TW201730512A - 高度檢測裝置以及搭載有該裝置之塗敷裝置 - Google Patents

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Abstract

高度檢測裝置(1)係一面對膠膜(53)使二光束干涉物鏡(4)在光軸方向相對移動，一面因應於Z工作台(7)的位置，將白色光之亮度從第1位準依序改變成第2位準，且拍攝干涉光之影像，對所拍攝之影像的各像素，檢測出在白色光之亮度被設定成第1或第2位準的期間干涉光之強度成為最大之Z工作台(7)的位置，作為對焦位置，再根據檢測結果，求得膠膜(53)的高度。

Description

高度檢測裝置以及搭載有該裝置之塗敷裝置
本發明係有關於一種高度檢測裝置及搭載有該裝置之塗敷裝置，尤其係有關於一種檢測出對象物之高度的高度檢測裝置。更特定而言，本發明係有關於一種檢查金屬、樹脂以及那些之加工品的形狀，或檢查半導體基板、印刷基板、平板顯示器等之基板表面之形狀的高度檢測裝置。
在特開2015-7564號公報(專利文獻1)，揭示一種高度檢測方法，該方法係在將二光束干涉物鏡定位於由被塗敷於基板之表面的墨水所構成之墨水塗敷部的上方後，一面使Z工作台移動一面拍攝干涉光的影像，並對構成所拍攝之影像之各複數個像素的各個，求得對比值成為尖峰值之Z工作台的位置，再根據所求得之Z工作台的位置，求得墨水塗敷部的高度。
【先行專利文獻】 【專利文獻】
[專利文獻1]特開2015-7564號公報
[專利文獻2]特開2007-268354號公報
可是，在將金屬模的高度作為基準，檢測出膠膜(對象物)之相對高度的情況(參照第8圖)，例如，有發生以下之問題的情況。在金屬膜之粒徑小至數nm~數十nm的情況，其表面係平滑，易得到正反射，干涉光之強度變高。相對地，在糊所含之材料的粒徑大的情況，因表面的凹凸，反射光散射，所以干涉光之強度變低。
在這種情況，在金屬膜與膠膜，在干涉光之強度發生大的差異。若為了提高與膠膜對應之干涉光的強度而提高白色光之亮度，則與金屬膜對應之干涉光的強度變成過高，而有干涉光之影像的亮度變成飽和的情況。在影像的亮度變成飽和之狀態，無法正確地檢測出對比值的尖峰值，而無法正確地檢測出將金屬膜之表面作為基準之膠膜的高度。
因此，本發明之目的在於提供一種可正確地檢測出對象物之高度的高度檢測裝置。
本發明之高度檢測裝置係檢測出對象物之高度，其包括：光源，係射出白色光；二光束干涉物鏡，係將從光源所射出之白色光分離成二光束，並將一方之光束照射於對象物，同時將另一方之光束照射於參照面，使來自對象物的反射光與來自參照面的反射光發生干涉，而得到干涉光；攝像裝置，係拍攝藉二光束干涉物鏡所得之干涉光；Z工作台，係對對象物使二光束干涉物鏡在光軸方向相對移動；以及控制裝置，係控制光源、攝像裝置以及Z工作台，並求得對象物的高度。控制裝置係一面對對象物使二光束干涉物鏡在光軸方向相對移動，一面因應於Z工作 台的位置，將白色光之亮度依序改變成第1~第K位準，且拍攝干涉光之影像，對所拍攝之影像的各像素，檢測出在白色光之亮度被設定成第k位準的期間干涉光之強度成為最大之Z工作台的位置，作為對焦位置，再根據檢測結果，求得對象物的高度。K係2以上之整數，k係從1至K之任一個整數。
在本發明之高度檢測裝置，一面對對象物使二光束干涉物鏡在光軸方向相對移動，一面因應於Z工作台的位置，將白色光之亮度依序改變成第1~第K位準，且拍攝干涉光之影像，對所拍攝之影像的各像素，檢測出在白色光之亮度被設定成第k位準的期間干涉光之強度成為最大之Z工作台的位置，作為對焦位置，再根據檢測結果，求得對象物的高度。因此，藉由因應於對象物及其周邊的性質狀態，設定白色光之亮度的位準，可正確地檢測出對象物的高度。
1‧‧‧高度檢測裝置
2‧‧‧光源
3‧‧‧光源控制器
4‧‧‧二光束干涉物鏡
5‧‧‧觀察光學系統
6‧‧‧攝像裝置
7‧‧‧Z工作台
8‧‧‧Z工作台控制器
9‧‧‧支撐構件
10‧‧‧底板
11‧‧‧控制裝置
12‧‧‧鍵盤
13‧‧‧滑鼠
14‧‧‧監視器
15‧‧‧被檢查元件(基板)
16‧‧‧裁斷用雷射裝置
17‧‧‧操作面板
20‧‧‧硬化用光源
21‧‧‧透鏡21
22‧‧‧參照鏡
23‧‧‧分光鏡
31‧‧‧聚光鏡
32‧‧‧半鏡
33‧‧‧成像透鏡
34‧‧‧濾光鏡
41‧‧‧運算處理部
42‧‧‧影像輸入部
43‧‧‧資料記憶部
44‧‧‧位置控制值輸出部
45‧‧‧照明控制值輸出部
51‧‧‧基板
52‧‧‧金屬膜
53‧‧‧膠膜
53a、AR1~AR3‧‧‧表面
54‧‧‧膜
60‧‧‧塗敷機構
61‧‧‧可動板
61a‧‧‧貫穿孔
62‧‧‧物鏡
63‧‧‧塗敷單元
64‧‧‧塗敷針
65‧‧‧槽
66‧‧‧糊
70‧‧‧X工作台
72‧‧‧Y工作台
74‧‧‧Z工作台
100‧‧‧塗敷裝置
第1圖係表示本發明之一實施形態的高度檢測裝置之構成的方塊圖。
第2圖係表示第1圖所示之二光束干涉物鏡之構成的圖。
第3圖係表示第1圖所示之二光束干涉物鏡、觀察光學系統等的光學元件之布置的圖。
第4圖係表示第3圖所示之Z工作台7的位置與干涉光的的強度之關係的圖。
第5圖係表示第1圖所示之控制裝置之構成的方塊圖。
第6圖係表示第5圖所示之控制裝置之動作的流程圖。
第7圖係舉例表示指令值對應表的圖。
第8圖係舉例表示被檢查元件之構成的圖。
第9圖係舉例表示Z工作台的位置與干涉光的亮度之關係的圖。
第10圖係舉例表示位置指令值矩陣及照明指令值矩陣的圖。
第11圖係用以說明檢測出對焦位置之方法的圖。
第12圖係本實施形態之高度檢測裝置所搭載的塗敷裝置之整體構成的立體圖。
第13圖係表示觀察光學系統及塗敷機構之主要部分的立體圖。
第14圖係從第13圖之A方向觀察主要部分的圖。
第15圖係用以說明塗敷動作之細節的圖。
第16圖係用以說明塗敷等待中之糊之舉動的圖。
第17圖係表示塗敷等待時間與塗敷量之關係之一例的圖。
第18圖係表示塗敷針之接觸時間與塗敷量之關係之一例的圖。
第19圖係用以說明塗敷動作時之塗敷針之壓入的圖。
第20圖係表示塗敷針之壓入量與塗敷量之關係之一例的圖。
第21圖係從上方觀察塗敷區域的圖。
第22圖係用以說明在本塗敷裝置所執行之糊的塗敷及塗敷量調整處理的流程圖。
[高度檢測裝置的構成]
第1圖係表示本發明之一實施形態的高度檢測裝置1之構成的方塊圖。在第1圖，本高度檢測裝置1包括光源2、光源控制器3、二光束干涉物鏡4、觀察光學系統5、攝像裝置6、Z工作台7、Z工作台控制器8、支撐構件9、底板10、控制裝置11、鍵盤12、滑鼠13以及監視器14。觀察光學系統5係經由支撐構件9被固定於底板10。平板狀之被檢查元件15係被搭載於底板10之表面。高度檢測裝置1係檢測出被檢查元件15之表面之對象物的高度(參照第8圖)。
光源2係被設置於觀察光學系統5的側面，並射出白色光。光源控制器3係與光源2連接，並根據來自控制裝置11之照明指令值矩陣(第2指令值矩陣)來控制白色光的亮度。光源控制器3係例如藉由控制對光源2所供給之電流，控制白色光的亮度。從光源2所射出之白色光係經由觀察光學系統5被射入二光束干涉物鏡4。
二光束干涉物鏡4係經由Z工作台7被設置於觀察光學系統5的下端，將來自光源2的白色光分離成二光束，並將一方之光束照射於被檢查元件15之表面，同時將另一方之光束照射於參照面，使來自被檢查元件15之表面的反射光與來自參照面的反射光發生干涉，而產生干涉光。
觀察光學系統5係為了觀察藉二光束干涉物鏡4所產生之干涉光所設置。攝像裝置6係藉控制裝置11所控制，經由觀察光學系統5以固定週期拍攝干涉光的影像，並向控制裝置11供給所拍攝之影像。
Z工作台7係被設置於觀察光學系統5的下端，並 使二光束干涉物鏡4上下動。Z工作台控制器8係根據來自位置指令值矩陣(第1指令值矩陣)，使Z工作台7在上下方向移動。
控制裝置11係例如由個人電腦所構成。將鍵盤12、滑鼠13以及監視器14與控制裝置11連接。控制裝置11之使用者係使用鍵盤12及滑鼠13，向控制裝置11下達高度檢測之開始、結束等的指令控制裝置11係根據來自鍵盤12、滑鼠13等的信號，控制高度檢測裝置1整體，求得被檢查元件15的高度。在監視器14，顯示來自操作者之指令的內容、所檢測出之高度等。
[高度檢測之原理]
在本實施形態，說明作為二光束干涉物鏡4，使用米勞(Mirau)干涉儀物鏡的情況。在本實施形態，使用米勞(Mirau)型干涉儀物鏡，但是亦可使用邁克生型或Linnik型之干涉儀物鏡。作為光源2，使用白色光源。這是由於干涉光之亮度係與雷射等之單一波長的光源相異，因為僅在透鏡之焦點位置成為最大，所以白色光適合於測量高度。
二光束干涉物鏡4係如第2圖所示，包含透鏡21、參照鏡22以及分光鏡23。參照鏡22係被設置於透鏡21之下面的中央部。分光鏡23係被設置於透鏡21的下方。射入透鏡21之光係藉分光鏡23分開成在被檢查元件15之方向所通過的光與在參照鏡22之表面所反射的光。在被檢查元件15之表面所反射的光L1與在參照鏡22之表面所反射的光L2係在分光鏡23再匯合，並藉透鏡21聚光。
第3圖係表示二光束干涉物鏡4、觀察光學系統5 等的光學元件之布置的圖。在第3圖，觀察光學系統5包含聚光鏡31、半鏡32以及成像透鏡33。二光束干涉物鏡4之光軸與成像透鏡33之光軸係一致，都朝向垂直方向(上下方向)，並貫穿攝像裝置6之攝像面6a的中心。光源2之光軸與成像透鏡33之光軸係一致，都朝向水平方向(橫向方向)，並與二光束干涉物鏡4之光軸正交。半鏡32係被設置於光源2之光軸與二光束干涉物鏡4之光軸的交叉點，並對光源2之光軸及二光束干涉物鏡4之光軸的各光軸以45度之角度所配置。將用以除去不要之波長的光之濾光鏡34設置於光源2與聚光鏡31之間。
從光源2所射出並通過濾光鏡34的光係藉半鏡32在透鏡21的方向反射。射入透鏡21之光係藉分光鏡23分開成在被檢查元件15之方向所通過的光與在參照鏡22之方向所反射的光。在被檢查元件15及參照鏡22之表面所反射的光係在分光鏡23再匯合，並藉透鏡21聚光。然後，從透鏡21所出來的光係通過半鏡32後，經由成像透鏡33，射入攝像裝置6的攝像面6a。
在被檢查元件15之表面所反射的光L1與在參照鏡22之表面所反射的光L2之干涉光成像於攝像面6a。干涉光的強度係因應於反射光L1與反射光L2之光路長差而變化，使二光束干涉物鏡4在光軸方向移動時，如第4圖所示變化。
第4圖之橫軸係表示光軸方向之座標(Z工作台7的位置)，第4圖之縱軸係表示干涉光的強度。干涉光的強度係因應於Z工作台7的位置，以某值為中心以固定週期振動。干涉光之強度的振幅係在位於某位置時成為最大。在干涉光的強度成為最大的點P，反射光L1與反射光L2之光路長差係零。又，在此 時，二光束干涉物鏡4的焦點與被檢查元件15之表面一致。
因此，在本實施形態，一面藉Z工作台7使二光束干涉物鏡4在光軸方向移動，一面藉攝像裝置6拍攝影像，並處理其影像，對各像素求得干涉光的強度成為最大之光軸方向之Z工作台7的位置。藉由在像素間比較此位置，可得到被檢查元件15之2個位置的相對高度。
此外，亦可替代藉Z工作台7使二光束干涉物鏡4移動，而以工作台使被檢查元件15本身上下動，或將壓電工作台等安裝於觀察光學系統5或支撐構件9的連結部並調整二光束干涉物鏡4的上下位置。
[控制裝置的構成]
第5圖係表示控制裝置11之構成的方塊圖。在第11圖，控制裝置11包含運算處理部41、影像輸入部42、資料記憶部43、位置控制值輸出部44以及照明控制值輸出部45。
運算處理部41係根據使用鍵盤12、滑鼠13等所供給之資訊，產生用以將Z工作台7的位置控制Z工作台7以固定速度移動的位置指令值矩陣、與用以因應於Z工作台7的位置來控制白色光之亮度的照明指令值矩陣，並將所產生之位置指令值矩陣及照明指令值矩陣寫入資料記憶部43。
位置控制值輸出部44係根據從資料記憶部43所讀出的位置指令值矩陣，輸出控制電壓EZ。Z工作台控制器8係使Z工作台7移至因應於從位置控制值輸出部44所輸出之控制電壓EZ的位置。此外，此處，根據控制電壓EZ來控制Z工作台7的位置，但是不限定為，只要是Z工作台控制器8可 接受的形式，任何形式都可。
照明控制值輸出部45係根據從資料記憶部43所讀出的照明指令值矩陣，輸出控制電壓EL。光源控制器3係因應於從照明控制值輸出部45所輸出之控制電壓EL，改變白色光之亮度。此外，此處，根據控制電壓EL來控制白色光之亮度，但是不限定為，只要是光源控制器3可接受的形式，任何形式都可。
影像輸入部42係以固定週期對藉攝像裝置6所拍攝之影像取樣，並將所取樣之影像儲存於資料記憶部43。運算處理部41係根據資料記憶部43所儲存之複數個影像，求得被檢查元件15的高度。
[高度檢測處理的動作]
第6圖係表示控制裝置11之動作的流程圖。在第6圖，控制裝置11係在步驟S1製作位置指令值矩陣及照明指令值矩陣、在步驟S2拍攝干涉光的影像、在步驟S3檢測出在各像素的對焦位置、以及在步驟S4檢測出被檢查元件15之表面之對象物的高度。以下，詳細地說明步驟S1~S4。
首先，說明製作指令值矩陣的步驟S1。在步驟S1，運算處理部41係例如根據在第7圖所示的指令值對應表，製作將控制電壓EZ、EL賦與對應的指令值矩陣，並將所製作之指令值矩陣儲存於資料記憶部43。此外，指令值對應表係被儲存於資料記憶部43。
第7圖之指令值對應表係表示在Z工作台7之座標值Z(光軸方向的位置)達到既定值Zp時，將光圈值I變更成對應的值Ip。例如，在Z工作台7之座標值Z達到10μm時 將光圈值I從15變更成25。白色光之亮度的位準係因應於光圈值I被變更。此外，在第7圖，表示以2階段變更光圈值I的情況，但是不限定為此，亦可以3以上之任意的階段變更光圈值I。即，光圈值I係能以K階段(但，K係2以上之整數)變更。白色光之亮度的位準係能以K階段變更。
又，第7圖之指令值對應表係例如設想如第8圖所示之立體的構造之被檢查元件15之高度的量測。在第8圖，被檢查元件15係包含基板。複數片金屬膜52形成於基板51之表面，膠膜53形成於各金屬膜52的中央部。金屬膜52之膜厚的設計值係3μm，膠膜53之膜厚的設計值係10μm。實際上膠膜53係將金屬膜52之表面作為基準，以10μm±1μm之精度所製作。
在本實施形態，將金屬膜52之表面作為基準，檢測出膠膜53的高度(從金屬膜52之表面至膠膜53之表面53a的距離)。因為金屬膜52之表面比膠膜53之表面粗糙，所以相同之亮度的白色光照射於膠膜53與金屬膜52時，與膠膜53對應之干涉光的強度成為比與金屬膜52對應之干涉光的強度更小。
因此，在本實施形態，從自金屬膜52之表面下方5μm的位置Z0開始測量，在Z工作台7之座標Z達到10μm的位置Z1將光圈值I從15變更成25，在進一步移動10μm位置Z2結束量測。在測量後，將金屬膜52之表面作為基準，檢測出膠膜53之表面53a的相對高度。
依此方式，藉由在干涉光之強度變弱的位置將光圈值I變更成大的值，可強調干涉光的強度變化，而可易於檢測出干涉光之強度的尖峰值。
第9圖(a)、(c)係表示干涉光之影像中與膠膜53的表面53a對應之像素的亮度G與Z工作台7的位置Z之關係的圖。第9圖(b)、(d)係表示干涉光之影像中與金屬膜52的表面對應之影素的亮度G與Z工作台7的位置Z之關係的圖。此外，第9圖(a)~(d)的位置Z係將自金屬膜52之表面下方5μm的位置Z0作為原點。
第9圖(a)、(b)係比較例，並表示在0~20μm之全區間(Z0~Z2)將光圈值I維持於定值(15)的例子。第9圖(c)、(d)係本發明，並表示在0~10μm之前半區間(Z0~Z1)將光圈值I設定成15，在10~20μm之後半區間(Z1~Z2)使光圈值I增大至25的例子。
如第9圖(a)所示，與膠膜53的表面53a對應之像素之亮度G的振幅係在Z工作台7的位置Z超過15μm附近增大，亮度G係在Z≒15.5μm的位置成為最大。如第9圖(b)所示，與金屬膜52的表面對應之像素之亮度G的振幅係在Z工作台7的位置Z超過3μm附近增大，亮度G係在Z≒4μm的位置成為最大。
在第9圖(a)、(b)，因為在全區間(0~20μm)將光圈值I維持於定值(15)，所以像素的亮度G之振幅的中心係大致固定。在金屬膜52之對應的像素，亮度G的振幅係小。若像素之亮度G的振幅小，則難檢測出亮度G的最大點。
在第9圖(c)，亦與第9圖(a)一樣，與膠膜53的表面53a對應之像素之亮度G的振幅係在Z工作台7的位置Z超過15μm附近增大，亮度G係在Z≒15.5μm的位置成為最大。在第9圖(d)，亦與第9圖(b)一樣，與金屬膜52的表面對 應之像素之亮度G的振幅係在Z工作台7的位置Z超過3μm附近增大，亮度G係在Z≒4μm的位置成為最大。
在第9圖(c)、(d)，因為在Z=10μm之位置(Z1)將光圈值I從15變更成25，所以像素的亮度G之振幅的中心係在Z=10μm之位置(Z1)增大。在第9圖(c)之像素之亮度G的振幅(參照以圓B所包圍之部分)係比在第9圖(a)之像素之亮度G的振幅(參照以圓A所包圍之部分)更大。若像素之亮度G的振幅大，則易檢測出亮度G的最大點。在第9圖(d)，在10~20μm之後半區間，像素之亮度G變成飽和，但是因為在此區間與金屬膜52對應之像素之亮度G的振幅不會成為最大，所以沒有問題。
Z工作台7之座標值Z與控制電壓EZ係以以下之數學式(1)被賦與關聯。
EZ=Z(EZmax-EZmin)/(Zmax-Zmin)…(1)
在本實施形態，係EZmax=10(V)、EZmin=0(V)、Zmax=100(μm)、Zmin=0(μm)。因此，EZ=Z/10。
又，光圈值I與控制電壓EL係以以下之數學式(2)被賦與關聯。
EL=I(ELmax-ELmin)/(Imax-Imin)…(2)
在本實施形態，係ELmax=5(V)、ELmin=0(V)、Imax=255、Imin=0。因此，EL=I/51。
根據上述之值與第7圖之設定，如以下所示製作指令值矩陣。即，Z工作台7係在拍攝影像之間以固定速度v(μm/秒)移動，並在攝影之中途不停止。若將固定之時間間隔當作△t、將表示指令值矩陣之元素的編號當作i，則Z=i×△t×v。若將其代入 該數學式(1)，則第i個位置指令值EZ[i]係以以下之數學式(3)表示。
EZ[i]=i×△t×v(EZmax-EZmin)/(Zmax-Zmin)…(3)
此外，矩陣之元素的個數N(整數)係若將Z工作台7的移動距離當作D(μm)，則N=D/(△t×v)。
又，若將送回在第7圖滿足Zp≦Z之最小的光圈值Ip的函數當作If(Z)，則第i個照明指令值EL[i]係以以下之數學式(4)表示。
EL[i]=If(Z)×(ELmax-ELmin)/(Imax-Imin)…(4)
第10圖(a)係舉例表示位置指令值矩陣的圖，第10圖(b)係舉例表示照明指令值矩陣的圖。第10圖(a)之橫軸係表示位置指令值矩陣之元素的編號i，縱軸係表示位置指令值EZ[i]。位置指令值EZ[i]係與i成正比增大。第10圖(b)之橫軸係表示照明指令值矩陣之元素的編號i，縱軸係表示照明指令值EL[i]。在i是0~124的區間，照明指令值EL[i]被維持於300，而在i是125~250的區間，照明指令值EL[i]被維持於500。即，照明指令值EL[i]係在i成為125時，從300被變更成500。此外，在第10圖(a)、(b)，位置指令值EL[i]及照明指令值EL[i]之各自的單位係毫伏特。
接著，說明拍攝影像之步驟S2。在步驟S2，控制裝置11係一面根據在步驟S1所製作之位置指令值矩陣及照明指令值矩陣控制Z工作台7的位置與白色光之亮度，一面拍攝干涉光之影像。
即，響應來自運算處理部41之開始觸發信號，位置 控制值輸出部44及照明控制值輸出部45係分別開始輸出控制電壓EZ、EL。位置控制值輸出部44係從前頭依序參照位置指令值矩陣，並以固定之時間間隔△t(秒)變更控制電壓EZ。到達位置指令值矩陣之最後的元素編號i後，位置控制值輸出部44係結束控制電壓EZ的輸出。控制電壓EZ係與在第10圖(a)所示之位置指令值EZ[i]一樣，伴隨時間之經過，以固定之比例增大。
照明控制值輸出部45係從前頭依序參照照明指令值矩陣，並以固定之時間間隔△t(秒)變更控制電壓EL。到達照明指令值矩陣之最後的元素編號i後，照明控制值輸出部45係結束控制電壓EL的輸出。控制電壓EL係與在第10圖(b)所示之照明指令值EL[i]一樣，伴隨時間之經過，2階段地被變更。
影像輸入部42係響應來自運算處理部41之開始觸發信號，開始取入來自攝像裝置6的影像，並依序將所取入之影像儲存於資料記憶部43。攝像裝置6係以固定週期△T(秒)輸出影像。影像輸入部42係以與攝像裝置6相同之週期△T(秒)取入此影像，並將所取入之影像轉送至資料記憶部43。在對資料記憶部43之影像轉送使用DMA(Direct Memory Access)轉送方式。DMA轉送係在比該固定週期△T短之時間完成。運算處理部41係在將影像轉送至資料記憶部43後，利用△T(秒)中之DMA轉送所需的時間除外的空閒時間，執行以下的處理。
運算處理部41係作為起始化處理，在輸出開始觸發信號之前執行以下的處理。首先，將影像上之像素的位置當作(x,y)，將像素之亮度當作G[n](x,y)，將儲存各像素之最大亮度的二維矩陣當作Gmax[k](x,y)，將儲存表示最大亮度之像素 的編號之二維矩陣當作IDmax[k](x,y)。此處，k係對應於第7圖之編號。此編號k係從1依序被附加。
又，對轉送至資料記憶部43的影像係按照轉送之順序附加編號n。n係每次轉送影像僅增加1。現在之Z工作台7的位置Z成為Z=(n-1)×△T×v。
此處，將送回在第7圖滿足Zp≦Z之最大的Zp的函數當作Zf(Z)，作為起始狀態，n=1，根據上述之數學式(Z=(n-1)×△T×v)，算出Z，並當作Zc=Zf(Z)。又，將Gmax[k](x,y)之各元素起始化成0，並將IDmax[k](x,y)之各元素起始化成-1。此外，在Z=0時，滿足Zp≦0之最大的Zp係從第7圖成為0。在Z=10時，滿足Zp≦10之最大的Zp係從第7圖為0。在Z=11時，滿足Zp≦11之最大的Zp係從第7圖成為10。
如以上所示進行起始化處理後，運算處理部41係每次將影像轉送至資料記憶部43，對各像素，將滿足GL≦G[n](x,y)-G[n-1](x,y)的G[n](x,y)與Gmax[k](x,y)比較，在滿足Gmax[k](x,y)<G[n](x,y)時，將Gmax[k](x,y)替代成G[n](x,y)，同時將IDmax[k](x,y)替代成n。在現在之Zc與Zf(Z)一致之間重複進行此處理。GL係亮度(干涉光之強度)之變化量的下限值。此外，因為在Z是0~10的情況係Zf(Z)=0，在Z是11以上的情況係Zf(Z)=10，所以在Z=11時，現在之Zc=0，而Zf(Z)=10，成為不一致。
在Zc與Zf(Z)成為不一致時，當作Zc=Zf(Z)，並使k僅增加1。又，將Gmax[k](x,y)之各元素起始化成0，並將IDmax[k](x,y)之各元素起始化成-1。在k成為比第7圖之 最大編號(即2)更大的情況，結束此步驟。在Gmax[k](x,y)，在第7圖之各編號的區間，儲存各像素之亮度的最大值或0。在IDmax[k](x,y)，儲存亮度成為最大之影像的編號或-1。
接著，說明檢測出對焦位置的步驟S3。在步驟S3，運算處理部41係根據在步驟S2所求得之IDmax[k](x,y)，檢測出各像素之正確的對焦位置。此處理係對在IDmax[k](x,y)被儲存之亮度成為最大之影像的編號之像素所執行，而對在IDmax[k](x,y)被儲存-1之的像素係不執行。
即，運算處理部41係對各k執行以下的處理。當作m=IDmax[k](x,y)。對從第(m-M)個至第(m+M)個影像j，對影像上之各像素(x,y)計算以下之數學式(5)的M[j](x,y)。M係正整數，例如是5。
M[j](x,y)係如第11圖所示，表示曲線之包絡線，該曲線係表示Z工作台7之光軸方向的座標值Z與干涉光之強度的關係。接著，使用該M[j](x,y)，根據以下之數學式(6)，求得各像素之對焦位置f[k](x,y)。
該數學式(6)係用以求得包絡線之重心的計算式。 在如第11圖之包絡線所示以頂點為中心之左右對稱之資料的情況，重心表示其中心位置。此處，若使用影像之攝影週期△T、與Z工作台7之移動速度v(μm/秒)，則在f[k](x,y)之對焦位置矩陣F[k](x,y)成為F[k](x,y)=△T×v×f[k](x,y)。
最後，說明檢測出高度之步驟S4。在步驟S4，運算處理部41係將前面所說明之金屬膜52的表面作為基準，檢測出膠膜53之表面53a的高度。即，運算處理部41係預先在第7圖之各階段，設定與金屬膜52之表面對應的影像區域、及與膠膜53之表面53a對應的影像區域。這些區域係以將影像上之某基準位置作為原點的座標值指定，基準位置係例如根據周知之圖型比對法檢測出。
在本實施例，對應於階段1，設定金屬膜52之表面，對應於階段2，設定膠膜53之表面53a。對金屬膜52之表面，使用階段1之IDmax[1]，並從IDmax[1]≠-1之像素(x,y)的對焦位置求得高度。對膠膜53之表面53a，使用階段2之IDmax[2]，並從IDmax[2]≠-1之像素(x,y)的對焦位置求得高度。對金屬膜52，在座標矩陣F[1]算出與金屬膜52的表面對應之區域的平均值Zar，並在座標矩陣F[2]算出與膠膜53的表面53a對應之區域的最大值Zh。最後所求得之相對高度△Z成為△Z=Zh-Zar。
此外，在膠膜53之表面53a是平面的情況，亦可使用平均值。在此情況，算出與膠膜53的表面53a對應之區域之座標矩陣F[2]的平均值Za。所求得之相對高度△Z成為△Z=Za-Zar。
在本實施形態，一面對膠膜53使二光束干涉物鏡4在光軸方向相對移動，一面因應於Z工作台7的位置將白色光之 亮度從第1位準依序變成第2位準，且拍攝干涉光之影像，對所拍攝之影像的各像素，在白色光之亮度被設定成第1或第2位準的期間檢測出干涉光之強度成為最大之Z工作台7的位置，作為對焦位置，再根據檢測結果，求得膠膜53的高度。因此，因應於膠膜53及其周邊之金屬膜52的性質狀態，適當地設定白色光之亮度的位準，藉此，可正確地檢測出膠膜53的高度。
[塗敷裝置之構成]
第12圖係搭載本實施形態之高度檢測裝置1的塗敷裝置100之整體構成的立體圖。本實施形態之塗敷裝置100係構成為可在複數層將糊(液狀材料)塗敷於被檢查元件(基板)15的主面上。參照第12圖，塗敷裝置100包括：塗敷頭部，係由觀察光學系統5、攝像裝置(CCD相機)6、裁斷用雷射裝置16、塗敷機構60以及硬化用光源20所構成；Z工作台70，係使此塗敷頭部整體對塗敷對象之基板15在垂直方向(Z軸方向)移動；X工作台72，係搭載Z工作台70並在X軸方向移動；Y工作台74，係搭載基板15並在Y軸方向移動；控制用電腦(控制裝置)11，係控制裝置整體的動作；監視器14，係顯示藉CCD相機6所拍攝之影像等；以及操作面板17，係用以將來自作業員之指令輸入控制用電腦11。
觀察光學系統5係包含照明用光源，並觀察基板15之表面狀態、或藉塗敷機構60所塗敷之糊的狀態。藉觀察光學系統5所觀察之影像係藉CCD相機6變換成電性信號，並被顯示於監視器14。裁斷用雷射裝置16係經由觀察光學系統5將雷射光照私於被檢查元件15上的不要部並除去。
塗敷機構60係將糊塗基板15的主面上。硬化用光源20係包含例如CO2雷射，並將雷射光照射於藉塗敷機構60所塗敷之糊並使其硬化。
此外，此裝置構成係一例，例如，亦可是將已搭載觀察光學系統5等之Z工作台70搭載於X工作台，進而將X工作台72搭載於Y工作台，而作成可使Z工作台70在XY方向移送之被稱為高架方式的構成，只要是使已搭載觀察光學系統5等之Z工作台70可對對象之基板15在XY方向相對地移動的構成，任何構成都可。
本實施形態之高度檢測裝置1的頭(第3圖)係例如被設置於塗敷裝置100的觀察光學系統5。控制用電腦11係控制塗敷機構60，進行糊之塗敷動作後，使X工作台72、Y工作台74以及Z工作台70移動，藉此，將頭部定位於糊塗敷部(透明膜)之表面上方的既定位置。控制用電腦11係更一面使Z工作台7對基板15相對地移動，一面藉CCD相機6拍攝干涉光的影像。控制用電腦11係檢測出對在各像素干涉光之強度成為尖峰值的Z工作台位置，再使用所檢測出之Z工作台位置，算出糊塗敷部(透明膜)之膜厚或凹凸部的高度。
接著，說明使用複數支塗敷針之塗敷機構的例子。第13圖係表示觀察光學系統5及塗敷機構60之主要部分的立體圖。參照第13圖，此塗敷裝置100包括可動板61、倍率相異之複數片(例如5片)物鏡62、以及用以塗敷由相異之材質所構成之糊的複數台(例如5台)塗敷單元63。
可動板61係在觀察光學系統5之觀察鏡筒5a的 下端與基板15之間，被設置成可在X軸方向及Y軸方向移動。又，例如5個貫穿孔61a形成於可動板61。
物鏡62係在Y軸方向以既定間隔並分別對應於貫穿孔61a的方式被固定於可動板61的下面。5個塗敷單元63係分別被配置成與5片物鏡62鄰接。藉由使可動板61移動，可將所要之塗敷單元63配置於對象之基板15的上方。
第14圖係從第13圖之A方向觀察主要部分的圖。塗敷單元63包含塗敷針64與用以預先儲存糊66的槽65。又，第15圖係將在塗敷動作之塗敷針64及槽65的動作放大地表示者。
參照第14圖及第15圖，首先，如第14圖(a)及第15圖(a)所示，將所要之塗敷單元63的塗敷針64定位於塗敷對象之基板15的上方。在此時，塗敷針64的前端部係被浸漬於槽65內的糊66內。
接著，如第14圖(b)及第15圖(b)所示，使塗敷針64下降，並使塗敷針64的前端部從槽65之底的孔突出。在此時，糊66附著於塗敷針64的前端部，但是前端部係尚未與基板15接觸。在此狀態，如後述所示，為了調整塗敷量，在既定時間(例如，0~300msec)等待塗敷(第15圖(c))
經過既定時間後，如第14圖(c)及第15圖(d)所示，使塗敷單元63下降，並使塗敷針64的前端部與基板15接觸，將糊66塗敷於基板15。此外，在此時，亦藉由調整塗敷針64與被檢查元件15的接觸時間，可調整塗敷量。
經過既定接觸時間時，使塗敷單元63上升(第15圖(e))，同時使塗敷針64上升，並結束塗敷動作(第15圖(f))。
關於在第15圖(c)、(d)所說明塗敷量的調整，將使用以後之第16圖~第20圖來說明。在第16圖表示在第15圖(c)在使塗敷針64從槽65之底的孔突出之狀態等待塗敷動作時之糊66的舉動。
如第16圖(a)所示，在塗敷針64從槽65之底的孔剛突出後，成為糊66附著於塗敷針64之下方側的狀態，由於糊66之黏性與表面張力的影響，糊66隨著時間沿著塗敷針64向上方移動(第16圖(b))。在此狀態，附著於塗敷針64之前端部的糊與附著於塗敷針64之側面部分的糊連接。因此，在此狀態使塗敷針64與基板15接觸時，不僅附著於塗敷針64之前端部的糊，連附著於側面部分之糊的一部分亦被塗敷於基板15上。
另一方面，已經過充分之塗敷等待時間的情況，如第16圖(c)所示，塗敷針64之側面部分的糊更上升，成為與附著於塗敷針64之前端部的糊分離之狀態。在此狀態使塗敷針64與基板15接觸的情況，附著於塗敷針64之側面部分的糊係未被塗敷於基板15上，而僅附著於塗敷針64之前端部的糊被塗敷於基板15。即，藉由調整塗敷等待時間，可調整塗敷量。
第17圖係表示塗敷針64之塗敷等待時間與塗敷量的關係之一例的圖。在第17圖，在橫軸表示塗敷等待時間，在縱軸表示被塗敷於基板15之塗敷量。此外，在第17圖，當作塗敷針64與基板15之接觸時間係被設定成相同之狀態。
如第17圖所示，塗敷量係隨著等待時間變長而從等待時間為零的情況之塗敷量Pw0的狀態(對應於第16圖(a))逐漸減少。在等待時間為第17圖中之WT1以後，如第16圖 (c)所示，因為附著於塗敷針64之前端部的糊與附著於側面部分的糊被分開，所以塗敷量成為大致定值。
從裝置之節拍時間的觀點，因為等待時間短較佳，若將等待時間為零的情況作為起始狀態，藉由調整等待時間(變長)，可調整塗敷量之減少側。
第18圖係表示塗敷針64與基板15之接觸時間和塗敷量的關係之一例的圖。在第18圖，在橫軸表示塗敷針64與基板15之接觸時間，在縱軸表示被塗敷於基板15的塗敷量。此外，在第18圖，當作該塗敷等待時間係被設定成定值。
參照第18圖，在將塗敷針64與基板15之最短接觸時間當作CT0的情況，隨著接觸時間變長，從起始之塗敷量Pc0逐漸增加，而接觸時間超過CT1時成為大致固定的塗敷量。這亦由於糊66之黏性與表面張力之影響，接觸時間變長時，附著於塗敷針64的糊易沿著該基板15擴散的緣故。
關於接觸時間，亦因為從裝置之節拍時間的觀點變短較佳，若將最短接觸時間CT0之情況的塗敷量Pc0作為起始狀態，藉由調整等待時間(變長)，可調整塗敷量之增加側。
作為調整接觸時間的參數，例如，可採用從基板15與塗敷針64接觸之時間點的時間計數。在此情況，基板15與塗敷針64之接觸的判斷係例如可根據接觸壓力或電阻值、或者Z工作台之位置變化來進行。又，亦可替代之，將使塗敷單元63下降時之塗敷針64的「壓入量」作為參數。
此處，塗敷針64的「壓入量」係如第19圖所示，從基板15與塗敷針64接觸之狀態，塗敷單元63再下降至下 方的量。或者，亦可指塗敷針64被槽65壓回的量。將未圖示之滑動機構設置於塗敷針64，成為釋放在因塗敷單元63的下降成為如第19圖所示之壓入狀態的情況所施加之力的構造。藉由將此壓入量d作為參數，可將時間之參數作為Z工作台之移動距離(即位置)的參數。
第20圖係表示塗敷針64之壓入量d與塗敷量的關係之一例的圖。在第20圖，在橫軸表示壓入量，在縱軸表示被塗敷於基板15的塗敷量。此處，在第20圖，表示壓入量是負之情況的塗敷量。這是由於在塗敷針64與基板15實際上未接觸的情況，亦可藉自前端部之糊的突出量成為糊與基板15接觸之狀態。
為了使塗敷針64與基板15確實地接觸而防止接觸不良，一般，壓入量d係被設定成比零更稍微正的值d0(例如，50μm)。因此，若將此狀態之塗敷量Pd0作為起始狀態，藉由使壓入量d變大，可調整塗敷量的增加側。
此外，使用複數支塗敷針之塗敷機構係除此以外亦已知各種的技術(例如專利文獻2)。塗敷裝置100係藉由將例如如上述所示之機構用作塗敷機構60，可塗敷於複數種糊中之所要的糊，又，可使用複數種塗敷針中所要之塗敷徑的塗敷針來塗敷糊。
[糊之塗敷方法]
其次，使用第21圖及第22圖，說明具體之糊之塗敷及塗敷量調整的方法。第21圖係從膠膜53的上方觀察第8圖所示之2個對象物中之一方的圖。此處，將與上述之階段1對應之金屬膜52的表面當作第21圖之表面AR1、AR2。又，將與上述之階段2對應之膠膜53的表面53a當作第21圖之表 面AR3。又，第22圖係用以說明在本塗敷裝置的控制用電腦11所執行之糊的塗敷及塗敷量調整處理的流程圖。
在第21圖，表面AR1~AR3係採用矩形，對第21圖中之表面AR1~AR3之各區域的左上端座標P1、P2、P3採用以膜54之左上端P為原點的座標值，分別當作P1(x1,y1)、P2(x2,y2)、P3(x3,y3)。又，將表面AR1~AR3之矩形的尺寸(縱、橫)當作(w1,w1)、(w2,w2)、(w3,w3)。一樣地，對糊塗敷位置Pp，採用以膜54之左上端P為原點的座標值，當作Pp(xp,yp)。此外，這些座標值係CCD相機6之影像的座標。而且，預先將膜54之左上端P的座標值、糊塗敷位置Pp(xp,yp)、以及各區域之左上端的座標值P1(x1,y1)、P2(x2,y2)、P3(x3,y3)儲存於塗敷裝置100的控制用電腦11。
塗敷裝置100之控制用電腦11係控制Z工作台7，將焦點對準於基板15之表面(步驟S100)。此處，例如以在專利文獻1(特開2000-56210號公報)所記載之方法對準焦點。
接著，控制用電腦11檢測出膜54之左上端P的位置。在此檢測，可使用正常化相關法或殘差逐次檢定法等周知之圖型比對法。但，在膜表面所出現之圖型係由於最初所執行之對焦的檢測精度的影響，未必Z工作台7每次停在相同的位置，因為未必總是出現相同的圖型。因此，若在圖型比對之實施中發生干涉條紋，就發生樣本之濃淡，而具有判定成圖型不一致的可能性。因此，使Z工作台7微動，在膜表面之干涉條紋已消滅之狀態進行圖型比對較佳。
如在第4圖之說明所示，干涉光之強度係接近焦 點時振動，振幅係在焦點位置成為尖峰值。出現振動之光軸方向的距離係約數μm，在本實施形態決定將此距離稱為「可干涉距離」，例如藉由使Z工作台7至少移動與可干涉距離同程度，可設定成使干涉條紋消滅之狀態。此外，亦可作成可干涉距離係預先取得並測量第4圖之波形，將適當之移動量作為可干涉距離，並預先儲存於控制用電腦11。
控制用電腦11係使Z工作台7僅移動可干涉距離(步驟S110)，然後，執行圖型比對，算出糊塗敷位置Pp的工作台座標(步驟S120)。在圖型比對，檢測出膜54之左上端P的座標。此外，此處將此左上端P的座標當作(x,y)。又，將CCD相機6之解析度當作(w,h)，將一個像素之尺寸當作m(像素作當作正方形，m>0)，將X工作台72及Y工作台74之現在位置當作(xs,ys)。此處，若假設XY工作台位置(xs,ys)對應於CCD相機6的中心位置，則糊塗敷位置Pp的XY工作台座標係可表示成以下之數學式(7)。
(xs+m×(x+xp-w/2),ys-m×(y+yp-h/2)…(7)
實施圖型比對後，控制用電腦11係使Z工作台7回到原來的位置(步驟S130)，然後，使X工作台72移至使用數學式(7)所算出之座標。藉此，將糊塗敷位置Pp定位於攝像裝置6的中心。
然後，控制用電腦11係將焦點對準於金屬膜52的表面AR1(步驟S150)。表面AR1之各像素的亮度係如第4圖所示變化。又，因為表面AR1係位於同一平面上，所以第4圖之尖峰值亦出現於光軸上之大致相同的位置。因此，控制用 電腦11係使Z工作台7在上下方向移動，對表面AR1之各像素求得亮度成為最大時的Z工作台位置。然後，對表面AR1之全部像素算出亮度成為最大時之Z工作台位置的平均值，再使Z工作台7移至該平均值所示的位置。藉此，金屬膜52的表面AR1成為出現干涉條紋之狀態。
然後，控制用電腦11係將糊塗敷於金屬膜52上(步驟S150)，且檢測出所塗敷之膠膜53的高度(步驟S160)。具體而言，控制用電腦11係從對焦位置矩陣F[1]算出金屬膜52之表面AR1、AR2之高度的平均值Zar，且從對焦位置矩陣F[2]算出膠膜53之表面AR3之高度的最大值Zh。接著，控制用電腦11係以△Z=｜Zh-Zar｜算出膠膜53與金屬膜52的相對高度△Z(步驟S170)。
此外，由於糊黏度之隨時間經過的變化，因為有膠膜53之膜厚隨著時間之經過而變動的情況，所以在相對高度△Z低於既定下限值ZL時，或者超過既定上限值ZH時，控制用電腦11係如以後之說明所示變更塗敷條件。
更具體而言，控制用電腦11係判定是否相對高度△Z低於下限值ZL(步驟S180)。在相對高度△Z低於下限值ZL的情況(在步驟S180為YES)，控制用電腦11係判定塗敷量不足，將參數調整成在下次之塗敷動作使塗敷量增加(步驟S190)。具體而言，如在第18圖及第20圖之說明所示，控制用電腦11係將參數調整成塗敷針64與基板15之接觸時間CT或塗敷針64的壓入量d變大。
在相對高度△Z為下限值ZL以上的情況(在步驟 S180為NO)，控制用電腦11係接著判定是否相對高度△Z超過上限值ZH(步驟S185)。在相對高度△Z超過上限值ZH(在步驟S185為YES)，控制用電腦11係判定塗敷量是過多，將參數調整成在下次之塗敷動作使塗敷量減少(步驟S195)。具體而言，如在第17圖之說明所示，控制用電腦11係將參數調整成在下次之塗敷動作使塗敷等待時間WT變長。在相對高度△Z是上限值ZH以下的情況(在步驟S185為NO)，110係當作塗敷量是適量，並結束處理。
此外，在上述之步驟S190、S195，以各參數之從是起始狀態的情況(即，塗敷等待時間是0，接觸時間是CT0，壓入量是d0)之塗敷量的調整為前提來說明，但是例如，在為了在至上次的判定使塗敷量減少，而將參數調整成使塗敷等待時間WT變長的情況，在這次之判定需要增加塗敷量的情況，首先，使塗敷等待時間WT變短優先，在這樣仍不滿足所需之塗敷量的情況，調整接觸時間CT或壓入量d較佳。
在控制用電腦11，根據如以上所示之處理，進行控制，藉此，可進行對所要的位置之糊的塗敷與塗敷量的調整。
應認為這次所揭示之實施形態係在全部的事項上是舉例表示，不是用以限制者。本發明的範圍係不是藉上述之說明，而是藉申請專利範圍所表示，打算包含與申請專利範圍同等之意義及在範圍內之全部的變更。
1‧‧‧高度檢測裝置
2‧‧‧光源
3‧‧‧光源控制器
4‧‧‧二光束干涉物鏡
5‧‧‧觀察光學系統
6‧‧‧攝像裝置
7‧‧‧Z工作台
8‧‧‧Z工作台控制器
9‧‧‧支撐構件
10‧‧‧底板
11‧‧‧控制裝置
12‧‧‧鍵盤
13‧‧‧滑鼠
14‧‧‧監視器
15‧‧‧被檢查元件(基板)

Claims (16)

  1. 一種高度檢測裝置，檢測出對象物之高度，其包括：光源，係射出白色光；二光束干涉物鏡，係將從該光源所射出之白色光分離成二光束，並將一方之光束照射於該對象物，同時將另一方之光束照射於參照面，使來自該對象物的反射光與來自該參照面的反射光發生干涉，而得到干涉光；攝像裝置，係拍攝藉該二光束干涉物鏡所得之干涉光；Z工作台，係對該對象物使該二光束干涉物鏡在光軸方向相對移動；以及控制裝置，係控制該光源、該攝像裝置以及該Z工作台，並求得該對象物的高度；該控制裝置係一面對該對象物使該二光束干涉物鏡在光軸方向相對移動，一面因應於該Z工作台的位置，將該白色光之亮度依序改變成第1~第K位準，且拍攝該干涉光之影像，對所拍攝之影像的各像素，檢測出在該白色光之亮度被設定成第k位準的期間該干涉光之強度成為最大之該Z工作台的位置，作為對焦位置，再根據檢測結果，求得該對象物的高度，K係2以上之整數，k係從1至K之任一個整數。
  2. 如申請專利範圍第1項之高度檢測裝置，其中該控制裝置係檢測出在該白色光之亮度被設定成第k位準的期間，與表示該Z工作台之位置與該干涉光之強度的關係之曲線的包絡線之重心對應之該干涉光的強度，作為最大強度，並 將與所檢測出之最大強度對應之該Z工作台的位置作為對焦位置。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之高度檢測裝置，其中該控制裝置係分別將與該第1~第K位準對應之第1~第K處理區域設定於影像，並對各處理區域檢測出對焦位置之頂點或平均值中之至少任一方，再根據檢測結果，求得該對象物的高度。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之高度檢測裝置，其中該控制裝置係執行以下的步驟，第1步驟，係產生第1指令值矩陣與第2指令值矩陣，該第1指令值矩陣係對該Z工作台的位置下指令成該Z工作台以固定速度移動，該第2指令值矩陣係對白色光之亮度下指令成因應於該Z工作台的位置該白色光之亮度依序變化成第1~第K位準；第2步驟，係一面根據該第1及第2指令值矩陣控制該Z工作台的位置及該白色光的亮度，一面以固定週期取入藉該攝像裝置所拍攝之影像，再對所取入之影像的各像素，求得在該白色光之亮度被設定成第k位準的期間像素的亮度成為最大之影像的編號；第3步驟，係對影像之各像素，使用該影像之編號、與所取入之影像的亮度，求得表示該Z工作台之位置與該干涉光之強度的關係之曲線的包絡線，再求得該包絡線成為最大之影像的編號，檢測出將所求得之影像的編號換算成該Z工作台的位置者，作為對焦位置；以及 第4步驟，係根據對影像之各像素所求得的對焦位置，求得該對象物的高度。
  5. 如申請專利範圍第4項之高度檢測裝置，其中在該第2步驟，在各固定週期內，藉由求得在這次所取入的影像中之像素的亮度與在上次所取入的影像中之像素的亮度之差為所預定的臨限值以上，且成為最大之影像的編號，求得在該白色光之亮度被設定成第k位準的期間像素的亮度成為最大之影像的編號。
  6. 如申請專利範圍第4項之高度檢測裝置，其中在該第3步驟，求得與該包絡線的重心對應之影像的編號，檢測出將所求得之影像的編號換算成該Z工作台的位置者，作為對焦位置。
  7. 如申請專利範圍第4項之高度檢測裝置，其中在該第4步驟，分別將與該第1~第K位準對應之第1~第K處理區域設定於影像，並對各處理區域檢測出對焦位置之頂點或平均值中之至少任一方，再根據檢測結果，求得該對象物的高度。
  8. 一種塗敷裝置，將液狀材料塗敷於對象物之表面，其包括：塗敷單元，係具有塗敷針，並將附著於該塗敷針之前端部的液狀材料塗敷於該對象物之表面；頭部，係包含以下的構件而成，光源，係射出白色光；二光束干涉物鏡，係將從該光源所射出之白色光分離成二光束，並將一方之光束照射於該對象物，同時將另一方之光束照射於參照面，使來自該對象物的反射光與來自該參照 面的反射光發生干涉，而得到干涉光；觀察光學系統，係用以觀察藉該二光束干涉物鏡所得之干涉光；以及攝像裝置，係經由該觀察光學系統拍攝藉該干涉光所產生之干涉條紋的影像；Z工作台，係對該對象物使該二光束干涉物鏡在光軸方向相對移動；定位裝置，係使該頭部與該對象物相對移動，並將該頭部定位於該對象物之表面的上方之所要的位置；以及控制裝置，係控制該光源、該攝像裝置以及該Z工作台，並求得該對象物的高度。
  9. 如申請專利範圍第8項之塗敷裝置，其中該控制裝置係因應於塗敷於該對象物之液狀材料的高度，調整在下次之塗敷動作的塗敷量。
  10. 如申請專利範圍第9項之塗敷裝置，其中該控制裝置係一面對該對象物使該二光束干涉物鏡在光軸方向相對移動，一面因應於該Z工作台的位置，將該白色光之亮度依序改變成第1~第K位準，且拍攝該干涉光之影像，對所拍攝之影像的各像素，檢測出在該白色光之亮度被設定成第k位準的期間該干涉光之強度成為最大之該Z工作台的位置，作為對焦位置，再根據檢測結果，求得該對象物的高度，K係2以上之整數，k係從1至K之任一個整數。
  11. 如申請專利範圍第9或10項之塗敷裝置，其中該控制裝置係在塗敷於該對象物之該液狀材料的高度低於下限值時，將參數調整成使該塗敷量增加，而在塗敷於該對象物之該 液狀材料的高度超過上限值時，將參數調整成使該塗敷量減少。
  12. 如申請專利範圍第11項之塗敷裝置，其中該塗敷單元係含有預先儲存液狀材料的槽；該參數係在從該槽之底的孔使該塗敷針突出之狀態等待塗敷動作的等待時間；該控制裝置係在使該塗敷量減少的情況使該等待時間變長，而在使該塗敷量增加的情況使該等待時間變短。
  13. 如申請專利範圍第11項之塗敷裝置，其中該參數係該對象物與該塗敷針之接觸時間；該控制裝置係在使該塗敷量減少的情況使該接觸時間變短，而在使該塗敷量增加的情況使該接觸時間變長。
  14. 如申請專利範圍第11項之塗敷裝置，其中該參數係從該對象物與該塗敷針接觸之狀態，該塗敷單元再下降的壓入量；該控制裝置係在使該塗敷量減少的情況使該壓入量變少，而在使該塗敷量增加的情況使該壓入量變多。
  15. 如申請專利範圍第8項之塗敷裝置，其中該控制裝置係在將焦點對準於該對象物之表面後，使該Z工作台僅移動相當於該白色光之可干涉距離的距離後，檢測出該塗敷單元的塗敷位置。
  16. 如申請專利範圍第8項之塗敷裝置，其中該控制裝置係對被設定於該對象物之表面上的基準面，求得該基準面之各像素的干涉強度成為尖峰值時之該Z工作台的座標，將那些的平均座標作為對焦位置。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6749814B2 (ja) 2015-11-12 2020-09-02 Ntn株式会社 高さ検出装置およびそれを搭載した塗布装置
EP3376156B1 (en) * 2015-11-12 2022-03-02 NTN Corporation Height detection apparatus and coating apparatus equipped with the same
JP6587945B2 (ja) * 2016-01-27 2019-10-09 Ntn株式会社 塗布機構、塗布装置、被塗布対象物の製造方法、および基板の製造方法
JP6680552B2 (ja) * 2016-02-08 2020-04-15 Ntn株式会社 形状測定装置および被塗布対象物の製造方法
JP6333323B2 (ja) 2016-08-29 2018-05-30 Ntn株式会社 塗布装置および塗布方法
JP6461260B1 (ja) * 2017-08-02 2019-01-30 Ntn株式会社 塗布機構及び塗布装置
JP6937466B2 (ja) * 2018-02-26 2021-09-22 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 塗布方法と塗布装置と部品の製造方法
JP2019152570A (ja) * 2018-03-05 2019-09-12 東芝メモリ株式会社 測定装置
US11491505B2 (en) * 2018-08-08 2022-11-08 Sunstar Engineering Inc. Application tool
CN109701812A (zh) * 2018-12-27 2019-05-03 北海绩迅电子科技有限公司 一种点胶机和应用于墨盒的点胶控制方法
CN111495779B (zh) * 2020-04-09 2021-11-02 西安英力机械有限公司 一种用于机械加工的在线检测装置
CN113325006B (zh) * 2021-08-02 2021-10-29 中科慧远视觉技术(北京)有限公司 一种超微缺陷检测装置及其检测方法

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4639139A (en) 1985-09-27 1987-01-27 Wyko Corporation Optical profiler using improved phase shifting interferometry
DE3880700D1 (de) * 1987-02-04 1993-06-09 Hoefliger Harro Verpackung Verfahren und vorrichtung zum feststellen von fremdkoerpern in fluiden.
US5136172A (en) 1989-08-16 1992-08-04 Hitachi, Ltd. Method and apparatus for detecting photoacoustic signal
US5402234A (en) * 1992-08-31 1995-03-28 Zygo Corporation Method and apparatus for the rapid acquisition of data in coherence scanning interferometry
JPH08159725A (ja) 1994-12-07 1996-06-21 Canon Inc 形状計測方法
KR100437024B1 (ko) 2001-10-18 2004-06-23 엘지전자 주식회사 박막 검사 방법 및 그 장치
JPWO2003036229A1 (ja) 2001-10-25 2005-02-17 東レエンジニアリング株式会社 表面形状測定方法およびその装置
JP3936167B2 (ja) 2001-10-30 2007-06-27 富士通株式会社 表面計測装置
US7158235B2 (en) 2001-12-05 2007-01-02 Rudolph Technologies, Inc. System and method for inspection using white light interferometry
US7385707B2 (en) 2002-03-14 2008-06-10 Taylor Hobson Limited Surface profiling apparatus
JP4494275B2 (ja) * 2004-08-04 2010-06-30 株式会社リコー 静電潜像現像用キャリアの製造方法
JP2006162523A (ja) 2004-12-09 2006-06-22 Ricoh Co Ltd 周期可動物の速度測定装置及び変位測定装置
JP4719050B2 (ja) 2006-03-30 2011-07-06 Ｎｔｎ株式会社 パターン修正装置およびその塗布ユニット
JP4845607B2 (ja) 2006-06-21 2011-12-28 オリンパス株式会社 ３次元形状測定方法及び装置
JP4875507B2 (ja) * 2007-02-07 2012-02-15 国立大学法人電気通信大学 液滴塗布装置
CN102095371A (zh) 2010-11-25 2011-06-15 天津大学 工业用彩色视觉检测装置和方法
US8649024B2 (en) 2010-12-03 2014-02-11 Zygo Corporation Non-contact surface characterization using modulated illumination
JP2012124381A (ja) * 2010-12-09 2012-06-28 Ntn Corp 塗布装置、塗布方法、およびパターン修正装置
JP6189102B2 (ja) * 2013-06-25 2017-08-30 Ntn株式会社 塗布装置および高さ検出方法
WO2014209987A1 (en) 2013-06-26 2014-12-31 Zygo Corporation Coherence scanning interferometry using phase shifted interferometrty signals
CN104634278A (zh) 2015-03-03 2015-05-20 湖北汽车工业学院 条纹图对比度自动补偿Shadow Moiré测量系统
JP6749814B2 (ja) 2015-11-12 2020-09-02 Ntn株式会社 高さ検出装置およびそれを搭載した塗布装置
JP2019152570A (ja) 2018-03-05 2019-09-12 東芝メモリ株式会社 測定装置

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