特許 7565659 エッジ形状測定装置、及びエッジ形状測定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-03

(45)【発行日】2024-10-11

(54)【発明の名称】エッジ形状測定装置、及びエッジ形状測定方法

(51)【国際特許分類】

   G01B 21/20 20060101AFI20241004BHJP

   H01L 21/66 20060101ALI20241004BHJP

   G01B 11/24 20060101ALI20241004BHJP

【ＦＩ】

G01B21/20 C

H01L21/66 J

G01B11/24 A

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2024093254

(22)【出願日】2024-06-07

【審査請求日】2024-06-07

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000236687

【氏名又は名称】不二越機械工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001726

【氏名又は名称】弁理士法人綿貫国際特許・商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】丸田 将史

(72)【発明者】

【氏名】菅野 祐也

【審査官】山▲崎▼ 和子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－２０７１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１０２０１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２３－１０９６３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５２１６５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００８－５４１０５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｂ ５／００－５／３０

７／００－７／３４

１１／００－１１／３０

１５／００－１５／０８

２１／００－２１／３２

Ｇ０１Ｎ ２１／８４－２１／９５８

Ｈ０１Ｌ ２１／６４－２１／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

平板状のウェハのエッジ形状を測定する変位センサを備えており、
前記変位センサは、前記ウェハの内部の所定の点を回転中心として、前記回転中心を含み且つ前記ウェハの上下面に垂直な面内を前記回転中心と一定の半径を保ちながら回転駆動される構成であると共に、
回転角度ごとに前記回転中心と前記変位センサとを結ぶ直線上にある前記ウェハの表面上の一点までの距離を測定する構成であること
を特徴とするエッジ形状測定装置。

【請求項2】

座標変換部をさらに備えており、
前記座標変換部は、前記変位センサが測定した各前記距離を、前記面内におけるＸ－Ｙ座標系に変換する構成であること
を特徴とする請求項１記載のエッジ形状測定装置。

【請求項3】

所定の治具と、前記治具を保持し、且つ前記変位センサに対する前記治具の位置を調整するための治具保持機構とをさらに備えており、
前記変位センサは、所定の回転角度における前記治具までの各測定距離を測定することにより校正距離を取得する構成であること
を特徴とする請求項１記載のエッジ形状測定装置。

【請求項4】

校正部をさらに備えており、
前記校正部は、前記治具に対して、前記変位センサの所定の回転角度における前記治具までの各測定距離が所定の範囲内に収まるように前記治具、又は前記変位センサの位置を調整させ、且つ各前記測定距離が前記所定の範囲内に収まる場合の前記測定距離を前記校正距離として取得する構成であること
を特徴とする請求項３記載のエッジ形状測定装置。

【請求項5】

位置調整部をさらに備えており、
前記位置調整部は、前記変位センサから前記ウェハの上面、及び下面までの距離が所定の距離となり、且つユーザが予め定めた範囲であって前記ウェハの端点から前記ウェハの中心へ向けた測定範囲に含まれる前記ウェハの前記エッジ形状を測定できるように、前記回転中心、及び前記変位センサの回転範囲を調整する構成であること
を特徴とする請求項３又は請求項４記載のエッジ形状測定装置。

【請求項6】

補正部をさらに備えており、
前記補正部は、前記補正部が予め取得しているズレ量に基づいて前記距離を補正する構成であること
を特徴とする請求項１又は請求項２記載のエッジ形状測定装置。

【請求項7】

回転半径取得部をさらに備えており、
前記回転半径取得部は、前記ウェハの厚さと、前記ウェハの前記厚さに対応する位置までの距離とに基づいて、前記変位センサの回転半径を取得する構成であること
を特徴とする請求項１又は請求項２記載のエッジ形状測定装置。

【請求項8】

前記変位センサは、前記ウェハの厚さに対応する位置を測定可能となる回転範囲及び前記回転中心のうち少なくとも一方に対して回転駆動される構成であること
を特徴とする請求項１又は請求項２記載のエッジ形状測定装置。

【請求項9】

前記変位センサは、マルチカラー共焦点変位センサであること
を特徴とする請求項１又は請求項２記載のエッジ形状測定装置。

【請求項10】

平板状のウェハのエッジ形状を測定するエッジ形状測定方法であって、
前記ウェハの内部の所定の点を回転中心として、前記回転中心を含み且つ前記ウェハの上下面に垂直な面内において、一定の半径を保ちながら変位センサを回転駆動させ、回転角度ごとに前記回転中心と前記変位センサとを結ぶ直線上にある前記ウェハの表面上の一点までの距離を測定する測定工程を備えること
を特徴とするエッジ形状測定方法。

【請求項11】

前記測定工程の後工程として、前記変位センサにより測定した各前記距離を、前記面内におけるＸ－Ｙ座標系に変換する座標変換工程をさらに備えること
を特徴とする請求項１０記載のエッジ形状測定方法。

【請求項12】

前記測定工程の前工程として、所定の治具に対して、前記変位センサの所定の回転角度における前記治具までの各測定距離が所定の範囲内に収まるように前記治具の位置を調整し、且つ各前記測定距離が前記所定の範囲内に収まる場合の前記測定距離を校正距離として取得する校正工程をさらに備えること
を特徴とする請求項１０又は請求項１１記載のエッジ形状測定方法。

【請求項13】

前記校正工程の後工程として、前記変位センサから前記ウェハの上面、及び下面までの距離が所定の距離となり、且つユーザが予め定めた範囲であって前記ウェハの端点から前記ウェハの中心へ向けた測定範囲に含まれる前記ウェハの前記エッジ形状を測定できるように、前記回転中心、及び前記変位センサの回転範囲を調整する位置調整工程をさらに備えること
を特徴とする請求項１２記載のエッジ形状測定方法。

【請求項14】

前記測定工程の前工程として、予め取得しているズレ量に基づいて前記距離を補正する補正工程をさらに備えること
を特徴とする請求項１０又は請求項１１記載のエッジ形状測定方法。

【請求項15】

前記測定工程の前工程として、前記ウェハの厚さを測定する第１測定工程と、
前記第１測定工程の後工程として、前記ウェハの前記厚さに対応する位置までの距離を測定する第２測定工程と、
前記第２測定工程の後工程として、前記第１測定工程で測定した前記厚さと、前記第２測定工程で測定した前記距離とに基づいて、前記変位センサの回転半径を取得する回転半径取得工程とをさらに備えること
を特徴とする請求項１０又は請求項１１記載のエッジ形状測定方法。

【請求項16】

前記測定工程において、前記ウェハの厚さに対応する位置を測定可能となる回転範囲及び前記回転中心のうち少なくとも一方に対して回転駆動させる工程を含むこと
を特徴とする請求項１０又は請求項１１記載のエッジ形状測定方法。

【請求項17】

前記変位センサは、マルチカラー共焦点変位センサであること
を特徴とする請求項１０又は請求項１１記載のエッジ形状測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウェハのエッジ形状を測定するエッジ形状測定装置、及びエッジ形状測定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体ウェハ（以下、単に「ウェハ」と称する場合がある）のエッジ部分の検査（特に、エッジ形状測定）のための以下のような測定手段が知られている。

【0003】

すなわち、特許文献１（特開２０１０－６０５３２号公報）には、共焦点光学系を用いて、測定対象となるウェハ端面に測定光を照射し、焦点位置調整手段により測定光の焦点位置を合わせると共に、焦点のズレ量を検出する技術が開示されている。焦点位置は、ウェハ端面における合焦点面の位置により変化するため、焦点のズレ量を検出することによりセンサからウェハ端面までの距離を測定することができ、これによりエッジ形状を取得することができる。

【0004】

また、特許文献２（特開２０２０－２０７１７号公報）には、ライン状の検出器を採用した共焦点光学系を、ウェハ端面を中心として円弧状に走査させることにより、ウェハのエッジ形状を取得する技術が開示されている。より具体的には、ライン状の照明領域の焦点をウェハ内部に設定し、曲率の大きなウェハ端面の合焦点位置と、センサ光軸の角度とからウェハのエッジ形状を取得している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１０－６０５３２号公報

【文献】特開２０２０－２０７１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に開示の技術においては、ウェハ端面の表面で焦点を合わせる必要があるが、ウェハ端面の曲率が非常に小さい場合があり、反射光が拡散し、ウェハ端面の合焦点面にピンポイントで焦点を合わせることは困難であるという課題が生じていた。

【0007】

特許文献２に開示の技術においては、ライン状の測定光の焦点をウェハ端面の内部に設定する必要があり、焦点位置の調整が困難となり、また、センサからウェハ端面までの距離を直接測定していないため、正確なエッジ形状の測定ができないという課題が生じていた。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、上記事情に鑑みてなされ、変位センサの走査時に焦点を合わせることなく、ウェハの正確なエッジ形状の測定が可能なエッジ形状測定装置、及びエッジ形状測定方法を提供することを目的とする。

【0009】

本発明は、一実施形態として以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。

【0010】

すなわち、開示のエッジ形状測定装置は、平板状のウェハのエッジ形状を測定する変位センサを備えており、前記変位センサは、前記ウェハの内部の所定の点を回転中心として、前記回転中心を含み且つ前記ウェハの上下面に垂直な面内を前記回転中心と一定の半径を保ちながら回転駆動される構成であると共に、回転角度ごとに前記回転中心と前記変位センサとを結ぶ直線上の前記ウェハの表面上の一点までの距離を測定する構成であることを要件とする。

【0011】

また、開示のエッジ形状測定方法は、平板状のウェハのエッジ形状を測定するエッジ形状測定方法であって、前記ウェハの内部の所定の点を回転中心として、前記回転中心を含み、且つ前記ウェハの上下面に垂直な面内において、一定の半径を保ちながら変位センサを回転駆動させ、回転角度ごとに前記回転中心と前記変位センサとを結ぶ直線上の前記ウェハの表面上の一点までの距離を測定する測定工程を備えることを要件とする。

【発明の効果】

【0012】

上記した開示によれば、変位センサの走査時に焦点を合わることなくウェハのエッジ形状を正確に測定することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の各実施形態におけるエッジ形状測定装置の正面図（概略図）である。

【図2】本発明の各実施形態におけるエッジ形状測定装置の平面図（概略図）である。

【図3】本発明の各実施形態におけるエッジ形状測定装置、及びエッジ形状測定方法の説明図である。

【図4】本発明の第１実施形態におけるエッジ形状測定装置の制御装置の機能ブロック図である。

【図5】本発明の第１実施形態におけるエッジ形状測定方法のフローチャートである。

【図6】本発明の第２実施形態におけるエッジ形状測定装置の制御装置の機能ブロック図である。

【図7】本発明の第２実施形態におけるエッジ形状測定方法のフローチャートである。

【図8】本発明の第３実施形態におけるエッジ形状測定装置の制御装置の機能ブロック図である。

【図9】本発明の第３実施形態におけるエッジ形状測定方法のフローチャートである。

【図10】本発明の第４実施形態におけるエッジ形状測定装置の制御装置の機能ブロック図である。

【図11】本発明の第４実施形態におけるエッジ形状測定方法のフローチャートである。

【図12】本発明の第５実施形態におけるエッジ形状測定装置の側面図（概略図）である。

【図13】本発明の第５実施形態におけるエッジ形状測定装置の平面図（概略図）である。

【図14】本発明の第５実施形態におけるエッジ形状測定装置の制御装置の機能ブロック図である。

【図15】本発明の第５実施形態におけるエッジ形状測定方法のフローチャートである。

【図16】本発明の第５実施形態における校正工程の説明図である。

【図17】本発明の第５実施形態における位置調整工程の説明図である。

【図18】公知のマルチカラー共焦点変位センサの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照して、本発明の各実施形態について詳しく説明する。図１は本発明の各実施形態におけるエッジ形状測定装置１００の正面図（概略図）である。図２は本発明の各実施形態におけるエッジ形状測定装置１００の平面図（概略図）である。図３は本発明の各実施形態におけるエッジ形状測定装置１００、及びエッジ形状測定方法の説明図である。図４は本発明の第１実施形態におけるエッジ形状測定装置１００の制御装置３０の機能ブロック図である。図５は本発明の第１実施形態におけるエッジ形状測定方法のフローチャートである。なお、各実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

【0015】

各実施形態におけるウェハＷは、一例として、平板状（特に、円板状）に形成されたシリコンウェハであり、直径数ｃｍ～数十ｃｍ程度、厚さ数μｍ～数ｍｍ程度に形成されているが、形状、材質、寸法等はこれらに限定されるものではない。なお、ウェハＷは端部にノッチやオリエンテーションフラットが形成されていてもよい。

【0016】

また、各実施形態におけるウェハＷの各面（特に、平坦に加工された各面）をそれぞれ「上面」、「下面」と称する場合があり、さらに、上面及び下面とを総括して「上下面」と称する場合もある。

【0017】

また、各実施形態におけるウェハＷの側面を「エッジ部」と称する場合があり、また、エッジ部の形状を「エッジ形状」と称する場合がある。エッジ部は、一例として、ウェハＷの径方向に突出し、断面凸形状となっている。より具体的には、エッジ部は、直線若しくは曲線、又はこれらの組合せからなる断面凸形状である。

【0018】

各実施形態におけるエッジ形状測定装置１００は、図１に示すように、測定装置１０と、ウェハ保持装置２０と、制御装置３０とを備えている。すなわち、エッジ形状測定装置１００は、測定装置１０に設けられた変位センサ１２の回転角度θと、ウェハ保持装置２０に載置されたウェハＷの位相（すなわち、変位センサ１２の一の回転角度θに対するウェハＷの向き）とが制御装置３０によって制御される構成である。

【0019】

＜第１実施形態＞
＜＜エッジ形状測定装置１００＞＞
測定装置１０は、図１に示すように、変位センサ１２と、回転板１４と、回転駆動部１６とを有している。すなわち、変位センサ１２（特に、変位センサ１２の側部）は、一例として、図２に示すような支持部（回転板１４側からウェハＷ側へ突出した支持部）１３を介して回転板１４に連結されており、回転板１４が回転されることにより、変位センサ１２も回転される構成である。なお、支持部１３の長さは、ウェハＷを変位センサ１２によって測定可能な位置まで移動させた際に、ウェハＷと回転板１４とが干渉しない程度に形成されている。

【0020】

なお、測定装置１０は、回転板１４と、回転駆動部１６とを有する構成に限定されず、目的に応じて適宜変更することができる。測定装置１０は、一例として、ガイドとスライド機構とを有しており（いずれも不図示）、変位センサ１２はスライド機構に連結されており、所定の回転中心ＣＴＲに対する円軌道で、スライド機構がガイド上をスライドされる構成としてもよい。すなわち、測定装置１０は、変位センサ１２がウェハＷの内部に設定された所定の回転中心ＣＴＲに対して仮想円ＶＣ上を回転される構成であればよい。

【0021】

変位センサ１２は、ウェハＷの内部の所定の点を回転中心ＣＴＲとして、回転中心ＣＴＲを含み且つウェハＷの上下面に垂直な面内を回転中心ＣＴＲと一定の半径ｒ_０を保ちながら回転駆動されると共に、回転角度θごとに、回転中心ＣＴＲと変位センサ１２とを結ぶ直線上にあるウェハＷ表面上の一点ＳＰまでの距離ｒ_１を測定する構成である。すなわち、変位センサ１２は、変位センサ１２の走査時に焦点を合わせることを要さず、且つウェハＷの表面上の一点ＳＰの測定が可能である。なお、上記面はウェハＷの中心も含むことが好ましい。

【0022】

また、変位センサ１２は、回転中心ＣＴＲを含み円板状のウェハＷの径方向の軸（図３においては、Ｘ軸に相当）、及び回転中心ＣＴＲと変位センサ１２とを結ぶ直線の為す角を回転角度θとして、回転角度θと距離ｒ_１とを測定データとして取得する構成である。

【0023】

なお、回転角度θと距離ｒ_１とを測定データとして取得することにより、ウェハＷのエッジ形状を取得することができるが、回転中心ＣＴＲから各点ＳＰまでの距離ｒは、ｒ＝ｒ_０－ｒ_１により求めることもでき、回転角度θと距離ｒとを測定データとして取得してもよい。

【0024】

また、各実施形態において変位センサ１２は、公知のマルチカラー共焦点変位センサ１２であるが、これに限定されず、公知の超音波式変位センサや公知の接触式変位センサであってもよい。

【0025】

マルチカラー共焦点変位センサ１２は、図１８に示すように、一例として、光源１２ａから白色光を照射し、当該白色光をマルチファイバ１２ｂ、回折レンズ１２ｃ、及び対物レンズ１２ｄへ順に通過させて、照射方向に対して波長ごとに焦点位置が異なる照射光として測定対象物ＯＢＪに照射させる構成である。また、マルチカラー共焦点変位センサ１２は、ある波長の光が測定対象物ＯＢＪにおいて合焦点し、測定対象物ＯＢＪから反射し、回折格子１２ｅを通過して、受光素子１２ｆが当該光を受光する構成である。すなわち、マルチカラー共焦点変位センサ１２の処理部１２ｇは、測定対象物ＯＢＪに対して焦点が合った特定の光の波長を取得する構成であるため、変位センサ１２の走査時に焦点合わせをすることなく、変位センサ１２から測定対象物ＯＢＪまでの図３に示す距離ｒ_１を測定することができる。

【0026】

なお、焦点を合わせることを要する従来のセンサにおける仮想円ＶＣは、当該センサの受光素子の回転軌跡であるが、これに対し、マルチカラー共焦点変位センサ１２の仮想円ＶＣは、一例として、マルチカラー共焦点変位センサ１２の先端位置の軌跡である。これは、マルチカラー共焦点変位センサ１２が受光素子１２ｆまでの距離を測定しているのではなく、受光素子１２ｆが受光した光の波長を取得し、各波長に対応する距離を取得するからである。なお、仮想円ＶＣはマルチカラー共焦点変位センサ１２の先端位置の軌跡に限定されず、目的に応じて適宜変更することが可能である。すなわち、仮想円ＶＣを定めるのに際して、ウェハＷ表面上の一点ＳＰから仮想円ＶＣまでの距離ｒ_１と、受光素子が受光する光の波長とが対応していればよい。

【0027】

回転板１４は、回転駆動部１６によって所定の回転軸周りを回転される構成である。より具体的には、回転板１４の回転軸は、ウェハＷ内部の所定の回転中心ＣＴＲを含み、回転板１４は、当該回転中心ＣＴＲを含み且つウェハＷの上下面に垂直な面に対して平行な面内を回転される構成である。上記構成により、ウェハＷの内部の所定の点を回転中心ＣＴＲとして、回転中心ＣＴＲを含み且つウェハＷの上下面に垂直な面内を回転中心ＣＴＲと一定の半径ｒ_０を保ちながら変位センサ１２を回転駆動させることができる。

【0028】

また、回転板１４は、一例として、金属材料（アルミ合金やステンレス合金等）からなり、内径及び外径が数ｃｍ～十数ｃｍ程度、厚さが数ｍｍ程度の円環状に形成されているが、これに限定されず、目的に応じて適宜変更することができる。

【0029】

また、回転板１４は、変位センサ１２が、ウェハＷの厚さに対応する位置（一例として、ウェハＷの厚さを測定したウェハＷの上下面の各点）を測定可能となる回転角度θの範囲（以下、「回転範囲」と称する場合がある）及び回転中心ＣＴＲのうち少なくとも一方に対して回転駆動されるような構成とすることが好ましい。すなわち、変位センサ１２は、ウェハＷの厚さに対応する位置を測定可能となる回転範囲に対して駆動される構成としてもよく、回転範囲は、一例として、－１２０°≦θ≦１２０°に設定される。また、変位センサ１２は、ウェハＷの厚さに対応する位置を測定可能となる回転中心ＣＴＲに対して回転駆動される構成としてもよく、回転中心ＣＴＲは、一例として、ウェハＷを平面視した際の上下面の内側に設定される。上記構成により、ウェハＷの厚さも含めたウェハＷのエッジ形状を正確に測定することができる。

【0030】

回転駆動部１６は、一例として、サーボモータ（不図示）を有しているが、これに限定されず、目的に応じて適宜変更することができる。

【0031】

ウェハ保持装置２０は、図１に示すように、ウェハ保持テーブル２２と、円筒部２４と、回転駆動部２６と、上下動駆動部２７と、スライド駆動部２８とを有している。これにより、ウェハＷを変位センサ１２に対して相対移動させることができる。

【0032】

また、ウェハ保持テーブル２２は円筒部２４に連結されており、円筒部２４が回転駆動部２６によって回転されることにより、ウェハ保持テーブル２２も回転される構成である。これにより、ウェハＷの全周に亘ってウェハＷのエッジ形状を取得することができる。

【0033】

ウェハ保持テーブル２２は、ウェハＷよりも小径（ウェハＷのエッジ部がウェハ保持テーブル２２からはみ出る程度にウェハＷよりも小径）の円板形状に形成されている。また、ウェハ保持テーブル２２は、ウェハＷを保持する面に吸着機構（不図示）を有している。当該吸着機構は、一例として、ウェハ保持テーブル２２に設けられた複数の孔からウェハＷを吸引する構成であるが、これに限定されず、目的に応じて適宜変更することができる。他の例として、ウェハ保持テーブル２２は、吸着機構の代わりに、貼着テープを利用した貼着機構を有する構成としてもよい。すなわち、吸着機構又は貼着機構は、ウェハＷを損傷させないようにウェハ保持テーブル２２上にウェハＷを保持する構成であればよい。

【0034】

また、ウェハ保持テーブル２２は、図１に示すように、ウェハＷを水平に保持する構成であるが、これに限定されず、目的に応じて適宜変更することができる。すなわち、ウェハ保持テーブル２２は、ウェハＷを鉛直に保持する構成としてもよい。

【0035】

回転駆動部２６は、一例として、サーボモータ（不図示）を有しているが、これに限定されず、目的に応じて適宜変更することができる。

【0036】

また、回転駆動部２６は、ガイド２７ａを介して、上下動駆動部２７に連結されている。上下動駆動部２７は、一例として、サーボモータ（不図示）を有しているが、これに限定されず、目的に応じて適宜変更することができる。上下動駆動部２７によって、ウェハＷの変位センサ１２に対する上下方向の位置を相対的に移動させることができる。

【0037】

さらに、上下動駆動部２７は、スライド駆動部２８に連結されている。スライド駆動部２８は、上下動駆動部２７（すなわち、ウェハＷ）を水平方向であって変位センサ１２の回転軌道に対して平行に移動させることができる。また、スライド駆動部２８は、一例として、サーボモータ（不図示）を有しているが、これに限定されず、目的に応じて適宜変更することができる。

【0038】

なお、回転駆動部２６、上下動駆動部２７、及びスライド駆動部２８の配置や構成は上記例に限定されず、目的に応じて適宜変更することができる。

【0039】

制御装置３０は、図１に示すように、変位センサ１２と、回転駆動部１６、２６、上下動駆動部２７、スライド駆動部２８とに対して、有線又は無線により接続されている構成である。また、制御装置３０は、一例として、パーソナルコンピュータやワークステーション等の情報処理装置によって実現され、ＣＰＵ、ＲＡＭ及び／又はＲＯＭ等のメモリ及び通信部を含んで構成され、予め設定された制御プログラムや外部から入力される設定信号に基づいて作動する構成である。すなわち、制御装置３０は、図４に示すように、制御部３２と、記憶部３４と、通信部３６とを有しており、変位センサ１２の測定に係る制御と、回転駆動部１６、２６の回転駆動に係る制御と、上下動駆動部２７の上下動駆動に係る制御と、スライド駆動部２８のスライド駆動に係る制御とを実行する構成である。

【0040】

制御部３２は、ＣＰＵに相当し、記憶部３４から制御プログラムを呼出して、測定制御、回転駆動制御、上下動駆動制御、スライド駆動制御の各処理を順次実行する構成である。

【0041】

記憶部３４は、揮発性メモリであるＲＡＭや不揮発性メモリであるＲＯＭに相当する。また、記憶部３４には、エッジ形状測定装置１００を稼働させるための所定の制御プログラムが予め記憶されている。

【0042】

また、記憶部３４は、変位センサ１２が取得した距離のデータ（回転角度θ及び距離ｒ_１）が記憶される。

【0043】

通信部３６は、有線又は無線により、所定の通信規格にしたがって通信可能なインターフェースを有している。

【0044】

＜＜エッジ形状測定方法＞＞
第１実施形態におけるエッジ形状測定方法は、図５に示すように、ウェハＷの内部の所定の点を回転中心ＣＴＲとして、回転中心ＣＴＲを含み且つウェハＷの上下面に垂直な面内において、一定の半径ｒ_０を保ちながら変位センサ１２を回転駆動させ、回転角度θごとに回転中心ＣＴＲと変位センサ１２とを結ぶ直線上のウェハＷの表面上の一点ＳＰまでの距離ｒ_１を測定する測定工程Ｓ１１を備えている。

【0045】

測定工程Ｓ１１の前工程として、先ず、準備工程Ｓ１０を実施する。準備工程Ｓ１０では、ウェハ保持テーブル２２に対して、吸着機構（不図示）によりウェハＷを保持させる。なお、ウェハＷが円板状の場合、ウェハＷの中心軸と、ウェハ保持テーブル２２の回転軸とを一致させる。また、準備工程Ｓ１０では、変位センサ１２が所定の測定開始位置に配置されるように、回転板１４を所定の角度まで回転駆動させる。なお、測定開始位置から測定終了位置までのいずれかの位置は、変位センサ１２が、ウェハＷの厚さに対応する位置を測定可能となる位置を含むことが好ましい。すなわち、回転板１４は、変位センサ１２が、ウェハＷの厚さに対応する位置を測定可能となる回転範囲及び回転中心ＣＴＲのうち少なくとも一方に対して回転駆動されるような構成とすることが好ましい。

【0046】

また、準備工程Ｓ１０では、変位センサ１２の回転中心ＣＴＲがウェハＷの内部の所定の位置となるように、制御部３２が上下動駆動部２７、及びスライド駆動部２８を駆動させる。

【0047】

続いて、測定工程Ｓ１１を実施する。すなわち、測定工程Ｓ１１では、制御部３２が記憶部３４に予め記憶された制御プログラムを呼出し、当該プログラムを実行することにより変位センサ１２を稼働させる。同時に、測定工程Ｓ１１では、制御部３２は、回転駆動部１６を所定の速度（特に、一定の速度）で回転駆動（一例として、ウェハＷの上面側からウェハＷの下面側へ回転駆動）させる。これにより、回転板１４（すなわち、変位センサ１２）が一定の速度で回転中心ＣＴＲを回転されて、ウェハＷのエッジ部の走査をすることができる。

【0048】

なお、ウェハＷの一の位相に対する測定工程Ｓ１１の終了後、回転駆動部２６を回転駆動させて、ウェハ保持テーブル２２（すなわち、ウェハＷ）の位相を変化させ（一例として、ウェハＷの位相を１°程度変化させ）、再度、測定工程Ｓ１１を実施してもよい。これにより、ウェハＷの全周に亘ってウェハＷのエッジ形状の測定をすることができる。

【0049】

＜第２実施形態＞
＜＜エッジ形状測定装置１００＞＞
第２実施形態におけるエッジ形状測定装置１００は、図６の機能ブロック図に示すように、第１実施形態におけるエッジ形状測定装置１００に対して、制御装置３０の構成が異なる。すなわち、第２実施形態における制御装置３０は、制御部３２と、記憶部３４と、通信部３６と、座標変換部３８とを有している。

【0050】

座標変換部３８は、ＣＰＵに相当し、記憶部３４から座標変換プログラムを呼出して、変位センサ１２が取得した距離のデータの変換処理を実行する構成である。

【0051】

座標変換部３８は、変位センサ１２が測定した各距離ｒ_１をＸ－Ｙ座標系に変換する構成である。すなわち、座標変換部３８は、回転角度θと距離ｒ_１とを含む測定データを、図３に示すＸ－Ｙ座標系に座標変換する構成である。

【0052】

ここで、上記したＸ－Ｙ座標系は、図３に示すように、一例として、回転中心ＣＴＲを座標中心とし、回転中心ＣＴＲを含み円板状のウェハＷの径方向であるＸ軸と、回転中心ＣＴＲを含みウェハＷの上下面に対して垂直方向であるＹ軸とからなる座標系である。なお、Ｘ－Ｙ座標系は、回転中心ＣＴＲを座標中心とする座標系に限定されない。

【0053】

距離ｒ_１と、仮想円ＶＣの一定の半径ｒ_０とに対して、回転中心ＣＴＲからウェハＷ表面上の一点ＳＰまでの距離ｒは、ｒ＝ｒ_０－ｒ_１の関係にあり、さらに、Ｘ－Ｙ座標系におけるウェハＷ表面上の一点ＳＰの座標は（ｘ，ｙ）＝（ｒｃｏｓθ，ｒｓｉｎθ）の関係にある。座標変換部３８は、変位センサ１２が取得して記憶部３４に記憶された距離のデータを呼出し、上記の座標変換処理を実行し、変換後のデータを記憶部３４に記憶させる構成である。これによりウェハＷのエッジ断面形状を取得することができる。

【0054】

＜＜エッジ形状測定方法＞＞
第２実施形態におけるエッジ形状測定方法は、図７のフローチャートに示すように、測定工程Ｓ２１（測定工程Ｓ１１に相当）と、変位センサ１２が測定した各距離ｒ_１を、回転中心ＣＴＲを座標中心とする所定のＸ－Ｙ座標系に変換する座標変換工程Ｓ２２とを備えている。

【0055】

第２実施形態におけるエッジ形状測定方法では、先ず、準備工程Ｓ２０（準備工程Ｓ１０に相当）と、測定工程Ｓ２１とを実施する。

【0056】

続いて、座標変換工程Ｓ２２を実施する。すなわち、座標変換工程Ｓ２２では、座標変換部３８が記憶部３４に予め記憶された座標変換プログラムを呼出し、当該プログラムを実行することにより、座標変換部３８は記憶部３４に記憶された測定データ（回転角度θ、距離ｒ_１）と、一定の半径ｒ_０と、回転中心ＣＴＲのＸ－Ｙ座標とを呼出してＸ－Ｙ座標系の座標に変換し、記憶部３４に記憶させる。

【0057】

＜第３実施形態＞
＜＜エッジ形状測定装置１００＞＞
第３実施形態におけるエッジ形状測定装置１００は、図８の機能ブロック図に示すように、第１実施形態におけるエッジ形状測定装置１００に対して、制御装置３０の構成が異なる。すなわち、第３実施形態における制御装置３０は、制御部３２と、記憶部３４と、通信部３６と、補正部４０とを有している。

【0058】

補正部４０は、ＣＰＵに相当し、記憶部３４から補正プログラムを呼出して、記憶部３４に予め記憶されているズレ量に基づいて距離ｒ_１を補正する補正処理を実行する構成である。

【0059】

補正部４０での補正処理に際して、所定の方法により距離ｒ_１を補正するためのズレ量を予め取得する。当該方法については、＜＜エッジ形状測定方法＞＞にて詳しく説明する。

【0060】

補正部４０は、変位センサ１２が測定データを取得した後、記憶部３４から各回転角度θに対応するズレ量のデータを呼出して、距離ｒ_１のデータを当該ズレ量に基づいて補正する構成である。これにより、変位センサ１２にウェハＷのエッジ部を走査させる際に生じる誤差を補正し、ウェハＷのエッジ形状を正確に測定することができる。

【0061】

＜＜エッジ形状測定方法＞＞
第３実施形態におけるエッジ形状測定方法は、図９のフローチャートに示すように、測定工程Ｓ３２（測定工程Ｓ１１に相当）と、予め取得されたズレ量に基づいて距離ｒを補正する補正工程Ｓ３３とを備えている。

【0062】

第３実施形態におけるエッジ形状測定方法では、先ず、ズレ量取得工程Ｓ３１を実施する。ズレ量取得工程Ｓ３１では、一例として、変位センサ１２により、高真円度の所定の円柱形状の校正治具を測定する。すなわち、ズレ量取得工程Ｓ３１では、変位センサ１２を回転させて所定の円柱形状の校正治具に対する真円度の測定を実施し、各回転角度θにおける理論値と実測値との差をズレ量として取得し、記憶部３４に予め記憶させる。なお、ズレ量を取得する方法は上記に限定されず、目的に応じて適宜変更することができる。

【0063】

続いて、ズレ量取得工程Ｓ３１の後工程として、第１実施形態で示した準備工程Ｓ３０（準備工程Ｓ１０に相当）と、測定工程Ｓ３２（測定工程Ｓ１１に相当）とを実施する。

【0064】

続いて、補正工程Ｓ３３を実施する。すなわち、補正工程Ｓ３３では、補正部４０は記憶部３４に予め記憶された補正プログラムを呼出し、当該プログラムを実行し、記憶部３４に記憶された測定データ（回転角度θ、距離ｒ_１）を同じく記憶部３４に記憶された回転角度θごとのズレ量により補正する。

【0065】

＜第４実施形態＞
＜＜エッジ形状測定装置１００＞＞
第４実施形態におけるエッジ形状測定装置１００は、図１０の機能ブロック図に示すように、第１実施形態におけるエッジ形状測定装置１００に対して、制御装置３０の構成が異なる。すなわち、第４実施形態における制御装置３０は、制御部３２と、記憶部３４と、通信部３６と、回転半径取得部４２とを有している。

【0066】

回転半径取得部４２は、ＣＰＵに相当し、記憶部３４から回転半径取得プログラムを呼出して、ウェハＷの厚さＴと、ウェハＷの厚さに対応する位置までの距離ｒ_ｔとに基づいて、変位センサ１２の回転半径ｒ_０を取得する回転半径取得処理を実行する構成である。

【0067】

回転半径取得部４２での回転半径取得処理に際して、所定の方法により、ウェハＷの厚さを予め取得する。当該方法については、＜＜エッジ形状測定方法＞＞にて詳しく説明する。

【0068】

また、ウェハＷの厚さＴの取得と同時に、変位センサ１２により、ウェハＷの厚さに対応する位置までの距離ｒ_ｔを予め取得する。

【0069】

回転半径取得部４２は、記憶部３４からウェハＷの厚さＴと、距離ｒ_ｔとを呼出して、変位センサ１２の回転半径ｒ_０を取得する構成である。回転半径取得部４２は、一例として、０．５Ｔ／ｓｉｎθと、距離ｒ_ｔとの合計値を回転半径ｒ_０として取得する。また、この際の回転中心ＣＴＲは、一例として、ウェハＷの厚さＴの１／２の位置に設定されるが、これに限定されず、目的に応じて適宜変更することができる。これにより、変位センサ１２が回転される際の一定の回転半径ｒ_０が未知であり正確な測定が困難な場合であっても、回転半径ｒ_０を逆算して求めることができ、ウェハＷのエッジ形状を正確に測定することができる。

【0070】

＜＜エッジ形状測定方法＞＞
第４実施形態におけるエッジ形状測定方法は、図１１のフローチャートに示すように、ウェハＷの厚さを測定する第１測定工程Ｓ４１と、ウェハＷの厚さＴに対応する位置までの距離ｒ_ｔを測定する第２測定工程Ｓ４２と、ウェハＷの厚さと距離ｒ_ｔとに基づいて変位センサ１２の回転半径ｒ_０を取得する回転半径取得工程Ｓ４３と、測定工程Ｓ４４（測定工程Ｓ１１に相当）とを備えている。

【0071】

すなわち、第４実施形態におけるエッジ形状測定方法では、先ず、第１測定工程Ｓ４１を実施する。第１測定工程Ｓ４１では、一例として、公知のレーザ測定器（不図示）によりウェハＷの厚さを取得するが、これに限定されず、目的に応じて適宜変更することができる。なお、ウェハＷの厚さＴを測定するウェハＷの位置は、一例として、ウェハＷの上面又は下面と、ウェハＷのエッジ部との境界線上の点であるが、これに限定されず、目的に応じて適宜変更することができる。他の例として、ウェハＷの上下面における上記境界線上付近でウェハＷが最大厚さとなる位置を測定してもよい。

【0072】

続いて、第１測定工程Ｓ４１と同時に、又は第１測定工程Ｓ４１の後工程として、第２測定工程Ｓ４２を実施する。第２測定工程Ｓ４２では、変位センサ１２により、ウェハＷの厚さＴに対応する位置までの距離ｒ_ｔを予め取得する。

【0073】

続いて、回転半径取得工程Ｓ４３を実施する。回転半径取得工程Ｓ４３では、回転半径取得部４２が記憶部３４に予め記憶された回転半径取得プログラムを呼出し、当該プログラムを実行し、記憶部３４からウェハＷの厚さＴと、距離ｒ_ｔとを呼出して、変位センサ１２の回転半径ｒ_０を取得する。なお、回転半径取得部４２は、一例として、０．５Ｔ／ｓｉｎθと、距離ｒ_ｔとの合計値を回転半径ｒ_０として取得する。

【0074】

続いて、準備工程Ｓ４０（準備工程Ｓ１０に相当）を実施する。なお、準備工程Ｓ４０では、制御部３２は、ウェハＷの内部の所定の点が回転中心ＣＴＲとなるように、ウェハＷや変位センサ１２の位置を調整する。

【0075】

続いて、測定工程Ｓ４４を実施する。また、必要に応じて、回転駆動部２６を回転駆動させて、ウェハＷの全周に亘ってエッジ形状測定を実施してもよい。

【0076】

＜第５実施形態＞
＜＜エッジ形状測定装置１００＞＞
第５実施形態におけるエッジ形状測定装置１００は、図１２の側面図（概略図）、及び図１３の平面図（概略図）に示すように、第１実施形態におけるエッジ形状測定装置１００に対して、その構成が異なる。すなわち、第５実施形態におけるエッジ形状測定装置１００は、治具ＪＧと、治具ＪＧを保持し、且つ前記変位センサ１２に対する治具ＪＧの位置を調整するための治具保持機構６０とを備えている。

【0077】

治具保持機構６０は、保持台５２と、上下動機構５４と、スライド機構５６と、基台５８とを有している。すなわち、治具保持機構６０は、保持台５２に治具ＪＧを保持し、保持台５２と、上下動機構５４と、スライド機構５６とによって、変位センサ１２に対して治具ＪＧを相対移動させることができる構成である。または、治具保持機構６０は、変位センサ１２を移動させる構成としてもよい。

【0078】

なお、治具ＪＧは、一例として、直径１ｍｍ程度の円柱部を有する治具（本実施形態においては、円柱形状の治具）であり、円柱部の軸心に垂直な断面は、真円度が±０．１μｍ以下の高真円度に形成されている。また、治具ＪＧは、保持部５０に保持可能な直径１～２ｃｍ程度の大径部を有している。なお、治具ＪＧの形状はこれに限定されず、円柱部の代わりに球状部や、多角形形状部を有する治具を用いてもよい。

【0079】

また、保持台５２は、治具ＪＧの大径部を保持可能な保持部５０を有している。保持部５０は、一例として、治具ＪＧの大径部を挿入することにより治具ＪＧを保持可能な保持孔（不図示）を有している。なお、治具ＪＧの保持は、保持孔によるものに限定されず、目的に応じて適宜変更することができる。他の例として、保持部５０は、保持爪（不図示）によって治具ＪＧを保持する構成とすることも可能である。

【0080】

また、保持台５２は、基台５８上に設けられた上下動機構５４、及びスライド機構５６に連結されている。

【0081】

また、保持台５２は、一例として、サーボモータ（不図示）によって駆動され、変位センサ１２に対する水平方向の位置を相対移動させることができる構成である。より具体的には、保持台５２は、治具ＪＧを水平方向であって回転板１４に対して平行に相対移動させることができる構成である。なお、保持台５２は手動とすることも可能であり、その場合、保持台５２は、調節ねじ（不図示）によって水平移動される構成である。

【0082】

上下動機構５４は、一例として、サーボモータ（不図示）によって駆動され、保持台５２（すなわち、治具ＪＧ）の変位センサ１２に対する鉛直方向の位置を相対移動させることができる構成である。なお、上下動機構５４は、手動とすることも可能であり、その場合、上下動機構５４は、調節ねじ（不図示）によって保持台５２を上下動させる構成である。

【0083】

スライド機構５６は、一例として、サーボモータ（不図示）によって駆動され、保持台５２（すなわち、治具ＪＧ）の変位センサ１２に対する水平方向の位置を相対移動させることができる構成である。より具体的には、スライド機構５６は、治具ＪＧが回転板１４に対して接近又は離反するよう相対移動させることができる構成である。なお、スライド機構５６も手動とすることも可能であり、その場合、スライド機構５６は、調節ねじ（不図示）によって保持台５２を水平移動させる構成である。

【0084】

また、第５実施形態におけるエッジ形状測定装置１００は、図１４の機能ブロック図に示すように、第１実施形態におけるエッジ形状測定装置１００に対して、制御装置３０の構成が異なる。すなわち、第５実施形態における制御装置３０は、制御部３２と、記憶部３４と、通信部３６と、校正部４４と、位置調整部４６とを有している。

【0085】

校正部４４は、ＣＰＵに相当し、記憶部３４から校正プログラムを呼出して、変位センサ１２の所定の回転角度θにおける治具ＪＧの各測定点までの測定距離を変位センサ１２に測定させる構成である。一例として、校正部４４は、変位センサ１２の回転角度θが－９０°、０°、及び９０°（すなわち、３つの回転角度θ）となる場合の治具ＪＧまでの距離を測定する構成である。また、校正部４４は、各測定距離が所定の範囲内に収まるように保持台５２、上下動機構５４、及びスライド機構５６のうち少なくとも一つを駆動させて治具ＪＧの位置を調整し、各測定距離が所定の範囲内に収まる場合の測定距離を校正距離として取得する構成である。なお、校正部４４は、上下動機構又は／及びスライド機構（いずれも不図示）を駆動させて変位センサ１２の位置を調整する構成としてもよい。上記により、ウェハＷの厚さの取得が困難な場合であっても、校正距離に基づいて変位センサ１２の回転半径を取得することができる。具体的な校正方法については、＜＜エッジ形状測定方法＞＞にて詳述する。

【0086】

なお、校正部４４は、変位センサ１２の回転角度θと関連付けて取得した校正距離を、各回転角度θにおけるズレ量として取得し、記憶部３４に記憶させる構成としてもよい。

【0087】

位置調整部４６は、ＣＰＵに相当し、記憶部３４から位置調整プログラムを呼出して、変位センサ１２からウェハＷの上下面までの距離が所定の距離（一例として、ウェハＷの上下面までの距離が等距離）となり、且つユーザが予め定めた範囲であってウェハＷの端点からウェハＷの中心へ向けた測定範囲に含まれるウェハＷのエッジ形状を測定できるように、回転中心ＣＴＲ、及び回転範囲を調整する構成である。なお、回転中心ＣＴＲの調整に際しては、ウェハＷ（すなわち、ウェハ保持装置２０）、及び変位センサ１２のうち少なくとも一方の位置を調整すればよく、ウェハＷを変位センサ１２に対して相対的に移動する構成とすればよい。より具体的には、ウェハ保持装置２０は、円筒部２４に連結された上下動駆動部２７、及びスライド駆動部２８を備えていてもよい。すなわち、位置調整部４６は、上下動駆動部２７、又は／及びスライド駆動部２８を駆動させる構成である。エッジ形状測定装置１００が位置調整部４６を備えることにより、ユーザが予め定めた測定範囲内のエッジ形状を測定することができる。

【0088】

＜＜エッジ形状測定方法＞＞
第５実施形態におけるエッジ形状測定方法は、図１５のフローチャートに示すように、校正工程Ｓ５１と、位置調整工程Ｓ５３と、測定工程Ｓ５４とを備えている。

【0089】

すなわち、第５実施形態におけるエッジ形状測定方法では、先ず、校正工程Ｓ５１を実施する。校正工程Ｓ５１では、図１６の説明図に示すように、所定の治具ＪＧ（一例として、円柱部を有する治具ＪＧ）を治具保持機構６０に保持させる。なお、治具ＪＧは、治具ＪＧの円柱部が変位センサ１２の回転軌道（すなわち、円軌道）に対して垂直となるように治具保持機構６０に保持される。

【0090】

続いて、校正工程Ｓ５１では、変位センサ１２の所定の回転角度θにおける治具ＪＧの円柱部の側面までの各測定距離を測定し、各測定距離が所定の範囲内に収まる場合の測定距離を校正距離として取得する。

【0091】

より具体的には、校正工程Ｓ５１では、変位センサの回転角度θが－９０°、０°、及び９０°（すなわち、３つの回転角度θ）となる場合の上記各測定距離が所定の範囲内に収まるように（一例として、等距離となるように）、校正部４４が上下動機構５４、及びスライド機構５６を駆動させ（または、ユーザが手動で調節し）、各測定距離が所定の範囲内に収まる場合の測定距離を校正距離として、校正部４４が取得する。

【0092】

なお、本実施形態における校正工程Ｓ５１では、変位センサ１２の回転角度θが９０°の場合の治具ＪＧまでの距離Ａと、回転角度θが－９０°の場合の治具ＪＧまでのＢとを測定し、距離Ａと距離Ｂとが等しくなるように治具ＪＧの鉛直方向の位置を定める。

【0093】

より具体的には、先ず、校正部４４は、変位センサ１２の回転角度θが９０°となるように回転駆動部１６を駆動させる。次いで、校正部４４は、変位センサ１２に対して、治具ＪＧまでの距離Ａを測定させる。次いで、校正部４４は、変位センサ１２の回転角度θが－９０°となるように回転駆動部１６を駆動させる。次いで、校正部４４は、変位センサ１２に対して、治具ＪＧまでの距離Ｂを測定させる。次いで、校正部４４は、各距離Ａ、Ｂを比較し、所定の演算を実行し、演算結果に基づいて上下動機構５４を駆動させる。そして、校正部４４は、距離Ａ及び距離Ｂが等しくなるか、距離Ａ、Ｂの差が所定の範囲内となるまで、上記工程を繰り返す。

【0094】

そして、校正工程Ｓ５１では、治具ＪＧの鉛直方向の位置が定まった場合、さらに、変位センサ１２の回転角度θが０°の場合の治具ＪＧまでの距離Ｃを測定し、距離Ａと距離Ｂと距離Ｃとが等しくなるように治具ＪＧの水平方向の位置を定める。

【0095】

より具体的には、先ず、校正部４４は、変位センサ１２の回転角度θが０°となるように回転駆動部１６を駆動させる。次いで、校正部４４は、変位センサ１２に対して、治具ＪＧまでの距離Ｃを測定させる。次いで、校正部４４は、距離Ｃと、距離Ａ、Ｂとを比較し、所定の演算を実行し、演算結果に基づいてスライド機構５６を駆動させる。そして、校正部４４は、距離Ａ、距離Ｂ、及び距離Ｃが等しくなるか、距離Ｃと、距離Ａ、Ｂとの差が所定の範囲内となるまで上記工程を繰り返す。これにより、治具ＪＧの内部の所定の範囲内に変位センサ１２の回転中心ＣＴＲが設定される。

【0096】

そして、校正工程Ｓ５１では、治具ＪＧの鉛直方向、及び水平方向の位置が定まった場合の治具ＪＧまでの距離（この場合、距離Ａ、Ｂ、Ｃのいずれか一つ）を校正距離として、校正部４４が取得する。

【0097】

校正工程Ｓ５１を実施することにより、ウェハＷの厚さの取得が困難な場合であっても、校正距離に基づいて変位センサ１２の回転半径を取得することができる。なお、変位センサ１２として公知のマルチカラー共焦点変位センサを採用した場合には、校正距離と、当該校正距離に対応する波長とを取得することにより、マルチカラー共焦点変位センサの一の波長に対応する距離が定まるため、ウェハＷのエッジ部までの距離を正確に測定することができる。

【0098】

なお、校正工程Ｓ５１において、変位センサ１２の回転角度θと関連付けて取得した校正距離を、各回転角度θにおけるズレ量として取得し、記憶部３４に記憶させてもよい。すなわち、校正工程Ｓ５１で取得したズレ量を用いて、第３実施形態における補正工程Ｓ３３を実施してもよい。

【0099】

校正工程Ｓ５１の後工程として、準備工程Ｓ５２（準備工程Ｓ１０に相当）を実施した後、位置調整工程Ｓ５３を実施する。位置調整工程Ｓ５３では、図１７に示すように、先ず、変位センサ１２の回転角度θが９０°の場合のウェハＷの上面までの距離Ｅと、回転角度θが－９０°の場合のウェハＷの下面までの距離Ｆとを測定し、距離Ｅと距離Ｆとが等距離となるように、上下動駆動部２７によって、ウェハＷの鉛直方向位置を定める。

【0100】

より具体的には、先ず、位置調整部４６は、変位センサ１２の回転角度θが９０°となるように回転駆動部１６を駆動させる。次いで、位置調整部４６は、変位センサ１２に対して、ウェハＷまでの距離Ｅを測定させる。次いで、位置調整部４６は、変位センサ１２の回転角度θが－９０°となるように回転駆動部１６を駆動させる。次いで、位置調整部４６は、変位センサ１２に対して、ウェハＷまでの距離Ｆを測定させる。次いで、位置調整部４６は、距離Ｅ、Ｆを比較し、所定の演算を実行し、演算結果に基づいて上下動駆動部２７を駆動させる。そして、位置調整部４６は、距離Ｅ及び距離Ｆが等しくなるか、距離Ｅ、Ｆの差が所定の範囲内となるまで上記工程を繰り返す。

【0101】

続いて、位置調整工程Ｓ５３では、ユーザが予め定めた範囲であってウェハＷの端点からウェハＷの中心へ向けた測定範囲Ｒに含まれるウェハＷのエッジ形状を測定できるように、変位センサ１２の回転中心ＣＴＲ、及び回転範囲を調整する。なお、測定範囲Ｒは、一例として、０．５ｍｍ～数ｍｍ程度であるが、これに限定されない。また、回転範囲は、一例として、－１０５°≦θ≦１０５°であるが、これに限定されない。

【0102】

より具体的には、先ず、位置調整部４６は、変位センサ１２の回転角度θが０°となるように回転駆動部１６を駆動させる。次いで、位置調整部４６は、変位センサ１２に対して、ウェハＷまでの距離Ｇを測定させる。次いで、位置調整部４６は、変位センサ１２とウェハＷとが干渉しない範囲で、距離Ｇが最短となるように、スライド駆動部２８を駆動させる。次いで、位置調整部４６は、回転駆動部１６を駆動させて、測定範囲Ｒに含まれるウェハＷのエッジ形状を測定できる回転角度θ（ウェハＷの上面、及び下面に対する各回転角度θ）まで変位センサ１２を移動し、その際の回転範囲を取得する。

【0103】

続いて、上記回転範囲において、測定工程Ｓ５４（測定工程Ｓ１１に相当）を実施することにより、ウェハＷのエッジ形状を取得することができる。すなわち、校正工程Ｓ５１によって、変位センサ（マルチカラー共焦点変位センサ）１２の一の波長に対応する距離ｒ_１が取得されるため、他の波長に対応する距離ｒ_１も高精度で取得することができる。さらに、位置調整工程Ｓ５３と併せて、ユーザ所望の範囲のウェハＷのエッジ形状を高精度で取得することができる。

【0104】

ウェハＷのエッジ形状の測定は、ウェハＷの端面の全周に亘って実施してもよい。すなわち、図１５のフローチャートに示すように、一の位相におけるウェハＷのエッジ形状の測定終了後、回転駆動部２６によってウェハＷを１°程度回転させて、位置調整工程Ｓ５３と、測定工程Ｓ５４とを実施する。これらをウェハＷの全周分の測定が終了するまで繰り返すことで、ウェハＷの全体のエッジ形状を測定することができる。

【0105】

上記したように、エッジ形状測定方法が、校正工程Ｓ５１、及び位置調整工程Ｓ５３を備えることにより、ウェハＷの厚さを取得できない場合であっても、ウェハＷのエッジ形状を高精度で測定することができる。

【0106】

なお、本発明は以上説明した各実施形態に限定されることなく、本発明を逸脱しない範囲において種々変更可能である。一例として、制御装置３０は、制御部３２、記憶部３４、通信部３６以外に、座標変換部３８、補正部４０、回転半径取得部４２、並びに校正部４４及び位置調整部４６のうち少なくとも一つを有する構成としてもよい。また、エッジ形状測定方法は、測定工程Ｓ１１以外に、座標変換工程Ｓ２２、補正工程Ｓ３３、並びに第１測定工程Ｓ４１、第２測定工程Ｓ４２、回転半径取得工程Ｓ４３、並びに校正工程Ｓ５１、及び位置調整工程Ｓ５３及びのうち少なくとも一つを備える構成としてもよい。

【0107】

他の例として、第５実施形態において、制御装置３０は、制御部３２、記憶部３４、通信部３６、及び校正部４４を備える構成としてもよい。また、第５実施形態におけるエッジ形状測定方法は、校正工程Ｓ５０、準備工程Ｓ５２、及び測定工程Ｓ５４を備える構成としてもよい。

【符号の説明】

【0108】

１０ 測定装置
１２ 変位センサ（マルチカラー共焦点変位センサ）
３８ 座標変換部
４０ 補正部
４２ 回転半径取得部
４４ 校正部
４６ 位置調整部
６０ 治具保持機構
１００ エッジ形状測定装置
Ｗ ウェハ
ＪＧ 治具
θ 回転角度
ｒ_０ 回転半径
ｒ_１ 距離
ｒ 距離
ＣＴＲ 回転中心
ＳＰ ウェハ表面上の点
Ｓ１１ 測定工程
Ｓ２１ 測定工程
Ｓ２２ 座標変換工程
Ｓ３２ 測定工程
Ｓ３３ 補正工程
Ｓ４１ 第１測定工程
Ｓ４２ 第２測定工程
Ｓ４３ 回転半径取得工程
Ｓ４４ 測定工程
Ｓ５１ 校正工程
Ｓ５３ 位置調整工程
Ｓ５４ 測定工程

【要約】

【課題】変位センサの走査時に焦点合わせをすることなくウェハのエッジ形状を正確に測定することが可能なエッジ形状測定装置及びエッジ形状測定方法を提供する。
【解決手段】平板状のウェハＷのエッジ形状を測定する変位センサ１２を備えており、変位センサ１２は、ウェハＷの内部の所定の点を回転中心ＣＴＲとして、回転中心ＣＴＲを含み且つウェハＷの上下面に垂直な面内を回転中心ＣＴＲと一定の半径ｒ_０を保ちながら回転駆動される構成であると共に、回転角度θごとに回転中心ＣＴＲと変位センサ１２とを結ぶ直線上にあるウェハ表面上の一点ＳＰまでの距離を測定する構成であることを要件とする。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】