(57)【要約】【課題】半導体ウェーハなどの円盤状の測定対象物の端面の形状をその投影像に基づいて測定する場合に，その端面に付着した異物の影響を除去して正しい形状測定を行うことができること。【解決手段】カメラによる撮像画像に対する画像処理によって前記測定部の輪郭位置の分布情報（元の輪郭形状情報）を導出し（Ｓ４），その輪郭形状情報に対する近似曲線を算出し（Ｓ５），前記元の輪郭形状情報の中から，前記に対する残差が予め定められた許容範囲内であるものを真の輪郭形状情報として抽出する（Ｓ６）。【選択図】図５
2009168634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円盤状の測定対象物における面取り加工された端部を含む測定部に対し前記測定対象物の表裏各面に平行な方向から光が投光されているときに，その投光方向に対向する方向から撮像手段により撮像し，その撮像により得られた前記測定部の投影画像に基づいて前記測定部の輪郭形状の情報を導出する形状測定方法であって，
所定のプロセッサにより，
前記撮像手段による撮像画像に対する画像処理によって前記測定部の輪郭位置の分布情報を導出する画像処理手順と，
前記画像処理手順により得られた前記輪郭位置の分布情報に対する近似曲線を算出する近似曲線算出手順と，
前記画像処理手順により得られた前記輪郭位置の分布情報の中から前記近似曲線算出手順により算出された近似曲線に対する残差が予め定められた許容範囲内であるものを前記測定部の真の輪郭位置の分布情報として抽出する真の輪郭情報抽出手順と，
を実行してなることを特徴とする形状測定方法。
【請求項２】
前記近似曲線算出手順が，２以上の整数をＮとした場合のN次式，円弧もしくは楕円弧の式，前記Ｎ次式と円弧もしくは楕円弧の式との組合せ，前記Ｎ次式と１次式との組合せ，円弧もしくは楕円弧の式と１次式との組合せ，又は前記Ｎ次式と円弧もしくは楕円弧の式と１次式との組合せ，のいずれかによって表される曲線の式による最小自乗近似によって近似曲線を算出する手順である請求項１に記載の形状測定方法。
【請求項３】
円盤状の測定対象物における面取り加工された端部を含む測定部に対し前記測定対象物の表裏各面に平行な方向から光を投光する投光手段と，
前記投光手段による投光方向に対向する方向から前記測定部の投影像を撮像する撮像手段と，
前記撮像手段による撮像画像に対する画像処理によって前記測定部の輪郭位置の分布情報を導出する画像処理手段と，
前記画像処理手段により得られた前記輪郭位置の分布情報に対する近似曲線を算出する近似曲線算出手段と，
前記画像処理手段により得られた前記輪郭位置の分布情報の中から前記近似曲線算出手段により算出された近似曲線に対する残差が予め定められた許容範囲内であるものを前記測定部の真の輪郭位置の分布情報として抽出する真の輪郭情報抽出手段と，
を具備してなることを特徴とする形状測定装置。
【請求項４】
前記近似曲線算出手段が，２以上の整数をＮとした場合のN次式，円弧もしくは楕円弧の式，前記Ｎ次式と円弧もしくは楕円弧の式との組合せ，前記Ｎ次式と１次式との組合せ，円弧もしくは楕円弧の式と１次式との組合せ，又は前記Ｎ次式と円弧もしくは楕円弧の式と１次式との組合せ，のいずれかによって表される曲線の式による最小自乗近似によって近似曲線を算出してなる請求項３に記載の形状測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，円盤状の測定対象物（主として半導体ウェーハ，その他，ハードディスク用のアルミサブトレート，ガラスサブストレートなど）の面取り加工された端部の形状をその投影像に基づいて測定する形状測定方法及び形状測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェーハ（以下，ウェーハという）の製造時や，ウェーハを用いたデバイス製造時において，ウェーハの端部（縁部）が，他の部品やウェーハ保持部材と接触することによって傷ついたり，欠けたりする場合がある。さらに，その傷や欠けが原因で，ウェーハが割れることもある。このウェーハの端部における傷や欠けの生じやすさは，ウェーハの端面（いわゆるエッジプロファイル部）の形状と関係があると考えられている。このため，ウェーハに代表される円盤状の測定対象物のエッジプロファイルを正しく測定することは重要である。なお，ここでいう端面の形状は，ウェーハの厚み方向（一次元方向）のプロファイル，即ち，厚み方向断面の形状であり，以下，エッジプロファイルという。
エッジプロファイルの測定方法の代表例は，半導体製造装置／材料に関する業界団体（Semiconductor Equipment and Materials International：以下，SEMI）が定める標準規格であるSemi Standardにおいて規定された非破壊検査法（SEMI-MF-928-0305規格  Method B）である。この非破壊検査法は，円盤状のウェーハの面取り加工された端部に対し，そのウェーハの表裏各面にほぼ平行な方向から光を投光するとともに，その投光方向に対向する方向からカメラによってウェーハの端面の投影像を撮像し，その投影像に基づいてウェーハの端面の形状を測定する方法（以下，光投影測定法と称する）である。この光投影測定法により得られる投影像の輪郭は，ウェーハの端面の断面形状（厚み方向に切断した断面の形状）を表す。
前記光投影測定法は，例えば，特許文献１においてウェーハの断面形状を検出する形状検出器による形状検出法として示されている。また，特許文献２には，前記光投影測定法において，投影像における輪郭のボケや回析縞の発生を防止するための光学系が提案されている。
図３（ａ）は，前記光投影測定法によりウェーハ１の端面を撮像して得られる投影像（黒い影の部分）の一例を表す図である。
【０００３】
また，エッジプロファイルの測定は，端面形状が予め定められた設計形状に対して許容範囲に収まっているか否か（適否）を評価することが主たる目的である。このため，エッジプロファイルの測定においては，通常，ウェーハ端面の投影像について，予め定められた画像処理を実行することによって端面形状の指標値を算出し，算出した指標値が許容範囲に収まっているか否かによってその適否が判別される。前記指標値は，例えば，ウェーハの端面の面取り幅ｋ，面取り角度θ及び面取り半径ｒｍ（先端Ｒなどとも呼ばれる）等である。
図４は，ウェーハのエッジプロファイルの指標値の一例を説明するための図である。図４に示すように，前記面取り幅ｋは，投影像における，ウェーハの表裏の面（相互にほぼ平行な面）と端部の面取り部Ｅ（端面）との境界位置Ｑ１（又はＱ２）から，面取り部分（端面）の頂点までの幅（表裏の面に平行な方向（ウェーハ１の半径方向）の長さ）である。また，前記面取り角度θは，投影像における，ウェーハ１の表裏の面の延長線と，前記境界位置Ｑ１（又はＱ２）付近の面取り部Ｅ（端面）の表面に対する接線とがなす角度である。また，前記面取り半径ｒｍは，面取り部Ｅ（端面）を円弧で近似したときのその円弧の半径である。
【特許文献１】特開平７−２１８２２８号公報
【特許文献２】特開２００６−１４５４８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで，ウェーハ（半導体ウェーハ）等の精密部品である測定対象物の測定現場は，通常，クリーンな環境が維持されるが，まれに，測定対象物に埃等の異物が付着する状態が生じる。そして，前記光投影測定法においてウェーハ（測定対象物）の測定部位（端面）に埃などの異物が付着していると，その付着物の位置によっては，ウェーハ端部の投影像に，その付着物の投影像が突出部として映る場合がある。図３（ｂ）は，前記光投影測定法によりウェーハ１の端面を撮像して得られる投影像（黒い影の部分）に付着物（異物）の投影像が映っている様子を模式的に表した図である。なお，図３（ｂ）における付着物の投影像の大きさは，必ずしも実際のウェーハ１における付着物の大きさを表すものではない。
図３（ｂ）に示すように，前記光投影測定法により得られた投影像に埃等の付着物の像が映っていると，測定対象物の端面形状（その指標値）が正確に測定されず，本来は適合品であると判別されるべきウェーハが不適合品であると誤判別されるという問題点があった。
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，半導体ウェーハなどの円盤状の測定対象物の端面の形状をその投影像に基づいて測定する場合に，その端面に付着した異物の影響を除去して正しい形状測定を行うことができる形状測定方法及び形状測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために本発明に係る形状測定方法は，例えば半導体ウェーハ等の円盤状の測定対象物における面取り加工された端部を含む測定部に対し，その測定対象物の表裏各面に平行な方向から投光手段によって光を投光するとともに，その投光方向に対向する方向から撮像手段によって前記測定対象物の端面の投影像を撮像し，その投影像に基づいて前記測定対象物の端面の形状を測定する方法であり，所定のプロセッサにより，次の（１−１）〜（１−３）に示す各手順を実行する方法である。
（１−１）前記撮像手段による撮像画像に対する画像処理によって前記測定部の輪郭位置の分布情報を導出する画像処理手順。
（１−２）前記画像処理手順により得られた前記輪郭位置の分布情報に対する近似曲線を算出する近似曲線算出手順。
（１−３）前記画像処理手順により得られた前記輪郭位置の分布情報の中から前記近似曲線算出手順により算出された近似曲線に対する残差が予め定められた許容範囲内であるものを前記測定部の真の輪郭位置の分布情報として抽出する真の輪郭情報抽出手順。
例えば，前記近似曲線算出手順が，２以上の整数をＮとした場合のN次式，円弧もしくは楕円弧の式，前記Ｎ次式と円弧もしくは楕円弧の式との組合せ，前記Ｎ次式と１次式との組合せ，円弧もしくは楕円弧の式と１次式との組合せ，又は前記Ｎ次式と円弧もしくは楕円弧の式と１次式との組合せ，のいずれかによって表される曲線の式による最小自乗近似によって近似曲線を算出する手順であることが考えられる。
なお，前記真の輪郭情報抽出手順は，前記画像処理手順により得られた前記輪郭位置の分布情報の中から，前記近似曲線算出手順により算出された近似曲線に対する残差が予め定められた許容範囲を超えるものを除去する手順であるともいえる。
【０００６】
一般に，ウェーハ等の測定対象物の端部は，Ｎ次式（２≦Ｎ）や円弧の式等の曲線の式によって近似できる比較的滑らかな曲線形状を目標形状として面取り加工されている。そのため，測定対象物の端部に異物が付着していなければ，前記撮像手段による撮像画像に対する画像処理により得られる前記測定部の輪郭位置の分布情報（輪郭位置を表す座標の集合）は，前記目標形状に応じた曲線の式によって高い精度で（小さな残差で）近似できる。
また，ウェーハ（半導体ウェーハ）等の精密部品である測定対象物の測定現場は，通常，クリーンな環境が維持されるため，万一，その測定対象物の端部に異物が付着しても，その付着箇所は測定対象物の端部のごく一部である。
従って，前記測定部の投影像の画像に対する画像処理によって得られる輪郭位置の分布情報（輪郭形状の情報）について，前記目標形状に応じた曲線の式による近似曲線を算出すれば，異物の投影像の部分の輪郭位置の情報のみが，前記近似曲線に対する残差が大きくなる。そのため，前記真の輪郭情報抽出手順により，異物の付着部分の輪郭位置の情報が除去された前記測定部の真の輪郭位置の分布情報を抽出することができる。
【０００７】
また，本発明は，以上に示した本発明に係る形状測定方法を実行する形状測定装置として捉えることもできる。
即ち，本発明に係る形状測定装置は，次の（２−１）〜（２−５）に示す各構成要素を備えることを特徴とする。
（２−１）円盤状の測定対象物における面取り加工された端部を含む測定部に対し前記測定対象物の表裏各面に平行な方向から光を投光する投光手段。
（２−２）前記投光手段による投光方向に対向する方向から前記測定部の投影像を撮像する撮像手段。
（２−３）前記撮像手段による撮像画像に対する画像処理によって前記測定部の輪郭位置の分布情報を導出する画像処理手段。
（２−４）前記画像処理手段により得られた前記輪郭位置の分布情報に対する近似曲線を算出する近似曲線算出手段。
（２−５）前記画像処理手段により得られた前記輪郭位置の分布情報の中から前記近似曲線算出手段により算出された近似曲線に対する残差が予め定められた許容範囲内であるものを前記測定部の真の輪郭位置の分布情報として抽出する真の輪郭情報抽出手段。
本発明に係る形状測定装置も，前述した本発明に係る形状測定方法と同様の作用効果を奏する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば，半導体ウェーハなどの円盤状の測定対象物の端面の輪郭形状をその投影像に基づいて測定する場合に，異物の付着部分の輪郭位置の情報が除去された真の輪郭位置の分布情報を抽出することができる。その結果，端面に付着した異物の影響を除去して正しい形状測定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施形態に係る形状測定装置Ｗの概略平面図，図２は形状測定装置Ｗの概略側面図，図３は半導体ウェーハの端面の投影像の一例を表す図，図４は半導体ウェーハのエッジプロファイル（端面形状）の指標値の一例を説明するための図，図５は形状測定装置Ｗにより実行される形状測定処理の手順を表すフローチャート，図６は形状測定装置Ｗにより得られた輪郭位置の分布情報及びその近似曲線の一例を表す図，図７は半導体ウェーハの端部形状が複数の式の組合せによって表される曲線の式により近似される場合の近似曲線を模式的に表した図である。
【００１０】
本発明に係る形状測定装置Ｗは，円盤状の測定対象物であるウェーハ１（半導体ウェーハ）の面取り加工された端部に対し，そのウェーハ１の表裏各面に平行な方向から投光部によって光を投光するとともに，その投光方向に対向する方向からカメラ７ａによってウェーハ１の端部（面取り加工された部分）を含む所定の範囲（以下，測定部という）の投影像を撮像し，その投影像に基づいてウェーハ１の端部の形状（輪郭位置の分布）や厚みを測定する装置である。
ウェーハ１は，例えば，半径１５０［ｍｍ］程度，厚み０．８［ｍｍ］程度の半導体からなり，その外周端（周面）部分が面取り加工されている。
以下，図１に示す平面図及び図２に示す側面図を参照しつつ，形状測定装置Ｗの構成について説明する。なお，図２において，図１に示す構成要素のうちの一部が省略されている。
図１及び図２に示すように，形状測定装置Ｗは，投光用の光学系（投光手段の一例）である投光部として点光源２と，その点光源２の光を平行光とするコリメータレンズ３と，マスク部８とを備えている。
前記点光源２は，例えば白色ＬＥＤの光を３００μｍ〜４００μｍ程度の直径のピンホールを通じて出射する光源等である。この点光源２の光の出射部（ピンホール）は，コリメータレンズ３の焦点位置に配置されている。
前記コリメータレンズ３は，前記点光源２の出射光を通過させつつ，ウェーハ１の前記測定部に向かう方向であって，その測定部おける表裏両面に平行な方向（投光方向）においてコリメート（平行光化）するレンズである。
前記マスク部８は，開口部８ｏが形成された板状の部材であり，その開口部８ｏの外側の範囲の光束の通過を制限することにより，前記コリメータレンズ３からウェーハ１側へ向かう光束のうち，前記投光方向Ｒ１から見た前記カメラ７ａの撮像範囲の外側の範囲の光の通過を遮断する。このマスク部８により，前記コリメータレンズ３からウェーハ１に至る過程において，ウェーハ１の投影像の範囲から比較的大きく外れた位置での光の通過が遮断されるので，ウェーハ１に投光される光束に非平行光成分が極力含まれないようにできる。なお，図１及び図２には，２つのマスク部８が設けられた例を示しているが，前記マスク部８が１つ或いは３つ以上設けられた実施例や，前記マスク部８が設けられない実施例も考えられる。
前記マスク部８（ウェーハ１に最も近いもの）と前記第１のレンズ４との間隔（距離）は，例えば２００［ｍｍ］程度に設定され，ウェーハ１の縁部は，それらの間の光束（平行光）の光路中に配置されている。
そして，前記マスク部８を通過後の平行光の光束Ｌpは，ウェーハ１の表裏各面に平行な方向Ｒ１からウェーハ１の端部を含む測定部（縁部）に対して投光される。
【００１１】
さらに，形状測定装置Ｗは，ウェーハ１に対する投光方向Ｒ１に対向する方向Ｒ２からウェーハ１の端面を含む測定部（縁部）の投影像を撮像するカメラ７ａ（撮像手段に相当）として，第１のレンズ４と，絞り５と，第２のレンズ６と，イメージセンサ７（ＣＣＤ等）とを備えている。
前記第１のレンズ４，前記絞り５及び前記第２のレンズ６は，テレセントリックレンズを構成し，それを通過した光がイメージセンサ７に入力されることにより，イメージセンサ７によってウェーハ１の測定部（端部）の投影像が撮像される。
このように，形状測定装置Ｗは，平行光をウェーハ１に投光することにより，ウェーハ１が，その平行光の光軸方向（投光方向Ｒ１）の奥行き長さが長いものであっても，イメージセンサ７において，輪郭のボケの程度が比較的小さい投影像を得ることができる。また，干渉性の強い単波長光ではなく，多波長成分を有する白色ＬＥＤを用いた点光源２を採用することにより，ウェーハ１が，投光方向Ｒ１の奥行き長さが長いものであっても，イメージセンサ７において投影像の輪郭の近傍に発生する回折縞が少ない良好な撮像画像を得ることができる。
【００１２】
形状測定装置Ｗは，さらに，中央吸着支持機構９と，画像処理装置１０と，制御装置１１とを備えている。
前記画像処理装置１０は，イメージセンサ７による撮像画像（ウェーハ１の投影像を含む画像）に基づく画像処理を実行する演算装置であり，例えば，予めその記憶部に記憶された所定のプログラムを実行するプロセッサを備えたＤＳＰ（Digital Signal Processor）やパーソナルコンピュータ等である。この画像処理装置１０は，イメージセンサ７による撮像画像（投影像）について予め定められた画像処理を実行することにより，ウェーハ１の端面形状の指標値を算出する。なお，前記画像処理装置１０は，制御装置１１からの制御指令に従って，イメージセンサ７による撮像画像（画像データ）の入力，及びその撮像画像に基づく画像処理を実行する。
また，前記中央吸着支持機構９は，円盤状のウェーハ１をその一方の面（例えば，下面）の中央部を真空吸着することにより支持する。さらに，前記中央吸着支持機構９は，ウェーハ１をその中央部（中心点Ｏw）を回転軸としてその周方向に回転駆動及び停止させることにより，ウェーハ１の周方向におけるいずれの位置の端部を前記測定部として光束の光路中に位置させるかを調節する装置でもある。前記中央吸着支持機構９は，ウェーハ１の支持角度（回転角度）を検出する角度検出センサとして不図示の回転エンコーダを備え，その検出角度に基づいてウェーハ１の支持位置（支持角度）の位置決めを行う。なお，前記中央吸着支持機構９は，制御装置１１からの制御指令に従って，ウェーハ１の支持位置の位置決めを行う。
制御装置１１は，ＣＰＵ及びその周辺装置を備えた計算機であり，そのＣＰＵが，予めその記憶部に記憶された制御プログラムを実行することにより，前記画像処理装置１０及び前記中央吸着支持機構９を制御する（制御指令を出力する）装置である。
【００１３】
次に，図５に示すフローチャートを参照しつつ，形状測定装置Ｗによる形状測定処理（形状測定方法）の手順について説明する。
以下に示す形状測定処理では，ウェーハ１の端部（縁部）であって，前記中心点Ｏwを中心とした中心角が４５度ずつずれた８箇所の位置のうちのノッチ等が測定位置となる場合を除く７箇所の測定部（１番目〜７番目の測定部）について形状測定が行われる例について説明する。また，ｉ番目の測定部（ｉ＝１〜７）が投影像の撮像位置に位置するときの前記中央吸着支持機構９の回転軸の角度を，ｉ番目の支持角ψ(ｉ)と称する。なお，以下に示すＳ１，Ｓ２，…は，処理手順（ステップ）の識別符号を表す。また，以下に示す前記画像処理装置１０の処理や前記中央吸着支持機構９の動作は，前記制御装置１１の制御指令に従って実行される。また，前記画像処理装置１０や前記制御装置１１が実行する処理は，それらが備えるプロセッサが所定のプログラムを実行することによって実現される。
【００１４】
まず，前記制御装置１１が，所定のカウンタ変数ｉの初期化（ｉ＝１）等の初期設定処理を実行する（Ｓ１）。このとき，前記点光源２が点灯され，ウェーハ１に対する投光が開始される。
さらに，前記中央吸着支持機構９が，ウェーハ１を，ｉ番目支持角度ψ(ｉ)となる支持位置で支持する（Ｓ２）。これにより，ｉ番目の測定部が撮像位置に位置決めされる。
続いて，ウェーハ１がｉ番目の基準支持角度ψ(ｉ)の位置で支持された状態において，ウェーハ１におけるｉ番目の測定部の投影像が，イメージセンサ７により撮像される（Ｓ３）。さらに，前記画像処理装置１０が，その撮像画像（画像データ）を取り込んで所定の記憶部（前記画像処理装置１０が備えるメモリ等）に記憶させる（Ｓ３）。なお，このステップＳ７において得られる撮像画像の一例を模式的に表した図が図３である。
【００１５】
続いて，前記画像処理装置１０が，ステップＳ３で取り込んだ撮像画像（ウェーハ１端部の投影像の画像）に基づいて予め定められた画像処理を実行することにより，ｉ番目の測定部の輪郭位置の分布情報，即ち，ウェーハ１の投影像の部分である暗部（影部）とそれ以外の明部との境界位置の情報（以下，元の輪郭形状情報という）を導出（算出）する（Ｓ４）。さらに，前記画像処理装置１０は，導出した前記元の輪郭形状情報を所定の記憶部（前記制御装置１１が備えるメモリ等）に記憶させる（Ｓ４）。
例えば，前記画像処理装置１０は，投影像の画像のＸ軸方向（ウェーハ１の厚み方向に直交する方向）の各位置について，Ｙ軸方向（ウェーハ１の厚み方向）の輝度変化率が正の最大値及び負の最小値となる位置（座標）を検出し，その検出位置（座標）の集合を前記元の輪郭形状情報とする。
さらに，前記画像処理装置１０は，ステップＳ４の処理により得られた前記元の輪郭形状情報に対する近似曲線を算出し，算出結果を所定の記憶部（前記画像処理装置１０が備えるメモリ等）に記憶させる（Ｓ５）。
例えば，前記画像処理装置１０は，N次式（Ｎは２以上の整数）等によって表される曲線の式による最小自乗近似によって近似曲線を算出する。
【００１６】
図６（ａ），（ｂ）は，ステップＳ４において得られた前記元の輪郭形状情報（輪郭位置の分布情報）とステップＳ５において得られた近似曲線との一例がＸ−Ｙ座標系において表された図である。なお，図６において，前記元の輪郭形状情報は菱形の描画点により表記されている。また，図６に示される近似曲線は，前記元の輪郭形状情報が４次式による最小自乗近似によって算出された近似曲線である。
一般に，ウェーハ等の測定対象物の端部は，Ｎ次式（２≦Ｎ）や円弧の式等の曲線の式によって近似できる比較的滑らかな曲線形状を目標形状として面取り加工されている。そのため，前記カメラ７ａによる撮像画像に対する画像処理により得られる前記元の輪郭形状情報において，前記測定部における異物が付着していない部分については，曲線の式によって高い精度で（小さな残差で）近似できる。
一方，前記元の輪郭形状情報において，前記測定部における異物が付着している部分については，図６において波線の円で囲まれた部分のように，ステップＳ５の処理により得られた前記近似曲線に対する残差が大きくなる。
【００１７】
そこで，前記画像処理装置１０は，ステップＳ４の処理により得られた前記元の輪郭形状情報の中から，ステップＳ５の処理により算出された近似曲線に対する残差が予め定められた許容範囲内であるもののみを，異物の付着部分の輪郭位置の情報が除去された前記測定部の真の輪郭形状情報（真の輪郭位置の分布情報）として抽出し，抽出した情報を所定の記憶部に記憶させる（Ｓ６）。
例えば，前記画像処理装置１０は，前記元の輪郭形状情報の中から，前記近似曲線に対する残差（距離）が３[μｍ]以内であるものを前記真の輪郭形状情報として抽出する。
なお，このステップＳ６の処理は，ステップＳ４の処理により得られた前記元の輪郭形状情報の中から，ステップＳ５の処理により算出された近似曲線に対する残差が予め定められた許容範囲を超えるもの（図６において波線の円で囲まれたデータ）を除去する処理であるともいえる。
次に，前記制御装置１１は，ステップＳ７の処理により得られた前記真の輪郭形状情報に基づいて，ウェーハ１の端面形状の指標値を算出し，算出結果を所定の記憶部に記憶させる（Ｓ７）。このようにして得られる端面形状の指標値は，その端面に付着した異物の影響のない測定値となる。
ここで，前記指標値としては，ウェーハ１の端面の面取り幅ｋ及び面取り半径ｒｍのうちのいずれかが考えられる。これら各指標値の内容は，図４に基づいて既に説明した通りである。
【００１８】
次に，前記制御装置１１は，前記カウンタ変数ｉをカウントアップ（ｉ＝ｉ＋１）し（Ｓ８），その数値が設定値Ｍ（ここでは，Ｍ＝７）を超えているか否かを判別することによって全ての前記測定部についての測定（Ｓ２〜Ｓ７）が完了したか否かを判別する（Ｓ９）。
そして，形状測定装置Ｗは，全ての前記測定部についてステップＳ２〜Ｓ７の処理を実行した後，形状測定処理を終了させる。
以上に示したように，形状測定装置Ｗによれば，ウェーハ１の端面に付着した異物の影響を除去して正しい形状測定を行うことができる。
【００１９】
以上に示した実施形態では，前記画像処理装置１０が，N次式（Ｎ≧２：例えば，Ｎ＝４）によって表される曲線の式による最小自乗近似によって近似曲線を算出する例について示した。
その他，前記画像処理装置１０が，ステップＳ５（近似曲線算出手順）において，円弧もしくは楕円弧の式，Ｎ次式と円弧もしくは楕円弧の式との組合せ，Ｎ次式と１次式との組合せ，円弧もしくは楕円弧の式と１次式との組合せ，又はＮ次式と円弧もしくは楕円弧の式と１次式との組合せ，のいずれかによって表される曲線の式による最小自乗近似によって近似曲線を算出することも考えられる。
図７は，ウェーハ１の端部形状が複数の式（４次式，１次式及び円弧の式）の組合せ（繋ぎ合わせ）によって表される曲線の式により近似される場合の近似曲線Ｌｗを模式的に表した図である。即ち，図７に示す近似曲線Ｌｗは，ウェーハ１の厚み方向に直交する方向における最端部の位置ｘ0からウェーハ１の中心方向へ所定距離離れた位置ｘ1までの範囲については４次式により近似され，位置ｘ1からウェーハ１の中心方向へさらに所定距離離れた位置ｘ2までの範囲については１次式（直線）により近似され，位置ｘ2からウェーハ１の中心方向へさらに所定距離離れた位置ｘ3までの範囲については円弧の式により近似され，位置ｘ3からウェーハ１の中心方向へさらに所定距離離れた位置ｘ4までの範囲については１次式（直線）により近似される。なお，近似曲線Ｌｗをどのような曲線の式によって近似するかは，測定対象物の端部の面取り加工の際の目標形状に応じて予め設定される。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明は，主として半導体ウェーハ，その他，ハードディスク用のアルミサブストレートやガラスサブストレート等の円盤状の測定対象物の端面の形状測定への利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る形状測定装置Ｗの概略平面図。
【図２】形状測定装置Ｗの概略側面図。
【図３】半導体ウェーハの端面の投影像の一例を表す図。
【図４】半導体ウェーハのエッジプロファイル（端面形状）の指標値の一例を説明するための図。
【図５】形状測定装置Ｗにより実行される形状測定処理の手順を表すフローチャート。
【図６】形状測定装置Ｗにより得られた輪郭位置の分布情報及びその近似曲線の一例を表す図。
【図７】半導体ウェーハの端部形状が複数の式の組合せによって表される曲線の式により近似される場合の近似曲線を模式的に表した図。
【符号の説明】
【００２２】
Ｗ  ：形状測定装置
１  ：ウェーハ
２  ：点光源
３  ：コリメータレンズ
４  ：第１のレンズ
５  ：絞り
６  ：第２のレンズ
７  ：イメージセンサ
７ａ：カメラ
８  ：マスク部
９  ：中央吸着支持機構
１０：画像処理装置
１１：制御装置
Ｓ１，Ｓ２，…：処理手順（ステップ）
【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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