(57)【要約】      （修正有）【課題】膜厚測定装置が塗布膜及び基面に対して傾いた状態で測定しても測定精度を確保することの可能な、膜厚測定方法及び膜厚測定装置を提供する。【解決手段】膜厚測定方法は、二次元レーザー変位計１３に対する測定刃１１のずれ幅ｄｘを補正して測定刃１１の先端までの距離を算出する、補正工程と、測定刃１１からそれぞれ所定距離だけずれた２点における塗布膜までのそれぞれの距離を測定し、塗布膜までのそれぞれの距離の差と、所定距離と、の関係から、塗布膜の法線に対するレーザー光線Ｌにおける光軸Ｌａの傾斜角を算出し、測定刃１１における塗布膜に挿入されている部分の長さと、塗布膜の法線に対する光軸Ｌａの傾斜角と、の関係から、塗布膜の厚さを算出する、測定工程と、を備える。【選択図】図１
2013160642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次元レーザー変位計に対して一体的に組み付けられた測定刃の先端を、膜厚の測定対象である塗布膜に挿入し、該塗布膜が塗布された基面に当接させた状態で、前記二次元レーザー変位計により前記塗布膜の厚さを測定する、膜厚測定方法であって、
前記二次元レーザー変位計に対する前記測定刃のずれ幅を測定するとともに、該ずれ幅を補正して前記二次元レーザー変位計から前記測定刃の先端までの距離を算出する、補正工程と、
前記測定刃からそれぞれ所定距離だけずれた２点における前記二次元レーザー変位計から前記塗布膜までのそれぞれの距離を測定し、前記塗布膜までのそれぞれの距離の差と、前記所定距離と、の関係から、前記塗布膜の法線に対する前記光軸の傾斜角を算出し、前記測定刃における前記塗布膜に挿入されている部分の長さと、前記塗布膜の法線に対する前記光軸の傾斜角と、の関係から、前記塗布膜の厚さを算出する、測定工程と、を備える、
ことを特徴とする、膜厚測定方法。
【請求項２】
光軸を中心として扇状に広がるレーザー光線を測定対象物に照射し、前記レーザー光線によって該測定対象物に線状に表れる測定範囲までのそれぞれの距離を測定する二次元レーザー変位計と、前記光軸からずれた位置で前記二次元レーザー変位計の側に前記光軸と直交する測定面を向けて、前記二次元レーザー変位計に対して一体的に組み付けられる測定刃と、を備える膜厚測定装置で行う膜厚測定方法であって、
前記測定刃の測定面に対して前記レーザー光線を照射して、前記二次元レーザー変位計から前記測定面までの距離を測定する工程と、
前記測定面よりも前記測定対象物側に位置する前記測定刃の先端を校正面に対して当接させた状態で、前記光軸が前記校正面に対して垂直となるように前記レーザー光線を照射して、前記二次元レーザー変位計から前記光軸上の前記校正面までの第一の距離を測定する工程と、
前記測定刃の先端を校正面に対して当接させた状態で、前記光軸を前記第一の距離の測定時から所定角だけ傾けて前記レーザー光線を照射して、前記二次元レーザー変位計から前記光軸上の前記校正面までの第二の距離を測定する工程と、
前記第一の距離と前記第二の距離との差と、前記所定角と、の関係から、前記測定刃と前記光軸とのずれ幅を算出する工程と、
前記測定刃の先端を校正面に対して当接させた状態で、前記校正面に対して前記レーザー光線を照射して、前記測定刃から等距離だけずれた２点における前記二次元レーザー変位計から前記校正面までのそれぞれの距離を測定する工程と、
前記測定刃から等距離だけずれた２点における前記二次元レーザー変位計から前記校正面までのそれぞれの距離の平均値より、前記二次元レーザー変位計から前記測定刃の先端までの距離を算出する工程と、
前記二次元レーザー変位計から前記測定刃の測定面までの距離と、前記二次元レーザー変位計から前記測定刃の先端までの距離と、の差から、前記測定刃の高さを算出する工程と、
前記測定刃の先端を、膜厚の測定対象である塗布膜に挿入して、該塗布膜が塗布された基面に当接させた状態で、前記塗布膜に対して前記レーザー光線を照射する工程と、
前記測定刃からそれぞれ所定距離だけずれた２点における前記二次元レーザー変位計から前記塗布膜までのそれぞれの距離を測定する工程と、
前記塗布膜までのそれぞれの距離の差と、前記所定距離と、の関係から、前記塗布膜の法線に対する前記光軸の傾斜角を算出する工程と、
前記測定刃からそれぞれ所定距離だけずれた２点における前記二次元レーザー変位計から前記塗布膜までのそれぞれの距離の平均値と、前記二次元レーザー変位計から前記測定刃の測定面までの距離と、の差から、前記測定刃における前記塗布膜に挿入されていない部分の長さを算出する工程と、
前記測定刃の高さと、前記測定刃における前記塗布膜に挿入されていない部分の長さと、の差から、前記測定刃における前記塗布膜に挿入されている部分の長さを算出する工程と、
前記測定刃における前記塗布膜に挿入されている部分の長さと、前記塗布膜の法線に対する前記光軸の傾斜角と、の関係から、前記塗布膜の厚さを算出する工程と、を備える、
ことを特徴とする、膜厚測定方法。
【請求項３】
光軸を中心として扇状に広がるレーザー光線を測定対象物に照射し、前記レーザー光線によって該測定対象物に線状に表れる測定範囲までのそれぞれの距離を測定する二次元レーザー変位計と、
前記光軸からずれた位置で前記二次元レーザー変位計の側に前記光軸と直交する測定面を向けて、前記二次元レーザー変位計に対して一体的に組み付けられる測定刃と、を備える膜厚測定装置であって、
前記測定刃の測定面に対して前記レーザー光線を照射して、前記二次元レーザー変位計から前記測定面までの距離を測定し、
前記測定面よりも前記測定対象物側に位置する前記測定刃の先端を校正面に対して当接させた状態で、前記光軸が前記校正面に対して垂直となるように前記レーザー光線を照射して、前記二次元レーザー変位計から前記光軸上の前記校正面までの第一の距離を測定し、
前記測定刃の先端を校正面に対して当接させた状態で、前記光軸を前記第一の距離の測定時から所定角だけ傾けて前記レーザー光線を照射して、前記二次元レーザー変位計から前記光軸上の前記校正面までの第二の距離を測定し、
前記第一の距離と前記第二の距離との差と、前記所定角と、の関係から、前記測定刃と前記光軸とのずれ幅を算出し、
前記測定刃の先端を校正面に対して当接させた状態で、前記校正面に対して前記レーザー光線を照射して、前記測定刃から等距離だけずれた２点における前記二次元レーザー変位計から前記校正面までのそれぞれの距離を測定し、
前記測定刃から等距離だけずれた２点における前記二次元レーザー変位計から前記校正面までのそれぞれの距離の平均値より、前記二次元レーザー変位計から前記測定刃の先端までの距離を算出し、
前記二次元レーザー変位計から前記測定刃の測定面までの距離と、前記二次元レーザー変位計から前記測定刃の先端までの距離と、の差から、前記測定刃の高さを算出し、
前記測定刃の先端を、膜厚の測定対象である塗布膜に挿入して、該塗布膜が塗布された基面に当接させた状態で、前記塗布膜に対して前記レーザー光線を照射し、
前記測定刃からそれぞれ所定距離だけずれた２点における前記二次元レーザー変位計から前記塗布膜までのそれぞれの距離を測定し、
前記塗布膜までのそれぞれの距離の差と、前記所定距離と、の関係から、前記塗布膜の法線に対する前記光軸の傾斜角を算出し、
前記測定刃からそれぞれ所定距離だけずれた２点における前記二次元レーザー変位計から前記塗布膜までのそれぞれの距離の平均値と、前記二次元レーザー変位計から前記測定刃の測定面までの距離と、の差から、前記測定刃における前記塗布膜に挿入されていない部分の長さを算出し、
前記測定刃の高さと、前記測定刃における前記塗布膜に挿入されていない部分の長さと、の差から、前記測定刃における前記塗布膜に挿入されている部分の長さを算出し、
前記測定刃における前記塗布膜に挿入されている部分の長さと、前記塗布膜の法線に対する前記光軸の傾斜角と、の関係から、前記塗布膜の厚さを算出する、
ことを特徴とする、膜厚測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜厚測定方法及び膜厚測定装置に関し、より詳しくは、測定対象物の表面に形成された被膜の厚さを測定する際の測定精度を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、非接触のレーザー距離計を測定対象物に対向して配置し、レーザー距離計の配置や角度を変更することで測定対象物の厚さを測定する技術が知られている（例えば、特許文献１、及び、特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２６３８１８号公報
【特許文献２】特開平７−２８０５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１及び特許文献２に記載の技術は板厚の測定技術に関するものであり、測定対象物に塗布された塗布膜の膜厚の測定に応用することは困難であった。
【０００５】
一方、測定対象物に塗布された塗布膜の膜厚を測定する場合、図１０（ａ）に記載する膜厚測定装置が用いられることがある。図１０（ａ）に示す膜厚測定装置においては、レーザー変位計に対して一体的に組み付けられた二枚の測定刃の先端を、膜厚の測定対象である塗布膜に挿入する。そして、測定刃の先端を塗布膜が塗布された測定対象物の基面に当接させた状態で、塗布膜に対してレーザー光線を照射して塗布膜までの距離を測定する。さらに、測定刃の先端までの長さと測定した距離との差より、測定刃における塗布膜に挿入されている部分の長さを膜厚として算出するのである。
【０００６】
前記の膜厚測定装置の構成においては、図１０（ｂ）に示す如く膜厚測定装置（厳密には、膜厚測定装置からのレーザー光線の光軸）が角θだけ塗布膜及び基面に対して傾いた状態で測定すると、二枚の測定刃のうち一枚が浮いてしまう。このため、レーザー変位計から塗布膜までの距離を実際よりも長く測定してしまうことにより、膜厚として測定した結果が実際の膜厚よりも小さくなり、測定誤差が生じるという問題があった。
【０００７】
そこで本発明は、上記現状に鑑み、膜厚測定装置が塗布膜及び基面に対して傾いた状態で測定しても測定精度を確保することの可能な、膜厚測定方法及び膜厚測定装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００９】
即ち、請求項１においては、二次元レーザー変位計に対して一体的に組み付けられた測定刃の先端を、膜厚の測定対象である塗布膜に挿入し、該塗布膜が塗布された基面に当接させた状態で、前記二次元レーザー変位計により前記塗布膜の厚さを測定する、膜厚測定方法であって、前記二次元レーザー変位計に対する前記測定刃のずれ幅を測定するとともに、該ずれ幅を補正して前記二次元レーザー変位計から前記測定刃の先端までの距離を算出する、補正工程と、前記測定刃からそれぞれ所定距離だけずれた２点における前記二次元レーザー変位計から前記塗布膜までのそれぞれの距離を測定し、前記塗布膜までのそれぞれの距離の差と、前記所定距離と、の関係から、前記塗布膜の法線に対する前記光軸の傾斜角を算出し、前記測定刃における前記塗布膜に挿入されている部分の長さと、前記塗布膜の法線に対する前記光軸の傾斜角と、の関係から、前記塗布膜の厚さを算出する、測定工程と、を備えるものである。
【００１０】
請求項２においては、光軸を中心として扇状に広がるレーザー光線を測定対象物に照射し、前記レーザー光線によって該測定対象物に線状に表れる測定範囲までのそれぞれの距離を測定する二次元レーザー変位計と、前記光軸からずれた位置で前記二次元レーザー変位計の側に前記光軸と直交する測定面を向けて、前記二次元レーザー変位計に対して一体的に組み付けられる測定刃と、を備える膜厚測定装置で行う膜厚測定方法であって、前記測定刃の測定面に対して前記レーザー光線を照射して、前記二次元レーザー変位計から前記測定面までの距離を測定する工程と、前記測定面よりも前記測定対象物側に位置する前記測定刃の先端を校正面に対して当接させた状態で、前記光軸が前記校正面に対して垂直となるように前記レーザー光線を照射して、前記二次元レーザー変位計から前記光軸上の前記校正面までの第一の距離を測定する工程と、前記測定刃の先端を校正面に対して当接させた状態で、前記光軸を前記第一の距離の測定時から所定角だけ傾けて前記レーザー光線を照射して、前記二次元レーザー変位計から前記光軸上の前記校正面までの第二の距離を測定する工程と、前記第一の距離と前記第二の距離との差と、前記所定角と、の関係から、前記測定刃と前記光軸とのずれ幅を算出する工程と、前記測定刃の先端を校正面に対して当接させた状態で、前記校正面に対して前記レーザー光線を照射して、前記測定刃から等距離だけずれた２点における前記二次元レーザー変位計から前記校正面までのそれぞれの距離を測定する工程と、前記測定刃から等距離だけずれた２点における前記二次元レーザー変位計から前記校正面までのそれぞれの距離の平均値より、前記二次元レーザー変位計から前記測定刃の先端までの距離を算出する工程と、前記二次元レーザー変位計から前記測定刃の測定面までの距離と、前記二次元レーザー変位計から前記測定刃の先端までの距離と、の差から、前記測定刃の高さを算出する工程と、前記測定刃の先端を、膜厚の測定対象である塗布膜に挿入して、該塗布膜が塗布された基面に当接させた状態で、前記塗布膜に対して前記レーザー光線を照射する工程と、前記測定刃からそれぞれ所定距離だけずれた２点における前記二次元レーザー変位計から前記塗布膜までのそれぞれの距離を測定する工程と、前記塗布膜までのそれぞれの距離の差と、前記所定距離と、の関係から、前記塗布膜の法線に対する前記光軸の傾斜角を算出する工程と、前記測定刃からそれぞれ所定距離だけずれた２点における前記二次元レーザー変位計から前記塗布膜までのそれぞれの距離の平均値と、前記二次元レーザー変位計から前記測定刃の測定面までの距離と、の差から、前記測定刃における前記塗布膜に挿入されていない部分の長さを算出する工程と、前記測定刃の高さと、前記測定刃における前記塗布膜に挿入されていない部分の長さと、の差から、前記測定刃における前記塗布膜に挿入されている部分の長さを算出する工程と、前記測定刃における前記塗布膜に挿入されている部分の長さと、前記塗布膜の法線に対する前記光軸の傾斜角と、の関係から、前記塗布膜の厚さを算出する工程と、を備えるものである。
【００１１】
請求項３においては、光軸を中心として扇状に広がるレーザー光線を測定対象物に照射し、前記レーザー光線によって該測定対象物に線状に表れる測定範囲までのそれぞれの距離を測定する二次元レーザー変位計と、前記光軸からずれた位置で前記二次元レーザー変位計の側に前記光軸と直交する測定面を向けて、前記二次元レーザー変位計に対して一体的に組み付けられる測定刃と、を備える膜厚測定装置であって、前記測定刃の測定面に対して前記レーザー光線を照射して、前記二次元レーザー変位計から前記測定面までの距離を測定し、前記測定面よりも前記測定対象物側に位置する前記測定刃の先端を校正面に対して当接させた状態で、前記光軸が前記校正面に対して垂直となるように前記レーザー光線を照射して、前記二次元レーザー変位計から前記光軸上の前記校正面までの第一の距離を測定し、前記測定刃の先端を校正面に対して当接させた状態で、前記光軸を前記第一の距離の測定時から所定角だけ傾けて前記レーザー光線を照射して、前記二次元レーザー変位計から前記光軸上の前記校正面までの第二の距離を測定し、前記第一の距離と前記第二の距離との差と、前記所定角と、の関係から、前記測定刃と前記光軸とのずれ幅を算出し、前記測定刃の先端を校正面に対して当接させた状態で、前記校正面に対して前記レーザー光線を照射して、前記測定刃から等距離だけずれた２点における前記二次元レーザー変位計から前記校正面までのそれぞれの距離を測定し、前記測定刃から等距離だけずれた２点における前記二次元レーザー変位計から前記校正面までのそれぞれの距離の平均値より、前記二次元レーザー変位計から前記測定刃の先端までの距離を算出し、前記二次元レーザー変位計から前記測定刃の測定面までの距離と、前記二次元レーザー変位計から前記測定刃の先端までの距離と、の差から、前記測定刃の高さを算出し、前記測定刃の先端を、膜厚の測定対象である塗布膜に挿入して、該塗布膜が塗布された基面に当接させた状態で、前記塗布膜に対して前記レーザー光線を照射し、前記測定刃からそれぞれ所定距離だけずれた２点における前記二次元レーザー変位計から前記塗布膜までのそれぞれの距離を測定し、前記塗布膜までのそれぞれの距離の差と、前記所定距離と、の関係から、前記塗布膜の法線に対する前記光軸の傾斜角を算出し、前記測定刃からそれぞれ所定距離だけずれた２点における前記二次元レーザー変位計から前記塗布膜までのそれぞれの距離の平均値と、前記二次元レーザー変位計から前記測定刃の測定面までの距離と、の差から、前記測定刃における前記塗布膜に挿入されていない部分の長さを算出し、前記測定刃の高さと、前記測定刃における前記塗布膜に挿入されていない部分の長さと、の差から、前記測定刃における前記塗布膜に挿入されている部分の長さを算出し、前記測定刃における前記塗布膜に挿入されている部分の長さと、前記塗布膜の法線に対する前記光軸の傾斜角と、の関係から、前記塗布膜の厚さを算出するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１３】
本発明により、膜厚測定装置が塗布膜及び基面に対して傾いた状態で測定しても測定精度を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】膜厚測定装置の概要を示した正面図。
【図２】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、測定刃のＹ軸方向のずれを調整する前後の膜厚測定装置を示した側面図。
【図３】膜厚測定装置が測定対象物に対して傾いた状態を示した図。
【図４】膜厚測定方法の流れを示したフロー図。
【図５】（ａ）はレーザー変位計の光軸と測定刃とのずれ幅を算出する工程を示した図、（ｂ）は（ａ）における三角形Ｔ１の拡大図。
【図６】測定刃の先端までの距離を算出する工程を示した図。
【図７】（ａ）は塗布膜の厚さを算出する工程を示した図、（ｂ）は（ａ）における三角形Ｔ２の拡大図、（ｃ）は（ａ）における三角形Ｔ３の拡大図。
【図８】膜厚測定装置による塗布膜の測定結果について示した図。
【図９】第二実施形態に係る膜厚測定装置に係る測定方法について示した図。
【図１０】（ａ）従来技術に係る膜厚測定装置の概要を示した図、（ｂ）は同じく塗布膜及び基面に対して傾いた状態の膜厚測定装置を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、発明の実施の形態を説明する。
なお、本発明の技術的範囲は以下の実施例に限定されるものではなく、本明細書及び図面に記載した事項から明らかになる本発明が真に意図する技術的思想の範囲全体に、広く及ぶものである。
【００１６】
［膜厚測定装置１０］
まず始めに、第一実施形態に係る膜厚測定装置１０の概要について、図１及び図２を用いて説明する。膜厚測定装置１０は、測定対象物Ｗの表面Ｗｐにレーザー光線を照射して、前記表面Ｗｐからの反射光を受光する二次元レーザー変位計１３と、二次元レーザー変位計１３に対して支持部１２を介して一体的に組み付けられる測定刃１１と、二次元レーザー変位計１３と電気的に接続される制御装置１４と、を備えている。
【００１７】
具体的には、二次元レーザー変位計１３は、例えば対向して配置される測定対象物Ｗの表面Ｗｐに対して、光軸Ｌａを中心として扇状に広がるレーザー光線Ｌ（図１に示す網掛け部分）を測定光として照射面１３ａから照射する。また、二次元レーザー変位計１３は、測定対象物Ｗの表面Ｗｐにおけるレーザー光線Ｌの反射光を受光するように構成されている。
詳細には、二次元レーザー変位計１３は測定対象物Ｗに対して測定光であるレーザー光線Ｌを照射し、測定対象物Ｗの表面Ｗｐに線状に表れる測定ラインＬ１を測定範囲として直線状に走査させるのである。
【００１８】
二次元レーザー変位計１３は、受光した測定ラインＬ１の形状に基づいて、測定対象物ＷのＸＺ平面における断面形状（照射面１３ａから測定ラインＬ１までの距離）を測定する。換言すれば、二次元レーザー変位計１３は、光軸Ｌａを中心として扇状に広がるレーザー光線Ｌを測定対象物Ｗに照射し、レーザー光線Ｌによって測定対象物Ｗに線状に表れる測定範囲である測定ラインＬ１までのそれぞれの距離を測定するのである。
【００１９】
本実施形態においては、測定対象物Ｗの表面Ｗｐにおける測定ラインＬ１の方向（図１における左右方向）をＸ軸方向、測定対象物Ｗの表面Ｗｐ上でＸ軸方向と直交する方向（図１における紙面奥行方向）をＹ軸方向とし、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と直交する方向（図１における上下方向）をＺ軸方向として説明する。換言すれば、測定対象物Ｗは表面ＷｐがＺ軸に直交するように配置されている。
【００２０】
測定刃１１は、棒状の支持部１２を介して、二次元レーザー変位計１３に対して一体的に組み付けられる。支持部１２は二次元レーザー変位計１３から下方に延出しており、図１におけるその水平方向位置（Ｘ軸方向位置及びＹ軸方向位置）は二次元レーザー変位計１３において調節可能に構成されている。測定刃１１は四角錐状に形成され、上下反転されて頂点部を下方に向けた状態で支持部１２の下端に連結されている。測定刃１１の上側の底面は測定面１１ａとして形成され、測定面１１ａは光軸Ｌａが垂直に入射するように（光軸Ｌａが直交する平面となるように）配設されている。つまり、測定刃１１は測定面１１ａを二次元レーザー変位計１３の側に向けて配設されているのである。
【００２１】
本実施形態においては、測定刃１１の下側先端部（四角錐の頂点部）の位置を「測定刃１１の位置」とする。即ち、前記の如く支持部１２の水平方向位置を調節することにより、測定刃１１の水平方向位置を調節することができる。そして、測定刃１１は図１及び図２（ａ）に示す如く、光軸Ｌａからずれた位置となるように配設されている。具体的には、測定刃１１は光軸Ｌａに対してＸ軸方向に幅ｄｘ、Ｙ軸方向に幅ｄｙだけずれた位置に配設されている。
【００２２】
本実施形態においては上記の如く、測定刃１１は二次元レーザー変位計１３に対して一枚だけ組み付けられている。このため、光軸Ｌａが測定対象物Ｗの表面Ｗｐにおける法線ＶａからＸ軸方向に（Ｙ軸回りに）角度θｘだけ回転した場合、即ち膜厚測定装置１０が表面Ｗｐに対して傾いた場合、そのまま測定すると図３に示す如く測定誤差が生じることになる。
【００２３】
制御装置１４と二次元レーザー変位計１３とは電気的に接続されており、制御装置１４は、入力部、表示部、記憶部、通信部、演算部等、二次元レーザー変位計１３を制御するために必要な各部を備えている。例えば記憶部は、二次元レーザー変位計１３で測定した測定対象物ＷのＸＺ平面における断面形状や、後述する膜厚測定方法を実行するための制御プログラム等を記憶する。
そして、二次元レーザー変位計１３は、測定対象物ＷのＸＺ平面における断面形状のデータを制御装置１４へと送るのである。
【００２４】
［膜厚測定方法］
次に、膜厚測定装置１０を用いた膜厚測定方法について、図１から図７を用いて説明する。
まず、図４に示すステップＳ０１では、図１及び図２に示す如く測定刃１１の測定面１１ａに対してレーザー光線Ｌを照射して、測定面１１ａまでの距離Ｄ（詳しくは、照射面１３ａから測定面１１ａまでの距離。以下、レーザー光線Ｌを各測定対象物の表面に照射して測定する「距離」とは「照射面１３ａからの距離」を指すものとする。）を測定する。なお、測定面１１ａまでの距離Ｄを測定する際は、当該測定面１１ａが、二次元レーザー変位計１３からのレーザー光線Ｌが照射される測定対象物の表面となる。
【００２５】
そして、図４に示すステップＳ０２では、測定刃１１と光軸Ｌａとの位置関係を校正するために用いる測定対象物Ｗを準備し、その表面Ｗｐを「校正面」Ｗｐとする。さらに、図５（ａ）に示す如く、測定刃１１の先端を校正面Ｗｐに対して当接させた状態で、光軸Ｌａが校正面Ｗｐに対して垂直となるようにレーザー光線Ｌを照射する。ここで、光軸Ｌａが垂直となるようにレーザー光線Ｌを照射する校正面Ｗｐを校正面Ｗｐ０とする。そして、光軸Ｌａ上の校正面Ｗｐ０までの第一の距離Ｄ０を測定する。
【００２６】
引き続き、図４に示すステップＳ０３では、図５（ａ）に示す如く、測定刃１１の先端を校正面Ｗｐに対して当接させた状態で、光軸Ｌａを第一の距離Ｄ０の測定時からＸ軸方向に（Ｙ軸回りに）既知の所定角θ１だけ傾け、その状態でレーザー光線Ｌを照射する。ここで、光軸Ｌａを所定角θ１だけ傾けてレーザー光線Ｌを照射する校正面Ｗｐを校正面Ｗｐ１とする。そして、光軸Ｌａ上の校正面Ｗｐ１までの第二の距離Ｄ１を測定する。なお、図５（ａ）は説明の便宜上、測定刃１１の近傍を拡大して表示し、支持部１２の図示を省略している。
【００２７】
次に、図４に示すステップＳ０４では、第一の距離Ｄ０と第二の距離Ｄ１との差（Ｄ０−Ｄ１：（Ｄ０＞Ｄ１））と、所定角θ１と、の関係から、測定刃１１と光軸ＬａとのＸ軸方向のずれ幅ｄｘを算出する。具体的には図５（ｂ）に示す三角形Ｔ１における辺と角との三角関係から、下記の数式１を用いて算出するのである。
【００２８】
【数１】
2013160642.tif 000003
【００２９】
また、前記ステップＳ０３及びステップＳ０４と同様に、光軸Ｌａを第一の距離Ｄ０の測定時からＹ軸方向に（Ｘ軸回りに）既知の所定角だけ傾けてレーザー光線Ｌを照射し、光軸Ｌａ上の校正面Ｗｐまでの第二の距離を測定することにより、測定刃１１と光軸ＬａとのＹ軸方向のずれ幅ｄｙを算出する。
【００３０】
測定刃１１と光軸ＬａとのＹ軸方向のずれ幅ｄｙが算出されると、図２（ａ）中の矢印ａに示す如く、支持部１２の水平方向位置を調節して、測定刃１１を光軸Ｌａの位置までＹ軸方向に移動させる。これにより、図２（ｂ）に示す如く、測定刃１１と光軸ＬａとのＹ軸方向位置は一致することとなり、ずれ幅ｄｙは０となる。即ち、測定刃１１は二次元レーザー変位計１３の測定ラインＬ１上に位置することになる。
【００３１】
次に、図４に示すステップＳ０５では図６に示す如く、測定刃１１の先端を校正面Ｗｐに対して当接させた状態で、校正面Ｗｐに対してレーザー光線Ｌを照射して、測定刃１１から、光軸Ｌａからレーザー光線Ｌが広がる方向に等距離ｂ・ｂだけずれた２点における校正面Ｗｐまでのそれぞれの距離Ｄｂ・Ｄｃを測定する。
【００３２】
そして、図４に示すステップＳ０６では図６に示す如く、測定刃１１から等距離ｂ・ｂだけずれた２点における校正面Ｗｐまでのそれぞれの距離Ｄｂ・Ｄｃの平均値から、測定刃１１の先端までの距離Ｄｏを算出する。
【００３３】
さらに、図４に示すステップＳ０７では図６に示す如く、ステップＳ０１で測定した測定刃１１の測定面１１ａまでの距離Ｄと、ステップＳ０６で算出した測定刃１１の先端までの距離Ｄｏと、の差から、測定刃１１の高さＨ（測定刃１１における光軸Ｌａの放射方向の長さ）を算出する。
【００３４】
上記の如く、膜厚測定装置１０を用いた膜厚測定方法は、図４中のステップＳ０１からステップＳ０７のように、二次元レーザー変位計１３に対する測定刃１１のずれ幅を測定するとともに、ずれ幅を補正して測定刃１１の先端までの距離Ｄｏを算出する、補正工程を備えている。
【００３５】
その後、図４に示すステップＳ０８では図７（ａ）に示す如く、測定刃１１の先端を、膜厚ｆｈの測定対象である塗布膜ｆに挿入して、塗布膜ｆが塗布された基面Ｂに当接させる。さらに、その状態で、塗布膜ｆに対してレーザー光線Ｌを照射する。塗布膜ｆについては、基面Ｂに塗布された潤滑剤、離型剤、塗装膜などを膜厚の測定対象として適用することが可能である。
【００３６】
その後、図４に示すステップＳ０９では図７（ａ）に示す如く、測定刃１１から、光軸Ｌａからレーザー光線Ｌが広がる方向にそれぞれ既知の所定距離Ｘ・Ｘだけずれた２点における塗布膜ｆまでのそれぞれの距離Ｄｂ´・Ｄｃ´を測定する。
なお、塗布膜ｆまでの距離Ｄｂ´・Ｄｃ´を測定する際は、当該塗布膜ｆの表面が、二次元レーザー変位計１３からのレーザー光線Ｌが照射される測定対象物の表面となる。
【００３７】
さらに、図４に示すステップＳ１０では図７（ａ）に示す如く、塗布膜ｆまでのそれぞれの距離Ｄｂ´・Ｄｃ´の差（Ｄｂ´−Ｄｃ´：（Ｄｂ´＞Ｄｃ´））と、所定距離Ｘと、の関係から、塗布膜ｆの法線に対する光軸Ｌａの傾斜角θｘｓ（図７（ｃ）を参照）を算出する。具体的には図７（ｂ）に示す三角形Ｔ２における辺と角との三角関係から、下記の数式２を用いて算出するのである。
【００３８】
【数２】
2013160642.tif 000004
【００３９】
次に、図４に示すステップＳ１１では図７（ａ）に示す如く、測定刃１１からそれぞれ既知の所定距離Ｘ・Ｘだけずれた２点における塗布膜ｆまでのそれぞれの距離Ｄｂ´・Ｄｃ´の平均値により、測定刃１１が塗布膜ｆと交わる点までの距離Ｄｏ´を算出する。また、測定刃１１の測定面１１ａまでの距離Ｄ´を測定する。そして、測定刃１１が塗布膜ｆと交わる点までの距離Ｄｏ´と、測定刃１１の測定面１１ａまでの距離Ｄ´と、の差から、測定刃１１における塗布膜ｆに挿入されていない部分の長さＨ´（光軸Ｌａの放射方向の長さ）を算出するのである。
【００４０】
次に、図４に示すステップＳ１２では図７（ａ）に示す如く、測定刃１１の高さＨと、ステップＳ１０で算出した測定刃１１における塗布膜ｆに挿入されていない部分の長さＨ´と、の差（Ｈ−Ｈ´）から、測定刃１１における塗布膜ｆに挿入されている部分の長さ（Ｈ−Ｈ´）を算出する。
【００４１】
次に、図４に示すステップＳ１３では図７（ａ）に示す如く、ステップＳ１２で算出した測定刃１１における塗布膜ｆに挿入されている部分の長さ（Ｈ−Ｈ´）と、ステップＳ１０で算出した塗布膜ｆの法線に対する光軸Ｌａの傾斜角θｘｓと、の関係から、塗布膜ｆの厚さ（膜厚ｆｈ）を算出する。具体的には図７（ｃ）に示す三角形Ｔ３における辺と角との三角関係から、下記の数式３を用いて算出するのである。
【００４２】
【数３】
2013160642.tif 000005
【００４３】
上記の如く、膜厚測定装置１０を用いた膜厚測定方法は、図４中のステップＳ０８からステップＳ１３のように、塗布膜ｆの厚さ（膜厚ｆｈ）を算出する、測定工程を備えている。
【００４４】
このように、本実施形態に係る膜厚測定装置１０を用いた膜厚測定方法によれば、膜厚測定装置１０からのレーザー光線Ｌの光軸Ｌａが塗布膜ｆ及び基面Ｂに対して傾いた状態であっても、測定精度を確保して膜厚ｆｈを測定することが可能となる。具体的には図８に示す如く、本発明を適用しなかった場合は、塗布膜ｆの測定面に対する光軸Ｌａの傾きが大きくなるほど測定誤差が大きくなり、５度の傾きで約０．０９ｍｍの測定誤差が生じた。一方、本発明を適用した場合は、塗布膜ｆの測定面に対する光軸Ｌａの傾きが大きくなってもその影響を受けることなく測定誤差を０とすることができたのである。
【００４５】
上記の如く、本実施形態に係る膜厚測定装置１０を用いて、塗布膜ｆの膜厚ｆｈを高い測定精度で測定可能とすることにより、膜厚ｆｈの測定結果と、塗布膜ｆが塗布された製品の検査結果との相関性を製品の生産管理に有効活用することができる。即ち、製品の生産の安定性を向上させ、不良率の低減に寄与することができる。また、膜厚ｆｈの測定結果と、設備劣化量との相関性を製品の生産管理に有効活用することができる。即ち、製品の生産のコスト低減に寄与することができる。
【００４６】
さらに、膜厚の測定対象が液体の場合に、従来技術の如く測定刃が二本の場合では条件管理が複雑であるため困難となるが、本実施形態に係る膜厚測定装置１０によれば測定刃１１が一本であるため、簡易な条件管理で膜厚の測定を行うことが可能となるのである。
【００４７】
［第二実施形態］
次に、第二実施形態に係る膜厚測定装置を用いた膜厚測定方法について、図９を用いて説明する。
本実施形態に係る膜厚測定装置は、二次元レーザー変位計１３から照射するレーザー光線Ｌを、光軸Ｌａを中心として回転させることが可能に構成されている。
本実施形態においては、図９に示す如く本来の測定方向Ｌ０に対してレーザー光線ＬがＺ軸回りにずれている場合や、図３に示す如く光軸ＬａがＹ軸回りにずれている場合、又は光軸ＬａがＸ軸回りにずれている場合等に、測定刃１１の先端を校正面Ｗｐに対して当接させた状態でレーザー光線Ｌを照射し、図９中の矢印に示す如くレーザー光線Ｌを所定角θｚだけ回転させる。そして、前記第一実施形態におけるステップＳ０３及びステップＳ０４と同様に、校正面Ｗｐとの距離の差と所定角θｚとの関係より、前記の姿勢ずれを測定するのである。その後、前記第一実施形態と同様に姿勢ずれを補正した上で膜厚ｆｈを測定するのである。
このように、本実施形態によれば、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｘ軸回転方向、Ｙ軸回転方向、及び、Ｚ軸回転方向の姿勢ずれに対して補正して膜厚ｆｈを測定することが可能となるのである。
【符号の説明】
【００４８】
１０    膜厚測定装置
１１    測定刃
１３    二次元レーザー変位計
ｆ    塗布膜
ｆｈ  膜厚
Ｌ    レーザー光線
Ｌａ  光軸
【図１】
2013160642.tif 000006
【図２】
2013160642.tif 000007
【図３】
2013160642.tif 000008
【図４】
2013160642.tif 000009
【図５】
2013160642.tif 000010
【図６】
2013160642.tif 000011
【図７】
2013160642.tif 000012
【図８】
2013160642.tif 000013
【図９】
2013160642.tif 000014
【図１０】
2013160642.tif 000015