【手続補正書】
【提出日】平成20年8月27日(2008.8.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の被測定物の下面における複数の被支持点のうちの一部である３つの支持点で順次支持し，その支持ごとに変位計による直線方向の走査を行うことにより，前記被測定物の測定表面における複数の異なる直線状の走査線に沿って前記被測定物の表面高さの分布を測定し，該測定により得た測定値に基づいて前記被測定物の表面の平坦度を測定する平坦度測定方法であって，
前記３つの支持点のうち所定の２つの支持点を，前記測定表面に略垂直な方向から見て前記変位計の走査方向に対して平行な直線上に配置した状態で，前記測定表面に略垂直な方向から見て前記変位計が走査する直線上の所定の原点の位置を回転中心として前記被測定物を順次回転させつつ，前記走査線それぞれが，前記測定表面に略垂直な方向から見て，他の前記走査線についての前記走査の際に前記所定の２つの支持点のいずれかにより支持される２つの前記被支持点の位置を通るように，前記被測定物を前記３つの支持点に対して異なる３以上の向きで順次支持させ，該異なる３以上の向きそれぞれについて，前記変位計による前記測定を行う測定手順と，
前記被支持点それぞれについて，前記測定手順により得られた前記測定値に基づいて，前記所定の２つの支持点での支持によって生じる前記異なる３以上の向きそれぞれにおける前記被測定物の傾きのうちの２方向の傾きを固定した条件下で，前記被測定物の傾きの影響を受けない真の表面高さを算出する真の表面高さ算出手順と，
を有してなることを特徴とする平坦度測定方法。
【請求項２】
前記被測定物の測定表面に略垂直な方向から見て，前記回転中心の位置をＯとし，前記所定の２つの支持点をＡ及びＢとしたときに，線分ＯＡ及びＯＢの長さが等しく，かつ前記変位計による前記走査の方向と直線ＯＡ及びＯＢとのなす角度が，各々所定の回転方向に（１８０／Ｎ）°及び（１８０−１８０／Ｎ）°（Ｎ＝３以上の整数）となる位置に前記支持点Ａ，Ｂを配置し，
前記各走査線が，前記被測定物の測定表面に略垂直な方向から見て前記回転中心の位置Ｏを中心に（１８０／Ｎ）°分ずつ回転させたＮ本の線である請求項１に記載の平坦度測定方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】平坦度測定方法
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は，半導体基盤等の被測定物の表面の平坦度の測定方法に関するものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
しかしながら，特許文献１に示される方法では，走査方向を変更する際に前記基準板上に載置された前記支持部が被測定物とともに回転するため，被測定物の下面側の表面を測定する場合，変位計と前記支持部が干渉し，その結果，被測定物の下面側を測定できないという問題点があった。このため，被測定物の上面及び下面の両面の平坦度を同時に測定することはできなかった。さらに，前記基準板の下面はそれを支持する支持部との磨耗が生じ，長期間に渡って高精度な仕上げ面を維持することが困難であるという問題点もあった。また，一般にエアスピンドルは高価であり，これを用いると高コストとなるという問題点もあった。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，変位計による１次元の走査をより多くの方向から行って被測定物表面の正確な平坦度を測定する際に，被測定物の支持部と干渉することなく被測定物の下面の平坦度を測定できるとともに，測定精度の維持のために特別な手間を要せず，しかも低コストで測定できる平坦度測定方法を提供することにある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
上記目的を達成するために本発明は，板状の被測定物の下面における複数の被支持点のうちの一部である３つの支持点で順次支持し，その支持ごとに変位計による直線方向の走査を行うことにより，前記被測定物の測定表面における複数の異なる直線状の走査線に沿って前記被測定物の表面高さの分布を測定し，該測定により得た測定値に基づいて前記被測定物の表面の平坦度を測定する平坦度測定方法であって，前記３つの支持点のうち所定の２つの支持点を，前記測定表面に略垂直な方向から見て前記変位計の走査方向に対して平行な直線上に配置した状態で，前記測定表面に略垂直な方向から見て前記変位計が走査する直線上の所定の原点の位置を回転中心として前記被測定物を順次回転させつつ，前記走査線それぞれが，前記測定表面に略垂直な方向から見て，他の前記走査線についての前記走査の際に前記所定の２つの支持点のいずれかにより支持される２つの前記被支持点の位置を通るように，前記被測定物を前記３つの支持点に対して異なる３以上の向きで順次支持させ，該異なる３以上の向きそれぞれについて，前記変位計による前記測定を行う測定手順と，前記各被支持点における前記被測定物の傾きの影響を受けない真の表面高さと，前記被支持点それぞれについて，前記測定手順により得られた前記測定値に基づいて，前記所定の２つの支持点での支持によって生じる前記異なる３以上の向きそれぞれにおける前記被測定物の傾きのうちの２方向の傾きを固定した条件下で，前記被測定物の傾きの影響を受けない真の表面高さを算出する真の表面高さ算出手順と，を有してなることを特徴とする平坦度測定方法である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
なお，前記測定手順によれば，全ての前記走査線が，前記被測定物の測定表面に略垂直な方向から見て前記回転中心の位置を通る。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
さらに，前記回転中心の位置をＯとし，前記所定の２つの支持点をＡ及びＢとしたときに，線分ＯＡ及びＯＢの長さが等しく，かつ前記変位計による前記走査の方向と直線ＯＡ及びＯＢとのなす角度が，各々所定の回転方向に（１８０／Ｎ）°及び（１８０−１８０／Ｎ）°（Ｎ＝３以上の整数）となる位置に前記支持点Ａ，Ｂを配置し，前記各走査線が，前記被測定物の測定表面に略垂直な方向から見て前記回転中心の位置Ｏを中心に（１８０／Ｎ）°分ずつ回転させたＮ本の線となるようにすることも考えられる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明によれば，変位計による１次元の走査をより多くの方向から行って被測定物表面の正確な平坦度を求めることができる。（即ち,後述するステップＳ６及びＳ７の処理として説明するように，Ｎ本（Ｎ≧３）の走査線についての測定値から真の表面高さのデータを算出でき,その真の表面高さのデータから正確な平坦度を求めることができる。）また，被測定物の下面の測定も可能となる。さらに測定精度の維持のために，高精度の加工面を維持する等の特別な手間も必要でない上，特に高価な装置を必要としないため低コストで平坦度を測定できる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
次に，前記要補正変位量ｋ１〜ｋ４を求めれば，前記真の表面高さが求まるが，式１を式２に代入しても，未知数（ｋ１〜ｋ４，Δ）が５つで式が４つとなり，解は求まらない。
これを解決するには，ウェハ１の真の傾き（前記真の表面高さ＝前記相対測定値となるときのウェハ１の傾き）を固定した上で解を求めることが考えられる。ウェハ１のソリを評価する際は，そのウェハ１自身の測定値から特定される平面（測定値のうちの特定の３点で決定される平面，或いは最小二乗面等）からの変位量で評価される，即ち，測定値全体の相対評価によって評価されることから，ウェハ１の前記真の傾きを固定することは何ら問題ない。
その方法としては，例えば，ｗ１＝ｗ５，或いはｋ１＝ａ（定数）等することにより，ウェハ１の前記真の傾きのうち１方向の傾きを固定し，未知数を４つ，式を４つとして未知数ｋ２，ｋ４，Δを求めることが考えられる。また，例えば，ｗ１＝ｗ５かつｗ３＝ｗ７等とするか，ｋ１＝ｋ３＝ａ（定数）等として，ウェハ１の前記真の傾きを直交する２方向について固定（即ち，ウェハ１の前記真の傾き全体を固定）し，３変数１次方程式を求める一般的な最小二乗法により残りの未知数を求めることも考えられる。
また，例えば，前記支持点Ａ，Ｂの高さの差２Δを予め測定しておき，これにより未知数ｋ１〜ｋ４を求めてもよい。
ここでは，ｋ１＝ｋ３＝０とし，前記走査線Ｄｉｒ０及びＤｉｒ９０での測定における前記相対測定値を補正せずに，その相対測定値に合うようにｋ２，ｋ４を決定する。即ち，式１を式２に代入し，ｋ１＝ｋ３＝０とすることにより，次の式３が得られる。
【数３】
2007286072.tif 000001
式３により，未知数ｋ２，ｋ４，Δが３つで方程式が４つとなり，適当な３つの方程式を選択すれば解を求めることができる。しかし，精度を上げるためには，４つの方程式全てを計算結果に反映することが望ましい。そのため，当該平坦度測定装置Ｕでは，３変数１次方程式を求める一般的な最小二乗法により，未知数ｋ２，ｋ４，Δを求める。
このようにして求めた前記要補正変位量ｋ２及びｋ４により，前記走査線Ｄｉｒ４５，Ｄｉｒ１３５の各走査時のＹ軸方向のウェハ１の前記真の傾きが各々，（−ｋ２／Ｌ），（−ｋ４／Ｌ）と求まるので，これにより，前記走査線Ｄｉｒ４５，Ｄｉｒ１３５の各走査時の前記相対測定値を補正すれば，ウェハ１下面の４方向の真の形状（表面高さ）を表すデータが求まる。このようにして求めた，真の形状を表すデータを用いて，例えばそのうちの特定の３点のデータで決定される平面，或いは最小二乗面等（基準平面）からの変位量を求め，該変位量によりウェハ１下面（測定平面）の平坦度（ソリ）が評価できる。