表面形状測定装置
【課題】 本発明は、被被測定部材の厚さ、うねり、及びナノトポグラフィを測定する表面形状測定装置に関し、ガイドバーのガイド面に案内されて移動するスライダの横振れを小さくして、１つの装置で被測定部材の厚さ、うねり、ナノトポグラフィを精度良く測定することを課題とする。
【解決手段】 ワーク保持器９０が配設されたスライダ６１を複数の流体静圧パッド６２，６３によりガイドバー５１に対して移動可能に支持し、ワイヤ１１８を介して駆動モータ１０４の動力をスライダ６１に伝達させて、スライダ６１をＸ，Ｘ方向に移動させてワーク２９の面２９Ａ，２９Ｂの表面形状の測定を行う。
【解決手段】 ワーク保持器９０が配設されたスライダ６１を複数の流体静圧パッド６２，６３によりガイドバー５１に対して移動可能に支持し、ワイヤ１１８を介して駆動モータ１０４の動力をスライダ６１に伝達させて、スライダ６１をＸ，Ｘ方向に移動させてワーク２９の面２９Ａ，２９Ｂの表面形状の測定を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面形状測定装置に係り、特に被測定部材の厚さ、うねり、及びナノトポグラフィを測定する表面形状測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多層配線構造を有した半導体デバイスを形成する際のワーク（被測定部材）には、スライス工程、ラップ工程、研削工程、研磨工程（ワークの両面を鏡面状態に加工する工程）等を経て、鏡面状態とされたものが用いられる。このような鏡面状態とされたワークの表面には、ワークの加工時（例えば、研削加工時）に生じた、うねり、粗さ及びナノトポグラフィに対応した成分が存在する。
【０００３】
ナノトポグラフィとは、半導体シリコンウエハのようなワークの表面にできた凹凸である。その空間波長はおおよそ０．２〜２０ｍｍであり、波頂と波底との高さの差は１〜数百ｎｍである。うねりとは、ナノトポグラフィよりも空間波長が長い成分であり、その空間波長は２ｍｍ以上である。粗さとは、ナノトポグラフィよりも空間波長が短い成分であり、その空間波長は１ｍｍ以下である。
【０００４】
半導体デバイスを製造する際、ワークにナノトポグラフィが存在すると、微細な凹凸を平坦化するＣＭＰ工程において、層間絶縁膜の膜厚むら等が発生して半導体デバイスの歩留まりが低下する。そのため、ワークを研削する際には、研削工程において、ワークの表面に生じたナノトポグラフィがＣＭＰ工程後のワークの表面形状にどのような影響を及ぼすかを把握し、研削加工時にナノトポグラフィが発生しないように対処することは重要である。なお、研削工程には、例えば、カップ型砥石の研削動作面がワークの中心を通過するようにワークを研削加工する両頭研削装置を用いられる。また、このような研削装置で研削加工されたワークは、所定の形状に加工されたか否かの判断を行うために、測定装置により厚さやうねりが測定されていた。
【０００５】
研削加工後のワークのナノトポグラフィを測定できる表面形状測定装置としては、固定体に固定されたワークに対して、測定器が取り付けられたスライダをガイドバーのガイド面に沿ってリニアモータで駆動させたり（例えば、特許文献１参照）、固定体に固定された測定器に対して、ワークが保持されたスライダをガイドバーのガイド面に沿ってリニアモータで駆動させたりしていた。また、リニアモータを用いた駆動方式の代わりに、ボールネジを用いた駆動方式のものがある。
【特許文献１】特開平１１−３５１８５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、駆動方式にリニアモータを用いた表面形状測定装置では、磁場の影響によりガイドバーの長手方向（スライダの移動方向）以外の方向に不正力（スライダの横振れ等）が生じ、ナノトポグラフィを精度良く測定することが困難であるという問題があった。また、ボールネジを用いた駆動方式の場合には、ボールネジに設けられたベアリングの形状ばらつきにより、ボールネジが回転する毎にうねりが発生し、このうねりの影響により、ナノトポグラフィを精度良く測定することが困難であるという問題があった。
【０００７】
さらに、スライダを案内するガイドバーのガイド面には、ガイドバーの加工精度に起因する微細な凹凸やうねりが存在する。そのため、スライダがガイドバーのうねりに沿って移動するため、測定したワークの表面形状データにスライダのうねり（スライダ形状データ）が反映されて、ナノトポグラフィを精度良く測定することが困難であるという問題があった。
【０００８】
また、従来、ワークの厚さ、うねり及びナノトポグラフィを測定する際には、ワークの厚さ及びうねりを測定する測定装置と、ナノトポグラフィを測定する表面形状測定装置との２台の測定装置が必要であり、装置コストを要するという問題があった。
【０００９】
そこで本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、ガイドバーのガイド面に案内されて移動するスライダの横振れを小さくして、１つの装置で被測定部材の厚さ、うねり、ナノトポグラフィを精度良く測定することのできる表面形状測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項１記載の発明では、被測定部材を保持する被測定部材保持器、又は前記被測定部材の表面形状を測定する一対のセンサのどちらか一方を備えた移動体と、該移動体を案内するガイドバーと、前記移動体と前記ガイドバーとの間に設けられ、前記移動体を前記ガイドバーに対して移動可能に支持する支持部材と、前記ガイドバーの長手方向に延在すると共に、前記移動体と接続された紐状部材又は帯状部材と、前記紐状部材又は帯状部材を介して、前記移動体を前記ガイドバーの長手方向に移動させる駆動装置とを備えたことを特徴とする表面形状測定装置により、解決できる。
【００１２】
上記発明によれば、支持部材によりガイドバーに対して移動可能に支持された移動体を、紐状部材又は帯状部材を介してガイドバーの長手方向に移動させることで、ガイドバーの形状に沿って移動体が横振れすることを抑制して、一対のセンサにより被測定部材の表面形状を精度良く測定することができる。
【００１３】
請求項２記載の発明では、前記支持部材には、複数の流体静圧パッドを用いることを特徴とする請求項１に記載の表面形状測定装置により、解決できる。
【００１４】
上記発明によれば、複数の流体静圧パッドにより移動体をガイドバーに対して非接触で支持することで、ガイドバーの形状の影響を受けて移動体が横振れすることを抑制して、被測定部材の表面形状を精度良く測定することができる。
【００１５】
請求項３記載の発明では、前記被測定部材保持器は、前記被測定部材を立てた状態で直接支持する３つの支持体を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の表面形状測定装置により、解決できる。
【００１６】
上記発明によれば、３つの支持体により被測定部材を３点支持することにより、被測定部材が反ることなく、安定して支持することができる。これにより、被測定部材の表面形状を精度良く測定することができる。
【００１７】
請求項４記載の発明では、前記３つの支持体には、前記被測定部材の端面を支持する溝を設けたことを特徴とする請求項３に記載の表面形状測定装置により、解決できる。
【００１８】
上記発明によれば、３つの支持体に被測定部材の端面を支持する溝を設けることにより、支持体に設けられた溝で被測定部材をしっかりと挟持させて、被測定部材の表面形状を精度良く測定することができる。
【００１９】
請求項５記載の発明では、前記３つの支持体のうち２つの支持体には、前記ガイドバーの長手方向と直交する方向に対して前記支持体の位置を調整する位置調整機構を設けたことを特徴とする請求項３または４に記載の表面形状測定装置により、解決できる。
【００２０】
上記発明によれば、被測定部材保持器により被測定部材が傾いて支持された際、被測定部材の傾きが小さくなるよう補正して、被測定部材の表面形状を精度良く測定することができる。
【００２１】
請求項６記載の発明では、前記被測定部材保持器は、１つの前記支持体を備えた第１の被測定部材支持ユニットと、２つの前記支持体を備えた第２の被測定部材支持ユニットとを有し、前記第２の被測定部材支持ユニットは、着脱可能な構成とされていることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の表面形状測定装置により、解決できる。
【００２２】
上記発明によれば、第２の被測定部材支持ユニットは、着脱可能な構成とされているため、第２の被測定部材支持ユニットを交換することで、径の異なる被測定部材の測定を行うことができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、ガイドバーのガイド面に案内されて移動するスライダの横振れを小さくして、１つの装置で被測定部材の厚さ、うねり、ナノトポグラフィを精度良く測定することのできる表面形状測定装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
【００２５】
本実施例では、両頭研削装置２０で研削加工した被測定部材であるワーク２９の厚さ、うねり、ナノトポグラフィを本実施例の表面形状測定装置４０で測定する場合を例に挙げて説明する。そこで説明の便宜上、始めに、両頭研削装置２０の構成についての説明し、その後、表面形状測定装置４０の構成及びワーク２９の表面形状の測定方法について説明する。
【００２６】
図１を参照して、両頭研削装置２０について説明する。図１は、両頭研削装置の概略図である。なお、図１において、ワーク２９を挟んで左側と右側とに示した構成部分は同一構成である。したがって、図１の左側の構成部分には符号ａを添記し、同図中の右側の構成部分には符号ｂを添記して、主に左側の構成部分についての説明を行う。また、図１に示したＸ，Ｘ方向は研削主軸２１ａ，２１ｂの移動方向を示しており、Ｙ，Ｙ方向は、研削主軸２１ａ，２１ｂの回転方向（ラジアル方向）を示している。
【００２７】
両頭研削装置２０は、大略すると研削主軸２１ａ，２１ｂと、カップ型砥石２２ａ，２２ｂと、サドル２５ａ，２５ｂと、研削主軸回転移動手段２８ａ，２８ｂと、架台２６と、ワーク保持器（図示せず）とを有した構成とされている。
【００２８】
ワーク２９と対向する側の研削主軸２１ａの端部には、カップ型砥石２２ａが配設されており、反対側の端部には、サドル２５ａが配設されている。カップ型砥石２２ａのワーク２９と接触する部分には、ワーク２９を研削する研削動作面２３ａが形成されている。
【００２９】
サドル２５ａは、Ｘ，Ｘ方向に移動可能な状態で架台２６に配設されている。研削主軸２１ａが配設されている側とは反対側のサドル２５ａには、研削主軸回転移動手段２８ａが配設されている。研削主軸回転移動手段２８ａは、サドル２５ａを介して、カップ型砥石２２ａ及び研削主軸２１ａをＹ，Ｙ方向に一体的に回転させると共に、Ｘ，Ｘ方向に一体的に移動させるためのものである。
【００３０】
ワーク２９は、図示していないワーク保持器により回転可能な状態で支持されている。ワーク２９を研削加工する際には、ワーク２９及びカップ型砥石２２ａ，２２ｂは共に回転した状態にあり、ワーク２９は回転移動する一対のカップ型砥石２２ａ，２２ｂに挟持されることで研削加工される。
【００３１】
次に、研削加工時のカップ型砥石２２ａとワーク２９との位置関係について説明する。図２は、研削加工時のカップ型砥石とワークの位置関係を示した図である。図２に示すように、研削動作面２３ａは、常にワーク２９の中心Ａを通過してワーク２９を研削加工する。そのため、研削加工されたワーク２９の直径方向に対する加工状態はワーク２９の全周において略等しくなる。この加工状態には、厚さ、うねり、粗さ及びナノトポグラフィに対応する成分が含まれており、ワーク２９の直径方向に対する厚さ、うねり、ナノトポグラフィはワーク２９の全周において略等しくなる。
【００３２】
したがって、上記説明したような両頭研削装置２０により研削加工されたワーク２９の厚さ、うねり、及びナノトポグラフィを表面形状測定装置４０で評価する際には、ワーク２９の面２９Ａ，２９Ｂに対して、それぞれ１つの直径方向の表面形状データを取得すれば良い。なお、面２９Ａ，２９Ｂは、研削加工されたワーク２９の面である。
【００３３】
次に、図３乃至図５を参照して、本発明の実施例である表面形状測定装置４０の構成について説明する。なお、本実施例では、両頭研削装置２０で研削加工処理されたワーク２９の直径方向に対するナノトポグラフィの発生がワーク２９の全周において略等しいワーク２９を測定対象としている。図３は、本発明の一実施例である表面形状測定装置の概略図であり、図４は、図３に示した測定装置本体の平面図であり、図５は、図３に示した測定装置本体をＣ視した図である。
【００３４】
表面形状測定装置４０は、大略すると、測定装置本体４５と、コンピュータ１２０とを有した構成されている。測定装置本体４５は、ワーク２９の面２９Ａ，２９Ｂを測定して、表面形状データを取得するためのものである。コンピュータ１２０は、測定装置本体４５が測定した表面形状データを記憶し、ワーク２９の厚さ分布と、ワーク２９のうねりの形状を出力表示すると共に、後述するフィルタ処理を行って、表面形状データからナノトポグラフィの形状を出力表示するためのものである。
【００３５】
コンピュータ１２０は、記録媒体読み取り部１２３を有した構成とされている。表面形状測定装置４０のワーク２９の厚さの測定方法と、ワーク２９のうねりの測定方法と、ワーク２９のナノトポグラフィの測定方法とに関するプログラムは、記録媒体１２５に格納されている。よって、この記録媒体１２５を記録媒体読み取り部１２３に挿入して、プログラムを読み取り実行することにより、ワーク２９の厚さ、うねり、及びナノトポグラフィの評価を行うことができる。なお、記録媒体１２５には、ＣＤ−ＲＯＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、光磁気ディスク（ＭＯ）等のデータを光学的、電気的、或いは磁気的に記録する記録媒体を用いることができる。
【００３６】
測定装置本体４５は、大略すると、架台４６と、支持脚４７と、ガイドバー５１と、スライダ部６０と、測定部９５と、スライダ駆動手段１００とを有した構成とされている。
【００３７】
架台４６の面４６Ａには、スライダ駆動手段１００と、ガイドバー５１とが配設されており、架台４６の面４６Ｂには、複数の支持脚４７が設けられている。架台４６は、この複数の支持脚４７により安定して支持されている。このように、複数の支持脚４７により架台４６を支持することで、スライダ部６０が移動した際、架台４６が撓むことを防止して、精度の良いワーク２９の表面形状データを取得することができる。
【００３８】
ガイドバー５１は、Ｘ，Ｘ方向がガイドバー５１の長手方向となるよう架台４６上に配設されている。ガイドバー５１は、スライダ部６０をＸ，Ｘ方向に移動させる際のガイド面５２Ａ，５２Ｂを有した構成とされている。また、ガイドバー５１には、空間５３が形成されており、この空間５３は、後述するワイヤ１１８を通過させるためのものである。ガイドバー５１のガイド面５２Ａ，５２Ｂには、ガイドバー５１を製造する際の加工精度の限界から生じる微細な凹凸やうねり等が存在する（図６参照）。
【００３９】
スライダ部６０は、大略するとスライダ６１と、ワーク保持器９０と、ピース支持部材９１と、厚さ基準ピース９２とを有した構成とされている。移動体であるスライダ６１は、移動体であるスライダ本体６４と、複数の支持部材である流体静圧パッド６２，６３と有した構成とされている。スライダ本体６４は、ガイドバー５１の上面５１Ａ及びガイド面５２Ａ，５２Ｂと対向するような形状とされており、スライダ本体６４とガイドバー５１との間には、隙間５５が形成されている。また、スライダ本体６４の両端には、ワイヤ固定部材６５を配設するためのネジ穴（図示せず）が設けられている。
【００４０】
図６は、本実施例のスライダの移動軌跡を示した図である。なお、図６において、図３に示した表面形状測定装置と同一構成部分には同一の符号を付す。また、図６に示したＥはスライダ６１の移動軌跡（以下、移動軌跡Ｅとする）を示している。
【００４１】
図３及び図５に示すように、ガイドバー５１の上面５１Ａと対向するスライダ本体６４には、複数の流体静圧パッド６３（本実施例の場合は８つ）が配設されている。ガイドバー５１のガイド面５２Ａ，５２Ｂと対向するスライダ本体６４には、それぞれ複数の流体静圧パッド６２（本実施例の場合は８つ）が配設されている。複数の流体静圧パッド６２，６３は、複数の支持部材である。スライダ本体６４は、これら複数の流体静圧パッド６２，６３を介して、Ｘ，Ｘ方向に移動可能な状態でガイドバー５１に支持されている。なお、流体静圧パッド６２，６３には、例えば、エアを用いた流体静圧パッドを用いることができる。
【００４２】
このように、複数の支持部材として複数の流体静圧パッド６２，６３を設けて、ガイドバー５１に対してスライダ本体６４を移動可能に非接触で支持させることにより、スライダ本体６４とガイドバー５１との間に摩擦が生じることを防止することができる。また、Ｙ，Ｙ方向を支持する流体静圧パッド６２を複数（本実施例の場合は８つ）設けることにより、スライダ６１をＸ，Ｘ方向に移動させた際、複数設けられた流体静圧パッド６２の平均化効果により、微細な凹凸やうねり等を含んだガイドバー５１のガイド面５２Ａ，５２Ｂの形状よりもＹ，Ｙ方向に対する振れ（以下、横振れとする）の小さい移動軌跡ＥでガイドバーをＸ，Ｘ方向に移動させることができる。これにより、微細な凹凸やうねり等を含んだガイド面５２Ａ，５２Ｂの形状データ（以下、ガイドバー形状データとする）が、後述する変位センサ９９ａ，９９ｂ（一対のセンサ）が取得するワーク２９の表面形状データに及ぼす影響を小さくすることができる。
【００４３】
なお、ここでの平均化効果とは、Ｙ，Ｙ方向を支持する流体静圧パッド６２の数や面積が増加するにつれて、Ｘ，Ｘ方向に移動するスライダ６１の移動軌跡Ｅの横振れが小さくなり、スライダ６１の移動軌跡Ｅがガイドバー５１のガイド面５２Ａ，５２Ｂの形状の影響を受けにくくなることを言う。
【００４４】
図７は、ワイヤ固定部材の概略図である。図７に示すように、ワイヤ固定部材６５は、貫通穴６８が形成されたワイヤ固定部６６と、ネジ部６７とを有した構成とされている。貫通穴６８は、後述するワイヤ１１８を接続する（結ぶ）ためのものである。ネジ部６７は、ワイヤ固定部材６５をスライダ本体６４に固定すると共に、接続されたワイヤ１１８の張りの強さ（テンション）を調整するためのものである。ワイヤ１１８のテンションは、ネジ部６７をスライダ本体６４に形成されたネジ穴（図示せず）に挿入する長さで決定することができる。
【００４５】
被測定部材保持器であるワーク保持器９０は、スライダ本体６４上に配設されている。ワーク保持器９０は、測定したいワーク２９を縦置きにした状態で支持するためのものであり、大略すると上部ワーク支持ユニット８２と、下部ワーク支持ユニット７０と、支持部材８１とを有した構成とされている。
【００４６】
第１の被測定部材支持ユニットである上部ワーク支持ユニット８２は、図３におけるスライダ本体６４上の左側に配設された支持部材８１に支持されている。上部ワーク支持ユニット８２は、大略すると回転支持部８３と、アーム８４と、支持体であるローラ８６とを有した構成とされている。アーム８４の一方の端部は、回転支持部８３により回転可能に支持されており、他方の端部には、ワーク２９を直接支持するローラ８６が配設されている。ローラ８６は、回転しないようアーム８４に固定されている。ローラ８６には、ワーク２９の端面を支持する溝８６Ａが形成されている。溝８６Ａの形状には、例えば、Ｖ字形状を用いることができる。
【００４７】
回転支持部８３は、ローラ８６が取り付けられたアーム８４をその端部を中心にＤ方向（図３参照）に回転可能にするためのものである。このような回動可能な構成とされた上部ワーク支持部８２を設けることにより、ワーク２９の直径Ｒに依存することなく、ワーク２９の１点をローラ８６により支持することができる。
【００４８】
第２の被測定部材支持ユニットである下部ワーク支持ユニット７０は、スライダ６１上に配設されている。下部ワーク支持ユニット７０は、板体７１と、板体７１上に設けられた２つのワーク支持機構７２とを有した構成とされている。ワーク支持機構７２は、大略するとローラ７４と、一対の支持部７３と、ローラ位置調整機構７６とを有した構成とされている。支持体であるローラ７４は、ワーク２９を直接支持するためのものである。ローラ７４には、ワーク２９の端面を支持する溝７４Ａが形成されている。ワーク２９の端面とは、ワーク２９の外周部に形成されたテーパ面と、テーパ面が設けられた部分よりも外側の面とを含んだ面のことである。溝７４Ａの形状には、例えば、Ｖ字溝を用いることができる。ワーク２９は、下部ワーク支持ユニット７０に設けられた２つのローラ７４により支持される。
【００４９】
ローラ７４は、位置調整機構であるローラ位置調整機構７６に貫通されると共に、ローラ位置調整機構７６と一体的に構成されている。ローラ位置調整機構７６には、ネジ部（図示せず）が設けられており、ローラ位置調整機構７６は、一対の支持部７３に設けられたネジ穴（図示せず）にネジ締結されている。
【００５０】
このようなローラ位置調整機構７６をローラ７４に設けることで、後述する一対の変位センサ９９ａ，９９ｂに対してワーク２９が傾いて支持された際、ローラ位置調整機構７６のネジ部を回してローラ７４の位置を調整して、ワーク２９の傾きが小さくなるよう補正することができる。これにより、変位センサ９９ａ，９９ｂにより、ワーク２９の面２９Ａ，２９Ｂの表面形状を精度良く測定することができる。
【００５１】
また、下部ワーク支持ユニット７０は、スライダ６１に対して着脱可能な構成とされているため、異なるワーク２９の直径に対応するよう複数の下部ワーク支持ユニットを用意することで、下部ワーク支持ユニットを交換して、直径の異なるワークの表面形状を測定することができる。
【００５２】
上記説明したように、ワーク２９は、上部ワーク支持ユニット８２に設けられたローラ８６と、下部ワーク支持ユニット７０に設けられた２つのローラ７４とにより３点支持される。このように、ワーク２９を３点支持することにより、ワーク２９を支持した際、ワーク２９に反りが発生することが抑制され、ワーク２９を安定して支持することができる。また、ローラ７４に形成された溝７４Ａと、ローラ８６に形成された溝８６Ａとにより、ワーク２９の端面がしっかりと挟持されるので、変位センサ９９ａ，９９ｂにより、ワーク２９の面２９Ａ，２９Ｂの表面形状を精度良く測定することができる。
【００５３】
厚さ基準ピース９２は、図３におけるスライダ本体６４の右側に配設されたピース支持部材９１上に設けられている。厚さ基準ピース９２は、予め厚さの分かった試料であり、ワーク２９の厚さを求める際に使用されるものである。なお、ワーク２９の厚さの算出方法に関しては後述する。
【００５４】
測定部９５は、大略すると測定部フレーム９６と、一対のセンサである変位センサ９９ａ，９９ｂと、センサ位置調整機構９８ａ，９８ｂとを有した構成とされている。測定部フレーム９６は、スライダ部６０を通過させることが可能な形状とされており、架台４６と接続されている。図３における測定部フレーム９６の左側には、センサ位置調整機構９８ａとセンサ位置調整機構９８ｂとが対向するよう設けられている。変位センサ９９ａは、センサ位置調整機構９８ａを介して測定部フレーム９６と接続されている。また、変位センサ９９ｂは、センサ位置調整機構９８ｂを介して測定部フレーム９６と接続されている。
【００５５】
変位センサ９９ａ，９９ｂは、ワーク２９の面２９Ａ，２９Ｂの表面形状データを取得するためのものである。変位センサ９９ａ，９９ｂには、例えば、レーザ変位計、静電容量変位計、光ファイバ変位計等を用いることができる。センサ位置調整機構９８ａ，９８ｂは、ワーク２９に対する変位センサ９９ａ，９９ｂのＹ，Ｙ方向の位置を調整するためのものである。測定部９５は、変位センサ９９ａ，９９ｂにより、ワーク２９の両面２９Ａ，２９Ｂの１直径方向の表面形状データを取得するためのものである。なお、本実施例の表面形状測定装置４０は、変位センサ９９ａ，９９ｂにより得られた表面形状データに基づいて、コンピュータ１２０の演算処理により、ワーク２９の厚さ（厚さ分布）、ワーク２９のうねり、及びワーク２９のナノトポグラフィを求める。
【００５６】
図５に示すように、測定部９５が配設された架台４６部分に多くの支持脚４７（本実施例の場合は４本）を設けることで、測定部９５がしっかりと支持することができる。なお、架台４６とは独立した別の架台を設けて、この別の架台上に測定部９５を配設し、別の架台に複数の支持脚４７を設けて測定部９５を支持する構成としても良い。このような構成とすることにより、スライダ６１が移動した際に発生する振動等が測定部９５に伝達されることが抑制され、変位センサ９９ａ，９９ｂにより精度良く、ワーク２９の面２９Ａ，２９Ｂの表面形状データを取得することができる。
【００５７】
スライダ駆動手段１００は、大略すると駆動部１０１と、受動部１１０と、紐状部材であるワイヤ１１８とを有した構成とされている。駆動部１０１は、図３における架台４６の右側端部近傍の面４６Ａ上に配設されている。駆動部１０１は、大略すると支持部材１０３Ａ，１０３Ｂと、駆動装置である駆動モータ１０４と、回転軸１０５と、駆動側プーリ１０６とを有した構成とされている。支持部材１０３Ａ，１０３Ｂは、架台４６上に配設されている。駆動モータ１０４は、回転軸１０５を有しており、支持部材１０３Ａにより支持されている。回転軸１０５は、支持部材１０３Ａと支持部材１０３Ｂとを貫通するように設けられており、支持部材１０３Ａと支持部材１０３Ｂとの間に位置する回転軸１０５には、駆動側プーリ１０６が回転軸１０５に貫通された状態で配設されている。駆動側プーリ１０６には、ワイヤ１１８のＹ，Ｙ方向の位置規制を行うための溝１０７が形成されている。溝１０７の形状には、例えば、Ｖ字形状を用いることができる。駆動側プーリ１０６は、駆動モータ１０４が駆動した際、回転軸１０５と共に回転して、ワイヤ１１８をＸ，Ｘ方向に移動させる。
【００５８】
受動部１１０は、図３における架台４６の左側端部近傍の面４６Ａ上に配設されている。受動部１１０は、大略すると支持部材１１１Ａ，１１１Ｂと、回転軸１１２と、受動側プーリ１１３とを有した構成とされている。支持部材１１１Ａ，１１１Ｂは、架台４６上に配設されている。受動側プーリ１１３は、支持部材１１１Ａと支持部材１１１Ｂとの間に回転軸１１２に貫通された状態で配置されている。受動側プーリ１１３には、ワイヤ１１８のＹ，Ｙ方向の位置規制を行うための溝１１４が形成されている。溝１１４の形状には、例えば、Ｖ字形状を用いることができる。受動側プーリ１１３は、回転軸１１２に回転可能に支持されている。
【００５９】
ワイヤ１１８は、一方の端部が駆動側プーリ１０６と対向するワイヤ固定部材６５と接続され、他方の端部が受動側プーリ１１３と対向するワイヤ固定部材６５と接続されている。ワイヤ１１８は、駆動側プーリ１０６と受動側プーリ１１３との間を繋ぐと共に、２つのワイヤ固定部材６５を結んだ直線上に位置するよう配置されている。また、スライダ部６０の重心Ｂは、２つのワイヤ固定部材６５を結んだ直線上に位置するよう構成されている（図３参照）。このような構成とすることにより、スライダ部６０を高い運動精度で安定して移動させることができる。
【００６０】
ワイヤ１１８は、駆動側プーリ１０６と受動側プーリ１１３とのそれぞれに対して２〜３回程度巻きつけられている。このように、駆動側プーリ１０６と受動側プーリ１１３とのそれぞれに対してワイヤ１１８を２〜３回程度巻きつけることにより、駆動側プーリ１０６及び受動側プーリ１１３とワイヤ１１８との間の摩擦係数を大きくして、駆動側プーリ１０６及び受動側プーリ１１３に対してワイヤ１１８を滑りにくくすることができる。ワイヤ１１８は、駆動モータ１０４の動力をスライダ部６０に伝達させて、スライダ部６０をＸ，Ｘ方向に移動させるための動力伝達手段である。
【００６１】
上記説明したように、ガイドバー５１と対向するスライダ本体６４に複数の流体静圧パッド６２，６３を設けてガイドバー５１に対してスライダ本体６４を移動可能に支持すると共に、駆動モータ１０４の動力をＸ，Ｘ方向に配設されたワイヤ１１８を介して、スライダ部６０に伝達させてスライダ部６０をＸ，Ｘ方向に移動させることにより、スライダ部６０の横振れを抑制することができる。これにより、変位センサ９９ａ，９９ｂが取得するワーク２９の面２９Ａ，２９Ｂに対応した表面形状データに、ガイドバー形状データ（ガイドバー５１のガイド面５２Ａ，５２Ｂのうねりや粗さ等の形状データ）が含まれることが抑制され、精度良くワーク２９の面２９Ａ，２９Ｂの表面形状データを取得することができ、１つの表面形状測定装置４０でワーク２９の厚さ、うねり、ナノトポグラフィを精度良く求めることができる。
【００６２】
ここで、ワーク２９のうねりやナノトポグラフィを求める際に悪影響を及ぼすガイドバー形状データの取得方法について説明する。ガイドバー形状データは、スライダ６１上に基準となる平面（以下、基準平面とする）を有した基準平面部材を搭載し、面位置センサによりスライダ６１を移動させた際の基準平面の位置を測定して基準平面位置データを取得し、この基準平面位置データの最小二乗近似直線の成分を除去することで求めることができる。なお、ワーク２９の所定の直径方向の位置の測定を、ワーク２９の計測面の表裏を反転させて２回計測し、それぞれの面の向きの時に変位センサ９９ａ，９９ｂにより求められた面２９Ａ，２９Ｂの表面位置データの和の半分のデータから、それぞれの面の向きの時のワークの厚さの中心面位置データの和の半分のデータから、さらにそのデータの最小二乗近似直線の成分を除去したものをガイドバー形状データとして用いても良い。
【００６３】
次に、図８及び図９を参照して、表面形状測定装置４０によるワーク２９の厚さの測定方法について説明する。図８及び図９は、表面形状測定装置によるワークの厚さの測定方法を説明するための図である。なお、図８及び図９において、図３に示した表面形状測定装置４０と同一構成部分には同一の符号を付す。また、図８において、Ｌ１は変位センサ９９ａと変位センサ９９ｂとの間の距離（以下、距離Ｌ１とする）、ｄ１は変位センサ９９ａと厚さ基準ピース９２との間の距離（以下、距離ｄ１とする）、ｄ２は変位センサ９９ｂと厚さ基準ピース９２との間の距離（以下、距離ｄ２とする）、Ｍ１は厚さ基準ピース９２の厚さ（以下、厚さＭ１とする）をそれぞれ示している。さらに、図９において、ｄ３は変位センサ９９ａとワーク２９の面２９Ａとの間の距離（以下、距離ｄ３とする）、ｄ４は変位センサ９９ｂとワーク２９の面２９Ｂとの間の距離（以下、距離ｄ４とする）、Ｍ２はワーク２９の厚さ（以下、厚さＭ２とする）をそれぞれ示している。
【００６４】
未知の厚さのワーク２９の厚さＭ２を求める場合には、始めに、図８に示すように、厚さの分かっている厚さ基準ピース９２（厚さＭ１）を変位センサ９９ａと変位センサ９９ｂとの間に配置させて、距離ｄ１と距離ｄ２を求める。これにより、変位センサ９９ａと変位センサ９９ｂとの間の距離Ｌ１（＝ｄ１＋ｄ２＋Ｍ１）が分かる。
【００６５】
続いて、図９に示すように、厚さを測定したいワーク２９を変位センサ９９ａと変位センサ９９ｂとの間に配置させて、距離ｄ３と距離ｄ４を求める。図８及び図９に示した状態において、変位センサ９９ａと変位センサ９９ｂとの間の距離Ｌ１は、一定の値となるよう予め設定されているので、ワーク２９の厚さＭ２は、下記（１）式により求めることができる。
【００６６】
Ｍ２＝（ｄ１＋ｄ２＋Ｍ１）−（ｄ３＋ｄ４）・・・（１）
ワーク２９の厚さ分布は、例えば、ワーク２９厚さの平均、ワーク２９の中心厚さ、最も厚い部分と最も薄い部分の差について評価される。
【００６７】
なお、ワーク２９の厚さＭ２を求める際の上記演算処理は、コンピュータ１２０で行われる。また、ガイドバー５１の微細な凹凸やうねり等を含んだガイド面５２Ａ，５２Ｂの形状がワーク２９の厚さに及ぼす影響は小さいので、上記ワーク２９の厚さを求める際には、ガイドバー５１のガイド面５２Ａ，５２Ｂの形状は考慮していない。
【００６８】
次に、表面形状測定装置４０によるワーク２９のうねりの測定方法について説明する。うねりは、ワーク２９の表面（半導体デバイスの製造工程において、パターンが形成される側のワーク２９の面）の表面形状データからガイドバー形状データの成分を除去し、ガイドバー形状データの成分が除去された表面形状データに対して、最小二乗近似直線の成分を除去することでうねりに関するデータを求めることができる。うねりは、例えば、うねりに関するデータの最大値と最小値との差や、ワーク２９の中心位置の値を基準とした際のうねり分布について評価される。
【００６９】
次に、表面形状測定装置４０によるワーク２９のナノトポグラフィの測定方法について説明する。始めに、図１０を参照して、ナノトポグラフィを求める際に必要な表面形状データの外挿処理及びフィルタ処理について説明する。図１０は、ナノトポグラフィを求める際のフローチャートを示した図である。
【００７０】
図１０に示した処理が起動すると、ＳＴＥＰ１４１において、測定装置本体４５を用いてワーク２９の面２９Ａ，２９Ｂのそれぞれの中心を通る１軸方向に対して測定を行い、コンピュータ１２０に、ワーク２９の面２９Ａ，２９Ｂに関する表面形状データが記憶される。
【００７１】
ここで、表面形状データについて説明する。図１１は、表面形状データの一部分を示した図であり、図１２は、図１１に示した表面形状データからガイドバー形状データを除去した第１のデータに関する成分を示した図であり、図１３は、図１２に示した第１のデータに含まれる粗さに関する成分を示した図であり、図１４は、図１２に示した第１のデータに含まれるうねり成分とナノトポグラフィの成分とを示した図である。なお、図１３及び図１４は、うねり、粗さ及びナノトポグラフィについて説明するための図である。
【００７２】
図１１に示した表面形状データである波形Ｉには、ガイドバー形状、粗さ、うねり及びナノトポグラフィに関する成分が含まれている。図１２に示した波形Ｊは、図１１に示した表面形状データからガイドバー形状データ（ガイドバー形状に対応する成分）を除去した第１のデータである。この第１のデータである波形Ｊには、粗さ、うねり及びナノトポグラフィに関する成分が含まれている。
【００７３】
図１３に示した波形Ｋは、図１２に示した第１のデータから粗さに対応する成分を取り出したものである。図１４に示した波形Ｌは、図１２に示した第１のデータからうねり及びナノトポグラフィに対応する成分を取り出したものである。図１４に示した範囲Ｔ１，Ｔ２は、うねりとナノトポグラフィの両方の成分が存在している部分の波形Ｌを示しており、範囲Ｔ１，Ｔ２以外に対応した波形Ｌは、うねりに対応する成分を示している。
【００７４】
また、図１２に示した波形Ｊは、波形Ｋと波形Ｌとを合わせたものであり、波形Ｌからうねりの成分を除去することでナノトポグラフィに対応する成分を取り出すことができる。本実施例では、表面形状データからガイドバー形状データ（ガイドバー形状に対応する成分）を除去して第１のデータを取得後、フィルタ処理により第１のデータ（表面形状データからガイドバー形状データが除去されたデータ）からうねりに対応する成分を除去し、続いて、粗さに対応する成分を除去して、ナノトポグラフィに対応する成分を取り出す場合を例に挙げて以下の説明を行う。
【００７５】
次に、ＳＴＥＰ１４２の処理において、コンピュータ１２０により表面形状データに含まれるガイドバー形状データの除去を行って、第１のデータを取得する。続いて、ＳＴＥＰ１４３の処理において、コンピュータ１２０により第１のデータの外挿処理を行う。ここで、図１５乃至図１７を参照して、外挿処理について説明を行う。
【００７６】
図１５は、ワークの直径方向の第１のデータの波形を示した図であり、図１６は、図１５に示した第１のデータをカットオフ波長が２０ｍｍのハイパスフィルタ処理した際の波形を示した図であり、図１７は、図１５に示した第１のデータに対して外挿データを結合させた結合データの波形を示した図である。なお、図１５において、Ｒはワークの直径（以下、直径Ｒとする）、Ｈは表面形状測定装置を用いて測定した表面形状データの波形（以下、波形Ｈとする）、Ｕは波形Ｈの基準面からの高さ（以下、高さＵとする）をそれぞれ示しており、高さＵは数μｍ〜数１０μｍである。また、図１６において、Ｆはハイパスフィルタ処理によるエッジ効果が発生している範囲（測定端〜２０ｍｍの範囲）、Ｓは波形がエッジ効果により波形が下がっている部分の波形（以下、波形Ｓとする）、Ｖはフィルタ処理後の波形の基準面からの高さ（以下、高さＶとする）、Ｗはフィルタ処理後の波形Ｓに対応した部分の高さ（以下、高さＷとする）をそれぞれ示しており、高さＶは数１０ｎｍ〜数１００ｎｍ、高さＷは数１００ｎｍ〜数μｍである。さらに、図１７において、Ｏは結合データの波形（以下、波形Ｏとする）を示しており、Ｆ１は外挿データが結合された範囲（以下、範囲Ｆ１とする）を示しており、ＦとＦ１の範囲の大きさはＦ≦Ｆ１である。
【００７７】
図１５に示すような第１のデータの波形Ｈに対して、カットオフ波長が２０ｍｍのハイパスフィルタ処理を行った場合には、図１６に示すように、ワーク２９の測定端からフィルタのカットオフ波長２０ｍｍの範囲Ｆにおいて、エッジ効果（波形Ｓの部分）が発生する。このエッジ効果が存在したデータでは、ワーク２９の測定端〜２０ｍｍの範囲のナノトポグラフィを評価することができないため、図１７に示すように、あらかじめ第１のデータに外挿データ（範囲Ｆ１に示したデータ）を結合させて結合データを作成する。
【００７８】
なお、外挿データの形成方法は、例えば、表面形状データの基本空間波長をワーク２９の直径Ｒとするフーリエ級数から形成する方法を用いて良い。この場合の基本空間波長は、ワーク２９の直径Ｒの２倍の値が好ましい。外挿データの形成方法は、図１５乃至図１７で説明したような外挿データが形成できれば良くこれに限定されるものではない。
【００７９】
このように、第１のデータと外挿データとを結合させた結合データを作成することにより、ワーク２９の外周近傍に近い範囲Ｆのナノトポグラフィの評価を行うことができる。
【００８０】
次に、ＳＴＥＰ１４４の処理において、コンピュータ１２０は、結合データに対してカットオフ波長が２０ｍｍのハイパスフィルタ処理を行い、第２のデータが取得される。
【００８１】
ここで、ハイパスフィルタ及びハイパスフィルタ処理について説明する。図１８は、第２のデータの波形を示した図である。ハイパスフィルタは、ダブルガウシャンフィルタと２次アナログフィルタベースのＩＩＲフィルタとにより設計されている。ハイパスフィルタには、カットオフ波長が２０〜５０ｍｍのものを目的に応じて用いることができる。
【００８２】
結合データをハイパスフィルタ処理することにより、結合データに含まれるうねりに関する成分が除去され、粗さの成分とナノトポグラフィの成分とを含んだ第２のデータが取得されて、図１８に示すような波形Ｎを得ることができる。範囲Ｐ１，Ｐ２に対応した波形Ｎには、粗さの成分とナノトポグラフィの成分とが含まれており、範囲Ｐ１，Ｐ２以外の波形Ｎには、粗さの成分が存在している。なお、ハイパスフィルタと同様な性能を有するカットオフ波長が２０〜５０ｍｍのバンドパスフィルタを用いても良い。
【００８３】
続いて、ＳＴＥＰ１４５の処理において、第２のデータに対してカットオフ波長が０．２ｍｍのロウパスフィルタ処理を行うことで、第３のデータが取得される。
【００８４】
ここで、ロウパスフィルタ及びロウパスフィルタ処理について説明する。図１９は、第２のデータをハイパスフィルタ処理した際の波形を示した図である。ロウパスフィルタは、ダブルガウシャンフィルタ、２次アナログフィルタベースのＩＩＲフィルタ及び周波数特定近似ＦＩＲフィルタにより設計されている。図１９は、第３のデータの波形を示した図である。ロウパスフィルタには、カットオフ波長が０．２〜２０ｍｍの範囲ものを目的に応じて用いることができる。粗さの成分とナノトポグラフィの成分とを含んだ第２のデータをロウパスフィルタ処理することにより、第２のデータに含まれる粗さの成分が除去されて、ナノトポグラフィの成分である第３のデータが取得され、図１９に示すような波形Ｑを得ることができる。波形Ｑの範囲Ｚ１，Ｚ２がナノトポグラフィを示している。
【００８５】
さらに、ロウパスフィルタに研磨工程において除去できる粗さの成分を設定することも可能である。次に、この場合のロウパスフィルタの設計方法について説明する。始めに、研磨加工前後のワーク２９の表面形状の測定を行い、２つの表面形状データを取得する。次に、２つの表面形状データからガイドバー形状データを除去し、２つの第１のデータをフーリエ変換して、それぞれの空間波長の増幅度成分を比較する。ここで、研磨加工後の表面形状データにおいて減衰している波長成分が、研磨工程で除去可能な粗さ成分である。
【００８６】
このようにして得られた空間周波数毎の伝達特性を近似する周波数特性近似フィルタを設計してロウパスフィルタに適用することで、研磨加工を行うこと無く、研磨加工後のワーク２９の面２９Ａ，２９Ｂに残るナノトポグラフィを評価することができる。また、研磨工程で問題となる種類のナノトポグラフィを、研削工程の段階で把握することができ、研削加工条件等を最適化してナノトポグラフィを改善することが可能である。なお、研磨工程における粗さ成分の除去性能は、研磨布の弾性係数、スラリー濃度、主軸回転数、加工圧力等の研磨加工パラメータに依存する。したがって、上記研磨加工パラメータについて十分な評価を行い、周波数特性近似フィルタを作成することで、より高精度なナノトポグラフィの評価を行うことができる。なお、ナノトポグラフィを評価する際には、評価パラメータとして、１ｍｍ毎、２ｍｍ毎、５ｍｍ毎、１０ｍｍ毎のいずれかで区切った範囲内でのＰＶ（Peak to Valley（Max−Min））値の最大値や、ワーク２９の中央部とワーク２９の外周部とに区切った中でのＰＶ値を用いることができる。
【００８７】
ＳＴＥＰ１４６では、先に説明した図１９に示すように、表面形状データからうねり及び粗さ成分が除去されたナノトポグラフィに対応した成分が出力される。
【００８８】
このように、うねり、粗さ及びナノトポグラフィに対応する成分が含まれた表面形状データからガイドバー形状データを除去して第１のデータを取得し、その後、ハイパスフィルタとロウパスフィルタとを組み合わせたフィルタ処理を第１のデータに対して行うことにより、第１のデータからナノトポグラフィに対応した成分を取り出すことができ、ナノトポグラフィの評価を行うことができる。
【００８９】
なお、本実施例においては、ＳＴＥＰ１４４ではハイパスフィルタによるハイパスフィルタ処理を行い、ＳＴＥＰ１４５ではロウパスフィルタによるロウパスフィルタ処理を行なったが、バンドパスフィルタを用いてＳＴＥＰ１４４とＳＴＥＰ１４５のフィルタ処理を同時に行った場合においても、本実施例と同様に第１のデータからナノトポグラフィに対応した成分を取り出すことができ、ナノトポグラフィの評価を行うことができる。本実施例では、ナノトポグラフィの測定方法を、両頭研削装置２０により研削加工した被測定部材を用いて説明したが、本発明による表面形状の測定方法は、両頭研削装置２０以外の研削装置、研磨装置及び成膜等の加工装置で加工された被測定部材のナノトポグラフィの測定にも適用できる。
【００９０】
以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。なお、本実施例では、スライダ６１にワーク保持器９０を設け、測定部フレーム９６に変位センサ９９ａ，９９ｂを設けた構成としたが、ワーク保持器側を固定し、測定部側をスライダ上に配置した構成としても良い。また、本実施例においては、紐状部材であるワイヤ１１８を用いた場合を例に挙げて説明したが、ワイヤ１１８の代わりに、帯状部材である平ベルトを用いても本実施例と同様な効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明は、ガイドバーの形状が被測定部材の表面形状データに及ぼす影響を小さくして、被測定部材の厚さ、うねり、ナノトポグラフィを精度良く測定することのできる表面形状測定装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】両頭研削装置の概略図である。
【図２】研削加工時のカップ型砥石とワークの位置関係を示した図である。
【図３】本発明の一実施例である表面形状測定装置の概略図である。
【図４】図３に示した測定装置本体の平面図である。
【図５】図３に示した測定装置本体をＣ視した図である。
【図６】本実施例のスライダの移動軌跡を示した図である。
【図７】ワイヤ固定部材の概略図である。
【図８】表面形状測定装置によるワークの厚さの測定方法を説明するための図（その１）である。
【図９】表面形状測定装置によるワークの厚さの測定方法を説明するための図（その２）である。
【図１０】ナノトポグラフィを求める際のフローチャートを示した図である。
【図１１】表面形状データの一部分を示した図である。
【図１２】図１１に示した表面形状データからガイドバー形状データを除去した第１のデータに関する成分を示した図である。
【図１３】図１２に示した第１のデータに含まれる粗さに関する成分を示した図である。
【図１４】図１２に示した第１のデータに含まれるうねり成分とナノトポグラフィの成分とを示した図である。
【図１５】ワークの直径方向の第１のデータの波形を示した図である。
【図１６】図１５に示した第１のデータをカットオフ波長が２０ｍｍのハイパスフィルタ処理した際の波形を示した図である。
【図１７】図１５に示した第１のデータに対して外挿データを結合させた結合データの波形を示した図である。
【図１８】第２のデータの波形を示した図である。
【図１９】第２のデータをハイパスフィルタ処理した際の波形を示した図である。
【符号の説明】
【００９３】
２０ 両頭研削装置
２１ａ，２１ｂ 研削主軸
２２ａ，２２ｂ カップ型砥石
２３ａ，２３ｂ 研削動作面
２５ａ，２５ｂ サドル
２６ 架台
２８ａ，２８ｂ 研削主軸回転移動手段
２９ ワーク
２９Ａ，２９Ｂ，４６Ａ，４６Ｂ 面
４０ 表面形状測定装置
４５ 測定装置本体
４６ 架台
４６Ａ 上面
４６Ｂ 下面
４７ 支持脚
５１ ガイドバー
５１Ａ 上面
５２Ａ，５２Ｂ ガイド面
５３ 空間
５５ 隙間
６０ スライダ部
６１，１３１ スライダ
６２，６３ 流体静圧パッド
６４ スライダ本体
６５ ワイヤ固定部材
６６ ワイヤ固定部
６７ ネジ部
６８ 貫通穴
７０ 下部ワーク支持ユニット
７１ 板体
７２ ワーク支持機構
７４ ローラ
７４Ａ，８６Ａ，１０７，１１４ 溝
７３ 支持部
７６ ローラ位置調整機構
８１，１０３Ａ，１０３Ｂ，１１１Ａ，１１１Ｂ 支持部材
８２ 上部ワーク支持ユニット
８３ 回転支持部
８４ アーム
８６ ローラ
９０ ワーク保持器
９１ ピース支持部材
９２ 厚さ基準ピース
９５ 測定部
９６ 測定部フレーム
９８ａ，９８ｂ センサ位置調整機構
９９ａ，９９ｂ 変位センサ
１００ スライダ駆動手段
１００ スライダ駆動手段
１０１ 駆動部
１０４ 駆動モータ
１０５，１１２ 回転軸
１０６ 駆動側プーリ
１１０ 受動部
１１３ 受動側プーリ
１１８ ワイヤ
１２０ コンピュータ
１２３ 記録媒体読み取り部
１２５ 記録媒体
Ａ 中心
Ｂ 重心
Ｄ 方向
Ｅ 移動軌跡
Ｆ，Ｆ１，Ｔ１，Ｔ２，Ｐ１，Ｐ２，Ｚ１，Ｚ２ 範囲
Ｊ〜Ｌ，Ｈ，Ｎ，Ｏ，Ｑ 波形
Ｌ１，ｄ１〜ｄ４ 距離
Ｍ１，Ｍ２ 厚さ
Ｒ 直径
Ｕ，Ｖ，Ｗ 高さ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面形状測定装置に係り、特に被測定部材の厚さ、うねり、及びナノトポグラフィを測定する表面形状測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多層配線構造を有した半導体デバイスを形成する際のワーク（被測定部材）には、スライス工程、ラップ工程、研削工程、研磨工程（ワークの両面を鏡面状態に加工する工程）等を経て、鏡面状態とされたものが用いられる。このような鏡面状態とされたワークの表面には、ワークの加工時（例えば、研削加工時）に生じた、うねり、粗さ及びナノトポグラフィに対応した成分が存在する。
【０００３】
ナノトポグラフィとは、半導体シリコンウエハのようなワークの表面にできた凹凸である。その空間波長はおおよそ０．２〜２０ｍｍであり、波頂と波底との高さの差は１〜数百ｎｍである。うねりとは、ナノトポグラフィよりも空間波長が長い成分であり、その空間波長は２ｍｍ以上である。粗さとは、ナノトポグラフィよりも空間波長が短い成分であり、その空間波長は１ｍｍ以下である。
【０００４】
半導体デバイスを製造する際、ワークにナノトポグラフィが存在すると、微細な凹凸を平坦化するＣＭＰ工程において、層間絶縁膜の膜厚むら等が発生して半導体デバイスの歩留まりが低下する。そのため、ワークを研削する際には、研削工程において、ワークの表面に生じたナノトポグラフィがＣＭＰ工程後のワークの表面形状にどのような影響を及ぼすかを把握し、研削加工時にナノトポグラフィが発生しないように対処することは重要である。なお、研削工程には、例えば、カップ型砥石の研削動作面がワークの中心を通過するようにワークを研削加工する両頭研削装置を用いられる。また、このような研削装置で研削加工されたワークは、所定の形状に加工されたか否かの判断を行うために、測定装置により厚さやうねりが測定されていた。
【０００５】
研削加工後のワークのナノトポグラフィを測定できる表面形状測定装置としては、固定体に固定されたワークに対して、測定器が取り付けられたスライダをガイドバーのガイド面に沿ってリニアモータで駆動させたり（例えば、特許文献１参照）、固定体に固定された測定器に対して、ワークが保持されたスライダをガイドバーのガイド面に沿ってリニアモータで駆動させたりしていた。また、リニアモータを用いた駆動方式の代わりに、ボールネジを用いた駆動方式のものがある。
【特許文献１】特開平１１−３５１８５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、駆動方式にリニアモータを用いた表面形状測定装置では、磁場の影響によりガイドバーの長手方向（スライダの移動方向）以外の方向に不正力（スライダの横振れ等）が生じ、ナノトポグラフィを精度良く測定することが困難であるという問題があった。また、ボールネジを用いた駆動方式の場合には、ボールネジに設けられたベアリングの形状ばらつきにより、ボールネジが回転する毎にうねりが発生し、このうねりの影響により、ナノトポグラフィを精度良く測定することが困難であるという問題があった。
【０００７】
さらに、スライダを案内するガイドバーのガイド面には、ガイドバーの加工精度に起因する微細な凹凸やうねりが存在する。そのため、スライダがガイドバーのうねりに沿って移動するため、測定したワークの表面形状データにスライダのうねり（スライダ形状データ）が反映されて、ナノトポグラフィを精度良く測定することが困難であるという問題があった。
【０００８】
また、従来、ワークの厚さ、うねり及びナノトポグラフィを測定する際には、ワークの厚さ及びうねりを測定する測定装置と、ナノトポグラフィを測定する表面形状測定装置との２台の測定装置が必要であり、装置コストを要するという問題があった。
【０００９】
そこで本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、ガイドバーのガイド面に案内されて移動するスライダの横振れを小さくして、１つの装置で被測定部材の厚さ、うねり、ナノトポグラフィを精度良く測定することのできる表面形状測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項１記載の発明では、被測定部材を保持する被測定部材保持器、又は前記被測定部材の表面形状を測定する一対のセンサのどちらか一方を備えた移動体と、該移動体を案内するガイドバーと、前記移動体と前記ガイドバーとの間に設けられ、前記移動体を前記ガイドバーに対して移動可能に支持する支持部材と、前記ガイドバーの長手方向に延在すると共に、前記移動体と接続された紐状部材又は帯状部材と、前記紐状部材又は帯状部材を介して、前記移動体を前記ガイドバーの長手方向に移動させる駆動装置とを備えたことを特徴とする表面形状測定装置により、解決できる。
【００１２】
上記発明によれば、支持部材によりガイドバーに対して移動可能に支持された移動体を、紐状部材又は帯状部材を介してガイドバーの長手方向に移動させることで、ガイドバーの形状に沿って移動体が横振れすることを抑制して、一対のセンサにより被測定部材の表面形状を精度良く測定することができる。
【００１３】
請求項２記載の発明では、前記支持部材には、複数の流体静圧パッドを用いることを特徴とする請求項１に記載の表面形状測定装置により、解決できる。
【００１４】
上記発明によれば、複数の流体静圧パッドにより移動体をガイドバーに対して非接触で支持することで、ガイドバーの形状の影響を受けて移動体が横振れすることを抑制して、被測定部材の表面形状を精度良く測定することができる。
【００１５】
請求項３記載の発明では、前記被測定部材保持器は、前記被測定部材を立てた状態で直接支持する３つの支持体を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の表面形状測定装置により、解決できる。
【００１６】
上記発明によれば、３つの支持体により被測定部材を３点支持することにより、被測定部材が反ることなく、安定して支持することができる。これにより、被測定部材の表面形状を精度良く測定することができる。
【００１７】
請求項４記載の発明では、前記３つの支持体には、前記被測定部材の端面を支持する溝を設けたことを特徴とする請求項３に記載の表面形状測定装置により、解決できる。
【００１８】
上記発明によれば、３つの支持体に被測定部材の端面を支持する溝を設けることにより、支持体に設けられた溝で被測定部材をしっかりと挟持させて、被測定部材の表面形状を精度良く測定することができる。
【００１９】
請求項５記載の発明では、前記３つの支持体のうち２つの支持体には、前記ガイドバーの長手方向と直交する方向に対して前記支持体の位置を調整する位置調整機構を設けたことを特徴とする請求項３または４に記載の表面形状測定装置により、解決できる。
【００２０】
上記発明によれば、被測定部材保持器により被測定部材が傾いて支持された際、被測定部材の傾きが小さくなるよう補正して、被測定部材の表面形状を精度良く測定することができる。
【００２１】
請求項６記載の発明では、前記被測定部材保持器は、１つの前記支持体を備えた第１の被測定部材支持ユニットと、２つの前記支持体を備えた第２の被測定部材支持ユニットとを有し、前記第２の被測定部材支持ユニットは、着脱可能な構成とされていることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の表面形状測定装置により、解決できる。
【００２２】
上記発明によれば、第２の被測定部材支持ユニットは、着脱可能な構成とされているため、第２の被測定部材支持ユニットを交換することで、径の異なる被測定部材の測定を行うことができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、ガイドバーのガイド面に案内されて移動するスライダの横振れを小さくして、１つの装置で被測定部材の厚さ、うねり、ナノトポグラフィを精度良く測定することのできる表面形状測定装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
【００２５】
本実施例では、両頭研削装置２０で研削加工した被測定部材であるワーク２９の厚さ、うねり、ナノトポグラフィを本実施例の表面形状測定装置４０で測定する場合を例に挙げて説明する。そこで説明の便宜上、始めに、両頭研削装置２０の構成についての説明し、その後、表面形状測定装置４０の構成及びワーク２９の表面形状の測定方法について説明する。
【００２６】
図１を参照して、両頭研削装置２０について説明する。図１は、両頭研削装置の概略図である。なお、図１において、ワーク２９を挟んで左側と右側とに示した構成部分は同一構成である。したがって、図１の左側の構成部分には符号ａを添記し、同図中の右側の構成部分には符号ｂを添記して、主に左側の構成部分についての説明を行う。また、図１に示したＸ，Ｘ方向は研削主軸２１ａ，２１ｂの移動方向を示しており、Ｙ，Ｙ方向は、研削主軸２１ａ，２１ｂの回転方向（ラジアル方向）を示している。
【００２７】
両頭研削装置２０は、大略すると研削主軸２１ａ，２１ｂと、カップ型砥石２２ａ，２２ｂと、サドル２５ａ，２５ｂと、研削主軸回転移動手段２８ａ，２８ｂと、架台２６と、ワーク保持器（図示せず）とを有した構成とされている。
【００２８】
ワーク２９と対向する側の研削主軸２１ａの端部には、カップ型砥石２２ａが配設されており、反対側の端部には、サドル２５ａが配設されている。カップ型砥石２２ａのワーク２９と接触する部分には、ワーク２９を研削する研削動作面２３ａが形成されている。
【００２９】
サドル２５ａは、Ｘ，Ｘ方向に移動可能な状態で架台２６に配設されている。研削主軸２１ａが配設されている側とは反対側のサドル２５ａには、研削主軸回転移動手段２８ａが配設されている。研削主軸回転移動手段２８ａは、サドル２５ａを介して、カップ型砥石２２ａ及び研削主軸２１ａをＹ，Ｙ方向に一体的に回転させると共に、Ｘ，Ｘ方向に一体的に移動させるためのものである。
【００３０】
ワーク２９は、図示していないワーク保持器により回転可能な状態で支持されている。ワーク２９を研削加工する際には、ワーク２９及びカップ型砥石２２ａ，２２ｂは共に回転した状態にあり、ワーク２９は回転移動する一対のカップ型砥石２２ａ，２２ｂに挟持されることで研削加工される。
【００３１】
次に、研削加工時のカップ型砥石２２ａとワーク２９との位置関係について説明する。図２は、研削加工時のカップ型砥石とワークの位置関係を示した図である。図２に示すように、研削動作面２３ａは、常にワーク２９の中心Ａを通過してワーク２９を研削加工する。そのため、研削加工されたワーク２９の直径方向に対する加工状態はワーク２９の全周において略等しくなる。この加工状態には、厚さ、うねり、粗さ及びナノトポグラフィに対応する成分が含まれており、ワーク２９の直径方向に対する厚さ、うねり、ナノトポグラフィはワーク２９の全周において略等しくなる。
【００３２】
したがって、上記説明したような両頭研削装置２０により研削加工されたワーク２９の厚さ、うねり、及びナノトポグラフィを表面形状測定装置４０で評価する際には、ワーク２９の面２９Ａ，２９Ｂに対して、それぞれ１つの直径方向の表面形状データを取得すれば良い。なお、面２９Ａ，２９Ｂは、研削加工されたワーク２９の面である。
【００３３】
次に、図３乃至図５を参照して、本発明の実施例である表面形状測定装置４０の構成について説明する。なお、本実施例では、両頭研削装置２０で研削加工処理されたワーク２９の直径方向に対するナノトポグラフィの発生がワーク２９の全周において略等しいワーク２９を測定対象としている。図３は、本発明の一実施例である表面形状測定装置の概略図であり、図４は、図３に示した測定装置本体の平面図であり、図５は、図３に示した測定装置本体をＣ視した図である。
【００３４】
表面形状測定装置４０は、大略すると、測定装置本体４５と、コンピュータ１２０とを有した構成されている。測定装置本体４５は、ワーク２９の面２９Ａ，２９Ｂを測定して、表面形状データを取得するためのものである。コンピュータ１２０は、測定装置本体４５が測定した表面形状データを記憶し、ワーク２９の厚さ分布と、ワーク２９のうねりの形状を出力表示すると共に、後述するフィルタ処理を行って、表面形状データからナノトポグラフィの形状を出力表示するためのものである。
【００３５】
コンピュータ１２０は、記録媒体読み取り部１２３を有した構成とされている。表面形状測定装置４０のワーク２９の厚さの測定方法と、ワーク２９のうねりの測定方法と、ワーク２９のナノトポグラフィの測定方法とに関するプログラムは、記録媒体１２５に格納されている。よって、この記録媒体１２５を記録媒体読み取り部１２３に挿入して、プログラムを読み取り実行することにより、ワーク２９の厚さ、うねり、及びナノトポグラフィの評価を行うことができる。なお、記録媒体１２５には、ＣＤ−ＲＯＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、光磁気ディスク（ＭＯ）等のデータを光学的、電気的、或いは磁気的に記録する記録媒体を用いることができる。
【００３６】
測定装置本体４５は、大略すると、架台４６と、支持脚４７と、ガイドバー５１と、スライダ部６０と、測定部９５と、スライダ駆動手段１００とを有した構成とされている。
【００３７】
架台４６の面４６Ａには、スライダ駆動手段１００と、ガイドバー５１とが配設されており、架台４６の面４６Ｂには、複数の支持脚４７が設けられている。架台４６は、この複数の支持脚４７により安定して支持されている。このように、複数の支持脚４７により架台４６を支持することで、スライダ部６０が移動した際、架台４６が撓むことを防止して、精度の良いワーク２９の表面形状データを取得することができる。
【００３８】
ガイドバー５１は、Ｘ，Ｘ方向がガイドバー５１の長手方向となるよう架台４６上に配設されている。ガイドバー５１は、スライダ部６０をＸ，Ｘ方向に移動させる際のガイド面５２Ａ，５２Ｂを有した構成とされている。また、ガイドバー５１には、空間５３が形成されており、この空間５３は、後述するワイヤ１１８を通過させるためのものである。ガイドバー５１のガイド面５２Ａ，５２Ｂには、ガイドバー５１を製造する際の加工精度の限界から生じる微細な凹凸やうねり等が存在する（図６参照）。
【００３９】
スライダ部６０は、大略するとスライダ６１と、ワーク保持器９０と、ピース支持部材９１と、厚さ基準ピース９２とを有した構成とされている。移動体であるスライダ６１は、移動体であるスライダ本体６４と、複数の支持部材である流体静圧パッド６２，６３と有した構成とされている。スライダ本体６４は、ガイドバー５１の上面５１Ａ及びガイド面５２Ａ，５２Ｂと対向するような形状とされており、スライダ本体６４とガイドバー５１との間には、隙間５５が形成されている。また、スライダ本体６４の両端には、ワイヤ固定部材６５を配設するためのネジ穴（図示せず）が設けられている。
【００４０】
図６は、本実施例のスライダの移動軌跡を示した図である。なお、図６において、図３に示した表面形状測定装置と同一構成部分には同一の符号を付す。また、図６に示したＥはスライダ６１の移動軌跡（以下、移動軌跡Ｅとする）を示している。
【００４１】
図３及び図５に示すように、ガイドバー５１の上面５１Ａと対向するスライダ本体６４には、複数の流体静圧パッド６３（本実施例の場合は８つ）が配設されている。ガイドバー５１のガイド面５２Ａ，５２Ｂと対向するスライダ本体６４には、それぞれ複数の流体静圧パッド６２（本実施例の場合は８つ）が配設されている。複数の流体静圧パッド６２，６３は、複数の支持部材である。スライダ本体６４は、これら複数の流体静圧パッド６２，６３を介して、Ｘ，Ｘ方向に移動可能な状態でガイドバー５１に支持されている。なお、流体静圧パッド６２，６３には、例えば、エアを用いた流体静圧パッドを用いることができる。
【００４２】
このように、複数の支持部材として複数の流体静圧パッド６２，６３を設けて、ガイドバー５１に対してスライダ本体６４を移動可能に非接触で支持させることにより、スライダ本体６４とガイドバー５１との間に摩擦が生じることを防止することができる。また、Ｙ，Ｙ方向を支持する流体静圧パッド６２を複数（本実施例の場合は８つ）設けることにより、スライダ６１をＸ，Ｘ方向に移動させた際、複数設けられた流体静圧パッド６２の平均化効果により、微細な凹凸やうねり等を含んだガイドバー５１のガイド面５２Ａ，５２Ｂの形状よりもＹ，Ｙ方向に対する振れ（以下、横振れとする）の小さい移動軌跡ＥでガイドバーをＸ，Ｘ方向に移動させることができる。これにより、微細な凹凸やうねり等を含んだガイド面５２Ａ，５２Ｂの形状データ（以下、ガイドバー形状データとする）が、後述する変位センサ９９ａ，９９ｂ（一対のセンサ）が取得するワーク２９の表面形状データに及ぼす影響を小さくすることができる。
【００４３】
なお、ここでの平均化効果とは、Ｙ，Ｙ方向を支持する流体静圧パッド６２の数や面積が増加するにつれて、Ｘ，Ｘ方向に移動するスライダ６１の移動軌跡Ｅの横振れが小さくなり、スライダ６１の移動軌跡Ｅがガイドバー５１のガイド面５２Ａ，５２Ｂの形状の影響を受けにくくなることを言う。
【００４４】
図７は、ワイヤ固定部材の概略図である。図７に示すように、ワイヤ固定部材６５は、貫通穴６８が形成されたワイヤ固定部６６と、ネジ部６７とを有した構成とされている。貫通穴６８は、後述するワイヤ１１８を接続する（結ぶ）ためのものである。ネジ部６７は、ワイヤ固定部材６５をスライダ本体６４に固定すると共に、接続されたワイヤ１１８の張りの強さ（テンション）を調整するためのものである。ワイヤ１１８のテンションは、ネジ部６７をスライダ本体６４に形成されたネジ穴（図示せず）に挿入する長さで決定することができる。
【００４５】
被測定部材保持器であるワーク保持器９０は、スライダ本体６４上に配設されている。ワーク保持器９０は、測定したいワーク２９を縦置きにした状態で支持するためのものであり、大略すると上部ワーク支持ユニット８２と、下部ワーク支持ユニット７０と、支持部材８１とを有した構成とされている。
【００４６】
第１の被測定部材支持ユニットである上部ワーク支持ユニット８２は、図３におけるスライダ本体６４上の左側に配設された支持部材８１に支持されている。上部ワーク支持ユニット８２は、大略すると回転支持部８３と、アーム８４と、支持体であるローラ８６とを有した構成とされている。アーム８４の一方の端部は、回転支持部８３により回転可能に支持されており、他方の端部には、ワーク２９を直接支持するローラ８６が配設されている。ローラ８６は、回転しないようアーム８４に固定されている。ローラ８６には、ワーク２９の端面を支持する溝８６Ａが形成されている。溝８６Ａの形状には、例えば、Ｖ字形状を用いることができる。
【００４７】
回転支持部８３は、ローラ８６が取り付けられたアーム８４をその端部を中心にＤ方向（図３参照）に回転可能にするためのものである。このような回動可能な構成とされた上部ワーク支持部８２を設けることにより、ワーク２９の直径Ｒに依存することなく、ワーク２９の１点をローラ８６により支持することができる。
【００４８】
第２の被測定部材支持ユニットである下部ワーク支持ユニット７０は、スライダ６１上に配設されている。下部ワーク支持ユニット７０は、板体７１と、板体７１上に設けられた２つのワーク支持機構７２とを有した構成とされている。ワーク支持機構７２は、大略するとローラ７４と、一対の支持部７３と、ローラ位置調整機構７６とを有した構成とされている。支持体であるローラ７４は、ワーク２９を直接支持するためのものである。ローラ７４には、ワーク２９の端面を支持する溝７４Ａが形成されている。ワーク２９の端面とは、ワーク２９の外周部に形成されたテーパ面と、テーパ面が設けられた部分よりも外側の面とを含んだ面のことである。溝７４Ａの形状には、例えば、Ｖ字溝を用いることができる。ワーク２９は、下部ワーク支持ユニット７０に設けられた２つのローラ７４により支持される。
【００４９】
ローラ７４は、位置調整機構であるローラ位置調整機構７６に貫通されると共に、ローラ位置調整機構７６と一体的に構成されている。ローラ位置調整機構７６には、ネジ部（図示せず）が設けられており、ローラ位置調整機構７６は、一対の支持部７３に設けられたネジ穴（図示せず）にネジ締結されている。
【００５０】
このようなローラ位置調整機構７６をローラ７４に設けることで、後述する一対の変位センサ９９ａ，９９ｂに対してワーク２９が傾いて支持された際、ローラ位置調整機構７６のネジ部を回してローラ７４の位置を調整して、ワーク２９の傾きが小さくなるよう補正することができる。これにより、変位センサ９９ａ，９９ｂにより、ワーク２９の面２９Ａ，２９Ｂの表面形状を精度良く測定することができる。
【００５１】
また、下部ワーク支持ユニット７０は、スライダ６１に対して着脱可能な構成とされているため、異なるワーク２９の直径に対応するよう複数の下部ワーク支持ユニットを用意することで、下部ワーク支持ユニットを交換して、直径の異なるワークの表面形状を測定することができる。
【００５２】
上記説明したように、ワーク２９は、上部ワーク支持ユニット８２に設けられたローラ８６と、下部ワーク支持ユニット７０に設けられた２つのローラ７４とにより３点支持される。このように、ワーク２９を３点支持することにより、ワーク２９を支持した際、ワーク２９に反りが発生することが抑制され、ワーク２９を安定して支持することができる。また、ローラ７４に形成された溝７４Ａと、ローラ８６に形成された溝８６Ａとにより、ワーク２９の端面がしっかりと挟持されるので、変位センサ９９ａ，９９ｂにより、ワーク２９の面２９Ａ，２９Ｂの表面形状を精度良く測定することができる。
【００５３】
厚さ基準ピース９２は、図３におけるスライダ本体６４の右側に配設されたピース支持部材９１上に設けられている。厚さ基準ピース９２は、予め厚さの分かった試料であり、ワーク２９の厚さを求める際に使用されるものである。なお、ワーク２９の厚さの算出方法に関しては後述する。
【００５４】
測定部９５は、大略すると測定部フレーム９６と、一対のセンサである変位センサ９９ａ，９９ｂと、センサ位置調整機構９８ａ，９８ｂとを有した構成とされている。測定部フレーム９６は、スライダ部６０を通過させることが可能な形状とされており、架台４６と接続されている。図３における測定部フレーム９６の左側には、センサ位置調整機構９８ａとセンサ位置調整機構９８ｂとが対向するよう設けられている。変位センサ９９ａは、センサ位置調整機構９８ａを介して測定部フレーム９６と接続されている。また、変位センサ９９ｂは、センサ位置調整機構９８ｂを介して測定部フレーム９６と接続されている。
【００５５】
変位センサ９９ａ，９９ｂは、ワーク２９の面２９Ａ，２９Ｂの表面形状データを取得するためのものである。変位センサ９９ａ，９９ｂには、例えば、レーザ変位計、静電容量変位計、光ファイバ変位計等を用いることができる。センサ位置調整機構９８ａ，９８ｂは、ワーク２９に対する変位センサ９９ａ，９９ｂのＹ，Ｙ方向の位置を調整するためのものである。測定部９５は、変位センサ９９ａ，９９ｂにより、ワーク２９の両面２９Ａ，２９Ｂの１直径方向の表面形状データを取得するためのものである。なお、本実施例の表面形状測定装置４０は、変位センサ９９ａ，９９ｂにより得られた表面形状データに基づいて、コンピュータ１２０の演算処理により、ワーク２９の厚さ（厚さ分布）、ワーク２９のうねり、及びワーク２９のナノトポグラフィを求める。
【００５６】
図５に示すように、測定部９５が配設された架台４６部分に多くの支持脚４７（本実施例の場合は４本）を設けることで、測定部９５がしっかりと支持することができる。なお、架台４６とは独立した別の架台を設けて、この別の架台上に測定部９５を配設し、別の架台に複数の支持脚４７を設けて測定部９５を支持する構成としても良い。このような構成とすることにより、スライダ６１が移動した際に発生する振動等が測定部９５に伝達されることが抑制され、変位センサ９９ａ，９９ｂにより精度良く、ワーク２９の面２９Ａ，２９Ｂの表面形状データを取得することができる。
【００５７】
スライダ駆動手段１００は、大略すると駆動部１０１と、受動部１１０と、紐状部材であるワイヤ１１８とを有した構成とされている。駆動部１０１は、図３における架台４６の右側端部近傍の面４６Ａ上に配設されている。駆動部１０１は、大略すると支持部材１０３Ａ，１０３Ｂと、駆動装置である駆動モータ１０４と、回転軸１０５と、駆動側プーリ１０６とを有した構成とされている。支持部材１０３Ａ，１０３Ｂは、架台４６上に配設されている。駆動モータ１０４は、回転軸１０５を有しており、支持部材１０３Ａにより支持されている。回転軸１０５は、支持部材１０３Ａと支持部材１０３Ｂとを貫通するように設けられており、支持部材１０３Ａと支持部材１０３Ｂとの間に位置する回転軸１０５には、駆動側プーリ１０６が回転軸１０５に貫通された状態で配設されている。駆動側プーリ１０６には、ワイヤ１１８のＹ，Ｙ方向の位置規制を行うための溝１０７が形成されている。溝１０７の形状には、例えば、Ｖ字形状を用いることができる。駆動側プーリ１０６は、駆動モータ１０４が駆動した際、回転軸１０５と共に回転して、ワイヤ１１８をＸ，Ｘ方向に移動させる。
【００５８】
受動部１１０は、図３における架台４６の左側端部近傍の面４６Ａ上に配設されている。受動部１１０は、大略すると支持部材１１１Ａ，１１１Ｂと、回転軸１１２と、受動側プーリ１１３とを有した構成とされている。支持部材１１１Ａ，１１１Ｂは、架台４６上に配設されている。受動側プーリ１１３は、支持部材１１１Ａと支持部材１１１Ｂとの間に回転軸１１２に貫通された状態で配置されている。受動側プーリ１１３には、ワイヤ１１８のＹ，Ｙ方向の位置規制を行うための溝１１４が形成されている。溝１１４の形状には、例えば、Ｖ字形状を用いることができる。受動側プーリ１１３は、回転軸１１２に回転可能に支持されている。
【００５９】
ワイヤ１１８は、一方の端部が駆動側プーリ１０６と対向するワイヤ固定部材６５と接続され、他方の端部が受動側プーリ１１３と対向するワイヤ固定部材６５と接続されている。ワイヤ１１８は、駆動側プーリ１０６と受動側プーリ１１３との間を繋ぐと共に、２つのワイヤ固定部材６５を結んだ直線上に位置するよう配置されている。また、スライダ部６０の重心Ｂは、２つのワイヤ固定部材６５を結んだ直線上に位置するよう構成されている（図３参照）。このような構成とすることにより、スライダ部６０を高い運動精度で安定して移動させることができる。
【００６０】
ワイヤ１１８は、駆動側プーリ１０６と受動側プーリ１１３とのそれぞれに対して２〜３回程度巻きつけられている。このように、駆動側プーリ１０６と受動側プーリ１１３とのそれぞれに対してワイヤ１１８を２〜３回程度巻きつけることにより、駆動側プーリ１０６及び受動側プーリ１１３とワイヤ１１８との間の摩擦係数を大きくして、駆動側プーリ１０６及び受動側プーリ１１３に対してワイヤ１１８を滑りにくくすることができる。ワイヤ１１８は、駆動モータ１０４の動力をスライダ部６０に伝達させて、スライダ部６０をＸ，Ｘ方向に移動させるための動力伝達手段である。
【００６１】
上記説明したように、ガイドバー５１と対向するスライダ本体６４に複数の流体静圧パッド６２，６３を設けてガイドバー５１に対してスライダ本体６４を移動可能に支持すると共に、駆動モータ１０４の動力をＸ，Ｘ方向に配設されたワイヤ１１８を介して、スライダ部６０に伝達させてスライダ部６０をＸ，Ｘ方向に移動させることにより、スライダ部６０の横振れを抑制することができる。これにより、変位センサ９９ａ，９９ｂが取得するワーク２９の面２９Ａ，２９Ｂに対応した表面形状データに、ガイドバー形状データ（ガイドバー５１のガイド面５２Ａ，５２Ｂのうねりや粗さ等の形状データ）が含まれることが抑制され、精度良くワーク２９の面２９Ａ，２９Ｂの表面形状データを取得することができ、１つの表面形状測定装置４０でワーク２９の厚さ、うねり、ナノトポグラフィを精度良く求めることができる。
【００６２】
ここで、ワーク２９のうねりやナノトポグラフィを求める際に悪影響を及ぼすガイドバー形状データの取得方法について説明する。ガイドバー形状データは、スライダ６１上に基準となる平面（以下、基準平面とする）を有した基準平面部材を搭載し、面位置センサによりスライダ６１を移動させた際の基準平面の位置を測定して基準平面位置データを取得し、この基準平面位置データの最小二乗近似直線の成分を除去することで求めることができる。なお、ワーク２９の所定の直径方向の位置の測定を、ワーク２９の計測面の表裏を反転させて２回計測し、それぞれの面の向きの時に変位センサ９９ａ，９９ｂにより求められた面２９Ａ，２９Ｂの表面位置データの和の半分のデータから、それぞれの面の向きの時のワークの厚さの中心面位置データの和の半分のデータから、さらにそのデータの最小二乗近似直線の成分を除去したものをガイドバー形状データとして用いても良い。
【００６３】
次に、図８及び図９を参照して、表面形状測定装置４０によるワーク２９の厚さの測定方法について説明する。図８及び図９は、表面形状測定装置によるワークの厚さの測定方法を説明するための図である。なお、図８及び図９において、図３に示した表面形状測定装置４０と同一構成部分には同一の符号を付す。また、図８において、Ｌ１は変位センサ９９ａと変位センサ９９ｂとの間の距離（以下、距離Ｌ１とする）、ｄ１は変位センサ９９ａと厚さ基準ピース９２との間の距離（以下、距離ｄ１とする）、ｄ２は変位センサ９９ｂと厚さ基準ピース９２との間の距離（以下、距離ｄ２とする）、Ｍ１は厚さ基準ピース９２の厚さ（以下、厚さＭ１とする）をそれぞれ示している。さらに、図９において、ｄ３は変位センサ９９ａとワーク２９の面２９Ａとの間の距離（以下、距離ｄ３とする）、ｄ４は変位センサ９９ｂとワーク２９の面２９Ｂとの間の距離（以下、距離ｄ４とする）、Ｍ２はワーク２９の厚さ（以下、厚さＭ２とする）をそれぞれ示している。
【００６４】
未知の厚さのワーク２９の厚さＭ２を求める場合には、始めに、図８に示すように、厚さの分かっている厚さ基準ピース９２（厚さＭ１）を変位センサ９９ａと変位センサ９９ｂとの間に配置させて、距離ｄ１と距離ｄ２を求める。これにより、変位センサ９９ａと変位センサ９９ｂとの間の距離Ｌ１（＝ｄ１＋ｄ２＋Ｍ１）が分かる。
【００６５】
続いて、図９に示すように、厚さを測定したいワーク２９を変位センサ９９ａと変位センサ９９ｂとの間に配置させて、距離ｄ３と距離ｄ４を求める。図８及び図９に示した状態において、変位センサ９９ａと変位センサ９９ｂとの間の距離Ｌ１は、一定の値となるよう予め設定されているので、ワーク２９の厚さＭ２は、下記（１）式により求めることができる。
【００６６】
Ｍ２＝（ｄ１＋ｄ２＋Ｍ１）−（ｄ３＋ｄ４）・・・（１）
ワーク２９の厚さ分布は、例えば、ワーク２９厚さの平均、ワーク２９の中心厚さ、最も厚い部分と最も薄い部分の差について評価される。
【００６７】
なお、ワーク２９の厚さＭ２を求める際の上記演算処理は、コンピュータ１２０で行われる。また、ガイドバー５１の微細な凹凸やうねり等を含んだガイド面５２Ａ，５２Ｂの形状がワーク２９の厚さに及ぼす影響は小さいので、上記ワーク２９の厚さを求める際には、ガイドバー５１のガイド面５２Ａ，５２Ｂの形状は考慮していない。
【００６８】
次に、表面形状測定装置４０によるワーク２９のうねりの測定方法について説明する。うねりは、ワーク２９の表面（半導体デバイスの製造工程において、パターンが形成される側のワーク２９の面）の表面形状データからガイドバー形状データの成分を除去し、ガイドバー形状データの成分が除去された表面形状データに対して、最小二乗近似直線の成分を除去することでうねりに関するデータを求めることができる。うねりは、例えば、うねりに関するデータの最大値と最小値との差や、ワーク２９の中心位置の値を基準とした際のうねり分布について評価される。
【００６９】
次に、表面形状測定装置４０によるワーク２９のナノトポグラフィの測定方法について説明する。始めに、図１０を参照して、ナノトポグラフィを求める際に必要な表面形状データの外挿処理及びフィルタ処理について説明する。図１０は、ナノトポグラフィを求める際のフローチャートを示した図である。
【００７０】
図１０に示した処理が起動すると、ＳＴＥＰ１４１において、測定装置本体４５を用いてワーク２９の面２９Ａ，２９Ｂのそれぞれの中心を通る１軸方向に対して測定を行い、コンピュータ１２０に、ワーク２９の面２９Ａ，２９Ｂに関する表面形状データが記憶される。
【００７１】
ここで、表面形状データについて説明する。図１１は、表面形状データの一部分を示した図であり、図１２は、図１１に示した表面形状データからガイドバー形状データを除去した第１のデータに関する成分を示した図であり、図１３は、図１２に示した第１のデータに含まれる粗さに関する成分を示した図であり、図１４は、図１２に示した第１のデータに含まれるうねり成分とナノトポグラフィの成分とを示した図である。なお、図１３及び図１４は、うねり、粗さ及びナノトポグラフィについて説明するための図である。
【００７２】
図１１に示した表面形状データである波形Ｉには、ガイドバー形状、粗さ、うねり及びナノトポグラフィに関する成分が含まれている。図１２に示した波形Ｊは、図１１に示した表面形状データからガイドバー形状データ（ガイドバー形状に対応する成分）を除去した第１のデータである。この第１のデータである波形Ｊには、粗さ、うねり及びナノトポグラフィに関する成分が含まれている。
【００７３】
図１３に示した波形Ｋは、図１２に示した第１のデータから粗さに対応する成分を取り出したものである。図１４に示した波形Ｌは、図１２に示した第１のデータからうねり及びナノトポグラフィに対応する成分を取り出したものである。図１４に示した範囲Ｔ１，Ｔ２は、うねりとナノトポグラフィの両方の成分が存在している部分の波形Ｌを示しており、範囲Ｔ１，Ｔ２以外に対応した波形Ｌは、うねりに対応する成分を示している。
【００７４】
また、図１２に示した波形Ｊは、波形Ｋと波形Ｌとを合わせたものであり、波形Ｌからうねりの成分を除去することでナノトポグラフィに対応する成分を取り出すことができる。本実施例では、表面形状データからガイドバー形状データ（ガイドバー形状に対応する成分）を除去して第１のデータを取得後、フィルタ処理により第１のデータ（表面形状データからガイドバー形状データが除去されたデータ）からうねりに対応する成分を除去し、続いて、粗さに対応する成分を除去して、ナノトポグラフィに対応する成分を取り出す場合を例に挙げて以下の説明を行う。
【００７５】
次に、ＳＴＥＰ１４２の処理において、コンピュータ１２０により表面形状データに含まれるガイドバー形状データの除去を行って、第１のデータを取得する。続いて、ＳＴＥＰ１４３の処理において、コンピュータ１２０により第１のデータの外挿処理を行う。ここで、図１５乃至図１７を参照して、外挿処理について説明を行う。
【００７６】
図１５は、ワークの直径方向の第１のデータの波形を示した図であり、図１６は、図１５に示した第１のデータをカットオフ波長が２０ｍｍのハイパスフィルタ処理した際の波形を示した図であり、図１７は、図１５に示した第１のデータに対して外挿データを結合させた結合データの波形を示した図である。なお、図１５において、Ｒはワークの直径（以下、直径Ｒとする）、Ｈは表面形状測定装置を用いて測定した表面形状データの波形（以下、波形Ｈとする）、Ｕは波形Ｈの基準面からの高さ（以下、高さＵとする）をそれぞれ示しており、高さＵは数μｍ〜数１０μｍである。また、図１６において、Ｆはハイパスフィルタ処理によるエッジ効果が発生している範囲（測定端〜２０ｍｍの範囲）、Ｓは波形がエッジ効果により波形が下がっている部分の波形（以下、波形Ｓとする）、Ｖはフィルタ処理後の波形の基準面からの高さ（以下、高さＶとする）、Ｗはフィルタ処理後の波形Ｓに対応した部分の高さ（以下、高さＷとする）をそれぞれ示しており、高さＶは数１０ｎｍ〜数１００ｎｍ、高さＷは数１００ｎｍ〜数μｍである。さらに、図１７において、Ｏは結合データの波形（以下、波形Ｏとする）を示しており、Ｆ１は外挿データが結合された範囲（以下、範囲Ｆ１とする）を示しており、ＦとＦ１の範囲の大きさはＦ≦Ｆ１である。
【００７７】
図１５に示すような第１のデータの波形Ｈに対して、カットオフ波長が２０ｍｍのハイパスフィルタ処理を行った場合には、図１６に示すように、ワーク２９の測定端からフィルタのカットオフ波長２０ｍｍの範囲Ｆにおいて、エッジ効果（波形Ｓの部分）が発生する。このエッジ効果が存在したデータでは、ワーク２９の測定端〜２０ｍｍの範囲のナノトポグラフィを評価することができないため、図１７に示すように、あらかじめ第１のデータに外挿データ（範囲Ｆ１に示したデータ）を結合させて結合データを作成する。
【００７８】
なお、外挿データの形成方法は、例えば、表面形状データの基本空間波長をワーク２９の直径Ｒとするフーリエ級数から形成する方法を用いて良い。この場合の基本空間波長は、ワーク２９の直径Ｒの２倍の値が好ましい。外挿データの形成方法は、図１５乃至図１７で説明したような外挿データが形成できれば良くこれに限定されるものではない。
【００７９】
このように、第１のデータと外挿データとを結合させた結合データを作成することにより、ワーク２９の外周近傍に近い範囲Ｆのナノトポグラフィの評価を行うことができる。
【００８０】
次に、ＳＴＥＰ１４４の処理において、コンピュータ１２０は、結合データに対してカットオフ波長が２０ｍｍのハイパスフィルタ処理を行い、第２のデータが取得される。
【００８１】
ここで、ハイパスフィルタ及びハイパスフィルタ処理について説明する。図１８は、第２のデータの波形を示した図である。ハイパスフィルタは、ダブルガウシャンフィルタと２次アナログフィルタベースのＩＩＲフィルタとにより設計されている。ハイパスフィルタには、カットオフ波長が２０〜５０ｍｍのものを目的に応じて用いることができる。
【００８２】
結合データをハイパスフィルタ処理することにより、結合データに含まれるうねりに関する成分が除去され、粗さの成分とナノトポグラフィの成分とを含んだ第２のデータが取得されて、図１８に示すような波形Ｎを得ることができる。範囲Ｐ１，Ｐ２に対応した波形Ｎには、粗さの成分とナノトポグラフィの成分とが含まれており、範囲Ｐ１，Ｐ２以外の波形Ｎには、粗さの成分が存在している。なお、ハイパスフィルタと同様な性能を有するカットオフ波長が２０〜５０ｍｍのバンドパスフィルタを用いても良い。
【００８３】
続いて、ＳＴＥＰ１４５の処理において、第２のデータに対してカットオフ波長が０．２ｍｍのロウパスフィルタ処理を行うことで、第３のデータが取得される。
【００８４】
ここで、ロウパスフィルタ及びロウパスフィルタ処理について説明する。図１９は、第２のデータをハイパスフィルタ処理した際の波形を示した図である。ロウパスフィルタは、ダブルガウシャンフィルタ、２次アナログフィルタベースのＩＩＲフィルタ及び周波数特定近似ＦＩＲフィルタにより設計されている。図１９は、第３のデータの波形を示した図である。ロウパスフィルタには、カットオフ波長が０．２〜２０ｍｍの範囲ものを目的に応じて用いることができる。粗さの成分とナノトポグラフィの成分とを含んだ第２のデータをロウパスフィルタ処理することにより、第２のデータに含まれる粗さの成分が除去されて、ナノトポグラフィの成分である第３のデータが取得され、図１９に示すような波形Ｑを得ることができる。波形Ｑの範囲Ｚ１，Ｚ２がナノトポグラフィを示している。
【００８５】
さらに、ロウパスフィルタに研磨工程において除去できる粗さの成分を設定することも可能である。次に、この場合のロウパスフィルタの設計方法について説明する。始めに、研磨加工前後のワーク２９の表面形状の測定を行い、２つの表面形状データを取得する。次に、２つの表面形状データからガイドバー形状データを除去し、２つの第１のデータをフーリエ変換して、それぞれの空間波長の増幅度成分を比較する。ここで、研磨加工後の表面形状データにおいて減衰している波長成分が、研磨工程で除去可能な粗さ成分である。
【００８６】
このようにして得られた空間周波数毎の伝達特性を近似する周波数特性近似フィルタを設計してロウパスフィルタに適用することで、研磨加工を行うこと無く、研磨加工後のワーク２９の面２９Ａ，２９Ｂに残るナノトポグラフィを評価することができる。また、研磨工程で問題となる種類のナノトポグラフィを、研削工程の段階で把握することができ、研削加工条件等を最適化してナノトポグラフィを改善することが可能である。なお、研磨工程における粗さ成分の除去性能は、研磨布の弾性係数、スラリー濃度、主軸回転数、加工圧力等の研磨加工パラメータに依存する。したがって、上記研磨加工パラメータについて十分な評価を行い、周波数特性近似フィルタを作成することで、より高精度なナノトポグラフィの評価を行うことができる。なお、ナノトポグラフィを評価する際には、評価パラメータとして、１ｍｍ毎、２ｍｍ毎、５ｍｍ毎、１０ｍｍ毎のいずれかで区切った範囲内でのＰＶ（Peak to Valley（Max−Min））値の最大値や、ワーク２９の中央部とワーク２９の外周部とに区切った中でのＰＶ値を用いることができる。
【００８７】
ＳＴＥＰ１４６では、先に説明した図１９に示すように、表面形状データからうねり及び粗さ成分が除去されたナノトポグラフィに対応した成分が出力される。
【００８８】
このように、うねり、粗さ及びナノトポグラフィに対応する成分が含まれた表面形状データからガイドバー形状データを除去して第１のデータを取得し、その後、ハイパスフィルタとロウパスフィルタとを組み合わせたフィルタ処理を第１のデータに対して行うことにより、第１のデータからナノトポグラフィに対応した成分を取り出すことができ、ナノトポグラフィの評価を行うことができる。
【００８９】
なお、本実施例においては、ＳＴＥＰ１４４ではハイパスフィルタによるハイパスフィルタ処理を行い、ＳＴＥＰ１４５ではロウパスフィルタによるロウパスフィルタ処理を行なったが、バンドパスフィルタを用いてＳＴＥＰ１４４とＳＴＥＰ１４５のフィルタ処理を同時に行った場合においても、本実施例と同様に第１のデータからナノトポグラフィに対応した成分を取り出すことができ、ナノトポグラフィの評価を行うことができる。本実施例では、ナノトポグラフィの測定方法を、両頭研削装置２０により研削加工した被測定部材を用いて説明したが、本発明による表面形状の測定方法は、両頭研削装置２０以外の研削装置、研磨装置及び成膜等の加工装置で加工された被測定部材のナノトポグラフィの測定にも適用できる。
【００９０】
以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。なお、本実施例では、スライダ６１にワーク保持器９０を設け、測定部フレーム９６に変位センサ９９ａ，９９ｂを設けた構成としたが、ワーク保持器側を固定し、測定部側をスライダ上に配置した構成としても良い。また、本実施例においては、紐状部材であるワイヤ１１８を用いた場合を例に挙げて説明したが、ワイヤ１１８の代わりに、帯状部材である平ベルトを用いても本実施例と同様な効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明は、ガイドバーの形状が被測定部材の表面形状データに及ぼす影響を小さくして、被測定部材の厚さ、うねり、ナノトポグラフィを精度良く測定することのできる表面形状測定装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】両頭研削装置の概略図である。
【図２】研削加工時のカップ型砥石とワークの位置関係を示した図である。
【図３】本発明の一実施例である表面形状測定装置の概略図である。
【図４】図３に示した測定装置本体の平面図である。
【図５】図３に示した測定装置本体をＣ視した図である。
【図６】本実施例のスライダの移動軌跡を示した図である。
【図７】ワイヤ固定部材の概略図である。
【図８】表面形状測定装置によるワークの厚さの測定方法を説明するための図（その１）である。
【図９】表面形状測定装置によるワークの厚さの測定方法を説明するための図（その２）である。
【図１０】ナノトポグラフィを求める際のフローチャートを示した図である。
【図１１】表面形状データの一部分を示した図である。
【図１２】図１１に示した表面形状データからガイドバー形状データを除去した第１のデータに関する成分を示した図である。
【図１３】図１２に示した第１のデータに含まれる粗さに関する成分を示した図である。
【図１４】図１２に示した第１のデータに含まれるうねり成分とナノトポグラフィの成分とを示した図である。
【図１５】ワークの直径方向の第１のデータの波形を示した図である。
【図１６】図１５に示した第１のデータをカットオフ波長が２０ｍｍのハイパスフィルタ処理した際の波形を示した図である。
【図１７】図１５に示した第１のデータに対して外挿データを結合させた結合データの波形を示した図である。
【図１８】第２のデータの波形を示した図である。
【図１９】第２のデータをハイパスフィルタ処理した際の波形を示した図である。
【符号の説明】
【００９３】
２０ 両頭研削装置
２１ａ，２１ｂ 研削主軸
２２ａ，２２ｂ カップ型砥石
２３ａ，２３ｂ 研削動作面
２５ａ，２５ｂ サドル
２６ 架台
２８ａ，２８ｂ 研削主軸回転移動手段
２９ ワーク
２９Ａ，２９Ｂ，４６Ａ，４６Ｂ 面
４０ 表面形状測定装置
４５ 測定装置本体
４６ 架台
４６Ａ 上面
４６Ｂ 下面
４７ 支持脚
５１ ガイドバー
５１Ａ 上面
５２Ａ，５２Ｂ ガイド面
５３ 空間
５５ 隙間
６０ スライダ部
６１，１３１ スライダ
６２，６３ 流体静圧パッド
６４ スライダ本体
６５ ワイヤ固定部材
６６ ワイヤ固定部
６７ ネジ部
６８ 貫通穴
７０ 下部ワーク支持ユニット
７１ 板体
７２ ワーク支持機構
７４ ローラ
７４Ａ，８６Ａ，１０７，１１４ 溝
７３ 支持部
７６ ローラ位置調整機構
８１，１０３Ａ，１０３Ｂ，１１１Ａ，１１１Ｂ 支持部材
８２ 上部ワーク支持ユニット
８３ 回転支持部
８４ アーム
８６ ローラ
９０ ワーク保持器
９１ ピース支持部材
９２ 厚さ基準ピース
９５ 測定部
９６ 測定部フレーム
９８ａ，９８ｂ センサ位置調整機構
９９ａ，９９ｂ 変位センサ
１００ スライダ駆動手段
１００ スライダ駆動手段
１０１ 駆動部
１０４ 駆動モータ
１０５，１１２ 回転軸
１０６ 駆動側プーリ
１１０ 受動部
１１３ 受動側プーリ
１１８ ワイヤ
１２０ コンピュータ
１２３ 記録媒体読み取り部
１２５ 記録媒体
Ａ 中心
Ｂ 重心
Ｄ 方向
Ｅ 移動軌跡
Ｆ，Ｆ１，Ｔ１，Ｔ２，Ｐ１，Ｐ２，Ｚ１，Ｚ２ 範囲
Ｊ〜Ｌ，Ｈ，Ｎ，Ｏ，Ｑ 波形
Ｌ１，ｄ１〜ｄ４ 距離
Ｍ１，Ｍ２ 厚さ
Ｒ 直径
Ｕ，Ｖ，Ｗ 高さ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定部材を保持する被測定部材保持器、又は前記被測定部材の表面形状を測定する一対のセンサのどちらか一方を備えた移動体と、
該移動体を案内するガイドバーと、
前記移動体と前記ガイドバーとの間に設けられ、前記移動体を前記ガイドバーに対して移動可能に支持する支持部材と、
前記ガイドバーの長手方向に延在すると共に、前記移動体と接続された紐状部材又は帯状部材と、
前記紐状部材又は帯状部材を介して、前記移動体を前記ガイドバーの長手方向に移動させる駆動装置とを備えたことを特徴とする表面形状測定装置。
【請求項２】
前記支持部材には、複数の流体静圧パッドを用いることを特徴とする請求項１に記載の表面形状測定装置。
【請求項３】
前記被測定部材保持器は、前記被測定部材を立てた状態で直接支持する３つの支持体を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の表面形状測定装置。
【請求項４】
前記３つの支持体には、前記被測定部材の端面を支持する溝を設けたことを特徴とする請求項３に記載の表面形状測定装置。
【請求項５】
前記３つの支持体のうち２つの支持体には、前記ガイドバーの長手方向と直交する方向に対して前記支持体の位置を調整する位置調整機構を設けたことを特徴とする請求項３または４に記載の表面形状測定装置。
【請求項６】
前記被測定部材保持器は、１つの前記支持体を備えた第１の被測定部材支持ユニットと、２つの前記支持体を備えた第２の被測定部材支持ユニットとを有し、
前記第２の被測定部材支持ユニットは、着脱可能な構成とされていることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の表面形状測定装置。
【請求項１】
被測定部材を保持する被測定部材保持器、又は前記被測定部材の表面形状を測定する一対のセンサのどちらか一方を備えた移動体と、
該移動体を案内するガイドバーと、
前記移動体と前記ガイドバーとの間に設けられ、前記移動体を前記ガイドバーに対して移動可能に支持する支持部材と、
前記ガイドバーの長手方向に延在すると共に、前記移動体と接続された紐状部材又は帯状部材と、
前記紐状部材又は帯状部材を介して、前記移動体を前記ガイドバーの長手方向に移動させる駆動装置とを備えたことを特徴とする表面形状測定装置。
【請求項２】
前記支持部材には、複数の流体静圧パッドを用いることを特徴とする請求項１に記載の表面形状測定装置。
【請求項３】
前記被測定部材保持器は、前記被測定部材を立てた状態で直接支持する３つの支持体を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の表面形状測定装置。
【請求項４】
前記３つの支持体には、前記被測定部材の端面を支持する溝を設けたことを特徴とする請求項３に記載の表面形状測定装置。
【請求項５】
前記３つの支持体のうち２つの支持体には、前記ガイドバーの長手方向と直交する方向に対して前記支持体の位置を調整する位置調整機構を設けたことを特徴とする請求項３または４に記載の表面形状測定装置。
【請求項６】
前記被測定部材保持器は、１つの前記支持体を備えた第１の被測定部材支持ユニットと、２つの前記支持体を備えた第２の被測定部材支持ユニットとを有し、
前記第２の被測定部材支持ユニットは、着脱可能な構成とされていることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の表面形状測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２００６−１０５９１９（Ｐ２００６−１０５９１９Ａ）
【公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２９６４９３（Ｐ２００４−２９６４９３）
【出願日】平成１６年１０月８日（２００４．１０．８）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月８日（２００４．１０．８）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
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