(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象の被測定物としての、サブミクロンメートルオーダのプロセスルールの半導体ウェハ、における形状をサブミクロンメートルオーダで測定する形状測定装置であって、
前記被測定物を介して互いに対向するように配置され、前記被測定物までの距離をナノメートルオーダまたはサブナノメートルオーダでそれぞれ測定する第１および第２距離測定部と、
前記第１および第２距離測定部それぞれに配設され、それぞれにおける対向方向の変位をそれぞれ測定する第１および第２加速度センサである第１および第２変位測定部と、
前記第１および第２距離測定部それぞれで測定した第１および第２距離測定結果に基づいて、前記第１および第２変位測定部それぞれで測定した第１および第２変位測定結果で補正した前記被測定物における前記対向方向に沿った厚さを前記被測定物の形状として求める形状演算部とを備えること
を特徴とする形状測定装置。
【請求項２】
前記被測定物と前記第１および第２距離測定部とを、前記対向方向と直交する平面内で相対的に移動させる移動機構部をさらに備え、
前記第１および第２距離測定部は、前記移動機構部で前記被測定物と当該第１および第２距離測定部とを相対的に前記平面内で移動させることによって前記被測定物における複数の測定箇所で、前記被測定物までの距離をそれぞれ測定し、
前記第１および第２変位測定部は、前記第１および第２距離測定部が前記複数の測定箇所で前記被測定物までの距離をそれぞれ測定するタイミングに同期して前記対向方向の変位をそれぞれ測定し、
前記形状演算部は、前記複数の測定箇所それぞれにおいて、前記第１および第２距離測定部それぞれで測定した第１および第２距離測定結果に基づいて、前記第１および第２変位測定部それぞれで測定した第１および第２変位測定結果で補正した前記被測定物における前記対向方向に沿った厚さをそれぞれ求めて前記被測定物の厚さ分布を前記被測定物の形状として求めること
を特徴とする請求項１に記載の形状測定装置。
【請求項３】
前記第１および第２距離測定部それぞれは、予め設定された基準に対する前記被測定物の変位で前記被測定物までの距離を測定し、前記変位の変位量を測定する光干渉方式変位センサまたは静電容量方式変位センサを備えること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の形状測定装置。
【請求項４】
測定対象の被測定物としての、サブミクロンメートルオーダのプロセスルールの半導体ウェハ、における形状をサブミクロンメートルオーダで測定する形状測定方法であって、
前記測定対象の被測定物を介して互いに対向するように配置された第１および第２距離測定部で前記被測定物までの距離をナノメートルオーダまたはサブナノメートルオーダでそれぞれ測定する距離測定工程と、
第１および第２加速度センサである第１および第２変位測定部を前記第１および第２距離測定部それぞれに配設し、それぞれにおける対向方向の変位をそれぞれ測定する変位測定工程と、
前記距離測定工程でそれぞれ測定した前記第１および第２距離測定部それぞれの第１および第２距離測定結果に基づいて、前記変位測定工程でそれぞれで測定した前記第１および第２変位測定部それぞれの第１および第２変位測定結果で補正した前記被測定物における前記対向方向に沿った厚さを前記被測定物の形状として求める形状演算工程とを備えること
を特徴とする形状測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定物の形状、例えば半導体ウェハ等の板状体の形状を好適に非接触で測定する形状測定装置および形状測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、集積回路は、素子の集積化が進んでいる。この集積回路を半導体ウェハに製造するプロセス条件であるプロセス・ルールは、通常、ゲート配線の線幅または間隔における最小加工寸法によって規定される。このプロセス・ルールが半分になれば、理論上、同じ面積に４倍のトランジスタや配線を配置することができるため、同じトランジスタ数では１／４の面積となる。この結果、１枚の半導体ウェハから製造することができるダイが４倍になるだけでなく、通常、歩留まりも改善されるため、さらに多くのダイが製造可能となる。この最小加工寸法は、高密度な集積回路を製造するために、２０１３年の時点の最先端では、２２ｎｍに達している。このようなサブミクロンメートルオーダ（１μｍ以下）のプロセス・ルールでは、半導体ウェハに高い平坦度が要求され、半導体ウェハの表面形状（表面の高さ変化）が無視できない。このため、半導体ウェハの表面形状を高精度に、例えば、サブナノメートルオーダ（１ｎｍ以下）で測定する形状測定装置が望まれている。
【０００３】
ここで、半導体ウェハのような薄板状体の被測定物は、例えば、僅かな風圧や他の装置の振動等によって振動してしまうことがある。この被測定物に生じる振動は、前記高精度な形状測定にとって無視し難い振幅になってしまうことがある。このため、前記高精度な形状測定では、被測定物の振動対策が必要となる。この振動対策を持つ形状測定装置が例えば、特許文献１および特許文献２に開示されている。
【０００４】
この特許文献１に開示された形状測定装置は、被測定物の表裏各面を走査して該被測定物の厚み分布を非接触で測定するために用いられる形状測定装置であって、所定の光源から出射される基幹光を二分岐させる第１の光分岐手段と、前記第１の光分岐手段による分岐光それぞれを前記被測定物の表裏各面の表裏相対する測定部位それぞれの方向へ導く導光手段と、前記被測定物の表裏それぞれにおける前記測定部位の方向へ導かれた前記基幹光の分岐光それぞれをさらに二分岐させる第２の光分岐手段と、前記被測定物の表裏それぞれにおける前記第２の光分岐手段による分岐光の一方又は両方に周波数変調を施してそれぞれ周波数の異なる２つの測定光を生成する光変調手段と、前記被測定物の表裏それぞれにおいて，一方の前記測定光を前記測定部位に照射させ、該測定部位で反射した一方の前記測定光である物体光と他方の前記測定光である参照光とを干渉させる２つのヘテロダイン干渉計と、前記被測定物の表裏それぞれにおいて，２つの前記測定光それぞれを前記ヘテロダイン干渉計に入力される主光とそれ以外の副光とに二分岐させる第３の光分岐手段と、前記被測定物の表裏それぞれにおいて，前記第３の光分岐手段により分岐された２つの前記副光を干渉させる副光干渉手段と、前記被測定物の表裏それぞれにおいて，前記第２の光分岐手段，前記光変調手段，前記ヘテロダイン干渉計、前記第３の光分岐手段及び前記副光干渉手段を含む測定光学系を一体に保持する測定光学系保持手段と、２つの前記ヘテロダイン干渉計により得られる干渉光それぞれを受光してその強度信号を出力する測定用光強度検出手段と、前記被測定物の表裏それぞれにおいて，前記副光干渉手段により得られる干渉光を受光してその強度信号を出力する参照用光強度検出手段と、前記被測定物の表裏それぞれにおける前記測定用光強度検出手段の出力信号及び前記参照用光強度検出手段の出力信号からなる２つのビート信号の位相検波により該２つのビート信号の位相差を検出する位相情報検出手段と、を具備してなるものである。前記特許文献１の記載によれば、このような構成の特許文献１に開示された形状測定装置では、前記被測定物の厚みの測定値は、前記被測定物の振動による変位量の成分が前記被測定物の表裏両側について相殺された測定値となる。したがって、この形状測定装置は、前記被測定物の振動の影響を受けずに前記被測定物の厚みを測定できる。
【０００５】
前記特許文献２に開示された測定装置は、被測定物を搭載する搭載部と、前記被測定物に対して移動して前記被測定物の形状を測定するためのプローブと、参照ミラーに光を照射して得られた反射光に基づいて前記プローブの位置を測定する干渉計と、前記プローブを移動して得られた前記被測定物の形状に関する測定値、および、前記被測定物と前記参照ミラーとに対するセンサからの信号に基づいて得られた前記被測定物と前記参照ミラーとの間の相対変位量を用いて、前記被測定物の形状を算出する算出部と、を有するものである。一態様では、前記センサは、前記被測定物と前記参照ミラーとの間の相対変位量を検出する変位センサであり、前記算出部は、前記変位センサにより検出された前記相対変位量を用いて前記測定値を補正し、前記被測定物の形状を算出するものである。他の一態様では、前記センサは、前記被測定物と前記参照ミラーとの間の相対加速度を検出する加速度センサであり、前記算出部は、前記相対加速度を二階積分することにより前記被測定物と前記参照ミラーとの間の前記相対変位量を算出し、前記相対変位量を用いて前記測定値を補正し、前記被測定物の形状を算出するものである。前記特許文献２の記載によれば、このような構成の測定装置は、参照ミラーと被測定物との間に相対変位が生じる場合でも、被測定物の形状を高精度に測定できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１７５４９９号公報
【特許文献２】特開２０１３−１６０５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、形状測定装置では、被測定物が振動するだけでなく、被測定物の形状を測定するための測定部（センサ部）自体も振動することがある。例えば、前記特許文献１の場合では、２つのヘテロダイン干渉計自体も振動することがある。また例えば前記特許文献２の場合では、プローブ自体も振動することがある。このような測定部自体の振動も測定部と被測定物との間の距離を変動させるため、前記高精度な形状測定では、測定部自体の振動対策も望まれる。
【０００８】
前記特許文献１に開示された形状測定装置は、上述したように、被測定物の振動による変位量の成分を前記被測定物の表裏両側について相殺するものであるから、前記被測定物自体の振動には対処できるが、測定部自体の振動には対処していない。また、前記特許文献２に開示された測定装置は、上述したように、参照ミラーと被測定物との間に相対変位には対処できるが、測定部自体の振動には対処していない。
【０００９】
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、測定部自体の振動による影響を低減することによって、より高精度に被測定物の形状を測定できる形状測定装置および形状測定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。すなわち、本発明の一態様にかかる形状測定装置は、測定対象の被測定物としての、サブミクロンメートルオーダのプロセスルールの半導体ウェハ、における形状をサブミクロンメートルオーダで測定する形状測定装置であって、前記測定対象の被測定物を介して互いに対向するように配置され、前記被測定物までの距離をナノメートルオーダまたはサブナノメートルオーダでそれぞれ測定する第１および第２距離測定部と、前記第１および第２距離測定部それぞれに配設され、それぞれにおける対向方向の変位をそれぞれ測定する第１および第２加速度センサである第１および第２変位測定部と、前記第１および第２距離測定部それぞれで測定した第１および第２距離測定結果に基づいて、前記第１および第２変位測定部それぞれで測定した第１および第２変位測定結果で補正した前記被測定物における前記対向方向に沿った厚さを前記被測定物の形状として求める形状演算部とを備えることを特徴とする。
【００１１】
このような形状測定装置では、第１距離測定部の変位が第１変位測定部によって測定され、第２距離測定部の変位が第２変位測定部によって測定され、そして、第１および第２距離測定部それぞれで測定した第１および第２距離測定結果に基づいて、第１および第２変位測定部それぞれで測定した第１および第２変位測定結果で補正した被測定物における対向方向に沿った厚さが前記被測定物の形状として求められる。したがって、このような形状測定装置は、第１および第２距離測定部自体の振動による影響を低減でき、より高精度に被測定物の形状を測定できる。
【００１２】
また、他の一態様では、上述の形状測定装置において、前記被測定物と前記第１および第２距離測定部とを、前記対向方向と直交する平面内で相対的に移動させる移動機構部をさらに備え、前記第１および第２距離測定部は、前記移動機構部で前記被測定物と当該第１および第２距離測定部とを相対的に前記平面内で移動させることによって前記被測定物における複数の測定箇所で、前記被測定物までの距離をそれぞれ測定し、前記第１および第２変位測定部は、前記第１および第２距離測定部が前記複数の測定箇所で前記被測定物までの距離をそれぞれ測定するタイミングに同期して前記対向方向の変位をそれぞれ測定し、前記形状演算部は、前記複数の測定箇所それぞれにおいて、前記第１および第２距離測定部それぞれで測定した第１および第２距離測定結果に基づいて、前記第１および第２変位測定部それぞれで測定した第１および第２変位測定結果で補正した前記被測定物における前記対向方向に沿った厚さをそれぞれ求めて前記被測定物の厚さ分布を前記被測定物の形状として求めることを特徴とする。
【００１３】
このような形状測定装置は、被測定物と第１および第２距離測定部とを、対向方向と直交する平面内で相対的に移動させる移動機構部をさらに備え、前記被測定物の複数の箇所でその厚さを測定するので、被測定物における前記平面内での厚さ分布を測定できる。
【００１４】
また、他の一態様では、これら上述の形状測定装置において、前記第１および第２距離測定部それぞれは、予め設定された基準に対する前記被測定物の変位で前記被測定物までの距離を測定し、前記変位の変位量を測定する光干渉方式変位センサまたは静電容量方式変位センサを備えることを特徴とする。そして、上記形状測定装置において、前記光干渉方式変位センサは、光ヘテロダイン干渉計を備えることが好ましい。
【００１５】
このような形状測定装置では、第１および第２距離測定部が光干渉方式変位センサまたは静電容量方式変位センサを備えるので、好適にサブナノメートルオーダーで被測定物の形状を測定できる。
【００１６】
そして、本発明の他の一態様にかかる形状測定方法は、測定対象の被測定物としての、サブミクロンメートルオーダのプロセスルールの半導体ウェハ、における形状をサブミクロンメートルオーダで測定する形状測定方法であって、前記測定対象の被測定物を介して互いに対向するように配置された第１および第２距離測定部で前記被測定物までの距離をナノメートルオーダまたはサブナノメートルオーダでそれぞれ測定する距離測定工程と、第１および第２加速度センサである第１および第２変位測定部を前記第１および第２距離測定部それぞれに配設し、それぞれにおける対向方向の変位をそれぞれ測定する変位測定工程と、前記距離測定工程でそれぞれ測定した前記第１および第２距離測定部それぞれの第１および第２距離測定結果に基づいて、前記変位測定工程でそれぞれで測定した前記第１および第２変位測定部それぞれの第１および第２変位測定結果で補正した前記被測定物における前記対向方向に沿った厚さを前記被測定物の形状として求める形状演算工程とを備えることを特徴とする。
【００１７】
このような形状測定方法では、第１距離測定部の変位が第１変位測定部によって測定され、第２距離測定部の変位が第２変位測定部によって測定され、そして、第１および第２距離測定部それぞれで測定した第１および第２距離測定結果に基づいて、第１および第２変位測定部それぞれで測定した第１および第２変位測定結果で補正した被測定物における対向方向に沿った厚さが前記被測定物の形状として求められる。したがって、このような形状測定方法は、第１および第２距離測定部自体の振動による影響を低減でき、より高精度に被測定物の形状を測定できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明にかかる形状測定装置および形状測定方法は、測定部自体の振動による影響を低減することによって、より高精度に被測定物の形状を測定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態における形状測定装置の構成を示す図である。
【図２】実施形態の形状測定装置における形状（厚さ）の演算方法を説明するための図である。
【図３】実施形態における形状測定装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】補正の効果を説明するための一測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。
【００２１】
図１は、実施形態における形状測定装置の構成を示す図である。図２は、実施形態の形状測定装置における形状（厚さ）の演算方法を説明するための図である。
【００２２】
本実施形態における形状測定装置は、測定対象の被測定物を介して互いに対向するように配置され、前記被測定物までの距離をそれぞれ測定する第１および第２距離測定部と、前記第１および第２距離測定部それぞれにおける対向方向の変位をそれぞれ測定する第１および第２変位測定部と、前記第１および第２距離測定部それぞれで測定した第１および第２距離測定結果に基づいて、前記第１および第２変位測定部それぞれで測定した第１および第２変位測定結果で補正した前記被測定物における前記対向方向に沿った厚さを前記被測定物の形状として求める形状演算部とを備えている。このような形状測定装置では、第１距離測定部の変位が第１変位測定部によって測定され、第２距離測定部の変位が第２変位測定部によって測定される。このように本実施形態における形状測定装置では、第１および第２距離測定部それぞれにおける、例えば振動等によって生じた変位が実測される。そして、本実施形態における形状測定装置では、第１および第２距離測定部それぞれで測定した第１および第２距離測定結果に基づいて、第１および第２変位測定部それぞれで測定した第１および第２変位測定結果で補正した被測定物における対向方向に沿った厚さが前記被測定物の形状として求められる。このように本実施形態における形状測定装置では、被測定物の形状を求める際に、第１および第２距離測定部それぞれにおける前記変位が考慮される。したがって、本実施形態における形状測定装置は、第１および第２距離測定部自体の振動による影響を低減でき、より高精度に被測定物の形状を測定できる。
【００２３】
このような本実施形態における形状測定装置Ｍは、より具体的には、例えば、図１に示すように、第１および第２距離センサ１−１、１−２と、第１および第２加速度センサ２−１、２−２と、第１アナログディジタル変換部（以下、「第１ＡＤ変換部」と略記する。）３と、前処理部４と、第２アナログディジタル変換部（以下、「第２ＡＤ変換部」と略記する。）５と、サンプリングタイミング生成部（以下、「ＳＴ生成部」と略記する。）６と、制御演算部７と、入力部８と、出力部９と、可動ステージ部１０と、支持部１１とを備える。
【００２４】
第１および第２距離センサ１−１、１−２は、測定対象の被測定物ＳＰを介して互いに対向するように配置され、被測定物ＳＰまでの距離をそれぞれ測定する装置である。第１および第２距離センサ１−１、１−２は、第１ＡＤ変換部３に接続され、第１距離センサ１−１は、その出力を第１ＡＤ変換部３へ出力し、第２距離センサも、その出力を第１ＡＤ変換部３へ出力する。例えば、第１距離センサ１−１は、支持部１１によって支持されることによって、被測定物ＳＰが載置される可動ステージ部１０の載置台における載置面に対し上側に、前記載置面から所定距離だけ離間した位置（第１距離センサ配置位置）に配設される。第２距離センサ１−２は、支持部１１に支持されることによって、前記載置面に対し下側に、前記載置面から所定距離だけ離間した位置（第２距離センサ配置位置）に配設される。
【００２５】
前記載置面が第１距離センサ１−１側にまたは第２距離センサ１−２側に寄って位置するように、第１距離センサ１−１、第２距離センサ１−２および可動ステージ部１０の各配設位置が調整されても良いが、本実施形態では、前記載置面が第１距離センサ１−１と第２距離センサ１−２との間の中央位置に位置するように、第１距離センサ１−１、第２距離センサ１−２および可動ステージ部１０の各配設位置が調整される。すなわち、第１および第２距離センサ１−１、１−２それぞれは、前記載置面に対し対称の位置に配設される。このように第１および第２距離センサ１−１、１−２それぞれが前記載置面から等距離の位置に配設されることによって、第１および第２距離センサ１−１、１−２自体がそれぞれ振動して変位した場合に、第１および第２距離センサ１−１、１−２それぞれによって測定された各測定値（各距離）に対する前記振動による各変位量の割合は、略等しくなり、前記振動による各変位は、第１および第２距離センサ１−１、１−２それぞれによって測定された各測定値（各距離）に略同等に影響することになる。したがって、形状測定装置Ｍは、第１および第２距離センサ１−１、１−２それぞれによって測定された各測定値を前記振動による各変位量によって略同精度で補正でき、より高精度に被測定物の形状を求めることができる。
【００２６】
第１および第２距離センサ１−１、１−２は、被測定物ＳＰまでの距離を実測してもよいが、ナノメートルオーダで距離を測定する観点から、本実施形態では、例えば、予め設定された基準に対する被測定物ＳＰにおける相対的な距離変化（前記基準に対する変位の変位量）をそれぞれ測定することで、被測定物ＳＰまでの距離（前記基準に対する相対的な距離）をそれぞれ測定する。本実施形態では、後述するように、被測定物ＳＰの形状として被測定物ＳＰにおける対向方向に沿った長さ、すなわち、厚さおよびその分布（厚さ分布）が求められるため、前記基準は、予め適宜な別の測定装置によって測定された被測定物ＳＰの中心厚さに設定される。前記中心厚さは、被測定物ＳＰにおける複数の測定箇所で測定された複数の厚さの平均値または中央値である。なお、対向方向は、第１距離センサ１−１（第２距離センサ１−２）が第２距離センサ１−２（第１距離センサ１−１）に対向する方向（向き合う方向）、すなわち、第１距離センサ１−１の配設位置と第２距離センサ１−２の配設位置とを結んだ線分に沿った方向である。このような第１および第２距離センサ１−１、１−２は、それぞれ、前記変位の変位量（移動量）を測定するために、例えば、光干渉方式、共焦点方式、静電容量方式およびレーザ三角測量方式等のうちのいずれかの変位センサを備えて構成される。
【００２７】
光干渉方式変位センサは、測定光を信号光と参照光とに分け、信号光を被測定物ＳＰに照射し、被測定物ＳＰで反射した信号光と参照光とを干渉させて干渉光を生成する光干渉計を備え、前記光干渉計で生成した前記干渉光を測定することで、変位量を測定するものである。すなわち、被測定物ＳＰが基準から変位すると、信号光の光路長が前記基準に対応する光路長から変化するため、その干渉光が変化し、その変化から変位量が求められる。
【００２８】
共焦点方式変位センサは、多色光としての白色光をマルチレンズを介して被測定物ＳＰに分光照射し、焦点の合った色を測定することで、変位量を測定するものである。すなわち、波長によって焦点距離が異なるので、被測定物ＳＰが基準から変位すると、被測定物ＳＰで合焦する色（波長）が前記基準に対応する色（波長）から変化するため、その色変化から変位量が求められる。
【００２９】
静電容量方式変位センサは、当該変位センサ（プローブ）と被測定物ＳＰとの間の静電容量を測定することで、変位量を測定するものである。すなわち、被測定物ＳＰが基準から変位すると、静電容量が前記基準に対応する基準静電容量から変化するため、その変化量から変位量が求められる。
【００３０】
レーザ三角測量方式変位センサは、いわゆる三角測量の原理で変位量を測定するものである。このレーザ三角測量方式変位センサは、レーザ光を被測定物ＳＰに照射し、その反射光をエリアセンサで受光し、その受光位置から被測定物ＳＰの変位を求めるものである。すなわち、被測定物ＳＰが基準から変位すると、受光位置が前記基準に対応する受光基準位置から移動するため、その移動量から三角測量の原理によって変位量が求められる。
【００３１】
ここで、好適にサブナノメートルオーダーで被測定物ＳＰの形状を測定できる観点から、好ましくは、第１および第２距離センサ１−１、１−２は、それぞれ、光干渉方式変位センサまたは静電容量方式変位センサを備えて構成される。本実施形態では、第１および第２距離センサ１−１、１−２は、それぞれ、光へテロダイン方式の光干渉方式変位センサ（ヘテロダイン光干渉計の変位センサ）を備えて構成される。この光へテロダイン方式の光干渉方式変位センサは、僅かに周波数の異なる信号光と参照光とを重ね合わせて干渉させ、その干渉光によるビート信号から位相差を求めて変位量を測定する装置であり、例えば、前記特許文献１等に開示されている。
【００３２】
第１ＡＤ変換部３は、ＳＴ生成部６および制御演算部７に接続され、ＳＴ生成部６から入力されたサンプリングタイミングで第１および第２距離センサ１−１、１−２の各出力（本実施形態では各変位量）をそれぞれサンプリングしてアナログ信号からディジタル信号へそれぞれ変換し、これら変換したディジタル信号の第１および第２距離センサ１−１、１−２の各出力（上記の前記各変位量）を制御演算部７へ出力する装置である。
【００３３】
第１加速度センサ２−１は、第１距離センサ１−１における対向方向の変位を測定するために、第１距離センサ１−１における対向方向の加速度（第１加速度）を測定する装置であり、第２加速度センサ２−２は、同様に、第２距離センサ１−２における対向方向の変位を測定するために、第２距離センサ１−２における対向方向の加速度（第２加速度）を測定する装置である。第１および第２加速度センサ２−１、２−２は、前処理部４に接続され、第１加速度センサ２−１は、その出力（第１加速度）を前処理部４へ出力し、第２加速度センサ２−２も、その出力（第２加速度）を前処理部４へ出力する。第１加速度センサ２−１は、第１距離センサ１−１における対向方向の加速度を測定可能な箇所に配設され、第２加速度センサ２−２は、第２距離センサ１−２における対向方向の加速度を測定可能な箇所に配設される。例えば、第１および第２加速度センサ２−１、２−２は、それぞれ、第１および第２距離センサ１−１、１−２における筐体の上面、下面および側面のいずれかに配設される。また例えば、第１加速度センサ２−１は、第１距離センサ１−１を支持する、剛体によって形成された支持部材に配設されてもよく、第２加速度センサ２−２は、第２距離センサ１−２を支持する、剛体によって形成された支持部材に配設されてもよい。剛体であれば、前記各支持部材それぞれは、第１および第２距離センサ１−１、１−２と同一に変位すると見なせるからである。本実施形態では、第１加速度センサ２−１は、第１距離センサ１−１の上面に配設され、第２加速度センサ２−２は、第２距離センサ１−２の下面に配設される。
【００３４】
前処理部４は、第２ＡＤ変換部５に接続され、第１および第２加速度センサ２−１、２−２の各出力に対し、第１および第２距離センサ１−１、１−２における所定の各変位の各変位量を求めるために所定の前処理を施す装置であり、前処理された第１および第２加速度センサ２−１、２−２の各出力を第２ＡＤ変換部５へ出力する。前処理部４は、本実施形態では、例えば、加速度を変位量へ変換するために、第１および第２加速度センサ２−１、２−２の各出力（各加速度）を２回、積分する積分部と、前記積分部で積分された第１および第２加速度センサ２−１、２−２の各出力（各変位量）に対し所定の周波数帯域のデータ（所定の周波数成分）のみを取り出すバンドパスフィルタ部とを備える。
【００３５】
第２ＡＤ変換部５は、ＳＴ生成部６および制御演算部７に接続され、ＳＴ生成部６から入力されたサンプリングタイミングで前処理部４で前処理された第１および第２加速度センサ２−１、２−２の各出力（本実施形態では各加速度から得られた各変位量）をそれぞれサンプリングしてアナログ信号からディジタル信号へそれぞれ変換し、これら変換したディジタル信号の第１および第２加速度センサ２−１、２−２の各出力（上記の前記各変位量）を制御演算部７へ出力する装置である。
【００３６】
ＳＴ生成部６は、第１および第２ＡＤ変換部３、５の各サンプリングタイミング（各ＡＤ変換タイミング）を生成する装置であり、例えば、水晶振動子を用いた発振回路を備えて構成される。ＳＴ生成部６は、第１ＡＤ変換部３と第２ＡＤ変換部５との両方に同一のサンプリングタイミングを出力する。これによって第１ＡＤ変換部３と第２ＡＤ変換部５とは、同一のタイミングでサンプリングしてアナログ信号からディジタル信号へ変換する。したがって、第１ＡＤ変換部３から出力されるディジタル信号の第１距離センサ１−１の出力と、第１ＡＤ変換部３から出力されるディジタル信号の第２距離センサ１−２の出力と、第２ＡＤ変換部５から出力されるディジタル信号の第１加速度センサ２−１の出力と、第２ＡＤ変換部５から出力されるディジタル信号の第２加速度センサ２−２の出力とは、互いに同期したデータ、すなわち、互いに同一の時点（タイミング）で測定したデータとなる。
【００３７】
入力部８は、制御演算部７に接続され、例えば、被測定物ＳＰの形状測定の開始を指示するコマンド等の各種コマンド、および、例えば被測定物ＳＰにおける識別子の入力等の形状測定する上で必要な各種データを形状測定装置Ｍに入力する機器であり、例えば、所定の機能を割り付けられた複数の入力スイッチ、キーボードおよびマウス等である。出力部９は、制御演算部７に接続され、制御演算部７の制御に従って、入力部８から入力されたコマンドやデータ、および、形状測定装置Ｍによって測定された被測定物ＳＰの形状を出力する機器であり、例えばＣＲＴディスプレイ、ＬＣＤおよび有機ＥＬディスプレイ等の表示装置やプリンタ等の印刷装置等である。
【００３８】
なお、入力部８および出力部９からタッチパネルが構成されてもよい。このタッチパネルを構成する場合において、入力部８は、例えば抵抗膜方式や静電容量方式等の操作位置を検出して入力する位置入力装置であり、出力部９は、表示装置である。このタッチパネルでは、表示装置の表示面上に位置入力装置が設けられ、表示装置に入力可能な１または複数の入力内容の候補が表示され、ユーザが、入力したい入力内容を表示した表示位置を触れると、位置入力装置によってその位置が検出され、検出された位置に表示された表示内容がユーザの操作入力内容として形状測定装置Ｍに入力される。このようなタッチパネルでは、ユーザは、入力操作を直感的に理解し易いので、ユーザにとって取り扱い易い形状測定装置Ｍが提供される。
【００３９】
可動ステージ部１０は、制御演算部７の制御に従って、被測定物ＳＰと第１および第２距離センサ１−１、１−２とを、前記対向方向と直交する平面内で相対的に移動させる装置であり、移動機構部の一例に対応する。前記移動機構部は、第１および第２距離センサ１−１、１−２を被測定物ＳＰに対し前記平面内で移動させる装置でも良いが、本実施形態では、相対的に軽量な被測定物ＳＰを第１および第２距離センサ１−１、１−２に対し前記平面内で移動させる可動ステージ部１０が用いられている。可動ステージ部１０は、いわゆるＸ軸方向およびＹ軸方向に被測定物ＳＰを移動することができるＸＹステージであってよく、また、可動ステージ部１０は、被測定物ＳＰを回転移動することができるとともに、前記回転における径方向にも移動することができる回転ステージであってよい。本実施形態では、可動ステージ部１０は、回転ステージであり、回転ステージは、例えば前記特許文献１に開示されている。より具体的には、可動ステージ部１０は、被測定物を載置するための載置部と、前記載置部を回転駆動する回転部と、前記回転部を直線状に移動する直線移動部とを備える。前記載置部は、回転軸と、第１ないし第３載置アームとを備える。前記第１ないし第３載置アームは、それぞれ、前記回転部の回転に対し径方向に延びる水平アーム部と、前記水平アーム部の一方端に連結され前記対向方向（垂直方向、軸方向）に延びる垂直アーム部とを備える。したがって、前記第１ないし第３載置アームは、それぞれ、側面視にて略Ｌ字状に形成された柱状部材である。前記回転軸は、前記対向方向に延びる柱状部材であり、その他方端は、前記回転部と係合し、前記回転部によって回転される。前記第１ないし第３載置アームは、約１２０度の略等間隔で前記水平アーム部の他方端で前記回転軸の一方端に連結される。前記第１ないし第３載置アームにおける前記各垂直アーム部の各先端面は、それぞれ、被測定物ＳＰを載置する載置面となっている。このため、被測定物ＳＰは、前記第１ないし第３載置アームの前記各垂直アーム部の各先端面（各載置面）によって下から３点で支持される。被測定物ＳＰが例えば円板状の半導体ウェハである場合にでは、前記半導体ウェハは、その周縁部（エッジ部）で前記第１ないし第３載置アームの前記各垂直アーム部の各先端面（各載置面）によって下から３点で支持される。前記回転部や直線移動部は、例えばサーボモータ等のアクチュエータや減速ギヤ等の駆動機構を備えて構成される。そして、被測定物ＳＰが可動ステージ部１０の一例としての回転ステージに載置された場合に、被測定物ＳＰの上面および下面を第１および第２距離センサ１−１、１−２それぞれによって測定できるように、すなわち、回転ステージが第１および第２距離センサ１−１、１−２の各測定に干渉しないように、回転ステージが第１距離センサ１−１および第２距離センサ１−２の配置位置に対して配設される。このような回転ステージでは、前記回転部によって前記載置部を回転駆動することで、被測定物ＳＰにおける周方向の測定箇所を変更でき、前記直線移動部によって前記回転部を移動することで、被測定物ＳＰにおける径方向の測定箇所を変更できる。したがって、このような回転ステージは、被測定物ＳＰにおける任意の位置を測定箇所として選択できる。
【００４０】
なお、可動ステージ部１０は、サスペンションで制御され、前記載置部を支持するエアアスペンションをさらに備えることが好ましい。エアサスペンション（ａｉｒ  ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ）は、空気ばねを用いた防振機構である。
【００４１】
支持体１１は、第１および第２距離センサ１−１、１−２や可動ステージ部１０等の形状測定部Ｍにおける適宜な配設位置を維持する必要のある各部を支持するための部材である。
【００４２】
制御演算部７は、形状測定装置Ｍの各部を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、被測定物の形状を求めるものである。制御演算部７は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、このＣＰＵによって実行される種々のプログラムやその実行に必要なデータ等を予め記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）やＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の不揮発性記憶素子、このＣＰＵのいわゆるワーキングメモリとなるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の揮発性記憶素子およびその周辺回路等を備えたマイクロコンピュータによって構成される。そして、制御演算部７には、プログラムを実行することによって、機能的に、制御部７１および形状演算部７２が構成される。
【００４３】
制御部７１は、被測定物の形状を求めるために、形状測定装置Ｍの各部を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御するものである。
【００４４】
形状演算部７２は、第１および第２距離測定部それぞれで測定した第１および第２距離測定結果に基づいて、第１および第２変位測定部それぞれで測定した第１および第２変位測定結果で補正した被測定物ＳＰにおける対向方向に沿った厚さを被測定物ＳＰの形状として求めるものである。本実施形態では、第１距離センサ１−１は、前記第１距離測定部の一例に対応し、第２距離センサ１−２は、前記第２距離測定部の一例に対応する。そして、第１加速度センサ２−１および前処理部４は、前記第１変位測定部の一例に対応し、第２加速度センサ２−２および前処理部４は、前記第２変位測定部の一例に対応する。
【００４５】
ここで、一例では、第１および第２距離センサ１−１、１−２それぞれの各変位を考慮した被測定物ＳＰの厚さは、次のように求められる。図２において、被測定物ＳＰの厚さ（Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）をＴとし、被測定物ＳＰの変位（Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）を△Ｗとし、対向方向に沿った第１距離センサ１−１と第２距離センサ１−２との間の距離（Ｄｉｓｔａｎｃｅ）をＧとし、第１距離センサ１−１によって測定された第１距離センサ１−１から被測定物ＳＰの上面（Ｆｒｏｎｔ  Ｓｕｒｆａｃｅ）までの距離（Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｄｉｓｔａｎｃｅ）をｆとし、第１距離センサ１−１から被測定物ＳＰの上面までの実際の距離（Ｄｉｓｔａｎｃｅ）をＦとし、第１加速度センサ２−１によって測定された第１距離センサ１−１の変位（Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）を△Ｕとし、第２距離センサ１−１によって測定された第２距離センサ１−２から被測定物ＳＰの下面（Ｂａｃｋ  Ｓｕｒｆａｃｅ、前記上面に対向する面）までの距離（Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｄｉｓｔａｎｃｅ）をｂとし、第２距離センサ１−２から被測定物ＳＰの下面までの実際の距離（Ｄｉｓｔａｎｃｅ）をＢとし、第２加速度センサ２−２によって測定された第２距離センサ１−２の変位（Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）を△Ｌとすると、ｆ、Ｆ、△Ｗおよび△Ｕの間には、次式（１）が成り立ち、ｂ、Ｂ、△Ｗおよび△Ｌの間には、次式（２）が成り立つ。
ｆ＝Ｆ＋△Ｗ＋△Ｕ      ・・・（１）
ｂ＝Ｂ−△Ｗ＋△Ｌ      ・・・（２）
そして、Ｔ、Ｇ、Ｆ、Ｂの間には、次式（３）が成り立ち、これに被測定物ＳＰの変位を考慮すると、次式（４）が成り立つ。
Ｔ＝Ｇ−（Ｆ＋Ｂ）      ・・・（３）
Ｔ＝Ｇ−（Ｆ＋△Ｗ＋Ｂ−△Ｗ）      ・・・（４）
上記式（４）に上記式（１）および式（２）を考慮すると、次式（５）が成り立つ。
Ｔ＝Ｇ−（ｆ−△Ｕ＋ｂ−△Ｌ）      ・・・（５）
ここで、前記ｆは、第１距離測定結果に対応し、前記△Ｕは、第１変位測定結果に対応し、前記ｂは、第２距離測定結果に対応し、前記△Ｌは、第２変位測定結果に対応し、前記Ｇは、前記第１距離測定部（第１距離センサ１−１）および前記第２距離測定部（第２距離センサ１−２）間の前記対向方向に沿った離間距離に対応する。したがって、形状演算部７２は、より具体的には、第１距離測定結果ｆを第１変位測定結果△Ｕで補正することによって第１補正距離（ｆ−△Ｕ）を求め、第２距離測定結果ｂを第２変位測定結果△Ｌで補正することによって第２補正距離（ｂ−△Ｌ）を求め、前記第１距離測定部および前記第２距離測定部間の前記対向方向に沿った離間距離Ｇから、前記第１補正距離（ｆ−△Ｕ）および前記第２補正距離（ｂ−△Ｌ）を減算することによって前記厚さＴ（＝Ｇ−（ｆ−△Ｕ＋ｂ−△Ｌ）を求めるものである。
【００４６】
そして、本実施形態では、被測定物ＳＰの厚さ分布を求めるために、第１および第２距離測定部（第１および第２距離センサ１−１、１−２）は、可動ステージ部１０で被測定物ＳＰと当該第１および第２距離測定部とを相対的に前記対向方向と直交する平面内で移動させることによって、被測定物ＳＰにおける複数の測定箇所で、被測定物ＳＰまでの距離をそれぞれ測定し、前記第１および第２変位測定部（第１加速度センサ２−１および前処理部４、ならびに、第２加速度センサ２−２および前処理部４）は、前記第１および第２距離測定部が前記複数の測定箇所で被測定物ＳＰまでの距離をそれぞれ測定するタイミングに同期して前記対向方向の変位をそれぞれ測定し、形状演算部７２は、前記複数の測定箇所それぞれにおいて、前記第１および第２距離測定部それぞれで測定した第１および第２距離測定結果に基づいて、前記第１および第２変位測定部それぞれで測定した第１および第２変位測定結果で補正した被測定物ＳＰにおける前記対向方向に沿った厚さをそれぞれ求めて被測定物ＳＰの厚さ分布を被測定物ＳＰの形状として求めるものである。
【００４７】
なお、形状測定装置Ｍは、制御演算部７に接続され、制御演算部７の制御に従って、外部機器との間でデータの入出力を行う回路であるインターフェース部をさらに備えてもよい。このインターフェース部は、例えば、シリアル通信方式であるＲＳ−２３２Ｃのインターフェース回路、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格を用いたインターフェース回路、ＩｒＤＡ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｄａｔａ  Ａｓｓｃｏｉａｔｉｏｎ）規格等の赤外線通信を行うインターフェース回路、および、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）規格を用いたインターフェース回路等である。
【００４８】
次に、本実施形態における形状測定装置Ｍの動作について説明する。図３は、実施形態における形状測定装置の動作を示すフローチャートである。
【００４９】
まず、図略の電源スイッチがオンされると、形状測定装置Ｍが起動され、制御演算部７によって必要な各部の初期化が行われ、制御演算部７には、プログラムが実行されることによって、機能的に、制御部７１および形状演算部７２が構成される。そして、例えば半導体ウェハ等の被測定物ＳＰが可動ステージ部１０に載置され、入力部８から測定開始を指示するコマンドを受け付けると、制御演算部７は、被測定物ＳＰの形状の測定を開始する。
【００５０】
測定が開始されると、第１および第２距離センサ１−１、１−２ならびに第１および第２加速度センサ２−１、２−２は、測定を開始し、その測定結果を出力する（Ｓ１）。
【００５１】
より具体的には、第１加速度センサ２−１は、第１距離センサ１−１における対向方向の第１加速度を測定し、この測定した第１加速度を前処理部４へ出力する（Ｓ１１−１）。この第１加速度は、第１距離センサ１−１の振動を表している。第１距離センサ１−１は、被測定物ＳＰの上面までの距離を測定し、この測定した距離を第１ＡＤ変換部３へ出力する（Ｓ１１−２）。そして、第２加速度センサ２−２は、第２距離センサ１−２における対向方向の第２加速度を測定し、この測定した第２加速度を前処理部４へ出力する（Ｓ１１−３）。この第２加速度は、第２距離センサ１−２の振動を表している。第２距離センサ１−２は、被測定物ＳＰの下面までの距離を測定し、この測定した距離を第１ＡＤ変換部３へ出力する（Ｓ１１−４）。
【００５２】
次に、前処理部４は、第１加速度センサ２−１からの第１加速度を前処理し、第２加速度センサ２−２からの第２加速度を前処理する（Ｓ２）。
【００５３】
より具体的には、前処理部４は、第１加速度センサ２−１からの第１加速度を前記積分部によって２回、積分して第１距離センサ１−１の変位量（第１変位量）を求め（Ｓ２１−１）、この求めた第１距離センサ１−１の第１変位量を前記バンドパスフィルタ部でフィルタリングして所定の周波数成分の第１変位量を求め、この求めた所定の周波数成分の第１変位量を第２ＡＤ変換部５へ出力する（Ｓ２２−１）。前処理部４は、第２加速度センサ２−２からの第２加速度を前記積分部によって２回、積分して第２距離センサ１−２の変位量（第１変位量）を求め（Ｓ２１−２）、この求めた第２距離センサ１−２の第２変位量を前記バンドパスフィルタ部でフィルタリングして所定の周波数成分の第２変位量を求め、この求めた所定の周波数成分の第２変位量を第２ＡＤ変換部５へ出力する（Ｓ２２−２）。
【００５４】
次に、第１および第２ＡＤ変換部３、５は、ＳＴ生成部６からのサンプリングタイミングで同期して動作する。より具体的には、第１ＡＤ変換部３は、前記サンプリングタイミングで第１距離センサ１−１の出力をサンプリングしてアナログ信号からディジタル信号へ変換し、この変換した第１距離センサ１−１の出力を第１距離測定結果ｆとして制御演算部７へ出力する。同様に、第１ＡＤ変換部３は、前記サンプリングタイミングで第２距離センサ１−２の出力をサンプリングしてアナログ信号からディジタル信号へ変換し、この変換した第２距離センサ１−２の出力を第２距離測定結果ｂとして制御演算部７へ出力する。そして、第２ＡＤ変換部５は、前記サンプリングタイミングで第１加速度センサ２−１の出力（本実施形態では前処理部４を介した所定の周波数成分の第１変位量）をサンプリングしてアナログ信号からディジタル信号へ変換し、この変換した第１加速度センサ２−１の出力を第１変位測定結果△Ｕとして制御処理部７へ出力する。第２ＡＤ変換部５は、前記サンプリングタイミングで第２加速度センサ２−２の出力（本実施形態では前処理部４を介した所定の周波数成分の第２変位量）をサンプリングしてアナログ信号からディジタル信号へ変換し、この変換した第２加速度センサ２−２の出力を第２変位測定結果△Ｌとして制御演算部７へ出力する。
【００５５】
そして、制御演算部７の形状演算部７２は、第１および第２距離測定結果ｆ、ｂに基づいて、第１および第２変位測定結果△Ｕ、△Ｌで補正した被測定物ＳＰにおける前記対向方向に沿った厚さＴを被測定物ＳＰの形状として求め、出力部９へ出力し、処理を終了する（Ｓ３）。
【００５６】
より具体的には、形状演算部７２は、第１距離測定結果ｆから第１変位測定結果△Ｕを減算することによって第１距離測定結果ｆを第１変位測定結果△Ｕで補正し、第１補正距離（ｆ−△Ｕ）を求める（Ｓ３１−１）。形状演算部７２は、第２距離測定結果ｂから第２変位測定結果△Ｌを減算することによって第２距離測定結果ｂを第２変位測定結果△Ｌで補正し、第２補正距離（ｂ−△Ｌ）を求める（Ｓ３１−２）。そして、形状演算部７２は、第１距離センサ１−１および第２距離センサ１−２の前記対向方向に沿った離間距離Ｇから、第１補正距離（ｆ−△Ｕ）および第２補正距離（ｂ−△Ｌ）を減算することによって前記厚さＴ（＝Ｇ−（ｆ−△Ｕ＋ｂ−△Ｌ）を求め、出力部９へ出力し、処理を終了する（Ｓ３２）。
【００５７】
ここで、本実施形態では、第１距離センサ１−１は、変位センサであるので、第１距離センサ１−１は、被測定物ＳＰの上面の変位量を測定し、この測定した変位量を第１ＡＤ変換部３へ出力し、第２距離センサ１−２は、変位センサであるので、第２距離センサ１−２は、被測定物ＳＰの下面の変位量を測定し、この測定した変位量を第１ＡＤ変換部３へ出力する。形状演算部７２は、第１ＡＤ変換部３でサンプリングされ第１距離センサ１−１で測定された被測定物ＳＰの上面の変位量（上面変位量）△ｆから第１変位測定結果△Ｕを減算することによって前記上面変位量△ｆを第１変位測定結果△Ｕで補正し、第１補正上面変位量（△ｆ−△Ｕ）を求め、第１ＡＤ変換部３でサンプリングされ第２距離センサ１−２で測定された被測定物ＳＰの下面の変位量（下面変位量）△ｂから第２変位測定結果△Ｌを減算することによって前記下面変位量△ｂを第２変位測定結果△Ｌで補正し、第２補正下面変位量（△ｂ−△Ｌ）を求める。そして、形状演算部７２は、上述の基準（前記中心厚さ）Ｔｃから、第１補正上面変位量（△ｆ−△Ｕ）および第２補正下面変位量（△ｂ−△Ｌ）を減算することによって、前記厚さＴ（＝Ｔｃ−（△ｆ−△Ｕ＋△ｂ−△Ｌ））を求めている。
【００５８】
そして、厚さ分布を求める場合には、制御演算部７の制御に従って、可動ステージ部１０は、予め設定された複数の測定箇所に順次に被測定物ＳＰを移動し、各測定箇所の移動後にその移動終了を通知する信号（移動終了通知信号、位置フィードバック信号）を制御演算部７へ出力する。制御演算部７は、この移動終了通知信号をトリガーとして各測定箇所で上述の処理Ｓ１ないし処理Ｓ３の各処理を実行し、各測定箇所の各厚さを測定する。これら各測定箇所の各厚さが測定されると、可動ステージ部１０が停止され、測定が終了される。なお、この測定終了の際に、可動ステージ部１０は、初期位置に制御されてもよい。前記複数の測定箇所は、例えば、これら複数の測定箇所を順次に結んだ場合に螺旋状の線分となるように、被測定物ＳＰ上に設定される。これによって各測定箇所に各厚さを割り当てた被測定物ＳＰの厚さ分布が測定される。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態における形状測定装置Ｍおよびこれに実装された形状測定方法では、第１距離センサ（第１距離測定部の一例）１−１の変位が第１加速度センサ２−１および前処理部４（第１変位測定部の一例）によって測定され、第２距離センサ（第２距離測定部の一例）１−２の変位が第２加速度センサ２−２および前処理部４（第２変位測定部の一例）によって測定され、そして、第１および第２距離測定結果ｆ、ｂに基づいて、第１および第２変位測定結果△Ｕ、△Ｌで補正した被測定物ＳＰにおける対向方向に沿った厚さＴが被測定物ＳＰの形状として求められる。したがって、本実施形態における形状測定装置Ｍおよびこれに実装された形状測定方法は、第１および第２距離センサ１−１、１−２自体の振動による影響を低減でき、より高精度に被測定物ＳＰの形状を測定できる。
【００６０】
一例として、補正の効果が図４に示されている。図４は、補正の効果を説明するための一測定結果を示す図である。図４（Ａ）は、補正後のデータを示し、図４（Ｂ）は、補正前のデータを示す。この測定では、第２距離センサ１−２自体の変位の影響を調べるために、被測定物ＳＰが変位しないように固定され、第２距離センサ１−２としての光干渉式変位センサが用いられた。測定の結果、第２距離センサ１−２の下面変位量△ｂは、補正前では、図４（Ｂ）に示すように、比較的大きな振幅で変動しているが、補正後では、第２補正下面変位量（△ｂ−△Ｌ）の振幅は、図４（Ａ）に示すように、小さくなっており、補正の効果が認められる。
【００６１】
また、本実施形態における形状測定装置Ｍおよびこれに実装された形状測定方法は、被測定物ＳＰと第１および第２距離センサ１−１、１−２とを、対向方向と直交する平面内で相対的に移動させる可動ステージ部（移動機構部の一例）１０をさらに備え、被測定物ＳＰの複数の測定箇所でその厚さを測定するので、被測定物ＳＰにおける前記平面内での厚さ分布を測定できる。
【００６２】
なお、上述では、被測定物ＳＰの一例としての半導体ウェハを横置き（水平方向）に支持した装置の場合について説明したが、被測定物ＳＰの一例としての半導体ウェハを縦置き（鉛直方向）に支持した装置の場合も、本発明を同様に適用できる。
【００６３】
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
【符号の説明】
【００６４】
Ｍ  形状測定装置
ＳＰ  被測定物
１  距離センサ
１−１  第１距離センサ
１−２  第２距離センサ
２  加速度センサ
２−１  第１加速度センサ
２−２  第２加速度センサ
３  第１アナログディジタル変換部
４  前処理部
５  第２アナログディジタル変換部
６  サンプルタイミング生成部
７  制御演算部
７２  形状演算部
【図１】
0006309868.tif 000002
【図２】
0006309868.tif 000003
【図３】
0006309868.tif 000004
【図４】
0006309868.tif 000005