JP2016114602A5 - 表面形状測定装置、欠陥判定装置、および表面形状の測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、対象物を照明し、対象物の被測定面で反射された反射光を受光する光センサの出力を介して対象物の形状を測定する表面形状測定装置、この表面形状測定装置の測定結果に応じて欠陥判定を行う欠陥判定装置、および表面形状の測定方法に関するものである。

上記課題を解決するため、本発明においては、光源と、前記光源から出射される光を対象物にスポット光として結像するレンズと、前記対象物から反射される反射光が入射される入射面としての長手面をそれぞれ備え、各々の前記長手面が前記対象物の長手方向に沿って隣接してそれぞれ配置され、かつ、各々の前記長手面が互いに沿って配置された複数の導光部材と、前記各導光部材の前記入射面から入射され前記導光部材の出射面から出射される光を受光する光センサと、を有し、前記各導光部材の前記出射面に対向してそれぞれ配置された前記各光センサの出力分布に応じて前記対象物の表面形状を測定する構成を採用した。

Claims (25)

1. 光源と、
   前記光源から出射される光を対象物にスポット光として結像するレンズと、
   前記対象物から反射される反射光が入射される入射面としての長手面をそれぞれ備え、各々の前記長手面が前記対象物の長手方向に沿って隣接してそれぞれ配置され、かつ、各々の前記長手面が互いに沿って配置された複数の導光部材と、
   前記各導光部材の前記入射面から入射され前記導光部材の出射面から出射される光を受光する光センサと、を有し、
   前記各導光部材の前記出射面に対向してそれぞれ配置された前記各光センサの出力分布に応じて前記対象物の表面形状を測定することを特徴とする表面形状測定装置。
2. 請求項１に記載の表面形状測定装置において、前記スポット光を前記対象物の長手方向に走査し、前記対象物に複数のスポット光を入射させる光走査手段をさらに備え、前記対象物から反射される反射光は、前記複数の導光部材の前記入射面に入射されることを特徴とする表面形状測定装置。
3. 請求項１または２に記載の表面形状測定装置において、隣接して配置された前記導光部材の間に遮光部材を配置したことを特徴とする表面形状測定装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の表面形状測定装置において、前記導光部材の前記入射面にプリズム構造を有する光学部材を配置したことを特徴とする表面形状測定装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の表面形状測定装置において、前記導光部材の前記入射面に対向する面に光拡散特性を有する光学部材を配置したことを特徴とする表面形状測定装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の表面形状測定装置において、前記導光部材の前記入射面、前記入射面の対向面、および前記出射面以外の界面に光反射特性を有する光学部材を配置したことを特徴とする表面形状測定装置。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の表面形状測定装置において、前記導光部材は、前記入射面から前記入射面に対向する面までの距離が５ｍｍ以上であることを特徴とする表面形状測定装置。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の表面形状測定装置において、前記導光部材が光透過性が高い材料から構成されることを特徴とする表面形状測定装置。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載の表面形状測定装置において、前記導光部材の前記入射面の近傍に前記対象物からの前記反射光を結像する結像素子を有し、前記結像素子がマイクロレンズアレイを含むことを特徴とする表面形状測定装置。
10. 請求項１から９のいずれか１項に記載の表面形状測定装置において、前記導光部材の前記入射面の近傍に前記対象物からの前記反射光を結像する結像素子を有し、前記結像素子が前記導光部材の入射面にほぼ平行な円筒形状の光学面を有するシリンドリカルレンズを含むことを特徴とする表面形状測定装置。
11. 請求項１から１０のいずれか１項に記載の表面形状測定装置において、前記導光部材の前記入射面の近傍に前記対象物からの前記反射光を結像する結像素子を有し、前記結像素子によって結像される前記反射光の結像サイズが前記導光部材の入射面付近において前記導光部材の短手方向の大きさよりも小さくなるよう前記結像素子の結像力が定められていることを特徴とする表面形状測定装置。
12. 請求項１に記載の表面形状測定装置において、前記導光部材の出射面が前記導光部材の短手面であり、前記光センサが前記短手面から出射される前記反射光を受光するよう配置されることを特徴とする表面形状測定装置。
13. 請求項１に記載の表面形状測定装置において、前記導光部材の前記出射面が前記各導光部材の入射面に対向する側に配置され、前記光センサが前記出射面から出射される前記反射光を受光するよう配置されることを特徴とする表面形状測定装置。
14. 請求項１３に記載の表面形状測定装置において、前記導光部材がその入射面側と出射面側で異なる大きさを有することを特徴とする表面形状測定装置。
15. 請求項１３または１４に記載の表面形状測定装置において、前記導光部材の前記入射面を構成する前記長手面と、前記出射面の間に焦点位置を有する正の屈折力を有する光学部材を配置したことを特徴とする表面形状測定装置。
16. 請求項１５に記載の表面形状測定装置において、前記導光部材の、前記長手面と前記出射面の間とを結ぶ両側縁が、前記長手面から前記出射面に向かって前記導光部材が先細りとなるよう凹凸形状に形成されていることを特徴とする表面形状測定装置。
17. 請求項１５または１６に記載の表面形状測定装置において、前記導光部材の両側縁の凹凸形状により前記導光部材が先細りとなる部分の入口付近に前記光学部材の焦点位置が位置することを特徴とする表面形状測定装置。
18. 請求項１５から１７のいずれか１項に記載の表面形状測定装置において、前記光学部材がフレネルレンズであることを特徴とする表面形状測定装置。
19. 請求項１に記載の表面形状測定装置において、前記導光部材の前記長手面と交差する断面が円形である円筒形状を有し、前記長手面に対応する円筒面から前記対象物で反射された反射光を入射させ、前記長手面とは異なる出射面から前記光センサに対して出射させることを特徴とする表面形状測定装置。
20. 請求項１９に記載の表面形状測定装置において、前記導光部材の前記長手面に対向する円筒面が、前記長手面から入射された光を拡散させる拡散部を構成することを特徴とする表面形状測定装置。
21. 請求項２０に記載の表面形状測定装置において、前記拡散部が、前記導光部材とは別体の弓型断面の拡散部材から成ることを特徴とする表面形状測定装置。
22. 請求項１２に記載の表面形状測定装置において、前記光センサに対する複数の前記導光部材の前記反射光の出射面が、複数の前記導光部材の同じ側の端部の短手面であり、これら短手面からそれぞれ出射された前記反射光を受光するよう、複数の前記導光部材の各々につき前記光センサが配置されたことを特徴とする表面形状測定装置。
23. 請求項２２に記載の表面形状測定装置において、複数の前記導光部材の同じ側の端部の出射面から、複数の前記導光部材の各々につき配置された前記光センサの受光面へと前記反射光をそれぞれ導光する複数の光ガイド部材を備え、複数の前記光ガイド部材は、複数の前記光ガイド部材から出射される前記反射光の光軸が、複数の前記光ガイド部材の外部において交差しないように導光する形状を有することを特徴とする表面形状測定装置。
24. 請求項１から２３のいずれか１項に記載の表面形状測定装置により測定した前記対象物の表面形状に応じて当該の対象物の欠陥判定を行う欠陥判定部を備えたことを特徴とする欠陥判定装置。
25. 対象物にスポット光を入射し、
    前記対象物から反射された反射光を複数の導光部材に入射し、
    前記反射光が各導光部材を伝搬して、前記各導光部材の出射面から出射される光を光センサが受光し、
    前記各光センサの出力分布に応じて前記対象物の表面形状を測定することを特徴とする表面形状の測定方法。