JP6064910B2 - 形状測定装置及び形状測定方法 - Google Patents
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Description
10 載置ステージ、
11 載置面、
13,15,16,25,26,52,53,54,55,56,57 レーザー測長器、
20 光学式プローブ、
21 直交面、
30 XY駆動ステージ、
40 Z駆動ステージ、
50 基準ブロック、
51 基準面、
60,61,62,63,64 反射部材、
70 算出部。
Claims (10)
- ワークが載置される載置面を有し、前記載置面に対して平行な第1方向および前記第1方向に直交しつつ前記載置面に対して平行な第2方向に駆動するステージと、
前記載置面に対して直交する第3方向に駆動するとともに、光軸に直交する直交面を有し、前記載置面に載置された前記ワークの形状を測定する光学式プローブと、
前記載置面に対向する基準面を有する基準部材と、
前記基準面に対する前記載置面の傾き及び前記基準面から前記載置面までの距離を検出する第1の検出部と、
前記基準面に対する前記直交面の傾き及び前記基準面から前記直交面までの距離を検出する第2の検出部と、
前記基準面に直交する軸周りの前記ステージの傾きを検出する第3の検出部と、
前記軸周りの前記光学式プローブの傾きを検出する第4の検出部と、
を有する形状測定装置。 - 前記第1の検出部は、
前記基準面に設けられ、前記基準面から前記載置面までの距離を測定する3つ以上の第1の測長器と、
前記第1の測長器によって得られた測定結果から、前記基準面に対する前記載置面の傾きを算出する第1の算出部と、を有し、
前記第2の検出部は、
前記基準面に設けられ、前記基準面から前記直交面までの距離を測定するための3つ以上の第2の測長器と、
前記第2の測長器によって得られた測定結果から、前記基準面に対する前記直交面の傾きを算出する第2の算出部と、を有する請求項1に記載の形状測定装置。 - 前記3つ以上の第1の測長器の重心位置及び前記3つ以上の第2の測長器の重心位置は、前記光軸とそれぞれ一致している請求項2に記載の形状測定装置。
- 前記光学式プローブを前記光軸方向に移動させる駆動部をさらに有し、
前記第3の検出部は、
前記ステージの側面に対向する第1の反射面を有する第1の反射部材と、
前記ステージの側面に当該側面の長手方向に沿って相互に離隔して設けられ、当該側面から前記第1の反射面までの距離を測定する2つの第3の測長器と、
前記第3の測長器によって得られた測定結果から、前記軸周りの前記ステージの傾きを算出する第3の算出部と、を有し、
前記第4の検出部は、
前記直交面に直交する前記光学式プローブの第1の側面に対向する第2の反射面を有する第2の反射部材と、
前記第1の側面に直交する前記光学式プローブの第2の側面に対向する第3の反射面を有する第3の反射部材と、
前記第1の側面に設けられ、当該第1の側面から前記第2の反射面までの距離を測定する1つの第4の測長器と、
前記第2の側面に設けられ、当該第2の側面から前記第3の反射面までの距離を測定する1つの第5の測長器と、
前記第4及び第5の測長器によって得られた測定結果及び前記駆動部の中心位置から、前記軸周りの前記光学式プローブの傾きを算出する第4の算出部と、
を有する請求項1に記載の形状測定装置。 - 前記第1及び第2の検出部によってそれぞれ検出された前記載置面及び前記直交面の前記基準面に対する前記傾き及び距離から、前記ステージと前記光学式プローブとの相対位置及び姿勢誤差を算出する第5の算出部と、
前記第5の算出部によって算出された前記相対位置及び姿勢誤差に基づいて、前記光学式プローブによって前記ワークの表面を微小領域単位で測定して得られた複数の形状データを補正してつなぎ合わせるステッチング処理を行うステッチング処理部と、をさらに有する請求項1〜4のいずれか1項に記載の形状測定装置。 - ワークが載置される載置面を有し、前記載置面に対して平行な第1方向および前記第1方向に直交しつつ前記載置面に対して平行な第2方向に駆動するステージの前記載置面に対向する、基準部材の基準面に対する前記載置面の傾き及び前記基準面から前記載置面までの距離を検出し、かつ、前記載置面に載置された前記ワークの形状を測定し前記載置面に対して直交する第3方向に駆動する光学式プローブの光軸に直交する直交面の前記基準面に対する傾き及び前記基準面から前記直交面までの距離を検出するステップ(a)と、
前記基準面に直交する軸周りの前記ステージの傾きを検出し、かつ、前記軸周りの前記光学式プローブの傾きを検出するステップ(b)と、
を有する形状測定方法。 - 前記ステップ(a)は、
前記基準面に設けられた3つ以上の第1の測長器によって、前記基準面から前記載置面までの距離を測定し、かつ、前記基準面に設けられた3つ以上の第2の測長器によって、前記基準面から前記直交面までの距離を測定するステップ(a1)と、
前記第1及び第2の測長器によって得られた測定結果から、前記基準面に対する前記載置面の傾き及び前記直交面の傾きを算出するステップ(a2)と、を有する請求項6に記載の形状測定方法。 - 前記3つ以上の第1の測長器の重心位置及び前記3つ以上の第2の測長器の重心位置は、前記光軸とそれぞれ一致している請求項7に記載の形状測定方法。
- 前記ステップ(b)は、
前記ステージの側面に当該側面の長手方向に沿って相互に離隔して設けられた2つの第3の測長器によって、前記側面から、第1の反射部材の前記側面に対向する第1の反射面までの距離を測定し、かつ、前記直交面に直交する前記光学式プローブの第1の側面に設けられた1つの第4の測長器によって、前記第1の側面から、第2の反射部材の前記第1の側面に対向する第2の反射面までの距離を測定し、かつ、前記第1の側面に直交する前記光学式プローブの第2の側面に設けられた1つの第5の測長器によって、前記第2の側面から、第3の反射部材の前記第2の側面に対向する第3の反射面までの距離を測定するステップ(b1)と、
前記第3の測長器によって得られた測定結果から、前記軸周りの前記ステージの傾きを算出し、かつ、前記第4及び第5の測長器によって得られた測定結果及び前記光学式プローブを前記光軸方向に移動させる駆動部の中心位置から、前記軸周りの前記光学式プローブの傾きを算出するステップ(b2)と、を有する請求項6に記載の形状測定方法。 - 前記ステップ(a)において検出された前記載置面及び前記直交面の前記基準面に対する前記傾き及び距離から、前記ステージと前記光学式プローブとの相対位置及び姿勢誤差を算出するステップ(c)と、
前記ステップ(c)において算出された前記相対位置及び姿勢誤差に基づいて、前記光学式プローブによって前記ワークの表面を微小領域単位で測定して得られた複数の形状データを補正してつなぎ合わせるステッチング処理を行うステップ(d)と、をさらに有する請求項6〜9のいずれか1項に記載の形状測定方法。
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