JP5025444B2 - 3D shape measuring device - Google Patents

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Description

本発明は、半導体製造装置に用いる結像レンズ等の非球面、球面、あるいは自由曲面からなるレンズ、金型、成型品等の三次元形状を高精度に測定するための三次元形状測定装置に関するものである。   The present invention relates to a three-dimensional shape measuring apparatus for measuring a three-dimensional shape of an aspherical, spherical, or free-form lens such as an imaging lens used in a semiconductor manufacturing apparatus, a mold, a molded product, etc. with high accuracy. Is.

従来、三次元形状測定装置のトレース方式として、接触式プローブを用いるものと、光学的なセンサーを利用した非接触式のプローブを用いるものとがあった。   Conventionally, as a trace method of a three-dimensional shape measuring apparatus, there are a method using a contact type probe and a method using a non-contact type probe using an optical sensor.

接触式プローブ方式では被測定物にプローブが触れるため、傷や摩耗等の問題があり、また非接触プローブ方式では傷、摩耗の問題は無いが、被測定物の傾斜が大きくなると光がけられて測定できないという問題があった。   In the contact probe method, the probe touches the object to be measured, so there are problems such as scratches and wear, and in the non-contact probe method, there is no problem of scratches and wear, but if the inclination of the object to be measured increases, the light is shone. There was a problem that it could not be measured.

こうした問題を解決するには接触式プローブ方式と非接触式プローブ方式の両方に対応し、被測定物によって切り替える構成が考えられている。例えば、特許文献１に開示されているように、接触式プローブを搭載した接触式プローブユニットと非接触式センサーを搭載した非接触プローブユニットを交換する構成が知られている。   In order to solve such problems, a configuration is considered in which both the contact-type probe method and the non-contact-type probe method are used, and switching is performed depending on the object to be measured. For example, as disclosed in Patent Document 1, there is known a configuration in which a contact probe unit equipped with a contact probe and a non-contact probe unit equipped with a non-contact sensor are exchanged.

この構成は、図３（ａ）に示すように、接触式プローブユニット３０１、取り付けアダプタ３０２、取り付け軸３０３、本体Ｚ軸３０４等を備える。接触式プローブユニット３０１はアダプタ３０２と専用の取り付け軸３０３を介して本体Ｚ軸３０４に取り付けられている。   As shown in FIG. 3A, this configuration includes a contact probe unit 301, a mounting adapter 302, a mounting shaft 303, a main body Z-axis 304, and the like. The contact probe unit 301 is attached to the main body Z-axis 304 via an adapter 302 and a dedicated attachment shaft 303.

そして、接触式プローブユニット３０１を取り外して、図３（ｂ）に示すように、非接触プローブユニット４０１を、専用の取り付け軸４０２によって、アダプタ３０２を介して本体Ｚ軸３０４に取り付けることが可能となっている。   Then, the contact-type probe unit 301 can be removed, and the non-contact probe unit 401 can be attached to the main body Z-axis 304 via the adapter 302 by the dedicated attachment shaft 402 as shown in FIG. It has become.

また、特許文献２に開示されたように、Ｚ方向の形状測定用にはレーザ測長器を用いて、プローブを形状にトレースさせるための制御にはオートフォーカス機構を利用するものが知られている。この装置においては、図４に示すように、半導体レーザ５０１から発したレーザ光はコリメーターレンズ５０２、偏光ビームスプリッタ５０３、λ／４波長板５０４を透過する。その後、ダイクロイックミラー５０５を反射して、対物レンズ５０６によってプローブ５０７の上面に取り付けられたミラー５２３に焦点を結ぶ。ミラー５２３で反射して対物レンズ５０６に戻ったレーザ光の反射光はダイクロイックミラー５０５及び偏光ビームスプリッタ５０３で今度は反射する。そして、レンズ５０８で集光されてハーフミラー５０９で２つに分離され、ピンホール５１０を通過し、２つの光検出器５１１で受光される。２つの光検出器５１１の出力は誤差信号発生部５１２によってフォーカス誤差を表す信号となり、サーボ回路５１３によってこのフォーカス誤差信号がゼロとなるようにリニアモータ５１４を制御する。こうしてプローブ筐体５１５に対するプローブ５０７の位置を一定位置に保持することができる。さらにこの状態でワーク５２１の表面上をプローブ５０７が倣い走査し、プローブ５０７の上面に取り付けられたミラー５２３の位置を計測することでワーク５２１の形状を測定することができる。   Also, as disclosed in Patent Document 2, a laser length measuring device is used for measuring the shape in the Z direction, and an autofocus mechanism is used for control for tracing the probe in the shape. Yes. In this apparatus, as shown in FIG. 4, the laser light emitted from the semiconductor laser 501 passes through a collimator lens 502, a polarizing beam splitter 503, and a λ / 4 wavelength plate 504. Thereafter, the light is reflected from the dichroic mirror 505 and focused on the mirror 523 attached to the upper surface of the probe 507 by the objective lens 506. The reflected light of the laser beam reflected by the mirror 523 and returned to the objective lens 506 is now reflected by the dichroic mirror 505 and the polarization beam splitter 503. Then, the light is condensed by the lens 508, separated into two by the half mirror 509, passes through the pinhole 510, and is received by the two photodetectors 511. The outputs of the two photodetectors 511 become signals representing a focus error by the error signal generator 512, and the linear motor 514 is controlled by the servo circuit 513 so that the focus error signal becomes zero. Thus, the position of the probe 507 relative to the probe housing 515 can be held at a fixed position. Further, in this state, the probe 507 scans the surface of the workpiece 521, and the shape of the workpiece 521 can be measured by measuring the position of the mirror 523 attached to the upper surface of the probe 507.

特開昭６４−７４４０８号公報JP-A 64-74408 特開平０６−２６５３４０号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-265340

特許文献１の接触式、非接触プローブの切り替え方法では、非接触トレースを実現するために接触式プローブユニットとは別に非接触式プローブユニットを用意し、取り替えている。そのため、非接触式プローブのコストが必要となる。また、接触式プローブユニットと非接触プローブユニットの測定原理及び構造が全く違うため、計測ポイントをそろえるためのアライメント行為が必要となり煩雑であった。   In the contact type and non-contact probe switching method of Patent Document 1, a non-contact type probe unit is prepared and replaced separately from the contact type probe unit in order to realize a non-contact trace. Therefore, the cost of a non-contact type probe is required. In addition, since the measurement principle and structure of the contact probe unit and the non-contact probe unit are completely different, an alignment act for aligning measurement points is necessary, which is complicated.

また、特許文献２に開示された構成では、非接触対応は全く考慮されておらず、非接触プローブ方式によって測定することは不可能であった。   Further, in the configuration disclosed in Patent Document 2, non-contact handling is not considered at all, and measurement by a non-contact probe method is impossible.

本発明は、接触式プローブ方式と非接触式プローブ方式を簡単な操作で切り替えることを可能にする三次元形状測定装置を提供することを目的とするものである。   An object of the present invention is to provide a three-dimensional shape measuring apparatus that enables switching between a contact type probe system and a non-contact type probe system with a simple operation.

上記目的を達成するために、本発明の三次元形状測定装置は、倣い走査機構によって被測定物の表面を倣い走査する接触式プローブと、前記接触式プローブの位置座標を前記接触式プローブのプローブ軸に搭載されたプローブ軸ターゲットミラーと基準ミラーとの間の距離として読みとるためのレーザ測長器と、を有し、前記レーザ測長器から読みとったデータから前記被測定物の表面形状を算出する三次元形状測定装置において、前記接触式プローブは、前記プローブ軸ターゲットミラーとともに、前記倣い走査機構に対して着脱可能であり、前記接触式プローブを取り外したときには、前記レーザ測長器のレーザ光を前記被測定物の表面に導くように構成したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a three-dimensional shape measuring apparatus according to the present invention includes a contact probe that scans the surface of an object to be measured by a scanning scanning mechanism, and a position coordinate of the contact probe as a probe of the contact probe. A laser measuring instrument for reading as a distance between the probe axis target mirror mounted on the axis and the reference mirror, and calculating the surface shape of the object to be measured from the data read from the laser measuring instrument in the three-dimensional shape measuring apparatus, the contact probe is, together with the probe axis target mirror, Ri detachable der respect to the scanning operation mechanism, when removed the contact probe, the laser of the laser measurement device The light beam is guided to the surface of the object to be measured .

本発明の三次元形状測定装置によれば、接触式プローブとプローブ軸ターゲットミラーをユニットとして着脱するだけで、接触式及び非接触式の測定方式を任意に切り替えることが可能となり、被測定物に合わせて最適な測定方法を選択することができる。また、非接触式プローブ方式の光学センサーであるレーザ測長器を、接触式プローブの位置を計測するレーザ測長器と兼用しているため、非接触式プローブを別に用意するコストを削減することができる。   According to the three-dimensional shape measuring apparatus of the present invention, it is possible to arbitrarily switch between a contact type and a non-contact type measurement method by simply attaching and detaching a contact type probe and a probe axis target mirror as a unit. It is possible to select an optimal measurement method. In addition, the laser length measuring instrument, which is a non-contact type probe optical sensor, is also used as a laser length measuring instrument that measures the position of the contact type probe, thus reducing the cost of preparing a separate non-contact type probe. Can do.

さらに、接触式プローブ方式から非接触式プローブ方式に切り替えるための操作は、接触式プローブを取り外して、トレース制御を切り替えるだけなので、簡単に非接触式と非接触式の切り替えを行うことが可能となる。   Furthermore, the operation to switch from the contact probe method to the non-contact probe method is only to remove the contact probe and switch the trace control, so it is possible to easily switch between the non-contact type and the non-contact type. Become.

本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は一実施形態による三次元形状測定装置の主要部を示すもので、１０１は本体架台、１０２はＺ方向の基準となる第１の基準ミラーで、本体架台１０１に取り付けられている。１０３はＺ軸アーム、１０４はＺ軸アーム１０３をＺ方向に移動させるＺ軸ステージで、例えばガイド構造としてエアーベアリングを採用し、Ｚ軸方向に移動させる移動機構として図示していないリニアモータを搭載している。   FIG. 1 shows a main part of a three-dimensional shape measuring apparatus according to an embodiment. Reference numeral 101 denotes a main body frame, and reference numeral 102 denotes a first reference mirror serving as a reference in the Z direction, which is attached to the main body frame 101. 103 is a Z-axis arm, and 104 is a Z-axis stage that moves the Z-axis arm 103 in the Z direction. For example, an air bearing is adopted as a guide structure, and a linear motor (not shown) is mounted as a moving mechanism that moves in the Z axis direction. is doing.

図１（ａ）に示すように、接触式プローブ方式に用いるプローブハウジング１０５は、プローブ軸１０６と、プローブ軸１０６をＺ方向に移動可能に支持する複数の板バネ１０７及び１０８を有する。１０９は、プローブ軸１０６とともに接触式プローブを構成するプローブ先端球であり、プローブ先端球１０９はプローブ軸１０６に接着あるいは図示していない真空バキューム機構によって固定されている。プローブ軸１０６は、板バネ１０７及び１０８を介してプローブハウジング１０５に支持され、プローブハウジング１０５は、後述するように、Ｚ軸アーム１０３に対して着脱可能である。   As shown in FIG. 1A, the probe housing 105 used in the contact probe system includes a probe shaft 106 and a plurality of leaf springs 107 and 108 that support the probe shaft 106 so as to be movable in the Z direction. Reference numeral 109 denotes a probe tip sphere constituting a contact probe together with the probe shaft 106. The probe tip sphere 109 is bonded to the probe shaft 106 or fixed by a vacuum vacuum mechanism (not shown). The probe shaft 106 is supported by the probe housing 105 via leaf springs 107 and 108, and the probe housing 105 can be attached to and detached from the Z-axis arm 103 as will be described later.

１１０は被測定物で、プローブ先端球１０９が被測定物１１０の表面を倣い走査することで、被測定物１１０の三次元形状を計測する。１１１はＺ軸制御用の第２の基準ミラー、１１２は干渉計で、図示していないλ／４板が取り付けられている。１１３はコーナーキューブ、１１４はプローブ軸１０６に固定（搭載）されたプローブ軸ターゲットミラーである。Ｚ軸制御用の第２の基準ミラー１１１は干渉計１１２及びコーナーキューブ１１３とともにＺ軸アーム１０３に固定されている。また、Ｚ軸制御用の第２の基準ミラー１１１には、レーザ光が通過できるように貫通穴（穴）が１箇所以上設けられており、本実施形態では２箇所に貫通穴が設けられている。   Reference numeral 110 denotes an object to be measured, and the probe tip sphere 109 scans the surface of the object to be measured 110 to measure the three-dimensional shape of the object to be measured 110. 111 is a second reference mirror for Z-axis control, 112 is an interferometer, and a λ / 4 plate (not shown) is attached. 113 is a corner cube, and 114 is a probe axis target mirror fixed (mounted) to the probe axis 106. The second reference mirror 111 for Z-axis control is fixed to the Z-axis arm 103 together with the interferometer 112 and the corner cube 113. Further, the second reference mirror 111 for Z-axis control is provided with one or more through holes (holes) so that the laser beam can pass therethrough. In the present embodiment, two through holes are provided. Yes.

１１５はレーザ測長器のレーザ投光部、１１６はレーザ測長器の測長を行うための受光部で、図示していないレーザ測長アンプとつながっている。１１７も同様に図１に向かって手前にあるレーザ投光部、１１８は図１に向かって奥にあるレーザ受光部である。レーザ投光部１１５からのレーザ光は互いに直交する偏向をもった２種類の光、すなわちＰ偏光とＳ偏光と呼ばれる光を持っている。   Reference numeral 115 denotes a laser projecting unit of the laser length measuring device, and reference numeral 116 denotes a light receiving unit for measuring the length of the laser length measuring device, which is connected to a laser length measuring amplifier (not shown). Similarly, reference numeral 117 denotes a laser light projecting unit at the front side of FIG. 1, and reference numeral 118 denotes a laser light receiving unit at the back side of FIG. The laser light from the laser projection unit 115 has two types of light having polarizations orthogonal to each other, that is, light called P-polarized light and S-polarized light.

今、Ｓ偏光が干渉計１１２で反射する方向の光とする。Ｓ偏光は干渉計１１２に入り、図に向かって下に反射し、プローブ軸ターゲットミラー１１４で図上に反射する。次に干渉計１１２に入った時はλ／４板を２回通るので今度は透過し、Ｚ軸制御用の第２の基準ミラー１１１に設けられた穴を抜けて第１の基準ミラー１０２に達する。次に第１の基準ミラー１０２で反射した光は再びＺ軸制御用の第２の基準ミラー１１１の穴を抜けて干渉計１１２に入る。このときλ／４板を２回通るので今度は干渉計１１２で反射し図に向かって左側に光が進みコーナーキューブ１１３に入る。コーナーキューブ１１３では光は図に向かって下側に移動し、今度は右側へ入ってきた時と平行に射出し、再び干渉計１１２に入る。干渉計１１２では今度は図に対して上側に反射し、Ｚ軸制御用の第２の基準ミラー１１１の前回とは異なる穴を抜けて第１の基準ミラー１０２に達する。第１の基準ミラー１０２で反射した光は再びＺ軸制御用の第２の基準ミラー１１１に設けられた穴を通って干渉計１１２に入る。λ／４板を２回通っているので今度は干渉計１１２を透過し、プローブ軸ターゲットミラー１１４で反射して再び干渉計１１２に入り、再びλ／４板を２回通っているので今度は干渉計１１２で反射してレーザ受光部１１６に入る。   Now, it is assumed that the S-polarized light is reflected in the direction reflected by the interferometer 112. The S-polarized light enters the interferometer 112, is reflected downward toward the figure, and is reflected on the figure by the probe axis target mirror 114. Next, when entering the interferometer 112, it passes through the λ / 4 plate twice, so that it passes through this time, passes through the hole provided in the second reference mirror 111 for Z-axis control, and enters the first reference mirror 102. Reach. Next, the light reflected by the first reference mirror 102 passes through the hole of the second reference mirror 111 for Z-axis control and enters the interferometer 112 again. At this time, since it passes through the λ / 4 plate twice, this time it is reflected by the interferometer 112, and the light advances to the left as viewed in the figure and enters the corner cube 113. In the corner cube 113, the light moves downward as viewed in the figure, and is then emitted in parallel with the light entering the right side and enters the interferometer 112 again. The interferometer 112 now reflects upward with respect to the figure, and reaches the first reference mirror 102 through a hole different from the previous time of the second reference mirror 111 for Z-axis control. The light reflected by the first reference mirror 102 enters the interferometer 112 again through a hole provided in the second reference mirror 111 for Z-axis control. Since it passes through the λ / 4 plate twice, this time it passes through the interferometer 112, is reflected by the probe axis target mirror 114, enters the interferometer 112 again, and again passes through the λ / 4 plate twice, so this time. The light is reflected by the interferometer 112 and enters the laser light receiving unit 116.

次にＰ偏光はレーザ投光部１１５から干渉計１１２に入ると干渉計１１２を透過し、そのままコーナーキューブ１１３に入る。コーナーキューブ１１３では前回の光のときと同様に光は図に向かって下側に移動し今度は右側へ入ってきたときと平行に射出する。光はλ／４板を通っていないので干渉計１１２でそのまま透過し、レーザ受光部１１６へ入る。このとき先ほどのＳ偏光とＰ偏光が干渉する。Ｐ偏光は固定されたコーナーキューブを通るだけなので一定であるが、Ｓ偏光は基準ミラー１０２とプローブ軸ターゲットミラー１１４の間を２往復している。従って前記のＳ偏光とＰ偏光の干渉縞を計測することで第１の基準ミラー１０２とプローブ軸ターゲットミラー１１４の距離の変化を計測することができる。すなわち、レーザ投光部１１５で入射したレーザ光をレーザ受光部１１６で受けて距離を測長することで、第１の基準ミラー１０２とプローブ軸ターゲットミラー１１４間の距離を測定することができる。   Next, when the P-polarized light enters the interferometer 112 from the laser projector 115, it passes through the interferometer 112 and enters the corner cube 113 as it is. In the corner cube 113, as in the case of the previous light, the light moves downward as viewed in the figure, and this time it is emitted in parallel with the time when it enters the right side. Since the light does not pass through the λ / 4 plate, it passes through the interferometer 112 as it is and enters the laser light receiving unit 116. At this time, the previous S-polarized light and P-polarized light interfere. P-polarized light is constant because it passes through a fixed corner cube, but S-polarized light makes two round trips between the reference mirror 102 and the probe axis target mirror 114. Accordingly, the change in the distance between the first reference mirror 102 and the probe axis target mirror 114 can be measured by measuring the interference fringes of the S-polarized light and the P-polarized light. That is, the distance between the first reference mirror 102 and the probe axis target mirror 114 can be measured by receiving the laser beam incident on the laser projector 115 and measuring the distance by the laser receiver 116.

次にレーザ投光部１１７から射出したレーザ光も同様に互いに直交する偏向をもったＳ偏光とＰ偏光を持っている。レーザ投光部１１７からのＳ偏光はＺ軸制御用の第２の基準ミラー１１１とプローブ軸ターゲットミラー１１４の間で２往復してレーザ受光部１１８に入る。対してレーザ投光部１１７からのＰ偏光はコーナーキューブ１１３を回ってレーザ受光部１１８に入る。ここで、Ｓ偏光とＰ偏光が干渉するので、レーザ受光部１１８に入ったＳ偏光とＰ偏光の干渉縞を計測することで今度はＺ軸制御用の第２の基準ミラー１１１とプローブ軸ターゲットミラー１１４の距離の変化を計測することができる。すなわち、レーザ投光部１１７で射出したレーザ光をレーザ受光部１１８で受けて距離を測長することで、第２の基準ミラー１１１とプローブ軸ターゲットミラー１１４間の距離を測定することができる。   Next, the laser light emitted from the laser projection unit 117 similarly has S-polarized light and P-polarized light having deflections orthogonal to each other. The S-polarized light from the laser projection unit 117 enters the laser light receiving unit 118 by making two reciprocations between the second reference mirror 111 for controlling the Z axis and the probe axis target mirror 114. On the other hand, the P-polarized light from the laser projector 117 enters the laser light receiver 118 around the corner cube 113. Here, since the S-polarized light and the P-polarized light interfere with each other, the second reference mirror 111 for Z-axis control and the probe axis target are now measured by measuring the interference fringes of the S-polarized light and the P-polarized light that have entered the laser light receiving unit 118. A change in the distance of the mirror 114 can be measured. That is, the distance between the second reference mirror 111 and the probe axis target mirror 114 can be measured by receiving the laser light emitted from the laser projector 117 and measuring the distance by the laser receiver 118.

図１（ｂ）は、（ａ）の接触式プローブ方式から非接触式プローブ方式に切り替えるために、プローブハウジング１０５をＺ軸アーム１０３から取り外した状態を示す。プローブハウジング１０５は、プローブ軸ターゲットミラー１１４を搭載するプローブ軸１０６を支持し、接触式プローブの構成要素を全て搭載している。このため、プローブハウジング１０５をＺ軸アーム１０３から取り外すだけで非接触プローブ方式に切り替えることが可能である。また、プローブハウジング１０５とＺ軸アーム１０３は、図示しない突き当てピンや位置決めピン等を用いた嵌合によって着脱可能に取り付けられている。このような突き当てピンや位置決めピンを用いることで、再びプローブハウジング１０５をＺ軸アーム１０３に取り付ける際の位置決めも簡単に行うことができる。   FIG. 1B shows a state in which the probe housing 105 is removed from the Z-axis arm 103 in order to switch from the contact probe method of FIG. 1A to the non-contact probe method. The probe housing 105 supports the probe shaft 106 on which the probe shaft target mirror 114 is mounted, and mounts all the components of the contact probe. For this reason, it is possible to switch to the non-contact probe method simply by removing the probe housing 105 from the Z-axis arm 103. The probe housing 105 and the Z-axis arm 103 are detachably attached by fitting using an abutment pin, a positioning pin or the like (not shown). By using such abutting pins and positioning pins, positioning when attaching the probe housing 105 to the Z-axis arm 103 again can be easily performed.

図１（ｂ）において、レーザ測長器用のレーザ投光部１１５をでたレーザ光は互いに直交する偏向をもった２種類の光、すなわちＰ偏光とＳ偏光と呼ばれる光を持っている。今、Ｓ偏光が干渉計１１２で反射する方向の光とする。Ｓ偏光は干渉計１１２に入り、図に向かって下に反射し、被測定物１１０の表面に到達する。被測定物１１０の表面で反射したレーザ光は干渉計１１２に入る。次に干渉計１１２に入った時はλ／４板を２回通るので今度は透過し、Ｚ軸制御用の第２の基準ミラー１１１に設けられた穴を抜けて第１の基準ミラー１０２に達する。次に第１の基準ミラー１０２で反射した光は再びＺ軸制御用の第２の基準ミラー１１１の穴を抜けて干渉計１１２に入る。このときλ／４板を２回通るので今度は干渉計１１２で反射し図に向かって左側に光が進みコーナーキューブ１１３に入る。コーナーキューブ１１３では光は図に向かって下側に移動し、今度は右側へ入ってきた時と平行に射出し、再び干渉計１１２に入る。干渉計１１２では今度は図に対して上側に反射し、Ｚ軸制御用の第２の基準ミラー１１１の前回とは異なる穴を抜けて第１の基準ミラー１０２に達する。第１の基準ミラー１０２で反射した光は再びＺ軸制御用の第２の基準ミラー１１２に設けられた穴を通って干渉計１１２に入る。λ／４板を２回通っているので今度は干渉計１１２を透過し、被測定物１１０の表面に到達する。被測定物１１０の表面で反射して再び干渉計１１２に入り、再びλ／４板を２回通っているので今度は干渉計１１２で反射してレーザ受光部１１６に入る。   In FIG. 1B, the laser light emitted from the laser light projecting unit 115 for the laser length measuring device has two types of light having deflections orthogonal to each other, that is, light called P-polarized light and S-polarized light. Now, it is assumed that the S-polarized light is reflected in the direction reflected by the interferometer 112. S-polarized light enters the interferometer 112, is reflected downward as viewed in the figure, and reaches the surface of the DUT 110. The laser light reflected from the surface of the measurement object 110 enters the interferometer 112. Next, when entering the interferometer 112, it passes through the λ / 4 plate twice, so that it passes through this time, passes through the hole provided in the second reference mirror 111 for Z-axis control, and enters the first reference mirror 102. Reach. Next, the light reflected by the first reference mirror 102 passes through the hole of the second reference mirror 111 for Z-axis control and enters the interferometer 112 again. At this time, since it passes through the λ / 4 plate twice, this time it is reflected by the interferometer 112, and the light advances to the left as viewed in the figure and enters the corner cube 113. In the corner cube 113, the light moves downward as viewed in the figure, and is then emitted in parallel with the light entering the right side and enters the interferometer 112 again. The interferometer 112 now reflects upward with respect to the figure, and reaches the first reference mirror 102 through a hole different from the previous time of the second reference mirror 111 for Z-axis control. The light reflected by the first reference mirror 102 enters the interferometer 112 again through a hole provided in the second reference mirror 112 for Z-axis control. Since it passes through the λ / 4 plate twice, it passes through the interferometer 112 and reaches the surface of the object 110 to be measured. The light is reflected by the surface of the object 110 to be measured and enters the interferometer 112 again, and again passes through the λ / 4 plate twice, so that it is reflected by the interferometer 112 and enters the laser receiving unit 116.

Ｐ偏光はレーザ投光部１１５から干渉計１１２に入ると干渉計１１２を透過し、そのままコーナーキューブ１１３に入る。コーナーキューブ１１３では前回の光のときと同様に光は図に向かって下側に移動し今度は右側へ入ってきたときと平行に射出する。光はλ／４板を通っていないので干渉計１１２でそのまま透過し、レーザ受光部１１６へ入る。このとき先ほどのＳ偏光とＰ偏光が干渉する。Ｐ偏光は固定されたコーナーキューブを通るだけなので一定であるが、Ｓ偏光は基準ミラー１０２と被測定物１１０の表面の間を２往復している。従って前記のＳ偏光とＰ偏光の干渉縞を計測することで第１の基準ミラー１０２と被測定物１１０の距離の変化を計測することができる。すなわち、レーザ投光部１１５で入射したレーザ光をレーザ受光部１１６で受けて距離を測長することで、第１の基準ミラー１０２と被測定物表面間の距離を測定することができる。   When the P-polarized light enters the interferometer 112 from the laser projector 115, it passes through the interferometer 112 and enters the corner cube 113 as it is. In the corner cube 113, as in the case of the previous light, the light moves downward as viewed in the figure, and this time it is emitted in parallel with the time when it enters the right side. Since the light does not pass through the λ / 4 plate, it passes through the interferometer 112 as it is and enters the laser light receiving unit 116. At this time, the previous S-polarized light and P-polarized light interfere. P-polarized light is constant because it passes through a fixed corner cube, but S-polarized light makes two round trips between the reference mirror 102 and the surface of the object 110 to be measured. Therefore, the change in the distance between the first reference mirror 102 and the object to be measured 110 can be measured by measuring the interference fringes of the S-polarized light and the P-polarized light. That is, the distance between the first reference mirror 102 and the surface of the object to be measured can be measured by receiving the laser beam incident on the laser projector 115 and measuring the distance by the laser receiver 116.

次にレーザ投光部１１７から射出したレーザ光も同様に互いに直交する偏向をもったＳ偏光とＰ偏光を持っている。レーザ投光部１１７からのＳ偏光はＺ軸制御用の第２の基準ミラー１１１と被測定物１１０の表面の間で２往復してレーザ受光部１１８に入る。対してレーザ投光部１１７からのＰ偏光はコーナーキューブ１１３を回ってレーザ受光部１１８に入る。ここで、Ｓ偏光とＰ偏光が干渉するので、レーザ受光部１１８に入ったＳ偏光とＰ偏光の干渉縞を計測することで今度はＺ軸制御用の第２の基準ミラー１１１と被測定物１１０の表面間の距離変化を計測することができる。すなわち、レーザ投光部１１７で射出したレーザ光をレーザ受光部１１８で受けて距離を測長することで、Ｚ軸制御用の第２の基準ミラー１１１と被測定物１１０の表面間の距離を測定することになる。   Next, the laser light emitted from the laser projection unit 117 similarly has S-polarized light and P-polarized light having deflections orthogonal to each other. The S-polarized light from the laser projection unit 117 enters the laser receiving unit 118 by making two reciprocations between the second reference mirror 111 for Z-axis control and the surface of the object to be measured 110. On the other hand, the P-polarized light from the laser projector 117 enters the laser light receiver 118 around the corner cube 113. Here, since the S-polarized light and the P-polarized light interfere with each other, the second reference mirror 111 for Z-axis control and the object to be measured are now measured by measuring the interference fringes of the S-polarized light and the P-polarized light entering the laser light receiving unit 118. The change in distance between the 110 surfaces can be measured. That is, the distance between the second reference mirror 111 for Z-axis control and the surface of the object to be measured 110 is measured by receiving the laser beam emitted from the laser projector 117 and measuring the distance by the laser receiver 118. Will be measured.

図２は、本実施形態による三次元形状測定装置の概略全体図と三次元形状測定装置を制御する電装系とコントローラ及びデータ処理系を示す図である。２０１は図１（ａ）のプローブハウジング１０５に搭載された接触式のプローブユニット一式である。２０２はプローブユニット２０１の向かって左右方向の位置座標を計測するレーザ測長器用Ｘ軸基準ミラーである。２０４は図に向かって前後に移動させるＹ軸ステージで、プローブユニット２０１及びＺ軸アーム１０３及びＺ軸ステージ１０４を搭載している。２０５は図に向かって左右方向に移動させるＸ軸ステージで、Ｙ軸ステージ２０４を搭載している。２１２は電装ユニットで、接触式プローブを倣い走査させるための倣い走査機構を構成するＺ軸ステージ１０４、Ｙ軸ステージ２０４及びＸ軸ステージ２０５を駆動するドライバーを搭載している。またレーザ受光部１１６及び１１８からの信号を取り込むレーザ測長器データ処理ボードも搭載している。２１３は装置本体をコントロールするコントロールコンピュータで、電装ユニット２１２に信号を送り、Ｚ軸ステージ１０４、Ｙ軸ステージ２０４及びＸ軸ステージ２０５を駆動するドライバーを制御するプログラムを搭載している。２１４はデータ処理用コンピュータ（データ処理手段）であり、前記レーザ測長器の信号を電装ユニット２１２及びコントロールコンピュータ２１３を介して取り込み、レーザ測長器のデータから被測定物１１０の形状を算出するデータ処理プログラムを搭載する。本実施形態ではコントロールコンピュータ２１３とデータ処理用コンピュータ２１４を分けているが同じコンピュータで処理を賄うことは可能である。   FIG. 2 is a diagram showing a schematic overall view of the three-dimensional shape measuring apparatus according to the present embodiment, an electrical system that controls the three-dimensional shape measuring apparatus, a controller, and a data processing system. Reference numeral 201 denotes a set of contact type probe units mounted on the probe housing 105 of FIG. Reference numeral 202 denotes an X-axis reference mirror for a laser length measuring instrument that measures position coordinates in the left-right direction toward the probe unit 201. Reference numeral 204 denotes a Y-axis stage that moves back and forth as viewed in the figure, and has a probe unit 201, a Z-axis arm 103, and a Z-axis stage 104 mounted thereon. Reference numeral 205 denotes an X-axis stage that moves in the left-right direction as viewed in the figure, and has a Y-axis stage 204 mounted thereon. An electrical unit 212 is equipped with drivers that drive the Z-axis stage 104, the Y-axis stage 204, and the X-axis stage 205, which constitute a scanning scanning mechanism for scanning the contact probe. A laser length measuring device data processing board for taking in signals from the laser light receiving sections 116 and 118 is also mounted. Reference numeral 213 denotes a control computer that controls the apparatus main body, and is equipped with a program that sends a signal to the electrical unit 212 and controls a driver that drives the Z-axis stage 104, the Y-axis stage 204, and the X-axis stage 205. Reference numeral 214 denotes a data processing computer (data processing means) which takes in the signal of the laser length measuring device via the electrical unit 212 and the control computer 213 and calculates the shape of the object 110 to be measured from the data of the laser length measuring device. A data processing program is installed. In this embodiment, the control computer 213 and the data processing computer 214 are separated, but the same computer can cover the processing.

次に、プローブ先端球１０９を被測定物１１０に倣い走査しながら表面形状を計測する接触式プローブ方式による測定方法を説明する。   Next, a measurement method using a contact probe method that measures the surface shape while scanning the probe tip sphere 109 following the object to be measured 110 will be described.

まず、三次元形状測定装置を制御するコントロールコンピュータ２１３の信号によってＺ軸ステージ１０４を所定の原点位置に移動させる。このとき、レーザ測長器のレーザ受光部１１６及び１１８を所定の数値にリセットする。コントロールコンピュータ２１３には被測定物１１０を初めとする各種のデータが記憶されている。前記コントローラーは、次に被測定物１１０の情報からプローブ先端球１０９を被測定物１１０に接触させる初期位置へ、Ｘ軸ステージ２０５及びＹ軸ステージ２０４を駆動して移動させる。   First, the Z-axis stage 104 is moved to a predetermined origin position by a signal from the control computer 213 that controls the three-dimensional shape measuring apparatus. At this time, the laser light receiving units 116 and 118 of the laser length measuring device are reset to predetermined values. Various data including the device under test 110 are stored in the control computer 213. Next, the controller drives and moves the X-axis stage 205 and the Y-axis stage 204 to an initial position where the probe tip sphere 109 is brought into contact with the device under test 110 based on the information of the device under test 110.

次にコントロールコンピュータ２１３はＺ軸ステージ１０４を駆動してプローブ先端球１０９を被測定物１１０へ近づける。このとき、コントロールコンピュータ２１３はレーザ測長器用のレーザ受光部１１８からの信号を同時に読みとり続ける。プローブ先端球１０９が被測定物１１０に接触し、プローブ軸１０６を支持している板バネ１０７及び１０８が所定の量撓んだ時の第２の基準ミラー１１１とプローブ軸ターゲットミラー１１４の距離を予めコントロールコンピュータ２１３に記憶しておく。そのコントロールコンピュータ２１３に記憶してある距離になったときにＺ軸の降下を停止する。   Next, the control computer 213 drives the Z-axis stage 104 to bring the probe tip sphere 109 closer to the object 110 to be measured. At this time, the control computer 213 continues to simultaneously read signals from the laser light receiving unit 118 for the laser length measuring device. The distance between the second reference mirror 111 and the probe axis target mirror 114 when the probe tip sphere 109 is in contact with the object to be measured 110 and the leaf springs 107 and 108 supporting the probe axis 106 are bent by a predetermined amount is determined. The information is stored in the control computer 213 in advance. When the distance stored in the control computer 213 is reached, the lowering of the Z axis is stopped.

その後はコントロールコンピュータ２１３によってＺ軸制御用の第２の基準ミラー１１１とプローブ軸ターゲットミラー１１４の距離をレーザ受光部１１８の信号から常に読みとる。同時に、常にＺ軸制御用の第２の基準ミラー１１１とプローブ軸ターゲットミラー１１４の距離が予め設定された値になるようにＺ軸ステージ１０４を駆動する。すなわち、レーザ受光部１１８からの信号によってＺ軸ステージ１０４はサーボ状態となる。このＺ軸ステージ１０４のサーボ状態をコントロールするのはコントロールコンピュータ２１３以外のサーボ専用のコントローラーを用意してもよい。   Thereafter, the distance between the second reference mirror 111 for Z-axis control and the probe axis target mirror 114 is always read from the signal of the laser light receiving unit 118 by the control computer 213. At the same time, the Z-axis stage 104 is driven so that the distance between the second reference mirror 111 for Z-axis control and the probe-axis target mirror 114 always becomes a preset value. That is, the Z-axis stage 104 is in a servo state by a signal from the laser light receiving unit 118. A servo-dedicated controller other than the control computer 213 may be prepared to control the servo state of the Z-axis stage 104.

Ｚ軸制御用の第２の基準ミラー１１１とプローブ軸ターゲットミラー１１４の距離を測定する手段が上記のようにレーザ測長器であって測定範囲にほぼ制限が無いので距離信号が途切れたり、リニアリティが悪化することがない。よって、何らかの原因でＺ軸制御用の第２の基準ミラー１１１とプローブ軸ターゲットミラー１１４の距離が設定値より大きく変化してしまっても、プローブ軸１０６のＺ方向位置を正確に知ることができる。従って、コントロールコンピュータ２１３あるいはサーボ専用のコントローラーからの指令でＺ軸制御用の第２の基準ミラー１１１とプローブ軸ターゲットミラー１１４の距離を予め設定された値に戻すことが可能となる。   The means for measuring the distance between the second reference mirror 111 for controlling the Z axis and the probe axis target mirror 114 is a laser length measuring device as described above, and there is almost no limit on the measurement range, so the distance signal may be interrupted, linearity Will not get worse. Therefore, even if the distance between the second reference mirror 111 for Z-axis control and the probe axis target mirror 114 changes more than the set value for some reason, the position in the Z direction of the probe axis 106 can be accurately known. . Therefore, the distance between the second reference mirror 111 for Z-axis control and the probe axis target mirror 114 can be returned to a preset value by a command from the control computer 213 or a controller dedicated to servos.

このように、Ｚ軸ステージ１０４がサーボ状態になったら、次にコントロールコンピュータ２１３は予め設定しておいた通りプローブ先端球１０９が被測定物１１０の表面を走査するようにＸ軸ステージ２０５及びＹ軸ステージ２０４に移動指令を与える。プローブ先端球１０９は被測定物１１０の表面上を移動するが、被測定物１１０の表面形状によってプローブ先端球１０９を接着したプローブ軸１０６は図に向かって上下に動く。このとき、Ｚ軸制御用の第２の基準ミラー１１１とプローブ軸ターゲットミラー１１４の距離が変化するが、Ｚステージ１０４が常にＺ軸制御用の第２の基準ミラー１１１とプローブ軸ターゲットミラー１１４の距離が予め設定された値になるように駆動している。   In this way, when the Z-axis stage 104 is in the servo state, the control computer 213 next sets the X-axis stage 205 and the Y-axis so that the probe tip sphere 109 scans the surface of the object 110 as previously set. A movement command is given to the axis stage 204. The probe tip sphere 109 moves on the surface of the object to be measured 110, but the probe shaft 106 to which the probe tip sphere 109 is bonded moves up and down in the figure according to the surface shape of the object to be measured 110. At this time, the distance between the second reference mirror 111 for Z-axis control and the probe axis target mirror 114 changes. However, the Z stage 104 is always connected between the second reference mirror 111 for Z-axis control and the probe axis target mirror 114. It is driven so that the distance becomes a preset value.

Ｚ軸制御用の第２の基準ミラー１１１とプローブ軸ターゲットミラー１１４の距離が予め設定された値になっているので、プローブ軸１０６を支持する板バネ１０７及び１０８の撓み量を一定にしたままプローブ先端球１０９は被測定物１１０の表面を走査する。すなわち、プローブ先端球１０９が被測定物１１０に対して一定の圧力を保ったまま接触し、表面形状を倣い走査することになる。   Since the distance between the second reference mirror 111 for Z-axis control and the probe axis target mirror 114 is a preset value, the amount of bending of the leaf springs 107 and 108 that support the probe axis 106 remains constant. The probe tip sphere 109 scans the surface of the measurement object 110. That is, the probe tip sphere 109 contacts the object to be measured 110 while maintaining a constant pressure, and scans the surface shape.

プローブ先端球１０９が被測定物１１０の表面を倣い走査するのと同時に、電装ユニット２１２に搭載のレーザ計測装置によって第１の基準ミラー１０２とプローブ軸ターゲットミラー１１４の間の距離変化をレーザ受光部１１６の信号として受け取る。すなわち、第１の基準ミラー１０２とプローブ軸ターゲットミラー１１４の間の距離変化データが被測定物１１０の表面形状を表す位置座標のデータとなる。このとき、Ｘ軸ステージ及びＹ軸ステージの座標はＸＹ軸に設けられた図示しないエンコーダーで読みとることが可能である。あるいはレーザ測長器を２軸増やし、図に対して水平方向にＸ軸基準ミラー２０２及び図示していないＹ軸基準ミラーを配置し、干渉計をＺ軸アーム１０３に２軸分用意することによって、ＸＹ軸座標をレーザ測長器によって知ることも可能である。   At the same time that the probe tip sphere 109 scans and scans the surface of the object to be measured 110, a laser measuring device mounted on the electrical unit 212 changes the distance between the first reference mirror 102 and the probe axis target mirror 114. 116 is received as a signal. That is, the distance change data between the first reference mirror 102 and the probe axis target mirror 114 becomes position coordinate data representing the surface shape of the object 110 to be measured. At this time, the coordinates of the X-axis stage and the Y-axis stage can be read by an encoder (not shown) provided on the XY axes. Alternatively, the number of laser length measuring instruments is increased by two axes, the X-axis reference mirror 202 and the Y-axis reference mirror (not shown) are arranged in the horizontal direction with respect to the drawing, and two interferometers are prepared on the Z-axis arm 103 It is also possible to know the XY axis coordinates by a laser length measuring device.

Ｚステージ１０４は、常にＺ軸制御用の第２の基準ミラー１１１とプローブ軸ターゲットミラー１１４の距離が予め設定された値になるように駆動しながらＸＹ軸を移動している。その間、コントロールコンピュータ２１３は、第１の基準ミラー１０２とプローブ軸ターゲットミラー１１４の間の距離変化をレーザ受光部１１６の信号として受け取る。この信号データをＺ方向データとし、そのときのＸＹ軸座標をＸ軸基準ミラー及びＹ軸基準ミラーからの距離として受け取りＸＹ座標データとすることで、ＸＹ座標に対するＺ方向データとして取り込むことができる。このＸＹ座標に対するＺ方向データをコントロールコンピュータ２１３を介してデータ処理用コンピュータ２１４に送り、各種のデータ処理を行うことによって被測定物１１０の表面形状を得ることができる。   The Z stage 104 always moves the XY axes while being driven so that the distance between the second reference mirror 111 for Z-axis control and the probe axis target mirror 114 becomes a preset value. Meanwhile, the control computer 213 receives a change in the distance between the first reference mirror 102 and the probe axis target mirror 114 as a signal of the laser light receiving unit 116. This signal data is used as Z-direction data, and the XY-axis coordinates at that time are received as distances from the X-axis reference mirror and the Y-axis reference mirror, and are used as XY coordinate data. The surface shape of the DUT 110 can be obtained by sending the Z direction data for the XY coordinates to the data processing computer 214 via the control computer 213 and performing various data processing.

次に非接触式プローブ方式に切り替えた時の測定方法について図１（ｂ）及び図２を用いて説明する。   Next, a measurement method when switching to the non-contact probe method will be described with reference to FIGS.

非接触式プローブ方式に切り替えるために、はじめに接触式プローブを図１（ａ）のプローブハウジング１０５から取り外す。機械的な操作はこれだけで終了する。   In order to switch to the non-contact type probe system, the contact type probe is first removed from the probe housing 105 in FIG. This is the end of the mechanical operation.

続いて、非接触式プローブ方式による測定方法を説明する。   Next, a measurement method using a non-contact probe method will be described.

まず、三次元形状測定装置を制御するコントロールコンピュータ２１３の信号によってＺ軸ステージ１０４を所定の原点位置に移動させる。このとき、レーザ測長器のレーザ受光部１１６を所定の数値にリセットする。コントロールコンピュータ２１３には被測定物１１０を初めとする各種のデータが記憶されている。前記コントローラーは、次に被測定物１１０の情報からＺ軸アーム１０３を被測定物１１０の初期位置へＸ軸ステージ２０５及びＹ軸ステージ２０４を駆動して移動させる。次にコントロールコンピュータ２１３はＺ軸ステージ１０４を一定位置に固定する指令を出す。これにより、接触式プローブの時はレーザ受光部１１８からの信号によってＺ軸ステージ１０４を倣い制御のサーボ状態としてコントロールしていたが、非接触プローブ測定の場合はこのＺ軸ステージ１０４のサーボを停止させる。コントロールコンピュータ２１３に対して手動でサーボ停止を切り替えてもよいし、プローブハウジング１０５の有る無しを図示していないセンサーによって取り込み自動でサーボ停止を切り替えてもよい。   First, the Z-axis stage 104 is moved to a predetermined origin position by a signal from the control computer 213 that controls the three-dimensional shape measuring apparatus. At this time, the laser light receiving unit 116 of the laser length measuring device is reset to a predetermined numerical value. Various data including the device under test 110 are stored in the control computer 213. Next, the controller drives the X-axis stage 205 and the Y-axis stage 204 to move the Z-axis arm 103 to the initial position of the device under test 110 from the information of the device under test 110. Next, the control computer 213 issues a command to fix the Z-axis stage 104 at a fixed position. As a result, in the case of a contact type probe, the Z-axis stage 104 is controlled as a servo state of the scanning control by a signal from the laser light receiving unit 118. However, in the case of non-contact probe measurement, the servo of the Z-axis stage 104 is stopped. Let The servo stop may be manually switched with respect to the control computer 213, or the servo stop may be switched automatically by taking in the presence or absence of the probe housing 105 by a sensor (not shown).

次にコントロールコンピュータ２１３は予め設定しておいた通りＺ軸アーム１０３が被測定物１１０の表面を走査するようにＸ軸ステージ２０５及びＹ軸ステージ２０４に移動指令を与える。コントロールコンピュータ２１３の指令によってＸ軸ステージ及びＹ軸ステージを駆動するのと同時に、電装ユニット２１２に搭載のレーザ計測装置によって第１の基準ミラー１０２と被測定物１１０の間の距離変化をレーザ受光部１１６の信号として受け取る。すなわち、第１の基準ミラー１０２と被測定物１１０の間の距離変化データが被測定物１１０の表面形状を表すデータとなる。このとき、Ｘ軸ステージ及びＹ軸ステージの座標はＸＹ軸に設けられた図示しないエンコーダーで読みとることが可能である。あるいはレーザ測長器を２軸増やし、図に対して水平方向にＸ軸基準ミラー２０２及び図示していないＹ軸基準ミラーを配置し、干渉計をＺ軸アーム１０３に２軸分用意することによって、ＸＹ軸座標をレーザ測長器によって知ることも可能である。   Next, the control computer 213 gives a movement command to the X-axis stage 205 and the Y-axis stage 204 so that the Z-axis arm 103 scans the surface of the DUT 110 as set in advance. At the same time that the X-axis stage and the Y-axis stage are driven by a command from the control computer 213, a laser light receiving section 116 is received as a signal. That is, distance change data between the first reference mirror 102 and the object to be measured 110 is data representing the surface shape of the object to be measured 110. At this time, the coordinates of the X-axis stage and the Y-axis stage can be read by an encoder (not shown) provided on the XY axes. Alternatively, the number of laser length measuring instruments is increased by two axes, the X-axis reference mirror 202 and the Y-axis reference mirror (not shown) are arranged in the horizontal direction with respect to the drawing, and two interferometers are prepared on the Z-axis arm 103. It is also possible to know the XY axis coordinates by a laser length measuring device.

このようにして、コントロールコンピュータ２１３の指令によってＺ軸アーム１０３を搭載したＺ軸ステージ１０４はＸＹ軸を移動する。この間、コントロールコンピュータ２１３は、第１の基準ミラー１０２と被測定物１１０表面の間の距離変化をレーザ受光部１１６の信号として受け取る。この信号データをＺ方向データとし、そのときのＸＹ軸座標をＸ軸基準ミラー及びＹ軸基準ミラーからの距離として受け取りＸＹ座標データとすることで、ＸＹ座標に対するＺ方向データとして取り込むことができる。このＸＹ座標に対するＺ方向データをコントロールコンピュータ２１３を介してデータ処理手段であるデータ処理用コンピュータ２１４に送り各種のデータ処理を行うことによって被測定物１１０の表面形状を得ることができる。   In this way, the Z-axis stage 104 on which the Z-axis arm 103 is mounted moves on the XY axes according to a command from the control computer 213. During this time, the control computer 213 receives a change in the distance between the first reference mirror 102 and the surface of the object to be measured 110 as a signal from the laser light receiving unit 116. This signal data is used as Z-direction data, and the XY-axis coordinates at that time are received as distances from the X-axis reference mirror and the Y-axis reference mirror, and are used as XY coordinate data. The surface shape of the object to be measured 110 can be obtained by sending the Z direction data with respect to the XY coordinates to the data processing computer 214 as data processing means via the control computer 213 and performing various data processing.

一実施形態による三次元形状測定装置の主要部を示すもので、（ａ）は接触式プローブ方式による測定時の状態、（ｂ）は非接触式プローブ方式による測定時の状態をそれぞれ示す模式図である。The main part of the three-dimensional shape measuring apparatus by one Embodiment is shown, (a) is the state at the time of measurement by a contact type probe system, (b) is a schematic diagram which shows the state at the time of measurement by a non-contact type probe system, respectively. It is. 三次元形状測定装置の全体を示す図である。It is a figure which shows the whole three-dimensional shape measuring apparatus. 一従来例を説明する図である。It is a figure explaining a prior art example. 別の従来例を示す図である。It is a figure which shows another prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

１０１ 本体架台
１０２ 第１の基準ミラー
１０３ Ｚ軸アーム
１０４ Ｚ軸ステージ
１０５ プローブハウジング
１０６ プローブ軸
１０７、１０８ 板バネ
１０９ プローブ先端球
１１１ 第２の基準ミラー
１１２ 干渉計
１１３ コーナーキューブ
１１４ プローブ軸ターゲットミラー
１１５、１１７ レーザ投光部
１１６、１１８ レーザ受光部 101 Main frame 102 First reference mirror 103 Z-axis arm 104 Z-axis stage 105 Probe housing 106 Probe shaft 107, 108 Leaf spring 109 Probe tip sphere 111 Second reference mirror 112 Interferometer 113 Corner cube 114 Probe axis target mirror 115 117 Laser projector 116, 118 Laser receiver

Claims (1)

倣い走査機構によって被測定物の表面を倣い走査する接触式プローブと、前記接触式プローブの位置座標を前記接触式プローブのプローブ軸に搭載されたプローブ軸ターゲットミラーと基準ミラーとの間の距離として読みとるためのレーザ測長器と、を有し、前記レーザ測長器から読みとったデータから前記被測定物の表面形状を算出する三次元形状測定装置において、
前記接触式プローブは、前記プローブ軸ターゲットミラーとともに、前記倣い走査機構に対して着脱可能であり、前記接触式プローブを取り外したときには、前記レーザ測長器のレーザ光を前記被測定物の表面に導くように構成したことを特徴とする三次元形状測定装置。 A contact probe that scans and scans the surface of the object to be measured by the scanning scanning mechanism, and a position coordinate of the contact probe as a distance between a probe axis target mirror mounted on a probe axis of the contact probe and a reference mirror In a three-dimensional shape measuring apparatus that has a laser length measuring device for reading, and calculates the surface shape of the object to be measured from data read from the laser length measuring device,
The contact probe, together with the probe axis target mirror, Ri detachable der respect to the scanning operation mechanism, when removed the contact probe, the surface of the object to be measured with the laser beam of the laser length measuring machine A three-dimensional shape measuring apparatus characterized by being guided to
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