(57)【要約】  【課題】  ターンテーブルの回転位置検出パルスに基づいて基板に対する測光値データの収集のタイミングを決める装置において、異常なタイミングずれにより誤って収集したデータによる研磨度判定精度の低下を回避する。  【解決手段】  回転位置検出パルス（a）の発生時点から時間t1が経過したときに測光部が基板直下に入ったと判断して測定開始指示信号(b)を出し、所定点数の測光値データを取得する(c)。測定開始指示信号毎にタイムスタンプを行い、設定された回転速度情報に基づき想定される次の周回の測定開始指示信号出現位置付近に検出窓を設定し(d)、実際に発生した測定開始指示信号が検出窓を逸脱した場合には、その周回で取得した測光値データに無効フラグを設定する。【選択図】  図５
2005051093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置が固定された固定部と回転運動している回転部との間で、該回転部が所定回転位置にあるときにデータを収集するデータ収集装置において、
a)前記回転部が前記所定回転位置と異なる回転位置に到達したときにトリガ信号を発生するトリガ信号発生手段と、
b)該トリガ信号発生時点から所定時間が経過したときに測定指示信号を発生する測定指示信号発生手段と、
c)前記測定指示信号が所定の時間範囲内にあるか否かを判定する判定手段と、
を備えることを特徴とするデータ収集装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記回転部の回転速度情報により算出される該回転部の周回時間に基づき、所定の時間的余裕を見込んで前記測定指示信号の発生時間間隔に対応した検出窓を設定し、実際に得られた測定指示信号が該検出窓内にあるか否かを判定するものであることを特徴とする請求項１に記載のデータ収集装置。
【請求項３】
実際に得られた測定指示信号が前記検出窓を逸脱していた場合に、該測定指示信号に依るタイミングで取得されたデータを排除する又は該データを排除可能な識別情報を与えるデータ選択手段をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載のデータ収集装置。
【請求項４】
前記回転部は研磨面を有するテーブルであり、前記固定部は前記研磨面に接触するように保持される研磨対象の基板であり、前記テーブルに設けられた測光部により前記基板の反射率に応じた測光値データを収集することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のデータ収集装置を用いた基板研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、略一定周期で測定タイミングが発生する周期性測定のためのデータ収集装置と、半導体シリコンウエハ等の基板の研磨度合を監視するためのデータを収集するために上記データ収集装置を利用した基板研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体シリコンウエハ等の基板の表面を高い精度で平坦化するために、基板研磨装置として、砥粒の入った研磨剤と研磨パッド等とを用いたＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）装置が利用されている。こうしたＣＭＰ装置では、研磨時に研磨が終了したか否か、すなわち、基板の被研磨面が所望の厚さまで研磨されたか否かを判断する必要があり、そのために研磨終点検知装置が備えられている。こうした終点検知装置として、近年、ウエハの表面状態を光学的に監視することにより研磨終点を検知する方法が提案されている（例えば特許文献１など参照）。
【０００３】
図７は一般的な基板研磨装置の要部の斜視図である。円盤状のターンテーブル１０の上面には研磨パッド１２が貼着されており、ターンテーブル１０は主軸１１を中心に略一定回転速度で回転駆動される。ターンテーブル１０の上方には、被研磨物である基板（ウエハ）１６を被研磨面が下向きの状態で保持するトップリング１４が設けられ、このトップリング１４はリング軸１５を中心に回転駆動されるとともに、図示しない昇降機構によりターンテーブル１０に近接する方向及びその反対方向に移動可能である。なお、トップリング１４は図示しない旋回機構により、ターンテーブル１０上方から外れる位置にスイング移動可能でもあり、その位置で基板１６の脱着が行われる。
【０００４】
研磨時には、基板１６の被研磨面がターンテーブル１０上の研磨パッド１２に適度な圧力で押し付けられる位置までトップリング１４は下降される。その状態で図示しないスラリー供給ノズルから接触面に薬品（スラリー）を流しつつ、ターンテーブル１０を回転駆動することで、基板１６は研磨される。
【０００５】
ターンテーブル１０の上面の所定位置には透明部材又は貫通穴から成る測光窓１３が形成されており、その測光窓１３の下方には測光窓１３を介して上方に向けて光を照射する一方、その反射光を受けて光強度を検出するための測光部２０が設けられている。測光窓１３はターンテーブル１０と一体に回転するから、測光窓１３がちょうど基板１６の直下を通過する期間中に測光部２０が基板１６の被研磨面の反射率を測定し、例えば反射率が急激に変化したことを検出して研磨終点であると判断する。
【０００６】
こうした基板研磨装置では、ターンテーブル１０の回転に伴って、測光窓１３が基板１６の直下を通過する期間とそれ以外の期間とが発生し、前者の期間中にのみ測光部２０は基板１６の反射率を反映した測光値データを収集することができる。そこで、測光値データの収集を行うタイミングを決めるために、例えばターンテーブル１０が１回転する期間に１回、所定の回転位置に到達したときにパルス信号を発生するような回転位置センサを設け、そのパルス信号が発生してから時間をカウントし始め、そのカウントが所定時間t1に達した時点（つまり測光窓１３が基板１６の直下に突入した直後の時点）から測光値データの収集を開始し、所定時間又は所定ポイント数だけデータを収集したならば収集を停止する、という動作を回転に同期して繰り返し行うようにしている。
【０００７】
ターンテーブル１０の回転速度は研磨能率などを左右する重要なパラメータであるから、基板の種類や研磨の目的等に応じてターンテーブル１０の回転速度は適宜に設定される（例えば６０ｒｐｍ程度）。上述したように回転位置センサによるパルス信号が発生した時点から測光窓１３が基板１６直下に突入するまでの所要時間はターンテーブル１０の回転速度に依存するため、その回転速度に応じて上記所定時間t1は変更され、それによって測光値データを収集するタイミングを調整している。
【０００８】
しかしながら、例えば回路（ハードウエア）又はソフトウエアの不具合やノイズ等に起因する誤動作などによって、所定時間t1の計測が正確に行えなくなったり或いはタイミングずれが発生したりすると、測光窓１３が基板１６を逸脱した状態であるときに測光部２０が測光値データを収集してしまい、正確な終点検知に支障をきたすおそれがある。また、収集した測光値データが基板１６の反射率を反映していない不適当なものであることが認識できても、こうした不具合を発生させる原因は様々であるため、その原因の究明に時間が掛かってしまうという問題もある。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−２８４３００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明はこのような点に鑑みて成されたものであり、その第１の目的は、上述したように基本的には周期性を以てデータを収集する場合であって、その周期性が乱れて又は予め想定した周期を逸脱した状況が発生した場合に、適当でないデータを収集しない又は正常なデータと区別することができるデータ収集装置を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の第２の目的は、研磨対象物を外れた箇所の測光値データを的確に排除することで、研磨対象物の研磨度合を高い精度で判定することができる基板研磨装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記第１の目的を達成するために成された本発明は、位置が固定された固定部と回転運動している回転部との間で、該回転部が所定回転位置にあるときにデータを収集するデータ収集装置において、
a)前記回転部が前記所定回転位置と異なる回転位置に到達したときにトリガ信号を発生するトリガ信号発生手段と、
b)該トリガ信号発生時点から所定時間が経過したときに測定指示信号を発生する測定指示信号発生手段と、
c)前記測定指示信号が所定の時間範囲内にあるか否かを判定する判定手段と、
を備えることを特徴としている。
【発明の実施の形態及び効果】
【００１３】
本発明に係るデータ収集装置の具体的な一態様として、前記判定手段は、前記回転部の回転速度情報により算出される該回転部の周回時間に基づき、所定の時間的余裕を見込んで前記測定指示信号の発生時間間隔に対応した検出窓を設定し、実際に得られた測定指示信号が該検出窓内にあるか否かを判定するものである構成とすることができる。
【００１４】
このデータ収集装置において、測定指示信号発生手段は、例えばトリガ信号が入力された時点から時間のカウントを開始し、そのカウント値が所定角度に相当する所定時間に達したときに測定指示信号を発生する。判定手段は、そのときに与えられている回転部の回転速度情報に基づいて、回転部が１回転するのに要する周回時間を算出し、例えば回転部の第ｎ周回において得られる測定指示信号の発生時間に上記周回時間を加算することで、第（ｎ＋１）周回で得られる測定指示信号の発生時間を推測する。但し、仮に回転部の駆動源が精密なモータであったとしても実際の回転速度には多少の変動や速度ずれが避けられないため、こうした変動やずれを考慮した上で所定の時間的余裕を決め、測定指示信号の発生時間間隔に対応した検出窓を設定する。
【００１５】
そして判定手段は、実際に得られた測定指示信号が検出窓内に入っている場合には、その測定指示信号の発生タイミングは正常であるものと判断する。これに対し、実際に得られた測定指示信号が検出窓を逸脱していた場合には、例えば測定指示信号発生手段における時間のカウント動作の不具合等の原因により、測定指示信号の発生タイミングに異常が生じたと判断する。このような場合には、その測定指示信号に基づいて収集されたデータは、回転部と固定部とが所定の位置関係にあるときに測定されたものではない可能性が高い。
【００１６】
そこで、本発明に係るデータ収集装置において、好ましくは、実際に得られた測定指示信号が前記検出窓を逸脱していた場合に、該測定指示信号に依るタイミングで取得されたデータを排除する又は該データを排除可能な識別情報を与えるデータ選択手段をさらに備える構成とするとよい。
【００１７】
この構成において、データ選択手段は、その異常であると看做した測定指示信号に依るタイミングで取得されたデータを利用しないようにするために、データ自体を排除するか、或いは該データを排除可能な識別情報、例えば無効性を示すフラグを与えることにより、少なくともデータ処理の際に区別できるようにする。
【００１８】
このように本発明に係るデータ収集装置によれば、測定指示信号の発生タイミングのずれなどの異常が生じた場合に、目的としていない部分を測定してしまったデータを排除して、所望のデータのみを確実に収集することができる。
【００１９】
また上記第２の目的を達成するために、基板研磨装置において基板の研磨度合を監視するために上記発明に係るデータ収集装置を利用することができる。すなわち、上記データ収集装置を用いた基板研磨装置において、前記回転部は研磨面を有するテーブルであり、前記固定部は前記研磨面に接触するように保持される研磨対象の基板であり、前記テーブルに設けられた測光部により前記基板の反射率に応じた測光値データを収集する構成とすることを特徴としている。
【００２０】
この基板研磨装置では、回転部であるテーブルに設けられた測光部がテーブルの回転に伴って基板に対面する位置に来たときに、その測光部は基板に対して光を照射するとともに、基板による反射光を受光して測光値をデータとして収集する。測光部が基板に対する測光を実行できるのは、テーブルが１回転する期間のうちの一部の期間であるが、上記測定指示信号発生手段で発生される測定指示信号により、例えばその測光の開始点を定めることができる。
【００２１】
このとき、例えば測定指示信号発生手段の動作に乱れが生じて測定指示信号の発生タイミングがずれると、測光部は基板以外の部分の測光値データを収集してしまうこととなるが、上記発明に係るデータ収集装置によれば、こうした異常な状況で収集されたデータは排除されるか或いは最終的に除去することが可能であるので、基板の反射率等を算出する際に利用されることがない。
【００２２】
なお、上記構成の基板研磨装置では、一般的に基板も回転されるが、基板上の回転方向の測定位置の違いを問わないこととすれば、実質的に基板は固定部であると看做すことができる。
【００２３】
このように本発明に係るデータ収集装置を用いた基板研磨装置によれば、異常発生時に基板以外の部分の測光が行われてしまっても、その不適当な測光値データを排除できるので、収集した測光値データにより算出される基板の反射率等に基づいて研磨終点を判断する場合に、その判断をより正確に行うことができる。また、除外されるデータは基板でない部分を測光した可能性の高いデータであるので、こうした不所望のデータが除外されたデータに基づいて反射率等に異常がみられる場合には、測定指示信号の発生タイミングのずれ等とは異なる他の原因によるものであると推測できる。それによって、不具合の原因究明や異常箇所の特定が容易になるという効果も奏する。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明に係るデータ収集装置を用いた基板研磨装置の一実施例であるＣＭＰ装置について、図１〜図６を参照して説明する。本実施例のＣＭＰ装置における研磨部の構成は既に説明した図７と同じである。
【００２５】
図１は本実施例のＣＭＰ装置の要部のブロック構成図、図２は本ＣＭＰ装置におけるデータ収集動作を説明するためにターンテーブルを上から見た状態の概略図、図３は本ＣＭＰ装置におけるデータ収集部の処理動作を示すフローチャート、図４〜図６は本ＣＭＰ装置におけるデータ収集動作を説明するための概略タイミング図である。なお、既に説明した図７と同一又は相当要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００２６】
図１に示すように、ターンテーブル１０の内部には、トップリング１４に保持されている基板１６の研磨終点を検知するための、光学式の終点検知装置の一部として測光部２０が設けられている。この測光部２０において、ハロゲンランプや重水素ランプ等の光源２１から発した光は、レンズ系２２を介して照射側光ファイバ２３に導入されてその内部を案内され、さらに測光窓１３を通して研磨対象である半導体ウエハ等の基板１６に向けて照射される。基板１６に当たって反射した光は、測光窓１３を通して受光側光ファイバ２４に導入され、その内部を案内されて回折格子等の分光器２５に向けて照射される。分光器２５は反射光を波長方向に分散させ、その波長方向に多数のフォトダイオードを配列したフォトダイオードアレイ型光検出器２６（以下、単に光検出器という）へと送る。したがって、光検出器２６は多数の波長に対する光強度を同時に検出する。なお、光検出器２６としては、フォトダイオードアレイ検出器のほかＣＣＤラインセンサなどを利用することもできる。
【００２７】
データ収集部３０は、光検出器２６の出力信号である測光値（実際には多数の波長に対する測光値の集合であるが、以下では単に測光値という）をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器３３と、この測光値データを格納しておくためのデータメモリ３６と、該データメモリ３６へのデータの書き込みを制御するデータ記憶制御部３４と、測光値データをデータメモリ３６に書き込む際にその測光値データの取得時刻又はそれに関連した時間情報を発生するタイムスタンプ部３５と、ターンテーブル１０が１回転する期間中に１回だけ所定の回転位置を検知してパルス信号を発生する回転位置センサ（本発明のトリガ信号発生手段に相当）３１と、その検出パルス信号を受けて測光値データの取得のために必要なタイミング制御信号を発生するタイミング信号生成部（本発明の測定指示信号発生手段に相当）３２と、データメモリ３６に格納されたタイムスタンプ情報やタイミング信号生成部３２からの制御信号等に基づいて、データメモリ３６に格納された測光値データの有効性を判定して、有効／無効を識別するフラグを発生するデータ有効性判定部（本発明の判定手段及びデータ選択手段に相当）３８と、このフラグを測光値データに対応付けて格納しておくためのフラグメモリ３７と、を含んで構成される。
【００２８】
データ収集部３０の外側には、ターンテーブル１０の回転速度等、基板研磨に関連する各種パラメータを設定するための入力設定部４２、データメモリ３６及びフラグメモリ３７から読み出した測光値データ及びフラグに基づいて所定の演算処理を実行することで、基板１６の被研磨面による反射スペクトルを算出する反射率演算部４０、その反射スペクトルの変化に基づいて基板１６の研磨度を判定する研磨度判定部４１を備える。
【００２９】
なお、ここでは詳しく述べないが、基板１６の反射率を計算するためには計算の基準として参照光に対する光量データが必要となる。そこで、例えば研磨パッド１２の目立てを行うためにターンテーブル１０上方に配置した、図示しないドレッサヘッドの下面に貼り付けられたベアシリコンウエハなどの参照反射板による反射光によって参照光を得るようにするとよい。もちろん、それ以外の方法で参照光を得ても構わない。
【００３０】
本実施例のＣＭＰ装置では、データ収集部３０において特徴的なデータ収集動作を実行する。以下、その点について詳しく説明する。
【００３１】
図２に示すように、回転位置センサ３１はターンテーブル１０に設けられた（或いは少なくともターンテーブル１０と一体に回転する）回転部３１ａと、位置が固定された固定部３１ｂと、を含む。ターンテーブル１０の回転に伴って測光窓１３が図２中の回転軌跡に沿って回転する過程で、基板１６の直下に突入して最初の測光値を取得する測光ポイントＰ1の回転位置をL0とすると、この例では、固定部３１ｂはその回転位置L0よりも角度θだけ先行する回転位置L1上に設置されている。図２（ａ）に示すように、回転部３１ａが固定部３１ｂの直上に到達したときに回転位置センサ３１はパルス信号を出力する。したがって、このパルス信号が得られた時点から、角度θだけ回転するのに相当する時間t1が経過した時点から測光値データの収集を開始すればよい。
【００３２】
但し、図２の例では、回転部３１ａと測光窓１３とはいずれも同一の回転位置L1上に位置しているが、これは必須ではなく、両者が異なる回転位置上にあっても上記と同様に測光値データの収集開始点を決めることができることは当然である。
【００３３】
一方、光検出器２６では或る程度の時間、入射光によって発生した電荷を蓄積する必要があるため（したがって、厳密には基板１６上の或る１点の測光値を測定しているのではなく、図２中の回転軌跡に沿ったごく短い曲線上の測光値の積算値を測定していることになる）、Ａ／Ｄ変換器３３では所定のサンプリング時間間隔で光検出器２６の出力をサンプリングすることで、そのサンプリング時間間隔の間に蓄積された電荷信号に応じた出力信号を得る。このサンプリング時間間隔は一定であるため、基板１６に対する測光ポイントの数はターンテーブル１０の回転速度に応じて決まる。
【００３４】
図２の例では、Ｐ1〜Ｐ7の７個の測光ポイントが得られるようになっている。ここでは、基板１６の中心付近の測光値が必ず含まれるように、測光ポイントの数は奇数になり、且つそのうちの真中の測光ポイント（図２の例ではＰ4）が基板１６の中心付近となるように、１個目の測光ポイントＰ1つまりデータ収集開始点が決められている。
【００３５】
上記のように測光ポイントを決めるため、データ収集部３０は次のように動作する。ターンテーブル１０の回転変動が全く無い一定回転速度で回転駆動されるとき、回転位置センサ３１の検出パルス信号は図４（ａ）に示すように等時間間隔で出現する。この検出パルス信号を受けて、タイミング信号生成部３２は内部タイマの計時を開始し、上記角度θに相当する時間t1が経過したときに測定開始指示信号を出す（図４（ｂ））。理想的な状態であれば、図２（ｂ）に示す状態で測定開始指示信号が発生する。なお、上述したように時間t1はターンテーブル１０の回転速度に依存するから、入力設定部４２から与えられる回転速度情報に基づいて時間t1を決めるようにする。
【００３６】
測定開始指示信号を受けるとデータ記憶制御部３４は、その時点以降にＡ／Ｄ変換器３３から入力された測光値データを所定個数（ここでは７個）分だけ順次データメモリ３６に格納する（図４（ｃ））。したがって、測定開始指示信号の出現時点と１個目の測光ポイントＰ1の取得時点とはほぼ同一であると看做すことができる。
【００３７】
このようにして、図２に示すように、基板１６に対する７個の測光ポイントＰ1〜Ｐ7の測光値データがデータメモリ３６に格納されることになる。一方、タイムスタンプ部３５は、例えば後述するようにデータ収集の開始の指示がなされたとき以降の最初の周回（ｎ＝０：第０周回）での測定開始指示信号の発生時刻（ｄ0）ゼロとし、それ以降の各周回における測定開始指示信号の発生時刻をｄ0からの経過時間として、その測光値データに対応付けてデータメモリ３６に格納する。
【００３８】
いま、タイミング信号生成部３２で所定時間t1を計時する際に誤動作やノイズの混入等によって計時に乱れが生じた状況を想定する。その場合、例えば図５（ｂ）に示すように測定開始指示信号が本来、出現すべき時点よりもかなり早く出現し、データ記憶制御部３４はこれに応じて７個の測光値データをデータメモリ３６に格納する。しかしながら、ターンテーブル１０の回転速度が一定のままであれば、測光窓１３が未だ基板１６の直下に到達する前に測光を行ってしまったことになり、その周回の７個の測光データのうちの少なくとも何個かは基板１６の反射率を反映していない誤ったデータである。そこで、こうしたデータを排除するために、データ有効性判定部３８は図３に示すようなフローチャートに沿った処理を実行する。
【００３９】
測光値データの収集処理が開始されると、まず、初期設定として変数ＳＷを０に、変数Ｎを１に設定する（ステップＳ１）。次に、タイムスタンプ値ｄnが０であるか否かを判定するわけであるが（ステップＳ２）、測光値データの収集処理開始後の最初の周回（ｎ＝０）での測定開始指示信号の発生時刻、つまりタイムスタンプ値ｄ0は上述したようにゼロであるから、ステップＳ２からＳ８へと進む。ここで、第０周回の判定時には変数ＳＷは１ではないから、ステップＳ１２へと進み、第ｎ周回つまり第０周回に取得された測光値データに対して無効フラグを設定する。つまり、図４に示すように最初に取得された測光値データに対して無効フラグをフラグメモリ３７に格納する。ここで測光値データを無効とするのは、第０周回では測定開始指示信号の出現タイミングが正確か否かを検証することができないためである。
【００４０】
上記ステップＳ１２の後にデータ収集終了か否かを判定し（ステップＳ７）、引き続きデータ収集を継続するのであればステップＳ３へと戻る。ステップＳ３では、データメモリ３６から次の第１周回（ｎ＝１）に対するタイムスタンプ値ｄ1と第０周回（ｎ＝０）に対するタイムスタンプ値ｄ0とを読み出す。そしてその差Δｄ＝ｄ1−ｄ0が、次の条件を満たすか否かを判定する。
ti＊（１−Ｎ＊Er）＜Δｄ＜ti＊（１＋Ｎ＊Er）    …(1)
但し、＊は乗算を表す。ここで、tiはそのときの回転速度情報から算出される、ターンテーブル１０が１回転するのに要する理想的な周回時間である。したがって、例えば回転速度が６０ｒｐｍであればtiは１秒である。またErは回転速度における時間変動の許容誤差であり、例えば±５％のずれを許容するものとすればErは０．０５である。
【００４１】
したがって、いま上記数値条件（６０ｒｐｍ、±５％）の下で変数Ｎが１であるときには、上記(1)式は、
０．９５（秒）＜Δｄ＜１．０５（秒）      …(2)
となる。これは、図４（ｄ）に示すように、ｎ＝０に対するタイムスタンプ値ｄ0の発生地点を基準として理想的に次のタイムスタンプ値ｄ1が発生するべき時間の前後に上記許容誤差の時間幅を有する検出窓を設け、実際に得られたｎ＝１に対するタイムスタンプ値ｄ1がその検出窓内に入っているか否かを判定する、ことに相当する。したがって、測定開始指示信号が正確な時間に発生していれば、またターンテーブル１０の回転変動などがあった場合でもその変動が上記許容誤差範囲を逸脱しない限り、ステップＳ３ではYESと判定され、次いで変数ＳＷを１に変数Ｎを１に設定する（ステップＳ４、Ｓ５）。
【００４２】
そして、第ｎ周回つまり第１周回に取得された測光値データに対して有効フラグをフラグメモリ３７に格納し（ステップＳ６）、上述したステップＳ７へ進む。ターンテーブル１０の各周回において何ら問題なく測定開始指示信号が得られ、測光値データの収集が正確に基板１６に対して行われているものと推定できる場合には、ステップＳ３→Ｓ４→Ｓ５→Ｓ６→Ｓ７→Ｓ３→…の繰り返しによって、全ての測光値データに対して有効フラグが設定される。
【００４３】
いま図５（ｂ）に示すように、第３周回（ｎ＝３）において測定開始指示信号の発生位置が大きくずれた場合を想定する。このとき、ステップＳ３では、(2)式により、
０．９５（秒）＜ｄ3−ｄ2＜１．０５（秒）
の判定が行われるものの、ここでNoとなってステップＳ８へと進み、変数ＳＷは１であるからさらにステップＳ９へ進む。このときには、ｎ＝３のタイムスタンプ値ｄ3が正確でない可能性が高いと考えられるから、正常であった１周回前のｎ＝２でのタイムスタンプ値ｄ2に理想的な周回時間tiを加算したものを新たにｄ3とする。これは、図５（ｂ）に示すように、ｎ＝２でのタイムスタンプ値ｄ0の発生位置を基準として理想的に次のタイムスタンプ値ｄ3が来るべき位置に、擬似的な測定開始指示信号が発生したものと看做すことに相当する。
【００４４】
次いで、変数Ｎが３であるか否かを判定し（ステップＳ１０）、変数Ｎが３でなければ変数Ｎを１だけ増加させる（ステップＳ１１）。したがって、上述したように第２周回では正常であっって第３周回で異常が発生した場合には、第３周回におけるステップＳ１１で変数Ｎは１から２に増加される。そして、ステップＳ１２において、ｎ＝３つまり第３周回で取得された測光値データに対し無効フラグが設定される。
【００４５】
さて、第３周回で異常が発生した場合、その次の第４周回（ｎ＝４）でステップＳ３の処理を行う際には変数Ｎは２であるから、上記(1)式により(2)式ではなく次の(3)式が判定条件となる。
０．９０（秒）＜Δｄ＜１．１０（秒）      …(3)
つまり、このときにΔｄの算出の基準となるｄ3は上記のように擬似的に設定されたものであるため、それ自身が上記許容時間範囲内のずれを有している可能性がある。そこで、許容時間範囲を２倍に広げることによって、本来、正常であると判定されるべきタイムスタンプ値が排除されてしまうことがないようにしている。
【００４６】
図５（ｂ）及び（ｄ）に示すように、第４周回で上記のように許容時間範囲が広げられた検出窓内に測定開始指示信号（タイムスタンプ値ｄ4）が入ったならば、異常状態は既に解消された又は一時的なものであったと判断できるから、ステップＳ３からＳ４、Ｓ５、Ｓ６と進み、第４周回で取得された測光値データに対し有効フラグを設定する。その場合、変数Ｎは１に戻るから、次の第５周回のときには（図示しない）再び許容時間範囲は元に戻り、(2)式が判定条件となる。
【００４７】
次に、例えばターンテーブル１０の実際の回転速度が、設定されている回転速度情報からずれてしまうような不具合が発生した場合の状況の一例について図６を参照して説明する。この例は、第２周回以降でターンテーブル１０の回転速度が速くなってしまった場合を想定している。このときには、第３周回（ｎ＝３）で測定開始指示信号が検出窓内に入らないため測光値データに対し無効フラグが設定され、次に第４周回（ｎ＝４）で検出窓幅が広げられたにも拘わらず測定開始指示信号が検出窓内に入らないため、再び測光値データに対し無効フラグが設定される。このとき、変数Ｎは２から３に増加する。そのため、さらにその次の第５周回（ｎ＝５）でステップＳ３の処理を行う際には変数Ｎは３であるから、上記(1)式より(2)式及び(3)式ではなく次の(4)式が判定条件となる。
０．８５（秒）＜Δｄ＜１．１５（秒）    …(4)
つまり、許容時間範囲は元の３倍に広げられ、それによって、本来、正常であると判定されるべきタイムスタンプ値が排除されてしまうことを防止する。
【００４８】
図６の例では、第５周回でもその検出窓幅内に測定開始指示信号が入らないが、そのときに上記処理ではステップＳ１０でYesと判定されてステップＳ１１はパスされるので、変数Ｎは３よりも大きくなることはなく許容時間範囲の拡大は元の３倍までである。これは、あまり検出窓を広げてしまうと、実質的に検出窓を設けた意味がなくなるためである。
【００４９】
なお、ターンテーブル１０の回転の開始とほぼ同時に図３に示したデータ収集処理を開始する場合、ターンテーブル１０が一定回転速度に収束するまでに時間を要することがある。そのときには、第１周回以降でもステップＳ３でNoと判定されステップＳ８→Ｓ１２と進むので、ターンテーブル１０が一定回転速度に収束するまでの各周回において測光値データに無効フラグが設定されることになる。したがって、ターンテーブル１０が一定回転速度に達した以降の測光値データを有効データとして区別することができる。
【００５０】
以上のようにして、データメモリ３６に格納された測光値データの中で、目的とするところの基板１６に対する測光値データでないと看做せるデータに対応するフラグは無効フラグとなる。したがって、反射率演算部４０が反射スペクトルを算出するために測光値データをデータメモリ３６から読み出す際にフラグメモリ３７からそれぞれ対応するフラグを読み出し、無効フラグが設定されている測光値データについては計算から排除するとよい。これによって、反射スペクトルの正確性が向上し、研磨度の判定もより高い精度で行える。
【００５１】
なお、上記実施例は本発明の一例であるから、本発明の趣旨の範囲で、適宜の変更や修正、追加などを行っても本発明に包含されることは明らかである。
例えば、上記実施例は本発明に係るデータ収集装置を基板研磨装置の研磨終点検知装置に適用した場合であるが、本発明は同様の構成を有する他の装置に適用できることは明らかである。また、上記実施例ではターンテーブルという回転部に測光部が設けられ、この測光部により固定部である基板に対する測定を行う構成であるが、逆に固定部に測定部が設けられ、この測定部により回転部側の所定回転位置の部分の測定を行う構成においても本発明の適用が可能であることは容易に想到し得る。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施例であるＣＭＰ装置の要部のブロック構成図。
【図２】本実施例のＣＭＰ装置におけるデータ収集動作を説明するためのターンテーブルを上から見た状態の概略図。
【図３】本実施例のＣＭＰ装置におけるデータ収集部の処理動作を示すフローチャート。
【図４】図３に示すデータ収集動作を説明するための概略タイミング図。
【図５】図３に示すデータ収集動作を説明するための概略タイミング図。
【図６】図３に示すデータ収集動作を説明するための概略タイミング図。
【図７】一般的な基板研磨装置の要部の斜視図。
【符号の説明】
【００５３】
１０…ターンテーブル
１１…主軸
１２…研磨パッド
１３…測光窓
１４…トップリング
１５…リング軸
１６…基板
２０…測光部
２１…光源
２２…レンズ系
２３…照射側光ファイバ
２４…受光側光ファイバ
２５…分光器
２６…光検出器
３０…データ収集部
３１…回転位置センサ
３２…タイミング信号生成部
３３…Ａ／Ｄ変換器
３４…データ記憶制御部
３５…タイムスタンプ部
３６…データメモリ
３７…フラグメモリ
３８…データ有効性判定部
４０…反射率演算部
４１…研磨度判定部
４２…入力設定部
【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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