JP5260703B2 - 3次元測定方法 - Google Patents
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Description
ガラス基板107のアライメントマークである。符号106はアライメントマークの位置を計測するカメラである。
1)使用する3次元測定機の装置構成説明
図1は、本発明の形状測定方法を実施するための一実施形態としての形状測定装置の概略構成を示す斜視図である。図1において、XYステージ3上の石定盤14の上にXYZ座標位置を測定するための周波数安定化He−Neレーザ4が配置され、プローブ1はZ1軸ステージ2を介して石定盤14に取り付けられ、発振周波数安定化He−Neレーザ光により、固定したナノメートルオーダーの高い平面度を持つX基準ミラー5、Y基準ミラー6、Z基準ミラー7に反射させることにより、ナノメートルオーダーの超高精度でXYZ座標を測定できる。
図3は本発明の測定方式の原理を示す原理図である。図3で、Z方向のプローブ1による測定を高精度に行うためにプローブ1をZ軸方向に駆動するZ1軸ステージ2が、プローブ1をXY方向に走査するXYステージ3に設置されている。また、XYステージ3には、アライメントマーク測定用のカメラ8をZ軸方向に駆動するZ2軸ステージ9が設置されている。アライメントマーク測定用のカメラ8はプローブ1に対してXY方向にオフセットした位置に設置されている。このオフセットによるプローブ1の中心とカメラ8の中心とのXY方向の距離(中心間距離)Xoは、Z2軸ステージ9上の位置によるカメラ8のZ軸方向の移動によるXY方向の位置のわずかなずれにより変化する。
図6に本発明の3次元測定方法による、測定の全体フローを示す。
以下、図6に記載の手順の詳細を順次説明する。
ここで、X軸上の2本の測定断面をX測定ライン30とX測定ライン31として測定データを抽出する。これらのデータは図8に示すように濃淡による凹凸形状となっており、この濃淡画像の凹凸の中央部分をスレショルドとし、エッジ位置を抽出したY方向位置、つまり図7に示すXY方向のベクトル表記位置では、X測定ライン30のスレショルドの交点位置は、X1L=(X1Lx,X1y)、X1R=(X2Lx,X2y)、と表す。同様に、X測定ライン32でのスレショルドの交点位置ベクトルはX2L、X2R、と表す。同様にY軸方向の2方向のY測定ライン32とY測定ライン33の合計4箇所のスレッショルドの交点位置Y1U、Y1D、Y2U、Y2Dとして求める。
2 Z1軸ステージ
3 XYステージ
8 カメラ
9 Z2軸ステージ
10 校正用アライメントマーク
11 Z3軸ステージ
12 ウエーハレンズ
29 アライメントマーク
Claims (4)
- 2つ以上の表面検出手段で被測定物の表面形状データを取得する3次元測定方法において、
被測定物とは別に設けられた前記被測定物に対してXY方向の位置が移動しない校正用アライメントマークのZ方向の高さを、前記被測定物の表面高さと一致させ、
高さを一致させた前記校正用アライメントマークを前記2つ以上の表面検出手段で測定し、
前記測定の結果を使用して前記2つ以上の表面検出手段のXY方向のオフセットを校正し、
前記2つ以上の表面検出手段で測定された前記被測定物の表面形状データと校正された前記オフセットを用いて前記被測定物の表面形状を求めることを特徴とする、3次元形状測定方法。 - 前記表面検出手段は、XY方向に移動するXYステージ上でZ方向に移動する第1のZ方向移動手段に設けられた表面形状測定のためスタイラスと、前記XYステージ上でZ方向に移動する第2のZ方向移動手段に設けられたXY面内の画像を測定するカメラとであり、
前記被測定物の表面高さと一致させた前記校正用アライメントマークを、前記カメラで撮影すると共に、前記スタイラスで測定し、前記撮影及び測定の結果から前記スタイラスと前記カメラの中心位置のオフセットを校正し、
前記スタイラスで前記被測定物の表面形状を測定し、
前記スタイラスによる測定結果と前記校正されたオフセットを用いて前記被測定物の表面形状を求めることを特徴とする、請求項1に記載の3次元形状測定方法。 - 前記スタイラスによる前記被測定物の表面形状の測定は、被測定物上の各レンズ面の頂点位置近傍を通る様に、レンズ面のX方向に一括して測定し、さらにレンズ面の頂点位置近傍を通る様に、Y方向に一括に測定し、
前記測定データより、予め設定されたレンズのX方向、Y方向のピッチに応じて、測定データをレンズごとに分割し、レンズごとに分割されたデータについて、形状とレンズ中心のXYZ位置と姿勢を評価することを特徴とする請求項2に記載の3次元形状測定方法。 - 前記被測定物が薄板上に多数レンズの形成されたウエーハレンズであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の形状測定方法。
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