JPH11201731A - 基板研磨装置用光学測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板がトップリングに保持された状態で正確
に光学測定を行う。 【解決手段】 トップリング２に基板Ｗを保持して基板
Ｗの表面を研磨する基板研磨装置に備えられ、基板Ｗの
表面上の例えば研磨対象の膜の膜厚などの所定の測定対
象を光学的に測定するための基板研磨装置用光学測定装
置であって、基板Ｗの表面からの反射光を取り込み、そ
の反射光に基づき基板Ｗの研磨対象の膜の膜厚を光学的
に測定する膜厚測定装置３と、トップリング２に接触し
て、膜厚測定装置３に設定されている基板Ｗの表面から
の反射光の取り込み光軸ＴＪに対して、トップリング２
に保持された基板Ｗの表面が直交するように基板Ｗの表
面の傾きを補正する傾き補正ピン４とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トップリングに基
板を保持して基板表面を研磨する基板研磨装置に備えら
れ、基板表面上の膜厚や、線幅の寸法、欠陥などの所定
の測定対象を光学的に測定するための基板研磨装置用光
学測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体デバイスの高集積化に伴い
回路の配線が微細化し、配線間距離もより狭くなってお
り、それに対応するためのフォトリソグラフィの場合、
焦点深度が浅くなるので、半導体ウエハ（基板）の表面
を平坦化することが必要になる。この平坦化法の１手段
として、基板研磨装置により、基板表面に形成された膜
（絶縁膜）を平坦に、かつ、目標の膜厚にまで研磨する
ことが行われている。

【０００３】この基板研磨装置による研磨処理は、トッ
プリングが基板を保持して、その基板の表面をターンテ
ーブルに張設された研磨布に押圧し、研磨布上に研磨砥
液（スラリー）を流して、ターンテーブルとトップリン
グ（基板）を各々独立して回転させることで行われる。

【０００４】この種の基板研磨装置には、研磨処理の進
行状況や仕上がり状態などを確認するために、研磨対象
の膜の膜厚を測定するための膜厚測定装置が備えられて
いる。近年では、この膜厚測定は光学的な測定装置で行
われるようになっている。この光学式の膜厚測定装置
は、基板表面へ計測光を照射し、その計測光の基板表面
からの反射光を取り込み、その反射光の分光スペクトル
を計測し、計測された反射光の分光スペクトルを解析し
て基板表面に形成されている研磨対象の膜の膜厚を測定
するように構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この種の膜厚測定装置
は、膜厚測定において、膜厚測定装置の取り込み光軸に
対して基板の表面が直交していない状態で行うと、膜厚
測定装置内の光学系に対して反射光のケラレなどが起き
て、正確な膜厚測定が行えない。

【０００６】ところで、トップリングは、基板表面を研
磨布に密着させて研磨できるように、トップリングを回
転自在に支持する回転支持軸の先端部に、全方向に揺動
自在に支持されている。

【０００７】そのため、従来、基板がトップリングに保
持された状態で膜厚測定を行おうとすると、上記回転支
持軸に対するトップリングの揺動に起因して、膜厚測定
時に、膜厚測定装置の取り込み光軸に対して基板の表面
が直交した状態にならず、正確な膜厚測定が行えなかっ
た。

【０００８】また、膜厚測定装置に対して好適な状態で
基板を保持する試料台などを膜厚測定装置に設けて、膜
厚測定の際は、基板をトップリングから外して前記試料
台に基板をセットさせるようにすれば、正確な膜厚測定
を行うことが可能であるが、膜厚測定のたびに基板をト
ップリングに対して着脱するのは手間であるし、例え
ば、膜厚測定のために研磨を中断してから再開するまで
のターンテーブル側の待ち時間なども長くなる。

【０００９】なお、膜厚測定に限らずその他の測定対象
を測定するための光学式の測定装置においても同様の問
題が生じ得る。

【００１０】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、基板がトップリングに保持された状態
で正確に光学測定を行うことができる基板研磨装置用光
学測定装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、本発明は、トップリングに基板を保持して基板表面
を研磨する基板研磨装置に備えられ、基板表面上の所定
の測定対象を光学的に測定するための基板研磨装置用光
学測定装置であって、基板表面からの反射光を取り込
み、その反射光に基づき基板表面上の所定の測定対象を
光学的に測定する測定手段と、前記トップリングに接触
して、前記測定手段の取り込み光軸に対して、前記トッ
プリングに保持された基板の表面が直交するように基板
表面の傾きを補正する傾き補正部材と、を備え、かつ、
基板を保持したトップリングと前記傾き補正部材との接
触とその解除の動作には、基板を保持したトップリング
と前記傾き補正部材とが前記測定手段の取り込み光軸の
方向に接離移動する動作が含まれ、この接離移動を、前
記傾き補正部材に対して前記トップリング側が前記測定
手段の取り込み光軸の方向へ接離移動することで行うよ
うに構成したことを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】本発明の作用は次のとおりである。測定手段に
よる、膜厚や、線幅の寸法、欠陥などの所定の測定対象
の測定は、傾き補正部材に対して、基板を保持したトッ
プリングが測定手段の取り込み光軸の方向へ近接移動
し、基板を保持したトップリングを傾き補正部材に接触
させて、測定手段の取り込み光軸に対して、トップリン
グに保持された基板の表面が直交するように基板表面の
傾きが補正された状態で行われる。従って、測定手段の
取り込み光軸に対してトップリングに保持された基板の
表面が直交した状態で測定手段による測定を行え、基板
がトップリングに保持された状態で正確に光学測定を行
うことができる。

【００１３】測定手段による測定の終了後は、傾き補正
部材に対して基板を保持したトップリングが測定手段の
取り込み光軸の方向へ離間移動して、基板を保持したト
ップリングと傾き補正部材との接触が解除される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を説明する。図１は基板研磨装置用光学測定装置の
１つである膜厚測定装置を備えた基板研磨装置全体の概
略構成を示す平面図であり、図２はその縦断面図、図３
は支持アームの先端側及びトップリングの拡大縦断面
図、図４は膜厚測定装置の光学系の一例の概略構成図で
ある。

【００１５】なお、傾き補正ピンの構成、作用、効果を
明瞭に示すために、図１に示す傾き補正ピンの配置に対
して、図２、図５、図６の傾き補正ピンの配置位置を違
えているが、傾き補正ピンは図１に示すように配置して
いる。

【００１６】基板研磨装置は、ターンテーブル１やトッ
プリング２、膜厚測定装置３、傾き補正ピン４などを備
えている。

【００１７】ターンテーブル１は、モーターなどを備え
た回転機構（図示せず）によって鉛直方向の軸心Ｊ周り
で回転可能に立設された回転軸１１の上端に一体回転可
能に連結されている。ターンテーブル１の上面には研磨
布１２が張設され、外周部には研磨砥液（スラリー）等
の飛散を防止するターンテーブルリング１３が設けられ
ている。ターンテーブル１の上方には、研磨砥液ノズル
１４が設置されていて、この研磨砥液ノズル１４からタ
ーンテーブル１上面の研磨布１２上に研磨砥液が供給で
きるようになっている。

【００１８】トップリング２は、球ベアリング２１を介
して回転支持軸２２の先端部に全方向に揺動可能に連結
されている。また、トップリング２側に連結されたトル
ク伝達ピン２３ａと、回転支持軸２２側に連結されたト
ルク伝達ピン２３ｂとが、上記揺動を許容するように連
結されていて、回転支持軸２２の回転トルクがトップリ
ング２に伝達され、回転支持軸２２と一体的にトップリ
ング２が鉛直方向の軸芯Ｐ周りで回転されるように構成
されている。回転支持軸２２は、支持アーム２４の先端
側に回転可能に、かつ、昇降可能に支持されている。

【００１９】支持アーム２４内には、筒状の回転体２５
が回転可能に設けられている。回転支持軸２２はこの回
転体２５にスプライン嵌合されている。回転体２５はギ
ア伝動機構２６を介して回転モーター２７によって回転
されるように構成され、この回転体２５とともに、回転
支持軸２２が軸芯Ｐ周りで回転されるようになってい
る。また、回転支持軸２２の上端部には、トップリング
シリンダ２８のロッド２８ａが連結され、ロッド２８ａ
の伸縮によって回転支持軸２２が昇降され、研磨処理に
おいて、トップリング２に保持された基板Ｗをターンテ
ーブル１に対して一定の圧力で押圧させられるようにな
っている。なお、トップリングシリンダ２８はエアで駆
動される構成であり、下方向からの力に対してある程度
の弾性を有する。従って、研磨布１２の上面に凹凸があ
る場合でも、研磨処理中、回転支持軸２２に対するトッ
プリング２２の揺動と相まって、基板Ｗ、トップリング
２、回転支持軸２２が微小に昇降して、基板Ｗの表面を
研磨布１２の凹凸に追従させながら基板Ｗの表面を研磨
布１２に密着させて研磨できるようになっている。

【００２０】支持アーム２４の基端部はモーターなどを
備えた回転機構（図示せず）によって鉛直方向の軸芯Ｒ
で回転可能に構成され、支持アーム２４全体が軸芯Ｒを
支点として水平方向に揺動されるようになっている。こ
れにより、トップリング２をターンテーブル１の上方
と、ターンテーブル１の上方から外れたターンテーブル
１の側方との間で水平移動させることができるようにな
っている。また、基板Ｗの搬入搬出などの際にターンテ
ーブル１（研磨布１２）とトップリング２に保持された
基板Ｗとを離間させるために、ボールネジなどによる周
知の１軸方向駆動機構で構成される昇降機構（図示せ
ず）によって、支持アーム２４を昇降可能に構成してト
ップリング２を昇降できるようにしている。

【００２１】膜厚測定装置３は、ターンテーブル１の側
方であって、トップリング２の移動可能な範囲内の所定
位置に配置されている。この膜厚測定装置３は、図４に
示すように、照明光学系３０や結像光学系４０、分光ユ
ニット６０、モニター用光学系７０などが筐体３ａに収
納されて構成されている。

【００２２】照明光学系３０は、計測光を発する光源３
１、コンデンサレンズ３２、３５、開口絞り３３、視野
絞り３４などから構成されている。

【００２３】結像光学系４０は、対物レンズ４１、照明
光学系３０からの計測光を結像光学系４０の光路に重ね
合わせるハーフミラー４３、結像レンズ４４などから構
成されている。なお、図中の符号４２は瞳位置を示し、
４５は計測窓を示し、ＴＪは膜厚測定装置３に設定され
ている基板Ｗの表面からの反射光の取り込み光軸（結像
光学系４０の光軸）を示している。この実施例では膜厚
測定装置３の取り込み光軸ＴＪを鉛直方向に設定してい
る。また、図では、計測窓４５は単に開口で示している
が、ガラス板などが嵌め付けられていてもよい。

【００２４】結像光学系４０によって、予め決められて
いる膜厚測定位置近辺の基板Ｗの表面の像が反射鏡５０
の近傍に拡大表示される。反射鏡５０には、結像光学系
４０の結像位置と一致するところに、ピンホール５１が
開けられている。

【００２５】光源３１から出射された計測光は、ハーフ
ミラー４３によって基板Ｗの表面に向けて反射され、対
物レンズ４１、計測窓４５を介して基板Ｗの表面に照射
される。基板Ｗの表面で反射された反射光は、計測窓４
５、結像光学系４０および反射鏡５０のピンホール５１
を介して分光ユニット６０に取り込まれる。

【００２６】分光ユニット６０は、ピンホール５１と共
役な基板Ｗの表面上の膜厚測定位置（点）からの反射光
を分光する回折格子６１と、回折格子６１からの分光ス
ペクトルを検出する光検出器６２とから構成されてい
る。回折格子６１としては、例えば、分光スペクトルを
平面上に結像するフラットフィールド型回折格子が用い
られる。また、光検出器６２としては、例えば、フォト
ダイオードアレイやＣＣＤなどが用いられる。この他、
掃引機構付の回折格子や、光電増倍管のような光検出器
によって分光ユニット６０を構成してもよい。

【００２７】モニター用光学系７０は、反射鏡５０の近
傍に結像された基板Ｗの表面の膜厚測定位置近辺の拡大
像をリレーレンズ７１によって結像位置７２に結像させ
て、基板Ｗの表面の膜厚測定位置の確認や焦点合わせな
どに用いられる。

【００２８】基板Ｗの表面には、研磨処理中の最上層の
膜を含め複数の薄膜が層状に形成されている。基板Ｗの
表面に照射された計測光は、測定対象の研磨処理中の膜
の上面や、各膜の界面、最下層の膜と基板Ｗとの界面な
どで反射され、これら各反斜面からの反射光が互いに干
渉して、分光ユニット６０に取り込まれる。各反射光の
干渉の度合いは、基板Ｗや各膜の屈折率や膜厚ならびに
光の波長に依存するので、分光ユニット６０で反射光の
分光スペクトルを解析することにより、基板Ｗの表面に
形成された測定対象の研磨処理中の膜の膜厚を求めるこ
とができる。

【００２９】図２に示すように、膜厚測定装置３の筐体
３ａは、ＸＹステージ８０に載置支持されていて、計測
窓４５を水平面方向に任意に移動させることができ、基
板Ｗの表面の任意の膜厚測定位置の膜厚測定が行えるよ
うに構成されている。また、ＸＹステージ８０及び膜厚
測定装置３の筐体３ａは、昇降機構８１によって昇降可
能に構成され、膜厚測定装置３と基板Ｗの表面とを接離
させて焦点合わせが行えるように構成されている。

【００３０】膜厚測定装置３は、水平テーブル９０の下
に配設されている。水平テーブル９０には、基板Ｗの直
径と略同じ直径の円形の開口９１が形成され、膜厚測定
時の基板Ｗの表面に対する計測光の照射及び反射光の取
り込みがこの開口９１を介して行えるようになってい
る。

【００３１】水平テーブル９０の上面には、本発明にお
ける傾き補正部材としての３本の傾き補正ピン４が、図
１に示すように平面視で正三角形を形成するように立設
されている。各傾き補正ピン４の先端を結んで形成され
る平面ＳＰ（図２参照）が、膜厚測定装置３の取り込み
光軸ＴＪに直交するように（この実施例では水平面を形
成するように）調整されている。水平テーブル９０の開
口９１の中心とトップリング２の回転軸芯Ｐが一致した
状態で、トップリング２が下降してきたときに、各傾き
補正ピン４の先端がトップリング２の外周下面に接触す
るような位置に各傾き補正ピン４が配置されている。ま
た、各傾き補正ピン４は、平面視で正三角形を形成する
ように立設されているので、下降してくるトップリング
２をバランス良く受け止めることができるようになって
いる。

【００３２】次の上記構成を有する実施例装置の動作を
説明する。研磨処理は、基板Ｗの表面が下方を向くよう
にトップリング２が基板Ｗを水平姿勢で保持して、その
基板Ｗの表面をターンテーブル１に張設された研磨布１
２に押圧させ、研磨布１２上に研磨砥液ノズル１４から
研磨砥液を流して、ターンテーブル１とトップリング２
（基板Ｗ）を各々独立して回転させることで行われる。

【００３３】研磨対象の膜の膜厚を測定する場合は、以
下のように行われる。ターンテーブル１とトップリング
２の回転が停止され、ターンテーブル１に対する基板Ｗ
の押圧が解除されるとともに、トップリング２がターン
テーブル１の上方に上昇される。次に、支持アーム２４
が水平方向に揺動されて、水平テーブル９０の上方にお
いて、トップリング２の回転軸芯Ｐが水平テーブル９０
の開口９１の中心に一致した位置で停止される。

【００３４】そして、支持アーム２４を下降させて基板
Ｗを保持したトップリング２を下降、すなわち、傾き補
正ピン４に対して基板Ｗを保持したトップリング２を膜
厚測定装置３の取り込み光軸ＴＪの方向へ近接移動させ
る。

【００３５】研磨処理中に回転支持軸２２に対してトッ
プリング２が揺動された結果、トップリング２に保持さ
れた基板Ｗの表面が水平面に対して傾いている場合、す
なわち、膜厚測定装置３の取り込み光軸ＴＪに対して基
板Ｗの表面が直交していない場合、図５（ａ）に示すよ
うに、トップリング２が下降していくと、水平面ＨＰよ
りも下方側のトップリング２の外周下面部分が、その部
分に対応する傾き補正ピン４の先端にまず接触する。そ
のままトップリング２を下降していくと、一部の傾き補
正ピン４とトップリング２の一部との接触によってトッ
プリング２の一部の下降が干渉され、回転支持軸２２に
対してトップリング２が、研磨処理による揺動が修正さ
れるように逆方向に揺動していく。上述したように、各
傾き補正ピン４は、平面視で正三角形を形成するように
立設され、下降してくるトップリング２をバランス良く
受け止められるようになっているので、最終的に、図５
（ｂ）に示すように、トップリング２の外周下面の３点
が全ての傾き補正ピン４の先端と接触し、トップリング
２に保持された基板Ｗの表面が膜厚測定装置３の取り込
み光軸ＴＪに対して直交するようにトップリング２に保
持された基板Ｗの傾きが補正されることになる。

【００３６】すなわち、予め設定された高さ位置から予
め決められた下降量だけ、トップリング２を下降させる
ことにより、トップリング２に保持された基板Ｗの表面
がどのような傾き状態（傾いていない場合も含む）であ
るかにかかわらず、常に、トップリング２の外周下面の
３点が全ての傾き補正ピン４の先端と接触して、トップ
リング２に保持された基板Ｗの表面が膜厚測定装置３の
取り込み光軸ＴＪに対して直交した状態にセッテングす
ることができる。

【００３７】なお、上述したように、トップリングシリ
ンダ２８は下方向からの力に対してある程度の弾性を有
するので、トップリング２の外周下面が全ての傾き補正
ピン４の先端によって若干上方に押し込まれるような位
置まで下降することができる。このような位置まで下降
させることで、トップリング２の外周下面と全ての傾き
補正ピン４の先端との接触がより確実になり、基板Ｗの
傾き補正をより正確、かつ、確実に行うことができる。

【００３８】膜厚測定は、トップリング２の外周下面の
３点が全ての傾き補正ピン４の先端と接触して、トップ
リング２に保持された基板Ｗの表面が膜厚測定装置３の
取り込み光軸ＴＪに対して直交した状態にセッテングさ
れた状態で行われる。これにより、基板Ｗがトップリン
グ２に保持された状態で正確に膜厚測定を行うことがで
きる。

【００３９】膜厚測定が終了すると、支持アーム２４を
上昇させて基板Ｗを保持したトップリング２を上昇、す
なわち、傾き補正ピン４に対して基板Ｗを保持したトッ
プリング２を膜厚測定装置３の取り込み光軸ＴＪの方向
へ離間移動させて、基板Ｗを保持したトップリング２と
傾き補正ピン４との接触が解除される。その後、その基
板Ｗに対して研磨処理を再び行うのであれば、支持アー
ム２４が水平方向に揺動されて、トップリング２（基板
Ｗ）がターンテーブル２の上方に移動され、トップリン
グ２が下降されるとともに、ターンテーブル１に対して
基板Ｗを所定圧力で押圧させて、上述したように研磨処
理が行われる。

【００４０】なお、基板Ｗを保持したトップリング２と
傾き補正ピン４との接触やその解除のためのトップリン
グ２と傾き補正ピン４との、取り込み光軸ＴＪの方向へ
の接離移動を、傾き補正ピン４に対するトップリング２
側の接離移動によって行うように構成したので、基板研
磨装置に本来備わっているトップリング２の変位機構
（支持アーム２４の昇降機構）をそのまま利用すること
ができ、装置構成の簡略化を図ることができる。

【００４１】また、上記実施例では、ターンテーブル１
の側方に膜厚測定装置３と傾き補正ピン４とを配置し、
トップリング２を移動させて、ターンテーブル１の側方
において、トップリング２に保持された基板Ｗの表面の
傾き補正と膜厚測定を行うように構成したが、例えば、
図６に示すように、図４と同様の構成を有する光学系に
おいて、計測窓４５付近に直角プリズム１００（平面ミ
ラーでもよい）を設けて、取り込み光軸ＴＪを鉛直方向
に設定しつつ、結像光学系４０から回折格子６１間の光
軸ＫＪを水平方向にして、計測窓４５から対物レンズ４
１の間を上下に薄型に構成すれば、図６に示すように、
研磨処理を中断し、または、研磨処理を終了して、基板
Ｗを保持するトップリング２がターンテーブル１の上方
に上昇された状態で、ターンテーブル１とトップリング
２に保持された基板Ｗとの間の空間に、膜厚測定装置３
の計測窓４５と傾き補正ピン４とを進入させて、ターン
テーブル１の上方において、トップリング２に保持され
た基板Ｗの表面の傾き補正と膜厚測定とを行うことがで
きる。なお、図６において、膜厚測定装置３は水平移動
と昇降とが行える。また、傾き補正ピン４を支持する支
持台１１０は、水平移動のみが可能で、トップリング２
に保持された基板Ｗの表面の傾き補正は、上記実施例と
同様に、傾き補正ピン４に対してトップリング２が取り
込み光軸ＴＪの方向に接離移動することで行う。なお、
上記実施例と共通する部分や同等の機能を有する部分
は、図１ないし図４と同一符号を付している。

【００４２】その他、上記実施例と同様の構成で、ター
ンテーブル２の側方に配置された傾き補正ピン４に基板
Ｗを保持したトップリング２が移動してトップリング２
に保持された基板Ｗの表面の傾き補正を行うとともに、
傾き補正ピン４と別の場所に待機している膜厚測定装置
３が、傾き補正ピン４の配置位置に移動してきて、膜厚
測定を行うような構成であってもよい。

【００４３】なお、上記実施例では、傾き補正部材を３
本の傾き補正ピン４で構成し、トップリング２の外周下
面を３点で点接触するように構成したが、４本以上の傾
き補正ピン４でトップリング２の外周下面を４点以上で
点接触するように構成してもよい。

【００４４】また、傾き補正部材とトップリング２との
接触は点接触に限らず、面接触であってもよい。例え
ば、傾き補正部材を、図７ないし図９の各図に示すよう
に構成してもよい。

【００４５】図７に示す傾き補正部材５は、３本以上
（図では４本）の支持部材５ａの各々の上部に板状部材
５ｂを設けて構成したものである。各板状部材５ｂの上
面が同一平面ＳＰ５に接し、この平面ＳＰ５が膜厚測定
装置３の取り込み光軸ＴＪに直交するように調整され、
各板状部材５ｂの上面とトップリング２の外周下面とを
接触させることでトップリング２に保持された基板Ｗの
表面の傾きを補正する。

【００４６】図８に示す傾き補正部材６は、３本以上
（図では８本）の支持部材６ａでリング状の部材６ｂを
支持させた構成であり、リング状部材６ｂの上面ＳＰ６
が膜厚測定装置３の取り込み光軸ＴＪに直交するように
調整され、リング状部材６ｂの上面ＳＰ６とトップリン
グ２の外周下面とを接触させることでトップリング２に
保持された基板Ｗの表面の傾きを補正する。

【００４７】図９に示す傾き補正部材７は、円筒状の部
材で構成され、この円筒状の傾き補正部材７の上面ＳＰ
７が膜厚測定装置３の取り込み光軸ＴＪに直交するよう
に調整され、この傾き補正部材７の上面ＳＰ７とトップ
リング２の外周下面とを接触させることでトップリング
２に保持された基板Ｗの表面の傾きを補正する。

【００４８】傾き補正部材はその他の構成で実現するこ
とも可能である。さらに、例えば、図１０に示すよう
に、水平テーブル９０の上面ＳＰ９０を膜厚測定装置３
の取り込み光軸ＴＪに直交するように調整して、平面テ
ーブル９０の開口９１の周縁部にトップリング２の外周
下面を接触させてトップリング２に保持された基板Ｗの
表面の傾きを補正すれば、平面テーブル９０を傾き補正
部材として兼用することもできる。

【００４９】なお、上記実施例では、研磨対象の膜厚を
光学的に測定する場合を例に採って説明したが、例え
ば、線幅の寸法測定や欠陥測定などのその他の測定対象
の測定を光学的に行う測定装置が基板研磨装置に備えて
いる場合には、それら各測定対象の測定においてもそれ
ぞれ本発明は同様に適用できる。

【００５０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、トップリングに接触して、測定手段の取り込
み光軸に対して、トップリングに保持された基板の表面
が直交するように基板表面の傾きを補正する傾き補正部
材を備えているので、トップリングに保持された基板の
表面を取り込み光軸に対して直交させた状態で光学測定
を行うことができ、基板がトップリングに保持された状
態で正確に光学測定を行うことができる。

【００５１】また、基板を保持したトップリングと傾き
補正部材との接触やその解除のためのトップリングと傾
き補正部材との取り込み光軸の方向への接離移動を、傾
き補正部材に対するトップリング側の接離移動によって
行うように構成したので、基板研磨装置に本来備わって
いるトップリングの変位機構をそのまま利用することが
でき、装置構成の簡略化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】基板研磨装置用光学測定装置の１つである膜厚
測定装置を備えた基板研磨装置全体の概略構成を示す平
面図である。

【図２】基板研磨装置全体の概略構成を示す縦断面図で
ある。

【図３】支持アームの先端側及びトップリングの拡大縦
断面図である。

【図４】膜厚測定装置の光学系の一例の概略構成図であ
る。

【図５】実施例装置による基板表面の傾きを補正する状
態を説明するための図である。

【図６】傾き補正や膜厚測定を行う位置を変えた変形例
の概略構成を示す縦断面図である。

【図７】傾き補正部材の変形例の構成を示す平面図と縦
断面図である。

【図８】傾き補正部材の別の変形例の構成を示す平面図
と縦断面図である。

【図９】傾き補正部材のさらに別の変形例の構成を示す
平面図と縦断面図である。

【図１０】平面テーブルを傾き補正部材に兼用した変形
例の構成を示す縦断面図である。

【符号の説明】

２：トップリング ３：膜厚測定装置 ４：傾き補正ピン（傾き補正部材） ５、６、７：傾き補正部材 Ｗ：基板 ＴＪ：膜厚測定装置の取り込み光軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 熱田 均 京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天神 北町１番地の１ 大日本スクリーン製造株 式会社内 (72)発明者 近藤 教之 京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天神 北町１番地の１ 大日本スクリーン製造株 式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トップリングに基板を保持して基板表面
   を研磨する基板研磨装置に備えられ、基板表面上の所定
   の測定対象を光学的に測定するための基板研磨装置用光
   学測定装置であって、 基板表面からの反射光を取り込み、その反射光に基づき
   基板表面上の所定の測定対象を光学的に測定する測定手
   段と、 前記トップリングに接触して、前記測定手段の取り込み
   光軸に対して、前記トップリングに保持された基板の表
   面が直交するように基板表面の傾きを補正する傾き補正
   部材と、 を備え、かつ、 基板を保持したトップリングと前記傾き補正部材との接
   触とその解除の動作には、基板を保持したトップリング
   と前記傾き補正部材とが前記測定手段の取り込み光軸の
   方向に接離移動する動作が含まれ、この接離移動を、前
   記傾き補正部材に対して前記トップリング側が前記測定
   手段の取り込み光軸の方向へ接離移動することで行うよ
   うに構成したことを特徴とする基板研磨装置用光学測定
   装置。