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JP2009042128A - Height measuring device - Google Patents

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JP2009042128A
JP2009042128A JP2007208891A JP2007208891A JP2009042128A JP 2009042128 A JP2009042128 A JP 2009042128A JP 2007208891 A JP2007208891 A JP 2007208891A JP 2007208891 A JP2007208891 A JP 2007208891A JP 2009042128 A JP2009042128 A JP 2009042128A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
lens
optical sensor
polygon mirror
cylindrical lens
Prior art date
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Pending
Application number
JP2007208891A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kimio Komata
公夫 小俣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
OP Cell Co Ltd
Original Assignee
OP Cell Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by OP Cell Co Ltd filed Critical OP Cell Co Ltd
Priority to JP2007208891A priority Critical patent/JP2009042128A/en
Publication of JP2009042128A publication Critical patent/JP2009042128A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To detect and measure the difference in the height direction of a measuring surface of a specimen placed in an optical system. <P>SOLUTION: Light from a laser light source 1 is made into a parallel flux by a collimator lens 2 and directed to a polygon mirror 3. The light flux, reflected by the polygon mirror 3, is focused on a measuring surface 6 of the specimen 5 by a fθ lens 4 and in addition, is focused to an optical sensor 7 with a reflective surface of the mirror 3, serving as an entrance pupil to detect the difference in the height direction of the measuring surface of the specimen from a change in the focused position. A cylindrical lens 8, which sets a scanning direction of the measuring surface 6 of the specimen 5 in a ridge direction, is placed between the specimen 5 and the optical sensor 7, to direct and focus the flux toward the optical sensor 7 placed so that a direction orthogonal to the scanning direction of the measuring surface 6 of the specimen 5 extends along the longitudinal direction of a light-receiving surface. The detected result of the sensor 7 is displayed on a display part 10 via a control part 9. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は光学的な高さ測定装置に関するもので、特に被検体測定面をレーザ光源からのレーザ光で走査して高さ方向の差を検出し測定するようにしたものである。 The present invention relates to an optical height measuring device, and more particularly, an object measuring surface is scanned with a laser beam from a laser light source to detect and measure a difference in the height direction.

金属やガラス、プラスチックなど各種材料を被検体とし、この被検体表面の高さ方向について測定することが多分野で行われている。例えばICチッブの高さを測定することもその1つである。
ICチップの高さを測定するための従来装置として特許文献1が知られている。この特許文献1によるものは半導体装置をアクリルのステージに載せてステージ下方から光源で照射し、ステージ全体からの拡散光でリードを照明して、そのシルエットを2つのCCDカメラで捉え、制御部に伝えるようにしている。この制御部には正規のリード寸法が予め記憶されているから、2つのカメラで観測したリード寸法と比較することで変形量を算出する。このような測定装置では2つのカメラを必要とするだけでなく、半導体装置の種類に応じて正規のリード寸法を予め求めて記憶し、測定の都度に観測リード寸法と比較をしなければならない。さらにカメラ同士の固有誤差や半導体装置ごとの固有誤差についても考慮しなければならず、またアクリルのステージ全体を照明して拡散光によるシルエットを検出することになるから、測定するときの光量不足についても検討しなければならない。
In various fields, various materials such as metal, glass, and plastic are used as an object, and the height direction of the object surface is measured. For example, measuring the height of an IC chip is one of them.
Patent Document 1 is known as a conventional apparatus for measuring the height of an IC chip. In this patent document 1, a semiconductor device is placed on an acrylic stage, irradiated with a light source from below the stage, the lead is illuminated with diffused light from the entire stage, the silhouette is captured by two CCD cameras, and the control unit I try to tell you. Since the regular lead dimensions are stored in advance in this control unit, the deformation amount is calculated by comparing with the lead dimensions observed by the two cameras. In such a measuring apparatus, not only two cameras are required, but a regular lead size must be obtained and stored in advance according to the type of the semiconductor device, and compared with the observed lead size every measurement. In addition, it is necessary to consider the intrinsic error between cameras and the intrinsic error of each semiconductor device, and because the silhouette of the diffused light is detected by illuminating the entire acrylic stage, there is a lack of light when measuring. Must also be considered.

CCDカメラのような部材を使用することなく、レーザ光源からのレーザ光を投光レンズで半導体装置のリードに集光し、その反射光を受光レンズで一次元光点位置検出器に結像させ、結像した光点の位置によってリードの高さ変化を求めるようにしたものとして特許文献2が知られている。この特許文献2によればリードを直接レーザ光で走査してその反射光を光点位置検出器に送り出し、リードの高さ変化を検出するようにしているので、CCDカメラやアクリル製ステージのような余分に部材を省き、測定する光に無駄が生じるのを防ぐことが出来る。しかしこの特許文献2ではレーザ光をリード面に投光レンズで集光し、その反射光を受光レンズで光点位置検出器に集光するというようにしてはいるが、光点位置検出器に集光させるための効率的方法や、測定するリード面全域から光点位置検出器に向かわせる反射光量の均一化、投光レンズによるリード上の集光点を相対的に移動させる移動機構の移動範囲、つまり測定範囲が狭い場合も広い場合も一定の結果が得られるようにする方法等については何も開示されていない。
特開平09−055413号公報 特開平05−109848号公報
Without using a member such as a CCD camera, the laser light from the laser light source is condensed on the lead of the semiconductor device by the projection lens, and the reflected light is imaged on the one-dimensional light spot position detector by the light receiving lens. Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-228867 is known as a method for obtaining a change in the height of a lead depending on the position of an imaged light spot. According to Patent Document 2, the lead is directly scanned with laser light, and the reflected light is sent to the light spot position detector to detect the change in the height of the lead. It is possible to eliminate unnecessary extra members and prevent the measurement light from being wasted. However, in this Patent Document 2, the laser light is condensed on the lead surface by the light projecting lens, and the reflected light is condensed by the light receiving lens on the light spot position detector. Efficient method for condensing, equalizing the amount of reflected light from the entire lead surface to be measured toward the light spot position detector, moving the moving mechanism that relatively moves the condensing point on the lead by the projection lens There is no disclosure about a method for obtaining a certain result regardless of the range, that is, the measurement range is narrow or wide.
JP 09-055413 A Japanese Patent Laid-Open No. 05-109848

従って本発明の課題は上記問題を解決して、被検体測定面高さ方向の差を測定するため、被検体測定面からの反射光を有効に光センサに集光し、測定範囲全域を測定しやすくする光学系とした高さ測定装置を得ることである。また測定面上の集光点を相対的に移動させる移動機構として光学系中に設置するポリゴンミラーからの走査光が効率的に光センサに集光し、しかもその走査光は全域にわたって均一で一定なものが得られるようにすることである。 Therefore, the object of the present invention is to solve the above problems and measure the difference in the height direction of the object measurement surface, so that the reflected light from the object measurement surface is effectively condensed on the optical sensor and the entire measurement range is measured. It is to obtain a height measuring device as an optical system that facilitates the operation. Also, as a moving mechanism that relatively moves the condensing point on the measurement surface, the scanning light from the polygon mirror installed in the optical system is efficiently condensed on the optical sensor, and the scanning light is uniform and constant over the entire area. It is to be able to obtain something.

上記課題を解決するため本発明は、レーザ光源と、この光源からのレーザ光を平行光束とするコリメータレンズと、コリメータレンズからの平行光束を走査するポリゴンミラーと、ポリゴンミラーからの走査光を被検体測定面上に集光すると共に、ポリゴンミラー反射面を入射瞳として光センサの受光面に集光させるfθレンズと、前記被検体測定面からの反射走査光の走査方向と同じ方向が稜線となるようにして被検体と光センサ間に設置したシリンドリカルレンズとを有し、シリンドリカルレンズの稜線方向と直角の方向がその受光面長手方向として設置した前記光センサに、被検体測定面からの走査光を集光するようにしたことを特徴とする。
請求項2の発明によるものは請求項1記載の高さ測定装置において、光センサとシリンドリカルレンズ間に、この光センサ受光面長手方向が稜線方向となるようにした第2シリンドリカルレンズを設置し、この第2シリンドリカルレンズによって光センサに被検体測定面からの走査光を集光するようにしたことを特徴とする。
請求項3の発明によるものは請求項1記載の高さ測定装置において、コリメータレンズとポリゴンミラー間にポリゴンミラーの走査方向が稜線方向となるようにした第3のシリンドリカルレンズを設置し、fθレンズと被検体間にポリゴンミラーの走査方向が稜線方向がとなるようにした第4のシリンドリカルレンズを設置し、コリメータレンズからの平行光束を第3のシリンドリカルレンズでポリゴンミラーの走査方向に線状の光束としてその反射面上に集光し、その反射光をfθレンズと第4のシリンドリカルレンズで被検体上に集光して、ポリゴンミラーの面倒れを補正するようにしたことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention provides a laser light source, a collimator lens that converts the laser light from the light source into a parallel light beam, a polygon mirror that scans the parallel light beam from the collimator lens, and the scanning light from the polygon mirror. The fθ lens that condenses on the specimen measurement surface and condenses on the light receiving surface of the optical sensor with the polygon mirror reflection surface as the entrance pupil, and the ridge line is the same direction as the scanning direction of the reflected scanning light from the subject measurement surface The optical sensor having a cylindrical lens placed between the subject and the optical sensor in such a manner that the direction perpendicular to the ridge line direction of the cylindrical lens is set as the light receiving surface longitudinal direction is scanned from the subject measurement surface. It is characterized by condensing light.
According to a second aspect of the present invention, in the height measuring device according to the first aspect, a second cylindrical lens is installed between the optical sensor and the cylindrical lens so that the longitudinal direction of the light receiving surface of the optical sensor is the ridge line direction, The second cylindrical lens is characterized in that the scanning light from the subject measurement surface is condensed on the optical sensor.
According to a third aspect of the present invention, there is provided the height measuring apparatus according to the first aspect, wherein a third cylindrical lens is installed between the collimator lens and the polygon mirror so that the scanning direction of the polygon mirror is the ridge line direction, and an fθ lens is provided. A fourth cylindrical lens is installed between the subject and the subject so that the polygon mirror scan direction is the ridge line direction, and the parallel light beam from the collimator lens is linearly moved in the polygon mirror scan direction by the third cylindrical lens. The light beam is condensed on the reflecting surface, and the reflected light is condensed on the subject by the fθ lens and the fourth cylindrical lens to correct the surface tilt of the polygon mirror.

本発明はレーザ光源からのレーザ光をコリメータレンズで平行光束とし、ポリゴンミラー経由でfθレンズに向かわせ被検体測定面上に集光する。そしてfθレンズをポリゴンミラーの反射面を入射瞳として光センサの受光面に集光させるようにして、被検体測定面全域を均一で効率的な走査光が受けられるようにしたことを特徴とする。それによって測定面の中心部に位置する部分から光センサに向かう光束も、測定面の周辺部に位置する部分から光センサに向かう光束も同じ条件とすることができる。従がって光センサは被検体測定面全域の高さ検出を一定の条件下でムラなく実施することができ、被検体測定面上の集光点を相対的に移動させるポリゴンミラーなどの移動機構を測定装置の光学系中に採用することを可能とする。そしてこのことは移動機構を採用しても被検体測定面の測定(走査)範囲が狭い場合も、広い場合も測定範囲全域が測定しやすくなって同じ精度の結果を得ることが出来る。それによってこれまで捉えることの困難であった測定範囲周辺部での高さ測定を可能とし、測定結果を信頼性の高いものとする。 In the present invention, a laser beam from a laser light source is converted into a parallel light beam by a collimator lens and is directed to an fθ lens via a polygon mirror and condensed on an object measurement surface. The fθ lens is focused on the light receiving surface of the optical sensor with the reflecting surface of the polygon mirror as the entrance pupil, so that the entire measurement surface of the subject can receive uniform and efficient scanning light. . As a result, the light beam traveling from the portion located at the center of the measurement surface to the optical sensor and the light beam traveling from the portion located at the peripheral portion of the measurement surface toward the optical sensor can be set to the same condition. Therefore, the optical sensor can detect the height of the entire area of the subject measurement surface evenly under certain conditions, and moves the polygon mirror or the like that relatively moves the focal point on the subject measurement surface. The mechanism can be adopted in the optical system of the measuring device. This means that even when the moving mechanism is employed, the entire measurement range can be easily measured regardless of whether the measurement (scanning) range of the object measurement surface is narrow or wide, and the same accuracy result can be obtained. As a result, it is possible to measure the height around the measurement range, which has been difficult to grasp until now, and to make the measurement result highly reliable.

以下にこの発明による高さ測定装置について添付図面に基づいて説明する。 Hereinafter, a height measuring device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は本発明による高さ測定装置の全体構成を示した説明用の概略図で、ICチップなどを被検体として測定するときの例となっている。図においてレーザ光源1からのレーザ光はコリメータレンズ2によって平行光束となり、ポリゴンミラー3によって走査される。この走査光はfθレンズ4によって被検体5の測定面6a、6b上にレーザスポットとして集光する。fθレンズ4はポリゴンミラー3の反射面を入射瞳とし、光センサ7の受光面を集光点とするよう用意され配置される。被検体5の測定面6上に集光したレーザスポット光は反射して、ポリゴンミラー3による走査方向と同じ方向が稜線となるようにして設置されたシリンドリカルレンズ8を通過する。シリンドリカルレンズ8を通過した光はシリンドリカルレンズ8の稜線方向と直角の方向がその受光面長手方向となるように設置された前記光センサ7の受光面にシリンドリカルレンズ8の作用によって集光する。こうして高さに不揃いのある測定面6からの反射光は、ポリゴンミラー3の反射面を入射瞳とするfθレンズ4によって光センサ7に集光され、制御部9に伝えられて高さ検出信号となり、表示部10に表示される。被検体5は高さ方向に不揃いの面があり、図ではこれを2つの面6a、6bとして例示してある。面6aに集光したレーザスポット光は反射してシリンドリカルレンズ8を通過し、光センサ7の位置7aに集光する。面6aに対して高さ方向に差のある面6bに集光したレーザスポット光は反射してシリンドリカルレンズ8を通過し、光センサ7の位置7bに集光する。   FIG. 1 is an explanatory schematic diagram showing the overall configuration of a height measuring apparatus according to the present invention, which is an example when measuring an IC chip or the like as a subject. In the figure, laser light from a laser light source 1 is converted into a parallel light beam by a collimator lens 2 and scanned by a polygon mirror 3. The scanning light is condensed as a laser spot on the measurement surfaces 6 a and 6 b of the subject 5 by the fθ lens 4. The fθ lens 4 is prepared and arranged so that the reflection surface of the polygon mirror 3 is an entrance pupil and the light receiving surface of the optical sensor 7 is a condensing point. The laser spot light condensed on the measurement surface 6 of the subject 5 is reflected and passes through a cylindrical lens 8 installed so that the same direction as the scanning direction by the polygon mirror 3 becomes a ridge line. The light that has passed through the cylindrical lens 8 is collected by the action of the cylindrical lens 8 on the light receiving surface of the optical sensor 7 installed so that the direction perpendicular to the ridge line direction of the cylindrical lens 8 is the longitudinal direction of the light receiving surface. Thus, the reflected light from the measurement surface 6 having uneven height is condensed on the optical sensor 7 by the fθ lens 4 having the reflection surface of the polygon mirror 3 as the entrance pupil, and is transmitted to the control unit 9 to be transmitted to the height detection signal. And displayed on the display unit 10. The subject 5 has uneven surfaces in the height direction, which are illustrated as two surfaces 6a and 6b in the drawing. The laser spot light condensed on the surface 6 a is reflected, passes through the cylindrical lens 8, and is condensed on the position 7 a of the optical sensor 7. The laser spot light condensed on the surface 6b having a height difference with respect to the surface 6a is reflected, passes through the cylindrical lens 8, and is condensed on the position 7b of the optical sensor 7.

図2は図1の光学系を簡略化して平面図として示した説明図である。レーザ光源1からのレーザ光はコリメータレンズ2を経て平行光束となりポリゴンミラー3に向かう。ポリゴンミラー3が矢印11方向に回転するとレーザ光はその反射面角度の変化により、光束12a、12b、12cのように連続した走査光となり、それはfθレンズ4を経て被検体5の測定面6上に一旦集光する。例えば最外周の走査光となる光束12aはfθレンズ4によって測定面6の位置paに集光し、中心部の走査光となる光束12bは測定面6の位置pbに集光し、最外周となる走査光束12cは測定面6の位置pcに集光する。位置paから位置pcまでを最大走査可能範囲とすれば、この走査可能範囲内の測定面6の高さが測定対象となる。fθレンズ4はコリメータレンズ2からの平行光束を測定面6に集光すると同時に、ポリゴンミラー3のレーザ光反射面13を入射瞳13aとしてその反射光を光センサ7の受光面に集光する。それによって測定面6の走査可能範囲周辺部の位置pa、pcからの光束12a、12cも、中心部の位置pbからの光束12bも、光量差のない同じ条件で光センサ7に集光する。光センサ7はfθレンズ4からの光を受けた位置にシリンドリカルレンズ8の作用によって測定面6の高さ変化を検出する。図では被検体測定面6を高さ方向に差のない1つの面として示してあり、fθレンズ4からのレーザ光はこの測定面6を通過して光センサ7に向かうようになっているが、正しくは図1のように高さ方向に差のある測定面6a、6bからの反射光が光センサ7に向かうようになっている。   FIG. 2 is an explanatory diagram showing the optical system of FIG. 1 in a simplified plan view. Laser light from the laser light source 1 passes through a collimator lens 2 to become a parallel light beam and travels toward a polygon mirror 3. When the polygon mirror 3 rotates in the direction of arrow 11, the laser light becomes continuous scanning light like light beams 12 a, 12 b, and 12 c due to the change of the reflection surface angle, which passes through the fθ lens 4 on the measurement surface 6 of the subject 5. Once condensed. For example, the light beam 12a, which is the outermost scanning light, is condensed at the position pa on the measurement surface 6 by the fθ lens 4, and the light beam 12b, which is the central scanning light, is condensed at the position pb on the measurement surface 6, and The scanned light beam 12 c is condensed at the position pc of the measurement surface 6. If the range from the position pa to the position pc is the maximum scannable range, the height of the measurement surface 6 within the scannable range becomes the measurement target. The fθ lens 4 condenses the parallel light beam from the collimator lens 2 on the measurement surface 6 and simultaneously condenses the reflected light on the light receiving surface of the optical sensor 7 with the laser light reflecting surface 13 of the polygon mirror 3 as the entrance pupil 13a. As a result, the light beams 12a and 12c from the positions pa and pc around the scannable range of the measurement surface 6 and the light beam 12b from the center position pb are condensed on the optical sensor 7 under the same conditions with no light amount difference. The optical sensor 7 detects a change in the height of the measurement surface 6 by the action of the cylindrical lens 8 at the position where the light from the fθ lens 4 is received. In the figure, the subject measurement surface 6 is shown as one surface having no difference in the height direction, and the laser light from the fθ lens 4 passes through the measurement surface 6 and travels toward the optical sensor 7. Correctly, the reflected light from the measurement surfaces 6a and 6b having a difference in the height direction is directed to the optical sensor 7 as shown in FIG.

図3は光センサ7の高さ変化検出を説明する図である。fθレンズ4通過した光束が被検体5を走査するとき、図2の周辺部の光束12aが測定面6aを走査し、中心部の光束12bが測定面6bを走査すると仮定する。そして各測定面6a、6bが高さ方向に任意量の差を持っているとすれば、測定面6bの集光点pb(図2)からの反射光はシリンドリカルレンズ8を経て光センサ7受光面の位置7bに集光する。同じように測定面6aの集光点pa(図2)からの反射光はシリンドリカルレンズ8を経て光センサ7の位置7aに集光する。光センサ7の位置7bに対する位置7aの変化量は、測定面6bと6a間の高さ方向の差に相当し、図ではdとして示してある。こうして光センサ7の受光面に寸法dの差を持って集光した光は、制御部9に伝えられて寸法dに相当する高さ変化が算出されて表示部10に送られて表示される。
光センサ7は前記のようにポリゴンミラー3による走査方向に対して直角の方向がその受光面長手方向となるよう設置されるが、受光面に達する光はfθレンズ4の作用によって全てムラのない均一光量として集光する。そのため測定面が粗面になっているような場合でも測定範囲内の中心部と周辺部の測定条件は変化することなく同じとなるから、あたかも周辺部での検出感度を向上したかのようになり、被検体の測定対象を拡げることになる。
FIG. 3 is a diagram for explaining the height change detection of the optical sensor 7. When the light beam that has passed through the fθ lens 4 scans the subject 5, it is assumed that the peripheral light beam 12 a in FIG. 2 scans the measurement surface 6 a and the central light beam 12 b scans the measurement surface 6 b. If each measurement surface 6a, 6b has an arbitrary amount of difference in the height direction, the reflected light from the condensing point pb (FIG. 2) on the measurement surface 6b passes through the cylindrical lens 8 and is received by the optical sensor 7. Condensed at position 7b on the surface. Similarly, the reflected light from the condensing point pa (FIG. 2) on the measurement surface 6 a is condensed on the position 7 a of the optical sensor 7 through the cylindrical lens 8. The amount of change of the position 7a with respect to the position 7b of the optical sensor 7 corresponds to the difference in the height direction between the measurement surfaces 6b and 6a, and is indicated as d in the drawing. Thus, the light condensed with a difference of the dimension d on the light receiving surface of the optical sensor 7 is transmitted to the control unit 9 and a change in height corresponding to the dimension d is calculated and sent to the display unit 10 for display. .
The optical sensor 7 is installed so that the direction perpendicular to the scanning direction by the polygon mirror 3 is the longitudinal direction of the light receiving surface as described above, but all the light reaching the light receiving surface is not uneven by the action of the fθ lens 4. Condensed as a uniform amount of light. Therefore, even if the measurement surface is rough, the measurement conditions at the center and the periphery in the measurement range remain the same without changing, so that the detection sensitivity at the periphery is improved. As a result, the object to be measured is expanded.

図4は図2などで説明した光学系の変形例で、図Aは斜視略図、図Bは図Aの一部を平面図として示してある。この光学系は光センサ7とシリンドリカルレンズ8間に第2のシリンドリカルレンズ14を設置したもので、第2のシリンドリカルレンズ14は光センサ7受光面の長手方向が稜線方向となるように設置される。それによってfθレンズ4を通過して被検体5上に集光し、第1シリンドリカルレンズ8を通過した走査光は第2のシリンドリカルレンズ14の作用によって光センサ7に集光する。それによって被検体5の高さ方向の差は光センサ7によって正しく検出される。   4 is a modification of the optical system described with reference to FIG. 2 and the like, FIG. A is a schematic perspective view, and FIG. B is a plan view showing a part of FIG. In this optical system, a second cylindrical lens 14 is installed between the optical sensor 7 and the cylindrical lens 8, and the second cylindrical lens 14 is installed so that the longitudinal direction of the light receiving surface of the optical sensor 7 is the ridge line direction. . As a result, the scanning light that passes through the fθ lens 4 and is condensed on the subject 5 and passes through the first cylindrical lens 8 is condensed on the optical sensor 7 by the action of the second cylindrical lens 14. Thereby, the difference in the height direction of the subject 5 is correctly detected by the optical sensor 7.

次に実施例2について図5と図6を用いて説明する。この実施例はポリゴンミラー3の面倒れについても解消するようにしたもので、コリメータレンズ2とポリゴンミラー3間に第3のシリンドリカルレンズ15を、fθレンズ4と被検体5間に第4のシリンドリカルレンズ16を設置した光学系としてある。ポリゴンミラー3は良く知られているように面倒れの問題がある。この問題をクリアするため第3のシリンドリカルレンズ15をコリメータレンズ2とポリゴンミラー3間に、ポリゴンミラー3の走査方向が稜線方向となるようにして設置する。さらにfθレンズ4と被検体5間にポリゴンミラー3の走査方向が稜線方向となるようにして第4のシリンドリカルレンズ16を設置する。
これでコリメータレンズ2からの平行光束は第3シリンドリカルレンズ15の作用によって、ポリゴンミラー3の反射面上に、ポリゴンミラー3の走査方向が線状となる光束として結像する。さらにこの線状に結像した光束の反射光をfθレンズ4と第4シリンドリカルレンズ16の作用によって被検体5上に集光する。このように第3と第4のシリンドリカルレンズ15、16を設置することによって実施例1で説明した機能を維持したままポリゴンミラー3の面倒れを補正することが出来る。
Next, Example 2 will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the surface tilt of the polygon mirror 3 is also eliminated. A third cylindrical lens 15 is provided between the collimator lens 2 and the polygon mirror 3, and a fourth cylindrical lens is provided between the fθ lens 4 and the subject 5. The optical system is provided with a lens 16. As is well known, the polygon mirror 3 has a problem of falling down. In order to clear this problem, the third cylindrical lens 15 is installed between the collimator lens 2 and the polygon mirror 3 so that the scanning direction of the polygon mirror 3 is the ridge line direction. Further, a fourth cylindrical lens 16 is installed between the fθ lens 4 and the subject 5 so that the scanning direction of the polygon mirror 3 is the ridge line direction.
Thus, the collimated light beam from the collimator lens 2 is imaged on the reflecting surface of the polygon mirror 3 as a light beam whose scanning direction of the polygon mirror 3 is linear due to the action of the third cylindrical lens 15. Further, the reflected light of the light beam formed in a linear shape is condensed on the subject 5 by the action of the fθ lens 4 and the fourth cylindrical lens 16. By installing the third and fourth cylindrical lenses 15 and 16 in this way, the surface tilt of the polygon mirror 3 can be corrected while maintaining the function described in the first embodiment.

以上、被検体5をICチッブとした例について説明してきたが、被検体5やその測定面6はこれだけにこだわらず、同様の各種のものに適用することができる。また図1などで説明した制御部9や表示部10は一般のパソコンに置き換えることが出来る。   The example in which the subject 5 is an IC chip has been described above, but the subject 5 and its measurement surface 6 are not limited to this and can be applied to various similar types. Further, the control unit 9 and the display unit 10 described with reference to FIG. 1 and the like can be replaced with a general personal computer.

高さ測定装置の全体構成を示した説明用の概略図。Schematic for description which showed the whole structure of the height measuring apparatus. 図1の光学系を簡略化して平面図として示した説明図。Explanatory drawing which simplified and showed the optical system of FIG. 1 as a top view. 光センサの高さ変化検出を説明する図。The figure explaining the height change detection of an optical sensor. 光学系中に第2シリンドリカルレンズを設置したときの説明図。Explanatory drawing when the 2nd cylindrical lens is installed in an optical system. 実施例2を説明するための概略図。Schematic for demonstrating Example 2. FIG. 図5の光学系を簡略化して示した説明用の正面図と平面図。The front view and top view for description which simplified and showed the optical system of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・レーザ光源 2・・・コリメータレンズ 3・・・ポリゴンミラー 4・・・fθレンズ 5・・・被検体 6・・・測定面 7・・・光センサ 8・・・シリンドリカルレンズ 9・・・制御部 10・・・表示部 13・・・反射面 14・・・第2シリンドリカルレンズ 15・・・第3シリンドリカルレンズ 16・・・第4シリンドリカルレンズ

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser light source 2 ... Collimator lens 3 ... Polygon mirror 4 ... f (theta) lens 5 ... Test object 6 ... Measuring surface 7 ... Optical sensor 8 ... Cylindrical lens 9. ..Control unit 10 ... Display unit 13 ... Reflecting surface 14 ... Second cylindrical lens 15 ... Third cylindrical lens 16 ... Four cylindrical lens

Claims (3)

レーザ光源と、この光源からのレーザ光を平行光束とするコリメータレンズと、コリメータレンズからの平行光束を走査するポリゴンミラーと、ポリゴンミラーからの走査光を被検体測定面上に集光すると共に、ポリゴンミラー反射面を入射瞳として光センサの受光面に集光させるfθレンズと、前記被検体測定面からの反射走査光の走査方向と同じ方向が稜線となるようにして被検体と光センサ間に設置したシリンドリカルレンズとを有し、シリンドリカルレンズの稜線方向と直角の方向がその受光面長手方向として設置した前記光センサに、被検体測定面からの走査光を集光するようにしたことを特徴とする高さ測定装置。 A laser light source, a collimator lens that converts the laser light from the light source into a parallel light beam, a polygon mirror that scans the parallel light beam from the collimator lens, and the scanning light from the polygon mirror are collected on the subject measurement surface, The fθ lens for condensing on the light receiving surface of the optical sensor with the polygon mirror reflecting surface as the entrance pupil, and between the subject and the optical sensor so that the same direction as the scanning direction of the reflected scanning light from the subject measuring surface is the ridge line. A cylindrical lens installed on the optical sensor, and the scanning light from the subject measurement surface is condensed on the optical sensor installed in the direction perpendicular to the ridge line direction of the cylindrical lens as the light receiving surface longitudinal direction. Characteristic height measuring device. 光センサとシリンドリカルレンズ間に、この光センサ受光面長手方向が稜線方向となるようにした第2シリンドリカルレンズを設置し、この第2シリンドリカルレンズによって光センサに被検体測定面からの走査光を集光するようにしたことを特徴とする請求項1記載の高さ測定装置。 A second cylindrical lens is installed between the optical sensor and the cylindrical lens so that the longitudinal direction of the light receiving surface of the optical sensor is the ridge line direction, and the scanning light from the subject measurement surface is collected on the optical sensor by the second cylindrical lens. The height measuring device according to claim 1, wherein the height measuring device is configured to emit light. コリメータレンズとポリゴンミラー間にポリゴンミラーの走査方向が稜線方向となるようにした第3のシリンドリカルレンズを設置し、fθレンズと被検体間にポリゴンミラーの走査方向が稜線方向がとなるようにした第4のシリンドリカルレンズを設置し、コリメータレンズからの平行光束を第3のシリンドリカルレンズでポリゴンミラーの走査方向に線状の光束としてその反射面上に集光し、その反射光をfθレンズと第4のシリンドリカルレンズで被検体上に集光して、ポリゴンミラーの面倒れを補正するようにしたことを特徴とする請求項1記載の高さ測定装置。
A third cylindrical lens is installed between the collimator lens and the polygon mirror so that the scanning direction of the polygon mirror is the ridge line direction, and the scanning direction of the polygon mirror is the ridge line direction between the fθ lens and the subject. A fourth cylindrical lens is installed, and the parallel luminous flux from the collimator lens is condensed on the reflecting surface as a linear luminous flux in the scanning direction of the polygon mirror by the third cylindrical lens, and the reflected light is reflected on the fθ lens and the first cylindrical lens. 4. The height measuring apparatus according to claim 1, wherein the cylindrical mirror of No. 4 collects light on the subject to correct surface tilt of the polygon mirror.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103913120A (en) * 2013-01-07 2014-07-09 纬创资通股份有限公司 Surface subsidence measuring method and measuring equipment thereof
CN107102312A (en) * 2017-06-06 2017-08-29 四川经曼光电科技有限公司 Laser scanning measurement instrument

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