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METHOD OF EVALUATING SURFACE ROUGHNESS AND ITS EVALUATION DEVICE meetings

Patent code P08P005775
Posted date Apr 25, 2008
Application number P2006-262605
Publication number P2008-082856A
Patent number P5256450
Date of filing Sep 27, 2006
Date of publication of application Apr 10, 2008
Date of registration May 2, 2013
Inventor
  • (In Japanese)井原 郁夫
  • (In Japanese)デデン ディアン スクマナ
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人長岡技術科学大学
Title METHOD OF EVALUATING SURFACE ROUGHNESS AND ITS EVALUATION DEVICE meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of evaluating surface roughness and its evaluation device capable of performing in-process evaluation of surface roughness having surface roughness of the order of a few μm to a few hundreds of μm by using ultrasonic scattering.
SOLUTION: The method of evaluating surface roughness comprises: transmitting a pulsed ultrasound 12 to a surface 10 of an evaluation object; detecting a coherent component of a pulsed ultrasound 15 reflected on the surface 10; and determining roughness height of the surface 10 of the evaluation object by an optimization technique from a value normalized by dividing the strength of the coherent component by the strength of a coherent component in the specular reflection and a frequency f of the pulsed ultrasound.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


機械加工部品の表面や半導体ウェーハーの表面等、表面粗さを把握したいという要求は少なくない。そのため接触法または非接触法により表面粗さを測定する種々の方法が実用化されている。接触法は古くから実用化されており種々の測定方法があるとはいえ、製造プロセスの途中での表面粗さ計測、いわゆるインプロセス計測には適用し難いという問題がある。



一方、光学的方法や電磁波的方法といった非接触法においては接触法のような問題はないが、評価対象物の表面性状によっては適用困難な場合がある。たとえば光散乱を利用して表面粗さを評価する場合、その原理上、評価可能な表面粗さが光の波長オーダー以下に制限されるため、1μmより粗い表面粗さの評価には適さないという問題がある。ところで、現実の評価対象物の表面性状は多種多様であり、数μm~数百μm 程度の表面粗さをインプロセスで評価したいという要求が少なくない。



このような事情から評価対象物の表面に超音波入射させ、その超音波の反射波を検出してインプロセスで表面粗さを評価する表面粗さ判定方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。



また、本発明の発明者らは、評価対象物の表面にパルス超音波入射させ、その反射超音波のコヒーレント成分から表面粗さを評価できる可能性について言及している(例えば、非特許文献1参照)。
【特許文献1】
特開平5-177512号公報
【非特許文献1】
材料試験技術 第50巻第2号 2005年4月 27~34頁

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、種々の評価対象物の表面粗さを評価できる表面粗さ評価方法および評価装置に関し、特にインプロセスにおける評価に好適なものである。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
評価対象物の表面に空気超音波送信子からパルス超音波を入射して前記表面で反射するパルス超音波を空気結合超音波センサにより検出し、前記空気結合超音波センサにより検出したコヒーレント成分の強度を鏡面反射におけるコヒーレント成分の強度で除して正規化した値(AU)と前記パルス超音波の周波数(f)と、から求まる各スペクトルにおける理論値と、そのスペクトルにおける計測値との差の総和が最小となるよう算出する最適化手法により評価対象物の表面の凹凸高さ(Rq)を求め
以下の数式から計算される非コヒーレント成分の理論値から計測により得られる非コヒーレント成分の計測値を差し引いた絶対値が最小となるように決定される最適化手法により評価対象物の表面の相関長(λ0)を求めることを特徴とする表面粗さ評価方法。
【数1】
 



ただし、λ0は表面相関長、AMは照射面積であり、またF、A、Bは
【数2】
 



ここで、θ1は入射角、θ2は反射角、θ3は散乱角である。
【数3】
 



パラメータgを用いて数式4を簡略化すると
【数4】
 



g≪1である表面に対して、
【数5】
 



g≫1である表面に対して、
【数6】
 



IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2006262605thum.jpg
State of application right Registered
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