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JP5441840B2 - 3次元形状測定装置 - Google Patents

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Description

本発明は、3次元形状測定装置に関わり、より詳細には格子パターン光を照射して測定対象物の3次元形状を測定する3次元形状測定装置に関する。
一般的に、3次元形状測定装置は、格子パターン光を測定対象物に照射して前記格子パターン光の反射イメージを撮影することによって測定対象物の3次元形状を測定する測定装置である。このような3次元形状測定装置は、ステージ、カメラ、照明ユニット、および中央処理部などを含む。
前記3次元形状測定装置を用いた測定対象物の3次元形状の測定は一般的に次のように行われる。まず、前記照明ユニットから出射される格子パターン光を前記ステージ上に配置された測定対象物に照射する。この際、前記格子パターン光は、N回移動しながら前記測定対象物に照射される。その後、前記カメラは前記測定対象物から反射される前記格子パターン光を検出して前記測定対象物のN個のパターン画像を取得する。続いて、前記中央処理部は、N−バケットアルゴリズム(N−bucket algorithm)を用いて前記N個のパターン画像から前記測定対象物の各位置による高さを算出する。このように算出された前記各位置による高さを総合すると、前記測定対象物の3次元形状を測定することができる。
従来の3次元形状測定装置は、3次元形状をより正確に測定するために格子パターン光を複数の方向から照射するものの、前記格子パターン光を生成するための格子パターンは、平面的に観測する時、前記格子パターン光の照射方向に平行な方向にN回移送される時のみに3次元形状を測定できるとの根本的な制約がある。よって、従来の格子パターンの移送方向は、格子パターンの配置方向に平行な方向、即ち、格子パターンの延長方向に垂直な方向に移送されていた。このため、正面から観測する時、左側に配置される格子ユニットは左下側から右上側に移送され、右側に配置される格子ユニットは右下側から左上側に移送されていた。
1つの格子移送ユニットを用いて前記のような2つの格子ユニットを移送することは難しいため、従来は前記複数の方向に対応してそれぞれ独立の格子移送ユニットを採用するか、あるいは反射ミラー(mirror)のような所定の光学システムを用いて前記のような移送方向を実現していた。
しかし、各格子パターン光に対して独立の格子移送ユニットを採用するかあるいは光学システムを利用する場合、複数の格子移送ユニットまたは、光学システムを設置しなければならないので製造コストが増加し、前記それぞれの格子移送ユニットを個別に制御および管理するかまたは光学システムを制御および管理する必要があるという問題点があった。
本発明が解決しようとする課題は、製造コストを低減し、かつ容易に管理することができる3次元形状測定装置を提供することにある。
また、本発明の解決しようとする他の課題は、製造コストの低減、照明部の小型化、検査精度の向上、および制御の単純化を図ることのできる基板検査装置を提供することにある。
また、本発明の解決しようとする更に他の課題は、前記基板検査装置を用いて基板を検査する基板検査方法を提供することにある。
本発明の一実施形態に係る3次元形状測定装置は、第1照明部と格子移送ユニットとを含む。前記第1照明部は、光を発生する第1光源ユニットと、前記第1光源ユニットから発生された光を第1格子パターンを有する第1格子パターン光に変更する第1格子ユニットと、を含む。前記第1照明部は、前記第1格子パターン光を第1方向から測定対象物上に照射する。前記格子移送ユニットは、第1格子ユニットを前記第1格子パターンの延長方向および前記第1格子パターンの配置方向に対して第1傾斜方向に移送させる。
前記3次元形状測定装置は、光を発生させる第2光源ユニットおよび前記第2光源ユニットから発生された光を第2格子パターンを有する第2格子パターン光に変更する第2格子ユニットを含む第2照明部を更に含む。前記第2照明部は、前記第2格子パターン光を前記第1方向と異なる第2方向から前記測定対象物上に照射する。前記格子移送ユニットは、前記第1格子ユニットおよび前記第2格子ユニットを格子移送方向に同時に移送して、前記第2格子パターンの延長方向および前記第2格子パターンの配置方向に対して第2傾斜方向に移送させる。
前記第1および第2格子ユニットは、それぞれ前記第1および第2傾斜方向の傾斜角を調節する傾斜角調節部を含み、前記第1および第2格子ユニットは、前記傾斜角を調節するために交換してもよい。
前記第1格子ユニットの第1格子パターンおよび前記第2格子ユニットの第2格子パターンは、平面から見た時、互いに平行方向および前記測定対象物に対する対称方向のうち、いずれか1つの延長方向を有してもよい。
前記第1格子パターン光および前記第2格子パターン光は、前記測定対象物上に直接照射されてもよい。
前記第1ユニットの第1等価格子移送方向および前記第2格子ユニットの第2等価格子移送方向は、前記格子移送方向と異なってもよい。
前記第1格子パターンの配置方向と前記格子移送方向との間の角度はθであり、前記第1格子移送ユニットの移送距離はdである時、等価格子移送距離はd/tanθであってもよい。
本発明の他の実施形態に係る3次元形状測定装置は、第1照明部と、第2照明部と、格子移送ユニットと、を含む。前記第1照明部は、光を発生させる第1光源ユニットおよび前記第1光源ユニットから発生された光を第1格子パターンを有する第1格子パターン光に変換する第1格子ユニットを含む。前記第1照明部は、前記第1格子パターン光を第1方向から測定対象物上に照射する。前記第2照明部は、光を発生させる第2光源ユニットおよび前記第2光源ユニットから発生された光を第2格子パターンを有する第2格子パターン光に変更する第2格子ユニットを含む。前記第2照明部は、前記第2格子パターン光を前記第1方向と異なる第2方向から前記測定対象物上に照射する。前記格子移送ユニットは、格子移送ユニットが2つの傾斜面上で移動するように、2つの傾斜面上にそれぞれ配置された前記第1格子ユニットおよび前記第2格子ユニットを同時に移送する。前記2つの傾斜面は、N角錐の角度を規定するために互いに隣接される。
前記格子移送ユニットは、前記第1格子ユニットおよび前記第2格子ユニットが配置された前記2つの傾斜面によって定義される前記角に沿って移動してもよい。
また、本発明の他の実施形態に係る基板検査装置は、光を発生させる光源ユニットと、前記光源ユニットから発生された光を格子パターン光に変更する格子ユニットと、前記格子パターン光を投射する投射レンズと、をそれぞれ含む複数の照明部と、前記投射レンズを透過した前記格子パターン光を測定対象物に提供する光経路変更部と、前記照明部の格子ユニットを予め決められた回数だけ同時に移送する格子移送ユニットと、前記測定対象物で反射された前記格子パターン光を撮像する撮像モジュールと、前記撮像モジュールで撮像された画像を用いて前記測定対象物を検査する制御部と、を含む。前記格子ユニットは、同一平面上に配置されて前記同一平面上にて前記格子移送ユニットによって同時に移送される。
前記光経路変更部は、前記投射レンズを透過した前記格子パターン光を反射させる複数の第1反射鏡と、前記第1反射鏡で反射された前記格子パターン光を反射させて前記測定対象物に提供する複数の第2反射鏡と、を含んでもよい。前記格子平面と前記投射レンズの基準面との間の角度を格子角(θgrat)として定義し、前記第1反射鏡の法線と前記格子平面となす角度を第1ミラー角(θmir1)として定義し、前記第2反射鏡の法線と前記格子平面となす角度を第2ミラー角(θmir2)として定義し、前記第1および第2反射鏡でそれぞれ反射されて検査基板へ入射される入射光と前記格子平面の法線となす角度を投射角(θproj)として定義する場合、前記投射レンズと前記第1および第2反射鏡は、数式“θmir1−θmir2=(θgrat+θproj)/2”の関係を有してもよい。
前記格子移送ユニットは、前記格子ユニットの格子パターン方向と異なる方向に前記格子ユニットを同時に移送してもよい。
前記投射レンズの基準面それぞれは、前記格子平面に対して所定の角度を形成してもよい。
また、本発明の他の実施形態に係る基板検査方法は、光を発生するとき、同一平面上に配置された格子ユニットの格子パターン方向と異なる格子移送方向に前記格子ユニットを前記同一平面に沿って一定のピッチで同時に移送し、前記格子ユニットを通過した格子パターン光を光経路変更部を通じて検査基板に提供し、前記検査基板から反射された前記格子パターン光を受光して撮像すること、を含む。
本発明によれば、格子移送ユニットは、格子ユニットを格子パターンの配置方向および格子パターンの延長方向に対して傾いた方向に移送させることによって、光経路変更手段のような光学システムを具備しなくても1つの格子移送ユニットで少なくとも2つの格子ユニットを移送させることができるため、製造コストを低減し、装置の制御および管理を容易に行うことができる。
また、格子パターンの配置方向と格子移送ユニットの移送方向との間の傾斜角を適切に調節することによって、実際の移送より大きい移送の効果を得るか、または精密な移送の効果を得ることができる。
また、1つの格子移送ユニットを用いて同一の格子平面に配置された格子ユニットを移動させることによって、前記格子移送ユニットの個数を削減して基板検査装置の製造コストをより低減することができ、照明部それぞれの大きさを小型化することができる。
また、従来の複数の格子移送ユニット間の移送偏差に起因する検査精度の低下を防止し、前記格子移送ユニットを独立して駆動しなければならないことに伴う制御の複雑性を緩和することができる。
本発明の一実施形態に係る3次元形状測定方法に用いられる3次元形状測定装置を示す概略図である。 従来の格子ユニットの移送方向を示す概略図である。 従来の格子ユニットの移送方向を示す概略図である。 図1の格子移送ユニットの具体的な移送方法の一例を示す概略図である。 図4の第1格子ユニットを示す概略図である。 図4の第2格子ユニットを示す概略図である。 図1の格子移送ユニットの具体的な移送方法の他の例を示す概略図である。 本発明の他の実施形態に係る格子移送ユニットの具体的な移送方法の一例を示す概略図である。 本発明の一実施形態に係る基板検査装置を示す平面図である。 図9の基板検査装置を側面から見た図である。 図10に示した基板検査装置の照明部のいずれか1つを示す側面図である。 図9における照明部の個数より多い照明部を有する基板検査装置を示す平面図である。 本発明の他の実施形態に係る基板検査装置を示す側面図である。
本発明は多様に変更することができ、多様な形態を有することができるが、ここでは、特定の実施形態を図面に例示して詳細に説明する。しかし、ここでの記載は、本発明を特定の開示形態に限定するのではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物、乃至代替物を含むことを理解すべきである。
第1、第2等の用語は、多様な構成要素を説明するために使用されるが、構成要素は用語によって限定されない。用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的としてのみ使用される。例えば、本発明の権利範囲から逸脱することなしに、第1構成要素は第2構成要素と称されてもよく、同様に第2構成要素も第1構成要素に称されてもよい。
本出願において用いた用語は、ただ特定の実施例を説明するためのものであって、本発明を限定するのではない。単数の表現は、文脈上、明白に相違が示されない限り、複数の表現を含む。
本出願において、「含む」または「有する」等の用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品、又はこれらを組み合わせたものが存在することを意図するものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品、又はこれらを組み合わせたもの等の存在または付加の可能性を予め排除しないことを理解しなければならない。
なお、異なるものとして定義しない限り、技術的であるか科学的な用語を含めてここで用いられる全ての用語は、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同一の意味を有している。一般的に用いられる辞典に定義されているもののような用語は、関連技術の文脈上で有する意味と一致する意味を有することと解釈すべきであり、本出願で明白に定義されない限り、異常にまたは過度に形式的な意味に解釈されない。
空間に関連する要件として、“下方に(beneath)”、“下方に(below)”、“下側の(lower)”、“上側に(above)”、“上方の(upper)”等は、図に示される一つの要件又は特徴と他の要件又は特徴の関係を開示する説明を容易にするために、以下で使用される。空間に関連する要件は、図において表現される動作に加えて、使用中又は動作中の装置の異なる動作を含むことを理解すべきである。例えば、図において装置が回転すれば、他の要件又は特徴の“下方に(beneath)”又は“下方に(below)”として表される要素は、その他の要件又は特徴の“上側に(above)”に配置される。このように、典型的な用語“下方に(below)”は、“上側に(above)”及び“下方に(below)”の両方向を含めることができる。装置は、他に配置される(90°又は他方向に回転される)こと、及びここで用いられる空間に関連する記述は、適宜解釈される。
ここで用いられる技術用語は、特定の実施の形態のみを記述する目的であり、本発明を制限するものではない。ここで用いられる単数形“a”、“an”及び“the”は、前後関係が明らかにされない限り、複数形も含むものとする。更に、用語“構成する(comprises)”及び/又は“構成する(comprising)”が本明細書において用いられる場合、規定された特徴、整数、ステップ、動作、要素、及び/又は構成要素の存在を示すが、一つ以上の他の特徴、整数、ステップ、動作、構成要素、及び/又はそのグループの存在または追加を排除するものではない。
本発明の一実施形態は、本発明の理想化した一実施形態の概略図(中間構造)である断面図を参照して説明する。その結果として、図面の形状からの変形例は、例えば、製造技術、及び/又は、許容範囲が予想される。その結果、本発明の一実施の形態は、ここに図示した範囲の特定の形状に限定して解釈されるものではなく、例えば、製造から生じる形状から逸脱するものも含まれる。例えば、長方形として図示された挿入部は、一般的にその端部が非挿入部に挿入されてから二元変更されるよりむしろ、挿入部の円くなった、又は湾曲した特徴、及び/又は、勾配を有している。同様に、挿入により形成される埋設領域は、埋設領域と表面との間の領域で行われる挿入の結果である。図形において図示された領域は、事実上の概要であり、それらの形状は装置の領域の実質的な形状を図示することを目的とするものではなく、本発明の範囲を制限することを目的とするものではない。
以下、添付図面を参照して本発明の一実施形態について詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る3次元形状測定方法に用いられる3次元形状測定装置を示す概略図である。
図1を参照すると、本発明の一実施形態に係る3次元形状測定方法に用いられる3次元形状測定装置は、測定ステージ部100、画像撮影部200、第1および第2照明部(300、400)を含む第1照明ユニット、格子移送ユニット500、第2照明ユニット600、画像取得部700、モジュール制御部800、および中央制御部900を含む。
前記測定ステージ部100は、測定対象物10を支持するステージ110および前記ステージ110を移送させるステージ移送ユニット120を含む。本実施形態では、前記ステージ110によって前記測定対象物10が前記画像撮影部200と前記第1および第2照明部(300、400)に対して移動することによって、前記測定対象物10での測定位置が変更されてもよい。
前記画像撮影部200は、前記ステージ110の上部に配置され、前記測定対象物10から反射された光を受光して前記測定対象物10の画像を測定する。即ち、前記画像撮影部200は、前記第1および第2照明部(300、400)で出射されて前記測定対象物10で反射された光を受光して、前記測定対象物10の平面画像を撮影する。
前記画像撮影部200は、カメラ210、結像レンズ220、フィルタ230、およびランプ240を含む。前記カメラ210は、前記測定対象物10から反射される光を受光して前記測定対象物10の平面画像を撮影する。前記カメラ210は、例えば、CCDカメラやCMOSカメラのいずれかが含まれる。前記結像レンズ220は、前記カメラ210の下部に配置され、前記測定対象物10で反射される光を前記カメラ210で結像させる。前記フィルタ230は、前記結像レンズ220の下部に配置され、前記測定対象物10で反射される光を透過させて前記結像レンズ220に提供する。前記フィルタ230は、例えば、周波数フィルタ、カラーフィルタ、および光強度調節フィルタのいずれか1つが含まれる。前記ランプ240は、円形状に前記フィルタ230の下部に配置され、前記測定対象物10の2次元形状のような特定画像を撮影するために前記測定対象物10に光を提供する。
前記第1照明部300は、例えば、前記画像撮影部200の右側に前記測定対象物10を支持する前記ステージ110に対して傾くように配置される。前記第1照明部300は、第1格子パターン光を第1方向から前記測定対象物10上に照射する。
前記第1照明部300は、第1光源ユニット310、第1格子ユニット320、および第1集光レンズ340を含む。前記第1光源ユニット310は、光源と少なくとも1つのレンズとで構成されて光を発生し、前記第1格子ユニット320は、前記第1光源ユニット310の下部に配置されて前記第1光源ユニット310で発生された光を第1格子パターンを有する第1格子パターン光に変更する。前記第1集光レンズ340は、前記第1格子ユニット320の下部に配置されて前記第1格子ユニット320から出射された前記第1格子パターン光を前記測定対象物10に集光させる。
前記第2照明部400は、例えば、前記画像撮影部200の左側に前記測定対象物10を支持する前記ステージ110に対して傾くように配置される。前記第2照明部400は、第2格子パターン光を前記第1方向と異なる第2方向に前記測定対象物10上に照射する。
前記第2照明部400は、第2光源ユニット410、第2格子ユニット420、および第2集光レンズ440を含む。前記第2光源ユニット410は、光源と少なくとも1つのレンズとで構成されて光を発生し、前記第2格子ユニット420は、前記第2光源ユニット410の下部に配置されて前記第2光源ユニット410で発生された光を第2格子パターンを有する第2格子パターン光に変更する。前記第2集光レンズ440は、前記第2格子ユニット420の下部に配置されて前記第2格子ユニット420から出射された前記第2格子パターン光を前記測定対象物10に集光させる。前記第2格子ユニット420は、第1格子パターンを除くと前記第1格子ユニット320と実質的に同一であり、第2格子パターンも第1格子パターンと同一であってもよい。
前記第1照明部300は、前記第1格子ユニット320をN回順次移動しながら前記測定対象物10上に第1格子パターン光をN回照射する時、前記画像撮影部200は、前記測定対象物10で反射された前記N個の第1格子パターン光を順次受光してN個の第1パターン画像を撮影する。また、前記第2照明部400は、前記第2格子ユニット420をN回順次移動しながら前記測定対象物10上に第2格子パターン光をN回照射する時、前記画像撮影部200は、前記測定対象物10で反射された前記N個の第2格子パターン光を順次受光してN個の第2パターン画像を撮影する。ここで、前記Nは自然数であって、例えば、3または4であってもよい。
一方、本実施形態では、前記第1および第2格子パターン光を発生させる照明装置として前記第1および第2照明部(300、400)を説明したが、これとは異なり、前記照明部の個数は3つ以上であってもよい。即ち、前記測定対象物10上に照射される格子パターン光は多様な方向に照射され、多様なパターン画像が撮影されてもよい。例えば、3つの照明部が前記画像撮影部200を中心に正三角形の形態に配置される場合、3つの格子パターン光が互いに異なる方向から前記測定対象物10上に照射されてもよい。例えば、4つの照明部が前記画像撮影部200を中心に正方形の形態に配置される場合、4つの格子パターン光が互いに異なる方向から前記測定対象物10上に照射されてもよい。また、前記第1照明ユニットは8つの照明部を含んでもよく、この場合8つの方向から格子パターン光を測定対象物10上に照射して画像を撮影してもよい。
前記格子移送ユニット500は、前記第1格子ユニット320を前記第1格子パターンの配置方向および前記第1格子パターンの延長方向に対してそれぞれ傾く方向に移送させ、前記第2格子ユニット420を前記第2格子パターンの配置方向および前記第2格子パターンの延長方向に対してそれぞれ傾く方向に移送させる。前記格子移送ユニット500は、前記第1格子ユニット320および前記第2格子ユニット420を同時に移送させてもよい。前記格子移送ユニット500の具体的な移送方式は後述する。
前記第2照明ユニット600は、前記測定対象物10の2次元的画像を取得するための光を前記測定対象物10上に照射する。一例では、前記第2照明ユニット600は、赤色照明610、緑色照明620、および青色照明630を含んでもよい。例えば、前記赤色照明610、前記緑色照明620、および前記青色照明630は、前記測定対象物10の上部で円形に配置されて前記測定対象物10にそれぞれ赤色光、緑色光、および青色光を照射してもよく、図1に示すようにそれぞれ異なる高さ配置されてもよい。
前記画像取得部700は、前記画像撮影部200のカメラ210と電気的に接続され、前記カメラ210から前記第1照明ユニットによるパターン画像を取得して保存する。また、前記画像取得部700は、前記カメラ210から前記第2照明ユニット600による2次元的画像を取得して保存する。例えば、前記画像取得部700は、前記カメラ210で撮影された前記N個の第1パターン画像および前記N個の第2パターン画像を受けて保存するイメージシステムを含んでもよい。
前記モジュール制御部800は、前記測定ステージ部100、前記画像撮影部200、前記第1照明部300、および前記第2照明部400と電気的に接続されて、これらを制御する。前記モジュール制御部800は、例えば、照明コントローラ、格子コントローラ、およびステージコントローラを含む。前記照明コントローラは、前記第1および第2光源ユニット(310、410)をそれぞれ制御して光を発生させ、前記格子コントローラは、前記格子移送ユニット500を制御して前記第1および第2格子ユニット(320、420)を移動させる。前記ステージコントローラは、前記ステージ移送ユニット120を制御して前記ステージ110を上下左右に移動させることができる。
前記中央制御部900は、前記画像取得部700および前記モジュール制御部800と電気的に接続されて、それぞれを制御する。具体的に、前記中央制御部900は、前記画像取得部700のイメージシステムから前記N個の第1パターン画像および前記N個の第2パターン画像を受けて、これを処理して前記測定対象物の3次元形状を測定する。また、前記中央制御部900は、前記モジュール制御部800の照明コントローラ、格子コントローラ、およびステージコントローラをそれぞれ制御してもよい。したがって、前記中央制御部900は、イメージ処理基板、制御基板、およびインターフェース基板を含んでもよい。
図2および図3は、従来の格子ユニットの移送方向を示す概略図である。図2は、従来の3次元形状測定装置を平面から見た概略図であり、図3は、従来の3次元形状測定装置を正面から見た概略図である。
図2および図3を参照すると、一例では、格子ユニット30が測定対象物10の左側に配置されて左下側から右上側へ移送される場合、前記格子ユニット30を移送するために、格子移送ユニット(図示せず)は、左下側から右上側へ前記格子ユニット30を移送しなければならない。
左上側から発生された光は、格子パターン光を形成するために前記格子パターン32を通過し、その格子パターン光は右下側へ照射される。前記格子パターン32を上部から平面的に観測する時、図2に示すように前記格子パターン32は、左側から右側へ移送され、その移送方向は前記格子パターン光を上部から平面的に観測する時の照射方向とほぼ同一またはほぼ平行である。具体的に、前記格子パターン32は、前記格子パターン32の配置方向にほぼ平行な方向、即ち前記格子パターン32の延長方向にほぼ垂直な方向にN回移送されて前記格子パターン光による反射画像を検出することによって前記測定対象物10の3次元形状が測定される。
したがって、少なくとも2つの方向から前記測定対象物10上に格子パターン光を照射する場合、前記格子ユニット30は、左下側から右上側へ移送され、前記測定対象物10の右側に配置される他の格子ユニット(図示せず)は右下側から左上側へ移送されるか、または左上側から上下側へ移送されなければならない。
その結果、前記測定対象物10の左側に配置される前記格子ユニット30と前記測定対象物10の右側に配置される他の格子ユニットは、同一の方向に移送できないため、前記左側の格子ユニット30と右側の格子ユニットに対応して、それぞれ個別の格子移送ユニットを採用するか、あるいは反射鏡のような光学システムを追加して上記のような移送方向を実現しなければならない。
図4は、図1の格子移送ユニットの具体的な移送方法の一例を示す概略図であり、図5は、図4の第1格子ユニットを示す概略図である。図6は、図4の第2格子ユニットを示す概略図である。図4〜図6は、図1の3次元形状測定装置の平面図である。
図4〜図6を参照すると、前記格子移送ユニット500は、移送ユニット510、連結部520、第1格子連結部530、および第2格子連結部540を含む。前記移送ユニット510は、例えば、PZT(Piezo electric)移送ユニットや微細直線移送ユニットのいずれかを含んでもよい。
前記移送ユニット510は、前記連結部520を介して前記第1格子連結部530および前記第2格子連結部540に連結される。前記移送ユニット510は、前記第1格子連結部530および前記第2格子連結部540によって前記第1格子ユニット320および前記第2格子ユニット420とそれぞれ連結されて、前記第1格子ユニット320および前記第2格子ユニット420を移送させる。
具体的に、上部から平面的に見た時、前記格子移送ユニット500は、前記第1格子ユニット320を前記第1格子パターン322の配置方向に対応するx方向に対する第1角度(θ1)および前記第1格子パターン322の延長方向に対応するy方向に対する第2角度(θ2)に傾いた方向に移送させる。また、前記格子移送ユニット500は、前記第2格子ユニット420を前記第2格子パターン422の配置方向に対応するu方向に対する第3角度(θ3)および前記第2格子パターン422の延長方向に対応するv方向に対する第4角度(θ4)に傾いた方向に移送させる。
前記格子移送ユニット500の上記のような移送によって、図5に示すように前記第1格子ユニット320の第1格子パターン322のある1つの質点322aは、前記格子移送方向に移送される。しかし、前記質点322aは、図5に示す第1等価格子移送方向に移送されると見なすこともできるので、前記格子移送ユニット500の上記のような移送によって前記第1格子パターン322は第1等価格子移送方向に移送されると見なしてもよい。結局、前記質点322aの実際の移送は前記格子移送方向に行われるが、前記質点322aは前記第1等価格子移送方向に移送されると見なしてもよい。
平面から見た場合、前記格子移送ユニット500の移送が距離dだけ行われると、前記第1格子パターン322は“d/tanθ1=dtanθ2”と同等の移送が行われる。よって、例えば、前記第1角度(θ1)が45°以下で前記第2角度(θ2)が45°を超える場合、前記格子移送ユニット500の実際の移送より大きい移送効果が得られる。また、例えば、前記第1角度(θ1)が45°を超えて前記第2角度(θ2)が45°以下である場合、前記格子移送ユニット500の実際の移送より精密な移送効果が得られる。
例えば、前記格子移送ユニット500は、前記第1格子ユニット320をx方向およびy方向のいずれか一方向に対して10°〜80°傾いた方向に移送させる。前記第1角度(θ1)が10°で前記第2角度(θ2)が80°である場合、等価移送の距離は約5.67dであり、実際の移送より5倍以上の移送効果が得られる。また、前記第1角度(θ1)が80°で前記第2角度(θ2)が10°である場合、前記等価移送の距離は約0.18dであって実際の移送より5倍以上の精密な移送効果が得られる。
一実施形態では、前記第1格子ユニット320は、前記第1格子パターン322の配置方向および前記第1格子パターン322の延長方向を調節することにより前記傾斜角を調節する傾斜角調節部(図示せず)を含んでもよい。他の実施形態では、前記第1格子ユニット320は、前記傾斜角を調節するために交換されてもよい。
一方、前記格子移送ユニット500の上記のような移送によって、図5に示すように、前記第2格子ユニット420の第2格子パターン422のある1つの質点422aは前記格子移送方向に移送されるが、図6に示す第2等価格子移送方向に移送されると見なしてもよい。よって、前記第2格子ユニット420の第2格子パターン422の実際の移送は前記格子移送方向に行われ、前記第2格子ユニット420の第2格子パターン422の移送は前記第2等価格子移送方向に移送されると見なしてもよい。
一実施形態では、前記第1格子ユニット320および前記第2格子ユニット420は、前記測定対象物10を挟んで両側にそれぞれ配置され、図4に示したように前記第1格子ユニット320の第1格子パターン322および前記第2格子ユニット420の第2格子パターン422は平面的に見た時、前記測定対象物10に対して実質的に対称である。この場合、第3角度(θ3)および第4角度(θ4)は、前記第1角度(θ1)および前記第2角度(θ2)とそれぞれ実質的に同一であり、u方向およびv方向は、前記x方向および前記y方向とそれぞれ前記測定対象物に対して実質的に対称である。
また、前記第1格子ユニット320の第1格子パターン322および前記第2格子ユニット420の第2格子パターン422は平面から見た時、前記測定対象物10に対して実質的に対称ではないこともある。
図4では、前記第1照明部300の第1格子ユニット320および前記第2照明部400の第2格子ユニット420は、前記格子移送ユニット500によって同一の方向に同時に移送される。したがって、前記第1および第2格子ユニット(320、420)を移送するためにそれぞれ独立した格子移送ユニットを使用する場合に比べて、コストが低減され、管理および制御により有利である。
一方、前記第1格子パターン光および前記第2格子パターン光は、例えば、鏡のような光経路変更手段を経ることなく前記測定対象物に直接照射される。この場合、光経路変更手段の設置コストが削減される。
図7は、図1の格子移送ユニットの具体的な移送方式の他の実施形態を示す概略図である。図7の移送方法は、図4の移送方法と第2格子ユニット420の第2格子パターン424による移送を除くと実質的に同一であるため、重複する詳細な説明は省略する。
図7を参照すると、前記第1格子ユニット320および前記第2格子ユニット420は、前記測定対象物10を間に挟んで両側にそれぞれ配置され、図7に示すように前記第1格子ユニット320の第1格子パターン322および前記第2格子ユニット420の第2格子パターン424は、平面から見た時、互いに平行な延長方向および互いに平行な配置方向を有する。
この場合、前記第3角度(θ3)および前記第4角度(θ4)は、前記第1角度(θ1)および前記第2角度(θ2)とそれぞれ実質的に同一であり、前記u方向および前記v方向は前記x方向および前記y方向とそれぞれ平行である。また、前記格子移送ユニット500が前記格子移送方向に前記第1および第2格子ユニット(320、420)を移送する場合、前記第1格子ユニット320の第1等価移送方向と前記第2格子ユニット420の第2等価移送方向は実質的に同一である。
前記格子移送ユニット500は、多面体の角に沿って移動する。前記第1格子ユニット320および前記第2格子ユニット420は、前記角を定義する隣接する2つの傾斜面の上にそれぞれ配置されて、前記2つの傾斜面上でそれぞれ移動される。この場合、前記3次元形状測定装置は、図1に示した第1および第2照明部(300、400)に加えて少なくとも1つの照明部を追加してもよい。
例えば、図1の3次元形状測定装置が3つ以上のN個の照明部を含み、測定対象物上にN個の方向から格子パターン光が照射される場合、前記3次元形状測定装置は前記N個の格子パターン光を照射するN個の格子ユニットを含んでもよい。この際、格子移送ユニットは隣接した2方向に対応する格子ユニットの移送を行ってもよい。
即ち、前記N個の格子ユニットは、N角錐を定義するN個の傾斜面上にそれぞれ配置され、前記格子移送ユニットは前記N角錐のいずれか1つの角に沿って移動され、前記第1および第2格子ユニットは前記N個の傾斜面のうち、前記角を定義する互い隣接した第1傾斜面および第2傾斜面上にそれぞれ配置されて、前記格子移送ユニットの移動に従って前記第1および第2傾斜面上でそれぞれ移動する。
前記Nは2の倍数であってもよい。即ち、N=2Kとして示すことができ(Kは2以上の自然数)、前記3次元形状測定装置は、それぞれ隣接した2つの格子ユニットの間に配置されて、前記隣接した2つの格子ユニットを移送するK個の格子移送ユニットを含んでもよい。前記K個の格子移送ユニットは、前記N角錐のN個の角に順次に1つおきに配置されてもよい。
以下、前記格子移送ユニットの移送方法の一例を図面を参照してより詳細に説明する。図8は、本発明の他の実施形態に係る格子移送ユニットの具体的な移送方法の一例を示す概略図である。
図8を参照すると、例えば、図1に示した3次元形状測定装置では、4つの照明部を含み、格子パターン光が4つの方向に照射される場合、格子移送ユニット502は隣接した2方向に対応する格子ユニット(320、420)の移送を行う。
例えば、前記格子移送ユニット502は、四角錐50のいずれか1つの角51に沿って移動し、前記第1格子ユニット320および前記第2格子ユニット420は、前記角51を定義する隣接した第1および第2傾斜面(52、54)上にそれぞれ配置されて前記第1および第2傾斜面(52、54)上でそれぞれ移動される。
上記のように移送する場合、前記格子移送ユニット502は、前記四角錐50の頂点53に向かって移動し、前記第1および第2格子ユニット(320、420)は前記四角錐50の頂点53から離れる方向に移送される。よって、例えば、前記第1および第2格子ユニット(320、420)がそれぞれ配置された第1および第2傾斜面(52、54)の第1および第2底辺(52a、54a)に平行であるように第1および第2格子パターン(322、422)が形成された場合、前記第1および第2格子ユニット(320、420)は前記第1および第2格子パターン(322、422)の配置方向および延長方向に対して所定の傾斜角だけ傾斜した方向に移送されるようになる。上記のような移送方式の結果として、図2〜図7で説明した移送効果と同様の効果を得ることができる。
図9は、本発明の一実施係に係る基板検査装置を示す平面図である。図10は、図9の基板検査装置を側面から見た図である。
図9および図10を参照すると、本発明の実施形態に係る基板検査装置は、ステージ(図示せず)に配置された検査基板70の表面の3次元形状を検査する検査装置であって、複数の照明部1100、格子連結ユニット1200、格子移送ユニット1300、撮像モジュール1400、および制御システム(図示せず)を含む。
前記照明部1100それぞれは、光源ユニット1110、格子ユニット1120、投射レンズ1130、および第1反射鏡1140と第2反射鏡1150を有する光経路変更部を含む。前記光源ユニット1110は、光源と、少なくとも1つのレンズで構成されて、光を発生させ、前記格子ユニット1120は、前記光源ユニット1110の下部に配置されて、前記光源ユニット1110で発生された光を格子パターンを有する格子パターン光に変更する。前記投射レンズ1130は、前記格子ユニット1120の下部に配置されて、前記格子ユニット1120から出射された前記格子パターン光を透過させる。前記第1反射鏡1140は、前記投射レンズ1130を透過した前記格子パターン光を反射させ、前記第2反射鏡1150は、前記第1反射鏡1140で反射された前記格子パターン光を反射させて前記検査基板70に提供する。
前記格子ユニット1120は、同一の格子平面(RP)を形成するように配置され、前記格子連結ユニット1200は、前記照明部1100の格子ユニット1120を互いに連結させる。前記格子ユニット1120は、多角形の各頂点に配置されてもよく、例えば、図9に示すように正方形の四つの頂点にそれぞれ配置されてもよい。
前記格子移送ユニット1300は、前記格子連結ユニット1200によって互いに連結された前記格子ユニット1120を前記格子平面(RP)に沿って格子移送方向(MD)に移動させる。前記格子移送ユニット1300は、前記格子ユニット1120を前記格子移送方向(MD)に沿って予め決められた回数だけ選択されたピッチで移動させる。前記格子移送ユニット1300は、図10に示すように、PZT(Piezo electric)移送ユニットであってもよいが、これとは異なる精密直線移送ユニットであってもよい。ここで、上記のように格子移送方向(MD)が前記格子平面(RP)に沿って移動するため、前記投射レンズ1130と前記格子ユニット1120の位置に対応する距離が一定に維持されて、前記格子ユニット1120の移送による倍率変化がなくなる。
前記格子移送方向(MD)は、前記格子ユニット1120の格子パターン方向(PD)と異なる方向である。即ち、前記格子移送ユニット1300は、前記格子ユニット1120を前記格子パターン方向(PD)と異なる方向に移動させる。前記格子パターン方向(PD)は、前記格子移送方向(MD)に対して約90°または約45°傾かせてもよい。
また、前記格子ユニット1120のうち、前記多角形の互いに向い合う頂点に配置された格子ユニットの格子パターン方向は互いに同一であってもよい。例えば、正方形の四つの頂点にそれぞれ配置された格子ユニットのうち、互いに向い合う2つの格子ユニットは約90°に傾いていて、他の2つの格子ユニットは約45°に傾いていてもよい。
前記撮像モジュール1400は、前記照明部1100からそれぞれで発生されて前記検査基板70から反射された前記格子パターン光を受光して撮像する。この際、前記撮像モジュール1400は、前記照明部1100の中心、例えば、正方形の中心に配置される。
前記撮像モジュール1400は、例えば、結像レンズ1410およびカメラ1420を含む。前記結像レンズ1410は、前記検査基板70から反射された前記格子パターン光を透過させて前記カメラ1420に提供する。この際、前記結像レンズ1410の基準面は、前記格子平面(RP)と平行であり、前記結像レンズ1410の基準面の法線と一致する前記結像レンズ1410の光軸は前記検査基板70の法線と一致する。前記カメラ1420は、前記結像レンズ1410から提供された前記格子パターン光を受光して撮像する撮像素子1422を含。撮像素子1422は、例えば、CCDカメラやCMOSカメラのいずれかを適用してもよい。
前記撮像モジュール1400は、フィルタ(図示せず)および円形ランプ(図示せず)を更に含んでもよい。前記フィルタは、前記結像レンズ1410の下部に配置され、前記検査基板70で反射される前記格子パターン光を透過させて前記結像レンズ1220に提供する。前記フィルタは、例えば、周波数フィルタ、カラーフィルタ、および光強度調節フィルタのいずれかが含まれる。前記円形ランプは、前記フィルタの下部に配置され、前記検査基板70の2次元形状のような特定画像を撮影するために前記検査基板70に光を提供する。
前記制御システムは、前記撮像モジュール1400で撮像された映像を用いて前記検査基板70を検査する。例えば、前記制御システムは、画像取得部、モジュール制御部、および中央制御部を更に含んでもよい。
前記画像取得部は、前記カメラ1420と電気的に接続され、前記カメラ1420から前記検査基板70のパターン画像を取得して保存する。前記モジュール制御部は、前記検査基板70を支持するステージ、前記撮像モジュール1400、および前記照明部1100と電気的に接続されて、これらを制御する。前記モジュール制御部は、例えば、前記光源ユニット1110を制御する照明コントローラ、前記格子移送ユニット1300を制御する格子コントローラ、および前記ステージを制御するステージコントローラを含んでもよい。前記中央制御部は、前記画取得得部および前記モジュール制御部と電気的に接続されてそれぞれを制御し、例えば、イメージ処理ボード、制御ボード、およびインターフェースボードを含んでもよい。
図11は、図10に示した基板検査装置の照明部の1つを示した側面図である。図11を参照して図9および図10に示した照明部の1つにいて詳しく説明する。まず、前記投射レンズ1130の基準面は、前記格子ユニット1120が配置された前記格子平面(RP)に対して所定の角度に傾けて配置される。前記格子平面(RP)と前記投射レンズ1130の基準面との間の角度を格子角(θgrat)として定義する。前記光源ユニット1110から発生する光の視野角の中心が前記投射レンズ1130の光軸と一致するように配置される。前記投射レンズ1130の光軸は、前記投射レンズ1130の基準面の法線方向と一致する。
続いて、前記第1反射鏡1140は、前記格子平面(RP)に対して一定の角度で傾くように前記投射レンズ1130の下部に配置される。前記第1反射鏡1140が前記格子平面(RP)となす角度、即ち前記第1反射鏡1140の法線方向と前記格子平面(RP)と平行な水平線とがなす角度を第1ミラー角(θmir1)として定義する。
最後に、前記第2反射鏡1150は、前記格子平面(RP)に対して一定の角度で傾くように前記第1反射鏡1140の下部に配置される。前記第1および第2反射鏡(1140、1150)は、前記撮像モジュール1400の結像レンズ1410の光軸を基準として両側に配置される。前記第2反射鏡1150が前記格子平面(RP)となす角度、即ち前記第2反射鏡1150の法線方向と前記格子平面(RP)と平行な水平線とがなす角度を第2ミラー角度(θmir2)として定義する。また、前記投射レンズ1130の光軸に沿って進行する光が前記第1および第2反射鏡(1140、1150)でそれぞれ反射されて前記検査基板70に入射される時、前記格子平面(RP)の法線、即ち前記結像レンズ1410の光軸となす角度を投射角(θproj)として定義する。
以下、上記定義した前記第1ミラー角(θmir1)、前記第2ミラー角(θmir2)、前記格子角(θgrat)、および前記投射角(θproj)を用いて、前記投射レンズ1410と前記第1および第2反射鏡(1140、1150)との間の関係を決定する。
まず、前記投射レンズ1130の光軸と前記格子平面(RP)と平行な水平線とがなす角度を第1入射角(θ1)として定義し、前記投射レンズ1130の光軸に沿って進行する光が前記第1反射鏡1140に反射されて前記第2反射鏡1150へ入射される方向と前記格子平面(RP)と平行な水平線とがなす角度を第2入射角(θ2)として定義する時、以下の数式(1)、数式(2)、および数式(3)を導出することができる。
θ1=90 +θgrat・・・・・・・・・・(1)
θ2=90−θproj−2・θmir2・・・(2)
θ1−θmir1=θmir1+θ2→
θ1=2・θmir1+θ2・・・・・・・・・(3)
続いて、数式(2)を数式(3)に適用すると、下記の数式(4)を導出することができる。
θ1=2・θmir1+90−θproj−2・θmir2・・・(4)
続いて、数式(4)を数式(1)に適用して整理すると、下記の数式(5)を導出することができる。
<数5>θgrat+θproj=2・(θmir1−θmir2)・・・・(5)
続いて、数式(5)をまた整理すると、下記の数式(6)を導出することができる。
θmir1−θmir2=(θgrat+θproj)/2・・・・(6)
よって、前記投射レンズ1410と前記第1および第2反射鏡(1140、1150)は上記数式(6)のような関係を有する。
一方、前記格子角度(θgrat)および前記投射角度(θproj)は、一般的に固定された値を有するため数式(6)を下記の数式(6−1)として示すことができる。

θmir1−θmir2=K(常数)・・・・・(6−1)
上記数式(6−1)を参照すると、前記投射レンズ1410が固定されている時、前記第1ミラー角(θmir1)と前記第2ミラー角(θmir2)との間の差が一定であるように、前記第1および第2反射鏡(1140、1150)を配置させる。
図12は、図9の照明部の個数より多い照明部を有する基板検査装置の平面図である。図12を参照すると、本実施形態では前記照明部1100の個数は増加または減少させてもよい。例えば、図9に示した4つの照明部1100に対して新たに4つの照明部1100を追加して、正八角形の各頂点にそれぞれ照明部1100を配置してもよい。新しく追加された4つの照明部1100の格子パターン方向(PD)は、すべて図9に示した格子移送方向(MD)に対して45°傾いて形成されてもよい。
本実施形態では、図9および図12のように前記照明部1100の個数、即ち前記格子ユニット1120の個数は3つ以上である。3つ以上の前記格子ユニット1120を1つの前記格子移送ユニット1300を用いて制御する時、前記格子ユニット1120が同一の前記格子平面(RP)に位置していなければ前記格子ユニット1120を制御することができない。それは、前記格子ユニット1120それぞれが互いに異なる格子平面に配置される場合、互いに交差する線が存在できないためである。
一方、上述した基板検査装置を用いて基板を検査する基板検査方法について説明する。まず、前記格子移送ユニット1300を用いて、前記格子ユニット1120を前記格子平面(RP)に沿って前記格子移送方向(MD)に一程のピッチで移動させる。その後、前記光源ユニット1110を用いて、前記一程のピッチで移動された前記格子ユニット1120に順次光を提供し、前記格子パターン光を前記検査基板70に照射する。続いて、前記撮像モジュール1400を用いて、前記検査基板70に照射されて反射された前記格子パターン光を順次撮像する。このように上記の過程を反復して行うことによって、前記検査基板70の画像情報を取得して前記検査基板70の表面の3次元形状を検査する。
上述のように、前記格子移送ユニット1300一つを用いて同一の前記格子平面(RP)に配置された前記格子ユニット1120を移動させることによって、前記格子移送ユニット1300の個数を減少させて、基板検査装置の製造コストをより低減することができ、照明部それぞれの大きさを小型化することができる。また、従来の複数個の格子移送ユニットを用いる時に発生する前記格子移送ユニット間の移送偏差に起因する検査精度の低下を防止することができ、前記格子移送ユニットを独立して駆動させなければならないことに伴う制御の複雑性を緩和することができる。
本実施形態では、前記照明部1100それぞれが前記第1および第2反射鏡(1140、1150)を有する前記光経路変更部を具備することによって、前記投射レンズ1130の撮像可用領域に用いることができ、前記投射レンズ1130を通過した前記格子パターン光は、一定の形状を維持しながら前記投射角(θproj)を有して前記検査基板70上に照射されることになる。
図13は、本発明の他の実施形態に係る基板検査装置を示す側面図である。図13に示した基板検査装置は、照明部1100の一部の特徴を除くと、図9〜図12を通じて説明した基板検査装置と実質的に同一であるため、同一の構成要素に対しては同一の参照符号を付与して詳しい説明は省略する。
図13を参照すると、本実施例に係る各照明部は、図10および図11とは違って前記第1および第2反射鏡(1140、1150)を含むことなく、光源ユニット(図示せず)、格子ユニット1120、および投射レンズ1130を含む。
まず、前記投射レンズ1130の基準面は、図10および図11と異なり、前記格子平面(RP)と水平に配置される。即ち、前記投射レンズ1130の光軸は前記格子平面(RP)の法線方向と一致する。
続いて、前記格子ユニット1120と前記投射レンズ1130は互いにそれるように配置される。即ち、前記格子ユニット1120の中心と前記投射レンズ1130の中心とが互いに一致することなく外れるように配置される。前記投射レンズ1130の中心は実質的に前記投射レンズ1130の光軸と一致する。また、前記格子ユニット1120は、前記投射レンズ1130の中心で重なるように配置されてもよい。その結果、前記投射レンズ1130において、実際の撮像が行われる撮像使用領域が撮像の可能な最大領域である撮像可能領域内に含まれる。
例えば、前記検査基板70の中心が前記投射レンズ1130の光軸を基準として第1側部に配置される時、前記格子ユニット1120は、前記第1側部と反対になる前記投射レンズ1130の光軸の第2側部に配置されてもよい。即ち、前記検査基板70の中心は、前記投射レンズ1130の光軸を基準として内側に配置され、前記格子ユニット1120は、投射レンズ1130の光軸を基準として外側に配置される。その結果、前記投射レンズ1130それぞれは、光軸を基準として両側とも使用できる撮像可用領域の一側領域に該当する撮像使用領域のみを用いることができる。
前記格子平面(RP)と前記投射レンズ1130の基準面との間の間隔を第1隔離距離(S1)として定義し、前記投射レンズ1130の基準面と前記検査基板70との間の間隔を第2隔離距離(S2)として定義する時、下記の数式(7)が得られる。
1/S1+1/S2=1/F(但し、Fは投射レンズ(1130)の焦点距離である)・・・・・(7)
また、前記投射レンズ1130の光軸と前記撮像使用領域の中心との間の水平距離を撮像中間距離(a)として定義し、前記投射レンズ1130の光軸と前記検査基板70の中心との間の水平距離を物体中間距離(b)として定義し、前記投射レンズ1130の光軸と前記検査基板70の法線との間の角度を投射角(θproj)として定義する時、上記の数式(7)を用いて以下の数式(8)および(9)を導出することができる。
a=S1・tan(θproj)・・・・・・(8)
b=S2・tan(θproj)・・・・・・(9)
したがって、本実施例に係る照明部それぞれは数式(8)および数式(9)のような関係を満足することができる。
上述のように、前記投射レンズ1130の基準面は、前記格子平面(RP)と水平になるように配置され、前記検査基板70および前記格子ユニット1120は、前記投射レンズ1130の光軸を基準として両側にそれぞれ配置されることによって、撮像使用領域が撮像可用領域の一部に縮小される代りに、図10および図11における第1および第2反射鏡(1140、1150)を省略することによって、基板検査装置の製造コストをより低減させることができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと理解される。
10 測定対象物
30 格子ユニット
32 格子パターン
50 四角錐
100 測定ステージ部
200 画像撮影部
300 第1照明部
320 第1格子ユニット
322 第1格子パターン
400 第2照明部
420 第2格子ユニット
422、424 第2格子パターン
500、502 格子移送ユニット
600 第2照明ユニット
700 画像取得部
800 モジュール制御部
900 中央制御部
1100 照明部
1110 光源ユニット
1120 格子ユニット
1130 投射レンズ
1140 第1反射鏡
1150 第2反射鏡
1200 格子連結ユニット
1300 格子移送ユニット
1400 撮像モジュール
1410 結像レンズ
1420 カメラ
PD 格子パターン方向
MD 格子移送方向
RP 格子平面

Claims (10)

  1. 光を発生する第1光源ユニットおよび前記第1光源ユニットから発生された光を第1格子パターンを有する第1格子パターン光に変更する第1格子ユニットを含み、前記第1格子パターン光を第1方向から測定対象物上に照射する第1照明部と、
    前記第1格子ユニットを前記第1格子パターンの延長方向に対して前記第1格子パターンの配置方向側に第1角度傾いた第1傾斜方向である格子移送方向に移送させる格子移送ユニットと、を含むことを特徴とする3次元形状測定装置。
  2. 光を発生する第2光源ユニットおよび前記第2光源ユニットから発生された光を第2格子パターンを有する第2格子パターン光に変更する第2格子ユニットを含み、前記第2格子パターン光を前記第1方向と異なる第2方向から前記測定対象物上に照射する第2照明部を更に含み、
    前記格子移送ユニットは、前記第2格子ユニットを前記第2格子パターンの延長方向に対して前記第2格子パターンの配置方向側に第3角度傾いた第2傾斜方向である前記格子移送方向前記第1格子ユニットと同時に移送させることを特徴とする請求項1に記載の3次元形状測定装置。
  3. 前記第1および第2格子ユニットは、それぞれ前記第1および第2傾斜方向の傾斜角度を調節する傾斜角調節部を含み、および/または、前記第1および第2格子ユニットは、前記傾斜角を調節するために交換可能であることを特徴とする請求項2に記載の3次元形状測定装置。
  4. 前記第1格子ユニットの第1格子パターンおよび前記第2格子ユニットの第2格子パターンは、平面から見た時、前記測定対象物に対して互いに平行な延長方向及び互いに平行な配置方向を有するか、または前記測定対象物に対して互いに対称な延長方向及び互いに対称な配置方向を有することを特徴とする請求項2に記載の3次元形状測定装置。
  5. 前記第1格子パターン光および前記第2格子パターン光は、前記測定対象物上に直接照射
    されることを特徴とする請求項2に記載の3次元形状測定装置。
  6. 前記第1格子ユニットの第1等価格子移送方向および前記第2格子ユニットの第2等価格子移送方向は、前記格子移送方向と異なることを特徴とする請求項2に記載の3次元形状測定装置。
  7. 前記第1格子パターンの配置方向と前記格子移送方向との間の角度θであり、前記第1格子移送ユニットの移送距離はdである時、等価格子移送距離はd/tanθであることを特徴とする請求項に記載の3次元形状測定装置。
  8. 前記第1光源ユニットは、前記第1格子パターンが配置された面の法線方向に光を発生することを特徴とする請求項1に記載の3次元形状測定装置。
  9. 光を発生する第1光源ユニットおよび前記第1光源ユニットから発生された光を第1格子パターンを有する第1格子パターン光に変更する第1格子ユニットを含み、前記第1格子パターン光を第1方向から測定対象物上に照射する第1照明部と、
    光を発生する第2光源ユニットおよび前記第2光源ユニットから発生された光を第2格子パターンを有する第2格子パターン光に変更する第2格子ユニットを含み、前記第2格子パターン光を前記第1方向と異なる第2方向から前記測定対象物上に照射する第2照明部と、
    前記第1格子ユニットおよび前記第2格子ユニットをN角錐の角を定義する隣接した2つの傾斜面上にそれぞれ配置し、前記第1格子ユニットおよび第2格子ユニットを前記2つの傾斜面上で移動するように、前記第1格子ユニットを前記第1格子パターンの延長方向および前記第1格子パターンの配置方向に対して第1傾斜方向の格子移送方向に移送させ、前記第2格子ユニットを前記第2格子パターンの延長方向および前記第2格子パターンの配置方向に対して第2傾斜方向の前記格子移送方向に前記第1格子ユニットと同時に移送させる格子移送ユニットと、を含むことを特徴とする3次元形状測定装置。
  10. 前記格子移送ユニットは、前記第1格子ユニットおよび前記第2格子ユニットが配置された前記2つの傾斜面によって定義される前記角に沿って移動することを特徴とする請求項に記載の3次元形状測定装置。
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