JP2557960B2 - 高さ測定方法 - Google Patents
高さ測定方法Info
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- JP2557960B2 JP2557960B2 JP63232181A JP23218188A JP2557960B2 JP 2557960 B2 JP2557960 B2 JP 2557960B2 JP 63232181 A JP63232181 A JP 63232181A JP 23218188 A JP23218188 A JP 23218188A JP 2557960 B2 JP2557960 B2 JP 2557960B2
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光ビームを利用して被測定物体の高さを測
定する方法に係り、特に被測定物体が厳密な位置決めが
されていない場合にその頂点位置の高さを測定する方法
に関する。
定する方法に係り、特に被測定物体が厳密な位置決めが
されていない場合にその頂点位置の高さを測定する方法
に関する。
従来、光ビームを用いて非接触で物体の高さを測定す
る方法は種々知られている。そのうち、被測定物体の厳
密な位置決めがされていない場合、すなわち被測定物体
の頂点が所定の位置にない場合、その高さを知る方法と
して、例えば特開昭60−196608に記載の方法が知られて
いる。この方法は、Ｘ、Ｙ、Ｚを三次元直交座標とし
て、光ビームのＹ座標に対し粗いステップで走査し、所
定の検査方法により変曲点付近を検知し、その変曲点付
近をＹ座標に対しさらに細かいステップで走査し、つい
でＸ座標に対し１ステップ走査し、さらにこれらを繰り
返し行なうものである。
る方法は種々知られている。そのうち、被測定物体の厳
密な位置決めがされていない場合、すなわち被測定物体
の頂点が所定の位置にない場合、その高さを知る方法と
して、例えば特開昭60−196608に記載の方法が知られて
いる。この方法は、Ｘ、Ｙ、Ｚを三次元直交座標とし
て、光ビームのＹ座標に対し粗いステップで走査し、所
定の検査方法により変曲点付近を検知し、その変曲点付
近をＹ座標に対しさらに細かいステップで走査し、つい
でＸ座標に対し１ステップ走査し、さらにこれらを繰り
返し行なうものである。
上記従来技術は、測定時間については配慮がされてお
らず、被測定物体の頂点が所定の位置にないとき、被測
定物体の頂点付近を全面走査して頂点位置を見つけ出す
必要があり、高精度ではあるが、高速測定に適さないと
いう問題があった。
らず、被測定物体の頂点が所定の位置にないとき、被測
定物体の頂点付近を全面走査して頂点位置を見つけ出す
必要があり、高精度ではあるが、高速測定に適さないと
いう問題があった。
本発明の目的は、被測定物体の頂点が所定の位置にな
い場合でも、高精度で速やかに被測定物体の高さを測定
する方法を提供することにある。
い場合でも、高精度で速やかに被測定物体の高さを測定
する方法を提供することにある。
上記目的は、球面状の被測定物体に斜め上方から光ビ
ームを照射し、上記光ビームを被測定物体に対して相対
的に走査し、その反射光を位置検出素子で検出すること
により被測定物体の光ビーム照射位置の高さを測定し、
被測定物体の頂点の高さを測定する方法において、上記
光ビームの相対的走査を被測定物体の座標軸のＸ軸方向
に行ない、上記光ビームの反射光量からその走査線上の
変曲点の位置を求め、ついで上記光ビームの相対的走査
を該変曲点を含むＹ軸方向に行ない、上記光ビームの反
射光量から頂点の位置を求め、該頂点の位置の被測定物
体の高さを上記反射光より求めることを特徴とする高さ
測定方法によって達成される。
ームを照射し、上記光ビームを被測定物体に対して相対
的に走査し、その反射光を位置検出素子で検出すること
により被測定物体の光ビーム照射位置の高さを測定し、
被測定物体の頂点の高さを測定する方法において、上記
光ビームの相対的走査を被測定物体の座標軸のＸ軸方向
に行ない、上記光ビームの反射光量からその走査線上の
変曲点の位置を求め、ついで上記光ビームの相対的走査
を該変曲点を含むＹ軸方向に行ない、上記光ビームの反
射光量から頂点の位置を求め、該頂点の位置の被測定物
体の高さを上記反射光より求めることを特徴とする高さ
測定方法によって達成される。
本発明においては、光ビームの相対的な走査がＸ軸方
向、Ｙ軸方向にそれぞれ一回でよいので、厳密な位置決
めがされていない球面状の被測定物体の頂点位置高さを
敏速に高精度で求めることができる。
向、Ｙ軸方向にそれぞれ一回でよいので、厳密な位置決
めがされていない球面状の被測定物体の頂点位置高さを
敏速に高精度で求めることができる。
以下、本発明の一実施例を図面を用いて詳細に説明す
る。
る。
第２図は、本発明を行なうための高さ測定装置の構成
を示す構成図である。半球状の被測定物体３がベース４
上に近接して複数個搭載されている。検出器７は従来の
高さ測定器の検出ヘッド部であり、光ビームを斜め方向
に発する光源と、反射光の位置検出素子を有する。被測
定物体と検出器との距離は三角法の原理で測定される。
測定器本体８よりメモリ13及び判定手段12を有する制御
手段９に反射光量10及び高さ信号11が送られる。ベース
４はＸステージ６、Ｙステージ５によりＸ方向、Ｙ方向
に移動可能である。
を示す構成図である。半球状の被測定物体３がベース４
上に近接して複数個搭載されている。検出器７は従来の
高さ測定器の検出ヘッド部であり、光ビームを斜め方向
に発する光源と、反射光の位置検出素子を有する。被測
定物体と検出器との距離は三角法の原理で測定される。
測定器本体８よりメモリ13及び判定手段12を有する制御
手段９に反射光量10及び高さ信号11が送られる。ベース
４はＸステージ６、Ｙステージ５によりＸ方向、Ｙ方向
に移動可能である。
第１図は、本発明の測定方法の原理を説明する説明図
である。また、第３図、第４図は、それぞれステージ移
動によるＹ方向、Ｘ方向の光ビーム走査位置と反射光量
及び光ビーム照射位置の物体の高さとの関係を示す図で
ある。
である。また、第３図、第４図は、それぞれステージ移
動によるＹ方向、Ｘ方向の光ビーム走査位置と反射光量
及び光ビーム照射位置の物体の高さとの関係を示す図で
ある。
以下、一個の被測定物体３の頂点の高さを測定する場
合について説明する。第１図に示すように、被測定物体
３の頂点位置２の周辺をＹ方向走査位置1aに従って光ビ
ームが走査するように制御手段９によりＹステージ５を
定速で移動させながら反射光量及び高さ信号を検出し、
第３図に示す反射光量10及び高さ信号11が検出される。
判定手段12は、反射光量10がある判定レベル14を越えた
位置15と切った位置16との中心位置17を変曲点と判定す
る。この位置は頂点位置２のＹ座標となる。
合について説明する。第１図に示すように、被測定物体
３の頂点位置２の周辺をＹ方向走査位置1aに従って光ビ
ームが走査するように制御手段９によりＹステージ５を
定速で移動させながら反射光量及び高さ信号を検出し、
第３図に示す反射光量10及び高さ信号11が検出される。
判定手段12は、反射光量10がある判定レベル14を越えた
位置15と切った位置16との中心位置17を変曲点と判定す
る。この位置は頂点位置２のＹ座標となる。
つぎに、制御手段９により、初期位置が上記Ｙ座標上
にくるようＹステージ５を移動し、光ビームがＸ方向走
査位置1bに従って走査するようにＸステージ６を定速で
移動させながら反射光量及び高さ信号を検出し、第４図
に示す結果を得る。反射光量10について前述と同じ方法
で中心位置19を判定する。この中心位置19が被測定物体
３の頂点位置２であるため、この位置の高さ信号が求め
る頂点位置の高さとなる。
にくるようＹステージ５を移動し、光ビームがＸ方向走
査位置1bに従って走査するようにＸステージ６を定速で
移動させながら反射光量及び高さ信号を検出し、第４図
に示す結果を得る。反射光量10について前述と同じ方法
で中心位置19を判定する。この中心位置19が被測定物体
３の頂点位置２であるため、この位置の高さ信号が求め
る頂点位置の高さとなる。
Ｘ方向、Ｙ方向のステージ走査スピードはサンプリン
グピッチとの関係で決定する。また被測定物体３が異な
り、その表面の反射率が異なる場合でも判定レベル14を
変えることにより対応できる。
グピッチとの関係で決定する。また被測定物体３が異な
り、その表面の反射率が異なる場合でも判定レベル14を
変えることにより対応できる。
第５図は３列３行に並んだ複数の球状被測定物体３の
各頂点位置高さを計測する場合のＸステージ６、Ｙステ
ージ５の走査順序を示した図である。手順としては、列
ごとに１度のＹステージ５の走査で各球状被測定物体３
のＹ方向頂点座標を前記の方法で求め、この座標を制御
手段９内のメモリ13に記憶する。次に行ごとにＸステー
ジ６の走査を連続して行ない反射光量10及び高さ信号11
をサンプリングする。この際、各球状被測定物体３の手
前で、先にメモリ13に記憶したそれぞれのＹ方向頂点座
標位置にＹステージ５を補正移動する。この補正移動
は、反射光量及び高さ信号のサンプリングは伴わないた
め定速で移動する必要はなく、容易に実現できる。最後
にサンプリングした各被測定物体ごとの反射光量及び高
さ信号よりそれぞれの頂点位置高さを前記した方法で求
める。この演算処理は各被測定物体の走査が終わるごと
にリアルタイムで行なうことも可能である。
各頂点位置高さを計測する場合のＸステージ６、Ｙステ
ージ５の走査順序を示した図である。手順としては、列
ごとに１度のＹステージ５の走査で各球状被測定物体３
のＹ方向頂点座標を前記の方法で求め、この座標を制御
手段９内のメモリ13に記憶する。次に行ごとにＸステー
ジ６の走査を連続して行ない反射光量10及び高さ信号11
をサンプリングする。この際、各球状被測定物体３の手
前で、先にメモリ13に記憶したそれぞれのＹ方向頂点座
標位置にＹステージ５を補正移動する。この補正移動
は、反射光量及び高さ信号のサンプリングは伴わないた
め定速で移動する必要はなく、容易に実現できる。最後
にサンプリングした各被測定物体ごとの反射光量及び高
さ信号よりそれぞれの頂点位置高さを前記した方法で求
める。この演算処理は各被測定物体の走査が終わるごと
にリアルタイムで行なうことも可能である。
上述の実施例においては、Ｙ方向走査を先に行ない次
にＸ方向走査を行なったが、これは次に述べる計測精度
上の理由による。すなわち、検出器７の発する光ビーム
のスポット径は、例えば数十μｍの有限な大きさをもっ
ており、光ビームの受光素子は特性上ビームの重心位置
で高さを判定する。このため、球状被測定物体３の頂点
位置２の前後においては、光ビームの入射、反射方向を
含む面に垂直なＹ方向走査では第３図に示すように安定
して高さを検出できるのに比べ、上記面に対して平行な
Ｘ方向走査では第４図に示すように頂点位置前後でオフ
セットされた高さ信号を出力する。つまり、補正移動の
分解能及び位置決め精度の影響を受けにくくするため
に、Ｘステージ走査を後に行なった方が最終的な頂点位
置計測精度は向上する。
にＸ方向走査を行なったが、これは次に述べる計測精度
上の理由による。すなわち、検出器７の発する光ビーム
のスポット径は、例えば数十μｍの有限な大きさをもっ
ており、光ビームの受光素子は特性上ビームの重心位置
で高さを判定する。このため、球状被測定物体３の頂点
位置２の前後においては、光ビームの入射、反射方向を
含む面に垂直なＹ方向走査では第３図に示すように安定
して高さを検出できるのに比べ、上記面に対して平行な
Ｘ方向走査では第４図に示すように頂点位置前後でオフ
セットされた高さ信号を出力する。つまり、補正移動の
分解能及び位置決め精度の影響を受けにくくするため
に、Ｘステージ走査を後に行なった方が最終的な頂点位
置計測精度は向上する。
以上述べた実施例によれば、一個の被測定物体の頂点
位置高さを計測するのに二回のサンプリング走査で終わ
り、また複数個の球状被測定物体の頂点位置高さを測定
する場合、行または列単位にまとめて連続サンプリング
走査が可能であるためステージの加減速時間を省略でき
迅速な頂点位置高さ計測が可能になる。被測定物体の数
が増せばさらに効率は向上する。
位置高さを計測するのに二回のサンプリング走査で終わ
り、また複数個の球状被測定物体の頂点位置高さを測定
する場合、行または列単位にまとめて連続サンプリング
走査が可能であるためステージの加減速時間を省略でき
迅速な頂点位置高さ計測が可能になる。被測定物体の数
が増せばさらに効率は向上する。
本発明によれば、光ビームの相対的な走査が、Ｘ軸方
向、Ｙ軸方向にそれぞれ一回、計二回で、厳密な位置決
めがされていない被測定物体の頂点位置を判定できるの
で、速やかに高さ測定することができる。
向、Ｙ軸方向にそれぞれ一回、計二回で、厳密な位置決
めがされていない被測定物体の頂点位置を判定できるの
で、速やかに高さ測定することができる。
第１図は、本発明の測定方法の原理を説明する説明図、
第２図は、本発明を行なうための高さ測定装置の一実施
例の構成を示す構成図、第３図及び第４図は、それぞれ
ステージ移動によるＹ方向、Ｘ方向の光ビーム走査位置
と反射光量及び光ビーム照射位置の物体の高さとの関係
を示す図、第５図はステージ走査説明図である。 1a……Ｙ方向走査位置、1b……Ｘ方向走査位置 ２……頂点位置、３……被測定物体 ４……ベース、５……Ｙステージ ６……Ｘステージ、７……検出器 ８……測定器本体、９……制御手段 10……反射光量、11……高さ信号 12……判定手段、13……メモリ 14……判定レベル、15、16……位置 17、19……中心位置
第２図は、本発明を行なうための高さ測定装置の一実施
例の構成を示す構成図、第３図及び第４図は、それぞれ
ステージ移動によるＹ方向、Ｘ方向の光ビーム走査位置
と反射光量及び光ビーム照射位置の物体の高さとの関係
を示す図、第５図はステージ走査説明図である。 1a……Ｙ方向走査位置、1b……Ｘ方向走査位置 ２……頂点位置、３……被測定物体 ４……ベース、５……Ｙステージ ６……Ｘステージ、７……検出器 ８……測定器本体、９……制御手段 10……反射光量、11……高さ信号 12……判定手段、13……メモリ 14……判定レベル、15、16……位置 17、19……中心位置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊地知 弘明 神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社 日立コンピュータエレクトロニクス内 (56)参考文献 特開 昭60−196608（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−121706（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−184404（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】球面状の被測定物体に斜め上方から光ビー
ムを照射し、上記光ビームを被測定物体に対して相対的
に走査し、その反射光を位置検出素子で検出することに
より被測定物体の光ビーム照射位置の高さを測定し、被
測定物体の頂点の高さを測定する方法において、上記光
ビームの相対的走査を被測定物体の座標軸のＸ軸方向に
行ない、上記光ビームの反射光量からその走査線上の変
曲点の位置を求め、ついで上記光ビームの相対的走査を
該変曲点を含むＹ軸方向に行ない、上記光ビームの反射
光量から頂点の位置を求め、該頂点の位置の被測定物体
の高さを上記反射光より求めることを特徴とする高さ測
定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63232181A JP2557960B2 (ja) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | 高さ測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63232181A JP2557960B2 (ja) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | 高さ測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0280905A JPH0280905A (ja) | 1990-03-22 |
| JP2557960B2 true JP2557960B2 (ja) | 1996-11-27 |
Family
ID=16935282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63232181A Expired - Fee Related JP2557960B2 (ja) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | 高さ測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2557960B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3335826B2 (ja) * | 1995-12-05 | 2002-10-21 | 株式会社日立製作所 | はんだバンプの測定装置 |
| JP3272998B2 (ja) * | 1997-09-30 | 2002-04-08 | イビデン株式会社 | バンプ高さ良否判定装置 |
| JP2000040867A (ja) | 1998-07-24 | 2000-02-08 | Shinko Electric Ind Co Ltd | 半導体チップ実装用回路基板 |
| US7222431B1 (en) * | 2006-02-03 | 2007-05-29 | Gilson, Inc. | Alignment correction system and methods of use thereof |
-
1988
- 1988-09-19 JP JP63232181A patent/JP2557960B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0280905A (ja) | 1990-03-22 |
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