JPH057533Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜利用分野＞ この考案は略１mm程度の厚さの薄片板、例えば
半導体製造の工程において使用されるウエハの如
き薄片板の厚さを測定する装置に関するものであ
る。

＜従来技術＞ 薄片板は各種加工装置の載置テーブル上に１枚
毎にセツトされ表面加工されるが、その厚さのバ
ラつきによつて上表面の高さが大きく相違する
と、ミクロンレベルで加工製造される薄片板の品
質、特性等に影響を与えることになる。そこでそ
の厚さを測定し管理することが行なわれている。
又、このような薄片板にはその製造時に数μm程
度のそりが生じやすい。

従来の厚さの測定ではこの薄片板を定盤上に置
いて、電気マイクロメータ等の接触子を降下接触
させてその厚さを測定していた。しかし測定点の
下面が定盤に密接しているか否かは判然としがた
く、場合によつては薄片板のそり分が誤差として
測定値に含まれることが考えられる。そこで必要
以上の測定を加えて測定することになるが、そう
すると薄片板に損傷をきたすことがあつた。

＜考案の目的＞ 本考案は上記従来の欠点を改善し、薄片板のそ
りはそのままに、測定子点が常に該板に接触でき
るようにした基準軸により得られるようにし、
又、薄片板の測定点の傾斜にも対応できるように
して、実用上の誤差のない測定値を高精度に簡単
に得ることのできる測定装置を提供しようとする
ものである。

＜実施例＞ 以下、本案の実施例を詳細に説明する。

図において、１はベースであり、該ベースの後
方一側辺寄りに支柱２が立設してある。該支柱２
には固定位置が上下自在でかつ首振り自在にボル
ト締めされたアーム３が片持ち式に水平方向へ取
り付けられ、該アーム先端部には垂直方向の変位
をミクロン単位で高精度の測定できる。例えばモ
アレスケールを内蔵し、図示しない表示器に接続
された検出器４を取り付けている。５は該検出器
４の測定子であり、先端を凸形の弧状６に形成
し、被測定物に対し点接触するようにしている。
この測定子５は検出器本体に対し、上下移動する
のであるが、不使用時あるいは被測定物の交換時
等の測定子逃げは、図示しないレバーによる持ち
上げまたは測定子を直接指で持ち上げるようにし
ている。

しかしてベース１には、前記検出器４の測定子
５の首振り軌跡上であつて該ベース面上の略々中
央面に後述する基準軸の位置決め用の調整台７
（移動・固定手段）を装着する取り付け孔８を形
成し、また前記支柱２と対向するベース前方辺に
Ｖ字状の切欠き１ａを形成している。

前記調整台７は上部周辺にフランジ７ａを形成
した有底筒状に形成してあり、該筒体部７ｂを前
記取り付け孔８に遊嵌して半径方向に若干の移動
間隙をもたせ、そのフランジ部からベース１にビ
ス固定している。又、調整台上面は、後述する収
納されたアジヤスタが取り出しやすいように直径
方向に溝７ｃを形成している。

９は、前記調整台７の筒体部７ｂにその底部を
貫通して螺合し、上下に進退する基準軸であり、
その軸上部９ａは無ネジの円柱に形成してあり、
その先端は凸形の弧状９ｂに形成してある。

しかして測定使用時は、その先端弧状面は後述
する薄片板の載置支持球の水平レベルより若干上
方に突出するように調整している。

１０は、検出器４の測定子５と基準軸９を芯合
わせする際に使用される円筒形のアジヤスタであ
り、該測定子及び基準軸の軸部に略密接して摺動
自在に嵌合できる内径を形成し、また、調整台７
の筒体部内に摺動自在に出入りできる外径寸法と
している。また該アジヤスタ１０は、薄片測定時
等の不使用時には前記調整台７内にその上面を基
準軸９の先端より低い位置として基準軸を挿通し
て収納されるのであるが、その取り出しに便利な
ように上部にフランジ１０ａを形成している。

１１は、ベース１上面にビス固定されたベース
プレートであり、前記基準軸９及び調整台７を半
径方向に囲む如く設けられており、その同心円上
には適宜の半径及び周方向間隔で薄片板の支持球
１２……が若干突出して配置されている（図例の
場合６個）。ベースプレート１１はその断面図か
らも明らかな通り、支持球１２の抜脱を防ぐ為の
もので、ベース１上面とベースプレート１１の球
配置孔１１ａの上面段付き部とで支持球１２を挟
むようにしている。

１３は、前記支持球１２の配置された半径方向
の該半径ピツチ間であつて前記測定軸と略同心円
線上に適宜の半径ピツチ及び周方向間隔で設けら
れたピン取付孔であり（図例の場合は８個）、同
一円周上の孔１３には被測定物である薄片板Ａの
径に応じて載置位置決めピン１４が挿脱自在に設
けられている。

以上の如き実施例構成において、薄片板Ａの厚
さを測定するに際して検出器４の測定子５と基準
軸９の軸上部９ａとの軸芯を合わせる場合は、ま
ず調整台７の固定ビスを緩め、基準軸９を検出器
の測定子５を移動半径円周上に位置決めすべく該
調整台７を僅かに動かし、合致位置でビス固定す
る。この調整は、アーム３の長さ、測定子５の位
置等が明らかであるので簡単にできる。

次いで、検出器支持アーム３を支柱２に対し自
由移動にして、検出器４の測定子５を基準軸９と
略同軸上に位置せしめ、アジヤスタ１０を調整台
７内から引き上げ、その上端部を前記測定子５の
先端部に臨ませる。しかして該測定子がアジヤス
タ１０内に挿入されるようにアーム３を微動させ
て調整し、該アジヤスタ内に測定子５及び基準軸
９の軸上部９ａが臨んだときに両軸芯が一致した
ことになり、これによりアーム３を支柱２に締め
付け固定する。従つて、アジヤスタ１０は該芯合
わせ時には基準軸９から抜け出ない筒長としてい
る。

又、上記軸芯合わせが終了したあとは該アジヤ
スタ１０は再び調整台７内に収納される。

上記の軸芯合わせは、最終的に検出器４をアー
ム３により移動調整する場合を説明したが、該検
出器側を固定として、最終的には調整台７側の移
動調整でもよく、その手順は任意に決めればよい
ことはいうまでもない。

以上のような軸芯合わせ調整の後、被測定物と
しての薄片板Ａの厚さを測定するのであるが、前
述したように薄片板はそのスライス製造過程にお
いてそりが生ずる。

従つて、そのそり寸法を排除して薄片板の実質
的な厚さを測定しようとすれば、薄片板に接触す
るのは測定点である基準軸９の先端弧状部９ｂと
測定子５の先端弧状部６で挟まれる点のみである
のが好ましい。

しかしながら上記の如き点のみでの支持測定
は、薄片板の重心を挟むのではない為実質的に不
可能であるところから、本案では被測定物である
薄片板の平均均厚さが数mm程度と薄く、かつ上下
からの挟み軸すなわち測定子と基準軸の軸芯がず
れていない限り、水平面に対し数度の傾斜では、
理論的には厚さの誤差が生じるが実質的には何ら
問題とならない点に着目して、前記基準軸９を薄
片板の支持球１２の水平レベル面に対し所要量突
出させる為に調整可能とした。又、薄片板が傾斜
しても、測定位置を点として接触できるように測
定子等の先端を弧状に形成した。

すなわち前述した通り、基準軸９は調整台７に
対し螺合してあるので、その軸９を回転させるこ
とで前記水平レベル面からの突出量を調整するの
である。この場合、ネジピツチを細かくしておけ
ばその突出量調整が行ないやすいことになる。し
かして突出量は、被測定物である薄片板の測定ロ
ツト毎に予想されるそり量に応じて調整すればよ
く、このそり量としては例えば最大10μm前後で
あるとすれば、突出量もせいぜい20μm程度に設
定すればよい。実際的には、厚さの判明している
マスタピースを使用して、ベース基準レベルであ
る支持球１２に対して突出量を調整する。

ところで、上記により薄片板を測定する場合
は、測定の目的に応じて、例えば各薄片板の個別
の厚さ測定のときには基準軸９と測定子５を突き
合わせ、そのときの指示値を零としてセツトすれ
ばよく、また厚さの許容範囲設定による比較測定
などの場合には、前述のマスタピースにより基準
値を決めるなど、必要に応じて基準値調整を行え
ばよい。

尚、上記実施例においては、上下の測定軸芯合
わせにアジヤスタを使用することで説明したが、
必ずしも実施例のアジヤスタに限らず適宜な別治
具を使用して合わせたり、あるいは装置の組み付
け工程時に精密に合わせて固定しておくなど本案
の所期目的を逸脱しない範囲で変更できる。

又、薄片板の支持球１２は、薄片板載置時に点
支持として、ゴミや傷等が付くのを防ぐ為であ
り、これを不要としてベース面上に薄片板を直接
載置してもよいことは勿論である。

＜効果＞ 以上詳細に述べてきたように、本案によれば、
薄片板を挟む基準軸と測定子のそれぞれの先端を
弧状かつ凸とすると共に、薄片板に若干のそりが
あつても基準軸の高さを調整して常に基準位置と
して接触できるようにしたので、従来の如くそり
による測定誤差の影響を除去して正確で精度のよ
い測定を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

図は本案の一実施例に係るもので、第１図は第
２図に示す−線矢視における装置全体の部分
断面側面図、第２図はベース面の平面図、第３図
は薄片板の測定状態の説明図である。 １……ベース、２……支柱、３……アーム、４
……検出器、５……測定子、６……測定子の先端
弧状部、７……調整台、９……基準軸、９ａ……
軸上部、９ｂ……基準軸の先端弧状部、Ａ……薄
片板。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ベース上に被測定物である薄片板を載置し、上
   方より検出器の測定子を接触させ、もつて薄片板
   の厚さを測定する薄片板の厚さ測定装置におい
   て、 前記測定子に対向してベースに配置されると共
   に、前記薄片板の載置水平レベル面より上方に先
   端を適宜量突出できるように上下に進退自在にし
   た基準軸を設け、 該基準軸と測定子のそれぞれの先端を弧状かつ
   凸に形成し、 前記測定子と基準軸とのいずれか一方又は両方
   をベース面に対して平行に移動して、前記測定子
   と基準軸とを同軸上に位置決め可能な移動・固定
   手段を備え、 前記基準軸を前記測定子と同軸上に位置決めし
   た状態で、前記薄片板の載置水平レベル面より上
   方に突出した基準軸の先端に、前記ベース上に載
   置された薄片板を接触させることを特徴とする薄
   片板の厚さ測定装置。