JP2899884B2 - 形状測定方法 - Google Patents
形状測定方法Info
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- JP2899884B2 JP2899884B2 JP63227150A JP22715088A JP2899884B2 JP 2899884 B2 JP2899884 B2 JP 2899884B2 JP 63227150 A JP63227150 A JP 63227150A JP 22715088 A JP22715088 A JP 22715088A JP 2899884 B2 JP2899884 B2 JP 2899884B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は形状測定方法に関し、特にセラミック基板等
の表面うねりと厚みを光学的手段によって検査する形状
測定方法に関する。
の表面うねりと厚みを光学的手段によって検査する形状
測定方法に関する。
（従来の技術と問題点） 電子部品を被着したり、電気回路を印刷するセラミッ
ク基板の表面は完全に平坦であることが要求される。そ
の検査方法として、従来より、被測定物体の表面に光を
あてて、その反射光によって表面状態を把握しようとす
る試みがなされている。
ク基板の表面は完全に平坦であることが要求される。そ
の検査方法として、従来より、被測定物体の表面に光を
あてて、その反射光によって表面状態を把握しようとす
る試みがなされている。
例えば特開昭62−36511号公報には、被測定物体上に
スポット的に映した基準となる形状を二次元センサーに
画像として入力し、入力した基準形状の特徴量と、予め
記憶した合格となる被測定物体上の基準形状の特徴量と
の差を所定式に基づく見掛け上の偏位から抽出して被測
定物体の合否を判定することが提案されている。
スポット的に映した基準となる形状を二次元センサーに
画像として入力し、入力した基準形状の特徴量と、予め
記憶した合格となる被測定物体上の基準形状の特徴量と
の差を所定式に基づく見掛け上の偏位から抽出して被測
定物体の合否を判定することが提案されている。
ところが、この従来の被測定物体の測定方法では、セ
ラミック基板全体の大きなうねりは検出できるものの、
基準形状とのずれを検出して合否を判定することから、
例えばこの種基板には極めて重要な電子部品を被着する
部分等の部分的なうねりや平坦度、表面部分の正確な平
坦度、更にはうねりの度合等は検出できないものであっ
た。
ラミック基板全体の大きなうねりは検出できるものの、
基準形状とのずれを検出して合否を判定することから、
例えばこの種基板には極めて重要な電子部品を被着する
部分等の部分的なうねりや平坦度、表面部分の正確な平
坦度、更にはうねりの度合等は検出できないものであっ
た。
一方、特開昭58−111708号、特開昭61−40503号に
は、レーザ光を投射して被測定物体表面の平坦度を測定
することが提案されているが、この方法は、光電変換装
置での反射光の変位量を検出して電気信号に変えて被測
定物体表面の平坦度を把握することから、被測定物体の
厚みは均一であることを前提にした測定方法であり、光
源からの距離に応じた平坦度しか把握できない。即ち、
被測定物をステージ上に載置して、従来のような方法で
平坦度を測定すると、ステージ自体の傾きや被測定物体
の部分的な厚みの相違に起因して被測定物体自体が傾い
ていると、それ自体で光源からの距離が相違してしま
い、正確な平坦度や厚みを測定することはできないもの
であった。
は、レーザ光を投射して被測定物体表面の平坦度を測定
することが提案されているが、この方法は、光電変換装
置での反射光の変位量を検出して電気信号に変えて被測
定物体表面の平坦度を把握することから、被測定物体の
厚みは均一であることを前提にした測定方法であり、光
源からの距離に応じた平坦度しか把握できない。即ち、
被測定物をステージ上に載置して、従来のような方法で
平坦度を測定すると、ステージ自体の傾きや被測定物体
の部分的な厚みの相違に起因して被測定物体自体が傾い
ていると、それ自体で光源からの距離が相違してしま
い、正確な平坦度や厚みを測定することはできないもの
であった。
本発明は、このような従来方法の問題点に鑑みて案出
されたものであり、被測定物体表面の平坦度を正確に検
出したり、被測定物体表面の部分的な平坦度も検出する
ことができ、また被測定物体の厚みも極めて正確に検出
することができる形状測定方法を提供することを目的と
するものである。
されたものであり、被測定物体表面の平坦度を正確に検
出したり、被測定物体表面の部分的な平坦度も検出する
ことができ、また被測定物体の厚みも極めて正確に検出
することができる形状測定方法を提供することを目的と
するものである。
（問題点を解決するための手段） 第１の発明によれば、被測定物体上に投射光線を相対
移動させて反射光を光電変換装置で受け、該光電変換装
置上での反射光の変位量を数値化して被測定物体表面の
平坦度を測定する形状測定方法であって、前記投射光線
の走査線上のうちの２点を結んで仮想基準線と為し、該
仮想基準線からの凹凸値を検出して被測定物体表面の平
坦度を測定することを特徴とする形状測定方法が提供さ
れる。
移動させて反射光を光電変換装置で受け、該光電変換装
置上での反射光の変位量を数値化して被測定物体表面の
平坦度を測定する形状測定方法であって、前記投射光線
の走査線上のうちの２点を結んで仮想基準線と為し、該
仮想基準線からの凹凸値を検出して被測定物体表面の平
坦度を測定することを特徴とする形状測定方法が提供さ
れる。
第２の発明によれば、ステージ上に被測定物体を載置
して、該被測定物体上に投射光線を相対移動させて反射
光を光電変換装置で受け、該光電変換装置上での反射光
の変位量を数値化して被測定物体の複写箇所の厚みを測
定する形状測定方法であって、前記反射光の変位量を数
値化して得られた実測値から、前記ステージ上に投射光
線を相対移動させて求めたステージの傾きに対応する値
を引いて引測定物体の厚みを測定することを特徴とする
形状測定方法が提供される。
して、該被測定物体上に投射光線を相対移動させて反射
光を光電変換装置で受け、該光電変換装置上での反射光
の変位量を数値化して被測定物体の複写箇所の厚みを測
定する形状測定方法であって、前記反射光の変位量を数
値化して得られた実測値から、前記ステージ上に投射光
線を相対移動させて求めたステージの傾きに対応する値
を引いて引測定物体の厚みを測定することを特徴とする
形状測定方法が提供される。
（実施例） 以下、本発明を添付図面に基づき詳細に説明する。
第１図は、本発明に係わる形状測定方法に用いられる
装置の概略構成図であり、１はセンサヘッド、２はXYス
テージ、３は演算制御装置、７は被測定物体である。
装置の概略構成図であり、１はセンサヘッド、２はXYス
テージ、３は演算制御装置、７は被測定物体である。
前記センサヘッド１は、例えばレーザ光等の投射光線
Ｂの照射部1aと、この投射光線Ｂの反射光Ｂ′を受光す
るための受光部1bとで構成され、この反射光Ｂ′の受光
部1bは例えば光電変換装置で構成される。この光電変換
装置上での反射光Ｂ′の変位量を検出して線図化する所
謂光学的三角測距方式により、引測定物体７の形状が検
出される。尚、このセンサヘッド１は、Ｚ軸方向に手動
で可変できるように、微調ステージ1cに固定されてい
る。
Ｂの照射部1aと、この投射光線Ｂの反射光Ｂ′を受光す
るための受光部1bとで構成され、この反射光Ｂ′の受光
部1bは例えば光電変換装置で構成される。この光電変換
装置上での反射光Ｂ′の変位量を検出して線図化する所
謂光学的三角測距方式により、引測定物体７の形状が検
出される。尚、このセンサヘッド１は、Ｚ軸方向に手動
で可変できるように、微調ステージ1cに固定されてい
る。
前記XYステージ２は、パルスモータ2a,2bを駆動する
ことにより、Ｘ軸・Ｙ軸方向に移動できるように構成さ
れている。従って、前記センサヘッド１の投射光線Ｂ
は、このXYステージ２上を相対的に移動することにな
る。このステージ２は、第２図に示すように、プレート
2cに複数個の透孔2dが形成されており、プレート2cの下
方部は中空状に形成されている。このプレート2cに、被
測定物体７を固定するにあたっては、プレート2cの端部
に設けられたノックピン2dで、所定位置に被測定物体７
よりも大きな透孔が形成されたワークガイド2eを固定し
て、このワークガイド2eの透孔部に被測定物体７を位置
決めしてステージ２上に載置し、吸引機４（第１図参
照）で中空部を吸引することにより固定される。このXY
ステージ２は、演算制御装置３の操作に基づいて、ドラ
イバ６を介して駆動される。
ことにより、Ｘ軸・Ｙ軸方向に移動できるように構成さ
れている。従って、前記センサヘッド１の投射光線Ｂ
は、このXYステージ２上を相対的に移動することにな
る。このステージ２は、第２図に示すように、プレート
2cに複数個の透孔2dが形成されており、プレート2cの下
方部は中空状に形成されている。このプレート2cに、被
測定物体７を固定するにあたっては、プレート2cの端部
に設けられたノックピン2dで、所定位置に被測定物体７
よりも大きな透孔が形成されたワークガイド2eを固定し
て、このワークガイド2eの透孔部に被測定物体７を位置
決めしてステージ２上に載置し、吸引機４（第１図参
照）で中空部を吸引することにより固定される。このXY
ステージ２は、演算制御装置３の操作に基づいて、ドラ
イバ６を介して駆動される。
尚、前記演算制御装置３にはコントローラ５が接続さ
れており、このコントローラ５は、被測定物体７表面の
凹凸によって変位する反射光線Ｂ′の光電変換装置での
変位量を予め設定されるゲインに基づいて算出する作用
を為す。
れており、このコントローラ５は、被測定物体７表面の
凹凸によって変位する反射光線Ｂ′の光電変換装置での
変位量を予め設定されるゲインに基づいて算出する作用
を為す。
又、前記演算制御装置３は、主としてマイクロコンピ
ュータで構成され、その演算結果は印字装置3aによって
記録される。
ュータで構成され、その演算結果は印字装置3aによって
記録される。
第３図は、検出された被測定物体７の表面状態と基準
線Ｘとの関係を示す図である。
線Ｘとの関係を示す図である。
XYステージ２をＸ軸・Ｙ軸方向に移動させることによ
って、投射光線Ｂを被測定物体７上で走査させると、投
射光線Ｂの光源から等距離な基準線Ｘに対して凹凸部を
含んだ走査線Ａのように線図化される。この基準線Ｘ
は、光源からの等距離線に過ぎず、ステージ２自体の傾
きＸ′や被測定物体７の部分的な厚みの相違による被測
定物体７自体の傾きＸ″は考慮されていない。従って、
この基準線Ｘからの凹凸量を検出しても正確な凹凸量は
検出できない。そこで、投射光線Ｂの走査始点LSと走査
終点LEを結んで仮想基準線Ｘ″とし、この仮想基準線
Ｘ″からの凹凸量を検出すれば、被測定物体７の表面そ
のものの正確な凹凸量を検出できることとなる。
って、投射光線Ｂを被測定物体７上で走査させると、投
射光線Ｂの光源から等距離な基準線Ｘに対して凹凸部を
含んだ走査線Ａのように線図化される。この基準線Ｘ
は、光源からの等距離線に過ぎず、ステージ２自体の傾
きＸ′や被測定物体７の部分的な厚みの相違による被測
定物体７自体の傾きＸ″は考慮されていない。従って、
この基準線Ｘからの凹凸量を検出しても正確な凹凸量は
検出できない。そこで、投射光線Ｂの走査始点LSと走査
終点LEを結んで仮想基準線Ｘ″とし、この仮想基準線
Ｘ″からの凹凸量を検出すれば、被測定物体７の表面そ
のものの正確な凹凸量を検出できることとなる。
第４図は、本発明に係わる平坦度の測定方法を説明す
るための図である。
るための図である。
まず、センサヘッド１で検知した測定箇所の各々のポ
イントの全データ（h1〜hn,L1〜Ln）を演算制御装置３
に取り込む。このとき、走査線Ａから基準線Ｘ至る距離
hmは算出される。
イントの全データ（h1〜hn,L1〜Ln）を演算制御装置３
に取り込む。このとき、走査線Ａから基準線Ｘ至る距離
hmは算出される。
次に、走査線Ａの走査始点（h1,L1）と走査終点（hn,
Ln）を結んで仮想基準線Ｘ″を引き、基準線Ｘに対する
仮想基準線Ｘ″の偏位量Xmを、 Xm＝Lm/L・XE で求める。
Ln）を結んで仮想基準線Ｘ″を引き、基準線Ｘに対する
仮想基準線Ｘ″の偏位量Xmを、 Xm＝Lm/L・XE で求める。
次に、走査線Ａから基準線Ｘに対する垂線のうちの、
走査線Ａから仮想基準線Ｘ″に至る距離ｈ′mを、 ｈ′m＝ｈm−Lm/L・XE で求める。
走査線Ａから仮想基準線Ｘ″に至る距離ｈ′mを、 ｈ′m＝ｈm−Lm/L・XE で求める。
次に、走査線Ａから仮想基準線Ｘ″に対する垂線のう
ちの、走査線Ａから仮想基準線Ｘ″に至る距離ｈ″m
を、 で求める。
ちの、走査線Ａから仮想基準線Ｘ″に至る距離ｈ″m
を、 で求める。
以下同様に、各々の測定箇所の仮想基準線Ｘ″からの
距離ｈ″mを求める。
距離ｈ″mを求める。
このようにして求めた走査線Ａから仮想基準線Ｘ″に
至る各々の距離のうち、 ｈ″m（max）−ｈ″m（min）＝Ｗ がうねり量Ｗとなる。
至る各々の距離のうち、 ｈ″m（max）−ｈ″m（min）＝Ｗ がうねり量Ｗとなる。
従って、ステージ２の傾きや被測定物体７の厚みのバ
ラツキを排除して純粋に被測定物体７表面の凹凸量を正
確に検出することができる。
ラツキを排除して純粋に被測定物体７表面の凹凸量を正
確に検出することができる。
尚、以上の実施例では、投射光線Ｂの走査始点と走査
終点を結んで仮想基準線とすることについて述べたが、
この実施例に限定されるものではなく、例えば投射光線
の走査線上のうちのいずれか２点を抽出して結んで仮想
基準線としても、同様な効果を得ることができる。
終点を結んで仮想基準線とすることについて述べたが、
この実施例に限定されるものではなく、例えば投射光線
の走査線上のうちのいずれか２点を抽出して結んで仮想
基準線としても、同様な効果を得ることができる。
第５図は、ステージ２の傾きと被測定物体の厚みの関
係を示す図である。
係を示す図である。
被測定物体７やワークガイド2eをプレート2c上に載置
せずに投射光線Ｂをプレート2c上に走査させて、投射光
線Ｂの光源からステージ２の１点までの距離（基準線
Ｘ）とステージ２自体の傾きＸ′を予め求めておく。
せずに投射光線Ｂをプレート2c上に走査させて、投射光
線Ｂの光源からステージ２の１点までの距離（基準線
Ｘ）とステージ２自体の傾きＸ′を予め求めておく。
次に、センサヘッド１で検知した測定箇所の各々のポ
イントの全データ（h1〜hn,L1〜Ln）を演算制御装置３
に取り込む。このとき、走査線Ａから基準線Ｘ至る距離
hmは算出される。
イントの全データ（h1〜hn,L1〜Ln）を演算制御装置３
に取り込む。このとき、走査線Ａから基準線Ｘ至る距離
hmは算出される。
次に、傾き量XSに対応する値hSを、 hS＝XS/L・Lm で求め、実測値hmから引けば引測定物体７の正確な厚
みｈ″mを得ることができる。
みｈ″mを得ることができる。
（発明の効果） 以上のように、本発明に係わる形状測定方法によれ
ば、投射光線の走査線上のうちの２点を結んで仮想基準
線と為し、該仮想基準線からの凹凸値を検出して被測定
物体表面の平坦度を測定することから、被測定物体表面
の平坦度を極めて正確に検出することができ、例えばセ
ラミック基板のうちの半導体装置を搭載する部分だけ等
被測定物体の部分的な平坦度も正確に検出でき、さらに
は被測定物体の表面が傾斜している場合でもその平坦度
を正確に検出できる極めて優れた形状測定方法を提供で
きる。
ば、投射光線の走査線上のうちの２点を結んで仮想基準
線と為し、該仮想基準線からの凹凸値を検出して被測定
物体表面の平坦度を測定することから、被測定物体表面
の平坦度を極めて正確に検出することができ、例えばセ
ラミック基板のうちの半導体装置を搭載する部分だけ等
被測定物体の部分的な平坦度も正確に検出でき、さらに
は被測定物体の表面が傾斜している場合でもその平坦度
を正確に検出できる極めて優れた形状測定方法を提供で
きる。
また、反射光の変位量を数値化して得られた実測値か
ら、ステージ上に投射光線を相対移動させて求めたステ
ージの傾きに対応する値を引いて被測定物体の厚みを測
定することから、被測定物体の極めて正確な厚みを測定
できる形状測定方法を提供できる。
ら、ステージ上に投射光線を相対移動させて求めたステ
ージの傾きに対応する値を引いて被測定物体の厚みを測
定することから、被測定物体の極めて正確な厚みを測定
できる形状測定方法を提供できる。
第１図は本発明に係わる形状測定方法に用いる装置の概
略構成図、第２図はステージ部分の断面図、第３図は同
じく検出された被測定物体の表面状態と基準線との関係
を示す図、第４図は同じく測定方法を説明するための
図、第５図はステージ２の傾きと被測定物体の厚みの関
係を示す図である。 １……センサヘッド、２……ステージ ３……演算制御装置、７……被測定物体 Ａ……走査線 Ｂ……投射光線 Ｂ′……反射光 Ｘ……基準線 Ｘ″……仮想基準線
略構成図、第２図はステージ部分の断面図、第３図は同
じく検出された被測定物体の表面状態と基準線との関係
を示す図、第４図は同じく測定方法を説明するための
図、第５図はステージ２の傾きと被測定物体の厚みの関
係を示す図である。 １……センサヘッド、２……ステージ ３……演算制御装置、７……被測定物体 Ａ……走査線 Ｂ……投射光線 Ｂ′……反射光 Ｘ……基準線 Ｘ″……仮想基準線
Claims (2)
- 【請求項１】被測定物体上に投射した光線を相対移動さ
せて反射光を光電変換装置で受け、該光電変換装置上で
の反射光の変位量を数値化して被測定物体表面の平坦度
を測定する形状測定方法であって、 前記投射光線の走査線上のうちの走査始点と走査終点を
結んで仮想基準線となし、該仮想基準線からの凹凸値を
検出して被測定物体表面の平坦度を測定することを特徴
とする形状測定方法。 - 【請求項２】ステージ上に被測定物体を載置して、該被
測定物体上に投射した光線を相対移動させて反射光を光
電変換装置で受け、該光電変換装置上での反射光の変位
量を数値化して被測定物体の複数箇所の厚みを測定する
形状測定方法であって、 前記反射光の変位量を数値化して得られた実測値から、
前記ステージ上に投射した光線を相対移動させて求めた
ステージの傾きに対応する値を引いて被測定物体の厚み
を測定することを特徴とする形状測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63227150A JP2899884B2 (ja) | 1988-09-09 | 1988-09-09 | 形状測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63227150A JP2899884B2 (ja) | 1988-09-09 | 1988-09-09 | 形状測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0274816A JPH0274816A (ja) | 1990-03-14 |
| JP2899884B2 true JP2899884B2 (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=16856277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63227150A Expired - Fee Related JP2899884B2 (ja) | 1988-09-09 | 1988-09-09 | 形状測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2899884B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008105269A1 (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Nippon Steel Corporation | コークス炉の壁面評価装置、コークス炉の壁面補修支援装置、コークス炉の壁面評価方法、コークス炉の壁面補修支援方法、及びコンピュータプログラム |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58111708A (ja) * | 1981-12-25 | 1983-07-02 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 平担度測定装置 |
| JPS6250612A (ja) * | 1985-08-29 | 1987-03-05 | Lion Corp | 表面粗さの測定方法 |
-
1988
- 1988-09-09 JP JP63227150A patent/JP2899884B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0274816A (ja) | 1990-03-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |