(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在に配設された上定盤及び下定盤と、ワークを保持するためのキャリアとを有し、該キャリアに保持された前記ワークを前記上定盤と下定盤とで挟持して該ワークの両面を研磨する平面研磨装置であって、
前記平面研磨装置は、前記ワーク及びキャリアの厚みを測定するための厚み測定装置を有し、
前記厚み測定装置は、レーザー光を前記ワーク及びキャリアに向けて照射し、該ワーク及びキャリアの表面からの反射光と裏面からの反射光とから該ワーク及びキャリアの厚みを測定するように構成され、
前記キャリアは、前記ワークを保持するためのワーク保持孔を有する本体部と、該キャリアの厚みを測定するための厚み測定部とを有し、
該厚み測定部は、前記ワーク保持孔とは別の位置に形成された測定孔と、該測定孔に嵌め込まれた透光部材とを有し、該透光部材は前記本体部より光透過性に優れ、また、該透光部材の厚みは前記本体部の厚みと等しく、且つ、該透光部材の表裏面は前記本体部の表裏面と面一をなしている、
ことを特徴とする平面研磨装置。
【請求項２】
前記測定孔の口径は、前記ワーク保持孔の口径よりも小さい、
ことを特徴とする請求項１に記載の平面研磨装置。
【請求項３】
前記透光部材の研磨レートは、前記本体部の研磨レートと同等又はそれ以下である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の平面研磨装置。
【請求項４】
平面研磨装置の上定盤と下定盤の間に配置され、該上定盤と下定盤とで研磨されるワークを保持するためのキャリアであって、
前記キャリアは、前記ワークを保持するためのワーク保持孔を有する本体部と、レーザー光で該キャリアの厚みを測定するための厚み測定部とを有し、
該厚み測定部は、前記ワーク保持孔とは別の位置に形成された測定孔と、該測定孔に嵌め込まれた透光部材とを有していて、該透光部材は前記本体部より光透過性に優れ、また、該透光部材の厚みは前記本体部の厚みと等しく、且つ、該透光部材の表裏面は前記本体部の表裏面と面一をなしている、
ことを特徴とするキャリア。
【請求項５】
前記測定孔の口径は、前記ワーク保持孔の口径よりも小さい、
ことを特徴とする請求項４に記載のキャリア。
【請求項６】
前記透光部材の研磨レートは、前記本体部の研磨レートと同等又はそれ以下である、
ことを特徴とする請求項４又は５に記載のキャリア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等のワークの表裏面を研磨する平面研磨装置と、前記ワークを保持するキャリアに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハやガラス基板等の板状のワークを研磨する平面研磨装置は、一般に、回転自在に配された上定盤及び下定盤と、前記ワークを保持するキャリアとを有し、該キャリアに保持された前記ワークを上定盤及び下定盤とで挟持して、該ワークの表裏面を前記上定盤と下定盤とで研磨するように構成されている。
【０００３】
この種の平面研磨装置では、ワークの厚みとキャリアの厚みとの差が所定の値になった時点で研磨を終了することにより、高い平面度を有するワークが得られることが知られている。このため、従来から、特許文献１に開示されているように、ワークの厚みとキャリアの厚みとをそれぞれ測定して、該ワークの厚みとキャリアの厚みとの差（ギャップ）を管理し、このギャップが所定の値になるまで研磨加工することが行われている。
【０００４】
しかし、特許文献１に開示されたものは、研磨開始前にキャリアの厚みを測定すると共に、非研磨時（研磨砥粒の切換えのタイミング）にワークの厚みを測定するようにしているため、作業効率が悪いという欠点がある。
【０００５】
一方、特許文献２には、レーザー光による厚み測定装置を支持フレームに取り付け、この厚み測定装置からワークにレーザー光を照射し、該ワークの表面及び裏面から反射される反射光に基づいて該ワークの厚みを算出するようにしたものが開示されている。このものによれば、研磨中にワークの厚みを測定することができるため、作業効率に優れる。キャリアについては、該キャリアからの反射光は弱いため、該反射光を計測エラーとして扱うことにより、レーザー光による厚み測定は行っていない。
【０００６】
平面研磨加工に用いられるキャリアは繰り返し使用されるが故に耐久性が必要なため、耐久性に優れたキャリアを用いることが一般的である。その中でも、金属や繊維強化プラスチックなどからなる光透過性（透光性）を有さないキャリアや光透過性（透光性）が低く反射光が弱いキャリア（以下「光透過性（透光性）を有さないキャリア」という）の反射光は、その強度が弱いが故に研磨加工時における研磨装置の振動等により発生するノイズに、反射光から得られる測定データのピーク値が埋もれてしまい、ノイズとして扱われてしまう（計測エラーとなる）。特に金属製キャリアの場合は、レーザー光を透過しないため、該レーザー光による厚みの測定ができない。このため、金属製キャリアを使用してワークを研磨する場合には、非研磨時に該キャリアをわざわざ研磨装置から取り出してマイクロメーター等の測定器を用いて厚みを測定する必要があり、作業効率が悪い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−４５２７９号公報
【特許文献２】特開２００８−２２７３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の技術的課題は、キャリアが上記光透過性（透光性）を有さないキャリアである場合でも、レーザー光による該キャリアの厚み測定を可能にすることにより、該キャリアの厚み測定の際に該キャリアを研磨装置から外す必要をなくし、ギャップ管理によるワークの研磨を効率良く行うことができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明によれば、回転自在に配設された上定盤及び下定盤と、ワークを保持するためのキャリアとを有し、該キャリアに保持されたワークを前記上定盤と下定盤とで挟持して該ワークの両面を研磨する平面研磨装置であって、前記平面研磨装置は、前記ワーク及びキャリアの厚みを測定するための厚み測定装置を有し、前記厚み測定装置は、レーザー光を前記ワーク及びキャリアに向けて照射し、該ワーク及びキャリアの表面からの反射光と裏面からの反射光とから該ワーク及びキャリアの厚みを測定するように構成され、前記キャリアは、前記ワークを保持するためのワーク保持孔を有する本体部と、該キャリアの厚みを測定するための厚み測定部とを有し、該厚み測定部は、前記ワーク保持孔とは別の位置に形成された測定孔と、該測定孔に嵌め込まれた透光部材とを有していて、該透光部材は前記本体部より光透過性（透光性）に優れ、また、該透光部材の厚みは前記本体部の厚みと等しく、且つ、該透光部材の表裏面は前記本体部の表裏面と面一をなしていることを特徴とする平面研磨装置が提供される。
【００１０】
本発明にかかる平面研磨装置においては、前記測定孔の口径は、前記ワーク保持孔の口径よりも小さいことが好ましい。また、前記透光部材の研磨レートは、前記本体部の研磨レートと同等又はそれ以下であることが、より好ましい。
【００１１】
また、本発明によれば、平面研磨装置の上定盤と下定盤の間に配置され、該上定盤と下定盤とで研磨されるワークを保持するためのキャリアであって、前記キャリアは、前記ワークを保持するためのワーク保持孔を有する本体部と、レーザー光で該キャリアの厚みを測定するための厚み測定部とを有し、該厚み測定部は、前記ワーク保持孔とは別の位置に形成された測定孔と、該測定孔に嵌め込まれた透光部材とを有していて、該透光部材は前記本体部より光透過性（透光性）に優れ、また、該透光部材の厚みは前記本体部の厚みと等しく、且つ、該透光部材の表裏面は前記本体部の表裏面と面一をなしていることを特徴とするキャリアが提供される。
【００１２】
本発明に係るキャリアにおいては、前記測定孔の口径は、前記ワーク保持孔の口径よりも小さいことが好ましい。また、前記透光部材の研磨レートは、前記本体部の研磨レートと同等又はそれ以下であることが、より好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
このように、本発明によれば、キャリアが光透過性（透光性）を有さない又は光透過性（透光性）が低い材料であっても、レーザー光によって該キャリアの厚みが測定され、かつ、キャリアの厚みを測定する際、該キャリアを研磨装置からわざわざ取り外す必要がないため、ワークの厚みとキャリアの厚みとのギャップ管理が容易なものとなり、その作業工数が削減される。また、キャリアの取り外し・再装填によるキャリアの変形や破損を防止することができるため、その変形や破損により上下定盤の研磨面に対する接触が不均一となり研磨面の状態が不安定となることによるワークの加工精度のばらつきの発生を防止することができ、安定した研磨加工の実現が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る平面研磨装置の一実施形態の全体構成を示す概略断面図である。
【図２】上定盤と下定盤上に配された複数のキャリアとを示す概略平面図である。
【図３】ワークの厚みを測定する状態を示す概略部分拡大図である。
【図４】本実施形態のキャリアの第一の例を示す概略平面図である。
【図５】前記キャリアの第二の例を示す概略平面図である。
【図６】前記キャリアの第三の例を示す概略平面図である。
【図７】前記キャリアの第四の例を示す概略平面図である。
【図８】キャリアの厚みを測定する状態を示す概略部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明に係る平面研磨装置の一実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。本実施形態に係る平面研磨装置１は、シリコンウエハやガラス基板のような光透過性（透光性）を有する板状のワーク４０の表裏面を研磨するためのもので、図１に示すように、該平面研磨装置１の機体に軸線Ｌを中心に回転自在に配設された上定盤２及び下定盤３とサンギア４及びインターナルギア５とを有すると共に、前記下定盤３上に等間隔で載置されて前記サンギア４及びインターナルギア５に噛合する金属製のキャリア３０とを有している。該キャリア３０には、前記ワーク４０を保持するためのワーク保持孔３２が形成されている。
【００１６】
また、前記平面研磨装置１は、前記軸線Ｌを中心に同軸状に配設されて下端が駆動モータ等の駆動源に接続された第１−第４の駆動軸２ａ−５ａを備え、第１の駆動軸２ａの上端にはドライバ１０が取り付けられ、第２の駆動軸３ａの上端は前記下定盤３に接続され、第３の駆動軸４ａの上端は前記サンギア４に接続され、第４の駆動軸５ａの上端は前記インターナルギア５に接続されていて、これら駆動軸２ａ−５ａによって前記上定盤２及び下定盤３と、サンギア４及びインターナルギア５とが、前記軸線Ｌを中心に駆動、回転されるようになっている。なお、前記第１の駆動軸２ａによる上定盤２の駆動については、以下の説明により明らかである。
【００１７】
前記上定盤２の上方には、前記機体と一体の支持フレーム６が設けられていて、該支持フレーム６には、モータやシリンダなどの昇降用アクチュエータ７が取り付けられ、該昇降用アクチュエータ７の昇降ロッド７ａの下端に、定盤吊り８が連結され、この定盤吊り８に前記上定盤２が、複数の支持スタッド８ａにより支持されている。前記定盤吊り８の内周と、前記昇降ロッド７ａの外周との間には、ベアリング１２が設けられ、該ベアリング１２により、前記昇降ロッド７ａと定盤吊り８とが、上下方向には相互に固定されているが、前記軸線Ｌを中心とする回転方向には相対的に回転自在であるように連結されている。
そして、ワーク４０の研磨時には、前記昇降用アクチュエータ７により昇降ロッド７ａを伸長させて上定盤２を図１の研磨位置まで下降させると、該上定盤２に設けられたフック９が前記第１の駆動軸２ａの上端の前記ドライバ１０に係合し、それによって該上定盤２が、前記ドライバ１０を介して、前記第１の駆動軸２ａで駆動、回転される。
ワークの非研磨時には、前記昇降用アクチュエータ７により昇降ロッド７ａを収縮させて、前記上定盤２を研磨位置から離れた待避位置に上昇させると、前記フック９がドライバ１０との係合から解除される。
【００１８】
図１に示すように、前記上定盤２の下面と下定盤３の上面とには、それぞれ均一厚みを有する研磨パッド１１が貼着されている。この研磨パッド１１としては、不織布製のものやウレタン製のものが使用される。しかし、研磨パッド１１は必須ではなく、研磨パッド１１の代わりに砥石を貼着した構造や定盤面自体が研磨面をなす構造であってもよい。
【００１９】
前記キャリア３０は、光透過性（透光性）を有さない又は光透過性（透光性）が低い材料からなるキャリアである。そのようなキャリアの材質としては、ステンレス鋼・ＳＫ鋼・チタン等の金属、セラミックス、ガラス繊維・炭素繊維・アラミド繊維等を用いた繊維強化プラスチック、アラミド樹脂、塩化ビニール、布ベーク、又はこれらを耐摩耗性・耐薬品性・耐久性を有する材料でコーティングしたものなどがあるが、ここでは金属にて説明する。図４に示すように、キャリア３０は本体部３１の外周にギア３１ａを有すると共に、ワークと同一の形状をなした１つのワーク保持孔３２を偏心した位置に有し、このワーク保持孔３２内に前記ワーク４０が保持される（図１及び図２参照）。このキャリア３０は、前記下定盤３の研磨パッド１１上に載置され、外周のギア３１ａを、前記サンギア４とインターナルギア５とに噛合させることにより、これらサンギア４とインターナルギア５との回転によって、前記サンギア４の周りを自転しながら公転する。
前記キャリア３０は、研磨前のワーク４０の厚みよりも薄く作られていて、該研磨前のワーク４０をワーク保持孔３２に保持したとき、該ワーク４０がキャリア３０の表面よりも上方に突出する（図１及び図３参照）。
また、前記キャリア３０は、図４−図７に示すように、スラリー導入孔３３を有し、ワーク４０の研磨時に、不図示のスラリー供給部から供給される研磨スラリーが、このスラリー導入孔３３を通してワーク４０の表裏面に行き渡るようになっている。
【００２０】
前記平面研磨装置１によってワーク４０の研磨を行う際には、前記上定盤２を待避位置に上昇させた状態で、図２に示すように、複数の前記キャリア３０を下定盤３上に等間隔配置すると共に、その外周に形成された前記ギア３１ａを、前記サンギア４とインターナルギア５とに噛合させる。そして、各キャリア３０のワーク保持孔３２にワーク４０を保持させたのち、図１に示すように、前記上定盤２を研磨位置まで下降させ、該上定盤２と下定盤３とでキャリア３０を挟み込む。その状態で、前記駆動軸２ａ−５ａを介して上定盤２及び下定盤３とサンギア４及びインターナルギア５とを、予め設定された回転方向及び回転速度で回転させながら、前記上定盤２と下定盤３との間に研磨スラリーを供給することにより、前記サンギア４の周りを自転及び公転する前記キャリア３０に保持されたワーク４０の表裏面が、前記上定盤２と下定盤３とによって研磨される。
なお、図２の例では、４つのキャリア３０を円周方向に等間隔で並べているが、下定盤３上に配置されるキャリア３０の数は任意である。
【００２１】
また、本実施形態の平面研磨装置１は、ワーク４０の厚み（Ｔ）とキャリア３０の厚み（ｔ）とをそれぞれ測定して、当該ワーク４０の厚みとキャリア３０の厚みとの差（ギャップ）が所望の値になった時点で研磨を終了する、ギャップ管理方式の研磨を行うように構成されている。このため、前記平面研磨装置１は、レーザー光でワーク４０の厚みとキャリア３０の厚みとを測定する光学式の厚み測定装置Ｘを有している。
【００２２】
前記厚み測定装置Ｘは、前記ワーク４０の研磨中に、該ワーク４０の厚みと前記キャリア３０の厚みの両方を、リアルタイムで測定することができるように構成されている。このため該厚み測定装置Ｘは、図１に示すように、赤外線波長領域のレーザー光を出力する光源部２０と、この光源部２０から出力されるレーザー光をワーク４０に向けて照射することによって該ワーク４０の厚みを測定する第１プローブ２１と、前記光源部２０から出力されるレーザー光をキャリア３０に向けて照射することにより該キャリア３０の厚みを測定する第２プローブ５０とを有している。
【００２３】
前記第１プローブ２１は、前記上定盤２と共に回転するように設けられている。即ち、該第１プローブ２１は、前記定盤吊り８や前記支持スタッド８ａなどにホルダー２４を介して下向きに取り付けられることにより、前記上定盤２の上方に配置され、前記光源部２０に、第１光ファイバー２２により、ロータリジョイント２３を介して接続されている。そして、図３に示すように、前記ワーク４０の研磨加工中に、前記上定盤２に形成された測定用の第１測定窓部２５を通して該ワーク４０にレーザー光を照射すると共に、該ワーク４０の表面及び裏面から反射された反射光を受光する。受光した反射光に基づく測定データは、前記第１光ファイバー２２を通じて演算制御部２９に送られ、演算制御部２９で演算処理されてワーク４０の厚みが算出される。
【００２４】
前記第１プローブ２１によるワーク４０の厚みの測定は、サンギア４の周りを自転及び公転するキャリア３０に保持されたワーク４０が、前記第１プローブ２１の真下即ち前記第１測定窓部２５の真下を通過する時に行われる。
なお、前記第１プローブ２１で受光された反射光に基づく測定データは、前記第１光ファイバー２２を通じて光のまま前記演算制御部２９に送っても良いが、前記第１プローブ２１で電気信号に変換し、該第１プローブ２１と前記演算制御部２９とをロータリジョイント２３を介して結ぶ不図示の電気ケーブルを通じて前記演算制御部２９に送っても良く、あるいは無線で送っても構わない。
【００２５】
前記第１測定窓部２５は、前記第１プローブ２１の真下に配設されていて、該上定盤２を上下に貫通する通過孔２６と、該通過孔２６に嵌合するスリーブ２７と、該スリーブ２７の下端に取り付けられた透過板２８とを有している。なお、前記上定盤２に貼着された研磨パッド１１には、前記第１測定窓部２５が設けられた部分に開口１１ａが設けられている。
【００２６】
前記スリーブ２７は、合成樹脂製やガラス製などの円筒体で、前記通過孔２６の口径と略等しい外径を有し、上端のフランジ部２７ａが上定盤２の上面に固定されている。なお、前記通過孔２６および前記スリーブ２７は円筒体に限られるものではなく、多角筒体などの形状でもよい。
また、前記透過板２８は、合成樹脂やガラスなどの光透過性（透光性）を有する材料、好ましくは透明の材料により板状に形成されたもので、前記スリーブ２７の下端の開口を閉塞するように取り付けられている。
【００２７】
一方、キャリア３０の厚みを測定するための前記第２プローブ５０は、前記支持フレーム６に下向きに取り付けられていて、前記光源部２０に、第２光ファイバー５１により接続されている。この第２プローブ５０は、上定盤２と共に回転する前記第１プローブ２１とは異なり、前記支持フレーム６の定位置に、適宜の固定手段によって固定的に配置されている。
【００２８】
前記第２プローブ５０により、回転する前記上定盤２を通してキャリア３０の厚みを測定するため、該上定盤２には、レーザー光を透過させるための第２測定窓部５２が１つ又は複数設けられている。図２に示す実施形態では、合計で５つの第２測定窓部５２が、前記第１測定窓部２５と同一円周上に、等間隔をおいて配設されている。しかし、前記第２測定窓部５２が配設される位置は、前記第１測定窓部２５と上定盤２の半径方向の異なる位置であっても良い。
【００２９】
また、図８に示すように、前記第２測定窓部５２は、前記第１測定窓部２５と同様に、上定盤２を上下に貫通する通過孔２６と、該通過孔２６に嵌合するスリーブ２７と、該スリーブ２７の下端に取り付けられた透過板２８とを有している。なお、前記上定盤２に貼着された研磨パッド１１には、前記第２測定窓部５２が設けられた部分に、前記第１測定窓部２５が設けられた部分と同様に、開口１１ａが設けられている。
【００３０】
前記スリーブ２７は、合成樹脂製やガラス製などの円筒体で、前記通過孔２６の口径と略等しい外径を有し、上端のフランジ部２７ａが上定盤２の上面に固定されている。なお、前記通過孔２６および前記スリーブ２７は円筒体に限られるものではなく、多角筒体などの形状でもよい。
また、前記透過板２８は、合成樹脂やガラスなどの光透過性（透光性）を有する材料、好ましくは透明の材料により板状に形成されたもので、前記スリーブ２７の下端の開口を閉塞するように取り付けられている。
【００３１】
ところで、前記キャリア３０が金属製である場合は、前記第２プローブ５０でレーザー光を該キャリア３０に照射しても、該キャリア３０をレーザー光が透過せず該キャリア３０の裏面側からの反射光を得ることができないので、該キャリア３０の厚みを測定することはできない。
そこで、本発明においては、図１−図４に示すように、前記キャリア３０に、レーザー光で厚みを測定するための１つの厚み測定部Ｙが形成されている。この厚み測定部Ｙは、前記ワーク保持孔３２及びスラリー導入孔３３とは別の位置に形成された測定孔３４と、該測定孔３４に埋め込まれた透光部材３５とで形成されている。
【００３２】
前記測定孔３４は、キャリア３０を表面から裏面へと貫通する円形の孔で、その口径は前記ワーク保持孔３２の口径よりも小さいことが好ましい。それによって、キャリア３０の強度を損なうことなく、前記測定孔に設置される前記透光部材３５が研磨面と接触することにより生じる摩耗を抑制することができる。この測定孔３４は、キャリア３０の中心にできるだけ近い位置に形成することが望ましい。なお、前記測定孔３４の形状は円形に限られるものではなく、多角形としてもよい。
【００３３】
前記透光部材３５は、光透過性（透光性）を有する材料で形成されていて、前記本体部３１より光透過性（透光性）に優れ、前記本体部３１の厚みと等しい厚みを有し、その表裏面が前記本体部３１の表裏面と面一をなすようにして、前記測定孔３４内に嵌め込まれている。
金属製のキャリア３０にこのような測定孔３４及び透光部材３５からなる厚み測定部Ｙを形成したことにより、前記第２プローブ５０で該透光部材３５にレーザー光を照射することで、該透光部材３５の表面及び裏面からの反射光を得ることが可能になり、その結果、該キャリア３０の厚みを測定することができるものである。
【００３４】
前記透光部材３５は、光透過性（透光性）を有する材料として、例えば、アクリル系樹脂・ウレタン系樹脂・ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）等の合成樹脂、石英、サファイア、ガラス、シリコン等により構成することができ、前記本体部３１の材質より光透過性（透光性）が優れた材料を適宜選択することが肝要である。特に、赤外線波長領域のレーザー光の光透過性（透光性）が前記本体部３１の材質より優れた材料（赤外線透過材料）を適宜選択することが肝要である。なお、この透光部材３５の前記測定孔３４への取り付けは、例えば、接着剤による接着でもよいし、くさび嵌合によるものでもよく、適宜の手段で取り付けることができる。
【００３５】
また、前記透光部材３５の研磨レートは、前記本体部３１の研磨レートと同等か前記本体部３１より研磨レートが低い（研磨されにくい）ことが望ましい。その理由は、研磨加工においては、下定盤３の研磨面が常に前記本体部３１の下面と接触しているために前記本体部３１が研磨されることがあり、また、研磨加工が進むにつれて前記上定盤２と前記本体部３１の上面との距離が縮まり、前記上定盤２の研磨面と前記本体部３１の上面が接触することにより前記本体部３１が研磨されてしまうことがある。このため、前記透光部材３５の研磨レートが前記本体部３１の研磨レートより高い（研磨され易い）と、この透光部材３５が研磨されて前記本体部３１より薄くなってしまい、厚みの測定精度が低下するためである。
【００３６】
図８に示すように、ワーク４０の研磨加工中の前記第２プローブ５０によるキャリア３０の厚み測定は、回転する上定盤２に形成された前記第２測定窓部５２と、キャリア３０に取り付けられた前記透光部材３５とが、前記第２プローブ５０の真下に来たときに行われる。このとき、前記第２プローブ５０から前記透光部材３５に照射されたレーザー光は、該透光部材３５の表面及び裏面で反射され、その反射光が、測定データとして前記第２プローブ５０に受光される。受光された測定データは、前記第２光ファイバー５１を通じて演算制御部２９へ送られ、演算制御部２９で演算処理されてキャリア３０の厚みが算出される。
【００３７】
前記第２プローブ５０からのレーザー光は、ワーク４０の研磨加工中に常時照射されていても良いが、該第２プローブ５０の真下に上定盤２の第２測定窓部５２とキャリア３０の透光部材３５とが並ぶ瞬間だけに照射されるように制御されていてもよい。この場合、複数の第２測定窓部５２を等間隔で配置したことで、規則的なタイミングで照射することができる。なお、第２測定窓部５２を複数設けたことで、測定回数が多くなって測定精度も向上する。
また、前記第２プローブ５０による測定データは、前記第２光ファイバー５１を通じて光のまま前記演算制御部２９に送っても良いが、前記第２プローブ５０で電気信号に変換し、該第２プローブ５０と前記演算制御部２９とを結ぶ不図示の電気ケーブルを通じて該演算制御部２９に送っても良く、あるいは無線で送っても構わない。
【００３８】
ワーク４０の研磨加工中にこのようにしてワーク４０の厚みとキャリア３０の厚みとが測定されると、両者の測定データは前記演算制御部２９で比較され、ワーク４０の厚みとキャリア３０の厚みとの差が所望の値になった時点で、研磨が終了される。
【００３９】
なお、このようにワーク４０の研磨加工中に該ワーク４０の厚みとキャリア３０の厚みとを測定する場合、前記第１プローブ２１及び第２プローブ５０は、前記ワーク４０の表裏面からの反射光と、前記キャリア３０の透光部材３５の表裏面からの反射光との、両方の反射光を受光するが、両者のピーク値には差があるため、その差を利用して、前記第１プローブ２１はワーク４０からの反射光だけを測定データとして受光し、第２プローブ５０はキャリア３０の透光部材３５からの反射光だけを測定データとして受光するように、調整しておくことが必要である。
【００４０】
前記キャリア３０の厚み測定は、ワーク４０を研磨していない時に行うこともできる。例えば、研磨開始前に新しいワーク４０をキャリア３０にセットする時や、ワーク４０の研磨後の純水を用いたリンス工程時等の、バッチ処理間の時間を利用して行うことができる。このときの厚み測定は、該上定盤２の何れか１つの第２測定窓部５２が第２プローブ５０の真下にある位置で該上定盤２を停止させ、サンギア４とインターナルギア５とをゆっくり回転させてキャリア３０を自転及び公転させ、前記透光部材３５を前記第２測定窓部５２の下を通過させることにより行う。このように、ワーク４０の非研磨時にキャリア３０の厚み測定を行う装置においては、上定盤２に形成する前記第２測定窓部５２は、１つであっても良い。
【００４１】
図５−図７には、本発明に係るキャリア３０の変形例が示されている。
図５に示すキャリア３０が図４に示すキャリア３０と相違する点は、３つの厚み測定部Ｙが、キャリア３０の周方向に等間隔（１２０度間隔）で形成されている点である。このように、複数の厚み測定部Ｙを設けることにより、測定データの取得数が増大する。
図６に示すキャリア３０には、３つのワーク保持孔３２がキャリア３０の周方向に等間隔（１２０度間隔）をおいて形成されると共に、３つのスラリー導入孔３３が、隣接する前記ワーク保持孔３２間に１つずつ形成され、該キャリア３０の中心部に単一の厚み測定部Ｙが設けられている。キャリア３０の中心部は、該キャリア３０が自転及び公転する際の移動量が最も少ない位置であるため、ここに厚み測定部Ｙを設けることにより、研磨加工中において透光部材３５が上定盤２と下定盤３とによって研磨されにくいという利点がある。
【００４２】
図７に示すキャリア３０が図６に示すキャリア３０と相違する点は、複数の厚み測定部Ｙが形成されている点である。即ち、各スラリー導入孔３３をそれぞれ挟むように２つの厚み測定部Ｙが形成されることにより、全部で三組即ち６つの厚み測定部Ｙが形成されている。
【００４３】
このようにして、本実施形態の平面研磨装置１では、レーザー光を照射したときのワーク４０からの反射光の強度よりも低い反射光の強度を有する材料からなるキャリア３０を使用するものでありながら、ワーク４０の厚みとキャリア３０の厚みとを測定してギャップ管理方式による研磨を行うことができ、その結果、高い平面度を有するワーク４０を得ることができる。しかも、前記キャリア３０の厚みの測定を、該キャリア３０を平面研磨装置にセットしたまま取り出すことなくレーザー光によって行うことができるので、従来装置のように、キャリアを装置から取り出してマイクロメーター等によって測定する必要がなく、測定の手間が省かれて作業性に優れる。また、キャリアの取り外し・再装填を都度行う必要がないため、キャリアの変形や破損を防止することができ、その変形や破損に起因して上下定盤の研磨面に対する接触が不均一かつ研磨面の状態が不安定となることによるワークの加工精度のばらつきの発生を防止することができ、その結果、安定した研磨加工の実現が可能となる。
【００４４】
以上、本発明に係る平面研磨装置について説明してきたが、本発明は上記の実施形態及び変形例に限定されることなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない範囲で様々な設計変更が可能である。例えば、前述したように、前記第１プローブ２１及び第２プローブ５０は、前記ワーク４０の表裏面からの反射光と、前記キャリア３０の透光部材３５の表裏面からの反射光との、両方の反射光を受光することができるので、何れか一方のプローブを省略し、第１プローブ２１又は第２プローブ５０によってワーク４０の厚みとキャリア３０の厚みの両方を測定するように構成することもできる。また、第１測定窓部２５と第２測定窓部５２の何れか一方の測定窓部を省略し、第１測定窓部２５又は第２測定窓部５２によってワーク４０の厚みとキャリア３０の厚みの両方を測定するように構成することもできる。
【符号の説明】
【００４５】
１    平面研磨装置
２    上定盤
３    下定盤
３０  キャリア
３１  本体部
３２  ワーク保持孔
３４  測定孔
３５  透光部材
４０  ワーク
５０  第２プローブ
Ｘ    厚み測定装置
Ｙ    厚み測定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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