(57)【要約】      （修正有）【課題】突起部が正反射しにくい形状をしていたり、突起部が小さい場合でも、平面から突出した高さを高精度で測定できる、突出部高さ測定装置及び方法を提供する。【解決手段】測定対象物に向けて第１のライン光を第１の方向から照射する第１ライン光照射部３と、突出部に向けて第２のライン光を第２の方向から照射する第２ライン光照射部４と、測定対象物の表面で反射した第１のライン光及び突出部の表面で反射した第２のライン光を第３の方向から撮像する撮像部５と、第１及び第２のライン光の入射角度及び撮像部で撮像された位置並びに撮像角度に基づいて突出部の高さを求める演算部とを備え、第１のライン光の入射角度及び撮像部撮像角度は、測定対象物表面に対して正反射の位置にあり、第２のライン光の入射角度は第１のライン光の入射角度と異なることを特徴とする突出部高さ測定装置１である。【選択図】図１
2013228264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物の表面に突出した突出部の高さを測定する突出部高さ測定装置であって、
前記測定対象物を載置する載置台と、
前記測定対象物に向けて第１のライン光を第１の方向から照射する第１ライン光照射部と、
前記突出部に向けて第２のライン光を第２の方向から照射する第２ライン光照射部と、
前記第１のライン光が前記測定対象物の表面で反射した第１の反射光と、前記第２のライン光が前記突出部の表面で反射した第２の反射光とを、第３の方向から撮像して画像イメージとして取得する撮像部とを備え、
前記観察対象物表面の法線に対して、前記第１の方向は第１の角度をなしており、前記第２の方向は第２の角度をなしており、前記第３の方向は第３の角度をなしており、
前記撮像部で取得した画像イメージのうち、前記第１の反射光により生じた輝点の位置情報と、前記第２の反射光により生じた輝点の位置情報とを取得する画像処理部を備え、
前記第１の角度と、前記第２の角度と、前記第３の角度と、前記第１の反射光により生じた輝点の位置情報と、前記第２の反射光により生じた輝点の位置情報とに基づいて前記突出部の高さを求める演算部とを備え、
前記第１の方向と前記第３の方向とは、前記測定対象物表面に対して正反射の位置にあり、
前記第１の角度と、前記第２の角度とは異なる角度である
ことを特徴とする突出部高さ測定装置。
【請求項２】
前記第１の角度に対して、前記第２の角度が大きい
ことを特徴とする、請求項１に記載の突出部高さ測定装置。
【請求項３】
第１のライン光の光量を調節する第１ライン光光量調節部又は、
第２のライン光の光量を調節する第２ライン光光量調節部を備えた、
ことを特徴とする、請求項１又は２のいずれかに記載の突出部高さ測定装置。
【請求項４】
第１ライン光照射部から測定対象物の被測定領域までの光路長に対して、
第２ライン光照射部から測定対象物の被測定領域までの光路長の方が長い
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の突出部高さ測定装置。
【請求項５】
第１のライン光の厚みを調節する第１ライン光線厚み調節部又は、
第２のライン光の厚みを調節する第２ライン光線厚み調節部を備えた
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の突出部高さ測定装置。
【請求項６】
第１のライン光の偏光を調節する第１ライン偏光調節部又は、
第２のライン光の偏光を調節する第２ライン偏光調節部を備えた
ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の突出部高さ測定装置。
【請求項７】
第１のライン光の波長と、第２のライン光の波長とが、異なる波長である
ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の突出部高さ測定装置。
【請求項８】
第１ライン光照射部と第２ライン光照射部とは、
それぞれ共通する光源部と、前記光源部から照射された光を分岐する光分岐器と、
光分岐器から分岐照射された光の方向を変える反射器又は偏光器とで構成されている
ことを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の突出部高さ測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置のチップや基板平面等の上に複数分布している突出部の前記平面から突出した高さ（いわゆる、バンプ高さ）を測定する、突出部高さ測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来は、測定対象となる基板平面に対し、斜め方向からライン状の光線を照射し、前記平面に対して垂直若しくは、前記ライン状の光線が正反射する方向から、ライン状の光線を撮像し、撮像したライン状の光線の相対位置と、撮像角度とに基づいて（いわゆる光切断原理によって）、基板平面から突出した突出部の高さを測定していた。
【０００３】
図１０は、従来の突出部高さ測定装置を示す斜視図である。
図１１は、従来の突出部高さ測定装置を正面図であり、図１０に対応している。
従来の突出部高さ測定装置１ｚは、基板１０表面上に点在する突出部１０ｂの高さを測定するために、照明部３ｚと観察部５ｚとを含んで構成されている。照明部３ｚは、ライン照明３１ｚを含んで構成されている。ライン照明３１ｚは、表面に対する法線１０ｖと角度θ１をなして、基板１０の被測定領域に向けてライン光３２ｚが照射されるように配置されている。
【０００４】
観察部５ｚは、レンズなどを含む鏡筒５４ｚと、撮像カメラ５５ｚとを含んで構成されており、基板１０の表面及び突出部１０ｂで反射した光５３ｚを観察できるように、表面に対する法線１０ｖと角度θ１をなして、配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１６７３２２号公報
【特許文献２】特開平１０−２０９２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の突出部高さ測定装置１ｚでは、基板表面で反射された光と、突出部表面で反射した光とでは、強度が異なるため、突出部が小さいと、突出部表面で反射した光の強度も下がる。つまり、撮像される輝点が小さい。この現象は、突出部が球面などの正反射しにくい形状である場合に顕著に表れる。
【０００７】
さらに、突出部が小さく、照射ビームの幅に対して十分な差がない場合、基板表面の位置を示すビームの厚みが太く明るいのに対し、突出部の頭頂部を示す輝点が小さく暗い状態で撮像されるため、正確な高さ測定を行うことが難しかった。
【０００８】
図１２は、従来の突出部高さ測定装置の観察部で撮像された例示画像であり、本来測定したい突出部１０ｂの頭頂部を示す輝点Ｂｒが小さく観察されている一方、測定対象ではない基板表面からの反射光Ａや突出部の隙間から回り込んだ光Ｆ’が強く観察されている様子を示している。
【０００９】
そこで本発明は、突出部が正反射しにくい形状をしていたり、突出部が小さい場合でも、平面から突出した高さを高精度で測定できる、突出部高さ測定装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
測定対象物の表面に突出した突出部の高さを測定する突出部高さ測定装置であって、
前記測定対象物を載置する載置台と、
前記測定対象物に向けて第１のライン光を第１の方向から照射する第１ライン光照射部と、
前記突出部に向けて第２のライン光を第２の方向から照射する第２ライン光照射部と、
前記第１のライン光が前記測定対象物の表面で反射した第１の反射光と、前記第２のライン光が前記突出部の表面で反射した第２の反射光とを、第３の方向から撮像して画像イメージとして取得する撮像部とを備え、
前記観察対象物表面の法線に対して、前記第１の方向は第１の角度をなしており、前記第２の方向は第２の角度をなしており、前記第３の方向は第３の角度をなしており、
前記撮像部で取得した画像イメージのうち、前記第１の反射光により生じた輝点の位置情報と、前記第２の反射光により生じた輝点の位置情報とを取得する画像処理部を備え、
前記第１の角度と、前記第２の角度と、前記第３の角度と、前記第１の反射光により生じた輝点の位置情報と、前記第２の反射光により生じた輝点の位置情報とに基づいて前記突出部の高さを求める演算部とを備え、
前記第１の方向と前記第３の方向とは、前記測定対象物表面に対して正反射の位置にあり、
前記第１の角度と、前記第２の角度とは異なる角度である
ことを特徴とする突出部高さ測定装置である。
【００１１】
上記の突出部高さ測定装置を用いるので、
照射された第１のライン光のうち、基板表面で反射する正反射光が最も強い光として、エリアカメラに撮像される。
一方、照射された第２のライン光のうち、バンプ頭頂部で反射した散乱光がエリアカメラにて撮像されるが、基板表面が鏡面に近い場合、基板表面で反射した光のほとんどが正反射するためエリアカメラにて撮像されない。或いは、基板表面が鏡面ではない場合には、弱い散乱光成分のみがエリアカメラにて撮像される。
そのため、第１のライン光を用いて基板表面の位置を計測し、第２のライン光を用いて突出部位置を計測し、第１及び第２ライン光の入射角度と、エリアカメラの観察角度とに基づいて、突出部高さを測定することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、
前記第１の角度に対して、前記第２の角度が大きい
ことを特徴とする、請求項１に記載の突出部高さ測定装置置である。
【００１３】
上記の突出部高さ測定装置を用いれば、
前記第２のライン光の入射角度が小さい場合に比べて、基板表面からの反射光と突出部からの反射光の撮像位置の差Ｈ’が実際の突出部高さｈに対して大きく拡大される。その結果精度よく突出部高さを測定することが可能となる。また、ノイズ成分（いわゆる、ワンバウンド輝点）の影響を軽減できる。そのため、より正確に突出部高さ測定することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、
第１のライン光の光量を調節する第１ライン光光量調節部又は、
第２のライン光の光量を調節する第２ライン光光量調節部を備えた、
ことを特徴とする、請求項１又は２のいずれかに記載の突出部高さ測定装置である。
【００１５】
上記の突出部高さ測定装置を用いれば、
基板表面の位置を計測するための第１のライン光と、突出部位置を計測するための第２のライン光を、それぞれの計測に適切な光量に設定することができ、撮像時のサチュレーションを抑えることができる。そのため、小さなバンプでも明るい輝点の画像を撮像できるので、より正確に突出部高さ測定することができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、
第１ライン光照射部から測定対象物の被測定領域までの光路長に対して、
第２ライン光照射部から測定対象物の被測定領域までの光路長の方が長い
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の突出部高さ測定装置である。
【００１７】
上記の突出部高さ測定装置を用いれば、
第１ライン光照射部の照射部と第２ライン光照射部とが近づけられない位置関係に設置したい場合でも、第１ライン光照射部又は第２ライン光照射部のどちらか一方のみ、光路長が長くなるように、前後にずらして配置することができる。この場合、第１ライン光及び第２ライン光の入射角度を選択する幅が広がるため、より適切な入射角度に設定した配置をすることができるので、より正確に突出部高さ測定することができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、
第１のライン光の厚みを調節する第１ライン光厚み調節部又は、
第２のライン光の厚みを調節する第２ライン光厚み調節部を備えた
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の突出部高さ測定装置である。
【００１９】
上記の突出部高さ測定装置を用いれば、
基板表面の位置を計測するための第１のライン光と、突出部位置を計測するための第２のライン光を、それぞれの計測に適切な厚みに設定することができる。
さらに、上述の発明のように光路長を変えた場合、光路長の変化に伴って当該ライン光の厚みが変化してしまうことを防ぐことができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、
第１のライン光の偏光を調節する第１ライン偏光調節部又は、
第２のライン光の偏光を調節する第２ライン偏光調節部を備えた
ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の突出部高さ測定装置である。
【００２１】
上記の突出部高さ測定装置を用いれば、
基板表面の位置を計測するための第１のライン光のうち、基板表面で反射する光を適切な強度に調節してエリアカメラで撮像し、
突出部位置を計測するための第２のライン光のうち、突出部で反射する光を適切な強度に調節してエリアカメラで撮像することができる。そのため、小さなバンプでも明るい輝点の画像を撮像できるので、より正確に突出部高さ測定することができる。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、
第１のライン光の波長と、第２のライン光の波長とが、異なる波長である
ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の突出部高さ測定装置である。
【００２３】
上記の突出部高さ測定装置を用いれば、
カラー画像を撮像できるエリアカメラを用いて、基板表面の位置を計測するための第１のライン光と、突出部位置を計測するための第２のライン光とを区別して認識することができる。
【００２４】
請求項８に記載の発明は、
第１ライン光照射部と第２ライン光照射部とは、
それぞれ共通する光源部と、前記光源部から照射された光を分岐する光分岐器と、
光分岐器から分岐照射された光の方向を変える反射器又は偏光器とで構成されている
ことを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の突出部高さ測定装置である。
【００２５】
上記の突出部高さ測定装置を用いれば、
共通する１つの光源から、２つのライン光を照射することができる。さらに、この形態であれば、反射器や偏光器の配置や種類を変えることで、第１ライン光と第２ライン光について、入射角度が異なるように配置したり、光量や厚みを調節したり、一方の光路長を長くしたり、偏光方向を別々に設定したりすることが容易にできる。
【発明の効果】
【００２６】
突出部が正反射しにくい形状をしていたり、突出部が小さい場合でも、平面から突出した高さを高精度で測定できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明を具現化する形態の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明を具現化する形態の一例を示す正面図である。
【図３】本発明を具現化する形態の一例を示す部分拡大正面図である。
【図４】本発明を具現化する形態の一例を示すシステム構成図である。
【図５】本発明を具現化する形態の別の一例を示す正面図である。
【図６】本発明を具現化する形態の別の一例を示す部分拡大正面図である。
【図７】本発明を具現化する形態の一例で球状突出部を観察する様子示す部分拡大正面図である。
【図８】本発明を具現化する形態の別の一例球状突出部を観察する様子示す部分拡大正面図である。
【図９】本発明を具現化する形態のさらに別の一例を示す正面図である。
【図１０】従来の突出部高さ測定装置を示す斜視図である。
【図１１】従来の突出部高さ測定装置を示す正面図である。
【図１２】従来の突出部高さ測定装置の観察部で撮像された例示画像である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明を実施するための形態について、図を用いながら説明する。
図１は、本発明を具現化する形態の一例を示す斜視図である。
各図において直交座標系の３軸をＸ、Ｙ、Ｚとし、ＸＹ平面を水平面、Ｚ方向を鉛直方向とする。特にＺ方向は矢印の方向を上とし、その逆方向を下と表現する。
本発明を具現化する突出部高さ測定装置１は、載置台２３と、第１ライン光照射部３と、第２ライン光照射部４と、撮像部５と、演算部８とを含んで構成されている。
【００２９】
［基板載置台］
基板載置台２３は、測定対象物となる基板１０を載置するものである。
具体的には、基板載置台２３は、上面が平坦に加工された金属板材に溝や孔が形成されたものや、多孔質セラミックを含んで構成されており、前記溝や孔、多孔質セラミックは、開閉制御用バルブを介して真空源に接続されている。そのため基板載置台２３は、基板１０を平坦な状態で保持することができる。
【００３０】
［第１ライン光照射部］
第１ライン光照射部３は、第１ライン照明部３１を含んで構成されている。
第１ライン照明部３１は、筐体の一端に設けられた出射口３１ｖから、所定の厚み３２ｔと所定の幅３２ｗを有するシート状の光線（いわゆる、ライン光）を外部に照射するものである。具体的には、第１ライン照明部３１は、内部にレーザダイオードが光源として組み込まれており、当該レーザダイオードから発せられたビームをシリンドリカルレンズを通過させたり、シリンドリカルミラーで反射させたりして、所定の厚み３２ｔを保った状態で幅方向（図で示すＸ方向）に引き延ばした光を第１のライン光３２として、出射口３１ｖから外部に照射する。なお、このライン光は、スリット光、帯状光線、ライトシートと呼ばれる場合もある。
【００３１】
第１ライン照明部３１は、上記形態のほか、光源にレーザ光線を用い、ポリゴンスキャナと組み合わせて、幅方向（Ｘ方向）に高速でスキャン照射するものであったり、光源にランプやＬＥＤなどを用い、照射された光を組合せレンズを用いて成形したり、スリットを通過させたりしてライン状に成形したものであっても良い。
【００３２】
第１ライン照明部３１は、突出部高さ測定装置１のフレーム（図示せず）に連結して取り付けられており、第１のライン光３２が、基板１０に向けて第１の方向から照射される様に配置されている。そのため、第１ライン光照射部３は、基板１０に向けて第１のライン光３２を第１の方向から照射することができる。なお、第１の方向から基板１０に向けて照射された第１のライン光３２は、基板１０の表面で反射し、その一部が、第３の方向に反射した第１の反射光５３ａとして後述の撮像部５で撮像される。
【００３３】
［第２ライン光照射部］
第２ライン光照射部４は、第２ライン照明部４１を含んで構成されている。
第２ライン照明部４１は、筐体の一端に設けられた出射口４１ｖから、所定の厚み４２ｔと所定の幅４２ｗを有するシート状の光線（いわゆる、ライン光）を外部に照射するものである。
具体的には、第２ライン照明部４１は、第１ライン照明部３１と同様の構成をしており、所定の厚み４２ｔを保った状態で幅方向（図で示すＸ方向）に引き延ばした光を第２のライン光４２として、出射口４１ｖから外部に照射する。
【００３４】
第２ライン照明部４１は、突出部高さ測定装置１のフレーム（図示せず）に連結して取り付けられており、第２のライン光４２が、基板１０に向けて第２の方向から照射される様に配置されている。そのため、第２ライン光照射部４は、基板１０に向けて第２のライン光４２を第２の方向から照射することができる。なお、第２の方向から基板１０に向けて照射された第２のライン光４２は、基板状の突出部１０ｂの表面で反射し、その一部が、第３の方向に反射した第２の反射光５３ｂとして後述の撮像部５で撮像される。
【００３５】
［撮像部］
撮像部５は、鏡筒５４と、撮像カメラ５５とを含んで構成されている。
鏡筒５４は、レンズなどの光学素子が組み込まれて構成されており、撮像カメラ５５に取り付けられている。鏡筒５４は、第１の方向から基板１０に向けて照射された第１のライン光３２が、基板１０の表面で反射し、第３の方向に反射した第１の反射光５３ａと、第２の方向から基板１０に向けて照射された第２のライン光４２が、基板状の突出部１０ｂの表面で反射し、第３の方向に反射した第２の反射光５３ｂとを通過させ、撮像カメラ５５の受光部に結像させる。
【００３６】
撮像カメラ５５は、エリアカメラを用い、レンズ５４を通して結像された、第１の反射光５３ａと第２の反射光５３ｂとを含む反射光５３を、イメージエリアセンサで画像イメージとして取得し、取得した画像イメージを、画像信号又は画像データとして外部に出力する。具体的には、前記イメージエリアセンサは、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの受光素子が２次元的に配列されたものが例示できる。
【００３７】
撮像カメラ５５は、突出部高さ測定装置１のフレーム（図示せず）に連結して取り付けられており、基板１０の表面で反射した第１のライン光及び突出部１０ｂの表面で反射した第２のライン光を第３の方向から撮像する様に配置されている。
【００３８】
図２は、本発明を具現化する形態の一例を示す正面図であり、図１に示した図と対応している。
この時、被測定領域の中心に、基板１０の表面に対する法線１０ｖを設定すると、法線１０ｖに対して、第１のライン光３２が照射される第１の方向は、第１の角度θ１をなして、第１ライン照明部３１が配置されている。同様に、第２のライン光４２が照射される第２の方向は、第２の角度θ２をなして、第２ライン照明部４１が配置されている。
撮像カメラ５５で撮像される反射光５３が照射される第３の方向は、第３の角度θ３をなして、撮像カメラ５５が配置されている。
また、第１ライン照明部３１と撮像カメラ５５とは、法線１０ｖを挟んで対向する位置（つまり、測定対象物に対して正反射の位置）に配置されている。
なお、第１の角度θ１と、第２の角度θ２とは異なる角度で、第１ライン照明部３１と第２ライン照明部４１が配置されている。
【００３９】
［高さ測定のためのキャリブレーション］
図３（ａ）は、本発明を具現化する形態の一例を示す部分拡大正面図であり、基板１０に向けて照射された第１のライン光３２と、基板１０の表面から第３の方向に反射した第１の反射光５３ａと、基板１０に向けて照射された第２のライン光４２と、基板１０の表面から第３の方向に反射した第２の反射光５３ｂと、撮像カメラ５５の受光素子５６との位置関係が示されている。
【００４０】
交点Ｍの、基板１０の表面からの高さＳｂについて、下記の様にして算出する。
まず、第１のライン光３２と、第２のライン光４２とが交わる点を、交点Ｍと定義する。また、交点Ｍから第３の方向（つまり、矢印５３ｖに示す方向）に進んだと仮に定義する光が、受光素子５６に入射する位置を、基準位置ｏｒｇと定義する。
基板１０の表面上の点Ｂ１から第３の方向に反射した第１の反射光５３ａが、受光素子５６に入射する位置を、位置ｆ１ｂと定義する。
基板上の表面上の点Ｂ２から第３の方向に反射した第２の反射光５３ｂが、受光素子５６に入射する位置を、位置ｆ２ｂと定義する。
【００４１】
なお、各位置ｏｒｇ，ｆ１ｂ，ｆ２ｂは、受光素子５６上の画素座標値によって表すことができる。さらに、受光素子５６の最端位置５６ｚを０ピクセルとし、矢印５６ｖに示す方向に画素座標値が増えていくものとする（以下、同様）。具体例を示すと、矢印５６方向に、１０８０ピクセルを持つ受光素子を用いた場合、例えば図３（ａ）に示す位置ｏｒｇは１００ピクセル、位置ｆ２ｂは７００ピクセル、位置ｆ１ｂは９００ピクセルとして出力される。
【００４２】
続いて、高さの測定及びそのためのキャリブレーションに用いる式について説明する。
突出部の高さについては、Ｚ方向に上向きを正の値として取り扱う。
【００４３】
交点Ｍの基板１０の表面からの高さＳｂは、基準位置ｏｒｇ、位置ｆ１ｂ，ｆ２ｂから下記の様にして算出される。
交点Ｍに対する位置Ｂ１の高さに対応する、基準位置ｏｒｇから位置ｆ１ｂまでの距離Ｌ１ｂは、以下の数式（１）で表される。
【００４４】
【数１】
2013228264.tif 000003
【００４５】
一方、交点Ｍに対する位置Ｂ２の高さに対応する、基準位置ｏｒｇから位置ｆ２ｂまでの距離Ｌ２ｂは、以下の数式（２）で表される。
【００４６】
【数２】
2013228264.tif 000004
【００４７】
交点Ｍの基板１０の表面からの高さＳｂは、以下の数式（３）（４）で表される。
なお、距離Ｌ１ｂ，Ｌ２ｂと、高さＳｂの値は、図３（ａ）に示すように、交点Ｍが基板１０の表面より上にあれば、負の値となる。逆に、交点Ｍが基板１０の表面より下にあれば正の値となる。
【００４８】
【数３】
2013228264.tif 000005
【００４９】
【数４】
2013228264.tif 000006
【００５０】
距離Ｌ１ｂと距離Ｌ２ｂを算出するに当たって、基準位置ｏｒｇは未知の値であるが、
高さＳｂが変化すると、距離Ｌ１ｂと距離Ｌ２ｂとは比例して変化する。
【００５１】
よって、比例定数Ｋを定義すると、以下の数式（５）で表される。
【００５２】
【数５】
2013228264.tif 000007
【００５３】
比例定数Ｋを構成する、距離Ｌ１ｂと距離Ｌ２ｂは、それぞれ上述の数式（３）（４）を変形すると、以下の数式（６）（７）で表される。
【００５４】
【数６】
2013228264.tif 000008
【００５５】
【数７】
2013228264.tif 000009
【００５６】
よって、比例定数Ｋは、以下の数式（８）で表され、角度θ１，θ２，θ３の関係から算出できる。
【００５７】
【数８】
2013228264.tif 000010
【００５８】
さらに数式（１）（２）（５）（８）より、比例定数Ｋは、次の数式（９）で表される。
【００５９】
【数９】
2013228264.tif 000011
【００６０】
数式（９）を変形すると、基準位置ｏｒｇは、以下の数式（１０）で表され、位置ｆ１ｂと、位置ｆ２ｂと、角度θ１，θ２，θ３の関係から算出した比例定数Ｋに基づいて、算出することができる。
【００６１】
【数１０】
2013228264.tif 000012
【００６２】
上述の手順は、測定前に行うものであり、キャリブレーションと呼ぶ。
【００６３】
［突出部の高さ測定］
次に、本発明を適用させて、基板１０上の突出部１０ｂの高さｈを求める手順を説明する。
図３（ｂ）は、本発明を具現化する形態の一例を示す部分拡大正面図であり、基板１０に向けて照射された第１のライン光３２と、基板１０の表面上の点Ｂから第３の方向に反射した第１の反射光５３ａと、基板１０に向けて照射された第２のライン光４２と、基板上の突出部１０ｂ上の点Ｔから第３の方向に反射した第２の反射光５３ｂと、撮像カメラ５５の受光素子５６との位置関係が示されている。
【００６４】
このとき、基板上の突出部１０ｂの高さｈは、第３の方向に反射した第１の反射光５３ａが受光素子５６に入射した位置ｆ１と、第３の方向に反射した第２の反射光５３ｂが受光素子５６に入射した位置ｆ３と、前記角度θ１〜θ３との関係に基づいて算出される。具体的な算出式については、以下に示す。
【００６５】
交点Ｍの基板１０の表面からの高さＳは、基準位置ｏｒｇ、位置ｆ１，ｆ３から下記の様にして算出される。
交点Ｍに対する位置Ｂの高さに対応する、基準位置ｏｒｇから位置ｆ１までの距離Ｌ１は、以下の数式（１１）で表される。
【００６６】
【数１１】
2013228264.tif 000013
【００６７】
一方、交点Ｍに対する位置Ｔの高さに対応する、基準位置ｏｒｇから位置ｆ３までの距離Ｌ３は、以下の数式（１２）で表される。
【００６８】
【数１２】
2013228264.tif 000014
【００６９】
交点Ｍの基板１０の表面からの高さＳは、以下の数式（１３）（１４）で表される。
なお、距離Ｌ１，Ｌ３と、高さＳの値は、図３（ｂ）に示すように、交点Ｍが基板１０の表面より上にあれば、負の値となる。逆に、交点Ｍが基板１０の表面より下にあれば正の値となる。
【００７０】
【数１３】
2013228264.tif 000015
【００７１】
突出部１０ｂ上に第２のライン光４２が照射される点Ｔと、点Ｔと交点Ｍとの距離Ｘ’を定義すると、距離Ｘ’は、以下の数式（１４）で表される。
【００７２】
【数１４】
2013228264.tif 000016
【００７３】
一方、点Ｔと点Ｂとのｚ方向の距離が、求めたい高さｈであり、交点Ｍに対応する基準位置ｏｒｇと、点Ｂ，点Ｔに対応する位置ｆ１，ｆ３と、高さＳの関係から、以下の数式（１５）を定義することができる。
【００７４】
【数１５】
2013228264.tif 000017
【００７５】
数式（１５）を変形し、距離Ｘ’を表す数式（１４）より、求めたい高さｈは、以下の数式（１６）で表され、上述のキャリブレーションで求めた基準位置ｏｒｇと、位置ｆ１，ｆ３と、角度θ１，θ２，θ３の関係から算出できる。
なお、上記の位置ｆ１は、本発明にかかる第１の反射光により生じた輝点の位置情報に、位置ｆ３は、本発明にかかる第２の反射光により生じた輝点の位置情報に、それぞれ対応する。
なお、点Ｔが点ＢよりもＺ方向に上にあれば、高さｈの値は、図３（ｂ）に示すように交点Ｍが基板１０の表面より上にあっても、逆に交点Ｍが基板１０の表面より下にあっても、正の値として算出される。
【００７６】
【数１６】
2013228264.tif 000018
【００７７】
［システム構成］
本発明を具現化する突出部高さ測定装置１は、画像処理部７と、演算部８とをさらに含んで構成されている。
図４は、本発明を具現化する形態の一例を示すシステム構成図である。
画像処理部７は、前記撮像部で取得した画像イメージのうち、第１の反射光５３ａにより生じた輝点の位置情報と、第２の反射光５３ｂにより生じた輝点の位置情報とを取得するものであり、上述した受光素子５６上の位置ｆ１，ｆ３を検出するものである。さらに画像処理部７は、上記キャリブレーションにおいて、第１の反射光５３ａにより生じた輝点の位置情報と、第２の反射光５３ｂにより生じた輝点の位置情報とを取得し、位置ｆ１ｂ，ｆ２ｂを検出する。
【００７８】
具体的には、以下のように構成されている。
画像処理部７は、撮像カメラ５５に接続された画像処理ユニット７０と、画像処理ユニット７０の実行プログラムを含んで構成されており、撮像カメラ５５から出力された画像イメージに対応する画像信号又は画像データが入力される。画像処理部７では、入力された画像イメージに含まれる輝点を検出する画像処理が行われ、輝点の位置情報が取得される。取得された輝点の位置情報は、演算部８に出力される。
【００７９】
演算部８は、画像処理部７で取得された各点の位置に基づいて、突出部１０ｂの高さｈを求めるものである。
具体的には、演算部８は、画像処理ユニット７０に接続された制御用コンピュータ８０と、制御用コンピュータ８０の実行プログラムを含んで構成されており、基準位置ｏｒｇを算出する数式（１０）や、求めたい高さｈを算出する数式（１６）、角度θ１，θ２，θ３が登録されている。そして、実行プログラムに基づいて、求めたい高さｈを算出するための演算が逐次行われるように構成されている。
突出部高さ測定装置１は、画像処理部７と演算部８とが上述の様な構成をしているので、反射光５３が受光素子５６に入射した位置に基づいて、基板上の突出部１０ｂの高さｈを求めることができる。
【００８０】
［基板移動部］
本発明を具現化する突出部高さ測定装置１は、基板移動部２と、制御部９とをさらに含んで構成しても良い。
基板移動部２は、突出部高さ測定装置１のフレームに取り付けられた第１ライン光照射部３と、第２ライン光照射部４と、撮像部５に対して、載置台２３を相対移動させるものである。具体的には、基板移動部２は、突出部高さ測定装置１の装置ベース（図示せず）上に載置されたＹ軸ステージ２１と、Ｙ軸ステージ２１上に取り付けられたＸ軸ステージ２２と、Ｘ軸ステージ２２上に取り付けられた基板載置台２３とを含んで構成する。
Ｙ軸ステージ２１は、その上に取り付けられたＸ軸ステージ２２をＹ方向に所定の速度で移動させ、所定の位置に位置決め移動させ、静止させるものである。
Ｘ軸ステージ２２は、その上に取り付けられた基板載置台２３をＸ方向に所定の速度で移動させ、所定の位置に位置決め移動させるものである。
【００８１】
制御部９は、基板移動部２を所定の速度で移動させ、所定の位置で静止させるものである。具体的には、制御部９は、Ｙ軸ステージ２１やＸ軸ステージ２２と接続された位置決め制御ユニット９０と、位置決め制御ユニット９０の実行プログラムを含んで構成されている。位置決め制御ユニット９０は、Ｙ軸ステージ２１やＸ軸ステージ２２をそれぞれ独立して制御し、基板載置台２３をＸ,Ｙ方向に独立して、所定の速度で移動させ、所定の位置に静止させる。
【００８２】
Ｙ軸ステージ２１やＸ軸ステージ２２が制御され、基板１０をどのように移動し、静止させるかは、制御用コンピュータ８０から位置決め制御ユニット９０に送信される、位置決め指令に基づいて制御が行われる。位置決め制御ユニット９０から制御用コンピュータ８０には、Ｙ軸ステージ２１やＸ軸ステージ２２の現在位置情報が送信される。制御用コンピュータ８０は、上述の演算により求められた、基板上の突出部１０ｂの高さｈと、Ｙ軸ステージ２１やＸ軸ステージ２２の現在位置情報とを併せて取得することができる。
【００８３】
基板移動部２と、制御部９とをさらに含んだ突出部高さ測定装置１は、上述の様な構成をしているので、基板載置台２３上に載置された基板１０を、Ｘ,Ｙ方向に所定の速度で移動させ、所定の位置に静止させることができ、第１ライン光照射部３と、第２ライン光照射部４と、撮像部５に対して、相対移動させることができる。そうすることで、基板１０の一部の被観察領域に対して第１のライン光３２と第２のライン光４２を照射して、反射光５３を撮像して、当該一部の被観察領域に含まれる突出部１０ｂの高さを測定するように構成した場合であっても、基板１０をＸ,Ｙ方向に独立して移動させて撮像し、基板１０全面に対して、突出部の高さを自動的に測定することができる。
【００８４】
つまり、撮像カメラ５５が基板１０上の一部の被観察領域を観察できるように構成されている場合、一度に基板１０上の突出部１０ｂの高さを取得することができなかった。しかし、基板１０をＸ,Ｙ方向に独立して移動させて小分けに撮像（いわゆる、分割撮像）を行い、後で前記分割撮像によって得られた測定結果を集約する。そうすることにより、最終的には、基板１０全面に対して撮像を行ない、基板１０上の全ての突出部１０ｂの高さを取得したのと同様の結果が得られる。
【００８５】
［第１の角度θ１と第２の角度θ２との関係］
上述した第１の角度θ１と第２の角度θ２との関係についてさらに詳しく述べると、どちらが大きくても（例えば、第１の角度θ１が４５度の場合、第２の角度θ２が３０度であっても、６０度であっても）、本発明を適用させることができる。
【００８６】
しかし、第１の角度θ１に対して第２の角度θ２が小さい形態の場合、高さ測定の分解能は、図３に示す距離Ｘ’に対応する距離Ｌ３の分解能となる。
そのため、第１ライン照明部３１と第２ライン照明部４１とを配置する際に、第１の角度θ１に対して、第２の角度θ２が大きくなるように配置することが、高さ測定の分解能を上げる観点からより好ましいと言える。
【００８７】
図５は、本発明を具現化する形態の別の一例を示す正面図である。
上述で図２を用いて説明した形態と比較すると、基板１０に対して第１ライン光照射部３と撮像部５とは同じ位置に配置されているが、第２ライン光照射部４を構成する第２ライン照明部４１が、第１ライン照明部３１よりも大きな角度で配置されている。
図６は、本発明を具現化する形態の別の一例を示す部分拡大正面図である。
図６（ａ）は、上述で図３（ａ）を用いて説明した形態と異なり、第２の角度θ２が、第１の角度θ１よりも大きくなるように、第１ライン照明部３１と第２ライン照明部４１とが配置されている。
さらに図６（ｂ）は、図６（ａ）と同様に、上述で図３（ｂ）を用いて説明した形態と異なり、第１の角度θ１に対して第２の角度θ２が大きくなるように、第１ライン照明部３１と第２ライン照明部４１とが配置されている。
【００８８】
この形態であれば、同じ高低差の突出部１０ｂの高さを測定する場合に、距離Ｘ’が大きくなるため、それに伴い距離Ｌ３も大きくなり、高さ測定の分解能を上げることが容易となる。
【００８９】
さらに、この形態であれば、下述のワンバウンド輝点の発生を防ぐことができるため、より好ましい。本発明を適用させて突出部の高さ測定をする際、Ｙ方向に基板１０を所定ピッチ動かし、静止させた状態で撮像を行う形態としても良いし、基板１０をＹ方向に一定速度で移動させながら所定の間隔でライン光をストロボ発光させて撮像を行う形態としても良い。
【００９０】
図７は、本発明を具現化する形態の一例で球状突出部を観察する様子示す部分拡大正面図である。
図７（ａ）は、先の時刻における、突出部１０ｂの位置と、第１のライン光３２と、第２のライン光４２と、撮像カメラ５５で撮像される反射光５３との位置関係が示されている。一方、図７（ｂ）は、Ｙ方向に所定ピッチＰｙ１動いた後の時刻おける、突出部１０ｂの位置と、第１のライン光３２と、第２のライン光４２と、撮像カメラ５５で撮像される反射光５３との位置関係が示されている。図７（ｂ）中の破線１０ｂ１’は、図７（ａ）に示した先の時刻における突出部１０ｂの位置を示している。
【００９１】
第１の角度θ１が第２の角度θ２よりも大きい場合、基板１０の表面の反射率が高く、突出部１０ｂが球状をしていると、以下のようになる。
即ち、図７（ａ）に示すような位置関係にあるとき、第２のライン光４２が突出部１０ｂの表面Ｓ１で拡散反射した光（散乱光）は、撮像素子５６に照射される光５３ｂとして矢印５３ｖに示す方向に反射される。
【００９２】
一方、図７（ｂ）に示すような位置関係にあるとき、突出部１０ｂの表面Ｓ１’で拡散反射された光（散乱光）のうち、受光素子５６にて受光される光は、突出部１０ｂの表面Ｓ１’で反射して直接的に受光素子５６に照射される第２の反射光５３ｂと、突出部１０ｂの表面Ｓ１’で反射してさらに基板１０の表面Ｓ２で反射して受光素子５６に照射されるワンバウンド光５３ｂ’と２つとなる。そのため、撮像カメラ５５で取得した画像イメージには、突出部１０ｂの表面Ｓ１’の輝点とともに、ワンバウンド光５３ｂ’による基板１０の表面Ｓ２の輝点が同時に観察されることになり、突出部１０ｂの表面Ｓ１’の輝点の正しい位置が判別できなくなる現象が発生する。このような、同時に観察される輝点をワンバウンド輝点と呼ぶ。
【００９３】
上記の現象を避けるために、第１の角度θ１に対して、第２の角度θ２が大きい状態で、第１ライン照明部３１と、第２ライン照明部４１とを配置する（例えば、第１の角度θ１が３０度なら第２の角度θ２を４５度としたり、第１の角度θ１が４５度なら第２の角度θ２を６０度とする）ことが好ましい。
【００９４】
図８は、本発明を具現化する形態の別の一例として、球状突出部を観察する様子示す部分拡大正面図であり、第２の角度θ２が、第１の角度θ１よりも大きくなるように、第１ライン照明部３１と第２ライン照明部４１とが配置されている。
図８（ａ）は、先の時刻における、突出部１０ｂの位置と、第１のライン光３２と、第２のライン光４２と、撮像カメラ５５で撮像される反射光５３との位置関係が示されている。
【００９５】
一方、図８（ｂ）は、Ｙ方向に所定ピッチＰｙ２動いた後の時刻おける、突出部１０ｂの位置と、第１のライン光３２と、第２のライン光４２と、撮像カメラ５５で撮像される反射光５３との位置関係が示されている。図８（ｂ）中の破線１０ｂ２’は、図８（ａ）に示した先の時刻における突出部１０ｂの位置を示している。
【００９６】
図８（ａ）に示すような位置関係にあるとき、第２のライン光４２が突出部１０ｂの表面Ｓ１で反射した光は、撮像素子５６に照射される光５３ｂとして矢印５３ｖに示す方向に反射される。
一方、図８（ｂ）に示すような位置関係にあるとき、第２のライン光４２が突出部１０ｂの表面Ｓ１で反射した光は、撮像素子５６にて観察されない。或いは、ワンバウンド輝点が同時に観察されることがないため、突出部１０ｂの表面Ｓ１の輝点の正しい位置が判別できなくなるといった現象は発生しない。第２のライン光４２が表面Ｓ０で反射してさらに突出部１０ｂの表面Ｓ１’で反射して受光素子５６に照射されるワンバウンド光５３ｂ’がワンバウンド輝点だが、上述のように同時に観察されることがないため、問題とならない。
【００９７】
［２つのライン光の光量調節］
突出部高さ測定装置１を構成する第１ライン光照射部３は、第１ライン照明部３１と接続された光量調節ユニット３８をさらに含んで構成しても良い。または、突出部高さ測定装置１を構成する第１ライン光照射部４は、第２ライン照明部４１と接続された光量調節ユニット４８をさらに含んで構成しても良い。
【００９８】
光量調節ユニット３８は、第１ライン照明部３１と接続されており、第１のライン光３２の光量を調節するためのものである。光量調節ユニット４８は、第２ライン照明部４１と接続されており、第２のライン光４２の光量を調節するためのものである。
具体的には、光量調節ユニット３８，４８は、第１ライン照明部３１や第２ライン照明部４１を構成する光源に印可する電圧や電流を調節して、光源の出力を調整するものである。
【００９９】
突出部高さ測定装置１において、基板１０の表面の粗度や反射率が、突出部１０ｂの表面のそれらと異なる場合、取得する画像イメージの中で、第１の反射光５３ａにより生じた輝点と、第２の反射光５３ｂにより生じた輝点とで、明るさが異なる。そうすると、画像処理によってこれらの輝点のどちらかが検出できなくなる恐れがあった。しかし、光量調節ユニットが備えられていれば、双方の輝点の明るさを調節することができ、画像処理により輝点や輝線の位置が検出しやすくなる。
【０１００】
［２つのライン光の光路長］
上述した第１及び第２のライン光３２，４２は、各出射口３１ｖ、４１ｖから基板１０の被測定領域までの距離が同じにあるように配置しても、異なるように配置しても、本発明を適用させることができる。
しかし、第１の角度θ１と第２の角度θ２とが近い場合、各出射口３１ｖ、４１ｖから基板１０の被測定領域までの距離が同じにあるように配置させようとすると、第１ライン照明部３１と第２ライン照明部４１とが接触してしまい、所望の角度に設定できない場合がある。このような場合は、どちらか一方、或いは両方の位置をずらして、各出射口３１ｖ，４１ｖから基板１０の被測定領域までの距離が異なるような位置に配置することが好ましい。
【０１０１】
［ライン光の厚み調節］
上述した第１のライン光３２と、第２のライン光４２は、所定の厚み３２ｔ，４２ｔと、所定の幅３２ｗ，４２ｗで、基板１０に向けて照射される。
ライン光の厚み３２ｔ，４２ｔは、測定したい突出部の高さよりも小さい寸法や、同程度の寸法、或いは大きい寸法を選択して、本発明を適用させることができる。
しかし、第１のライン光３２と、第２のライン光４２とは、所定の拡がり角をもって、厚み３２ｔ，４２ｔが変化する場合がある。
【０１０２】
また、ライン光の厚み３２ｔ，４２ｔが、突出部１０ｂの高さｈよりも大きい場合、ライン光の厚みの中に突出部１０ｂが埋もれてしまい、突出部１０ｂの高さｈを正しく測定できなくなる場合がある。
【０１０３】
そのため、第１ライン照明部３２は、第１のライン光３２の厚み３２ｔを調節する第１ライン光線厚み調節部を含んで構成する、或いは、第２ライン照明部４２は、第２のライン光４２の厚み４２ｔを調節する第２ライン光線厚み調節部を含んで構成することが好ましい。
具体的には、第１ライン光線厚み調節部は、第１ライン照明部３１において、内部に組み込まれているシリンドリカルレンズの位置を調整する機構を含んで構成したり、第１ライン照明部３１の出射口３１ｖに取り付けたスリットの太さを調整する機構を含んで構成したりする。第２ライン光線厚み調節部は、上述の第１ライン光線厚み調節部と同様の機構を含んで構成する。
【０１０４】
そうすることで、第１のライン光３２の厚み３２ｔや、第２のライン光４２の厚み４２ｔの、どちらか一方、或いは双方を調節して、ライン光の厚み３２ｔ，４２ｔを、突出部１０ｂの高さｈよりも小さく設定し、ライン光の厚みの中に突出部１０ｂが埋もれることを防ぐことができる。そのため、突起部１０ｂの表面Ｓ１で反射した光５３ｂが撮像カメラ５５で撮像されるので、受光素子５６上の位置ｆ３に基づいて、求めたい突出部１０ｂの高さｈの測定精度が向上する。
【０１０５】
［偏光の調節］
上述した第１のライン光３２と、第２のライン光４２は、特に偏光方向を限定することなく、偏光手段を用いることなく、本発明を適用させることができる。
しかし、基板表面が鏡面で突出部が球面などの正反射しにくい形状である場合、第１の反射光と第２の反射光の光量に大きな差が発生するため、突出部高さの測定が難しくなることがある。このような場合、光源側もしくはカメラ側に偏光手段を配置して用いることが好ましい。
【０１０６】
第１のライン光の偏光方向と、第２のライン光の偏光方向を同一にし、撮像側に偏光フィルタを設置することで、所望の偏光割合でエリアカメラに撮像する。この形態の場合、第１のライン光と第２のライン光にＰ偏光の照明を使い、基板表面が鏡面の場合、基板表面からはＰ偏光成分が多く反射され光量も高い、一方、突出部からはＳ偏光成分が比較的低い光量で反射される。これは、散乱によってＰ偏光成分とＳ偏光成分が比較的低い光量で反射されるためである。
【０１０７】
撮像側に設置した偏光フィルタの偏光割合をＳ偏光を多く入射するように設定し、基板表面からの反射光量を抑え、突出部からの反射成分を大きくエリアカメラに撮像させることが可能となる。
【０１０８】
そうすることで、基板表面で反射する偏光と突出部で反射する偏光の割合が最も良い状態でエリアカメラに撮像することができ、測定精度を向上させることができる。
【０１０９】
［波長の限定］
上述した第１のライン光３２と、第２のライン光４２は、特に仕様波長限定することなく、赤色、緑色、青色、白色光など、同一波長領域の光のみならず、異なる波長領域の光であっても良く、カメラ側の受光素子に対応する波長を含む光を照射するものであれば、本発明を適用させることができる。
しかし、第１のラインで鏡面の基板表面を撮像し、第２のラインで突出部を撮像する場合には第２のラインの基板表面からの反射光は正反射となり、カメラに入射しない。しかし、基板表面が鏡面ではなく、わずかに散乱する場合、第２のラインによる基板表面の反射光もカメラに入射することになる。また、第１のラインの突出部の反射光がカメラに強く入射するような場合もある。
このように第１のラインと第２のラインから多くの輝点が反射し、カメラに入射する場合は突出部の測定が難しくなることがある。このような場合、第１のラインと第２のラインの波長を異なるように設置することが好ましい。
そうすれば、波長によって撮像された輝点が第１のラインか第２のラインか判定する事が可能となる。
【０１１０】
［分岐手段］
上述した第１のライン光３２と、第２のライン光４２は、別個の光源を用意して配置することで、本発明を適用させることができる。しかし、別個の光源を用意すると、コストが高くなったり、小型化を図ろうとすると各構成機器のレイアウト上で制約が生じてしまう場合がある。このような場合、１つの共通する光源を用い、それを分岐し、分岐したそれぞれの光が角度θ１，θ２に設定して配置する構成とすることが好ましい。
【０１１１】
図９は、本発明を具現化する形態のさらに別の一例を示す正面図である。
上述の第１及び第２の照明部３，４に代えて、別の照明部６を配置する。別の照明部６は、ライン照明部６１と、分岐手段６３と、反射手段６４とを含んで構成されており、ライン照明部６１から照射されたライン光６２が分岐手段６３で分岐され、そのうち透過した光は第１のライン光６５ａとして基板１０に向けて照射される。一方、分岐手段６３で分岐されて反射した光は反射手段６４で反射され、第２のライン光６５ｂとして基板１０に向けて照射される。このとき、第１のライン光６５ａは、法線１０ｖに対して角度θ１をなし、第２のライン光６５ｂは、法線１０ｖに対して角度θ２をなすように配置される。
【０１１２】
また、反射した光５３は、法線１０ｖに対して角度θ３をなして反射され、観察部５の鏡筒５４を通してカメラ５５で観察できるように配置されている。
この様な形態にすれば、ライン照明部が１つで済むのでコストダウンを図れたり、分岐手段６３や反射手段６４を最適化設計することで、小型化を図ることができる。
【０１１３】
なお、分岐手段としては、ハーフミラー及びビームスプリッタを例示することができる。ハーフミラー及びビームスプリッタは、入射光の一部のエネルギー成分を透過光として通過させ、残りのエネルギーを反射光として取り出す仕組みをしている。
ハーフミラー及びビームスプリッタは、透過光及び反射光のエネルギー配分を設定したり、偏光方向を設定したり、波長を限定したりすることができる。そのため、分岐手段を用いた場合であっても、上述した本発明にそれぞれ適用させることができる。
【符号の説明】
【０１１４】
１      突出部高さ測定装置
２      基板移動部
３      第１ライン光照射部
４      第２ライン光照射部
５      撮像部
６      別の照明部
８      演算部
９      制御部
１０    基板
１０ｂ  基板上の突出部
１０ｃ  キャリブレーションツール
１０ｐ  格子状のパターン
１０ｆ  観察エリア
１０ｖ  法線
２１    Ｙ軸ステージ
２２    Ｘ軸ステージ
２３    基板載置台
３１    第１ライン照明部
３１ｖ  出射口
３２    第１のライン光
３２ｗ  第１のライン光の幅
３２ｔ  第１のライン光の厚み
３８    光量調節ユニット
４１    第２ライン照明部
４１ｖ  出射口
４２    第２のライン光
４２ｗ  第２のライン光の幅
４２ｔ  第２のライン光の厚み
４８    光量調節ユニット
５３    反射光
５３ａ  第１の反射光
５３ｂ  第２の反射光
５４    鏡筒
５５    撮像カメラ
５６    受光素子
６１    ライン照明部
６２    ライン光
６３    分岐手段（ビームスプリッタ）
６４    反射手段（ミラー）
６５ａ  第１のライン光
６５ｂ  第２のライン光
６８    光量調節ユニット
９０  制御用コンピュータ
９１  情報入力部
９２  情報出力部
９３  発報部
９４  情報記録部
９５  制御ユニット
９６  画像処理ユニット
ｏｒｇ  基準位置
ｆ１  位置
θ１  第１の角度
θ２  第２の角度
θ３  第３の角度
Ａ    基板表面からの反射光
Ｂｒ  突出部の頭頂部を示す輝点
Ｂ    基板平面上に第１のライン光が照射される点
Ｍ    第１のライン光と第２のライン光との交点
Ｔ    突出部上に第２のライン光が照射される点
Ｆ’  回り込んだ光
Ｓ１  球状突出部の表面
Ｓ２  基板の表面
【図１】
2013228264.tif 000019
【図２】
2013228264.tif 000020
【図３】
2013228264.tif 000021
【図４】
2013228264.tif 000022
【図５】
2013228264.tif 000023
【図６】
2013228264.tif 000024
【図７】
2013228264.tif 000025
【図８】
2013228264.tif 000026
【図９】
2013228264.tif 000027
【図１０】
2013228264.tif 000028
【図１１】
2013228264.tif 000029
【図１２】
2013228264.tif 000030