形状测量装置以及待涂覆目标物体的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能准确地测量目标物体的形状的形状测量装置及使用该形状测量装置制造待涂覆目标物体的方法。根据本发明专利技术的形状测量装置，通过向目标物体照射白光并使用来自目标物体的反射光来测量目标物体的形状。其包括光源、双光束干涉物镜、成像装置、观察光学系统、定位装置、控制装置。控制装置对于由成像装置获得的多个图像中的每个单位区域，计算在多个图像中基于亮度的评估值达到最大时的双光束干涉物镜的位置作为单位区域的焦点位置，并基于多个图像中的每个单位区域的焦点位置来测量目标物体的形状。控制装置使用多个图像中的每个单位区域的亮度、以及与该单位区域的亮度和该单位区域相邻的多个单位区域的亮度之差相关的值，作为评估值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】形状测量装置以及待涂覆目标物体的制造方法
本专利技术涉及形状测量装置以及利用了该形状测量装置的待涂覆目标物体的制造方法。更具体地，本专利技术涉及用于测量金属、树脂及其加工产品的表面形状的形状测量装置、或用于测量半导体基板、印刷基板和平板显示器等的基板的表面形状的形状测量装置、以及利用了该形状测量装置的待涂覆目标物体的制造方法。
技术介绍
日本专利特开2015-7564(专利文献1)中，公开了一种涂覆装置，该涂覆装置将双光束干涉物镜定位至由涂覆在基板表面上的油墨形成的油墨涂覆部的上方，之后，在移动Z载台的同时获得干涉光的图像，对于构成该图像的多个像素中的每个像素，将对比度值达到峰值的Z载台的位置作为该像素的焦点位置，并获得油墨涂覆部的高度。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2015-7564
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题双光束干涉物镜使来自目标物体表面的反射光与参照光干涉，以获得干涉光。例如，当目标物体具有平坦表面并且目标物体垂直于物镜的光轴设置时，反射光是正常反射光并且干涉光的对比度高。然而，在目标物体倾斜的状态下，返回到物镜孔的反射光减少，反射光的强度降低。结果，干涉光的对比度也降低。当目标物体和物镜之间的距离改变时，干涉光的对比度的降低使得难以产生清晰的对比度峰值，并且难以检测峰值。无法检测到峰值的位置的高度是不确定的，因此难以精确地测量目标物体的形状。因此，本专利技术的主要目的在于提供一种能准确地测量目标物体的形状的形状测量装置。解决技术问题的技术手段根据本专利技术的形状测量装置，通过向目标物体照射白光并使用来自目标物体的反射光来测量目标物体的形状。所述形状测量装置包括：光源；双光束干涉物镜；成像装置；观察光学系统；定位装置；和控制装置。所述光源构成为输出白光。所述双光束干涉物镜将由所述光源输出的白光分成双光束，将其中一道光束照射到所述目标物体并将另一道光束照射到参照面，使来自所述目标物体的反射光与来自所述参照面的反射光发生干涉，从而输出干涉光。所述成像装置获得从所述双光束干涉物镜输出的所述干涉光的图像。观察光学系统通过所述双光束干涉物镜将从所述光源输出的所述白光引导到所述目标物体的表面，并通过所述双光束干涉物镜将来自表面的反射光引导到所述成像装置。所述定位装置使所述双光束干涉物镜相对于所述目标物体移动。所述控制装置被配置为在所述双光束干涉物镜的光轴方向上改变所述目标物体和所述双光束干涉物镜之间的距离的同时获得多个图像，并使用多个图像来测量所述目标物体的形状。所述控制装置对于所述多个图像中的每个单位区域，计算在所述多个图像内基于亮度的评估值达到最大时的所述双光束干涉物镜的位置作为该单位区域的焦点位置，并基于所述多个图像中的每个单位区域的焦点位置来测量所述目标物体的形状。所述控制装置使用所述多个图像中的每个单位区域的亮度、与所述单位区域的亮度和相邻的多个单位区域的亮度之差相关的值，作为评估值。专利技术效果根据本专利技术的形状测量装置，除了多个图像中的每个单位区域的亮度之外，还利用与所述单位区域的亮度和相邻的多个单位区域的亮度之差相关的值作为评估值，因此可以高精度地计算每个单位区域的焦点位置。结果，能准确地测量目标物体的形状。附图说明图1是示出本专利技术的一个实施方式的形状测量装置的结构的图。图2是用于说明图1所示的控制装置的功能的功能框图。图3是示出图1所示的双光束干涉物镜的结构的图。图4是示出图1所示的观察光学系统的结构的图。图5是示出使图1所示的双光束干涉物镜沿光轴方向移动时的干涉光的强度变化的图。图6是示出使双光束干涉物镜沿光轴方向移动时的干涉光的强度的方差值变化的图。图7是示出与目标像素相邻的像素的图。图8是示意性示出构成由成像装置获得图像的像素的图。图9是示出由控制装置的处理单元执行的形状测量处理的流程图。图10示出了位置指令值数组和表示数组顺序的数组编号之间的关系的曲线图。图11是用于说明处理单元计算每个图像的每个像素的亮度和方差值的处理的流程图。图12是具体示出检测焦点位置的处理的流程图。图13是示出表示Z载台的光轴方向的坐标值与干涉光的强度之间的关系的曲线和该曲线的包络线的图。图14是包括根据本专利技术的实施方式的形状测量装置的涂覆装置的示意性透视图。图15是示出在图14中的涂覆装置中执行的制造基板的处理的流程图。具体实施方式[形状测量装置的结构]图1是示出本专利技术的一个实施方式的形状测量装置1的结构的图。图1中，该形状测量装置1包括：光源2、光源控制器3、双光束干涉物镜4、观察光学系统5、成像装置6、Z载台7、Z载台控制器8、支承件9、底板10、控制装置11、键盘12、鼠标13及监视器14。观察光学系统5经由支承件9安装于底板10。平板状工件15放置在底板10的表面。形状测量装置1测量工件15的表面形状。光源2设置于观察光学系统5的侧面并射出白光。光源控制器3连接到光源2，以根据来自控制装置11的指令控制白光的亮度。光源控制器3例如能通过控制提供给光源2的功率来控制白光的亮度。由光源2射出的白光通过观察光学系统5射入双光束干涉物镜4。当照射到工件15的光是白光时，成像装置6获得的干涉光图像的亮度通常在双光束干涉物镜4的焦点位置达到最大，这与激光之类的单波长光不同。因此，白光适合基于焦点位置测量工件15的形状。双光束干涉物镜4隔着Z载台7设置在观察光学系统5的下端。双光束干涉物镜4将来自光源2的白光分成两道光束。双光束干涉物镜4将其中一道光束照射到工件15的表面，将另一道光束照射到参照面。双光束干涉物镜4使来自工件15的表面的反射光与来自参照面的反射光干涉，以产生干涉光。在该实施方式中，描述了使用米拉型(Mirau-type)干涉物镜作为双光束干涉物镜4的情况。迈克尔逊型(Michelson-type)或林尼克型(Linnik-type)干涉物镜也可用作双光束干涉物镜4。观察光学系统5为了观察由双光束干涉物镜4所产生的干涉光而设置。成像装置6由控制装置11控制，通过观察光学系统5以恒定周期获得干涉光的图像。成像装置6向控制装置11输出获得的图像。Z载台7设置于观察光学系统5的下端，使双光束干涉物镜4沿其光轴方向移动。Z载台控制器8根据来自控制装置11的指令，使Z载台7在双光束干涉物镜4的光轴方向上移动。工件15可以在工作台上上下移动来代替用Z载台7移动双光束干涉物镜4。或者，也可以在双光束干涉物镜4和观察光学系统5的接合部安装工作台等，以调整双光束干涉物镜4的光轴方向的位置。或者，可以使用由压电元件进行定位的压电工作台作为这些工作台。控制装置11例如由个人计算机构成。控制装置11与键盘12、鼠标13及监视器14相连接。形状测量装置1的用户使用键盘12和鼠标13向控制装置11发出例如用于开始和停止形状测量的指令，并用监视器14确认所测量的工件15的形状。控制装置11根据来自键盘12、鼠标13等的信号控制整个形状测量装置1来测量工件15的形状。[控制装置的结构]图2是用于说明图1所示的控制装置11的功能的功能框图。图2中，控制装置11包括：处理单元41、图像输入单元42、数据存储单元43、位置控制值输出单元44及照明控制值输出单元45。处理单元41基于使用键盘12，鼠标13等提供的信息，生成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形状测量装置，通过向目标物体照射白光并使用来自所述目标物体的反射光来测量所述目标物体的形状，其特征在于，包括：光源，该光源输出所述白光；双光束干涉物镜，该双光束干涉物镜将所述白光分成两束光束，将所述两束光束中的一束光束照射到所述目标物体上，将另一束光束照射到参照面上，使来自所述目标物体的反射光与来自所述参照面的反射光发生干涉以输出干涉光；成像装置，该成像装置获得从所述双光束干涉物镜输出的干涉光的图像；观察光学系统，该观察光学系统通过所述双光束干涉物镜将从所述光源输出的所述白光引导到所述目标物体的表面，并通过所述双光束干涉物镜将来自所述表面的所述反射光引导到所述成像装置；定位装置，该定位装置使所述双光束干涉物镜相对于所述目标物体移动；以及控制装置，该控制装置被配置为在所述双光束干涉物镜的光轴方向上改变所述目标物体和所述双光束干涉物镜之间的距离的同时获得多个图像，并使用所述多个图像来测量所述目标物体的形状，所述控制装置对于所述多个图像中的每个单位区域，计算在所述多个图像中基于亮度的评估值达到最大时的所述双光束干涉物镜的位置作为该单位区域的焦点位置，并基于所述多个图像中的每个单位区域的焦点位置来测量所述目标物体的形状，并且使用所述多个图像中的每个单位区域的亮度、以及所述单位区域的亮度和所述单位区域相邻的多个单位区域的亮度之差相关的值，作为所述评估值。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.08 JP 2016-0218311.一种形状测量装置，通过向目标物体照射白光并使用来自所述目标物体的反射光来测量所述目标物体的形状，其特征在于，包括：光源，该光源输出所述白光；双光束干涉物镜，该双光束干涉物镜将所述白光分成两束光束，将所述两束光束中的一束光束照射到所述目标物体上，将另一束光束照射到参照面上，使来自所述目标物体的反射光与来自所述参照面的反射光发生干涉以输出干涉光；成像装置，该成像装置获得从所述双光束干涉物镜输出的干涉光的图像；观察光学系统，该观察光学系统通过所述双光束干涉物镜将从所述光源输出的所述白光引导到所述目标物体的表面，并通过所述双光束干涉物镜将来自所述表面的所述反射光引导到所述成像装置；定位装置，该定位装置使所述双光束干涉物镜相对于所述目标物体移动；以及控制装置，该控制装置被配置为在所述双光束干涉物镜的光轴方向上改变所述目标物体和所述双光束干涉物镜之间的距离的同时获得多个图像，并使用所述多个图像来测量所述目标物体的形状，所述控制装置对于所述多个图像中的每个单位区域，计算在所述多个图像中基于亮度的评估值达到最大时的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：大庭博明，
申请(专利权)人：NTN株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP