光學(xué)探測器、可裝配蓋和形狀測量設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于在無需接觸被測物的情況下測量該被測物的形狀的光學(xué)探測器等。
【背景技術(shù)】
[0002]用于測量被測物的形狀的非接觸測量設(shè)備的傳統(tǒng)示例包括采用光切測量方法的裝置。在光切法中，例如，向被測物照射具有線狀形狀的光并且利用二維光接收元件接收反射光。光接收元件所獲得的接收光分布由放大器進(jìn)行放大，之后進(jìn)行數(shù)字化，并且基于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)中的峰位置來檢測被測物的截面形狀。
[0003]日本特開2012-230097例如公開了包括基于具有線狀形狀的光的線方向來選擇性地反射該光并且向被測物照射該光的DMD (數(shù)字微鏡裝置)的光學(xué)探測器。DMD沒有向從被測物的表面區(qū)域上照射光的一個(gè)線中所選擇的預(yù)定區(qū)域照射光。因此，DMD可以抑制由于從多次反射接收到的光而發(fā)生錯誤值(虛像)(例如，參見日本特開2012-230097的說明書中的第
[0008]段和第
[0026]段)。
[0004]多次反射的一個(gè)情形如下:例如在被測物的表面具有相對較高的反射率(即，是鏡面)的情況下，來自被測物的鏡面反射光返回至探測器，然后該光進(jìn)一步被探測器反射并且指向被測物。在將反射離開探測器之后的這種反射定義為二次反射的情況下，光接收元件接收二次反射光，因而在接收光分布中發(fā)生錯誤值。
[0005]本發(fā)明提供一種即使在被測物的表面具有相對較高的反射率的情況下、也能夠抑制由于二次反射光而導(dǎo)致在接收光分布中發(fā)生錯誤值的光學(xué)探測器、可裝配蓋和形狀測量設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的一種光學(xué)探測器，包括:探測器蓋，其包括:與被測物相對的相對區(qū)域；以及出射區(qū)域和入射區(qū)域，用于使光穿過，其中所述出射區(qū)域和所述入射區(qū)域設(shè)置在所述相對區(qū)域中；以及光學(xué)系統(tǒng)，其設(shè)置在所述探測器蓋內(nèi)，用于經(jīng)由所述出射區(qū)域使光射出，并且還用于經(jīng)由所述入射區(qū)域接收被測物所反射的光，其中，所述探測器蓋的至少所述相對區(qū)域包括用于使所反射的光中沿著鏡面反射方向的光從來自所述出射區(qū)域的出射光照射在被測物上的位置起、在遠(yuǎn)離所述入射區(qū)域的方向上反射的面。
[0007]探測器蓋的相對區(qū)域包括用于使所反射的光中沿著鏡面反射方向的光在遠(yuǎn)離入射區(qū)域的方向上反射的面。因此，可以抑制入射到入射區(qū)域的二次反射光的量。因此，即使在被測物的表面具有相對較高的反射率的情況下，也可以抑制接收光分布中的錯誤值的發(fā)生。
[0008]所述面可以是被形成為跨度從所述出射區(qū)域至所述入射區(qū)域的平面，并且不與所述光學(xué)系統(tǒng)的出射光軸垂直。因此，可以實(shí)現(xiàn)所反射的光中沿著鏡面反射方向的光從來自出射區(qū)域的出射光照射在被測物上的位置起、在遠(yuǎn)離入射區(qū)域的方向上反射的面。
[0009]所述平面還可以被設(shè)置為相對于所述出射光軸成45°以上且85°以下的角度。在平面相對于出射光軸的角度大于85°的情況下，所反射的光中沿著鏡面反射方向的光在遠(yuǎn)離入射區(qū)域的方向上反射變得實(shí)質(zhì)更難。在平面的相對于出射光軸的角度小于45°的情況下，要入射到入射區(qū)域的測量光可能不再適當(dāng)入射，并且形狀測量可能無法有效地進(jìn)行。
[0010]所述面還可以是被設(shè)置成跨度從所述出射區(qū)域至所述入射區(qū)域的凸面或者是設(shè)置在所述出射區(qū)域和所述入射區(qū)域之間的凸面?？蛇x地，所述面可以是被設(shè)置成跨度從所述出射區(qū)域至所述入射區(qū)域并且形成臺階的曲柄形狀(即，臺階狀)的面。因此，可以實(shí)現(xiàn)用于使所反射的光中沿著鏡面反射方向的光從來自出射區(qū)域的出射光照射在被測物上的位置起、在遠(yuǎn)離入射區(qū)域的方向上反射的面。
[0011 ] 所述光學(xué)探測器還可以包括可裝配蓋，所述可裝配蓋被設(shè)置成能夠相對于所述探測器蓋進(jìn)行裝配和拆卸以覆蓋所述相對區(qū)域，所述可裝配蓋包括用于使所反射的光中沿著鏡面反射方向的光在遠(yuǎn)離所述入射區(qū)域的方向上反射的面。通過將可裝配蓋安裝在不具有該面的探測器蓋上，可以抑制入射到入射區(qū)域的二次反射光的量，并且可以抑制接收光分布中的錯誤值的發(fā)生。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一方面的一種可裝配蓋，包括:安裝部，用于連接至探測器蓋，所述探測器蓋包括與被測物相對的相對區(qū)域、以及用于使光穿過的出射區(qū)域和入射區(qū)域，其中所述出射區(qū)域和所述入射區(qū)域設(shè)置在所述相對區(qū)域中；相對部，其包括:開口，在所述可裝配蓋安裝在所述探測器蓋上以覆蓋所述相對區(qū)域的狀態(tài)下，所述開口分別與所述出射區(qū)域和所述入射區(qū)域相對，從而使得來自所述出射區(qū)域的出射光和入射到所述入射區(qū)域的測量光穿過；以及用于使所述被測物所反射的光中沿著鏡面反射方向的光從來自所述出射區(qū)域的出射光照射在被測物上的位置起、在遠(yuǎn)離所述入射區(qū)域的方向上反射的面。
[0013]可裝配蓋的相對部包括所反射的光中沿著鏡面反射方向的光在遠(yuǎn)離入射區(qū)域的方向上反射的面。因此，即使在被測物的表面具有相對較高的反射率的情況下，也可以抑制二次反射光的發(fā)生，結(jié)果可以抑制接收光分布中的錯誤值的發(fā)生。
[0014]所述探測蓋的至少所述相對區(qū)域的殼體結(jié)構(gòu)還可以由反射防止結(jié)構(gòu)或漫反射結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一方面的一種形狀測量設(shè)備，包括:光學(xué)探測器，其包括:探測器蓋，其具有與被測物相對的相對區(qū)域，并且還具有用于使光穿過的出射區(qū)域和入射區(qū)域，其中所述出射區(qū)域和所述入射區(qū)域設(shè)置在所述相對區(qū)域中；以及光學(xué)系統(tǒng)，其設(shè)置在所述探測器蓋內(nèi)，用于經(jīng)由所述出射區(qū)域使光射出，并且還用于經(jīng)由所述入射區(qū)域接收被測物所反射的光；臺，用于承載被測物；以及測量處理器，用于基于所述光學(xué)探測器所獲得的信號，來測量放置在所述臺上的被測物的形狀，其中，所述探測器蓋的至少所述相對區(qū)域包括用于使所反射的光中沿著鏡面反射方向的光從來自所述出射區(qū)域的出射光照射在被測物上的位置起、在遠(yuǎn)離所述入射區(qū)域的方向上反射的面。
[0016]根據(jù)本發(fā)明，即使在被測物的表面的反射率相對較高的情況下，也可以抑制由于二次反射光而導(dǎo)致在接收光分布中發(fā)生錯誤值。
【附圖說明】
[0017]在以下的詳細(xì)說明中，通過本發(fā)明的典型實(shí)施例的非限制性示例的方式參考所述的多個(gè)附圖來進(jìn)一步說明本發(fā)明，其中在附圖的幾個(gè)視圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相似的部件，并且其中:
[0018]圖1是主要示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的形狀測量設(shè)備的立體圖；
[0019]圖2是示意性示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的光學(xué)探測器的結(jié)構(gòu)的截面圖；
[0020]圖3是圖2所示的光學(xué)探測器的底面圖；
[0021]圖4是示出Scheimpflug光學(xué)系統(tǒng)的基本原理的說明圖；
[0022]圖5A和5B分別是線激光照射三角柱工件W的狀態(tài)的Y方向和X方向的圖；圖5C是在攝像元件的攝像面上所獲得的工件的觀察圖像；
[0023]圖6A是示出在測量具有鏡面的工件的情況下出現(xiàn)的情形的說明圖；圖6B是示出如何解決該情形的說明圖；
[0024]圖7示出使用傳統(tǒng)探測器的針對具有鏡面的工件的形狀測量結(jié)果的示例性圖像；
[0025]圖8示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的光學(xué)探測器；
[0026]圖9示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的另一示例性光學(xué)探測器；
[0027]圖10示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的又一示