特許 7508327 光学式膜厚測定装置および研磨装置

(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】2024-06-21

(45)【発行日】2024-07-01

(54)【発明の名称】光学式膜厚測定装置および研磨装置

(51)【国際特許分類】

   B24B 37/013 20120101AFI20240624BHJP

   G01B 11/06 20060101ALI20240624BHJP

   B24B 49/04 20060101ALI20240624BHJP

   B24B 37/10 20120101ALI20240624BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20240624BHJP

   B24B 49/12 20060101ALI20240624BHJP

【ＦＩ】

B24B37/013

G01B11/06 G

B24B49/04 Z

B24B37/10

H01L21/304 622S

B24B49/12

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020168845

(22)【出願日】2020-10-06

(65)【公開番号】P2022061077

(43)【公開日】2022-04-18

【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】木下 将毅

(72)【発明者】

【氏名】金馬 利文

(72)【発明者】

【氏名】加藤 良和

(72)【発明者】

【氏名】塩川 陽一

【審査官】亀田 貴志

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－０８８０２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００１／２０３０４（ＷＯ，Ａ２）

【文献】特開２０２０－１０４１９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０２４０３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１９７５８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０２－０８６１２８（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２４Ｂ ３７／００ － ３７／３４

Ｂ２４Ｂ ４９／０４

Ｂ２４Ｂ ４９／１２

Ｇ０１Ｂ １１／０６

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークピースの研磨装置に設置される光学式膜厚測定装置であって、
光源と、
前記光源に連結された投光用光ファイバーケーブルと、
ワークピースからの反射光を受ける受光用光ファイバーケーブルと、
前記反射光の各波長での強度を測定する分光器と、
前記反射光の強度の測定データから前記ワークピースの膜厚を算出するデータ処理部と、
前記投光用光ファイバーケーブルおよび前記受光用光ファイバーケーブルを囲むケーブルハウジングと、
前記投光用光ファイバーケーブルおよび前記受光用光ファイバーケーブルに隣接する流体流路を形成する流路構造体を備え、
前記投光用光ファイバーケーブルおよび前記受光用光ファイバーケーブルのそれぞれの先端部は、前記ケーブルハウジングおよび前記流路構造体により支持されており、
前記投光用光ファイバーケーブルおよび前記受光用光ファイバーケーブルのそれぞれの先端部は、前記ケーブルハウジングの内面と前記流路構造体の外面の両方に接触している、光学式膜厚測定装置。

【請求項2】

前記投光用光ファイバーケーブルおよび前記受光用光ファイバーケーブルは接着剤により互いに接着されている、請求項１に記載の光学式膜厚測定装置。

【請求項3】

前記投光用光ファイバーケーブルおよび前記受光用光ファイバーケーブルは、前記ケーブルハウジングおよび前記流路構造体のうちの少なくとも一方に接着剤により固定されている、請求項１または２に記載の光学式膜厚測定装置。

【請求項4】

前記投光用光ファイバーケーブルおよび前記受光用光ファイバーケーブルは、前記ケーブルハウジングと前記流路構造体との間の空間を満たす充填材によって保持されている、請求項１に記載の光学式膜厚測定装置。

【請求項5】

前記光学式膜厚測定装置は、前記流路構造体に接続されたバッファタンクをさらに備えており、前記流体流路は前記バッファタンクの内部に連通している、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光学式膜厚測定装置。

【請求項6】

前記光学式膜厚測定装置は、内部にドレイン流路を有するドレイン構造体をさらに備えており、
前記ドレイン構造体は、前記ケーブルハウジング内に配置されており、
前記投光用光ファイバーケーブルおよび前記受光用光ファイバーケーブルのそれぞれの先端部は、前記ドレイン構造体の外面に接触している、請求項１に記載の光学式膜厚測定装置。

【請求項7】

研磨パッドを支持するための研磨テーブルと、
ワークピースを前記研磨パッドに押し付けるように構成された研磨ヘッドと、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光学式膜厚測定装置を備えている、研磨装置。

【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の膜厚を測定する光学式膜厚測定装置に関し、特にワークピースを研磨パッド上で研磨しながら、ワークピースの膜厚を測定する光学式膜厚測定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ウェーハの研磨は、一般に、化学機械研磨装置（ＣＭＰ装置）を用いて行われる。このＣＭＰ装置は、研磨テーブル上に貼り付けられた研磨パッドに研磨液を供給しながら、ウェーハを研磨パッドに摺接させることによりウェーハの表面を研磨するように構成される。ウェーハの研磨は、その表面を構成する膜（絶縁膜、金属膜、シリコン層など）の厚さが所定の目標値に達したときに終了される。したがって、ウェーハの研磨中は、膜厚が測定される。

【0003】

膜厚測定装置の例として、光をウェーハの表面に導き、ウェーハからの反射光に含まれる光学情報を解析することにより膜厚を測定する光学式膜厚測定装置がある。この光学式膜厚測定装置は、研磨テーブル内に配置された投光用光ファイバーケーブルおよび受光用光ファイバーケーブルを備えている。投光用光ファイバーケーブルから発せられた光は、研磨パッドの通孔を通ってウェーハに導かれ、ウェーハからの反射光は、再び通孔を通って受光用光ファイバーケーブルに到達する。光学式膜厚測定装置は、受光用光ファイバーケーブルによって受けた反射光のスペクトルに基づいて、ウェーハの膜厚を決定する。

【0004】

ウェーハの研磨中は、研磨液が研磨パッド上に供給される。研磨液は研磨パッドの通孔に流入し、光の進行を妨げる。そこで、光の通路を確保するために、研磨テーブル内から純水が通孔に供給される。通孔は純水で満たされ、通孔に侵入した研磨液および研磨屑は、純水とともにドレインラインを通って排出される。通孔に形成された純水の流れは、光の通路を確保し、精度の高い膜厚測定を可能とする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００１－１６５６２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、純水は、研磨パッドの通孔に向かって流れるときに、研磨テーブル内に配置された投光用光ファイバーケーブルおよび受光用光ファイバーケーブルに接触する。この純水の流れは、投光用光ファイバーケーブルおよび受光用光ファイバーケーブルを変位または振動させることがある。このような光ファイバーケーブルの変位または振動は、反射光のスペクトルを変化させてしまう。最近では、ウェーハの膜厚測定に対して高い精度が要求されており、従来の光学式膜厚測定装置は、そのような高い膜厚精度の要求を満たさないことがあった。

【0007】

そこで、本発明は、純水などの流体を研磨パッドの通孔に流すときに、光ファイバーケーブルに対する流体の流れの影響を排除し、高い膜厚測定精度を達成することができる光学式膜厚測定装置を提供する。また、本発明は、そのような光学式膜厚測定装置を備えた研磨装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

一態様では、ワークピースの研磨装置に設置される光学式膜厚測定装置であって、光源と、前記光源に連結された投光用光ファイバーケーブルと、ワークピースからの反射光を受ける受光用光ファイバーケーブルと、前記反射光の各波長での強度を測定する分光器と、前記反射光の強度の測定データから前記ワークピースの膜厚を算出するデータ処理部と、前記投光用光ファイバーケーブルおよび前記受光用光ファイバーケーブルを囲むケーブルハウジングと、前記投光用光ファイバーケーブルおよび前記受光用光ファイバーケーブルに隣接する流体流路を形成する流路構造体を備え、前記投光用光ファイバーケーブルおよび前記受光用光ファイバーケーブルは、前記ケーブルハウジングおよび前記流路構造体のうちの少なくとも一方により支持されている、光学式膜厚測定装置が提供される。

【0009】

一態様では、前記投光用光ファイバーケーブルおよび前記受光用光ファイバーケーブルのそれぞれの先端部は、前記ケーブルハウジングおよび前記流路構造体のうちの少なくとも一方に接触している。
一態様では、前記投光用光ファイバーケーブルおよび前記受光用光ファイバーケーブルは接着剤により互いに接着されている。
一態様では、前記投光用光ファイバーケーブルおよび前記受光用光ファイバーケーブルは、前記ケーブルハウジングおよび前記流路構造体のうちの少なくとも一方に接着剤により固定されている。
一態様では、前記投光用光ファイバーケーブルおよび前記受光用光ファイバーケーブルは、前記ケーブルハウジングと前記流路構造体との間に挟まれている。
一態様では、前記投光用光ファイバーケーブルおよび前記受光用光ファイバーケーブルは、前記ケーブルハウジングと前記流路構造体との間の空間を満たす充填材によって保持されている。
一態様では、前記光学式膜厚測定装置は、前記流路構造体に接続されたバッファタンクをさらに備えており、前記流体流路は前記バッファタンクの内部に連通している。

【0010】

一態様では、研磨パッドを支持するための研磨テーブルと、ワークピースを前記研磨パッドに押し付けるように構成された研磨ヘッドと、上記光学式膜厚測定装置を備えている、研磨装置が提供される。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、投光用光ファイバーケーブルおよび受光用光ファイバーケーブルは、ケーブルハウジングおよび流路構造体のうちの少なくとも一方により支持される。したがって、純水などの流体が流体流路を流れても、流体の流れは、光ファイバーケーブルを変位させたり、振動させたりしない。結果として、光学式膜厚測定装置は、ワークピースの膜厚を高い精度で測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】研磨装置の一実施形態を示す模式図である。

【図2】ワークピースからの反射光のスペクトルの一例を示す図である。

【図3】図１に示すケーブルハウジングおよび流路構造体の拡大断面図である。

【図4】図３のＡ－Ａ線断面図である。

【図5】光ファイバーケーブル、ケーブルハウジング、および流路構造体の配置の他の実施形態を示す断面図である。

【図6】光ファイバーケーブル、ケーブルハウジング、および流路構造体の配置のさらに他の実施形態を示す断面図である。

【図7】光ファイバーケーブル、ケーブルハウジング、および流路構造体の配置のさらに他の実施形態を示す断面図である。

【図8】光ファイバーケーブル、ケーブルハウジング、および流路構造体の配置のさらに他の実施形態を示す断面図である。

【図9】光ファイバーケーブル、ケーブルハウジング、および流路構造体の配置のさらに他の実施形態を示す断面図である。

【図10】光ファイバーケーブル、ケーブルハウジング、および流路構造体の配置のさらに他の実施形態を示す断面図である。

【図11】光ファイバーケーブル、ケーブルハウジング、および流路構造体の配置のさらに他の実施形態を示す断面図である。

【図12】光ファイバーケーブル、ケーブルハウジング、および流路構造体の配置のさらに他の実施形態を示す断面図である。

【図13】光ファイバーケーブル、ケーブルハウジング、および流路構造体の配置のさらに他の実施形態を示す断面図である。

【図14】光ファイバーケーブル、ケーブルハウジング、および流路構造体の配置のさらに他の実施形態を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

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、ウェーハ、基板、パネルなどのワークピースＷを研磨パッド２に押し付ける研磨ヘッド１と、研磨液（例えばスラリー）を研磨パッド２の研磨面２ａに供給する研磨液供給ノズル５と、研磨テーブル３を回転させるテーブルモータ６を備えている。

【0014】

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とともに研磨ヘッド１は回転可能である。ヘッドシャフト１０は、ベルト等の連結手段１７を介して研磨ヘッドモータ１８に連結されており、この研磨ヘッドモータ１８によってヘッドシャフト１０が回転されるようになっている。このヘッドシャフト１０の回転により、研磨ヘッド１が矢印で示す方向に回転する。研磨テーブル３のテーブルシャフト３ａ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。

【0015】

研磨装置は、研磨装置の動作を制御する動作制御部３５を備えている。動作制御部３５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３５は、プログラムが格納された記憶装置３５ａと、プログラムに含まれる命令に従って演算を実行する演算装置３５ｂを備えている。記憶装置３５ａ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。演算装置３５ｂ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３５の具体的構成はこれらの例に限定されない。

【0016】

研磨装置は、ワークピースＷの膜厚を測定する光学的膜厚測定装置４０を備えている。光学的膜厚測定装置４０は、光学センサヘッド４１と、光源４４と、分光器４７と、データ処理部４９を備えている。光学センサヘッド４１、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４１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。光学センサヘッド４１は、光源４４および分光器４７に接続されており、分光器４７はデータ処理部４９に接続されている。

【0017】

光源４４は光学センサヘッド４１に光を送り、光学センサヘッド４１は光をワークピースＷに向けて放つ。ワークピースＷからの反射光は光学センサヘッド４１に受けられ、分光器４７に送られる。分光器４７は反射光をその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。分光器４７は、反射光の強度の測定データをデータ処理部４９に送る。データ処理部４９は、反射光の強度の測定データから反射光のスペクトルを生成する。このスペクトルは、反射光の強度と波長との関係を示し、スペクトルの形状はワークピースＷの膜厚に従って変化する。データ処理部４９は、スペクトルからワークピースＷの膜厚を算出する。

【0018】

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。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。

【0019】

ワークピースＷの研磨中、光学センサヘッド４１は、研磨テーブル３が一回転するたびに、研磨パッド２上のワークピースＷの表面を横切りながら、ワークピースＷ上の複数の測定点に光を照射し、ワークピースＷからの反射光を受ける。データ処理部４９は、反射光の強度の測定データからワークピースＷの膜厚を算出する。

【0020】

以下、光学的膜厚測定装置４０の詳細について説明する。光学的膜厚測定装置４０は、光源４４から発せられた光をワークピースＷの表面に導く投光用光ファイバーケーブル５１と、ワークピースＷからの反射光を受け、反射光を分光器４７に送る受光用光ファイバーケーブル５２を備えている。投光用光ファイバーケーブル５１の先端および受光用光ファイバーケーブル５２の先端は、研磨テーブル３内に位置している。投光用光ファイバーケーブル５１の先端および受光用光ファイバーケーブル５２の先端は、光をワークピースＷの表面に導き、かつワークピースＷからの反射光を受ける光学センサヘッド４１を構成する。投光用光ファイバーケーブル５１の他端は光源４４に連結され、受光用光ファイバーケーブル５２の他端は分光器４７に連結されている。分光器４７は、ワークピースＷからの反射光を波長に従って分解し、所定の波長範囲に亘って反射光の強度を測定するように構成されている。

【0021】

研磨テーブル３は、その上面で開口するドレイン流路６０を有している。研磨パッド２は、光学センサヘッド４１およびドレイン流路６０に対応する位置にある通孔６１を有している。光学センサヘッド４１およびドレイン流路６０は通孔６１に連通し、通孔６１は研磨面２ａで開口している。投光用光ファイバーケーブル５１の先端および受光用光ファイバーケーブル５２の先端から構成される光学センサヘッド４１は、通孔６１の下方に位置している。

【0022】

光源４４には、キセノンフラッシュランプなどのパルス点灯光源が使用される。投光用光ファイバーケーブル５１は、光源４４によって発せられた光をワークピースＷの表面まで導く光伝送部である。投光用光ファイバーケーブル５１および受光用光ファイバーケーブル５２の先端は、研磨テーブル３内に位置しており、ワークピースＷの被研磨面の近傍に位置している。投光用光ファイバーケーブル５１および受光用光ファイバーケーブル５２の各先端から構成される光学センサヘッド４１は、研磨ヘッド１に保持されたワークピースＷを向いて配置される。研磨テーブル３が回転するたびに、ワークピースＷの複数の測定点に光が照射される。本実施形態では、１つの光学センサヘッド４１のみが設けられているが、複数の光学センサヘッド４１が設けられてもよい。

【0023】

ワークピースＷの研磨中、光は光学センサヘッド４１から通孔６１を通ってワークピースＷに導かれ、ワークピースＷからの反射光は通孔６１を通って光学センサヘッド４１によって受けられる。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、得られた測定データをデータ処理部４９に送る。この測定データは、ワークピースＷの膜厚に従って変化する膜厚信号である。データ処理部４９は、波長ごとの光の強度を表わすスペクトルを測定データから生成し、さらにスペクトルからワークピースＷの膜厚を決定する。

【0024】

図２は、反射光のスペクトルの一例を示す図である。図２の縦軸は反射光の強度を表し、横軸は反射光の周波数を表す。このような反射光のスペクトルは、ワークピースＷの膜の厚さに従って変化する。したがって、データ処理部４９は、反射光のスペクトルからワークピースＷの膜厚を決定することができる。反射光のスペクトルからワークピースＷの膜厚を決定する方法には、公知の方法が使用される。例えば、データ処理部４９は、反射光のスペクトル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から膜厚を決定する。他の例では、データ処理部４９は、反射光のスペクトルに最も近い形状の参照スペクトルを決定し、この決定された参照スペクトルに関連付けられた膜厚を決定する。

【0025】

光学的膜厚測定装置４０は、投光用光ファイバーケーブル５１および受光用光ファイバーケーブル５２を囲むケーブルハウジング５５と、投光用光ファイバーケーブル５１および受光用光ファイバーケーブル５２に隣接する流体流路５７を形成する流路構造体５８を備えている。ケーブルハウジング５５および流路構造体５８は、研磨テーブル３内に配置されている。流体流路５７は流体供給ライン６３に連結されており、ドレイン流路６０はドレインライン６４に連結されている。ワークピースＷの研磨中は、純水などの流体は、流体供給ライン６３を介して流体流路５７および通孔６１に供給され、流体流路５７および通孔６１を満たす。流体は、さらに通孔６１からドレイン流路６０に流れ込み、ドレインライン６４を通じて排出される。研磨液は流体と共に排出され、これにより光路が確保される。

【0026】

流体供給ライン６３およびドレインライン６４は、研磨テーブル３のテーブルシャフト３ａに連結されたロータリージョイント１９に接続されており、さらに研磨テーブル３内を延びている。流体供給ライン６３の一端は、流路構造体５８の流体流路５７に連結されている。流体供給ライン６３の他端は、流体供給源６６に連結されている。本実施形態では、流体には、光透過性のある液体の一例である純水が使用されているが、流体は他の光透過性のある液体であってもよく、あるいは空気、不活性ガスなどの気体であってもよい。流体供給源６６は、研磨装置が設置される工場に設けられたユーティリティ供給源としての純水供給源であってもよい。

【0027】

図３は、図１に示すケーブルハウジング５５および流路構造体５８の拡大断面図であり、図４は、図３のＡ－Ａ線断面図である。図３および図４に示すように、投光用光ファイバーケーブル５１および受光用光ファイバーケーブル５２の先端部は、ケーブルハウジング５５内に位置している。さらに、流体流路５７を内部に有する流路構造体５８もケーブルハウジング５５内に位置している。投光用光ファイバーケーブル５１および受光用光ファイバーケーブル５２は、流路構造体５８の外側に配置され、かつケーブルハウジング５５の内側に配置されている。

【0028】

流路構造体５８は、バッファタンク７０に接続されている。より具体的には、バッファタンク７０は流路構造体５８の下端に接続されており、流体流路５７はバッファタンク７０の内部に連通している。流体供給ライン６３はバッファタンク７０に接続されている。したがって、流体流路５７はバッファタンク７０を介して流体供給ライン６３に連通する。流体（例えば純水）は、バッファタンク７０内に一旦溜められ、その後流体流路５７に流入する。このバッファタンク７０は、流体流路５７に流入する流体の流量を安定させる機能を有している。

【0029】

図４に示すように、投光用光ファイバーケーブル５１および受光用光ファイバーケーブル５２は、ケーブルハウジング５５および流路構造体５８の両方に支持されている（接触している）。特に、光ファイバーケーブル５１，５２の先端部は、ケーブルハウジング５５および流路構造体５８の両方に接触している。したがって、投光用光ファイバーケーブル５１および受光用光ファイバーケーブル５２は、流体流路５７から吐出された流体の流れによって変位または振動しない。特に、本実施形態では、投光用光ファイバーケーブル５１の先端部および受光用光ファイバーケーブル５２の先端部は、ケーブルハウジング５５の内面と流路構造体５８の外面との間に挟まれている。このような配置によれば、投光用光ファイバーケーブル５１および受光用光ファイバーケーブル５２の位置（特にそれらの先端部の位置）を強固に固定することができる。

【0030】

本実施形態では、投光用光ファイバーケーブル５１および受光用光ファイバーケーブル５２は、流体（例えば純水）が流れる流体流路５７を形成する流路構造体５８の外側に配置されている。したがって、流体流路５７を流れているときの流体は、これら光ファイバーケーブル５１，５２に接触しない。結果として、光ファイバーケーブル５１，５２（特にそれらの先端部）の変位または振動が確実に防止できる。

【0031】

本実施形態では、投光用光ファイバーケーブル５１および受光用光ファイバーケーブル５２は接着剤（図示せず）により互いに接着されている。特に、投光用光ファイバーケーブル５１の先端部および受光用光ファイバーケーブル５２の先端部は接着剤により互いに接着されている。このように構成することで、光ファイバーケーブル５１，５２のうちの一方が、他方を拘束し、これにより光ファイバーケーブル５１，５２が変位または振動しにくくなる。

【0032】

投光用光ファイバーケーブル５１および受光用光ファイバーケーブル５２のそれぞれは、複数設けられてもよい。例えば、図５に示すように、ワークピースＷに導く光の量を増加させるために、複数の投光用光ファイバーケーブル５１を設けてもよい。複数の受光用光ファイバーケーブル５２が設けられてもよい。

【0033】

投光用光ファイバーケーブル５１および受光用光ファイバーケーブル５２（特にこれらの先端部）は、ケーブルハウジング５５および流路構造体５８のうちの一方または両方に接着剤（図示せず）により固定されてもよい。例えば、投光用光ファイバーケーブル５１および受光用光ファイバーケーブル５２は、ケーブルハウジング５５の内面に接着剤により固定されてもよい。この場合は、これら光ファイバーケーブル５１，５２は、流路構造体５８に接触していなくてもよい。他の例では、投光用光ファイバーケーブル５１および受光用光ファイバーケーブル５２は、流路構造体５８の外面に接着剤により固定されてもよい。この場合は、これら光ファイバーケーブル５１，５２は、ケーブルハウジング５５に接触していなくてもよい。

【0034】

一実施形態では、図６に示すように、投光用光ファイバーケーブル５１および受光用光ファイバーケーブル５２（特にこれらの先端部）は、ケーブルハウジング５５と流路構造体５８との間の空間を満たす充填材７３によって保持されてもよい。図６に示す実施形態では、充填材７３は、ケーブルハウジング５５の内面と流路構造体５８の外面との間の空間を満たしている。充填材７３の例としては、パテ、シーリング材など、気密性および防水性のある材料が挙げられる。充填材７３は、投光用光ファイバーケーブル５１および受光用光ファイバーケーブル５２を保持し、それらの位置を固定することができる。

【0035】

一実施形態では、図７に示すように、流体の流量を上げるために、流路構造体５８内の流体流路（または第１流体流路）５７に加えて、ケーブルハウジング５５と流路構造体５８との間に流体（例えば純水）のための第２流体流路７５を形成してもよい。図７に示す実施形態では、光ファイバーケーブル５１，５２は、ケーブルハウジング５５と流路構造体５８との間に挟まれるか、またはケーブルハウジング５５および流路構造体５８のうちの一方または両方に接着剤により固定されることが好ましい。

【0036】

図８は、光ファイバーケーブル５１，５２、ケーブルハウジング５５、および流路構造体５８の配置の他の実施形態を示す断面図である。特に説明しない本実施形態の構成は、図３および図４を参照して説明した実施形態であるので、その重複する説明を省略する。

【0037】

図８に示す実施形態では、流体のドレインライン６４（図１参照）に接続されたドレイン構造体７８がケーブルハウジング５５内に配置されている。ドレイン構造体７８は、その内部にドレイン流路６０を有しており、ドレインライン６４はドレイン流路６０に連通している。このドレイン構造体７８は、ケーブルハウジング５５の内面に接触し、かつ流路構造体５８と光ファイバーケーブル５１，５２に接触している。これらの光ファイバーケーブル５１，５２は、ケーブルハウジング５５と、流路構造体５８およびドレイン構造体７８との間に挟まれている。したがって、投光用光ファイバーケーブル５１および受光用光ファイバーケーブル５２（特にこれらの先端部）は、ケーブルハウジング５５の内面、流路構造体５８の外面、およびドレイン構造体７８の外面に接触している（支持されている）。図９に示すように、ケーブルハウジング５５は、楕円形の断面を有してもよい。

【0038】

図１０は、光ファイバーケーブル５１，５２、ケーブルハウジング５５、および流路構造体５８の配置の他の実施形態を示す断面図である。特に説明しない本実施形態の構成は、図８を参照して説明した実施形態であるので、その重複する説明を省略する。図１０に示す実施形態では、投光用光ファイバーケーブル５１および受光用光ファイバーケーブル５２は、多角形の断面を有する２つの第１ケーブルハウジング５５Ａにそれぞれ囲まれている。投光用光ファイバーケーブル５１、受光用光ファイバーケーブル５２、および第１ケーブルハウジング５５Ａは、円形の断面形状を有する第２ケーブルハウジング５５Ｂによってさらに囲まれている。２つの第１ケーブルハウジング５５Ａは互いに面接触しており、かつ第２ケーブルハウジング５５Ｂの内面と、流路構造体５８およびドレイン構造体７８の外面に接触している。流路構造体５８およびドレイン構造体７８は、第１ケーブルハウジング５５Ａの外面と第２ケーブルハウジング５５Ｂの内面の間に配置されている。

【0039】

図１１は、光ファイバーケーブル５１，５２、ケーブルハウジング５５、および流路構造体５８の配置の他の実施形態を示す断面図である。特に説明しない本実施形態の構成は、図１０を参照して説明した実施形態であるので、その重複する説明を省略する。図１１に示す実施形態では、流路構造体５８およびドレイン構造体７８は、多角形の断面を有しており、第２ケーブルハウジング５５Ｂは、楕円形の断面形状を有している。

【0040】

図１２および図１３に示すように、ケーブルハウジング５５は、矩形状の断面を有してもよい。図１２に示す実施形態では、ケーブルハウジング５５、流路構造体５８、およびドレイン構造体７８は、矩形状の断面形状を有している。図１３に示す実施形態では、ケーブルハウジング５５は矩形状の断面形状を有しており、流路構造体５８およびドレイン構造体７８も、矩形状の断面形状を有している。

【0041】

図１４に示すように、投光用光ファイバーケーブル５１および受光用光ファイバーケーブル５２のうちの一方または両方は、バンドルファイバーケーブルであってもよい。図１４に示す実施形態では、投光用光ファイバーケーブル５１は、複数のファイバーケーブル５１ａを含むバンドルファイバーケーブルである。投光用光ファイバーケーブル５１を構成する複数のファイバーケーブル５１ａは、受光用光ファイバーケーブル５２の周囲に配列されている。投光用光ファイバーケーブル５１および受光用光ファイバーケーブル５２は、円形の断面を有する第１ケーブルハウジング５５Ａに囲まれている。投光用光ファイバーケーブル５１、受光用光ファイバーケーブル５２、および第１ケーブルハウジング５５Ａは、矩形状の断面を有する第２ケーブルハウジング５５Ｂよってさらに囲まれている。第２ケーブルハウジング５５Ｂは、楕円などの他の断面形状を有してもよい。一実施形態では、受光用光ファイバーケーブル５２がバンドルファイバーケーブルであってもよい。

【0042】

上述した実施形態は、適宜組み合わせることができる。例えば、また、図６および図７を参照して説明した充填材７３は、図８乃至図１３に示す実施形態にも適用可能である。

【0043】

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】

【0044】

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
１０ ヘッドシャフト
１７ 連結手段
１８ 研磨ヘッドモータ
１９ ロータリージョイント
３５ 動作制御部
４０ 光学的膜厚測定装置
４１ 光学センサヘッド
４４ 光源
４７ 分光器
４９ データ処理部
５１ 投光用光ファイバーケーブル
５２ 受光用光ファイバーケーブル
５５ ケーブルハウジング
５７ 流体流路
５８ 流路構造体
６０ ドレイン流路
６１ 通孔
６３ 流体供給ライン
６４ ドレインライン
６６ 流体供給源
７０ バッファタンク
７３ 充填材
７５ 第２流体流路
７８ ドレイン構造体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】