(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-04-22
(45)【発行日】2024-05-01
(54)【発明の名称】研磨方法
(51)【国際特許分類】
B24B 37/013 20120101AFI20240423BHJP
H01L 21/304 20060101ALI20240423BHJP
B24B 49/12 20060101ALI20240423BHJP
【ＦＩ】
B24B37/013
H01L21/304 622S
B24B49/12
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2020194067
(22)【出願日】2020-11-24
(65)【公開番号】P2022082902
(43)【公開日】2022-06-03
【審査請求日】2023-03-06
(73)【特許権者】
【識別番号】000000239
【氏名又は名称】株式会社荏原製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100118500
【弁理士】
【氏名又は名称】廣澤 哲也
(74)【代理人】
【氏名又は名称】渡邉 勇
(74)【代理人】
【識別番号】100174089
【弁理士】
【氏名又は名称】郷戸 学
(74)【代理人】
【識別番号】100186749
【弁理士】
【氏名又は名称】金沢 充博
(72)【発明者】
【氏名】渡邉 夕貴
(72)【発明者】
【氏名】塩川 陽一
【審査官】須中 栄治
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１０－１１４３２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０６－２５２１１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－３１０５１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１０５４８６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０２１７４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－２８３５７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１３／０２８０８２７（ＵＳ，Ａ１）
【文献】中国特許出願公開第１１０９４０２７９（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２４Ｂ３７／００－３７／３４
Ｈ０１Ｌ２１／３０４；２１／４６３
Ｂ２４Ｂ４１／００－５１／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ワークピースの研磨対象層を研磨するための研磨方法であって、研磨パッドを支持する研磨テーブルを回転させ、
前記研磨パッドに前記ワークピースを押し付けて前記研磨対象層を研磨し、
前記ワークピースに光を照射し、
前記ワークピースからの反射光を受け、
前記反射光の強度を波長ごとに測定し、
前記強度と前記反射光の波長との関係を示す分光波形を生成し、
フィルタを用いて前記分光波形からノイズを除去し、
前記ノイズが除去された前記分光波形にフーリエ変換処理を行なって、周波数スペクトルを生成し、
前記周波数スペクトルのピークに基づいて前記研磨対象層の厚さを決定し、
前記ノイズの除去によって消失した前記周波数スペクトルのピークに対応する前記研磨対象層の厚さを、前記ワークピースの研磨中に取得した前記研磨対象層の厚さの複数の値を用いた外挿によって補完する、研磨方法。
【請求項2】
前記フィルタは、前記ワークピースの研磨時間とともに移動しない前記周波数スペクトルのピークの周波数を持つノイズを前記分光波形から除去するように構成される、請求項１に記載の研磨方法。
【請求項3】
前記ノイズは、前記研磨対象層の下地層から反射した光に起因するノイズである、請求項１または２に記載の研磨方法。
【請求項4】
前記フィルタは、バンドストップフィルタである、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の研磨方法。
【請求項5】
前記ワークピースを研磨する前に、該ワークピースと同じパターンを有する別のワークピースを研磨し、前記別のワークピースからの反射光の分光波形に含まれるノイズを除去するための前記フィルタを作成する工程をさらに含む、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の研磨方法。
【請求項6】
前記ワークピースの研磨中に、前記ワークピースからの反射光の分光波形に含まれるノイズを除去するための前記フィルタを作成する工程をさらに含む、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ウェーハ、基板、パネルなどのワークピースを研磨する方法に関し、特にワークピースからの反射光のスペクトルに基づいて研磨対象層の厚さを決定する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体デバイスの製造プロセスには、ＳｉＯ２などの絶縁膜を研磨する工程や、銅、タングステンなどの金属膜を研磨する工程などの様々な工程が含まれる。裏面照射型ＣＭＯＳセンサの製造工程では、絶縁膜や金属膜の研磨工程の他にも、シリコン層（シリコンウェーハ）を研磨する工程が含まれる。
【0003】
ワークピースの露出面を構成する研磨対象層(絶縁膜、金属膜、シリコン層など)の研磨は、研磨対象層の厚さが所定の目標値に達したときに終了される。研磨中における研磨対象層の厚さを測定する方法の例として、ワークピースの表面に光を照射し、ワークピースから反射してくる光の分光波形に対してフーリエ変換を実行し、得られた周波数スペクトルのピークに基づいて厚さを決定する光学式監視方法がある（例えば特許文献１参照）。周波数スペクトルのピークは、研磨対象層の厚さに依存して変わる。したがって、ワークピースの研磨中に周波数スペクトルのピークを追跡することにより、研磨対象層の厚さを監視することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１３－１１０３９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、スラリー等の研磨環境や、研磨対象層の下に存在する下地層などに起因して、周波数スペクトルに疑似ピークが現れることがある。従来の光学式監視方法では、そのような疑似ピークを誤って追跡することがあり、結果として正確な厚さを決定できないことがあった。
【0006】
さらに、従来の光学式監視方法は、ノイズに起因する疑似ピークが、研磨対象層の厚さに対応する目標ピークに重なったときに、研磨対象層の厚さの決定に失敗することがあった。
【0007】
そこで本発明は、ノイズの影響を受けることなく、正確な研磨対象層の厚さを決定することができる研磨方法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】
【0008】
一参考例では、ワークピースの研磨対象層を研磨するための研磨方法であって、研磨パッドを支持する研磨テーブルを回転させ、前記研磨パッドに前記ワークピースを押し付けて前記研磨対象層を研磨し、前記ワークピースに光を照射し、前記ワークピースからの反射光を受け、前記反射光の強度を波長ごとに測定し、前記強度と前記反射光の波長との関係を示す分光波形を生成し、前記分光波形にフーリエ変換処理を行なって、周波数スペクトルを生成し、前記周波数スペクトルのピーク探索範囲を研磨時間に従って移動させ、前記ピーク探索範囲内にある前記周波数スペクトルのピークを決定し、前記決定されたピークに対応する前記研磨対象層の厚さを決定する、研磨方法が提供される。
【0009】
一参考例では、前記ピーク探索範囲は、前回決定された前記研磨対象層の厚さおよび前記ワークピースの研磨レートに基づいて算出した値を含む範囲である。
一参考例では、前記研磨レートは、予め設定された研磨レートである。
一参考例では、前記研磨レートは、前記ワークピースの研磨中に算出された研磨レートである。
一参考例では、前記研磨レートは、予め設定された研磨レートである。
一参考例では、前記研磨レートは、前記ワークピースの研磨中に算出された研磨レートである。
【0010】
一態様では、ワークピースの研磨対象層を研磨するための研磨方法であって、研磨パッドを支持する研磨テーブルを回転させ、前記研磨パッドに前記ワークピースを押し付けて前記研磨対象層を研磨し、前記ワークピースに光を照射し、前記ワークピースからの反射光を受け、前記反射光の強度を波長ごとに測定し、前記強度と前記反射光の波長との関係を示す分光波形を生成し、フィルタを用いて前記分光波形からノイズを除去し、前記ノイズが除去された前記分光波形にフーリエ変換処理を行なって、周波数スペクトルを生成し、前記周波数スペクトルのピークに基づいて前記研磨対象層の厚さを決定し、前記ノイズの除去によって消失した前記周波数スペクトルのピークに対応する前記研磨対象層の厚さを、前記ワークピースの研磨中に取得した前記研磨対象層の厚さの複数の値を用いた外挿によって補完する、研磨方法が提供される。
【0011】
一態様では、前記フィルタは、前記ワークピースの研磨時間とともに移動しない前記周波数スペクトルのピークの周波数を持つノイズを前記分光波形から除去するように構成される。
一態様では、前記ノイズは、前記研磨対象層の下地層から反射した光に起因するノイズである。
一態様では、前記フィルタは、バンドストップフィルタである。
一態様では、前記研磨方法は、前記ワークピースを研磨する前に、該ワークピースと同じパターンを有する別のワークピースを研磨し、前記別のワークピースからの反射光の分光波形に含まれるノイズを除去するための前記フィルタを作成する工程をさらに含む。
一態様では、前記研磨方法は、前記ワークピースの研磨中に、前記ワークピースからの反射光の分光波形に含まれるノイズを除去するための前記フィルタを作成する工程をさらに含む。
一態様では、前記ノイズは、前記研磨対象層の下地層から反射した光に起因するノイズである。
一態様では、前記フィルタは、バンドストップフィルタである。
一態様では、前記研磨方法は、前記ワークピースを研磨する前に、該ワークピースと同じパターンを有する別のワークピースを研磨し、前記別のワークピースからの反射光の分光波形に含まれるノイズを除去するための前記フィルタを作成する工程をさらに含む。
一態様では、前記研磨方法は、前記ワークピースの研磨中に、前記ワークピースからの反射光の分光波形に含まれるノイズを除去するための前記フィルタを作成する工程をさらに含む。
【0012】
一参考例では、ワークピースの研磨対象層を研磨するための研磨装置であって、研磨パッドを支持する回転可能な研磨テーブルと、前記研磨テーブル上の前記研磨パッドに前記ワークピースを押し付ける研磨ヘッドと、前記研磨ヘッドに保持された前記ワークピースに光を照射し、かつ前記ワークピースからの反射光を受ける光学センサヘッドと、前記反射光の強度を波長ごとに測定する分光器と、前記反射光の強度から前記研磨対象層の厚さを決定する研磨制御部を備え、前記研磨制御部は、前記強度と前記反射光の波長との関係を示す分光波形を生成し、前記分光波形にフーリエ変換処理を行なって、周波数スペクトルを生成し、前記周波数スペクトルのピーク探索範囲を研磨時間に従って移動させ、前記ピーク探索範囲内にある前記周波数スペクトルのピークを決定し、前記決定されたピークに対応する前記研磨対象層の厚さを決定するように構成される、研磨装置が提供される。
【0013】
一参考例では、ワークピースの研磨対象層を研磨するための研磨装置であって、研磨パッドを支持する回転可能な研磨テーブルと、前記研磨テーブル上の前記研磨パッドに前記ワークピースを押し付ける研磨ヘッドと、前記研磨ヘッドに保持された前記ワークピースに光を照射し、かつ前記ワークピースからの反射光を受ける光学センサヘッドと、前記反射光の強度を波長ごとに測定する分光器と、前記反射光の強度から前記研磨対象層の厚さを決定する研磨制御部を備え、前記研磨制御部は、前記強度と前記反射光の波長との関係を示す分光波形を生成し、フィルタを用いて前記分光波形からノイズを除去し、前記ノイズが除去された前記分光波形にフーリエ変換処理を行なって、周波数スペクトルを生成し、前記周波数スペクトルのピークに基づいて前記研磨対象層の厚さを決定し、前記ノイズの除去によって消失した前記周波数スペクトルのピークに対応する前記研磨対象層の厚さを、前記ワークピースの研磨中に取得した前記研磨対象層の厚さの複数の値を用いた外挿によって補完するように構成されている、研磨装置が提供される。
【0014】
一参考例では、テーブルモータに指令を発して、研磨パッドを支持する研磨テーブルを回転させるステップと、研磨ヘッドに指令を発して、前記研磨パッドにワークピースを押し付けて前記ワークピースの研磨対象層を研磨するステップと、光源に指令を発して、前記ワークピースに光を照射するステップと、前記ワークピースからの反射光の強度と前記反射光の波長との関係を示す分光波形を生成するステップと、前記分光波形にフーリエ変換処理を行なって、周波数スペクトルを生成するステップと、前記周波数スペクトルのピーク探索範囲を研磨時間に従って移動させるステップと、前記ピーク探索範囲内にある前記周波数スペクトルのピークを決定するステップと、前記決定されたピークに対応する前記研磨対象層の厚さを決定するステップをコンピュータに実行させるための、プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
【0015】
一参考例では、テーブルモータに指令を発して、研磨パッドを支持する研磨テーブルを回転させるステップと、研磨ヘッドに指令を発して、前記研磨パッドにワークピースを押し付けて前記ワークピースの研磨対象層を研磨するステップと、光源に指令を発して、前記ワークピースに光を照射するステップと、前記ワークピースからの反射光の強度と前記反射光の波長との関係を示す分光波形を生成するステップと、フィルタを用いて前記分光波形からノイズを除去するステップと、前記ノイズが除去された前記分光波形にフーリエ変換処理を行なって、周波数スペクトルを生成するステップと、前記周波数スペクトルのピークに基づいて前記研磨対象層の厚さを決定するステップと、前記ノイズの除去によって消失した前記周波数スペクトルのピークに対応する前記研磨対象層の厚さを、前記ワークピースの研磨中に取得した前記研磨対象層の厚さの複数の値を用いた外挿によって補完するステップをコンピュータに実行させるための、プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、研磨方法は、周波数スペクトルのピークの探索範囲を研磨時間に従って移動させることにより、ノイズに起因する疑似ピークを追跡することなく、研磨対象層の正確な厚さを決定することができる。
さらに、研磨方法は、ワークピースからの反射光から生成された分光波形にフィルタを用いてノイズを除去することにより、研磨対象層の正確な厚さを決定することができる。
さらに、研磨方法は、ワークピースからの反射光から生成された分光波形にフィルタを用いてノイズを除去することにより、研磨対象層の正確な厚さを決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】研磨装置の一実施形態を示す模式図である。
【図2】光学式膜厚測定装置の原理を説明するための模式図である。
【図3】ワークピースと研磨テーブルとの位置関係を示す平面図である。
【図4】研磨制御部によって生成された分光波形の一例を示す図である。
【図5】研磨制御部によって生成された周波数スペクトルの一例を示す図である。
【図6】Ｎ回目の測定におけるピーク探索範囲を説明する図である。
【図7】Ｎ＋１回目の測定におけるピーク探索範囲を説明する図である。
【図8】研磨時間に従ってピーク探索範囲を移動させる様子を説明する図である。
【図9】ピーク探索範囲を移動させて研磨対象層の厚さを決定する工程の一例を説明するフローチャートである。
【図10】フィルタ処理前の周波数スペクトルを示す図である。
【図11】フィルタ処理後の周波数スペクトルを示す図である。
【図12】消失したピークを外挿する様子を説明する図である。
【図13】フィルタを用いてノイズを除去する工程の一例を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0018】
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模式図である。図１に示すように、研磨装置は、研磨パッド２を支持する研磨テーブル３と、研磨対象層を有するワークピースＷを研磨パッド２に押し付ける研磨ヘッド１と、研磨テーブル３を回転させるテーブルモータ６と、研磨パッド２上にスラリーなどの研磨液を供給するための研磨液供給ノズル５と、研磨装置の動作を制御するための研磨制御部４９を備えている。研磨パッド２の上面は、ワークピースＷを研磨する研磨面２ａを構成する。ワークピースＷの例としては、ウェーハ、基板、パネルなどが挙げられる。
図１は、研磨装置の一実施形態を示す模式図である。図１に示すように、研磨装置は、研磨パッド２を支持する研磨テーブル３と、研磨対象層を有するワークピースＷを研磨パッド２に押し付ける研磨ヘッド１と、研磨テーブル３を回転させるテーブルモータ６と、研磨パッド２上にスラリーなどの研磨液を供給するための研磨液供給ノズル５と、研磨装置の動作を制御するための研磨制御部４９を備えている。研磨パッド２の上面は、ワークピースＷを研磨する研磨面２ａを構成する。ワークピースＷの例としては、ウェーハ、基板、パネルなどが挙げられる。
【0019】
研磨ヘッド１はヘッドシャフト１０に連結されており、ヘッドシャフト１０は図示しない研磨ヘッドモータに連結されている。研磨ヘッドモータは、研磨ヘッド１をヘッドシャフト１０とともに矢印で示す方向に回転させる。研磨テーブル３はテーブルモータ６に連結されており、テーブルモータ６は研磨テーブル３および研磨パッド２を矢印で示す方向に回転させるように構成されている。研磨ヘッド１、研磨ヘッドモータ、およびテーブルモータ６は研磨制御部４９に接続されている。
【0020】
ワークピース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。ワークピース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ワークピースＷは研磨ヘッド１によって研磨パッド２の研磨面２ａに押し付けられる。ワークピース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研磨パッド２の機械的作用により研磨される。
【0021】
研磨装置は、ワークピースＷの研磨対象層の厚さを測定する光学式膜厚測定装置４０を備えている。光学式膜厚測定装置４０は、光を発する光源４４と、分光器４７と、光源４４および分光器４７に連結された光学センサヘッド７を備えている。光源４４および分光器４７は研磨制御部４９に接続されている。光学センサヘッド７、光源４４、および分光器４７は研磨テーブル３に取り付けられており、研磨テーブル３および研磨パッド２とともに一体に回転する。光学センサヘッド７の位置は、研磨テーブル３および研磨パッド２が一回転するたびに研磨パッド２上のワークピースＷの表面を横切る位置である。
【0022】
光源４４から発せられた光は、光学センサヘッド７に伝送され、光学センサヘッド７からワークピースＷの表面に照射される。光はワークピースＷで反射し、ワークピースＷからの反射光は光学センサヘッド７によって受けられ、分光器４７に送られる。分光器４７は反射光を波長に従って分解し、各波長での反射光の強度を測定する。反射光の強度測定データは、研磨制御部４９に送られる。
【0023】
研磨制御部４９は、反射光の強度測定データから反射光のスペクトルを生成するように構成されている。反射光のスペクトルは、反射光の波長と強度との関係を示す線グラフ（すなわち分光波形）として表される。反射光の強度は、反射率または相対反射率などの相対値として表わすこともできる。
【0024】
図２は、光学式膜厚測定装置４０の原理を説明するための模式図であり、図３は、ワークピースＷと研磨テーブル３との位置関係を示す平面図である。図２に示す例では、ワークピースＷは、下地層と、その上に形成された研磨対象層とを有している。研磨対象層は、例えばシリコン層または絶縁膜である。
【0025】
光学センサヘッド７は、投光用光ファイバーケーブル３１および受光用光ファイバーケーブル３２の各先端から構成され、ワークピースＷの表面に対向して配置されている。光学センサヘッド７は、研磨テーブル３が１回転するたびに光をワークピースＷに照射し、かつワークピースＷからの反射光を受ける。
【0026】
ワークピースＷに照射された光は、媒質（図２の例では水）と研磨対象層との界面、および研磨対象層と下地層との界面で反射し、これらの界面で反射した光の波が互いに干渉する。この光の波の干渉の仕方は、研磨対象層の厚さ（すなわち光路長）に応じて変化する。このため、ワークピースＷからの反射光から生成されるスペクトルは、研磨対象層の厚さに従って変化する。研磨制御部４９は、分光波形に対してフーリエ変換処理（または高速フーリエ変換処理）を行って周波数スペクトルを生成し、周波数スペクトルのピークに基づいて研磨対象層の厚さを決定する。研磨対象層がシリコン層であって、図２に示すように媒質が水である場合は、光が水に吸収されることを防ぐために、波長１１００ｎｍ以下の光を使用することが好ましい。
【0027】
ワークピースＷの研磨中、研磨テーブル３が一回転するたびに、光学センサヘッド７はワークピースＷを横切って移動する。光学センサヘッド７がワークピースＷの下方にあるとき、光源４４は光を発する。光は、投光用光ファイバーケーブル３１を通じて伝送され、光学センサヘッド７からワークピースＷの表面（被研磨面）に照射される。ワークピースＷからの反射光は光学センサヘッド７で受光され、受光用光ファイバーケーブル３２を通じて分光器４７に送られる。分光器４７は、各波長での反射光の強度を所定の波長範囲に亘って測定し、反射光の強度測定データを研磨制御部４９に送る。研磨制御部４９は、波長ごとの光の強度を表わす反射光のスペクトル（すなわち分光波形）を強度測定データから生成する。
【0028】
図４は、研磨制御部４９によって生成された分光波形の一例を示す図である。図４において、横軸はワークピースＷからの反射光の波長を表わし、縦軸は反射光の強度から導かれる相対反射率を表わす。相対反射率とは、反射光の強度を示す指標であり、光の強度と所定の基準強度との比である。各波長において光の強度（実測強度）を所定の基準強度で割ることにより、装置の光学系や光源固有の強度のばらつきなどの不要なノイズを実測強度から除去することができる。
【0029】
基準強度は、各波長について予め測定された光の強度であり、相対反射率は各波長において算出される。具体的には、各波長での光の強度（実測強度）を、対応する基準強度で割り算することにより相対反射率が求められる。基準強度は、例えば、光学センサヘッド７から照射された光の強度を直接測定するか、または光学センサヘッド７から鏡に光を照射し、鏡からの反射光の強度を測定することによって得られる。あるいは、基準強度は、膜が形成されていないシリコン基板（ベア基板）を研磨パッド２上で水の存在下で水研磨しているとき、または上記シリコン基板（ベア基板）が研磨パッド２上に置かれているときに、分光器４７により測定されたシリコン基板からの反射光の強度としてもよい。
【0030】
実際の研磨では、実測強度からダークレベル（光を遮断した条件下で得られた背景強度）を引き算して補正実測強度を求め、さらに基準強度から上記ダークレベルを引き算して補正基準強度を求め、そして、補正実測強度を補正基準強度で割り算することにより、相対反射率が求められる。具体的には、相対反射率Ｒ（λ）は、次の式（１）を用いて求めることができる。
ここで、λはワークピースＷから反射した光の波長であり、Ｅ（λ）は波長λでの強度であり、Ｂ（λ）は波長λでの基準強度であり、Ｄ（λ）は光を遮断した条件下で測定された波長λでの背景強度（ダークレベル）である。
【数1】
【0031】
研磨制御部４９は、研磨テーブル３が一回転するたびに、光源４４に指令を発して光を発生させる。光源４４に光学的に接続された光学センサヘッド７は、ワークピースＷの表面（被研磨面）に光を照射し、さらに光学センサヘッド７はワークピースＷからの反射光を受ける。反射光は、光学センサヘッド７に光学的に接続された分光器４７に送られる。分光器４７は反射光を波長に従って分解し、各波長での反射光の強度を測定する。反射光の強度測定データは、研磨制御部４９に送られ、研磨制御部４９は反射光の強度測定データから図４に示すようなスペクトルを生成する。図４に示す例では、反射光のスペクトルは、相対反射率と反射光の波長との関係を示す分光波形であるが、反射光のスペクトルは、反射光の強度自体と、反射光の波長との関係を示す分光波形であってもよい。
【0032】
研磨制御部４９は、得られた分光波形に対してフーリエ変換処理（典型的には高速フーリエ変換処理）を行って分光波形を解析する。より具体的には、研磨制御部４９は、分光波形に対してフーリエ変換処理（または高速フーリエ変換処理）を行って分光波形に含まれる周波数成分とその強さを抽出し、得られた周波数成分を所定の関係式を用いて研磨対象層の厚さに変換し、そして、研磨対象層の厚さと周波数成分の強度との関係を示す周波数スペクトルを生成する。上述した所定の関係式は、周波数成分を変数とした、研磨対象層の厚さを表す関数であり、実測結果、光学式膜厚測定シミュレーション、理論式などから求めることができる。
【0033】
図５は、研磨制御部４９によって生成された周波数スペクトルを示す図である。図５において、縦軸は、分光波形に含まれる周波数成分の強度を表し、横軸は、研磨対象層の厚さを表している。図５から分かるように、周波数スペクトルは、厚さｔ１においてピークを有する。つまり、この周波数スペクトルは、研磨対象層の厚さがｔ１であることを示している。このようにして、周波数スペクトルのピークから、研磨対象層の厚さが決定される。
【0034】
研磨制御部４９は、研磨対象層の厚さの決定を実行するためのプログラムが格納された記憶装置４９ａ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４９ｂを備えている。研磨制御部４９は、少なくとも１台のコンピュータから構成される。記憶装置４９ａは、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４９ｂ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４９の具体的構成はこれらの例に限定されない。
【0035】
研磨制御部４９は、決定された研磨対象層の厚さに基づいて研磨終点を決定し、研磨装置の動作を制御する。例えば、研磨制御部４９は、決定された研磨対象層の厚さが目標値に達した時点である研磨終点を決定する。一実施形態では、研磨対象層の厚さと下地層の厚さを合わせた厚さを測定して研磨終点を決定してもよい。研磨対象層の厚さを決定するための研磨制御部と、ワークピースＷの研磨動作を制御する制御部は、別個に構成されてもよい。
【0036】
図６は、Ｎ回目の測定におけるピーク探索範囲Ｒ１を説明する図である。図６において、縦軸は、分光波形に含まれる周波数成分の強度を表し、横軸は、研磨対象層の厚さを表している。図６に示す複数の周波数スペクトルのそれぞれは、ワークピースＷの研磨中に、研磨テーブル３が一回転するたびに、研磨制御部４９によって生成されたものである。ピークＰ１は、Ｎ回目の測定（研磨テーブル３がＮ回転目の時）で現れたピークであり、ピークＰ２は、Ｎ＋１回目の測定（研磨テーブル３がＮ＋１回転目の時）で現れたピークであり、ピークＰ３は、Ｎ＋２回目の測定（研磨テーブル３がＮ＋２回転目の時）で現れたピークであり、ピークＰ４は、Ｎ＋３回目の測定（研磨テーブル３がＮ＋３回転目の時）で現れたピークである。図６では、周波数成分の強度が小さいピークは省略されている。符号Ｎは自然数であり、例えば１である。
【0037】
図６に示すように、ワークピースＷの研磨の進捗に伴い、周波数スペクトルのピークは移動する。研磨テーブル３が一回転する間にも、ワークピースＷの研磨対象層は研磨される。したがって、研磨テーブル３が一回転するたびに研磨対象層の厚さは小さくなる。ピークＰ１に対応する厚さｔ１、ピークＰ２に対応する厚さｔ２、ピークＰ３に対応する厚さｔ３、ピークＰ４に対応する厚さｔ４の関係は、ｔ１＞ｔ２＞ｔ３＞ｔ４となる。
【0038】
研磨対象層の厚さは、研磨テーブル３が一回転するたびに、光学式膜厚測定装置４０により周波数スペクトルのピークに基づいて決定される。しかしながら、ワークピースＷの研磨中におけるノイズ(スラリー等の研磨環境に起因するもの、下地層に起因するもの等)による疑似ピークによって、研磨制御部４９は、誤って研磨対象層の厚さを決定してしまうことがある。図６において、疑似ピークＰｆ１は、ワークピースＷの研磨中に発生するノイズに起因するピークであり、Ｎ回目の測定で現れた疑似ピークである。この場合、Ｎ回目の測定において、ピークＰ１よりも強度が大きい疑似ピークＰｆ１に対応する厚さｔｆ１は、研磨対象層の厚さとして誤って決定されてしまう。
【0039】
そこで、研磨制御部４９は、ピーク探索範囲Ｒ１内で周波数スペクトルのピークを探索するように構成されている。図６に示す例では、研磨制御部４９は、ピーク探索範囲Ｒ１内にあるピークＰ１を決定し、決定したピークＰ１に対応する厚さｔ１（すなわち正確な厚さ）を研磨対象層の厚さに決定する。このとき、疑似ピークＰｆ１はピーク探索範囲Ｒ１内にないため、誤って疑似ピークＰｆ１が決定されることはない。
【0040】
図６において、ピーク探索範囲Ｒ１は、Ｎ回目の測定におけるピーク探索範囲を表している。一実施形態では、研磨制御部４９は、研磨対象層の初期厚さの値に基づいて、ピーク探索範囲Ｒ１を決定する。例えば、ピーク探索範囲Ｒ１は、ワークピースＷの研磨対象層の初期厚さの値を含む範囲としてもよい。研磨対象層の初期厚さは、ワークピースＷの研磨開始前の研磨対象層の厚さであり、スタンドアローン型膜厚測定装置（図示せず）によって予め測定されるか、またはワークピースＷの基本情報として与えられる。
【0041】
図７は、Ｎ＋１回目の測定におけるピーク探索範囲Ｒ２を説明する図である。図７において、ピークＰ１～Ｐ４は、図６を参照して説明したピークと同様である。疑似ピークＰｆ２は、ワークピースＷの研磨中に発生するノイズに起因するピークを表しており、Ｎ＋１回目の測定時に現れた疑似ピークである。この疑似ピークＰｆ２は、前回のＮ回目の測定におけるピーク探索範囲Ｒ１内にあるため、研磨制御部４９は、疑似ピークＰｆ２に対応する厚さｔｆ２を研磨対象層の厚さとして誤って決定してしまう。
【0042】
そこで、本実施形態では、周波数スペクトルのピーク探索範囲を研磨時間に従って移動させるように構成されている。上述した通り、ワークピースＷの研磨が進行するにつれて、研磨対象層の厚さが小さくなる、すなわち周波数スペクトルのピークは移動する。研磨制御部４９は、研磨対象層の厚さの変化に追従するようにピーク探索範囲を移動させることで、疑似ピークが存在しても正確に研磨対象層の厚さを決定することができる。
【0043】
図７において、ピーク探索範囲Ｒ２は、Ｎ＋１回目の測定におけるピーク探索範囲を表している。研磨制御部４９は、研磨時間に従って変化する研磨対象層の厚さに追従するようにピーク探索範囲を移動させる。Ｎ＋１回目の測定では、ピーク探索範囲を図６のピーク探索範囲Ｒ１からピーク探索範囲Ｒ２に移動させている。例えば、ピーク探索範囲Ｒ２は、後述するように、前回決定された研磨対象層の厚さｔ１およびワークピースＷの研磨レートに基づいて算出されてもよい。
【0044】
研磨制御部４９は、ピーク探索範囲Ｒ２内にあるピークＰ２を決定し、決定したピークＰ２に対応する厚さｔ２（すなわち正確な厚さ）を研磨対象層の厚さに決定する。このとき、疑似ピークＰｆ２はピーク探索範囲Ｒ２内にないため、誤って疑似ピークＰｆ２が決定されることはない。同様に、Ｎ＋２回目以降の測定においても、ピーク探索範囲を研磨時間に従って移動させることにより、研磨対象層の正確な厚さを決定することができる。
【0045】
図８は、研磨時間に従ってピーク探索範囲を移動させる様子を説明する図である。図８において、ピークＰ１～Ｐ４、疑似ピークＰｆ１，Ｐｆ２、およびピーク探索範囲Ｒ１，Ｒ２は、図６、図７で示した同一の符号に対応している。図８のグラフは、研磨時間と各ピークに対応する厚さとの関係を表したものである。疑似ピークＰｆ３は、Ｎ＋２回目の測定時に現れた疑似ピークを表している。疑似ピークＰｆ４は、Ｎ＋３回目の測定時に現れた疑似ピークを表している。ピーク探索範囲Ｒ３は、Ｎ＋２回目の測定時に移動させたピーク探索範囲を表している。ピーク探索範囲Ｒ４は、Ｎ＋３回目の測定時に移動させたピーク探索範囲を表している。
【0046】
図８において、初期値ｔ０は、ワークピースＷの研磨前の研磨対象層の厚さを表している。初期値ｔ０は、ワークピースＷの研磨前に予め測定された研磨対象層の初期厚さ、またはユーザーにより与えられた値である。一実施形態では、Ｎ回目の測定時におけるピーク探索範囲Ｒ１は、初期値ｔ０に基づいて設定される。具体的には、ピーク探索範囲Ｒ１は、次の式（２）を用いて定められる。
ピーク探索範囲Ｒ１＝初期値ｔ０±第１設定値Ｘ （２）
ここで、第１設定値Ｘは、ユーザーによって自由に設定することができる。
ピーク探索範囲Ｒ１＝初期値ｔ０±第１設定値Ｘ （２）
ここで、第１設定値Ｘは、ユーザーによって自由に設定することができる。
【0047】
一実施形態では、ピーク探索範囲Ｒ２は、前回決定された研磨対象層の厚さｔ１およびワークピースＷの研磨レートＰＲに基づいて算出した値を含む範囲に設定される。具体的には、ピーク探索範囲Ｒ２は、次の式（３）を用いて設定される。
ピーク探索範囲Ｒ２＝
（前回決定された厚さｔ１－（研磨レートＰＲ×時間間隔ｄＴ））
±第２設定値Ｙ （３）
ここで、研磨レートは、除去レートともいう。時間間隔ｄＴは、研磨テーブル３が一回転するのに要する時間に相当する。通常、時間間隔ｄＴはワークピースＷの研磨中は一定である。研磨レートＰＲは、予め設定された研磨レートであってもよい。第２設定値Ｙは、ユーザーによって自由に設定することができる。第２設定値Ｙは、第１設定値Ｘよりも小さくてもよいし、あるいは同じであってもよい。
ピーク探索範囲Ｒ２＝
（前回決定された厚さｔ１－（研磨レートＰＲ×時間間隔ｄＴ））
±第２設定値Ｙ （３）
ここで、研磨レートは、除去レートともいう。時間間隔ｄＴは、研磨テーブル３が一回転するのに要する時間に相当する。通常、時間間隔ｄＴはワークピースＷの研磨中は一定である。研磨レートＰＲは、予め設定された研磨レートであってもよい。第２設定値Ｙは、ユーザーによって自由に設定することができる。第２設定値Ｙは、第１設定値Ｘよりも小さくてもよいし、あるいは同じであってもよい。
【0048】
ピーク探索範囲Ｒ３，Ｒ４は、ピーク探索範囲Ｒ２と同様に、式（３）を用いて算出される。このとき、式（３）において、研磨レートＰＲは、予め設定された研磨レートを用いてもよいし、ワークピースＷの研磨中に算出された研磨レートを用いてもよい。研磨レートは、ワークピースＷの研磨中に取得された研磨対象層の厚さの複数の値と、これら複数の値が取得されるのに要した研磨時間から算定することができる。
【0049】
図９は、ピーク探索範囲を移動させて研磨対象層の厚さを決定する工程の一例を説明するフローチャートである。
ステップＳ１０１では、テーブルモータ６は、研磨パッド２を支持する研磨テーブル３を回転させる。
ステップＳ１０２では、研磨ヘッド１は、ワークピースＷを研磨パッド２の研磨面２ａに押しつけてワークピースＷの研磨を開始する。このとき、図１を参照して説明したように、ワークピース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ワークピースＷは研磨ヘッド１によって研磨パッド２の研磨面２ａに押し付けられる。
ステップＳ１０１では、テーブルモータ６は、研磨パッド２を支持する研磨テーブル３を回転させる。
ステップＳ１０２では、研磨ヘッド１は、ワークピースＷを研磨パッド２の研磨面２ａに押しつけてワークピースＷの研磨を開始する。このとき、図１を参照して説明したように、ワークピース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ワークピースＷは研磨ヘッド１によって研磨パッド２の研磨面２ａに押し付けられる。
【0050】
次に、ワークピースＷの研磨中に、光学式膜厚測定装置４０によって研磨対象層の厚さを測定する。
ステップＳ１０３では、光源４４は光を発し、光を光学センサヘッド７からワークピースＷの表面に照射する。
ステップＳ１０４では、光学センサヘッド７は、ワークピースＷからの反射光を受ける。
ステップＳ１０５では、分光器４７は、ワークピースＷからの反射光の強度を波長毎に測定する。
ステップＳ１０６では、研磨制御部４９は、反射光の強度測定データから分光波形を生成する。
ステップＳ１０７では、研磨制御部４９は、分光波形にフーリエ変換処理を行なって、周波数スペクトルを生成する。
ステップＳ１０３では、光源４４は光を発し、光を光学センサヘッド７からワークピースＷの表面に照射する。
ステップＳ１０４では、光学センサヘッド７は、ワークピースＷからの反射光を受ける。
ステップＳ１０５では、分光器４７は、ワークピースＷからの反射光の強度を波長毎に測定する。
ステップＳ１０６では、研磨制御部４９は、反射光の強度測定データから分光波形を生成する。
ステップＳ１０７では、研磨制御部４９は、分光波形にフーリエ変換処理を行なって、周波数スペクトルを生成する。
【0051】
ステップＳ１０８では、研磨制御部４９は、研磨時間に従ってピーク探索範囲を移動させる。ピーク探索範囲は、図８を参照して説明した方法によりピーク探索範囲を算出して移動させる。
ステップＳ１０９では、研磨制御部４９は、ピーク探索範囲内にある周波数スペクトルのピークを決定する。
ステップＳ１１０では、研磨制御部４９は、決定したピークに対応する研磨対象層の厚さを決定する。
ステップＳ１０９では、研磨制御部４９は、ピーク探索範囲内にある周波数スペクトルのピークを決定する。
ステップＳ１１０では、研磨制御部４９は、決定したピークに対応する研磨対象層の厚さを決定する。
【0052】
研磨制御部４９は、記憶装置４９ａに電気的に格納されたプログラムに含まれる命令に従って動作する。すなわち、研磨制御部４９は、テーブルモータ６に指令を発して、研磨パッド２を支持する研磨テーブル３を回転するステップ（ステップＳ１０１参照）と、研磨ヘッド１に指令を発して、ワークピースＷの研磨を開始するステップ（ステップＳ１０２参照）と、光源４４に指令を発して、ワークピースＷに光を照射するステップ（ステップＳ１０３参照）と、ワークピースＷからの反射光の強度測定データから分光波形を生成するステップ（ステップＳ１０６参照）と、分光波形にフーリエ変換処理を行なって、周波数スペクトルを生成するステップ（ステップＳ１０７参照）と、ピーク探索範囲を研磨時間に従って移動するステップ（ステップＳ１０８参照）と、ピーク探索範囲内にある周波数スペクトルのピークを決定するステップ（ステップＳ１０９参照）と、決定したピークに対応する研磨対象層の厚さを決定するステップ（ステップＳ１１０参照）を実行する。
【0053】
これらステップを研磨制御部４９に実行させるためのプログラムは、非一時的な有形物であるコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録され、記録媒体を介して研磨制御部４９に提供される。または、プログラムは、インターネットまたはローカルエリアネットワークなどの通信ネットワークを介して研磨制御部４９に入力されてもよい。
【0054】
次に、フィルタを用いてノイズを除去することにより、研磨対象層の厚さを正確に決定する実施形態について説明する。
図１０は、フィルタ処理前の周波数スペクトルを示す図である。図１０において、縦軸は、分光波形に含まれる周波数成分の強度を表し、横軸は、研磨対象層の厚さを表している。図１０に示す複数の周波数スペクトルのそれぞれは、ワークピースＷの研磨中に、研磨テーブル３が一回転するたびに、研磨制御部４９によって生成されたものである。ピークＰ１は、Ｎ回目の測定（研磨テーブル３がＮ回転目の時）で現れたピークであり、ピークＰ２は、Ｎ＋１回目の測定（研磨テーブル３がＮ＋１回転目の時）で現れたピークであり、ピークＰ３は、Ｎ＋２回目の測定（研磨テーブル３がＮ＋２回転目の時）で現れたピークであり、ピークＰ４は、Ｎ＋３回目の測定（研磨テーブル３がＮ＋３回転目の時）で現れたピークである。図１０では、周波数成分の強度が小さいピークは省略されている。符号Ｎは自然数であり、例えば１である。
図１０は、フィルタ処理前の周波数スペクトルを示す図である。図１０において、縦軸は、分光波形に含まれる周波数成分の強度を表し、横軸は、研磨対象層の厚さを表している。図１０に示す複数の周波数スペクトルのそれぞれは、ワークピースＷの研磨中に、研磨テーブル３が一回転するたびに、研磨制御部４９によって生成されたものである。ピークＰ１は、Ｎ回目の測定（研磨テーブル３がＮ回転目の時）で現れたピークであり、ピークＰ２は、Ｎ＋１回目の測定（研磨テーブル３がＮ＋１回転目の時）で現れたピークであり、ピークＰ３は、Ｎ＋２回目の測定（研磨テーブル３がＮ＋２回転目の時）で現れたピークであり、ピークＰ４は、Ｎ＋３回目の測定（研磨テーブル３がＮ＋３回転目の時）で現れたピークである。図１０では、周波数成分の強度が小さいピークは省略されている。符号Ｎは自然数であり、例えば１である。
【0055】
研磨対象層の厚さは、研磨テーブル３が一回転するたびに、光学式膜厚測定装置４０により周波数成分のピークに基づいて決定される。しかしながら、研磨対象層の下に存在する下地層に起因するノイズの影響により、正確に研磨対象層の厚さを決定できないことがある。図１０において、下層ピークＰｕは、研磨対象層の下地層からの反射光によるピークであり、研磨対象層の厚さの決定に不要なノイズである。ワークピースＷの研磨中、下地層は研磨されないので、研磨対象層の研磨が進行しても、下層ピークＰｕの位置は変化しない。図１０に示す例では、下層ピークＰｕがピークＰ３と重複する位置に現れているため、研磨制御部４９は、ピークＰ３に対応する研磨対象層の厚さを正しく決定することができない。
【0056】
そこで、本実施形態では、研磨制御部４９は、フィルタを用いて下地層に起因するノイズを、ワークピースＷからの反射光の分光波形から除去し、さらにノイズの除去により消失した周波数スペクトルのピークに対応する研磨対象層の厚さを外挿により補完することによって、研磨対象層の厚さを決定する。
【0057】
ノイズを反射光の分光波形から除去するためのフィルタは、以下のように予め作成される。ワークピースＷを研磨する前に、ワークピースＷと同じパターンを有する別のワークピースＷ’を研磨する。別のワークピースＷ’の研磨中に、光学式膜厚測定装置４０によって研磨対象層の厚さを測定する。研磨制御部４９は、別のワークピースＷ’からの反射光の分光波形から生成した周波数スペクトルに基づいて、ノイズである下層ピークを特定し、特定したノイズを除去するためのフィルタを作成する。具体的には、研磨制御部４９は、別のワークピースＷ’の研磨時間とともに移動しない周波数スペクトルのピークを特定し、特定されたピークの周波数を持つ成分（ノイズ）を反射光の分光波形から除去するフィルタを作成する。このフィルタは、デジタルフィルタであり、一例としてバンドストップフィルタである。
【0058】
一実施形態では、ワークピースＷと同じパターンを有する別のワークピースＷ’を用いることなく、研磨制御部４９は、ワークピースＷの研磨の初期段階において、ノイズである下層ピークを特定することによりフィルタを作成してもよい。具体的には、ワークピースＷの研磨中に、研磨制御部４９は、研磨時間とともに移動しない周波数スペクトルのピークを特定し、特定されたピークの周波数を持つ成分（ノイズ）を反射光の分光波形から除去するフィルタを作成する。
【0059】
図１１は、フィルタ処理後の周波数スペクトルを示す図である。研磨制御部４９は、ワークピースＷからの反射光の分光波形に対して、予め作成されたフィルタを適用し、ノイズを除去する。図１１に示す複数の周波数スペクトルは、ノイズを除去した後の分光波形にフーリエ変換処理（または高速フーリエ変換処理）を行なって研磨制御部４９によって生成された周波数スペクトルである。ノイズを反射光の分光波形から除去したことによって、下層ピークＰｕとともに、下層ピークＰｕと重複した位置にあるピークＰ３も消失している。したがって、研磨制御部４９は、ピークＰ３に対応する研磨対象層の厚さを正確に決定することができない。
【0060】
そこで、研磨制御部４９は、ピークＰ３に対応する研磨対象層の厚さを、外挿によって補完するように構成されている。図１２は、消失したピークＰ３を外挿する様子を説明する図である。図１２において、ピークＰ１～Ｐ４は、図１０、図１１で示した同一の符号に対応しており、図１２に示すグラフは、研磨時間と各ピークに対応する厚さとの関係を表したものである。図１１を参照して説明したように、ノイズである下層ピークＰｕを除去したことによって、ピークＰ３が消失した場合に、研磨制御部４９は、ピークＰ１およびピークＰ２に対応する研磨対象層の厚さの値から、ピークＰ３の消失した部分に対応する研磨対象層の厚さを外挿によって補完する。図１０乃至図１２では、ピークＰ３が消失した場合について説明したが、これに限らない。ワークピースＷの研磨中に研磨対象層の厚さの複数の値を取得していれば、取得した複数の値を用いて外挿により研磨対象層の厚さを補完することができる。
【0061】
上述した実施形態では、研磨時間とともに変化しないピーク（ノイズ）は、研磨対象層の下地層に起因するものであるが、本発明は本実施形態に限らない。例えば、研磨時間とともに変化しないピーク（ノイズ）は、光源４４または分光器４７などの装置に固有のノイズであることもある。
【0062】
図１３は、フィルタを用いてノイズを除去する工程の一例を説明するフローチャートである。
ステップＳ２０１では、研磨装置は、研磨対象のワークピースＷと同じパターンを有する別のワークピースＷ’を研磨する。
ステップＳ２０２では、研磨制御部４９は、別のワークピースＷ’の研磨中に、光学式膜厚測定装置４０によって研磨対象層の厚さを測定する。研磨制御部４９は、別のワークピースＷ’からの反射光から得られた分光波形をフーリエ変換して周波数スペクトルを生成する。ステップＳ２０１～Ｓ２０２の工程は、図９のステップＳ１０１～Ｓ１０７の工程と同様である。
ステップＳ２０３では、研磨制御部４９は、研磨時間とともに変化しない周波数スペクトルのピークを特定する。
ステップＳ２０４では、研磨制御部４９は、特定したピークの周波数を持つノイズを別のワークピースＷ’からの反射光の分光波形から除去するフィルタを作成する。
ステップＳ２０１では、研磨装置は、研磨対象のワークピースＷと同じパターンを有する別のワークピースＷ’を研磨する。
ステップＳ２０２では、研磨制御部４９は、別のワークピースＷ’の研磨中に、光学式膜厚測定装置４０によって研磨対象層の厚さを測定する。研磨制御部４９は、別のワークピースＷ’からの反射光から得られた分光波形をフーリエ変換して周波数スペクトルを生成する。ステップＳ２０１～Ｓ２０２の工程は、図９のステップＳ１０１～Ｓ１０７の工程と同様である。
ステップＳ２０３では、研磨制御部４９は、研磨時間とともに変化しない周波数スペクトルのピークを特定する。
ステップＳ２０４では、研磨制御部４９は、特定したピークの周波数を持つノイズを別のワークピースＷ’からの反射光の分光波形から除去するフィルタを作成する。
【0063】
ステップＳ２０５では、研磨装置は、研磨対象のワークピースＷの研磨を開始する。
ステップＳ２０６では、ワークピースＷの研磨中に、光学式膜厚測定装置４０によって研磨対象層の厚さを測定する。研磨制御部４９は、上記ステップＳ２０４で作成されたフィルタを用いて、ワークピースＷからの反射光の分光波形からノイズを除去する。ステップＳ２０５からＳ２０６の分光波形を生成するまでの工程は、図９のステップＳ１０１～Ｓ１０６の工程と同様である。
ステップＳ２０７では、研磨制御部４９は、ノイズを除去した分光波形にフーリエ変換処理を行い、周波数スペクトルを生成する。
ステップＳ２０８では、研磨制御部４９は、周波数スペクトルのピークに基づいて研磨対象層の厚さを決定する。
ステップＳ２０９では、研磨制御部４９は、ノイズの除去により消失した周波数スペクトルのピークに対応する研磨対象層の厚さを外挿により補完する。
ステップＳ２０６では、ワークピースＷの研磨中に、光学式膜厚測定装置４０によって研磨対象層の厚さを測定する。研磨制御部４９は、上記ステップＳ２０４で作成されたフィルタを用いて、ワークピースＷからの反射光の分光波形からノイズを除去する。ステップＳ２０５からＳ２０６の分光波形を生成するまでの工程は、図９のステップＳ１０１～Ｓ１０６の工程と同様である。
ステップＳ２０７では、研磨制御部４９は、ノイズを除去した分光波形にフーリエ変換処理を行い、周波数スペクトルを生成する。
ステップＳ２０８では、研磨制御部４９は、周波数スペクトルのピークに基づいて研磨対象層の厚さを決定する。
ステップＳ２０９では、研磨制御部４９は、ノイズの除去により消失した周波数スペクトルのピークに対応する研磨対象層の厚さを外挿により補完する。
【0064】
研磨制御部４９は、記憶装置４９ａに電気的に格納されたプログラムに含まれる命令に従って動作する。すなわち、研磨制御部４９は、テーブルモータ６に指令を発して、研磨パッド２を支持する研磨テーブル３を回転するステップと、研磨ヘッド１に指令を発して、ワークピースＷの研磨を開始するステップ（ステップＳ２０５参照）と、光源４４に指令を発して、ワークピースＷに光を照射するステップと、ワークピースＷからの反射光の強度測定データから分光波形を生成するステップと、フィルタを用いて分光波形からノイズを除去するステップ（ステップＳ２０６参照）と、ノイズが除去された分光波形にフーリエ変換処理を行なって、周波数スペクトルを生成するステップ（ステップＳ２０７参照）と、周波数スペクトルのピークから研磨対象層の厚さを決定するステップ（ステップＳ２０８参照）と、ノイズの除去によって消失した周波数スペクトルのピークに対応する研磨対象層の厚さを、外挿によって補完するステップ（ステップＳ２０９参照）を実行する。
【0065】
これらステップを研磨制御部４９に実行させるためのプログラムは、非一時的な有形物であるコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録され、記録媒体を介して研磨制御部４９に提供される。または、プログラムは、インターネットまたはローカルエリアネットワークなどの通信ネットワークを介して研磨制御部４９に入力されてもよい。
【0066】
図６乃至図９で説明した実施形態と、図１０乃至図１３で説明した実施形態は、組み合わせて実施してもよい。すなわち、フィルタを用いて分光波形からノイズを除去し周波数スペクトルを生成するとともに、周波数スペクトルのピーク探索範囲を移動させて、研磨対象層の厚さを決定してもよい。
【0067】
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。
【符号の説明】
【0068】
１ 研磨ヘッド
２ 研磨パッド
２ａ 研磨面
３ 研磨テーブル
５ 研磨液供給ノズル
６ テーブルモータ
７ 光学センサヘッド
１０ ヘッドシャフト
３１ 投光用光ファイバーケーブル
３２ 受光用光ファイバーケーブル
４０ 光学式膜厚測定装置
４４ 光源
４７ 分光器
４９ 研磨制御部
４９ａ 記憶装置
４９ｂ 処理装置
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４ ピーク
Ｐｆ１，Ｐｆ２，Ｐｆ３，Ｐｆ４ 疑似ピーク
Ｐｕ 下層ピーク
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４ ピーク探索範囲
２ 研磨パッド
２ａ 研磨面
３ 研磨テーブル
５ 研磨液供給ノズル
６ テーブルモータ
７ 光学センサヘッド
１０ ヘッドシャフト
３１ 投光用光ファイバーケーブル
３２ 受光用光ファイバーケーブル
４０ 光学式膜厚測定装置
４４ 光源
４７ 分光器
４９ 研磨制御部
４９ａ 記憶装置
４９ｂ 処理装置
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４ ピーク
Ｐｆ１，Ｐｆ２，Ｐｆ３，Ｐｆ４ 疑似ピーク
Ｐｕ 下層ピーク
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４ ピーク探索範囲
【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】