[发明专利]形状测定装置

说明书

技术领域

本发明涉及通过使探测器与工件表面接触或者相对工件表面接触 移动，来基于探测器的移动量对工件的表面形状进行测定的形状测定装 置。

背景技术

在使探测器与工件接触来对工件的轮廓形状、表面粗糙度进行测定 的接触式测定方法中，作为探测器的前端形状，公知有例如图10(a)～ (d)所示那样的形状。其中，在亚微米(submicro)以下级别的更高 精度的测定中，探测器的前端形状基本上是能够尽量抑制由于前端形状 而引起的误差的如图10(a)、图10(b)所示那样的球形状。尤其是图 10(a)那样的形状易于高精度地制造，在亚微米以下级别的接触式测 定方法中由于是最高精度所以是主流方式。

作为接触式测定方法，已知有一种如下所述的方法：使上述那样的 探测器与工件接触，根据从测定器所具有的探测器的中心坐标补偿已知 探测器形状的量而得到的计算数据来提取与工件的点接触位置，从而可 以捕获形状。在前端是球的情况下，利用从探测器的前端球中心补偿已 知的R量后的计算数据来进行提取。

例如在专利文献1、2中，记载有与使用球触针来测定形状相关的 技术，在专利文献3中，记载有一种使用探测器来测定形状的技术，其 中，所述探测器的前端面形状具有球状面、和在球状面外侧的周围形成 为与球状面平滑相连的锥面。

专利文献1：日本特开2002-357415号公报

专利文献2：日本特开2001-280947号公报

专利文献3：日本特开2006-125934号公报

然而，近年来，对微小且复杂的形状进行高精度测定的需求存在增 加的趋势，例如图11所示，在高度为数十微米的外形测定区域、即外 周面W1a的附近，具有与外周面W1a交叉的面W2a的工件W日益增 加。在对这样的工件W的外周面W1a进行测定的情况下，成为图11 所示那样的状态，为了防止与面W2a的物理干涉，必须使探测器3的 前端球的R减小到数十微米等级。若如此使前端球变小，则会产生以下 那样的3个弊害。

第一个是若前端球变小则难以进行制造，尤其是难以将数十微米级 别的直径的球制造成纳米等级的高精度的圆球。

第二个是由于支承棒与球的安装面积变得极端地小，所以球与支承 棒的结合力变弱，导致即使是数mg程度的测定按压，球也容易从支承 棒脱离，难以使用。

第三个是由于成为与球相同程度或者与之相比更细的支承棒，所以 支承棒本身的直径也为数十微米。该情况下，支承棒会向按压的方向发 生挠曲，导致计算出的接触数据与实际产生误差而无法高精度进行测 定。

根据以上说明可知，以现有的方法难以进行高精度的工件测定。

发明内容

本发明鉴于上述情况而提出，其目的在于，提供一种形状测定装置， 该形状测定装置即使在存在与工件的包含测定位置的面相交叉的面的 情况下，也能够不受该面干涉地进行高精度的测定，并且无需使探测器 的球体变小，就能够制造出高精度的圆球，可使探测器与探测器支承轴 的结合力变得稳固，并能够防止探测器支承轴的挠曲。

根据本发明的一个方式，提供一种形状测定装置，是通过使探测器 与工件表面接触或者相对工件表面接触移动，来基于上述探测器的移动 量对上述工件的表面形状进行测定的形状测定装置，其特征在于，具备：

上述探测器；

对上述探测器进行轴支承的探测器支承轴；以及

被安装上述探测器支承轴，使上述探测器与上述工件表面的测定位 置接触，并且使上述工件与上述探测器相对移动的探测器驱动装置；

上述探测器是被上述探测器支承轴轴支承的球体，上述球体具有按 照与上述探测器支承轴大致垂直的方式被切割而成的形状的切割面，

在上述工件表面的形状测定中，使上述探测器的上述切割面与上述 工件表面的、与包含测定位置的面相交叉的面对置，并且使上述球体的 表面与上述工件的测定位置接触来进行测定。

根据本发明，即使在存在与工件的包含测定位置的面相交叉的面的 情况下，探测器也能够不受该面干涉地进行高精度的测定。另外，无需 使探测器的球体变小就能够制造出高精度的圆球，能够使探测器与探测 器支承轴的结合力变得稳固，并防止探测器支承轴的挠曲。

附图说明

图1是表示在本发明的第1实施方式中使用的工件的一个例子的 图，(a)是工件的俯视图，(b)是工件的侧视图。