JP2017209744A - ワークの板厚計測用窓構造 - Google Patents

Abstract

【課題】窓部材を定盤の表面に安定して固定することができるワークの板厚計測用窓構造を提供する。【解決手段】ワークの板厚計測用窓構造１は、薄板状のワークＷを研磨する研磨装置２０１の上定盤２１１の上下面２１１ａ，２１１ｂを貫通する計測孔２と、計測孔２に挿入された窓部材３とを備える。窓部材３は、計測孔２に下端側が挿入された筒状部３１と、筒状部３１の下端に設けられた透光性の窓板３２とを有する。さらにワークの板厚計測用窓構造１は、筒状部３１の上端側の外周面３１ａを面接触するように保持して上定盤２１１の上面２１１ａに固定された固定部４を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、ワークの板厚計測用窓構造に関する。

従来、シリコンウエーハ、ガラス、セラミックス、水晶等の薄板状のワークの両面や片面を平坦にするためにワークを研磨する研磨装置が使用されている。

この研磨装置には、一般的に、ワークの研磨中にワークの板厚を計測する板厚計測装置が接続されている。この板厚計測装置としては、例えば、赤外線をワークに照射して反射した反射光を受光してワークの板厚を計測するものが知られている。

研磨装置の定盤には、例えば特許文献１に示すような計測用窓構造（ワークの板厚計測用窓構造）が設けられている。この計測用窓構造は、研磨装置の定盤の表裏面を貫通する計測孔に窓部材が取り付けられて形成されている。窓部材は、計測孔に一端側が挿入された筒状部と、筒状部の一端に設けられた透光性の窓板と、筒状部の他端に設けられた固定部とからなる。固定部は、定盤の表面に固定されている。このように構成されている特許文献１の計測用窓構造は、板厚計測装置から発せられた赤外線を筒状部に通して窓板に透過させてワークの表面に照射し、ワークの表面及び裏面で反射された反射光を窓板に透過させて筒状部に通して板厚計測装置に受光させる。

特開２０１３−２２３９０８号公報

しかしながら、特許文献１の計測用窓構造では、固定部が窓部材の筒状部の他端を保持して定盤の表面に固定されているため、窓部材は定盤の振動等により不意に傾く場合がある。その場合に窓部材は、ワークの板厚測定に必要な量の赤外線や反射光を透過させることができなくなるので、板厚計測装置で得られる板厚の計測値の精度が低下してしまう。そこで、窓部材を定盤の表面に安定して固定することができるワークの板厚計測用窓構造が要求されている。

本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、窓部材を定盤の表面に安定して固定することができるワークの板厚計測用窓構造を提供することを目的とする。

本発明のワークの板厚計測用窓構造は、薄板状のワークを研磨する研磨装置の定盤の表裏面を貫通する計測孔と、前記計測孔に一端側が挿入された筒状部及び前記筒状部の一端に設けられた透光性の窓板を有する窓部材と、前記筒状部の他端側の外周面を面接触するように保持して前記定盤の表面に固定された固定部とを備えることを特徴とする。

本発明のワークの板厚計測用窓構造では、固定部が筒状部の他端側の外周面を面接触するように保持するようにした。これにより固定部は、従来に比べて窓部材の筒状部を保持する範囲が広くなるので、窓部材の筒状部を予め調整された角度を維持しながら保持し続けることが可能になる。よって、本発明のワークの板厚計測用窓構造は、窓部材を定盤の表面に安定して固定することができる。

本発明の一実施の形態に係るワークの板厚計測用窓構造が適用された研磨システムの構成を示す模式図である。 本発明の一実施の形態に係るワークの板厚計測用窓構造の縦断面図である。 同実施の形態のワークの板厚計測用窓構造を構成するスリーブの平面図である。 図３のスリーブの正面図である。 同実施の形態のワークの板厚計測用窓構造を構成するカラーの縦断面図である。 同実施の形態のワークの板厚計測用窓構造を構成するハウジングの平面図である。 図６のＡ−Ａ断面図及びＢ−Ｂ断面図である。 同実施の形態のワークの板厚計測用窓構造を構成するキャップの平面図である。 図８のＣ−Ｃ断面図及びＤ−Ｄ断面図である。 同実施の形態のワークの板厚計測用窓構造を構成するカバーの平面図である。 図１０のカバーを上定盤の外周側から視た概略斜視図である。 図１０のカバーの概略底面図である。 同実施の形態のワークの板厚計測用窓構造を用いたワークの板厚計測方法を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態を図面にしたがって説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係るワークの板厚計測用窓構造１が適用された研磨システム１０１の構成を示す模式図である。この研磨システム１０１は、研磨装置２０１と、研磨装置２０１に接続された板厚計測装置３０１とを備える。図１を用いて、研磨装置２０１と板厚計測装置３０１の構成について簡単に説明する。

研磨装置２０１は、研磨剤を使用して薄板状のワークＷの両面を研磨するものである。この研磨装置２０１は、回転駆動する上定盤２１１及び下定盤２１２と、上定盤２１１及び下定盤２１２の駆動を制御する制御部２１３とを備える。

上定盤２１１の下面２１１ｂと下定盤２１２の上面２１２ａとには、それぞれ研磨パッド（図示せず）が取り付けられている。双方の研磨パッドの間にはキャリア２１４が配置されて下定盤２１２に載せられている。このキャリア２１４にはワークＷが保持されている。研磨装置２０１は、上定盤２１１及び下定盤２１２を回転駆動させて、双方の研磨パッドで研磨剤を供給しながらワークＷの両面を研磨するように構成されている。

板厚計測装置３０１は、研磨中のワークＷの板厚Ｗｔを計測するものである。この板厚計測装置３０１は、計測装置本体３１１と、計測装置本体３１１に接続されたレーザヘッド３１２及びデータ解析部３１３とを備える。

計測装置本体３１１は、図示しないが、赤外線Ｒａを発振する発振器と、反射光Ｒｂ（図１３参照）の干渉強度を測定する測定器とを備える。レーザヘッド３１２は、発振器から発振された赤外線Ｒａを研磨中のワークＷの表面Ｗａに照射するとともに、ワークＷの表面Ｗａ及び裏面Ｗｂで反射された反射光Ｒｂを受光するように構成されている。

データ解析部３１３は、入力側が計測装置本体３１１の測定器に接続され、出力側が研磨装置２０１の制御部２１３に接続されている。このデータ解析部３１３は、測定器から干渉強度の計測値を受けとり、この計測値に基づいてワークＷの板厚Ｗｔをリアルタイムで演算するように構成されている。さらにデータ解析部３１３は、演算して得られたワークＷの板厚Ｗｔを制御部２１３に送ることが可能なように構成されている。制御部２１３は、上定盤２１１及び下定盤２１２の回転駆動を制御するように構成されている。

上定盤２１１には、本実施の形態のワークの板厚計測用窓構造１が設けられている。このワークの板厚計測用窓構造１は、図１３に示すようにレーザヘッド３１２から発せられた赤外線Ｒａを通してワークＷの表面Ｗａに照射させ、ワークＷの表面Ｗａ及び裏面Ｗｂで反射された反射光Ｒｂを通してレーザヘッド３１２に受光させるために使用される。このワークの板厚計測用窓構造１の構成について以下に具体的に説明する。

図２は、ワークの板厚計測用窓構造１の縦断面図である。このワークの板厚計測用窓構造１は、研磨装置２０１の上定盤２１１の上下面（表裏面）２１１ａ，２１１ｂを貫通する計測孔２と、計測孔２に挿入された窓部材３と、窓部材３を保持して上定盤２１１の上面２１１ａに固定された固定部４とを備える。さらに、このワークの板厚計測用窓構造１は、窓部材３及び固定部４を覆って上定盤２１１の上面２１１ａに固定されたカバー５を備える。

計測孔２は、その径が上定盤２１１の下面２１１ｂから上面２１１ａに向けて形成されている。この計測孔２の上部には穴付きボルト６が挿入されて固定されている。この穴付きボルト６には挿通穴６ａが上下面を貫通して設けられている。穴付きボルト６の外周にはブッシュ７が嵌め込まれて上定盤２１１の上面２１１ａに固定されている。ブッシュ７の上面７ａには、穴付きボルト６が通されている中央穴７ｂの周りに複数の固定穴７ｃが設けられている。この複数の固定穴７ｃは、ブッシュ７の周方向に所定の間隔をおいて配置されている。なお、穴付きボルト６やブッシュ７を介さずに窓部材３を保持した固定部４を上定盤２１１の上面２１１ａに固定してもよい。

次に、窓部材３の構成について説明する。この窓部材３は、計測孔２に挿入された筒状部３１と、筒状部３１の下端に設けられた窓板３２を備える。さらに、筒状部３１の外周面３１ａを覆う被覆材３３を備える。

筒状部３１は、石英ガラス、ＢＫ−７等のガラス系材料、サファイア、樹脂等の材料により筒状に形成されている。筒状部３１の一端は開口されている。この筒状部３１は、中間部から下部にかけての部分３１ｂが、計測孔２に挿入されている。筒状部３１の上縁部３１ｄは、外側へ折り曲げられて鍔状に形成されている。

窓板３２は、石英ガラス、ＢＫ−７等のガラス系材料、サファイア、樹脂等の透光性を有する材料により板状に形成されている。この窓板３２は、筒状部３１の下端に溶着、接着、または一体成型等により設けられている。また、筒状部３１と窓板３２は、研磨剤や研磨かす等による傷つき発生防止の観点から、透光性を有する脆性材料により形成されることが好ましい。なお、筒状部３１及び窓部材３２の材料として脆性材料が選択される場合は、窓板３２は筒状部３１に溶着により設けられることが好ましい。被覆材３３は、樹脂からなる熱収縮チューブで構成されている。この被覆材３３は、筒状部３１の外周面３１ａに密着されている。

次に、固定部４の構成について説明する。この固定部４は、筒状部３１の上部３１ｃが挿通された挿通部４１と、挿通部４１の外周に嵌め込まれて上定盤２１１の上面２１１ａに固定された固定部本体４２とを備える。

挿通部４１は、スリーブ４１１と、スリーブ４１１の外周面４１１ｅの下部に嵌め込まれた円環状弾性部材４１２と、スリーブ４１１の外周面４１１ｅの中間部に嵌め込まれたカラー４１３とを備える。さらにこの挿通部４１は、スリーブ４１１の外周面４１１ｅの上部に嵌め込まれた円環状弾性部材４１４を備える。

スリーブ４１１は、樹脂により略円筒状に形成されている。スリーブ４１１の内部には、筒状部３１の上部３１ｃが被覆材３３を介して通されている。スリーブ４１１の上面４１１ａには、筒状部３１の上縁部３１ｄが被覆材３３を介して係止されている。

図３は、スリーブ４１１の平面図である。図４は、スリーブ４１１の正面図である。このスリーブ４１１は、スリーブ本体４１１１と、スリーブ本体４１１１の下部の外周に一体形成された鍔部４１１２とを備える。スリーブ本体４１１１は円筒状に形成されている。鍔部４１１２は円環状に形成されている。

スリーブ４１１の上面４１１ａ（スリーブ本体４１１１の上面）には、複数の上切り欠き４１１ｂが下方に向けて設けられている。この複数の上切り欠き４１１ｂは、スリーブ４１１の周方向に所定の間隔をおいて配置されている。スリーブ４１１の下面４１１ｃ（スリーブ本体４１１１及び鍔部４１１２の下面）には、複数の下切り欠き４１１ｄが上方に向けて設けられている。この複数の下切り欠き４１１ｄは、スリーブ４１１の周方向に且つ隣接する上切り欠き４１１ｂ，４１１ｂの間に配置されている。

図２に示すように円環状弾性部材４１２は、シリコーン等のゴム材料（例えばＯリング）などの弾性を有する部材により形成されている。この円環状弾性部材４１２は、スリーブ４１１の鍔部４１１２に支持されてスリーブ本体４１１１の外周面４１１ｅの下部に嵌め込まれている。

図５は、カラー４１３の縦断面図である。このカラー４１３は、円筒状に形成されている。カラー４１３の内周面４１３ａの上部４１３ｂは、内周面４１３ａの中間部４１３ｃよりも外側にテーパー状に広がるように形成されている。カラー４１３の内周面４１３ａの下部４１３ｄは、内周面４１３ａの中間部４１３ｃよりも外側にテーパー状に広がるように形成されている。図２に示すようにカラー４１３は、内周面４１３ａの下部４１３ｄを円環状弾性部材４１２に当ててスリーブ本体４１１１の外周面４１１ｅの中間部に嵌め込まれている。

図２に示すように円環状弾性部材４１４は、シリコーン等のゴム材料（例えばＯリング）などの弾性を有する部材により形成されている。この円環状弾性部材４１４は、カラー４１３の内周面４１３ａの上部４１３ｂに当ててスリーブ本体４１１１の外周面４１１ｅの上部に嵌め込まれている。

固定部本体４２は、ハウジング４２１と、ハウジング４２１の上面４２１ａに取り付けられたキャップ４２２とを備える。

ハウジング４２１は、円筒形の容器状に形成されている。このハウジング４２１は、ブッシュ７に支持されている。ハウジング４２１の下面４２１ｂには、ブッシュ７の中央穴７ｂと対向する位置に嵌合穴４２１ｃが上方に貫通して設けられている。この嵌合穴４２１ｃには、ブッシュ７の中央穴７ｂに通された穴付きボルト６の上部が嵌め込まれている。

ハウジング４２１の内部には挿通部４１が収容されている。このハウジング４２１は、挿通部４１の円環状弾性部材４１４、カラー４１３、円環状弾性部材４１２がキャップ４２２により押圧されることにより生じる円環状弾性部材４１４及び円環状弾性部材４１２の外周側（固定部本体４２側）への変形を規制し、円環状弾性部材４１４及び円環状弾性部材４１２の内周側（スリーブ４１１側）への変形のみを生じさせることでスリーブ４１１を内側（窓部材３側）へ縮ませて、このスリーブ４１１を被覆材３３を介して筒状部３１の上部３１ｃの外周面３１ａに均等に圧力がかかるように面接触させて締め付けている。

図６は、ハウジング４２１の平面図である。図７は、図６のＡ−Ａ断面図及びＢ−Ｂ断面図である。ハウジング４２１の上面４２１ａの周方向には、ブッシュ７の複数の固定穴７ｃ（図２参照）と対応する位置に、複数のハウジング固定穴４２１ｄが設けられている。この複数のハウジング固定穴４２１ｄは、ハウジング４２１の上面４２１ａから下面４２１ｂを貫通して形成されている。

図２に示すように各ハウジング固定穴４２１ｄ及びブッシュ７の各固定穴７ｃには、ハウジング固定用ネジ４２３がハウジング固定穴４２１ｄから通されてブッシュ７の固定穴７ｃで螺合している。これによりハウジング４２１は、ブッシュ７を介して上定盤２１１の上面２１１ａに固定されている。

図６及び図７に示すようにハウジング４２１の上面４２１ａには、ハウジング固定穴４２１ｄの周方向の一方側に、複数のハウジング調整穴４２１ｅが設けられている。この複数のハウジング調整穴４２１ｅは、ハウジング４２１の上面４２１ａから下面４２１ｂを貫通して形成されている。

図２に示すように各ハウジング調整穴４２１ｅには、ハウジング調整用ネジ４２４が通されて螺合している。ハウジング調整用ネジ４２４の下端はブッシュ７の上面７ａに当接している。このハウジング調整用ネジ４２４の上面には、ネジ穴４２４ａが設けられている。ハウジング調整用ネジ４２４は、このネジ穴４２４ａを回してねじ込み量を調整することによりハウジング４２１の取り付け角度が調整されるようになっている。

さらにハウジング４２１の上面４２１ａには、ハウジング固定穴４２１ｄの周方向の他方側に、複数のキャップ固定穴４２１ｆが設けられている。この複数のキャップ固定穴４２１ｆは、ハウジング４２１の上面４２１ａから下面４２１ｂを貫通して形成されている。

図８は、キャップ４２２の平面図である。図９は、図８のＣ−Ｃ断面図及びＤ−Ｄ断面図である。このキャップ４２２は円環状に形成されている。キャップ４２２の上面４２２ａの中央部分には挿通穴４２２ｃが設けられている。この挿通穴４２２ｃは、キャップ４２２の上面４２２ａから下面４２２ｂを貫通している。この挿通穴４２２ｃには、図２に示すように挿通部４１のスリーブ４１１が通されている。

キャップ４２２の下面４２２ｂには、挿通穴４２２ｃの周りに円環状の嵌合部４２２１が設けられている。この嵌合部４２２１は、図２に示すようにハウジング４２１の上端部とスリーブ４１１の上端部との間に嵌め込まれている。

図８及び図９に示すようにキャップ４２２の上面４２２ａにおいて挿通穴４２２ｃの周りには、ハウジング固定穴４２１ｄ（図６参照）と対応する位置に複数のハウジング固定用通し穴４２２ｄが設けられている。各ハウジング固定用通し穴４２２ｄは、ハウジング固定用ネジ４２３（図２参照）が通るようにキャップ４２２の上面４２２ａから下面４２２ｂを貫通して形成されている。

キャップ４２２の上面４２２ａにおいて挿通穴４２２ｃの周りには、ハウジング調整穴４２１ｅ（図６参照）と対応する位置に調整用通し穴４２２ｅが設けられている。各調整用通し穴４２２ｅは、ハウジング調整用ネジ４２４（図２参照）が通るようにキャップ４２２の上面４２２ａから下面４２２ｂを貫通して形成されている。

キャップ４２２の上面４２２ａにおいて挿通穴４２２ｃの周りには、複数のキャップ固定穴４２１ｆ（図６参照）と対応する位置に複数のキャップ固定用通し穴４２２ｆが設けられている。この複数のキャップ固定用通し穴４２２ｆは、キャップ４２２の上面４２２ａから下面４２２ｂを貫通して形成されている。図２に示すように各キャップ固定用通し穴４２２ｆ及びキャップ固定穴４２１ｆには、キャップ固定用ネジ４２５がキャップ固定用通し穴４２２ｆから通されてキャップ固定穴４２１ｆに螺合している。これによりキャップ４２２は、ハウジング４２１の上面４２１ａに取り付けられており、キャップ固定用ネジ４２５のねじ込み量を調整することによって、キャップ４２２の円環状弾性部材４１４及び円環状弾性部材４１２に対する押圧力を調整している。キャップ固定用ネジ４２５を締め付ける方向に回すに従ってキャップ４２２による円環状弾性部材４１４及び円環状弾性部材４１２への押圧力が増加し、円環状弾性部材４１４及び円環状弾性部材４１２の変形量が大きくなる。円環状弾性部材４１４及び円環状弾性部材４１２はキャップ４２２、ハウジング４２１およびカラー４１３に接しているため、それらの方向に円環状弾性部材４１４及び円環状弾性部材４１２は変形できず、スリーブ４１１の方向にのみ変形する。円環状弾性部材４１４及び円環状弾性部材４１２の変形量を大きくすればするほど、円環状弾性部材４１４及び円環状弾性部材４１２がスリーブ４１１側へせり出す量（変形量）が大きくなり、スリーブ４１１の内側（窓部材３側）方向への収縮量が大きくなる。したがって、キャップ固定用ネジ４２５のねじ込み量を調整することによって、スリーブ４１１の内側（窓部材３側）方向への収縮量を調整することができ、かつ筒状部３１の上部３１ｃの外周面３１ａに均等に圧力がかかるように面接触させて適切な力で締め付けることが可能となる。なお、上述の他に、キャップ固定用ネジ４２５のねじ込み量が最大となったとき、すなわちキャップ固定用ネジ４２５を締め切ったときが、円環状弾性部材４１４及び円環状弾性部材４１２の最適な変形量となるように調整してもよい。

図１０は、カバー５の平面図である。図１１は、カバー５を上定盤２１１の外周側から視た概略斜視図である。図１２は、カバー５の概略底面図である。図２と、図１０〜図１２を用いてカバー５の構成について説明する。図２に示すようにこのカバー５は、カバー本体５１と、カバー本体５１の上面５１２ｂに配置された透光板５２と、透光板５２をカバー本体５１の上面５１２ｂに取り付ける取り付け部５３とを備える。

カバー本体５１は、窓部材３、固定部４及びブッシュ７を覆って上定盤２１１の上面２１１ａに固定されている。このカバー本体５１は、透明な樹脂により円筒状（図１１参照）に形成されている。このカバー本体５１は、周壁５１１と、周壁５１１の上端に結合された上鍔５１２と、周壁５１１の下端に結合された底壁５１３とを備える。

周壁５１１は、窓部材３及び固定部４の外周を囲むように形成されている。周壁５１１の上端は、上定盤２１１の内周側から外周側（図２中の右側から左側）へ向けて斜め下方に切り欠かれている。

上鍔５１２は、上定盤２１１の内周側から外周側へ向けて斜めに下げて設けられている。この上鍔５１２は、固定部４を覆うように円環状（図１０及び図１１参照）に形成されている。上鍔５１２において筒状部３１の上端の開口部３１ｅと対向する部分には透過穴５１２ａが設けられている。さらに上鍔５１２の上面５１２ｂには、複数の取り付け穴５１２ｄが設けられている。

底壁５１３は、ブッシュ７の外周を囲むように円環状（図１２参照）に形成されている。この底壁５１３は、上定盤２１１の上面２１１ａに配置されている。この底壁５１３の側面には、複数のカバー固定穴５１３ａが貫通して設けられている。各カバー固定穴５１３ａには、カバー固定用ネジ５１５が通されて螺合している。各カバー固定用ネジ５１５の先端はブッシュ７の周面を押圧している。これによりカバー５は、ブッシュ７を介して上定盤２１１の上面２１１ａに固定されている。また、図１１及び図１２に示すように底壁５１３の下端から周壁５１１の下部には、複数の切り欠き５１３ｂが底壁５１３の周方向に設けられている。

透光板５２は、図２及び図１０に示すように透過穴５１２ａを塞いで配置されている。この透光板５２は、石英ガラス、ＢＫ−７等のガラス系材料、サファイア、樹脂等の透光性を有する材料により板状に形成されている。

取り付け部５３は、図２、図１０及び図１１に示すように、透光板５２をカバー本体５１の上鍔５１２の上面５１２ｂに押さえ付ける押さえ板５３１と、押さえ板５３１を上鍔５１２の上面５１２ｂに取り付ける複数のネジ５３２とを備える。

押さえ板５３１は、上定盤２１１の外周側へ開口したＣ字の板状に形成されている。これにより押さえ板５３１は、透光板５２の外周部分を囲むように設けられており本実施の形態の囲繞部を構成している。押さえ板５３１は上定盤２１１の外周側へ開口したＣ字の板状に形成されていることにより、押さえ板５３１の外周側には、押さえ板５３１の内部と外部とを連通する切り欠き５３１ｃ（連通部）が設けられている。この押さえ板５３１の上面５３１ａには、カバー本体５１の上鍔５１２の複数の取り付け穴５１２ｄと対応する位置に複数の取り付け穴５３１ｂが設けられている。複数のネジ５３２は、押さえ板５３１の複数の取り付け穴５３１ｂと上鍔５１２の取り付け穴５１２ｄとに通されて螺合している。

次に図１３を用いて、ワークの板厚計測用窓構造１を用いたワークＷの板厚計測方法を説明する。ワークＷの研磨中に板厚計測装置３０１のレーザヘッド３１２（図１参照）からカバー５の透光板５２を介して窓部材３に赤外線Ｒａが照射されると、赤外線Ｒａは窓部材３の筒状部３１の上端の開口部３１ｅから内部に照射される。照射された赤外線Ｒａは、下方の窓板３２を透過してワークＷの表面Ｗａに照射され、ワークＷの表面Ｗａ及び裏面Ｗｂで反射した反射光Ｒｂが窓板３２を透過し、上端の開口部３１ｅを経てカバー５の透光板５２を介して板厚計測装置３０１のレーザヘッド３１２に受光される。

次に、本実施の形態のワークの板厚計測用窓構造１の効果を列挙して説明する。

（１）本実施の形態のワークの板厚計測用窓構造１は、上定盤２１１の上下面２１１ａ，２１１ｂを貫通する計測孔２と、計測孔２に下端側（一端側）が挿入された筒状部３１及び筒状部３１の一端に設けられた透光性の窓板３２を有する窓部材３とを備える。さらに本実施の形態のワークの板厚計測用窓構造１は、筒状部３１の上端側（他端側）の外周面３１ａを面接触するように保持して上定盤２１１の上面２１１ａに固定された固定部４を備える。つまり、本実施の形態のワークの板厚計測用窓構造１では、固定部４が筒状部３１の他端側の外周面３１ａを面接触するように保持するようにした。これにより固定部４は、従来に比べて窓部材３の筒状部３１を保持する範囲が広くなるので、窓部材３の筒状部３１を予め調整された角度を維持しながら保持し続けることが可能になる。よって、本実施の形態のワークの板厚計測用窓構造１は、窓部材３を上定盤２１１の上面２１１ａに安定して固定することができる。さらに窓部材３は、上定盤２１１の上面２１１ａに安定して固定されることにより、上定盤２１１の振動等で不意に傾くことが抑えられる。これにより窓部材３は、ワークＷの板厚Ｗｔの測定に必要な量の赤外線Ｒａ及び反射光Ｒｂを確実に透過させることが可能になるため、板厚Ｗｔの測定精度の低下が抑えられる。

（２）本実施の形態のワークの板厚計測用窓構造１では、固定部４は、筒状部３１の上端側が通されたスリーブ４１１と、スリーブ４１１の外周面４１１ｅに嵌め込まれた円環状の弾性部材４１４、４１２とを備える。さらに固定部４は、円環状弾性部材の外周を拘束させて上定盤２１１の上面２１１ａに固定された固定部本体４２を備える。固定部本体４２は、円環状弾性部材の外周を押圧してスリーブ４１１を筒状部３１の上端側の外周面３１ａに均等に圧力がかかるように面接触させて締め付けることにより外周面３１ａを面接触するように保持して上定盤２１１の上面２１１ａに固定されている。これにより固定部４は、窓部材３の筒状部３１を保持する範囲が広くなるので、窓部材３の筒状部３１を予め調整された角度を維持しながら保持し続けることが可能となる。よって、本実施の形態のワークの板厚計測用窓構造１は、窓部材３を上定盤２１１の上面２１１ａに安定して固定することができる。特に、筒状部３１が石英ガラス、ＢＫ−７等のガラス系材料、サファイアのような脆性材料を用いる場合は、スリーブ４１１により筒状部３１の上端側の外周面３１ａを押付圧力を分散させながら局所的な圧力がかからないように面接触するように保持することが可能になる。よって、本実施の形態のワークの板厚計測用窓構造１は、窓部材３の破損を防止しつつ窓部材３を上定盤２１１の上面２１１ａに安定して固定することができる。

（３）本実施の形態のワークの板厚計測用窓構造１では、スリーブ４１１の両端側に、それぞれ複数の切り欠き（上切り欠き４１１ｂ、下切り欠き４１１ｄ）が周方向に所定の間隔で設けられている。このためスリーブ４１１は、切り欠きがない場合に比べて全体的に縮みやすくなり、筒状部３１の上端側の外周面３１ａに対する接触面積が多くなる。これにより固定部４は、筒状部３１の上端側の外周面３１ａをさらに押付圧力を分散させながら局所的な圧力がかからないように保持することが可能になる。よって、本実施の形態のワークの板厚計測用窓構造１は、窓部材３の破損をさらに防止しつつ窓部材３を上定盤２１１の上面２１１ａに安定して固定することができる。

（４）本実施の形態のワークの板厚計測用窓構造１では、筒状部３１及び窓板３２は、透光性を有する脆性材料で形成されている。これにより筒状部３１及び窓板３２は、赤外線Ｒａや反射光Ｒｂの透過の妨げの要因となる、研磨剤や研磨かす等による傷の発生を抑制できる。また窓板３２は、筒状部３１の一端に溶着されて設けられているので、筒状部３１の一端に接着されて設けられている場合に比べて剥がれにくくなる。よって、本実施の形態のワークの板厚計測用窓構造１は、窓部材３の耐久性を上げつつ窓部材３を上定盤２１１の上面２１１ａに安定して固定しながらワークＷを精度よく確実に測定することができる。

（５）本実施の形態のワークの板厚計測用窓構造１は、窓部材３及び固定部４を覆って上定盤２１１の上面２１１ａに固定されたカバー５を備える。このカバー５は、筒状部３１の上端の開口部３１ｅと対向する部分に、透光性を有する透光部である透光板５２が設けられている。これにより筒状部３１内には透光板５２を介して赤外線Ｒａが透過され、かつ、筒状部３１内に研磨剤、洗浄水、埃等が入り込むことをカバー５により防ぐことが可能になる。よって、本実施の形態のワークの板厚計測用窓構造１は、防水性及び防塵性を高めることができる。

（６）本実施の形態のワークの板厚計測用窓構造１では、カバー５の透光板５２は、上定盤２１１の上面２１１ａに対して上定盤２１１の内周側から外周側へ斜めに下げて配置されている。これによりワークＷの研磨中に透光板５２の上に研磨剤、洗浄水、埃等がかかっても、上定盤２１１の回転を利用して研磨剤、洗浄水、埃等を透光板５２の表面から効率良く除去することが可能になる。よって、本実施の形態のワークの板厚計測用窓構造１は、防水性及び防塵性をさらに高めることができる。また透光板５２が上定盤２１１の上面２１１ａに対して斜めに配置されていることにより、レーザヘッド３１２から透光板５２に赤外線Ｒａが照射されたときに、透光板５２からの反射光をレーザヘッド３１２の設置方向とは異なる方向に反射させることが可能になる。これによりレーザヘッド３１２は、ワークＷからの反射光Ｒｂとは異なる反射光を受光することを防ぐことができ、板厚Ｗｔの測定精度が低下してしまうことを防ぐことができる。

（７）本実施の形態のワークの板厚計測用窓構造１では、カバー５の透光板５２の周囲に透光板５２の外周部分を囲む押さえ板５３１（囲繞部）が設けられている。さらに押さえ板５３１の上定盤２１１の外周側には、押さえ板５３１の内部と外部とを連通する切り欠き５３１ｃ（連通部）が設けられている。これにより透光板５２の上に研磨剤、洗浄水、埃等がかかっても、上定盤２１１の回転を利用して研磨剤、洗浄水、埃等を切り欠き５３１ｃを介して上定盤２１１の外周側に透光板５２の表面から効率良く除去することが可能になる。よって、本実施の形態のワークの板厚計測用窓構造１は、防水性及び防塵性をさらに高めることができる。

また筒状部３１の上縁部３１ｄは、固定部４のスリーブ４１１の上面４１１ａに係止されて固定部４に保持されている。これにより窓部材３は、固定部４から脱落してしまうことを防止できる。よって、本実施の形態のワークの板厚計測用窓構造１は、窓部材３を上定盤２１１の上面２１１ａにより安定して固定することができる。さらに筒状部３１の上縁部３１ｄは、鍔状に形成されて固定部４のスリーブ４１１の上面４１１ａに係止されている。これにより窓部材３は、簡単な構成により、脱落してしまうことを防止できる。よって、本実施の形態のワークの板厚計測用窓構造１は、製造コストを抑えつつ窓部材３を上定盤２１１の上面２１１ａにより安定して固定することができる。

さらに窓板３２は、透光性を有する材料で形成されている。特に、筒状部３１及び窓板３２に脆性材料を用いた場合は、耐熱性を上げることができる。加えて窓板３２は、透光性を有する脆性材料で形成されている場合は、赤外線Ｒａ及び反射光Ｒｂの透過を妨げる要因となる傷がつくことを抑制できることから、ワークＷの板厚Ｗｔの測定に必要な量の赤外線Ｒａ及び反射光Ｒｂをより確実に透過させることが可能になる。したがって板厚Ｗｔの計測値の精度の低下がより抑えられる。

また窓部材３は、筒状部３１の外周面３１ａを覆う樹脂製の被覆材３３を備えている。これにより窓部材３は、筒状部３１が被覆材３３により保護されることとなり強度が向上する。また、万が一筒状部３１が破損しても、その破片が飛散することを被覆材３３で防止することができる。また固定部４は、被覆材３３を介して筒状部３１の外周面３１ａを保持することになるため、筒状部３１の外周面３１ａを被覆材３３の弾性及び摩擦係数を利用して確実に保持することが可能になる。よって、本実施の形態のワークの板厚計測用窓構造１は、窓部材３を上定盤２１１の上面２１１ａにより安定して固定することができる。

またスリーブ４１１には、円環状弾性部材４１４と円環状弾性部材４１２との間にカラー４１３が嵌め込まれているため、円環状弾性部材４１４及び円環状弾性部材４１２の位置が固定される。これによりスリーブ４１１は、円環状弾性部材４１４及び円環状弾性部材４１２により筒状部３１の上端側の外周面３１ａに対し均等に圧力がかかるように締め付けられる。したがって固定部４は、筒状部３１の上端側の外周面３１ａを確実に押付圧力を分散させながら局所的な圧力がかからないように保持することが可能になる。よって、本実施の形態のワークの板厚計測用窓構造１は、窓部材３の破損をさらに防止しつつ窓部材３を上定盤２１１の上面２１１ａに安定して固定することができる。

さらにカラー４１３の内周面４１３ａの上部４１３ｂは、内周面４１３ａの中間部４１３ｃよりも外側にテーパー状に広がるように形成されて円環状弾性部材４１４を支持している。このため、円環状弾性部材４１４の位置が確実に固定される。またカラー４１３の内周面４１３ａの下部４１３ｄは、内周面４１３ａの中間部４１３ｃよりも外側にテーパー状に広がるように形成されて円環状弾性部材４１２に当接している。このため、円環状弾性部材４１２の位置が確実に固定される。またカラー４１３の内周面４１３ａの上部４１３ｂ及び下部４１３ｄが中間部４１３ｃよりも外側にテーパー状に広がるように形成されているため、キャップ４２２によって円環状弾性部材４１４及び４１２が押圧されるとスリーブ４１１の方向にのみ確実にせり出すように変形する。これによりスリーブ４１１は、円環状弾性部材４１４及び円環状弾性部材４１２により筒状部３１の上端側の外周面３１ａに対しさらに均等に圧力がかかるように締め付けられる。したがって固定部４は、筒状部３１の上端側の外周面３１ａをより確実に押付圧力を分散させながら局所的な圧力がかからないように保持することが可能になる。よって、本実施の形態のワークの板厚計測用窓構造１は、窓部材３の破損をさらに防止しつつ窓部材３を上定盤２１１の上面２１１ａに安定して固定することができる。

また固定部４は、固定部本体４２が、挿通部４１を収容するハウジング４２１と、ハウジング４２１の上面４２１ａに取り付けられたキャップ４２２とを備える。これにより固定部４は、ハウジング４２１内に研磨剤、洗浄水、埃等が入り込むのをキャップ４２２で防ぐことが可能になる。よって、本実施の形態のワークの板厚計測用窓構造１は、防水性及び防塵性をさらに高めることができる。

また透光板５２は、透光性を有する材料で形成されている。特に、透光板５２に脆性材料を用いた場合は、赤外線Ｒａや反射光Ｒｂの透過の妨げの要因となる、研磨剤や研磨かす等による傷の発生を抑制できる。よって、本実施の形態のワークの板厚計測用窓構造１は、透光板５２の耐久性を上げることができる。また透光板５２は傷がつくことを抑制できることから透光性の低下が抑えられるため、ワークＷの板厚Ｗｔの測定に必要な量の赤外線Ｒａ及び反射光Ｒｂを確実に透過させることが可能になる。したがって板厚Ｗｔの計測値の精度の低下がより抑えられる。また透光板５２は透光性を有する脆性材料で形成されていることにより耐熱性を上げることができる。

またカバー本体５１の底壁５１３の下端から周壁５１１の下部には切り欠き５１３ｂが設けられている。これによりワークＷの研磨中にカバー本体５１内に研磨剤、洗浄水、埃等が入っても、上定盤２１１の回転を利用して、研磨剤、洗浄水、埃等を切り欠き５１３ｂからカバー本体５１の外側へ排出することが可能になる。よって、本実施の形態のワークの板厚計測用窓構造１は、防水性及び防塵性をさらに高めることができる。

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、本実施の形態では、ワークの板厚計測用窓構造１を上定盤２１１の上面２１１ａに設置したが、下定盤２１２の表面である下面２１２ｂに設置しても良い。

また本実施の形態では、透光板５２が透光性を有する脆性材料で形成されたものとしたが、透光板５２を形成する材料は透光性を有する脆性材料に限定されなくても良く、透光板５２を形成する材料が樹脂である場合でも、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施の形態のワークの板厚計測用窓構造１では、ワークＷの両面を研磨する研磨装置２０１に適用したが、ワークＷの片面を研磨する研磨装置に適用しても良い。

また本実施の形態のカバー５は、本発明に係る窓部材３及び固定部４に適用したが、本発明以外の窓部材及び固定部に適用しても良い。この場合のワークの板厚計測用窓構造は、薄板状のワークを研磨する研磨装置の定盤の表裏面を貫通する計測孔と、前記計測孔に一端側が挿入された筒状部及び前記筒状部の一端に設けられた透光性の窓板を有する窓部材とを備える。さらにこの場合のワークの板厚計測用窓構造は、前記筒状部を保持して前記定盤の表面に固定された固定部と、前記筒状部及び前記固定部を覆って前記定盤の表面に固定されたカバーを備える。さらに前記カバーには、前記筒状部の他端の開口部と対向する部分に透光性を有する透光部が設けられている。従来のワークの板厚計測用窓構造では、筒状部がむきだしになっているので筒状部内に研磨剤、洗浄水、埃等が入り込むという問題があった。しかし、この場合のワークの板厚計測用窓構造では、筒状部内に研磨剤、洗浄水、埃等が入り込むことをカバーで防ぐことが可能になるので防水性及び防塵性を高めることができる。

また、本実施の形態の挿通部４１は、円環状弾性部材４１２及び４１４、カラー４１３により構成されたものとしたが、カラーを複数とし、その複数のカラー間にも円環状弾性部材を設けることにより、その円環状弾性部材によってスリーブ４１１を内側（窓部材３側）へ縮ませるための接触点をより多く持たせることも可能である。その場合は、円環状弾性部材からの押圧力をさらに均等に分散させながらスリーブ４１１にかけることが可能となり、筒状部３１の上端側の外周面３１ａをより確実に押付圧力を分散させながら局所的な圧力がかからないように保持することが可能になる。また、本実施の形態では、円環状弾性部材を複数としたが、単数としても本発明と同様の作用効果を得られる。

１ ワークの板厚計測用窓構造
２ 計測孔
３ 窓部材
４ 固定部
５ カバー
３１ 筒状部
３１ａ 外周面
３１ｅ 開口部
３２ 窓板
４２ 固定部本体
５２ 透光板（透光部）
２０１ 研磨装置
２１１ 上定盤（定盤）
２１１ａ 上面（表面）
２１１ｂ 下面（裏面）
４１１ スリーブ
４１１ｂ 上切り欠き
４１１ｄ 下切り欠き
４１２ 円環状弾性部材
４１４ 円環状弾性部材
５３１ 押さえ板（囲繞部）
５３１ｃ 切り欠き（連通部）

Claims (7)

1. 薄板状のワークを研磨する研磨装置の定盤の表裏面を貫通する計測孔と、
   前記計測孔に一端側が挿入された筒状部及び前記筒状部の一端に設けられた透光性の窓板を有する窓部材と、
   前記筒状部の他端側の外周面を面接触するように保持して前記定盤の表面に固定された固定部と、
   を備えることを特徴とするワークの板厚計測用窓構造。
2. 請求項１に記載のワークの板厚計測用窓構造において、
   前記固定部は、前記筒状部の他端側が通されたスリーブと、前記スリーブの外周面に嵌め込まれた円環状弾性部材と、前記円環状弾性部材の外周を拘束させて前記定盤の表面に固定された固定部本体とを備えることを特徴とするワークの板厚計測用窓構造。
3. 請求項２に記載のワークの板厚計測用窓構造において、
   前記スリーブの両端側には、それぞれ複数の切り欠きが周方向に所定の間隔で設けられていることを特徴とするワークの板厚計測用窓構造。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のワークの板厚計測用窓構造において、
   前記筒状部及び前記窓板は透過性を有する脆性材料で形成されていることを特徴とするワークの板厚計測用窓構造。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のワークの板厚計測用窓構造において、
   前記窓部材及び前記固定部を覆って前記定盤の表面に固定されたカバーを備え、前記カバーには、前記筒状部の他端の開口部と対向する部分に透光性を有する透光部が設けられていることを特徴とするワークの板厚計測用窓構造。
6. 請求項５に記載のワークの板厚計測用窓構造において、
   前記透光部は、前記定盤の表面に対して前記定盤の内周側から外周側へ斜めに下げて配置されていることを特徴とするワークの板厚計測用窓構造。
7. 請求項５または請求項６に記載のワークの板厚計測用窓構造において、
   前記透光部の周囲には前記透光部を囲む囲繞部が設けられており、前記囲繞部の前記定盤の外周側には、前記囲繞部の内部と外部とを連通する連通部が設けられていることを特徴とするワークの板厚計測用窓構造。