(57)【要約】【課題】低トルクの回転軸用モータを使用して、測定時間を短縮しながら、測定精度を向上できる光学分光測定装置および光学分光測定方法を提供すること。【解決手段】試料表面９ａの分光測定を行う光学分光測定装置において、真空引きにて吸着固定される試料９を載置する試料受台２を、磁性流体軸受７で支持された回転軸７ａを介して回転移動可能に制御するとともに、直線移動可能に制御するよう構成され、更に、試料９の外周部４０から中心部４１に至るまでは一定速度による渦巻走査で分光測定データを得、試料９の前記中心部付近のある半径ｒｉ  の円Ｑ内では一定速度による直線走査で分光測定データを得るように構成されている。【選択図】            図９
2004257758.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料表面の分光測定を行う光学分光測定装置において、真空引きにて吸着固定される試料を載置する試料受台を、磁性流体軸受で支持された回転軸を介して回転移動可能に制御するとともに、直線移動可能に制御するよう構成され、更に、試料の外周部から中心部に至るまでは一定速度による渦巻走査で分光測定データを得、試料の前記中心部付近のある半径の円内では一定速度による直線走査で分光測定データを得るように構成されていることを特徴とする光学分光測定装置。
【請求項２】
前記試料受台を、試料を載置する試料受台上部と、回転体を介して前記磁性流体軸受に連動連結される試料受台下部の上下分離構造とするとともに、前記試料受台上部および試料受台下部の同軸上に試料を吸引させるための真空引き通路を構成する真空引き用穴をそれぞれ設け、これら真空引き用穴が連通するよう構成されるとともに、前記試料受台上部および試料受台下部間に間隙が形成されるよう金属球を前記試料受台上部および試料受台下部間に設け、前記金属球の周囲の真空密閉性を確保するためにシール部材を設け、更に、前記シール部材が、前記金属球を囲むよう前記試料受台上部および試料受台下部間に介装してあるパッキンと、前記試料受台下部および回転体間に介装してあるＯリングとからなる請求項１に記載の光学分光測定装置。
【請求項３】
前記試料がウェハーである請求項１または請求項２に記載の光学分光測定装置。
【請求項４】
試料表面の分光測定を行うにあたり、試料の外周部から中心部に至るまでは一定速度による渦巻走査で分光測定データを得、試料の前記中心部付近のある半径の円内では一定速度による直線走査で分光測定データを得るようにしたことを特徴とする光学分光測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光学分光測定装置および光学分光測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フォトルミネッセンスマッピング装置のような光学分光測定装置においては、ウェハー（試料）表面の分光測定データを得る場合、レーザ光を照射しながらウェハー表面の平面走査を行っている。従来の平面走査は、ウェハー受台またはレーザ光を往復直線移動させることによる直線走査であった。この直線走査によって得られるレーザ光照射点軌跡Ｔの一例を図９に示す。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来では、レーザ光照射点追尾速度が数ｍｍ／ｓｅｃと遅いためと、図９に示すように、分光測定中だけ直線走査を行っており、Ｘ方向への直線走査の終点Ｔ１  から次のＸ方向への直線走査の始点Ｔ２  までにレーザ光が照射されない時間があるため、測定に長時間要する欠点があった。
【０００４】
これを解消するために直動軸用モータと回転軸用モータを同時に動作させることで、ウェハーの外円周部から中心部に向かって高速走査が可能な渦巻走査を行うことが考えられる（図４に比較例として示す。これの詳しい説明は後述する。）。ところが、渦巻走査では技術的な複雑さがある以外に以下の欠点がある。
【０００５】
すなわち、レーザ光がウェハーの外円周部から中心部に入ってくると回転速度を大幅に上げなければ、均一な測定条件で分光測定データが得られず、測定精度が低下するとともに、回転速度を大幅に上げようとすると、回転軸用モータの回転速度が急激に増大するため、回転軸用モータに高トルクのモータを使用しなければならない等の欠点があった。
【０００６】
この発明は上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、低トルクの回転軸用モータを使用して、測定時間を短縮しながら、測定精度を向上できる光学分光測定装置および光学分光測定方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明の光学分光測定装置は、試料表面の分光測定を行う光学分光測定装置において、真空引きにて吸着固定される試料を載置する試料受台を、磁性流体軸受で支持された回転軸を介して回転移動可能に制御するとともに、直線移動可能に制御するよう構成され、更に、試料の外周部から中心部に至るまでは一定速度による渦巻走査で分光測定データを得、試料の前記中心部付近のある半径の円内では一定速度による直線走査で分光測定データを得るように構成されていることを特徴とする。
【０００８】
また、この発明は別の観点から、試料表面の分光測定を行うにあたり、試料の外周部から中心部に至るまでは一定速度による渦巻走査で分光測定データを得、試料の前記中心部付近のある半径の円内では一定速度による直線走査で分光測定データを得るようにしたことを特徴とする光学分光測定方法を提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について説明する。
【００１０】
図１は、この発明に係る光学分光測定装置の一実施形態を示す。なお、この実施形態では、光学分光測定装置としてフォトルミネッセンスマッピング装置を採用している。
【００１１】
図２は、この実施形態で用いたウェハー受台（試料受台の一例）の詳細な構造を示す。
【００１２】
図１において、１は、フォトルミネッセンスマッピング装置のウェハー受台２のドライブステージである。このドライブステージ１は、回転軸用ステージ部３と、直動軸用ステージ部４と、上下稼動ステージ部５とから主として構成される。
【００１３】
前記回転軸用ステージ部３には、回転軸用モータ６、磁性流体軸受７及び位置検出センサ８が取り付けられている。
【００１４】
そして、前記ウェハー受台２は、前記磁性流体軸受７で支持された回転軸７ａを介して取り付けられている。ウェハー受台２は、下向きに突起した舌片６０を下面に有する。この突起した舌片６０は、位置検出センサ８が通過可能な位置に設けられている。
【００１５】
ウェハー（試料の一例）９は、ウェハー受台２の上面（後述するウェハー受台上部２ａの上面部Ｋ）の中央に配設されている。ウェハー９として、平面視円形のものを用いている。そして、ウェハー９は、真空引きによりウェハー受台２に吸引着される。すなわち、後述する真空引き用溝３０と真空引き用穴３１がウェハー９の吸引力に関与する。
前記磁性流体軸受７は、磨耗がなく長寿命等であることから、真空中への回転導入や差圧のある雰囲気での運動用シールとして、真空用ウェハー搬送機、イオン注入装置などで広く使用されている。
【００１６】
１０は、真空ポンプで、磁性流体軸受７を介してウェハー受台２の吸引容積部（後述する）の空気を排気する機能を有する。
【００１７】
また、前記磁性流体軸受７で支持された回転軸７ａの軸端７ｂには、大径のプーリ１１が取り付けられている。一方、回転軸用モータ６の回転軸６ｂの軸端６ａには、プーリ１１よりも小径のプーリ１２が取り付けられている。１３は、ベルトで、前記両プーリ１１，１２間に掛けられており、回転軸用モータ６のトルクを磁性流体軸受７を介してウェハー受台２に伝達する機能を有する。
【００１８】
更に、前記ドライブステージ１は、稼動ステージ部１４を有する。この稼動ステージ部１４は、支柱１５を介して回転軸用ステージ部３を保持する一方、直動軸用ステージ部４には直動軸用モータ１６、リードスクリュー等が組込まれている。直動軸用ステージ部４は、前記稼動ステージ部１４を直線方向に動作させる。すなわち、つまみ４ａを手動回転させることで稼動ステージ部１４を両矢印Ｘで示すＸ方向に動作させる。
【００１９】
１７は、原点検出用センサで、直動軸用ステージ部４に対する稼動ステージ部１４の原点位置を検出するためのものである。詳しい動作は後述する（図８参照）。
【００２０】
前記上下稼動ステージ部５は、つまみ５ａにて水平に上下稼働調整できる機能を有する。すなわち、上下稼動ステージ部５は、つまみ５ａにて上下方向（Ｘ方向に直角な両矢印Ｚで示す方向）に、傾かずに上下稼動ステージ部表面が水平な状態で直動軸用ステージ部４が稼動調整できる（上下動できる）ように直動軸用ステージ部４を保持している。
【００２１】
１８は、モータ制御器で、前記回転軸用モータ６および直動軸用モータ１６のモータドライバ、モータコントローラ及びパソコンより構成され、前記各モータ６，１６の正逆回転及び回転速度の制御を可能とする。
【００２２】
１９は、レーザ光（ビーム照射光）Ｌを生成するレーザ発生器である。レーザ光Ｌは固定照射される。すなわち、磁性流体軸受７で支持された回転軸７ａを介して回転制御されるとともに、直動軸用ステージ部４および稼動ステージ部１４によって直線制御されるウェハー受台２に載置されたウェハー９に追尾する形でウェハー９の表面（上面）９ａ上にレーザ光Ｌをビーム照射してウェハー表面９ａの平面走査が行える。
【００２３】
２０は、光学分光測定器で、ウェハー表面９ａに点照射されたレーザ光Ｌに対する散乱光Ｌ’を集束（集光）するレンズ系、レーザ光Ｌをカットするフィルタ、前記集束（集光）散乱光Ｌ’を分光する分光器、各波長の分光量を測定するＣＣＤ検出ヘッドおよびそのコントローラ、ならびに、パソコンより構成される。光学分光測定器２０、モータ制御器１８を用いた分光測定動作は後述する。
【００２４】
ウェハー表面９ａから散乱した前記散乱光Ｌ’からフォトルミネッセンスマッピングの必要とする各波長の光量情報を得て、ピーク位置、ピーク強度、半値幅および積算強度を生成し、それらを前記パソコン画面上にマッピンググラフまたは数値表示する。
【００２５】
そして、前記レンズ系に関するウェハー表面９ａに照射される前記レーザ光（ビーム照射光）Ｌの照射点を最小径にするためには、前記上下稼動ステージ部５の前記つまみ５ａを廻してウェハー受台２の高さ位置を調整する。
【００２６】
次に、図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）、図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）に従って、前記ウェハー受台２の平面出し（レベリング）と真空引き機構について説明する。
【００２７】
前記ウェハー受台２は、平面視円形のウェハー受台上部２ａと平面視円形のウェハー受台下部２ｂよりなり、両者２ａ，２ｂは同軸に設けられており、ウェハー受台下部２ｂは前記回転軸７ａと共に回転する回転体２２を介して前記磁性流体軸受７に連動連結されている。
【００２８】
前記ウェハー受台下部２ｂは、中央部２６の下面に下向きの凹所ｇを有する。
【００２９】
前記ウェハー受台上部２ａは、真空引き用溝３０を上面部Ｋに有する。この真空引き用溝３０は、平面視略Φ形状をなす。また、前記ウェハー受台上部２ａは、前記真空引き用溝３０に連通する形で前記真空引き用穴３１を真空引き用溝３０の中央に有する。この真空引き用穴３１は、真空引き用溝３０の中央からウェハー受台上部２ａを上下に貫通して形成されている。真空引き用溝３０と真空引き用穴３１は、真空引き通路の上流部分ｐ１  を構成する。
【００３０】
前記磁性流体軸受７の直上には前記回転体２２が位置しており、Ｏリング２４を介して前記回転体２２の上面２２ａにウェハー受台下部２ｂの前記中央部２６が当接している。すなわち、前記回転体２２は前記凹所ｇに嵌込まれる上平面部２２ａを有し、この上平面部２２ａを介してビス２３によりウェハー受台下部２ｂに連動連結されている。前記回転金具２２は、前記回転軸７ａの外周側で、前記上平面部２２ａの上面に形成された、Ｏリング２４の嵌込み溝２５を有する。
【００３１】
一方、ウェハー受台下部２ｂの前記中央部２６は、中央の外周位置に、平面視リング状で、縦断面略凸凹形状のパッキン２７の嵌込み溝２８を有する。このリング状パッキン２７は、縦断面における下部２７ａが門型に形成され、縦断面における上部２７ｂが前記下部２７ａの上面中央から上方に突出した突起状に形成されている。前記上部２７ｂは、ウェハー受台上部２ａの対応する下面に当接している。そして、縦断面略凸凹形状のリング状パッキン２７を用いることにより、真空ポンプ１０を稼働させて真空引きすると、図２（Ｂ）に示すように、前記リング状パッキン２７がウェハー受台上部２ａとウェハー受台下部２ｂに挟まれていることから、ウェハー受台上部２ａおよびウェハー受台下部２ｂ間に架けられたバネ３５ａおよび３５ｂ（後述する）による加圧力Ｆにより、嵌込み溝２８内をＸ方向（横方向）に膨れ易くなり、密閉性を高めことができる。そして、下部２７ａを門型形状にしたのは、下部２７ａの下向き空間ｆにＯリングを嵌込むと更に密閉性を高めることができるからである。
前記リング状パッキン２７の平面図および縦断面を、図５（Ａ）および図５（Ｂ）にそれぞれ示す。この実施形態で使用している前記パッキン２７は、ゴム製で、例えば５０°±５°のゴム硬度を有し、各稜線のバリは０．２以下である。また、Ｏリング２４により回転体２２および前記中央部２６の当接面からのリークを防止できる。
【００３２】
３２は、ウェハー受台上部２ａおよびウェハー受台下部２ｂ間に設けた金属球で、ウェハー受台上部２ａおよびウェハー受台下部２ｂの中心軸に同軸に設けられている。ウェハー受台上部２ａおよびウェハー受台下部２ｂは、ウェハー受台上部２ａおよびウェハー受台下部２ｂ間に架けられたバネ３５ａおよび３５ｂの付勢力によって引張られながら、前記金属球３２と二つのねじ付き調整金具３６ａ，３６ｂ（後述する）の関係から、ウェハー受台上部２ａおよびウェハー受台下部２ｂ間に間隙Ｎが形成されている。金属球３２は、前記真空引き通路の上流部分ｐ１  と真空引き通路の下流部分ｐ２  を連通するよう構成されている。Ｐは、間隙Ｎ内において、前記パッキン２７によってシールされた密閉空間である。前記真空引き通路の上流部分ｐ２  は、ウェハー受台下部２ｂの前記中央部２６で、ウェハー受台上部２ａの中心部に設けた真空引き用穴３１の直下に形成された真空引き用穴２６ａと磁性流体軸受７内にわたり形成されており、真空ポンプ１０に至る。そして、真空引き通路ｐ１  ，ｐ２  で前記吸引容積部が構成される。このように、ウェハー受台上部２ａおよびウェハー受台下部２ｂの同軸上にウェハー９を吸引させるための真空引き通路ｐ１  ，ｐ２  を構成する真空引き用穴３１，２６ａをそれぞれ設けてある。
【００３３】
また、金属球３２は、ウェハー受台上部２ａの前記真空引き用穴３１およびウェハー受台下部２ｂの前記真空引き用穴２６ａ間に設けられており、更に、金属球３２に接触するウェハー受台上部２ａの面およびウェハー受台下部２ｂの面に空気抜き用の溝２２２，２２３を設けることにより、前記真空引き通路の上流部分ｐ１  と真空引き通路の下流部分ｐ２  が連通するよう構成されている。すなわち、図４（Ａ）はウェハー受台２の側面を示し、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）におけるα−β線矢視図を示し、図４（Ｃ）は、図４（Ｂ）におけるα’−β’線断面を示す。２１１は、ウェハー受台上部２ａの下面中央部に設けた円錐台形状の円錐穴、２１２は、前記下面中央部に対応してウェハー受台下部２ｂの上面中央部に設けた円錐台形状の円錐穴である。前記円錐穴２１１に金属球３２の上部が接触し、前記円錐穴２１２に金属球３２の下部が接触する。そして、ウェハー受台上部２ａは、円錐穴２１１の金属球３２との接触面の一部に、真空引き用穴３１と密閉空間Ｐを連通させるために設けた一対の空気抜き用の溝２２２を有する。例えばＵ，Ｕ’は、真空引きされる空気が真空引き用穴３１から空気抜き用の溝２２２に入る入口部分を示している。また、ウェハー受台下部２ｂは、円錐穴２１２の金属球３２との接触面の一部に、真空引き用穴２６ａと密閉空間Ｐを連通させるために設けた一対の空気抜き用の溝２２３を有する。
【００３４】
次に、前記ウェハー受台２の平面出し（レベリング）、すなわち、ウェハー受台上部２ａの上面部Ｋの回転軸受部に対する水平度を調整して上面部Ｋの回転に対する平行平面性を確保する機構について説明する。
【００３５】
３６ａは、ねじ付き調整金具で、ウェハー受台上部２ａ直下で、ウェハー受台上部２ａの外周端Ｗの近傍に位置する。ねじ付き調整金具３６ａは、球形状の先端部３６ｃを有する。前記バネ３５ａは、ウェハー受台下部２ｂとウェハー受台上部２ａ間に架けられたもので、両者２ａ，２ｂを引っ張る（引き寄せる）機能を有する。前記バネ３５ａは、金属球３２と前記ねじ付き調整金具３６ａの略中間に位置している。３７ａは、ウェハー受台上部２ａの下面ｍにおける前記ねじ付き調整金具３６ａの対応位置に取り付けられた取付部材で、下面に形成した山型のへこみ（Ｖ溝）３７に前記ねじ付き調整金具３６ａの先端部３６ｃが径方向に幅ｒの範囲で当接するよう、下面ｍに形成された凹所ｅに嵌入されている。そして、ウェハー受台上部２ａの中心部に設けた真空引き用穴３１を通る直線Ｌ１  上に、バネ３５ａ、ねじ付き調整金具３６ａが位置している。取付部材３７ａとねじ付き調整金具３６ａは、直線Ｌ１  上で、ウェハー受台上部２ａの中心から距離Ｂの位置に設けられている。また、バネ３５ａは、直線Ｌ１  上で、ウェハー受台上部２ａの中心から距離Ａ（＜Ｂ）の位置に設けられている。
【００３６】
また、ウェハー受台上部２ａは、直線Ｌ１  と直角で、真空引き用穴３１を通る直線Ｌ２  上に、ねじ付き調整金具３６ａと同一構成のねじ付き調整金具３６ｂと、バネ３５ａと同一構成の前記バネ３５ｂとを有する。
すなわち、ねじ付き調整金具３６ｂはウェハー受台上部２ａ直下で、ウェハー受台上部２ａの外周端Ｗの近傍に位置する。前記バネ３５ｂは、ウェハー受台下部２ｂとウェハー受台上部２ａ間に架けられたもので、両者２ａ，２ｂを引っ張る（引き寄せる）機能を有する。前記バネ３５ｂは、金属球３２と前記ねじ付き調整金具３６ｂの略中間に位置している。３７ｂは、ウェハー受台上部２ａの下面ｍにおける前記ねじ付き調整金具３６ｂの対応位置に取り付けられた取付部材で、下面が平坦面ｆである。そして、取付部材３７ｂは、前記平坦面ｆに前記ねじ付き調整金具３６ｂの球形状の先端部３６ｃが径方向に幅ｒ’の範囲で当接するよう、下面ｍに形成された凹所ｅ’に嵌入されている。また、取付部材３７ｂとねじ付き調整金具３６ｂは、直線Ｌ２  上で、ウェハー受台上部２ａの中心から距離Ｂの位置に設けられている。また、バネ３５ｂは、直線Ｌ２  上で、ウェハー受台上部２ａの中心から距離Ａの位置に設けられている。
【００３７】
要するに、ウェハー受台上部２ａの上面部Ｋの回転軸受部に対する水平度を調整するのに、金属球３２、バネ３５ａ、ねじ付き調整金具３６ａは半径方向上に設けるとともに、この半径方向と直角な方向にバネ３５ａと同一構成のバネ３５ｂと、ねじ付き調整金具３６ａと同一構成のねじ付き調整金具３６ｂとを設けている。
そして、ウェハー受台上部２ａの上面のウェハー受台下部２ｂに対する水平面の位置出しを、金属球３２とねじ付き調整金具３６ａおよび３６ｂの略中間にそれぞれ位置するバネ３５ａおよび３５ｂの吸着力Ｆに抗して、ねじ付き調整金具３６ａおよび３６ｂで行うように構成している。
また、Ｖ溝３７とねじ付き調整金具３６ａによってのみ、ウェハー受台下部２ｂの回転力をウェハー受台上部２ａに伝達して両者２ａ，２ｂを一体的に回転させている。平坦面ｆとねじ付き調整金具３６ｂは、ウェハー受台上部２ａとウェハー受台下部２ｂの回転力伝達には寄与しない。
【００３８】
また、取付部材３７ａとねじ付き調整金具３６ａの合計重量に相当する重りを直線Ｌ１  上で、取付部材３７ａとねじ付き調整金具３６ａの有る側と反対の側で、ウェハー受台上部２ａの中心から等距離Ｂに設けるとともに、バネ３５ａの重量に相当する重りを直線Ｌ１  上で、ウェハー受台上部２ａの中心から等距離Ａに設ける。更に、取付部材３７ｂとねじ付き調整金具３６ｂの合計重量に相当する重りを直線Ｌ２  上で、取付部材３７ｂとねじ付き調整金具３６ｂの有る側と反対の側で、ウェハー受台上部２ａの中心から等距離Ｂに設けるとともに、バネ３５ｂの重量に相当する重りを直線Ｌ２  上で、ウェハー受台上部２ａの中心から等距離Ａに設ける。このように構成することで、ウェハー受台上部２ａとウェハー受台下部２ｂの回転に対する均衡性を保つことができる。
なお、３６ｅはねじ付き調整金具３６ａ，３６ｂのつまみである。
【００３９】
ここで、この発明の分光測定方法と比較する意味で、図６に比較例を示す。図４には、ウェハー９の外円周部から中心に向かって高速走査が可能な渦巻走査を行って得られた渦巻軌跡が示されている。すなわち、図６の曲線（実線で示す）は、直径（＝２ｒ０  ）の平面視円形のウェハー９をウェハー受台上部２ａにセットし、レーザ光照射点がＡ点に位置し、稼動ステージ部１４が中心のＯ点に向かって移動し、同時にウェハー受台２が回転したときのウェハー表面９ａのレーザ光照射点軌跡Ｇを示す。この比較例では、直動軸用モータ１６と回転軸用モータ６を同時に動作制御して渦巻走査を行い分光測定データを得るようにしている。なお、二点鎖線でウェハー９の外周を示す。
【００４０】
図６において、ウェハー９は１回転毎に中心Ｏに向かってｐ（ｍｍ）進むとする。レーザ光（ビーム照射光）Ｌは、１ポイントエリアデータを取込む時間τ（ｓｅｃ）毎に軌跡路ｄ（ｍｍ）を追尾する。ここで、レーザ光Ｌの、中心Ｏに対する軌跡追尾角度をθ（ｒａｄ）とし、また、レーザ光照射点と中心Ｏの距離をｒ（ｍｍ）とする。
【００４１】
分光測定開始後ｔ（ｓｅｃ）後の距離ｒ（ｍｍ）と軌跡追尾角度θ（ｒａｄ）は次式で表される。
2004257758.tif 000003
ここで、Ｃ１  ，Ｃ２  は初期設定条件に依存する積分定数である。
【００４２】
そして、レーザ光照射点が点Ａから中心Ｏに向かって移動するときの稼動ステージ部１４の線速度（ｄｒ／ｄｔ）（ｍｍ／ｓｅｃ）およびウェハー９の回転角速度（ｄθ／ｄｔ）（ｒａｄ／ｓｅｃ）は、次式で表される。
2004257758.tif 000004
【００４３】
線加速度（ｄｒ２  ／ｄｔ２  ）（ｍｍ／ｓｅｃ２  ）および回転角加速度
（ｄθ２  ／ｄｔ２  ）（ｒａｄ／ｓｅｃ２  ）は、次式で表される。
2004257758.tif 000005
【００４４】
ここで、ウェハー９の直径（＝２ｒ０  ）を１５２．４ｍｍ、すなわち６インチとする。また、分光測定開始時の距離ｒを７６．２（＝ｒ０  ）ｍｍ、１ポイントデータを取込む時間τを０．０１秒、その間の軌跡路ｄを０．２ｍｍ、渦巻間隔ｐを０．２ｍｍとする。なお、これらの数値はあくまで一例であって、これらの数値に限定されるものではない。
【００４５】
以下、前記回転軸用モータ６のトルク特性について説明する。
【００４６】
図７は、（４）式より求めたウェハー９の時間経過ｔ（ｓｅｃ）に対する回転角速度ω（＝ｄθ／ｄｔ）（ｒａｄ／ｓｅｃ）の特性曲線Ｍを示している。
【００４７】
また、図８は、（６）式より求めたウェハー９の時間経過ｔ（ｓｅｃ）に対する回転角加速度ｄω／ｄｔ（＝ｄθ２  ／ｄｔ２  ）（ｒａｄ／ｓｅｃ２  ）の特性曲線Ｍ’を示している。
ここで、前記各特性曲線Ｍ，Ｍ’は、前記大径のプーリ１１が取り付けられた、磁性流体軸受７の前記軸端７ｂからみた特性である。
【００４８】
そして、以上のことからウェハー９を全て渦巻走査（渦巻スキャニング）処理するのに要する時間は４５６０．３８（ｓｅｃ）となり、分光測定点データ点数は４５６０３８点となる。
【００４９】
分光測定開始時〔ｔ＝０（ｓｅｃ）〕、ｒ０  ＝７６．２（ｍｍ）時の回転角速度ω０  〔ω０  ＝０．２６２５（ｒａｄ／ｓｅｃ）〕、回転数〔回転数＝０．０４（ｒｐｓ）〕で始まり測定が進行する。それにつれ、回転角速度ωが前記特性曲線Ｍで示したように増大する。
【００５０】
図７から、
ｔ＝４５４０（ｓｅｃ），ｒ４５４０＝５．０９（ｍｍ）にてω４５４０＝３．９２７（ｒａｄ／ｓｅｃ）、すなわち、０．６２５（ｒｐｓ）
ｔ＝４５６０．２（ｓｅｃ），ｒ４５６０．２＝０．４７（ｍｍ）にてω４５６０．２＝４２．６２（ｒａｄ／ｓｅｃ）、すなわち、６．７９４（ｒｐｓ）
であることから、回転角速度ωが急激に大きくなるのは、ｔ＝４５４０（ｓｅｃ）あたりであることが分かる。なお、下付き添字は時刻を示す。以下同様である。
【００５１】
また、図８は、前記回転角速度ωの変化率を表す回転角加速度ｄω／ｄｔを示す。
【００５２】
図８から、
（ｄω／ｄｔ）０  ＝０．００００（ｒａｄ／ｓｅｃ２  ），
（ｄω／ｄｔ）４５４０＝０．０９６３（ｒａｄ／ｓｅｃ２  ），
（ｄω／ｄｔ）４５６０．２＝１２３．２１（ｒａｄ／ｓｅｃ２  ）となる。
【００５３】
なお、前記大径のプーリ１１と前記小径のプーリ１２の直径比を２対１とする。
【００５４】
前記大径のプーリ１１の前記軸端７ｂから見たトルクの大半は摩擦抵抗として磁性流体軸受７に依存する。最大で３．８４×１０−３（ｋｇ・ｍ）である。
【００５５】
そして、回転軸用モータ６から見た負荷トルクＴｌ  は次のようになる。
Ｔｌ  ＝（３．８４×１０−３）／２＝１．９２×１０−３（ｋｇ・ｍ）…            （７）
【００５６】
また、（８）式として、回転軸用モータ６の軸端６ａから見たこの実施形態の慣性モーメントＪおよび回転角加速度ｄω／ｄｔの加速トルクＴａ  を示す。
2004257758.tif 000006
【００５７】
また、回転軸用モータ６が生成する必要トルクＴｍ  は、安全係数を２とすれば（７）式、（８）式より次のように示される。
2004257758.tif 000007
【００５８】
大径のプーリ１１と小径のプーリ１２の直径比が２対１であることにより、回転角加速度ｄω／ｄｔは、
（ｄω／ｄｔ）０  ，（ｄω４５４０／ｄｔ），（ｄω４５６０．２／ｄｔ）の２倍になるので、
Ｔｍ０＝（１．９２×１０−３＋１０×１０−４×０）×２＝０．００３８４（ｋｇ・ｍ）
Ｔｍ４５４０  ＝（１．９２×１０−３＋１０×１０−４×０．０９６３×２）×２＝０．００４２３（ｋｇ・ｍ）
Ｔｍ４５６０．２  ＝（１．９２×１０−３＋１０×１０−４×１２３．１２×２）×２＝０．４９６６８（ｋｇ・ｍ）…          （１０）
となる。
【００５９】
このように、回転軸用モータ６の生成トルクＴｍ  は分光測定開始から４５４０（ｓｅｃ）までは磁性流体軸受７の摩擦抵抗による負荷トルクＴｌ  に起因するが、それ以後は図７、図８に示されるように、回転角速度ωおよび回転角加速度ｄω／ｄｔが急激に増加し、（８）式に示す加速トルクＴａ  に起因することになる。
【００６０】
ここで、仮に、分光測定開始から４５６０．３８（ｓｅｃ）の最後まで一定の追尾速度ｄ／τ（ｄ＝０．２ｍｍ，τ＝０．０１秒）、すなわち、２０（ｍｍ／ｓｅｃ）で分光測定する場合を考えると、回転軸用モータ６は、回転数が上述した６．７９４×２（ｒｐｓ）にてトルクが０．４９６６８（ｋｇ・ｍ）以上の高トルクのモータを準備しなければならないことになる。
【００６１】
更に、ウェハー９の中心部では、ウェハー９の外円周部に比較し、高速回転によるウェハー９の真空引き吸引力の強化、ウェハー９の芯振れ対策等メカ的に悪影響を引き起こすおそれがある。
【００６２】
以上比較例について述べた。これに対し、この発明では、回転軸用モータ６として前記の高トルクのモータを必要とせず、メカ的悪影響を取り除く解決方法を提供するものであり、図９（Ａ）、図９（Ｂ）、図１０にこの発明の測定方法を示す。
【００６３】
この発明では、ウェハー表面９ａの分光測定を行うにあたり、ウェハー９の外周部から中心部に至るまでは直動軸用モータ１６と回転軸用モータ６を同時に動作制御して一定速度による渦巻走査で分光測定データを得、ウェハー９の前記中心部付近のある半径（＝ｒｉ  ）の円Ｑ内では、分光測定データを、直動軸用モータ１６を動作制御して一定速度による直線走査時にのみ得るようにしている。
【００６４】
図９（Ａ）、図９（Ｂ）において、ウェハー９の直径（＝２ｒ０  ）を１５２．４ｍｍ、すなわち６インチとする。
【００６５】
ウェハー９のレーザ光走査エリアは、渦巻走査エリア４０と直線走査エリア４１よりなる。
【００６６】
前記直線走査エリア４１はウェハー９の中心部付近の半径ｒｉ  （＜ｒ０  ）の円Ｑ内にある。すなわち、前記直線走査エリア４１は、ウェハー９の中心０から半径ｒｉ  （＜ｒ０  ）までのエリアである。つまり、直線走査エリア４１は、半径ｒｉ  （＜ｒ０  ）の円Ｑによって形成される円エリアである。ｒｉ  を、例えば５．０９４ｍｍとする。
【００６７】
図９（Ａ）における一点鎖線で示すｎ’は、円Ｑの外周であるとともに、渦巻走査エリア４０と直線走査エリア４１の境界線を構成する。
【００６８】
図９（Ａ）における二点鎖線で示すｎは、ウェハー９の外周を示し、前記渦巻走査エリア４０は、前記外周ｎから内側の前記外周ｎ’に至る、半径ｒ０  から半径ｒｉ  までの環状エリアである。
なお、図９（Ａ）には便宜上直線走査エリア４１の具体的構成は示しておらず、図９（Ｂ）に示してある。また、図９（Ａ）の曲線（実線で示す）は、ウェハー表面９ａの渦巻走査エリア４０におけるレーザ光照射点軌跡Ｇ１  を示す。図９（Ｂ）において、中心Ｏを通る長さ２ｒｉ  の複数の直線（実線で示す）は、ウェハー表面９ａの直線走査エリア４１におけるレーザ光照射点軌跡Ｇ２  を示す。
【００６９】
なお、図９（Ａ）、図９（Ｂ）において、図６に示した符号と同一のものは同一または相当物である。
【００７０】
渦巻走査エリア４０では、図６に示す照射点軌跡Ｇを得る走査手法と同様の手法で分光測定するものとする。
すなわち、直径６インチのウェハー９をウェハー受台上部２ａにセットし、レーザ光照射点がＡ点に位置し、直動軸用モータ１６と回転軸用モータ６を同時に動作させることで、稼動ステージ部１４が中心のＯ点に向かって移動し、同時にウェハー受台２が回転する。ウェハー９は１回転毎に中心Ｏに向かってｐ（ｍｍ）進み、レーザ光（ビーム照射光）Ｌは、１ポイントエリアデータを取込む時間τ（ｓｅｃ）毎に軌跡路ｄ（ｍｍ）を追尾する。渦巻走査エリア４０でのレーザ光照射点追尾速度は、図６においても説明したように、ｄ／τ（ｍｍ／ｓｅｃ）であり、ｄ＝０．２ｍｍ，τ＝０．０１秒であることから、ｄ／τ＝２０（ｍｍ／ｓｅｃ）である。なお、渦巻走査エリア４０での分光測定データ採取の手法については図１０を用いて後述する。
【００７１】
そして、渦巻径ｒがｒｉ  に達すると、直線走査エリア４１に入ることから、走査手法が切り替わる。つまり、渦巻径ｒがｒｉ  に達すると、そこからウェハー９の中心０までは、渦巻走査エリア４０における渦巻走査のように直動軸用モータ１６と回転軸用モータ６を同時に動作させるのではなく、直動軸用モータ１６と回転軸用モータ６を別々に動作させ、直線走査時にのみ分光測定データを得るようにしている。
【００７２】
すなわち、渦巻径ｒがｒｉ  に達した時点にて直線走査開始位置を設定するために、回転軸用モータ６を回転制御することによって、回転軸用ステージ部３に取り付けられた位置検出センサ８の位置信号を発生させる位置にて回転軸用モータ６を停止させる。一方、稼動ステージ部１４は、直動軸用ステージ部４の直動軸用モータ１６の回転にて移動されて渦巻径ｒがｒｉ  に達した時点に合わせて停止する。その時点におけるレーザ光照射点を、図９（Ｂ）に示すようにＰ１  とする。Ｐ１  は、渦巻走査エリア４０と直線走査エリア４１の境界線ｎ’上にある。要するに、Ｐｎ  （ｎ＝１，２…の整数）は、直動軸用ステージ部４の稼動ステージ部１４が２０（＝ｄ／τ）（ｍｍ／ｓｅｃ）の一定速度で直線Ｐｎ  Ｐｎ  ’を直線移動するときのレーザ光照射開始点である。
【００７３】
続いて、回転軸用モータ６を停止させた状態で、ウェハー受台２をＰ１  から、これに対向する円Ｑの外周ｎ’のＰ１  ’に向かって直線走査エリア４１内部を直線移動させ、分光測定データを得る。Ｐ１  ’は、渦巻走査エリア４０と直線走査エリア４１の境界線ｎ’上にある。また、Ｐｎ  ’（ｎ＝１，２…の整数）は、稼動ステージ部１４が２０（＝ｄ／τ）（ｍｍ／ｓｅｃ）の一定速度で直線Ｐｎ  Ｐｎ  ’を直線移動するときのレーザ光照射終了点である。
【００７４】
直線Ｐ１  Ｐ１  ’の長さは、円Ｑの直径、つまり、２ｒｉ  で、これは直線走査エリア４１の径である。
【００７５】
そして、Ｐ１  ’点に位置した時点にて直動軸用モータ１６を停止する一方、この状態で回転軸用モータ６を回転制御し、次のレーザ光照射点がＰ２  位置にくるまでウェハー受台２を回転させ、Ｐ２  位置にて回転軸用モータ６を停止する。
Ｐ１  ’点からＰ２  点までの軌跡は、半径ｒｉ  の円Ｑの円弧ｎ’’〔図９（Ｂ）に点線で示す〕であり、この円弧Ｐ１  ’，Ｐ２  の長さをｄ１  （ｍｍ）とする。そして、この間の分光測定データは取らないように構成されている。
【００７６】
この場合、Ｐ１  ’位置からＰ２  位置への回転移動に回転軸用モータ６を作動させるが、この回転軸用モータ６として、回転数が上述した６．７９４×２（ｒｐｓ）にてトルクが０．４９６６８（ｋｇ・ｍ）以上の高トルクのモータを用いる必要はなく、回転数０．６２５（ｒｐｓ）にて前記（１０）式より低トルク０．００４２３（ｋｇ・ｍ）の小型のモータで十分事足りる。
【００７７】
続いて、直動軸用モータ１６を作動させる。すなわち、前記と同様にしてレーザ光照射点追尾速度がｄ／τ（ｍｍ／ｓｅｃ）となるよう直動軸用モータ１６を直線移動制御しながらウェハー受台２をＰ１  位置から、これに対向する円Ｑ上のＰ１  ’位置に向かって直線移動させ、分光測定データを得る。そして、この手順を順次繰り返し、回転軸用モータ６の円弧長Ｐｎ  ’Ｐｎ＋１  を制御中に回転軸用ステージ部３に取り付けられた位置検出センサ８より位置検出信号が発生されるまで行う。
【００７８】
このように、前記直線走査エリア４１においては、小型の回転軸用モータ６と直動軸用モータ１６を繰り返し作動させ、レーザ光照射点軌跡Ｇ２  を描画して直線走査時にのみ分光測定データを得るようする。この分光測定データ採取の手法については図１０を用いて後述する。
【００７９】
以上にて渦巻走査エリア４０および直線走査エリア４１の両エリアで分光測定中においてレーザ光照射点軌跡Ｇ１  ，Ｇ２  でのレーザ光照射点追尾速度はｄ／τ（ｍｍ／ｓｅｃ）で常に一定となり、均一な測定条件でウェハー表面９ａの分光測定データを得ることができる。それ故に回転軸用モータ６は回転数０．６２５（ｒｐｓ）で低トルク０．００４２３（ｋｇ・ｍ）のものを準備すれば良く、トルクが０．４９６６８（ｋｇ・ｍ）以上の高トルクのモータを必要とせず、小型モータを選択することができる。
【００８０】
次に、前記直動軸用モータ１６のトルク特性について説明する。
結論から述べると、直動軸用モータ１６の回転による生成トルクＴは、下記に示す式（１８）から明らかなように、分光測定開始から渦巻走査にて前記中心部まで動作しても急激に変化することはない。
【００８１】
直動軸用モータ１６の回転による稼動ステージ部１４の線速度ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）および線加速度α（ｍｍ／ｓｅｃ２  ）の特性は、上述した式（３）、式（５）にて求まる。
【００８２】
前記線速度ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）の特性曲線は、特性曲線Ｍを示した図５の縦軸の（ｒａｄ／ｓｅｃ）を（ｍｍ／ｓｅｃ）に置き換え、スケール値を式（４）から式（３）へ変換すると同じものとなる。また、前記線加速度αの特性曲線は、特性曲線Ｍ’を示した図８の縦軸の（ｒａｄ／ｓｅｃ２  ）を（ｍｍ／ｓｅｃ２  ）に置き換え、スケール値を式（６）から式（５）へ変換すると同じものとなる。
これは、前記線速度ｖの特性曲線は、式（３）、式（４）に関係し、各式の時間ｔを含む項は同じであり、また、前記線加速度αの特性曲線は、式（５）、式（６）に関係し、各式の時間ｔを含む項は同じであるから。
【００８３】
そこで、回転軸用モータ６の場合と同様にして求めると、
ｔ＝０（ｓｅｃ），ｒ０  ＝７６．２（ｍｍ）にて
ｖ０  ＝−０．００８４（ｍｍ／ｓｅｃ），
α０  ＝−０．００００（ｍｍ／ｓｅｃ２  ）。
ｔ＝４５４０（ｓｅｃ），ｒ４５４０＝５．０９（ｍｍ）にて
ｖ４５４０＝−０．１２５０（ｍｍ／ｓｅｃ），
α４５４０＝−０．００３１（ｍｍ／ｓｅｃ２  ）
ｔ＝４５６０．２（ｓｅｃ），ｒ４５６０．２＝０．４７（ｍｍ）にて
ｖ４５６０．２＝−１．３５６６（ｍｍ／ｓｅｃ），
α４５６０．２＝−３．９２２（ｍｍ／ｓｅｃ２  ）
となる。
【００８４】
更に、前記稼動ステージ部１４を含み、それらに取り付けられているものの全質量Ｍおよびそれらステージ部とワークの慣性モーメントＪｗ  を式（１１）に示す。
2004257758.tif 000008
【００８５】
ボールネジの慣性モーメントＪＢ  および負荷慣性モーメントＪＬ  を式（１２）に示す。
ＪＢ  ＝０．３１８×１０−６（ｋｇ・ｍ２  ），ＪＬ  ＝ＪＢ  ＋Ｊｗ  ＝０．４３９５×１０−６（ｋｇ・ｍ２  ）                        …            （１２）
【００８６】
ｔ＝４５５９．６（ｓｅｃ）付近の最終で前記中心部（直線走査エリア４１）分光測定時で大径のプーリ１１が３．３３（ｒｐｓ）で回転している状態での直動軸用モータ１６が生成する必要トルクＴＭ  は、安全係数を２とすれば次のように表される。
ＴＭ  ＝（ＴＬ  ＋ＴＡ  ）×２（Ｎ・ｍ）              …        （１３）
【００８７】
以下ＴＭ  を算出する手法について説明する。
負荷トルクＴＬ  は、稼動ステージ部１４を含む、それら全ステージ部とワーク移動時の摩擦抵抗が大半を占め、次のように表される。
ＴＬ  ＝３．５９６×１０−４（Ｎ・ｍ）              …        （１４）
【００８８】
ｔ＝４５５９．６（ｓｅｃ）の時、稼動ステージ部１４を含む、それら全ステージ部とワーク移動時の線加速度αは約０．４５３５（ｍｍ／ｓｅｃ２  ）となる。その時の力Ｆは、次式（１５）で求まる。
2004257758.tif 000009
【００８９】
メカ効率を０．９２として式（１５）をトルク換算すると、
０．３８５×１０−６（Ｎ・ｍ）となる。
【００９０】
前記加速トルクＴＡ  は、更に直動軸用モータ１６のロータ慣性モーメントＪ０  を考慮しなければならない。αよりボールネジを８Φ，リードを１（ｍｍ），ステップ角を０．３６°とし、これを用いて換算して回転角加速度ｄω／ｄｔは、２．８４９４（ｒａｄ／ｓｅｃ２  ）となり、
ＴＡ  ＝０．３８５×１０−６＋２．８４９４×Ｊ０  （Ｎ・ｍ）…        （１６）
となる。
【００９１】
以上より、ＴＭ  は式（１３）を用いて、
ＴＭ  ＝（ＴＬ  ＋ＴＡ  ）×２＝（３．５９６×１０−４＋０．３８５×１０−６＋
２．８４９４×Ｊ０  ）×２（Ｎ・ｍ）                  …        （１７）
となる。
【００９２】
この実施形態では、５４×１０−７（ｋｇ・ｍ２  ）のロータ慣性モーメントＪ０  を持つ直動軸用モータ１６を用いた。よって、式（１７）よりＴＭ  値を求め、次元を（ｋｇ・ｍ）で表示すると、０．００００７６６（ｋｇ・ｍ）となる。
【００９３】
同様にして求めた直動軸用モータ１６が生成する必要トルクＴＭ  は次のようになる。
2004257758.tif 000010
【００９４】
直動軸用モータ１６が生成する必要トルクＴＭ  は式（１８）に示したように、分光測定開始から渦巻走査にて渦巻走査エリア４０をウェハー中央部Ｑの前記円Ｑの外周ｎ’まで動作しても急激に変化することはない。
【００９５】
すなわち、線速度ｖおよび線加速度αがそれぞれ図７および図８のように変化しても直動軸用モータ１６が生成する必要トルクＴＭ  は負荷トルクＴＬ  が大半を占め、加速トルクＴＡ  の影響は少ない。直動軸用モータ１６の生成トルク特性は、回転軸用モータ６のような急激な変化対応に配慮することを要しない。
【００９６】
最後に、図１０を用いて分光測定手順について説明する。
【００９７】
この実施形態では前記回転軸用モータ６、直動軸用モータ１６としてステッピングモータを用いるが、エンコーダ付ＡＣサーボモータを用いてもよい。
【００９８】
光学分光測定器２０内の前記パソコンは主制御を担当し、種々のコマンドの発生、光学分光測定器２０内の前記ＣＣＤ検出ヘッドとそのコントローラから分光測定データを取り込み、分析処理して分光測定結果をパソコン画面に表示する。以下、前記パソコンを主制御パソコンという。
【００９９】
モータ制御器１８内の前記パソコンは、副制御を担当し、前記主制御とはＲＳ−２３２Ｃと電子信号にて構成できる構成で、種々のコマンドを受け取り、前記モータコントローラ、モータドライバを介して前記回転軸用モータ６と直動軸用モータ１６を動作制御する。以下モータ制御器１８内の前記パソコンを副制御パソコンという。
【０１００】
図１０において、分光測定を行うには、まず、フォトルミネッセンスマッピング装置に通電する（ステップ１０１参照）。
【０１０１】
続いて、光学分光測定器２０内の前記主制御パソコン、モータ制御器１８内の前記副制御パソコンおよび各機器は初期設定される（ステップ１０２参照）。
【０１０２】
続いて、ステップ１０３に示すように、原点位置を検出する。すなわち直動軸用モータ１６を動作し、稼動ステージ部１４を移動して原点センサ１７を発生する位置（図１参照）まで制御し、回転軸用モータ６を動作し、ウェハー受台２を回転して、ウェハー受台２の下向きに突起した舌片６０が位置検出センサ８を通過し信号を発生した位置にてウェハー受台２は停止する。回転軸用モータ６、直動軸用モータ１６として用いたステッピングモータはマイクロステップ方式で駆動するので、位置決め精度は優れており、回転動作も滑らかに行うことができる。
【０１０３】
この停止した状態では、レーザ光Ｌはウェハー受台２の中央部に点照射される。
【０１０４】
続いて、ウェハー９をウェハー受台２の中央部に置き、真空ポンプ１０を稼働させ、ウェハー受台２の中央部にウェハー９を吸着固定させる。この状態でレーザ光Ｌはウェハー表面９ａの中央部に点照射される。上下稼動ステージ部５は、ウェハー表面９ａに照射されている点が最小になるよう上下調整されている。ウェハー９の平行平面性はねじ付き調整金具３６の調整にて保持される。
【０１０５】
続いて、ステップ１０４に示すように、測定条件設定を行う。すなわち、光学分光測定器２０内の前記主制御パソコンは、ウェハー９の測定条件コマンドを副制御パソコンに発する。その条件項目は、分光測定開始時の距離ｒを７６．２（＝ｒ０  ）ｍｍ、ｒｉ  を５．０９ｍｍ、１ポイントデータを取込む時間τを０．０１秒、その間の軌跡路ｄを０．２ｍｍ、渦巻間隔ｐを０．２ｍｍとする。以上にて分光測定の準備を終える。
【０１０６】
続いて、ステップ１０５に示すように、前記主制御パソコンは前記副制御パソコンへ測定開始コマンドを送る。前記副制御パソコンは直動軸用モータ１６を作動し、稼動ステージ部１４を、図１を正面から見てＸ方向右側へ移動させる（ステップ１０６参照）。この場合、図９（Ａ）に示すＡ点からビーム照射光をあてる。
【０１０７】
副制御パソコンは、主制御パソコンへ分光測定データ採取の指示を行うと同時に、直動軸用モータ１６と回転軸用モータ６を動作制御し、渦巻走査により分光測定データを得る（ステップ１０７参照）。
【０１０８】
すなわち、渦巻走査エリア４０において、レーザ光Ｌは、ウェハー表面９ａをＡ点から追尾して、ウェハー表面９ａ上に図９（Ａ）に実線で示すレーザ光照射点軌跡Ｇ１  を描画する。その追尾速度は上述したように２０ｍｍ／ｓｅｃである。
【０１０９】
主制御パソコンは、時間τ（０．０１秒）毎にＣＣＤ検出ヘッドからコントローラに入る分光測定データをモニタし、定期的に経過等データ表示を行う。渦巻走査は、式（１），式（２）に準じて行われる。実際には、副制御パソコンにて式（３），式（４）に従って逐次演算処理を行う。
【０１１０】
図７において、分光測定時刻ｔ（ｓｅｃ）の回転角速度ω（ｄθ／ｄｔ）（ｒａｄ／ｓｅｃ）に対し、Δｔ（ｓｅｃ）後の増加をΔωとすれば、次の式が成り立つ。
2004257758.tif 000011
【０１１１】
仮に、図７に示す特性曲線Ｍに対し、０．５％以内で制御すると、δを０．００５に設定し、時刻ｔに対し、Δｔ（ｓｅｃ）を求め、式（４）より、〔ｔ＋Δｔ〕（ｓｅｃ）の回転角速度ω（ｄθ／ｄｔ）（ｒａｄ／ｓｅｃ）を求める。時刻〔ｔ＋Δｔ〕（ｓｅｃ）に回転軸用モータ６への印加パルス数（パルス／秒）を更新する。同時に、式（３）に従って、直動軸用モータ１６への印加パルス数（パルス／秒）を更新する。これらの操作を繰り返して渦巻走査制御を行いレーザ光照射点軌跡Ｇ１  を描く。タイマは、コントローラにに内蔵されている水晶振動子の高精度のものを使用する。
【０１１２】
続いて、図９（Ａ）におけるｒがｒｉ  に達した時点にて渦巻走査を終了し、直線走査に切り替えて直線走査エリア４１で分光測定する（ステップ１０８参照）。直線走査エリア４１においては、直動軸用モータ１６を動作制御して追尾速度が２０（＝ｄ／τ）（ｍｍ／ｓｅｃ）の一定速度による直線走査時にのみ分光測定データを得るようにしている。
【０１１３】
図９（Ｂ）において、直線Ｐｎ  Ｐｎ  ’（ｎ＝１，２，…の整数）の長さ（＝２ｒｉ  ）を１０．１８ｍｍとして、直動軸用モータ１６を動作し、稼動ステージ部１４が上述したように２０（＝ｄ／τ）（ｍｍ／ｓｅｃ）で開始点Ｐｎ  および終了点Ｐｎ  ’間を直線移動しているときの分光測定データを有効とする。
【０１１４】
直動軸用モータ１６が自起動周波数可能領域を越えている場合は、台形ドライブ制御をおこなうのは無論のことで加速、減速分の距離を直線Ｐｎ  Ｐｎ  ’の両側に延長して確保する。
【０１１５】
稼動ステージ部１４が２０（＝ｄ／τ）（ｍｍ／ｓｅｃ）の一定速度で直線Ｐｎ  Ｐｎ  ’を直線移動するときのレーザ光照射開始点Ｐｎ  の時刻とレーザ光照射終了点Ｐｎ  ’の時刻は副制御パソコンから主制御パソコンへＲＳ２３２Ｃを介して主制御パソコンへ転送される。
【０１１６】
直線走査分光測定を終了すれば主制御パソコンはτ、すなわち０．０１（ｓｅｃ）毎の連続最終のＣＣＤ検出ヘッドからの波長対光量測定データを分析し（ステップ１０９参照）、時間軸に対応しながらウェハー表面９ａ上へのマップデータを作成する（ステップ１１０参照）。
【０１１７】
分光測定結果のマップデータは表示画面に表示される。この実施形態で用いた６インチのウェハー９の測定時間は、約４５８３（ｓｅｃ）であった。ｒが７６．２ｍｍであることから、５．０９ｍｍの渦巻走査エリア４０における測定時間は、４５４０（ｓｅｃ）であり、５．０９ｍｍの直線走査エリア４１のにおける測定時間は、４３（ｓｅｃ）である。ウェハー表面９ａの渦巻走査の測定時間は約４５６０．３８（ｓｅｃ）であるから、約２３（ｓｅｃ）、すなわち、０．５％延びたことになる。
【０１１８】
このように、ウェハー受台２に、ウェハー９を載置し、磁性流体軸受７を介して真空ポンプ１０にてウェハー９をウェハー受台２上に吸着固定し、回転軸用モータ６と直動軸用モータ１６にてウェハー受台２を制御駆動し、分光測定時常にレーザ光照射点に対し一定速度で走査をおこなうとともに、ウェハー９の外周部から内側の中心部に至るまでは直動軸用モータ１６と回転軸用モータ６を同時に動作制御して一定速度による渦巻走査で分光測定データを得、ウェハー９の前記中心部付近のある半径の円内では、分光測定データを、直動軸用モータ１６を動作制御して一定速度による直線走査時にのみ得るようにし、均一な測定条件を確保することにより、測定精度を向上することができ、低トルクのモータを回転軸用モータ６に用いることができて小型化できる。
【０１１９】
なお、渦巻走査と直線走査の走査速度を２０（＝ｄ／τ）（ｍｍ／ｓｅｃ）の同一速度に設定したものを示したが、この発明では両走査の走査速度を異なる一定速度に設定してもよい。
【０１２０】
また、ウェハー９の大きさは６インチに限らない。
【０１２１】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明では、低トルクの回転軸用モータを使用して、測定時間を短縮しながら、測定精度を向上できる光学分光測定装置および光学分光測定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態を示す全体構成説明図である。
【図２】（Ａ）は、上記実施形態で用いたウェハー受台を示す構成説明図である。
（Ｂ）は、上記実施形態で用いたパッキンの動作を示す図である。
【図３】（Ａ）は、上記実施形態で用いたウェハー受台を示す平面図である。
（Ｂ）は、図３（Ａ）におけるｂ−ｂ線断面図である。
（Ｃ）は、図３（Ａ）におけるｃ−ｃ線断面図である。
（Ｄ）は、図３（Ａ）におけるｄ−ｄ線断面図である。
【図４】（Ａ）は、上記実施形態で用いたウェハー受台を示す側面図である。
（Ｂ）は、図４（Ａ）におけるα−β線矢視図である。
（Ｃ）は、図４（Ｂ）におけるα’−β’線断面図である。
【図５】（Ａ）は、上記実施形態で用いたパッキンの平面図である。
（Ｂ）は、図５（Ａ）におけるｇ−ｇ線断面図である。
【図６】比較例におけるレーザ光照射点軌跡を示す図である。
【図７】ウェハーの時間経過に対する回転角速度の特性曲線を示す特性図である。
【図８】ウェハーの時間経過に対する回転角加速度の特性曲線を示す特性図である。
【図９】（Ａ）は、上記実施形態における渦巻走査エリアでのレーザ光照射点軌跡を示す図である。
（Ｂ）は、上記実施形態における直線走査エリアでのレーザ光照射点軌跡を示す図である。
【図１０】上記実施形態における分光測定フローを示す図である。
【図１１】従来例のレーザ光照射点軌跡を示す図である。
【符号の説明】
２…ウェハー受台、６…回転軸用モータ、７…磁性流体軸受、７ａ…回転軸、９…ウェハー（試料）、９ａ…ウェハー表面、１６…直動軸用モータ、４０…渦巻走査エリア（外周部）、４１…直線走査エリア（試料の中心部付近のある半径の円内）、ｒｉ  …半径、Ｑ…円。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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