【手続補正書】
【提出日】平成16年2月10日(2004.2.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】周波数計測装置及びそれを使用した研磨装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】被測定信号の周波数を計測するための装置であって、
複数個のｎ進カウンタを含む計数手段と、
それぞれの前記ｎ進カウンタの入力に前記被測定信号を順に所定の時間間隔だけずらして供給するゲート手段と、
を具備し、前記計数手段から、前記被測定信号の周波数計測結果を前記所定の時間間隔毎に提供することを特徴とする周波数計測装置。
【請求項２】被測定信号の周波数を計測するための方法であって、
複数個のｎ進カウンタを含む計数手段を設ける段階と、
それぞれの前記ｎ進カウンタの入力に前記被測定信号を順に所定の時間間隔だけずらして供給する段階と、
を具備し、前記被測定信号の周波数計測結果を前記所定の時間間隔毎に提供することを特徴とする周波数計測方法。
【請求項３】被測定信号の周波数を計測するための装置であって、
ｉ個（ｉ≧２）のｎ進カウンタを含む計数部と、
継続時間がｔである時間基準信号を時間間隔ｐ毎に出力する時間基準回路と、
前記ｉ個のｎ進カウンタの入力にそれぞれの出力が接続されたｉ個のゲート回路であって、第１の入力に前記被測定信号を受け取り、第２の入力に前記時間基準信号を前記時間間隔ｐだけずらして順に受け取るゲート回路と、
を具備し、前記計数部から、前記被測定信号の周波数計測結果を前記時間間隔ｐ毎に提供することを特徴とする周波数計測装置。
【請求項４】ｔ＝ｉ・ｐであることを特徴とする、請求項３記載の周波数計測装置。
【請求項５】研磨面を有するターンテーブルと、研磨対象物を保持するトップリングと、研磨の終点を知らせる終点検知機構とを具備する研磨装置において、
前記終点検知機構が、
複数個のｎ進カウンタを含む計数手段と、
それぞれの前記ｎ進カウンタの入力に被測定信号を順に所定の時間間隔だけずらして供給するゲート手段と、
を具備し、前記計数手段から、前記被測定信号の周波数計測結果を前記所定の時間間隔毎に提供する周波数計測装置、
を備えることを特徴とする研磨装置。
【請求項６】研磨面を有するターンテーブルによる研磨対象物の研磨の終点を知らせる研磨方法において、
複数個のｎ進カウンタを含む計数手段を設ける段階と、
それぞれの前記ｎ進カウンタの入力に前記被測定信号を順に所定の時間間隔だけずらして供給する段階と、
を具備し、前記被測定信号の周波数計測結果を前記所定の時間間隔毎に提供することを特徴とする研磨方法。
【請求項７】被測定信号の周波数を計測するための周波数計測装置であって、
それぞれ所定の時間間隔を置いて開かれる複数のゲート回路と、
前記複数のゲート回路から供給された前記被測定信号を受け取るためラッチ回路と、
を具備することを特徴とする周波数計測装置。
【請求項８】前記複数のゲート回路と前記ラッチ回路との間に接続され、前記複数のゲート回路からの前記被測定信号が供給される入力端子と、前記ラッチ回路へ前記被測定信号を供給する出力端子とを有する複数のｎ進カウンタを備えることを特徴とする、請求項７に記載の周波数計測装置。
【請求項９】研磨面を有するターンテーブルと、
半導体ウェーハを保持し、前記研磨面に前記半導体ウェーハを押圧して前記半導体ウェーハに形成された膜を研磨するトップリングと、
前記半導体ウェーハに形成された前記膜の厚さの減少を検出するセンサと、
前記センサからの前記被測定信号が印加される、請求項７に記載の周波数計測装置と、
を具備することを特徴とする研磨装置。
【請求項１０】周波数計測装置に被測定信号を供給する周波数計測方法であって、
それぞれ所定間隔を置いて開かれる複数のゲート回路から前記被測定信号を供給するステップと、
前記複数のゲート回路から供給された前記被測定信号を供給をラッチ回路で受け取るステップと、
を備えることを特徴とする周波数計測方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、高精度且つ短い間隔で連続的に周波数計測を行なうことができる周波数計測装置及び方法並びにそれを使用した研磨装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
化学機械研磨（ＣＭＰ）プロセスは、半導体基板をメッキ液に浸漬して例えば電解メッキ又は無電解メッキを行なって導電性膜を形成した後、表面の不要な導電性膜を除去する方法として広く使用されている。以下、図３〜図５を用いて、本願の出願人が既に出願した、ＣＭＰプロセス用の研磨装置の構成と動作を説明する。図３は、この研磨装置の全体構成を示す縦断面図で、研磨装置はターンテーブル３１と、半導体ウェハ３２を保持しつつターンテーブル３１に押圧するトップリング３３とを具備する。ターンテーブル３１はモータ３４に連結されており、矢印で示すように、その軸心の回りに回転可能である。ターンテーブル３１の上面には研磨布３５が貼り付けられている。
【０００３】
トップリング３３は、トップリングシャフト３６を介して、図示しないモータ及び昇降シリンダに連結されている。これによって、トップリング３３は矢印で示す方向にトップリングシャフト３６に沿って昇降可能であり且つトップリングシャフト３６の回りに回転可能とされ、半導体ウェハ３２を研磨布３５に対して任意の圧力で押圧することができる。トップリング３３の下面にはポリウレタン等の弾性マット３７が設けられている。トップリング３３の下部外周部には半導体ウェハ３２の外れ止めを行なうガイドリング３８が設けられている。
【０００４】
ターンテーブル３１の上方には研磨砥液ノズル３９が設置され、研磨砥液ノズル３９によって、ターンテーブル３１に貼り付けられた研磨布３５上に研磨砥液Ｑが供給される。
【０００５】
図３に示すように、ターンテーブル３１内には、半導体ウェハ３２の研磨の終点を検出するための終点検出機構を構成する渦電流センサ４０が埋め込まれている。渦電流センサ４０の配線４１は、ターンテーブル３１及びターンテーブル支持軸４２内を通り、ターンテーブル支持軸４２の軸端に設けられたロータリコネクタ（又はスリップリング）４３を経由して、コントローラ４４に接続される。コントローラ４４は表示装置（ディスプレイ）４５に接続される。なお、渦電流センサ４０を、ターンテーブル３１内に埋め込む代わりに、トップリング３３内に埋め込むようにしてもよい。渦電流センサ４０をトップリング３３内に埋め込んだ場合には、渦電流センサ４０とコントローラ４４との間の接続は、トップリングシャフト３６の適所に設けられたスリップリング（図示せず）を介して行われる。
【０００６】
図４は、図３に示す研磨装置におけるターンテーブル３１、半導体ウェハ３２及び渦電流センサ４０の位置関係を示す平面図である。図示するように、渦電流センサ４０は、トップリング３３に保持された研磨中の半導体ウェハ３２の中心Ｃｗを通過する位置に設置される。なお、符号Ｃｔはターンテーブル３１の回転中心である。渦電流センサ４０は、半導体ウェハ３２の下方を通過している期間、通過軌跡上で連続的に半導体ウェハ３２のＣｕ層等の導電性膜の膜厚を検出する。
【０００７】
図５は、渦電流センサ４０の埋め込み状態を示す要部拡大断面図であり、（ａ）はターンテーブル３１上に研磨布３５を貼り付けた場合を、（ｂ）はターンテーブル１上に固定砥粒プレート３５’を設置した場合をそれぞれ示している。図３の（ａ）に示すように、ターンテーブル３１上に研磨布３５を張り付けた場合には、渦電流センサ４０はターンテーブル３１内に埋め込まれる。一方、図３の（ｂ）に示すように、ターンテーブル３１上に固定砥粒プレート３５’を設置する場合には、渦電流センサ４０は固定砥粒プレート３５’内に埋め込まれる。
【０００８】
図５の（ａ）及び（ｂ）のいずれの場合も、研磨布３５の上面の研磨面又は固定砥粒プレート３５’の上面の研磨面、即ち、半導体ウェハ３２の被研磨面から渦電流センサ４０の上面までの距離Ｌは１．３ｍｍ以上あってよい。図５の（ａ）及び（ｂ）においては、酸化膜（ＳｉＯ2）３２ａ上にＣｕ層やＡｌ層からなる導電性膜３２ｂが形成された半導体ウェハ３２が示されている。
【０００９】
研磨布３５には、例えば、ロデール社製のポリテックス（Ｐｏｌｉｔｅｘ）等の不織布やＩＣ１０００のような発泡ポリウレタンが用いられる。また、固定砥粒プレート３５’は粒度が数ｍμ以下であるような微細な砥粒（例えばＣｅＯ2）を樹脂を結合剤として固め、円板状に成形したものが用いられる。
【００１０】
図３〜図５に示す研磨装置において、トップリング３３の下面に半導体ウェハ３２を保持させ、半導体ウェハ３２を回転しているターンテーブル３１の上面の研磨布３５に昇降シリンダにより押圧する。一方、研磨砥液ノズル３９から研磨砥液Ｑを流すことにより、研磨布３５に研磨砥液Ｑが保持され、半導体ウェハ３２の被研磨面（下面）と研磨布３５との間に研磨砥液Ｑが存在した状態で、ポリッシングが行われる。渦電流センサ４０はターンテーブル３１が一回転する毎に半導体ウェハ３２の被研磨面の直下を通過する。この場合、渦電流センサ４０は半導体ウェハ３２の中心Ｃｗを通る軌道上に設置されているため、渦電流センサ４０の移動に伴って、半導体ウェハ３２の被研磨面の円弧状の軌道上で連続的に膜厚検出を行なうことができる。なお、検出間隔を短縮するため、図４の仮想線で示すように、別の渦電流センサ４０’を追加してターンテーブル３１に２個又はそれ以上設けるようにしてもよい。
【００１１】
ここで、渦電流センサ４０を用いてＣｕ層やＡＬ層からなる半導体ウェハ３２上の導電性膜の膜厚を検出してＣＭＰプロセスの終点を判定する原理を簡単に説明すると、渦電流センサ４０のセンサコイルに高周波電流を流して半導体ウェハ３２の導電性膜（金属膜）中に渦電流を発生させたとき、渦電流センサ４０と半導体ウェハ３２とが相互インダクタンスにより磁気的に結合される。このとき、渦電流センサ４０のセンサ回路と半導体ウェハ３２の導電性膜との合成インピーダンスは、渦電流センサ４０内の発振回路の共振周波数の函数となるので、その共振周波数を監視することにより、研磨の終点を検出することができる。
【００１２】
いま、渦電流センサ４０と半導体ウェハ３２との等価回路を想定し、渦電流センサ４０のインダクタンスをＬ１、抵抗をＲ１とし、半導体ウェハ３２のインダクタンスをＬ２、抵抗をＲ２とし、両者を磁気的に結合する相互インダクタンスをＭとする。また、ｊを−１の平方根（虚数）とし、ｆを渦電流センサ４０の共振周波数、ω＝２πｆとすると、上記合成インピーダンスＺは、
【００１３】
【数１】
2002131345.tif 000001
で表される。したがって、合成インピーダンスＺはＲｘが変化することによって変化し、このときの渦電流センサ４０の共振周波数ｆも同時に変化する。この共振周波数ｆの変化の度合いを監視することにより、ＣＭＰプロセスの終点の判定を行なうことができる。
【００１４】
上述の原理に基づき、図３に示す研磨装置によって半導体ウェハ３２を研磨している間に渦電流センサ４０から出力された検出信号をコントローラ４４で処理し、その結果得られた共振周波数ｆの変化を観察する。図６は、こうしたグラフの一例を示しており、横軸は研磨時間（秒）を、縦軸は渦電流センサ１０の共振周波数ｆ（Ｈｚ）をそれぞれ表している。したがって、図６のグラフは、渦電流センサ４０が半導体ウェハ３２の直下を複数回通過したときの共振周波数ｆの変化を示している。なお、このグラフを得たときの半導体ウェハ３２上の導電性膜はＣｕ層である。
【００１５】
図６に示すように、研磨が進行するにつれ、即ち、導電性膜の膜厚が減少するにつれ、渦電流センサ４０の検出信号をコントローラ４４で処理した結果得られた共振周波数ｆは減少していく（図６は、共振周波数ｆが６８００Ｈｚから漸次減少していくことを示している）。したがって、半導体ウェハ３２から配線用の導線以外の導電性膜が除去されたときの共振周波数を予め求めておくことにより、渦電流センサ４０の共振周波数ｆを図６のようにグラフ化していき、各研磨時間における共振周波数の傾きの変化から、ＣＭＰプロセスの終点を検出することができる。図６に示すグラフにおいては、半導体ウェハ３２上から不要な導電性膜が除去されたときの共振周波数は６６２０Ｈｚである。
【００１６】
なお、研磨の終点に到る前の或る周波数を閾値として設定しておき、この閾値に到達するまで、研磨速度（ポリシッシングレート）が高い固定砥粒プレート３５’（図５の（ｂ）参照）を用いて研磨し、閾値に到達した後は、固定砥粒プレート３５’よりも研磨速度の遅い研磨布３５（図５の（ａ）参照）を用いて研磨し、半導体ウェハ３２上から不要な導電性膜が除去されたときの周波数に達したときＣＭＰプロセスを終了することもできる。
【００１７】
こうして、ＣＭＰプロセスにおいて、半導体ウェハ上の不要な導電性膜を除去するとき、導電性膜を研磨し過ぎると、配線回路を形成する導線まで除去されてしまい、使用に供し得ない半導体ウェハを作ってしまうことになる。また、導電性膜の研磨不足は配線回路間を短絡する導電性膜を除去しきれないので、更に研磨を継続する必要があり、製造コストを増大しかねない。こうした事情から、半導体ウェハ上の被研磨面に形成された導電性膜の膜厚を実時間で連続的に且つ精度良く検出し、研磨の終了点を正確に決定するための手段が必要である。
【００１８】
こうした共振周波数の変化を検出するため、通常、渦電流センサの出力は周波数計測装置に加えられる。図７の（ａ）は、こうした周波数計測装置の一例として、従来から使用されている直接計数方式の周波数計測装置ＦＣの構成を概略的に示しており、図７の（ｂ）は、（ａ）における信号波形を示している。
【００１９】
図７の（ａ）において、或る周波数を有する被測定信号Ｖｉｎが信号入力端子ＩＮに印加される。被測定信号Ｖｉｎは正弦波状の信号をＴＴＬレベル変換して得たパルス波であり、例えば図７の（ｂ）のＶｉｎに示す形状をしている。被測定信号Ｖｉｎは増幅器Ａによって増幅された後、ゲート回路Ｇの一方の入力端子に印加される。ゲート回路Ｇの他方の入力端子には、時間基準回路ＴＲから出力される時間基準信号Ｔが印加される。図７の（ｂ）に示すように、時間基準信号Ｔの継続時間はｔであり、時間基準回路ＴＲは時間基準信号Ｔを所定の間隔でゲート回路Ｇに供給する。これにより、時間基準信号Ｔが印加されている継続時間ｔの期間にのみ、ゲート回路Ｇが開き、ゲート回路Ｇが開いている期間にゲート回路Ｇを通過した被測定信号Ｖｉｎが１０進カウンタＤＣに加えられ、被測定信号Ｖｉｎの周波数が計測される。その計測結果はラッチ回路ＬＣにラッチされてから、ＣＰＵ等の所定の処理回路へ提供される。
【００２０】
いま、ゲート回路Ｇが開いている継続時間ｔの期間にゲート回路Ｇを通過した被測定信号Ｖｉｎのパルス数がｃであったとすると、このときの被測定信号Ｖｉｎの周波数ｆ（Ｈｚ）は
【００２１】
【数２】
2002131345.tif 000002
によって表される。
【００２２】
図７の（ａ）に示す従来の周波数計測装置で有効数字が５桁の周波数計測を行なおうとする場合には、時間基準回路ＴＲの継続時間ｔは１００ミリ秒のオーダーに設定され得、時間基準回路ＴＲは継続時間ｔが例えば３９０ミリ秒である時間基準信号Ｔを３９０ミリ秒間隔で出力する。これは、周波数の計測結果を３９０ミリ秒毎に得ることができること、したがって、従来の渦電流センサは、半導体ウェハ上の導電性膜の膜厚の変化を３９０ミリ秒間隔で検出することを可能にすることを意味する。
【００２３】
しかしながら、現実のＣＭＰプロセスは一層高速化されつつあり、研磨の終了点を正確に検出して歩留まりを良くするために、周波数計測の結果を３９０ミリ秒よりも更に短い間隔で提供して研磨の終点を一層正確に検出することを可能にする装置及び方法が求められているのが実状である。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記したような従来の渦電流センサの周波数計測に伴う課題を解決するために提案されたものであり、高精度且つ短い時間間隔で周波数計測結果を得ることを可能にする周波数計測装置及び方法並びにそれを使用した研磨装置及び方法を提供することを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、
請求項１の発明は、
被測定信号の周波数を計測するための装置であって、
複数個のｎ進カウンタを含む計数手段と、
それぞれの前記ｎ進カウンタの入力に前記被測定信号を順に所定の時間間隔だけずらして供給するゲート手段と、
を具備し、前記計数手段から、前記被測定信号の周波数計測結果を前記所定の時間間隔毎に提供することを特徴とする周波数計測装置、
を提供する。
【００２６】
また、請求項２の発明は、
被測定信号の周波数を計測するための方法であって、
複数個のｎ進カウンタを含む計数手段を設ける段階と、
それぞれの前記ｎ進カウンタの入力に前記被測定信号を順に所定の時間間隔だけずらして供給する段階と、
を具備し、前記被測定信号の周波数計測結果を前記所定の時間間隔毎に提供することを特徴とする周波数計測方法、
を提供する。
【００２７】
更に、請求項３の発明は、
被測定信号の周波数を計測するための装置であって、
ｉ個（ｉ≧２）のｎ進カウンタを含む計数部と、
継続時間がｔである時間基準信号を時間間隔ｐ毎に出力する時間基準回路と、
前記ｉ個のｎ進カウンタの入力にそれぞれの出力が接続されたｉ個のゲート回路であって、第１の入力に前記被測定信号を受け取り、第２の入力に前記時間基準信号を前記時間間隔ｐだけずらして順に受け取るゲート回路と、
を具備し、前記計数部から、前記被測定信号の周波数計測結果を前記時間間隔ｐ毎に提供することを特徴とする周波数計測装置、
を提供する。
【００２８】
請求項４の発明は、請求項３の発明においてｔ＝ｉ・ｐとしたものである。
請求項５の発明は、
研磨面を有するターンテーブルと、研磨対象物を保持するトップリングと、研磨の終点を知らせる終点検知機構とを具備する研磨装置において、
前記終点検知機構が、
複数個のｎ進カウンタを含む計数手段と、
それぞれの前記ｎ進カウンタの入力に被測定信号を順に所定の時間間隔だけずらして供給するゲート手段と、
を具備し、前記計数手段から、前記被測定信号の周波数計測結果を前記所定の時間間隔毎に提供する周波数計測装置、
を有することを特徴とする研磨装置、
を提供する。
【００２９】
請求項６の発明は、
研磨面を有するターンテーブルによる研磨対象物の研磨の終点を知らせる研磨方法において、
複数個のｎ進カウンタを含む計数手段を設ける段階と、
それぞれの前記ｎ進カウンタの入力に前記被測定信号を順に所定の時間間隔だけずらして供給する段階と、
を具備し、前記被測定信号の周波数計測結果を前記所定の時間間隔毎に提供することを特徴とする研磨方法、
を提供する。
【００３０】
請求項７の発明は、
被測定信号の周波数を計測するための周波数計測装置であって、
それぞれ所定の時間間隔を置いて開かれる複数のゲート回路と、
前記複数のゲート回路から供給された前記被測定信号を受け取るためラッチ回路と、
を具備することを特徴とする周波数計測装置、
を提供する。
【００３１】
請求項８の発明は、
前記複数のゲート回路と前記ラッチ回路との間に接続され、前記複数のゲート回路からの前記被測定信号が供給される入力端子と、前記ラッチ回路へ前記被測定信号を供給する出力端子とを有する複数のｎ進カウンタ
を備えることを特徴とする。
【００３２】
請求項９の発明は、
研磨面を有するターンテーブルと、
半導体ウェーハを保持し、前記研磨面に前記半導体ウェーハを押圧して前記半導体ウェーハに形成された膜を研磨するトップリングと、
前記半導体ウェーハに形成された前記膜の厚さの減少を検出するセンサと、
前記センサからの前記被測定信号が印加される、請求項７に記載の周波数計測装置と、
を具備することを特徴とする研磨装置、
を提供する。
【００３３】
請求項１０の発明は、
周波数計測装置に被測定信号を供給する周波数計測方法であって、
それぞれ所定間隔を置いて開かれる複数のゲート回路から前記被測定信号を供給するステップと、
前記複数のゲート回路から供給された前記被測定信号を供給をラッチ回路で受け取るステップと、
を備えることを特徴とする周波数計測方法、
を提供する。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る、逐次計数方式を用いた周波数計測装置の若干の実施の形態を説明する。まず、図１において、周波数計測装置ＦＣはｉ個の１０進カウンタ１、２、３、４、・・・、ｉを有する。但し、ｉは２又はそれ以上の整数である。これらの１０進カウンタ１〜ｉの入力端子は、それぞれ対応するゲート回路Ｇ１〜Ｇｉの出力端子と接続され、また、これら１０進カウンタ１〜ｉの出力端子は並列にラッチ回路１１の入力端子に接続される。ラッチ回路１１はそこにラッチされた値を所定の間隔でＩ／Ｏポート１２を介して所望の処理回路に提供する。
【００３５】
パルス波形を有する被測定信号Ｖｉｎは増幅器Ａの入力端子ＩＮに印加され、増幅器Ａによって増幅された被測定信号Ｖｉｎがゲート回路Ｇ１〜Ｇｉの一方の入力端子に並列に供給される。これらゲート回路Ｇ１〜Ｇｉの他方の入力端子には、時間基準回路１３から逐次出力される時間基準信号Ｔが印加される。時間基準回路１３の動作タイミングを決めるため、時間基準回路１３にはクロック発振回路１４から出力されるクロック信号が供給される。
【００３６】
以下、図１の周波数計測装置による被測定信号の周波数計測について説明する。時間基準回路１３は、継続時間がｔである時間基準信号Ｔを所定の時間間隔ｐ（<ｔ）で逐次出力してゲート回路Ｇ１〜Ｇｉの他方の入力端子に供給し、それぞれのゲート回路Ｇ１〜Ｇｉを順に時間間隔ｐだけ遅れて且つ継続時間ｔの期間だけ開くよう動作する。例えば、時間基準回路１３は、或る時刻にゲート回路Ｇ１の他方の入力端子に時間基準信号Ｔを印加してゲート回路Ｇ１を開いたとすると、ゲート回路Ｇ１が開いてから時間間隔ｐだけ後に、ゲート回路Ｇ２の他方の入力端子に時間基準信号Ｔを印加してゲート回路Ｇ２を開にし、ゲート回路Ｇ２が開いてから時間間隔ｐだけ後に、ゲート回路Ｇ３の他方の入力端子に時間基準信号Ｔを印加してゲート回路Ｇ３を開にする。以下、同様にして、時間基準回路１３はゲート回路Ｇ４〜Ｇｉを時間間隔ｐずつ遅らせて順に開いていき、ゲート回路Ｇｉを開いてから時間間隔ｐだけ遅れてゲート回路Ｇ１を開く。
【００３７】
このようにして、時間基準回路１３から供給される時間基準信号により、ゲート回路Ｇ１〜Ｇｉは、時間間隔ｐずつ遅れて順に開になり且つ継続時間ｔの期間だけ開く動作を反復する。これにより、それぞれの１０進カウンタ１〜ｉは、時間基準信号Ｔによって各対応のゲート回路Ｇ１〜Ｇｉが開いている継続時間ｔの期間に、対応するゲート回路Ｇ１〜Ｇｉを通過した被測定信号Ｖｉｎのパルス数をカウントして、そのカウント値をラッチ回路１１に順に出力する。これに応じて、ラッチ回路１１は、１０進カウンタ１〜ｉのいずれかからカウント値を受け取る度に、それまでラッチしていた値をＩ／Ｏポート１２へ出力する。この結果、周波数計測装置ＦＣは、動作開始時点から継続時間ｔが経過した後は、時間間隔ｐ毎に被測定信号Ｖｉｎの周波数計測結果を提供することができる。
【００３８】
図１の周波数計測装置ＦＣが上記の動作を行なうためには、ｔ＝ｉ・ｐであり、１０進カウンタの数ｉは２以上の任意の整数であることが必要である。例えば、ｉ＝１０としたとき、ｔを１００ミリ秒とすると、ｐは１０ミリ秒になり、周波数計測装置ＦＣは、動作開始時から１００ミリ秒経過した後は、１０ＭＨｚまでの周波数の計測結果を１０ミリ秒毎に、有効桁数が６桁で提供することができる。また、ｉ＝２とし、ｔを１００ミリ秒、ｐを５０ミリ秒とすると、周波数計測装置ＦＣは、動作開始時から１００ミリ秒経過した後は、１０ＭＨｚまでの周波数の計測結果を５０ミリ秒毎に、有効桁数が６桁で提供することができ、ｉ＝５のとき、ｔを１００ミリ秒、ｐを２０ミリ秒とすると、周波数計測装置ＦＣは、動作開始時から１００ミリ秒経過した後は、１０ＭＨｚまでの周波数の計測結果を２０ミリ秒毎に、有効桁数が６桁で提供することができる。
【００３９】
図１においては１０進カウンタを使用したが、この発明はこれに限られる訳ではなく、任意のｎ進のデジタル・カウンタを使用できる。例えば、この発明に係る周波数計測装置の他の実施の形態を概略的に示している図２においては、ｉ個の２進カウンタを使用する。即ち、周波数計測装置ＦＣは、２０ビットの２進カウンタ２１、２２、２３、２４、・・・・、２ｉを有しており、これら２進カウンタ２１〜２ｉの入力に、それぞれ対応するゲート回路Ｇ１〜Ｇｉの出力が供給される。この場合、ラッチ回路１１からは２進数で被測定信号の周波数の計測結果が出力されるので、ラッチ回路１１の出力側に２進／１０進変換回路１５を配置し、ここで２進数の計測結果を１０進数の計測結果へ変換する。
【００４０】
図２に示す周波数計測装置ＦＣの動作は、２進カウンタ２１〜２ｉが２進数で周波数計測結果を出力すること、及び、ラッチ回路１１が２進数をラッチすることを除いて、ゲート回路Ｇ１〜Ｇｉ、時間基準回路１３、Ｉ／Ｏポート１２及びクロック発振回路１４の動作は図１の第１の実施の形態におけると同じであり、ここでの重複する説明は省略する。
【００４１】
このように、図１及び図２に示す周波数計測装置は従来よりも短い間隔で周波数計測結果を提供することができるので、こうした周波数計測装置を図３に示す研磨装置の終点検出機構に適用することにより、研磨の終点を一層高精度に検出することが可能になる。
【００４２】
【発明の効果】
この発明に係る周波数計測装置は以上説明したとおりの構成を有するものであるから、この発明は、任意に長さを設定することができる所定の時間間隔毎に被測定信号の周波数計測結果を提供するので、従来の周波数計測装置に比べて短い期間毎に計測結果を得ることができ、しかも、計測された周波数の有効桁数を上げることが可能になるという格別の効果を奏する。したがって、こうした周波数計測装置を研磨装置に適用することにより、半導体ウェハの研磨の終点を検出する精度を格段に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る周波数計測装置の一つの実施の形態の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】この発明に係る周波数計測装置の他の実施の形態の構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】本願の出願人の出願に係る研磨装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図４】図３の研磨装置におけるターンテーブル、半導体ウェハ及び渦電流センサの位置関係を示す平面図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、図３の研磨装置における渦電流センサの埋め込み状態を概略的に示す要部拡大断面図である。
【図６】図３の研磨装置による半導体ウェハの研磨中に得られた渦電流センサの検出信号をコントローラにより処理した結果を示すグラフである。
【図７】従来の周波数計測装置の構成の概要を示すブロック図である。
【符号の説明】
１〜ｉ：１０進カウンタ、  １１：ラッチ回路、  １２：Ｉ／Ｏポート、  １３：時間基準回路、  １４：クロック発振回路、  １５：２進／１０進変換回路、  ２１〜２ｉ：２進カウンタ、  ３１：ターンテーブル、  ３２：半導体ウェハ、  ３５：研磨布、  ４０：渦電流センサ