JP2000074621A - Displacement measuring method - Google Patents

Displacement measuring method

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JP2000074621A
JP2000074621A JP10242074A JP24207498A JP2000074621A JP 2000074621 A JP2000074621 A JP 2000074621A JP 10242074 A JP10242074 A JP 10242074A JP 24207498 A JP24207498 A JP 24207498A JP 2000074621 A JP2000074621 A JP 2000074621A
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JP
Japan
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light intensity
objective lens
measured
light
curve
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Application number
JP10242074A
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Japanese (ja)
Inventor
Kuniaki Yanagisawa
邦晃 柳澤
Yoshinori Ikeda
芳則 池田
Shintaro Koike
慎太郎 小池
Akira Nishiki
亮 西木
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a displacement measuring method which can measure the position and displacement of a measured body with high precision irrelevantly to the surface state of the measured body. SOLUTION: The light emitted by a light source 12 is condensed by an objective 15 to irradiate the surface of the measured body 16 and the light reflected by the surface of the measured body 16 is received by a photodetector 20. On the surface of the measured body 16, the light intensity curve is found while the objective 15 is moved along the optical axis. A threshold Pth is found from plural light intensity curves which are thus obtained, the gravity center position of the area encircled with the light intensity curves and the threshold, and the focus position of the objective 15 when objective 15 is at the gravity center position is decided as the surface position of the measured body 16.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は変位測定方法に関す
る。特に、被測定物の表面位置や表面変位を非接触で計
測するための変位測定方法に関する。
[0001] The present invention relates to a displacement measuring method. In particular, the present invention relates to a displacement measurement method for measuring a surface position and a surface displacement of an object to be measured without contact.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の変位測定装置の構成を図1に示
す。この変位測定装置1は共焦点光学系を用いたもので
あって、レーザーダイオードのような光源2から出射さ
れた光はコリメートレンズ3を通過して平行光となり、
ビームスプリッタ4を通過する。ビームスプリッタ4を
通過した光は、対物レンズ5によって集光され、被測定
物6の表面に照射される。被測定物6の表面で反射され
た光は、再び対物レンズ5を通ってビームスプリッタ4
に入射し、ビームスプリッタ4で方向を90度曲げられ
た光は、集光レンズ7で集光され、集光レンズ7の焦点
位置に配置されたピンホール8を通過した光のみが光検
出器9に入射し、光強度を計測される。
2. Description of the Related Art The configuration of a conventional displacement measuring device is shown in FIG. This displacement measuring device 1 uses a confocal optical system, and light emitted from a light source 2 such as a laser diode passes through a collimating lens 3 and becomes parallel light.
It passes through the beam splitter 4. The light that has passed through the beam splitter 4 is condensed by the objective lens 5 and illuminates the surface of the DUT 6. The light reflected on the surface of the device under test 6 passes through the objective lens 5 again and passes through the beam splitter 4.
Is incident on the beam splitter 4, and the light whose direction is bent by 90 degrees is condensed by the condenser lens 7, and only the light that has passed through the pinhole 8 disposed at the focal position of the condenser lens 7 is a photodetector. 9 and the light intensity is measured.

【0003】この変位測定装置1においては、対物レン
ズ5は光軸方向(図1の上下方向)に移動調整できるよ
うになっており、対物レンズ5を光軸方向に沿って移動
させる場合、光検出器9で計測される光強度は対物レン
ズ5の位置に応じて図2に示すように変化し、被測定物
6の表面(光照射位置)と対物レンズ5との距離が対物
レンズ5の有効焦点距離に等しくなったときに光検出器
9の光強度Pが最大値Pmaxとなる。従って、この光強
度Pの変化(光強度曲線)から光強度が最大値Pmaxと
なるときの対物レンズ5の位置z0を求めれば、その位
置z0から対物レンズ5の焦点位置だけ離れた位置を被
測定物6の表面の位置として計測することができる。
In this displacement measuring apparatus 1, the objective lens 5 can be moved and adjusted in the direction of the optical axis (up and down direction in FIG. 1). The light intensity measured by the detector 9 changes as shown in FIG. 2 according to the position of the objective lens 5, and the distance between the surface of the measured object 6 (light irradiation position) and the objective lens 5 is When it becomes equal to the effective focal length, the light intensity P of the photodetector 9 becomes the maximum value Pmax. Accordingly, if the position z 0 of the objective lens 5 when the light intensity reaches the maximum value Pmax is obtained from the change (light intensity curve) of the light intensity P, a position distant from the position z 0 by the focal position of the objective lens 5 is obtained. Can be measured as the position of the surface of the DUT 6.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記のような変位測定
装置1においては、被測定物6の表面が鏡面に近い場合
には、対物レンズ5の位置を変化させたときの光強度P
は、図2に示したような形状の安定した山形の光強度曲
線となり、高精度の位置計測が可能である。
In the displacement measuring apparatus 1 as described above, when the surface of the measured object 6 is close to a mirror surface, the light intensity P when the position of the objective lens 5 is changed is changed.
Is a stable chevron-shaped light intensity curve having a shape as shown in FIG. 2, and highly accurate position measurement is possible.

【0005】しかし、被測定物6の表面に凹凸がある
と、光を照射された箇所の微細でランダムな凹凸によ
り、図3や図4に示すような光強度曲線が得られる。こ
のような不規則な光強度曲線から光強度最大値に相当す
る点(光強度最大時の対物レンズの位置)z0を判別す
ることは困難であり、高精度の位置計測や変位計測がで
きなかった。
However, if the surface of the object 6 has irregularities, light intensity curves as shown in FIGS. 3 and 4 can be obtained due to fine and random irregularities at the portions irradiated with light. Such irregular that the light intensity curve corresponding to the light intensity maximum value (light intensity maximum when the objective lens position) to determine the z 0 is difficult, can position measurement or displacement measurement precision Did not.

【0006】また、光強度曲線の最大値から被測定物の
表面位置を検出する方法では、ノイズ等によって大きな
光強度が突発的に検出された場合(図10参照)には過
った計測結果が出力されることになり、計測動作が不安
定になりやすかった。
In the method of detecting the surface position of an object to be measured from the maximum value of the light intensity curve, when a large light intensity is suddenly detected due to noise or the like (see FIG. 10), an excessive measurement result is obtained. Was output, and the measurement operation was likely to be unstable.

【0007】なお、鏡面とは、表面粗さRaが0.01
μm以下の表面をいい、凹凸面とは表面粗さRaが0.
01〜1μm程度の表面をいう。
The mirror surface is defined as having a surface roughness Ra of 0.01.
μm or less, and the uneven surface means a surface roughness Ra of 0.
It refers to a surface of about 01 to 1 μm.

【0008】本発明は上述の技術的問題点を解決するた
めになされたものであり、その目的とするところは、被
測定物の表面状態の良否にかかわらず、被測定物の位置
や変位を高精度に計測することができる変位測定方法及
び変位測定装置を提供することにある。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned technical problems, and an object of the present invention is to determine the position and displacement of an object to be measured irrespective of the quality of the surface condition of the object. An object of the present invention is to provide a displacement measuring method and a displacement measuring device capable of measuring with high accuracy.

【0009】[0009]

【発明の開示】請求項1に記載した変位測定方法は、対
物レンズを通して被測定物に光を投射し、被測定物から
の反射光を受光し、前記対物レンズの焦点位置を光軸方
向に沿って移動させることによって対物レンズの焦点移
動に伴う光強度の変化を計測し、光強度の変化を表わす
曲線からしきい値を求め、当該曲線としきい値によって
囲まれた領域の重心を求め、当該重心位置から被測定物
の変位を測定することを特徴とするものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a displacement measuring method, wherein light is projected onto an object to be measured through an objective lens, reflected light from the object is received, and a focal position of the objective lens is shifted in an optical axis direction. Measure the change in light intensity due to the focal point movement of the objective lens by moving along, find the threshold from the curve representing the change in light intensity, find the center of gravity of the area surrounded by the curve and the threshold, The displacement of the object to be measured is measured from the position of the center of gravity.

【0010】本発明によれば、光強度の変化を表わす曲
線からしきい値を求め、当該曲線としきい値によって囲
まれた領域の重心を求め、当該重心位置から被測定物の
表面の変位を測定するようにしているので、対物レンズ
の焦点移動方向におけるサンプリング間隔よりも小さな
精度で被測定物の変位を求めることができ、従来よりも
測定精度を向上させることができるという特徴がある。
さらに、しきい値を設定して当該しきい値以上のデータ
を用いているので、不要なノイズ成分を除き、より測定
精度を向上させることができる。
According to the present invention, a threshold value is obtained from a curve representing a change in light intensity, a center of gravity of an area surrounded by the curve and the threshold value is obtained, and a displacement of the surface of the object to be measured is obtained from the position of the center of gravity. Since the measurement is performed, the displacement of the object to be measured can be obtained with an accuracy smaller than the sampling interval in the focal point moving direction of the objective lens, and the measurement accuracy can be improved as compared with the related art.
Further, since a threshold value is set and data equal to or higher than the threshold value is used, unnecessary noise components can be removed, and the measurement accuracy can be further improved.

【0011】また、この変位測定装置によれば、光強度
曲線の重心位置から被測定物の表面位置を求めているの
で、ノイズ等によって突発的に大きな光強度が計測され
ても、それに影響されることなく安定した計測結果を得
ることができる。
Further, according to this displacement measuring device, since the surface position of the object to be measured is obtained from the position of the center of gravity of the light intensity curve, even if suddenly large light intensity is measured by noise or the like, it is affected by it. And stable measurement results can be obtained.

【0012】また、請求項2に記載した変位測定方法
は、対物レンズを通して被測定物に光を投射し、被測定
物からの反射光を受光し、前記対物レンズの焦点位置を
光軸方向に沿って移動させることによって対物レンズの
焦点移動に伴う光強度の変化を計測し、光強度の変化を
表わす曲線と近似した所定の曲線を求め、当該近似曲線
に基づいて被測定物の変位を測定することを特徴とする
ものである。例えば、近似曲線の中心線や重心、最大値
を基準にして被測定物の変位を求めることができる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a displacement measuring method, wherein light is projected onto an object to be measured through an objective lens, reflected light from the object is received, and a focal position of the objective lens is shifted in an optical axis direction. Along with moving the objective lens, the change in light intensity due to the focus movement of the objective lens is measured, a predetermined curve approximating a curve representing the change in light intensity is obtained, and the displacement of the object to be measured is measured based on the approximate curve. It is characterized by doing. For example, the displacement of the measured object can be obtained based on the center line, the center of gravity, and the maximum value of the approximate curve.

【0013】また、合成された光強度の変化を表わす曲
線と近似した所定の曲線を求め、当該近似曲線に基づい
て被測定物の表面の変位を測定するようにすれば、理想
に近い曲線によって対物レンズの焦点位置を定め、それ
によって被測定物の変位を求めることができる。
Further, if a predetermined curve approximating a curve representing the change of the synthesized light intensity is determined and the displacement of the surface of the object to be measured is measured based on the approximate curve, a curve close to the ideal can be obtained. The focal position of the objective lens can be determined, and thereby the displacement of the measured object can be obtained.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】(第1の実施形態)図5は本発明
の第1の実施形態による変位測定装置11の構成を示す
図である。光源12はレーザーダイオードやレーザー駆
動回路等によって構成されており、光源12から出射さ
れる光(レーザー光)は、オートパワーコントローラ
(APC)23によって一定の光強度となるように自動
調整されている。光源12は、その発光点がコリメート
レンズ13の焦点位置となるように配置されており、光
源12から出射された発散光はコリメートレンズ13に
よって平行光に変換される。コリメートレンズ13を通
過して平行光となった光は、ビームスプリッタ14に入
射し、その一部がビームスプリッタ14を透過して対物
レンズ15に入射する。
(First Embodiment) FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a displacement measuring device 11 according to a first embodiment of the present invention. The light source 12 includes a laser diode, a laser driving circuit, and the like, and light (laser light) emitted from the light source 12 is automatically adjusted by an auto power controller (APC) 23 to have a constant light intensity. . The light source 12 is arranged such that its light emitting point is the focal position of the collimator lens 13, and the divergent light emitted from the light source 12 is converted by the collimator lens 13 into parallel light. The light that has passed through the collimator lens 13 and turned into parallel light enters the beam splitter 14, and a part of the light passes through the beam splitter 14 and enters the objective lens 15.

【0015】対物レンズ15にはレンズ駆動装置21が
設けられており、対物レンズ15はレンズ駆動装置21
により一定振幅、一定周期で駆動される。例えば、レン
ズ駆動装置21としては、ボイスコイルに発生させた交
番磁界により対物レンズ15に設けた磁性体に磁力を及
ぼすことにより、振幅100μm、周波数1kHzで対
物レンズ15を光軸方向に振動させるものを用いること
ができる。また、対物レンズ15の近傍には、対物レン
ズ15の位置を高精度に検出することができる位置セン
サ22を設けている。
The objective lens 15 is provided with a lens driving device 21.
Is driven at a constant amplitude and a constant cycle. For example, the lens driving device 21 vibrates the objective lens 15 in the optical axis direction at an amplitude of 100 μm and a frequency of 1 kHz by applying a magnetic force to a magnetic body provided on the objective lens 15 by an alternating magnetic field generated in a voice coil. Can be used. In addition, a position sensor 22 that can detect the position of the objective lens 15 with high accuracy is provided near the objective lens 15.

【0016】対物レンズ15を透過した光は、対物レン
ズ15によって集光され、対物レンズ15に対向させて
静置された被測定物16に照射される。被測定物16で
反射した光は、再び対物レンズ15を通過し、その一部
はビームスプリッタ14で反射される。ビームスプリッ
タ14で反射された光は、方向を90度曲げられて集光
レンズ17に入射する。集光レンズ17の焦点位置には
ピンホール19を開口された遮光板18が設けられてお
り、集光レンズ17を通過した光はピンホール19に集
められる。ピンホール19を通過した光は、フォトダイ
オードやフォトトランジスタ、CCD等からなる光検出
器20で受光される。
The light transmitted through the objective lens 15 is condensed by the objective lens 15 and is applied to an object 16 to be measured, which is set to face the objective lens 15 and stand still. The light reflected by the DUT 16 passes through the objective lens 15 again, and a part of the light is reflected by the beam splitter 14. The light reflected by the beam splitter 14 is turned by 90 degrees and enters the condenser lens 17. A light-shielding plate 18 having a pinhole 19 is provided at a focal position of the condenser lens 17, and light passing through the condenser lens 17 is collected in the pinhole 19. The light passing through the pinhole 19 is received by a photodetector 20 including a photodiode, a phototransistor, a CCD, and the like.

【0017】位置センサ22で検出されている対物レン
ズ15の位置情報及び光検出器20で計測されている光
強度の値Pは、データ処理部24へ送られる。従って、
データ処理部24では、レンズ駆動装置21で対物レン
ズ15を振動させながら、位置センサ22からの位置情
報と光検出器20からの光強度の値Pを取り込み、必要
な処理を施すことにより、例えば図2に示したような光
強度曲線を計測することができる。
The position information of the objective lens 15 detected by the position sensor 22 and the light intensity value P measured by the photodetector 20 are sent to a data processing unit 24. Therefore,
The data processing unit 24 captures the position information from the position sensor 22 and the value P of the light intensity from the photodetector 20 while oscillating the objective lens 15 with the lens driving device 21 and performs necessary processing, for example, A light intensity curve as shown in FIG. 2 can be measured.

【0018】変位測定装置11は、図6に示すように、
微細な凹凸のある被測定物表面に光を照射しながら、対
物レンズ15を光軸方向に移動させて光強度の変化を計
測し、光強度曲線Bを求めて記憶する。こうして得た光
強度曲線Bが図7に示すようなものであったとすると、
データ処理部24は光強度曲線Bに基づいてしきい値P
thを設定する。しきい値Pthを決める方法の1つは、光
強度曲線Bの最大値P maxのα%(ただし、0≦α<1
00)とすることである。つまり、Pth=α×Pmax
100によりしきい値を決める。しきい値Pthを決める
別な方法は、図8に示すように、予めサンプル測定によ
り対物レンズ15の位置z3、z4(大まかな被測定物1
6の存在領域に対応する対物レンズ15の位置)を求め
ておき、区間[z3、z4]における光強度曲線下の面積
の、光強度軸方向の重心PGを求め、これをしきい値P
th=PGとする。
As shown in FIG. 6, the displacement measuring device 11
While irradiating light on the surface of the DUT with fine irregularities,
Move the object lens 15 in the optical axis direction and measure the change in light intensity.
Then, a light intensity curve B is obtained and stored. The light thus obtained
If the intensity curve B is as shown in FIG.
The data processing unit 24 determines a threshold value P based on the light intensity curve B.
Set th. Threshold PthOne way to decide
Maximum value P of intensity curve B maxΑ% (where 0 ≦ α <1
00). That is, Pth= Α × Pmax/
The threshold is determined by 100. Threshold PthDecide
Another method, as shown in FIG.
Of the objective lens 15Three, ZFour(Rough DUT 1
(The position of the objective lens 15 corresponding to the existing area of No. 6)
In advance, the interval [zThree, ZFour], The area under the light intensity curve
Of the center of gravity P in the light intensity axis directionGAnd calculate this as the threshold P
th= PGAnd

【0019】図7に示したような光強度曲線Bが、対物
レンズ15の位置zの関数としてf(z)で表されると
するし、いずれかの方法でしきい値Pthを求めると、デ
ータ処理部24は、光強度曲線f(z)から次の(1)式
により対物レンズ15の移動方向の重心位置zGを求め
る。なお、(1)式において、z1、z2は光強度Pがしき
い値Pthに等しいときの対物レンズ15の位置である。
そして、データ処理部24は、図9に示すように重心位
置zGを求め、対物レンズ15がその重心位置zGにある
ときの焦点位置を被測定物16の表面位置と判定する。
It is assumed that a light intensity curve B as shown in FIG. 7 is represented by f (z) as a function of the position z of the objective lens 15, and the threshold value P th is obtained by any of the methods. , The data processing unit 24 obtains the barycentric position z G in the moving direction of the objective lens 15 from the light intensity curve f (z) by the following equation (1). In the expression (1), z 1 and z 2 are positions of the objective lens 15 when the light intensity P is equal to the threshold value P th .
Then, the data processing unit 24 obtains the center of gravity position z G as shown in FIG. 9, and determines the focal position when the objective lens 15 is at the center of gravity position z G as the surface position of the DUT 16.

【0020】[0020]

【数1】 (Equation 1)

【0021】なお、光強度合成曲線f(z)が対物レン
ズ15の離散位置ziのデータf(zi)である場合に
は、対物レンズ15の移動方向の重心位置zGは、次の
(2)式で求められる。
[0021] Note that when the light intensity synthesizing curve f (z) is the data f of the discrete positions zi of the objective lens 15 (zi) is the center of gravity position z G in the moving direction of the objective lens 15, the following
It is obtained by equation (2).

【0022】[0022]

【数2】 (Equation 2)

【0023】こうして、この変位測定装置11によれ
ば、被測定物表面の変位量や基準位置からの変位、ある
いは変位測定装置11からの距離を計測することができ
る。あるいは、上記のようにしてマクロな2点(つま
り、前記移動ピッチδに比べて大きな距離離れた2点)
を計測すれば、その変位や高低差なども計測することが
できる。例えば、セラミック基板やその上に印刷された
電極の高さ方向の変位や厚みを測定することができる。
In this way, according to the displacement measuring device 11, it is possible to measure the displacement of the surface of the object to be measured, the displacement from the reference position, or the distance from the displacement measuring device 11. Alternatively, two macro points as described above (that is, two points separated by a distance larger than the moving pitch δ)
, The displacement, height difference, etc. can be measured. For example, it is possible to measure the displacement and the thickness in the height direction of the ceramic substrate and the electrodes printed thereon.

【0024】また、共焦点光学系を用いた本発明の変位
測定装置11によれば、光強度曲線の重心位置から被測
定物16の表面位置を求めているので、不安定な状況で
計測していて、対物レンズ15を移動させながら光強度
を計測している時にノイズ等によって突発的に大きな値
が計測されても(つまり、図10のように光強度曲線に
スパイクが生じても)、それに影響されることなく、比
較的安定した計測結果が得られる。これに対し、従来例
のように光強度曲線の最大値から被測定物16の表面位
置を求める方法では、ノイズ等によってスパイク状に突
出した光強度が計測されると、ただちに過った計測結果
が出力され、計測結果が不安定になり易かった。
According to the displacement measuring apparatus 11 of the present invention using a confocal optical system, since the surface position of the object 16 is obtained from the position of the center of gravity of the light intensity curve, the measurement can be performed in an unstable state. Therefore, even when a large value is suddenly measured due to noise or the like while measuring the light intensity while moving the objective lens 15 (that is, even if a spike occurs in the light intensity curve as shown in FIG. 10), A relatively stable measurement result can be obtained without being affected by this. On the other hand, in the method of obtaining the surface position of the DUT 16 from the maximum value of the light intensity curve as in the conventional example, if the light intensity protruding in a spike shape due to noise or the like is measured, the measurement result that was immediately passed. Was output, and the measurement result was likely to be unstable.

【0025】また、この実施形態にあっては、光強度曲
線Bの重心位置から被測定物16の位置や変位を演算す
ることにより、対物レンズ15の移動方向におけるサン
プリング間隔よりも小さな精度で被測定物16の位置や
変位を求めることができる。さらに、不要なノイズ成分
を除くため、光強度のしきい値Pth以上の光強度Pから
重心位置を求めているので、より測定精度を向上させる
ことができる。
In this embodiment, the position and displacement of the object 16 are calculated from the position of the center of gravity of the light intensity curve B, so that the position of the object 16 is smaller than the sampling interval in the moving direction of the objective lens 15. The position and displacement of the measurement object 16 can be obtained. Furthermore, since the position of the center of gravity is determined from the light intensity P equal to or higher than the light intensity threshold Pth in order to remove unnecessary noise components, the measurement accuracy can be further improved.

【0026】(第2の実施形態)つぎに、本発明の第2
の実施形態を説明する。この実施形態では、図11に示
すように、光強度合成曲線Bを曲線近似し、その近似曲
線Cの基準位置から被測定物16の表面位置を求める。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described.
An embodiment will be described. In this embodiment, as shown in FIG. 11, the light intensity synthesis curve B is approximated by a curve, and the surface position of the DUT 16 is obtained from the reference position of the approximate curve C.

【0027】例えば近似曲線Cを次の(3)式とする。た
だし、a、b、cは定数である。 k(z)=a・exp{−b(z−c)2} …(5) データ処理部24は、最小二乗法などにより演算から定
数a、b、cの値を定める。そして、この近似曲線Cの
中心z=cを基準位置とし、対物レンズ15がその基準
位置にあるときの対物レンズ15の焦点位置を被測定物
16の表面位置と判定する。あるいは、この近似曲線C
の中心z=cから一定距離だけ外れた位置を基準位置と
し、対物レンズ15がその基準位置にあるときの焦点位
置を被測定物16の表面位置と判定してもよい。
For example, the approximate curve C is expressed by the following equation (3). Here, a, b, and c are constants. k (z) = a · exp {−b (z−c) 2 } (5) The data processing unit 24 determines the values of the constants a, b, and c from the calculation by the least square method or the like. Then, the center z = c of the approximate curve C is set as a reference position, and the focal position of the objective lens 15 when the objective lens 15 is at the reference position is determined as the surface position of the DUT 16. Alternatively, the approximate curve C
May be determined as the reference position, and the focal position when the objective lens 15 is at the reference position may be determined as the surface position of the DUT 16.

【0028】なお、近似曲線としては、上記関数以外の
関数をもちいてもよいことはもちろんである。
It is needless to say that a function other than the above function may be used as the approximate curve.

【0029】また、近似曲線を得た後は、図12に示す
ように、近似曲線が最大値Pmaxとなる位置zmaxに対物
レンズ15が位置しているときの焦点位置に被測定物1
6の表面が位置していると判定してもよい。あるいは、
近似曲線を得た後は、第1の実施形態の場合と同様にし
て近似曲線の重心位置を求め、その重心位置に対物レン
ズ15が位置しているときの焦点位置に被測定物16の
表面が位置していると判定してもよい。
After obtaining the approximate curve, as shown in FIG. 12, the DUT 1 is moved to the focal position when the objective lens 15 is located at the position zmax where the approximate curve has the maximum value Pmax.
6 may be determined to be located. Or,
After the approximate curve is obtained, the position of the center of gravity of the approximate curve is obtained in the same manner as in the first embodiment, and the surface of the DUT 16 is positioned at the focal position when the objective lens 15 is located at the position of the center of gravity. May be determined to be located.

【0030】このように近似曲線を用いる方法では、理
想に近い曲線の焦点位置を定めることができるという特
徴がある。
As described above, the method using the approximate curve has a feature that the focal position of the curve close to the ideal can be determined.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来例による変位測定装置の構成を示す概略図
である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a conventional displacement measuring device.

【図2】上記変位測定装置により計測した理想的な光強
度曲線を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an ideal light intensity curve measured by the displacement measuring device.

【図3】表面に凹凸のある被測定物から得た光強度曲線
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a light intensity curve obtained from an object to be measured having an uneven surface.

【図4】表面に凹凸のある被測定物から得た別な光強度
曲線を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing another light intensity curve obtained from an object to be measured having an uneven surface.

【図5】本発明の一実施形態による変位測定装置の構成
を示す概略図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of a displacement measuring device according to an embodiment of the present invention.

【図6】被測定物の表面を拡大して示す図である。FIG. 6 is an enlarged view of the surface of the device under test.

【図7】被測定物の表面で計測された光強度曲線を示す
図である。
FIG. 7 is a diagram showing a light intensity curve measured on the surface of a measurement object.

【図8】光強度のしきい値を決める方法を説明する図で
ある。
FIG. 8 is a diagram illustrating a method for determining a threshold value of light intensity.

【図9】被測定物の表面位置を検出する方法を説明する
図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a method for detecting a surface position of an object to be measured.

【図10】光強度曲線にスパイク状のノイズが乗った状
態を説明する図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a state in which a spike-like noise is on a light intensity curve.

【図11】本発明の別な実施形態において、被測定物の
表面位置を検出する方法を説明する図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a method for detecting a surface position of an object to be measured in another embodiment of the present invention.

【図12】本発明のさらに別な実施形態において、被測
定物の表面位置を検出する方法を説明する図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating a method for detecting a surface position of an object to be measured in still another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 光源 14 ビームスプリッタ 15 対物レンズ 16 被測定物 17 集光レンズ 19 ピンホール 20 光検出器 21 レンズ駆動装置 22 位置センサ 24 データ処理部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Light source 14 Beam splitter 15 Objective lens 16 Object to be measured 17 Condensing lens 19 Pinhole 20 Photodetector 21 Lens driving device 22 Position sensor 24 Data processing unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小池 慎太郎 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 西木 亮 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 Fターム(参考) 2F065 AA02 AA09 AA17 AA30 DD04 FF44 FF67 GG06 JJ01 JJ02 JJ18 JJ25 LL30 NN02 QQ01 QQ08 QQ18 QQ23 QQ29  ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Shintaro Koike 2-26-10 Tenjin, Nagaokakyo-shi, Kyoto, Japan Inside Murata Manufacturing Co., Ltd. (72) Ryo Nishiki 2-26-10 Tenjin, Nagaokakyo-shi, Kyoto, Japan F-term in Murata Manufacturing (reference) 2F065 AA02 AA09 AA17 AA30 DD04 FF44 FF67 GG06 JJ01 JJ02 JJ18 JJ25 LL30 NN02 QQ01 QQ08 QQ18 QQ23 QQ29

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 対物レンズを通して被測定物に光を投射
し、被測定物からの反射光を受光し、前記対物レンズの
焦点位置を光軸方向に沿って移動させることによって対
物レンズの焦点移動に伴う光強度の変化を計測し、光強
度の変化を表わす曲線からしきい値を求め、当該曲線と
しきい値によって囲まれた領域の重心を求め、当該重心
位置から被測定物の変位を測定することを特徴とする変
位測定方法。
1. A focal point shift of an objective lens by projecting light onto an object to be measured through an objective lens, receiving reflected light from the object to be measured, and moving a focal position of the objective lens along an optical axis direction. The change in light intensity is measured, and the threshold is determined from the curve representing the change in light intensity, the center of gravity of the area surrounded by the curve and the threshold is determined, and the displacement of the device under test is measured from the position of the center of gravity. A displacement measurement method.
【請求項2】 対物レンズを通して被測定物に光を投射
し、被測定物からの反射光を受光し、前記対物レンズの
焦点位置を光軸方向に沿って移動させることによって対
物レンズの焦点移動に伴う光強度の変化を計測し、光強
度の変化を表わす曲線と近似した所定の曲線を求め、当
該近似曲線に基づいて被測定物の変位を測定することを
特徴とする変位測定方法。
2. Focus shift of the objective lens by projecting light onto the object through the objective lens, receiving reflected light from the object, and moving the focal position of the objective lens along the optical axis direction. Measuring a change in light intensity associated with the measurement, obtaining a predetermined curve approximating a curve representing the change in light intensity, and measuring a displacement of the object to be measured based on the approximate curve.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002090127A (en) * 2000-09-19 2002-03-27 Olympus Optical Co Ltd Three-dimensional information gaining method, cofocal scanning microscope and storage medium readable by computer

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