JP2020016492A

JP2020016492A - 厚み測定装置

Info

Publication number: JP2020016492A
Application number: JP2018138457A
Authority: JP
Inventors: 一史千嶋; Kazushi Chishima
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2018-07-24
Filing date: 2018-07-24
Publication date: 2020-01-30
Anticipated expiration: 2038-07-24
Also published as: JP7075303B2

Abstract

【課題】Ｙ軸向にアームがはみ出ることを抑制できる厚み測定装置を提供する。【解決手段】厚み測定装置１０では、測定器移動手段１９のＹ軸方向移動手段３１により、測定器２７、２９を備えたアーム部材１５の先端部Ａを、Ｙ軸方向に沿って移動させられる。さらに、先端部ＡのＹ軸方向に沿った移動に伴って、アーム部材１５の後端部Ｂを、Ｘ軸方向移動手段３３により、Ｘ軸方向に沿って移動させられる。すなわち、先端部Ａの移動に伴って、アーム部材１５を、Ｙ軸方向回転台６３およびＸ軸方向回転台７３を旋回軸として旋回させられる。したがって、アーム部材１５の後端部Ｂが、第１および第２のベルト搬送手段１１、１３からＹ軸方向に大きくはみ出ることを、抑制することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、厚み測定装置に関する。

研削砥石で板状ワークを研削する研削装置では、板状ワークを保持するチャックテーブルを回転させ、板状ワークの特定の箇所の厚みを測定しながら、研削がなされる。そのため、研削後に、板状ワークが全面において設定厚みを有するか否かを、板状ワークにおける複数箇所の厚みを測定することによって、確認している。

厚み測定は、例えば、以下のように実施される。板状ワークの上方から、板状ワークを透過する波長の光を投光する。そして、板状ワークの上面で反射する反射光と、下面で反射する反射光とを受光し、両反射光の光路差から、板状ワークの厚みを測定する。しかし、この方法では、板状ワークの中に光を遮光する金属配線などが含まれていると、光が下面に到達しにくいので、厚み測定が困難となる。

このような板状ワークの厚みは、たとえば、以下のように測定される。上面測定器と下面測定器との間に、板状ワークを進入させる。そして、上面測定器を用いて、板状ワークの上面に測定光を照射し、上面測定器と上面との距離（上面距離）を測定する。さらに、下面測定器を用いて、板状ワークの下面に測定光を照射し、下面測定器と下面との距離（下面距離）を測定する。上面測定器と下面測定器との距離から、上面距離と下面距離とを差し引くことにより、板状ワークの厚みを得る。

この方法では、上面距離と下面距離とを、別々の測定器で測定する。このため、上面側の測定点と下面側の測定点とは、板状ワークに関して対称となる位置とされる。また、上面測定器と下面測定器との間に板状ワークを進入させるため、上面測定器と下面測定器とが、コの字形状のアームに配設されて一体化される。このようなアームを備えた厚み測定装置は、たとえば、特許文献１に開示されている。

特開２０１５−１７９０４号公報

上記のようなコの字形状のアームを有する厚み測定装置のなかには、板状ワークの全面の厚さを測定するため、例えば、板状ワークをＸ軸方向に移動させる一方、コの字形状のアームをＹ軸方向に移動させるものがある。この構成では、測定の際、Ｙ軸方向に沿ってアームが板状ワークからはみ出る。このため、測定装置が大型化する。このようなアームのはみ出しは、固定された板状ワークに対して、Ｘ軸方向およびＹ軸方向にアームを移動させる構成でも、同様に生じ得る。

本発明の目的は、板状ワークの厚みを測定する場合において、板状ワークの移動方向に対して直交する方向にアームがはみ出ることを抑制することにある。

本発明にかかる厚み測定装置（本厚み測定装置）は、板状ワークの厚みを測定する厚み測定装置であって、Ｘ軸方向に該板状ワークを搬送する第１の搬送手段と、Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向に延在する隙間を空けて該第１の搬送手段に併設され、該板状ワークを、該第１の搬送手段から引き継いでさらにＸ軸方向に搬送する第２の搬送手段と、該隙間の上方に位置づけられ、該板状ワークに上方から測定光を照射し、該板状ワークの上面からの反射光を受光して、自身から該板状ワークの上面までの距離を測定する上面測定器と、該隙間の下方に位置づけられ、該板状ワークに下方から測定光を照射し、該板状ワークの下面からの反射光を受光して、自身から該板状ワークの下面までの距離を測定する下面測定器と、先端部の下側に該上面測定器を備えた上アーム、該板状ワークの面方向に対して直交する方向において該上面測定器に対して直線状に対向配置されるように、該下面測定器を先端部の上側に備えた下アーム、および、該上アームの後端部と該下アームの後端部とを連結するアーム柱部を備えたアーム部材と、予め設定された該上面測定器と該下面測定器との距離である第１の距離から、該上面測定器から該板状ワークの上面までの距離である第２の距離と、該下面測定器から該板状ワークの下面までの距離である第３の距離とを差し引いて該板状ワークの厚みを算出する算出手段と、該上面測定器と該下面測定器とをＹ軸方向に移動させる測定器移動手段と、を備え、該測定器移動手段は、該下アームの先端を下から回転自在に支持するＹ軸方向回転台と、該Ｙ軸方向回転台の移動をＹ軸方向に方向付けるＹ軸方向ガイドと、該Ｙ軸方向回転台をＹ軸方向に移動させるＹ軸方向駆動源と、該下アームの後端を下から回転自在に支持するＸ軸方向回転台と、該Ｘ軸方向回転台の移動をＸ軸方向に方向付けるＸ軸方向ガイドと、を備え、該Ｙ軸方向回転台をＹ軸方向に移動させることで、該下面測定器と該上面測定器とで該板状ワークの厚みをＹ軸方向に沿った複数箇所で測定するとき、該Ｘ軸方向回転台がＸ軸方向に移動され、該アーム部材を旋回動作させることで、小型化されている。

本厚み測定装置では、該Ｙ軸方向回転台の回転軸心上に、該上面測定器の測定点と該下面測定器の測定点とが位置づけられていてもよい。

本厚み測定装置では、測定器移動手段のＹ軸方向回転台およびＹ軸ガイドにより、上面測定器および下面測定器を備えたアーム部材の先端部を、Ｙ軸方向に沿って移動させることができる。これにより、Ｙ軸方向に沿って、板状ワークに、複数の測定位置を設定することが可能である。

さらに、本厚み測定装置では、アーム部材の先端部のＹ軸方向に沿った移動に伴って、アーム部材の後端部を、Ｘ軸方向回転台およびＸ軸ガイドにより、Ｘ軸方向に沿って移動させることができる。すなわち、アーム部材の先端部の移動に伴って、アーム部材を、Ｙ軸方向回転台およびＸ軸方向回転台を旋回軸として旋回させることができる。したがって、本厚み測定装置では、アーム部材の後端部が、第１および第２の搬送手段からＹ軸方向に大きくはみ出ることを、抑制することができる。その結果、本厚み測定装置を小型化することが可能となる。

また、本厚み測定装置では、Ｘ軸方向に関して、第１および第２の搬送手段の両側に、部材を配置する必要がない。すなわち、本厚み測定装置では、Ｘ軸方向を開放することが可能となっている。これにより、２台の加工装置の間に、本厚み測定装置を容易に配置することができる。したがって、本厚み測定装置は、２台の加工装置間で板状ワークを搬送することが可能であるとともに、その際に、板状ワークの厚みを容易に測定することができる。

また、Ｙ軸方向回転台の回転軸心上に、上面測定器の測定点および下面測定器の測定点が位置づけられている場合、Ｙ軸方向回転台のＹ軸方向への移動量が、測定位置の移動量となる。ここで、Ｙ軸方向回転台のＹ軸方向への移動量は、Ｙ軸方向回転台を駆動するＹ軸方向駆動源の駆動量に応じた値である。したがって、本厚み測定装置では、Ｙ軸方向駆動源の駆動量に基づき、Ｙ軸方向に関する測定位置の調整を、正確に実施することが可能となる。

図１（ａ）は本厚み測定装置を側面から示す説明図であり、図１（ｂ）は同じく上面から示す説明図である。図２（ａ）は本厚み測定装置の第１および第２のベルト搬送手段を側面から示す説明図であり、図２（ｂ）は同じく上面から示す説明図である。本厚み測定装置におけるアーム部材および測定器移動手段の構成を示す斜視図である。上面測定器、下面測定器および算出手段による、板状ワークの厚み測定手法を説明するための図である。図５（ａ）は、Ｙ軸方向に沿って測定器が移動している状態の本厚み測定装置を側面から示す説明図であり、図５（ｂ）は同じく上面から示す説明図である。図６（ａ）は、Ｙ軸方向の端部に測定器が位置している状態の本厚み測定装置を側面から示す説明図であり、図６（ｂ）は同じく上面から示す説明図である。

図１（ａ）（ｂ）に示す厚み測定装置１０は、ウェーハなどの板状ワークの厚みを測定する装置であり、板状ワーク１を搬送するための第１の搬送手段１１および第２の搬送手段１３と、アーム部材１５と、板状ワーク１の厚みを算出する算出手段１７と、アーム部材１５の先端部ＡをＹ軸方向に移動させる測定器移動手段１９と、を備えている。

図２（ａ）（ｂ）に示すように、板状ワーク１の搬送経路Ｒは、Ｘ軸方向に沿って、−Ｘ側から＋Ｘ側に向かって延びている。第１の搬送手段１１および第２の搬送手段１３は、板状ワーク１の搬送経路Ｒに沿ってＸ軸方向に並ぶように配置され、板状ワーク１を−Ｘ側から＋Ｘ側に搬送する。

第１の搬送手段１１は、外部から板状ワーク１を受け入れてＸ軸方向に沿って搬送する。第１の搬送手段１１は、たとえば、モータＭを備えて自ら回転する駆動ローラ１１ａ、従動的に回転する従動ローラ１１ｂ、および、両ローラ１１ａ、１１ｂに張架された複数のベルト部材１１ｃを有している。駆動ローラ１１ａおよび従動ローラ１１ｂは、Ｙ軸方向に沿って延びている。従動ローラ１１ｂは、搬送経路Ｒにおける駆動ローラ１１ａよりも下流側（＋Ｘ側）に位置している。複数のベルト部材１１ｃは、Ｙ軸方向に並ぶように、両ローラ１１ａ、１１ｂに張架されている。板状ワーク１は、ベルト部材１１ｃ上に載置される。

第２の搬送手段１３は、板状ワーク１の搬送経路Ｒにおける第１の搬送手段１１よりも下流側に、第１の搬送手段１１に直列的に併設されている。第２の搬送手段１３は、第１の搬送手段１１によって搬送されてきた板状ワーク１を、第１の搬送手段１１から引き継いで、さらにＸ軸方向に沿って搬送する。

第２の搬送手段１３は、たとえば、第１の搬送手段１１と同様の、駆動ローラ１３ａ、従動ローラ１３ｂ、および、両ローラ１３ａ、１３ｂに張架された複数のベルト部材１３ｃを有している。板状ワーク１は、ベルト部材１３ｃ上に載置される。
第１の搬送手段１１と第２の搬送手段１３との間には、隙間Ｓが設けられている。隙間Ｓは、Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向に延在する。

図３に示すように、アーム部材１５は、開放された先端部Ａおよび閉じた後端部Ｂを有する略コの字形状に形成されており、剛性を有する。アーム部材１５は、略水平方向（Ｘ軸方向）に延びている上アーム２１および下アーム２３と、略鉛直方向（Ｚ軸方向）に延びているアーム柱部２５と、を備えている。

上アーム２１および下アーム２３の先端部は、第１の搬送手段１１と第２の搬送手段１３との隙間Ｓ（図２参照）を、上下方向から挟むように配置される。
上アーム２１の後端部は、アーム柱部２５の上端部に接続されている。さらに、下アーム２３の後端部は、アーム柱部２５の下端部に接続されている。このようにして、アーム柱部２５は、上アーム２１と下アーム２３とを連結している。

上アーム２１は、その先端部の下側に、板状ワーク１の上面までの距離測定を行う上面測定器２７を備えている。上面測定器２７は、隙間Ｓの上方に位置づけられている。上面測定器２７は、板状ワーク１に上方から測定光を照射し、隙間Ｓ上にある板状ワーク１の上面からの反射光を受光して、上面測定器２７から板状ワーク１の上面までの距離である第２の距離を測定する。

下アーム２３は、上アーム２１側を向いた先端部を有しており、この先端部の上側に、板状ワーク１の下面までの距離測定を行う下面測定器２９を備えている。下面測定器２９は、板状ワーク１の面方向に対して直交する方向（Ｚ方向）において、上面測定器２７に対して直線状に対向配置されるように、下アーム２３に備えられている。下面測定器２９は、隙間Ｓの下方に位置づけられ、隙間Ｓ上にある板状ワーク１に下方から測定光を照射し、板状ワーク１の下面からの反射光を受光して、下面測定器２９から板状ワーク１の下面までの距離である第３の距離を測定する。
上アーム２１と下アーム２３との間隔は、隙間Ｓを通過する板状ワーク１が、上アーム２１の上面測定器２７および下アーム２３の下面測定器２９に触れないような範囲、に設定されている。

測定器移動手段１９は、上アーム２１の上面測定器２７および下アーム２３の下面測定器２９を、Ｙ軸方向に移動させる。図３に示すように、測定器移動手段１９は、アーム部材１５の先端部Ａに接続されたＹ軸方向移動手段３１、および、アーム部材１５の後端部Ｂに接続されたＸ軸方向移動手段３３を備えている。

Ｙ軸方向移動手段３１は、アーム部材１５（下アーム２３）の先端部Ａの下側に接続され、アーム部材１５の先端部ＡがＹ軸方向に移動することを可能とする。Ｙ軸方向移動手段３１は、Ｙ軸方向に隙間Ｓに沿って延びるＹ軸方向ガイド４１と、アーム部材１５の先端部ＡとともにＹ軸方向ガイド４１に沿って移動可能なＹ軸方向移動部材４３と、アーム部材１５の先端部ＡおよびＹ軸方向移動部材４３の移動の駆動力を生み出すＹ軸方向駆動源４５と、を備えている。

Ｙ軸方向ガイド４１は、Ｙ軸方向回転台６３を含むＹ軸方向移動部材４３の移動を、Ｙ軸方向に方向付ける。Ｙ軸方向ガイド４１は、たとえば棒状（細い四角柱状）の部材である。本実施形態では、Ｙ軸方向ガイド４１は、隙間Ｓの下方に配置されている。

Ｙ軸方向駆動源４５は、Ｙ軸方向回転台６３を含むＹ軸方向移動部材４３に駆動力を付与して、Ｙ軸方向移動部材４３をＹ軸方向に移動させる。Ｙ軸方向駆動源４５は、Ｙ軸方向に延びるボールネジ５５、ボールネジ５５を回転させるモータ５７、および、モータ５７に取り付けられたエンコーダ５９を備えている。ボールネジ５５は、搬送経路ＲにおけるＹ軸方向ガイド４１の下流側に、Ｙ軸方向ガイド４１と平行に配置されている。モータ５７は、ボールネジ５５に直結されており、ボールネジ５５を回転させる。エンコーダ５９は、モータ５７の回転量を検出する。

Ｙ軸方向移動部材４３は、Ｙ軸方向ガイド４１に係合されているＹ軸方向回転基部６１と、Ｙ軸方向回転基部６１に一体的に形成されたＹ軸方向回転台６３およびナット部６５と、Ｙ軸方向回転台６３に軸支されたＹ軸方向支持柱６７とを備えている。

Ｙ軸方向回転基部６１は、Ｙ軸方向ガイド４１に係合されており、Ｙ軸方向ガイド４１に沿ってＹ軸方向に移動可能に構成されている。
Ｙ軸方向支持柱６７は、Ｚ軸方向に延びている。Ｙ軸方向支持柱６７の下端部は、Ｙ軸方向回転基部６１上に、Ｙ軸方向回転台６３によって回転自在に軸支されている。Ｙ軸方向支持柱６７の上端部は、アーム部材１５の先端部Ａの下側、すなわち下アーム２３の先端部の下部に接続（固定）されている。これにより、Ｙ軸方向支持柱６７は、アーム部材１５の先端部Ａを支持している。

Ｙ軸方向回転台６３は、Ｙ軸方向回転基部６１の上面に、Ｙ軸方向回転基部６１と一体的に形成されている。Ｙ軸方向回転台６３は、Ｙ軸方向支持柱６７を回転自在に軸支する。これにより、Ｙ軸方向回転台６３は、下アーム２３の先端部を、下から回転自在に支持する。なお、Ｙ軸方向支持柱６７およびＹ軸方向回転台６３の回転軸心は、上面測定器２７および下面測定器２９の中心と、Ｚ軸方向において直線状に配置されている。

ナット部６５は、搬送経路ＲにおけるＹ軸方向回転基部６１よりも下流側に、Ｙ軸方向回転基部６１と一体的に設けられている。ナット部６５には、Ｙ軸方向駆動源４５のボールネジ５５が螺合されている。

Ｘ軸方向移動手段３３は、アーム部材１５（下アーム２３）の後端部Ｂの下側に接続され、アーム部材１５の後端部ＢがＸ軸方向に移動することを可能とする。Ｘ軸方向移動手段３３は、Ｘ軸方向に沿って延びるＸ軸方向ガイド４７、および、アーム部材１５の後端部ＢとともにＸ軸方向ガイド４７に沿って移動可能なＸ軸方向移動部材４９を備えている。

Ｘ軸方向ガイド４７は、Ｘ軸方向回転台７３を含むＸ軸方向移動部材４９の移動を、Ｘ軸方向に方向付ける。Ｘ軸方向ガイド４７は、たとえば棒状（細い四角柱状）の部材である。本実施形態では、Ｘ軸方向ガイド４７は、隙間Ｓよりも搬送経路Ｒの上流側に延在している。

Ｘ軸方向移動部材４９は、Ｘ軸方向ガイド４７に係合されているＸ軸方向回転基部７１、Ｘ軸方向回転基部７１に一体的に形成されたＸ軸方向回転台７３、および、Ｘ軸方向回転台７３に軸支されたＸ軸方向支持柱７５を備えている。

Ｘ軸方向回転基部７１は、Ｘ軸方向ガイド４７に係合されており、Ｘ軸方向ガイド４７に沿ってＸ軸方向に移動可能に構成されている。
Ｘ軸方向支持柱７５は、Ｚ軸方向に延びている。Ｘ軸方向支持柱７５の下端部は、Ｘ軸方向回転基部７１上に、Ｘ軸方向回転台７３によって回転自在に軸支されている。Ｘ軸方向支持柱７５の上端部は、アーム部材１５の後端部Ｂの下側、すなわち、下アーム２３の後端部の下部に接続（固定）されている。これにより、Ｘ軸方向支持柱７５は、アーム部材１５の後端部Ｂを支持している。

Ｘ軸方向回転台７３は、Ｘ軸方向回転基部７１の上面に、Ｘ軸方向回転基部７１と一体的に形成されている。Ｘ軸方向回転台７３は、Ｘ軸方向支持柱７５を回転自在に軸支する。これにより、Ｘ軸方向回転台７３は、下アーム２３の後端部を下から回転自在に支持する。

図１（ａ）に示した算出手段１７は、上記した上面測定器２７および下面測定器２９による測定結果に基づいて、板状ワーク１の厚みを算出する。
ここで、上面測定器２７、下面測定器２９および算出手段１７による、板状ワーク１の厚み測定手法について説明する。本実施形態では、板状ワーク１の厚みは、分光干渉方式で測定される。

図４に示すように、アーム部材１５の上アーム２１に備えられた上面測定器２７は、板状ワーク１の上面の測定点Ｐ１に向けて、上方から測定光Ｂ１を照射する。さらに、上面測定器２７は、板状ワーク１の測定点Ｐ１からの反射光Ｂ２を受光して、上面測定器２７（上面測定器２７の下端）から板状ワーク１の上面までの距離である第２の距離Ｌ２を測定する。

一方、アーム部材１５の下アーム２３に備えられた下面測定器２９は、板状ワーク１の下面の測定点Ｐ２に向けて、下方から測定光Ｂ３を照射する。さらに、下面測定器２９は、板状ワーク１の測定点Ｐ２からの反射光Ｂ４を受光して、下面測定器２９（下面測定器２９の上端）から板状ワーク１の下面までの距離である第３の距離Ｌ３を測定する。

上面測定器２７と下面測定器２９との間の距離である第１の距離Ｌ１は、あらかじめ設定されており、たとえば、図示しないメモリに記憶されている。算出手段１７は、この第１の距離Ｌ１から、第２の距離Ｌ２と第３の距離Ｌ３とを差し引くことによって、板状ワーク１の厚みを算出する。

なお、上記したように、本実施形態では、図３に示したＹ軸方向支持柱６７およびＹ軸方向回転台６３の回転軸心は、上面測定器２７および下面測定器２９の中心と、Ｚ軸方向において直線状に配置されている。したがって、上面測定器２７の測定点Ｐ１および下面測定器２９の測定点Ｐ２は、Ｙ軸方向回転台６３およびＹ軸方向支持柱６７の回転軸心上に位置づけられている。

次に、厚み測定装置１０における測定位置の調整について説明する。厚み測定装置１０は、図４を用いて示した板状ワーク１の厚み測定を、板状ワーク１の任意の位置で行うことができる。以下に、板状ワーク１における厚み測定が実施される位置（測定位置）の調整について説明する。なお、測定位置は、上記した上面測定器２７の測定点Ｐ１および下面測定器２９の測定点Ｐ２の、ＸＹ平面上での位置である。

Ｘ軸方向に関する測定位置の調整は、第１および第２の搬送手段１１、１３によって行われる。測定を実施する上面測定器２７および下面測定器２９は、第１の搬送手段１１と第２の搬送手段１３との隙間Ｓ上にある。このため、第１および第２の搬送手段１１、１３は、板状ワーク１の測定位置が隙間Ｓ上に配置されるように、板状ワーク１をＸ軸方向に搬送する。これにより、Ｘ軸方向に関する測定位置の調整が完了する。

一方、Ｙ軸方向に関する測定位置の調整は、上面測定器２７および下面測定器２９のＹ軸方向に沿った位置（隙間Ｓ上での位置）を調整することによって行われる。この調整は、Ｙ軸方向移動手段３１（図３参照）によって行われる。

Ｙ軸方向移動手段３１では、Ｙ軸方向駆動源４５におけるモータ５７の回転に伴ってボールネジ５５が回転すると、Ｙ軸方向移動部材４３のナット部６５が、Ｙ軸方向に沿う力を受ける。これにより、ナット部６５と一体形成されているＹ軸方向回転基部６１が、ナット部６５とともに、Ｙ軸方向ガイド４１に沿って、Ｙ軸方向に移動する。さらに、Ｙ軸方向回転基部６１上に配されているＹ軸方向回転台６３およびＹ軸方向支持柱６７も、Ｙ方向に沿って移動する。すなわち、ボールネジ５５の回転により、Ｙ軸方向回転台６３を含むＹ軸方向移動部材４３の全体が、Ｙ軸方向ガイド４１に沿って、Ｙ軸方向に移動する。その結果、Ｙ軸方向支持柱６７の上端部に接続されているアーム部材１５の先端部Ａも、Ｙ軸方向移動部材４３とともに、Ｙ軸方向に移動する。これにより、アーム部材１５の先端部Ａに備えられている上面測定器２７および下面測定器２９も、Ｙ軸方向に沿って移動する。

なお、アーム部材１５の先端部Ａを支持しているＹ軸方向支持柱６７は、Ｙ軸方向移動部材４３のＹ軸方向回転台６３によって、回転自在に軸支されている。このため、アーム部材１５の先端部ＡおよびＹ軸方向移動部材４３がＹ軸方向に沿って移動したときに、Ｙ軸方向支持柱６７およびアーム部材１５に、そのＹ軸方向回転台６３に対する向きを変えようとする力が加わると、この力に応じて、Ｙ軸方向支持柱６７およびアーム部材１５が、Ｙ軸方向回転台６３に対して相対的に回転することができる。このため、アーム部材１５の先端部ＡおよびＹ軸方向移動部材４３は、円滑に、Ｙ軸方向に沿って移動することが可能である。

また、上記したように、アーム部材１５は、剛性、すなわち、その形状を維持しようとする性質を有している。このため、アーム部材１５の先端部ＡがＹ軸方向に移動すると、アーム部材１５の後端部Ｂは、アーム部材１５の剛性のために、アーム部材１５の長手方向に沿う力を受ける。

たとえば、図５（ｂ）に示す矢印Ｄのように、アーム部材１５の先端部Ａが＋Ｙ側から−Ｙ側に向かって移動すると、アーム部材１５の後端部Ｂは、先端部側から、アーム部材１５の長手方向に沿う押圧力を受ける。一方、アーム部材１５の先端部Ａが−Ｙ側から＋Ｙ側に向かって移動すると、アーム部材１５の後端部Ｂは、先端部Ａから、アーム部材１５の長手方向に沿う引張力を受ける。

ここで、図３に示したように、アーム部材１５の後端部Ｂは、Ｘ軸方向移動手段３３のＸ軸方向ガイド４７に、Ｘ軸方向移動部材４９を介して固定されている。このため、アーム部材１５の後端部Ｂは、Ｘ軸方向ガイド４７に沿ってＸ軸方向に容易に動ける一方、他の方向へ動くことは困難である。

このため、アーム部材１５の後端部Ｂは、先端部Ａから力を受けると、アーム部材１５の形状を維持するように、Ｘ軸方向ガイド４７に沿ってＸ軸方向に移動する。
たとえば、アーム部材１５の後端部Ｂは、先端部Ａが＋Ｙ側から−Ｙ側に向かって移動することによる押圧力を受けると、図５（ａ）（ｂ）に示す矢印Ｌのように、Ｘ軸方向ガイド４７に沿って、Ｘ軸方向移動部材４９とともに−Ｘ側に向かって移動する。一方、アーム部材１５の後端部Ｂは、先端部Ａが−Ｙ側から＋Ｙ側に向かって移動することによる引張力を受けると、Ｘ軸方向ガイド４７に沿って、Ｘ軸方向移動部材４９とともに＋Ｘ側に向かって移動する。

なお、アーム部材１５の後端部Ｂを支持しているＸ軸方向支持柱７５は、Ｘ軸方向移動部材４９のＸ軸方向回転台７３によって、回転自在に軸支されている。このため、アーム部材１５の後端部ＢおよびＸ軸方向移動部材４９がＸ軸方向に沿って移動したときに、Ｘ軸方向支持柱７５およびアーム部材１５に、そのＸ軸方向回転台７３に対する向きを変えようとする力が加わっても、この力に応じて、Ｘ軸方向支持柱７５およびアーム部材１５が、Ｘ軸方向回転台７３に対して相対的に回転することができる。このため、アーム部材１５の後端部ＢおよびＸ軸方向移動部材４９は、円滑に、Ｘ軸方向に沿って移動することが可能である。

このようにして、Ｙ軸方向に関する測定位置の調整が実施される。これにより、厚み測定装置１０では、図１（ａ）（ｂ）に示すような＋Ｙ軸方向の端部から、図６（ａ）（ｂ）に示すような−Ｙ軸方向の端部にいたる範囲で、Ｙ軸方向に関する測定位置を調整することが可能である。

たとえば、厚み測定装置１０は、１つのＸ軸方向位置に関し、Ｙ軸方向位置を変えながら、複数の厚み測定を実施する。その後、厚み測定装置１０は、Ｘ方向位置をずらして、同様に、Ｙ軸方向位置を変えながら複数の厚み測定を実施する。このようにして、厚み測定装置１０は、板状ワーク１の全面についての厚み測定を実施することが可能である。

以上のように、厚み測定装置１０では、測定器移動手段１９のＹ軸方向移動手段３１により、上面測定器２７および下面測定器２９を備えたアーム部材１５の先端部Ａを、Ｙ軸方向に沿って移動させることができる。これにより、Ｙ軸方向に沿って、板状ワーク１に、複数の測定位置を設定することが可能である。

さらに、厚み測定装置１０では、アーム部材１５の先端部ＡのＹ軸方向に沿った移動に伴って、アーム部材１５の後端部Ｂを、Ｘ軸方向移動手段３３により、Ｘ軸方向に沿って移動させることができる。すなわち、先端部Ａの移動に伴って、アーム部材１５を、Ｙ軸方向回転台６３およびＸ軸方向回転台７３を旋回軸として旋回させることができる。したがって、厚み測定装置１０では、アーム部材１５の後端部Ｂが、第１および第２の搬送手段１１、１３からＹ軸方向に大きくはみ出ることを、抑制することができる。その結果、厚み測定装置１０を小型化することが可能となる。

また、厚み測定装置１０では、Ｘ軸方向に関して、第１および第２の搬送手段１１、１３の両側に、部材が配置されていない。すなわち、厚み測定装置１０では、Ｘ軸方向を開放することが可能となっている。これにより、２台の加工装置の間に、厚み測定装置１０を容易に配置することができる。したがって、厚み測定装置１０は、２台の加工装置間で板状ワーク１を搬送することが可能であるとともに、その際に、板状ワーク１の厚みを容易に測定することができる。

また、厚み測定装置１０では、Ｙ軸方向回転台６３の回転軸心上に、上面測定器２７の測定点Ｐ１および下面測定器２９の測定点Ｐ２が位置づけられている。これにより、Ｙ軸方向回転台６３を含むＹ軸方向移動部材４３のＹ軸方向への移動量が、測定位置の移動量となる。
ここで、Ｙ軸方向回転台６３のＹ軸方向への移動量は、モータ５７の回転量に応じた値である。そして、モータ５７の回転量は、エンコーダ５９によって読み取ることが可能である。したがって、厚み測定装置１０では、エンコーダ５９によって読み取られたモータ５７の回転量に基づいて、Ｙ軸方向に関する測定位置の調整を正確に実施することが可能となる。

なお、本実施形態では、第１の搬送手段１１と第２の搬送手段１３との間に、隙間Ｓが設けられている。この隙間Ｓは、隙間Ｓ上を通過する際の板状ワーク１のたわみを抑制するために、狭いことが好ましい。

また、本実施形態では、板状ワーク１の厚みが、分光干渉方式で測定されている。しかし、これに限らず、上面測定器２７、下面測定器２９および算出手段１７は、三角測距方式で、板状ワーク１の厚みを測定してもよい。

１０：厚み測定装置、１１：第１の搬送手段、１３：第２の搬送手段、
１５：アーム部材、１７：算出手段、１９：測定器移動手段、
２１：上アーム、２３：下アーム、２５：アーム柱部、
２７：上面測定器、２９：下面測定器、
３１：Ｙ軸方向移動手段、３３：Ｘ軸方向移動手段、
４１：Ｙ軸方向ガイド、４３：Ｙ軸方向移動部材、
４５：Ｙ軸方向駆動源、４７：Ｘ軸方向ガイド、４９：Ｘ軸方向移動部材、
５５：ボールネジ、５７：モータ、５９：エンコーダ、
６１：Ｙ軸方向回転基部、６３：Ｙ軸方向回転台、６５：ナット部、
６７：Ｙ軸方向支持柱、
７１：Ｘ軸方向回転基部、７３：Ｘ軸方向回転台、７５：Ｘ軸方向支持柱、

Claims

板状ワークの厚みを測定する厚み測定装置であって、
Ｘ軸方向に該板状ワークを搬送する第１の搬送手段と、
Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向に延在する隙間を空けて該第１の搬送手段に併設され、該板状ワークを、該第１の搬送手段から引き継いでさらにＸ軸方向に搬送する第２の搬送手段と、
該隙間の上方に位置づけられ、該板状ワークに上方から測定光を照射し、該板状ワークの上面からの反射光を受光して、自身から該板状ワークの上面までの距離を測定する上面測定器と、
該隙間の下方に位置づけられ、該板状ワークに下方から測定光を照射し、該板状ワークの下面からの反射光を受光して、自身から該板状ワークの下面までの距離を測定する下面測定器と、
先端部の下側に該上面測定器を備えた上アーム、該板状ワークの面方向に対して直交する方向において該上面測定器に対して直線状に対向配置されるように、該下面測定器を先端部の上側に備えた下アーム、および、該上アームの後端部と該下アームの後端部とを連結するアーム柱部を備えたアーム部材と、
予め設定された該上面測定器と該下面測定器との距離である第１の距離から、該上面測定器から該板状ワークの上面までの距離である第２の距離と、該下面測定器から該板状ワークの下面までの距離である第３の距離とを差し引いて該板状ワークの厚みを算出する算出手段と、
該上面測定器と該下面測定器とをＹ軸方向に移動させる測定器移動手段と、を備え、
該測定器移動手段は、
該下アームの先端を下から回転自在に支持するＹ軸方向回転台と、
該Ｙ軸方向回転台の移動をＹ軸方向に方向付けるＹ軸方向ガイドと、
該Ｙ軸方向回転台をＹ軸方向に移動させるＹ軸方向駆動源と、
該下アームの後端を下から回転自在に支持するＸ軸方向回転台と、
該Ｘ軸方向回転台の移動をＸ軸方向に方向付けるＸ軸方向ガイドと、を備え、
該Ｙ軸方向回転台をＹ軸方向に移動させることで、該下面測定器と該上面測定器とで該板状ワークの厚みをＹ軸方向に沿った複数箇所で測定するとき、該Ｘ軸方向回転台がＸ軸方向に移動され、該アーム部材を旋回動作させることで、小型化されている、
ことを特徴とする、厚み測定装置。
該Ｙ軸方向回転台の回転軸心上に、該上面測定器の測定点と該下面測定器の測定点とが位置づけられている、
請求項１記載の厚み測定装置。