CN111587164A - 工件的双面抛光装置及双面抛光方法 - Google Patents

工件的双面抛光装置及双面抛光方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种在双面抛光中，能够在工件形状成为目标形状的时机结束双面抛光的双面抛光装置及双面抛光方法。双面抛光装置（1）中的运算部（13）进行如下工序来决定结束双面抛光的时机：第1工序，按每一个工件对由工件厚度测量器（11）测量的工件厚度数据进行分类；第2工序，按每一个工件从工件厚度数据中提取工件形状成分；第3工序，对提取出的各工件形状成分，确定测量出的工件上的工件径向位置；第4工序，根据所确定的工件上的工件径向位置及工件形状成分，计算工件形状分布；第5工序，根据计算出的工件形状分布，求出工件的形状指标；以及第6工序，基于所求出的每一个工件的形状指标，决定结束工件的双面抛光的时机。

Description

工件的双面抛光装置及双面抛光方法
技术领域
本发明涉及一种工件的双面抛光装置及双面抛光方法。
背景技术
供抛光的工件的典型例的硅晶片等的半导体晶片的制造中，为了获得更高精度的晶片的平坦度品质或表面粗糙度品质，一般采用同时抛光晶片的正面和背面的双面抛光工序。
尤其近年来，由于半导体元件的细微化及半导体晶片的大口经化，曝光时的半导体晶片的平坦度要求变得严格。因此，强烈期望在适当的时机结束双面抛光的方法。
一般的双面抛光中，在抛光初期，晶片的整个面形状，是向上凸的形状，在晶片外周可看得见大的塌边形状。此时，晶片的厚度与载板的厚度相比足够厚。接着，进行抛光时，晶片的整个面形状虽然接近平坦，但在晶片外周留有塌边形状。此时，晶片的厚度为比载板的厚度厚一点的状态。进一步进行抛光时，晶片的形状成为大致平坦的形状，晶片外周的塌边量变小。此时，晶片的厚度与载板的厚度大致相等。之后，进行抛光时，晶片的形状渐渐成为中心部凹下的形状，晶片的外周成为向上倾斜的形状。此时，载板的厚度成为比晶片厚度厚的状态。
根据上述说明，为了获得整个面及外周的平坦度高的晶片，一般直到晶片厚度大致等于载板的厚度为止，进行晶片的抛光，操作者通过调整抛光时间，对其进行控制。
可是，在由操作者进行的抛光时间的调整中，较大地受到抛光辅助材料的交换时机或装置的停止时机的偏差等抛光环境的影响。因此，不一定能正确地控制抛光量，结果很大程度上依赖于操作者的经验。
相对于此，例如，专利文献1中，提出有从上平台的上方（或下平台的下方）的监视孔实时测量抛光中的晶片厚度，根据该测量结果，能够判定抛光结束时机的晶片的双面抛光装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第2010-030019号公报。
发明内容
发明所要解决的技术问题
以专利文献1为首的以往的方法中，由于根据晶片厚度的测量结果进行结束双面抛光的时机，因此能够在预先设定的厚度结束抛光。但是，存在抛光后的晶片的形状与目标形状不一致的问题。
本发明欲解决上述的问题，其目的在于提供能够在双面抛光中，在工件形状成为目标形状的时机结束双面抛光的双面抛光装置及双面抛光方法。
用于解决技术问题的方案
解决上述课题的本发明如下：
（1）一种工件的双面抛光装置，其具备：旋转平台，具有上平台及下平台；太阳齿轮，设置在上述旋转平台的中心部；内齿轮，设置在该旋转平台的外周部；以及载板，设置在所述上平台与所述下平台之间，并设置有保持工件的1个以上的孔，
所述上平台或所述下平台具有从该上平台或下平台的上表面贯穿到下表面的1个以上的孔，
所述工件的双面抛光装置具备1个以上的工件厚度测量器，能够在所述工件的双面抛光中，从所述1个以上的孔实时测量所述工件的厚度，所述工件的双面抛光装置的特征在于，具备：
运算部，在所述工件的双面抛光中，决定结束所述工件的双面抛光的时机，所述运算部进行如下工序：
第1工序，按每一个工件对由所述工件厚度测量器测量的工件厚度数据进行分类；
第2工序，按每一个工件，从工件厚度数据中提取工件的形状成分；
第3工序，针对提取出的各工件形状成分，确定测量出的工件上的工件径向位置；
第4工序，根据所确定的工件上的工件径向位置及所述工件形状成分，计算工件形状分布；
第5工序，根据计算出的工件形状分布，求出工件的形状指标；以及
第6工序，根据所求出的每一个工件的形状指标，决定结束所述工件的双面抛光的时机，
在所决定的结束所述工件的双面抛光的时机，结束双面抛光。
（2）根据权利要求1所述的工件的双面抛光装置，其中，
在上述第3工序中，实测所述太阳齿轮的中心与所述孔的中心之间的距离、所述载板的自转角度以及所述载板的公转角度，确定测量各所述形状成分的工件上的工件径向的位置，或对于所述上平台的转速、所述载板的公转数及所述载板的自转数的各种条件通过模拟计算能够测量所述工件的厚度的区间，确定计算出的能够测量区间与实际能够测量的区间最一致的所述上平台的转速、所述载板的公转数及所述载板的自转数，确定测量各所述形状成分的工件上的工件径向的位置。
（3）根据权利要求1或2所述的工件的双面抛光装置，其中，
在所述第6工序中，以直线近似所述工件的形状指标与抛光时间的关系，根据近似的直线，将所述工件的形状指标成为规定值的抛光时间作为结束所述工件的双面抛光的时机。
（4）根据权利要求1至3中任一项所述的工件的双面抛光装置，其中，
在所述第5工序中，以偶函数近似所述工件的形状成分与所述工件上的工件径向的位置的关系，根据近似的偶函数的最大值及最小值决定所述工件的形状指标。
（5）根据权利要求1至4中任一项所述的工件的双面抛光装置，其中，
在所述第1工序中，根据连续测量所述工件的厚度数据的时间间隔，将所述厚度数据按每一个工件进行分类。
（6）根据权利要求1至5中任一项所述的工件的双面抛光装置，其中，
在所述第2工序中，以二次函数近似所述工件的厚度数据与抛光时间的关系，将所述工件的厚度数据与近似的二次函数之差作为所述工件的形状成分。
（7）一种工件的双面抛光方法，在设置有保持工件的1个以上的孔的载板上保持工件，以由上平台及下平台构成的旋转平台夹入该工件，通过设置在所述旋转平台的中心部的太阳齿轮的旋转和设置在所述旋转平台的外周部的内齿轮的旋转，控制所述载板的自转及公转，由此，相对旋转所述旋转平台与所述载板，同时抛光所述工件的双面，所述工件的双面抛光方法的特征在于，
所述上平台或所述下平台具有从该上平台或该下平台的上表面贯穿到下表面的1个以上的孔，
所述工件的双面抛光方法在所述工件的双面抛光中，具备如下工序：
第1工序，按每一个工件对由所述工件厚度测量器测量的工件厚度数据进行分类；
第2工序，按每一个工件，从工件厚度数据中提取工件的形状成分；
第3工序，针对提取出的各工件形状成分，确定测量出的工件上的工件径向位置；
第4工序，根据所确定的工件上的工件径向位置及所述工件形状成分，计算工件形状分布；
第5工序，根据计算出的工件形状分布，求出工件的形状指标；以及
第6工序，根据所求出的每一个工件的形状指标，决定结束所述工件的双面抛光的时机，
在所决定的结束所述工件的双面抛光的时机，结束双面抛光。
（8）根据权利要求7所述的工件的双面抛光方法，其中，
在所述第3工序中，实测所述太阳齿轮的中心与所述孔的中心之间的距离、所述载板的自转角度及所述载板的公转角度，确定测量各所述形状成分的工件上的工件径向的位置，或对于所述上平台的转速、所述载板的公转数及所述载板的自转数的各种条件通过模拟计算能够测量所述工件的厚度的区间，确定计算出的能够测量区间与实际能够测量的区间最一致的所述上平台的转速、所述载板的公转数及所述载板的自转数，确定测量各所述形状成分的工件上的工件径向的位置。
（9）根据权利要求7或8所述的工件的双面抛光方法，其中，
在所述第6工序中，以直线近似所述工件的形状指标与抛光时间的关系，根据近似的直线，将所述工件的形状指标成为规定值的抛光时间作为结束所述工件的双面抛光的时机。
（10）根据权利要求7至9中任一项所述的工件的双面抛光方法，其中，
在所述第5工序中，以偶函数近似所述工件的形状成分与所述工件上的工件径向的位置的关系，根据近似的偶函数的最大值及最小值决定所述工件的形状指标。
（11）根据权利要求7至10中任一项所述的工件的双面抛光方法，其中，
在所述第1工序中，根据连续测量所述工件的厚度数据的时间间隔，按每一个工件对所述厚度数据进行分类。
（12）根据权利要求7至11中任一项所述的工件的双面抛光方法，其中，
所述第2工序中，以2次函数近似所述工件的厚度数据与抛光时间的关系，将所述工件的厚度数据与近似的2次函数之差作为所述工件的形状成分。
发明效果
根据本发明，由于基于工件的形状指标来决定结束双面抛光的时机，因此双面抛光中，能够在工件形状成为目标形状的时机结束双面抛光。
附图说明
图1是本发明的一实施方式所涉及的工件的双面抛光装置的俯视图。
图2是图1中的A-A剖视图。
图3是表示去除异常值的晶片的厚度数据的一例的图。
图4是表示从图3所示的厚度数据分离的1片晶片W的厚度数据的图。
图5是表示以2次函数近似图4所示的晶片厚度数据而获得的晶片平均厚度的时间变动的图。
图6是表示从图4所示的晶片厚度数据提取的晶片表面形状成分的时间变动的图。
图7是表示在测量晶片厚度的某一时刻的载板及晶片的位置关系的一例的图。
图8A是图6所示的形状分布的时间变动的从抛光时间500秒到1000秒的放大图。
图8B是根据8A获得的晶片形状分布。
图9是表示晶片的形状指标的平均值与抛光时间的关系的图。
图10是表示以直线近似的晶片的形状指标的图。
图11是本发明的工件的双面抛光方法的流程图。
具体实施方式
（工件的双面抛光装置）
以下，关于本发明的工件的双面抛光装置的一实施方式，参考附图详细例示说明。图1是本发明的一实施方式所涉及的工件的双面抛光装置的俯视图，图2是图1中的A-A剖视图。如图1、图2所示，双面抛光装置1具备：旋转平台4，具有上平台2及与其对置的下平台3；太阳齿轮5，设置在旋转平台4的旋转中心部；以及内齿轮6，以圆环状设置在旋转平台4的外周部。如图2所示，在上下的旋转平台4的对置面，即，上平台2的抛光面的下表面侧及下平台3的抛光面的上表面侧，分别贴付有抛光垫7。
并且，如图1、图2所示，该装置1具备：多个载板9，设置在上平台2与下平台3之间，具有保持工件的1个以上（图示例中为1个）的晶片保持孔8。另外，图1中，只显示多个载板9中的1个。并且，晶片保持孔8的数量只要为1个以上即可，例如也能够设为3个。图示例中，由晶片保持孔8保持工件（本实施方式中为晶片）W。
该装置1是行星齿轮方式的双面抛光装置，通过旋转太阳齿轮5与内齿轮6，能够使载板9进行公转运动及自转运动的行星运动。即，一边供给抛光剂，一边使载板9进行行星运动，通过同时使上平台2及下平台3相对于载板9进行相对旋转，能够使贴付于上下旋转平台4的抛光垫7与保持于载板9的晶片保持孔8的晶片W的两面进行滑动，从而同时抛光晶片W的两面。
并且，如图1、图2所示，本实施方式的装置1中，上平台2设置有1个以上的从该上平台2的上表面贯穿到抛光面的下表面的晶片W的厚度测量用的孔10。图示例中，在通过晶片W的中心附近的位置配置有1个孔10。另外，该例中，孔10设置在上平台2，但也可以设置在下平台3上，在上平台2及下平台3中的任一个上设置1个以上的孔10即可。并且，第图1、图2所示的例中，设置有1个孔10，但也可以在上平台2的圆周上（图1中的点划线上）设置多个。在此，如图2所示，孔也在贴付至上平台2的抛光垫7中贯穿，是孔10从上平台2的上表面贯穿到抛光垫7的下表面的状态。
并且，如图2所示，该装置1在图示例中上平台2的上方具备：1个以上的（图示例中为1个）工件厚度测量器11，在晶片W的双面抛光中，能够从1个以上的（图示例中为1个）孔10实时测量晶片W的厚度。该例中，工件厚度测量器11是波长可变型的红外线激光装置。例如，该工件厚度测量器11，能够具备对晶片W照射激光的光学单元、检测从晶片W反射的激光的检测单元、以及根据检测出的激光计算晶片W的厚度的运算单元。通过这种工件厚度测量器11，能够根据入射于晶片W的激光的由晶片W的正面的表面反射的反射光与由晶片W的背面反射的反射光的光路长的差，计算晶片W的厚度。另外，工件厚度测量器11，只要能够实时测量工件的厚度即可，不特别限定于如上述那样的红外线激光。
并且，如图2所示，本实施方式的双面抛光装置1具备控制部12。如图2所示，该例中，控制部12与上平台2、下平台3、太阳齿轮5、内齿轮6及工件厚度测量器11连接。
而且，本实施方式的双面抛光装置1具备运算部13，在工件的双面抛光中，决定结束工件的双面抛光的时机，并与控制部12连接。该运算部13，获得由工件厚度测量器11测量的工件厚度数据，决定结束工件的双面抛光的时机。以下，关于运算部13的处理，举例说明工件厚度测量器11为红外线激光，设置于上平台中2的孔10的数量为5个，载板9的数量为5片，各载板9保持1片作为工件的晶片W的情况。
利用工件厚度测量器11进行的晶片W的厚度测量，在从工件厚度测量器11照射的激光通过上平台2的孔10而照射到晶片W的表面的情况下，可正确地进行测量。
相对于此，激光不通过孔10而照射到上平台2的表面的情况或虽然激光通过孔10，但照射到载板9的表面而不是晶片W的表面的情况，无法获得晶片W的厚度。以下，将通过工件厚度测量器11测量晶片W的厚度的时间上连续的区间称作“可测量区间”，将未能正确测量晶片W的厚度的区间称作“不可测量区间”。
即使是在上述可测量区间中所测量的数据，也会有1点1点的数据偏差较大，而无法正确评价晶片W的形状。这种情况下，通过按每一个孔10平均化可测量区间中测量的数据，能够评价晶片W的形状。
具体而言，如上所述，上平台2具有5个厚度测量用的孔10。因此，上平台2例如以20rmp（3秒周期）旋转时，以0.6秒周期来自工件厚度测量器11的激光通过孔10。并且，通过孔10的直经（例如，15mm）所需要的时间为0.01秒的情况下，某一孔10的可测量区间与下一可测量区间之间的时间间隔，即不可测量的区间为0.01秒以上且0.59秒以下。因此，不可测量区间为0.01秒以上且0.59秒以下的情况下，将在这之前测量的连续数据看作以孔10中的1个连续测量的数据，进行平均化处理，判断向相邻的孔10移动。并且，即使孔10通过晶片厚度测量器11正下方，由于晶片W不存在，因此有可能成为不可测量区间。因此，从当前测量的孔10向2个相邻的孔10移动的情况下，可测量区间与下一可测量区间之间的时间间隔，即不可测量区间为0.59秒以上且1.19秒以下。
并且，如上所述，即使在平均化的数据中，例如，也有包含测量晶片最外周部的厚度的情况等的异常值的情况，在包含这种异常值的情况下，有时无法正确评价晶片W的形状。于是，首先，优选从所测量的厚度数据去除异常值。
上述异常值的去除，能够根据载板9的初始厚度、晶片W的初始厚度等进行。并且，在获得某一程度的晶片厚度的测量值的阶段，例如也能够将统计上标准偏差超过规定值（例如，0.2μm）的数据作为异常值去除。以下，将去除异常值的值称作「正常值」。图3表示去除异常值的晶片W的厚度数据的一例。
以通常的抛光条件进行晶片W的双面抛光时，如同在晶片W厚度的可测量区间出现后，不可测量区间出现，可测量区间再次出现，交替重复可测量区间的出现与不可测量区间的出现。在此，不可测量区间的出现表示照射激光的晶片W被替换。因此，将这种不可测量区间的出现作为指标，能够按每一个晶片对在可测量区间测量的厚度数据进行分类（第1工序）。
并且，本发明人等的研究结果判断，测量在可测量区间由某一载板9保持的晶片W的厚度，之后不可测量区间出现，在下一个出现的可测量区间中测量厚度的晶片W不限于由邻接的载板9保持，有时由2个以上分离的载板9保持。
具体而言，带有A、B、C、D、E的载板9依次排列成环状，以A、B、C、D、E、A、B…的顺序朝向工件厚度测量器11进行公转的情况下，首先，测量由A的载板9保持的晶片W的厚度时，出现不可测量区间，之后出现的可测量区间中测量的有时是由2个分离的C的载板9保持的晶片W。在该情况下，与测量邻接的载板9的晶片W的情况相比，不可测量区间的时间较长。
因此，不可测量区间的时间，换言之，根据可测量区间与可测量区间之间的时间间隔，能够判定例如在A的载板9的晶片W之后，测量到了B的载板9的晶片W的厚度，还是测量到了C或D的载板9的晶片W。这样能够按每一个晶片W对晶片W的厚度数据进行正确地分类。
图4表示从图3所示的厚度数据分离的1片晶片W的厚度数据。图中虽然未表示，关于其他4个晶片W，也可获得表示与图4所示的相同倾向的晶片W的厚度数据。
接着，对于按每一个晶片W分类的晶片W的厚度数据，进行以下的工序。首先，从晶片W的厚度数据提取晶片W的形状成分（第2工序）。在第1工序中分类的每一个晶片W的厚度数据，随着抛光时间变小。即，由于晶片W的平均厚度随着抛光时间变小，因此在第1工序中获得的厚度数据中，不只包含晶片W表面的形状成分的时间变动，也包含晶片W的平均厚度的时间变动。于是，通过从晶片W的厚度数据中去除晶片W的平均厚度的时间变动，提取晶片W表面的形状成分的时间变动。
上述晶片W的平均厚度的时间变动，能够以2次函数近似。图5表示以2次函数近似图4所示的晶片W的厚度数据而获得的晶片W的平均厚度的时间变动。如该图所示，晶片W的厚度数据，能够以2次函数良好地拟合。由此，能够获得晶片W的平均厚度的时间变动。接着，从晶片W的厚度数据中减去如上述获得的晶片W的平均厚度的时间变动。由此，能够提取晶片W表面的形状成分的时间变动。将所获得的形状成分的时间变动示于图6。
接着，关于如上述提取的晶片W的各形状成分，确定测量出的晶片W上的晶片径向的位置，即离晶片中心的距离（第3工序）。图7表示在测量晶片W的厚度的某一时刻的载板9及晶片W的位置关系的一例。该图中，可知厚度测量位置（即，工件厚度测量器11的位置，或孔10的中心位置）位于基准线上，从太阳齿轮5的中心到厚度测量位置的距离（即，从太阳齿轮5的中心到孔10的中心的距离）是设计值。同样地，可知关于旋转平台4或太阳齿轮5、载板9的半经、从载板9的中心到晶片W的中心的距离也是设计值。
并且，α是载板9的公转角度，是基准位置（基准线）与连结太阳齿轮5的中心和载板9的中心的线之间的角度。并且，β是载板9的自转角度，表示连结太阳齿轮5的中心和载板9的中心的线与连结载板9的中心和晶片W的中心的线之间的角度。
不限于本发明的双面抛光装置1，双面抛光装置中，为了确认旋转平台4或载板9等在设定的条件下旋转，使用称作“编码器”的装置来监视离基准位置（基准线）的角度（或是移动量），并进行控制。因此，能够确定在测量晶片W的厚度的时刻的公转角度α及自转角度β。于是，能够分别根据所确定的公转角度α求出载板9的中心位置，根据自转角度β求出晶片W的中心位置。如上所述，由于知道从太阳齿轮5的中心到厚度测量位置（即，孔10的中心）的距离，因此能够求出晶片W的中心到厚度的测量位置的距离，即晶片W的形状成分的各自的晶片径向位置。
由此，能够根据设计值的旋转平台4或太阳齿轮5、载板9的半经、从载板9的中心到晶片W的中心的距离、工件厚度测量器11的位置（即，从太阳齿轮5的中心到孔10的中心的距离），还有测量晶片W的厚度时的（1）载板9的公转角度α、（2）载板9的自转角度β，求出晶片W的形状成分的各自的晶片径向位置。
如上所述，（1）载板的公转角度α及（2）载板9的自转角度β，能够通过实测来求出。但是，这些实测要求高精度。因此，优选通过模拟从抛光开始至一定时间内（例如，200秒）的可测量区间的图案确定（1）及（2），求出晶片W的形状成分的各自的晶片径向位置。
具体而言，通过赋予作为抛光条件的上平台2的转速（rpm）、载板9的公转数（rpm）及载板9的自转数（rpm），并赋予晶片W的初始位置（离图7中的基准位置（基准线）的晶片W的公转角度α及自转角度β）作为参数，可通过模拟求出测量晶片W厚度的时间图案（即，可测量区间的图案）与测量出与其相关联的厚度的位置（即，晶片W的形状成分的晶片径向位置）。
于是，求出通过模拟获得的可测量区间的图案与根据实测的可测量区间的图案最一致的上平台2的转速（rpm）、载板9的公转数（rpm）及载板9的自转数（rpm），确定测量厚度的位置。由此，能够通过模拟求出晶片W的形状成分的各自的晶片径向的位置。
接着，根据所确定的晶片W上的晶片径向位置及晶片W的形状成分，计算晶片W的形状分布（第4工序）。这能够通过使用相对于不同测量位置的形状成分来计算。在本发明中，在某一抛光时间t中的晶片W的形状分布，使用从抛光时间t-△t到抛光时间t所测量的厚度数据而获得的形状成分而求出。
图8A表示图6所示的形状分布的时间变动从抛光时间500秒到1000秒的放大图。例如，使用在图示例中680秒到880秒的形状成分来求出在抛光时间800秒中的晶片W的形状分布。图8B表示所获得的形状分布。另外，从上述说明可知，所获得的晶片W的形状分布，表示抛光时间t-△t到t之间的晶片W的平均形状分布，而不是在抛光时间t中的形状分布。
用于求出上述形状分布而使用的形状成分的时间范围，依赖于每单位时间的可测量数据数，由于依赖于抛光条件，因此无法一概决定。时间范围越长，越能够提高形状分布的精度，另一方面形状分布的计算变得需要时间，在高速性方面差。相对于此，时间范围越短，形状分布的计算所需的时间越短，因此在高速性方面优异，另一方面，形状分布的精度差。本发明人等发现，例如通过使用75秒以上的时间范围的形状成分求出晶片W的形状分布，能够以充分的高精度求出形状分布。从高速且高精度地求出形状分布的观点考虑，利用200秒以上且300秒以下的时间范围的形状分布求出晶片W的形状分布。
接着，根据如上述计算的晶片W的形状分布，求出晶片W的形状指标（第5工序）。表示晶片W的平坦度的指标之1，可举出GBIR（Global Backside Ideal Range：全体背面理想范围）。GBIR是表示晶片全体的全体平坦度的代表性指标，评价晶片整个面厚度的不均。GBIR能够作为晶片W中的形状分布的最大值与最小值之差而求出。
本发明中，利用GBIR作为晶片W的形状指标。但是，关于获得的GBIR是形状分布的计算中使用的形状成分在t-△t到t的时间范围内的平均GBIR，不是严格意义上的GBIR。于是，本发明中，形状分布的最大值与最小值之差，标记为「晶片W的形状指标」。
并且，如图8（b）所示的例，形状分布的数量不充分的情况下，以偶函数近似形状分布，以所获得的偶函数表示，根据晶片W的形状分布求出最大值及最小值，根据所求出的最大值与最小值之差，能够计算晶片W的形状指标。
获得晶片W的中心附近的形状成分作为上述偶函数的情况下，通过使用4次函数，能够良好再现晶片W的形状分布，因此优选。另一方面，没获得晶片W的中心附近的形状分布的情况下，通过使用2次函数，能够良好地再现晶片W的形状分布，因此优选。
以上，按每一个晶片W求出晶片W的形状指标后，根据求出的每一个晶片W的形状指标，决定结束晶片W的双面抛光的时机（第6工序）。具体而言，求出每一个晶片所获得的形状指标的平均值，根据该平均值决定结束晶片W的双面抛光时机。
图9表示晶片W的形状指标的平均值与抛光时间的关系。实际上，在晶片W的形状指标成为规定值，例如成为零的时机结束双面抛光。
通常，供双面抛光的晶片W的表面在抛光前较平坦，开始双面抛光时，晶片的表面形状改变，平坦度暂且恶化，GBIR增加。但是，继续双面抛光时，平坦度提高，GBIR转变为减少。GBIR表示继续进行双面抛光时对于抛光时间直线减少的倾向。关于本发明中的晶片W的形状指标，值转变为减少后直线减少，表示与GBIR相同的倾向。因此，晶片W的形状指标的值转变为减少后，如图10所示，通过以直线近似形状指标的适当范围，能够预测晶片W的形状指标成为规定值（例如，零）的时机。根据本发明人等的研究，通过根据双面抛光中的晶片W的形状指标决定结束双面抛光的时机，可以在晶片W的形状成为目标形状的时机结束双面抛光。
（工件的双面抛光方法）
接着，说明关于本发明的一实施方式所涉及的工件的双面抛光方法。本实施方式的方法中，例如，可以使用图1、图2所示的装置进行晶片W的双面抛光。由于已经说明关于图1、图2所示的装置构成，因此省略再次的说明。
图11表示本发明的工件的双面抛光方法的流程图。关于本发明的方法，由于与上述基于本发明的工件的双面抛光装置中的运算部13决定结束双面抛光的时机的方法相同，因此简单说明，并省略详细的说明。
首先，在预先决定时机之前，从通过工件厚度测量器11测量的工件厚度数据中去除异常值，获得只有正常值构成的工件厚度数据。工序S1中，按每一个工件对以该方式去除异常值的工件厚度数据进行分离（第1工序）。这个能够根据例如连续测量工件厚度数据的时间间隔进行。
接着，在工序S2中，按每一个工件，从工件厚度数据中提取工件的形状成分（第2工序）。这能够通过例如以2次函数近似工件厚度数据，从工件的形状成分的时间变动中减去以2次函数近似获得的工件平均厚度的时间变动来进行。
接着，在工序S3中，关于提取出的各工件的形状成分，确定测量的工件上的工件径向位置（第3工序）。如上述，实测太阳齿轮5的中心与孔10的中心之间的距离、载板9的自转角度β及载板9的公转角度α，确定测量各形状成分的工件上的工件径向的位置，或是对于上平台2的转速、载板9的公转数及载板9的自转数的各种条件通过模拟计算能够测量工件的厚度的区间，确定计算出的能够测量区间与实际能够测量的区间最一致的上平台2的转速、载板9的公转数及载板9的自转数，能够确定测量各形状成分的晶片上的晶片径向位置。
接着，在工序S4中，根据所确定的工件上的工件径向位置及工件的形状成分，计算工件的形状分布（第4工序）。求出形状分布时，形状成分的数量少的情况下，通过以偶函数近似，能够获得形状分布。
接着，在工序S5中，根据计算出的工件的形状分布，求出工件的形状指标（第5工序）。本发明中，使用工件的形状分布的最大值与最小值之差作为工件的形状指标。
接着，在工序S6中，根据所求出的每一个工件的形状指标，决定结束工件的双面抛光的时机（第6工序）。该工序中，以直线近似工件的形状指标与抛光时间的关系，根据近似的直线能够将工件的形状指标成为规定值（例如，零）的抛光时间作为结束工件的双面抛光的时机。
最后，在工序S7中，在所决定的结束工件的双面抛光的时机结束双面抛光。以该方式，能够在工件形状成为目标形状的时机结束双面抛光。
产业上的可利用性
根据本发明，根据工件的形状指标决定结束双面抛光的时机，在双面抛光中，由于能够在工件形状成为目标形状的时机结束双面抛光，因此在半导体晶片制造业中很有用。
附图标记说明
1-双面抛光装置，2-上平台，3-下平台，4-旋转平台，5-太阳齿轮，6-内齿轮，7-抛光垫，8-晶片保持孔，9-载板，10-晶片厚度测量用孔，11-工件厚度测量器，12-控制部，13-运算部，W-晶片。

Claims (12)

1.一种工件的双面抛光装置，其具备：旋转平台，具有上平台及下平台；太阳齿轮，设置在该旋转平台的中心部；内齿轮，设置在所述旋转平台的外周部；以及载板，设置在所述上平台与所述下平台之间，并设置有保持工件的1个以上的孔，
所述上平台或所述下平台具有从该上平台或下平台的上表面贯穿到下表面的1个以上的孔，
所述工件的双面抛光装置具备：1个以上的工件厚度测量器，能够在所述工件的双面抛光中，从所述1个以上的孔实时测量所述工件的厚度，
所述工件的双面抛光装置的特征在于，具备：
运算部，在所述工件的双面抛光中，决定结束所述工件的双面抛光的时机，所述运算部进行如下工序：
第1工序，按每一个工件对由所述工件厚度测量器测量的工件厚度数据进行分类；
第2工序，按每一个工件，从工件厚度数据中提取工件的形状成分；
第3工序，针对提取出的各工件形状成分，确定测量出的工件上的工件径向位置；
第4工序，根据所确定的工件上的工件径向位置及所述工件形状成分，计算工件形状分布；
第5工序，根据计算出的工件形状分布，求出工件的形状指标；以及
第6工序，根据所求出的每一个工件的形状指标，决定结束所述工件的双面抛光的时机，
在所决定的结束所述工件的双面抛光的时机，结束双面抛光。
2.根据权利要求1所述的工件的双面抛光装置，其中，
在上述第3工序中，实测所述太阳齿轮的中心与所述孔的中心之间的距离、所述载板的自转角度及所述载板的公转角度，确定测量各所述形状成分的工件上的工件径向的位置，或对于所述上平台的转速、所述载板的公转数及所述载板的自转数的各种条件通过模拟计算能够测量所述工件的厚度的区间，确定计算出的能够测量区间与实际能够测量的区间最一致的所述上平台的转速、所述载板的公转数及所述载板的自转数，确定测量各所述形状成分的工件上的工件径向的位置。
3.根据权利要求1或2所述的工件的双面抛光装置，其中，
在所述第6工序中，以直线近似所述工件的形状指标与抛光时间的关系，根据近似的直线，将所述工件的形状指标成为规定值的抛光时间作为结束所述工件的双面抛光的时机。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的工件的双面抛光装置，其中，
在所述第5工序中，以偶函数近似所述工件的形状成分与所述工件上的工件径向的位置的关系，根据近似的偶函数的最大值及最小值决定所述工件的形状指标。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的工件的双面抛光装置，其中，
在所述第1工序中，根据连续测量所述工件的厚度数据的时间间隔，将所述厚度数据按每一个工件进行分类。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的工件的双面抛光装置，其中，
在所述第2工序中，以二次函数近似所述工件的厚度数据与抛光时间的关系，将所述工件的厚度数据与近似的二次函数之差作为所述工件的形状成分。
7.一种工件的双面抛光方法，在设置有保持工件的1个以上的孔的载板上保持工件，以由上平台及下平台构成的旋转平台夹入该工件，通过设置在所述旋转平台的中心部的太阳齿轮的旋转和设置在所述旋转平台的外周部的内齿轮的旋转，控制所述载板的自转及公转，由此，相对旋转所述旋转平台与所述载板，同时抛光所述工件的双面，所述工件的双面抛光方法的特征在于，
所述上平台或所述下平台具有从该上平台或该下平台的上表面贯穿到下表面的1个以上的孔，
所述工件的双面抛光方法在所述工件的双面抛光中，具备如下工序：
第1工序，按每一个工件对由所述工件厚度测量器测量的工件厚度数据进行分类；
第2工序，按每一个工件，从工件厚度数据中提取工件的形状成分；
第3工序，针对提取出的各工件形状成分，确定测量出的工件上的工件径向位置；
第4工序，根据所确定的工件上的工件径向位置及所述工件形状成分，计算工件形状分布；
第5工序，根据计算出的工件形状分布，求出工件的形状指标；以及
第6工序，根据所求出的每一个工件的形状指标，决定结束所述工件的双面抛光的时机，
在所决定的结束所述工件的双面抛光的时机，结束双面抛光。
8.根据权利要求7所述的工件的双面抛光方法，其中，
在所述第3工序中，实测所述太阳齿轮的中心与所述孔的中心之间的距离、所述载板的自转角度及所述载板的公转角度，确定测量各所述形状成分的工件上的工件径向的位置，或对于所述上平台的转速、所述载板的公转数及所述载板的自转数的各种条件通过模拟计算能够测量所述工件的厚度的区间，确定计算出的能够测量区间与实际能够测量的区间最一致的所述上平台的转速、所述载板的公转数及所述载板的自转数，确定测量各所述形状成分的工件上的工件径向的位置。
9.根据权利要求7或8所述的工件的双面抛光方法，其中，
在所述第6工序中，以直线近似所述工件的形状指标与抛光时间的关系，根据近似的直线，将所述工件的形状指标成为规定值的抛光时间作为结束所述工件的双面抛光的时机。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的工件的双面抛光方法，其中，
在所述第5工序中，以偶函数近似所述工件的形状成分与所述工件上的工件径向的位置的关系，根据近似的偶函数的最大值及最小值决定所述工件的形状指标。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的工件的双面抛光方法，其中，
在所述第1工序中，根据连续测量所述工件的厚度数据的时间间隔，按每一个工件对所述厚度数据进行分类。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的工件的双面抛光方法，其中，
在所述第2工序中，以2次函数近似所述工件的厚度数据与抛光时间的关系，将所述工件的厚度数据与近似的2次函数之差作为所述工件的形状成分。
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