JPH04291110A - 光分割型高さ測定装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント配線板等の外
観検査装置に用いられ、プリント配線の厚み等を測定す
る光分割型高さ測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント配線板の外観自動検査では、プ
リント配線パターンの厚みを測定するために、高さ測定
装置が用いられる。この厚みは５μｍ程度と極めて小さ
いため、測定誤差が０．５μｍ程度の高精度高さ測定装
置が必要となる。このような高さ測定装置として、図１
０に示すような光分割型高さ測定装置が提案されている
。

【０００３】試料１０はプリント配線板であり、基板１
０ａ上にプリント配線パターン１０ｂが形成されている
。この試料１０は、副走査用のＸ−Ｙステージ１２上に
載置されている。光源１４から放射された光ビームは、
ポリゴンミラー等を用いた光走査光学系１６により試料
１０上に垂直照射され、紙面垂直方向へ主走査される。 一主走査の終了は光検出器１８で検出され、その検出信
号はステージ制御回路２０へ供給される。ステージ制御
回路２０はこれに応答して、Ｘ−Ｙステージ１２を光走
査方向に垂直な方向へ１ライン分ステップ駆動する。

【０００４】一方、試料１０の斜め上方には、パルスモ
ータ２２で一軸方向に駆動される移動ステージ２４上に
、三角柱状の光分割ミラー２６が配置されている。光分
割ミラー２６と試料１０との間には、結像レンズ２８が
配置されており、試料１０上の光照射点からの散乱光は
、結像レンズ２８を通って光分割ミラー２６の頂部付近
に結像され、光分割ミラー２６で二分割されて互いに反
対方向へ進む。分割された各光束を検出するために、光
検出器３０Ａ、３０Ｂが互いに対向配置されている。 光検出器３０Ａ、３０Ｂとしては、通常、光電子増倍管
が用いられる。光検出器３０Ａ及び３０Ｂの出力は、そ
れぞれＡ／Ｄ変換器３２Ａ及び３２Ｂに供給されて、デ
ジタル値Ａ及びＢに変換された後、高さ・明るさ演算回
路３４へ供給される。高さ・明るさ演算回路３４は、光
照射点の明るさ（Ａ＋Ｂ）及び高さ（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋
Ｂ）を演算し出力する。

【０００５】この明るさ（Ａ＋Ｂ）により、基板１０ａ
とプリント配線パターン１０ｂとが識別され、高さ（Ａ
−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）により、基板１０ａに対するプリン
ト配線パターン１０ｂの高さが求められる。

【０００６】このような光分割型高さ測定装置を用いれ
ば、プリント配線パターン１０ｂの厚みを高精度で測定
することができる。しかし、光照射点の測定高さと実際
の高さとの関係は、図１１に示す如く、狭い範囲でしか
比例関係にない。一方、基板１０ａには、プリント配線
パターン１０ｂの厚み方向に２ｍｍ程度の緩やかな反り
がある。

【０００７】そこで、従来では、高さ・明るさ演算回路
３４の高さ出力を用いて、測定範囲がこの比例範囲内に
収まるように、移動ステージ２４で光分割ミラー２６を
移動させていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、測定高
さは必ずしも図１１に示す比例範囲内に収まらないため
、この測定高さを用いて算出した移動ステージ２４の移
動量が不適正となり、高さ測定精度が低下する原因とな
っていた。この問題は、光走査幅が広くなるほど、また
、光分割ミラー２６上に形成される光点を小さくして高
さ測定精度を高くするほど著しくなる。

【０００９】本発明の目的は、このような問題点に鑑み
、測定精度を向上させた光分割型高さ測定装置を提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段及びその作用】図１は、本
発明に係る光分割型高さ測定装置の原理構成図である。 この光分割型高さ測定装置は、次のような構成要素を備
えている。

【００１１】１は光照射手段であり、基板２ａ上に対象
物２ｂが配置された試料２、例えばプリント配線板に対
し、光ビームを照射する。

【００１２】３は光分割型高さ検出器であり、光照射点
からの光を集光して反射器３ａのエッジ部分で２分割し
、２分割された光の強度の差と和の比を用いて試料２上
の光照射点の高さを検出する。この反射器３ａは、例え
ば、図２に示すような光分割ミラー２６、図８に示すよ
うな透明線付ミラー５６又は第９図に示すような直角プ
リズム等である。

【００１３】４は移動ステージであり、反射器３ａを移
動させる。

【００１４】５は高さ・明るさ検出器であり、光照射点
からの光を集光して該光照射点の明るさ及び高さを検出
するものであって、測定レンジが光分割型高さ検出器３
よりも広い。

【００１５】６は基板部平均高さ検出手段であり、高さ
・明るさ検出器５の出力に基づいて、試料２の所定範囲
毎に基板２ａの高さ平均値を求める。

【００１６】７はステージ制御手段であり、基板２ａの
高さ平均値に基づいて、光分割型高さ検出器３の出力が
測定レンジ内に収るようにするために、移動ステージ４
を駆動する。

【００１７】８は加算手段であり、移動ステージ４の位
置に対応した高さと光分割型高さ検出器３で測定した高
さとの和を該光照射点の高さとして出力する。

【００１８】上記の如く構成された光分割型高さ測定装
置は、測定レンジが光分割型高さ検出器３よりも広い高
さ・明るさ検出器５で試料２の所定範囲毎に基板２ａの
高さ平均値を求め、これに基づき移動ステージ４を駆動
して光分割型高さ検出器３の出力が測定レンジ内に収る
ようにするので、反射器３ａの位置が適正になり、高さ
測定精度が従来よりも向上する。

【００１９】上記高さ・明るさ検出器５は、例えば図２
に示す如く、光分割型高さ検出器で集光される光路中に
配置されたハーフミラー３６と、ハーフミラー３６で反
射された光が収束する位置に配置された光位置検出器、
例えばＰＳＤ３８とを備えている。

【００２０】この構成の場合、光位置検出器に対する結
像光学系と光分割型高さ検出器の結像光学系とを共用し
ているので、構成が簡単になる。

【００２１】上記光照射手段１は、例えば、試料２に対
し斜めから光ビームを照射するように配置され、光分割
型高さ検出器３は、光照射点からの正反射光を集光する
ように配置されている（図５参照）。

【００２２】基板２ａが透明又はほぼ透明で基板２ａの
反射率が特に低い場合には、この構成を用いると、基板
２ａ上での反射光についての信号強度が大きくなるので
、ＳＮ比が向上し、より精度良く試料２の高さを測定す
ることができる。

【００２３】上記反射器３ａは、例えば、図７に示すよ
うにミラーに光透過部を有し、光分割型高さ検出器３は
、光透過部の互いに対向するエッジ部分の両方を用いて
光照射点の高さを検出する。

【００２４】この構成の場合、反射器の互いに接近した
２つのエッジ部分を用いるので、１つのエッジ部分を用
いた場合よりも高さ測定レンジ（第１１図に示す比例範
囲）が実質的に２倍になり、特に、反射器上での光点を
小さくして高さ測定精度を向上させる場合に有効である
。

【００２５】上記光分割型高さ検出器３は、例えば図８
に示す如く、反射器５６のエッジ部分で２分割された一
方の光の強度を光検出器３０Ａで検出し、２分割された
他方の光の強度をＰＳＤ３８で検出し、図１に示す高さ
・明るさ検出器５は、図８に示す光検出器３０Ａの出力
とＰＳＤ３８の一対の出力の和との一次結合値を光照射
点の明るさとして出力し、ＰＳＤ３８の一対の出力の差
と和の比を光照射点の高さとして出力する。

【００２６】この構成の場合、光結像光学系のみならず
、検出器をも、光分割型高さ検出器３と高さ・明るさ検
出器５とで共用しているので、構成が簡単になる。

【００２７】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。

【００２８】（１）第１実施例 図２は第１実施例の光分割型高さ測定装置構成図である
。図１０と同一構成要素には同一符号を付してその説明
を省略する。

【００２９】この装置では、光分割ミラー２６と結像レ
ンズ２８との間にハーフミラー３６を配置し、結像レン
ズ２８からの光束を、透過光束と反射光束とに二分割し
ている。この反射光束は、ハーフミラー３６の側方に配
置されたＰＳＤ３８上に結像される。

【００３０】本第１実施例では、ＰＳＤ３８に対する結
像光学系と光検出器３０Ａ、３０Ｂに対する結像光学系
とを共用しているので、構成が簡単になっている。

【００３１】ＰＳＤ３８の一対の出力は、Ａ／Ｄ変換器
３２Ｃ、３２Ｄでデジタル値Ｃ、Ｄに変換された後、高
さ・明るさ演算回路３４Ａに供給される。この高さ・明
るさ演算回路３４Ａは高さ・明るさ演算回路３４と同一
構成であり、明るさ（Ｃ＋Ｄ）及び高さ（Ｃ−Ｄ）／（
Ｃ＋Ｄ）を算出し出力する。

【００３２】明るさ（Ｃ＋Ｄ）は基板部判定回路４０へ
供給される。基板部判定回路４０は、１画素毎に（１ピ
クセルクロック毎に）、基板部であると判定すると１個
の基板部検出パルスを出力する。このパルスは、カウン
タ４２で計数される。一方、高さ（Ｃ−Ｄ）／（Ｃ＋Ｄ
）は基板高さ累積加算器４４へ供給される。基板高さ累
積加算器４４は、基板部判定回路４０から基板部検出パ
ルスが供給される毎に、この高さを累積加算する。カウ
ンタ４２の出力Ｎ及び基板高さ累積加算器４４の出力Ｓ
は、ステージ移動判定回路４６へ供給される。

【００３３】ステージ移動判定回路４６は、例えばマイ
クロコンピュータで構成されており、図３に示す処理を
実行する。以下、括弧内の数値は、図３中のステップ識
別番号を示す。

【００３４】（１００）最初に、基板１０ａ上の最初の
ラインを走査して、高さ・明るさ演算回路３４の高さ出
力の平均値が例えば０になるように、光分割ミラー２６
を移動させる。高さ・明るさ演算回路３４の高さ出力の
平均値が０になったことを確認するために、最初のライ
ンでの走査は少なくとも２回繰返した方が好ましい。こ
のときの基板高さ平均値Ｓ／Ｎをｈ０とし、光分割ミラ
ー２６の位置を０とする。

【００３５】（１０２）次のラインを走査し、光検出器
１８から一走査終了パルスが出力されるのを待つ。

【００３６】（１０４）一走査終了パルスを受取ると、
カウンタ４２及び基板高さ累積加算器４４からそれぞれ
基板画素数Ｎ及び基板高さ累積加算値Ｓを読込んだ後、
カウンタ４２及び基板高さ累積加算器４４の内容をゼロ
クリアする。

【００３７】（１０６）基板高さ平均値ｈ＝Ｓ／Ｎを算
出する。

【００３８】（１０８）μ（ｈ−ｈ０）を演算し、モー
タ制御回路４８、パルスモータ２２及び移動ステージ２
４を介して光分割ミラー２６を移動させ、光分割ミラー
２６の位置をμ（ｈ−ｈ０）にする。μは、この移動に
より基板高さ平均値ｈを０にするための定数である。モ
ータ制御回路４８は、パルスモータ２２へ駆動パルスを
供給する際、これに同期してアップダウンカウンタ５０
へもパルスを供給し、アップダウンカウンタ５０の計数
値を光分割ミラー２６の位置μ（ｈ−ｈ０）に等しくす
る。

【００３９】この移動時には、ステージ制御回路２０に
よりＸ−Ｙステージ１２が１ライン分だけステップ駆動
される。

【００４０】このような処理により、基板１０ａの１ラ
イン分の平均基板高さと光分割ミラー２６のスライド方
向位置との関係は図４に示す如く直線になる。

【００４１】アップダウンカウンタ５０の計数値μ（ｈ
−ｈ０）は、定数倍器５２へ供給されてα倍される。加
算器５４は、高さ・明るさ演算回路３４からの高さ（Ａ
−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）と定数倍器５２からのαμ（ｈ−ｈ
０）とを加算し、これを光照射点の高さとして出力する
。

【００４２】このようにして求められた高さは、高さ測
定レンジが比較的広いＰＳＤ３８の出力を用いて光分割
ミラー２６の位置μ（ｈ−ｈ０）を決定しているので、
光分割ミラー２６の位置が図４に示す如く適正になる。 このため、高さ・明るさ演算回路３４の高さ出力値が従
来よりも正確になって、加算器５４から出力される高さ
測定精度が従来よりも向上する。

【００４３】なお、高さ（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）が図１
１に示す比例範囲をある程度越える場合には、この高さ
の代りに、高さ・明るさ演算回路３４Ａから出力される
高さ（Ｃ−Ｄ）／（Ｃ＋Ｄ）を測定高さとして選択し出
力する構成であってもよい。

【００４４】（２）第２実施例 図５は第２実施例の光分割型高さ測定装置要部構成図で
ある。図２と同一構成要素には同一符号を付してその説
明を省略する。

【００４５】この装置では、光走査光学系１６から試料
１０に対し斜め方向から光を照射し、その正反射光を結
像レンズ２８で光分割ミラー２６の頂部付近に結像させ
ている。また、光照射点から真上に進む散乱光を結像レ
ンズ２８ＡでＰＳＤ３８上に結像させている。他の点は
上記第１実施例と同一である。

【００４６】この光分割型高さ測定装置は、基板１０ａ
が透明又はほぼ透明で基板１０ａの反射率が特に低い場
合に、基板１０ａ上での反射光についての信号強度が大
きくなるので、ＳＮ比が向上し、第１実施例の場合より
もより精度良く試料１０の高さを測定することができる
。

【００４７】（３）第３実施例 図６は、第３実施例の光分割型高さ測定装置構成図であ
る。図２と同一構成要素には同一符号を付してその説明
を省略する。

【００４８】この装置では、光分割ミラー２６と結像レ
ンズ２８との間に透明線付ミラー５６を配置している。 透明線付ミラー５６は、図７に示す如く、透明基板上を
、中央を横切る透明線５６ａを残して、クロス斜線で示
す反射面５６ｂ、５６ｃとしたものである。

【００４９】図６において、透明線付ミラー５６の一端
部は移動ステージ２４Ａに固定されており、パルスモー
タ２２Ａを回転駆動すると透明線付ミラー５６はその面
方向へ移動する。このパルスモータ２２Ａは、モータ制
御回路４８Ａにより、パルスモータ２２と連動回転され
る。すなわち、結像レンズ２８の中心点と透明線５６ａ
の中央点とを結ぶ直線の延長上に光分割ミラー２６の頂
点が位置するように、パルスモータ２２とパルスモータ
２２Ａとが連動回転される。

【００５０】一方、ステージ移動量算出回路５８には、
高さ・明るさ演算回路３４Ａから出力される明るさ（Ｃ
＋Ｄ）、高さ（Ｃ−Ｄ）／（Ｃ＋Ｄ）、高さ・明るさ演
算回路３４から出力される明るさ（Ａ＋Ｂ）及びアップ
ダウンカウンタ５０の計数値が供給される。ステージ移
動量算出回路５８は、画素毎に、２つの明るさの比（Ｃ
＋Ｄ）／（Ａ＋Ｂ）が基準値以上のとき、図７に示す如
く光点が反射面５６ｂ側（光点Ｐ１）にあるのか反射面
５６ｃ側（光点Ｐ２）にあるのかを、高さ（Ｃ−Ｄ）／
（Ｃ＋Ｄ）及びアップダウンカウンタ５０の計数値から
判定する。そして、光点が反射面５６ｂ側にある回数（
画素数）と反射面５６ｃ側にある回数の差を求め、これ
をモータ制御回路４８Ａに供給する。モータ制御回路４
８Ａは、この差に比例した量だけパルスモータ２２及び
２２Ａを連動回転させる。前記基準値及び透明線５６ａ
の幅は、例えば、図１１の比例範囲の限界点にこの基準
値が対応するように選ぶ。

【００５１】他の点は上記第１実施例と同一である。

【００５２】なお、上記差の代りに、光点が反射面５６
ｂ側にあるときの明るさの比（Ｃ＋Ｄ）／（Ａ＋Ｂ）の
累積加算値と光点が反射面５６ｃ側にあるときの明るさ
の比（Ｃ＋Ｄ）／（Ａ＋Ｂ）の累積加算値との差を用い
れば、より光分割ミラー２６の位置がより適正になる。

【００５３】（４）第４実施例 図８は第４実施例の光分割型高さ測定装置構成図である
。図２及び図６と同一構成要素には同一符号を付してそ
の説明を省略する。

【００５４】この装置では、図６に示すパルスモータ２
２、移動ステージ２４、光分割ミラー２６、光検出器３
０Ｂ及びＡ／Ｄ変換器３２Ｂを省いて簡単化している。 また、透明線付ミラー５６は、透明線５６ａの幅が図６
のものよりも狭くなっている。なお、結像レンズ２８の
結像位置を透明線５６ａ付近とし、透明線付ミラー５６
と光検出器３０Ａとの間にさらに結像レンズを配置して
、光検出器３０Ａの位置に光束を再度収束させる構成で
あってもよい。

【００５５】結像レンズ２８及び透明線付ミラー５６の
透明線５６ａを通った光束は、光検出器３０Ａに入射し
、その光強度が検出される。光検出器３０Ａへの入射光
量とＰＳＤ３８への入射光量との和が照射点の明るさに
等しくなる。そこで、Ａ／Ｄ変換器３２Ａの出力Ａと高
さ・明るさ演算回路３４Ａの出力（Ｃ＋Ｄ）とを高さ・
明るさ演算回路３４Ｂに供給している。高さ・明るさ演
算回路３４Ｂは、Ａ＋β（Ｃ＋Ｄ）を明るさとして出力
する。βは、光検出器３０ＡとＰＳＤ３８との明るさ検
出感度比である。

【００５６】また、図６の光分割ミラー２６の頂点を、
透明線付ミラー５６のエッジで代用しており、高さ・明
るさ演算回路３４Ｂは、Ａ＞ε（εは０又は正の微小値
）のとき、ｈ０±｛Ａ−β（Ｃ＋Ｄ）｝／｛Ａ＋β（Ｃ
＋Ｄ）｝を算出し、これを高さとして出力する。ここに
、±は、図７において、光点が反射面５６ｂ側にあるか
反射面５６ｃ側にあるかで定るものであり、これは、例
えば明るさＡ＋β（Ｃ＋Ｄ）で基板１０ａとプリント配
線パターン１０ｂとを識別した結果に基づいて決定する
。すなわち、図８から明らかなように、基板１０ａ上で
あれば−とし、プリント配線パターン１０ｂ上であれば
＋とする。また、高さ・明るさ演算回路３４Ｂは、Ａ≦
εのとき、（Ｃ−Ｄ）／（Ｃ＋Ｄ）を算出し、これを高
さとして出力する。他の点は上記第１実施例と同一であ
る。

【００５７】本第４実施例では、上記第３実施例よりも
構成が簡単であるという利点を有する。また、Ａとεと
の大小関係及びＡ＋β（Ｃ＋Ｄ）の値に応じて、高さ計
算式を適宜変更するので、上記第１実施例では図１１に
示す比例範囲を越える場合であっても、本第４実施例で
は比例範囲内に収めることが可能となり、第１実施例よ
りも高精度で高さ測定することが可能となる。例えば、
透明線付ミラー５６上での光点を小さくして高さ測定精
度を向上させる場合、図１１に示す比例範囲が狭くなる
が、本第４実施例は実質的にこの比例範囲を２倍にする
ことができるので、極めて有効である。

【００５８】（５）第５実施例 図１０は第５実施例の光分割型高さ検出器要部構成図で
ある。

【００５９】この光分割型高さ検出器は、反射器として
直角プリズム６０を用い、その一面に沿って光束Ｌの一
部を直角プリズム６０内に通すことにより、光束Ｌを、
直角プリズム６０の側方を通過する光束Ｌ１と、直角プ
リズム６０で全反射される光束Ｌ２とに２分割している
。他の点は、反射面の２つのエッジを利用できない他は
上記第４実施例と同一である。

【００６０】なお、本発明には外にも種々の変形例が含
まれる。例えば、光走査光学系１６を用いずに、Ｘ−Ｙ
ステージ１２で主走査及び副走査を行ってもよい。この
場合には、移動ステージ２４、２４Ａを主走査しながら
行うことが可能である。また、図７に示す透明線５６ａ
は透明孔であってもよい。光位置検出器としては、ＰＳ
Ｄの代りにラインセンサ又はエリアセンサを用いた構成
であってもよい。

【００６１】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明に係る光分割
型高さ測定装置では、測定レンジが光分割型高さ検出器
よりも広い高さ・明るさ検出器で試料の所定範囲毎に基
板高さ平均値を求め、これに基づき移動ステージを駆動
して光分割型高さ検出器の出力が測定レンジ内に収るよ
うにするので、反射器の位置が適正になり、高さ測定精
度が従来よりも向上するという優れた効果を奏し、高精
度の高さ測定が要求されるプリント配線板等の外観検査
の正確化に寄与するところが大きい。

【００６２】また、高さ・明るさ検出器を、光分割型高
さ検出器で集光される光路中に配置されたハーフミラー
と、該ハーフミラーで反射された光が収束する位置に配
置された光位置検出器とを備えた構成にすれば、光位置
検出器に対する結像光学系と光分割型高さ検出器の結像
光学系とを共用することができるので、構成が簡単にな
るという効果を奏する。

【００６３】光照射手段を、試料に対し斜めから光ビー
ムを照射するように配置し、光分割型高さ検出器を、光
照射点からの正反射光を集光するように配置した構成に
すれば、基板が透明又はほぼ透明で基板反射率が特に低
い場合、基板上での反射光についての信号強度が大きく
なるので、ＳＮ比が向上し、より精度良く試料の高さを
測定することができるという効果を奏する。

【００６４】反射器を、ミラーに光透過部を有する構成
とし、光分割型高さ検出器を、光透過部の互いに対向す
るエッジ部分の両方を用いて光照射点の高さを検出する
構成とすれば、１つのエッジ部分を用いた場合よりも高
さ測定レンジが実質的に２倍になるという効果を奏し、
特に、反射器上での光点を小さくして高さ測定精度を向
上させる場合に有効である。

【００６５】光分割型高さ検出器を、反射器のエッジ部
分で２分割された一方の光の強度を光検出器で検出し、
２分割された他方の光の強度をＰＳＤで検出する構成と
し、高さ・明るさ検出器を、光検出器の出力とＰＳＤの
一対の出力の和との一次結合値を光照射点の明るさとし
て出力しＰＳＤの一対の出力の差と和の比を光照射点の
高さとして出力する構成とすれば、光結像光学系のみな
らず、検出器をも、光分割型高さ検出器と高さ・明るさ
検出器とで共用することができるので、構成が簡単にな
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光分割型高さ測定装置の原理構成
図である。

【図２】本発明の第１実施例の光分割型高さ測定装置構
成図である。

【図３】図２のステージ移動判定回路４６での光分割ミ
ラー移動処理のフローチャートである。

【図４】平均基板高さと光分割ミラー位置との関係図で
ある。

【図５】本発明の第２実施例の光分割型高さ測定装置構
成図である。

【図６】本発明の第３実施例の光分割型高さ測定装置構
成図である。

【図７】図６に示す透明線付ミラー５６の平面図である
。

【図８】本発明の第４実施例の光分割型高さ測定装置構
成図である。

【図９】本発明の第５実施例の光分割型高さ検出器要部
構成図である。

【図１０】従来の光分割型高さ測定装置要部構成図であ
る。

【図１１】対象高さに対する測定高さを示す、光分割型
高さ検出器の高さ測定特性図である。

【符号の説明】

１４　　光源 １６　　光走査光学系 １８、３０Ａ、３０Ｂ　　光検出器 ２０　　ステージ制御回路 ２２、２２Ａ　　パルスモータ ２４、２４Ａ　　移動ステージ ２６　　光分割ミラー ２８、２８Ａ　　結像レンズ ３２Ａ〜３２Ｄ　　Ａ／Ｄ変換器 ３４、３４Ａ　　高さ・明るさ演算回路３６　　ハーフ
ミラー ３８　　ＰＳＤ ４０　　基板部判定回路 ４２　　カウンタ ４４　　基板高さ累積加算器 ４６　　ステージ移動判定回路 ４８、４８Ａ、４８Ｂ　　モータ制御回路５０　　アッ
プダウンカウンタ ５２　　定数倍器 ５４　　加算器 ５６　　透明線付ミラー ５８　　ステージ移動量算出回路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　基板（２ａ）上に対象物（２ｂ）が配
   置された試料（２）に対し光ビームを照射する光照射手
   段（１）と、光照射点からの光を集光して反射器（３ａ
   ）のエッジ部分で２分割し、２分割された光の強度の差
   と和の比を用いて該試料上の光照射点の高さを検出する
   光分割型高さ検出器（３）と、該反射器を移動させる移
   動ステージ（４）と、光照射点からの光を集光して該光
   照射点の明るさ及び高さを検出する、測定レンジが該光
   分割型高さ検出器よりも広い高さ・明るさ検出器（５）
   と、該高さ・明るさ検出器の出力に基づいて、該試料の
   所定範囲毎に基板部高さ平均値を求める基板部平均高さ
   検出手段（６）と、該基板部高さ平均値に基づいて、該
   光分割型高さ検出器の出力が測定レンジ内に収るように
   するために該移動ステージを駆動するステージ制御手段
   （７）と、該移動ステージの位置に対応した高さと該光
   分割型高さ検出器で測定した高さとの和を該光照射点の
   高さとして出力する加算手段（８）と、を有することを
   特徴とする光分割型高さ測定装置。
2. 【請求項２】　　前記高さ・明るさ検出器（５）は、前
   記光分割型高さ検出器（３）で集光される光路中に配置
   されたハーフミラー（３６）と、該ハーフミラーで反射
   された光が収束する位置に配置された光位置検出器（３
   ８）と、を有することを特徴とする請求項１記載の光分
   割型高さ測定装置。
3. 【請求項３】　　前記光照射手段（１）は、前記試料（
   ２）に対し斜めから光ビームを照射するように配置され
   、前記光分割型高さ検出器（３）は、光照射点からの正
   反射光を集光するように配置されていることを特徴とす
   る請求項１又は２記載の光分割型高さ測定装置。
4. 【請求項４】　　前記反射器（３ａ）は、ミラーに光透
   過部（５６ａ）を有するものであって、前記光分割型高
   さ検出器（３）は、該光透過部の互いに対向するエッジ
   部分の両方を用いて前記光照射点の高さを検出すること
   を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の光
   分割型高さ測定装置。
5. 【請求項５】　　前記光分割型高さ検出器（３）は、前
   記反射器（３ａ）のエッジ部分で２分割された一方の光
   の強度を光検出器（３０Ａ）で検出し、２分割された他
   方の光の強度をＰＳＤで検出し、前記高さ・明るさ検出
   器（５）は、該光検出器の出力と該ＰＳＤの一対の出力
   の和との一次結合値を前記光照射点の明るさとして出力
   し、該ＰＳＤの一対の出力の差と和の比を該光照射点の
   高さとして出力することを特徴とする請求項１乃至４の
   いずれか１つに記載の光分割型高さ測定装置。