JP2023162110A - 表面性状測定システム、表面性状測定方法、研磨装置、および研磨方法 - Google Patents

Abstract

【課題】研磨パッドを傷つけることなく、かつ研磨処理全体のスループットを低下させることなく、研磨パッドの表面性状を精度よく測定することができる表面性状測定システムを提供する。【解決手段】表面性状測定システム４０は、回転する研磨パッド２の研磨面２ａに光を照射し、研磨面２ａからの反射光に基づいて研磨パッド２の表面性状を測定する光学的測定装置４１と、光学的測定装置４１と研磨パッド２の間に配置されたカバー部材４４と、カバー部材４４に設けられた注入口４４ｂに連結され、注入口４４ｂを通じて研磨パッド２上に透明液を供給する透明液供給ライン４５を備え、カバー部材４４は、光および反射光の光路上に光透過部４４ａを有する、表面性状測定システム。【選択図】図９

Description

本発明は、ウェーハなどの基板を研磨するための研磨パッドの表面性状を測定する表面性状測定システムおよび表面性状測定方法、並びに、このような表面性状測定システムを備えた研磨装置および表面性状測定方法を用いた研磨方法に関する。

半導体デバイスの製造工程において、半導体デバイス表面の平坦化がますます重要になっている。この表面の平坦化において最も重要な技術は、化学機械研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）である。化学機械研磨（以下、ＣＭＰという）は、シリカ（ＳｉＯ_２）等の砥粒を含んだ研磨液を研磨パッドの研磨面上に供給しつつウェーハなどの基板を研磨面に摺接させて該基板を研磨するプロセスである。

ＣＭＰを行うための研磨装置は、研磨面を有する研磨パッドを支持する研磨テーブルと、基板を保持して研磨パッドに押し付ける研磨ヘッドを備えている。研磨装置は、次のようにして基板を研磨する。研磨テーブルおよび研磨パッドを一体に回転させながら、研磨液（典型的にはスラリー）を研磨パッドの研磨面に供給する。研磨ヘッドは基板を回転させながら、基板の表面を研磨パッドの研磨面に対して押し付ける。基板は、研磨液の存在下で研磨パッドに摺接される。基板の表面は、研磨液の化学的作用と、研磨液に含まれる砥粒および／または研磨パッドの機械的作用により、研磨される。

基板の研磨を行うと、研磨パッドの研磨面には砥粒や研磨屑が付着し、研磨性能が低下してくる。そこで、研磨パッドの研磨面を再生するために、ドレッサによる研磨パッドのドレッシング（コンディショニング）が行なわれる。ドレッサは、その下面に固定されたダイヤモンド粒子などの硬質の砥粒を有しており、このドレッサで研磨パッドの研磨面を削り取ることにより、研磨パッドの研磨面を再生する。

研磨パッドは、基板の研磨やドレッシングを繰り返すにつれて徐々に減耗し、また、研磨パッドの表面に研磨屑などが付着する。このような研磨パッドの表面性状の変化により、研磨パッドの研磨性能が低下し、結果的に、基板の研磨レートが低下してしまう。そこで、研磨パッドの表面性状を測定することが行われている。

特開２０１５－１７４１５６号公報

研磨パッドの表面性状は、光学的測定方法により、研磨パッドの表面に光を照射し、反射した光に基づいて測定される。測定時の光路上に、研磨液や研磨屑などが存在すると、研磨パッドの表面性状を正確に測定することができない。そこで、測定時の光路上に存在する研磨液や研磨屑などを除去し、実際に研磨に供する湿潤状態で研磨パッドの表面性状を得るために、研磨パッドの表面に液膜が存在した状態で、表面性状を測定することが行われている。

特許文献１には、堰により一定以上の厚さの液膜を形成し、光路に不安定な気液界面が存在しない状態で、研磨パッドからの光に基づいて研磨パッドの表面性状を測定することが開示されている。しかしながら、特許文献１に開示される方法では、基板の研磨後、次に処理する基板の研磨を行うまでに、堰の設置および撤去が必要となる。したがって、研磨処理全体のスループットが低下してしまう。また、堰が研磨パッドに接触することにより、研磨パッドに不純物が付着し、基板の研磨においてディフェクトが発生するおそれがある。

そこで、本発明は、研磨パッドを傷つけることなく、かつ短時間で研磨パッドの表面性状を精度よく測定することができる表面性状測定システムおよび表面性状測定方法、並びに、このような表面性状測定システムを備えた研磨装置および表面性状測定方法を用いた研磨方法を提供する。

一態様では、回転する研磨パッドの研磨面に光を照射し、前記研磨面からの反射光に基づいて前記研磨パッドの表面性状を測定する光学的測定装置と、前記光学的測定装置と前記研磨パッドの間に配置されたカバー部材と、前記カバー部材に設けられた注入口に連結され、前記注入口を通じて前記研磨パッド上に透明液を供給する透明液供給ラインを備え、前記カバー部材は、前記光および前記反射光の光路上に光透過部を有する、表面性状測定システムが提供される。
一態様では、前記注入口は、前記研磨パッドの回転方向において、前記光透過部よりも上流側に位置している。
一態様では、前記注入口は、前記研磨パッドの回転方向において、前記光透過部よりも下流側に位置している。

一態様では、前記表面性状測定システムは、前記透明液供給ラインから供給される前記透明液の流量を調節可能な供給流量調節弁をさらに備えている。
一態様では、前記表面性状測定システムは、前記カバー部材に設けられた吸込口に連結され、前記吸込口を通じて前記研磨パッド上の前記透明液を吸引する透明液吸込ラインをさらに備えている。
一態様では、前記表面性状測定システムは、前記透明液吸込ラインにより吸引される前記透明液の流量を調節可能な吸引流量調節弁をさらに備えている。

一態様では、前記カバー部材は、前記研磨パッドの前記研磨面と平行な対向面を有する。
一態様では、前記研磨パッドの前記研磨面から前記対向面までの距離は、５ｍｍ以下である。
一態様では、前記表面性状測定システムは、前記研磨面に対する前記カバー部材の高さを調節するカバー部材高さ調節機構をさらに備えている。
一態様では、前記表面性状測定システムは、前記光が照射され、前記光が反射される前記研磨面上の測定点を含むモニタリング領域の画像を生成する撮像装置をさらに備えている。

一態様では、前記表面性状測定システムは、前記透明液供給ラインから供給される前記透明液の流量を調節可能な供給流量調節弁と、動作制御部をさらに備え、前記動作制御部は、前記モニタリング領域の前記画像に基づいて、前記供給流量調節弁の動作を制御するように構成されている。
一態様では、前記表面性状測定システムは、前記カバー部材に設けられた吸込口に連結され、前記吸込口を通じて前記研磨パッド上の前記透明液を吸引する透明液吸込ラインと、前記透明液供給ラインから吸引される前記透明液の流量を調節可能な吸引流量調節弁をさらに備え、前記動作制御部は、前記モニタリング領域の前記画像に基づいて、前記吸引流量調節弁の動作を制御するように構成されている。
一態様では、前記動作制御部は、前記モニタリング領域の前記画像に基づいて、前記研磨パッド上の前記透明液の流れの異常を検出したときに、警報を発するように構成されている。
一態様では、前記表面性状測定システムは、前記光学的測定装置と前記カバー部材の間に配置され、前記光学的測定装置から照射された前記光を通過させて、前記光の光路を偏向させる第１プリズムと、前記光学的測定装置と前記カバー部材の間に配置され、前記研磨面からの前記反射光を通過させて、前記反射光の光路を偏向させる第２プリズムと、前記第１プリズムと前記第２プリズムの間に配置され、前記第１プリズムと前記第２プリズムとの間を遮光する遮光部材をさらに備え、前記カバー部材は、前記光学的測定装置から照射された前記光を通過させる第１カバー部材と、前記研磨面からの前記反射光を通過させる第２カバー部材を含み、前記遮光部材は、前記第１カバー部材と前記第２カバー部材の間に配置され、前記第１カバー部材と前記第２カバー部材との間を遮光するように構成されている。

一態様では、上記表面性状測定システムと、前記研磨パッドを支持する研磨テーブルと、前記研磨テーブルを前記研磨パッドとともに回転させるテーブルモータと、基板を前記研磨パッドの前記研磨面に押し付けて、前記基板を研磨する研磨ヘッドを備えている、研磨装置が提供される。

一態様では、研磨パッドを研磨テーブルで支持した状態で、前記研磨テーブルを前記研磨パッドとともに回転させ、光学的測定装置と前記研磨パッドの間に配置された、光透過部を有するカバー部材に設けられた注入口を通じて、前記研磨パッド上に透明液を供給し、前記光学的測定装置により、前記光透過部を通じて前記研磨パッドの研磨面に光を照射し、前記研磨面からの反射光を前記光透過部を通じて受け、前記反射光に基づいて前記研磨パッドの表面性状を測定することを含む、表面性状測定方法が提供される。
一態様では、前記注入口は、前記研磨パッドの回転方向において、前記光透過部よりも上流側に位置している。
一態様では、前記注入口は、前記研磨パッドの回転方向において、前記光透過部よりも下流側に位置している。

一態様では、前記表面性状測定方法は、前記研磨パッド上に供給する前記透明液の流量を調節することをさらに含む。
一態様では、前記表面性状測定方法は、前記注入口を通じて前記研磨パッド上に前記透明液を供給しながら、前記カバー部材に設けられた吸込口を通じて、前記研磨パッド上の前記透明液を吸引することをさらに含む。
一態様では、前記表面性状測定方法は、前記研磨パッド上から吸引する前記透明液の流量を調節することをさらに含む。

一態様では、前記カバー部材は、前記研磨パッドの前記研磨面と平行な対向面を有する。
一態様では、前記研磨パッドの前記研磨面から前記対向面までの距離は、５ｍｍ以下である。
一態様では、前記表面性状測定方法は、前記研磨面に対する前記カバー部材の高さを調節することをさらに含む。
一態様では、前記表面性状測定方法は、前記光が照射され、前記光が反射される前記研磨面上の測定点を含むモニタリング領域の画像を撮像装置により生成することをさらに含む。

一態様では、前記表面性状測定方法は、前記モニタリング領域の前記画像に基づいて、前記研磨パッド上に供給する前記透明液の流量を調節することをさらに含む。
一態様では、前記表面性状測定方法は、前記注入口を通じて前記研磨パッド上に前記透明液を供給しながら、前記カバー部材に設けられた吸込口を通じて、前記研磨パッド上の前記透明液を吸引し、前記モニタリング領域の前記画像に基づいて、前記研磨パッド上から吸引する前記透明液の流量を調節することをさらに含む。
一態様では、前記表面性状測定方法は、前記モニタリング領域の前記画像に基づいて、前記研磨パッド上の前記透明液の流れの異常を検出したときに、警報を発することをさらに含む。

一態様では、研磨パッドを用いて基板を研磨し、上記表面性状測定方法により前記研磨パッドの表面性状を測定し、前記表面性状の測定結果に基づいて前記研磨パッドの交換時期か否かを判定する、研磨方法が提供される。
一態様では、新たな研磨パッドを研磨テーブルで支持し、慣らし処理用基板を研磨して、前記新たな研磨パッドの慣らし処理を行い、上記表面性状測定方法により前記新たな研磨パッドの表面性状を測定し、前記表面性状の測定結果に基づいて、前記慣らし処理が完了したか否かを判定し、前記慣らし処理が完了したと判定したときに、前記新たな研磨パッドを用いて基板の研磨を行う、研磨方法が提供される。

本発明によれば、表面性状測定システムは、光学的測定装置と研磨パッドの間に配置されたカバー部材を備えており、カバー部材に設けられた注入口を通じて、研磨パッド上に透明液が供給される。これにより、カバー部材が研磨パッドに接触せずに、光学的測定時の光路上に透明液を供給することができるため、基板への不純物の付着を防止し、結果的に、基板の研磨においてディフェクトの発生を防止することができる。さらに、測定するための準備に時間を要しないため、短時間で研磨パッドの表面性状を精度よく測定することができる。

さらに、本発明によれば、カバー部材に設けられた注入口を通じて、研磨パッド上に透明液が供給しながら、カバー部材に設けられた吸込口を通じて、研磨パッド上の透明液が吸引する。これにより、研磨液による基板の研磨中に研磨パッドの表面性状を測定する際に、研磨液が透明液で希釈されるのを防止することができる。

研磨装置の一実施形態を示す上面図である。 図１に示す研磨装置の側面図である。 光学的測定装置が研磨パッドの研磨面を測定する様子を示す図である。 研磨パッドの研磨面上の複数の測定点を示す図である。 複数の測定点で測定された距離と測定時間の関係を示すグラフである。 図６（ａ）は、光学的測定装置が研磨面の凹部が形成されていない平面部を測定している様子を示す図であり、図６（ｂ）は、光学的測定装置が研磨面に形成された凹部の底部を測定している様子を示す図である。 図７（ａ）は、光学的測定装置が減耗した研磨面を測定している様子を示す図であり、図７（ｂ）は、光学的測定装置が研磨屑が凹部に詰まっている研磨面を測定している様子を示す図である。 研磨パッドの使用時間の経過とともに変化する距離と測定時間の関係を示すグラフである。 表面性状測定システムの一実施形態を示す模式図である。 研磨パッドの表面性状を測定する工程の一実施形態を示すフローチャートである。 研磨パッドの表面性状を測定する工程の他の実施形態を示すフローチャートである。 表面性状測定システムの他の実施形態を示す模式図である。 図１２に示す表面性状測定システムの上面図である。 表面性状測定システムのさらに他の実施形態を示す模式図である。 光学的測定装置の他の実施形態を示す模式図である。 光学的測定装置のさらに他の実施形態を示す模式図である。 光学的測定装置のさらに他の実施形態を示す模式図である。 表面性状測定システムのさらに他の実施形態を示す模式図である。 表面性状測定システムのさらに他の実施形態を示す模式図である。 表面性状測定システムのさらに他の実施形態を示す模式図である。 表面性状測定システムのさらに他の実施形態を示す模式図である。 表面性状測定システムのさらに他の実施形態を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、研磨装置の一実施形態を示す上面図である。図２は、図１に示す研磨装置の側面図である。研磨装置１は、ウェーハなどの基板Ｗを化学機械的に研磨する装置である。図１および図２に示すように、この研磨装置は、研磨面２ａを有する研磨パッド２を支持する研磨テーブル３と、基板Ｗを研磨面２ａに対して押し付ける研磨ヘッド１と、研磨液（例えば、砥粒を含むスラリー）を研磨面２ａに供給する研磨液供給ノズル５と、研磨パッド２の研磨面２ａをドレッシング（コンディショニング）するドレッサ２０を備えている。

研磨装置は、研磨ヘッド揺動シャフト１４と、研磨ヘッド揺動シャフト１４の上端に連結された研磨ヘッド揺動アーム１６と、研磨ヘッド揺動アーム１６の自由端に回転可能に支持された研磨ヘッドシャフト１０をさらに備えている。研磨ヘッド１は、研磨ヘッドシャフト１０の下端に固定されている。研磨ヘッド１は、その下面に基板Ｗを保持できるように構成されている。基板Ｗは、研磨するべき面が下向きになるように保持されている。

研磨ヘッド揺動アーム１６内には、電動機などを備えた研磨ヘッド揺動機構（図示せず）が配置されている。研磨ヘッド揺動機構は、研磨ヘッド揺動シャフト１４に連結されている。この研磨ヘッド揺動機構は、研磨ヘッド１および研磨ヘッドシャフト１０を研磨ヘッド揺動アーム１６を介して、研磨ヘッド揺動シャフト１４の軸心を中心に揺動させるように構成されている。さらに、研磨ヘッド揺動アーム１６内には、電動機などを備えた研磨ヘッド回転機構（図示せず）が配置されている。この研磨ヘッド回転機構は、研磨ヘッドシャフト１０に連結されており、研磨ヘッドシャフト１０および研磨ヘッド１を研磨ヘッドシャフト１０の軸心を中心に回転させるように構成されている。

研磨ヘッドシャフト１０は、図示しない研磨ヘッド昇降機構（例えばボールねじ機構を含む）に連結されている。この研磨ヘッド昇降機構は、研磨ヘッドシャフト１０を研磨ヘッド揺動アーム１６に対して相対的に上下動させるように構成されている。この研磨ヘッドシャフト１０の上下動により、研磨ヘッド１は、研磨ヘッド揺動アーム１６および研磨テーブル３に対して相対的に上下動可能となっている。

研磨装置は、研磨テーブル３を研磨パッド２とともに回転させるテーブルモータ６をさらに備えている。テーブルモータ６は研磨テーブル３の下方に配置されており、研磨テーブル３は、テーブル軸３ａを介してテーブルモータ６に連結されている。研磨テーブル３および研磨パッド２は、テーブルモータ６によりテーブル軸３ａの軸心を中心に回転される。研磨パッド２は、研磨テーブル３の上面に貼り付けられている。研磨パッド２の露出面は、ウェーハなどの基板Ｗを研磨する研磨面２ａを構成している。

ドレッサ２０は、研磨パッド２の研磨面２ａに接触するドレッシングディスク２２と、ドレッシングディスク２２に連結されたドレッサシャフト２４と、ドレッサシャフト２４の上端を回転可能に支持するサポートブロック２５と、ドレッサシャフト２４を回転可能に支持するドレッサ揺動アーム２９と、ドレッサ揺動アーム２９を支持するドレッサ揺動シャフト３０を備えている。ドレッシングディスク２２の下面は、ダイヤモンド粒子などの砥粒が固定されたドレッシング面を構成する。

ドレッサ揺動アーム２９内には、電動機などを備えたドレッサ揺動機構（図示せず）が配置されている。ドレッサ揺動機構は、ドレッサ揺動シャフト３０に連結されている。このドレッサ揺動機構は、ドレッシングディスク２２およびドレッサシャフト２４を、ドレッサ揺動アーム２９を介してドレッサ揺動シャフト３０の軸心を中心に揺動させるように構成されている。

ドレッサシャフト２４は、ドレッサ揺動アーム２９内に配置された図示しないディスク押圧機構（例えばエアシリンダを含む）に連結されている。このディスク押圧機構は、ドレッサシャフト２４を介して、ドレッシング面を構成するドレッシングディスク２２の下面を研磨パッド２の研磨面２ａに対して押し付けるように構成されている。ドレッサシャフト２４およびドレッシングディスク２２は、ドレッサ揺動アーム２９に対して上下動可能である。さらに、ドレッサシャフト２４は、ドレッサ揺動アーム２９内に配置された図示しないディスク回転機構（例えば電動機を含む）に連結されている。このディスク回転機構は、ドレッサシャフト２４を介してドレッシングディスク２２をドレッサシャフト２４の軸心を中心に回転させるように構成されている。

ドレッサ２０は、研磨面２ａの高さを測定するパッド高さ測定装置３２を備えている。本実施形態に使用されるパッド高さ測定装置３２は接触式変位センサである。パッド高さ測定装置３２は、サポートブロック２５に固定されており、パッド高さ測定装置３２の接触子は、ドレッサ揺動アーム２９に接触している。サポートブロック２５は、ドレッサシャフト２４およびドレッシングディスク２２と一体に上下動可能であるので、パッド高さ測定装置３２は、ドレッサシャフト２４およびドレッシングディスク２２と一体に上下動可能である。一方、ドレッサ揺動アーム２９の上下方向の位置は固定されている。パッド高さ測定装置３２の接触子がドレッサ揺動アーム２９に接触したまま、パッド高さ測定装置３２はドレッサシャフト２４およびドレッシングディスク２２と一体に上下動する。したがって、パッド高さ測定装置３２は、ドレッサ揺動アーム２９に対するドレッシングディスク２２の変位を測定することができる。

パッド高さ測定装置３２は、研磨面２ａの高さをドレッシングディスク２２を介して測定することができる。すなわち、パッド高さ測定装置３２は、ドレッサシャフト２４を介してドレッシングディスク２２に連結されているので、パッド高さ測定装置３２は、研磨パッド２のドレッシング中に研磨面２ａの高さを測定することができる。研磨面２ａの高さは、予め設定された基準平面からドレッシングディスク２２の下面までの距離である。基準平面は、仮想上の平面である。例えば、基準平面が研磨テーブル３の上面であれば、研磨面２ａの高さは、研磨パッド２の厚さに相当する。

本実施形態では、パッド高さ測定装置３２として、リニアスケール式センサが使用されているが、一実施形態では、パッド高さ測定装置３２として、レーザ式センサ、超音波センサ、または渦電流式センサなどの非接触式センサを用いてもよい。さらに、一実施形態では、パッド高さ測定装置３２はドレッサ揺動アーム２９に固定され、サポートブロック２５の変位を測定するように配置されてもよい。この場合でも、パッド高さ測定装置３２は、ドレッサ揺動アーム２９に対するドレッシングディスク２２の変位を測定することができる。

上述した実施形態では、パッド高さ測定装置３２は、研磨面２ａに接触しているときのドレッシングディスク２２の位置から研磨面２ａの高さを間接的に測定するように構成されているが、研磨面２ａの高さを精度よく測定できる限りにおいて、パッド高さ測定装置３２の構成は、本実施形態に限定されない。一実施形態では、パッド高さ測定装置３２は、研磨パッド２の上方に配置され、研磨面２ａの高さを直接測定するレーザ式センサ、超音波センサなどの非接触式センサであってもよい。

研磨装置は、研磨制御部６０を備えており、パッド高さ測定装置３２は、研磨制御部６０に接続されている。パッド高さ測定装置３２の出力信号（すなわち、研磨面２ａの高さの測定値）は研磨制御部６０に送られる。

研磨装置の研磨ヘッド１、研磨液供給ノズル５、テーブルモータ６、ドレッサ２０は、研磨制御部６０に電気的に接続されており、研磨ヘッド１、研磨液供給ノズル５、テーブルモータ６、ドレッサ２０の動作は、研磨制御部６０により制御される。

研磨制御部６０は、少なくとも１台のコンピュータから構成されている。研磨制御部６０は、研磨装置の動作を制御するためのプログラムが格納された記憶装置６０ａと、プログラムに含まれる命令に従って演算を実行する処理装置６０ｂを備えている。記憶装置６０ａは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などの主記憶装置と、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）などの補助記憶装置を備えている。処理装置６０ｂの例としては、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＧＰＵ（グラフィックプロセッシングユニット）が挙げられる。ただし、研磨制御部６０の具体的構成はこれらの例に限定されない。

基板Ｗは次のようにして研磨される。研磨テーブル３および研磨ヘッド１を図１および図２の矢印で示す方向に回転させながら、研磨液供給ノズル５から研磨液が研磨テーブル３上の研磨パッド２の研磨面２ａに供給される。ドレッシングディスク２２は、研磨パッド２の外側に配置されている。基板Ｗは研磨ヘッド１によって回転されながら、研磨パッド２上に研磨液が存在した状態で研磨パッド２の研磨面２ａに研磨ヘッド１によって押し付けられる。基板Ｗの表面は、研磨液の化学的作用と、研磨液に含まれる砥粒および／または研磨パッド２の機械的作用により研磨される。その後、図示しない純水ノズルから純水を研磨パッド２上に供給しながら、基板Ｗを水研磨してもよい。

基板Ｗの研磨終了後、基板Ｗは研磨パッド２の外側に移動され、次の処理を行う装置に搬送される。その後、ドレッサ２０による研磨パッド２の研磨面２ａのドレッシングが行われる。具体的には、研磨パッド２および研磨テーブル３を回転させながら、図示しない純水ノズルから純水が研磨面２ａに供給される。ドレッシングディスク２２は、研磨パッド２上に配置され、回転しながら研磨パッド２の研磨面２ａに摺接される。ドレッシングディスク２２は、研磨パッド２を少しだけ削り取ることで、研磨面２ａをドレッシング（コンディショニング）する。ドレッサ２０による研磨パッド２のドレッシングは、基板Ｗを１枚研磨する毎に行われてもよいし、所定の枚数の基板Ｗを研磨する毎に行われてもよい。

研磨パッド２には、研磨面２ａに多数の微細な孔（ポア）を有する発泡ポリウレタンが一般的に使用されている。さらに、研磨パッド２の研磨面２ａには、パーフォレーションとも呼ばれる孔や、格子状、螺旋状、同心円状などのパターンを有するパッド溝が形成されている。研磨パッド２の研磨面２ａは、基板Ｗの研磨やドレッシングを繰り返すにつれて徐々に減耗し、また、研磨面２ａに形成された孔やパッド溝に研磨屑などが詰まってしまう。このような研磨パッド２の表面性状の変化により、研磨パッド２の研磨性能が低下し、結果的に、基板Ｗの研磨時の研磨レートが低下する。そのため、研磨パッド２の適切な交換時期を把握するために、研磨パッド２の表面性状を正確に測定する必要がある。そこで、本実施形態の研磨装置は、研磨パッド２の表面性状を測定する表面性状測定システム４０をさらに備えている。本明細書中、研磨パッド２に形成された孔およびパッド溝を総じて「凹部」と称する。

図１および図２に示すように、表面性状測定システム４０は、研磨パッド２の研磨面２ａの表面性状を測定する光学的測定装置４１と、研磨パッド２の研磨面２ａに対向するカバー部材４４と、研磨パッド２上に透明液を供給する透明液供給ライン４５を備えている。光学的測定装置４１は、研磨パッド２の上方に配置されている。カバー部材４４は、研磨パッド２と光学的測定装置４１との間に配置されている。カバー部材４４は、研磨パッド２よりも小さく、研磨パッド２の一部を覆うように配置されている。表面性状測定システム４０は、研磨ヘッド１およびドレッサ２０とは接触しない位置に配置されている。したがって、研磨ヘッド１による基板Ｗの研磨中や、ドレッサ２０による研磨パッド２のドレッシング中も、表面性状測定システム４０により研磨パッド２の表面性状を測定することができる。

図３は、光学的測定装置４１が研磨パッド２の研磨面２ａを測定する様子を示す図である。図３では、説明のためにカバー部材４４および透明液供給ライン４５の図示は省略されている。光学的測定装置４１は、測定ヘッド４２とデータ処理部４３を備えている。本実施形態の測定ヘッド４２は、予め設定された基準平面から対象物までの距離を測定するレーザ変位計である。測定ヘッド４２は、レーザ光を照射する光源４２ａと、対象物からの反射光を受ける受光部４２ｂを備えている。基準平面は、仮想上の平面であり、例えば、測定ヘッド４２の下端を含む平面である。

測定ヘッド４２は、研磨パッド２の研磨面２ａまでの距離Ｄ１を測定するように構成されている。測定ヘッド４２は、研磨パッド２の研磨面２ａの上方に配置されており、測定ヘッド４２の下端は、研磨パッド２の研磨面２ａに対向している。本実施形態では、基準平面は測定ヘッド４２の下端を含む平面に設定されている。したがって、距離Ｄ１は、測定ヘッド４２の下端から研磨面２ａ上の測定点ＭＰまでの距離である。測定ヘッド４２は、光源４２ａから研磨パッド２の研磨面２ａに光（レーザ光）を照射し、研磨面２ａからの反射光を受光部４２ｂで受ける。測定ヘッド４２は、反射光に基づいて研磨パッド２の測定点ＭＰまでの距離Ｄ１を測定する。

図４は、研磨パッド２の研磨面２ａ上の複数の測定点ＭＰを示す図である。測定ヘッド４２は、所定の時間毎（例えば５ミリ秒毎）に、回転する研磨パッド２の研磨面２ａに光を照射し、研磨面２ａからの反射光に基づいて、研磨パッド２の研磨面２ａまでの距離Ｄ１を測定する。測定ヘッド４２は、後述する表面性状測定システム４０の動作を制御する動作制御部７０に連結されており、動作制御部７０が測定ヘッド４２に指令を発すると、測定ヘッド４２は研磨パッド２の研磨面２ａに光を照射する。図４に示すように、複数の測定点ＭＰは、研磨パッド２の回転中心Ｏを中心とする円の円周上に等間隔で位置している。測定ヘッド４２は、所定の時間連続的に測定することにより、複数の測定点ＭＰにおける研磨面２ａまでの距離Ｄ１を測定する。一実施形態では、１回の連続的な測定において、複数の測定点ＭＰのそれぞれにおける距離Ｄ１の測定値が複数取得されてもよい。１回の連続的な測定は、基板Ｗを１枚研磨する毎に行われてもよいし、所定の枚数の基板Ｗを研磨する毎に行われてもよい。

図５は、複数の測定点ＭＰで測定された距離Ｄ１と測定時間Ｔの関係を示すグラフである。図５において、縦軸は距離Ｄ１を表し、横軸は測定時間Ｔを表す。図５に示すグラフは、１回の連続的な測定において、研磨パッド２を回転させて、測定ヘッド４２により研磨面２ａ上の複数の測定点ＭＰを測定して得られたものである。測定時の研磨パッド２は、減耗していない使用初期の状態である。距離Ｄ１が数値Ｌａの近傍にある測定値は、図６（ａ）に示すように、研磨面２ａの凹部２ｂが形成されていない平面部までの距離Ｄ１を測定ヘッド４２が測定したときに得られた測定値である。距離Ｄ１が数値Ｌｂの近傍にある測定値は、図６（ｂ）に示すように、研磨面２ａに形成された凹部２ｂの底部までの距離Ｄ１を測定ヘッド４２が測定したときに得られた測定値である。

図７（ａ）に示すように、基板Ｗの研磨や研磨パッド２のドレッシングを繰り返すにつれて、研磨パッド２は減耗前の研磨面２ａ－１から研磨面２ａ－２まで減耗する。減耗する前の距離Ｄ１の測定値Ｌａ１と、減耗した後の距離Ｄ１の測定値Ｌａ２の関係は、Ｌａ１＜Ｌａ２である。すなわち、研磨パッド２が減耗するにつれて、図５に示す測定値Ｌａに相当する距離Ｄ１の数値は大きくなる。

また、図７（ｂ）に示すように、基板Ｗの研磨や研磨パッド２のドレッシングを繰り返すにつれて、研磨パッド２の研磨面２ａに形成された凹部２ｂに研磨屑などが詰まる。測定ヘッド４２により研磨屑が詰まった凹部２ｂを測定すると、測定ヘッド４２から照射された光は、凹部２ｂ内の研磨屑の表面で反射する。研磨屑が詰まる前の凹部２ｂの底部までの距離Ｄ１の測定値Ｌｂ１と、凹部２ｂに詰まった研磨屑の表面までの距離Ｄ１の測定値Ｌｂ２の関係は、Ｌｂ１＞Ｌｂ２である。すなわち、研磨パッド２の凹部２ｂに研磨屑などが詰まるにつれて、図５に示す測定値Ｌｂに相当する距離Ｄ１の数値は小さくなる。

図８は、研磨パッド２の使用時間の経過とともに変化する距離Ｄ１と測定時間Ｔの関係を示すグラフである。図８は、研磨パッド２の使用初期から終期にかけて測定された複数回の連続的な測定で得られた距離Ｄ１の測定値と測定時間Ｔとの関係をプロットしたものである。図８は、１回の連続的な測定で得られた測定値Ｌａ，Ｌｂの平均値と測定時間Ｔとの関係をプロットしたものであってもよい。図８において、縦軸は距離Ｄ１を表し、横軸は測定時間Ｔを表す。図７（ａ）を参照して説明したように、研磨パッド２の使用時間の経過とともに、研磨パッド２の平面部が減耗する。図８に示すように、距離Ｄ１の測定値は、研磨パッド２が減耗していないとき（時間Ｔ１）における測定値Ｌａ１から、研磨パッド２が減耗したとき（時間Ｔ２）における測定値Ｌａ２まで大きくなる。したがって、距離Ｄ１の測定値の変化から研磨パッド２の減耗の程度を推定することができる。

また、図７（ｂ）を参照して説明したように、研磨パッド２の使用時間の経過とともに、研磨パッド２の凹部２ｂに研磨屑などが詰まる。したがって、図８に示すように、距離Ｄ１の測定値は、研磨パッド２が減耗していないとき（時間Ｔ１）における測定値Ｌｂ１から、研磨パッド２が減耗したとき（時間Ｔ２）における測定値Ｌｂ２まで小さくなる。したがって、距離Ｄ１の測定値の変化から研磨パッド２の凹部２ｂの詰まり具合を推定することができる。

測定ヘッド４２は、データ処理部４３に連結されている。データ処理部４３は、少なくとも１台のコンピュータから構成されている。測定ヘッド４２により取得された距離Ｄ１の測定値は、データ処理部４３に送られる。データ処理部４３は、測定ヘッド４２から送られた距離Ｄ１の測定値に基づいて、図５および図８に示すような距離Ｄ１と測定時間Ｔとの関係をデータ処理することによって、研磨パッド２の表面性状を測定する。

このようにして、光学的測定装置４１は、研磨パッド２の表面性状を測定することができる。研磨パッド２の表面性状の測定には、研磨パッド２の減耗の程度を推定すること、および／または研磨パッド２の凹部２ｂの詰まり具合を推定することが含まれる。一実施形態では、研磨パッド２の表面性状の測定には、研磨パッド２の研磨面２ａの表面粗さを測定することが含まれる。研磨パッド２の表面性状の測定結果は、データ処理部４３に連結された動作制御部７０に送られる。動作制御部７０は、後述する研磨パッド２の交換時期の判定などを行う。

図１に示すように、表面性状測定システム４０は、測定ヘッド４２に連結された測定ヘッド移動機構４７をさらに備えていてもよい。測定ヘッド移動機構４７は、測定ヘッド４２を研磨テーブル３および研磨パッド２の半径方向に移動可能に構成されている。測定ヘッド移動機構４７は、後述する動作制御部７０に連結されており、測定ヘッド移動機構４７の動作は、動作制御部７０により制御される。

一実施形態では、研磨パッド２の表面性状の測定中に、測定ヘッド移動機構４７により測定ヘッド４２を半径方向に移動させてもよい。測定ヘッド移動機構４７は、測定ヘッド４２を支持する測定ヘッドアーム４８と、測定ヘッドアーム４８に連結されたアクチュエータ４９を備えている。アクチュエータ４９は、研磨テーブル３の外側に配置されている。アクチュエータ４９は、モータおよびトルク伝達機構（例えばギヤを含む）の組み合わせなどから構成される。

研磨パッド２の表面性状の測定は、研磨液または純水を用いた基板Ｗの研磨中、研磨パッド２のドレッシング中、研磨パッド２のドレッシング後であって、次に処理する基板Ｗを研磨するまでの間、慣らし処理用基板を用いた研磨パッド２の慣らし処理中、慣らし処理後、などに行われる。測定中、測定ヘッド４２から照射される光および研磨面２ａからの反射光の光路上に、研磨液や研磨屑などが存在すると、研磨パッド２の表面性状を正確に測定することができない。そこで、本実施形態の表面性状測定システム４０は、カバー部材４４と研磨パッド２の研磨面２ａとの間を透明液で満たし、測定時の光路上に存在する研磨液や研磨屑などを除去して、表面性状を精度よく測定する。

図９は、表面性状測定システム４０の一実施形態を示す模式図である。カバー部材４４は、研磨パッド２と光学的測定装置４１（測定ヘッド４２）との間に配置されている。カバー部材４４は、研磨パッド２の研磨面２ａと平行な対向面４４ｃを有する。カバー部材４４は研磨パッド２の研磨面２ａから離間している（すなわち、研磨面２ａとは非接触である）。カバー部材４４は、測定ヘッド４２により照射される光および研磨面２ａからの反射光の光路上に光透過部４４ａを有している。光透過部４４ａは、測定ヘッド４２により照射される光および研磨面２ａからの反射光が通過する、図９の破線で示す部分である。光透過部４４ａは、測定ヘッド４２により照射される光および研磨面２ａからの反射光を透過させる透明材料で構成されている。本実施形態では、カバー部材４４は透明板であり、光透過部４４ａを含むカバー部材４４の全体が透明材料で構成されている。

一実施形態では、カバー部材４４は、光透過部４４ａが透明材料で構成されており、光透過部４４ａ以外の部分は光を透過しない材料から構成されていてもよい。光透過部４４ａの材料として、例えば、石英ガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂などが挙げられる。光学的測定装置４１は、カバー部材４４の光透過部４４ａを通じて研磨パッド２の研磨面２ａに光を照射し、研磨面２ａからの反射光を光透過部４４ａを通じて受け、反射光に基づいて研磨パッド２の表面性状を測定する。

カバー部材４４には、研磨パッド２の回転方向において、光透過部４４ａよりも上流側に位置する注入口４４ｂが設けられている。すなわち、注入口４４ｂは、測定ヘッド４２から照射される光および研磨面２ａからの反射光の光路よりも上流側に位置している。本実施形態では、注入口４４ｂは、光学的測定装置４１の測定ヘッド４２よりも上流側に位置している。

注入口４４ｂは、カバー部材４４を上下に貫通して延びており、下方に向かってカバー部材４４の内側に傾斜している。一実施形態では、注入口４４ｂは、傾斜することなく、カバー部材４４の対向面４４ｃに対して垂直方向に貫通して延びていてもよい。図１に示すように、注入口４４ｂは、上から見たときに矩形状を有しているスリットである。注入口４４ｂは、本実施形態に限定されず、上から見たときに円形状や楕円形状を有した開口であってもよい。

透明液供給ライン４５は、カバー部材４４の注入口４４ｂに連結されており、注入口４４ｂを通じて研磨パッド２上に透明液を供給するように構成されている。図９に示すように、カバー部材４４の全体は、研磨パッド２の研磨面２ａから離れており、カバー部材４４の対向面４４ｃと研磨パッド２の研磨面２ａとの間には、透明液が流れる隙間が存在している。透明液供給ライン４５から供給された透明液は、カバー部材４４と研磨パッド２の研磨面２ａとの隙間を研磨パッド２の回転方向に沿って流れる。

カバー部材４４の対向面４４ｃと研磨パッド２の研磨面２ａとの隙間は、透明液の流れで満たされている。特に、光透過部４４ａと研磨パッド２の研磨面２ａとの隙間の全体は、透明液の流れで満たされている。このような構成により、光学的測定装置４１による光学的な測定において外乱となる気泡や気層（気液界面）が、測定光路上に存在しないため、安定した測定が可能となる。また、注入口４４ｂがカバー部材４４の対向面４４ｃと研磨パッド２の研磨面２ａとの隙間の直上に位置しているため、透明液を隙間にスムーズに供給することができる。透明液が隙間に流入する際に、透明液の流れに乱れが生じないため、気泡の発生を防止できる。透明液は、例えば純水である。透明液は透明な液体であればよく、例えば、研磨液に用いられるＫＯＨ溶液などであってもよい。

表面性状測定システム４０は、透明液供給ライン４５から注入口４４ｂに供給される透明液の流量を調節可能な供給流量調節弁５０と、透明液供給ライン４５を流れる透明液の流量を測定する流量計５１をさらに備えている。供給流量調節弁５０および流量計５１は、透明液供給ライン４５に取り付けられている。

表面性状測定システム４０は、表面性状測定システム４０の動作を制御する動作制御部７０を備えている。供給流量調節弁５０は、動作制御部７０に電気的に接続されており、供給流量調節弁５０の動作は、動作制御部７０により制御される。一実施形態では、供給流量調節弁５０は、手動であってもよい。

透明液供給ライン４５から注入口４４ｂに供給される透明液の流量は、研磨テーブル３の回転速度、研磨面２ａからカバー部材４４の対向面４４ｃまでの距離、研磨パッド２の種類（研磨パッド２の材質、研磨面２ａに形成された凹部の形状など）、研磨液の種類などのパラメータに基づいて決定される。

透明液供給ライン４５から注入口４４ｂに供給される透明液の流量は、カバー部材４４の対向面４４ｃと研磨パッド２の研磨面２ａとの隙間に透明液が十分に満たされる流量である。透明液供給ライン４５から供給される透明液の流量が少なすぎると、カバー部材４４と研磨パッド２の研磨面２ａとの隙間に十分に透明液が供給されず、気泡が発生してしまう。透明液の流量が多すぎると、カバー部材４４と研磨パッド２の研磨面２ａとの隙間の透明液の流れが急速となり、乱流が生じる。

一実施形態では、研磨テーブル３の回転速度、研磨面２ａからカバー部材４４の対向面４４ｃまでの距離、研磨パッド２の種類、研磨液の種類などのパラメータと、透明液供給ライン４５から供給される透明液の最適な流量との関係を示す供給流量データが予め取得され、供給流量データは動作制御部７０に格納されてもよい。動作制御部７０は、研磨装置の動作を制御する研磨制御部６０に接続されている。動作制御部７０は、研磨制御部６０から取得した各パラメータと、供給流量データに基づいて、供給流量調節弁５０の動作を制御してもよい。

例えば、動作制御部７０は、パッド高さ測定装置３２により取得された研磨パッド２の研磨面２ａの高さの測定値を研磨制御部６０から取得し、取得した研磨面２ａの高さの測定値と、供給流量データに基づいて、透明液の流量を決定する。動作制御部７０は、適切な流量で透明液が供給されるように供給流量調節弁５０の動作を制御してもよい。あるいは、動作制御部７０は、光学的測定装置４１の測定ヘッド４２により測定された研磨パッド２の研磨面２ａまでの距離Ｄ１に基づいて、透明液の流量を決定し、供給流量調節弁５０の動作を制御してもよい。

他の実施形態では、動作制御部７０は、光学的測定装置４１による表面性状の測定値の標準偏差を算出し、標準偏差が所定のしきい値よりも大きい場合（ばらつき具合が大きい場合）、透明液供給ライン４５から供給される透明液の流量を増やすように、供給流量調節弁５０の動作を制御してもよい。あるいは、動作制御部７０は、光学的測定装置４１による表面性状の測定値が所定のしきい値よりも小さい場合、透明液供給ライン４５から供給される透明液の流量を多くするように、供給流量調節弁５０の動作を制御してもよい。

図９に示すように、表面性状測定システム４０は、カバー部材４４の高さを調節するカバー部材高さ調節機構５３をさらに備えていてもよい。カバー部材高さ調節機構５３は、カバー部材４４に連結されている。カバー部材高さ調節機構５３は、例えば、サーボモータとボールねじ機構との組み合わせから構成されてもよい。カバー部材高さ調節機構５３は、動作制御部７０に電気的に接続されている。動作制御部７０は、パッド高さ測定装置３２により取得された研磨パッド２の研磨面２ａの高さの測定値を研磨制御部６０から取得し、研磨面２ａの高さの測定値に基づいて、研磨パッド２の研磨面２ａに対するカバー部材４４の高さをカバー部材高さ調節機構５３により調節してもよい。

カバー部材４４の高さは、すなわち、研磨パッド２の研磨面２ａからカバー部材４４の対向面４４ｃまでの距離である。一実施形態では、研磨パッド２の研磨面２ａからカバー部材４４の対向面４４ｃまでの距離Ｄ２は、５ｍｍ以下である。研磨パッド２の研磨面２ａからカバー部材４４の対向面４４ｃまでの距離Ｄ２が小さすぎると、カバー部材４４と研磨パッド２の研磨面２ａとの間に透明液が流入しにくく、測定時の光路上に存在する研磨液や研磨屑などを透明液の流れで除去することができない。また、カバー部材４４と研磨パッド２の研磨面２ａが接触することによって、研磨パッド２を傷つけるおそれがある。研磨パッド２の研磨面２ａからカバー部材４４の対向面４４ｃまでの距離Ｄ２が大きすぎると、カバー部材４４の外側に透明液が流出しやすくなり、カバー部材４４と研磨パッド２の研磨面２ａとの間を透明液で十分に満たすことが困難となる。

動作制御部７０は、少なくとも１台のコンピュータから構成されている。動作制御部７０は、表面性状測定システム４０の動作を制御するためのプログラムが格納された記憶装置７０ａと、プログラムに含まれる命令に従って演算を実行する処理装置７０ｂを備えている。記憶装置７０ａは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などの主記憶装置と、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）などの補助記憶装置を備えている。処理装置７０ｂの例としては、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＧＰＵ（グラフィックプロセッシングユニット）が挙げられる。ただし、動作制御部７０の具体的構成はこれらの例に限定されない。

一実施形態では、上述したデータ処理部４３は、動作制御部７０と一体に構成されてもよい。すなわち、データ処理部４３および動作制御部７０は、プログラムが格納された記憶装置、およびプログラムに含まれる命令に従って演算を実行する処理装置を含む少なくとも１台のコンピュータにより構成されてもよい。

一実施形態では、研磨制御部６０は、動作制御部７０と一体に構成されてもよい。すなわち、研磨制御部６０および動作制御部７０は、プログラムが格納された記憶装置、およびプログラムに含まれる命令に従って演算を実行する処理装置を含む少なくとも１台のコンピュータにより構成されてもよい。

本実施形態によれば、カバー部材４４が研磨パッド２に接触せず、研磨パッド２の表面性状測定時の光路上に透明液を供給することができるため、測定時の部材により研磨パッド２の研磨面２ａを傷つけることがない。さらに、表面性状測定システム４０は、研磨装置に常時設置されてもよく、測定するための準備に時間を要しない。したがって、次に処理する基板Ｗを研磨するまでの間など、短時間でも研磨パッド２の表面性状を測定することができる。

図１０は、研磨パッド２の表面性状を測定する工程の一実施形態を示すフローチャートである。
ステップＳ１０１では、研磨制御部６０は、テーブルモータ６に指令を発して、研磨パッド２を支持した状態で、研磨テーブル３を研磨パッド２とともに回転させる。研磨液または純水による基板Ｗの研磨中、研磨パッド２のドレッシング中、研磨パッド２のドレッシング後、次に処理する基板Ｗを研磨するまでの間など、研磨テーブル３は研磨パッド２とともにすでに回転している状態であってもよい。

ステップＳ１０２では、動作制御部７０は、供給流量調節弁５０に指令を発して、供給流量調節弁５０を開き、カバー部材４４の注入口４４ｂを通じて研磨パッド２上に透明液を供給する。カバー部材４４と研磨パッド２の研磨面２ａとの隙間は透明液で満たされる。
ステップＳ１０３では、動作制御部７０は、光学的測定装置４１の測定ヘッド４２に指令を発して、カバー部材４４の光透過部４４ａを通じて研磨パッド２の研磨面２ａに光を照射し、研磨面２ａからの反射光を光透過部４４ａを通じて受ける。

ステップＳ１０４では、光学的測定装置４１は、研磨面２ａからの反射光に基づいて、研磨パッド２の表面性状を測定する。より具体的には、光学的測定装置４１のデータ処理部４３は、測定ヘッド４２から送られた反射光に基づいて測定された距離Ｄ１（図３参照）と測定時間Ｔとの関係をデータ処理することによって、研磨パッド２の表面性状を測定する。研磨パッド２の表面性状の測定結果は、動作制御部７０に送られる。
ステップＳ１０５では、動作制御部７０は、研磨パッド２の表面性状の測定結果に基づいて、研磨パッド２の交換時期か否かを判定する。研磨パッド２の交換時期であると判定されたときは、警報を発して研磨パッド２の交換を促してもよい（ステップＳ１０６）。

図１１は、研磨パッド２の表面性状を測定する工程の他の実施形態を示すフローチャートである。本実施形態では、研磨パッド２の慣らし処理が完了したか否かを判定するために、研磨パッド２の表面性状の測定が行われる。
ステップＳ２０１では、新たな（新品の）研磨パッド２を研磨テーブル３上に貼り付ける。研磨制御部６０は、テーブルモータ６に指令を発して、新たな研磨パッド２を支持した状態で、研磨テーブル３を研磨パッド２とともに回転させる。

ステップＳ２０２では、研磨パッド２の慣らし処理のために、慣らし処理用基板（ダミー基板）の研磨を行う。具体的には、研磨制御部６０は、研磨液供給ノズル５に指令を発して、研磨液を研磨テーブル３上の研磨パッド２の研磨面２ａに供給する。研磨制御部６０は、研磨ヘッド１に指令を発して、研磨ヘッド１を回転させながら、研磨ヘッド１の下面に保持された慣らし処理用基板を研磨パッド２の研磨面２ａに押し付ける。新品の研磨パッド２は、研磨面２ａの表面粗さや吸水性能が安定しておらず、複数の基板を研磨する間に表面性状が変化し、安定した研磨性能を得ることができない。そこで、慣らし処理用基板（ダミー基板）を研磨することにより、研磨パッド２の表面性状を安定化させ、研磨パッド２の研磨性能を向上させることが行われる。このような新品の研磨パッド２に対する処理を「慣らし処理」と称する。慣らし処理が完了した研磨パッド２は、均一で安定した表面性状を有している。

ステップＳ２０３～Ｓ２０５は、図１０のステップＳ１０２～Ｓ１０４と同じであるので、その重複する説明を省略する。
ステップＳ２０６では、動作制御部７０は、研磨パッド２の表面性状の測定結果に基づいて、研磨パッド２の慣らし処理が完了したか否かを判定する。慣らし処理が未完了と判定されたときは、ステップＳ２０２に戻り、さらに慣らし処理用基板の研磨を行う。慣らし処理が完了と判定されたときは、慣らし処理用基板の研磨を終了する。その後、実際に処理する基板Ｗを研磨ヘッド１で保持し、研磨パッド２を用いて基板Ｗの研磨を行う。新たな研磨パッド２の表面性状の測定は、慣らし処理用基板の研磨中、および研磨後のいずれのタイミングで行われてもよい。

図１２は、表面性状測定システム４０の他の実施形態を示す模式図である。図１３は、図１２に示す表面性状測定システム４０の上面図である。特に説明しない本実施形態の構成は、図９を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。図１２および図１３では、カバー部材高さ調節機構５３の図示は省略されている。本実施形態では、カバー部材４４に吸込口４４ｄがさらに設けられ、表面性状測定システム４０は、吸込口４４ｄに連結された透明液吸込ライン５５をさらに備えている。

吸込口４４ｄは、研磨パッド２の回転方向において、注入口４４ｂおよび光透過部４４ａよりも下流側に位置している。すなわち、吸込口４４ｄは、測定ヘッド４２から照射される光および研磨面２ａからの反射光の光路よりも下流側に位置している。本実施形態では、吸込口４４ｄは、光学的測定装置４１の測定ヘッド４２よりも下流側に位置している。

吸込口４４ｄは、カバー部材４４を上下に貫通して延びており、下方に向かってカバー部材４４の内側に傾斜している。一実施形態では、吸込口４４ｄは、傾斜することなく、カバー部材４４の対向面４４ｃに対して垂直方向に貫通して延びていてもよい。図１３に示すように、吸込口４４ｄは、上から見たときに矩形状を有しているスリットである。吸込口４４ｄは、本実施形態に限定されず、上から見たときに円形状や楕円形状を有した開口であってもよい。

透明液吸込ライン５５は、吸込口４４ｄを通じてカバー部材４４と研磨パッド２の研磨面２ａとの隙間を流れる透明液を吸引するように構成されている。透明液供給ライン４５から供給された透明液は、カバー部材４４と研磨パッド２の研磨面２ａとの隙間を研磨パッド２の回転方向に沿って流れ、透明液吸込ライン５５により吸引される。より具体的には、透明液供給ライン４５から注入口４４ｂを通じて供給された透明液は、注入口４４ｂから光透過部４４ａを経由して吸込口４４ｄに向かって流れ、透明液吸込ライン５５により吸込口４４ｄを通じて吸引される。吸引された透明液は、透明液吸込ライン５５の外へ排出される。一実施形態では、透明液供給ライン４５から供給される透明液の流量は、透明液吸込ライン５５により吸引される透明液の流量よりも多い。

本実施形態によれば、カバー部材４４と研磨パッド２の研磨面２ａとの隙間に、注入口４４ｂから吸込口４４ｄに向かう透明液の流れが形成されるので、研磨パッド２の表面性状測定時の光路を透明液で満たすことができる。さらに、透明液吸込ライン５５により研磨パッド２上の透明液を吸引することで、カバー部材４４の外側への透明液の流出を抑制することができる。したがって、研磨液による基板Ｗの研磨中に研磨パッド２の表面性状を測定する際に、研磨液が透明液で希釈されるのを防止することができる。また、研磨液による基板Ｗの研磨中に研磨パッド２の表面性状を測定することにより、実際に研磨液を用いて基板Ｗを研磨している状態における研磨パッド２の表面性状を測定することができる。

表面性状測定システム４０は、吸込口４４ｄを通じて透明液吸込ライン５５により吸引される透明液の流量を調節可能な吸引流量調節弁５７と、透明液吸込ライン５５を流れる透明液の流量を測定する流量計５８をさらに備えている。吸引流量調節弁５７および流量計５８は、透明液吸込ライン５５に取り付けられている。吸引流量調節弁５７は、動作制御部７０に電気的に接続されており、吸引流量調節弁５７の動作は、動作制御部７０により制御される。一実施形態では、吸引流量調節弁５７は、手動であってもよい。

動作制御部７０は、供給流量調節弁５０および吸引流量調節弁５７に指令を発して、供給流量調節弁５０および吸引流量調節弁５７を開き、カバー部材４４の注入口４４ｂを通じて研磨パッド２上に透明液を供給しながら、吸込口４４ｄを通じて透明液吸込ライン５５により研磨パッド２上の透明液を吸引する。さらに、動作制御部７０は、光学的測定装置４１に指令を発して、研磨パッド２の表面性状を測定する。

吸込口４４ｄを通じて透明液吸込ライン５５により吸引される透明液の流量は、研磨テーブル３の回転速度、研磨面２ａからカバー部材４４の対向面４４ｃまでの距離、研磨パッド２の種類（研磨パッド２の材質、研磨面２ａに形成された凹部の形状など）、研磨液の種類、透明液供給ライン４５から供給される透明液の流量などのパラメータに基づいて、決定される。

一実施形態では、研磨テーブル３の回転速度、研磨面２ａからカバー部材４４の対向面４４ｃまでの距離、研磨パッド２の種類、研磨液の種類、透明液供給ライン４５から供給される透明液の流量などのパラメータと、透明液吸込ライン５５により吸引される透明液の最適な流量との関係を示す吸引流量データが予め取得され、吸引流量データは動作制御部７０に格納されてもよい。動作制御部７０は、研磨装置の動作を制御する研磨制御部６０に接続されている。動作制御部７０は、研磨制御部６０から取得した各パラメータと、吸引流量データに基づいて、吸引流量調節弁５７の動作を制御してもよい。

他の実施形態では、動作制御部７０は、光学的測定装置４１による表面性状の測定値の標準偏差を算出し、標準偏差が所定のしきい値よりも大きい場合（ばらつき具合が大きい場合）、透明液供給ライン４５から供給される透明液の流量および／または透明液吸込ライン５５により吸引される透明液の流量を調節するように、供給流量調節弁５０および／または吸引流量調節弁５７の動作を制御してもよい。あるいは、動作制御部７０は、光学的測定装置４１による表面性状の測定値が所定のしきい値よりも小さい場合、透明液供給ライン４５から供給される透明液の流量および／または透明液吸込ライン５５により吸引される透明液の流量を調節するように、供給流量調節弁５０および／または吸引流量調節弁５７の動作を制御してもよい。

吸込口４４ｄを通じて透明液吸込ライン５５により吸引される透明液の適切な流量は、カバー部材４４と研磨パッド２の研磨面２ａとの隙間に透明液が十分に満たされる流量である。透明液吸込ライン５５により吸引される透明液の流量が少なすぎると、カバー部材４４の外側への透明液の流出を抑制することができない。透明液の流量が多すぎると、研磨パッド２上の透明液を必要以上に吸引し、カバー部材４４と研磨パッド２の研磨面２ａとの隙間を透明液で満たすことができない。また、注入口４４ｂから吸込口４４ｄに向かう透明液の流れが乱れて気泡が発生してしまう。

図１４は、表面性状測定システム４０のさらに他の実施形態を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の構成は、図１２を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。本実施形態の表面性状測定システム４０は、撮像装置７２をさらに備えている。撮像装置７２は、カバー部材４４の上方に配置され、測定ヘッド４２に隣接している。撮像装置７２は、ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサなどのイメージセンサを備えたカメラである。

撮像装置７２は、モニタリング領域ＭＲの画像を生成するように構成されている。モニタリング領域ＭＲは、図１４の一点鎖線で示す領域であり、光学的測定装置４１により光が照射され、光が反射される研磨パッド２の研磨面２ａ上の測定点ＭＰを含む領域である。モニタリング領域ＭＲは、カバー部材４４の対向面４４ｃ内の注入口４４ｂおよび吸込口４４ｄを含んでもよい。一実施形態では、表面性状測定システム４０は、研磨面２ａのモニタリング領域ＭＲを照らすための照明器をさらに備えてもよい。

撮像装置７２は、動作制御部７０に電気的に接続されている。撮像装置７２により生成されたモニタリング領域ＭＲの画像は、動作制御部７０に送られる。動作制御部７０は、取得したモニタリング領域ＭＲの画像から、カバー部材４４と研磨パッド２の研磨面２ａとの間を流れる透明液の状態を判定する。より具体的には、動作制御部７０は、モニタリング領域ＭＲの画像に基づいて、透明液の流れの乱れを判定する。例えば、動作制御部７０は、透明液の状態として、カバー部材４４と研磨パッド２の研磨面２ａとの間に存在する気泡や気層の有無や、透明液の透明度（研磨液等により濁っていないか）などを判定する。

動作制御部７０は、モニタリング領域ＭＲの画像に基づいて、供給流量調節弁５０および吸引流量調節弁５７の動作を制御するように構成されている。一実施形態では、動作制御部７０は、取得したモニタリング領域ＭＲの画像上の気泡の有無を判定する。動作制御部７０は、透明液の流れが乱れていると判定した場合、透明液供給ライン４５から供給される透明液の流量を増やすように、供給流量調節弁５０を調節する。例えば、動作制御部７０は、取得したモニタリング領域ＭＲの画像上の気泡の数が、所定のしきい値を超えたときに、透明液供給ライン４５から供給される透明液の流量を増やすように、供給流量調節弁５０を調節してもよい。

他の実施形態では、動作制御部７０は、取得したモニタリング領域ＭＲの画像に基づいて、カバー部材４４の光透過部４４ａと研磨パッド２の研磨面２ａとの隙間の全体が透明液で満たされているかどうかを判定し、隙間が透明液で満たされていないと判定した場合、透明液供給ライン４５から供給される透明液の流量を増やすように供給流量調節弁５０を調節するか、または、透明液吸込ライン５５により吸引される透明液の流量を減らすように吸引流量調節弁５７を調節してもよい。

さらに他の実施形態では、動作制御部７０は、モニタリング領域ＭＰの画像に基づいて、研磨パッド２上の透明液の流れの異常を検出したときに、警報を発するように構成されてもよい。より具体的には、動作制御部７０は、上述したように供給流量調節弁５０および／または吸引流量調節弁５７の動作を制御する際に、供給流量調節弁５０および／または吸引流量調節弁５７の開度が下限または上限に達したときに、警報を発するように構成されてもよい。

図１４に示す撮像装置７２は、図９を参照した実施形態にも適用することができる。この場合、動作制御部７０は、モニタリング領域ＭＲの画像に基づいて、供給流量調節弁５０の動作を制御するように構成される。

これまで説明した実施形態の表面性状測定システム４０は、光学的測定装置４１の測定ヘッド４２としてレーザ変位計を備え、測定ヘッド４２の下端から研磨パッド２の研磨面２ａまでの距離に基づいて、研磨パッド２の表面形状を測定するように構成されているが、光学的測定装置４１の構成はこれに限られない。図１５は、光学的測定装置４１の他の実施形態を示す模式図である。図１５に示す光学的測定装置４１は、光源７５ａを有する第１測定ヘッド７５と、受光部７６ａを有する第２測定ヘッド７６と、データ処理部４３を備えている。

第１測定ヘッド７５は、光源７５ａから研磨パッド２の研磨面２ａに光（レーザ光）を照射し、研磨面２ａからの反射光を第２測定ヘッド７６の受光部７６ａで受ける。受光部７６ａは、研磨面２ａからの反射光の少なくとも４次回折光または７次回折光までを受光可能な寸法を持った線状または面状のＣＣＤ素子またはＣＭＯＳ素子のいずれかから構成されている。第２測定ヘッド７６は、データ処理部４３に連結されている。第２測定ヘッド７６による測定値は、データ処理部４３に送られ、解析される。

研磨面２ａに照射されたレーザ光は、正反射するだけでなく、研磨パッド２の表面性状に応じて、回折現象を経て、広い角度に反射する。即ち、正反射成分だけでなく、広角度に反射した光を受け、これを解析することで、研磨パッド２の表面性状の情報が得られる。これら広角度に反射した光を受けるために、線状もしくは面状の受光素子が必要となる。研磨パッド２の表面性状は、望ましくは７次回折光、実用上は４次回折光までに含まれることが分かっているため、この範囲の回折光が受光可能な大きさを持つ受光素子が必要となる。このようにして、光学的測定装置４１は、研磨パッド２の表面性状を測定することができる。

図１６は、光学的測定装置４１のさらに他の実施形態を示す模式図である。図１６に示す光学的測定装置４１は、光源７７ａを有する第１測定ヘッド７７と、受光部７８ａを有する第２測定ヘッド７８と、データ処理部４３を備えている。

第１測定ヘッド７７は、光源７７ａから研磨パッド２の研磨面２ａに光（レーザ光）を照射し、研磨面２ａからの反射光を第２測定ヘッド７８の受光部７８ａで受ける。研磨面２ａからの反射光は、反射光の０次光からｎ次光（ｎは予め定められた自然数）の散乱光を含んでいる。受光部７８ａは、研磨面２ａから反射する０次光から７次光前後の散乱光を受光可能に構成されている。

第２測定ヘッド７８は、データ処理部４３に連結されている。第２測定ヘッド７８による測定値は、データ処理部４３に送られる。データ処理部４３は、空間的フーリエ変換（あるいは空間的高速フーリエ変換）を行って散乱光のスペクトルを生成する。データ処理部４３は、この散乱光のスペクトルに公知の処理を行って表面性状指数を算出し、研磨パッド２の表面性状を測定する。表面性状指数を算出する公知の処理として、例えば、特定空間波長領域の散乱光強度の積分値の算出、第一の空間波長領域の積分値に対する、第二の空間波長領域の積分値の比の算出などが挙げられる。このようにして、光学的測定装置４１は、研磨パッド２の表面性状を測定することができる。

図１７は、光学的測定装置４１のさらに他の実施形態を示す模式図である。図１７に示す光学的測定装置４１は、研磨パッド２の研磨面２ａの画像を生成するパッド撮像装置７３と、研磨面２ａを照らすための照明器７４を備えている。パッド撮像装置７３は、ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサなどのイメージセンサを備えたカメラである。パッド撮像装置７３には、図１４を参照して説明した撮像装置７２を用いてもよい。

照明器７４は、研磨パッド２の研磨面２ａに光を照射するように構成されている。パッド撮像装置７３は、研磨面２ａからの反射光に基づいて、撮像領域ＩＲの画像を生成するように構成されている。撮像領域ＩＲは、図１７の一点鎖線で示す領域であり、光学的測定装置４１の光透過部４４ａを通じて照明器７４により照明され、カバー部材４４の光透過部４４ａを通じて画像が生成される研磨面２ａ上の測定点ＭＰを含む領域である。撮像領域ＩＲは、カバー部材４４の光透過部４４ａを含んでもよい。本実施形態では、照明器７４は、研磨面２ａに対して垂直に光を照射するように配置されているが、照明器７４の研磨面２ａに対する設置角度は、撮像領域ＩＲを照明できる限り任意であり、本実施形態に限られない。

撮像領域ＩＲの画像には、研磨面２ａに形成された凹部の状態や、研磨面２ａの状態（研磨面２ａに生じた剥がれや破損など）の研磨パッド２の表面性状が含まれる。したがって、本実施形態の光学的測定装置４１は、撮像領域ＩＲの画像を生成することにより、研磨パッド２の表面性状を測定することができる。パッド撮像装置７３は、動作制御部７０に電気的に接続されている。研磨パッド２の表面性状の測定結果、すなわち、パッド撮像装置７３により生成された撮像領域ＩＲの画像は、動作制御部７０に送られる。動作制御部７０は、撮像領域ＩＲの画像に基づいて、研磨パッド２の交換時期か否かを判定する。

一実施形態では、動作制御部７０は、撮像領域ＩＲの画像内に研磨面２ａの凹部が現れていないときに、研磨パッド２の交換時期であると判定してもよい。一実施形態では、動作制御部７０は、撮像領域ＩＲの画像内に現れた研磨面２ａに生じた剥がれや破損を検出したときに、研磨パッド２の交換時期であると判定してもよい。一実施形態では、動作制御部７０は、撮像領域ＩＲの画像に公知の画像処理（例えば、２値化処理）を行うことによって、撮像領域ＩＲの画像に含まれる研磨パッド２の表面性状を解析して、研磨パッド２の交換時期を判定してもよい。この画像処理は、パッド撮像装置７３に連結されたデータ処理部４３（図１７には図示せず）よって行われ、データ処理部４３により解析された研磨パッド２の表面性状の測定結果が動作制御部７０に送られてもよい。

図１５乃至図１７に示す光学的測定装置４１は、図９、図１２、図１４、および後述する図１８乃至図２０に示すいずれの表面性状測定システム４０にも適用することができる。

光学的測定装置４１による研磨パッド２の表面性状の測定は、上述したように、研磨パッド２を回転させた状態で行われてもよいし、研磨パッド２の回転を停止させた状態で行われてもよい。

図１８は、表面性状測定システム４０のさらに他の実施形態を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の構成は、図１２を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。本実施形態では、図１８に示すように、カバー部材４４の注入口４４ｂは、研磨パッド２の回転方向において、光透過部４４ａよりも下流側に位置しており、吸込口４４ｄは、研磨パッド２の回転方向において、注入口４４ｂおよび光透過部４４ａよりも上流側に位置している。すなわち、注入口４４ｂは、測定ヘッド４２から照射される光および研磨面２ａからの反射光の光路よりも下流側に位置しており、吸込口４４ｄは、測定ヘッド４２から照射される光および研磨面２ａからの反射光の光路よりも上流側に位置している。本実施形態では、注入口４４ｂは、光学的測定装置４１の測定ヘッド４２よりも下流側に位置しており、吸込口４４ｄは、光学的測定装置４１の測定ヘッド４２よりも上流側に位置している。

本実施形態では、透明液供給ライン４５から供給された透明液は、カバー部材４４と研磨パッド２の研磨面２ａとの隙間を研磨パッド２の回転方向とは逆方向に沿って流れ、透明液吸込ライン５５により吸引される。より具体的には、透明液供給ライン４５から注入口４４ｂを通じて供給された透明液は、注入口４４ｂから光透過部４４ａを経由して吸込口４４ｄに向かって流れ、透明液吸込ライン５５により吸込口４４ｄを通じて吸引される。吸引された透明液は、透明液吸込ライン５５の外へ排出される。

一実施形態では、表面性状測定システム４０は、透明液吸込ライン５５を備えておらず、カバー部材４４に吸込口４４ｄを有していなくてもよい。この場合、カバー部材４４は、研磨パッド２の回転方向において、光透過部４４ａよりも下流側に位置する注入口４４ｂを有しており、透明液供給ライン４５から供給された透明液は、カバー部材４４と研磨パッド２の研磨面２ａとの隙間を研磨パッド２の回転方向とは逆方向に沿って流れる。この場合も、光透過部４４ａと研磨パッド２の研磨面２ａとの隙間の全体は、透明液で満たされる。

図１９は、表面性状測定システム４０のさらに他の実施形態を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の構成は、図１２を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。本実施形態の表面性状測定システム４０は、透明液供給ライン４５および透明液吸込ライン５５に代えて、第１透明液供給ライン４５－１および第２透明液供給ライン４５－２を備えている。カバー部材４４は、注入口４４ｂおよび吸込口４４ｄに代えて、第１注入口４４ｂ－１および第２注入口４４ｂ－２を有している。

第１注入口４４ｂ－１は、研磨パッド２の回転方向において、光透過部４４ａよりも上流側に位置しており、第２注入口４４ｂ－２は、研磨パッド２の回転方向において、第１注入口４４ｂ－１および光透過部４４ａよりも下流側に位置している。すなわち、第１注入口４４ｂ－１は、測定ヘッド４２から照射される光および研磨面２ａからの反射光の光路よりも上流側に位置しており、第２注入口４４ｂ－２は、測定ヘッド４２から照射される光および研磨面２ａからの反射光の光路よりも下流側に位置している。本実施形態では、第１注入口４４ｂ－１は、光学的測定装置４１の測定ヘッド４２よりも上流側に位置しており、第２注入口４４ｂ－２は、光学的測定装置４１の測定ヘッド４２よりも下流側に位置している。

第１透明液供給ライン４５－１は、カバー部材４４の第１注入口４４ｂ－１に連結されており、第１注入口４４ｂ－１を通じて研磨パッド２上に透明液を供給するように構成されている。第２透明液供給ライン４５－２は、カバー部材４４の第２注入口４４ｂ－２に連結されており、第２注入口４４ｂ－２を通じて研磨パッド２上に透明液を供給するように構成されている。

表面性状測定システム４０は、第１透明液供給ライン４５－１から第１注入口４４ｂ－１に供給される透明液の流量を調節可能な第１供給流量調節弁５０－１と、第１透明液供給ライン４５－１を流れる透明液の流量を測定する第１流量計５１－１をさらに備えている。第１供給流量調節弁５０－１および第１流量計５１－１は、第１透明液供給ライン４５－１に取り付けられている。同様に、表面性状測定システム４０は、第２透明液供給ライン４５－２から第２注入口４４ｂ－２に供給される透明液の流量を調節可能な第２供給流量調節弁５０－２と、第２透明液供給ライン４５－２を流れる透明液の流量を測定する第２流量計５１－２をさらに備えている。第２供給流量調節弁５０－２および第２流量計５１－２は、第２透明液供給ライン４５－２に取り付けられている。

第１供給流量調節弁５０－１および第２供給流量調節弁５０－２は、動作制御部７０に電気的に接続されており、第１供給流量調節弁５０－１および第２供給流量調節弁５０－２の動作は、動作制御部７０により制御される。一実施形態では、第１供給流量調節弁５０－１および第２供給流量調節弁５０－２は、手動であってもよい。

第１透明液供給ライン４５－１から供給された透明液は、カバー部材４４と研磨パッド２の研磨面２ａとの隙間を研磨パッド２の回転方向に沿って流れる。第２透明液供給ライン４５－２から供給された透明液は、カバー部材４４と研磨パッド２の研磨面２ａとの隙間を研磨パッド２の回転方向とは逆方向に沿って流れる。

表面性状測定システム４０は、第１透明液供給ライン４５－１および第２透明液供給ライン４５－２の少なくとも一方から透明液を供給するように構成されている。表面性状測定システム４０は、第１供給流量調節弁５０－１および第２供給流量調節弁５０－２により、透明液を供給するラインを第１透明液供給ライン４５－１と第２透明液供給ライン４５－２との間で選択的に切り替える。一実施形態では、第１透明液供給ライン４５－１および第２透明液供給ライン４５－２の両方から透明液が供給されてもよい。

透明液を供給するラインの切り替え（選択）、第１透明液供給ライン４５－１から第１注入口４４ｂ－１に供給される透明液の流量、および第２透明液供給ライン４５－２から第２注入口４４ｂ－２に供給される透明液の流量は、研磨テーブル３の回転速度、研磨面２ａからカバー部材４４の対向面４４ｃまでの距離、研磨パッド２の種類（研磨パッド２の材質、研磨面２ａに形成された凹部の形状など）、研磨液の種類などのパラメータに基づいて決定される。

図２０は、表面性状測定システム４０のさらに他の実施形態を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の構成は、図１９を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。本実施形態の表面性状測定システム４０は、第１透明液供給ライン４５－１および第２透明液供給ライン４５－２に代えて、第１ライン９０Ａおよび第２ライン９０Ｂを備えている。カバー部材４４は、第１注入口４４ｂ－１および第２注入口４４ｂ－２に代えて、第１注入・吸込口４４ｅ－１および第２注入・吸込口４４ｅ－２を有している。第１注入・吸込口４４ｅ－１および第２注入・吸込口４４ｅ－２のそれぞれは、上述した注入口および吸込口としての機能を有する。

第１注入・吸込口４４ｅ－１は、研磨パッド２の回転方向において、光透過部４４ａよりも上流側に位置しており、第２注入・吸込口４４ｅ－２は、研磨パッド２の回転方向において、第１注入・吸込口４４ｅ－１および光透過部４４ａよりも下流側に位置している。すなわち、第１注入・吸込口４４ｅ－１は、測定ヘッド４２から照射される光および研磨面２ａからの反射光の光路よりも上流側に位置しており、第２注入・吸込口４４ｅ－２は、測定ヘッド４２から照射される光および研磨面２ａからの反射光の光路よりも下流側に位置している。本実施形態では、第１注入・吸込口４４ｅ－１は、光学的測定装置４１の測定ヘッド４２よりも上流側に位置しており、第２注入・吸込口４４ｅ－２は、光学的測定装置４１の測定ヘッド４２よりも下流側に位置している。

第１ライン９０Ａは、カバー部材４４の第１注入・吸込口４４ｅ－１に連結されており、第２ライン９０Ｂは、カバー部材４４の第２注入・吸込口４４ｅ－２に連結されている。表面性状測定システム４０は、第１ライン９０Ａに連結された第１切替弁９２Ａ、第２ライン９０Ｂに連結された第２切替弁９２Ｂを備えている。さらに、表面性状測定システム４０は、第１切替弁９２Ａを介して第１ライン９０Ａに連結された第１透明液供給ライン４５－１、第１透明液吸込ライン５５－１、および第２切替弁９２Ｂを介して第２ライン９０Ｂに連結された第２透明液供給ライン４５－２、第２透明液吸込ライン５５－２を備えている。

第１切替弁９２Ａは、第１ライン９０Ａに連通するラインを第１透明液供給ライン４５－１と第１透明液吸込ライン５５－１との間で切り替え可能に構成されている。同様に、第２切替弁９２Ｂは、第２ライン９０Ｂに連通するラインを第２透明液供給ライン４５－２と第２透明液吸込ライン５５－２との間で切り替え可能に構成されている。第１ライン９０Ａが第１透明液供給ライン４５－１に連通しているときは、第１透明液供給ライン４５－１は、第１注入・吸込口４４ｅ－１を通じて研磨パッド２上に透明液を供給するように構成されている。第１ライン９０Ａが第１透明液吸込ライン５５－１に連通しているときは、第１透明液吸込ライン５５－１は、第１注入・吸込口４４ｅ－１を通じてカバー部材４４と研磨パッド２の研磨面２ａとの隙間を流れる透明液を吸引するように構成されている。

同様に、第２ライン９０Ｂが第２透明液供給ライン４５－２に連通しているときは、第２透明液供給ライン４５－２は、第２注入・吸込口４４ｅ－２を通じて研磨パッド２上に透明液を供給するように構成されている。第２ライン９０Ｂが第２透明液吸込ライン５５－２に連通しているときは、第２透明液吸込ライン５５－２は、第２注入・吸込口４４ｅ－２を通じてカバー部材４４と研磨パッド２の研磨面２ａとの隙間を流れる透明液を吸引するように構成されている。

表面性状測定システム４０は、第１透明液供給ライン４５－１から第１注入・吸込口４４ｅ－１に供給される透明液の流量を調節可能な第１供給流量調節弁５０－１と、第１透明液供給ライン４５－１を流れる透明液の流量を測定する第１流量計５１－１をさらに備えている。第１供給流量調節弁５０－１および第１流量計５１－１は、第１透明液供給ライン４５－１に取り付けられている。表面性状測定システム４０は、第１注入・吸込口４４ｅ－１を通じて第１透明液吸込ライン５５－１により吸引される透明液の流量を調節可能な第１吸引流量調節弁５７－１と、第１透明液吸込ライン５５－１を流れる透明液の流量を測定する第１流量計５８－１をさらに備えている。第１吸引流量調節弁５７－１および第１流量計５８－１は、第１透明液吸込ライン５５－１に取り付けられている。一実施形態では、第１切替弁９２Ａ、第１供給流量調節弁５０－１、第１吸引流量調節弁５７－１は一体に構成された装置であってもよい。

同様に、表面性状測定システム４０は、第２透明液供給ライン４５－２から第２注入・吸込口４４ｅ－２に供給される透明液の流量を調節可能な第２供給流量調節弁５０－２と、第２透明液供給ライン４５－２を流れる透明液の流量を測定する第２流量計５１－２をさらに備えている。第２供給流量調節弁５０－２および第２流量計５１－２は、第２透明液供給ライン４５－２に取り付けられている。表面性状測定システム４０は、第２注入・吸込口４４ｅ－２を通じて第２透明液吸込ライン５５－２により吸引される透明液の流量を調節可能な第２吸引流量調節弁５７－２と、第２透明液吸込ライン５５－２を流れる透明液の流量を測定する第２流量計５８－２をさらに備えている。第２吸引流量調節弁５７－２および第２流量計５８－２は、第２透明液吸込ライン５５－２に取り付けられている。一実施形態では、第２切替弁９２Ｂ、第２供給流量調節弁５０－２、第２吸引流量調節弁５７－２は一体に構成された装置であってもよい。

第１切替弁９２Ａ、第２切替弁９２Ｂ、第１供給流量調節弁５０－１、第１吸引流量調節弁５７－１、第２供給流量調節弁５０－２、および第２吸引流量調節弁５７－２は、動作制御部７０に電気的に接続されており、第１切替弁９２Ａ、第２切替弁９２Ｂ、第１供給流量調節弁５０－１、第１吸引流量調節弁５７－１、第２供給流量調節弁５０－２、および第２吸引流量調節弁５７－２の動作は、動作制御部７０により制御される。一実施形態では、第１切替弁９２Ａ、第２切替弁９２Ｂ、第１供給流量調節弁５０－１、第１吸引流量調節弁５７－１、第２供給流量調節弁５０－２、および第２吸引流量調節弁５７－２は、手動であってもよい。

表面性状測定システム４０は、第１ライン９０Ａおよび第２ライン９０Ｂの少なくとも一方から透明液を供給するように構成されている。表面性状測定システム４０は、第１切替弁９２Ａおよび第２切替弁９２Ｂにより、透明液を供給するラインを第１透明液供給ライン４５－１に連通した第１ライン９０Ａと第２透明液供給ライン４５－２に連通した第２ライン９０Ｂとの間で選択的に切り替える。一実施形態では、第１透明液供給ライン４５－１に連通した第１ライン９０Ａおよび第２透明液供給ライン４５－２に連通した第２ライン９０Ｂの両方から透明液が供給されてもよい。

さらに、表面性状測定システム４０は、第１切替弁９２Ａおよび第２切替弁９２Ｂにより、透明液が供給されていない第１ライン９０Ａまたは第２ライン９０Ｂを第１透明液吸込ライン５５－１または第２透明液吸込ライン５５－２に連通させて、研磨パッド２上の透明液を吸引してもよい。一実施形態では、表面性状測定システム４０は、研磨パッド２上の透明液を吸引しなくてもよい。

第１ライン９０Ａおよび第２ライン９０Ｂに連通するラインの切り替え（選択）、第１透明液供給ライン４５－１から第１注入・吸込口４４ｅ－１に供給される透明液の流量、第２透明液供給ライン４５－２から第２注入・吸込口４４ｅ－２に供給される透明液の流量、第１注入・吸込口４４ｅ－１を通じて第１透明液吸込ライン５５－１により吸引される透明液の流量、および第２注入・吸込口４４ｅ－２を通じて第２透明液吸込ライン５５－２により吸引される透明液の流量は、研磨テーブル３の回転速度、研磨面２ａからカバー部材４４の対向面４４ｃまでの距離、研磨パッド２の種類（研磨パッド２の材質、研磨面２ａに形成された凹部の形状など）、研磨液の種類などのパラメータに基づいて決定される。

図１８乃至図２０に示す表面性状測定システム４０は、図９を参照して説明したカバー部材高さ調節機構５３をさらに備え、カバー部材高さ調節機構５３がカバー部材４４の高さを調節するように構成されてもよい。また、図１８乃至図２０に示す表面性状測定システム４０は、図１４を参照して説明した撮像装置７２をさらに備え、動作制御部７０がモニタリング領域ＭＲ（図１４参照）の画像に基づいて、供給流量調節弁５０、第１供給流量調節弁５０－１、第２供給流量調節弁５０－２、吸引流量調節弁５７、第１吸引流量調節弁５７－１、および／または第２吸引流量調節弁５７－２の動作を制御するように構成されてもよい。

図２１は、表面性状測定システム４０のさらに他の実施形態を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の構成は、図９を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。本実施形態の表面性状測定システム４０は、第１プリズム８４、第２プリズム８５、および遮光部材８６をさらに備えている。本実施形態の光学的測定装置４１は、光源８１ａを有する第１測定ヘッド８１と、受光部８２ａを有する第２測定ヘッド８２と、第２測定ヘッド８２に連結されたデータ処理部４３を備えている。本実施形態のカバー部材４４は、第１カバー部材８８と第２カバー部材８９を含む。

第１カバー部材８８は、研磨パッド２の研磨面２ａと平行な対向面８８ｂを有する。第１カバー部材８８は、第１測定ヘッド８１により照射される光の光路上に光透過部８８ａを有している。光透過部８８ａは、第１測定ヘッド８１により照射される光が通過する、図２１の破線で示す部分である。光透過部８８ａは、第１測定ヘッド８１により照射される光を透過させる透明材料で構成されている。本実施形態では、第１カバー部材８８は透明板であり、光透過部８８ａを含む第１カバー部材８８の全体が透明材料で構成されている。

第２カバー部材８９は、研磨パッド２の研磨面２ａと平行な対向面８９ｃを有する。第２カバー部材８９は、研磨面２ａからの反射光の光路上に光透過部８９ａを有している。光透過部８９ａは、研磨面２ａからの反射光が通過する、図２１の破線で示す部分である。光透過部８９ａは、研磨面２ａからの反射光を透過させる透明材料で構成されている。本実施形態では、第２カバー部材８９は透明板であり、光透過部８９ａを含む第２カバー部材８９の全体が透明材料で構成されている。

第２カバー部材８９は、研磨パッド２の回転方向において、第１カバー部材８８の光透過部８８ａ、および第２カバー部材８９の光透過部８９ａよりも上流側に位置する注入口８９ｂを有している。すなわち、注入口８９ｂは、第１測定ヘッド８１から照射される光の光路および研磨面２ａからの反射光の光路よりも上流側に位置している。本実施形態では、第１カバー部材８８と第２カバー部材８９の厚さは同じであり、第１カバー部材８８の対向面８８ｂと第２カバー部材８９の対向面８９ｃは、同じ平面内にある。

透明液供給ライン４５は、第２カバー部材８９の注入口８９ｂに連結されており、注入口８９ｂを通じて研磨パッド２上に透明液を供給するように構成されている。図２１に示すように、カバー部材４４の全体（すなわち、第１カバー部材８８および第２カバー部材８９）は、研磨パッド２の研磨面２ａから離れている。カバー部材４４の対向面（すなわち、第１カバー部材８８の対向面８８ｂおよび第２カバー部材８９の対向面８９ｃ）と研磨パッド２の研磨面２ａとの隙間は、透明液の流れで満たされている。

第１プリズム８４および第２プリズム８５は、光学的測定装置４１とカバー部材４４の間に配置されている。より具体的には、第１プリズム８４は、第１測定ヘッド８１と第１カバー部材８８の間に配置されており、第２プリズム８５は、第２測定ヘッド８２と第２カバー部材８９の間に配置されている。第１プリズム８４と第１カバー部材８８は、光を透過させる透明な接着剤等により接合されており、第２プリズム８５と第２カバー部材８９も同様に、光を透過させる透明な接着剤等により接合されている。

第１測定ヘッド８１の光源８１ａは、第１プリズム８４を通じて研磨パッド２の研磨面２ａに光（レーザ光）を照射し、第２測定ヘッド８２の受光部８２ａは、研磨面２ａからの反射光を第２プリズム８５を通じて受ける。データ処理部４３は、第２測定ヘッド８２から送られた反射光に基づいて測定された測定値をデータ処理することによって、研磨パッド２の表面性状を測定する。研磨パッド２の表面性状の測定結果は、動作制御部７０に送られる。一実施形態では、第１測定ヘッド８１および第２測定ヘッド８２は、図１５を参照して説明した第１測定ヘッド７５および第２測定ヘッド７６と同じ構成を有してもよいし、図１６を参照して説明した第１測定ヘッド７７および第２測定ヘッド７８と同じ構成を有してもよいし、あるいは、図１７を参照して説明したパッド撮像装置７３と同じ構成を有してもよい。本実施形態の光学的測定装置４１は、研磨面２ａに対して低角度で光を照射し、研磨面２ａから低角度で光を反射させることにより、研磨パッド２の表面性状を精度よく測定することができる。

研磨面２ａに対して低角度で光を照射し、研磨面２ａから低角度で光を反射させるためには、第１測定ヘッド８１および第２測定ヘッド８２を研磨面２ａ上の測定点から外側に大きく離れた位置に配置させる必要があるため、光学的測定装置４１の全体のサイズが大きくなる。そこで、本実施形態の表面性状測定システム４０は、光路を偏向させる第１プリズム８４および第２プリズム８５を備えている。第１プリズム８４は、光学的測定装置４１から照射された光を通過させて、光の光路を偏向させるように構成されている。より具体的には、第１プリズム８４は、第１測定ヘッド８１の光源８１ａから放出された光を偏向させるように構成されている。

第２プリズム８５は、研磨面２ａからの反射光を通過させて、反射光の光路を偏向させるように構成されている。より具体的には、第１プリズム８４は、研磨面２ａからの反射光を偏向させるように構成されている。このような構成により、研磨面２ａに対して低角度で光を照射し、研磨面２ａから低角度で光を反射させるときに、光学的測定装置４１の全体をコンパクトに構成することができる。

遮光部材８６は、第１プリズム８４と第２プリズム８５の間に配置されており、第１プリズム８４と第２プリズム８５との間を遮光するように構成されている。さらに、遮光部材８６は、第１カバー部材８８と第２カバー部材８９の間に配置されており、第１カバー部材８８と第２カバー部材８９との間を遮光するように構成されている。本実施形態では、遮光部材８６は、黒色の遮光板で構成されている。遮光部材８６の上部は、第１プリズム８４および第２プリズム８５の頂点から上方に突出し、遮光部材８６の下端は第１カバー部材８８の対向面８８ｂおよび第２カバー部材８９の対向面８９ｃと同じ平面内にある。したがって、遮光部材８６は、少なくとも第１プリズム８４および第２プリズム８５の頂点から、第１カバー部材８８の対向面８８ｂおよび第２カバー部材８９の対向面８９ｃまで延びている。

一実施形態では、遮光部材８６は、第１プリズム８４と第２プリズム８５との隙間、および第１カバー部材８８と第２カバー部材８９との隙間を埋める黒色の充填剤（例えば、シリコーンゴム等）で構成されてもよい。遮光部材８６と第１カバー部材８８との間に隙間が形成されないように、遮光部材８６と第１カバー部材８８は密着している。同様に、遮光部材８６と第２カバー部材８９との間に隙間が形成されないように、遮光部材８６と第２カバー部材８９は密着している。遮光部材８６の構成は、第１プリズム８４と第２プリズム８５との間、および第１カバー部材８８と第２カバー部材８９との間で遮光性を有し、かつ第１カバー部材８８および第２カバー部材８９との間の隙間を封止している限り任意であり、本実施形態に限られない。

遮光部材８６は、第１プリズム８４と第２プリズム８５との間を遮光することで、第１プリズム８４を通過した光が、研磨面２ａには到達せずに第２プリズム８５を通過することを防止する。同様に、遮光部材８６は、第１カバー部材８８と第２カバー部材８９との間を遮光することで、第１カバー部材８８を通過した光が、研磨面２ａには到達せずに第２カバー部材８９を通過することを防止する。言い換えれば、遮光部材８６は、第１プリズム８４と第２プリズム８５との間での光のショートカットを防止し、かつ第１カバー部材８８と第２カバー部材８９との間での光のショートカットを防止することができる。

本実施形態では、第１測定ヘッド８１は、研磨パッド２の回転方向において、第２測定ヘッド８２よりも下流側に位置しており、第１プリズム８４は、研磨パッド２の回転方向において、第２プリズム８５よりも下流側に位置しており、第１カバー部材８８は、研磨パッド２の回転方向において、第２カバー部材８９よりも下流側に位置している。一実施形態では、第１測定ヘッド８１は、研磨パッド２の回転方向において、第２測定ヘッド８２よりも上流側に位置し、第１プリズム８４は、研磨パッド２の回転方向において、第２プリズム８５よりも上流側に位置し、第１カバー部材８８は、研磨パッド２の回転方向において、第２カバー部材８９よりも上流側に位置してもよい。この場合、上述した第２カバー部材８９の注入口８９ｂに代えて、第１カバー部材８８は、研磨パッド２の回転方向において、第１カバー部材８８の光透過部８８ａ、および第２カバー部材８９の光透過部８９ａよりも上流側に位置する注入口を有する。透明液供給ライン４５は、この第１カバー部材８８の注入口に連結され、注入口を通じて研磨パッド２上に透明液を供給するように構成される。

図２２は、表面性状測定システム４０のさらに他の実施形態を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の構成は、図２１を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。本実施形態では、第１カバー部材８８は吸込口８８ｃを有し、表面性状測定システム４０は、吸込口８８ｃに連結された透明液吸込ライン５５をさらに備えている。特に説明しない吸込口８８ｃの構成は、図１２を参照して説明した実施形態の吸込口４４ｄの構成と同じであるので、その重複する説明を省略する。

吸込口８８ｃは、研磨パッド２の回転方向において、第２カバー部材８９の注入口８９ｂ、光透過部８９ａ、および第１カバー部材８９の光透過部８８ａよりも下流側に位置している。すなわち、吸込口８８ｃは、第１測定ヘッド８１から放出される光の光路および研磨面２ａからの反射光の光路よりも下流側に位置している。透明液吸込ライン５５は、吸込口８８ｃを通じてカバー部材４４（すなわち、第１カバー部材８８および第２カバー部材８９）と研磨パッド２の研磨面２ａとの隙間を流れる透明液を吸引するように構成されている。

本実施形態によれば、カバー部材４４（すなわち、第１カバー部材８８および第２カバー部材８９）と研磨パッド２の研磨面２ａとの隙間に、注入口８９ｂから吸込口８８ｃに向かう透明液の流れが形成されるので、研磨パッド２の表面性状測定時の光路を透明液で満たすことができる。さらに、透明液吸込ライン５５により研磨パッド２上の透明液を吸引することで、カバー部材４４（すなわち、第１カバー部材８８および第２カバー部材８９）の外側への透明液の流出を抑制することができる。したがって、研磨液による基板Ｗの研磨中に研磨パッド２の表面性状を測定する際に、研磨液が透明液で希釈されるのを防止することができる。また、研磨液による基板Ｗの研磨中に研磨パッド２の表面性状を測定することにより、実際に研磨液を用いて基板Ｗを研磨している状態における研磨パッド２の表面性状を測定することができる。

本実施形態では、第１測定ヘッド８１は、研磨パッド２の回転方向において、第２測定ヘッド８２よりも下流側に位置しており、第１プリズム８４は、研磨パッド２の回転方向において、第２プリズム８５よりも下流側に位置しており、第１カバー部材８８は、研磨パッド２の回転方向において、第２カバー部材８９よりも下流側に位置している。

一実施形態では、第１測定ヘッド８１は、研磨パッド２の回転方向において、第２測定ヘッド８２よりも上流側に位置し、第１プリズム８４は、研磨パッド２の回転方向において、第２プリズム８５よりも上流側に位置し、第１カバー部材８８は、研磨パッド２の回転方向において、第２カバー部材８９よりも上流側に位置してもよい。この場合、上述した第２カバー部材８９の注入口８９ｂに代えて、第１カバー部材８８は、研磨パッド２の回転方向において、第１カバー部材８８の光透過部８８ａ、および第２カバー部材８９の光透過部８９ａよりも上流側に位置する注入口を有する。透明液供給ライン４５は、この第１カバー部材８８の注入口に連結され、注入口を通じて研磨パッド２上に透明液を供給するように構成される。さらに、上述した第１カバー部材８８の吸込口８８ｃに代えて、第２カバー部材８９は、研磨パッド２の回転方向において、第１カバー部材８８の注入口、光透過部８９ａ、および第２カバー部材８９の光透過部８９ａよりも下流側に位置する吸込口を有する。透明液吸込ライン５５は、この第２カバー部材８９の吸込口に連結され、吸込口を通じてカバー部材４４（すなわち、第１カバー部材８８および第２カバー部材８９）と研磨パッド２の研磨面２ａとの隙間を流れる透明液を吸引するように構成される。

図２１および図２２に示す表面性状測定システム４０は、図９を参照して説明したカバー部材高さ調節機構５３をさらに備え、カバー部材高さ調節機構５３がカバー部材４４（すなわち、第１カバー部材８８および第２カバー部材８９）の高さを調節するように構成されてもよい。この場合、カバー部材高さ調節機構５３は、カバー部材４４、第１プリズム８４、第２プリズム８５、および遮光部材８６の高さを一体に調節するように構成される。また、図２１および図２２に示す表面性状測定システム４０は、図１４を参照して説明した撮像装置７２をさらに備え、動作制御部７０がモニタリング領域ＭＲ（図１４参照）の画像に基づいて、供給流量調節弁５０および／または吸引流量調節弁５７の動作を制御するように構成されてもよい。

図２２に示す実施形態は、図１８乃至図２０を参照して説明した実施形態を組み合わせてもよい。

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。

１ 研磨ヘッド
２ 研磨パッド
３ 研磨テーブル
５ 研磨液供給ノズル
６ テーブルモータ
１０ 研磨ヘッドシャフト
１４ 研磨ヘッド揺動シャフト
１６ 研磨ヘッド揺動アーム
２０ ドレッサ
２２ ドレッシングディスク
２４ ドレッサシャフト
２５ サポートブロック
２９ ドレッサ揺動アーム
３０ ドレッサ揺動シャフト
３２ パッド高さ測定装置
４０ 表面性状測定システム
４１ 光学的測定装置
４２ 測定ヘッド
４３ データ処理部
４４ カバー部材
４５ 透明液供給ライン
４５－１ 第１透明液供給ライン
４５－２ 第２透明液供給ライン
４７ 測定ヘッド移動機構
４８ 測定ヘッドアーム
４９ アクチュエータ
５０ 供給流量調節弁
５０－１ 第１供給流量調節弁
５０－２ 第２供給流量調節弁
５１ 流量計
５１－１ 第１流量計
５１－２ 第２流量計
５３ カバー部材高さ調節機構
５５ 透明液吸込ライン
５５－１ 第１透明液吸込ライン
５５－２ 第２透明液吸込ライン
５７ 吸引流量調節弁
５７－１ 第１吸引流量調節弁
５７－２ 第２吸引流量調節弁
５８ 流量計
５８－１ 第１流量計
５８－２ 第２流量計
６０ 研磨制御部
７０ 動作制御部
７２ 撮像装置
７３ パッド撮像装置
７４ 照明器
７５，７７，８１ 第１測定ヘッド
７６，７８，８２ 第２測定ヘッド
８４ 第１プリズム
８５ 第２プリズム
８６ 遮光部材
８８ 第１カバー部材
８９ 第２カバー部材
９０Ａ 第１ライン
９０Ｂ 第２ライン
９２Ａ，９２Ｂ 切替弁

Claims (30)

1. 回転する研磨パッドの研磨面に光を照射し、前記研磨面からの反射光に基づいて前記研磨パッドの表面性状を測定する光学的測定装置と、
   前記光学的測定装置と前記研磨パッドの間に配置されたカバー部材と、
   前記カバー部材に設けられた注入口に連結され、前記注入口を通じて前記研磨パッド上に透明液を供給する透明液供給ラインを備え、
   前記カバー部材は、前記光および前記反射光の光路上に光透過部を有する、表面性状測定システム。
2. 前記注入口は、前記研磨パッドの回転方向において、前記光透過部よりも上流側に位置している、請求項１に記載の表面性状測定システム。
3. 前記注入口は、前記研磨パッドの回転方向において、前記光透過部よりも下流側に位置している、請求項１に記載の表面性状測定システム。
4. 前記透明液供給ラインから供給される前記透明液の流量を調節可能な供給流量調節弁をさらに備えている、請求項１に記載の表面性状測定システム。
5. 前記カバー部材に設けられた吸込口に連結され、前記吸込口を通じて前記研磨パッド上の前記透明液を吸引する透明液吸込ラインをさらに備えている、請求項１に記載の表面性状測定システム。
6. 前記透明液吸込ラインにより吸引される前記透明液の流量を調節可能な吸引流量調節弁をさらに備えている、請求項５に記載の表面性状測定システム。
7. 前記カバー部材は、前記研磨パッドの前記研磨面と平行な対向面を有する、請求項１に記載の表面性状測定システム。
8. 前記研磨パッドの前記研磨面から前記対向面までの距離は、５ｍｍ以下である、請求項７に記載の表面性状測定システム。
9. 前記研磨面に対する前記カバー部材の高さを調節するカバー部材高さ調節機構をさらに備えている、請求項１に記載の表面性状測定システム。
10. 前記光が照射され、前記光が反射される前記研磨面上の測定点を含むモニタリング領域の画像を生成する撮像装置をさらに備えている、請求項１に記載の表面性状測定システム。
11. 前記透明液供給ラインから供給される前記透明液の流量を調節可能な供給流量調節弁と、
    動作制御部をさらに備え、
    前記動作制御部は、前記モニタリング領域の前記画像に基づいて、前記供給流量調節弁の動作を制御するように構成されている、請求項１０に記載の表面性状測定システム。
12. 前記カバー部材に設けられた吸込口に連結され、前記吸込口を通じて前記研磨パッド上の前記透明液を吸引する透明液吸込ラインと、
    前記透明液供給ラインから吸引される前記透明液の流量を調節可能な吸引流量調節弁をさらに備え、
    前記動作制御部は、前記モニタリング領域の前記画像に基づいて、前記吸引流量調節弁の動作を制御するように構成されている、請求項１１に記載の表面性状測定システム。
13. 前記動作制御部は、前記モニタリング領域の前記画像に基づいて、前記研磨パッド上の前記透明液の流れの異常を検出したときに、警報を発するように構成されている、請求項１２に記載の表面性状測定システム。
14. 前記光学的測定装置と前記カバー部材の間に配置され、前記光学的測定装置から照射された前記光を通過させて、前記光の光路を偏向させる第１プリズムと、
    前記光学的測定装置と前記カバー部材の間に配置され、前記研磨面からの前記反射光を通過させて、前記反射光の光路を偏向させる第２プリズムと、
    前記第１プリズムと前記第２プリズムの間に配置され、前記第１プリズムと前記第２プリズムとの間を遮光する遮光部材をさらに備え、
    前記カバー部材は、前記光学的測定装置から照射された前記光を通過させる第１カバー部材と、前記研磨面からの前記反射光を通過させる第２カバー部材を含み、
    前記遮光部材は、前記第１カバー部材と前記第２カバー部材の間に配置され、前記第１カバー部材と前記第２カバー部材との間を遮光するように構成されている、請求項１に記載の表面性状測定システム。
15. 請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の表面性状測定システムと、
    前記研磨パッドを支持する研磨テーブルと、
    前記研磨テーブルを前記研磨パッドとともに回転させるテーブルモータと、
    基板を前記研磨パッドの前記研磨面に押し付けて、前記基板を研磨する研磨ヘッドを備えている、研磨装置。
16. 研磨パッドを研磨テーブルで支持した状態で、前記研磨テーブルを前記研磨パッドとともに回転させ、
    光学的測定装置と前記研磨パッドの間に配置された、光透過部を有するカバー部材に設けられた注入口を通じて、前記研磨パッド上に透明液を供給し、
    前記光学的測定装置により、前記光透過部を通じて前記研磨パッドの研磨面に光を照射し、前記研磨面からの反射光を前記光透過部を通じて受け、前記反射光に基づいて前記研磨パッドの表面性状を測定することを含む、表面性状測定方法。
17. 前記注入口は、前記研磨パッドの回転方向において、前記光透過部よりも上流側に位置している、請求項１６に記載の表面性状測定方法。
18. 前記注入口は、前記研磨パッドの回転方向において、前記光透過部よりも下流側に位置している、請求項１６に記載の表面性状測定方法。
19. 前記研磨パッド上に供給する前記透明液の流量を調節することをさらに含む、請求項１６に記載の表面性状測定方法。
20. 前記注入口を通じて前記研磨パッド上に前記透明液を供給しながら、前記カバー部材に設けられた吸込口を通じて、前記研磨パッド上の前記透明液を吸引することをさらに含む、請求項１６に記載の表面性状測定方法。
21. 前記研磨パッド上から吸引する前記透明液の流量を調節することをさらに含む、請求項２０に記載の表面性状測定方法。
22. 前記カバー部材は、前記研磨パッドの前記研磨面と平行な対向面を有する、請求項１６に記載の表面性状測定方法。
23. 前記研磨パッドの前記研磨面から前記対向面までの距離は、５ｍｍ以下である、請求項２２に記載の表面性状測定方法。
24. 前記研磨面に対する前記カバー部材の高さを調節することをさらに含む、請求項１６に記載の表面性状測定方法。
25. 前記光が照射され、前記光が反射される前記研磨面上の測定点を含むモニタリング領域の画像を撮像装置により生成することをさらに含む、請求項１６に記載の表面性状測定方法。
26. 前記モニタリング領域の前記画像に基づいて、前記研磨パッド上に供給する前記透明液の流量を調節することをさらに含む、請求項２５に記載の表面性状測定方法。
27. 前記注入口を通じて前記研磨パッド上に前記透明液を供給しながら、前記カバー部材に設けられた吸込口を通じて、前記研磨パッド上の前記透明液を吸引し、
    前記モニタリング領域の前記画像に基づいて、前記研磨パッド上から吸引する前記透明液の流量を調節することをさらに含む、請求項２６に記載の表面性状測定方法。
28. 前記モニタリング領域の前記画像に基づいて、前記研磨パッド上の前記透明液の流れの異常を検出したときに、警報を発することをさらに含む、請求項２６に記載の表面性状測定方法。
29. 研磨パッドを用いて基板を研磨し、
    請求項１６乃至２８のいずれか一項に記載の表面性状測定方法により前記研磨パッドの表面性状を測定し、前記表面性状の測定結果に基づいて前記研磨パッドの交換時期か否かを判定する、研磨方法。
30. 新たな研磨パッドを研磨テーブルで支持し、
    慣らし処理用基板を研磨して、前記新たな研磨パッドの慣らし処理を行い、
    請求項１６乃至２８のいずれか一項に記載の表面性状測定方法により前記新たな研磨パッドの表面性状を測定し、
    前記表面性状の測定結果に基づいて、前記慣らし処理が完了したか否かを判定し、前記慣らし処理が完了したと判定したときに、前記新たな研磨パッドを用いて基板の研磨を行う、研磨方法。

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