[發明專利]三維測量裝置

有效

• 申請號: 201880056431.6
• 申請日: 2018-08-29
• 公開（公告）號: CN111051810B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 石垣裕之;間宮高弘
• 申請（專利權）人: CKD株式會社
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24;G06T7/521
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 金英花

提供一種能夠實現測量精度的提高并且能夠實現測量效率的提高的三維測量裝置。三維測量裝置(1)基于由拍攝系統(4A、4B)拍攝得到的干涉條紋圖像針對工件(W)上的規定的測量區域的各坐標位置以規定的測量范圍間隔獲取多組光軸方向規定位置的強度圖像數據。接著，基于這些多組強度圖像數據來決定該坐標位置處的光軸方向對焦位置，并且將與該光軸方向對焦位置對應的階數確定為與該坐標位置相關的階數。然后，獲取測量區域的各坐標位置處的光軸方向對焦位置的光的相位信息，基于與該坐標位置相關的相位信息和與該坐標位置相關的階數來執行與該坐標位置相關的三維測量。

技術領域

本發明涉及一種測量被測量物的形狀的三維測量裝置。

背景技術

以往，作為測量被測量物的形狀的三維測量裝置，已知有利用干涉儀的三維測量裝置。其中，還有基于相位不同的多個干涉條紋圖像通過相移法進行測量的三維測量裝置等(例如，參照專利文獻1)。

在該三維測量裝置中，測量光的波長(例如1500nm)的一半(例如750nm)成為能夠測量的測量范圍(動態范圍)。

因此，假設在被測量物上存在測量光的波長的一半以上的高低差的情況下，測量范圍不足，有可能無法適當地測量被測量物的形狀。這里，在使測量光的波長變長的情況下，分辨率變粗，測量精度有可能惡化。

與此相對，作為測量超過測量范圍的高度的技術也有如下的三維測量裝置等：將通過邁克爾遜型干涉儀的光源設為低相干光而觀察到干涉的范圍設為局部，一邊移動焦點移動機構的載物臺一邊從干涉條紋的對比度信息得到用于展開(Unwrap)(確定階數)的信息，使用在由焦點移動機構決定的步驟中得到的振幅圖像和相位圖像進行形狀運算(例如，參照專利文獻2)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2017-53832號公報

專利文獻2：日本特開2000-9444號公報。

發明內容

發明所要解決的問題

但是，在專利文獻2涉及的現有技術中，能夠測量超過測量范圍的高度，但需要具備焦點移動機構，結構有可能復雜化。

另外，由于需要一邊使被測量物移動一邊進行多次拍攝，因此不僅測量時間變長，而且還受到其振動等的影響，因此測量精度有可能降低。

本發明是鑒于上述情況等而完成的，其目的在于提供一種三維測量裝置，其能夠實現測量精度的提高，并且能夠實現測量效率的提高。

用于解決問題的手段

以下，對適于解決上述問題的各技術方案分項進行說明。另外，根據需要對相應的技術方案附加特有的作用效果。

技術方案1.一種三維測量裝置，其特征在于，包括：

規定的光學系統(特定光學系統)，將入射的規定的光分割為兩種光，能夠將一種光作為測量光照射到被測量物(例如晶片基板)上，且能夠將另一種光作為參照光照射到參照面上，并且能夠將它們再次合成而射出；

照射單元，能夠射出向所述規定的光學系統入射的規定的光；

拍攝單元，能夠對從所述規定的光學系統射出的輸出光進行拍攝；以及

圖像處理單元，能夠基于由所述拍攝單元拍攝得到的干涉條紋圖像(全息圖)來執行所述被測量物的規定的測量區域(被測量物的整個區域或其一部分)涉及的三維測量，

所述圖像處理單元包括：

圖像數據獲取單元，能夠基于由所述拍攝單元拍攝得到的所述測量區域涉及的干涉條紋圖像并通過再現(reconstruction)來獲取所述測量區域的各坐標位置處的光軸方向規定位置的強度圖像數據；