の各座標位置(x、y)の位置は該上面を直接測定すること以外では取得できないものである。
そして、特許文献1には、段落[0044]以外に、テーブルの上面位置を測定する方法について示唆、教示するような記載は一切無いものである。
そうすると、特許文献1の発明は、その必須の構成要件であるテーブル上面の位置を測定するための方法が、当業者が実施できる程度には記載されていないとするのが相当である。
そうであるなら、特許文献1の発明はこの点で実施可能要件を満たしていなとするのが相当である。
【0005】
また、出願時の技術常識にてらしても、請求項に係る発明の「XY平面における各位置(x、y)における、前記テーブルの上面からの距離を示す表面形状データを生成する」、「テーブルの上面からの距離を示す値の代表値を決定する」という請求項の発明の範囲まで、「検査対象物Aが置かれていない試料面12aに同じ余弦波の縞模様を投影した場合の画像を予め撮影し、試料面12aにおける各位置の位相θを示すデータを算出して、基準位相データとして記録する」(段落[0044])との、発明の詳細な説明に開示された内容を一般化できるとは言えないとするのが相当である。
【0006】
特許文献1においては、「判定部101は、3次元形状データの示す、本体31の試料面12aに対向する表面の各点における試料面12aからの距離が所定の範囲内にあるか否かを判定する。具体的には、判定部101は、予め決められた基準面の各点における試料面12aとの距離と、本体31の各点における試料面12aからの距離との差を計算し、当該差が閾値を越える点の数、差の値などが所定の範囲内か否かを判断することができる。」と述べている。かかる「予め決められた基準面」とは、撮像部側(測定部側)の基準面(以下「第1の基準面DT」という。)とするのが相当である。
また、三角測量の原理を用いて透明テーブルの上面から測定対象物の表面までの距離(高さ・浮き量)を示す表面形状データ(3次元形状をあらわすデータ)を生成し(段落[0023]、[0046]参照)、と述べている。
また、「試料面12aの各位置の位相θをあらわす基準位相データと、検査対象物Aを置いた場合の各位置の位相θをあらわすデータとの差を計算することにより、位相差を計算することができる。」(段落「0044」)と述べ、位相θは、1周期の位相0点からの傾きを示すものであり、該位相0点は第1の基準面DTに相当し、位相0点からの位相θの傾きと第1の基準面DTからテーブル上面までの距離は比例し、「位相差を高さ単位に変換する(S5)ことにより、各位置における検査対象物Aの高さを示す値が得られる」(段落[0043])、また、「・・・表面形状データがあらわす検査対象物の表面の3次元形状は、テーブルの上面を基準として捕らえることができる。・・・テーブル上面を基準とした代表点決定および判定により、簡単な処理で、迅速な判定が可能になる。」(段落[0007])。
よって、特許文献1の以下における説明において、基準としたテーブル上面の位置(以下「テーブル基準面HT」という。)及び試料の表面の位置は、第1の基準面DTからの高さ距離として説明する。
【0007】
特許文献1の堕落[0036]の「測定部5で撮影された画像のデータは、コンピューター1の画像処理部(後述)へ送られる。コンピューター1の画像処理部は、前記画像のデータを処理することで、位相解析を行う(S3)。位相解析では、画像中の各画素の位置(座標(x、y))において投影された光パターンの位相θを計算する。位置(x、y)における明るさは、下記式(1)で表される。」との記載から、「各座標位置(x、y)」は、「画像中の各画素の位置(座標(x、y))」である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特許第5385703号公報(請求項1、[0043]、[0044])
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
<特許文献1の発明の目的及び構成>(本願の
図14、
図15参照)
上述した特許文献1の発明は、複数の突起部を備える測定対象物(検査対象物)を迅速に測定(検査)することができる検査装置を提供することを発明の目的としているものである。
測定対象物の迅速な測定(検査)という目的を達成するために、
測定対象物が載置されていないテーブルの上面に同じ余弦波の縞模様を投影した場合の画像を予め撮影し、試料面12a(テーブル上面)の各座標位置(x、y)における位相θを示すデータを算出して、該位相θを示すデータを基準位相データ(テーブル基準面HT)として予めコンピューターに記録させておき(本願の
図14のstep1参照)、
テーブルの上面に載置した複数の突起部を有する測定対象物の表面(正面である測定部側から見た該測定対象物の正面)を撮像部で撮影し、該撮影された測定対象物の表面の画像を処理して、測定対象物の表面の各座標位置(x、y)における位相θをあらわす測定対象物の位相データ(第1の基準面DTからの測定対象物の表面の高さ距離を示す表明形状データであるので、以下「第1の基準表面形状データ」という。)を生成し(
図14のstep2参照、特許文献1の[0044]参照)、
前記基準位相データ(テーブル基準面HTを示すデータ)と前記測定対象物位相データとの各座標位置(x、y)における位相差を計算し、その各座標位置(x、y)における位相差を高さを示すデータに変換して、透明テーブルの上面(テーブル基準面HT)からの測定対象物の表面の距離(高さ・浮き量)を示す表面形状データ(以下「テーブル基準表面形状データ」という。)を生成し(
図14のstep3参照)、
前記テーブル基準表面形状データにおけるXY平面において前記突起部のそれぞれを含む領域を特定し(このデータを、以下「テーブル基準各領域表面形状データ」という。)(
図14のstep4参照)、
特定された領域においてテーブルの上面(テーブル基準面HT)からの各座標位置(x、y)における距離の値の代表値を決定する(
図14のstep5参照)、
という構成としているものである。
図14のstep3に示すテーブル基準表面形状データ(特許文献1では「表面形状データ」)は、テーブルの上面から測定対象物の表面の各座標位置(x、y)における高さ距離によって、測定対象物の表面の3次元形状をあらわすデータでもある。
【0010】
<特許文献1の中核的構成>
よって、特許文献1の発明は、
(1)
図14の<step1>図参照
測定対象物の無い状態でテーブル上面を測定して、各座標位置(x、y)における、第1の基準面DTからのテーブル上面の高さ距離を示す表面形状データで表されるテーブル基準面HT(基準位相データ(段落[0044]))を生成し予め記録しておく、
(2)
図14の<step2>図参照
各座標位置(x、y)おける、第1の基準面DTからの測定対象物の表面の高さ距離を示す表面形状データである第1の基準表面形状データを生成し、
(3)
図14の<step3>図参照
第1の基準表面形状データの値からテーブル基準面HTの値を引き演算して、テーブルの上面から測定対象物の表面の各座標位置(x、y)における高さ距離によって表されるテーブル基準表面形状データを生成し、
(4)
図14の<step4>図参照
テーブル基準表面形状データにおいて突起部のそれぞれを含む領域を特定し、テーブルの上面から測定対象物の表面の前記領域それぞれの各座標位置(x、y)における高さ距離によって表されるテーブル基準各領域表面形状データを生成し、
(5)
図14の<step5>図参照
テーブル基準各領域表面形状データにおいて各領域の代表値を決定する、
という前記(1)~(5)の構成を、発明の目的を達成する中核的構成としているものであり、特にテーブル基準表面形状データの生成は、迅速な測定(検査)という発明の目的を達成するための核心的構成としているものである。
【0011】
そして、テーブル基準表面形状データは、テーブルの上面の測定域の全域(試料面12a)の各座標位置(x、y)における距離のデータ(各座標位置(x、y)における位相θを示すデータ)である基準位相データの値から、測定対象物の表面の全域の各座標位置(x、y)における距離のデータ(各座標位置(x、y)における位相θを示すデータ)である測定対象物位相データの値を減算して生成されるものである。
よって、テーブル基準表面形状データ(
図14のstep3参照)は、テーブルの上面の測定域の全域(試料面12a)の各座標位置(x、y)における距離値から測定対象物の表面の全域の各座標位置(x、y)における距離値を減算することによって生成されるものである。
【0012】
<特許文献1の発明の問題点>
(1)テーブル基準表面形状データ(
図14のstep3参照)は、テーブルの上面(テーブル基準面HT)の測定域の全域(試料面12a)の各座標位置(x、y)における距離値から測定対象物の表面の全域の各座標位置(x、y)における距離値を減算することによって生成するものであるため、その情報処理量が大きいという問題を有するものであった。
【0013】
(2)また、測定対象物の表面の全域の各座標位置(x、y)における距離のデータ(各座標位置(x、y)における位相θを示すデータ)である測定対象物位相データを生成するため、その情報処理量が大きいという問題を有するものであった。
【0014】
本発明は以上のような従来技術の欠点に鑑み、特許文献1の発明における表面形状データ(「テーブル基準表面形状データ」(本願の
図14のstep3参照))の生成及び使用を行わない処理構成によって代表値を決定する測定装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0015】
上記目的を達成するために、本発明は次に述べるような構成としている。
<<第1の発明>>
測定対象物(W)を載置する域である載置域を上面に有する透明なテーブル(2)と、
前記テーブル(2)の上面で前記載置域外に設けられた反射部材と、
前記テーブル(2)の下方に設けられた、前記テーブル(2)の上面に載せられた前記測定対象物(W)に向けて、前記テーブル(2)の下方から照射光(3)を照射する光照射手段(4)と、
前記テーブル(2)の下方に設けられた、前記測定対象物(W)からの前記照射光(3)の反射光を前記テーブル(2)の下方で受光する受光手段(5)と、
前記光照射手段(4)と前記受光手段(5)とを有する測定部(12)と、
前記測定対象物(W)の測定領域(kt)を特定する又は予め特定しておく測定領域特定部(7)と、
前記測定領域(kt)それぞれにおいて、第1の基準面(DT)からの前記測定対象物(W)の表面の各座標位置(x、y)における距離を示す第1の各領域表面形状データ(amd)を生成する第1の各領域表面形状データ生成部(15)と、
前記測定領域(kt)それぞれにおいて、前記第1の各領域表面形状データ(amd)の値から第2の基準面(DB)のデータの値を減算して、前記第2の基準面(DB)からの前記測定対象物(W)の表面の各座標位置(x、y)における距離を示す第2の各領域表面形状データ(tmd)を生成する第2の各領域表面形状データ生成部(10)と、
前記第2の各領域表面形状データ(tmd)において、前記測定領域(kt)それぞれにおける、前記第2の基準面(DB)からの距離を示す値の代表値である第2の代表値(G2)を決定する第2の代表値決定部(17)と、を備え、
前記第1の基準面(DT)は前記測定部(12)側の基準位置ないし基準面であり、
前記第2の基準面(DB)は、前記反射部材の表面の前記第1の基準面(DT)からの距離にもとづいて設定した基準位置ないし基準面であり、又は、前記反射部材の表面の前記第1の基準面(DT)からの距離の位置を任意ないし所定の位置に移動させ設定した基準位置ないし基準面であることを特徴とする測定装置である。
【0016】
<<第2の発明>>
測定対象物(W)を載置する域である載置域を上面に有する透明なテーブル(2)と、
前記テーブル(2)の上面で前記載置域外に設けられた反射部材と、
前記テーブル(2)の下方に設けられた、前記テーブル(2)の上面に載せられた前記測定対象物(W)に向けて、前記テーブル(2)の下方から照射光(3)を照射する光照射手段(4)と、
前記テーブル(2)の下方に設けられた、前記測定対象物(W)からの前記照射光(3)の反射光を前記テーブル(2)の下方で受光する受光手段(5)と、
前記光照射手段(4)と前記受光手段(5)とを有する測定部(12)と、
前記測定対象物(W)の測定領域(kt)を特定する又は予め特定しておく測定領域特定部(7)と、
前記測定領域(kt)それぞれにおいて、第1の基準面(DT)からの前記測定対象物(W)の表面の各座標位置(x、y)における距離を示す第1の各領域表面形状データ(amd)を生成する第1の各領域表面形状データ生成部(15)と、
前記第1の各領域表面形状データ(amd)において、前記測定領域(kt)それぞれにおける、前記第1の基準面(DT)からの距離を示す値の代表値である第1の代表値(G1)を決定する第1の代表値決定部(30)と、
前記第1の代表値(G1)のデータの値から第2の基準面(DB)のデータの値を減算して、前記測定領域(kt)それぞれにおける、前記第2の基準面(DB)からの距離を示す値の代表値である第2の代表値(G2)を決定する第2の代表値決定部(11)と、を備え、
前記第1の基準面(DT)は前記測定部(12)側の基準位置ないし基準面であり、
前記第2の基準面(DB)は、前記反射部材の表面の前記第1の基準面(DT)からの距離にもとづいて設定した基準位置ないし基準面であり、又は、前記反射部材の表面の前記第1の基準面(DT)からの距離の位置を任意ないし所定の位置に移動させ設定した基準位置ないし基準面であることを特徴とする測定装置である。
【0017】
<<第3の発明>>
測定対象物(W)を載置する域である載置域を上面に有する透明なテーブル(2)と、
前記テーブル(2)の上面で前記載置域外に設けられた反射部材と、
前記テーブル(2)の下方に設けられた、前記テーブル(2)の上面に載せられた前記測定対象物(W)に向けて、前記テーブル(2)の下方から照射光(3)を照射する光照射手段(4)と、
前記テーブル(2)の下方に設けられた、前記測定対象物(W)からの前記照射光(3)の反射光を前記テーブル(2)の下方で受光する受光手段(5)と、
前記光照射手段(4)と前記受光手段(5)とを有する測定部(12)と、
前記測定対象物(W)の測定領域(kt)を特定する又は予め特定しておく測定領域特定部(7)と、
前記受光手段(5)で受光された前記測定対象物(W)の受光情報にもとづいて、第1の基準面(DT)からの前記測定対象物(W)の表面の各座標位置(x、y)における距離を示す第1の表面形状データ(asd)を生成する第1の表面形状データ生成部(8)と、
前記第1の表面形状データ(asd)において、前記測定領域(kt)それぞれの、第1の基準面(DT)からの前記測定対象物(W)の表面の各座標位置(x、y)における距離を示す第1の各領域表面形状データ(amd)を生成する第1の各領域表面形状データ生成部(9)と、
前記測定領域(kt)それぞれにおいて、前記第1の各領域表面形状データ(amd)の値から第2の基準面(DB)のデータの値を減算して、前記第2の基準面(DB)からの前記測定対象物(W)の表面の各座標位置(x、y)における距離を示す第2の各領域表面形状データ(tmd)を生成する第2の各領域表面形状データ生成部(10)と、
前記第2の各領域表面形状データ(tmd)において、前記測定領域(kt)それぞれにおける、前記第2の基準面(DB)からの距離を示す値の代表値である第2の代表値(G2)を決定する第2の代表値決定部(11)と、を備え、
前記第1の基準面(DT)は前記測定部(12)側の基準位置ないし基準面であり、
前記第2の基準面(DB)は、前記反射部材の表面の前記第1の基準面(DT)からの距離にもとづいて設定した基準位置ないし基準面であり、又は、前記反射部材の表面の前記第1の基準面(DT)からの距離の位置を任意ないし所定の位置に移動させ設定した基準位置ないし基準面であることを特徴とする測定装置である。
【0018】
<<第4の発明>>
測定対象物(W)を載置する域である載置域を上面に有する透明なテーブル(2)と、
前記テーブル(2)の上面で前記載置域外に設けられた反射部材と、
前記テーブル(2)の下方に設けられた、前記テーブル(2)の上面に載せられた前記測定対象物(W)に向けて、前記テーブル(2)の下方から照射光(3)を照射する光照射手段(4)と、
前記テーブル(2)の下方に設けられた、前記測定対象物(W)からの前記照射光(3)の反射光を前記テーブル(2)の下方で受光する受光手段(5)と、
前記光照射手段(4)と前記受光手段(5)とを有する測定部(12)と、
前記測定対象物(W)の測定領域(kt)を特定する又は予め特定しておく測定領域特定部(7)と、
前記受光手段(5)で受光された前記測定対象物(W)の受光情報にもとづいて、第1の基準面(DT)からの前記測定対象物(W)の表面の各座標位置(x、y)における距離を示す第1の表面形状データ(asd)を生成する第1の表面形状データ生成部(8)と、
前記第1の表面形状データ(asd)において、前記測定領域(kt)それぞれの、第1の基準面(DT)からの前記測定対象物(W)の表面の各座標位置(x、y)における距離を示す第1の各領域表面形状データ(amd)を生成する第1の各領域表面形状データ生成部(9)と、
前記第1の各領域表面形状データ(amd)において、前記測定領域(kt)それぞれにおける、前記第1の基準面(DT)からの距離を示す値の代表値である第1の代表値(G1)を決定する第1の代表値決定部(30)と、
前記第1の代表値(G1)のデータの値から第2の基準面(DB)のデータの値を減算して、前記測定領域(kt)それぞれにおける、前記第2の基準面(DB)からの距離を示す値の代表値である第2の代表値(G2)を決定する第2の代表値決定部(31)と、を備え、
前記第1の基準面(DT)は前記測定部(12)側の基準位置ないし基準面であり、
前記第2の基準面(DB)は、前記反射部材の表面の前記第1の基準面(DT)からの距離にもとづいて設定した基準位置ないし基準面であり、又は、前記反射部材の表面の前記第1の基準面(DT)からの距離の位置を任意ないし所定の位置に移動させ設定した基準位置ないし基準面であることを特徴とする測定装置である。
【0019】
<<第5の発明>>
測定対象物(W)を載せる透明なテーブル(2)と、
前記テーブル(2)の下方に設けられた、前記テーブル(2)の上面に載せられた前記測定対象物(W)に向けて、前記テーブル(2)の下方から照射光(3)を照射する光照射手段(4)と、
前記テーブル(2)の下方に設けられた、前記測定対象物(W)からの前記照射光(3)の反射光を前記テーブル(2)の下方で受光する受光手段(5)と、
前記光照射手段(4)と前記受光手段(5)とを有する測定部(12)と、を備えた測定装置の測定方法であって、
前記測定部(12)側の基準位置ないし基準面を第1の基準面(DT)とし、
前記テーブル(2)の上面の前記第1の基準面(DT)からの距離にもとづいて設定した基準位置ないし基準面、前記テーブル(2)の面に設けた反射部材の表面の前記第1の基準面(DT)からの距離にもとづいて設定した基準位置ないし基準面、又は、前記テーブル(2)の面に設けた反射部材の表面の前記第1の基準面(DT)からの距離の位置を任意ないし所定の位置に移動させ設定した基準位置ないし基準面を第2の基準面(DB)とし、
前記測定対象物(W)の測定領域(kt)を特定する又は予め特定しておくステップと、
前記測定領域(kt)それぞれにおいて、前記第1の基準面(DT)からの前記測定対象物(W)の表面の各座標位置(x、y)における距離を示す第1の各領域表面形状データ(amd)を生成するステップと、
前記測定領域(kt)それぞれにおいて、前記第1の各領域表面形状データ(amd)の値から前記第2の基準面(DB)のデータの値を減算して、前記第2の基準面(DB)からの前記測定対象物(W)の表面の各座標位置(x、y)における距離を示す第2の各領域表面形状データ(tmd)を生成するステップと、
前記第2の各領域表面形状データ(tmd)において、前記測定領域(kt)それぞれにおける、前記第2の基準面(DB)からの距離を示す値の代表値である第2の代表値(G2)を決定するステップと、
を含む測定方法である。
【0020】
<<第6の発明>>
測定対象物(W)を載せる透明なテーブル(2)と、
前記テーブル(2)の下方に設けられた、前記テーブル(2)の上面に載せられた前記測定対象物(W)に向けて、前記テーブル(2)の下方から照射光(3)を照射する光照射手段(4)と、
前記テーブル(2)の下方に設けられた、前記測定対象物(W)からの前記照射光(3)の反射光を前記テーブル(2)の下方で受光する受光手段(5)と、
前記光照射手段(4)と前記受光手段(5)とを有する測定部(12)と、を備えた測定装置の測定方法であって、
前記測定部(12)側の基準位置ないし基準面を第1の基準面(DT)とし、
前記テーブル(2)の上面の前記第1の基準面(DT)からの距離にもとづいて設定した基準位置ないし基準面、前記テーブル(2)の面に設けた反射部材の表面の前記第1の基準面(DT)からの距離にもとづいて設定した基準位置ないし基準面、又は、前記テーブル(2)の面に設けた反射部材の表面の前記第1の基準面(DT)からの距離の位置を任意ないし所定の位置に移動させ設定した基準位置ないし基準面を第2の基準面(DB)とし、
前記測定対象物(W)の測定領域(kt)を特定する又は予め特定しておくステップと、
前記測定領域(kt)それぞれにおいて、前記第1の基準面(DT)からの前記測定対象物(W)の表面の各座標位置(x、y)における距離を示す第1の各領域表面形状データ(amd)を生成するステップと、
前記第1の各領域表面形状データ(amd)において、前記測定領域(kt)それぞれにおける、前記第1の基準面(DT)からの距離を示す値の代表値である第1の代表値(G1)を決定するステップと、
前記第1の代表値(G1)のデータの値から前記第2の基準面(DB)のデータの値を減算して、前記測定領域(kt)それぞれにおける、前記第2の基準面(DB)からの距離を示す値の代表値である第2の代表値(G2)を決定するステップと、
を含む測定方法である。
【0021】
<<第7の発明>>
測定対象物(W)を載せる透明なテーブル(2)と、
前記テーブル(2)の下方に設けられた、前記テーブル(2)の上面に載せられた前記測定対象物(W)に向けて、前記テーブル(2)の下方から照射光(3)を照射する光照射手段(4)と、
前記テーブル(2)の下方に設けられた、前記測定対象物(W)からの前記照射光(3)の反射光を前記テーブル(2)の下方で受光する受光手段(5)と、
前記光照射手段(4)と前記受光手段(5)とを有する測定部(12)と、を備えた測定装置の測定方法であり、
前記測定部(12)側の基準位置ないし基準面を第1の基準面(DT)とし、
前記テーブル(2)の上面の前記第1の基準面(DT)からの距離にもとづいて設定した基準位置ないし基準面、前記テーブル(2)の面に設けた反射部材の表面の前記第1の基準面(DT)からの距離にもとづいて設定した基準位置ないし基準面、又は、前記テーブル(2)の面に設けた反射部材の表面の前記第1の基準面(DT)からの距離の位置を任意ないし所定の位置に移動させ設定した基準位置ないし基準面を第2の基準面(DB)とし、
前記測定対象物(W)の測定領域(kt)を特定する又は予め特定しておくステップと、
前記受光手段(5)で受光された前記測定対象物(W)の受光情報にもとづいて、前記第1の基準面(DT)からの前記測定対象物(W)の表面の各座標位置(x、y)における距離を示す第1の表面形状データ(asd)を生成するステップと、
前記第1の表面形状データ(asd)において、前記測定領域(kt)それぞれの、前記第1の基準面(DT)からの前記測定対象物(W)の表面の各座標位置(x、y)における距離を示す第1の各領域表面形状データ(amd)を生成するステップと、
前記測定領域(kt)それぞれにおいて、前記第1の各領域表面形状データ(amd)の値から第2の基準面(DB)のデータの値を減算して、前記第2の基準面(DB)からの前記測定対象物(W)の表面の各座標位置(x、y)における距離を示す第2の各領域表面形状データ(tmd)を生成するステップと、
前記第2の各領域表面形状データ(tmd)において、前記測定領域(kt)それぞれにおける、前記第2の基準面(DB)からの距離を示す値の代表値である第2の代表値(G2)を決定するステップと、
を含む測定方法である。
【0022】
<<第8の発明>>
測定対象物(W)を載せる透明なテーブル(2)と、
前記テーブル(2)の下方に設けられた、前記テーブル(2)の上面に載せられた前記測定対象物(W)に向けて、前記テーブル(2)の下方から照射光(3)を照射する光照射手段(4)と、
前記テーブル(2)の下方に設けられた、前記測定対象物(W)からの前記照射光(3)の反射光を前記テーブル(2)の下方で受光する受光手段(5)と、
前記光照射手段(4)と前記受光手段(5)とを有する測定部(12)と、を備えた測定装置の測定方法であって、
前記測定部(12)側の基準位置ないし基準面を第1の基準面(DT)とし、
前記テーブル(2)の上面の前記第1の基準面(DT)からの距離にもとづいて設定した基準位置ないし基準面、前記テーブル(2)の面に設けた反射部材の表面の前記第1の基準面(DT)からの距離にもとづいて設定した基準位置ないし基準面、又は、前記テーブル(2)の面に設けた反射部材の表面の前記第1の基準面(DT)からの距離の位置を任意ないし所定の位置に移動させ設定した基準位置ないし基準面を第2の基準面(DB)とし、
前記測定対象物(W)の測定領域(kt)を特定する又は予め特定しておくステップと、
前記受光手段(5)で受光された前記測定対象物(W)の受光情報にもとづいて、前記第1の基準面(DT)からの前記測定対象物(W)の表面の各座標位置(x、y)における距離を示す第1の表面形状データ(asd)を生成するステップと、
前記第1の表面形状データ(asd)において、前記測定領域(kt)それぞれの、各座標位置(x、y)における距離を示す第1の各領域表面形状データ(amd)を生成するステップと、
前記第1の各領域表面形状データ(amd)において、前記測定領域(kt)それぞれにおける、前記第1の基準面(DT)からの距離を示す値の代表値である第1の代表値(G1)を決定するステップと、
前記第1の代表値(G1)のデータの値から第2の基準面(DB)のデータの値を減算して、前記測定領域(kt)それぞれにおける、前記第2の基準面(DB)からの距離を示す値の代表値である第2の代表値(G2)を決定するステップと、
を含む測定方法である。
【発明の効果】
【0023】
以上の説明から明らかなように、本発明にあっては、以下に述べるような作用効果を奏する。
<<本願発明の共通する特徴>>
本発明の各発明に共通する事項は、それぞれの領域おける代表値を決定する処理構成は、特許文献1の発明における表面形状データ(「テーブル基準表面形状データ」(本願の
図14のstep3参照))の生成及び使用を行わない(本願の
図15の対比図参照)ことを特徴とするものである。
【0024】
<<阻害要因>>
前記「<特許文献1の中核的構成>」で述べたように、特許文献1の発明は、テーブル上面の測定域の全域(試料面12a)の各座標位置(x、y)における距離のデータ(各座標位置(x、y)における位相θを示すデータを含む)である基準位相データの値から、測定対象物の表面の全域の各座標位置(x、y)における距離を示すデータである測定対象物位相データの値を差し引く減算によるテーブル基準表面形状データ(特許文献1においては「表面形状データ」)の生成及び使用を、発明の目的を達成する中核的構成としているものである。
しかるに、本願の発明は、代表値を決定する処理構成において、特許文献1の発明のかかる中核的構成であるテーブル基準表面形状データ(特許文献1においては「表面形状データ」)という処理構成の無いものである。
そうすると、本願発明は、特許文献1の発明の中核的構成を否定していると言えるものであり、であるなら、特許文献1には本願の各発明に想到することを阻害する阻害要因があるとするのが相当である。
【0025】
本願明細書の実施例1は主に第3、7の発明に対応するものであり、実施例2は主に第4、8の発明に対応するものであり、実施例3は主に第1、5の発明に対応するものであり、実施例4は主に第2、6の発明に対応するものである。
【0026】
<<第1の発明の効果>>
第1の各領域表面形状データ生成部(15)で、測定対象物(W)の表面の測定を測定領域(kt)のみを測定域とした領域のみ測定とし、測定領域(kt)それぞれのみの測定データである第1の各領域表面形状データ(amd)を生成し、
第2の各領域表面形状データ生成部(10)で、第1の各領域表面形状データ(amd)の値から第2の基準面(DB)(射部材の表面の位置データにもとづいて、テーブル(2)の上面位置近傍に設定され基準面)のデータの値を差し引く減算によって、測定領域(kt)それぞれのみのデータである第2の各領域表面形状データ(tmd)を生成する。
よって、本願の第1の発明は、測定領域(kt)それぞれのみの測定データである第1の各領域表面形状データ(amd)から測定領域(kt)それぞれのみのデータである第2の各領域表面形状データ(tmd)を生成するものである。
第1の各領域表面形状データ(amd)は、測定領域(kt)それぞれの、第1の基準面(DT)からの測定対象物の表面の各座標位置(x、y)における距離を示すデータである。
第2の各領域表面形状データ(tmd)は、測定領域(kt)それぞれの、第2の基準面(DB)からの測定対象物の表面の各座標位置(x、y)における距離を示すデータである。
よって、第1の発明における第2の各領域表面形状データ(tmd)は、特許文献1の発明の第2の基準各領域表面形状データに相当するものである。(但し、第2の基準面(DB)は特許文献1の「表面形状データ」ではない。)
であるから、本願の第1の発明は、特許文献1の発明における、テーブルの上面の測定域の全域(試料面12a)の各座標位置(x、y)における距離値から測定対象物の表面の全域の各座標位置(x、y)における距離値を減算することによって生成するテーブル基準表面形状データ(特許文献1においては「表面形状データ」)を生成も使用もすることなく、特許文献1の第2の基準各領域表面形状データに相当する第2の各領域表面形状データ(tmd)を生成するものであるから、測定領域(kt)それぞれにおける代表値を決定するプロセスにおいて、その情報量及び情報処理量が少なくなるという作用効果を奏するものである。
そのことは、測定領域(kt)それぞれの代表値によって平坦度を判定する処理を、少ない情報処理によって迅速に行うことを実現するものである。
【0027】
また、本願の第1の発明の、第1の各領域表面形状データ(amd)は測定領域(kt)のみを測定域とした領域のみ測定であり、これに対して、特許文献1の発明の、測定対象物位相データは測定対象物の表面の全域の各座標位置(x、y)における距離のデータ(各座標位置(x、y)における位相θを示すデータ)とは、基本的に異なり、その情報量及び情報処理量は領域のみ測定(一部域測定)である本願第1の発明は、全域測定である特許文献1の発明に比べて少ないものであるから、この点でも、迅速な処理を実現するものである。
【0028】
<<第2の発明の効果>>
第1の各領域表面形状データ生成部(15)で、測定対象物(W)の表面の測定を測定領域(kt)のみを測定域とした領域のみ測定とし、測定領域(kt)それぞれの測定データである第1の各領域表面形状データ(amd)を生成し、
第1の代表値決定部(30)で、第1の各領域表面形状データ(amd)において、測定領域(kt)それぞれにおける第1の基準面(DT)からの距離を示す値の代表値である第1の代表値(G1)を決定し、
測定領域(kt)それぞれにおける第1の代表値(G1)の値からから第2の基準面(DB)の値を減算することで、測定領域(kt)それぞれにおける第2の代表値(G2)を決定するものである。
よって、本願の第2の発明は、特許文献1の発明の第2の基準各領域表面形状データに相当するデータの生成は無く、第2の基準各領域表面形状データにおける領域特定処理による第2の基準各領域表面形状データの生成は無く、第2の基準各領域表面形状データのおける第2の代表値の決定という構成もないものである。
よって、テーブルの上面の測定域の全域(試料面12a)の各座標位置(x、y)における距離値から測定対象物の表面の全域の各座標位置(x、y)における距離値を減算することによって生成する全域データであるテーブル基準表面形状データを生成する特許文献1の発明と対比して、第1の各領域表面形状データ(amd)において、測定領域(kt)それぞれにおける、第1の基準面(DT)からの距離を示す値の代表値である第1の代表値(G1)を決定し、第1の代表値(G1)の値からから第2の基準面(DB)の値を減算することで第2の代表値(G2)を決定する本願の第2の発明は、測定領域(kt)それぞれにおける代表値を決定するプロセスにおいて、その情報量及び情報処理量が少ないという作用効果を奏し、よって迅速な処理を実現するものである。
【0029】
また、本願の第2の発明の、第1の各領域表面形状データ(amd)は測定領域(kt)のみを測定域とした領域のみ測定であり、これに対して、特許文献1の発明の、測定対象物位相データは測定対象物の表面の全域の各座標位置(x、y)における距離のデータ(各座標位置(x、y)における位相θを示すデータ)とは、基本的に異なり、その情報量及び情報処理量は領域のみ測定(一部域測定)であり、全域測定である特許文献1の発明に比べて少ないものであるから、この点でも、迅速な処理を実現するものである。
そのことは、測定領域(kt)それぞれの代表値によって平坦度を判定する処理を、少ない情報処理によって迅速に行うことを実現するものである。
【0030】
前記「<特許文献1の中核的構成>」で述べたように、特許文献1の発明は、テーブルの上面の測定域の全域(試料面12a)の各座標位置(x、y)における距離のデータ(各座標位置(x、y)における位相θを示すデータ)である基準位相データの値から、測定対象物の表面の全域の各座標位置(x、y)における距離のデータ(各座標位置(x、y)における位相θを示すデータ)である測定対象物位相データの値を減算して生成されるテーブル基準表面形状データを、発明の目的を達成する中核的構成としているものである。
しかるに、本願の第2の発明は、特許文献1の発明のかかる中核的構成であるテーブル基準表面形状データの生成という処理構成が無い、すなわち、かかる中核的構成を否定する構成であるものである。
そうであるなら、特許文献1には本願の第2の発明に想到することを阻害する阻害要因があるとするのが相当である。
【0031】
<<第3発明の効果>>
本願の第3の発明は、
第1の表面形状データ生成部(8)で、測定対象物(W)の表面の第1の基準面(DT)からの各座標位置(x、y)における距離を示す第1の表面形状データ(asd)を生成し、
第1の各領域表面形状データ生成部(9)で、第1の表面形状データ(asd)において、測定対象物(W)の測定する領域である測定領域(kt)を特定して、測定領域(kt)それぞれの、各座標位置(x、y)における距離を示す第1の各領域表面形状データ(amd)を生成し、
第2の各領域表面形状データ生成部(10)で、第1の各領域表面形状データ(amd)において、前記測定領域(kt)それぞれにおける、第2の基準面(DB)からの測定対象物(W)の表面の距離を示す第2の各領域表面形状データ(tmd)を生成し、
第2の代表値決定部(11)で、第2の各領域表面形状データ(tmd)の測定領域(kt)それぞれにおける、第2の基準面(DB)からの距離を示す値の代表値である第2の代表値(G2)を決定する、という構成である。
【0032】
測定領域(kt)を特定しての測定処理は、第1の基準面(DT)からの測定対象物(W)の距離を示す第1の表面形状データ(asd)において行われているので、本願の第3の発明は、特許文献1の発明におけるテーブル基準表面形状データは生成されることはない。
特許文献1におけるテーブル基準表面形状データは、テーブルの上面の測定域の全域(試料面12a)の各座標位置(x、y)における距離のデータ(各座標位置(x、y)における位相θを示すデータ)である基準位相データの値から、測定対象物の表面の全域の各座標位置(x、y)における距離のデータ(各座標位置(x、y)における位相θを示すデータ)である測定対象物位相データの値を減算して生成されるものである。
すなわち、本願の第3の発明は、特許文献1の発明における大きな情報量であるテーブル基準表面形状データの生成も使用もないものであるので、測定領域(kt)それぞれにおける代表値を決定するプロセスにおいて、その処理情報量は小さく、よって、迅速な処理を可能としている。
そのことは、測定領域(kt)それぞれの代表値によって平坦度を判定する処理を、少ない情報処理によって迅速に行うことを実現するものである。
【0033】
前記「<特許文献1の中核的構成>」で述べたように、特許文献1の発明は、テーブルの上面の測定域の全域(試料面12a)の各座標位置(x、y)における距離のデータ(各座標位置(x、y)における位相θを示すデータ)である基準位相データの値から、測定対象物の表面の全域の各座標位置(x、y)における距離のデータ(各座標位置(x、y)における位相θを示すデータ)である測定対象物位相データの値を減算して生成されるテーブル基準表面形状データを、発明の目的を達成する中核的構成としているものである。
しかるに、本願の第3の発明は、特許文献1の発明のかかる中核的構成であるテーブル基準表面形状データの生成という処理構成が無い、すなわち、かかる中核的構成を否定する構成であるものである。
そうであるなら、特許文献1には本願の第2の発明に想到することを阻害する阻害要因があるとするのが相当である。
【0034】
<<第4の発明の効果>>
本願の第2の発明は、
第1の表面形状データ生成部(8)で、第1の基準面(DT)からの測定対象物(W)の表面の距離を示す第1の表面形状データ(asd)を生成し、
第1の各領域表面形状データ生成部(9)で、第1の表面形状データ(asd)において、測定対象物(W)の測定する領域である測定領域(kt)を特定して、測定領域(kt)それぞれの、各座標位置(x、y)における距離を示す第1の各領域表面形状データ(amd)を生成し、
第1の代表値決定部(30)で、第1の各領域表面形状データ(amd)において、第1の基準面(DT)からの測定領域(kt)それぞれの距離を示す値の代表値である第1の代表値(G1)を決定し、
第2の代表値決定部(31)で、第1の代表値(G1)において、測定領域(kt)それぞれにおける、第2の基準面(DB)からの距離を示す値の代表値である第2の代表値(G2)を決定する、という構成である。
【0035】
測定領域(kt)を特定しての測定処理は、第1の基準面(DT)からの測定対象物(W)の距離を示す第1の表面形状データ(asd)において行われているので、本願の第3の発明は、特許文献1の発明における「テーブル基準表面形状データ」(特許文献1においては「表面形状データ」)は生成されることはない。
特許文献1におけるテーブル基準表面形状データは、テーブルの上面の測定域の全域(試料面12a)の各座標位置(x、y)における距離のデータ(各座標位置(x、y)における位相θを示すデータ)である基準位相データの値から、測定対象物の表面の全域の各座標位置(x、y)における距離のデータ(各座標位置(x、y)における位相θを示すデータ)である測定対象物位相データの値を減算して生成されるものである。
すなわち、本願の第3の発明は、特許文献1の発明における大きな情報量であるテーブル基準表面形状データの生成も使用もないものであるので、測定領域(kt)それぞれにおける代表値を決定するプロセスにおいて、その処理情報量は小さく、よって、迅速な処理を可能としている。
そのことは、測定領域(kt)それぞれの代表値によって平坦度を判定する処理を、少ない情報処理によって迅速に行うことを実現するものである。
【0036】
前記「<特許文献1の中核的構成>」で述べたように、特許文献1の発明は、テーブルの上面の測定域の全域(試料面12a)の各座標位置(x、y)における距離のデータ(各座標位置(x、y)における位相θを示すデータ)である基準位相データの値から、測定対象物の表面の全域の各座標位置(x、y)における距離のデータ(各座標位置(x、y)における位相θを示すデータ)である測定対象物位相データの値を減算して生成されるテーブル基準表面形状データ」(特許文献1においては「表面形状データ」)を、発明の目的を達成する中核的構成としているものである。
しかるに、本願の第4の発明は、特許文献1の発明のかかる中核的構成であるテーブル基準表面形状データ(特許文献1においては「表面形状データ」)の生成という処理構成が無い、すなわち、かかる中核的構成を否定する構成であるものである。
そうであるなら、特許文献1には本願の第4の発明に想到することを阻害する阻害要因があるとするのが相当である。
【0037】
<<第5の発明の効果>>
前記第1の発明と同様の作用効果を奏する。
【0038】
<<第6の発明の効果>>
前記第2の発明と同様の作用効果を奏する。
【0039】
<<第7の発明の効果>>
前記第3の発明と同様の作用効果を奏する。
【0040】
<<第8の発明の効果>>
前記第4の発明と同様の作用効果を奏する。
前記第4の発明と同様の作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0041】
【
図1】本発明の実施例1の装置の機構部分の概略構成図。
【
図3】本発明の実施例1のプロセスを示すフローチャート図。
【
図4】本発明の実施例1のプロセスのポイント部分をイメージ的にあらわした模式図。
【
図6】本発明の実施例2のプロセスを示すフローチャート図。
【
図7】本発明の実施例2のプロセスのポイント部分をイメージ的にあらわした模式図。
【
図9】本発明の実施例3のプロセスを示すフローチャート図。
【
図10】本発明の実施例3のプロセスのポイント部分をイメージ的にあらわした模式図。
【
図12】本発明の実施例4のプロセスを示すフローチャート図。
【
図13】本発明の実施例4のプロセスのポイント部分をイメージ的にあらわした模式図。
【
図14】従来技術のプロセスのポイント部分をイメージ的にあらわした模式図。
【
図15】従来技術と本願発明の実施例とを比較する、プロセスのポイント部分をイメージ的にあらわした模式図。
【
図17】本発明の実施例5のプロセスのポイント部分をイメージ的にあらわした模式図。
【
図18】本発明の実施例5の測定部側を正面とし該正面からテーブル側を見た正面図。
【
図19】本発明の実施例6の測定部側を正面とし該正面からテーブル側を見た正面図。
【
図20】本発明の実施例7のプロセスのポイント部分をイメージ的にあらわした模式図。
【
図21】本発明の実施例7の測定部側を正面とし該正面からテーブル側を見た正面図。
【発明を実施するための形態】
【0042】
以下、本発明を実施するための最良の形態である実施例について説明する。但し、本発明をこれら実施例のみに限定する趣旨のものではない。また、後述する実施例の説明に当って、前述した実施例の同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【実施例0043】
図1~
図4に示す本発明の実施例1において、測定装置1は次に述べるような構成となっている。(本実施例1は、第3、第7の発明の実施例に相当する。)
<定義>
Z軸とは、下方に位置する測定部から上方に位置する透明テーブルに向かう直線軸のことである。
X軸とは、Z軸に直角な平面上の横向き軸のことである。
Y軸とは、Z軸に直角な平面上の縦向きの軸のことであり、かつ、X軸と前記平面上で直交する軸である。
XY平面とは、Z軸に直角に直交するX軸、Y軸を含む平面のことである。
高さ距離とは、Z軸方向の距離のことである。
各座標位置(x、y)は、XY平面における各測定位置のことである。
「測定域走査」とは、測定対象物Wの全域の測定ないし指定された測定域である指定測定域の全域を測定のために走査域であり、そのために、測定部12が複数の走査域(第1走査域、第2走査域・・・第n走査域(
図18参照))を走査する走査形態を含むことである。
【0044】
<測定装置1の構成>
下部側又は側部側に複数の突起部wtを有する測定対象物Wを載せる透明なテーブル2と、
テーブル2の下方に設けられた、テーブル2の上面に載せられた測定対象物Wに向けて、テーブル2の下方から照射光3を照射する光照射手段4と、
テーブル2の下方に設けられた、測定対象物Wからの照射光3の反射光をテーブル2の下方で受光する受光手段5と、
光照射手段4と受光手段5とを有する測定部12と、
テーブル2の上面の測定対象物Wの設置域の外側に設けられた反射部材36と(ここでは、セラミックス系塗料を塗布し接着されたものであるが、反射体を載せ置いたもの等でもよい。)、
制御部21と、を備え、
制御部21は、
測定部12側の基準位置ないし基準面を第1の基準面DTとし、
テーブル2の上面の第1の基準面DTからの距離(第1の基準面DTからテーブル2の上面までの距離)にもとづいて設定した基準位置ないし基準面、テーブル2の面(テーブル2の上面又は下面)に設けた反射部材36の表面の第1の基準面DTからの距離にもとづいて設定した基準位置ないし基準面、又は、テーブル2の面(テーブル2の上面又は下面)に設けた反射部材36の表面の第1の基準面DTからの距離の位置を任意のないし所定位置に移動させ設定した基準位置ないし基準面を第2の基準面DBとし、
測定対象物Wの表面の測定する領域を測定領域ktとし、
受光手段5で受光された測定対象物Wの測定対象物受光情報wGにもとづいて、測定対象物Wの表面の第1の基準面DTからの各座標位置(x、y)における距離を示す第1の表面形状データasdを生成する第1の表面形状データ生成部8と、
第1の表面形状データasdにおいて、測定領域ktそれぞれの距離情報を抽出して、各座標位置(x、y)における距離を示す第1の各領域表面形状データamdを生成する第1の各領域表面形状データ生成部9と、
第1の各領域表面形状データamdにおいて、第2の基準面DBからの測定対象物Wの表面の距離を示す第2の各領域表面形状データtmdを生成する第2の各領域表面形状データ生成部10と、
第2の各領域表面形状データtmdにおいて、測定領域ktそれぞれにおける、第2の基準面DBからの距離を示す値の代表値である第2の代表値G2を決定する第2の代表値決定部11と、
第2の代表値G2の分布が予め設定された基準を満たしているかを判定する判定部19と、を備えた構成である。
【0045】
光照射手段4は、ここではレーザ光線を照射光3としている。
受光手段5は、CMOSイメージセンサ又はCCDイメージセンサとするのがよい。
測定手法は、光切断法又は位相シフト法がよい。
但し、光照射手段、受光手段、測定手法は、上記のものに限定されるものではない。
【0046】
透明なテーブル2は石英ガラス製部材などの透過性のものであり、照射光3(ここではレーザ光線)はテーブル2を透過してしまい、受光手段5が受光(検出)できるレベルの反射光が生じないものである。よって、テーブル2の受光情報は無い。
【0047】
<第2の基準面DBの設定例1>
第2の基準面DBは、本実施例1においては、テーブル2の上面に設けた反射部材36の表面を受光手段5で撮影(受光)し、任意ないし所定の3か所ないし4か所の領域を特定し、その3か所ないし4か所の領域の代表値点(最も短い距離位置点、最も長い距離位置点又は各座標位置(x、y)における距離の平均値点を領域の中央点とする等)を決定し、該3か所ないし4か所の代表値点を結ぶ平面を第2の基準面DBとして、必要に応じて、所定の距離だけ上下移動させて、又は、オペレータの位置決め操作ないし自動位置決め操作によって上下移動させて、テーブル2の上面位置ないし該上面位置を含むテーブルの上面位置近傍に第2の基準面DBの設定を行う。
反射部材は、テーブル2の下面に設けた形態とするのもよい。
【0048】
反射部材36は測定対象物Wの載置域外に設けられている。
そもそも本発明にあっては、反射部材36の上面に測定対象物Wを載置した状態では、(1)反射部材36部分の測定対象物Wの表面部分の該反射部材36に遮られて測定ができないこと、(2)測定対処物(W)の反射部材36に乗った部分がテーブル2上面より浮き上がった位置となり測定対象物Wが基板に該当するテーブル2上面に正確に載置された形態が測定できないこと、(3)測定対象物Wの表面の全面と反射部材36の表面を同時に測定できないという、本願発明の目的を達成できないものとなってしまうものである。
【0049】
測定対象物Wの載置域は、後記実施例5,6(
図16、
図18、
図19、
図21参照)に示すように、四角形の囲い枠形態の位置決め部61をテーブル2の上面に設け、該位置決め部61の内側域を載置域62とするのがよい。そして、反射部材36は載置域62の外域に設ける。
【0050】
第2の基準面DBの設定は上記に限定されるものではなく、以下のようなものでもよい。
(1)例えば、テーブル2の上面位置そのものを測定し第2の基準面DBとして設定したもの、
(2)例えば、テーブル2の上面に突起部wtを下向きにして載置されている測定対象物Wの、該突起部wtの内で第1の基準面DTからの距離が最も短い位置の、例えば3点を特定し該3点を結ぶ平面を第2の基準面DBとして設定したもの、例えば2点を特定して該2点を結ぶ平面を第2の基準面DBとして設定したもの、例えば1点を特定し該1点位置をテーブル2の上面又は第1の基準面DTと平行な面に広げた平面を第2の基準面DBとして設定したもの、
(3)例えば、テーブル2の上面又は下面(ここでは上面)に設けた反射部材36の表面を受光手段5で撮影(受光)し、例えば任意の3か所の領域を特定し、その3か所の領域の代表値点(最も短い距離位置点、最も長い距離位置点又は各座標位置(x、y)における距離の平均値点を領域の中央点とする等)を決定し、該3か所の代表値点を結ぶ平面を第2の基準面DBとして設定したもの、
例えば、4点以上を特定して、それらの点から最小二乗法か擬似逆行列を使って平面を求めるもの、
例えば、2点を特定して、該2点を結ぶ平面を第2の基準面DBとして設定したもの、
例えば、1点を特定して、該1点位置をテーブル2の上面又は第1の基準面DTと平行な面に広げた平面を第2の基準面DBとして設定したもの、
(4)例えば、第1の基準面DTと平行な基準面をテーブルの上面の近傍に設定して第2の基準面DBとする、などなどがある。
【0051】
<測定領域ktの特定>
(1) 測定領域ktの特定は、測定対象物輝度情報wmdで表される濃淡画像nGのXY平面画像を、ディスプレイ33に表示し、マウス等の操作により測定域を枠等で囲い指定し、該枠を測定領域ktとして特定するのがよい。
測定対象物輝度情報wmdの取得や生成、濃淡画像nGの生成、測定領域ktの特定は、それぞれが、測定対象物Wの測定走査前でも測定走査後でもよいし、第1の表面形状データasdの生成の前でも生成の後でもよい。第1の表面形状データasdにおいて、測定領域kt、測定領域ktそれぞれの、各座標位置(x、y)における距離を示す第1の各領域表面形状データamが生成されるものは、前記事項の生成時期や取得時期の如何を問わず全て本発明の技術的範囲である。
濃淡画像は、白黒濃淡画像(グレースケール画像、例えば256諧調)、白黒二値画像、カラー濃淡画像、カラー二値画像などである。
(2) また、測定対象物Wの表面のCADデータに基づいて、測定領域ktの特定をするのもよい。この場合も、前記(1)と同様に、測定領域ktの特定の時期はいつでもよく、第1の表面形状データasdにおいて、測定領域kt、測定領域ktそれぞれの、各座標位置(x、y)における距離を示す第1の各領域表面形状データamが生成されるものは、前記事項の生成時期や取得時期の如何を問わず全て本発明の技術的範囲である。
【0052】
測定領域ktの特定は、上記(2)に限定されるものではない。
例えば、測定対象物輝度情報wmdと第1の表面形状データasdを得るための測定は、それぞれ別測定走査(一緒ではない測定走査)で行われるのもよい。例えば、1回目の測定走査で、測定対象物Wの表面の輝度測定を行い、その輝度情報で表される濃淡画像のXY平面をディスプレイに表示して測定領域ktを枠で指定し(特定し)記憶する。2回目の測定走査で、測定対象物Wの高さ距離測定を行い(輝度測定は行わない)、第1の表面形状データasdの生成を行う。
例えば、測定対象物WのCADデータから測定領域ktを取得したデータを、例えば、予め記憶しておくものもよい。
1回目の測定走査が終了すると自動的に2回目の測定走査が行われる。
また、受光手段5とは異なるカメラ等で撮影した濃淡画像を使用するのもよいし、該濃淡画像において取得した測定領域ktを、例えば、予め記憶しておくのもよい。
【0053】
(3) ディスプレイ33の表示による領域ktの特定は、濃淡画像nGの前に、CADデータに基づいて特定された測定領域ktを示す囲い枠を表示し、濃淡画像nGの測定領域とする箇所とずれている箇所は、囲い枠をマウス操作、キーボード操作等によって正確な位置に移動させて測定領域ktを特定するようにするのもよい。
【0054】
<処理ステップ>
処理ステップを主に
図1、
図3を参照して説明する。
step1<測定開始>
step2<距離情報と輝度情報の取得>
測定部12による測定域走査で取得した反射部材受光情報fGと測定対象物受光情報wGには、測定対象物Wと反射部材36の高さ距離情報、各座標位置(x、y)情報及び輝度情報が含まれ、それぞれ記憶される。
(a1)反射部材表面形状データ生成部22において、反射部材受光情報fGにもとづいて、第1の基準面DTからの各反射部材36の表面の各座標位置(x、y)における距離を示す反射部材表面形状データfsdが生成され、反射部材表面形状データ記憶部50に記憶される。
(a2)反射部材輝度情報生成部23において、反射部材受光情報fGにもとづいて、各反射部材36の輝度情報である反射部材輝度情報umd(各反射部材36の表面の各座標位置(x、y)における輝度情報)が生成され、反射部材輝度情報記憶部51に記憶される。
(b1)第1の表面形状データ生成部8において測定対象物受光情報wGにもとづいて、測定対象物Wの距離情報(第1の基準面DTからの測定対象物Wの表面の各座標位置(x、y)における距離を示す第1の表面形状データasd)が生成され、第1の表面形状データ記憶部52に記憶される。
(b2)測定対象物受光情報wGにもとづいて、測定対象物Wの輝度情報である測定対象物輝度情報wmd(測定対象物Wの表面の各座標位置(x、y)における輝度情報)は、測定対象物輝度情報記憶部53に記憶される。
反射部材36が複数ある場合について述べているが、反射部材36は、一つの囲い枠形で測定域の外周を囲う形態とするのもよい。
【0055】
step3<輝度情報及び距離情報のディスプレイへの表示>
反射部材表面形状データfsd、反射部材輝度情報umd、第1の表面形状データasd、測定対象物輝度情報wmdが取得されると、自動的にディスプレイ33(モニター)に、(1)反射部材輝度情報umdによる反射部材濃淡画像のXY平面画像と反射部材表面形状データfsdのXY平面画像との重なった形態が、測定部12側から見た形態(Z軸方向から見た平面であるXY平面で表された反射部材輝度情報umdと反射部材表面形状データfsd、図面でいうところの底面図)で表示され、(2)測定対象物輝度情報wmdによる測定対象物濃淡画像と第1の表面形状データasdとの重なった形態が、測定部12側(正面)から見た形態(Z軸方向から見たXY平面で表された測定対象物輝度情報wmdと第1の表面形状データasd、ディスプレイへの表示は図面でいうところの測定部12側(正面)から見た測定対象物側の正面図)で表示される。
【0056】
step4<領域の指定>
ディスプレイ33に表示されている反射部材輝度情報umdによる反射部材濃淡画像のXY平面画像、及び、測定対象物輝度情報wmdによる測定対象物濃淡画像のXY平面画像において、例えば、マウスポインターの操作によって、(1)反射部材濃淡画像の適宜な位置の3か所をそれぞれ囲い枠(例えば、サイズが変更自在でコピー・ペーストが可能な四角形の囲い枠)で囲う形態で反射部材領域ftを指定し、(2)測定対象物濃淡画面の突起部wtのそれぞれを囲い枠(例えば、サイズが変更自在でコピー・ペーストが可能な四角形の囲い枠)で囲う形態で測定領域ktを指定する。
【0057】
step5<領域の記憶と特定>
表示されている実行ボタン(図示せず省略)をクリックする。
反射部材領域特定部37は、指定された反射部材領域ftのデータである反射部材領域データftdを特定し記憶する。このとき、反射部材表面形状データfsdにおいて反射部材領域ftが位置した状態とされる。
測定領域特定部7は、指定された測定領域ktを特定しそのデータである測定領域データktdを測定領域記憶部72に記憶する。このとき、第1の表面形状データasdにおいて測定領域ktが位置した状態とされる。
【0058】
step6<第2基準面DBの設定>
ディスプレイ33に表示されている例えば「第2の基準面設定ボタン」をクリックして第2の基準面DBの設定を指示する。
第2の基準面の設定が指示されると、第2の基準面設定部40において、例えば3か所ないし4か所のそれぞれの反射部材領域ftの代表値点(3点ないし4点の代表値点)が決定され、3点ないし4点の代表値点を結ぶ平面からなる第2の基準面DBが生成される。必要に応じて、ディスプレイ33の画面上で第2の基準面DBの上下移動操作を行って位置を決定し設定を完了する。設定された第2の基準面DBのデータである第2の基準面データDBdは第2の基準面データ記憶部14に記憶される。
また、第2の基準面DBの設定は、走査が行われると自動的に設定されるようにしてもよい。
【0059】
step7<第1の各領域表面形状データamdの生成>
ディスプレイ33に表示されている例えば「各領域データ生成ボタン」をクリックして第1の各領域表面形状データamdの生成を指示する。
このとき既に、第1の表面形状データasdにおいて、第1の表面形状データasdに既に位置されている測定領域ktによって測定領域ktが特定されている。
生成が指示されると、第1の各領域表面形状データ生成部9において、測定領域ktそれぞれの距離情報を抽出して、各座標位置(x、y)における距離を示す第1の各領域表面形状データamdが生成され、第1の各領域表面形状データ記憶部55に記憶される。
【0060】
step8<第2の各領域表面形状データtmdの生成>
第1の各領域表面形状データamdが生成されると、自動的に、第2の各領域表面形状データ生成部10において、第1の各領域表面形状データamdにおいて、第2の基準面DBからの測定対象物Wの表面の距離を示す第2の各領域表面形状データtmdが生成され、第2の各領域表面形状データ記憶部56に記憶される。
【0061】
step9<第2の代表値G2の決定>
第2の各領域表面形状データtmdが生成されると、自動的に、第2の代表値決定部11において、第2の各領域表面形状データtmdにおいて、測定領域ktそれぞれにおける、第2の基準面DBからの距離を示す値の代表値である第2の代表値G2を決定し、そのデータである第2の代表値データG2dを第2の代表値記憶部57に記憶する。
【0062】
step10<判定>
第2の代表値データG2dが生成されると、自動的ないないし手動操作によって、判定部19において、第2の代表値G2の分布が予め設定された基準を満たしているかを判定して、そのデータである判定データjudを判定データ記憶部58に記憶する。
【0063】
step4~step9ないしstep10は自動的に処理されるようにしてもよい。
また、測定領域ktが測定対象物Wの測定以前に予め記憶されている場合は、反射部材領域ftの指定操作以外は、自動的に処理されるようにしてもよい。
また、第2の基準面DBが測定前に予め記憶されており、かつ、測定領域ktが測定以前に予め記憶されている場合は、測定開始をすると全てのstepが自動的に実行処理されるようにしてもよい。
【0064】
本実施例1では、第2の表面形状データtsdを生成する第2の表面形状データ生成部59が設けられていて、第2の表面形状データtsdは第2の表面形状データ記憶部60に記憶される。
第2の表面形状データtsdは、第1の表面形状データasdの各座標位置(x、y)における値から第2の基準面データDBdの各座標位置(x、y)における値を減算処理して生成した、各座標位置(x、y)における距離を示すデータであり、それは測定対象物のWの表面の3次元形状をあらわす3Dデータであり、ディスプレイに測定対象物Wの形状を3次元形状で表示させることができるものである。しかるに、第1の表面形状データasdも測定対象物のWの表面の3次元形状をあらわすデータであるが、それは、第1の基準面DTからの距離を示すものである。
第2の表面形状データtsdは、第2の代表値(G2)を生成(特定、決定)するプロセスにおいては使用されない。
実施例3,4においても第2の表面形状データtsdの生成は行うが、図においては省略している。
【0065】
<第2の表面形状データ(tsd)の生成>
[付記A1]
測定対象物(W)を載せる透明なテーブル(2)と、
前記テーブル(2)の下方に設けられた、前記テーブル(2)の上面に載せられた前記測定対象物(W)に向けて、前記テーブル(2)の下方から照射光(3)を照射する光照射手段(4)と、
前記テーブル(2)の下方に設けられた、前記測定対象物(W)からの前記照射光(3)の反射光を前記テーブル(2)の下方で受光する受光手段(5)と、
前記光照射手段(4)と前記受光手段(5)とを有する測定部(12)と、
前記測定対象物(W)の測定領域(kt)を特定する又は予め特定しておく測定領域特定部(7)と、
前記測定領域(kt)それぞれにおいて、第1の基準面(DT)からの前記測定対象物(W)の表面の各座標位置(x、y)における距離を示す第1の各領域表面形状データ(amd)を生成する第1の各領域表面形状データ生成部(15)と、
前記測定領域(kt)それぞれにおいて、前記第1の各領域表面形状データ(amd)の値から第2の基準面(DB)のデータの値を減算して、前記第2の基準面(DB)からの前記測定対象物(W)の表面の各座標位置(x、y)における距離を示す第2の各領域表面形状データ(tmd)を生成する第2の各領域表面形状データ生成部(10)と、
前記第2の各領域表面形状データ(tmd)において、前記測定領域(kt)それぞれにおける、前記第2の基準面(DB)からの距離を示す値の代表値である第2の代表値(G2)を決定する第2の代表値決定部(17)と、
前記受光手段(5)で受光された前記測定対象物(W)の受光情報にもとづいて、前記第1の基準面(DT)からの前記測定対象物(W)の表面の各座標位置(x、y)における距離を示す第1の表面形状データ(asd)を生成する第1の表面形状データ生成部(8)と、
前記第1の表面形状データ(asd)の各座標位置(x、y)における値から前記第2の基準面(DB)の各座標位置(x、y)における値を減算して、前記第2の基準面(DB)からの前記測定対象物(W)の表面形状をあらわす第2の表面形状データ(tsd)を生成する第2の表面形状データ生成部(59)と、を備え、
前記第1の基準面(DT)は前記測定部(12)側の基準位置ないし基準面であり、
前記第2の基準面(DB)は、前記テーブル(2)の上面の前記第1の基準面(DT)からの距離にもとづいて設定した基準位置ないし基準面であり、前記テーブル(2)の面に設けた反射部材の表面の前記第1の基準面(DT)からの距離にもとづいて設定した基準位置ないし基準面であり、又は、前記テーブル(2)の面に設けた反射部材の表面の前記第1の基準面(DT)からの距離の位置を任意ないし所定の位置に移動させ設定した基準位置ないし基準面であり、
以上のごとく構成されたことを特徴とする測定装置。
[付記A2]
測定対象物(W)を載せる透明なテーブル(2)と、
前記テーブル(2)の下方に設けられた、前記テーブル(2)の上面に載せられた前記測定対象物(W)に向けて、前記テーブル(2)の下方から照射光(3)を照射する光照射手段(4)と、
前記テーブル(2)の下方に設けられた、前記測定対象物(W)からの前記照射光(3)の反射光を前記テーブル(2)の下方で受光する受光手段(5)と、
前記光照射手段(4)と前記受光手段(5)とを有する測定部(12)と、
前記測定対象物(W)の測定領域(kt)を特定する又は予め特定しておく測定領域特定部(7)と、
前記測定領域(kt)それぞれにおいて、第1の基準面(DT)からの前記測定対象物(W)の表面の各座標位置(x、y)における距離を示す第1の各領域表面形状データ(amd)を生成する第1の各領域表面形状データ生成部(15)と、
前記第1の各領域表面形状データ(amd)において、前記測定領域(kt)それぞれにおける、前記第1の基準面(DT)からの距離を示す値の代表値である第1の代表値(G1)を決定する第1の代表値決定部(30)と、
前記第1の代表値(G1)のデータの値から第2の基準面(DB)のデータの値を減算して、前記測定領域(kt)それぞれにおける、前記第2の基準面(DB)からの距離を示す値の代表値である第2の代表値(G2)を決定する第2の代表値決定部(11)と、
前記受光手段(5)で受光された前記測定対象物(W)の受光情報にもとづいて、前記第1の基準面(DT)からの前記測定対象物(W)の表面の各座標位置(x、y)における距離を示す第1の表面形状データ(asd)を生成する第1の表面形状データ生成部(8)と、
前記第1の表面形状データ(asd)の各座標位置(x、y)における値から前記第2の基準面(DB)の各座標位置(x、y)における値を減算して、前記第2の基準面(DB)からの前記測定対象物(W)の表面形状をあらわす第2の表面形状データ(tsd)を生成する「第2の表面形状データ生成部(59)と、を備え、
前記第1の基準面(DT)は前記測定部(12)側の基準位置ないし基準面であり、
前記第2の基準面(DB)は、前記テーブル(2)の上面の前記第1の基準面(DT)からの距離にもとづいて設定した基準位置ないし基準面であり、前記テーブル(2)の面に設けた反射部材の表面の前記第1の基準面(DT)からの距離にもとづいて設定した基準位置ないし基準面であり、又は、前記テーブル(2)の面に設けた反射部材の表面の前記第1の基準面(DT)からの距離の位置を任意ないし所定の位置に移動させ設定した基準位置ないし基準面であり、
以上のごとく構成されたことを特徴とする測定装置。
[付記A3]
測定対象物(W)を載せる透明なテーブル(2)と、
前記テーブル(2)の下方に設けられた、前記テーブル(2)の上面に載せられた前記測定対象物(W)に向けて、前記テーブル(2)の下方から照射光(3)を照射する光照射手段(4)と、
前記テーブル(2)の下方に設けられた、前記測定対象物(W)からの前記照射光(3)の反射光を前記テーブル(2)の下方で受光する受光手段(5)と、
前記光照射手段(4)と前記受光手段(5)とを有する測定部(12)と、
前記測定対象物(W)の測定領域(kt)を特定する又は予め特定しておく測定領域特定部(7)と、
前記受光手段(5)で受光された前記測定対象物(W)の受光情報にもとづいて、第1の基準面(DT)からの前記測定対象物(W)の表面の各座標位置(x、y)における距離を示す第1の表面形状データ(asd)を生成する第1の表面形状データ生成部(8)と、
前記第1の表面形状データ(asd)において、前記測定領域(kt)それぞれの、前記第1の基準面(DT)からの前記測定対象物(W)の表面の各座標位置(x、y)における距離を示す第1の各領域表面形状データ(amd)を生成する第1の各領域表面形状データ生成部(9)と、
前記測定領域(kt)それぞれにおいて、前記第1の各領域表面形状データ(amd)の値から第2の基準面(DB)のデータの値を減算して、前記第2の基準面(DB)からの前記測定対象物(W)の表面の各座標位置(x、y)における距離を示す第2の各領域表面形状データ(tmd)を生成する第2の各領域表面形状データ生成部(10)と、
前記第2の各領域表面形状データ(tmd)において、前記測定領域(kt)それぞれにおける、前記第2の基準面(DB)からの距離を示す値の代表値である第2の代表値(G2)を決定する第2の代表値決定部(11)と、
前記第1の表面形状データ(asd)の各座標位置(x、y)における値から前記第2の基準面(DB)の各座標位置(x、y)における値を減算して、前記第2の基準面(DB)からの前記測定対象物(W)の表面形状をあらわす第2の表面形状データ(tsd)を生成する第2の表面形状データ生成部(59)と、を備え、
前記第1の基準面(DT)は前記測定部(12)側の基準位置ないし基準面であり、
前記第2の基準面(DB)は、前記テーブル(2)の上面の前記第1の基準面(DT)からの距離にもとづいて設定した基準位置ないし基準面であり、前記テーブル(2)の面に設けた反射部材の表面の前記第1の基準面(DT)からの距離にもとづいて設定した基準位置ないし基準面であり、又は、前記テーブル(2)の面に設けた反射部材の表面の前記第1の基準面(DT)からの距離の位置を任意ないし所定の位置に移動させ設定した基準位置ないし基準面であり、
以上のごとく構成されたことを特徴とする測定装置。
[付記A4]
測定対象物(W)を載せる透明なテーブル(2)と、
前記テーブル(2)の下方に設けられた、前記テーブル(2)の上面に載せられた前記測定対象物(W)に向けて、前記テーブル(2)の下方から照射光(3)を照射する光照射手段(4)と、
前記テーブル(2)の下方に設けられた、前記測定対象物(W)からの前記照射光(3)の反射光を前記テーブル(2)の下方で受光する受光手段(5)と、
前記光照射手段(4)と前記受光手段(5)とを有する測定部(12)と、
前記測定対象物(W)の測定領域(kt)を特定する又は予め特定しておく測定領域特定部(7)と、
前記受光手段(5)で受光された前記測定対象物(W)の受光情報にもとづいて、第1の基準面(DT)からの前記測定対象物(W)の表面の各座標位置(x、y)における距離を示す第1の表面形状データ(asd)を生成する第1の表面形状データ生成部(8)と、
前記第1の表面形状データ(asd)において、前記測定領域(kt)それぞれの、前記第1の基準面(DT)からの前記測定対象物(W)の表面の各座標位置(x、y)における距離を示す第1の各領域表面形状データ(amd)を生成する第1の各領域表面形状データ生成部(9)と、
前記第1の各領域表面形状データ(amd)において、前記測定領域(kt)それぞれにおける、前記第1の基準面(DT)からの距離を示す値の代表値である第1の代表値(G1)を決定する第1の代表値決定部(30)と、
前記第1の代表値(G1)のデータの値から第2の基準面(DB)のデータの値を減算して、前記測定領域(kt)それぞれにおける、前記第2の基準面(DB)からの距離を示す値の代表値である第2の代表値(G2)を決定する第2の代表値決定部(31)と、
前記第1の表面形状データ(asd)の各座標位置(x、y)における値から第2の基準面(DB)の各座標位置(x、y)における値を減算して、前記第2の基準面(DB)からの前記測定対象物(W)の表面形状をあらわす第2の表面形状データ(tsd)を生成する第2の表面形状データ生成部(59)と、を備え、
前記第1の基準面(DT)は前記測定部(12)側の基準位置ないし基準面であり、
前記第2の基準面(DB)は、前記テーブル(2)の上面の前記第1の基準面(DT)からの距離にもとづいて設定した基準位置ないし基準面であり、前記テーブル(2)の面に設けた反射部材の表面の前記第1の基準面(DT)からの距離にもとづいて設定した基準位置ないし基準面であり、又は、前記テーブル(2)の面に設けた反射部材の表面の前記第1の基準面(DT)からの距離の位置を任意ないし所定の位置に移動させ設定した基準位置ないし基準面であり、
以上のごとく構成されたことを特徴とする測定装置。
【0066】
本発明は、企業から提供されている既成の測定部とコントローラからなる測定システムを使用することにより、当業者であれば容易に実施可能である。そお既成の測定システム例を下記に紹介する。
<位相シフト法の測定部例>
例えば、位相シフト法を測定手法とした、左右2つのプロジェクタからなる照射部とその中央に設けたカメラ(受光部・光検出部)を備えた測定部とコントローラからなる測定システム(株式会社キーエンス製「XG-8000シリーズXR-HT40MD」)が提供されている。これは、試料に対して、左右2つのプロジェクタから高速で投影される複数のストライプパターン(縞模様)を、中央のカメラ(光検出部・受光部)で撮影(受光)して、測定部側の基準位置から試料の表面までの各座標位置(x、y)の高さ距離を測定取得し、該各座標位置(x、y)の高さで表される3次元形状データと各座標位置(x、y)における輝度レベルを得ることができる。
【0067】
<光切断法の測定部例>
例えば、光切断法を測定手法とした、株式会社キーエンス製の「LJ-V7000シリーズ」の測定部とコントローラからなる測定システムがある。光切断法は、ライン状の切断面の形状(プロファイル)を取得する方法であるため、試料に対して、光切断を行う切断位置を一方向に連続的に変化させて連続的にプロファイル(ライン状の切断面の形状)を取得し、得られたプロファイルを合成することで距離画像である3次元形状データと各座標位置(x、y)における輝度レベルを取得する。照射光は405nmの青紫色レーザ光線である。
例えば、Z軸(高さ)の繰り返し精度(対象物の定点を繰り返し測定したときのばらつき)は0.2μmと0.4μmのものがある。
<共焦点方式の測定部例>
例えば、共焦点方式を測定手法とした、株式会社キーエンス製の「CL-3000シリーズLT-9000 シリーズ」」の測定部とコントローラからなる測定システムがある。これは、投光(照射)と受光が同軸になるように配置し、試料にピントが合った光のみがピンホール上で一点に集光されるように設計され、波長ごとに集光位置が異なる光を対象物に照射し、受光スペクトルから波長焦点位置を検出することで、対象物の高さ距離を測定する。この照射受光ユニットをXY方向に走査することで3次元形状データと各座標位置(x、y)における輝度レベルを得ることができる。
以上述べた測定システム例は一例であって、複数の企業から多様な測定部およびコントローラからなる測定システムが提供されている。
【0068】
そして、こうしたメーカーから提供されている既成の測定部およびコントローラのシステムにおいては、照射光ユニット側に第1の基準面DTが既に設定されている、ないし、設定されるようになっている。
以上のstepによるものであるので、実施例1における、第2の各領域表面形状データ生成部10は設けられず、よって第2の各領域表面形状データtmdは生成されず、よって第2の各領域表面形状データ記憶部56は設けられず、そして、実施例1に設けてはいない、第1の代表値決定部30が設けられ、よって第1の代表値データG1dが生成され、よって第1の代表値データ記憶部58が設けられ、第2の代表値決定のプロセスが異なるものとなっている。