JP7828476B2 - ウェハ検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、ウェハを検査する検査装置に関する。

半導体の製造工程においては、半導体ウェハ等の基板上に異物が存在すると、配線の絶縁不良や短絡等の不良の原因となる。これらの異物には、搬送装置等の可動部から発生したもの、人体から発生したもの、プロセスガスにより処理装置内で反応生成されたもの、及び薬品や材料に混入していたもの等、様々な種類がある。

そこで、ウェハ検査装置を用いてウェハ表面の異物を検出して管理することにより、各製造装置の発塵状況や各工程の清浄度等を監視・制御し、製品の品質向上や歩留り向上等を図っている。異物検査の方法は、ウェハ表面にレーザ光等の光を照射し、異物からの散乱光を検知することで、異物の大きさと付着位置等を検出し、各ウェハの固有情報として取得するものである。

ウェハは、検査時には保持装置に固定される。ウェハの固定方法には、大別して裏面吸着式と裏面非接触式がある。裏面吸着式は、平坦なテーブルに設けられたエア吸込み口により、ウェハの裏面を吸着する方式である。よって、ウェハの裏面は、テーブルに接触して固定される。一方、裏面非接触式は、ウェハの外周近傍のみを保持してテーブルに固定する方式である。裏面吸着式は、主にパターンを形成したウェハに対し用いられる。裏面非接触式は、パターンを形成する前のウェハ、すなわちベアウェハに対し用いられる。特に裏面非接触式のウェハ検査装置は、製造メーカでのウェハの出荷検査やプロセスメーカでのウェハの受入検査等に用いられることから、ウェハへの異物の付着抑制はもとより、異物検出の再現性と精度の向上が求められている。

ウェハの異物の検出精度を向上させる方法の１つに、ウェハの平坦度を向上させる方法がある。ウェハが検査装置に平坦に固定されると、ウェハに大きな変形（例えば、反り）が生じていないので、異物の検出精度を向上させることができる。ウェハの平坦度を向上させる従来の技術の例は、特許文献１に記載されている。

特許文献１に記載された検査装置は、ウェハの形状に沿ったリング状のリムを有してウェハを載置するチャックと、チャックの表面に配設されたリング状のエアーギャップ形成部を備え、ウェハ、チャック、及びリムに囲まれた内部空間内が、内部空間内へ供給されたガスにより所定の圧力分布に保たれ、エアーギャップ形成部とウェハとの間に所定量のエアーギャップが常時形成されて、ウェハの撓みや反りを補正する。特許文献１の検査装置は、さらに、高さ位置制御部を備え、高さ位置制御部が、補正されたウェハの検査箇所近傍の高さ情報を検出し、補正しきれなかった検査箇所の上下動位置を昇降駆動機構を駆動して制御し、ウェハの検査面を所定の高さ位置に制御する。

特開２００９－１６８４７９号公報

従来のウェハ検査装置では、簡易な構成でウェハを平坦に保持することについて、必ずしも十分にユーザを満足させるに至っていない。例えば、特許文献１に記載された検査装置では、ウェハの裏面にガスの圧力を加え、かつ動的にウェハ面を制御することで、ウェハの平坦度を確保する。このような制御は、検査中の高速回転しているウェハに対してリアルタイムで行うため、制御回路が大規模になる。また、ウェハの反りの偏差をゼロに補正しようとすると、回転の２次成分と３次成分の反りにも対応する必要があり、複雑な制御が必要になるとともに、補正の駆動周波数とウェハの固有振動数が近くなることによってウェハの自励振動が発生し、ウェハの平坦度が悪化する場合もある。

本発明の目的は、簡易な構成でウェハを平坦に保持できるウェハ検査装置を提供することである。

本発明によるウェハ検査装置は、回転可能であってウェハを載置可能なウェハチャックを備える。前記ウェハチャックは、エアを前記ウェハの裏面に供給するエア供給口と、前記エアを排出するエア排出口と、前記ウェハを保持するクランプ機構と、上方に突出した複数の円環状突起を備える。前記ウェハチャックは、前記円環状突起を備えないとしたときで、前記ウェハチャックが回転したときの、前記ウェハチャックの半径方向での前記ウェハとの間の圧力の分布が、前記半径方向の位置の高次関数で表されている。前記円環状突起は、前記ウェハチャックが回転して前記エアが供給されたときの、前記円環状突起によって生じた圧力損失の値が、前記圧力損失の値を与えた前記半径方向の位置と同じ位置での、前記高次関数で表された前記圧力の分布における前記圧力の値以上となるような形状である。

本発明によると、簡易な構成でウェハを平坦に保持できるウェハ検査装置を提供することができる。

本発明の実施例１によるウェハ検査装置の構成を示す模式図である。 ウェハチャックを示す斜視図である。 図２ＡにおけるＡ－Ａ断面において、ウェハチャックの中央部を拡大して示す図である。 図２ＡにおけるＡ－Ａ断面において、クランプ機構とその近傍を拡大して示す図である。 ウェハを載置したウェハチャックをウェハの上方から見た図である。 図３ＡにおけるＢ－Ｂ断面を示す図である。 補正圧力の考え方を示す図である。 ウェハチャックに複数のリブを配置する場合の、補正圧力による補正方法を説明する図である。 ウェハとリブとの間隔を変化させたときの、リブによって生じた圧力損失の変化を示すグラフである。 ウェハがウェハチャックに載置された直後における、ウェハチャックと光学系の位置関係を示す図である。 ウェハチャックの直線移動により、高さセンサの測定位置がウェハの中心と一致した状態を示す図である。 ウェハチャックの回転中心が光学測定部の幾何中心と一致する位置まで移動したウェハチャックを示す図である。 実施例２でのウェハ検査装置の動作を示すフローチャートである。 実施例１で説明したウェハチャックを用いた場合の補正エアの圧力分布と、従来のウェハチャックを用いた場合の補正エアの圧力分布を模式的に示す図である。 ウェハの半径方向の各位置における、ウェハの周方向の平均の高さの測定結果を示す図である。 実施例１のウェハチャックに、下凸変形ウェハを載置した場合における、補正エア量に対するウェハの半径方向の平坦度の変化を、流体－構造連成解析で検討した解析結果を示す図である。 実施例１のウェハチャックに、上凸変形ウェハを載置した場合における、補正エア量に対するウェハの半径方向の平坦度の変化を、流体－構造連成解析で検討した解析結果を示す図である。 下凸変形ウェハについて、流体－構造連成解析で得られたウェハの半径方向の形状を、変形を矯正する前の形状と比較した結果を示す図である。 上凸変形ウェハについて、流体－構造連成解析で得られたウェハの半径方向の形状を、変形を矯正する前の形状と比較した結果を示す図である。

本発明によるウェハ検査装置は、エアをウェハの裏面（下面）に吐出して圧力を発生させ、この圧力によりウェハの変形（又は平坦度）を補正することで、ウェハを平坦に保持する。本発明によるウェハ検査装置では、ウェハを載置するウェハチャックがウェハの変形（又は平坦度）を補正する円環状突起を備え、エアによってウェハとウェハチャックの間に発生させた補正圧力の適正な分布に基づいて円環状突起の形状が定められているので、ウェハを簡易な構成で効率的に平坦に保持することができる。

なお、本発明において、ウェハの平坦度は、ウェハが平坦であることを示す指標である。ウェハの平坦度は、例えば、ウェハ検査装置に載置されたウェハに対し、反り等により変形したウェハの最上部の位置と最下部の位置との高さ方向の距離で表される。ウェハが平坦であるとは、ウェハの平坦度が、予め定めた所定の範囲に収まっているということである。

以下、本発明の実施例によるウェハ検査装置を、図面を参照して説明する。

本発明の実施例１によるウェハ検査装置を説明する。本実施例によるウェハ検査装置では、ウェハチャックの半径方向の補正圧力の適正な分布に基づいて、ウェハの変形（又は平坦度）を補正する円環状突起（以降、「リブ」称する）の形状が定められている。なお、リブの形状には、リブの大きさ（例えば、突出高さや、半径方向の長さである幅）が含まれている。

図１は、本実施例によるウェハ検査装置１０の構成を示す模式図である。ウェハ検査装置１０は、主要な構成要素として、ウェハ２０５を外部から導入するウェハ導入部１１、ウェハ２０５を搬送する搬送機構１２、ウェハ２０５を検査する検査室１３、及びウェハ検査装置１０の全体を制御する制御部１４を備える。ウェハ検査装置１０は、ウェハ２０５へ異物を付着させないように、清浄度が保たれた空間に設置される。

検査室１３は、ウェハ２０５の異物を光学的に測定する光学測定部１３１、ウェハ２０５を載置するウェハチャック２００、ウェハチャック２００を回転させるモータ１３２、及びモータ１３２とウェハチャック２００を直線移動させる直動移動部１３３を備える。光学測定部１３１は、位置が固定されている。このため、ウェハチャック２００に載置されたウェハ２０５は、ウェハチャック２００の回転により回転し、ウェハチャック２００の直線移動により位置を変えて、表面に存在する異物の位置と大きさが光学測定部１３１によって測定される。

以下では、ウェハチャック２００に載置されたウェハ２０５の表面（ウェハ面）に沿う方向をＸＹ方向又は水平方向、ウェハ面に垂直な方向をＺ方向又は垂直方向と呼ぶ。モータ１３２の回転軸はＺ方向を向いている。ウェハチャック２００とウェハチャック２００に載置されたウェハ２０５は、Ｚ方向（垂直方向）を回転軸として回転し、ＸＹ方向（水平方向）に直線移動する。また、半径方向と周方向とは、ウェハチャック２００（又はウェハチャック２００に載置されたウェハ２０５）についての半径方向と周方向である。半径方向の内側（中央側）を、内周側と呼び、半径方向の外側を、外周側と呼ぶ。外周部とは、半径方向の外側の部分である。

ウェハ２０５は、図示していないカセットに収納された状態で、ウェハ導入部１１に装填される。この後、ウェハ２０５は、搬送機構１２によりカセットから取り出されて、検査室１３に移動する。搬送機構１２によって検査室１３に移動したウェハ２０５は、ウェハチャック２００に載置される。

図２Ａは、ウェハチャック２００を示す斜視図である。図２Ａでは、ウェハチャック２００に載置されたウェハ２０５は、ウェハチャック２００から離し、ウェハチャック２００を透過させて描いている。

ウェハ２０５は、ウェハチャック２００の上部に配置される。すなわち、ウェハ２０５は、ウェハチャック２００に対して、重力が作用する方向（重力方向）と反対方向の位置に配置される。

ウェハチャック２００は、ウェハチャックベース２０１と、ウェハ支持部２０２と、エア供給口２０４と、エア排出口２０３と、クランプ機構２０６と、複数のリブ２０１１を備える。ウェハチャック２００は、ウェハ２０５を載置可能であり、Ｚ方向（垂直方向）を回転軸として回転可能である。ウェハチャック２００は、複数のクランプ機構２０６を備えることができる。

ウェハチャックベース２０１は、ウェハチャック２００の本体（ベース）である。

ウェハ支持部２０２は、リング状であり、ウェハ２０５の外周部の面を垂直方向に支持する。後述するように、ウェハ支持部２０２は、ウェハ２０５が接触する部位である複数の接触部２０２ａと、ウェハ２０５が接触せずウェハ２０５との間隙を有する複数の非接触部２０２ｂを備える。

エア供給口２０４は、ウェハ２０５の変形（又は平坦度）を補正するためのエア（補正エア）をウェハ２０５の裏面（下面）に供給する開口部であり、ウェハチャック２００の中央部に設けられている。

エア排出口２０３は、非接触部２０２ｂで構成され、ウェハ２０５の裏面に供給された補正エアをウェハチャック２００の外部へ排出する。

クランプ機構２０６は、ウェハ２０５を保持する機構である。

リブ２０１１は、ウェハチャック２００のウェハ２０５への対向面に設けられた円環状突起であり、ウェハチャックベース２０１から上方に突出している。複数のリブ２０１１は、ウェハチャック２００の回転軸を中心として同心円状に配置されている。

ウェハチャック２００に載置されたウェハ２０５は、ウェハチャック２００から脱落しないように、クランプ機構２０６により保持される。また、ウェハチャック２００に載置されたウェハ２０５は、重力の作用により部分的に自重沈下し、反り等の変形が生じて平坦でなくなる（すなわち、平坦度が低下する）。そこで、本実施例によるウェハ検査装置１０では、エア供給口２０４からウェハ２０５の裏面に吐出されたエア（補正エア）により圧力を発生させることで、ウェハ２０５の自重沈下を防止し、ウェハ２０５の変形（又は平坦度）を補正する。ウェハ２０５の平坦度の補正については、後で説明する。

以上のようにして平坦度が改善されたウェハ２０５を保持したウェハチャック２００は、光学測定部１３１がウェハ２０５の表面に存在する異物を測定するために、モータ１３２により回転するとともに、直動移動部１３３によりモータ１３２の回転軸と垂直方向に直線移動する。

制御部１４は、ウェハ２０５を保持したウェハチャック２００に対して上記のように回転と移動をさせ、ウェハ２０５の全面について異物の大きさと位置等のマッピングを行い、このマッピングで得られたデータをウェハ２０５の異物データとして記録する。

異物の測定が終了したウェハ２０５は、クランプ機構２０６から保持を解かれ、搬送機構１２によりウェハチャック２００からウェハ導入部１１に移送されて、カセットに収容される。

ウェハ検査装置１０は、以上の動作を繰り返し、ウェハ導入部１１のカセットに収容された全てのウェハ２０５に対して異物を検査する。

次に、クランプ機構２０６と、クランプ機構２０６がウェハ２０５を保持する動作について説明する。

図２Ｂは、図２ＡにおけるＡ－Ａ断面において、ウェハチャック２００の中央部を拡大して示す図である。図２Ｃは、図２ＡにおけるＡ－Ａ断面において、クランプ機構２０６とその近傍を拡大して示す図である。図２Ｂと図２Ｃにおいて、黒の矢印と白の矢印の向きは、各部品の移動方向を示している。黒の矢印は、クランプ機構２０６がウェハ２０５を保持するときの部品の移動方向を示す。白の矢印は、クランプ機構２０６がウェハ２０５の保持を解くときの部品の移動方向を示す。

クランプ機構２０６は、ウェハ２０５を回転駆動するウェハチャック２００に設けられており、カム２１１、ベアリング２１３、ベアリング保持部２１４、圧縮ばね２１５、ロッド２１６、リンク２１７、保持部２１８、及び保持爪２１９を備える。

カム２１１は、ウェハチャックベース２０１の中央部に設置されており、垂直方向（Ｚ方向）に移動するエアシリンダ２１２に装着されており、垂直方向に移動する。

ベアリング２１３は、カム２１１と接触し、カム２１１の垂直方向の動きを半径方向（ＸＹ方向）の動きに変換する。

ベアリング保持部２１４は、ベアリング２１３保持するとともに、圧縮ばね２１５に接続されている。

圧縮ばね２１５は、ベアリング保持部２１４とロッド２１６に接続され、半径方向に伸縮可能である。

ロッド２１６は、圧縮ばね２１５に接続され、圧縮ばね２１５の伸縮によってベアリング保持部２１４に対して半径方向に相対移動可能である。

リンク２１７は、ロッド２１６と保持部２１８に接続しており、ロッド２１６が半径方向に移動すると、保持部２１８を周方向に変位させる。

保持部２１８は、図２Ｃの一点鎖線を中心として回転可能であり、保持爪２１９を保持する。保持部２１８の回転軸の方向は、Ｚ方向（ウェハ２０５の面に垂直な方向）である。保持部２１８には、リンク２１７と保持爪２１９が回転軸を中心に対称な位置に取り付けられている。

保持爪２１９は、保持部２１８に設置されており、保持部２１８が回転することにより移動して、ウェハ２０５と接触することができる。保持爪２１９の移動方向は、ＸＹ方向（ウェハ２０５の面に沿う方向）である。クランプ機構２０６は、保持爪２１９がウェハ２０５と接触することでウェハ２０５を保持し、保持爪２１９がウェハ２０５と接触しなくなることでウェハ２０５の保持を解く。また、保持爪２１９は、保持部２１８に対して回転可能であるのが好ましい。保持爪２１９の回転軸の方向は、例えばＺ方向とすることができる。すなわち、保持爪２１９は、側方回転（回転方向がウェハ２０５面に沿う回転）を行うとすることができる。

クランプ機構２０６は、エアシリンダ２１２に供給されたエアの動きにより動作する。例えば、エアシリンダ２１２がエアにより動作しカム２１１が上方に移動すると、保持爪２１９は、半径方向に移動してウェハ２０５から離れ、ウェハ２０５と接触しなくなる。クランプ機構２０６では、エアシリンダ２１２とカム２１１を除く機構が、ウェハチャック２００の中心軸に対して対称に配置されている。エアシリンダ２１２とカム２１１を除くクランプ機構２０６の数は、クランプ機構２０６が発生する保持力と、クランプ機構２０６に必要とされる保持力を考慮して決定される。

クランプ機構２０６の動作を以下に説明する。

搬送機構１２によってウェハ２０５が検査室１３に搬送された後、図２Ｂに示すように、エアシリンダ２１２にエアが供給され、カム２１１が上方に移動してロッド２１６が内周側に移動する（図２Ｂの白の矢印の方向）。ロッド２１６が内周側に移動すると、図２Ｃに示すように、リンク２１７は、ロッド２１６の動きに従動して内周側に変位する。すると、保持部２１８が回転し、回転軸を中心にリンク２１７と対称な位置にある保持爪２１９は、外周側に変位する（図２Ｃの白の矢印の方向）。保持爪２１９は、この変位によって、ウェハ２０５の外周端部よりも外周側に移動する。ウェハチャック２００は、このようにして保持爪２１９が外側に開き、ウェハ２０５を載置する準備が完了する。

この後、搬送機構１２は、ウェハチャック２００に配置されたウェハ支持部２０２にウェハ２０５を載置する。搬送機構１２は、ウェハ２０５の載置が完了したら、検査室１３から退出する。

搬送機構１２が退出した後、クランプ機構２０６では、エアシリンダ２１２へのエアの供給が停止する。すると、カム２１１が下方に移動して、ロッド２１６が外周側に移動する（図２Ｂの黒の矢印の方向）。ロッド２１６が外周側に移動すると、保持部２１８が回転し、保持爪２１９が内周側に変位する（図２Ｃの黒の矢印の方向）。保持爪２１９は、この変位によって、ウェハ２０５の外周端部に当接し、保持力を発生する。このような動作において、ベアリング保持部２１４、圧縮ばね２１５、及びロッド２１６は、保持爪２１９がウェハ２０５の外周端部に当接するまで一体となって外周側に移動する。

保持爪２１９がウェハ２０５に当接した後、ロッド２１６は移動を停止するが、ベアリング保持部２１４は、カム２１１の移動が終了するまで外周部に向かって移動し続ける。ベアリング保持部２１４のこの移動によってベアリング保持部２１４とロッド２１６の相対距離が小さくなることにより、圧縮ばね２１５が縮む。すると、圧縮ばね２１５が反力によるばね力を発生させ、この力が保持爪２１９に伝播する。

このようにして、圧縮ばね２１５のばね力は、保持爪２１９がウェハ２０５をＸＹ方向（ウェハ２０５の面に沿う方向）に保持する保持力となる。なお、圧縮ばね２１５のばね力は、保持部２１８の回転中心（支点）からリンク２１７とロッド２１６との接合部（力点）までの距離と、この回転中心から保持爪２１９（作用点）までの距離との比で決まる。ウェハチャック２００は、このようにして保持爪２１９がウェハ２０５に接触し、ウェハ２０５を保持する。

保持爪２１９は、保持部２１８に対し脱着可能であるのが好ましい。保持爪２１９が脱着可能であると、保持爪２１９が摩耗した場合には、保持爪２１９のウェハ２０５に当接する面が今までと変わるように（新たな面となるように）保持爪２１９を保持部２１８に付け直すことができる。このようにすると、摩耗した保持爪２１９の再利用が可能であるため、保持爪２１９の長寿命化を図ることができる。

保持爪２１９の形状は、任意に定めることができ、例えば、円筒形や矩形とすることができる。保持爪２１９は、例えば保持部２１８に嵌合されている。保持爪２１９が円筒形状であると、保持爪２１９のウェハ２０５に当接する面を任意に設定できるので、保持爪２１９の寿命をさらに長くすることができる。保持爪２１９が矩形であると、保持爪２１９が保持部２１８との嵌合部で回転するのを防止でき、クランプ機構２０６がウェハ２０５をより確実に保持できるという利点がある。保持爪２１９の形状は、例えば、保持爪２１９と保持部２１８との嵌合の強度を考慮して決定することができる。

なお、本実施例では、保持爪２１９が側方回転（回転軸の方向がＺ方向の回転）を行うとして説明したが、保持爪２１９は、縦回転（回転軸の方向がＺ方向に垂直な方向の回転）を行ってもよい。

クランプ機構２０６の保持力について説明する。クランプ機構２０６がウェハ２０５を保持するときに求められる機能は、主に、ウェハ２０５の載置時の調芯機能、回転開始時のスリップ防止機能、及び定常回転時のウェハ２０５の偏心に起因する遠心力に抗する機能である。ウェハ２０５の載置時の調心機能は、静的な保持力によって賄う。これは、クランプ機構２０６の圧縮ばね２１５が発生する保持力である。スリップ防止機能と遠心力に抗する機能については、クランプ機構２０６の各部品が発生する遠心力が保持力に加算されるため、このような遠心力も考慮する。回転開始時には、ウェハ２０５の静止しようとする慣性力以上の保持力が要求される。定常回転時には、ウェハ２０５の偏心量、質量、及び回転数を積算して算出した遠心力以上の保持力が要求される。これらの力に抗する保持力は、ベアリング２１３、ベアリング保持部２１４、ロッド２１６、及びリンク２１７等の部品の形状や質量で調整することができる。

ウェハチャック２００が備える複数のリブ２０１１について説明する。リブ２０１１は、ウェハ２０５の変形（又は平坦度）を補正する円環状突起である。

図３Ａは、ウェハ２０５を載置したウェハチャック２００をウェハ２０５の上方（＋Ｚ方向）から見た図である。図３Ｂは、図３ＡにおけるＢ－Ｂ断面を示す図である。図３Ｂでは、補正エア（ウェハ２０５の変形（又は平坦度）を補正するためのエア）の流れを矢印で示している。

ウェハ２０５を載置したウェハチャック２００は、先に述べたように、補正エアをエア供給口２０４からウェハ２０５の裏面（下面）に与えて、ウェハ２０５の変形を補正し、ウェハ２０５を平坦に保持する。既に述べたように、ウェハ２０５は、クランプ機構２０６の保持爪２１９の保持力により、ウェハチャック２００に保持される。

図３Ａに示すように、ウェハチャック２００のウェハ支持部２０２は、実際にウェハ２０５が接触する部位である接触部２０２ａと、ウェハ２０５が接触せずウェハ２０５との間に隙間を有する非接触部２０２ｂを備える。

図３Ｂに示すように、補正エアは、エア供給口２０４からウェハチャック２００に流入し、ウェハ２０５の裏面とウェハチャックベース２０１との間の隙間を半径方向の外側に流れ、ウェハ支持部２０２の非接触部２０２ｂ（エア排出口２０３）からウェハチャック２００の外部へ排出される。補正エアによってウェハ２０５の変形の補正と平坦度の確保を効率的に行うため、ウェハチャック２００は、ウェハ２０５への対向面に複数のリブ２０１１を備える。リブ２０１１は、上述したように円環状突起であり、ウェハチャック２００の回転軸を中心として同心円状にウェハチャックベース２０１に設置されている。

ここで、補正エアがウェハ２０５に与える圧力によってウェハ２０５の変形（又は平坦度）を補正する考え方を説明する。以下では、補正エアがウェハ２０５の変形を補正するためにウェハ２０５に与える圧力を、補正圧力と呼ぶ。補正圧力は、補正エアによってウェハ２０５とウェハチャック２００の間に発生させた圧力である。

図４Ａは、補正圧力の考え方を示す図である。図４Ａには、ウェハチャック２００が回転したときの、半径方向におけるウェハ２０５とウェハチャック２００の間の圧力の分布を、模式的に３種類示している。図４Ａの左部には、リブ２０１１を備えず補正エアが供給されていないとしたウェハチャック２００における圧力の分布（リブの無い圧力分布）を示している。図４Ａの中央部には、リブ２０１１によって生成した補正圧力の分布（リブによる圧力分布）を示している。図４Ａの右部には、リブの無い圧力分布とリブによる圧力分布を互いに合成した圧力分布（トータルの圧力分布）を示している。トータルの圧力分布は、リブ２０１１を備えて補正エアが供給されたウェハチャック２００における圧力の分布である。図４Ａの左部の図と中央部の図の間にある十字は、圧力分布の合成を表している。

ウェハ２０５に与える補正圧力の考え方は、図４Ａに示すように、リブの無い圧力分布に対して、リブ２０１１によって補正圧力（リブ２０１１による圧力）を生成して、両者を合成することで得られたトータルの圧力分布をウェハ２０５に与えるというものである。すなわち、リブの無い圧力分布を、リブによる圧力分布により補正し、トータルの圧力分布とするというものである。

リブ２０１１を備えないウェハチャック２００がウェハ２０５を載置して回転すると、ウェハ２０５とウェハチャック２００との間の空間には、回転の遠心力により空間内のエアが排出される力が発生する。このため、ウェハチャック２００の中央部での圧力が最大の負圧（大気圧より低い圧力）となり、ウェハチャック２００の最外周部での圧力が大気圧となる圧力分布が生じる（図４Ａのリブの無い圧力分布）。すなわち、リブの無い圧力分布では、ウェハチャック２００の中央部から外周部に向かって（ウェハチャック２００の半径方向の位置ｒが大きくなるにつれて）、圧力が大きくなる。

リブの無い圧力分布は、基本的に、圧力がウェハチャック２００の半径方向の位置ｒの２乗で表される分布である（ウェハチャック２００の半径方向の位置ｒは、ウェハチャック２００の回転軸の位置を原点とする）。但し、ウェハチャック２００の中央部に補正エアが供給されることを考慮すると、この圧力分布は、圧力がウェハチャック２００の半径方向の位置ｒの３乗の関数で近似できる分布になる。さらに高次の関数を用いると、より正確に圧力分布を表すことができる。

本実施例では、予め流体解析を用いてウェハチャック２００が回転したときのリブの無い圧力分布を取得し、この圧力分布を表す近似曲線を用意する。リブの無い圧力分布を表す近似曲線は、ウェハチャック２００の半径方向の位置ｒの高次関数で表された曲線であり、ウェハチャック２００に補正エアが供給されておらず、ウェハチャック２００がリブ２０１１を備えないという条件で、ウェハ２０５を載置したウェハチャック２００のモデルに流体解析を実施することで得られる。流体解析には、既存の任意の手法を用いることができる。

本実施例では、このようにして得られた近似曲線、すなわち、ウェハチャック２００の半径方向の位置ｒの高次関数で表された曲線を、リブの無い圧力分布として扱う。

本実施例では、ウェハチャック２００が回転して補正エアが供給されたときに、リブ２０１１によって生じた圧力損失によって、リブの無い圧力分布での圧力を打ち消すことができるように、リブ２０１１の形状を定める。具体的には、リブ２０１１の形状は、半径方向において、補正エアが供給されてリブ２０１１によって生じた圧力損失の分布の形状が、リブの無い圧力分布（図４Ａ）の形状と略一致するような形状である。すなわち、半径方向において、リブによる圧力分布（図４Ａ）での圧力損失の増加（圧力減少量の増加）が、リブの無い圧力分布での圧力の増加と略一致するように、リブ２０１１の形状を定める。

図４Ａの左部の図に示すように、リブの無い圧力分布では、ウェハチャック２００の中央部から外周部に向かって（ウェハチャック２００の半径方向の位置ｒが大きくなるにつれて）、圧力が大きくなる。また、図４Ａの中央部の図に示すように、リブによる圧力分布では、ウェハチャック２００の中央部から外周部に向かって、リブ２０１１によって生じた圧力損失が大きくなる。リブ２０１１によって生じた圧力損失は、ウェハ２０５の変形を補正するための圧力である。リブ２０１１の形状は、リブによる圧力分布が、リブの無い圧力分布を打ち消す分布となるように決定される。

上述したように、リブ２０１１の形状は、ウェハチャック２００の半径方向の圧力分布において、リブ２０１１によって生じた圧力損失が、リブ２０１１を備えないウェハチャック２００における圧力と略等しくなるような形状である。但し、リブ２０１１の形状は、ウェハチャック２００の半径方向の圧力分布において、リブ２０１１によって生じた圧力損失の大きさが、リブ２０１１を備えないウェハチャック２００における圧力以上となるような形状であってもよい。すなわち、リブ２０１１の形状は、リブ２０１１によって生じた圧力損失の値（大きさ）が、この圧力損失の値を与えた半径方向の位置と同じ位置での、リブ２０１１を備えないウェハチャック２００における圧力の値以上（半径方向の位置ｒの高次関数で表された圧力分布での圧力の値以上）となるような形状であってもよい。リブ２０１１によって生じた圧力損失が、リブ２０１１を備えないウェハチャック２００における圧力以上であると、ウェハ２０５の自重沈下をより効果的に防止できる。

まず、１つのリブ２０１１について、形状と圧力損失について説明する。リブ２０１１によって生じた圧力損失ΔＰは、公知の式（１）～式（３）によって表される。

ここで、ξは圧力損失係数、ｌはリブ２０１１の幅、ｈはウェハ２０５とリブ２０１１との間隔、ρは補正エアの密度、ｖ：ウェハ２０５とリブ２０１１との間での補正エアの流速、Ｒｅはレイノルズ数、νは補正エアの動粘性係数である。リブ２０１１の幅とは、リブ２０１１の半径方向の長さである。

式１に示すように、ウェハチャック２００とウェハ２０５との間に狭小部、すなわちリブ２０１１を設けると、圧力損失ΔＰがリブ２０１１によって発生する。式（１）～式（３）に示した関係から、レイノルズ数Ｒｅが小さい、すなわちウェハ２０５とリブ２０１１との間隔ｈが小さい、又は補正エアの流速ｖが小さいほど、リブ２０１１によって生じた圧力損失ΔＰが大きくなる。さらに、式（１）から、リブ２０１１の幅ｌが大きいほどと、圧力損失ΔＰが大きくなる。したがって、ウェハ２０５とリブ２０１１との間隔ｈ、ウェハ２０５とリブ２０１１との間での補正エアの流速ｖ、及びリブ２０１１の幅ｌが、圧力損失ΔＰの大きさを決めるパラメータである。

図５は、ウェハ２０５とリブ２０１１との間隔ｈを変化させたときの、リブ２０１１によって生じた圧力損失ΔＰの変化を示すグラフである。図５のグラフは、式（１）～式（３）から得ることができる。

圧力損失ΔＰは、式（２）からも分かるように、レイノルズ数Ｒｅが２０００となる間隔ｈを境に大きく変化する。すなわち、レイノルズ数Ｒｅが２０００以下で補正エアが層流となるように間隔ｈを設定することで、リブ２０１１による圧力損失ΔＰ、すなわちウェハ２０５の変形を補正するための圧力を効果的に発生させることができる。図５から分かるように、間隔ｈが予め定めた所定の値ｈ０以下であると、圧力損失ΔＰを大きくすることができる。すなわち、リブ２０１１の突出高さが予め定めた所定の値より大きいと、圧力損失ΔＰを大きくすることができる。

また、補正エアは、ウェハ２０５とリブ２０１１との間では層流であるので、ウェハチャック２００と一緒に回転し、エア供給口２０４から流入する補正エアの圧力に応じた速度で半径方向に流れる。このため、補正エアは、ウェハチャック２００の回転による遠心力の影響を受けない。したがって、リブ２０１１が設置されている場所では、負圧を考慮する必要がない。

圧力損失ΔＰと間隔ｈの関係を詳細に検討した結果について説明する。ウェハ２０５の半径が１５０ｍｍで回転数が５０Ｈｚであるとして、レイノルズ数Ｒｅが２０００以下になる間隔ｈを求めた。圧力損失ΔＰと間隔ｈの関係は、図５に示すようになり、間隔ｈが０．５ｍｍ以下であると、ウェハ２０５の全領域で補正エアが層流となる、すなわち、レイノルズ数Ｒｅが２０００以下となる間隔ｈ（所定の値ｈ０）は、０．５ｍｍ以下であることが分かった。一方で、ウェハ２０５がリブ２０１１に接触するのを防ぐため、間隔ｈは、最小値が０．１ｍｍである必要がある。以上から、ウェハ２０５とリブ２０１１との間隔ｈは、０．１ｍｍ以上で０．５ｍｍ以下であるのが好ましい。

次に、ウェハチャック２００が複数のリブ２０１１を備える場合について、ウェハ２０５とリブ２０１１との間隔ｈの考え方について説明する。

ウェハ２０５は、外周部がウェハ支持部２０２に支持されてウェハチャック２００に保持される。このため、ウェハ２０５は、ウェハチャック２００に載置された初期状態では、中央部で自重沈下し、中央部が凹むように変形して載置されている。このため、リブ２０１１は、ウェハ２０５と接触しないような形状にする必要がある。ウェハ２０５の自重沈下は、ウェハ２０５の中央部で最大値をとり、０．１ｍｍ程度である。ウェハ２０５の変形のばらつきを考慮すると、ウェハ２０５の中央部では、間隔ｈが０．５ｍｍ程度であるのが望ましい。

リブ２０１１による圧力損失ΔＰを効率的に得るためには、ウェハチャック２００の中央部よりも外周部で間隔ｈが小さい、すなわち、複数のリブ２０１１の突出高さは、互いに異なり、ウェハチャック２００の中央部よりも外周部で大きいのが望ましい。さらに、ウェハチャック２００の中央部から外周部に向かって間隔ｈが小さくなっていく、すなわち、リブ２０１１の突出高さは、ウェハチャック２００の中央部から外周部に向かって大きくなっていくのがより望ましい。

補正する圧力分布（図４Ａに示したリブの無い圧力分布）は、ウェハチャック２００の中央部での圧力が最大の負圧であり、ウェハチャック２００の最外周部での圧力が大気圧となる分布であって、ウェハチャック２００の半径方向の位置ｒの高次関数で表された曲線である。そこで、リブによる圧力分布（図４）が、リブの無い圧力分布を打ち消す分布となる（すなわち、リブ２０１１によって生じた圧力損失の値（大きさ）が、この圧力損失の値を与えた半径方向の位置と同じ位置での、リブ２０１１を備えないウェハチャック２００における圧力の値以上となる）ためには、ウェハチャック２００の中央部よりも外周部で圧力損失が大きい必要がある。このため、リブ２０１１の突出高さは、ウェハチャック２００の中央部よりも外周部で大きいのが望ましく、さらに、ウェハチャック２００の中央部から外周部に向かって、リブ２０１１の突出高さが大きくなっていくのがより望ましい。

なお、リブ２０１１の突出高さは、ウェハチャック２００の中央部から外周部に向かって、単調に増加しなくてもよい。すなわち、半径方向に設置された複数のリブ２０１１のなかには、内周側と外周側で隣り合った２つのリブ２０１１よりも突出高さが大きいリブ２０１１が存在してもよい。もちろん、リブ２０１１の突出高さは、リブ２０１１がウェハ２０５に接触しないような高さである。

ウェハ２０５とリブ２０１１との間での補正エアの流速ｖは、リブ２０１１の半径方向の中央での流速とする。補正エアの流量（エア供給口２０４の面積と流速ｖの積）は一定である。そこで、補正エアの流量を予め求めて定数とし、リブ２０１１の半径方向の中央における補正エアの通過面積を間隔ｈから求めると、流速ｖを求めることができる。

次に、ウェハチャック２００に複数のリブ２０１１を配置する場合の、圧力分布の設定方法について説明する。

図４Ｂは、ウェハチャック２００に複数のリブ２０１１を配置する場合の、補正圧力による補正方法を説明する図である。図４Ｂには、ウェハチャック２００の半径方向における、リブの無い圧力分布と、補正圧力の分布（リブによる圧力分布）を示している。リブの無い圧力分布は、一例として、半径方向の位置ｒの３次関数で表されている。

リブ２０１１の数をＭとし、それぞれのリブ２０１１を外周部から中央部に向かって増える添え字ｎ（ｎ＝１～Ｍ）で特定する。それぞれのリブ２０１１による圧力損失値をΔＰｘｎとし、外周部から数えてｎ番目にあるリブ２０１１の半径方向の位置ｘｎでの圧力損失値をＰ（ｘｎ）とする。

ウェハチャック２００において、複数のリブ２０１１を配置すると、注目している半径方向の位置ｘｎでは、この位置ｘｎよりも外周側に存在するリブ２０１１による圧力損失の合算分だけ、圧力が上昇する。すなわち、補正圧力の分布は、式（４）で表される。

ここで、Ｐ（ｘＮ）は、外周部から数えてＮ番目にあるリブ２０１１の半径方向の位置ｘＮでの圧力損失値であり、Ｎは、外周部から数えたリブ２０１１の順番である。

ウェハ２０５とリブ２０１１との間隔ｈをある程度規定した後、ウェハチャック２００の最外周部にリブ２０１１を配置して圧力損失ΔＰｘ１を決定する。この後、順次、外周部から中央部に向かって各リブ２０１１の圧力損失ΔＰｘｎを、各リブ２０１１の半径方向の位置ｘｎを変えて調整する。この後、各リブ２０１１の幅ｌとリブ２０１１の数を調整して、補正圧力の分布（リブ２０１１によって生じた圧力損失の分布）の形状が、リブの無い圧力分布の形状と略一致するようにする。これらの形状が十分に一致しない場合には、ウェハ２０５とリブ２０１１との間隔ｈを調整する。このようにウェハチャック２００の外周部から中央部に向かってリブ２０１１を調整し、リブ２０１１による圧力損失を合算していくことで、補正圧力の分布を得ることができる。

このようにして得られた補正圧力の分布を用いて、リブ無しの圧力分布を補正する。この調整ルーチンの間、リブ無しの圧力曲線と補正圧力の曲線がおおむね一致するように、補正圧力の分布を常に参照する必要がある。このようにして構成されたウェハチャック２００は、ウェハ２０５を載置した後、最終的には補正エアでウェハ２０５の平坦度が調整される。

以上説明したように、本実施例によるウェハ検査装置１０は、簡易な構成でウェハ２０５を平坦に保持することができ、ウェハ２０５の表面に存在する異物の検出精度を高めることができる。

本発明の実施例２について説明する。本実施例では、実施例１によるウェハ検査装置１０を用いて、ウェハ２０５の平坦度をセンサで測定し、測定した平坦度を基に補正エアを供給することで、ウェハ２０５を平坦に保持することができる。

図６Ａは、ウェハ２０５がウェハチャック２００に載置された直後における、ウェハチャック２００と光学系の位置関係を示す図である。ウェハチャック２００の位置は、ウェハ受取位置である。

ウェハ検査装置１０は、高さセンサ３０１と、アンプ３０２と、データ処理部３０３と、エア制御部３０４を備える。

高さセンサ３０１は、ウェハチャック２００に載置されたウェハ２０５の高さ方向の位置を測定する。以下では、ウェハ２０５の高さ方向の位置を、ウェハ２０５の高さと呼ぶ。高さセンサ３０１の設置位置は、搬送機構１２がウェハ２０５をウェハチャック２００に載置したときに（すなわち、ウェハチャック２００の位置がウェハ受取位置であるときに）、ウェハ２０５の中心を通ってウェハチャック２００の直線移動の方向に延伸する線の直上であって、ウェハ２０５の外周部の直上である。

アンプ３０２は、高さセンサ３０１が出力した信号を増幅する。

データ処理部３０３は、高さセンサ３０１が出力した信号をアンプ３０２から入力し、この信号（高さセンサ３０１の測定値）を処理し、処理した結果をエア制御部３０４に出力する。データ処理部３０３は、このような処理により、エア制御部３０４を用いて補正エアをウェハチャック２００に供給する。

エア制御部３０４は、ウェハチャック２００に設けられており、データ処理部３０３からの指示に基づいて、ウェハチャック２００に補正エアを供給する。

本実施例でのウェハ検査装置１０の動作を説明する。

図７は、本実施例でのウェハ検査装置１０の動作を示すフローチャートである。

ステップＳ７１で、ウェハチャック２００は、ウェハ受取位置でウェハ２０５が載置されて、クランプ機構２０６でウェハ２０５を保持する（図６Ａ）。

ステップＳ７２で、ウェハチャック２００は、回転を始める。このとき、図６Ａに示すように、ウェハ２０５の異物を光学的に測定する光学測定部１３１の幾何中心は、ウェハチャック２００の回転中心から離れている。

ステップＳ７３で、高さセンサ３０１は、ウェハ２０５が１回転する間に、ウェハ２０５の外周部の高さを測定する。データ処理部３０３は、ウェハ２０５が１回転する間に高さセンサ３０１が測定したウェハ２０５の外周部の高さを平均し、ウェハ２０５の外周部の高さの平均値を算出する。この平均値が基準値となる。

ステップＳ７４で、ウェハチャック２００は、ウェハ２０５を回転させながら、ウェハチャック２００の回転中心が光学測定部１３１の幾何中心と一致する位置まで、直線移動する。この直線移動の間に、高さセンサ３０１の測定位置がウェハ２０５の中心と一致する。

図６Ｂは、ウェハチャック２００の直線移動により、高さセンサ３０１の測定位置がウェハ２０５の中心と一致した状態を示す図である。

図７のステップＳ７５で、高さセンサ３０１は、ウェハチャック２００の移動中に高さセンサ３０１の測定位置がウェハ２０５の中心と一致したときに、ウェハ２０５の高さを測定する。すなわち、高さセンサ３０１は、ウェハ２０５の回転中に、ウェハ２０５の中心の高さを測定する。

ステップＳ７６で、データ処理部３０３は、ウェハ２０５の外周部の高さの平均値である基準値と、ウェハ２０５の中心の高さの差分を算出する。

ステップＳ７７で、データ処理部３０３は、算出した高さの差分に応じた量の補正エアを、エア制御部３０４によってウェハチャック２００に供給する。具体的には、データ処理部３０３は、高さの差分が小さくなるような量（好ましくはゼロになるような量）の補正エアをウェハチャック２００に供給し、ウェハ２０５が平坦に保持されるようにする。データ処理部３０３は、例えばフィードバック処理により、高さの差分が小さくなる（又はゼロになる）ような補正エアの量を求めることができる。

ステップＳ７３からステップＳ７７までの動作は、ウェハ検査装置１０がウェハ２０５の検査を開始する前で、ウェハチャック２００が回転している間に行う。補正エアを供給するときの応答遅れは１秒に満たないため、ステップＳ７７での補正エアの供給は、ステップＳ７５でのウェハ２０５の高さの測定から時間をおかずにほぼ即時に実施できる。

ステップＳ７８で、ウェハ検査装置１０は、光学測定部１３１を用いてウェハ２０５の表面の検査を開始する。ステップＳ７７での補正エアの供給が終了し、ウェハチャック２００の回転中心が光学測定部１３１の幾何中心と一致する位置までウェハチャック２００が直線移動したら、ウェハ検査装置１０は、ウェハ２０５の表面の検査を開始する。

図６Ｃは、ウェハチャック２００の回転中心が光学測定部１３１の幾何中心と一致する位置まで移動したウェハチャック２００を示す図である。図６Ｃに示す状態で、ウェハ検査装置１０は、ウェハ２０５の表面を検査する。

図７に示したフローチャートでの動作では、ウェハ検査装置１０は、ウェハチャック２００の回転中に、ウェハ２０５の外周部の高さの平均値とウェハ２０５の中心の高さという２つの値の差分を用いて、補正エアの供給量を決定する。このため、データ処理部３０３の構成を簡便にできるとともに、応答速度が速くスループットに影響させずにウェハ２０５を平坦に保持することができる。

また、補正エアの量と、ウェハ２０５の外周部の高さと中心の高さの差分との関係を、実験などで求めて予めテーブルに記録しておくこともできる。データ処理部３０３は、このテーブルを保存することができ、図７のステップＳ７７で、高さの差分が小さくなる（又はゼロとなる）補正エアの量をこのテーブルから求めることができる。データ処理部３０３は、テーブルから求めた量の補正エアをウェハチャック２００に供給する。このようなテーブルを用いると、より高速にウェハ２０５を平坦に保持することができる。

次に、ウェハ２０５の高さを測定して補正エアを供給する方法の妥当性を評価するため、本方法によって手動で補正エアを供給し、ウェハ２０５の半径方向の平坦度を評価した。実施例１で説明したウェハチャック２００を用いた場合と、従来のウェハチャックを用いた場合について、ウェハ２０５の平坦度を比較した。なお、従来のウェハチャックでは、リブの突出高さ（ウェハ２０５とリブとの間隔ｈ）とリブの幅ｌが一定である。

図８は、実施例１で説明したウェハチャック２００を用いた場合の補正エアの圧力分布（実施例の圧力分布）と、従来のウェハチャックを用いた場合の補正エアの圧力分布（従来の圧力分布）を模式的に示す図である。図８の左図が、実施例の圧力分布を示し、図８の右図が、従来の圧力分布を示す。補正エアの圧力分布は、図４Ａの右部に示したトータルの圧力分布に相当する。

従来の圧力分布では、半径方向の中央部の位置で圧力が低下している。実施例の圧力分布では、従来の圧力分布で見られた、半径方向の中央部の位置での圧力低下が解消されており、リブ２０１１によって圧力分布を改善する効果を確認できる。

なお、ウェハチャックの事前調整として、ウェハ支持部２０２の複数の接触部２０２ａの高さのばらつきが８μｍ程度となり、ウェハ２０５の最外周部の周方向の平坦度（ウェハ２０５の最上部の位置と最下部の位置との距離）が１１μｍとなるように調整した。このように調整したウェハチャックに、実施例１で説明したリブ２０１１を配置して実施例１で説明したウェハチャック２００とし、従来のリブを配置して従来のウェハチャックとした。また、補正エアの調整は、図７に示したフローチャートに従って実施した。すなわち、ウェハ２０５の外周部の高さを測定してこの平均値を算出した後、ウェハ２０５の中心の高さを測定し、これらの値の差が小さくなってできるだけゼロに近くなるように、手動で補正エアの量を調整した。

図９は、ウェハ２０５の半径方向の各位置における、ウェハ２０５の周方向の平均の高さ（高さ方向の変位）の測定結果を示す図である。図９には、実施例１で説明したウェハチャック２００を用いた場合（実施例）と従来のウェハチャックを用いた場合（従来）についての測定結果を示している。

図９の測定結果で得られた曲線は、半径方向のウェハ２０５の高さを表す曲線、すなわちウェハ２０５の変形を表す曲線であり、リブ２０１１の構造が影響している。これらの曲線は、実施例と従来とで全体的な傾向は変わらない。しかし、ウェハ２０５の平坦度を示す高さの最大の差分は、従来では２５．５μｍであり、実施例では１２．５μｍである。すなわち、実施例では、ウェハ２０５の平坦度が改善して従来の約半分になった。

また、手動による補正エアの調整時間は、１分にも満たなかった。実施例１で説明したように補正エアの調整を自動で行うと、ウェハチャック２００の回転を立ち上げる時間（概ね数秒）内には、補正エアの調整を終了することができる。

図９に示した測定結果により、実施例でのリブ２０１１の構造によってウェハ２０５の平坦度が改善することを確認でき、ウェハ２０５を効率的に保持できることが分かった。

実施例１で説明したウェハチャック２００では、補正エアの圧力分布は、ウェハチャック２００の回転軸に対して軸対称である。このため、実施例１のウェハチャック２００では、軸対称に変形したウェハ２０５、例えば、検査前から中央部が凹状又は凸状に変形したウェハ２０５に対しても、ウェハチャック２００で保持したときに、平坦度の改善が期待できる。

そこで、流体と構造の連成解析を行って、変形したウェハ２０５の平坦度の改善（矯正）を検討した。検討に用いたウェハ２０５の変形は、中央部で変形が最大となる自重沈下による変形を模しており、最大変形量が中央部で７３μｍである。このように変形したウェハ２０５は、下に向かって凸形状である。このウェハ２０５のモデルを上下逆にして、上に向かって凸形状のウェハ２０５のモデルも作成した。すなわち、下に向かって凸形状と上に向かって凸形状という、２種類の変形したウェハ２０５のモデルを作成した。

これらのウェハ２０５がウェハチャック２００に載置された解析体系に対し、まず流体解析により補正エアによるウェハ２０５の裏面の圧力を得、この圧力を構造解析の境界条件に反映して、ウェハ２０５の半径方向の形状を構造解析で求め、半径方向におけるウェハ２０５の変形の最大値（最上部の位置と最下部の位置との距離）を平坦度として評価した。

以下では、下に向かって凸形状に変形したウェハ２０５を、下凸変形ウェハと呼び、上に向かって凸形状に変形したウェハ２０５を、上凸変形ウェハと呼ぶ。

図１０Ａと図１０Ｂは、実施例１のウェハチャック２００に、下凸変形ウェハを載置した場合と、上凸変形ウェハを載置した場合における、補正エア量に対するウェハの半径方向の平坦度の変化を、流体－構造連成解析で検討した解析結果を示す図である。図１０Ａには下凸変形ウェハについての結果を、図１０Ｂには上凸変形ウェハについての結果を示している。

下凸変形ウェハと上凸変形ウェハは、補正エア量によって平坦度が変化し、それぞれの平坦度の極小値が得られた。最小の変形量（平坦度）は、下凸変形ウェハが１０μｍで、上凸変形ウェハが５μｍであり、どちらの変形ウェハでも変形を矯正できることが分かった。

図１０Ｃと図１０Ｄは、流体－構造連成解析で得られたウェハの半径方向の形状を、変形を矯正する前（補正エアを供給する前）の形状と比較した結果を示す図である。図１０Ｃには下凸変形ウェハについての結果を、図１０Ｄには上凸変形ウェハについての結果を示している。図１０Ｃと図１０Ｄでは、ウェハの半径方向の位置に対するウェハの高さ（高さ方向の位置）を、ウェハの半径方向の形状として示しており、流体－構造連成解析で得られたウェハの高さを実線で示し、変形を矯正する前のウェハの高さを破線で示している。

流体－構造連成解析で得られた結果では、下凸変形ウェハと上凸変形ウェハの両方とも、ウェハの高さは、ウェハの中央部（半径が０ｍｍの位置）と外周部（半径が１５０ｍｍの位置）とで互いに略等しい。これは、本実施例におけるウェハの高さの調整方法によりウェハが平坦になったので、この方法が妥当であることを示している。

以上より、ウェハ２０５の変形が軸対象であれば、実施例１で説明したウェハチャック２００を用いることにより、例えば検査前から変形していたウェハ２０５に対しても、平坦度をある程度確保できることが分かる。以上より、本実施例によるウェハ検査装置１０は、実施例１でも説明したように、簡易な構成でウェハ２０５を平坦に保持することができるとともに、ウェハ２０５の表面に存在する異物の検出精度を高めることができる。

なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記の実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、本発明は、必ずしも説明した全ての構成を備える態様に限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能である。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、削除したり、他の構成を追加・置換したりすることが可能である。

１０…ウェハ検査装置、１１…ウェハ導入部、１２…搬送機構、１３…検査室、１４…制御部、１３１…光学測定部、１３２…モータ、１３３…直動移動部、２００…ウェハチャック、２０１…ウェハチャックベース、２０２…ウェハ支持部、２０２ａ…接触部、２０２ｂ…非接触部、２０３…エア排出口、２０４…エア供給口、２０５…ウェハ、２０６…クランプ機構、２１１…カム、２１２…エアシリンダ、２１３…ベアリング、２１４…ベアリング保持部、２１５…圧縮ばね、２１６…ロッド、２１７…リンク、２１８…保持部、２１９…保持爪、３０１…高さセンサ、３０２…アンプ、３０３…データ処理部、３０４…エア制御部、２０１１…リブ。

Claims (6)

1. 回転可能であってウェハを載置可能なウェハチャックを備え、
   前記ウェハチャックは、エアを前記ウェハの裏面に供給するエア供給口と、前記エアを排出するエア排出口と、前記ウェハを保持するクランプ機構と、上方に突出した複数の円環状突起を備え、
   前記ウェハチャックは、前記円環状突起を備えないとしたときで、前記ウェハチャックが回転したときの、前記ウェハチャックの半径方向での前記ウェハとの間の圧力の分布が、前記半径方向の位置の高次関数で表されており、
   前記円環状突起は、前記ウェハチャックが回転して前記エアが供給されたときの、前記円環状突起によって生じた圧力損失の値が、前記圧力損失の値を与えた前記半径方向の位置と同じ位置での、前記高次関数で表された前記圧力の分布における前記圧力の値以上となるような形状である、
   ことを特徴とするウェハ検査装置。
2. 複数の前記円環状突起は、高さが互いに異なる、
   請求項１に記載のウェハ検査装置。
3. 複数の前記円環状突起は、高さが前記ウェハチャックの中央部から外周部に向かって大きくなっていく、
   請求項１に記載のウェハ検査装置。
4. 複数の前記円環状突起には、前記半径方向の両方向に隣り合った前記円環状突起よりも高さが大きい前記円環状突起が含まれる、
   請求項１に記載のウェハ検査装置。
5. 前記ウェハチャックに載置された前記ウェハの高さ方向の位置を測定する高さセンサと、
   データ処理部と、
   前記ウェハチャックに前記エアを供給するエア制御部を備え、
   前記高さセンサは、前記ウェハが１回転する間に前記ウェハの外周部の高さを測定するとともに、前記ウェハの回転中に前記ウェハの中心の高さを測定し、
   前記データ処理部は、前記高さセンサが測定した前記ウェハの外周部の高さを平均して平均値を算出し、前記平均値と、前記高さセンサが測定した前記ウェハの中心の高さとの差分を算出し、
   前記データ処理部は、前記差分に応じた量の前記エアを、前記エア制御部によって前記ウェハチャックに供給する、
   請求項１に記載のウェハ検査装置。
6. 前記データ処理部は、前記ウェハチャックに供給する前記エアの量と、前記ウェハの外周部の高さと中心の高さの差分との関係を記録したテーブルを保存しており、前記平均値と前記ウェハの中心の高さとの前記差分が小さくなる前記エアの量を前記テーブルから求め、求めた量の前記エアを前記ウェハチャックに供給する、
   請求項５に記載のウェハ検査装置。