JPH11260873A - ウェーハの光学式形状測定器 - Google Patents
ウェーハの光学式形状測定器Info
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- JPH11260873A JPH11260873A JP10056487A JP5648798A JPH11260873A JP H11260873 A JPH11260873 A JP H11260873A JP 10056487 A JP10056487 A JP 10056487A JP 5648798 A JP5648798 A JP 5648798A JP H11260873 A JPH11260873 A JP H11260873A
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- H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 主面及び裏面から得られる干渉縞を利用し、
厚さ実測値で補正することにより、ウェーハの真形状を
高精度で迅速且つ簡単に測定する。 【解決手段】 エッジ部を介して鉛直保持されたウェー
ハ１の両面に二つの光学測定系１０，２０を対向配置
し、ウェーハ１の周縁に向けて厚さ測定部５０を配置す
る。各光学測定系１０，２０は、測定光を出射する発光
器１１，２１、測定光１２，２２を平行ビームにするコ
リメータレンズ１４，２４、平行ビームが透過する基準
平面レンズ１５，２５、ウェーハ１主面及び裏面で反射
された測定光が基準平面レンズ１５，２５及びコリメー
タレンズ１４，２４を経て入射される受光器１６，２６
と、基準平面レンズ１５，２５とウェーハ１主面及び裏
面とで作られた干渉縞が取り込まれる演算器１７を備え
ている。演算器１７では、干渉縞から主面及び裏面の平
面度を演算し、厚さ実測値を基準としてウェーハ１の真
形状を求める。
厚さ実測値で補正することにより、ウェーハの真形状を
高精度で迅速且つ簡単に測定する。 【解決手段】 エッジ部を介して鉛直保持されたウェー
ハ１の両面に二つの光学測定系１０，２０を対向配置
し、ウェーハ１の周縁に向けて厚さ測定部５０を配置す
る。各光学測定系１０，２０は、測定光を出射する発光
器１１，２１、測定光１２，２２を平行ビームにするコ
リメータレンズ１４，２４、平行ビームが透過する基準
平面レンズ１５，２５、ウェーハ１主面及び裏面で反射
された測定光が基準平面レンズ１５，２５及びコリメー
タレンズ１４，２４を経て入射される受光器１６，２６
と、基準平面レンズ１５，２５とウェーハ１主面及び裏
面とで作られた干渉縞が取り込まれる演算器１７を備え
ている。演算器１７では、干渉縞から主面及び裏面の平
面度を演算し、厚さ実測値を基準としてウェーハ１の真
形状を求める。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、平坦度，厚さ及び主面
形状等の判定に有効なウェーハの真形状を短時間で測定
することが可能な平坦度測定器に関する。
形状等の判定に有効なウェーハの真形状を短時間で測定
することが可能な平坦度測定器に関する。
【０００２】
【従来の技術】ウェーハの平坦度測定には、光学干渉縞
を使用する方法及び変位センサでウェーハ両面をスキャ
ンする方法が知られている。なお、本明細書における平
坦度とは、ウェーハの一方の表面を理想平面と仮定し、
理想平面から他方の表面までの高さのバラツキ、すなわ
ちウェーハの厚さ分布をいう。従来の光学干渉縞を使用
する方法では、基準平面となる光学レンズとウェーハと
が作る干渉縞からウェーハの平坦度を測定している。こ
の方法は、短時間測定が可能であるものの、測定面の裏
側を真空チャックで保持する必要がある。そのため、真
空チャックの保持面における平面度が誤差要因として測
定結果に取り込まれ、高精度でウェーハの平坦度を測定
できない。また、ウェーハが真空チャックと接触し、ウ
ェーハの裏面にチャック疵が入り易いことも欠点であ
る。
を使用する方法及び変位センサでウェーハ両面をスキャ
ンする方法が知られている。なお、本明細書における平
坦度とは、ウェーハの一方の表面を理想平面と仮定し、
理想平面から他方の表面までの高さのバラツキ、すなわ
ちウェーハの厚さ分布をいう。従来の光学干渉縞を使用
する方法では、基準平面となる光学レンズとウェーハと
が作る干渉縞からウェーハの平坦度を測定している。こ
の方法は、短時間測定が可能であるものの、測定面の裏
側を真空チャックで保持する必要がある。そのため、真
空チャックの保持面における平面度が誤差要因として測
定結果に取り込まれ、高精度でウェーハの平坦度を測定
できない。また、ウェーハが真空チャックと接触し、ウ
ェーハの裏面にチャック疵が入り易いことも欠点であ
る。
【０００３】光学干渉縞から平坦度を求める方式として
は、ウェーハの両面で反射させた光で光学干渉縞を形成
することも特開平１−１４３９０６号公報で開示されて
いる。この方式では、光源からの光をビームスプリッタ
で分離した透過光束及び反射光束をウェーハの表裏両面
で反射させて受光装置に導き、透過光束及び反射光束の
光路差に応じた光学干渉縞が形成される。これに対し、
変位センサでウェーハ両面をスキャンする方法では、ウ
ェーハの両側に配置された二つの静電容量型の変位セン
サから得られた変位信号に基づいてウェーハの厚さ変動
を計算し、裏面側を計算上の理想平面に換算してウェー
ハの平坦度を求めている。たとえば、特公平５−７７１
７９号公報では、ウェーハの表裏両面に変位センサを対
向させ、ウェーハを回転させながら表面各箇所の変位信
号を得ている。
は、ウェーハの両面で反射させた光で光学干渉縞を形成
することも特開平１−１４３９０６号公報で開示されて
いる。この方式では、光源からの光をビームスプリッタ
で分離した透過光束及び反射光束をウェーハの表裏両面
で反射させて受光装置に導き、透過光束及び反射光束の
光路差に応じた光学干渉縞が形成される。これに対し、
変位センサでウェーハ両面をスキャンする方法では、ウ
ェーハの両側に配置された二つの静電容量型の変位セン
サから得られた変位信号に基づいてウェーハの厚さ変動
を計算し、裏面側を計算上の理想平面に換算してウェー
ハの平坦度を求めている。たとえば、特公平５−７７１
７９号公報では、ウェーハの表裏両面に変位センサを対
向させ、ウェーハを回転させながら表面各箇所の変位信
号を得ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】変位センサを使用した
方式は、測定の再現性が高く、真空チャックによる保持
に起因する欠点もないため、平坦度測定に汎用されてい
る。しかし、変位センサのプローブ径が小さいため、ウ
ェーハを回転させながらスキャンさせることが必要とな
り、測定に長時間がかかる。また、特公平５−７７１７
９号公報でも言及されているように、真空チャックで保
持されているウェーハの表面部をスキャンする場合に
は、ウェーハを持ち替えてスイングさせ、その表面部を
スキャンすることになる。そのため、測定に手数がかか
る。
方式は、測定の再現性が高く、真空チャックによる保持
に起因する欠点もないため、平坦度測定に汎用されてい
る。しかし、変位センサのプローブ径が小さいため、ウ
ェーハを回転させながらスキャンさせることが必要とな
り、測定に長時間がかかる。また、特公平５−７７１７
９号公報でも言及されているように、真空チャックで保
持されているウェーハの表面部をスキャンする場合に
は、ウェーハを持ち替えてスイングさせ、その表面部を
スキャンすることになる。そのため、測定に手数がかか
る。
【０００５】しかも、ウェーハを回転させているので、
ウェーハの表裏両面が多量の空気に触れ、ごみが付着し
易い。裏面側の真空チャックに起因するごみ付着の問題
もある。更には、エッジ部の影響が変位信号に取り込ま
れることを防止するため、ウェーハのエッジ部に測定不
可能な不感帯が残り、平坦度の測定可能な領域が狭くな
る。また、ウェーハの裏面側中心部を真空チャックで保
持して測定しているので、測定対象であるウェーハの口
径が大きくなると重力の影響を受け易く、自重で撓んだ
周辺部の形状変化が誤差要因として測定結果に取り込ま
れる虞れもある。
ウェーハの表裏両面が多量の空気に触れ、ごみが付着し
易い。裏面側の真空チャックに起因するごみ付着の問題
もある。更には、エッジ部の影響が変位信号に取り込ま
れることを防止するため、ウェーハのエッジ部に測定不
可能な不感帯が残り、平坦度の測定可能な領域が狭くな
る。また、ウェーハの裏面側中心部を真空チャックで保
持して測定しているので、測定対象であるウェーハの口
径が大きくなると重力の影響を受け易く、自重で撓んだ
周辺部の形状変化が誤差要因として測定結果に取り込ま
れる虞れもある。
【０００６】この点、特開平１−１４３９０６号公報に
開示されているように、ウエハの主平面を開放状態にし
て平坦度を測定する方式では、真空チャックに起因する
問題がない。また、光学干渉縞から平坦度を測定するた
め、測定作業が迅速且つ容易になる。しかし、ウェーハ
の表裏両面で反射した透過光束及び反射光束で光学干渉
縞を形成しているため、得られた光学干渉縞からはウェ
ーハの平坦度が判定されるだけである。そのため、厚さ
変動を伴わないウェーハのうねりや傾斜を測定できな
い。しかも、光学干渉縞に必要な光路差が大きく設定さ
れているため、光路中に浮遊する粒子，ウェーハの配置
状態，各部品の取付け精度等に起因する誤差要因が取り
込まれ易くなる。
開示されているように、ウエハの主平面を開放状態にし
て平坦度を測定する方式では、真空チャックに起因する
問題がない。また、光学干渉縞から平坦度を測定するた
め、測定作業が迅速且つ容易になる。しかし、ウェーハ
の表裏両面で反射した透過光束及び反射光束で光学干渉
縞を形成しているため、得られた光学干渉縞からはウェ
ーハの平坦度が判定されるだけである。そのため、厚さ
変動を伴わないウェーハのうねりや傾斜を測定できな
い。しかも、光学干渉縞に必要な光路差が大きく設定さ
れているため、光路中に浮遊する粒子，ウェーハの配置
状態，各部品の取付け精度等に起因する誤差要因が取り
込まれ易くなる。
【０００７】そこで、本発明者等は、光学レンズとウェ
ーハの両面との間で作られる二つの干渉縞を使用する光
学式形状測定器を特願平９−１５４０２３号で提案し
た。この光学式形状測定器では、鉛直保持したウェーハ
の両面に光学測定系を対向させており、ウェーハに疵や
ごみを付けることなく、短時間で且つ高精度にウェーハ
の平坦度及び表裏両面の形状を測定することが可能にな
る。しかし、ウェーハの主面側及び裏面側のそれぞれに
配置される二つの基準平面レンズには、室温変化等の外
的要因やレンズ支持部材の経時変化等によって平行度に
誤差が生じ易い。平行度の誤差は、ウェーハの平坦度を
算出する際に取り込まれてしまい、算出値に信頼性が欠
けることになる。二つの基準平面レンズの平行度が平坦
度の算出値に及ぼす影響を排除できれば、ウェーハの平
坦度，表裏両面の形状等の測定に高い信頼性で光学干渉
縞を使用することが可能になる。
ーハの両面との間で作られる二つの干渉縞を使用する光
学式形状測定器を特願平９−１５４０２３号で提案し
た。この光学式形状測定器では、鉛直保持したウェーハ
の両面に光学測定系を対向させており、ウェーハに疵や
ごみを付けることなく、短時間で且つ高精度にウェーハ
の平坦度及び表裏両面の形状を測定することが可能にな
る。しかし、ウェーハの主面側及び裏面側のそれぞれに
配置される二つの基準平面レンズには、室温変化等の外
的要因やレンズ支持部材の経時変化等によって平行度に
誤差が生じ易い。平行度の誤差は、ウェーハの平坦度を
算出する際に取り込まれてしまい、算出値に信頼性が欠
けることになる。二つの基準平面レンズの平行度が平坦
度の算出値に及ぼす影響を排除できれば、ウェーハの平
坦度，表裏両面の形状等の測定に高い信頼性で光学干渉
縞を使用することが可能になる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、先願で提案し
た光学式形状測定器を更に改良したものであり、ウェー
ハの厚さを実測し、厚さ実測値を基準として光学測定系
で得られた平面度を演算処理することにより、二つの基
準平面レンズ又は三角プリズムの基準面の平行度に由来
する誤差要因を取り除き、平坦度，表裏両面の形状等を
表すウェーハの真形状を比較的簡単な操作で迅速且つ精
度良く求めることを目的とする。本発明の光学式形状測
定器は、その目的を達成するため、エッジ部を介して鉛
直保持されたウェーハの両面に二つの光学測定系が対向
配置され、単数又は複数の厚さ測定器がウェーハの周縁
に向けて配置されており、各光学測定系は、測定光を出
射する発光器と、測定光を平行ビームにするコリメータ
レンズと、平行ビームが透過する基準平面レンズと、ウ
ェーハの主面及び裏面で反射された測定光が基準平面レ
ンズ及びコリメータレンズを経て入射される受光器と、
基準平面レンズと主面及び裏面とで作られたそれぞれの
干渉縞が取り込まれる計算機とを備えており、両光学測
定系で得られた干渉縞から主面及び裏面の平面度をそれ
ぞれ算出し、厚さ測定器で得られたウェーハ数カ所の厚
さを基準としてウェーハの真形状を算出することを特徴
とする。基準平面レンズに替えて三角プリズムを使用す
ることも可能である。この場合、三角プリズムの基準面
とウェーハの主面及び裏面とから、主面及び裏面に対応
するそれぞれの光学干渉縞が作られる。
た光学式形状測定器を更に改良したものであり、ウェー
ハの厚さを実測し、厚さ実測値を基準として光学測定系
で得られた平面度を演算処理することにより、二つの基
準平面レンズ又は三角プリズムの基準面の平行度に由来
する誤差要因を取り除き、平坦度，表裏両面の形状等を
表すウェーハの真形状を比較的簡単な操作で迅速且つ精
度良く求めることを目的とする。本発明の光学式形状測
定器は、その目的を達成するため、エッジ部を介して鉛
直保持されたウェーハの両面に二つの光学測定系が対向
配置され、単数又は複数の厚さ測定器がウェーハの周縁
に向けて配置されており、各光学測定系は、測定光を出
射する発光器と、測定光を平行ビームにするコリメータ
レンズと、平行ビームが透過する基準平面レンズと、ウ
ェーハの主面及び裏面で反射された測定光が基準平面レ
ンズ及びコリメータレンズを経て入射される受光器と、
基準平面レンズと主面及び裏面とで作られたそれぞれの
干渉縞が取り込まれる計算機とを備えており、両光学測
定系で得られた干渉縞から主面及び裏面の平面度をそれ
ぞれ算出し、厚さ測定器で得られたウェーハ数カ所の厚
さを基準としてウェーハの真形状を算出することを特徴
とする。基準平面レンズに替えて三角プリズムを使用す
ることも可能である。この場合、三角プリズムの基準面
とウェーハの主面及び裏面とから、主面及び裏面に対応
するそれぞれの光学干渉縞が作られる。
【０００９】
【実施の形態】本発明に従った形状測定器では、図１に
示すように平坦度が測定されるウェーハ１のエッジ部を
適宜の手段で鉛直方向に保持する。ウェーハ１を鉛直保
持することにより、たとえば真空チャック等の保持手段
による拘束からウェーハ１が解放され、自由状態での測
定が可能になる。また、エッジ部を介してウェーハ１を
保持するため、保持手段に起因する測定不可能領域が生
じることもない。ウェーハ１の両側に、光学測定系１
０，２０が配置される。光学測定系１０，２０は、発光
器１１，２１から出射された測定光１２，２２をハーフ
ミラー１３，２３を介してコリメータレンズ１４，２４
に送り、平行ビームとして基準平面レンズ１５，２５を
透過させ、ウェーハ１の主面及び裏面を照射させる。測
定光１２，２２は、ウェーハ１の主面及び裏面で反射さ
れるが、一部はウェーハ１の主面及び裏面に対向する基
準平面レンズ１５，２５の基準面でも反射する。
示すように平坦度が測定されるウェーハ１のエッジ部を
適宜の手段で鉛直方向に保持する。ウェーハ１を鉛直保
持することにより、たとえば真空チャック等の保持手段
による拘束からウェーハ１が解放され、自由状態での測
定が可能になる。また、エッジ部を介してウェーハ１を
保持するため、保持手段に起因する測定不可能領域が生
じることもない。ウェーハ１の両側に、光学測定系１
０，２０が配置される。光学測定系１０，２０は、発光
器１１，２１から出射された測定光１２，２２をハーフ
ミラー１３，２３を介してコリメータレンズ１４，２４
に送り、平行ビームとして基準平面レンズ１５，２５を
透過させ、ウェーハ１の主面及び裏面を照射させる。測
定光１２，２２は、ウェーハ１の主面及び裏面で反射さ
れるが、一部はウェーハ１の主面及び裏面に対向する基
準平面レンズ１５，２５の基準面でも反射する。
【００１０】ウェーハ１の主面及び裏面及び基準平面レ
ンズ１５，２５の基準面で反射した測定光１２，２２
は、逆の経路を辿って基準平面レンズ１５，２５及びコ
リメータレンズ１４，２４を透過し、ハーフミラー１
３，２３で反射され、受光器１６，２６に取り込まれ
る。ウェーハ１の主面及び裏面で反射した測定光１２，
２２は、基準平面レンズ１５，２５の基準面で反射した
測定光と光路差が異なる。このようにウェーハ１の面形
状を反映して光路差が生じることから、観察された干渉
縞からウェーハ１の主面及び裏面の平面度が判る。発光
器１１，２１及び受光器１６，２６は、演算器１７に接
続されている。演算器１７は、モニタ１８を備えてお
り、基準平面レンズ１５，２５とウェーハ１の両面とが
それぞれ作る二つの干渉縞が同時に取り込まれる。演算
器１７では、取り込まれた干渉縞からウェーハ１の主面
及び裏面の形状を演算し記録する。また、一方の主面又
は裏面形状を基準にし、他方の干渉縞からウェーハ１の
平坦度を演算し記録する。
ンズ１５，２５の基準面で反射した測定光１２，２２
は、逆の経路を辿って基準平面レンズ１５，２５及びコ
リメータレンズ１４，２４を透過し、ハーフミラー１
３，２３で反射され、受光器１６，２６に取り込まれ
る。ウェーハ１の主面及び裏面で反射した測定光１２，
２２は、基準平面レンズ１５，２５の基準面で反射した
測定光と光路差が異なる。このようにウェーハ１の面形
状を反映して光路差が生じることから、観察された干渉
縞からウェーハ１の主面及び裏面の平面度が判る。発光
器１１，２１及び受光器１６，２６は、演算器１７に接
続されている。演算器１７は、モニタ１８を備えてお
り、基準平面レンズ１５，２５とウェーハ１の両面とが
それぞれ作る二つの干渉縞が同時に取り込まれる。演算
器１７では、取り込まれた干渉縞からウェーハ１の主面
及び裏面の形状を演算し記録する。また、一方の主面又
は裏面形状を基準にし、他方の干渉縞からウェーハ１の
平坦度を演算し記録する。
【００１１】このとき、ウェーハ１の主面又は裏面に対
して基準平面レンズ１５又は２５や光学測定系１０，２
０の平行度がずれていると、ウェーハ１の主面及び裏面
の平面度を含むウェーハの真形状が測定できなくなる。
たとえば、図３に示すように光学測定系１０に対する光
学測定系２０の平行度が角度θだけずれていると、角度
θのズレに相当する傾斜誤差がウェーハ１の厚さ誤差、
すなわち平坦度にテーパ誤差として処理されることにな
る。そこで、本発明においては、ウェーハ１の厚さを厚
さ測定部５０で実測し、平行度のズレに起因した誤差要
因を厚さ実測値で相殺することにより、測定結果の精度
及び信頼度を向上させている。
して基準平面レンズ１５又は２５や光学測定系１０，２
０の平行度がずれていると、ウェーハ１の主面及び裏面
の平面度を含むウェーハの真形状が測定できなくなる。
たとえば、図３に示すように光学測定系１０に対する光
学測定系２０の平行度が角度θだけずれていると、角度
θのズレに相当する傾斜誤差がウェーハ１の厚さ誤差、
すなわち平坦度にテーパ誤差として処理されることにな
る。そこで、本発明においては、ウェーハ１の厚さを厚
さ測定部５０で実測し、平行度のズレに起因した誤差要
因を厚さ実測値で相殺することにより、測定結果の精度
及び信頼度を向上させている。
【００１２】厚さ測定部５０が小型で光学測定系１０，
２０の間に組み込むことが可能な場合、図４に示すよう
に厚さ測定部５０を配置する。厚さ測定部５０は、ウェ
ーハ１のエッジに接近又は離間する機構を備えているも
のが好ましい。或いは、図５に示すように光学測定系１
０，２０とは別個に厚さ測定部５０を設けても良い。厚
さ測定部５０で測定されたウェーハ１の厚さ実測値は、
演算器１７に入力され、光学測定系１０，２０から取り
込まれた干渉縞と合成されてウェーハの真形状が計算さ
れる。
２０の間に組み込むことが可能な場合、図４に示すよう
に厚さ測定部５０を配置する。厚さ測定部５０は、ウェ
ーハ１のエッジに接近又は離間する機構を備えているも
のが好ましい。或いは、図５に示すように光学測定系１
０，２０とは別個に厚さ測定部５０を設けても良い。厚
さ測定部５０で測定されたウェーハ１の厚さ実測値は、
演算器１７に入力され、光学測定系１０，２０から取り
込まれた干渉縞と合成されてウェーハの真形状が計算さ
れる。
【００１３】厚さ測定部５０としては、ウェーハ１の円
周方向に等間隔で３台の厚さ測定器を配置し、予め定め
られている３点位置でウェーハ１の厚さを同時測定する
ことが好ましい。たとえば、図６に示すように３組の厚
さ測定器５１，５２，５３を備えた装置が使用される。
各厚さ測定器５１〜５３は、静電容量式，レーザ式等の
非接触変位センサを一対としてウェーハ１の主面及び裏
面に対向配置させている。３組のセンサを使用すること
により、ウェーハ１を回転させる必要なく、それぞれ異
なる箇所でウェーハ１の厚さが同時測定される。しか
し、本発明はこれに拘束されるものではなく、１組又は
２組の変位センサーを使用することも可能である。この
場合には、ウェーハ１の少なくとも３点で厚さデータを
得るため、ウェーハ１又は厚さ測定器を回転する方式が
採用される。
周方向に等間隔で３台の厚さ測定器を配置し、予め定め
られている３点位置でウェーハ１の厚さを同時測定する
ことが好ましい。たとえば、図６に示すように３組の厚
さ測定器５１，５２，５３を備えた装置が使用される。
各厚さ測定器５１〜５３は、静電容量式，レーザ式等の
非接触変位センサを一対としてウェーハ１の主面及び裏
面に対向配置させている。３組のセンサを使用すること
により、ウェーハ１を回転させる必要なく、それぞれ異
なる箇所でウェーハ１の厚さが同時測定される。しか
し、本発明はこれに拘束されるものではなく、１組又は
２組の変位センサーを使用することも可能である。この
場合には、ウェーハ１の少なくとも３点で厚さデータを
得るため、ウェーハ１又は厚さ測定器を回転する方式が
採用される。
【００１４】各厚さ測定器５１〜５３は、ウェーハ１の
エッジ近傍の主面及び裏面に対向するように、ウェーハ
１の半径よりもδｒだけ小さい半径をもつ測定円Ｒに沿
って等間隔で配置される。厚さ測定器５１，５２は、サ
ポート５４の二股状に分岐した先端に取り付けられてい
る。厚さ測定器５３は、サポート５４に対向する移動可
能なサポート５５に取り付けられ、厚さ測定器５１と５
２との二等分線上に位置する。厚さ測定器５１，５２と
厚さ測定器５３との間の距離は、測定しようとするウェ
ーハ１と測定円Ｒとが同心円状になるように、ウェーハ
１の口径に応じて設定される。サポート５４の二股状先
端の間にある空間部は、装着されるウェーハ１の円周方
向の位置関係を決定するときの覗き窓５６として使用さ
れる。覗き窓５６の縁部には、厚さ測定器５１と５２と
の中間に当る位置に基準点５７が刻設されている。
エッジ近傍の主面及び裏面に対向するように、ウェーハ
１の半径よりもδｒだけ小さい半径をもつ測定円Ｒに沿
って等間隔で配置される。厚さ測定器５１，５２は、サ
ポート５４の二股状に分岐した先端に取り付けられてい
る。厚さ測定器５３は、サポート５４に対向する移動可
能なサポート５５に取り付けられ、厚さ測定器５１と５
２との二等分線上に位置する。厚さ測定器５１，５２と
厚さ測定器５３との間の距離は、測定しようとするウェ
ーハ１と測定円Ｒとが同心円状になるように、ウェーハ
１の口径に応じて設定される。サポート５４の二股状先
端の間にある空間部は、装着されるウェーハ１の円周方
向の位置関係を決定するときの覗き窓５６として使用さ
れる。覗き窓５６の縁部には、厚さ測定器５１と５２と
の中間に当る位置に基準点５７が刻設されている。
【００１５】厚さが測定されるウェーハ１は、ローダ
（図示せず）により矢印ａ方向に沿って厚さ測定部５０
に送り込まれる。厚さ測定部５０でウェーハ１を面内方
向に回転し、結晶方位マーク２を基準点５７に位置合わ
せする。これにより、各測定器５１〜５３は、測定円Ｒ
を３等分した配列でウェーハ１の主面及び裏面に対向す
る。このように配置された厚さ測定器５１〜５３で得ら
れる厚さデータは、結晶方位マーク２から所定角度離れ
た測定円Ｒ上の３か所におけるウェーハ１の実測値とな
る。厚さを測定した後、ウェーハ１は、アンローダ（図
示せず）により矢印ｂ方向に測定部５０から送り出され
る。
（図示せず）により矢印ａ方向に沿って厚さ測定部５０
に送り込まれる。厚さ測定部５０でウェーハ１を面内方
向に回転し、結晶方位マーク２を基準点５７に位置合わ
せする。これにより、各測定器５１〜５３は、測定円Ｒ
を３等分した配列でウェーハ１の主面及び裏面に対向す
る。このように配置された厚さ測定器５１〜５３で得ら
れる厚さデータは、結晶方位マーク２から所定角度離れ
た測定円Ｒ上の３か所におけるウェーハ１の実測値とな
る。厚さを測定した後、ウェーハ１は、アンローダ（図
示せず）により矢印ｂ方向に測定部５０から送り出され
る。
【００１６】３点における厚さ測定は、光学測定系１
０，２０を用いたウェーハ１の平面度測定の前又は後の
何れでもよい。ただし、温度変化による熱膨張誤差を避
けるため、３点の厚さ測定と平面度測定との間にあまり
時間をおかないことが好ましい。厚さ測定器５１〜５３
で得られた厚さ実測値は、予め演算器１７に入力され、
演算器１７では厚さ測定値及び平面度から次のようにウ
ェーハ１の真形状を算出する。なお、以下の説明では、
光学測定系１０側のウェーハ１の表面を裏面とし、光学
測定系２０側のウェーハ１の表面を主面として説明す
る。また、図面上で線の重なりを避けるため、図７
（ａ）に示すように結晶方位マーク２からそれぞれ５０
度，１７０度及び２９０度にある測定円Ｒ上の３点Ａ1
〜Ａ3 を厚さ測定点と仮定する。
０，２０を用いたウェーハ１の平面度測定の前又は後の
何れでもよい。ただし、温度変化による熱膨張誤差を避
けるため、３点の厚さ測定と平面度測定との間にあまり
時間をおかないことが好ましい。厚さ測定器５１〜５３
で得られた厚さ実測値は、予め演算器１７に入力され、
演算器１７では厚さ測定値及び平面度から次のようにウ
ェーハ１の真形状を算出する。なお、以下の説明では、
光学測定系１０側のウェーハ１の表面を裏面とし、光学
測定系２０側のウェーハ１の表面を主面として説明す
る。また、図面上で線の重なりを避けるため、図７
（ａ）に示すように結晶方位マーク２からそれぞれ５０
度，１７０度及び２９０度にある測定円Ｒ上の３点Ａ1
〜Ａ3 を厚さ測定点と仮定する。
【００１７】先ず、光学測定系１０から求められたウェ
ーハ１の裏面の平面度から基準平面Ｈ0 （図示せず）を
設定する。基準平面Ｈ0 は、基準平面レンズ１５に対し
て得られたウェーハ１の裏面形状から求められる最少二
乗平面である。そして、ウェーハ１の裏面上にあって基
準平面レンズ１５に最も近い点Ｐ1 を決定し、点Ｐ1を
通り基準平面Ｈ0 と平行な平面Ｈ1 を特定する。平面Ｈ
1 上に、結晶方位マーク２を基準として厚さ測定用座標
点Ａ1 〜Ａ3 を定義する（図７ａ）。各座標点Ａ1 〜Ａ
3 で、光学測定系１０によって得られたウェーハ１の裏
面の平面度をウェーハ１上に投影し、投影点Ｂ1 〜Ｂ3
を求める（図７ｂ）。次いで、各投影点Ｂ1 〜Ｂ3 に厚
さ測定器５１〜５３で得られた厚さ実測値Ｔ 1 〜Ｔ3 を
重ね合わせる（図８）。各投影点Ｂ1 〜Ｂ3 に厚さ実測
値Ｔ1 〜Ｔ3を重ね合わせることにより定まった点Ｃ1
〜Ｃ3 は、ウェーハ１の主面上にある点である。
ーハ１の裏面の平面度から基準平面Ｈ0 （図示せず）を
設定する。基準平面Ｈ0 は、基準平面レンズ１５に対し
て得られたウェーハ１の裏面形状から求められる最少二
乗平面である。そして、ウェーハ１の裏面上にあって基
準平面レンズ１５に最も近い点Ｐ1 を決定し、点Ｐ1を
通り基準平面Ｈ0 と平行な平面Ｈ1 を特定する。平面Ｈ
1 上に、結晶方位マーク２を基準として厚さ測定用座標
点Ａ1 〜Ａ3 を定義する（図７ａ）。各座標点Ａ1 〜Ａ
3 で、光学測定系１０によって得られたウェーハ１の裏
面の平面度をウェーハ１上に投影し、投影点Ｂ1 〜Ｂ3
を求める（図７ｂ）。次いで、各投影点Ｂ1 〜Ｂ3 に厚
さ測定器５１〜５３で得られた厚さ実測値Ｔ 1 〜Ｔ3 を
重ね合わせる（図８）。各投影点Ｂ1 〜Ｂ3 に厚さ実測
値Ｔ1 〜Ｔ3を重ね合わせることにより定まった点Ｃ1
〜Ｃ3 は、ウェーハ１の主面上にある点である。
【００１８】このようにＣ1 〜Ｃ3 は、光学測定系１０
によって得られたウェーハ１の裏面形状に対して、光学
測定系２０で得られたウェーハ１の主面形状の相対的な
位置を決定する点となる。したがってウェーハ１の主面
形状にあって、測定点Ａ1 〜Ａ3 に相当する位置を点Ｃ
1 〜Ｃ3 に一致させることによりウェーハの真形状を図
９のように求めることができる。このようにして、光学
測定系１０，２０で得られたウェーハ両面の平面度をウ
ェーハ１の厚さ実測値を基準として重ね合わせるとき、
主面３及び裏面４が厚さ差実測値を取り込んだ形で独立
して求められ、ウェーハ１の真形状が得られる。この方
式によるとき、光学測定系１０，２０の間の平行度に角
度θのズレがあっても、ズレに起因する測定誤差が厚さ
実測値を基準とする処理でキャンセルされる。得られた
ウェーハ形状から平坦度を求める場合には、ウェーハ形
状の片面を基準面とし、基準面から反対面までの厚さを
算出する。
によって得られたウェーハ１の裏面形状に対して、光学
測定系２０で得られたウェーハ１の主面形状の相対的な
位置を決定する点となる。したがってウェーハ１の主面
形状にあって、測定点Ａ1 〜Ａ3 に相当する位置を点Ｃ
1 〜Ｃ3 に一致させることによりウェーハの真形状を図
９のように求めることができる。このようにして、光学
測定系１０，２０で得られたウェーハ両面の平面度をウ
ェーハ１の厚さ実測値を基準として重ね合わせるとき、
主面３及び裏面４が厚さ差実測値を取り込んだ形で独立
して求められ、ウェーハ１の真形状が得られる。この方
式によるとき、光学測定系１０，２０の間の平行度に角
度θのズレがあっても、ズレに起因する測定誤差が厚さ
実測値を基準とする処理でキャンセルされる。得られた
ウェーハ形状から平坦度を求める場合には、ウェーハ形
状の片面を基準面とし、基準面から反対面までの厚さを
算出する。
【００１９】形状測定するウェーハの主面が比較的粗い
とき、基準平面レンズ１５，２５に替えて三角プリズム
を用いた斜入射法を採用することもできる。この場合、
図２に示すような光学測定系３０，４０をウェーハ１の
両面に配置する。すなわち、発光器３１，４１から出射
した光を凸レンズ３２，４２等で所定の光束に拡げ、コ
リメータレンズ３３，４３で平行光束とした測定光を三
角プリズム３４，４４に入射する。三角プリズム３４，
４４は、基準底面がウェーハ１の主面及び裏面に対向し
て配置されている。三角プリズム３４，４４に入射した
測定光は、一部が三角プリズム３４，４４を透過してウ
ェーハ１の主面及び裏面で反射され、残りが三角プリズ
ム３４，４４の基準底面で反射される。そのため、ウェ
ーハ１の主面及び裏面で反射される測定光と三角プリズ
ム３４，４４の基準底面で反射される測定光との間に、
ウェーハ１の主面及び裏面それぞれの平面度に対応した
光路差が生じる。この光路差に応じて、図１の場合と同
様に光学干渉縞が発生する。
とき、基準平面レンズ１５，２５に替えて三角プリズム
を用いた斜入射法を採用することもできる。この場合、
図２に示すような光学測定系３０，４０をウェーハ１の
両面に配置する。すなわち、発光器３１，４１から出射
した光を凸レンズ３２，４２等で所定の光束に拡げ、コ
リメータレンズ３３，４３で平行光束とした測定光を三
角プリズム３４，４４に入射する。三角プリズム３４，
４４は、基準底面がウェーハ１の主面及び裏面に対向し
て配置されている。三角プリズム３４，４４に入射した
測定光は、一部が三角プリズム３４，４４を透過してウ
ェーハ１の主面及び裏面で反射され、残りが三角プリズ
ム３４，４４の基準底面で反射される。そのため、ウェ
ーハ１の主面及び裏面で反射される測定光と三角プリズ
ム３４，４４の基準底面で反射される測定光との間に、
ウェーハ１の主面及び裏面それぞれの平面度に対応した
光路差が生じる。この光路差に応じて、図１の場合と同
様に光学干渉縞が発生する。
【００２０】光学干渉縞は、スクリーン３５，４５に投
影され、レンズ３６，４６を介してテレビカメラ３７，
４７の撮像面に結像され、映像信号として演算器３８に
入力される。演算器３８では、映像信号を解析し、厚さ
測定部５０から入力されたウェーハ１の厚さ実測値を補
正要因として取り込み、ウェーハ１の主面及び裏面形状
を演算し、記録すると共にモニタ３９に適宜表示する。
このようにウェーハ１の主面及び裏面から得られた二つ
の干渉縞を用いて平面度を求め、厚さ測定器５１〜５３
で検出された厚さ実測値に基づいて平面度を演算処理す
ることによって、従来の変位センサを利用した方式に比
較して極めて短時間で測定結果が得られる。また、ウェ
ーハ１の真形状が得られるため、平坦度だけではなく、
厚さ変動を伴わないうねり，傾斜等も判る。しかも、ウ
ェーハ１の厚さ実測値に基づいて演算処理しているの
で、ウェーハ１の主面又は裏面に対する基準平面レンズ
１５，２５又は三角プリズム３４，４４の基準底面の平
行度が多少ずれていても、精度及び信頼度の高い測定結
果が得られる。したがって、光学測定系１０，２０，３
０，４０の据付け誤差やウェーハ１のローディング誤差
による影響がなく、測定作業自体も容易になる。
影され、レンズ３６，４６を介してテレビカメラ３７，
４７の撮像面に結像され、映像信号として演算器３８に
入力される。演算器３８では、映像信号を解析し、厚さ
測定部５０から入力されたウェーハ１の厚さ実測値を補
正要因として取り込み、ウェーハ１の主面及び裏面形状
を演算し、記録すると共にモニタ３９に適宜表示する。
このようにウェーハ１の主面及び裏面から得られた二つ
の干渉縞を用いて平面度を求め、厚さ測定器５１〜５３
で検出された厚さ実測値に基づいて平面度を演算処理す
ることによって、従来の変位センサを利用した方式に比
較して極めて短時間で測定結果が得られる。また、ウェ
ーハ１の真形状が得られるため、平坦度だけではなく、
厚さ変動を伴わないうねり，傾斜等も判る。しかも、ウ
ェーハ１の厚さ実測値に基づいて演算処理しているの
で、ウェーハ１の主面又は裏面に対する基準平面レンズ
１５，２５又は三角プリズム３４，４４の基準底面の平
行度が多少ずれていても、精度及び信頼度の高い測定結
果が得られる。したがって、光学測定系１０，２０，３
０，４０の据付け誤差やウェーハ１のローディング誤差
による影響がなく、測定作業自体も容易になる。
【００２１】更に、大口径ウェーハのように大きな面積
をもつウェーハであっても、測定にかかる時間が長くな
ることがない。たとえば、３００ｍｍウェーハでも、ウ
ェーハの脱着・アライメント，画像取込みに要する時間
は６０秒以下であり、１台の測定器本体と複数の画像解
析用計算機（図示せず）を組み合わせることにより６０
枚／時以上の速度で平坦度や面形状の測定が可能とな
る。しかも、測定されるウェーハ１は、エッジ部が保持
された垂直状態に配置されるため、ウェーハを水平保持
したときのような自重による撓みの影響が排除され、ウ
ェーハ主面に疵が付くこともない。また、干渉縞によっ
てエッジ部が明確に区別されるため、変位センサを使用
する方式のようにエッジ部近傍に測定不可能な不感帯が
生じることもなく、実質的にウェーハの主面全域に渡る
測定が可能となる。更に、静止状態でウェーハ１の主面
形状，裏面形状，平坦度等を表す真形状が測定されるた
め、空気中のパーティクルが付着する危険も少なくな
る。また、小さなクランプ力でウェーハ１が保持される
ため、クランプによるウェーハ１の物理的変形に由来す
る誤差要因が取り込まれることもない。
をもつウェーハであっても、測定にかかる時間が長くな
ることがない。たとえば、３００ｍｍウェーハでも、ウ
ェーハの脱着・アライメント，画像取込みに要する時間
は６０秒以下であり、１台の測定器本体と複数の画像解
析用計算機（図示せず）を組み合わせることにより６０
枚／時以上の速度で平坦度や面形状の測定が可能とな
る。しかも、測定されるウェーハ１は、エッジ部が保持
された垂直状態に配置されるため、ウェーハを水平保持
したときのような自重による撓みの影響が排除され、ウ
ェーハ主面に疵が付くこともない。また、干渉縞によっ
てエッジ部が明確に区別されるため、変位センサを使用
する方式のようにエッジ部近傍に測定不可能な不感帯が
生じることもなく、実質的にウェーハの主面全域に渡る
測定が可能となる。更に、静止状態でウェーハ１の主面
形状，裏面形状，平坦度等を表す真形状が測定されるた
め、空気中のパーティクルが付着する危険も少なくな
る。また、小さなクランプ力でウェーハ１が保持される
ため、クランプによるウェーハ１の物理的変形に由来す
る誤差要因が取り込まれることもない。
【００２２】
【実施例】直径２００ｍｍの単結晶シリコンインゴット
から切り出され、両面研磨された平均厚さ７２５μｍの
ウェーハ両面の平面度を光学測定系１０，２０（図１）
で求め、測定器５１〜５３として非接触レーザ変位計を
用いウェーハ１の３点で厚さを実測した。厚さを実測し
た測定点Ａ1 〜Ａ3 は、直径１８０ｍｍの測定円Ｒ（図
６）を円周方向に３等分した位置に設定した。ウェーハ
１の厚さ実測値は、測定点Ａ1 で７２５．４μｍ，測定
点Ａ2 で７２５．１μｍ，測定点Ａ3 で７２５．５μｍ
であった。ウェーハ１の主面及び裏面から得られた干渉
縞に基づいて主面及び裏面の平面度を求め、厚さ実測値
を基準としてウェーハ１の真形状を演算した。その結
果、図９に示す真形状が求められた。得られた真形状か
らウェーハ１の裏面から主面までの距離、すなわちウェ
ーハ１の厚さを１ｍｍピッチの矩形マトリックス上で表
示した。次いで、求められた厚さデータから最大値及び
最小値を求め、これを平坦度とした。このようにして計
算されたウェーハ１の平坦度は、０．７８μｍであっ
た。
から切り出され、両面研磨された平均厚さ７２５μｍの
ウェーハ両面の平面度を光学測定系１０，２０（図１）
で求め、測定器５１〜５３として非接触レーザ変位計を
用いウェーハ１の３点で厚さを実測した。厚さを実測し
た測定点Ａ1 〜Ａ3 は、直径１８０ｍｍの測定円Ｒ（図
６）を円周方向に３等分した位置に設定した。ウェーハ
１の厚さ実測値は、測定点Ａ1 で７２５．４μｍ，測定
点Ａ2 で７２５．１μｍ，測定点Ａ3 で７２５．５μｍ
であった。ウェーハ１の主面及び裏面から得られた干渉
縞に基づいて主面及び裏面の平面度を求め、厚さ実測値
を基準としてウェーハ１の真形状を演算した。その結
果、図９に示す真形状が求められた。得られた真形状か
らウェーハ１の裏面から主面までの距離、すなわちウェ
ーハ１の厚さを１ｍｍピッチの矩形マトリックス上で表
示した。次いで、求められた厚さデータから最大値及び
最小値を求め、これを平坦度とした。このようにして計
算されたウェーハ１の平坦度は、０．７８μｍであっ
た。
【００２３】比較のため、静電容量型の変位センサを用
いて同じウェーハ１の厚さを測定したところ、平坦度は
０．５９μｍと小さな値を示した。静電容量型の変位セ
ンサによる測定で小さな実測値になることは、横方向の
分解能が粗いこととウェーハエッジ部に不感帯があるこ
とが原因である。すなわち、静電容量型の変位センサで
は、センサと測定物との静電容量の変化から測定物の高
さ変化を求めていることから、１０ｍｍ2 以上の測定面
積が必要とされ、各点の測定値は１０ｍｍ2 以上の範囲
の平均値として求められる。他方、干渉縞を用いた方式
では、口径２００ｍｍのウェーハの干渉縞をたとえば２
５６×２５６画素のＣＣＤで解析すると、１画素当りの
分解能が約０．８ｍｍ×０．８ｍｍ＝０．６４ｍｍ2 と
なり、静電容量型変位センサを用いた実測値に比較して
二桁高くなる。このように干渉縞を使用することによっ
て、横分解能が高くなり、ウェーハ１の主面や裏面にあ
る微小な凹凸の変化も精度良く測定される。しかも、ダ
レを生じ易いウェーハエッジ部近傍まで正しくウェーハ
形状を測定できる。このように、厚さ実測値に基づいて
平面度を演算処理してウェーハ１の真形状を求めている
ため、より正確で信頼性の高いデータが得られる。
いて同じウェーハ１の厚さを測定したところ、平坦度は
０．５９μｍと小さな値を示した。静電容量型の変位セ
ンサによる測定で小さな実測値になることは、横方向の
分解能が粗いこととウェーハエッジ部に不感帯があるこ
とが原因である。すなわち、静電容量型の変位センサで
は、センサと測定物との静電容量の変化から測定物の高
さ変化を求めていることから、１０ｍｍ2 以上の測定面
積が必要とされ、各点の測定値は１０ｍｍ2 以上の範囲
の平均値として求められる。他方、干渉縞を用いた方式
では、口径２００ｍｍのウェーハの干渉縞をたとえば２
５６×２５６画素のＣＣＤで解析すると、１画素当りの
分解能が約０．８ｍｍ×０．８ｍｍ＝０．６４ｍｍ2 と
なり、静電容量型変位センサを用いた実測値に比較して
二桁高くなる。このように干渉縞を使用することによっ
て、横分解能が高くなり、ウェーハ１の主面や裏面にあ
る微小な凹凸の変化も精度良く測定される。しかも、ダ
レを生じ易いウェーハエッジ部近傍まで正しくウェーハ
形状を測定できる。このように、厚さ実測値に基づいて
平面度を演算処理してウェーハ１の真形状を求めている
ため、より正確で信頼性の高いデータが得られる。
【００２４】主面形状，裏面形状及び平坦度を求めるの
に要した時間は、ウェーハの脱着，アライメント，画像
取込みを含めてウェーハ１枚当り４０秒であった。これ
に対し、従来の変位センサを使用した方式では、主面形
状，裏面形状が測定できず、同じサイズのウェーハの平
坦度を測定するのに約１．５分が必要であった。しか
も、本発明に従って得られた平坦度は、変位センサを使
用した方式に比較して、より真形状に近い高信頼性の値
であった。
に要した時間は、ウェーハの脱着，アライメント，画像
取込みを含めてウェーハ１枚当り４０秒であった。これ
に対し、従来の変位センサを使用した方式では、主面形
状，裏面形状が測定できず、同じサイズのウェーハの平
坦度を測定するのに約１．５分が必要であった。しか
も、本発明に従って得られた平坦度は、変位センサを使
用した方式に比較して、より真形状に近い高信頼性の値
であった。
【００２５】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の形状測
定器では、ウェーハの主面及び裏面から得られる干渉縞
を利用して主面及び裏面の平面度をそれぞれ求め、厚さ
測定器で得られたウェーハの厚さ実測値を基準としてウ
ェーハの真形状を算出している。そのため、変位センサ
を使用した従来方式に比較して、極めて短時間で平坦度
が高精度で測定される。また、算出された真形状から主
面形状，裏面形状，平坦度及び絶対厚さも求められる。
更に、測定対象であるウェーハは、静止状態で鉛直保持
されているため、重力の影響を受けることなく測定に供
される。しかも、ごみや疵が付着する機会が少なく、ウ
ェーハの特性劣化が防止される。
定器では、ウェーハの主面及び裏面から得られる干渉縞
を利用して主面及び裏面の平面度をそれぞれ求め、厚さ
測定器で得られたウェーハの厚さ実測値を基準としてウ
ェーハの真形状を算出している。そのため、変位センサ
を使用した従来方式に比較して、極めて短時間で平坦度
が高精度で測定される。また、算出された真形状から主
面形状，裏面形状，平坦度及び絶対厚さも求められる。
更に、測定対象であるウェーハは、静止状態で鉛直保持
されているため、重力の影響を受けることなく測定に供
される。しかも、ごみや疵が付着する機会が少なく、ウ
ェーハの特性劣化が防止される。
【図１】 基準平面レンズを用いた形状測定器
【図２】 三角プリズムを用いた形状測定器
【図３】 双方の光学測定器にズレがある場合の測定誤
差を説明する図
差を説明する図
【図４】 内部に厚さ測定部を組み込んだ光学測定器
【図５】 厚さ測定部を別個に設けた光学測定器
【図６】 ３個の厚さ測定器を備えた厚さ測定部
【図７】 ウェーハ面内における厚さ測定点（ａ）と裏
面形状（ｂ）との関係を示す図
面形状（ｂ）との関係を示す図
【図８】 ウェーハの裏面形状に厚さ実測値を加算して
主面形状を算出する方式を説明する図
主面形状を算出する方式を説明する図
【図９】 求められたウェーハの真形状
１：ウェーハ ２：結晶方位マーク ３：主面
４：裏面 １０，２０：光学測定系 １１，２１：発光器 １
２，２２：測定光 １３，２３：ハーフミラー １４，２４：コリメータ
レンズ １５，２５：基準平面レンズ １６，２
６：受光器 １７：演算器 １８：モニタ ３０，４０：光学測定系 ３１，４１：発光器 ３２，４２：凸レンズ ３
３，４３：コリメータレンズ ３４，４４：三角プリ
ズム ３５，４５：スクリーン ３６，４６：レン
ズ ３７，４７：テレビカメラ ３８：演算器
３９：モニタ ５０：厚さ測定器 ５１〜５３：厚さ測定器 ５
４，５５：サポート ５６：覗き窓 ５７：基準点 Ｒ：測定円 Ａ1 〜Ａ3 ：厚さ測定用座標点 Ｂ1 〜Ｂ3 ：平面Ｈ1 に裏面の平面度を加算した投影点 Ｃ1 〜Ｃ3 ：投影点Ｂ1 〜Ｂ3 に厚さ実測値Ｔ1 〜Ｔ3
を加算した主面上の点 Ｔ1 〜Ｔ3 ：厚さ実測値 平面Ｈ1 ：ウェーハ裏面上にあって基準平面レンズと最
も近い点Ｐ1 を通り、基準平面と平行な面
４：裏面 １０，２０：光学測定系 １１，２１：発光器 １
２，２２：測定光 １３，２３：ハーフミラー １４，２４：コリメータ
レンズ １５，２５：基準平面レンズ １６，２
６：受光器 １７：演算器 １８：モニタ ３０，４０：光学測定系 ３１，４１：発光器 ３２，４２：凸レンズ ３
３，４３：コリメータレンズ ３４，４４：三角プリ
ズム ３５，４５：スクリーン ３６，４６：レン
ズ ３７，４７：テレビカメラ ３８：演算器
３９：モニタ ５０：厚さ測定器 ５１〜５３：厚さ測定器 ５
４，５５：サポート ５６：覗き窓 ５７：基準点 Ｒ：測定円 Ａ1 〜Ａ3 ：厚さ測定用座標点 Ｂ1 〜Ｂ3 ：平面Ｈ1 に裏面の平面度を加算した投影点 Ｃ1 〜Ｃ3 ：投影点Ｂ1 〜Ｂ3 に厚さ実測値Ｔ1 〜Ｔ3
を加算した主面上の点 Ｔ1 〜Ｔ3 ：厚さ実測値 平面Ｈ1 ：ウェーハ裏面上にあって基準平面レンズと最
も近い点Ｐ1 を通り、基準平面と平行な面
【手続補正書】
【提出日】平成１１年５月２６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
Claims (2)
- 【請求項１】 エッジ部を介して鉛直保持されたウェー
ハの両面に二つの光学測定系が対向配置され、単数又は
複数の厚さ測定器がウェーハの周縁に向けて配置されて
おり、各光学測定系は、測定光を出射する発光器と、測
定光を平行ビームにするコリメータレンズと、平行ビー
ムが透過する基準平面レンズと、ウェーハの主面及び裏
面で反射された測定光が基準平面レンズ及びコリメータ
レンズを経て入射される受光器と、基準平面レンズと主
面及び裏面とで作られたそれぞれの干渉縞が取り込まれ
る計算機とを備えており、両光学測定系で得られた干渉
縞から主面及び裏面の平面度をそれぞれ算出し、厚さ測
定器で得られたウェーハ数カ所の厚さを基準としてウェ
ーハの真形状を算出することを特徴とするウェーハの光
学式形状測定器。 - 【請求項２】 エッジ部を介して鉛直保持されたウェー
ハの両面に二つの光学測定系が対向配置され、単数又は
複数の厚さ測定器がウェーハの周縁に向けて配置されて
おり、各光学測定系は、測定光を出射する発光器と、測
定光を平行ビームにするコリメータレンズと、平行ビー
ムが透過する三角プリズムと、ウェーハの主面及び裏面
で反射された測定光が三角プリズム及びコリメータレン
ズを経て入射される受光器と、三角プリズムの基準面と
主面及び裏面とで作られたそれぞれの干渉縞が取り込ま
れる計算機とを備えており、両光学測定系で得られた干
渉縞から主面及び裏面の平面度をそれぞれ算出し、厚さ
測定器で得られたウェーハ数カ所の厚さ実測値を基準と
してウェーハの真形状を算出することを特徴とするウェ
ーハの光学式形状測定器。
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