圓形平臺的斷面形狀測量裝置的製作方法

2023-06-08 10:48:31

專利名稱：圓形平臺的斷面形狀測量裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及斷面形狀測量裝置，用於測量例如像半導體元件用的矽片那樣要求高精度平面性的圓板材研磨用的圓形平臺的斷面形狀。
背景技術：
如圖6所示，通常在測量用於研磨矽片等的圓形平臺(又稱研磨平臺)51的斷面形狀時，想要知道的信息是，在經過其轉動中心O的直徑方向的測量線52上的斷面形狀。可是，由於在圓形平臺51的轉動中心部存在轉動驅動齒輪或轉動軸支承用凸臺部等突出部，所以不能在經過轉動中心O的直徑方向的測量線52上測量斷面形狀。因此，在不經過圓形平臺51的轉動中心O的測量線53上測量斷面形狀。但是，如果在不經過圓形平臺轉動中心的線上測量斷面形狀，則如圖7所示，當圓形平臺的表面為圓錐面時，其斷面形狀如圖8所示呈向上方鼓起的凸狀曲線，與圖9所示的在經過轉動中心的線上的直線斷面形狀不同。另外，即使將凸狀的曲線模擬成直線，也不能適用於要求精密度的測量。

實用新型內容因此，本實用新型的目的在於提供一種圓形平臺的斷面形狀測量裝置，即使在不經過圓形平臺中心的測量線上進行測量，也能夠準確測量經過中心的直徑方向的線上的斷面形狀。為解決上述課題，本實用新型的第一方面提供一種圓形平臺的斷面形狀測量裝置，其包括:導向架，能設置在作為被測量物的圓形平臺上，並且具有規定方向的導向構件；移動件，被所述導向構件引導，並且利用移動裝置而移動自如；距離傳感器，設置在所述移動件上，測量至圓形平臺的被測量面的距離；以及運算顯示裝置，將不經過所述圓形平臺中心的虛擬直線上的多個測量點處的由所述距離傳感器測量到的各測量值，與作為從圓形平臺中心到各測量點的最短距離的第一最短距離對應顯示。此外，本實用新型的第二方面在第一方面的基礎上，所述運算顯示裝置包括距離運算部和圖像顯示部，所述距離運算部根據作為從圓形平臺中心到虛擬直線的最短距離的第二最短距離、以及從表示所述虛擬直線上的對應於第二最短距離的位置的基準點到各測量點的距離，求出作為從圓形平臺中心到各測量點的最短距離的第一最短距離，所述圖像顯示部以坐標圖顯示對應於所述距離運算部求出的第一最短距離的各測量值。按照上述各結構，由於設置有運算顯示部，所述運算顯示部能夠將在圓形平臺上方且不經過中心的虛擬直線上的、由距離傳感器測量至所述被測量面的距離得到的測量值，與作為從中心到各測量點的最短距離的第一最短距離即經過中心的直徑方向上的距離對應顯示，所以當圓形平臺的被測量面為圓錐面時、而且在不經過中心的虛擬直線上測量時，也能夠準確測量經過圓形平臺中心的直徑方向上的斷面形狀。對於例如像矽片研磨用的圓形平臺那樣要求高精度平面等情況下的測量作業極其有效。
圖1是本實用新型實施例的斷面形狀測量裝置的立體圖。圖2是表示所述斷面形狀測量裝置的運算顯示裝置的簡要結構的框圖。圖3是用於說明由所述斷面形狀測量裝置測量圓形平臺的斷面形狀的測量方法的平面圖。圖4是描繪不經過圓形平臺中心的測量線上的測量點處的測量值的坐標圖。圖5是將不經過圓形平臺中心的測量線上的測量點處的測量值與距中心的最短距離對應描繪的坐標圖。圖6是圓形平臺的平面圖。圖7是圓形平臺的立體圖。圖8是表示圓形平臺表面為圓錐面時在不經過中心的測量線上的斷面形狀的圖。圖9是表示圓形平臺表面為圓錐面時在通過中心的測量線上的斷面形狀的圖。附圖標記說明Cli測量值Ki測量點L 虛擬直線M 圓形平臺O 中心r 第二最短距離Ri第一最短距離I 斷面形狀測量裝置2 導向架3 導軌4 移動件5 距離傳感器6 移動裝置7 控制裝置8 運算顯示裝置21距離運算部22圖像顯示部
具體實施方式
以下，基於圖1 圖5對本實用新型實施例的圓形平臺的斷面形狀測量裝置進行說明。如圖1 圖3所示，本實施例的斷面形狀測量裝置I包括:導向架2，在兩端部安裝有放置用腳板部2a、2a，並在左右的安裝板部2b、2b之間設置有水平方向的導軌(導向構件)3 ;移動件4，設置成與所述導軌3卡合併在水平方向移動自如；距離傳感器(又稱位移傳感器，例如使用渦流式、電容式的距離傳感器)5，設置在所述移動件4上，用於測量至圓形平臺(又稱研磨平臺)M的表面(被測量面)的距離；移動裝置6，設置在所述導向架2偵彳，使所述移動件4移動；控制裝置(例如採用計算機)7，用於控制所述移動裝置6 ;以及運算顯示裝置8，將作為不經過所述圓形平臺M的中心(轉動中心)0的測量線的虛擬直線L上的多個測量點Ki處的由所述距離傳感器5測量到的各測量值屯，與作為從圓形平臺M的中心O到各測量點Ki的最短距離的第一最短距離(即相當於到各測量點的半徑距離)Ri對應顯示。另夕卜，由距離傳感器5測量的測量值例如表示至作為被測量物的圓形平臺M的放置面的距離、即高度。使用虛擬直線這樣的詞是因為，為了求出最短距離需要使用水平面上的位置，在此是指圓形平臺的放置面上的位置，而不使用圓形平臺的表面上的位置。即，因為需要使用將測量線投影到圓形平臺放置面的直線上的位置，所以就投影到所述放置面上的直線的意義稱其為虛擬直線。此外，如圖2、圖3所示，所述運算顯示裝置8由距離運算部21以及圖像顯示部22構成，所述距離運算部21根據作為從圓形平臺M的中心O到虛擬直線L的最短距離的第二最短距離r以及從表示所述虛擬直線L上的對應於第二最短距離r的位置的基準點E到各測量點Ki的距離Hi,利用畢達哥拉斯定理(勾股定理)，求出從圓形平臺M的中心O到各測量點Ki的第一最短距離Ri,所述圖像顯示部22以坐標圖顯示對應於所述距離運算部21求出的第一最短距離Ri的各測量值屯。另外，虛擬直線L上的基準點E是通過圓形平臺M的中心O的直線OE與虛擬直線L垂直相交的交點。所述距離傳感器5有接觸式或非接觸式，接觸式使用線性編碼器式距離傳感器，非接觸式使用渦流式距離傳感器、光學式距離傳感器，或使用空氣傳感器等。此外，移動件4相對於所述導軌3滑動的滑動機構採用直線導軌方式。並且，所述移動裝置6包括:設置在導軌3兩端部的驅動用滑輪11和從動用滑輪12 ;纏繞在所述兩滑輪11、12上並在兩端部連接移動件4的索體(例如使用線纜等)13 ;以及設置在導軌3側並使所述驅動用滑輪11轉動的電動機14。因此，通過電動機14的轉動，能夠使安裝在移動件4上的距離傳感器5在水平方向上移動。此外，引導所述移動件4的導軌3由陶瓷製成，並且製作精度為:例如相對於長度1000 1500mm,直線度為5 10 μ m以下。以下，對所述斷面形狀測量裝置I測量圓形平臺M的表面形狀即斷面形狀的情況進行說明。另外，如圖3所示，圓形平臺M的研磨部的表面即被測量面呈環狀(內側半徑為RI，外側半徑為R0)，此外，進行測量的虛擬直線L不經過所述中心0，例如設定在從中心O離開距離r的位置上。S卩，如圖3所示，在從圓形平臺M的中心O離開距離r(為第二最短距離，且關係Ri< r < %成立)的虛擬直線L上的多個測量點Ki處，測量至圓形平臺M的表面的距離屯，並測量表面形狀。以下對上述情況進行說明。在此，對多個測量點Ki等間隔設定在虛擬直線L上的情況進行說明。另外，在圓形平臺M上設置斷面形狀測量裝置I的導向架2時，從圓形平臺M的中心O到虛擬直線L的第二最短距離r以及其位置、即從虛擬直線L上的基準點E到各測量點Ki的水平距離Hi為已知。因此，在不經過圓形平臺M的中心O的虛擬直線L上配置導向架2。也就是說，將導向架2配置成使距離傳感器5的移動軌跡與虛擬直線L 一致。而且，通過控制裝置7使移動件4依次移動至多個測量點Ki,並由距離傳感器5測量至圓形平臺M的表面的距離屯。所述測量值Cli被傳送至運算顯示裝置8，在距離運算部21中求出從圓形平臺M的中心O到各測量點Ki的第一最短距離(半徑距離)Ri,而且如圖4所示，在圖像顯示部22上以坐標圖顯示所述測量點Ki的第一最短距離Ri以及與其對應的測量值屯。另外，如果沿虛擬直線L顯示測量值Cli，則如圖5所示。按照所述斷面形狀測量裝置，由於設置有運算顯示部，所述運算顯示部能夠將在圓形平臺上方且不經過中心的虛擬直線上的、由距離傳感器測量至所述被測量面的距離得到的測量值，與從中心到各測量點的第一最短距離即經過中心的直徑方向上的距離對應顯示，所以當圓形平臺的被測量面為圓錐面(圓錐形狀)時、而且在不經過中心的虛擬直線上測量時，也能夠準確測量經過圓形平臺中心的直徑方向上的斷面形狀。對於例如像矽片研磨用的圓形平臺那樣要求高精度平面等情況下的測量作業極其有效。上述實施例中，多個測量點等間隔地設置在虛擬直線上，但也可以非等間隔地設置。
權利要求1.一種圓形平臺的斷面形狀測量裝置，其特徵在於包括: 導向架，能設置在作為被測量物的圓形平臺上，並且具有規定方向的導向構件； 移動件，被所述導向構件引導，並且利用移動裝置而移動自如； 距離傳感器，設置在所述移動件上，測量至圓形平臺的被測量面的距離；以及運算顯示裝置，將不經過所述圓形平臺中心的虛擬直線上的多個測量點處的由所述距離傳感器測量到的各測量值，與作為從圓形平臺中心到各測量點的最短距離的第一最短距離對應顯示。
2.根據權利要求1所述的圓形平臺的斷面形狀測量裝置，其特徵在於， 所述運算顯示裝置包括距離運算部和圖像顯示部， 所述距離運算部根據作為從圓形平臺中心到虛擬直線的最短距離的第二最短距離、以及從表示所述虛擬直線上的對應於第二最短距離的位置的基準點到各測量點的距離，求出作為從圓形平臺中心到各測量點的最短距離的第一最短距離， 所述圖像顯示部以坐標圖顯示對應於所述距離運算部求出的第一最短距離的各測量值。
專利摘要本實用新型提供一種圓形平臺的斷面形狀測量裝置，其包括導向架(2)，能設置在作為被測量物的圓形平臺(M)上，並且具有規定方向的導軌(3)；移動件(4)，被導軌(3)引導，並且利用移動裝置(6)而移動自如；距離傳感器(5)，設置在所述移動件(4)上，測量至圓形平臺(M)的被測量面的距離；以及運算顯示裝置(8)，將不經過圓形平臺(M)中心的虛擬直線(L)上的多個測量點(di)處的由距離傳感器(5)測量到的各測量值，與作為從圓形平臺(M)中心到各測量點(di)的最短距離的第一最短距離(Ri)對應顯示。
文檔編號G01B11/24GK202928537SQ20122062228
公開日2013年5月8日 申請日期2012年11月21日 優先權日2012年11月21日
發明者宮本紳司, 小林榮治, 三輪憲一 申請人:日立造船株式會社