JPH0341309A - 膜厚形状測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は非接触で、膜厚・形状を測定する膜厚・形状測
定装置に関するものである。

従来の技術 近年、非接触形状測定機の測定対象は、高分解能・高精
度を必要とし、ＨｉＣ基板を代表とする実装部品や半導
体ウェハ、特殊な高精度機構部品等が対象となる。また
、形状測定は、２次元的な測定から３次元的な評価法が
重要視されるようになりつつある。

以下図面を参照しながら、上述した従来の非接触形状測
定機の一例について説明する。

第５図は、従来の非接触形状測定機の概略構成を示す断
面図である。同図において、１はフレームである。２は
測定物である。３はＸステージて、前記フレーム１上に
配設され、前記測定物２をＸ方向に移動させる。４はＹ
ステージで、前記Ｘステージ３上にあり、前記測定物２
をＹ方向に移動させる。５は非接触形状センサで、前記
測定物２の表面形状を電気信号に変換する。６はセンサ
反転部で、前記非接触形状センサ５の方向を変化させる
。７は前記フレーム１に配設されたＺステージで、前記
測定物２と前記非接触形状センサ５のＺ方向の間隔を調
整する。８は非接触形状センサアンプで、前記非接触形
状センサ５と接続され、その電気信号を数値化する。９
はＣＮＣコントロールで、前記Ｘステージ３、Ｙステー
ジ４及びＺステージ７をコントロールする。１０はデー
タアウトプット部である。

以上のように構成された非接触形状測定機について以下
第６図、第７図を併用してその動作について説明する。

Ｘステージ３、Ｙステージ４上の測定物２に対し、非接
触形状センサ５のピントをＺステージ７て合わせ、ＣＮ
Ｃコントロール９（こまって前記Ｘステージ３、Ｙステ
ージ４て前記測定物２を移動させ、前記非接触形状セン
サ５のレーザ光源１２から前記測定物２にレーザ光１３
を照射し、正反射方向に散乱したレーザ光１３の一部を
結像レンズ１４で受け、測定物上の反射点の明るい光点
の像をポジションセンサエ５の受光面上に投影し、位置
の高低、形状を電気信号に変換し、前記非接触形状セン
サアンプ８て数値化し、前記データアウトプット部１０
て処理して、塗布膜厚・塗布膜の形状・板の反り・板の
うねり・段差を測定する。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のような構成では、第７図（ａ）、
　（ｂ）、　（Ｃ）に示すように測定物２が、小さな凹
ｌ１１のある部分２ａや微細穴がある部分２ｂと光の表
面反射率が高い部分２Ｃが混在している表面状態である
と、非接触センサ５の検出する反射散乱光１３ａの強弱
発生と、光の広がり（しみ込み）による反射拡散位置１
３ｃの変化が発生し、見掛は上の位置を電気信号に換え
ることになり、真値・絶対値が測定できないという問題
がある。

本発明は上記問題点にからみ、測定物の表面状態が場所
により異なっても目的に合った測定が出来る、膜厚形状
測定装置を提供するものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために、本発明の膜厚形状測定装置
は、測定物保持テーブルと、測定物の表面形状を検出す
る非接触形状センサを前記測定物保持テーブルに対し平
行に移動させる平行移動手段と、前記非接触形状センサ
を前記測定物保持テーブルに対し垂直に移動させる垂直
移動手段と、前記測定物上に測定基準を描画する描画手
段を備えたことを特徴とする。

作　　　用 本発明は上記した構成によって、表面状態が類似してい
る場合は、従来と同し測定が行える。また、測定物の表
面状態の分布が小さな凹凸や微細穴がある部分と光の表
面反射率が高い部分が混在する場合は、描画装置て小さ
な凹凸や微細穴がある部分の表面にそれらを埋める様に
描画して反射散乱光の強弱と光の広がり（しみ込み）に
よる反射拡散位置の変化を防止する。

この結果、表面状態が均一でない測定物において塗布膜
厚、塗布膜の形状等の測定か行える。

実施例 以下本発明の一実施例の膜厚形状測定装置について、第
１図〜第４図を参照しながら説明する。

第１図において、２１はフレームである。２２は測定物
である。２３はＸステージで、前記フレーム２１」二に
配設され、前記測定物２２をＸ方向に移動させる。２４
はＹステージで、前記Ｘステージ２３上にあり、前記測
定物２２をＹ方向に移動させる。２５は非接触形状セン
−りて、前記制定物２２の表面形状を電気信号に変換す
る。２６はセンザ反転部で、前記非接触形状センサ２５
の方向を変化させる。２７は前記フレーム２■に配設さ
れたＺステージて、前記測定物２２と前記非接触形状セ
ンサ２５のＺ方向の間隔を調整する。

３１は前記フレーム２１に配設された描画ホルダーで保
持部３１ａにエンピッの芯が取り付けられた前記測定物
２２の表面部の任意の位置に点・線を記入する。２８は
非接触形状センサアンプで、前記非接触形状センサ２５
と接続されその電気信号を数値化する。２つはＣＮＣコ
ントロールて、前記Ｘステージ２３、Ｙステージ２４、
Ｚステージ２７及び描画ホルダー３１をコントロールす
る。

３０はデータアウトプット部で数値化されたデータをデ
ータ処理し、目的に合った測定結果が出力される。

以」二のように構成された膜厚形状測定機について以下
その動作について説明する。

まず、Ｘステージ２３、Ｙステージ２４上に置かれたセ
ラミック基板上に塗料が塗布された測定物２２に対し、
第２図に示すように描画ホルダー３１の先端の保持部３
１ａのエンピッの芯をＣＮＣコントロール２つで下げ、
塗膜２２ａに触れないようにセラミック基板上に点・線
３１ｂ、３１Ｃを１又は複数描き、ＣＮＣＮＣコンロー
ル２９て芯を上げる。次に、ＣＮＣコントロール２つに
よって前記Ｘステージ２３、Ｙステージ２４で前記測定
物２２のポイント２２ｂに非接触形状センサ２５を相対
移動させる。その後ポイント２２ｂからポイント２２　
ｃに向かって測定物２２を移動させ、第３図に示すよう
に前記非接触形状センサ２５のレーザ光源３２から前記
測定物２２にレーザ光３３を照射し、正反射方向に散乱
したレーザ光３３の一部を結像レンズ３４て受け、測定
物」二の反射点の明るい光点の像をポジションセンサ３
５の受光面」二に投影し位置の高低、形状を電気信号に
変換し、前記非接触形状センサアンプ２８て数値化し、
形状波形に対し、基本バタン・特徴パタンを、かさね絵
のごとくかさね、必要な箇所を抽出し、結果をデータア
ウトプット する。

以」−のように本実施例によれば、第４図に示すように
測定物２２が、小さな凹凸のある部分２２ｄや微細穴の
ある部分２２ｅと光の表面反射率が高い部分２２ｆが混
在する表面状態の場合においても、小さな凹凸のある部
分２２ｄや微細穴のある部分２２ｅの表面にエンピッに
よる塗膜３１ｄが形成されることによって光の表面反射
率が均一になり、非接触センサ２５の検出する反射散乱
３３ａの強弱発生と、光の広がり（しみ込み）による反
射拡散位置３３ｂの変化を防止して電気信号に換えるこ
とになり、真値・絶対値が測定ができ、不連続で発生す
る突起を持つ様な複雑な形状の前記ワーク２１のスター
１〜ポイントや特定な箇所の抽出を、無人で測定出来る
膜厚形状測定装置を提供することができる。

なお、描画装置の先端は上記実施例に示すエンピッの芯
に限定されず、均一な膜厚を得られるものであればよい
。

発明の効果 以上のように本発明によれば、測定物の表面状態が変化
しても描画装置で小さな凹凸や微細穴を埋める様に描画
して光の表面反射率を均一にすることにより精度の良い
測定ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における膜厚形状ｆｌｌｌｌ
定装置の概略構成を示す断面図、第２図は第１図の描画
位置の説明図、第３図は第１−図のセンサ部の動作説明
図、第４図（ａ）、　（ｂ）、　（ｃ）は第１図の測定
物表面状態の説明図、第５図は従来におＩ′Ｊる非接触
形状測定機の概略構成を示す断面図、第６図は第５図の
センサ部の動作説明図、第７図（ａ）　、　（ｂ）　。 （Ｃ）は第５図の測定物表面状態の説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 測定物保持テーブルと、測定物の表面形状を検出する非
   接触形状センサを前記測定物保持テーブルに対し平行に
   移動させる平行移動手段と、前記非接触形状センサを前
   記測定物保持テーブルに対し垂直に移動させる垂直移動
   手段と、前記測定物上に測定基準を描画する描画手段を
   備えたことを特徴とする膜厚形状測定装置。