JP7811238B2 - Surface height distribution measuring method and device - Google Patents
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Description
本発明は、円板状の測定対象における表面高さ分布を測定する表面高さ分布測定方法および表面高さ分布測定装置に関する。 The present invention relates to a surface height distribution measurement method and a surface height distribution measurement device for measuring the surface height distribution of a disk-shaped measurement object.
円板状の測定対象における表面高さを測定する形状測定方法は、例えば、特許文献1に開示されている。この特許文献1に開示された平坦度測定方法は、円板状の測定対象を3点で支持するための3個の各支持部と、前記測定対象を上下それぞれから前記測定対象の上下面それぞれまでの距離を測定するための1対の静電容量式変位センサと、昇降回転装置と、計算機とを備え、前記昇降回転装置で前記測定対象を持ち上げて所定角度だけ回転させた後に降ろして前記各支持部に支持させ、前記測定対象の中心を通る直線上を走査して前記1対の静電容量式変位センサそれぞれで測定し、前記計算機で上面側の測定値および下面側の測定値に基づいて前記測定対象の厚さを求め、前記測定対象を前記昇降回転装置に戻し、前記昇降回転装置で前記測定対象を持ち上げ、回転および降すことで、次の直線上を走査、測定している。 A shape measurement method for measuring the surface height of a disk-shaped object is disclosed, for example, in Patent Document 1. The flatness measurement method disclosed in Patent Document 1 includes three support parts for supporting the disk-shaped object at three points, a pair of capacitance-type displacement sensors for measuring the distance from the top and bottom of the object to the top and bottom surfaces of the object, an elevator and rotation device, and a computer. The elevator and rotation device lifts the object, rotates it by a predetermined angle, and then lowers it to be supported by the support parts. A line passing through the center of the object is scanned and measured with each of the pair of capacitance-type displacement sensors. The computer calculates the thickness of the object based on the measured values on the top and bottom surfaces. The object is then returned to the elevator and rotation device, and the elevator and rotation device lifts, rotates, and lowers the object to scan and measure the next line.
ところで、前記特許文献1に開示された平坦度測定方法は、前記昇降回転装置から往路で1個の直線上を走査して測定し、次の直線上を走査して測定するために、復路で前記昇降回転装置に戻しているので、測定時間の短縮化の観点から、改善の余地がある。 However, the flatness measurement method disclosed in Patent Document 1 involves scanning and measuring one straight line on the way from the elevator and rotation device, and then returning to the elevator and rotation device on the way back to scan and measure the next straight line, so there is room for improvement in terms of shortening the measurement time.
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、測定時間を短縮化できる表面高さ分布測定方法および表面高さ分布測定装置を提供することである。 The present invention was made in consideration of the above circumstances, and its purpose is to provide a surface height distribution measurement method and device that can shorten measurement time.
本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。すなわち、本発明の一態様にかかる表面高さ測定方法は、円板状の測定対象における表面高さ分布を測定する方法であって、互いに異なる第1および第2位置における前記第1位置から前記第2位置までの間を、前記測定対象の表面までの距離を測定する変位計と前記測定対象とを相対的に移動させながら前記変位計で測定することによって、前記測定対象の第1直線上の第1表面高さ分布を測定する第1測定工程と、前記第1測定工程の終了後に、前記第2位置で前記測定対象を周方向に所定角度だけ回転する第1回転工程と、前記第2位置から前記第1位置までの間を、前記変位計と前記測定対象とを相対的に移動させながら前記変位計で測定することによって、前記測定対象の第2直線上の第2表面高さ分布を測定する第2測定工程と、前記第2測定工程の終了後に、前記第1位置で前記測定対象を周方向に所定角度だけ回転する第2回転工程とを備える。
After extensive investigation, the inventors have found that the above object can be achieved by the present invention described below. That is, a surface height measurement method according to one aspect of the present invention is a method for measuring a surface height distribution of a disk-shaped measurement target, comprising: a first measurement step of measuring a first surface height distribution on a first straight line of the measurement target by using a displacement meter that measures the distance to the surface of the measurement target while moving the measurement target relative to a first position from the first position to the second position at mutually different positions; a first rotation step of rotating the measurement target by a predetermined angle in a circumferential direction at the second position after the first measurement step is completed; a second measurement step of measuring a second surface height distribution on a second straight line of the measurement target by using the displacement meter while moving the measurement target relative to the displacement meter between the second position and the first position; and a second rotation step of rotating the measurement target by the predetermined angle in the circumferential direction at the first position after the second measurement step is completed.
このような表面高さ分布測定方法は、第1位置から第2位置へ移動する往路および前記第2位置から前記第1位置へ移動する復路それぞれで各表面高さ分布を測定するので、測定時間を短縮化できる。 This surface height distribution measurement method measures each surface height distribution on both the outbound path from the first position to the second position and the inbound path from the second position to the first position, thereby shortening the measurement time.
他の一態様では、上述の表面高さ分布測定方法において、前記変位計は、前記測定対象における一方の表面までの第1距離を測定する第1変位計と、前記測定対象における前記一方の表面に対向する他方の表面までの第2距離を測定する第2変位計とを備え、前記第1測定工程は、前記第1表面高さ分布として前記一方の表面および前記他方の表面それぞれの各表面高さ分布を測定し、前記第2測定工程は、前記第2表面高さ分布として前記一方の表面および前記他方の表面それぞれの各表面高さ分布を測定する。 In another aspect, in the above-described surface height distribution measurement method, the displacement meter includes a first displacement meter that measures a first distance to one surface of the measurement object, and a second displacement meter that measures a second distance to the other surface of the measurement object that faces the one surface, and the first measurement step measures the surface height distributions of the one surface and the other surface as the first surface height distribution, and the second measurement step measures the surface height distributions of the one surface and the other surface as the second surface height distribution.
このような表面高さ分布測定方法は、測定対象を介した第1および第2変位計を備えるので、測定対象における一方の表面および他方の表面それぞれの各表面高さ分布を同時に測定できる。 This surface height distribution measurement method includes first and second displacement meters that are connected to the object to be measured, allowing the surface height distributions of one surface and the other surface of the object to be measured simultaneously.
他の一態様では、上述の表面高さ分布測定方法において、前記第1位置における前記測定対象を周方向に所定角度を回転させる中心と、前記第2位置における前記測定対象を周方向に所定角度を回転させる中心と、前記円板状の測定対象の中心が、直線上に並ぶ。 In another aspect, in the above-described surface height distribution measurement method, the center around which the measurement object at the first position is rotated by a predetermined angle in the circumferential direction, the center around which the measurement object at the second position is rotated by a predetermined angle in the circumferential direction, and the center of the disk-shaped measurement object are aligned on a straight line.
これによれば、各中心が直線状に並ぶ場合の表面高さ分布を測定する表面高さ分布測定方法が提供できる。 This provides a surface height distribution measurement method for measuring the surface height distribution when the centers are aligned in a straight line.
他の一態様では、上述の表面高さ分布測定方法において、前記変位計が、円板状の前記測定対象の中心を通る位置に配置されている。 In another aspect, in the above-mentioned surface height distribution measurement method, the displacement meter is positioned so as to pass through the center of the disk-shaped measurement object.
これによれば、前記変位計が、円板状の前記測定対象の中心を通る位置に配置されている表面分布測定方法が提供できる。 This provides a surface distribution measurement method in which the displacement meter is positioned at a position that passes through the center of the disk-shaped measurement object.
本発明の他の一態様にかかる表面高さ分布測定装置は、円板状の測定対象における表面高さ分布を測定する装置であって、前記測定対象の表面までの距離を測定する変位計と、第1位置に配置され、前記測定対象を周方向に所定角度だけ回転する第1回転部と、前記第1位置と異なる第2位置に配置され、前記測定対象を周方向に前記所定角度だけ回転する第2回転部と、前記第1および第2位置間を前記測定対象と前記変位計とを相対的に移動させる移動部とを備える。 A surface height distribution measuring device according to another aspect of the present invention is a device for measuring the surface height distribution of a disk-shaped measurement object, and includes a displacement meter that measures the distance to the surface of the measurement object, a first rotating unit that is disposed at a first position and rotates the measurement object by a predetermined angle in the circumferential direction, a second rotating unit that is disposed at a second position different from the first position and rotates the measurement object by the predetermined angle in the circumferential direction, and a moving unit that moves the measurement object and the displacement meter relatively between the first and second positions.
このような表面高さ分布測定装置は、第1位置から第2位置へ移動する往路および前記第2位置から前記第1位置へ移動する復路それぞれで各表面高さ分布を測定するので、測定時間を短縮化できる。 Such a surface height distribution measuring device measures each surface height distribution on both the outbound path from the first position to the second position and the inbound path from the second position to the first position, thereby shortening the measurement time.
他の一態様では、上述の表面高さ分布測定装置において、前記変位計は、前記測定対象における一方の表面までの第1距離を測定する第1変位計と、前記測定対象における前記一方の表面に対向する他方の表面までの第2距離を測定する第2変位計とを備える。 In another aspect, in the above-mentioned surface height distribution measuring device, the displacement meter includes a first displacement meter that measures a first distance to one surface of the measurement object, and a second displacement meter that measures a second distance to the other surface of the measurement object that faces the one surface.
このような表面高さ分布測定方法は、測定対象を介した第1および第2変位計を備えるので、測定対象における一方の表面および他方の表面それぞれの各表面高さ分布を同時に測定できる。 This surface height distribution measurement method includes first and second displacement meters that are connected to the object to be measured, allowing the surface height distributions of one surface and the other surface of the object to be measured simultaneously.
他の一態様では、上述の表面高さ分布測定装置において、前記第1位置における前記測定対象を周方向に所定角度を回転させる中心と、前記第2位置における前記測定対象を周方向に所定角度を回転させる中心と、前記円板状の測定対象の中心が、直線上に並ぶように備えられている。 In another aspect, in the above-mentioned surface height distribution measuring device, the center around which the measurement object at the first position is rotated by a predetermined angle in the circumferential direction, the center around which the measurement object at the second position is rotated by a predetermined angle in the circumferential direction, and the center of the disk-shaped measurement object are aligned on a straight line.
これによれば、各中心が直線状に並ぶ場合の表面高さ分布を測定する表面高さ分布測定装置が提供できる。 This makes it possible to provide a surface height distribution measuring device that measures the surface height distribution when the centers are aligned in a straight line.
他の一態様では、上述の表面高さ分布測定装置において、前記変位計が、円板状の前記測定対象の中心を通る位置に備えられている。 In another aspect, in the above-mentioned surface height distribution measuring device, the displacement meter is provided at a position that passes through the center of the disk-shaped measurement object.
これによれば、前記変位計が、円板状の前記測定対象の中心を通る位置に備えられている表面分布測定装置が提供できる。 This allows for the provision of a surface distribution measuring device in which the displacement meter is positioned so as to pass through the center of the disk-shaped measurement object.
本発明にかかる表面高さ分布測定方法および表面高さ分布測定装置は、測定時間を短縮化できる。 The surface height distribution measurement method and surface height distribution measurement device of the present invention can shorten measurement time.
以下、図面を参照して、本発明の1または複数の実施形態が説明される。しかしながら、発明の範囲は、開示された実施形態に限定されない。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。 One or more embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the scope of the invention is not limited to the disclosed embodiments. Components with the same reference numerals in each drawing are identical components, and their description will be omitted where appropriate. In this specification, generic reference numerals are used without subscripts to refer to components, and subscripted reference numerals are used to refer to individual components.
図1は、実施形態における表面高さ分布測定装置の構造的な構成を説明するための図である。図1Aは、正面図であり、図1Bは、側面図であり、図1Cは、上面図である。図2は、前記表面高さ分布測定装置の電気的な構成を示すブロック図である。 Figure 1 is a diagram illustrating the structural configuration of a surface height distribution measuring device in an embodiment. Figure 1A is a front view, Figure 1B is a side view, and Figure 1C is a top view. Figure 2 is a block diagram showing the electrical configuration of the surface height distribution measuring device.
実施形態における表面高さ分布測定装置1000は、例えば、図1および図2に示すように、第1および第2昇降回転部1A、1Bと、第1および第2変位計2A、2Bと、支持移動部3と、制御処理部4と、入力部5と、出力部6と、インターフェース部(IF部)7と、記憶部8とを備える。 As shown in Figures 1 and 2, the surface height distribution measuring device 1000 in this embodiment includes, for example, first and second lifting and rotating units 1A and 1B, first and second displacement gauges 2A and 2B, a support movement unit 3, a control processing unit 4, an input unit 5, an output unit 6, an interface unit (IF unit) 7, and a memory unit 8.
第1および第2昇降回転部1A、1Bは、それぞれ、制御処理部4に電気的に接続され、制御処理部4の制御に従って、円板状の測定対象WAを昇降し、測定対象WAを周方向に所定角度だけ回転する装置である。第1昇降回転部1Aは、所定の第1位置P1に配置され、第2昇降回転部1Bは、第1位置P1とは異なる所定の第2位置P2に配置される。第1昇降回転部1Aと第2昇降回転部1Bとは、同一構造であるので、以下では、主に、第1昇降回転部1Aについて説明し、第2昇降回転部1Bの構成に対応する第1昇降回転部1Aの構成における参照符号の後に、第2昇降回転部1Bの構成における参照符号を括弧書きで記載することで、第2昇降回転部1Bの説明に代え、第2昇降回転部1Bの説明は、省略する。 The first and second lifting and rotating units 1A and 1B are each electrically connected to the control processing unit 4 and, under the control of the control processing unit 4, lift and lower the disk-shaped measurement object WA and rotate the measurement object WA circumferentially by a predetermined angle. The first lifting and rotating unit 1A is positioned at a predetermined first position P1, and the second lifting and rotating unit 1B is positioned at a predetermined second position P2 different from the first position P1. Because the first lifting and rotating unit 1A and the second lifting and rotating unit 1B have the same structure, the following description will mainly focus on the first lifting and rotating unit 1A. By listing the reference numerals in the configuration of the first lifting and rotating unit 1A that correspond to the reference numerals in the configuration of the second lifting and rotating unit 1B in parentheses after the reference numerals in the configuration of the first lifting and rotating unit 1A, the description of the second lifting and rotating unit 1B will be omitted.
より具体的には、第1昇降回転部1A(1B)は、回転部1-1A(1-1B)と、昇降部1-2A(1-2B)とを備える。回転部1-1A(1-1B)は、回転部材、および、制御処理部4に電気的に接続され制御処理部4の制御に従って前記回転部材を周方向に回転する回転機構等を備え、前記回転機構で前記回転部材を周方向に回転することによって、回転部材の上面に載置された測定対象WAを周方向に回転する。前記回転機構は、例えば、ステッピングモータ、および、前記ステッピングモータの出力軸に連結され、その外周面を前記円筒部材の内周面に連結し、前記ステッピングモータの回転力を回転部材に伝達する伝達機構等を備える。昇降部1-2A(1-2B)は、回転部1-1A(1-1B)をガイド(案内)するガイド部材、制御処理部4に電気的に接続され制御処理部4の制御に従って回転部1-1A(1-1B)を昇降する、例えば電磁シリンダ等を備える昇降機構等を備え、前記昇降機構で回転部1-1A(1-1B)を昇降することによって、回転部材の上面に載置された測定対象WAを昇降する。 More specifically, the first lifting and rotating unit 1A (1B) comprises a rotating unit 1-1A (1-1B) and a lifting and rotating unit 1-2A (1-2B). The rotating unit 1-1A (1-1B) comprises a rotating member and a rotation mechanism electrically connected to the control processing unit 4 and configured to rotate the rotating member in the circumferential direction in accordance with the control of the control processing unit 4. By rotating the rotating member in the circumferential direction with the rotation mechanism, the measurement object WA placed on the upper surface of the rotating member is rotated in the circumferential direction. The rotation mechanism comprises, for example, a stepping motor and a transmission mechanism connected to the output shaft of the stepping motor, connecting its outer circumferential surface to the inner circumferential surface of the cylindrical member, and transmitting the rotational force of the stepping motor to the rotating member. The lifting unit 1-2A (1-2B) includes a guide member that guides the rotating unit 1-1A (1-1B), and a lifting mechanism that is electrically connected to the control processing unit 4 and that lifts and lowers the rotating unit 1-1A (1-1B) according to the control of the control processing unit 4, and that includes, for example, an electromagnetic cylinder. By lifting and lowering the rotating unit 1-1A (1-1B) using the lifting mechanism, the measurement object WA placed on the upper surface of the rotating member is lifted and lowered.
このような第1および第2昇降回転部1A、1Bそれぞれは、一方向に延びる板状の部材である第1支持部11の上面における所定の第1および第2位置P1、P2それぞれに配設される。第1支持部11は、その両端部それぞれで、例えば定盤BPに立設された板状の部材である1対の第1および第2脚部12-1、12-2それぞれに連結され固定される。したがって、第1脚部12-1、第1支持部11および第2脚部12-2は、この順で順次に連結され、図2Bに示すように、側面視にて、大略、下向きのコ字形状を呈している。 The first and second lifting and rotating units 1A, 1B are disposed at predetermined first and second positions P1, P2, respectively, on the upper surface of the first support unit 11, which is a plate-like member extending in one direction. The first support unit 11 is connected and fixed at both ends to a pair of first and second legs 12-1, 12-2, which are plate-like members erected on, for example, a base plate BP. Therefore, the first leg 12-1, first support unit 11, and second leg 12-2 are connected in this order, and as shown in Figure 2B, they form a roughly downward-facing U-shape in side view.
説明の便宜上、図1に示すように、支持部11の延長方向である前記一方向を、x軸(x方向、前後方向)とし、前記延長方向に直交する、支持部11の幅方向を、y軸(y方向、左右方向)とし、x方向およびy方向それぞれに直交する方向を、z軸(z方向、高さ方向)とするxyz直交座標系が設定され、適宜、利用される。 For ease of explanation, as shown in Figure 1, an xyz Cartesian coordinate system is set up and used as appropriate, with the direction in which the support part 11 extends as the x-axis (x-direction, front-to-back direction), the width direction of the support part 11, which is perpendicular to the extension direction, as the y-axis (y-direction, left-to-right direction), and the direction perpendicular to both the x- and y-directions as the z-axis (z-direction, height direction).
第1位置P1は、第2位置P2から第1位置P1へ移動する復路で、第1および第2変位計2A、2Bによる、測定対象WAの中心を通る直線上に沿う測定対象WAの走査の終了後、測定対象WAの中心で測定対象WAを昇降可能であって回転可能である位置である。例えば、第1位置P1は、第1および第2変位計2A、2Bの配設位置に対するx方向の一方側において、第1および第2変位計2A、2Bの配設位置から、測定対象WAの直径より離れた位置である。同様に、第2位置P2は、第1位置P1から第2位置P2へ移動する往路で、第1および第2変位計2A、2Bによる、測定対象WAの中心を通る直線上に沿う測定対象WAの走査の終了後、測定対象WAの中心で測定対象WAを昇降可能であって回転可能である位置である。例えば、第2位置P2は、第1および第2変位計2A、2Bの配設位置に対するx方向の他方側において、第1および第2変位計2A、2Bの配設位置から、測定対象WAの直径より離れた位置である。 The first position P1 is a position at the center of the measurement object WA where the measurement object WA can be raised and lowered and rotated after the first and second displacement gauges 2A and 2B have finished scanning the measurement object WA along a straight line passing through the center of the measurement object WA on the return path from the second position P2 to the first position P1. For example, the first position P1 is a position on one side of the x-direction relative to the positions of the first and second displacement gauges 2A and 2B, and away from the positions of the first and second displacement gauges 2A and 2B by a distance greater than the diameter of the measurement object WA. Similarly, the second position P2 is a position at the center of the measurement object WA where the measurement object WA can be raised and lowered and rotated after the first and second displacement gauges 2A and 2B have finished scanning the measurement object WA along a straight line passing through the center of the measurement object WA on the outward path from the first position P1 to the second position P2. For example, the second position P2 is a position on the other side of the x-direction relative to the positions of the first and second displacement gauges 2A and 2B, and is farther away from the positions of the first and second displacement gauges 2A and 2B than the diameter of the measurement object WA.
測定対象WAは、円板状であれば、任意の部材であってよく、例えば半導体の製造に用いるウェハ(例えばシリコンウェハ等)やハードディスクに用いるアルミニウム製やガラス製の磁気ディスク用基板等である。 The measurement object WA can be any disc-shaped component, such as a wafer (e.g., silicon wafer) used in semiconductor manufacturing or an aluminum or glass magnetic disk substrate used in hard disks.
第1および第2変位計2A、2Bは、それぞれ、制御処理部4に電気的に接続され、制御処理部4の制御に従って測定対象WAの表面までの距離を測定する装置であり、例えば、静電容量式変位計、渦電流式変位計、レーザ式変位計および共焦点式変位計等である。第1変位計2Aと第2変位計2Bとは、測定対象WAが通過できるように所定の間隔(第1間隔)を空けて互いに対向するように、配置される。この配置により、第1変位計2Aは、測定対象WAにおける一方の表面までの第1距離を測定し、第2変位計2Bは、測定対象WAにおける一方の表面までの第2距離を測定する。第1および第2変位計2A、2Bは、それぞれ、各測定結果を制御処理部4へ出力する。 The first and second displacement gauges 2A and 2B are each electrically connected to the control processing unit 4 and are devices that measure the distance to the surface of the measurement object WA under the control of the control processing unit 4. Examples include capacitance displacement gauges, eddy current displacement gauges, laser displacement gauges, and confocal displacement gauges. The first displacement gauge 2A and the second displacement gauge 2B are arranged facing each other with a predetermined gap (first gap) between them to allow the measurement object WA to pass through. With this arrangement, the first displacement gauge 2A measures a first distance to one surface of the measurement object WA, and the second displacement gauge 2B measures a second distance to one surface of the measurement object WA. The first and second displacement gauges 2A and 2B each output their measurement results to the control processing unit 4.
このような第1変位計2Aは、一方向(x方向)に延びる板状の部材である第1支持アーム部22-1の下面における一方端の部分(箇所)に配設され、第2変位計2Bは、一方向(x方向)に延び、y方向の幅が第2昇降回転部1Bの外径より幅広な板状の部材である第2支持アーム部22-2の上面における一方端の部分(箇所)に配設される。第1および第2支持アーム部22-1、22-2それぞれは、第1変位計2Aと第2変位計2Bとが前記第1間隔を空けて互いに対向するように、各他方端の端部で、第2脚部12-2に対するx方向の外側(または第1脚部12-1に対するx方向の外側)で定盤BPに立設された柱状の部材である第2支持部21に連結され、固定される。したがって、第1および第2支持アーム部22-1、22-2は、z方向で離間して配置され、第1支持アーム部22-1、第2支持アーム部22-2および第2支持部21は、図2Bに示すように、側面視にて、大略、F字形状を呈している。第2支持アーム部22-2には、第2昇降回転部1Bの配設箇所に応じた箇所に、第2昇降回転部1Bが第2支持アーム部22-2に対してz方向に出没可能なように、貫通開口が形成されている。 The first displacement gauge 2A is disposed at one end (location) on the underside of the first support arm 22-1, a plate-like member extending in one direction (x direction), and the second displacement gauge 2B is disposed at one end (location) on the upper surface of the second support arm 22-2, a plate-like member extending in one direction (x direction) and whose width in the y direction is wider than the outer diameter of the second lift-and-rotate unit 1B. The other ends of the first and second support arms 22-1 and 22-2 are each connected and fixed to a second support 21, a columnar member erected on the base plate BP, on the outer side in the x direction of the second leg 12-2 (or on the outer side in the x direction of the first leg 12-1), so that the first displacement gauge 2A and the second displacement gauge 2B face each other with the first distance in between. Therefore, the first and second support arm portions 22-1 and 22-2 are spaced apart in the z direction, and the first support arm portion 22-1, the second support arm portion 22-2, and the second support portion 21 are generally F-shaped in side view, as shown in Figure 2B. A through opening is formed in the second support arm portion 22-2 at a location corresponding to the location of the second lifting and rotating portion 1B, allowing the second lifting and rotating portion 1B to move in and out of the second support arm portion 22-2 in the z direction.
なお、第1変位計2Aおよび第2変位計2Bは、測定対象WAの中心を通るように、他の手段で保持される構造でもよい。 The first displacement meter 2A and the second displacement meter 2B may also be held by other means so that they pass through the center of the measurement object WA.
支持移動部3は、制御処理部4に電気的に接続され、制御処理部4の制御に従って、測定対象WAを支持し、第1および第2変位計2A、2Bが前記測定対象WAの中心を通るように、前記第1および第2位置P1、P2間を測定対象WAと第1および第2変位計2A、2Bとを相対的に移動させる装置である。本実施形態では、上述のように、第1および第2変位計2A、2Bは、第1および第2支持アーム部22-1、22-2ならびに第2支持部21によって固定的に配設され、これら第1および第2変位計2A、2Bに対し、測定対象WAが移動するように、測定対象WAを支持する支持移動部3が移動する。なお、固定的に配置された測定対象WAに対し、第1および第2変位計2A、2Bが移動するように、表面高さ分布測定装置1000が構成されてもよい。 The support movement unit 3 is electrically connected to the control processing unit 4 and, under the control of the control processing unit 4, supports the measurement object WA and moves the measurement object WA and the first and second displacement gauges 2A, 2B relatively between the first and second positions P1, P2 so that the first and second displacement gauges 2A, 2B pass through the center of the measurement object WA. In this embodiment, as described above, the first and second displacement gauges 2A, 2B are fixedly disposed by the first and second support arm units 22-1, 22-2 and the second support unit 21, and the support movement unit 3 supporting the measurement object WA moves so that the measurement object WA moves relative to the first and second displacement gauges 2A, 2B. Note that the surface height distribution measuring device 1000 may also be configured so that the first and second displacement gauges 2A, 2B move relative to the fixedly disposed measurement object WA.
より具体的には、支持移動部3は、3個の第1ないし第3支持ピン31-1~31-3と、1対の第3および第4支持部32-1、32-2と、連結部33と、移動部34とを備える。第1ないし第3支持ピン31-1~31-3は、それぞれ、針状の部材または細い柱状の部材であり、z方向の一方端である各先端で測定対象WAを下面から支持する(3点支持)。第1支持ピン31-1は、z方向の他方端である基端で、板状の部材である第3支持部32-1におけるz方向の一方の端面から立設されている。第2支持ピン31-2は、z方向の他方端である基端で、板状の部材である第4支持部32-2におけるz方向の一方の端面から立設され、同様に、第3支持ピン31-3は、z方向の他方端である基端で、板状の部材である第4支持部32-2におけるz方向の一方の前記端面から立設され、第2支持ピン31-2と第3支持ピン31-3とは、x方向で互いに所定の間隔(第2間隔)を空けて配設されている。連結部33は、y方向において第1支持部11より幅広である板状の部材であり、そのy方向の両端部それぞれで、第3および第4支持部32-1、32-2におけるz方向の他方の各端面それぞれに、第3および第4支持部32-1、32-2を立設するように連結され固定される。第3支持部32-1と第4支持部32-2とは、y方向で所定の間隔(第3間隔)を空けて第1支持部11の各外側に配置され、第3支持部32-1、連結部33および第4支持部32-2は、この順で順次に連結され、図2Aに示すように、正面視にて、大略、上向きのコ字形状を呈している。これら第3支持部32-1、連結部33および第4支持部32-2で形成される前記コ字形状の内側には、第1支持部11が配置されている。第1ないし第3支持ピン31-1~31-3は、三角形の各頂点に位置するように第3および第4支持部32-1、32-2に配設される。移動部34は、制御処理部4に電気的に接続され、制御処理部4の制御に従って、第1ないし第3支持ピン31-1~31-3に支持された測定対象WAの中心が、x方向に沿って、少なくとも第1位置P1と第2位置P2との間で移動できるように、これら第3および第4支持部32-1、32-2ならびに連結部33によって支持された第1ないし第3支持ピン31-1~31-3を移動するための装置である。移動部34は、例えば、箱体のハウジング34-1と、第1脚部12-1の内側から第2脚部12-2の内側までx方向に延びる台座34-2とを備え、台座34-1は、x方向に延びるラックを備えて構成され、ハウジング34-1は、その上面で連結部33に連結されて固定され、その内部に、前記ラック上を直線移動するための、ピニオンおよび前記ピニオンを回転させるための例えばサーボモータ等のアクチュエータを備えて構成され、移動部34は、ラックアンドピニオンにより台座34-1に対してハウジング34-1および連結部33を直線移動するように構成される。この連結部33の移動により、第1ないし第3支持ピン31-1~31-3に支持された測定対象WAは、x方向に沿って移動する。 More specifically, the support movement unit 3 comprises three first through third support pins 31-1 through 31-3, a pair of third and fourth support units 32-1 and 32-2, a connecting unit 33, and a movement unit 34. The first through third support pins 31-1 through 31-3 are each needle-shaped or thin columnar members, and support the measurement object WA from its underside at their respective tips, which are one end in the z direction (three-point support). The first support pin 31-1 stands upright at its base end, which is the other end in the z direction, from one end face in the z direction of the third support unit 32-1, which is a plate-shaped member. The second support pin 31-2 stands upright at its base end, which is the other end in the z direction, from one end face in the z direction of the fourth support portion 32-2, which is a plate-like member, and similarly, the third support pin 31-3 stands upright at its base end, which is the other end in the z direction, from one end face in the z direction of the fourth support portion 32-2, which is a plate-like member, and the second support pin 31-2 and the third support pin 31-3 are arranged at a predetermined interval (second interval) from each other in the x direction. The connecting portion 33 is a plate-like member that is wider in the y direction than the first support portion 11, and is connected and fixed at both ends in the y direction to the other end faces in the z direction of the third and fourth support portions 32-1 and 32-2, respectively, so as to stand upright. The third support portion 32-1 and the fourth support portion 32-2 are disposed on the outside of the first support portion 11 at a predetermined interval (third interval) in the y direction, and the third support portion 32-1, the connecting portion 33, and the fourth support portion 32-2 are sequentially connected in this order, forming a generally upward U-shape in front view, as shown in FIG. 2A. The first support portion 11 is disposed inside the U-shape formed by the third support portion 32-1, the connecting portion 33, and the fourth support portion 32-2. The first through third support pins 31-1 to 31-3 are disposed on the third and fourth support portions 32-1 and 32-2 so as to be located at the vertices of a triangle. The moving unit 34 is electrically connected to the control processing unit 4 and is a device for moving the first to third support pins 31-1 to 31-3 supported by the third and fourth support units 32-1, 32-2 and the connecting unit 33 in accordance with the control of the control processing unit 4 so that the center of the measurement object WA supported by the first to third support pins 31-1 to 31-3 can move along the x direction at least between the first position P1 and the second position P2. The moving unit 34 includes, for example, a box-shaped housing 34-1 and a pedestal 34-2 extending in the x direction from the inside of the first leg 12-1 to the inside of the second leg 12-2. The pedestal 34-1 is configured with a rack extending in the x direction. The housing 34-1 is fixedly connected to the connecting unit 33 on its upper surface and is configured with a pinion for linear movement on the rack and an actuator such as a servo motor for rotating the pinion inside. The moving unit 34 is configured to linearly move the housing 34-1 and connecting unit 33 relative to the pedestal 34-1 via the rack and pinion. Movement of this connecting unit 33 moves the measurement object WA supported by the first through third support pins 31-1 to 31-3 along the x direction.
なお、支持ピン31の個数は、3点より多くてもよい。また、支持ピン31の形状は、針状の部材または細い柱状の部材とは異なる形状であってもよい。 The number of support pins 31 may be more than three. Furthermore, the shape of the support pins 31 may be a shape other than a needle-shaped member or a thin column-shaped member.
第1および第2昇降回転部1A、1Bが配設される第1脚部12-1、第1支持部11および第2脚部12-2と、第1および第2変位計2A、2Bが配設される第1支持アーム部22-1、第2支持アーム部22-2および第2支持部21とは、第1昇降回転部1Aの中心(第1位置P1)、第1および第2変位計2A、2Bの各中心および第2昇降回転部1Bの中心(第2位置P2)がこの順でx方向に沿う一直線上に並ぶように配置される。移動部3は、第1昇降回転部1Aの中心(または第2昇降回転部1Bの中心)と測定対象WAの中心とを互いに一致させて測定対象WAが第1昇降回転部1A(または第2昇降回転部1B)に載置され、この載置された測定対象WAを第1ないし第3支持ピン31-1~31-3で支持した場合に、第1ないし第3支持ピンに31-1~31-3によって支持された測定対象WAの中心が、第1昇降回転部1Aの中心(第1位置P1)と第2昇降回転部1Bの中心(第2位置P2)とを通る直線上を移動するように、上述のように配置された第1脚部12-1、第1支持部11および第2脚部12-2と第1支持アーム部22-1、第2支持アーム部22-2および第2支持部21とに対し、配置される。 The first leg 12-1, first support 11, and second leg 12-2, on which the first and second lifting and rotating units 1A and 1B are arranged, and the first support arm 22-1, second support arm 22-2, and second support 21, on which the first and second displacement gauges 2A and 2B are arranged, are arranged so that the center of the first lifting and rotating unit 1A (first position P1), the centers of the first and second displacement gauges 2A and 2B, and the center of the second lifting and rotating unit 1B (second position P2) are aligned in this order on a straight line along the x direction. The moving unit 3 is positioned relative to the first leg 12-1, first support unit 11, and second leg 12-2 and the first support arm 22-1, second support arm 22-2, and second support unit 21 arranged as described above so that when the measurement object WA is placed on the first lifting and rotating unit 1A (or the second lifting and rotating unit 1B) with the center of the first lifting and rotating unit 1A (or the center of the second lifting and rotating unit 1B) aligned with the center of the measurement object WA and the placed measurement object WA is supported by the first through third support pins 31-1 through 31-3, the center of the measurement object WA supported by the first through third support pins 31-1 through 31-3 moves on a straight line passing through the center of the first lifting and rotating unit 1A (first position P1) and the center of the second lifting and rotating unit 1B (second position P2).
入力部5は、制御処理部4に電気的に接続され、例えば測定の開始を指示するコマンド等の各種コマンド、および、測定対象WAの名称や所定角度等の、表面高さ分布測定装置1000を動作させる上で必要な各種データを前記表面高さ分布測定装置1000に入力する機器であり、例えば、所定の機能を割り付けられた複数の入力スイッチや、キーボードや、マウス等である。出力部6は、制御処理部4に電気的に接続され、制御処理部4の制御に従って、入力部5から入力されたコマンドやデータおよび演算結果等を出力する機器であり、例えばCRTディスプレイ、LCD(液晶表示装置)および有機ELディスプレイ等の表示装置やプリンタ等の印刷装置等である。 The input unit 5 is electrically connected to the control processing unit 4 and is a device that inputs various commands, such as a command to start measurement, and various data required to operate the surface height distribution measuring device 1000, such as the name of the measurement object WA and a specified angle, to the surface height distribution measuring device 1000. It may be, for example, multiple input switches assigned with specified functions, a keyboard, or a mouse. The output unit 6 is electrically connected to the control processing unit 4 and is a device that outputs commands, data, calculation results, etc. input from the input unit 5 under the control of the control processing unit 4. It may be, for example, a display device such as a CRT display, LCD (liquid crystal display), or organic EL display, or a printing device such as a printer.
なお、入力部5および出力部6は、タッチパネルより構成されてもよい。このタッチパネルを構成する場合において、入力部5は、例えば抵抗膜方式や静電容量方式等の操作位置を検出して入力する位置入力装置であり、出力部6は、表示装置である。このタッチパネルでは、表示装置の表示面上に位置入力装置が設けられ、表示装置に入力可能な1または複数の入力内容の候補が表示され、ユーザが、入力したい入力内容を表示した表示位置に触れると、位置入力装置によってその位置が検出され、検出された位置に表示された表示内容がユーザの操作入力内容として表面高さ分布測定装置1000に入力される。このようなタッチパネルでは、ユーザは、入力操作を直感的に理解し易いので、ユーザにとって取り扱い易い表面高さ分布測定装置1000が提供される。 The input unit 5 and output unit 6 may be configured as a touch panel. In this touch panel configuration, the input unit 5 is a position input device, such as a resistive or capacitive type, that detects and inputs an operation position, and the output unit 6 is a display device. In this touch panel, a position input device is provided on the display surface of the display device, and one or more input content candidates that can be input are displayed on the display device. When the user touches the display position showing the input content they want to input, the position is detected by the position input device, and the display content displayed at the detected position is input to the surface height distribution measuring device 1000 as the user's operation input content. Such a touch panel makes it easy for the user to intuitively understand input operations, providing a surface height distribution measuring device 1000 that is easy for the user to use.
IF部7は、制御処理部4に電気的に接続され、制御処理部4の制御に従って、例えば、外部の機器との間でデータを入出力する回路であり、例えば、シリアル通信方式であるRS-232Cのインターフェース回路、Bluetooth(登録商標)規格を用いたインターフェース回路、および、USB規格を用いたインターフェース回路等である。また、IF部7は、例えば、データ通信カードや、IEEE802.11規格等に従った通信インターフェース回路等の、外部の機器と通信信号を送受信する通信インターフェース回路であってもよい。 The IF unit 7 is electrically connected to the control processing unit 4 and is a circuit that, for example, inputs and outputs data to and from external devices under the control of the control processing unit 4. For example, it may be an interface circuit for the RS-232C serial communication method, an interface circuit using the Bluetooth (registered trademark) standard, or an interface circuit using the USB standard. The IF unit 7 may also be a communications interface circuit that transmits and receives communications signals to and from external devices, such as a data communications card or a communications interface circuit conforming to the IEEE 802.11 standard.
記憶部8は、制御処理部4に電気的に接続され、制御処理部4の制御に従って、各種の所定のプログラムおよび各種の所定のデータを記憶する回路である。 The memory unit 8 is electrically connected to the control processing unit 4 and is a circuit that stores various specified programs and various specified data in accordance with the control of the control processing unit 4.
前記各種の所定のプログラムには、例えば、制御処理プログラムが含まれ、前記制御処理プログラムには、例えば、制御プログラムおよび測定制御プログラム等が含まれる。前記制御プログラムは、表面高さ分布測定装置1000の各部1A、1B、2A、2B、3、5~8を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御するものである。前記測定制御プログラムは、測定対象WAの測定を制御するプログラムである。 The various predetermined programs include, for example, a control processing program, which in turn includes, for example, a control program and a measurement control program. The control program controls each of the sections 1A, 1B, 2A, 2B, 3, 5-8 of the surface height distribution measuring device 1000 according to the function of each section. The measurement control program is a program that controls the measurement of the measurement object WA.
前記各種の所定のデータには、例えば、測定対象WAの名称、所定角度、所定サンプリング間隔および測定結果等の、これら各プログラムを実行する上で必要なデータが含まれる。 The various specified data include, for example, the name of the measurement target WA, the specified angle, the specified sampling interval, and the measurement results, which are data necessary to execute each of these programs.
このような記憶部8は、例えば不揮発性の記憶素子であるROM(Read Only Memory)や書き換え可能な不揮発性の記憶素子であるEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)等を備える。そして、記憶部8は、前記所定のプログラムの実行中に生じるデータ等を記憶するいわゆる制御処理部4のワーキングメモリとなるRAM(Random Access Memory)等を含む。また、記憶部8は、比較的記憶容量の大きいハードディスク装置やソリッドステートドライブ(SSD)を備えて構成されてもよい。 Such a storage unit 8 may include, for example, a non-volatile storage element such as ROM (Read Only Memory) or a rewritable non-volatile storage element such as EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory). The storage unit 8 also includes RAM (Random Access Memory), which serves as the working memory of the control processing unit 4 and stores data generated during execution of the specified program. The storage unit 8 may also be configured with a hard disk drive or solid state drive (SSD) with a relatively large storage capacity.
制御処理部4は、表面高さ分布測定装置1000の各部1A、1B、2A、2B、3、5~8を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、測定対象における表面高さ分布を測定するための回路である。制御処理部4は、例えば、CPU(Central Processing Unit)およびその周辺回路を備えて構成される。制御処理部4には、前記制御処理プログラムが実行されることによって、制御部41および測定制御部42が機能的に構成される。 The control processing unit 4 is a circuit that controls each of the units 1A, 1B, 2A, 2B, 3, 5-8 of the surface height distribution measuring device 1000 according to the function of each unit, and measures the surface height distribution of the measurement object. The control processing unit 4 is configured, for example, to include a CPU (Central Processing Unit) and its peripheral circuits. By executing the control processing program, the control processing unit 4 is functionally configured to include a control unit 41 and a measurement control unit 42.
制御部41は、表面高さ分布測定装置1000の各部1A、1B、2A、2B、3、5~8を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、表面高さ分布測定装置1000の全体の制御を司るものである。 The control unit 41 controls each of the units 1A, 1B, 2A, 2B, 3, 5-8 of the surface height distribution measuring device 1000 according to the function of each unit, and is responsible for overall control of the surface height distribution measuring device 1000.
測定制御部42は、測定対象WAの測定を制御するものである。より具体的には、測定制御部42は、測定対象WAを周方向に所定角度だけ回転するように、第1昇降回転部1Aを制御し、第1昇降回転部1Aから支持移動部3に測定対象WAを支持させるように、第1昇降回転部1Aおよび支持移動部3を制御し、第1位置P1から第2位置P2まで測定対象WAを支持移動部3で移動させながら第1および第2変位計2A、2Bで測定対象WAにおける前記一方の表面までの第1距離および前記他方の表面までの第2距離を所定サンプリング間隔で測定するように、支持移動部3ならびに第1および第2変位計2A、2Bを制御し、支持移動部3から第2昇降回転部1Bに測定対象WAを支持させるように、支持移動部3および第2昇降回転部1Bを制御し、測定対象WAを周方向に前記所定角度だけ回転するように、第2昇降回転部1Bを制御し、第2昇降回転部1Bから支持移動部3に測定対象WAを支持させるように、第2昇降回転部1Bおよび支持移動部3を制御し、第2位置P2から第1位置P1まで測定対象WAを支持移動部3で移動させながら第1および第2変位計2A、2Bで前記第1および第2距離を前記所定サンプリング間隔で測定するように、支持移動部3ならびに第1および第2変位計2A、2Bを制御し、支持移動部3から第1昇降回転部1Aに測定対象WAを支持させるように、支持移動部3および第1昇降回転部1Aを制御する。 The measurement control unit 42 controls the measurement of the measurement object WA. More specifically, the measurement control unit 42 controls the first lifting and rotating unit 1A to rotate the measurement object WA by a predetermined angle in the circumferential direction, controls the first lifting and rotating unit 1A and the support moving unit 3 to support the measurement object WA from the first lifting and rotating unit 1A to the support moving unit 3, controls the support moving unit 3 and the first and second displacement gauges 2A, 2B to measure a first distance to the one surface of the measurement object WA and a second distance to the other surface of the measurement object WA at predetermined sampling intervals while the measurement object WA is moved by the support moving unit 3 from the first position P1 to the second position P2, and controls the support moving unit 3 to support the measurement object WA from the support moving unit 3 to the second lifting and rotating unit 1B. The second lifting and rotating unit 1B is controlled to rotate the measurement object WA in the circumferential direction by the predetermined angle, the second lifting and rotating unit 1B and the support moving unit 3 are controlled to support the measurement object WA from the second lifting and rotating unit 1B, the support moving unit 3 and the first and second displacement gauges 2A, 2B are controlled to measure the first and second distances at the predetermined sampling intervals while the measurement object WA is moved from the second position P2 to the first position P1 by the support moving unit 3, and the support moving unit 3 and the first lifting and rotating unit 1A are controlled to support the measurement object WA from the support moving unit 3.
測定対象WAの厚さは、次の方法で計算することができる。予め、第1変位計2Aの配置位置と第2変位計2Bの配置位置間の距離を求めておき、第1変位計2Aと測定対象WAの表面までの距離と、第2変位計2Bと測定対象WAの裏面までの距離から求めることができる((測定対象WAの厚さ)=(第1変位計2Aの配置位置と第2変位計2Bの配置位置間の距離)-((第1変位計2Aで測定したWAの表面までの第1距離)+(第2変位計2Bで測定したWAの表面までの第1距離))。 The thickness of the measurement object WA can be calculated using the following method. The distance between the placement positions of the first displacement gauge 2A and the second displacement gauge 2B is determined in advance, and the thickness can be calculated from the distance from the first displacement gauge 2A to the surface of the measurement object WA and the distance from the second displacement gauge 2B to the back surface of the measurement object WA ((thickness of measurement object WA) = (distance between the placement positions of the first displacement gauge 2A and the second displacement gauge 2B) - ((first distance to the surface of the WA measured by the first displacement gauge 2A) + (first distance to the surface of the WA measured by the second displacement gauge 2B)).
このような表面高さ分布測定装置1000における制御処理部4、入力部5、出力部6、IF部7および記憶部8は、例えば、デスクトップ型やノート型等のコンピュータによって構成可能である。 The control processing unit 4, input unit 5, output unit 6, IF unit 7, and memory unit 8 in this surface height distribution measuring device 1000 can be configured, for example, by a desktop or notebook computer.
次に、本実施形態の動作について説明する。図3は、前記表面高さ分布測定装置の動作を示すフローチャートである。図4は、前記表面高さ分布測定装置の動作を説明するための図である。 Next, the operation of this embodiment will be described. Figure 3 is a flowchart showing the operation of the surface height distribution measuring device. Figure 4 is a diagram explaining the operation of the surface height distribution measuring device.
このような構成の表面高さ分布測定装置1000は、その電源が投入されると、必要な各部の初期化を実行し、その稼働を始める。制御処理部4には、その制御処理プログラムの実行によって、制御部41および測定制御部42が機能的に構成される。 When the surface height distribution measuring device 1000 configured as described above is powered on, it initializes the necessary components and begins operation. The control processing unit 4 functionally configures a control unit 41 and a measurement control unit 42 by executing the control processing program.
図2および図3において、例えばユーザあるいは図略のロボットアーム等によって測定対象WAが各中心を一致させて第1昇降回転部1Aに載置され、測定開始が指示されると、表面高さ分布測定装置1000は、制御処理部4の測定制御部42によって、測定対象WAを周方向に所定角度だけ回転するように、第1昇降回転部1Aを制御する(S1、1.測定対象WAの回転)。 In Figures 2 and 3, when the measurement object WA is placed on the first lifting and rotating unit 1A with its centers aligned, for example by a user or a robot arm (not shown), and a command to start measurement is given, the surface height distribution measuring device 1000 controls the first lifting and rotating unit 1A using the measurement control unit 42 of the control processing unit 4 to rotate the measurement object WA circumferentially by a predetermined angle (S1, 1. Rotation of measurement object WA).
続いて、表面高さ分布測定装置1000は、測定制御部42によって、昇降によって第1昇降回転部1Aから支持移動部3に測定対象WAを支持させるように、第1昇降回転部1Aおよび支持移動部3を制御する(S2)。 Next, the surface height distribution measuring device 1000 controls the first lifting and rotating unit 1A and the support moving unit 3 via the measurement control unit 42 so that the measurement object WA is supported by the support moving unit 3 by lifting and lowering from the first lifting and rotating unit 1A (S2).
続いて、表面高さ分布測定装置1000は、測定制御部42によって、第1位置P1から第2位置P2まで測定対象WAを支持移動部3で移動させながら第1および第2変位計2A、2Bで測定対象WAにおける前記一方の表面までの第1距離および前記他方の表面までの第2距離を所定サンプリング間隔で測定するように、支持移動部3ならびに第1および第2変位計2A、2Bを制御する(S3、2.測定対象WAの測定)。第1変位計2Aの測定結果である、測定対象WAにおける一方の表面での表面高さ分布(第1A表面高さ分布(所定サンプリング間隔での各測定点の各高さ))および第2変位計2Bの測定結果である、測定対象WAにおける他方の表面での表面高さ分布(第1B表面高さ分布(所定サンプリング間隔での各測定点の各高さ))は、測定の順番n(または初期位置からの累積回転角度(=(1回の回転角度)×(測定回数n))と対応付けて記憶部8に記憶される。 Next, the surface height distribution measuring device 1000 uses the measurement control unit 42 to control the support movement unit 3 and the first and second displacement gauges 2A and 2B to measure a first distance to the one surface of the measurement object WA and a second distance to the other surface of the measurement object WA at a predetermined sampling interval while moving the measurement object WA from the first position P1 to the second position P2 using the support movement unit 3 (S3, 2. Measurement of the measurement object WA). The measurement results of the first displacement gauge 2A, namely, the surface height distribution of one surface of the measurement object WA (the first A surface height distribution (each height at each measurement point at a predetermined sampling interval)) and the measurement results of the second displacement gauge 2B, namely, the surface height distribution of the other surface of the measurement object WA (the first B surface height distribution (each height at each measurement point at a predetermined sampling interval)) are stored in the memory unit 8 in association with the measurement order n (or the cumulative rotation angle from the initial position (= (one rotation angle) × (number of measurements n))).
続いて、表面高さ分布測定装置1000は、測定制御部42によって、昇降によって支持移動部3から第2昇降回転部1Bに測定対象WAを支持させるように、支持移動部3および第2昇降回転部1Bを制御する(S4、3.nラインの測定完了)。 Next, the surface height distribution measuring device 1000 controls the support and movement unit 3 and the second lift and rotation unit 1B via the measurement control unit 42 so that the measurement object WA is supported by the second lift and rotation unit 1B from the support and movement unit 3 by raising and lowering (S4, measurement of 3.n line completed).
続いて、表面高さ分布測定装置1000は、測定制御部42によって、測定対象WAを周方向に前記所定角度だけ回転するように、第2昇降回転部1Bを制御する(S5、4.次のラインへの測定対象WAの回転)。 Next, the surface height distribution measuring device 1000 controls the second lifting and rotating unit 1B via the measurement control unit 42 to rotate the measurement object WA in the circumferential direction by the specified angle (S5, 4. Rotation of measurement object WA to the next line).
続いて、表面高さ分布測定装置1000は、測定制御部42によって、昇降によって第2昇降回転部1Bから支持移動部3に測定対象WAを支持させるように、第2昇降回転部1Bおよび支持移動部3を制御する(S6)。 Next, the surface height distribution measuring device 1000 controls the second lifting and rotating unit 1B and the support moving unit 3 via the measurement control unit 42 so that the measurement object WA is supported by the support moving unit 3 by lifting from the second lifting and rotating unit 1B (S6).
続いて、表面高さ分布測定装置1000は、測定制御部42によって、前記第2位置P2から前記第1位置P1まで測定対象WAを支持移動部3で移動させながら第1および第2変位計2A、2Bで前記第1および第2距離を前記所定サンプリング間隔で測定するように、支持移動部3ならびに第1および第2変位計2A、2Bを制御する(S7、5.測定対象WAの測定)。第1変位計2Aの測定結果である、測定対象WAにおける一方の表面での表面高さ分布(第2A表面高さ分布)および第2変位計2Bの測定結果である、測定対象WAにおける他方の表面での表面高さ分布(第2B表面高さ分布)は、測定の順番n(または初期位置からの累積回転角度)と対応付けて記憶部8に記憶される。 The surface height distribution measuring device 1000 then uses the measurement control unit 42 to control the support and movement unit 3 and the first and second displacement gauges 2A and 2B to measure the first and second distances at the predetermined sampling intervals while moving the measurement object WA from the second position P2 to the first position P1 using the support and movement unit 3 (S7, 5. Measurement of measurement object WA). The measurement results of the first displacement gauge 2A, which are the surface height distribution on one surface of the measurement object WA (2A surface height distribution), and the measurement results of the second displacement gauge 2B, which are the surface height distribution on the other surface of the measurement object WA (2B surface height distribution), are stored in the memory unit 8 in association with the measurement order n (or the cumulative rotation angle from the initial position).
続いて、表面高さ分布測定装置1000は、測定制御部42によって、昇降によって支持移動部3から第1昇降回転部1Aに測定対象WAを支持させるように、支持移動部3および第1昇降回転部1Aを制御する(S8、6.(n+1)ラインの測定完了)。 Next, the surface height distribution measuring device 1000 controls the support and movement unit 3 and the first lifting and rotation unit 1A via the measurement control unit 42 to raise and lower the measurement object WA from the support and movement unit 3 to the first lifting and rotation unit 1A (S8, 6. Measurement of (n+1) line completed).
続いて、表面高さ分布測定装置1000は、測定制御部42によって、測定の終了か否かを判定する(S9)。この判定の結果、測定の終了である場合(Yes)には、表面高さ分布測定装置1000は、各測定結果を出力部6に出力し(S10)、本処理を終了する。一方、前記判定の結果、測定の終了ではない場合(No)には、表面高さ分布測定装置1000は、処理を処理S1に戻す。測定の終了の判定は、例えば360[度]を1回の回転角度で除算することによって求められる必要測定回数以上の測定を実施したか否かによって行われる(必要測定回数が偶数である場合には、前記必要測定回数の測定が実行された時点で測定の終了が判定され、必要測定回数が奇数である場合には、(前記必要測定回数+1)の測定が実行された時点で測定の終了が判定される)。 The surface height distribution measuring device 1000 then determines, via the measurement control unit 42, whether or not the measurement has ended (S9). If the result of this determination is that the measurement has ended (Yes), the surface height distribution measuring device 1000 outputs each measurement result to the output unit 6 (S10) and ends this process. On the other hand, if the result of the determination is that the measurement has not ended (No), the surface height distribution measuring device 1000 returns to process S1. The determination of whether the measurement has ended is made based on whether or not measurements have been performed a required number of times, which is calculated by dividing 360 degrees by the angle of one rotation. (If the required number of measurements is an even number, the end of the measurement is determined when the required number of measurements has been performed; if the required number of measurements is an odd number, the end of the measurement is determined when (the required number of measurements + 1) has been performed.)
なお、測定制御部42は、必要に応じてIF部7を介して外部の機器に各測定結果を出力してもよい。また、上述において、測定開始直後の1回目の測定では、この処理S1が省略されてもよい。 The measurement control unit 42 may output each measurement result to an external device via the IF unit 7 as necessary. Also, in the above description, step S1 may be omitted for the first measurement immediately after the start of measurement.
以上説明したように、実施形態における表面高さ分布測定装置1000およびこれに実装された表面高さ分布測定方法は、第1位置P1から第2位置P2へ移動する往路および第2位置P2から第1位置P1へ移動する復路それぞれで各表面高さ分布を測定するので、測定時間を短縮化できる。 As described above, the surface height distribution measuring device 1000 in this embodiment and the surface height distribution measuring method implemented therein measure each surface height distribution on both the outbound path from the first position P1 to the second position P2 and the inbound path from the second position P2 to the first position P1, thereby shortening the measurement time.
上記表面高さ分布測定装置1000および表面高さ分布測定方法は、測定対象WAを介して互いに対向する第1および第2変位計2A、2Bを備えるので、測定対象WAにおける一方の表面および他方の表面それぞれの各表面高さ分布を同時に測定できる。 The surface height distribution measuring device 1000 and surface height distribution measuring method described above include first and second displacement meters 2A and 2B that face each other across the measurement object WA, and therefore can simultaneously measure the surface height distributions of one surface and the other surface of the measurement object WA.
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および/または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。 In order to express the present invention, the present invention has been appropriately and sufficiently described above through embodiments with reference to the drawings. However, it should be recognized that those skilled in the art could easily modify and/or improve the above-described embodiments. Therefore, unless modifications or improvements made by those skilled in the art deviate from the scope of the claims set forth in the claims, such modifications or improvements are deemed to be encompassed within the scope of the claims.
1000 表面高さ分布測定装置
1A 第1昇降回転部
1B 第2昇降回転部
2A 第1変位計
2B 第2変位計
3 支持移動部
4 制御処理部
8 記憶部
42 測定制御部
1000 Surface height distribution measuring device 1A First lifting and rotating unit 1B Second lifting and rotating unit 2A First displacement meter 2B Second displacement meter 3 Support moving unit 4 Control processing unit 8 Memory unit 42 Measurement control unit
Claims (8)
互いに異なる第1および第2位置における前記第1位置から前記第2位置までの間を、前記測定対象の表面までの距離を測定する変位計と前記測定対象とを相対的に移動させながら前記変位計で測定することによって、前記測定対象の第1直線上の第1表面高さ分布を測定する第1測定工程と、
前記第1測定工程の終了後に、前記第2位置で前記測定対象を周方向に所定角度だけ回転する第1回転工程と、
前記第2位置から前記第1位置までの間を、前記変位計と前記測定対象とを相対的に移動させながら前記変位計で測定することによって、前記測定対象の第2直線上の第2表面高さ分布を測定する第2測定工程と、
前記第2測定工程の終了後に、前記第1位置で前記測定対象を周方向に所定角度だけ回転する第2回転工程とを備える、
表面高さ分布測定方法。 A surface height distribution measuring method for measuring a surface height distribution of a disk-shaped measurement target, comprising:
a first measurement step of measuring a first surface height distribution on a first straight line of the object to be measured by using a displacement meter that measures a distance to the surface of the object to be measured while moving the object to be measured relatively to the displacement meter between the first position and the second position at first and second positions that are different from each other;
a first rotation step of rotating the measurement object at the second position by a predetermined angle in a circumferential direction after the first measurement step is completed;
a second measurement step of measuring a second surface height distribution on a second straight line of the measurement object by using the displacement meter while moving the displacement meter and the measurement object relatively between the second position and the first position;
and a second rotation step of rotating the measurement object at the first position by a predetermined angle in a circumferential direction after the second measurement step is completed.
Surface height distribution measurement method.
前記第1測定工程は、前記第1表面高さ分布として前記一方の表面および前記他方の表面それぞれの各表面高さ分布を測定し、
前記第2測定工程は、前記第2表面高さ分布として前記一方の表面および前記他方の表面それぞれの各表面高さ分布を測定する、
請求項1に記載の表面高さ分布測定方法。 the displacement meter includes a first displacement meter that measures a first distance to one surface of the measurement object, and a second displacement meter that measures a second distance to another surface of the measurement object that is opposite to the one surface,
the first measuring step measures the surface height distributions of the one surface and the other surface as the first surface height distributions;
the second measuring step measures the surface height distributions of the one surface and the other surface as the second surface height distributions;
The surface height distribution measuring method according to claim 1 .
請求項1に記載の表面高さ分布測定方法。 a center around which the measurement object at the first position is rotated by a predetermined angle in a circumferential direction, a center around which the measurement object at the second position is rotated by a predetermined angle in a circumferential direction, and a center of the disk-shaped measurement object are aligned on a straight line;
The surface height distribution measuring method according to claim 1 .
請求項3に記載の表面高さ分布測定方法。 The displacement meter is disposed at a position passing through the center of the disk-shaped measurement object.
The surface height distribution measuring method according to claim 3 .
前記測定対象の表面までの距離を測定する変位計と、
第1位置に配置され、前記測定対象を周方向に所定角度だけ回転する第1回転部と、
前記第1位置と異なる第2位置に配置され、前記測定対象を周方向に前記所定角度だけ回転する第2回転部と、
前記第1および第2位置間を前記測定対象と前記変位計とを相対的に移動させる移動部とを備える、
表面高さ分布測定装置。 A surface height distribution measuring device for measuring a surface height distribution of a disk-shaped measurement target, comprising:
a displacement meter for measuring a distance to the surface of the measurement object;
a first rotating unit disposed at a first position and configured to rotate the measurement object by a predetermined angle in a circumferential direction;
a second rotating unit that is disposed at a second position different from the first position and rotates the measurement object in a circumferential direction by the predetermined angle;
a moving unit that moves the measurement object and the displacement meter relatively between the first and second positions,
Surface height distribution measuring device.
請求項5に記載の表面高さ分布測定装置。 the displacement meter includes a first displacement meter that measures a first distance to one surface of the measurement object, and a second displacement meter that measures a second distance to another surface of the measurement object that is opposite to the one surface,
The surface height distribution measuring device according to claim 5 .
請求項5に記載の表面高さ分布測定装置。 a center for rotating the measurement object at the first position by a predetermined angle in a circumferential direction, a center for rotating the measurement object at the second position by a predetermined angle in a circumferential direction, and a center of the disk-shaped measurement object are arranged to be aligned on a straight line.
The surface height distribution measuring device according to claim 5 .
請求項7に記載の表面高さ分布測定装置。 The displacement meter is provided at a position passing through the center of the disk-shaped measurement object.
The surface height distribution measuring device according to claim 7 .
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