JP2003042729A - Apparatus and method for noncontact measurement of shape - Google Patents

Apparatus and method for noncontact measurement of shape

Info

Publication number
JP2003042729A
JP2003042729A JP2001229987A JP2001229987A JP2003042729A JP 2003042729 A JP2003042729 A JP 2003042729A JP 2001229987 A JP2001229987 A JP 2001229987A JP 2001229987 A JP2001229987 A JP 2001229987A JP 2003042729 A JP2003042729 A JP 2003042729A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
shape
data
random
projecting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001229987A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Hironaka
浩二 弘中
Tadashi Takagaki
正 高垣
Kazuyoshi Kishida
一義 岸田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Plant Technologies Ltd
Original Assignee
Hitachi Industries Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Industries Co Ltd filed Critical Hitachi Industries Co Ltd
Priority to JP2001229987A priority Critical patent/JP2003042729A/en
Publication of JP2003042729A publication Critical patent/JP2003042729A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus and a method for the noncontact measurement of a shape wherein the shape of a substrate and that of a solder bump can be found quickly by medium. SOLUTION: A noncontact shape measuring apparatus is provided with a random light projection means which projects random light while the angle of incidence on a measuring object of projection light from a light source is set at a prescribed angle, a polarization means by which reflected light from the measuring object obtained by projecting the random light at the prescribed angle is polarized to the random light, light having a light component parallel to a reflecting surface and light having a light component perpendicular to the reflecting surface, a detection means of detecting the polarized light, a storage means by which resolution data obtained by a preliminary measurement and data regarding an inspection means are stored, and a shape calculation and processing means which calculates the shape of the measuring object by using detected result data obtained by the detection means, by using the resolution data and by using data regarding the inspection method.

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、基板上のハンダバ
ンプにレーザ光を投射し、その反射光を受光素子で受光
してハンダバンプの形状を測定する非接触形状測定装置
及び非接触形状測定方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-contact shape measuring apparatus and a non-contact shape measuring method for projecting a laser beam onto a solder bump on a substrate and receiving the reflected light with a light receiving element to measure the shape of the solder bump. It is a thing.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、電子部品における接合部のハン
ダバンプの高さは、測定対象物に光を投射し、その反射
光を受光素子にて受けてハンダバンプ高さを測定すると
いう三角測量法を用いて測定されている。
2. Description of the Related Art Generally, the height of a solder bump at a joint portion in an electronic component is measured by a triangulation method in which light is projected onto an object to be measured and the reflected light is received by a light receiving element to measure the height of the solder bump. Is being measured.

【0003】上記三角測量法を用いた測定方法の応用例
として、実開平6−88709号公報に記載の考案があ
る。この考案によれば、測定対象物に対して斜め45°
上方向から直線偏光を投射し、反射光を入射光と同一の
偏光状態の成分となるように偏光フィルタを設けること
により、更にハンダバンプ上での焦点合わせなどの作業
短縮を実現させている。
As an application example of the measurement method using the triangulation method, there is a device described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 6-88709. According to this invention, it is inclined at 45 ° with respect to the measuring object.
By projecting linearly polarized light from above and providing a polarization filter so that the reflected light has the same polarization state component as the incident light, work such as focusing on the solder bumps can be further shortened.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、測定対
象物からの反射光の光強度は、測定対象物の材質によっ
て大きく異なるため、基板とハンダバンプとを同じゲイ
ンで同時に測定することが困難であるという不具合があ
った。また、ハンダバンプへ投光したレーザ光の一部が
基板に向かって反射し、更にその反射光が基板にて再反
射する場合があるが、この場合、基板にて再反射した反
射光と、ハンダバンプからの反射光とを同時に受光する
ことで、多重反射による誤測定が起きるという不具合が
あった。この多重反射による誤測定は、基板の上面を測
定する際においても起こり得る問題であった。
However, since the light intensity of the reflected light from the object to be measured greatly differs depending on the material of the object to be measured, it is difficult to simultaneously measure the substrate and the solder bump with the same gain. There was a problem. Further, a part of the laser beam projected to the solder bump may be reflected toward the substrate, and the reflected light may be re-reflected on the substrate. In this case, the reflected light re-reflected on the substrate and the solder bump There is a problem that an erroneous measurement due to multiple reflection occurs by simultaneously receiving the reflected light from the. The erroneous measurement due to the multiple reflection is a problem that can occur even when measuring the upper surface of the substrate.

【0005】また上記実開平6−88709号公報に記
載の方法によっても、媒質の種類やレーザ光の入射角度
によっては、入射光成分と同じ成分を持つ反射光が得ら
れるとは限らず、また、反射光が得られた場所しか高さ
測定を行うことができないという不具合があった。更に
直線偏光の成分を変える度に、反射光用の偏光フィルタ
も変更しなければならないという不具合があった。
The method disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 6-88709 does not always provide reflected light having the same component as the incident light component, depending on the type of medium and the incident angle of the laser light. However, there is a problem that the height can be measured only at the place where the reflected light is obtained. Further, there is a problem that the polarization filter for reflected light must be changed every time the component of linearly polarized light is changed.

【0006】そこで本発明の目的は、上記不具合を解消
し、多重反射による測定誤差を抑え、ゲインや偏向フィ
ルタを変更することなく、速やかに基板及びハンダバン
プの形状を媒質別に求めることができる非接触形状測定
装置及び非接触形状測定方法を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to solve the above problems, suppress measurement errors due to multiple reflections, and quickly obtain the shape of the substrate and the solder bump for each medium without changing the gain or the deflection filter. It is to provide a shape measuring device and a non-contact shape measuring method.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の非接触形状測定装置は、光源からの投射光
の測定対象物への入射角度を所定の角度として、ランダ
ム光を投射するランダム光投射手段と、この所定の角度
で投射して得られた測定対象物からの反射光を、ランダ
ム光と,反射面に平行な光成分の光と,反射面に垂直な
光成分の光と,に偏光する偏光手段と、該偏光手段によ
り偏光された光をそれぞれ検出する検出手段と、予め測
定して得られた分解能データと,検査方法に関するデー
タと,を格納する記憶手段と、前記検出手段にて得られ
た検出結果データと,前記記憶手段に格納された前記分
解能データ及び検査方法に関するデータと,を用いて測
定対象物の形状を算出する形状算出処理手段と、を有す
る。
In order to achieve the above object, the non-contact shape measuring apparatus of the present invention projects random light with the incident angle of the projection light from the light source on the object to be measured being a predetermined angle. Random light projection means and reflected light from the measuring object obtained by projecting at this predetermined angle are random light, light having a light component parallel to the reflecting surface, and light having a light component perpendicular to the reflecting surface. And a polarization means for polarizing the light, detection means for respectively detecting the light polarized by the polarization means, storage means for storing resolution data obtained by measurement in advance, and data relating to an inspection method, and Shape detection processing means for calculating the shape of the measuring object using the detection result data obtained by the detection means and the resolution data and the inspection method data stored in the storage means.

【0008】また本発明の上記非接触形状測定装置にお
ける前記測定ユニットは、前記ランダム光投射手段から
測定対象物に投射された投射光の測定面に対する入射角
がブリュースター角となるように傾動可能とする。
Further, the measuring unit in the non-contact shape measuring apparatus of the present invention can be tilted so that the incident angle of the projection light projected from the random light projecting means onto the measurement object with respect to the measurement surface becomes the Brewster angle. And

【0009】また本発明の非接触形状測定方法は、基板
上面や基板上にある屈折率の異なる測定対象物に光源か
らの光を投射して得られる前記測定対象物からの反射光
を検出することにより前記測定対象物の形状を求める非
接触形状測定方法であって、前記光源の入射角度を所定
の角度としてランダム光を投射する工程と、この所定の
角度で投射して得られた測定対象物からの反射光を、ラ
ンダム光と,反射面に平行な光成分の光と,反射面に垂
直な光成分の光と,に偏光する工程と、偏光されたそれ
ぞれの光を検出して得られた検出結果データと,予め測
定して得られた分解能データならびに検査方法に関する
データと,を用いて測定対象物の形状を算出する工程
と、を有する。
Further, the non-contact shape measuring method of the present invention detects the reflected light from the measurement object obtained by projecting the light from the light source onto the measurement object having a different refractive index on the upper surface of the substrate or on the substrate. A non-contact shape measuring method for obtaining the shape of the measuring object by means of: projecting random light with an incident angle of the light source as a predetermined angle; and a measuring object obtained by projecting at the predetermined angle. Obtained by detecting the polarized light from the object into a random light, a light component of light parallel to the reflecting surface, and a light component of light perpendicular to the reflecting surface, and detecting each polarized light. And a step of calculating the shape of the measurement target using the obtained detection result data, the resolution data obtained by measuring in advance, and the data relating to the inspection method.

【0010】更に本発明の上記非接触形状測定方法にお
いて、前記光源からの測定対象物への投射光の所定の入
射角度をブリュースター角とする。
Further, in the above-mentioned non-contact shape measuring method of the present invention, a predetermined incident angle of the projection light from the light source onto the object to be measured is defined as Brewster's angle.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態による
非接触形状測定装置を、図1に基づいて詳細に説明す
る。ここで、図1は本発明の一実施形態による非接触形
状測定装置の概略構成図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A non-contact shape measuring apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to FIG. Here, FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a non-contact shape measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.

【0012】<本発明の非接触形状測定装置の構成>本
発明の非接触形状測定装置は、大別して、測定対象物た
る基板が載置されたテーブル1と、測定対象物の高さや
形状をレーザ光を用いて測定するための測定ユニット4
と、前記テーブル1及び前記測定ユニット4に配線によ
り電気的に接続された制御装置18と、から構成されて
いる。以下、各部の詳細な構成を説明する。
<Construction of the non-contact shape measuring apparatus of the present invention> The non-contact shape measuring apparatus of the present invention is roughly classified into a table 1 on which a substrate as an object to be measured is placed and a height and shape of the object to be measured. Measuring unit 4 for measuring with laser light
And a control device 18 electrically connected to the table 1 and the measurement unit 4 by wiring. The detailed configuration of each unit will be described below.

【0013】<テーブル>前記テーブル1は、図中X軸
方向及びY軸方向に移動可能に構成されている。また前
記テーブル1上には、例えばガラスエポキシ基板(以
下、基板という)2が載置されており、前記基板2上の
接合部には複数のハンダバンプ3が設けられている。
<Table> The table 1 is configured to be movable in the X-axis direction and the Y-axis direction in the drawing. On the table 1, for example, a glass epoxy substrate (hereinafter referred to as substrate) 2 is placed, and a plurality of solder bumps 3 are provided at the joints on the substrate 2.

【0014】<測定ユニット>前記測定ユニットは、投
射光の測定面に対する入射角がブリュースター角度θ
となるように、任意角度24に傾けることができるよう
構成されている。また、この測定ユニット4には、三角
測量法を用いて測定対象物の形状を測定するためにラン
ダム光を投射するレーザ投光器5が設けられており、こ
のレーザ投光器5の下方には、前記レーザ投光器5から
投射された光を、ポリゴンミラー22を介して測定対象
物表面に集光するためのスキャンレンズ6が設けられて
いる。更に、スキャンレンズ6から投射された光16の
測定対象物上からの反射光17を集光するように、集光
レンズ23が備えられている。
<Measurement Unit> The measurement unit is
The incident angle of the incident light on the measurement surface is the Brewster angle θ M
So that it can be tilted at an arbitrary angle 24 so that
It is configured. In addition, this measuring unit 4 has a triangular
Run to measure the shape of the measured object using the surveying method.
A laser projector 5 for projecting dam light is provided.
Below the laser projector 5 from the laser projector 5
Measures the projected light through the polygon mirror 22.
The scan lens 6 for condensing on the surface of the object is provided
There is. Furthermore, the light 16 projected from the scan lens 6
To collect the reflected light 17 from the object to be measured,
A lens 23 is provided.

【0015】前記集光レンズ23の上方には偏向ミラー
7とプリズム8とが設けられており、集光レンズ23で
集光された光が前記偏向ミラー7にて方向を変え、プリ
ズム8に入射するように構成されている。また前記プリ
ズム8は、前記偏向ミラー7から入射するランダム光を
分光し、受光素子9とビームスプリッタ11とに入射す
るように構成されている。受光素子9は、増幅演算アン
プ10と配線により電気的に接続している。
A deflection mirror 7 and a prism 8 are provided above the condenser lens 23, and the light condensed by the condenser lens 23 changes its direction at the deflection mirror 7 and is incident on the prism 8. Is configured to. Further, the prism 8 is configured to disperse the random light incident from the deflection mirror 7 into the light receiving element 9 and the beam splitter 11. The light receiving element 9 is electrically connected to the amplification operation amplifier 10 by wiring.

【0016】前記受光素子9は、スポット状の光の位置
を検出できる半導体位置検出素子(PSD:Position S
ensitive Detector)である。このような半導体位置検
出素子からなる受光素子9は、投射された光のエネルギ
ーにより励起された正と負の電荷の流れを作るため、受
光素子9の両端の出力電極までの距離に逆比例するよう
な電流として取り出すことによって、スポット位置を測
定することができ、同時に光強度も測定することができ
る。また前記増幅演算アンプ10は、受光素子9が受光
することによって発生した電流を増幅し且つ電圧に変換
した後、演算するものであり、前記ビームスプリッタ1
1は、分光された反射光を成分別に偏光するためのもの
である。
The light receiving element 9 is a semiconductor position detecting element (PSD: Position S Position) capable of detecting the position of spot-like light.
ensitive Detector). Since the light receiving element 9 including such a semiconductor position detecting element creates a flow of positive and negative charges excited by the energy of the projected light, it is inversely proportional to the distance to the output electrodes at both ends of the light receiving element 9. By taking out as such a current, the spot position can be measured, and at the same time, the light intensity can be measured. The amplification operational amplifier 10 amplifies a current generated by the light receiving element 9 receiving light and converts the current into a voltage, and then performs an operation.
Reference numeral 1 is for polarizing the reflected light that has been separated into individual components.

【0017】また測定ユニット4には、前記ビームスプ
リッタ11で偏光された一方の光が受光素子12に入射
し且つ他方の光が受光素子14に入射するように、受光
素子12,14が備えられている。更に、受光素子12
は増幅演算アンプ13と配線により電気的に接続し、受
光素子14は増幅演算アンプ15と配線により電気的に
接続している。
The measuring unit 4 is also provided with light receiving elements 12 and 14 so that one light polarized by the beam splitter 11 enters the light receiving element 12 and the other light enters the light receiving element 14. ing. Further, the light receiving element 12
Is electrically connected to the amplification calculation amplifier 13 by wiring, and the light receiving element 14 is electrically connected to the amplification calculation amplifier 15 by wiring.

【0018】ここで、前記受光素子12は反射面に平行
な方向の光成分(以下、p波という)を受光するもので
あり、スポット状の光の位置と光強度とを検出できる半
導体位置検出素子で形成されている。一方、前記受光素
子14は反射面に垂直な光成分(以下、s波という)を
受光するものであり、受光素子9,12と同様、光強度
とスポット状の光の位置を検出できる半導体位置検出素
子である。また、増幅演算アンプ13は、受光素子12
が受光することにより発生した電流を増幅し且つ電圧に
変換するものであり、増幅演算アンプ15は、受光素子
14が受光することによって発生した電流を増幅し且つ
電圧に変換するものである。
Here, the light receiving element 12 receives a light component (hereinafter referred to as a p-wave) in a direction parallel to the reflecting surface, and semiconductor position detection capable of detecting the position and light intensity of spot-like light. It is formed of elements. On the other hand, the light receiving element 14 receives a light component (hereinafter referred to as s wave) perpendicular to the reflecting surface, and like the light receiving elements 9 and 12, the semiconductor position capable of detecting the light intensity and the position of the spot-like light. It is a detection element. In addition, the amplification operation amplifier 13 includes a light receiving element 12
Amplifies the current generated by receiving light and converts it into a voltage, and the amplification operational amplifier 15 amplifies the current generated by receiving light by the light receiving element 14 and converts it into a voltage.

【0019】<制御装置>前記制御装置18は、測定ユ
ニット4と、増幅演算アンプ10,13,15と、レー
ザ投光器5を構成する半導体レーザと、を制御するため
のものである。この制御装置は、測定ユニットの傾きの
制御,各増幅演算アンプ10,13,15から入力され
たアナログデータのデジタルデータへの変換処理,電流
値の変位量への変換処理およびキーボード(図示せず)
から入力した各種データの処理等を行うCPU20と、
このCPU20で行った処理結果やキーボードからの各
種入力データを格納するメモリ21と、レーザ投光器5
及び各増幅演算アンプ10,13,15との交信を行う
インターフェース(図示せず)等を備えている。またこ
の制御装置18には、該制御装置18で行った測定結果
やキーボードからの各種入力データを表示するモニタ1
9が取り付けられている。
<Control Device> The control device 18 is for controlling the measurement unit 4, the amplification operation amplifiers 10, 13, 15 and the semiconductor laser which constitutes the laser projector 5. This control device controls the inclination of the measuring unit, converts analog data input from the respective amplification operation amplifiers 10, 13, 15 into digital data, converts current values into displacement amounts, and a keyboard (not shown). )
A CPU 20 for processing various data input from
The memory 21 for storing the processing result performed by the CPU 20 and various input data from the keyboard, and the laser projector 5
And an interface (not shown) for communicating with each of the amplification operation amplifiers 10, 13, and 15. In addition, the control device 18 has a monitor 1 for displaying measurement results performed by the control device 18 and various input data from the keyboard.
9 is attached.

【0020】<本実施形態における測定動作>以上のよ
うに構成された非接触形状測定装置におけるハンダバン
プ形状の測定動作を、図1から図3に基づいて以下説明
する。ここで、図2は本実施形態の非接触形状測定装置
におけるハンダバンプ形状の測定動作を示すフローチャ
ートである。また図3は、前記ハンダバンプ形状の測定
動作における投射光の走査方法を説明するための図であ
る。
<Measuring Operation in this Embodiment> The measuring operation of the solder bump shape in the non-contact shape measuring apparatus configured as described above will be described below with reference to FIGS. 1 to 3. Here, FIG. 2 is a flowchart showing a solder bump shape measuring operation in the non-contact shape measuring apparatus of the present embodiment. Further, FIG. 3 is a diagram for explaining a scanning method of projected light in the solder bump shape measuring operation.

【0021】まず、制御装置18の電源を入れてティー
チングデータ作成処理を行う(ステップ101)。この
ティーチングデータの作成処理では、半導体位置検出素
子の受光位置における変位量を予め測定して得られた分
解能データと、検査方法に関するデータとが入力され
る。
First, the controller 18 is turned on to perform teaching data creation processing (step 101). In the processing for creating the teaching data, the resolution data obtained by previously measuring the displacement amount at the light receiving position of the semiconductor position detecting element and the data regarding the inspection method are input.

【0022】このステップ101におけるティーチング
データの作成処理の内、分解能データの入力は、具体的
には次のように行われる。まず、例えば長さl,幅m,
高さhが予め分かっている立方体の形状をした治具(図
示せず)をテーブル1上に置き、レーザ投光器5からの
投射光16が前記治具に当たるようにテーブル1を移動
させる。続いて、治具の上面にレーザ投射光16を投光
し、治具からの反射光17を成分別に各受光素子9,1
2,14で受光する。以上の動作により、ランダム光成
分のスポット位置hと、p波成分のスポット位置h
と、s波成分のスポット位置hとが求められる。こう
して得られた各受光素子9,12,14における測定結
果と治具の高さhとから、分解能h/h,h/h
h/hを計算し、各分解能データをメモリ21へ格納
する。このようにして、分解能データの入力が行われ
る。
In the teaching data creating process in step 101, the input of resolution data is specifically performed as follows. First, for example, length 1, width m,
A jig (not shown) having a cubic shape whose height h is known in advance is placed on the table 1, and the table 1 is moved so that the projection light 16 from the laser projector 5 strikes the jig. Subsequently, the laser projection light 16 is projected onto the upper surface of the jig, and the reflected light 17 from the jig is received by each of the light receiving elements 9 and 1 by component.
Light is received at 2 and 14. By the above operation, the spot position h 1 of the random light component, the spot position of the p-wave component h 2
And the spot position h 3 of the s wave component are obtained. Based on the measurement results of the light receiving elements 9, 12, and 14 thus obtained and the height h of the jig, the resolutions h / h 1 , h / h 2 ,
h / h 3 is calculated and each resolution data is stored in the memory 21. In this way, the resolution data is input.

【0023】また検査方法に関するデータ入力は、具体
的には次のように行われる。まずテーブル1の任意の位
置を基準位置として設定してその位置データを入力し、
しかる後に該基準位置から見たレーザ投光器5からの投
射光16の投光位置およびテーブル1上にセットする基
板位置原点32の位置と、基板位置原点32の位置から
見た各ハンダバンプ3の位置に関する各位置データの入
力が行われる。続いて、レーザ投光器5からの投射光1
6が基板2の上面とハンダバンプ3の上面とを走査でき
るように、基板位置原点32からの走査開始位置31,
ピッチ間33,走査幅34,走査間隔35,走査本数3
6に関する各データが入力される。
Data input regarding the inspection method is specifically performed as follows. First, set an arbitrary position on Table 1 as the reference position and enter the position data,
After that, the projection position of the projection light 16 from the laser projector 5 viewed from the reference position, the position of the substrate position origin 32 set on the table 1, and the position of each solder bump 3 viewed from the position of the substrate position origin 32 are related. Input of each position data is performed. Then, the projection light 1 from the laser projector 5
6 so that the upper surface of the substrate 2 and the upper surface of the solder bump 3 can be scanned by the scanning start position 31 from the substrate position origin 32.
Pitch interval 33, scan width 34, scan interval 35, number of scans 3
Each data regarding 6 is input.

【0024】上述のティーチングデータ作成処理(ステ
ップ101)終了後、このティーチングデータに基づい
て、基板2上の走査開始位置31である走査位置P11
へ投射光16が投光されるようにテーブル1を移動さ
せ、且つレーザ投光器5からの投射光の測定面に対する
入射角がブリュースター角度θとなるように、レーザ
投光器5の傾きを変化させる(ステップ102)。この
レーザ投光器5の傾き変化処理動作およびテーブル1の
移動処理動作は制御装置18により制御される。
After the teaching data creation process (step 101) is completed, the scanning position P11 which is the scanning start position 31 on the substrate 2 is determined based on the teaching data.
The table 1 is moved so that the projection light 16 is projected to the laser projector 5, and the inclination of the laser projector 5 is changed so that the incident angle of the projection light from the laser projector 5 with respect to the measurement surface becomes the Brewster angle θ M. (Step 102). The tilt change processing operation of the laser projector 5 and the movement processing operation of the table 1 are controlled by the controller 18.

【0025】テーブル1の移動によって走査位置P11
へ投光された投射光16は、走査位置P11にて反射
し、この反射光17が各受光素子9,12,14におい
て同時に受光される(ステップ103)。この時、各受
光素子9,12,14において、スポット位置及び光強
度に関する受光データが得られる(ステップ104)。
ステップ104にて得られた受光データは、各増幅演算
アンプ10,13,15から制御装置18に出力され、
制御装置18内のCPU20によりアナログ−デジタル
変換処理された後、メモリ21に格納される(ステップ
105)。
By moving the table 1, the scanning position P11
The projection light 16 projected to the light is reflected at the scanning position P11, and the reflected light 17 is simultaneously received by the light receiving elements 9, 12, and 14 (step 103). At this time, the light receiving data regarding the spot position and the light intensity is obtained in each of the light receiving elements 9, 12, and 14 (step 104).
The received light data obtained in step 104 is output from the respective amplification operation amplifiers 10, 13, 15 to the control device 18,
After being subjected to analog-digital conversion processing by the CPU 20 in the control device 18, it is stored in the memory 21 (step 105).

【0026】ステップ105におけるデータ格納後、制
御装置18が走査位置Pnmの受光データを格納したか
否かを検討し(ステップ106)、走査位置Pnmの受
光データを格納したのであれば本処理動作は終了する。
一方、格納していないのであれば本処理操作は継続する
こととなる。具体的には、ポリゴンミラー22を回転さ
せて、走査位置P12にレーザ投光器5からの投射光1
6を、測定面に対し投射光16の入射角がブリュースタ
ー角度θとなるように投光する。ポリゴンミラー22
の回転後、走査位置P12に投光される投射光16は反
射し、この反射光17が各受光素子9,12,14にお
いて同時に受光され、且つ各受光素子9,12,14に
てスポット位置及び光強度に関する受光データが得られ
る。ここで得られた受光データは各増幅演算アンプ1
0,13,15から制御装置18に出力され、制御装置
18内のCPU20にてアナログ−デジタル変換された
後に制御装置18内のメモリ21に格納される。以下、
上記の操作を走査位置P1mまで同様に繰り返す。
After the data is stored in step 105, it is examined whether or not the control device 18 stores the received light data at the scanning position Pnm (step 106). If the received light data at the scanning position Pnm is stored, this processing operation is performed. finish.
On the other hand, if not stored, this processing operation will be continued. Specifically, the polygon mirror 22 is rotated so that the projection light 1 from the laser projector 5 is moved to the scanning position P12.
6 is projected onto the measurement surface so that the incident angle of the projection light 16 becomes the Brewster angle θ M. Polygon mirror 22
After the rotation, the projection light 16 projected to the scanning position P12 is reflected, and the reflected light 17 is simultaneously received by each of the light receiving elements 9, 12, and 14, and the spot position of each of the light receiving elements 9, 12, 14 is received. And light reception data relating to the light intensity are obtained. The received light data obtained here is used for each amplification operational amplifier 1
It is output from the controller 0, 13, and 15 to the control device 18, is subjected to analog-digital conversion by the CPU 20 in the control device 18, and is then stored in the memory 21 in the control device 18. Less than,
The above operation is similarly repeated up to the scanning position P1m.

【0027】上述の処理動作により走査位置P1mの受
光データをメモリ21に格納した後は、テーブル1を走
査間隔35の分だけ、図3中のY方向に移動させると共
にポリゴンミラー22を回転させ、走査位置P2mにレ
ーザ投光器5からの投射光16を、測定面に対し投射光
16の入射角がブリュースター角度θとなるように投
光する。その後は前述の操作と同様にして、走査位置P
2mにおける受光データをメモリ21に格納する。走査
位置P2mの受光データ格納後、上記操作を繰り返し行
い、走査位置P21までの受光データをメモリ21に格
納する。更に走査位置P21の受光データ格納後は、テ
ーブル1を走査間隔35の分だけY方向に移動させると
共にポリゴンミラー22を回転させ、走査位置P31に
レーザ投光器5からの投射光16を、測定面に対し投射
光16の入射角がブリュースター角度θとなるように
投光する。これ以降は前述の操作と同様にして、各走査
位置の受光データをメモリ21に格納し、前走査位置P
nmにおける受光データを測定,格納するまで繰り返
す。
After storing the received light data at the scanning position P1m in the memory 21 by the above-described processing operation, the table 1 is moved in the Y direction in FIG. 3 by the scanning interval 35 and the polygon mirror 22 is rotated. The projection light 16 from the laser projector 5 is projected onto the scanning position P2m so that the incident angle of the projection light 16 on the measurement surface becomes the Brewster angle θ M. After that, similarly to the above-mentioned operation, the scanning position P
The light reception data at 2 m is stored in the memory 21. After storing the received light data at the scanning position P2m, the above operation is repeated to store the received light data up to the scanning position P21 in the memory 21. After storing the received light data at the scanning position P21, the table 1 is moved in the Y direction by the scanning interval 35 and the polygon mirror 22 is rotated, so that the projection light 16 from the laser projector 5 is projected onto the measuring surface at the scanning position P31. On the other hand, the light is projected so that the incident angle of the projection light 16 becomes the Brewster angle θ M. After that, the received light data at each scanning position is stored in the memory 21 and the previous scanning position P
Repeat until the received light data in nm is measured and stored.

【0028】以上のように各走査位置において上記ステ
ップ102からステップ105までの走査が繰り返し行
われ、ステップ106にて走査位置Pnmの受光データ
を格納したと判断されると、得られた各走査位置の受光
データを用いて測定対象物たるハンダバンプ3の形状が
測定される(ステップ107)。
As described above, the scanning from step 102 to step 105 is repeated at each scanning position, and when it is determined in step 106 that the received light data at the scanning position Pnm is stored, each scanning position obtained. The shape of the solder bump 3, which is the object to be measured, is measured using the received light data of (step 107).

【0029】<ハンダバンプの形状算出動作>以下、上
記の受光データに基づくハンダバンプ3の形状算出動作
について具体的に説明する。尚、以下の説明では、n
を1.0,nを2.0とし、図6(c)の形状のハン
ダバンプの算出を行う場合を例にとり、走査位置P3m
の列における形状の算出動作について説明するが、その
他の走査位置における形状の算出動作も、走査位置P3
mの列の場合と同様に行われるものである。
<Shape Calculation Operation of Solder Bump> The shape calculation operation of the solder bump 3 based on the above received light data will be specifically described below. In the following description, n 1
Is set to 1.0 and n 2 is set to 2.0, and the calculation of the solder bump having the shape of FIG.
The calculation operation of the shape in the column will be described.
This is performed in the same manner as in the case of the m column.

【0030】<形状算出動作に用いられる反射波の特性
>ここでまず始めに、反射光の各成分が媒質別にどのよ
うな特性を有するかについて図7及び図8を参照して説
明する。媒質が透明材質である場合、異なる媒質間で
は、光波の入射光と反射光と屈折光との間にフレネルの
法則が成立する。ここで、図7中の符号51は光波の入
射光,符号52は屈折光,符号53は反射光である。以
上のような状態の時、屈折の法則とフレネルの法則とか
ら、s波及びp波の振幅反射率が求められる。以下に、
屈折の法則である数1と、数1及びフレネルの法則を用
いて得られたs波及びp波の振幅反射率(数2及び数
3)を示す。
<Characteristics of Reflected Wave Used in Shape Calculation Operation> First, what characteristics each component of reflected light has for each medium will be described with reference to FIGS. 7 and 8. When the medium is a transparent material, Fresnel's law is established between incident light, reflected light, and refracted light of a light wave between different media. Here, reference numeral 51 in FIG. 7 is incident light of a light wave, reference numeral 52 is refracted light, and reference numeral 53 is reflected light. In the above state, the amplitude reflectances of the s-wave and the p-wave can be obtained from the law of refraction and the Fresnel's law. less than,
1 shows the refraction law, and the s-wave and p-wave amplitude reflectances (equations 2 and 3) obtained by using the equation 1 and Fresnel's law.

【0031】[0031]

【数1】 ここで、nは空気の屈折率,nは光透過材料の屈折
率である。
[Equation 1] Here, n 1 is the refractive index of air, and n 2 is the refractive index of the light transmitting material.

【0032】[0032]

【数2】 ここで、rはs波の振幅反射率である。[Equation 2] Here, r s is the amplitude reflectance of the s wave.

【0033】[0033]

【数3】 ここで、rはp波の振幅反射率である。[Equation 3] Here, r p is the amplitude reflectance of the p wave.

【0034】また可測量である光強度は、光の進行方向
に垂直な面内を伝搬するものであり、s波及びp波の強
度反射率を数4及び数5として導くことができる。
The measurable light intensity propagates in a plane perpendicular to the traveling direction of light, and the intensity reflectances of the s-wave and the p-wave can be derived from the equations 4 and 5.

【0035】[0035]

【数4】 ここで、Rはs波の強度反射率である。[Equation 4] Here, R s is the intensity reflectance of the s wave.

【0036】[0036]

【数5】 ここで、Rはp波の強度反射率である。[Equation 5] Here, R p is the intensity reflectance of the p-wave.

【0037】上記の各数式と、図8に示された数4及び
数5の強度反射率の偏光依存性とを踏まえて、反射光成
分s波及びp波の特性について以下説明する。
The characteristics of the reflected light components s-wave and p-wave will be described below based on the above mathematical expressions and the polarization dependence of the intensity reflectances of the equations 4 and 5 shown in FIG.

【0038】上記の数式及び図8の偏光依存性による
と、入射面に垂直なs成分波(s波)は、入射角度θ
の増加に伴って反射率も増加する特性があり、入射面に
平行なp成分波(p波)は、入射角度θの増加に伴
い、反射率が減少して一旦零(θ がブリュースター角
度θの時)になり、しかる後に反射率が増加するとい
う特性がある。しかしながら、不透明材料である金属や
塗料への入射光は、これら不透明材料への数%の光吸収
があるものの、フレネルの法則に基づいた特性とは無関
係にp波とs波とが反射・拡散される。
According to the above formula and the polarization dependence of FIG.
And the s-component wave (s-wave) perpendicular to the incident surface is incident angle θi
There is a characteristic that the reflectance increases with the increase of
The parallel p-component wave (p-wave) has an incident angle θiAs the
, The reflectance decreases and once becomes zero (θ iBrewster angle
Degree θMAnd then the reflectance will increase.
There is a characteristic. However, metal or opaque material
Light incident on the paint absorbs a few percent of these opaque materials.
However, it is not related to the characteristics based on Fresnel's law.
The p-wave and the s-wave are reflected and diffused.

【0039】ここで、基板2上のハンダバンプ3の形状
を算出する場合について考えると、不透明材料であるハ
ンダバンプ3に上述の如くブリュースター角度付近でレ
ーザ光16を投光すると、ハンダバンプ3上では光が透
過されることなく反射されるためにp波とs波とが受光
されるが、透明材料である基板2にブリュースター角度
付近でレーザ光16を投光すると、基板2上ではフレネ
ルの法則からs波のみが反射するため、s波のみが受光
される。以上より、ハンダバンプ3については反射光p
波成分から形状を算出し、基板2については反射光s波
成分から形状を算出することによって、測定対象物の形
状を容易に求めることが可能となる。また、同時に多重
反射からのノイズを消去することも可能となる。
Here, considering the case of calculating the shape of the solder bump 3 on the substrate 2, when the laser beam 16 is projected onto the solder bump 3 which is an opaque material in the vicinity of the Brewster's angle as described above, the light is emitted on the solder bump 3. The p-wave and the s-wave are received because they are reflected without being transmitted. However, when the laser beam 16 is projected onto the substrate 2 which is a transparent material in the vicinity of the Brewster angle, Fresnel's law is observed on the substrate 2. Since only the s-wave is reflected from, the only s-wave is received. From the above, for the solder bumps 3, the reflected light p
By calculating the shape from the wave component and calculating the shape of the substrate 2 from the reflected light s wave component, the shape of the measurement target can be easily obtained. At the same time, noise from multiple reflections can be eliminated.

【0040】<ハンダバンプの形状算出の具体的動作>
以上のような技術思想から、メモリ21に保存された走
査位置P3mの光強度データ及び光スポットの位置デー
タに基づいて測定対象物の形状を求めることができる。
以下にハンダバンプの形状算出の具体的な動作を図4か
ら図6を参照して説明する。
<Concrete operation of solder bump shape calculation>
From the above technical idea, the shape of the measuring object can be obtained based on the light intensity data of the scanning position P3m and the light spot position data stored in the memory 21.
A specific operation for calculating the shape of the solder bump will be described below with reference to FIGS. 4 to 6.

【0041】<ハンダバンプの境界位置の算出(二次元
形状算出)>まず図4のデータに基づき二次元形状算出
の動作が行われる。図4には本実施形態における走査位
置P3mの光強度データが示されている。図4(a)
は、ランダム反射光の光強度f,図4(b)はp波反
射光の光強度f,図4(c)はs波反射光の光強度f
に関するデータであり、横軸にX方向の位置座標,縦
軸に光強度をそれぞれ示している。
<Calculation of Solder Bump Boundary Position (Two-Dimensional Shape Calculation)> First, a two-dimensional shape calculation operation is performed based on the data of FIG. FIG. 4 shows light intensity data at the scanning position P3m in this embodiment. Figure 4 (a)
Is the light intensity f 1 of the random reflected light, FIG. 4B is the light intensity f 2 of the p-wave reflected light, and FIG. 4C is the light intensity f of the s-wave reflected light.
3 , the horizontal axis represents position coordinates in the X direction, and the vertical axis represents light intensity.

【0042】ここで図4(b)のグラフを分析すると、
基板2上面もしくはハンダバンプ3上面からの反射光成
分の特性として、ハンダバンプ3上面と思われる領域Q
ではp波の光強度が高く、その他の領域Q及びQ
ではp波の光強度がほとんど検出されていない。これに
対し、図4(c)のグラフでは、同じ位置関係にある領
域Q’,Q’内でs波が検出されている。これよ
り、領域Qはハンダバンプ3であり、その他の領域Q
及びQは基板2であると判断できる。また、図4
(a)中でノイズと思われるNが存在するが、このノイ
ズが起こった原因としては、ハンダバンプ3上面を測定
する際に起こる多重反射が考えられる。つまり、ハンダ
バンプへ投光したレーザ光の一部が基板に向かって反射
し、更にその反射光が基板にて再反射することによっ
て、この再反射光が受光側にノイズとして受光されたと
考えられる。実際に各グラフを比較すると、このような
ノイズNは図4(b)のグラフには確認されず、図4
(c)のグラフの領域Q’内に確認される。
Here, when the graph of FIG. 4B is analyzed,
As a characteristic of the reflected light component from the upper surface of the substrate 2 or the upper surface of the solder bump 3, a region Q that is considered to be the upper surface of the solder bump 3 is obtained.
1 , the light intensity of the p-wave is high, and the other regions Q 2 and Q 3
In, the light intensity of the p-wave is hardly detected. On the other hand, in the graph of FIG. 4C, the s wave is detected in the regions Q 2 ′ and Q 3 ′ having the same positional relationship. From this, the region Q 1 is the solder bump 3 and the other regions Q 1
It can be judged that 2 and Q 3 are the substrate 2. Also, FIG.
There is N, which is considered to be noise, in (a). The cause of this noise is considered to be multiple reflection that occurs when the upper surface of the solder bump 3 is measured. That is, it is considered that a part of the laser light projected to the solder bump is reflected toward the substrate, and the reflected light is re-reflected on the substrate, so that the re-reflected light is received as noise on the light receiving side. When each graph is actually compared, such noise N is not confirmed in the graph of FIG.
It is confirmed in the area Q 1 'of the graph of (c).

【0043】以上のような図4の各グラフデータの分析
に基づいて、ハンダバンプ3の二次元形状の算出が行わ
れる。具体的には、図4(b)に示すp波fに対応す
るs波f(図4(c)参照)との光強度の比から、エ
ッジと称するハンダバンプ3の境界位置X,Xを求
めることにより、二次元形状の算出が行われる。
The two-dimensional shape of the solder bump 3 is calculated based on the analysis of each graph data of FIG. 4 as described above. Specifically, from the ratio of the light intensity with the s-wave f 3 corresponding to the p-wave f 2 shown in FIG. 4B (see FIG. 4C), the boundary position X 1 of the solder bump 3 called an edge, A two-dimensional shape is calculated by obtaining X 2 .

【0044】ここで、二次元形状の測定に用いられるs
波/p波の光強度比を示すグラフを図5に示す。図5に
示すように、ハンダバンプ3の領域(図中のXとX
との間の領域)では、p波fとS波fの強度が同程
度であるために光強度比が1に近くなるが、基板2の領
域では、s波fに比べてp波fの光強度が非常に小
さくなるので光強度比は大きくなる。このため図5のグ
ラフにおいて、X及びXにおけるグラフの勾配変化
が大きくなり、ハンダバンプ3の境界位置XとX
が明確に示される。以上より、ハンダバンプ3と基板2
との境界位置は、グラフデータが最も大きく落ち込み始
める二個所の点X及びXであるとし、二点の平均値
=(X+X)/2をハンダバンプ3の中心点X
してハンダバンプ形状の特徴を算出することができる。
Here, s used for measuring the two-dimensional shape
A graph showing the light intensity ratio of wave / p wave is shown in FIG. As shown in FIG. 5, the area of the solder bump 3 (X 1 and X 2 in the figure)
In the area) between, the light intensity ratio for intensity of p-wave f 2 and S-wave f 3 is comparable is close to 1, in the region of the substrate 2, as compared to the s-wave f 3 p Since the light intensity of the wave f 2 becomes very small, the light intensity ratio becomes large. Therefore, in the graph of FIG. 5, the gradient change in the graph at X 1 and X 2 becomes large, and the boundary positions X 1 and X 2 of the solder bump 3 are clearly shown. From the above, the solder bump 3 and the substrate 2
The boundary position between and is the two points X 1 and X 2 where the graph data starts to drop most, and the average value of the two points = (X 2 + X 1 ) / 2 is set as the center point X 3 of the solder bump 3 Shape features can be calculated.

【0045】尚、境界位置X及びXの算出方法とし
ては、ハンダバンプ3と基板2の境界線検出用に任意の
エッジしきい値SHを設け、このエッジしきい値SHよ
り光強度比が高くなる点をエッジと見なし、境界位置X
及びXを求める方法がある。
As a method for calculating the boundary positions X 1 and X 2 , an arbitrary edge threshold value SH is provided for detecting the boundary line between the solder bump 3 and the substrate 2, and the light intensity ratio is determined from this edge threshold value SH. Boundary position X
There is a method of obtaining 1 and X 2 .

【0046】<ハンダバンプの高さの算出(三次元形状
算出)>以上のようにして求めたハンダバンプ3の二次
元形状算出結果に基づき、ハンダバンプ3の三次元形状
の算出を行う。このハンダバンプ3の3次元形状算出動
作では、図6(a)に示すp波の波形の内、前述のよう
にして求めたハンダバンプ3の径範囲内(XとX
の間の領域)の波形を用いてハンダバンプ3の高さを求
める。すなわち、測定スポット位置データと前記ティー
チングデータの分解能(h/h)のデータとを用いて
Z軸方向の変位量を求める。これによって、最もZ方向
変位の大きい位置(=頂点(X、H))が求められ
る。基板2の測定では、前述のように求めたハンダバン
プ3の位置Xより小さく、Xより大きい点、すなわ
ち図6(b)における領域Q’及びQ’が基板2で
あると判定できる。また図6(b)に示すs波である測
定スポット位置データと前記ティーチデータの分解能
(h/h)のデータとを用いて、基板2の厚みH
形状データを作成する。
<Calculation of Solder Bump Height (Three-Dimensional Shape Calculation)> Based on the two-dimensional shape calculation result of the solder bump 3 obtained as described above, the three-dimensional shape of the solder bump 3 is calculated. In the operation of calculating the three-dimensional shape of the solder bump 3, in the waveform of the p wave shown in FIG. 6A, within the diameter range of the solder bump 3 obtained as described above (the area between X 1 and X 2 ). The height of the solder bump 3 is obtained using the waveform of. That is, the displacement amount in the Z-axis direction is obtained using the measurement spot position data and the data of the resolution (h / h 2 ) of the teaching data. As a result, the position with the largest displacement in the Z direction (= vertex (X 4 , H 2 )) is obtained. In the measurement of the substrate 2, it is possible to determine that the point that is smaller than the position X 1 of the solder bump 3 obtained as described above and larger than X 2 , that is, the regions Q 2 ′ and Q 3 ′ in FIG. 6B are the substrate 2. . Further, the shape data of the thickness H 1 of the substrate 2 is created by using the measurement spot position data which is the s wave shown in FIG. 6B and the data of the resolution (h / h 3 ) of the teach data.

【0047】以上のように、ハンダバンプ3のデータと
基板2のデータを、媒質別に光成分p波fとs波f
とで解析し、得られた解析結果を組み合せることによ
り、図6(c)に示すような測定対象物の形状を高精度
に算出することができる。
As described above, the data of the solder bumps 3 and the data of the substrate 2 are converted into p-wave f 2 and s-wave f 3 of the optical components for each medium.
By analyzing with and combining the obtained analysis results, the shape of the measurement object as shown in FIG. 6C can be calculated with high accuracy.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
非接触で測定誤差を生じることなく、ハンダバンプの形
状と、該ハンダバンプの周辺の基板の形状とを速やかに
求めることができる。
As described above, according to the present invention,
The shape of the solder bump and the shape of the substrate around the solder bump can be promptly obtained without causing a measurement error without contact.

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

【図1】本発明の一実施形態による非接触形状測定装置
の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a non-contact shape measuring device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本実施形態の非接触形状測定装置におけるハン
ダバンプ形状測定動作を示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing a solder bump shape measuring operation in the non-contact shape measuring apparatus of the present embodiment.

【図3】図2のハンダバンプ形状測定動作における投射
光の走査方法を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining a method of scanning projected light in the solder bump shape measuring operation of FIG.

【図4】本実施形態における反射光強度を示すグラフで
あり、図4(a)はランダム反射光の光強度fを示す
図であり、図4(b)はp波反射光の光強度fを示す
図であり、図4(c)はs波反射光の光強度fを示す
図である。
FIG. 4 is a graph showing a reflected light intensity in the present embodiment, FIG. 4 (a) is a diagram showing a light intensity f 1 of random reflected light, and FIG. 4 (b) is a light intensity of p-wave reflected light. is a diagram showing the f 2, FIG. 4 (c) is a diagram showing the light intensity f 3 of the s-wave reflected light.

【図5】本実施形態におけるs波/p波の光強度比を示
すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a light intensity ratio of s wave / p wave in the present embodiment.

【図6】本実施形態における反射光のスポット位置と測
定対象のハンダバンプ形状とをそれぞれ示すグラフであ
り、図6(a)はp波反射光のスポット位置を示すグラ
フ、図6(b)はs波反射光のスポット位置を示すグラ
フ、図6(c)はハンダバンプ形状を示すグラフであ
る。
6A and 6B are graphs respectively showing a spot position of reflected light and a solder bump shape to be measured in the present embodiment, FIG. 6A is a graph showing a spot position of p-wave reflected light, and FIG. FIG. 6C is a graph showing the solder bump shape, which shows the spot position of the s-wave reflected light.

【図7】フレネルの法則を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining Fresnel's law.

【図8】強度反射率の偏光依存性を説明するための図で
ある。
FIG. 8 is a diagram for explaining polarization dependency of intensity reflectance.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…テーブル、2…基板、3…ハンダバンプ、4…測定
ユニット、5…レーザ投光器、6…スキャンレンズ、7
…偏向ミラー、8…分光プリズム、9…受光素子、10
…増幅演算アンプ、11…ビームスプリッタ、12…受
光素子、13…増幅演算アンプ、14…受光素子、15
…増幅演算アンプ、16…投射光、17…反射光、18
…制御装置、19…モニタ、20…CPU、21…メモ
リ、22…ポリゴンミラー、23…集光レンズ。
1 ... table, 2 ... substrate, 3 ... solder bump, 4 ... measuring unit, 5 ... laser projector, 6 ... scan lens, 7
Deflection mirror, 8 Spectral prism, 9 Light receiving element, 10
Amplification arithmetic amplifier, 11 ... Beam splitter, 12 ... Photodetector, 13 ... Amplification arithmetic amplifier, 14 ... Photodetector, 15
… Amplification operational amplifier, 16… Projected light, 17… Reflected light, 18
... control device, 19 ... monitor, 20 ... CPU, 21 ... memory, 22 ... polygon mirror, 23 ... condensing lens.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高垣 正 茨城県竜ヶ崎市向陽台5丁目2番 日立テ クノエンジニアリング株式会社開発研究所 内 (72)発明者 岸田 一義 茨城県竜ヶ崎市向陽台5丁目2番 日立テ クノエンジニアリング株式会社開発研究所 内 Fターム(参考) 2F065 AA02 AA03 AA04 AA12 AA14 AA17 AA24 AA30 AA54 BB05 BB22 BB24 CC01 CC26 DD11 FF09 FF41 FF49 FF61 FF65 FF67 GG06 HH04 HH08 HH12 HH18 JJ02 JJ05 JJ16 LL10 LL12 LL15 LL31 LL37 LL62 MM15 NN20 PP05 PP12 QQ03 QQ04 QQ23 QQ26 QQ28 QQ29 QQ42 RR10 5E319 BB04 CD51    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Tadashi Takagaki             Hitachi-te, 5-2 Koyodai, Ryugasaki City, Ibaraki Prefecture             Development Laboratory, Kuno Engineering Co., Ltd.             Within (72) Inventor Kazuyoshi Kishida             Hitachi-te, 5-2 Koyodai, Ryugasaki City, Ibaraki Prefecture             Development Laboratory, Kuno Engineering Co., Ltd.             Within F term (reference) 2F065 AA02 AA03 AA04 AA12 AA14                       AA17 AA24 AA30 AA54 BB05                       BB22 BB24 CC01 CC26 DD11                       FF09 FF41 FF49 FF61 FF65                       FF67 GG06 HH04 HH08 HH12                       HH18 JJ02 JJ05 JJ16 LL10                       LL12 LL15 LL31 LL37 LL62                       MM15 NN20 PP05 PP12 QQ03                       QQ04 QQ23 QQ26 QQ28 QQ29                       QQ42 RR10                 5E319 BB04 CD51

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源からの投射光の測定対象物への入射
角度を所定の角度として、ランダム光を投射するランダ
ム光投射手段と、 この所定の角度で投射して得られた測定対象物からの反
射光を、ランダム光と,反射面に平行な光成分の光と,
反射面に垂直な光成分の光と,に偏光する偏光手段と、 該偏光手段により偏光された光をそれぞれ検出する検出
手段と、 予め測定して得られた分解能データと,検査方法に関す
るデータと,を格納する記憶手段と、 前記検出手段にて得られた検出結果データと,前記記憶
手段に格納された前記分解能データ及び検査方法に関す
るデータと,を用いて測定対象物の形状を算出する形状
算出処理手段と、 を有することを特徴とする非接触形状測定装置。
1. Random light projecting means for projecting random light with an incident angle of a projection light from a light source on a measurement target being a predetermined angle, and a measurement target obtained by projecting at this predetermined angle. The reflected light of Random light and the light of the light component parallel to the reflecting surface,
Polarizing means for polarizing light having a light component perpendicular to the reflecting surface, detecting means for respectively detecting the light polarized by the polarizing means, resolution data obtained by measurement in advance, and inspection method-related data. , A shape for calculating the shape of a measurement target using the detection result data obtained by the detection means, and the resolution data and the inspection method data stored in the storage means A non-contact shape measuring device comprising: a calculation processing unit.
【請求項2】 請求項1に記載の非接触形状測定装置に
おいて、前記測定ユニットは、前記ランダム光投射手段
から測定対象物に投射された投射光の測定面に対する入
射角がブリュースター角となるように傾動可能であるこ
とを特徴とする非接触形状測定装置。
2. The non-contact shape measuring device according to claim 1, wherein in the measuring unit, the incident angle of the projection light projected from the random light projecting means onto the measurement object with respect to the measurement surface is the Brewster angle. A non-contact shape measuring device, which can be tilted as described above.
【請求項3】 基板上面や基板上にある屈折率の異なる
測定対象物に光源からの光を投射して得られる前記測定
対象物からの反射光を検出することにより前記測定対象
物の形状を求める非接触形状測定方法であって、 前記光源の入射角度を所定の角度としてランダム光を投
射する工程と、 この所定の角度で投射して得られた測定対象物からの反
射光を、ランダム光と,反射面に平行な光成分の光と,
反射面に垂直な光成分の光と,に偏光する工程と、 偏光されたそれぞれの光を検出して得られた検出結果デ
ータと,予め測定して得られた分解能データならびに検
査方法に関するデータと,を用いて測定対象物の形状を
算出する工程と、 を有することを特徴とする非接触形状測定方法。
3. The shape of the object to be measured is detected by detecting reflected light from the object to be measured, which is obtained by projecting light from a light source onto the object to be measured having a different refractive index on the upper surface of the substrate or on the substrate. A non-contact shape measuring method to be obtained, wherein the step of projecting random light with the incident angle of the light source as a predetermined angle, and the reflected light from the measuring object obtained by projecting at the predetermined angle are random light. And the light of the light component parallel to the reflecting surface,
The process of polarizing the light having a light component perpendicular to the reflecting surface, the detection result data obtained by detecting each polarized light, the resolution data obtained in advance and the data concerning the inspection method. And a step of calculating the shape of the measuring object using the.
【請求項4】 請求項3に記載の非接触形状測定方法に
おいて、前記光源からの測定対象物への投射光の所定の
入射角度をブリュースター角とすることを特徴とする非
接触形状測定方法。
4. The non-contact shape measuring method according to claim 3, wherein a predetermined incident angle of the projection light from the light source onto the object to be measured is Brewster's angle. .
JP2001229987A 2001-07-30 2001-07-30 Apparatus and method for noncontact measurement of shape Pending JP2003042729A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001229987A JP2003042729A (en) 2001-07-30 2001-07-30 Apparatus and method for noncontact measurement of shape

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001229987A JP2003042729A (en) 2001-07-30 2001-07-30 Apparatus and method for noncontact measurement of shape

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003042729A true JP2003042729A (en) 2003-02-13

Family

ID=19062262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001229987A Pending JP2003042729A (en) 2001-07-30 2001-07-30 Apparatus and method for noncontact measurement of shape

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003042729A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3511450B2 (en) Position calibration method for optical measuring device
JPH10260009A (en) Coordinate measuring device
CN111721235B (en) Photoelectric edge detection system and detection method thereof
JPS6324115A (en) Method and device for measuring flotating quantity of magnetic head
CN102445854A (en) Workpiece stage vertical position measuring system
TWI472712B (en) Vertical and parallelism detection system and its detection method
JP2000028317A (en) Optical sensor
CN116381708A (en) High-precision laser triangular ranging system
JP2003042729A (en) Apparatus and method for noncontact measurement of shape
JPH11257945A (en) Probe type shape measuring apparatus and shape measuring method
JP4696249B2 (en) Shape measuring method and apparatus
JP3999063B2 (en) CMM, CMM calibration method, and computer-readable storage medium storing program for executing the method
JP2001165629A (en) Shape measuring device and shape measuring method
TWI270659B (en) Optical device using a reflection principle to measure levelness
JPS61104202A (en) Optical displacement meter
JPH06258040A (en) Laser displacement meter
JPH109842A (en) Method for enhancing accuracy of rectilinear meter utilizing laser beam
JPS6367508A (en) Method and instrument for measuring coordinates of tape end
JPH11281306A (en) Calibrated-value detection method for coordinate-measuring machine and calibration method for shape data using the same calibrated data
JPH05231848A (en) Optical displacement sensor
SU1529038A1 (en) Device for measuring complex surface
JPH11257925A (en) Sensor device
Mashimo et al. Development of optical noncontact sensor for measurement of three-dimensional profiles using depolarized components of scattered light
JPH10148506A (en) Optical displacement gauge and surface shape measuring device therewith, displacement measuring method and surface measuring method therewith, and displacement measuring method and storage medium which can be read by computer storing program to allow computer to execute displacement measuring method or surface shape measuring method
JP3526724B2 (en) Error correction method in shape measuring device