JP4636928B2 - 測定部支持機構およびそれを備えた薄板の表面形状測定装置 - Google Patents
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Description
測定部190は、水平移動手段180によって水平移動自在に、そして、垂直移動手段160によって上下移動自在になっており、被測定物であるガラス基板100の両面の表面形状を連続して非接触で測定するものである。
さらに、組付け上の誤差ばかりでなく、左右両側に配設されたねじ送り機構150、150には、上下動に関して同期誤差が生じるため、前述の組付け誤差と同様に、垂直移動手段160、160間に配設されている水平移動手段180の矩形形状構造に歪み、または捩れを生じ、測定部90へその影響を与えて、正確な測定ができない問題があり、測定結果の信頼性を低下するおそれがあった。
さらに、水平移動手段の片側は垂直スライド部材へ固定されているため、その固定された側を基準として固定側の移動に倣ってフリー側の水平移動手段が移動して誤差を吸収する。このため、誤差の吸収をスムーズに行うことができる。両側をフリーとして垂直移動手段に支持すると、水平移動手段の移動の基準点がなくなるため、水平移動手段の位置が不安定となってしまう。
測定する際は、変位センサ330a、330bは、ガラス基板100の表裏の両面側に位置し、非接触で両面の形状測定が可能なようになっている。
送りナット400と受け板部390a、390bとは送りナットフローティング機構を介して連結され、受け板部390a、390bに加わる測定部側の重量が直接ねじ送り機構側へモーメント荷重として作用しないように連結構成されている。
そして、図4に示すように、水平スライドレール370の両端部はそれぞれ、受け板部390a、390bで支持されている。水平スライドレール370の右側端部は、受け板部390aに対して固定結合構造となっており、図4のB部分の詳細を図5、図6に示す。また、左側端部は、受け板部390bに対してフリー結合構造となっており、図4のC部分の詳細を図7、図8に示す。
図5(a)、図7は、水平スライドレール370の長手方向の断面図を示し、図6、図8は、水平スライドレール370の長手方向に直角方向の断面図を示す。
図6に示すように、水平スライドレール370、370の端部およびスペーサ500の下面には、板部材510が配置されて水平スライドレール370側へねじ等(図示しない)で固定されている。板部材510の下方には、受け板部390aが設けられ、板部材510の下面と受け板部390aの上面との間には、球面軸受520が2箇所介在配置され、ねじ530によって受け板部390aが板部材510に対して隙間を有して装着されている。即ち図5(b)に示すように、球面軸受520の2箇所で板部材510を支持している。
球面軸受520の概略構造を、図5(b)に示す。この球面軸受520を設けることによって、水平スライドレール370と受け板部390aとの間に、多少の歪みがあっても吸収できるため、組付け性を向上することができる。
図8に示すように、水平スライドレール370、370およびスペーサ500の下面には、板部材540が配置されて水平スライドレール370側へねじ等(図示しない)で固定されている。板部材540の下方には、受け板部390bが設けられ、板部材540の下面と受け板部390bの上面との間には、球面軸受550が1箇所介在配置されている。この球面軸受550をスリーブ560を介してねじ570によって取り付けることによって、受け板部390bが板部材540との間に隙間を有して装着される。前述した図5(b)と同様に球面軸受550で板部材540を支えており、反対側の球面軸受520、520の2箇所と、計3箇所で水平移動手段320を支持していることになる。球面軸受550の位置は、反対側に位置する固定結合構造の球面軸受520、520の2箇所の中間に位置されている。
スリーブ560の外周部には、フローティング機構600が装着され、図3内に示した矢印X−Yで示すように水平な縦横方向(長手方向とそれに直角方向)にフローティング(摺動)可能に構成されている。
同様に、第2ベアリングガイド620(図7参照)も、インナレース621とアウターレース622とから構成され、インナレース621は、第2支持部材660に固定され、第2支持部材660を介して受け板部390b側に固定されている。アウターレース622は、第1支持部材650に固定され、第1支持部材650を介してスリーブ560に固定され、スリーブ560を介して水平スライドレール370側に固定されている。これによって、図8に矢印Gで示す方向への動きを可能にしている。
また、球面軸受550の構成によって受け板部390bに対する水平スライドレール370の多少の歪みも吸収することができ組付け性を向上することができる。
仮に、水平移動手段320の両側をフリー結合構造とすると、水平移動手段320の移動の基準点がなくなり、水平移動手段320の位置が不安定となってしまい、誤差吸収ばかりでなく通常の測定自体においても不安定となるおそれがあり、測定精度自体に悪影響を及ぼすおそれがあるが、本実施の形態ではそのようなことはなく安定した誤差の吸収をすることができる。
前述した実施例においては、X方向、Y方向を夫夫別個に構成しているが、例えば、従来から市販されているようなX−Yテーブルのような装置を組み込んで本願のように構成することも可能であり、それにより、X、Y両方向をモータ駆動させることができ、フローティング動作を積極的に制御することが可能である。
100 ガラス基板(薄板)
110 基台
200 垂直保持機構
300 測定部支持機構
310 垂直移動手段
320 水平移動手段
330 測定部
350 垂直駆動用ねじ送り機構
360 垂直スライド部材
370 水平スライドレール
380 水平スライド部材
500 スペーサ(連結部材)
600 フローティング機構
Claims (5)
- 基台上に載置された被測定物の両側に垂直方向に立設された一対のスライドレールと、該スライドレールのそれぞれに設けられ、該スライドレールに沿って上下方向に移動する一対の垂直スライド部材とを有する垂直移動手段と、
前記一対の垂直スライド部材間に架設された水平移動手段と、
該水平移動手段に装着され前記被測定物の表面形状を測定する測定部とを備え、
前記水平移動手段の一端部が一方の前記垂直スライド部材に固定支持されると共に、前記水平移動手段の他端部が、他方の前記垂直スライド部材に第1ベアリングガイドを介して前記水平移動手段の長手方向に摺動可能に支持され、
前記水平移動手段の他端部を前記他方の垂直スライド部材に連結するための第1受け板部をさらに備え、
前記第1ベアリングガイドは、前記水平移動手段の他端部に取り付けられたスリーブに固定されたインナレースと、前記第1受け板部に固定されたアウターレースとを含み、
前記第1受け板部の一端は、前記他方の垂直スライド部材の側面に取り付けられ、前記第1受け板部の他端は、前記第1ベアリングガイドを介して前記水平移動手段の他端部に取り付けられ、
前記水平移動手段の他端部の下面に固定された第1板部材をさらに備え、
前記スリーブは、第1球面軸受を介して、前記第1板部材にねじで取り付けられているとともに、
前記第1受け板部と前記第1板部材との間には隙間が設けられていることを特徴とする測定部支持機構。 - 前記水平移動手段の他端部は、前記第1ベアリングガイドに加えて第2ベアリングガイドを介して、前記他方の前記垂直スライド部材に前記長手方向及びこれに直交する方向に摺動可能に支持されていることを特徴とする請求項1に記載の測定部支持機構。
- 前記水平移動手段の一端部を前記一方の垂直スライド部材に連結するための第2受け板部と、
前記水平移動手段の一端部の下面に固定された第2板部材をさらに備え、
前記第2受け板部は、前記水平移動手段の長手方向に直交する方向に配置された2個の第2球面軸受を介して、前記第2板部材にねじで取り付けられており、前記第2受け板部と前記第2板部材との間には隙間が設けられているとともに、
前記第1球面軸受の、前記水平移動手段の長手方向に直交する方向における位置が、前記2個の第2球面軸受の中間であることを特徴とする請求項1に記載の測定部支持機構。 - 前記水平移動手段は、前記被測定物を間に位置して所定間隔で平行に配置された一対の水平スライドレールと、該水平スライドレールに沿って移動し前記測定部が装着される水平スライド部材と、前記一対の水平スライドレールの両端部に設けられ、前記一対の水平スライドレールを所定間隔に支持する連結部材とを有し、
前記水平移動手段は、前記一対の水平スライドレールと前記連結部材によって略矩形形状に構成されており、
前記水平移動手段の他端部の連結部材の下面には、前記第1球面軸受を介して前記スリーブが取り付けられた前記第1板部材が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の測定部支持機構。 - 被測定物である薄板を基台上に垂直に保持する垂直保持機構と、該垂直保持機構によって垂直に保持された薄板の表面全面に亘って走査して前記薄板の表面形状を測定する測定部とを備え、該測定部が請求項1乃至4のいずれか一項に記載の測定部支持機構を用いて支持されていることを特徴とする薄板の表面形状測定装置。
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