JP3365903B2 - 表面の荒れ測定装置および方法 - Google Patents
表面の荒れ測定装置および方法Info
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- JP3365903B2 JP3365903B2 JP05253596A JP5253596A JP3365903B2 JP 3365903 B2 JP3365903 B2 JP 3365903B2 JP 05253596 A JP05253596 A JP 05253596A JP 5253596 A JP5253596 A JP 5253596A JP 3365903 B2 JP3365903 B2 JP 3365903B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
- G01B11/303—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces using photoelectric detection means
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- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ等の
表面の荒れを測定する装置および方法に関する。
表面の荒れを測定する装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体ウエハ等の試料の表面の荒
さは、対象となる荒れの程度に応じた観察倍率を有する
顕微鏡を用い、その視野内での表面の画像の変化を測定
する方法が用いられている。
さは、対象となる荒れの程度に応じた観察倍率を有する
顕微鏡を用い、その視野内での表面の画像の変化を測定
する方法が用いられている。
【０００３】しかし、断面が図４に示すように、鋸歯状
の表面の場合、顕微鏡の焦点深度Ｄとの関係で、歯１の
凹部や凸部に焦点を合わせることができず、凹部および
凸部の焦点位置から上下方向の荒れの度合いを測定する
ことはできない。
の表面の場合、顕微鏡の焦点深度Ｄとの関係で、歯１の
凹部や凸部に焦点を合わせることができず、凹部および
凸部の焦点位置から上下方向の荒れの度合いを測定する
ことはできない。
【０００４】そこで、試料や顕微鏡を上下移動させ、図
５に示すように、その際の移動位置に対する画像のコン
トラストの変化を得、コントラストが所定値Ｃ0 以上で
ある範囲の移動量ｍを荒さの尺度として得る方法が考え
られている。
５に示すように、その際の移動位置に対する画像のコン
トラストの変化を得、コントラストが所定値Ｃ0 以上で
ある範囲の移動量ｍを荒さの尺度として得る方法が考え
られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法によれば、顕微鏡や試料を微小に上下動させるアクチ
ュエータが必要であり、このようなアクチュエータは高
価であるという問題がある。また、顕微鏡や試料を上下
動させながら、画像データを得なけらばならないため、
測定に長時間を要するという問題もある。
法によれば、顕微鏡や試料を微小に上下動させるアクチ
ュエータが必要であり、このようなアクチュエータは高
価であるという問題がある。また、顕微鏡や試料を上下
動させながら、画像データを得なけらばならないため、
測定に長時間を要するという問題もある。
【０００６】そこで本発明の目的は、簡単な構成により
短時間で、上述のような上下方向の荒れの測定が行なえ
る装置および方法を提供することにある。
短時間で、上述のような上下方向の荒れの測定が行なえ
る装置および方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明の表面の荒れ測定装置は、対象表面に対し、その
法線方向から光軸を所定の角度だけ傾けて配置され、該
所定の角度だけ傾けた光軸上に導入される発光光で対象
表面の画像を結像させる結像手段と、これによって結像
された画像を光電変換して画像データを得る光電変換手
段と、この画像データの処理のみで解析して得られる該
画像データ内におけるコントラストの、前記傾きの方向
における位置的変化および前記所定角度から対象表面の
荒さを得る情報処理手段とを具備することを特徴とす
る。
本発明の表面の荒れ測定装置は、対象表面に対し、その
法線方向から光軸を所定の角度だけ傾けて配置され、該
所定の角度だけ傾けた光軸上に導入される発光光で対象
表面の画像を結像させる結像手段と、これによって結像
された画像を光電変換して画像データを得る光電変換手
段と、この画像データの処理のみで解析して得られる該
画像データ内におけるコントラストの、前記傾きの方向
における位置的変化および前記所定角度から対象表面の
荒さを得る情報処理手段とを具備することを特徴とす
る。
【０００８】情報処理手段は、前記傾斜方向の、前記画
像データのコントラストの位置的変化において、コント
ラストが所定の値を越えている範囲の距離ｘおよび前記
所定角度θから対象表面の荒さを、例えばｘ・tanθとし
て得るものである。
像データのコントラストの位置的変化において、コント
ラストが所定の値を越えている範囲の距離ｘおよび前記
所定角度θから対象表面の荒さを、例えばｘ・tanθとし
て得るものである。
【０００９】また、本発明の表面の荒れ測定方法は、対
象表面に対し、その法線方向から所定の角度だけ傾いた
光軸上に該所定の角度だけ傾けて導入される発光光で対
象表面の画像を結像させ、この画像を光電変換して画像
データを得、この画像データの処理のみで解析して得ら
れる該画像データ内におけるコントラストの、前記傾き
の方向における位置的変化および前記所定角度から、対
象表面の荒さを得ることを特徴とする。
象表面に対し、その法線方向から所定の角度だけ傾いた
光軸上に該所定の角度だけ傾けて導入される発光光で対
象表面の画像を結像させ、この画像を光電変換して画像
データを得、この画像データの処理のみで解析して得ら
れる該画像データ内におけるコントラストの、前記傾き
の方向における位置的変化および前記所定角度から、対
象表面の荒さを得ることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態に係
る荒れ測定装置を示す。同図に示すように、この装置
は、対象表面３に対し、その法線５方向から光軸７を所
定の角度θだけ傾けて配置され、対象表面３の画像を結
像させるとともにその画像を光電変換して画像データを
得るＴＶカメラ９と、この画像データ内におけるコント
ラストの、前記傾きの方向における位置的変化および前
記所定角度θから対象表面の荒さを得る情報処理装置１
１とを備える。また、この荒れ測定装置は、対象表面を
照明するストロボ発光装置１３を備え、その発光光は、
ＴＶカメラ９内のハーフミラー１５によってＴＶカメラ
９の光軸７上に導入される。ストロボ発光装置１３の発
光は、情報処理装置１１からのトリガー信号に応じてス
トロボ発光装置１３の電源１７が駆動することにより行
なわれる。
る荒れ測定装置を示す。同図に示すように、この装置
は、対象表面３に対し、その法線５方向から光軸７を所
定の角度θだけ傾けて配置され、対象表面３の画像を結
像させるとともにその画像を光電変換して画像データを
得るＴＶカメラ９と、この画像データ内におけるコント
ラストの、前記傾きの方向における位置的変化および前
記所定角度θから対象表面の荒さを得る情報処理装置１
１とを備える。また、この荒れ測定装置は、対象表面を
照明するストロボ発光装置１３を備え、その発光光は、
ＴＶカメラ９内のハーフミラー１５によってＴＶカメラ
９の光軸７上に導入される。ストロボ発光装置１３の発
光は、情報処理装置１１からのトリガー信号に応じてス
トロボ発光装置１３の電源１７が駆動することにより行
なわれる。
【００１１】情報処理手段１１は、図２に示すように、
対象表面３の光軸７に対する傾斜方向の、前記画像デー
タのコントラストの変化を得、この変化においてコント
ラストが所定の値を越えている範囲の距離ｘおよび前記
所定角度θから対象表面３の荒さを、ｘ・tanθとして得
るものである。
対象表面３の光軸７に対する傾斜方向の、前記画像デー
タのコントラストの変化を得、この変化においてコント
ラストが所定の値を越えている範囲の距離ｘおよび前記
所定角度θから対象表面３の荒さを、ｘ・tanθとして得
るものである。
【００１２】図３は、このときの対象表面３の一部と焦
点位置との関係を示す。同図（ａ）は対象表面３一部の
斜視図であり、同図（ｂ）はその、光軸７に対する傾斜
方向に沿ったＡＡ線断面図である。これらの図に示すよ
うに、焦点位置１９は、鋸歯状表面の歯の凸部２１およ
び凹部２３に対して同時に一致する。したがって、一回
の画像データ取得により、図２のコントラスト分布を
得、測定を行なうことができる。
点位置との関係を示す。同図（ａ）は対象表面３一部の
斜視図であり、同図（ｂ）はその、光軸７に対する傾斜
方向に沿ったＡＡ線断面図である。これらの図に示すよ
うに、焦点位置１９は、鋸歯状表面の歯の凸部２１およ
び凹部２３に対して同時に一致する。したがって、一回
の画像データ取得により、図２のコントラスト分布を
得、測定を行なうことができる。
【００１３】この構成において、対象表面３を矢印２５
方向へ移動し、対象表面３上の最初の測定位置をＴＶカ
メラ９の視野内の所定位置に位置決めすると、情報処理
装置１１は、トリガー信号をストロボ電源装置１７へ与
え、これによりストロボ発光装置１３は、閃光を発す
る。この閃光はハーフミラー１５を介して対象表面３上
のＴＶカメラ９の視野を照明する。この発光に同期し
て、情報処理装置１１はＴＶカメラ９によりその視野内
の画像データを取得し、そのコントラストの分布から、
上述のようにして対象表面３の荒れを示す値を得る。次
に、対象表面３上の次の測定位置をＴＶカメラ９の視野
内に位置決めし、同様にしてその位置での荒れを測定す
る。このようにして、対象表面３の測定位置を順次位置
決めしながら、各測定位置について一回の画像データの
取込みにより、高速に、荒さを測定してゆくことができ
る。この際、対象表面３が若干上下方向に変動したとし
ても、図２のコントラストのピーク位置が若干ずれるだ
けであるため、測定は支障なく行なうことができる。
方向へ移動し、対象表面３上の最初の測定位置をＴＶカ
メラ９の視野内の所定位置に位置決めすると、情報処理
装置１１は、トリガー信号をストロボ電源装置１７へ与
え、これによりストロボ発光装置１３は、閃光を発す
る。この閃光はハーフミラー１５を介して対象表面３上
のＴＶカメラ９の視野を照明する。この発光に同期し
て、情報処理装置１１はＴＶカメラ９によりその視野内
の画像データを取得し、そのコントラストの分布から、
上述のようにして対象表面３の荒れを示す値を得る。次
に、対象表面３上の次の測定位置をＴＶカメラ９の視野
内に位置決めし、同様にしてその位置での荒れを測定す
る。このようにして、対象表面３の測定位置を順次位置
決めしながら、各測定位置について一回の画像データの
取込みにより、高速に、荒さを測定してゆくことができ
る。この際、対象表面３が若干上下方向に変動したとし
ても、図２のコントラストのピーク位置が若干ずれるだ
けであるため、測定は支障なく行なうことができる。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、対
象表面の１つの位置における荒れを一回の画像データの
取込みにより測定することができる。したがって、多数
の位置における荒れの測定であっても高速に行なうこと
ができるとともに、対象表面や結像手段を上下方向に微
動する機構を要しない簡単な構成で測定を行なうことが
できる。
象表面の１つの位置における荒れを一回の画像データの
取込みにより測定することができる。したがって、多数
の位置における荒れの測定であっても高速に行なうこと
ができるとともに、対象表面や結像手段を上下方向に微
動する機構を要しない簡単な構成で測定を行なうことが
できる。
【図１】 本発明の一実施形態に係る荒れ測定装置を示
す図である。
す図である。
【図２】 図１の装置において、荒さを得る様子を示す
図である。
図である。
【図３】 図１の装置において、荒さを測定する際の、
対象表面の一部と焦点位置との関係を示す図である。
対象表面の一部と焦点位置との関係を示す図である。
【図４】 従来例における問題点を説明するための断面
図である。
図である。
【図５】 他の従来例における荒さ測定の方法を説明す
るための図である。
るための図である。
３：対象表面、５：法線、７：光軸、９：ＴＶカメラ、
１１：情報処理装置、１３：ストロボ発光装置、１５：
ハーフミラー、１７：電源、１９：焦点位置、１２：凸
部、２３：凹部。
１１：情報処理装置、１３：ストロボ発光装置、１５：
ハーフミラー、１７：電源、１９：焦点位置、１２：凸
部、２３：凹部。
Claims (3)
- 【請求項１】 対象表面に対し、その法線方向から光軸
を所定の角度だけ傾けて配置され、該所定の角度だけ傾
けた光軸上に導入される発光光で対象表面の画像を結像
させる結像手段と、これによって結像された画像を光電
変換して画像データを得る光電変換手段と、この画像デ
ータの処理のみで解析して得られる該画像データ内にお
けるコントラストの、前記傾きの方向における位置的変
化および前記所定角度から対象表面の荒さを得る情報処
理手段とを具備することを特徴とする表面の荒れ測定装
置。 - 【請求項２】 前記情報処理手段は、前記傾斜方向の、
前記画像データのコントラストの位置的変化において、
コントラストが所定の値を越えている範囲の距離および
前記所定角度から対象表面の荒さを得るものであること
を特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 対象表面に対し、その法線方向から所定
の角度だけ傾いた光軸上に該所定の角度だけ傾けて導入
される発光光で対象表面の画像を結像させ、この画像を
光電変換して画像データを得、この画像データの処理の
みで解析して得られる該画像データ内におけるコントラ
ストの、前記傾きの方向における位置的変化および前記
所定角度から、対象表面の荒さを得ることを特徴とする
表面の荒れ測定方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05253596A JP3365903B2 (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | 表面の荒れ測定装置および方法 |
| PCT/JP1997/000407 WO1997030328A1 (fr) | 1996-02-16 | 1997-02-14 | Dispositif de mesure de la rugosite d'une surface et procede associe |
| EP97902697A EP0822390A4 (en) | 1996-02-16 | 1997-02-14 | DEVICE FOR MEASURING THE ROUGHNESS OF A SURFACE AND ASSOCIATED METHOD |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05253596A JP3365903B2 (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | 表面の荒れ測定装置および方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09222317A JPH09222317A (ja) | 1997-08-26 |
| JP3365903B2 true JP3365903B2 (ja) | 2003-01-14 |
Family
ID=12917474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05253596A Expired - Fee Related JP3365903B2 (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | 表面の荒れ測定装置および方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0822390A4 (ja) |
| JP (1) | JP3365903B2 (ja) |
| WO (1) | WO1997030328A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9404858B2 (en) | 2007-03-22 | 2016-08-02 | Byk-Gardner Gmbh | Method and apparatus for determination of surface properties of coatings by determining contrast of an evaluated image |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3804521A (en) * | 1972-02-22 | 1974-04-16 | Itek Corp | Optical device for measuring surface roughness |
| JPS574505A (en) * | 1980-06-10 | 1982-01-11 | Kawasaki Steel Corp | Measuring method for statical property of roughed surface |
| JPH07280541A (ja) * | 1994-04-12 | 1995-10-27 | Aoki Seiki Seisakusho:Kk | 光による非接触式金属表面粗さの計測方法及びその計測方法に使用する標準片 |
-
1996
- 1996-02-16 JP JP05253596A patent/JP3365903B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-02-14 WO PCT/JP1997/000407 patent/WO1997030328A1/ja not_active Application Discontinuation
- 1997-02-14 EP EP97902697A patent/EP0822390A4/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0822390A4 (en) | 2000-07-05 |
| EP0822390A1 (en) | 1998-02-04 |
| WO1997030328A1 (fr) | 1997-08-21 |
| JPH09222317A (ja) | 1997-08-26 |
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