JPS631907A - 深度及び幅測定方法 - Google Patents
深度及び幅測定方法Info
- Publication number
- JPS631907A JPS631907A JP14445286A JP14445286A JPS631907A JP S631907 A JPS631907 A JP S631907A JP 14445286 A JP14445286 A JP 14445286A JP 14445286 A JP14445286 A JP 14445286A JP S631907 A JPS631907 A JP S631907A
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- depth
- article
- linear encoder
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- Pending
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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。
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、たとえば平面状もしくは曲面状表面にエツチ
ング加工又は彫刻加工された微細パターンの深度及び幅
を非接触で測定し得るようにした深度及び幅測定方法に
関する。
ング加工又は彫刻加工された微細パターンの深度及び幅
を非接触で測定し得るようにした深度及び幅測定方法に
関する。
平面状もしくは曲面状表面にエツチング加工又は、彫刻
加工をした後、そのエツチング又は彫刻加工によって得
られたパターンの深度及び幅を測定する場合、従来、電
子顕微鏡写真法又は接触式表面粗さ計測法あるいは光学
的な焦点深度法によってなされていた。しかしながら玉
子顕微鏡写真法では被測定物を小切れにしなければなら
ない。
加工をした後、そのエツチング又は彫刻加工によって得
られたパターンの深度及び幅を測定する場合、従来、電
子顕微鏡写真法又は接触式表面粗さ計測法あるいは光学
的な焦点深度法によってなされていた。しかしながら玉
子顕微鏡写真法では被測定物を小切れにしなければなら
ない。
更には測定に時間がかかる等の不都合な事があった。ま
た接触式表面粗さ計測法では、被測定物の表面を針状の
もので接触させるため被測定物表面を傷をつけ、また、
光学的焦点深度測定法では、焦点合せを測定者によって
行われろため測定値にバラツキが生じる等の欠点があっ
た。以上の理由により迅速かつ正確でしかも被測定物表
面に傷をつけず、自動的に微細パターンの深度及び幅が
測定可能な装置の開発が望まれていた。
た接触式表面粗さ計測法では、被測定物の表面を針状の
もので接触させるため被測定物表面を傷をつけ、また、
光学的焦点深度測定法では、焦点合せを測定者によって
行われろため測定値にバラツキが生じる等の欠点があっ
た。以上の理由により迅速かつ正確でしかも被測定物表
面に傷をつけず、自動的に微細パターンの深度及び幅が
測定可能な装置の開発が望まれていた。
〔発明が解決しようとしている問題点〕本発明は、上記
事情にもとすいてなされたもので、その目的とするとこ
ろは簡単な構成でありながら、平面状もしくは曲面状表
面にエツチング加工又は彫刻加工された微細パターンの
深度及び幅を迅速かつ、正確でしかも測定物表面に傷つ
ける事なく自動的に測定可能な装置を提供するものであ
る。
事情にもとすいてなされたもので、その目的とするとこ
ろは簡単な構成でありながら、平面状もしくは曲面状表
面にエツチング加工又は彫刻加工された微細パターンの
深度及び幅を迅速かつ、正確でしかも測定物表面に傷つ
ける事なく自動的に測定可能な装置を提供するものであ
る。
本発明は、かかる目的を達成するために、レーザー光出
力装置から出力されたレーザー光を微小スポットに集光
する光学系によって、平面状もしくは曲面状をなす被測
定物表面に投光し更に被測定物の投光された部分を光電
変換素子面に光学的に結像する事により被測定物表面に
存在する微細パターンの微少な深度を測定し、かつ被測
定物を移動させ、その移動量をリニアエンコーダにより
検知しながら各点での深度を測定する事により微細パタ
ーンの幅をも測定を可能にするものである。
力装置から出力されたレーザー光を微小スポットに集光
する光学系によって、平面状もしくは曲面状をなす被測
定物表面に投光し更に被測定物の投光された部分を光電
変換素子面に光学的に結像する事により被測定物表面に
存在する微細パターンの微少な深度を測定し、かつ被測
定物を移動させ、その移動量をリニアエンコーダにより
検知しながら各点での深度を測定する事により微細パタ
ーンの幅をも測定を可能にするものである。
〔実施例〕
以下、実施例を図を参照して説明する。第１図は発明に
係る光学系の概略図を示す。レーザー光源（１）からの
レーザー光を集光レンズ（２）で集光し、ピンホール（
３）を介した後、コリメータレンズ（４）で平行光とし
、更に集光レンズ（５）により被測定物（６）の表面上
にスポット光を当てる。コリメータレンズ（４）と集光
レンズ（５）の間には、ハーフミラ−（７）があり、被
測定物（６）の表面上のスポット光を集光レンズ（８）
で（９）の光電変換器面上に集光する。光電変換器（９
）は１本実施例ではＣＣＤ二次元センサーを使用した。
係る光学系の概略図を示す。レーザー光源（１）からの
レーザー光を集光レンズ（２）で集光し、ピンホール（
３）を介した後、コリメータレンズ（４）で平行光とし
、更に集光レンズ（５）により被測定物（６）の表面上
にスポット光を当てる。コリメータレンズ（４）と集光
レンズ（５）の間には、ハーフミラ−（７）があり、被
測定物（６）の表面上のスポット光を集光レンズ（８）
で（９）の光電変換器面上に集光する。光電変換器（９
）は１本実施例ではＣＣＤ二次元センサーを使用した。
第１図は、レーザー光が被測定物（６）の表面に焦点が
合っている場合を示鴨ているが、第２図及び第３図は、
焦点がはずれている場合を示しており、第２図は被測定
物（６）の表面が焦点の外側に、また第６図は内側にあ
る場合を各々示している。
合っている場合を示鴨ているが、第２図及び第３図は、
焦点がはずれている場合を示しており、第２図は被測定
物（６）の表面が焦点の外側に、また第６図は内側にあ
る場合を各々示している。
第４図に、第１図〜３図の各々の場合の光電変換器（９
）から出力される信号波形を示す。波形（１０）は第１
図におけるレーザー光が被測定物表面（６）に焦点を結
んでいる場合の波形を示し、−方波形旧）は第２図及び
第６図のように焦点がはずれている場合の波形を示す。
）から出力される信号波形を示す。波形（１０）は第１
図におけるレーザー光が被測定物表面（６）に焦点を結
んでいる場合の波形を示し、−方波形旧）は第２図及び
第６図のように焦点がはずれている場合の波形を示す。
第５図に本発明に係る装置のブロック図を示す。
（２１ｊは第１図に示された光学系部（被測定物（６）
を除く全て）でＹ軸方向移動機構（２２１によってＹ軸
方向に移動される。
を除く全て）でＹ軸方向移動機構（２２１によってＹ軸
方向に移動される。
一方測定物（６）はＸ軸方向移動機構ｅ４１によってＸ
軸方向に移動される。
軸方向に移動される。
各々の方向の移動量はＹ軸方向移動量検知用リニアエン
コーダＧ！３）及びＸ軸方向移動量検知用リニアエンコ
ーダ（２５）によって検知される。本実施例では１パル
ス７１μｍのリニアエンコーダヲ使用した。（２６）は
測定及び制御回路を示す。先ず、深度測定方法について
第５図、第６図及び第７図のフローチャート図を用いて
説明する。測定状態初期では、第２図又は第６図に示さ
れる様な、焦点はずれの場合にあると考えられる。第２
図の場合には、光学系部が下方に、また第３図の場合に
は、光学系部が上方に移動すれば、レーザースポットは
被測定物（６）の表面に焦点を合わオ事が出来る。第２
図の如き場合は、パターン凹部（点ａ）を基準点として
凸部（点ｂ）の高さを求める事によって深度測定を行う
が凸部を基準点として四部のへこみを求める事によって
深度測定を行う事も勿論可能である。
コーダＧ！３）及びＸ軸方向移動量検知用リニアエンコ
ーダ（２５）によって検知される。本実施例では１パル
ス７１μｍのリニアエンコーダヲ使用した。（２６）は
測定及び制御回路を示す。先ず、深度測定方法について
第５図、第６図及び第７図のフローチャート図を用いて
説明する。測定状態初期では、第２図又は第６図に示さ
れる様な、焦点はずれの場合にあると考えられる。第２
図の場合には、光学系部が下方に、また第３図の場合に
は、光学系部が上方に移動すれば、レーザースポットは
被測定物（６）の表面に焦点を合わオ事が出来る。第２
図の如き場合は、パターン凹部（点ａ）を基準点として
凸部（点ｂ）の高さを求める事によって深度測定を行う
が凸部を基準点として四部のへこみを求める事によって
深度測定を行う事も勿論可能である。
第２図の如き場合について説明する。測定がスタートす
ると先ずアナログメモリー回路（３２）及び（３３）が
クリアーされる。光学系部（２１）がＹ軸方向移動機構
（２）下方へ移動され、１μｍ移動するとリニアエンコ
ーダ（２３１からパルス信号が出力される。このパルス
信号な光電変換器（９）からの信号取り込みタイミング
とし、これに同期させて、光電変換器（９）からの信号
をピークホールド回路（１３＋）へ入力し、光電変換信
号の最大値をホールドする。−方アナログメモリー回路
０渇のデータは、アナログメモリー回路（（２）へ転送
され、アナログメモリー回路（３湯へは、ピークホール
ドされたデータが入力され、記憶される。この動作を２
回繰り返した後、アナログメモリー回路ｃ３２１のデー
タαとアナログメモリー回路（３３）のデータβが比較
回路（３４）で比較される。α〉βの場合は焦点が合う
方向にあり、光学系部（２１１は更に下方へ移動される
。しかしα〈βの場合には、焦点がはずれる方向にある
ので光学系部（２（）は反対に上方に移動される。この
時、光学系部（２１）の移動方向がそれまで移動されて
きた方向と逆方向になった場合は、その時点で焦点が合
った事になり、リニアエンコーダ信号のカウント回路（
３７）がクリアさ才１点ａの高さ位置が基準点として取
り入れられる。
ると先ずアナログメモリー回路（３２）及び（３３）が
クリアーされる。光学系部（２１）がＹ軸方向移動機構
（２）下方へ移動され、１μｍ移動するとリニアエンコ
ーダ（２３１からパルス信号が出力される。このパルス
信号な光電変換器（９）からの信号取り込みタイミング
とし、これに同期させて、光電変換器（９）からの信号
をピークホールド回路（１３＋）へ入力し、光電変換信
号の最大値をホールドする。−方アナログメモリー回路
０渇のデータは、アナログメモリー回路（（２）へ転送
され、アナログメモリー回路（３湯へは、ピークホール
ドされたデータが入力され、記憶される。この動作を２
回繰り返した後、アナログメモリー回路ｃ３２１のデー
タαとアナログメモリー回路（３３）のデータβが比較
回路（３４）で比較される。α〉βの場合は焦点が合う
方向にあり、光学系部（２１１は更に下方へ移動される
。しかしα〈βの場合には、焦点がはずれる方向にある
ので光学系部（２（）は反対に上方に移動される。この
時、光学系部（２１）の移動方向がそれまで移動されて
きた方向と逆方向になった場合は、その時点で焦点が合
った事になり、リニアエンコーダ信号のカウント回路（
３７）がクリアさ才１点ａの高さ位置が基準点として取
り入れられる。
次に被測定物（６）をＸ軸方向に１μｍ移動し、点ｌ）
の高さを測定する。点すの測定は１点ａの高さ位置を基
準点とし、て、上述の点ａの高さ測定の場合ど同様にし
て行い、光学系部（６）のＸ軸方向の移動量をリニアエ
ンコーダ信号から外回路によりカウントされた値により
点ａと点すの深度が測定される。
の高さを測定する。点すの測定は１点ａの高さ位置を基
準点とし、て、上述の点ａの高さ測定の場合ど同様にし
て行い、光学系部（６）のＸ軸方向の移動量をリニアエ
ンコーダ信号から外回路によりカウントされた値により
点ａと点すの深度が測定される。
次に幅測定法について説明する。上述の如く点すでの深
度測定と同様の方法によりＸ軸方向での１μｍ間隔の各
魚卵ち点Ｃ１点ｄ ・・・・において測定を予め設定さ
れた回数を繰り返し行う事により各点での点ａを基準点
した深度が測定される。この測定値は、深度測定データ
メモリ回路−に記憶される。深度測定データメモリ回路
（３８）に記憶されたデータは、深度判定回路（３９）
により、隣接した測定点での深度比較に用いられる。こ
の深度判定回路には、深度スレッシ−レベル値が入力さ
れ、深度スレッシュレベル値を越えた部分をパターンの
エッヂとし２つのパターンのエッヂ間隔をパターン幅ど
して測定するものである。
度測定と同様の方法によりＸ軸方向での１μｍ間隔の各
魚卵ち点Ｃ１点ｄ ・・・・において測定を予め設定さ
れた回数を繰り返し行う事により各点での点ａを基準点
した深度が測定される。この測定値は、深度測定データ
メモリ回路−に記憶される。深度測定データメモリ回路
（３８）に記憶されたデータは、深度判定回路（３９）
により、隣接した測定点での深度比較に用いられる。こ
の深度判定回路には、深度スレッシ−レベル値が入力さ
れ、深度スレッシュレベル値を越えた部分をパターンの
エッヂとし２つのパターンのエッヂ間隔をパターン幅ど
して測定するものである。
平面状もしくは曲面状表面にエツチング加工又は彫刻加
工された微細パターンの深度及びパターン幅を非接触で
測定する事が可能となり、被測定物表面に傷がついたり
、しかも、人手に頼る事なく測定ができるため、測定者
による測定値のバラツキが生ずる等の欠点が解消された
。
工された微細パターンの深度及びパターン幅を非接触で
測定する事が可能となり、被測定物表面に傷がついたり
、しかも、人手に頼る事なく測定ができるため、測定者
による測定値のバラツキが生ずる等の欠点が解消された
。
第１図は、本発明に係る光学系の概略図、第２図及び第
６図は、焦点はずれの場合を示す概略図、第４図は光電
変換器から出力される信号波形の一例を示す図、第５図
は装置のブロックダイヤグラム図、第６図は測定及び制
御「−］路のブロックダイヤグラム図、第７図はフロー
チャート図である。 （１）・レーザー光源 （２）・・集光レンズ（３
）・・ピンホール （４１・・・コリメータレン
ズ（５）・・・集光レンズ （６）・被測定物（
７）・ハーフミラ−（８）・・・集光レンズ（９）・・
・光電変換器 （ｌＯ）・・・（焦点が合っている場合の）波形（１１
）・・（焦点がはずれて（・る場合の）波形（２ＩＩ・
・・光学系部 （２２）・・・Ｘ軸方向移動機
構（２３）・・・（Ｘ軸方向移動量検知用）リニアエン
コーダＣ４１１・・・Ｘ軸方向移動機構 （２５）・・・（Ｘ軸方向移動量検知用）リニアエンコ
ーダ（２６）・・測定及び制御回路 （３１）・・・ピークボールド回路 （議・・・アナログメモリー回路 （３３）・・・アナログメモリー回路 （３４）・・・
比較回路＠・・・Ｘ軸方向移動機構制御回路 （３６）・・焦点位置検知回路 ０′７）・・カウント
回路（３８）・・・カウントデータメモリ回路（刻・・
・深度判定回路 （４０）・・パターン幅測定回路（４
１）・・・カウント回路 （４２）・・比較回路（４り
・・・測定日数設定回路
６図は、焦点はずれの場合を示す概略図、第４図は光電
変換器から出力される信号波形の一例を示す図、第５図
は装置のブロックダイヤグラム図、第６図は測定及び制
御「−］路のブロックダイヤグラム図、第７図はフロー
チャート図である。 （１）・レーザー光源 （２）・・集光レンズ（３
）・・ピンホール （４１・・・コリメータレン
ズ（５）・・・集光レンズ （６）・被測定物（
７）・ハーフミラ−（８）・・・集光レンズ（９）・・
・光電変換器 （ｌＯ）・・・（焦点が合っている場合の）波形（１１
）・・（焦点がはずれて（・る場合の）波形（２ＩＩ・
・・光学系部 （２２）・・・Ｘ軸方向移動機
構（２３）・・・（Ｘ軸方向移動量検知用）リニアエン
コーダＣ４１１・・・Ｘ軸方向移動機構 （２５）・・・（Ｘ軸方向移動量検知用）リニアエンコ
ーダ（２６）・・測定及び制御回路 （３１）・・・ピークボールド回路 （議・・・アナログメモリー回路 （３３）・・・アナログメモリー回路 （３４）・・・
比較回路＠・・・Ｘ軸方向移動機構制御回路 （３６）・・焦点位置検知回路 ０′７）・・カウント
回路（３８）・・・カウントデータメモリ回路（刻・・
・深度判定回路 （４０）・・パターン幅測定回路（４
１）・・・カウント回路 （４２）・・比較回路（４り
・・・測定日数設定回路
Claims (1)
- １）レーザー光出力装置から出力されたレーザー光を微
小スポットに集光する光学系によって平面状又は曲面状
の被測定物表面にレーザースポットを投光し、測定物の
投光された部分を光電変換器に結像する事により測定物
表面に存在する微小な深さを測定し、更には測定物を移
動し、その移動量をリニアエンコーダにより検知しなが
ら各点での深さを測定する事によって被測定物表面の深
度及びパターン幅を測定する事を特徴とする深度及び幅
測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14445286A JPS631907A (ja) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | 深度及び幅測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14445286A JPS631907A (ja) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | 深度及び幅測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS631907A true JPS631907A (ja) | 1988-01-06 |
Family
ID=15362569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14445286A Pending JPS631907A (ja) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | 深度及び幅測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS631907A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04276507A (ja) * | 1991-03-05 | 1992-10-01 | Anritsu Corp | 非接触変位測定装置 |
| JP2007078605A (ja) * | 2005-09-16 | 2007-03-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 界面の位置測定方法及び位置測定装置 |
-
1986
- 1986-06-20 JP JP14445286A patent/JPS631907A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04276507A (ja) * | 1991-03-05 | 1992-10-01 | Anritsu Corp | 非接触変位測定装置 |
| JP2007078605A (ja) * | 2005-09-16 | 2007-03-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 界面の位置測定方法及び位置測定装置 |
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