JP2005172487A - Flatness measurement method and flatness measurement program - Google Patents

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JP2005172487A JP2003409876A JP2003409876A JP2005172487A JP 2005172487 A JP2005172487 A JP 2005172487A JP 2003409876 A JP2003409876 A JP 2003409876A JP 2003409876 A JP2003409876 A JP 2003409876A JP 2005172487 A JP2005172487 A JP 2005172487A
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尚一 島田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flatness measurement method and a flatness measurement program capable of correcting measurements, even in relation with mutual measurement lines. <P>SOLUTION: The flatness measuring method using serial three-point method is provided with processes as follows: a reference plane setting process for setting up the reference plane by measuring Z-coordinates of stoppable point of XY driving mechanism existing on an assumed triangle abc; a Y-line measurement process for measuring Y-line on a plurality of Y-coordinates so as to pass through the stoppable points; an X-line measurement process for measurement by setting X-line so as to pass through the X-coordinate measured in the Y-line measurement process; an X-line fitting process for fitting the X-line onto the Y-line; an XY-line fitting process for fitting the Y-line onto the reference surface integrating the X-line fitted to the Y-line; and a flatness computing process based on the measurements after the processes. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ウェハやフォトマスクその他の被測定物の平面度を測定するための平面度測定方法及び平面度測定プログラムに関する。特に、大型でnmオーダの測定を行うことができる高精度な平面度測定方法及び平面度測定プログラムである。   The present invention relates to a flatness measurement method and a flatness measurement program for measuring the flatness of a wafer, a photomask, or another object to be measured. In particular, the present invention is a high-precision flatness measurement method and flatness measurement program capable of measuring large-scale nm orders.

従来、真直度をナノメートルオーダで測定する方法として、逐次3点方式のダブルシヤリングヘテロダイン干渉法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
この方法では、干渉光学系の移動の際に発生する被測定物や干渉光学自身の振動による誤差を補正することができ、真直度をナノメートルオーダからサブナノメートルオーダで求めることが可能である。
Conventionally, as a method of measuring straightness in nanometer order, a sequential three-point double-shearing heterodyne interferometry is known (for example, see Patent Document 1).
In this method, errors due to vibrations of the object to be measured and the interference optics themselves that occur during the movement of the interference optical system can be corrected, and straightness can be determined from nanometer order to sub-nanometer order.

この方法は、直線状に測定を行った場合に、各測定間の変移を正確に測定でき、機械的振動やレーザーの揺らぎの影響をキャンセルすることができるといった長所がある。
測定にあたっては、ライン状に所定間隔で測定していき、該ラインに沿った計測が行われた後に、該ラインと平行な別のラインに沿って測定を行う。
This method has an advantage that, when the measurement is performed linearly, the transition between each measurement can be accurately measured, and the influence of mechanical vibration and laser fluctuation can be canceled.
In the measurement, the measurement is performed in a line shape at predetermined intervals, and after the measurement along the line is performed, the measurement is performed along another line parallel to the line.

そして、グリッド状に測定された測定点における、光源から被測定物までの距離の違いを測定し、その測定結果に基づき、該グリッドを有するメッシュ状の湾曲した被測定物表面状態がモニター上に表示される。
それと同時に、所定領域内での平面度も算出される。
Then, the difference in the distance from the light source to the object to be measured at the measurement point measured in a grid shape is measured, and based on the measurement result, the mesh-shaped curved object surface state having the grid is displayed on the monitor. Is displayed.
At the same time, the flatness within the predetermined area is also calculated.

特開2001−165640号公報JP 2001-165640 A

しかしながら、ヘテロダイン方式のシヤリング干渉計を用いても、測定ライン同士を比較した場合に、測定ライン毎の高さ方向への傾斜状態が、相関関係の低い状態でばらついてしまうという問題があった。
そのため、被測定物表面形状を正確にモニタリングすることができず、また正確な平面度を算出することができないという問題があった。
However, even when a heterodyne type shearing interferometer is used, when the measurement lines are compared with each other, there is a problem in that the inclination state in the height direction of each measurement line varies with a low correlation.
For this reason, there has been a problem that the surface shape of the object to be measured cannot be accurately monitored and accurate flatness cannot be calculated.

本発明は、かかる技術背景をもとになされたもので、上記の従来技術の問題点を克服するためになされたものである。
すなわち、本発明は、測定ライン同士の関係においても、測定値を補正することができる平面度測定方法及び平面度測定プログラムを提供することを目的とする。
The present invention has been made on the basis of such a technical background, and has been made to overcome the above-described problems of the prior art.
That is, an object of the present invention is to provide a flatness measurement method and a flatness measurement program capable of correcting a measurement value even in a relationship between measurement lines.

請求項1に記載の発明は、所定間隔毎にステップ状に移動するXY駆動機構を有し、且つ逐次3点方式を採用し被測定物のZ方向位置を測定する平面度測定器、による平面度測定方法であって、三角形abcの辺のうちの少なくとも2辺において、a点,b点,c点以外のXY駆動機構の停止可能ポイントを該停止可能ポイント同士のY座標が等しくなるように設定できるように、三角形abcを想定し、a点,b点,c点のZ座標と、三角形abcの辺上に存在するa点,b点,c点以外のXY駆動機構の停止可能ポイントのZ座標と、を測定し、該測定されたZ座標を用いて基準面を設定する基準面設定工程と、X軸方向に沿ったYラインが三角形abcの辺のうちの2辺と交わる(又は連続点を有する)ように、且つ、三角形abcの辺に存在するXY駆動機構の停止可能ポイントを通過するように、Yラインの測定を複数のY座標で行うYライン測定工程と、Yライン測定工程において測定したX座標位置を通過するようにXラインを設定し、Xライン上の複数の停止可能ポイントのZ座標をY軸方向に沿って測定するXライン測定工程と、XラインとYラインとの交点位置において、Xライン上の該交点位置のZ座標をYライン上の該交点位置のZ座標に一致又は近似するように座標変換し、XラインをYラインにフィッティングするXラインフィッティング工程と、該Xラインフィッティング工程においてYラインにフィッティングされたXラインを一体としながら、Yラインと三角形abcとの交点位置においてYラインを基準面にフィッティングするXYラインフィッティング工程と、該XYラインフィッティング工程後の測定結果に基づき平面度を算出する平面度算出工程と、を有することに存する。   According to the first aspect of the present invention, there is provided a flatness measuring device having an XY driving mechanism that moves stepwise at predetermined intervals, and that adopts a three-point method to measure the Z-direction position of the object to be measured. The at least two sides of the triangle abc are such that the stop point of the XY drive mechanism other than the points a, b, and c is equal to the Y coordinate of the stop points. Assuming that the triangle abc is set so that it can be set, the Z coordinates of points a, b, and c and the stop points of the XY drive mechanism other than points a, b, and c existing on the sides of the triangle abc A reference plane setting step of measuring a Z coordinate and setting a reference plane using the measured Z coordinate, and a Y line along the X-axis direction intersects two of the sides of the triangle abc (or With triangles abc) The Y line measurement process in which the Y line is measured at a plurality of Y coordinates so as to pass through the stoppable point of the XY drive mechanism existing in the X line, and the X line so as to pass through the X coordinate position measured in the Y line measurement process And the X line measurement step of measuring the Z coordinates of a plurality of stoppable points on the X line along the Y-axis direction, and the intersection position of the X line and the Y line, The Z coordinate is transformed to match or approximate the Z coordinate of the intersection position on the Y line, and the X line is fitted to the Y line in the X line fitting process. XY line frame that fits the Y line to the reference plane at the intersection of the Y line and the triangle abc while integrating the X line. And potting step consists in having a flatness calculating step of calculating a flatness on the basis of the measurement result after the XY line fitting process.

請求項2に記載の発明は、所定間隔毎にステップ状に移動するXY駆動機構を有し、且つ逐次3点方式を採用し被測定物のZ方向位置を測定する平面度測定器、による平面度測定方法であって、三角形abcの辺のうちの少なくとも2辺において、a点,b点,c点以外のXY駆動機構の停止可能ポイントを該停止可能ポイント同士のY座標が等しくなるように設定できるように、三角形abcを想定し、a点,b点,c点のZ座標と、三角形abcの辺上に存在するa点,b点,c点以外のXY駆動機構の停止可能ポイントのZ座標と、を測定し、該測定されたZ座標を用いて基準面を設定する基準面設定工程と、X軸方向に沿ったYラインが三角形abcの辺のうちの2辺と交わる(又は連続点を有する)ように、且つ、三角形abcの辺に存在するXY駆動機構の停止ポインを通過するように、Yラインの測定を複数のY座標で行うYライン測定工程と、Yライン測定工程において測定したX座標位置を通過するようにXラインを設定し、Xライン上の複数の停止可能ポイントのZ座標をY軸方向に沿って測定するXライン測定工程と、Yラインと三角形abcとの交点位置において、Yラインの該交点位置のZ座標が基準面の該交点位置のZ座標に等しくなるように座標変換し、Yラインを基準面にフィッティングするYラインフィッティング工程と、XラインとYラインとの交点位置において、Xラインの該交点位置のZ座標がYラインフィッティング工程後のYラインの該交点位置のZ座標に等しくなるように座標変換し、XラインをYラインにフィッティングするXラインフィッティング工程と、該Xラインフィッティング工程後の測定結果に基づき平面度を算出する平面度算出工程と、を有することに存する。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a flatness measuring instrument having an XY driving mechanism that moves stepwise at predetermined intervals and that adopts a three-point method to measure the Z-direction position of an object to be measured. The at least two sides of the triangle abc are such that the stop point of the XY drive mechanism other than the points a, b, and c is equal to the Y coordinate of the stop points. Assuming that the triangle abc is set so that it can be set, the Z coordinates of points a, b, and c and the stop points of the XY drive mechanism other than points a, b, and c existing on the sides of the triangle abc A reference plane setting step of measuring a Z coordinate and setting a reference plane using the measured Z coordinate, and a Y line along the X-axis direction intersects two of the sides of the triangle abc (or With triangles abc) The Y line measurement process for measuring the Y line at a plurality of Y coordinates so as to pass through the stop point of the XY drive mechanism existing in the X line, and the X line so as to pass through the X coordinate position measured in the Y line measurement process An X-line measuring step of setting and measuring the Z-coordinates of a plurality of stoppable points on the X-line along the Y-axis direction, and the Z-coordinate of the intersection position of the Y-line at the intersection of the Y-line and the triangle abc Is converted to be equal to the Z coordinate of the intersection position of the reference plane, and the Y line fitting process for fitting the Y line to the reference plane, and the intersection position of the X line at the intersection position of the X line and the Y line X is transformed so that the Z coordinate of the Y line becomes equal to the Z coordinate of the intersection position of the Y line after the Y line fitting process, and the X line is fitted to the Y line. Consists in having a push-in fitting step, a flatness calculating step of calculating a flatness on the basis of the measurement result after the X-line fitting process, the.

請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の平面度測定方法において、前記Yライン測定工程において測定するYラインの数を2本としたことに存する。   A third aspect of the invention resides in that in the flatness measuring method according to the first or second aspect, the number of Y lines to be measured in the Y line measuring step is two.

請求項4に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の平面度測定方法において、前記三角形abcのうちの1辺はX軸に平行に配置され、Yライン測定工程において該一片と同一のY座標のYライン測定を行うことに存する。   According to a fourth aspect of the present invention, in the flatness measuring method according to the first or second aspect, one side of the triangle abc is arranged in parallel to the X axis, and in the Y line measuring step, The Y line measurement of the same Y coordinate is performed.

請求項5に記載の発明は、所定間隔毎にステップ状に移動及び回転するrθ駆動機構を有し、且つ逐次3点方式を採用し被測定物のZ方向位置を測定する平面度測定器、による平面度測定方法であって、三角形abcの辺上に、a点,b点,c点以外のrθ駆動機構の停止可能ポイントが存在し、該停止可能ポイントとa点,b点又はc点とが座標原点を通過する1本の基準ライン上に存在するように三角形を想定し、a点,b点,c点のZ座標と、a点,b点,c点以外の三角形abcと基準ラインとの交点位置のZ座標と、を測定し、該測定されたZ座標を用いて基準面を設定する基準面設定工程と、基準ライン上の複数のr座標でZ座標の測定を行う基準ライン測定工程と、該基準ライン測定工程において測定したr座標位置を通過するように、θ方向に沿って複数の停止可能ポイントのZ座標を測定するサークルライン測定工程と、基準ラインとサークルラインとの交点位置において、サークルライン上の該交点位置のZ座標を基準ライン上の該交点位置のZ座標に一致するように座標変換し、サークルラインを基準ラインにフィッティングするサークルラインフィッティング工程と、該サークルラインフィッティング工程において基準ラインにフィッティングされたサークルラインを一体としながら、基準ラインと三角形abcとの交点位置において基準ラインを基準面にフィッティングするrθラインフィッティング工程と、該rθラインフィッティング工程後の測定結果に基づき平面度を算出する平面度算出工程と、を有することに存する。   The invention according to claim 5 has an rθ drive mechanism that moves and rotates stepwise at predetermined intervals, and adopts a three-point method successively to measure the Z-direction position of the object to be measured, Is a method for measuring flatness according to the above, wherein there are stop points of the rθ drive mechanism other than the points a, b, and c on the sides of the triangle abc, and the stop point and the points a, b, or c. Are assumed to exist on one reference line passing through the coordinate origin, the Z coordinates of points a, b, and c, and the triangle abc other than points a, b, and c and the reference A reference plane setting step of measuring a Z coordinate of an intersection position with the line and setting a reference plane using the measured Z coordinate, and a reference for measuring the Z coordinate with a plurality of r coordinates on the reference line The line measurement process and the r coordinate position measured in the reference line measurement process are passed. Thus, in the circle line measurement step of measuring the Z coordinates of a plurality of stoppable points along the θ direction and the intersection position of the reference line and the circle line, the Z coordinate of the intersection position on the circle line is set on the reference line. The circle line fitting step of fitting the circle line to the reference line and the circle line fitted to the reference line in the circle line fitting step are integrated, It has an rθ line fitting step of fitting a reference line to a reference plane at the intersection of the line and the triangle abc, and a flatness calculation step of calculating flatness based on a measurement result after the rθ line fitting step. .

請求項6に記載の発明は、所定間隔毎にステップ状に移動及び回転するrθ駆動機構を有し、且つ逐次3点方式を採用し被測定物のZ方向位置を測定する平面度測定器、による平面度測定方法であって、三角形abcの辺上に、a点,b点,c点以外のrθ駆動機構の停止可能ポイントが存在し、該停止可能ポイントとa点,b点又はc点とが座標原点を通過する1本の基準ライン上に存在する三角形を想定し、a点,b点,c点のZ座標と、a点,b点,c点以外の三角形abcと基準ラインとの交点位置のZ座標と、を測定し、該測定されたZ座標を用いて基準面を設定する基準面設定工程と、基準ライン上の複数のr座標でZ座標の測定を行う基準ライン測定工程と、基準ラインと三角形abcとの交点位置において、基準ラインを基準面にフィッティングする基準ラインフィッティング工程と、基準ラインとサークルラインとの交点位置において、サークルライン上の該交点位置のZ座標を基準ラインフィッティング工程後の基準ライン上の該交点位置のZ座標に一致するように座標変換し、サークルラインを基準ラインにフィッティングするサークルラインフィッティング工程と、該サークルラインフィッティング工程後の測定結果に基づき平面度を算出する平面度算出工程と、を有することに存する。   The invention described in claim 6 has an rθ drive mechanism that moves and rotates stepwise at predetermined intervals, and adopts a three-point method successively to measure the Z-direction position of the object to be measured, Is a method for measuring flatness according to the above, wherein there are stop points of the rθ drive mechanism other than the points a, b, and c on the sides of the triangle abc, and the stop point and the points a, b, or c. Are assumed to be on a single reference line passing through the coordinate origin, the Z coordinates of points a, b and c, and the triangle abc and reference line other than points a, b and c A reference plane setting step of measuring the Z coordinate of the intersection position of the two and setting a reference plane using the measured Z coordinate, and a reference line measurement for measuring the Z coordinate at a plurality of r coordinates on the reference line The reference line is the reference at the intersection of the process and the reference line and the triangle abc. In the reference line fitting process for fitting to the surface, and the intersection position of the reference line and the circle line, the Z coordinate of the intersection position on the circle line matches the Z coordinate of the intersection position on the reference line after the reference line fitting process Thus, the present invention has a circle line fitting step of performing coordinate transformation so as to fit a circle line to a reference line, and a flatness calculation step of calculating flatness based on a measurement result after the circle line fitting step.

請求項7に記載の発明は、請求項5又は請求項6に記載の平面度測定方法において、前記基準ラインとサークルラインとの2箇所の交点位置では、共に基準ライン測定工程においてZ座標測定が行われ、該2箇所の交点位置において基準ラインとサークルラインとのフィッティングが行われることに存する。   According to a seventh aspect of the present invention, in the flatness measuring method according to the fifth or sixth aspect, at the two intersection positions of the reference line and the circle line, both the Z coordinate measurement is performed in the reference line measuring step. And the fitting of the reference line and the circle line is performed at the intersection position of the two places.

請求項8に記載の発明は、請求項5又は請求項6に記載の平面度測定方法において、前記基準ラインを複数引くことができるような三角形を想定し、該複数の基準ラインを基準面に近似するようにフィッティングし、サークルラインを複数の基準ラインに対してフィッティングするようにしたことに存する。   According to an eighth aspect of the present invention, in the flatness measuring method according to the fifth or sixth aspect, a triangle that allows a plurality of the reference lines to be drawn is assumed, and the plurality of reference lines are used as a reference plane. The fitting is performed so that the circle lines are fitted to a plurality of reference lines.

請求項9に記載の発明は、請求項5に記載の平面度測定方法において、前記rθラインフィッティング工程後の測定結果を用いて、被測定物表面状態をメッシュ状にしてモニターに表示することに存する。   According to a ninth aspect of the present invention, in the flatness measuring method according to the fifth aspect of the invention, the surface state of the object to be measured is displayed in a mesh form on the monitor using the measurement result after the rθ line fitting step. Exist.

請求項10に記載の発明は、請求項6に記載の平面度測定方法において、前記サークルラインフィッティング工程後の測定結果を用いて、被測定物表面状態をメッシュ状にしてモニターに表示することに存する。   According to a tenth aspect of the present invention, in the flatness measuring method according to the sixth aspect, using the measurement result after the circle line fitting step, the surface state of the object to be measured is displayed as a mesh on the monitor. Exist.

請求項11に記載の発明は、請求項1、請求項2、請求項5、又は請求項6に記載の平面度測定方法において、前記基準面設定工程において、頂点a,b,cからなる三角形を想定する代わりに、多角形や円を想定し、4点以上の位置のZ座標を測定し、該測定点に近接する平面を求め、基準面とすることに存する。   The eleventh aspect of the present invention is the flatness measurement method according to the first, second, fifth, or sixth aspect, wherein in the reference plane setting step, a triangle composed of vertices a, b, and c is formed. Instead of assuming a polygon, a circle or a circle is assumed, the Z coordinates of four or more positions are measured, a plane close to the measurement point is obtained, and used as a reference plane.

請求項12に記載の発明は、前記近接する平面は、最小二乗法により求めることに存する。   According to a twelfth aspect of the present invention, the adjacent planes are obtained by a least square method.

請求項13に記載の発明は、請求項1、請求項2、請求項5、又は請求項6に記載の平面度測定方法において、前記基準面設定工程において、測定位置を変更する際に被測定物を載置した回転テーブルを回転させることに存する。   A thirteenth aspect of the present invention is the flatness measurement method according to the first, second, fifth, or sixth aspect, wherein the measurement position is changed when the measurement position is changed in the reference plane setting step. Rotating a turntable on which an object is placed.

請求項14に記載の発明は、請求項1ないし請求項13に記載の平面度測定方法を平面度測定器を用いて実行することに存する。   According to a fourteenth aspect of the present invention, the flatness measuring method according to the first to thirteenth aspects is executed by using a flatness measuring device.

なお、本発明の目的に添ったものであれば、上記請求項を適宜組み合わせた構成も採用可能である。   In addition, as long as the objective of this invention is met, the structure which combined the said claim suitably is also employable.

本発明によれば、XラインをYラインにフィッティングし、網目状にしたものを基準面の位置に持ってくることで、測定ライン同士の関係においても、測定値の補正をすることができ、簡単な計算及び少ない測定点により試料面全体の平面度を正確に測定することができる。   According to the present invention, by fitting the X line to the Y line and bringing the mesh shape to the position of the reference plane, the measurement value can be corrected even in the relationship between the measurement lines, The flatness of the entire sample surface can be accurately measured with simple calculation and a small number of measurement points.

特に、三角形abcの辺上に、XY駆動機構が停止する停止可能ポイントが存在するようにすることで、三角形abcの辺とYラインとの交点位置のZ座標を他の位置の測定結果から線形補間等により近似するという計算をせずに済むので、平面度の算出精度を向上させることができる。
また、rθ平面でも同様の作用効果を得ることができる。
In particular, by making a stoppable point at which the XY drive mechanism stops on the side of the triangle abc, the Z coordinate of the intersection position of the side of the triangle abc and the Y line can be linearly calculated from the measurement results of other positions. Since it is not necessary to perform the calculation of approximation by interpolation or the like, the calculation accuracy of flatness can be improved.
In addition, the same effect can be obtained even in the rθ plane.

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る平面度の測定方法を実施するための平面度測定装置1を示している。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a flatness measuring apparatus 1 for carrying out a flatness measuring method according to an embodiment of the present invention.

平面度測定装置1は、光を用いて平面度を測定する装置である。
また、平面度測定装置1は、ヘテロダイン方式のシェアリング干渉計であり、逐次3点方式により測定が行われる。
更に、平面度測定装置1は、基台2を有しており、この基台2上には相互に平行な一対のガイドレール3が敷設されている。
The flatness measuring device 1 is a device that measures flatness using light.
Further, the flatness measuring device 1 is a heterodyne type sharing interferometer, and the measurement is sequentially performed by a three-point method.
Further, the flatness measuring apparatus 1 has a base 2, and a pair of guide rails 3 parallel to each other are laid on the base 2.

ガイドレール3はL字状に形成され、このL字の内側面側には、ガイド棒4が設けられており、このガイド棒4に沿ってX軸方向可動台5が往復移動するようにされている。
更に、X軸方向可動台5にも相互に平行な一対のL字状のガイドレール6が設けられ、このガイドレール6に沿ってY軸方向可動台7が往復移動するようにされている。
The guide rail 3 is formed in an L-shape, and a guide bar 4 is provided on the inner side of the L-shape, and the X-axis movable table 5 is reciprocated along the guide bar 4. ing.
Further, a pair of L-shaped guide rails 6 parallel to each other are also provided on the X-axis direction movable table 5, and the Y-axis direction movable table 7 reciprocates along the guide rail 6.

Y軸方向可動台7には、回転テーブル8が載置されている。そして、回転部8Aに被測定物を載置して、X軸方向可動台5、Y軸方向可動台7、及び回転部8Aを駆動させることで、被測定物の測定位置が変更される。
X軸方向可動台5及びY軸方向可動台7は、精密駆動をさせるために、例えば、リニアモータの原理を用いて駆動される。
A rotary table 8 is placed on the Y-axis direction movable table 7. And the measurement position of a to-be-measured object is changed by mounting a to-be-measured object in the rotation part 8A, and driving the X-axis direction movable stand 5, the Y-axis direction movable stand 7, and the rotation part 8A.
The X-axis direction movable table 5 and the Y-axis direction movable table 7 are driven using, for example, the principle of a linear motor in order to perform precise driving.

また、回転部8Aの駆動には、例えば、ステッピングモータが用いられる。
ステッピングモータを用いれば、所定間隔毎にステップ状に回転、すなわち微小角度毎に回転するようになり、正確な角度で被測定物を回転させることができる。
For example, a stepping motor is used to drive the rotating unit 8A.
If a stepping motor is used, it rotates in steps at predetermined intervals, that is, it rotates every minute angle, and the object to be measured can be rotated at an accurate angle.

基台2の一端側には、立設部9が逆L字状に設けられ、このL字の先端に平面度測定用の光を被測定物に照射するためのヘッド10が設けられている。
このヘッド10内には、ダブルシヤリングヘテロダイン法を実行するための各種部品が組み込まれている。
そのため、被測定物には、3本の光束が照射される。
On one end side of the base 2, an upright portion 9 is provided in an inverted L shape, and a head 10 for irradiating the object to be measured with light for measuring flatness is provided at the tip of the L shape. .
Various components for executing the double shearing heterodyne method are incorporated in the head 10.
Therefore, three light beams are irradiated on the object to be measured.

この方法を採用することにより、測定時の機械的振動やレーザーの揺らぎの影響を低減することができる。
平面度測定装置1にはケーブル11が接続されており、このケーブル11の一端にはコンピュータ12が接続されている。
平面度は、コンピュータ12により平面度測定プログラムからの指令に沿って算出され、その結果がモニター13に表示される。
By adopting this method, it is possible to reduce the influence of mechanical vibration and laser fluctuation during measurement.
A cable 11 is connected to the flatness measuring apparatus 1, and a computer 12 is connected to one end of the cable 11.
The flatness is calculated by the computer 12 in accordance with a command from the flatness measurement program, and the result is displayed on the monitor 13.

以下、被測定物の測定面をXY平面とした場合とrθ平面とした場合とについて説明する。
〔被測定物の測定面をXY平面とした場合〕
(第1の処理の流れ)
図2は、本発明の平面度測定器1による第1の処理の流れを示している。
先ず、ステップS10において、測定を開始するための準備を行う。
以下、この準備段階を図1を参照しながら具体的に説明する。
Hereinafter, a case where the measurement surface of the object to be measured is an XY plane and an rθ plane will be described.
[When the measurement surface of the object to be measured is an XY plane]
(First processing flow)
FIG. 2 shows the flow of the first processing by the flatness measuring instrument 1 of the present invention.
First, in step S10, preparation for starting measurement is performed.
Hereinafter, this preparation step will be described in detail with reference to FIG.

先ず、平面度測定装置1、コンピュータ12、及びモニター13の電源をONにし、回転テーブル8の回転部8A上に被測定物を載置する。
次いで、被測定物をXY駆動機構を可動させることで、光を照射するヘッド10の真下に配置する。
First, the flatness measuring apparatus 1, the computer 12, and the monitor 13 are turned on, and the object to be measured is placed on the rotating unit 8 </ b> A of the rotary table 8.
Next, the object to be measured is placed directly below the head 10 that emits light by moving the XY drive mechanism.

次いで、ステップS11において、基準面形状選択を行う。
具体的には、モニター13に図3に示すような画面が表示される。
画面の番号1に表示される三角形は、θ≒54°の二等辺三角形である。
画面の番号2に表示される三角形は、θ=60°の正三角形である。
画面の番号3に表示される図形は、円である。
画面の番号4に表示される図形は、正方形である。
ここで、番号1を選択することにする。
Next, in step S11, a reference surface shape is selected.
Specifically, a screen as shown in FIG. 3 is displayed on the monitor 13.
The triangle displayed in the number 1 on the screen is an isosceles triangle of θ≈54 °.
The triangle displayed in the number 2 on the screen is a regular triangle of θ = 60 °.
The figure displayed in the number 3 on the screen is a circle.
The figure displayed in the number 4 on the screen is a square.
Here, the number 1 is selected.

次いで、ステップS12において、図4に示すように測定開始をしても良いか否かのペンディング画面が表示され、良ければ、「はい」を選択する。   Next, in step S12, as shown in FIG. 4, a pending screen as to whether or not measurement can be started is displayed. If yes, "Yes" is selected.

次いで、ステップS13において、基準面設定工程が実行される。
この工程では、三角形abcの辺のうちの少なくとも2辺において、a点,b点,c点以外のXY駆動機構の停止可能ポイントを該停止可能ポイント同士のY座標が等しくなるように設定できるように、三角形abcを想定し、a点,b点,c点のZ座標と、三角形abcの辺上に存在するa点,b点,c点以外のXY駆動機構の停止可能ポイントのZ座標と、を測定し、該測定されたZ座標を用いて基準面を設定する。
Next, in step S13, a reference plane setting process is executed.
In this step, at least two of the sides of the triangle abc, the stop points of the XY drive mechanism other than the points a, b, and c can be set so that the Y coordinates of the stop points are equal. In addition, assuming the triangle abc, the Z coordinates of the points a, b, and c, and the Z coordinates of the stop points of the XY drive mechanism other than the points a, b, and c existing on the sides of the triangle abc, , And a reference plane is set using the measured Z coordinate.

ここで、図5を用いて、ステップS11で選択された三角形を例に当てはめることにする。
番号1の三角形はθ≒54°としたが、正確には、高さと斜辺の比が8:9の二等辺三角形である。
このような角度にしたのは、d点,e点のように、X方向とY方向との交点位置である停止可能ポイントを三角形abcの辺が通過するようにするためである。
Here, the triangle selected in step S11 is applied as an example with reference to FIG.
The triangle of No. 1 is θ≈54 °, but is exactly an isosceles triangle with a ratio of height to hypotenuse of 8: 9.
The reason for this angle is to allow the sides of the triangle abc to pass through the stoppable points that are the intersection positions of the X direction and the Y direction, such as points d and e.

a点,b点,c点以外のXY駆動機構の停止可能ポイント(グリッドの交点)であるd点、e点を、そのY座標同士が等しくなるように設定することができるような三角形を想定する。
それから、a点〜e点のZ座標を測定し、この測定結果に基づき基準面を設定する。
Assuming a triangle that can set the d and e points, which are points that can be stopped (intersections of grids) other than the points a, b, and c, so that their Y coordinates are equal. To do.
Then, the Z coordinates of points a to e are measured, and a reference plane is set based on the measurement result.

その際、a点,b点、c点を通る三角形を基準面とする。
なお、5点の測定結果に基づき、最小二乗法により5点に近接する平面を求めても良い。
At that time, a triangle passing through points a, b, and c is set as a reference plane.
In addition, based on the measurement result of 5 points | pieces, you may obtain | require the plane close | similar to 5 points | pieces by the least square method.

次いで、ステップS14において、Yライン測定工程が実行される。
この工程では、X軸方向に沿ったYラインが三角形abcの辺のうちの2辺と交わる(又は連続点を有する)ように、三角形abcの辺に存在するXY駆動機構の停止可能ポイントを通過するYライン測定を複数のY座標で行う。
Next, in step S14, the Y line measurement process is executed.
In this process, the Y line along the X-axis direction passes through the stop point of the XY drive mechanism existing on the side of the triangle abc so that two of the sides of the triangle abc intersect (or have continuous points). Y line measurement is performed with a plurality of Y coordinates.

ここで、図6を用いて、具体的に説明する。
ステップS13で決定したd点及びe点を通過するように、すなわち三角形abcの辺のうちの2辺と交わるように1本のYラインを想定し、(x,y)=(1,12)〜(23,12)の点の測定を行う。
Here, it demonstrates concretely using FIG.
Assuming one Y line so as to pass through the points d and e determined in step S13, that is, to intersect two of the sides of the triangle abc, (x, y) = (1, 12) Measure the points (23, 12).

また、b点,c点を通るように、すなわち三角形abcの辺のうちの2辺と連続点を有するように、もう1本のYラインを想定し、(x,y)=(1,4)〜(23,4)の点の測定を行う。
そして、このように三角形abcのうちの1辺はX軸に平行に配置され、Yライン測定工程において、該一片と同一のY座標のYライン測定を行うので、Yラインの間隔を極力広げることができるように設定でき、広範囲な測定領域をカバーすることができる正確な平面度測定を行うことができる。
Further, assume that another Y line passes through the points b and c, that is, has two continuous points of the sides of the triangle abc, and (x, y) = (1, 4 ) To (23, 4) are measured.
In this way, one side of the triangle abc is arranged in parallel to the X axis, and in the Y line measurement process, Y line measurement of the same Y coordinate as the one piece is performed, so that the interval between Y lines is increased as much as possible. Therefore, accurate flatness measurement capable of covering a wide measurement area can be performed.

次いで、ステップS15において、Xライン測定工程が実行される。
ここでは、Yライン測定工程において測定した測定点を通過するように、Y軸方向に沿って複数の停止可能ポイントのZ座標を測定する。
Next, in step S15, an X-line measurement process is executed.
Here, the Z coordinates of a plurality of stoppable points are measured along the Y-axis direction so as to pass through the measurement points measured in the Y line measurement process.

ここで、図7を用いて、具体的に説明する。
ステップS14のYライン測定工程で測定されたX座標位置(x,y)=(1,4)〜(23,4)及び(x,y)=(1,12)〜(23,12)を通過するようにY軸方向に沿ってXライン測定を行う。
このとき、各Xライン毎に、y=1〜23までの各点で測定を行う。
なお、図中、測定した位置の印は省略している。
Here, it demonstrates concretely using FIG.
X coordinate positions (x, y) = (1, 4) to (23, 4) and (x, y) = (1, 12) to (23, 12) measured in the Y line measurement process of step S14. X-line measurement is performed along the Y-axis direction so as to pass.
At this time, measurement is performed at each point from y = 1 to 23 for each X line.
In addition, the mark of the measured position is abbreviate | omitted in the figure.

次いで、ステップS16において、Xラインフィッティング工程が実行される。
この工程では、XラインとYラインとの交点位置において、Xライン上の該交点位置のZ座標をYライン上の該交点位置のZ座標に一致するように座標変換し、XラインをYラインにフィッティングする。
Next, in step S16, an X-line fitting process is executed.
In this step, at the intersection position of the X line and the Y line, the Z coordinate of the intersection position on the X line is coordinate-converted so as to coincide with the Z coordinate of the intersection position on the Y line, and the X line is converted to the Y line. To fit.

すなわち、XラインとYラインとの交点位置((x,y)=(1,4)〜(23,4)、(1,12)〜(23,12))において、Xライン上の該交点位置のZ座標をYラインの該交点位置のZ座標に一致するように座標変換、具体的には平行移動する。
そして、碁盤の目状の網が形成される。
なお、Yラインを3本以上想定し、Xラインを3本以上のYラインに最小二乗法等により近似させる方法を用いても良い。
That is, at the intersection position ((x, y) = (1, 4) to (23, 4), (1, 12) to (23, 12)) of the X line and the Y line, the intersection point on the X line. Coordinate conversion is performed so that the Z coordinate of the position coincides with the Z coordinate of the intersection position of the Y line, specifically, parallel translation.
Then, a grid-like net is formed.
Note that a method of approximating three or more Y lines and approximating the X line to three or more Y lines by a least square method or the like may be used.

次いで、ステップS17において、XYラインフィッティング工程が実行される。
この工程では、ステップS16のXラインフィッティング工程においてYラインにフィッティングされたXラインを一体としながらYラインをステップS4で設定された基準面に、すなわち三角形abcのb点〜e点にフィッティングする。
Next, in step S17, an XY line fitting process is executed.
In this step, the Y line is fitted to the reference plane set in step S4, that is, the points b to e of the triangle abc, while integrating the X line fitted to the Y line in the X line fitting step of step S16.

次いで、ステップS18において、XYラインフィッティング工程後の測定結果が、図8に示すように3次元的にモニター13に表示される。
細線で示される格子は基準面Sであり、黒丸印が測定点である。
同時に、黒丸印の点のデータから平面度が算出される。
Next, in step S18, the measurement result after the XY line fitting process is displayed on the monitor 13 three-dimensionally as shown in FIG.
The grid indicated by the thin lines is the reference plane S, and the black circles are measurement points.
At the same time, the flatness is calculated from the data of the black circle points.

上述したように、Xラインフィッティング工程により網目状にしたものを基準面の位置に持ってくることで、測定ライン同士の関係においても、測定値を補正することができ、簡単な計算及び少ない測定点により試料面全体の平面度を正確に測定することができる。   As mentioned above, by bringing the mesh-like shape by the X-line fitting process to the position of the reference plane, the measured value can be corrected even in the relationship between measurement lines, simple calculation and few measurements The flatness of the entire sample surface can be accurately measured by the points.

特に、三角形abcの辺上に、XY駆動機構が停止する停止可能ポイントであるd点,e点が存在するようにすることで、三角形abcの辺とYラインとの交点位置のZ座標を他の位置の測定結果から線形補間等により近似するという計算をせずに済むので、平面度の算出精度を向上させることができる。
また、被測定物表面状態をメッシュ状にしてモニター13に表示するので、試料の表面状態を視覚的に適確に把握することができる。
In particular, on the sides of the triangle abc, the points d and e, which are the points where the XY drive mechanism stops, exist so that the Z coordinate of the intersection point between the side of the triangle abc and the Y line can be changed. Therefore, it is not necessary to perform a calculation of approximation by linear interpolation or the like from the measurement result of the position, so that the flatness calculation accuracy can be improved.
Further, since the surface state of the object to be measured is displayed in a mesh shape on the monitor 13, the surface state of the sample can be grasped visually and accurately.

(第2の処理の流れ)
図9は、本発明の平面度測定器1による第2の処理の流れを示している。
ステップS20〜ステップS25は、第1の処理の流れと同様であるので、その説明を省略する。
第1の処理の流れと第2の処理の流れとの相違点は、フィッティング工程が異なる点にある。
(Second processing flow)
FIG. 9 shows the flow of the second processing by the flatness measuring instrument 1 of the present invention.
Steps S20 to S25 are the same as the flow of the first process, and thus description thereof is omitted.
The difference between the first process flow and the second process flow is that the fitting process is different.

この第2の処理の流れでは、ステップS26において、Yラインフィッティング工程が実行される。
この工程では、Yラインと三角形abcとの交点位置において、Yラインの該交点位置のZ座標が三角形abcの該交点位置のZ座標に等しくなるように座標変換し、Yラインを基準面にフィッティングする。
ここで、具体的に説明する。
In the second processing flow, a Y line fitting process is executed in step S26.
In this step, at the intersection point of the Y line and the triangle abc, coordinate transformation is performed so that the Z coordinate of the intersection position of the Y line becomes equal to the Z coordinate of the intersection position of the triangle abc, and the Y line is fitted to the reference plane. To do.
Here, it demonstrates concretely.

Yラインと三角形abcとの交点位置((x,y)=(4,4)、(8,12)、(16,12)、(20,4))において、Yライン上の該交点位置のZ座標を三角形abcの辺上に存在する該交点位置のZ座標に一致するように座標変換、具体的には平行移動する。   In the intersection position ((x, y) = (4, 4), (8, 12), (16, 12), (20, 4)) between the Y line and the triangle abc, the intersection position on the Y line The coordinate is converted, specifically translated so that the Z coordinate coincides with the Z coordinate of the intersection position existing on the side of the triangle abc.

次いで、ステップS27において、Xラインフィッティング工程が実行される。
この工程では、XラインとYラインとの交点位置において、Xラインの該交点位置のZ座標がフィッティング後のYラインの該交点位置のZ座標に等しくなるように座標変換し、XラインをYラインにフィッティングする。
Next, in step S27, an X-line fitting process is executed.
In this process, at the intersection position of the X line and the Y line, coordinate transformation is performed so that the Z coordinate of the intersection position of the X line becomes equal to the Z coordinate of the intersection position of the Y line after fitting. Fitting to the line.

すなわち、XラインとYラインとの交点位置((x,y)=(1,4)〜(23,4)、(1,12)〜(23,12))において、Xライン上の該交点位置のZ座標をYラインフィッティング工程後のYラインの該交点位置のZ座標に一致するように座標変換、具体的には平行移動する。
そして、碁盤の目状の網が形成される。
That is, at the intersection position ((x, y) = (1, 4) to (23, 4), (1, 12) to (23, 12)) of the X line and the Y line, the intersection point on the X line. The coordinate of the position is converted so that it coincides with the Z coordinate of the intersection position of the Y line after the Y line fitting process, specifically, it is translated.
Then, a grid-like net is formed.

この第2の処理の流れでも、第1の処理の流れと同様の効果を奏する。   The flow of the second process has the same effect as the flow of the first process.

(第3の処理の流れ)
図10は、本発明の平面度測定器1による第3の処理の流れを示している。
先ず、ステップ30において、第1の処理の流れのステップS1と同様に、測定を開始するための準備を行う。
(Third processing flow)
FIG. 10 shows a third processing flow by the flatness measuring instrument 1 of the present invention.
First, in step 30, as in step S1 of the first processing flow, preparation for starting measurement is performed.

次いで、ステップS31において、図3に示した基準面形状選択を行う。
ここで、番号1を選択することにする。
Next, in step S31, the reference surface shape shown in FIG. 3 is selected.
Here, the number 1 is selected.

次いで、ステップS32において、図4に示したように測定開始をしても良いか否かのペンディング画面が表示され、良ければ、「はい」を選択する。   Next, in step S32, a pending screen as to whether or not measurement can be started is displayed as shown in FIG. 4. If yes, "Yes" is selected.

次いで、ステップS33において、ステップS4と同様に基準面設定工程が実行される。   Next, in step S33, a reference plane setting process is executed in the same manner as in step S4.

次いで、ステップS34において、Yライン測定工程が実行される。
この工程では、X軸方向に沿ったYラインが三角形abcの辺のうちの2辺と交わる(又は連続点を有する)ように、三角形abcの辺に存在するXY駆動機構の停止可能ポイントを通過するYライン測定を複数のY座標で行う。
Next, in step S34, the Y line measurement process is executed.
In this process, the Y line along the X-axis direction passes through the stop point of the XY drive mechanism existing on the side of the triangle abc so that two of the sides of the triangle abc intersect (or have continuous points). Y line measurement is performed with a plurality of Y coordinates.

ここで、図11を用いて、具体的に説明する。
ステップS33で決定したd点及びe点を通るように、すなわち三角形abcの辺のうちの2辺と交わるように1本のYラインを想定し、(x,y)=(4,12)〜(20,12)の点の測定を行う。
Here, it demonstrates concretely using FIG.
Assume that one Y line passes through the points d and e determined in step S33, that is, intersects with two of the sides of the triangle abc, and (x, y) = (4, 12) to The point (20, 12) is measured.

また、b点,c点を通るように、すなわち三角形abcの辺のうちの2辺と連続点を有するように、もう1本のYラインを想定し、(x,y)=(4,4)〜(20,4)の点の測定を行う。   Further, assume that another Y line passes through the points b and c, that is, has two continuous points of the sides of the triangle abc, and (x, y) = (4, 4 ) To (20, 4) are measured.

次いで、ステップS35において、Xライン測定工程が実行される。
Yライン測定工程において測定したX座標位置を通過するように、Y軸方向に沿って複数の停止可能ポイントのZ座標を測定する。
Next, in step S35, an X-line measurement process is executed.
The Z coordinates of a plurality of stoppable points are measured along the Y-axis direction so as to pass the X coordinate position measured in the Y line measurement process.

ここで、図12を用いて、具体的に説明する。
ステップS34のYライン測定工程で測定されたX座標位置(x,y)=(4,4)〜(20,4)及び(x,y)=(4,12)〜(20,12)を通過するようにY軸方向に沿ってXライン測定を行う。
このとき、各Xライン毎に、x=1〜23までの各点で測定を行う。
なお、図中、測定した位置の印は省略している。
Here, it demonstrates concretely using FIG.
The X coordinate positions (x, y) = (4, 4) to (20, 4) and (x, y) = (4, 12) to (20, 12) measured in the Y line measurement process of step S34. X-line measurement is performed along the Y-axis direction so as to pass.
At this time, measurement is performed at each point from x = 1 to 23 for each X line.
In addition, the mark of the measured position is abbreviate | omitted in the figure.

次いで、ステップS36において、図12中、Xライン測定工程において測定が行われた点である白抜き四角印を付けた点を通過するYラインに沿って計測を行う。
具体的には、図13の黒丸印で示すように、(x,y)=(1,8)〜(3,8)、(21,8)〜(23,8)、(1,16)〜(3,16)、(21,16)〜(23,16)の位置の測定を行う。
Next, in step S36, measurement is performed along the Y line passing through a point marked with a white square mark, which is the point where the measurement was performed in the X line measurement step in FIG.
Specifically, as shown by black circles in FIG. 13, (x, y) = (1, 8) to (3, 8), (21, 8) to (23, 8), (1, 16) Measure the positions of (3, 16), (21, 16) to (23, 16).

次いで、ステップS37において、再びXライン測定工程が実行される。
ステップS36におけるYライン測定工程において測定したX座標位置を通過するように、Y軸方向に沿って複数の停止可能ポイントのZ座標を測定する。
Next, in step S37, the X-line measurement process is executed again.
The Z coordinates of the plurality of stoppable points are measured along the Y-axis direction so as to pass the X coordinate position measured in the Y line measurement step in step S36.

ここで、図14を用いて、具体的に説明する。
ステップS36のYライン測定工程で測定されたX座標位置(x,y)=(1,8)〜(3,8)、(21,8)〜(23,8)、(1,16)〜(3,16)、(21,16)〜(23,16)を通過するようにY軸方向に沿ってXライン測定を行う。
このとき、各Xライン毎に、y=1〜23までの各点で測定を行う。
なお、図中、測定した位置の印は省略している。
Here, it demonstrates concretely using FIG.
X coordinate position (x, y) = (1, 8) to (3, 8), (21, 8) to (23, 8), (1, 16) to (X) measured in the Y line measurement step of step S36 X line measurement is performed along the Y-axis direction so as to pass through (3, 16) and (21, 16) to (23, 16).
At this time, measurement is performed at each point from y = 1 to 23 for each X line.
In addition, the mark of the measured position is abbreviate | omitted in the figure.

次いで、ステップS38において、各種フィッティングが行われる。
先ず、ステップS37で測定されたXライン(x=1〜3,21〜23)がYライン(y=8,16)にフィッティングされる。
次いで、Xライン(x=1〜3、21〜23)が一体化されたYライン(y=8,16)を、(x,y)=(4,8)、(4,16)、(20,8)、(20,16)の点において、Xライン(x=4,20)にフィッティングする。
Next, in step S38, various fittings are performed.
First, the X line (x = 1 to 3, 21 to 23) measured in step S37 is fitted to the Y line (y = 8, 16).
Next, the Y line (y = 8, 16) in which the X line (x = 1-3, 21-23) is integrated is changed to (x, y) = (4, 8), (4, 16), ( Fitting is made to the X line (x = 4, 20) at the points 20, 8) and (20, 16).

更に、この2回に渡りフィッティングされたライン郡と他のXライン(x=5〜19)とをYライン(y=4,12)にフィッティングする。
そして、最後にこれら全てのラインを(x,y)=(4,4)、(8,12)、(16,12)、(20,4)の位置において、基準面にフィッティングし、全てのフィッティングが終了する。
Further, the line group fitted twice and the other X lines (x = 5 to 19) are fitted to the Y line (y = 4, 12).
Finally, all these lines are fitted to the reference plane at the positions (x, y) = (4, 4), (8, 12), (16, 12), (20, 4), The fitting ends.

なお、上述したようにYラインをy=8,16の位置で測定するのは、y=4,12の位置で測定する場合に比べ、Y方向の幅は等しいが、より測定領域の中央付近を測定することができるからである。
すなわち、y=8,16の位置で測定すると、y=4,12の位置で測定する場合に比べ、測定領域全体での誤差を小さくすることができる。
Note that, as described above, the Y line is measured at the position of y = 8, 16 as compared with the case of measuring at the position of y = 4, 12, but the width in the Y direction is the same. It is because it can measure.
That is, if measurement is performed at the position y = 8, 16, the error in the entire measurement region can be reduced as compared with the case where measurement is performed at the position y = 4, 12.

また、上述したフィッティングの順序は適宜変更することが可能である。
例えば、上記フィッティング順序を逆にし、最初に三角形abcにYライン(y=4,12)をフィッティングするようにしても良い。
In addition, the above-described fitting order can be changed as appropriate.
For example, the fitting order may be reversed, and the Y line (y = 4, 12) may be fitted to the triangle abc first.

次いで、ステップS39において、フィッティング工程後の測定結果が、図8に示したように3次元的に表示される。   Next, in step S39, the measurement result after the fitting process is displayed three-dimensionally as shown in FIG.

なお、上述した第1〜第3の処理の流れにおいて、画面の番号1に表示される三角形は、θ≒54°の二等辺三角形を選択した例について説明したが、番号2〜4を選択しても同様の処理がなされる。
特に、三角形の斜辺に多数の停止可能ポイントを確保したい場合には、番号2の正三角形が適している。
In the first to third processing flows described above, the example in which the triangle displayed on the screen No. 1 is an isosceles triangle of θ≈54 ° has been described. However, the numbers 2 to 4 are selected. However, the same processing is performed.
In particular, the number 2 equilateral triangle is suitable for securing a large number of stoppable points on the hypotenuse of the triangle.

正三角形の斜辺は、xが1増加するに連れてyが2増加するため、XY駆動機構の最小移動ピッチの2倍のY方向幅毎に、停止可能ポイントを確保することができる。
また、円状の面を測定する場合には、番号3の方法が有効である。
基準面形状も円状であり、円周方向の測定誤差のバラツキを抑えることができると共に、測定したい部分全てを番号3の円内に含めることが可能であるからである。
In the hypotenuse of the equilateral triangle, y increases by 2 as x increases by 1. Therefore, a stoppable point can be secured for each Y-direction width that is twice the minimum movement pitch of the XY drive mechanism.
Further, when measuring a circular surface, the method of number 3 is effective.
This is because the reference surface shape is also circular, so that variations in measurement errors in the circumferential direction can be suppressed, and all the parts to be measured can be included in the circle of number 3.

また、同様に正方形の面を測定する場合には、番号4の方法が有効である。
基準面形状も正方形であり、測定したい部分全てを番号4の正方形内に含めることが可能であるからである。
なお、三角形abcの形状はモニター13に表示された形状に限定されることはない。
Similarly, when measuring a square surface, the method of number 4 is effective.
This is because the reference surface shape is also a square, and all the parts to be measured can be included in the square of number 4.
The shape of the triangle abc is not limited to the shape displayed on the monitor 13.

例えば、図15に示すような底辺がX軸と平行でない三角形であっても良い。
要するに、2本のYラインのそれぞれが、三角形の2辺と、XY駆動機構の停止可能ポイントで交わる(又は連続点を有する)ような三角形であれば良い。
また、上述した一実施形態では、X軸方向可動台5の移動方向を基台2の長手方向に採った例について説明したが、Y軸方向可動台7の移動方向を基台2の長手方向に採っても良い。
For example, a triangle whose base is not parallel to the X axis as shown in FIG. 15 may be used.
In short, each of the two Y lines may be a triangle that intersects two sides of the triangle at a stoppable point of the XY drive mechanism (or has a continuous point).
In the above-described embodiment, the example in which the moving direction of the X-axis movable table 5 is set to the longitudinal direction of the base 2 has been described. However, the moving direction of the Y-axis movable table 7 is set to the longitudinal direction of the base 2. It may be taken.

また、X軸とY軸との交差角度は、90°でなくても良い。
すなわち、Yラインに対し、Xラインは傾斜しているような網状のものでも良い。
Further, the intersection angle between the X axis and the Y axis may not be 90 °.
That is, the X line may be a net-like shape that is inclined with respect to the Y line.

〔被測定物の測定面をrθ平面とした場合〕
(第4の処理の流れ)
図16は、本発明の平面度測定器1による第4の処理の流れを示している。
ステップS40〜ステップS42は、第1の処理の流れと同様であるので、その説明を省略する。
第4の処理の流れは、第1〜第3の流れがXY座標を採用していたのに対し、rθ座標を採用している点で異なる。
[When measuring surface of object to be measured is rθ plane]
(4th process flow)
FIG. 16 shows a fourth processing flow by the flatness measuring instrument 1 of the present invention.
Steps S40 to S42 are the same as the flow of the first process, and thus the description thereof is omitted.
The fourth processing flow is different in that the first to third flows adopt the XY coordinates while the rθ coordinates are adopted.

この第4の処理の流れでは、ステップS43において、基準面設定工程が実行される。
この工程では、三角形abcの辺上に、a点,b点,c点以外のrθ駆動機構の停止可能ポイントが存在し、該停止可能ポイントとa点,b点又はc点とが座標原点を通過する1本の基準ライン上に存在するように三角形を想定し、a点,b点,c点のZ座標と、a点,b点,c点以外の三角形abcと基準ラインとの交点位置のZ座標と、を測定し、該測定されたZ座標を用いて基準面を設定する。
In the fourth process flow, a reference plane setting step is executed in step S43.
In this step, there is a stop point of the rθ drive mechanism other than the points a, b, and c on the side of the triangle abc, and the stop point and the points a, b, or c have the coordinate origin. Assuming that a triangle exists on one passing reference line, the Z position of points a, b and c, and the position of the intersection of the triangle abc other than points a, b and c and the reference line And the reference plane is set using the measured Z coordinate.

ここで、図17を用いて、ステップS41で選択された三角形(番号2の正三角形とする)を例に当てはめることにする。
ステップS43で決定した三角形abcの辺上に、a点,b点,c点以外のrθ駆動機構の停止可能ポイント(d点)が存在し、d点とb点とが座標原点を通過する1本の基準ライン上に存在するように三角形を想定する。
そして、a点〜d点のZ座標を測定し、この測定結果に基づき基準面を設定する。
Here, with reference to FIG. 17, the triangle selected in step S41 (assumed to be a regular triangle of number 2) is applied as an example.
On the sides of the triangle abc determined in step S43, there are stop points (d points) of the rθ drive mechanism other than the points a, b and c, and the points d and b pass through the coordinate origin 1 Assume a triangle to be on the reference line of the book.
Then, the Z coordinates of the points a to d are measured, and a reference plane is set based on the measurement result.

その際、a点,b点、c点を通る三角形を基準面としても良いが、4点の測定結果に基づき、最小二乗法により4点に近接する平面を求めた方がより正確な測定を行うことができる。   At that time, a triangle passing through points a, b, and c may be used as a reference plane. However, based on the measurement results of the four points, more accurate measurement is obtained by obtaining a plane close to the four points by the least square method. It can be carried out.

次いで、ステップS44において、基準ライン測定工程が実行される。
この工程では、図18に示すように、基準ライン上の複数のr座標でZ座標の測定を行う。
Next, in step S44, a reference line measurement process is executed.
In this step, as shown in FIG. 18, the Z coordinate is measured at a plurality of r coordinates on the reference line.

次いで、ステップS45において、サークルライン測定工程が実行される。
ここでは、基準ライン測定工程において測定したr座標位置を通過するように、θ方向に沿って複数の停止可能ポイントのZ座標を測定する。
すなわち、図19に示すように、ステップS44の基準ライン測定工程で測定された点(図中、黒丸印)を通過するようにθ方向に沿ってサークルライン測定を行う。
Next, in step S45, a circle line measurement process is executed.
Here, the Z coordinates of a plurality of stoppable points are measured along the θ direction so as to pass the r coordinate position measured in the reference line measurement step.
That is, as shown in FIG. 19, the circle line measurement is performed along the θ direction so as to pass through the point (black circle in the figure) measured in the reference line measurement process in step S44.

次いで、ステップS46において、サークルラインフィッティング工程が実行される。
この工程では、基準ラインとサークルラインとの交点位置において、サークルライン上の該交点位置のZ座標を基準ライン上の該交点位置のZ座標に一致するように座標変換し、サークルラインを基準ラインにフィッティングする。
例えば、半径9のサークルラインについては、r=9,θ=30°、r=9,θ=210°の交点位置において、フィッティングが行われる。
なお、基準ラインを2本以上想定し、サークルラインを2本以上の基準ラインに最小二乗法等により近似させるやり方でも良い。
Next, in step S46, a circle line fitting process is executed.
In this process, at the intersection position of the reference line and the circle line, the Z coordinate of the intersection position on the circle line is coordinate-transformed so as to coincide with the Z coordinate of the intersection position on the reference line, and the circle line is converted to the reference line. To fit.
For example, for a circle line with a radius of 9, fitting is performed at the intersection position of r = 9, θ = 30 °, r = 9, θ = 210 °.
Note that it is possible to assume two or more reference lines and approximate the circle line to two or more reference lines by the least square method or the like.

次いで、ステップS47において、rθラインフィッティング工程が実行される。
この工程では、サークルラインフィッティング工程において基準ラインにフィッティングされたサークルラインを一体としながら、基準ラインと三角形abcとの交点位置において基準ラインを基準面にフィッティングする。
Next, in step S47, an rθ line fitting process is executed.
In this step, the reference line is fitted to the reference plane at the intersection of the reference line and the triangle abc while integrating the circle line fitted to the reference line in the circle line fitting step.

なお、上述したフィッティングの順序は適宜変更することが可能である。
例えば、上記フィッティング順序を逆にし、基準面に基準ラインをフィッティングしてから、座標変換後の基準ラインにサークルラインをフィッティングするようにしても良い。
Note that the above-described fitting order can be changed as appropriate.
For example, the fitting order may be reversed, the reference line may be fitted to the reference plane, and then the circle line may be fitted to the reference line after coordinate conversion.

次いで、ステップS48において、rθラインフィッティング工程後の測定結果が、図20に示すように3次元的にモニター13に表示される。
細線で示される格子は基準面Sであり、黒丸印が測定点である。
同時に、黒丸印の点のデータから平面度が算出される。
Next, in step S48, the measurement result after the rθ line fitting process is displayed three-dimensionally on the monitor 13 as shown in FIG.
The grid indicated by the thin lines is the reference plane S, and the black circles are measurement points.
At the same time, the flatness is calculated from the data of the black circle points.

この第4の処理の流れでは、rθラインフィッティング工程により網目状にしたものを基準面の位置に持ってくることで、測定ライン同士の関係においても、測定値を補正することができ、簡単な計算及び少ない測定点により試料面全体の平面度を正確に測定することができる。   In the fourth processing flow, the measurement value can be corrected even in the relationship between the measurement lines by bringing the mesh-like one formed by the rθ line fitting process to the position of the reference plane, and the measurement value can be corrected easily. The flatness of the entire sample surface can be accurately measured by calculation and a small number of measurement points.

また、上述した第4の処理の流れにおいて、画面の番号2に表示される正三角形を選択した例について説明したが、番号1,3,4を選択しても同様の処理がなされる。
特に、基準面形状を円とする場合には、円周方向の測定誤差のバラツキを抑えることができる。
In the above-described fourth processing flow, the example in which the equilateral triangle displayed on the screen number 2 is selected has been described, but the same processing is performed even if the numbers 1, 3, and 4 are selected.
In particular, when the reference surface shape is a circle, variations in measurement error in the circumferential direction can be suppressed.

また、三角形abcの形状はモニター13に表示された形状に限定されることはない。
更に、基準ラインにサークルラインをフィッティングした例について説明したが、サークルラインでなく渦巻き状のラインを基準ラインにフィッティングさせるものでも良い。
Further, the shape of the triangle abc is not limited to the shape displayed on the monitor 13.
Furthermore, although the example in which the circle line is fitted to the reference line has been described, a spiral line instead of the circle line may be fitted to the reference line.

以上、本発明を説明してきたが、本発明は上述した一実施形態にのみ限定されることなく、種々の変形例が可能である。
例えば、頂点a,b,cからなる三角形を想定する代わりに、多角形や円を想定し、4点以上の位置のZ座標を測定し、該測定点に近接する平面を求め、基準面としても良い。
Although the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible.
For example, instead of assuming a triangle consisting of vertices a, b, and c, assume a polygon or a circle, measure Z coordinates at four or more positions, find a plane close to the measurement point, and use it as a reference plane. Also good.

このようにすれば、三角形に比べ、基準面の面積を大きくすることができ、より正確な平面度測定を行うことができる。特に、円にした場合にはXY平面及びrθ平面における周方向位置の安定化を図ることができる。   In this way, the area of the reference surface can be increased compared to a triangle, and more accurate flatness measurement can be performed. In particular, in the case of a circle, the circumferential position in the XY plane and the rθ plane can be stabilized.

また、平面度測定装置1は、ヘテロダイン方式のシェアリング干渉計、すなわち光学的逐次3点方式である例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、3個の変位計を使用した機械的な逐次3点方式であっても良い。
Further, although the flatness measuring apparatus 1 has been described with respect to an example of a heterodyne type sharing interferometer, that is, an optical sequential three-point system, the present invention is not limited to this.
For example, a mechanical sequential three-point method using three displacement meters may be used.

また、rθ駆動機構により回転テーブル8の回転部8Aを回転させる例について説明したが、ヘッド側を回転させる構成にしても良い。
同様に、XY駆動機構によりX軸方向可動台5及びY軸方向可動台7を移動させる例について説明したが、ヘッド側を移動させる構成にしても良い。
Moreover, although the example which rotates the rotation part 8A of the turntable 8 by the r (theta) drive mechanism was demonstrated, you may make it the structure which rotates a head side.
Similarly, the example in which the X-axis direction movable table 5 and the Y-axis direction movable table 7 are moved by the XY drive mechanism has been described, but the head side may be moved.

本発明の一実施形態に係る平面度の測定方法を実施するための平面度測定装置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flatness measuring apparatus for enforcing the measuring method of flatness which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の平面度測定器による第1の処理の流れを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow of the 1st process by the flatness measuring device of this invention. 図1のモニターに表示される基準面形状選択画面を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the reference plane shape selection screen displayed on the monitor of FIG. 図1のモニターに表示されるペンディング画面を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the pending screen displayed on the monitor of FIG. 基準面設定工程を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a reference plane setting process. Yライン測定工程を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a Y line measurement process. Xライン測定工程を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a X line measurement process. モニターに表示されるXYラインフィッティング工程後の測定結果を3次元的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the measurement result after the XY line fitting process displayed on a monitor three-dimensionally. 本発明の平面度測定器による第2の処理の流れを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow of the 2nd process by the flatness measuring device of this invention. 本発明の平面度測定器による第3の処理の流れを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow of the 3rd process by the flatness measuring device of this invention. Yライン測定工程を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a Y line measurement process. Xライン測定工程を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a X line measurement process. Yライン測定工程を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a Y line measurement process. Xライン測定工程を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a X line measurement process. 基準面設定工程で想定する三角形の変形例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the modification of the triangle assumed in a reference plane setting process. 本発明の平面度測定器による第4の処理の流れを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow of the 4th process by the flatness measuring device of this invention. 基準面設定工程を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a reference plane setting process. 基準ライン測定工程を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a reference line measurement process. サークルライン測定工程を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a circle line measurement process. モニターに表示されるrθラインフィッティング工程後の測定結果を3次元的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the measurement result after the r (theta) line fitting process displayed on a monitor three-dimensionally.

符号の説明Explanation of symbols

1 平面度測定装置
2 基台
3 ガイドレール
4 ガイド棒
5 X軸方向可動台
6 ガイドレール
7 Y軸方向可動台
8 回転テーブル
8A 回転部
9 立設部
10 ヘッド
11 ケーブル
12 コンピュータ
13 モニター
S 基準面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Flatness measuring apparatus 2 Base 3 Guide rail 4 Guide bar 5 X-axis direction movable stand 6 Guide rail 7 Y-axis direction movable stand 8 Rotating table 8A Rotating part 9 Standing part 10 Head 11 Cable 12 Computer 13 Monitor S Reference plane

Claims (14)

所定間隔毎にステップ状に移動するXY駆動機構を有し、且つ逐次3点方式を採用し被測定物のZ方向位置を測定する平面度測定器、による平面度測定方法であって、
三角形abcの辺のうちの少なくとも2辺において、a点,b点,c点以外のXY駆動機構の停止可能ポイントを該停止可能ポイント同士のY座標が等しくなるように設定できるように、三角形abcを想定し、
a点,b点,c点のZ座標と、三角形abcの辺上に存在するa点,b点,c点以外のXY駆動機構の停止可能ポイントのZ座標と、
を測定し、
該測定されたZ座標を用いて基準面を設定する基準面設定工程と、
X軸方向に沿ったYラインが三角形abcの辺のうちの2辺と交わる(又は連続点を有する)ように、且つ、三角形abcの辺に存在するXY駆動機構の停止可能ポイントを通過するように、Yラインの測定を複数のY座標で行うYライン測定工程と、
Yライン測定工程において測定したX座標位置を通過するようにXラインを設定し、Xライン上の複数の停止可能ポイントのZ座標をY軸方向に沿って測定するXライン測定工程と、
XラインとYラインとの交点位置において、Xライン上の該交点位置のZ座標をYライン上の該交点位置のZ座標に一致又は近似するように座標変換し、XラインをYラインにフィッティングするXラインフィッティング工程と、
該Xラインフィッティング工程においてYラインにフィッティングされたXラインを一体としながら、Yラインと三角形abcとの交点位置においてYラインを基準面にフィッティングするXYラインフィッティング工程と、
該XYラインフィッティング工程後の測定結果に基づき平面度を算出する平面度算出工程と、
を有することを特徴とする平面度測定方法。
A flatness measuring method using a flatness measuring instrument that has an XY drive mechanism that moves stepwise at predetermined intervals and that sequentially measures the Z-direction position of an object to be measured using a three-point method,
In at least two sides of the triangle abc, the triangle abc is set such that the stop points of the XY drive mechanism other than the points a, b, and c can be set so that the Y coordinates of the stop points are equal to each other. Assuming
Z coordinates of points a, b, and c, and Z coordinates of points where the XY drive mechanism other than the points a, b, and c existing on the side of the triangle abc can be stopped,
Measure and
A reference plane setting step of setting a reference plane using the measured Z coordinate;
The Y line along the X-axis direction intersects with two of the sides of the triangle abc (or has a continuous point) and passes through the stop point of the XY drive mechanism existing on the side of the triangle abc. Y line measurement process for measuring the Y line at a plurality of Y coordinates,
An X-line measuring step of setting the X-line so as to pass through the X-coordinate position measured in the Y-line measuring step, and measuring the Z coordinates of a plurality of stoppable points on the X line along the Y-axis direction;
At the intersection point of the X line and the Y line, the Z coordinate of the intersection point position on the X line is transformed to match or approximate the Z coordinate of the intersection point position on the Y line, and the X line is fitted to the Y line An X-line fitting process,
XY line fitting step of fitting the Y line to the reference plane at the intersection position of the Y line and the triangle abc while integrating the X line fitted to the Y line in the X line fitting step;
A flatness calculating step of calculating flatness based on the measurement result after the XY line fitting step;
A flatness measuring method characterized by comprising:
所定間隔毎にステップ状に移動するXY駆動機構を有し、且つ逐次3点方式を採用し被測定物のZ方向位置を測定する平面度測定器、による平面度測定方法であって、
三角形abcの辺のうちの少なくとも2辺において、a点,b点,c点以外のXY駆動機構の停止可能ポイントを該停止可能ポイント同士のY座標が等しくなるように設定できるように、三角形abcを想定し、
a点,b点,c点のZ座標と、三角形abcの辺上に存在するa点,b点,c点以外のXY駆動機構の停止可能ポイントのZ座標と、
を測定し、
該測定されたZ座標を用いて基準面を設定する基準面設定工程と、
X軸方向に沿ったYラインが三角形abcの辺のうちの2辺と交わる(又は連続点を有する)ように、且つ、三角形abcの辺に存在するXY駆動機構の停止ポインを通過するように、Yラインの測定を複数のY座標で行うYライン測定工程と、
Yライン測定工程において測定したX座標位置を通過するようにXラインを設定し、Xライン上の複数の停止可能ポイントのZ座標をY軸方向に沿って測定するXライン測定工程と、
Yラインと三角形abcとの交点位置において、Yラインの該交点位置のZ座標が基準面の該交点位置のZ座標に等しくなるように座標変換し、Yラインを基準面にフィッティングするYラインフィッティング工程と、
XラインとYラインとの交点位置において、Xラインの該交点位置のZ座標がYラインフィッティング工程後のYラインの該交点位置のZ座標に等しくなるように座標変換し、XラインをYラインにフィッティングするXラインフィッティング工程と、
該Xラインフィッティング工程後の測定結果に基づき平面度を算出する平面度算出工程と、
を有することを特徴とする平面度測定方法。
A flatness measuring method using a flatness measuring instrument that has an XY drive mechanism that moves stepwise at predetermined intervals and that sequentially measures the Z-direction position of an object to be measured using a three-point method,
In at least two sides of the triangle abc, the triangle abc is set such that the stop points of the XY drive mechanism other than the points a, b, and c can be set so that the Y coordinates of the stop points are equal to each other. Assuming
Z coordinates of points a, b, and c, and Z coordinates of points where the XY drive mechanism other than the points a, b, and c existing on the side of the triangle abc can be stopped,
Measure and
A reference plane setting step of setting a reference plane using the measured Z coordinate;
The Y line along the X-axis direction intersects with two of the sides of the triangle abc (or has a continuous point), and passes through the stop point of the XY drive mechanism existing on the side of the triangle abc. Y-line measurement process for measuring the Y-line at a plurality of Y-coordinates;
An X-line measuring step of setting the X-line so as to pass through the X-coordinate position measured in the Y-line measuring step, and measuring the Z coordinates of a plurality of stoppable points on the X line along the Y-axis direction;
Y-line fitting that performs coordinate transformation so that the Z coordinate of the intersection position of the Y line is equal to the Z coordinate of the intersection position of the reference plane at the intersection position of the Y line and the triangle abc, and fitting the Y line to the reference plane Process,
At the intersection position of the X line and the Y line, coordinate conversion is performed so that the Z coordinate of the intersection position of the X line becomes equal to the Z coordinate of the intersection position of the Y line after the Y line fitting process, and the X line is converted to the Y line. An X-line fitting process for fitting to
A flatness calculating step of calculating flatness based on the measurement result after the X-line fitting step;
A flatness measuring method characterized by comprising:
請求項1又は請求項2に記載の平面度測定方法において、
前記Yライン測定工程において測定するYラインの数を2本としたことを特徴とする平面度測定方法。
In the flatness measuring method according to claim 1 or 2,
The flatness measuring method, wherein the number of Y lines measured in the Y line measuring step is two.
請求項1又は請求項2に記載の平面度測定方法において、
前記三角形abcのうちの1辺はX軸に平行に配置され、
Yライン測定工程において該一片と同一のY座標のYライン測定を行うことを特徴とする平面度測定方法。
In the flatness measuring method according to claim 1 or 2,
One side of the triangle abc is arranged parallel to the X axis,
A flatness measurement method, wherein a Y line measurement of the same Y coordinate as the one piece is performed in the Y line measurement step.
所定間隔毎にステップ状に移動及び回転するrθ駆動機構を有し、且つ逐次三点方式を採用し被測定物のZ方向位置を測定する平面度測定器、による平面度測定方法であって、
三角形abcの辺上に、a点,b点,c点以外のrθ駆動機構の停止可能ポイントが存在し、該停止可能ポイントとa点,b点又はc点とが座標原点を通過する1本の基準ライン上に存在するように三角形を想定し、
a点,b点,c点のZ座標と、a点,b点,c点以外の三角形abcと基準ラインとの交点位置のZ座標と、
を測定し、
該測定されたZ座標を用いて基準面を設定する基準面設定工程と、
基準ライン上の複数のr座標でZ座標の測定を行う基準ライン測定工程と、
該基準ライン測定工程において測定したr座標位置を通過するように、θ方向に沿って複数の停止可能ポイントのZ座標を測定するサークルライン測定工程と、
基準ラインとサークルラインとの交点位置において、サークルライン上の該交点位置のZ座標を基準ライン上の該交点位置のZ座標に一致するように座標変換し、サークルラインを基準ラインにフィッティングするサークルラインフィッティング工程と、
該サークルラインフィッティング工程において基準ラインにフィッティングされたサークルラインを一体としながら、基準ラインと三角形abcとの交点位置において基準ラインを基準面にフィッティングするrθラインフィッティング工程と、
該rθラインフィッティング工程後の測定結果に基づき平面度を算出する平面度算出工程と、
を有することを特徴とする平面度測定方法。
A flatness measurement method using a flatness measuring device that has an rθ drive mechanism that moves and rotates stepwise at predetermined intervals, and that successively adopts a three-point method to measure the Z-direction position of an object to be measured,
On the side of the triangle abc, there is a stop point of the rθ drive mechanism other than the points a, b, and c, and the stop point and the point a, b, or c pass through the coordinate origin. Assuming a triangle to be on the baseline of
the Z coordinates of the points a, b, and c, and the Z coordinates of the intersection position of the triangle abc other than the points a, b, and c and the reference line;
Measure and
A reference plane setting step of setting a reference plane using the measured Z coordinate;
A reference line measurement step of measuring the Z coordinate at a plurality of r coordinates on the reference line;
A circle line measuring step of measuring Z coordinates of a plurality of stoppable points along the θ direction so as to pass through the r coordinate position measured in the reference line measuring step;
A circle for fitting the circle line to the reference line by converting the Z coordinate of the intersection position on the circle line so as to match the Z coordinate of the intersection position on the reference line at the intersection position of the reference line and the circle line A line fitting process;
An rθ line fitting step of fitting the reference line to the reference plane at the intersection of the reference line and the triangle abc, while integrating the circle line fitted to the reference line in the circle line fitting step;
A flatness calculation step of calculating flatness based on a measurement result after the rθ line fitting step;
A flatness measuring method characterized by comprising:
所定間隔毎にステップ状に移動及び回転するrθ駆動機構を有し、且つ逐次三点方式を採用し被測定物のZ方向位置を測定する平面度測定器、による平面度測定方法であって、
三角形abcの辺上に、a点,b点,c点以外のrθ駆動機構の停止可能ポイントが存在し、該停止可能ポイントとa点,b点又はc点とが座標原点を通過する1本の基準ライン上に存在する三角形を想定し、
a点,b点,c点のZ座標と、a点,b点,c点以外の三角形abcと基準ラインとの交点位置のZ座標と、
を測定し、
該測定されたZ座標を用いて基準面を設定する基準面設定工程と、
基準ライン上の複数のr座標でZ座標の測定を行う基準ライン測定工程と、
基準ラインと三角形abcとの交点位置において、基準ラインを基準面にフィッティングする基準ラインフィッティング工程と、
基準ラインとサークルラインとの交点位置において、サークルライン上の該交点位置のZ座標を基準ラインフィッティング工程後の基準ライン上の該交点位置のZ座標に一致するように座標変換し、サークルラインを基準ラインにフィッティングするサークルラインフィッティング工程と、
該サークルラインフィッティング工程後の測定結果に基づき平面度を算出する平面度算出工程と、
を有することを特徴とする平面度測定方法。
A flatness measurement method using a flatness measuring device that has an rθ drive mechanism that moves and rotates stepwise at predetermined intervals, and that successively adopts a three-point method to measure the Z-direction position of an object to be measured,
On the side of the triangle abc, there is a stop point of the rθ drive mechanism other than the points a, b, and c, and the stop point and the point a, b, or c pass through the coordinate origin. Assuming a triangle on the reference line
the Z coordinates of the points a, b, and c, and the Z coordinates of the intersection position of the triangle abc other than the points a, b, and c and the reference line;
Measure and
A reference plane setting step of setting a reference plane using the measured Z coordinate;
A reference line measurement step of measuring the Z coordinate at a plurality of r coordinates on the reference line;
A reference line fitting step of fitting the reference line to the reference plane at the intersection point of the reference line and the triangle abc;
At the intersection position of the reference line and the circle line, the Z coordinate of the intersection position on the circle line is coordinate-converted so as to coincide with the Z coordinate of the intersection position on the reference line after the reference line fitting process, and the circle line is A circle line fitting process for fitting to a reference line;
A flatness calculation step of calculating flatness based on the measurement results after the circle line fitting step;
A flatness measuring method characterized by comprising:
請求項5又は請求項6に記載の平面度測定方法において、
前記基準ラインとサークルラインとの2箇所の交点位置では、
共に基準ライン測定工程においてZ座標測定が行われ、
該2箇所の交点位置において基準ラインとサークルラインとのフィッティングが行われることを特徴とする平面度測定方法。
In the flatness measuring method according to claim 5 or 6,
At the two intersection points of the reference line and the circle line,
Both Z coordinate measurement is performed in the reference line measurement process,
A flatness measuring method, wherein fitting of a reference line and a circle line is performed at the two intersection positions.
請求項5又は請求項6に記載の平面度測定方法において、
前記基準ラインを複数引くことができるような三角形を想定し、
該複数の基準ラインを基準面に近似するようにフィッティングし、
サークルラインを複数の基準ラインに対してフィッティングするようにしたことを特徴とする平面度測定方法。
In the flatness measuring method according to claim 5 or 6,
Assuming a triangle that can draw a plurality of the reference lines,
Fitting the plurality of reference lines to approximate the reference plane,
A flatness measurement method characterized in that a circle line is fitted to a plurality of reference lines.
請求項5に記載の平面度測定方法において、
前記rθラインフィッティング工程後の測定結果を用いて、被測定物表面状態をメッシュ状にしてモニターに表示することを特徴とする平面度測定方法。
The flatness measuring method according to claim 5,
A flatness measuring method, comprising: using a measurement result after the rθ line fitting step, displaying a surface state of an object to be measured on a monitor in a mesh shape.
請求項6に記載の平面度測定方法において、
前記サークルラインフィッティング工程後の測定結果を用いて、被測定物表面状態をメッシュ状にしてモニターに表示することを特徴とする平面度測定方法。
In the flatness measuring method according to claim 6,
A flatness measurement method, comprising: using a measurement result after the circle line fitting step, displaying a surface of an object to be measured in a mesh shape on a monitor.
請求項1、請求項2、請求項5、又は請求項6に記載の平面度測定方法において、
前記基準面設定工程において、頂点a,b,cからなる三角形を想定する代わりに、多角形や円を想定し、4点以上の位置のZ座標を測定し、該測定点に近接する平面を求め、基準面とすることを特徴とする平面度測定方法。
In the flatness measuring method according to claim 1, claim 2, claim 5, or claim 6,
In the reference plane setting step, instead of assuming a triangle composed of vertices a, b, and c, a polygon or a circle is assumed, Z coordinates at four or more positions are measured, and a plane close to the measurement point is determined. A flatness measuring method characterized in that it is obtained as a reference plane.
請求項11に記載の平面度測定方法において、
前記近接する平面は、最小二乗法により求めることを特徴とする平面度測定方法。
The flatness measurement method according to claim 11,
The flatness measuring method, wherein the adjacent planes are obtained by a least square method.
請求項1、請求項2、請求項5、又は請求項6に記載の平面度測定方法において、
前記基準面設定工程において、測定位置を変更する際に被測定物を載置した回転テーブルを回転させることを特徴とする平面度測定方法。
In the flatness measuring method according to claim 1, claim 2, claim 5, or claim 6,
In the reference plane setting step, a flatness measurement method characterized by rotating a rotary table on which an object to be measured is placed when changing a measurement position.
請求項1ないし請求項13に記載の平面度測定方法を平面度測定器を用いて実行するためのプログラム。   The program for performing the flatness measuring method of Claim 1 thru | or 13 using a flatness measuring device.
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