JP7218830B1 - 両面研磨装置及び両面研磨方法 - Google Patents

Abstract

【課題】研磨中のウェーハ外周部の厚さ（形状）を正確に評価することができ、信頼のおける厚さ測定を行うことができる両面研磨装置を提供すること。【解決手段】両面研磨装置であって、キャリアに保持されたウェーハが研磨中に通過する位置でウェーハの厚さを測定する厚さ測定装置が更に配置されおり、両面研磨装置は、評価処理部を更に有し、評価処理部は、厚さ測定装置によりウェーハの厚さを測定し、厚さを測定したウェーハを特定し、該特定されたウェーハ上の連続して得られる厚さ測定位置の通過軌跡を取得し、通過軌跡がウェーハテンプレートに収まるように、通過軌跡をウェーハテンプレートに対して相対的に平行移動させ、その後、ウェーハテンプレート中心からの通過軌跡の半径位置を取得することで、前記特定されたウェーハの形状を評価するように構成されたものであるウェーハの両面研磨装置。【選択図】図７

Description

本発明は、ウェーハの加工、特には両面研磨に関し、研磨中にウェーハの形状及び厚さを正確に計測できるウェーハの両面研磨装置及び両面研磨方法に関する。

遊星歯車式の両面研磨装置において、キャリアの厚さに対するウェーハの仕上がり厚さを調整することによって平坦度を調整する技術が開示されている。例えば、特許文献１から、遊星歯車式の両面研磨装置において、研磨後のウェーハの平坦度は、研磨終了時のウェーハの厚さ、すなわちウェーハの仕上がり厚さとキャリアの厚さとの関係によって変化することが知られており、加工終了時に要望されるウェーハ形状、厚さにコントロールすることが重要である。

この厚さ測定に関し、例えば、両面研磨方法では、サンプルウェーハを用いて計測した研磨率によってウェーハが所定の厚さになるような研磨時間を算出して、算出した研磨時間だけ研磨して研磨を終了するようにしていた。しかし、研磨クロスの表面状態などの条件変化に伴い研磨率は変化するため、バッチごとにウェーハの厚さに変化が生じてしまう。バッチごとにサンプルウェーハを用いて研磨率を算出するのでは研磨に要する時間が長くかかり、非効率となる。

そこで、この問題を解決するために、研磨中でもウェーハの厚さを測定できる方法が提案されている。

特許文献２では、ワークの厚さを研磨を実施しながら正確に把握し、適切なタイミングで研磨を終了できる、両面研磨装置及び両面研磨方法が開示されている。また、特許文献２では、研磨工程中にワークの所定の位置における厚さを計測する工程と、該計測の結果に基づき研磨終了時期を判定する工程の開示がある。

特許文献３では、ワークの断面形状を測定することのできる断面形状測定方法が開示されている。この方法では、厚さ測定部が測定する厚さと、厚さを測定したウェーハの面内位置を求める位置演算部によって求められる面内位置とをそれぞれ複数取得していき、各面内位置における厚さを、ウェーハの中心から各面内位置までの径方向距離に対応するウェーハの所定の径方向の各位置における厚さに変換処理して、所定の径方向のウェーハの断面形状を求めている。

特許文献４では、ワークの断面形状を測定する断面形状測定方法が開示されている。この方法では、上定盤及び下定盤の回転による計測孔のウェーハの面上の通過期間中に、連続して得られ、且つ、通過軌跡上のウェーハＷの各面内位置の厚さのデータからなるデータ列を少なくとも一つ取得し、取得されたデータ列のうちデータ数の多いデータ列を抽出し、この抽出された抽出データ列のデータの順番を示す行番号と、これら行番号のデータと、ウェーハＷの直径とに基づいて、ウェーハＷの一端から他端に径方向に沿った各面内位置の厚さを断面形状演算装置によって求めて、ウェーハの径方向の断面形状を求めている。

特許文献５では、研磨中のワークの形状変化の推移に基づき、所望のワーク形状になったタイミング或いは所望のワーク形状になるタイミングでワークの研磨加工を停止できる研磨装置が開示されている。この研磨装置は、回転する定盤によってワークを研磨する研磨機と、ワークの形状を測定する形状測定器と、形状測定器によって測定されたワークの形状情報を記憶するメモリと、形状測定器によって測定されたワークの形状情報を表示する表示器と、表示器の表示内容を制御する制御部とを備え、制御部が、形状測定器によって測定された現在研磨中のワークである研磨中ワークの形状描画を時系列で並べた第１描画を生成し、第１描画を表示器に表示させるものである。

特許文献６では、確実かつ極めて精密に両面処理機で処理されるワークピースの厚さを決定する方法が開示されている。この方法は、ワークピースの処理中に、ワークピースの厚さが、上部加工ディスク及び／又は下部加工ディスクに配置された少なくとも１つの光学的厚さ測定装置によって光学的に測定される工程と、少なくとも１つの厚さ測定装置の測定結果が、両面処理機の制御装置に供給される工程と、ワークピースの予め指定した目標厚さに達すると、制御装置が、ワークピースの処理の作業を終了する工程とを含む。

特許文献７では、基板の研磨中に基板上に形成された膜の正確な厚さを取得し、得られた膜の厚さに基づいて基板の研磨終点を正確に決定することができる研磨方法が開示されている。この方法は、基板の研磨中に、基板に光を照射し、基板から反射した光を受光し、反射した光の強度を波長ごとに測定し、測定された光の強度を所定の基準強度で割って相対反射率を算出し、相対反射率と光の波長との関係を示す分光波形を生成し、分光波形にフーリエ変換処理を行なって、膜の厚さおよび対応する周波数成分の強度を決定し、決定された周波数成分の強度が所定のしきい値よりも高い場合には、決定された膜の厚さを信頼性の高い測定値と認定し、決定された周波数成分の強度が所定のしきい値以下の場合には、決定された膜の厚さを信頼性の低い測定値と認定し、信頼性の高い測定値が所定の目標値に達した時点に基づいて基板の研磨終点を決定し、過去に取得された信頼性の高い測定値の数と信頼性の低い測定値の数の総和に対する信頼性の低い測定値の数の割合を表す不良データ率を算出し、所定のしきい値を、不良データ率に基づいて変化させている。

特許文献８では、ウェーハの中心部の厚みの測定も可能であり、また、信頼性の高い厚み測定が可能となるウェーハの両面研磨装置が開示されている。この方法では、厚み測定装置によって、研磨中のウェーハにレーザ光を照射し、ウェーハの表面と裏面の各反射光を受光して該反射光のピーク値からウェーハの厚みを演算している。

特許文献９では、基板の中心部および周縁部を含む全面において、精度の高い膜厚データを取得することができるポリッシング装置が開示されている。この装置では、光学ヘッドの先端を、研磨テーブルの回転に伴って基板の周縁部に沿って移動させることで、周縁部における測定点の数を増やし、それにより精度の高い膜厚を得ている。

特開平５－１７７５３９号公報 特開２０１５－０４７６５６号公報 特開２０１７－２０４６０９号公報 特開２０１７－２０７４５５号公報 特開２０１９－１８１６５７号公報 特開２０１８－０３４２９８号公報 特開２０１４－２１６４５７号公報 特開２００８－２２７３９３号公報 特開２０１２－１３８４４２号公報

しかしながら、上記特許文献１－９の従来の技術ではそれぞれ次のような課題がある。

研磨後のウェーハ形状の外周部のハネ形状、ダレ形状を決定する要因として、仕上がり厚さとキャリアとの厚さの差（ギャップ）が挙げられる。特に仕上がり厚さの外周部が研磨布との沈み込みによる影響を受けやすく、研磨中のウェーハ外周部の厚みを知ることが重要となる。

上定盤に設置されたウェーハ厚さ測定器からウェーハ厚さを測定し、その厚さ測定情報と同時刻の上定盤、サンギヤ及びインターナルギヤの回転角度からウェーハの特定ができる。

しかし、実際にはキャリア内でのウェーハのズレや、キャリアや機械内部を含めたギヤのバックラッシュ等が影響し正確な位置情報の決定が困難となる。つまり、厚さを測定したウェーハの特定はできるものの、そのウェーハのどの面内の位置の情報（どの半径位置の情報）を測定したのかが不正確になる。そのため、研磨中の特定の半径位置のウェーハ厚さを正確に把握することはできない。特に外周形状について誤差が大きくなり、仕上がり厚さとキャリアとの厚さの差（ギャップ）のコントロールに影響してしまう。ウェーハの外周部が正確に評価できないという課題がある。

本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、研磨中のウェーハ外周部の厚さ（形状）を正確に評価することができ、信頼のおける厚さ測定を行うことができる、両面研磨装置及び両面研磨方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明では、上面が研磨面とされた下定盤と、
該下定盤の上方で支持フレームに上下動自在に支持され、下面が研磨面とされた上定盤と、
前記下定盤と前記上定盤との間に配置され、ウェーハを保持する透孔を有するキャリアと、
前記上定盤及び前記下定盤を軸線を中心として回転駆動する定盤駆動装置と、
前記キャリアを回転駆動するキャリア駆動装置と、
スラリー供給源と
を具備し、スラリーを前記スラリー供給源から前記下定盤上に供給しつつ、前記上定盤及び前記下定盤を回転させ、かつ前記キャリアを回転させることにより、前記上定盤と前記下定盤との間に挟まれたウェーハの両面を研磨する両面研磨装置であって、
前記キャリアに保持されたウェーハが研磨中に通過する位置で前記ウェーハの厚さを測定する厚さ測定装置が更に配置されおり、
前記両面研磨装置は、評価処理部を更に有し、
前記評価処理部は、
前記厚さ測定装置によりウェーハの厚さを測定し、
厚さの測定情報と同時刻の前記定盤駆動装置及び前記キャリア駆動装置の位置情報により、厚さを測定したウェーハを特定し、
該特定されたウェーハ上の連続して得られる厚さ測定位置の通過軌跡を取得し、
前記特定されたウェーハ上の前記通過軌跡が、研磨するウェーハの平均径に対応する径を有するウェーハテンプレートに収まるように、前記通過軌跡を前記ウェーハテンプレートに対して相対的に平行移動させ、
その後、前記ウェーハテンプレート中心からの前記通過軌跡の半径位置を取得することで、前記特定されたウェーハの形状を評価する
ように構成されたものであることを特徴とするウェーハの両面研磨装置を提供する。

このような本発明の両面研磨装置であれば、厚さの測定位置の通過軌跡をウェーハテンプレートに収まるようにした上で、ウェーハテンプレート中心からの通過軌跡の半径位置を取得することができるので、研磨中のウェーハ外周部の厚さ（形状）を正確に評価することができ、信頼のおける厚さ測定を行うことができる。

また、本発明の両面研磨装置であれば、研磨中に各ウェーハ半径位置でのキャリアとの厚さの差を正確に把握することができ、ウェーハの形状及び厚さを加工（研磨）終了時に要望される値又は範囲内にコントロールすることができる。

特に、外周部（例えば、外周位置から３５ｍｍ以内）の正確な外周断面形状についての多くのデータを加工経過時間内にモニターすることが可能になる。

そして、本発明の両面研磨装置であれば、正確な外周断面形状の情報に基づいて、正確に研磨終了点を決定できる。特に、外周形状に変曲点が発生しない最小のＰＶ（Ｐｅａｋ ｔｏ Ｖａｌｌｅｙ）値、Ｒａｎｇｅ値（測定値の最大値と最小値との差）及びσ値（標準偏差）で加工を終了させることで、次工程で修正しやすいウェーハを得ることができる。

例えば、前記厚さ測定装置は、研磨中のウェーハの厚さをレーザー光干渉により測定する定寸装置である。

厚さ測定装置として、例えば、研磨中のウェーハの厚さをレーザー光干渉により測定する定寸装置を用いることで、サンプリング時間も短く、精度よく厚さの測定を行うことができる。

前記厚さ測定装置は、前記上定盤上に、前記上定盤上で前記軸線を中心として公転できるように配置されたものであることが好ましい。

厚さ測定装置は、上定盤上に配置され、加工中公転することで、より多くの厚さデータを取得できる。

また、本発明では、上面が研磨面とされた下定盤と、該下定盤の上方で支持フレームに上下動自在に支持され、下面が研磨面とされた上定盤と、前記下定盤と前記上定盤との間に配置され、ウェーハを保持する透孔を有するキャリアと、前記上定盤及び前記下定盤を軸線を中心として回転駆動する定盤駆動装置と、前記キャリアを回転駆動するキャリア駆動装置と、スラリー供給源とを具備した両面研磨装置を用い、スラリーを前記スラリー供給源から前記下定盤上に供給しつつ、前記上定盤及び前記下定盤を回転させ、かつ前記キャリアを回転させることにより、前記上定盤と前記下定盤との間に挟まれたウェーハの両面を研磨する両面研磨方法であって、
厚さ測定装置により研磨中のウェーハの厚さを測定する工程と、
厚さの測定情報と同時刻の前記定盤駆動装置及び前記キャリア駆動装置の位置情報により、厚さを測定したウェーハを特定する工程と
該特定されたウェーハ上の連続して得られる厚さ測定位置の通過軌跡を取得する工程と、
前記特定されたウェーハ上の前記通過軌跡が、研磨するウェーハの平均径に対応する径を有するウェーハテンプレートに収まるように、前記通過軌跡を前記ウェーハテンプレートに対して相対的に平行移動させる工程と、
その後、前記ウェーハテンプレート中心からの前記通過軌跡の半径位置を取得することで、前記特定されたウェーハの形状を評価する工程と、
評価されたウェーハの形状に基づき研磨終了時期を判定する工程と
を有することを特徴とする両面研磨方法を提供する。

このような本発明の両面研磨方法によれば、厚さの測定位置の通過軌跡をウェーハテンプレートに収まるようにした上で、ウェーハテンプレート中心からの前記通過軌跡の半径位置を取得することにより、研磨中のウェーハ外周部の厚さ（形状）を正確に評価することができ、信頼のおける厚さ測定を行うことができる。

また、本発明の両面研磨方法であれば、研磨中に各ウェーハ半径位置でのキャリアとの厚さの差を正確に把握することができ、ウェーハの形状及び厚さを加工（研磨）終了時に要望される値又は範囲内にコントロールすることができる。

この場合、複数枚のウェーハを同時に研磨することが好ましい。

多くのウェーハのウェーハ形状を取得することで、研磨終了の判断をより正確に行うことができる。

前記厚さを測定する工程において、０．１ミリ秒以下の間隔で厚さの測定結果を得ることが好ましい。

このようにすることで、より多くの厚さデータを取得でき、その結果、研磨終了の判断をより正確に行うことができる。

研磨中の１つのウェーハに対して複数の前記通過軌跡を取得することが好ましい。

厚さ測定位置の通過軌跡を取得する工程において、同一のウェーハに対して複数の通過軌跡を取得することで、精度の高い、半径位置の厚さプロファイルを作成できる。このようなプロファイルを利用することで、ウェーハ外周形状を更に精度よく求めることができる。

以上のように、本発明の両面研磨装置であれば、研磨中のウェーハ外周部の厚さ（形状）を正確に評価することができ、信頼のおける厚さ測定を行うことができる。

また、本発明の両面研磨方法であれば、研磨中のウェーハ外周部の厚さ（形状）を正確に評価することができ、信頼のおける厚さ測定を行うことができる。

本発明の両面研磨装置の一例を示す概略断面図である。 本発明の両面研磨装置が具備することができるキャリアの一例の概略平面図である。 本発明の両面研磨装置が具備することができるキャリアの他の例の概略平面図である。 本発明の両面研磨装置の一例における上定盤、下定盤及び厚さ測定装置の配置を示す概略図である。 本発明の両面研磨装置の他の一例における上定盤、下定盤及び厚さ測定装置の配置を示す概略図である。 通過軌跡とウェーハテンプレートとの位置関係の一例を示す図である。 通過軌跡をウェーハテンプレートに対して相対的に平行移動させる一例を示す概略図である。 ウェーハテンプレートの中心から通過軌跡の半径位置を取得する一例を示す概略図である。 ウェーハテンプレートの中心から通過軌跡の半径位置を取得する他の例を示す概略図である。 本発明の両面研磨装置で得られる半径位置の厚さプロファイルの一例である。 実施例１における、研磨中のウェーハの厚さの測定結果である。 比較例１における、研磨中のウェーハの厚さの測定結果である。 実施例２及び比較例２で評価した、ウェーハの形状パラメータのヒストグラムである。

上述のように、研磨中のウェーハ外周部の厚さ（形状）を正確に評価することができ、信頼のおける厚さ測定を行うことができる、両面研磨装置及び両面研磨方法の開発が求められていた。

本発明者らは、上記課題について鋭意検討を重ねた結果、厚さの測定位置の通過軌跡をウェーハテンプレートに収まるようにした上で、ウェーハテンプレート中心からの通過軌跡の半径位置を取得することにより、研磨中のウェーハ外周部の厚さ（形状）を正確に評価することができ、研磨中のウェーハ外周部の厚さ（形状）を正確に評価することができ、信頼のおける厚さ測定を行うことができることを見出し、本発明を完成させた。

即ち、本発明は、上面が研磨面とされた下定盤と、
該下定盤の上方で支持フレームに上下動自在に支持され、下面が研磨面とされた上定盤と、
前記下定盤と前記上定盤との間に配置され、ウェーハを保持する透孔を有するキャリアと、
前記上定盤及び前記下定盤を軸線を中心として回転駆動する定盤駆動装置と、
前記キャリアを回転駆動するキャリア駆動装置と、
スラリー供給源と
を具備し、スラリーを前記スラリー供給源から前記下定盤上に供給しつつ、前記上定盤及び前記下定盤を回転させ、かつ前記キャリアを回転させることにより、前記上定盤と前記下定盤との間に挟まれたウェーハの両面を研磨する両面研磨装置であって、
前記キャリアに保持されたウェーハが研磨中に通過する位置で前記ウェーハの厚さを測定する厚さ測定装置が更に配置されおり、
前記両面研磨装置は、評価処理部を更に有し、
前記評価処理部は、
前記厚さ測定装置によりウェーハの厚さを測定し、
厚さの測定情報と同時刻の前記定盤駆動装置及び前記キャリア駆動装置の位置情報により、厚さを測定したウェーハを特定し、
該特定されたウェーハ上の連続して得られる厚さ測定位置の通過軌跡を取得し、
前記特定されたウェーハ上の前記通過軌跡が、研磨するウェーハの平均径に対応する径を有するウェーハテンプレートに収まるように、前記通過軌跡を前記ウェーハテンプレートに対して相対的に平行移動させ、
その後、前記ウェーハテンプレート中心からの前記通過軌跡の半径位置を取得することで、前記特定されたウェーハの形状を評価する
ように構成されたものであることを特徴とするウェーハの両面研磨装置である。

また、本発明は、上面が研磨面とされた下定盤と、該下定盤の上方で支持フレームに上下動自在に支持され、下面が研磨面とされた上定盤と、前記下定盤と前記上定盤との間に配置され、ウェーハを保持する透孔を有するキャリアと、前記上定盤及び前記下定盤を軸線を中心として回転駆動する定盤駆動装置と、前記キャリアを回転駆動するキャリア駆動装置と、スラリー供給源とを具備した両面研磨装置を用い、スラリーを前記スラリー供給源から前記下定盤上に供給しつつ、前記上定盤及び前記下定盤を回転させ、かつ前記キャリアを回転させることにより、前記上定盤と前記下定盤との間に挟まれたウェーハの両面を研磨する両面研磨方法であって、
厚さ測定装置により研磨中のウェーハの厚さを測定する工程と、
厚さの測定情報と同時刻の前記定盤駆動装置及び前記キャリア駆動装置の位置情報により、厚さを測定したウェーハを特定する工程と
該特定されたウェーハ上の連続して得られる厚さ測定位置の通過軌跡を取得する工程と、
前記特定されたウェーハ上の前記通過軌跡が、研磨するウェーハの平均径に対応する径を有するウェーハテンプレートに収まるように、前記通過軌跡を前記ウェーハテンプレートに対して相対的に平行移動させる工程と、
その後、前記ウェーハテンプレート中心からの前記通過軌跡の半径位置を取得することで、前記特定されたウェーハの形状を評価する工程と、
評価されたウェーハの形状に基づき研磨終了時期を判定する工程と
を有することを特徴とする両面研磨方法である。

以下、本発明について図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

なお、本発明の両面研磨装置及び両面研磨方法での研磨対象であるウェーハは、典型的には、シリコンウェーハである。ただし、研磨対象は、シリコンウェーハに限られず、本発明はその他のウェーハの両面研磨にも適用できる。

［両面研磨装置］
まず、本発明の両面研磨装置の例を、図１を参照しながら説明する。

図１に示す両面研磨装置１０は、下定盤１と、上定盤２とを具備する。

下定盤１は、上面に研磨パッド１ａが取り付けられている。これにより、下定盤１の上面が研磨面とされている。

上定盤２は、下定盤１の上方で支持フレーム３に上下動自在に支持されている。上定盤２は、上下動機構として例えばシリンダ装置４により、上下動可能となっている。また、上定盤２には、窓部２ｃが形成されている。窓部２ｃは、上定盤２に設けた透孔に、窓材２ｄが嵌め込まれることによって形成されている。窓部２ｃについては、後段で説明する。

上定盤２は、下面に研磨パッド２ａが取り付けられている。これにより、上定盤２の下面が研磨面とされている。

下定盤１の下面には、下定盤駆動装置１ｂが配置されている。また、支持フレーム３の上面には、上定盤駆動装置２ｂが配置されている。下定盤駆動装置１ｂ及び上定盤駆動装置２ｂは、上定盤２及び下定盤１を、下定盤１の中心及び上定盤２の中心を通る軸線５を中心として回転駆動する定盤駆動装置を構成している。下定盤駆動装置１ｂ及び上定盤駆動装置２ｂは、例えばモーターを含むことができる。また、下定盤１は、その下面をリング状の支持ベアリング（図示しない）によって支持されていてもよい。

上定盤２及び下定盤１は、例えば図１に示すように、互いに反対方向に自転するように構成されている。

両面研磨装置１０は、下定盤１と上定盤２との間に配置され、ウェーハＷを保持する透孔を有するキャリア６を更に具備する。

図２に、本発明の両面研磨装置が具備することができるキャリアの例の概略平面図を示す。

図１及び図２に示すように、キャリア６は、下定盤１の中心に配置された太陽ギヤ（内側ピン歯車、サンギヤ）７と、外側に位置するインターナルギヤ（外側ピン歯車）８との間に位置する。図２では、キャリア６、太陽ギヤ７及びインターナルギヤ８を単なる円で示しているが、実際は歯車であり、キャリア６と太陽ギヤ７とは互いに噛合しており、キャリア６とインターナルギヤ８とは互いに噛合している。

キャリア６は、太陽ギヤ７及びインターナルギヤ８の回転により、自転、かつ公転するように回転駆動される。よって、太陽ギヤ７及びインターナルギヤ８は、キャリア６を回転駆動するキャリア駆動装置を構成している。太陽ギヤ７及びインターナルギヤ８は、公知の機構により回転することができる。

キャリア６の各々はウェーハＷを保持する透孔６ａを含む。各キャリア６は、図２に示すように１つの透孔６ａを有していても良いし、図３に示すように複数の透孔６ａを有していても良い。ただし、キャリア６の態様は、図示した例に限定されるものではない。

両面研磨装置１０は、スラリー供給源９を更に具備している。図１では概略的にスラリー供給源９を図示しているが、スラリー供給源９は、両面研磨装置で通常用いられる如何なるものも用いることができる。

本発明の両面研磨装置１０には、キャリア６に保持されたウェーハＷが研磨中に通過する位置でウェーハＷの厚さを測定する厚さ測定装置１１が更に配置されている。

図４は、本発明に係る、厚さ測定装置、具体的にはウェーハの厚さをレーザー光干渉により測定する光学式の厚さ測定装置を設けた両面研磨装置の一例の概略図である。なお、両面研磨装置そのものは図１を参照しながら詳細に説明したので、図４では、上定盤２と、下定盤１と、厚さ測定装置１１と、ウェーハＷとの位置関係のみを図示し、他の部材の図示は省略している。

上定盤２には、厚さ測定装置１１からのレーザー光が透過する窓部２ｃが形成されている。窓部２ｃを形成する位置は、キャリア（図４では図示していない）に保持されたウェーハＷが通過する位置に対応する。窓部２ｃは、上定盤２に設けた透孔に、図１に示すようにガラス製の窓材２ｄが嵌め込まれることによって形成されている。またゴム製のシール材によって、透孔と窓材２ｄとの間がシールされている。窓部２ｃは直径１０～１５ｍｍ程度とするのが好適である。窓部２ｃは、上定盤２上の一つの位置、又は上定盤２の同一円周上の複数位置に配設することができる。

図１に示す例では、光学式の厚さ測定装置１１が、上定盤２の回転により窓部２ｃが移動する軌跡（例えば図４の点線）の一部の上方に位置するように、支持フレーム３に配置されている。

光学式の厚さ測定装置１１そのものは公知のものを用いることができる。例えば、厚さ測定装置１１は、レーザー光を窓部に向けて発光する発光部（図示せず）と、該発光部から発光されるレーザー光の焦点を、窓部２ｃの下方に位置するウェーハＷの表面と裏面とに合わせるよう、駆動装置によって移動される対物レンズ（図示せず）と、ウェーハＷの表面と裏面とで反射する反射光を受光する受光部（図示せず）と、該受光部から受光信号が入力され、ウェーハＷの表面と裏面の各反射光のピーク値からウェーハの厚みを演算する演算部（図示せず）とを具備する。

特に厚さの取得頻度が細かいほうが良く、０．１ミリ秒以下の間隔で厚さのデータを集計するものであることが好ましい。

或いは、厚さ測定装置１１は、例えば図５に示すように、上定盤２上で軸線５を中心として公転できるように配置されたものであってもよい。

このようにすれば、より多くの厚さ情報を得ることができる。なお、このような態様では、得られる厚さデータは多いものの、位置ずれの影響も多いという側面がある。しかし、本発明の両面研磨装置では、以下に詳細に説明するように位置ずれの影響を抑えることができるので、むしろこの態様では、本発明を実施する効果が大きい。

両面研磨装置１０は、評価処理部１２を更に有する。図１に示す例では、評価処理部１２は、厚さ測定装置１１、キャリア駆動装置（太陽ギヤ７及びインターナルギヤ８）及び定盤駆動装置（下定盤駆動装置１ｂ及び上定盤駆動装置２ｂ）に電気的に接続されている。接続は、無線であっても良いし、上定盤２、下定盤１及びキャリア６の回転を阻害するものでなければ有線であっても良い。

図１に示す両面研磨装置１０では、スラリーをスラリー供給源９から下定盤１上に供給しつつ、上定盤２及び下定盤１を回転させ、かつキャリア６を回転させることにより、上定盤２と下定盤１との間に挟まれたウェーハＷの両面を研磨することができる。なお、両面研磨装置１０は、ラッピング装置であってもポリッシング装置であってもよい。

また、図１に示す両面研磨装置１０は、厚さ測定装置１１及び評価処理部１２により、研磨中のウェーハＷの厚さを測定し、ウェーハＷの形状を評価するものである。以下、このような測定及び評価について、詳細に説明する。

まず、評価処理部１２は、厚さ測定装置１１により、研磨中のウェーハＷの厚さを測定するように構成されている。厚さ測定は、例えば次のようにしてなされる。

厚さ測定装置１１の発光部から、波長１μｍ～２μｍの間にスペクトルをもつ赤外領域のレーザー光が発光され、このレーザー光が窓部２ｃに入射する。上記波長領域の赤外レーザー光は、窓材２ｄ及びウェーハＷを透過し、一部の成分が各界面で反射する。すなわち、窓材２ｄの表面、窓材２ｄの裏面、ウェーハＷの表面、及びウェーハＷの裏面で強く反射する。

このウェーハＷの表面及び裏面で反射される反射光のピーク位置と対物レンズの移動距離との関係により、演算部でウェーハＷの厚さを算出することができる。

なお、厚さ測定装置１１の発光部からは常にレーザー光が照射されているが、上定盤２は回転しているため、図１及び図４に示す例では、レーザー光が窓部２ｃを照射しないときがある。この場合、受光部で受光する反射光はそれほど強いものではなく、計測エラーとしてデータをプロットしない。また、ウェーハＷはキャリア６の回転により移動し得るため、窓部２ｃの直下にウェーハＷが位置せず、キャリア６の一部が窓部２ｃの直下に位置していることがある。この場合にも、キャリア６からの反射光は弱いものであるので、計測エラーとしてデータをプロットしない。

このようにすることで特定のウェーハＷの厚さデータを得ることができる。

以上のような測定を行うことができるように上定盤２の側に窓部２ｃを設けるのは空間的にそれほど困難ではない。上定盤２の窓部２ｃを設ける位置は、研磨中にキャリア６によって移動するウェーハＷの中心部の厚さも測定できる位置であることが好ましい。例えば、キャリア６の透孔６ａの中心が通過可能な位置上に窓部２ｃを設けることで、これにより、ウェーハＷの周辺部のみならず、中心付近の厚さ測定も可能となる。

また、評価処理部１２は、厚さの測定情報と同時刻の定盤駆動装置（下定盤駆動装置１ｂ及び上定盤駆動装置２ｂ）及びキャリア駆動装置（太陽ギヤ７及びインターナルギヤ８）の位置情報により、厚さを測定したウェーハを特定するように構成されている。

そのために、厚さ測定装置１１からウェーハＷの厚さを測定し、その測定情報と同時刻の上定盤２及び下定盤１の位置の測定情報を取得する。また同時刻の太陽ギヤ７及びインターナルギヤ８の回転角度シーケンサー情報を取得する。

本発明の両面研磨装置１０の機構であれば、厚さの測定情報と同時刻の定盤駆動装置及びキャリア駆動装置の位置情報（シーケンサ情報）によりウェーハを特定することができる。より具体的には、厚さ測定の位置と同時刻の下定盤駆動装置１ｂ及び上定盤駆動装置２ｂの位置情報、並びに太陽ギヤ７及びインターナルギヤ８の回転角度から、複数枚処理したウェーハＷの内、測定した厚さのデータがどのウェーハの厚さ情報であるかを特定することができる。

更に、評価処理部１２は、以上のようにして特定されたウェーハＷの上の連続して得られる厚さ測定位置の通過軌跡を取得するように構成されている。

該特定されたウェーハＷの上の連続して得られる厚さの通過軌跡の取得とは、ウェーハＷ上で連続して得られた点の集まりを、特定したウェーハＷの一枚分の厚さの通過軌跡として取得することである。実際の厚さ測定は連続して行われるものの、特定のウェーハＷだけを測定しているわけではなく、加工中、複数のウェーハＷ上を繰り返し通過しながら行われている。つまりウェーハＷ間では、厚さデータは取得できず不連続の厚さデータとなる。そのため、ウェーハＷ上で連続して得られた点の集まりを、特定したウェーハＷの一枚分の厚さの通過軌跡として取得する。

そして、評価処理部１２は、特定されたウェーハＷ上の通過軌跡が、研磨するウェーハの平均径に対応する径を有するウェーハテンプレートに収まるように、通過軌跡をウェーハテンプレートに対して相対的に平行移動させ、その後、ウェーハテンプレート中心からの通過軌跡の半径位置を取得することで、特定されたウェーハの形状を評価するように構成されている。この平行移動及びウェーハの形状の評価について、以下に詳細に説明する。

本発明では、先に説明したように得られた厚さの測定位置の通過軌跡について、ウェーハテンプレート中心からの半径位置を取得する。これは、ウェーハテンプレートを設定しておき、その中心からの通過軌跡の半径位置を取得しウェーハ形状とすることである。

ウェーハＷの一枚分の厚さの通過軌跡は、主に円弧状となっており、その長さは、研磨条件（キャリア駆動装置の条件や上定盤２の回転速度や厚さ測定装置１１の設置位置）でさまざまである。そのため、特定した１つのウェーハＷでも複数の通過軌跡が得られる。本発明では、このように得られた複数もしくはいずれか一つの通過軌跡を利用し、厚さプロファイルを作成する。

ウェーハテンプレートは、研磨するウェーハＷの平均径に対応する径を有する仮想的なテンプレートである。例えば、ウェーハテンプレートは、研磨するウェーハＷの平均径（一枚のウェーハを研磨する場合にはその径）と同様の直径を有する円形状、又は面取り部分の位置と、測定装置の能力の関係でウェーハの平均径まで測定ができない場合は、厚さ測定装置１１の測定精度などにより設定される測定領域を径とした円形状のテンプレートとすることができる。

このような処理の中で、得られた厚さデータが、ウェーハテンプレートから外れていることがある。これは、装置間差、例えばキャリア内でのウェーハのバタつき及びズレや，キャリアや機械内部を含めたギヤのバックラッシュ、または太陽ギヤ、インターナルギヤ、キャリアの摩耗等が影響し、正確な位置情報が得られないためである。この現象は３００ｍｍウェーハで、例えば数ミリから多い時には１０ｍｍ近くまでずれることがあった。このような状態で、ウェーハテンプレート中心からの半径位置を取得した場合、測定位置に誤差が生じてしまう。

このようなズレがあると、上下定盤の駆動装置及びキャリア駆動装置の位置情報により特定したウェーハＷについて、設定した理論上のウェーハテンプレート位置から外れたデータが出ることがある。又は、径方向の正確な厚さが評価できていない（中心からの位置がずれてしまう）こともある。

そもそもウェーハテンプレート外のデータは処理されず、測定データ数が少なくなるなどの問題もあり、正しい形状データは得られなかった。データが少ないとばらつきが増えるというリスクがあった。

そこで本発明では、厚さデータの処理について鋭意検討し、ウェーハ上の厚さの測定位置の通過軌跡がウェーハテンプレートに収まるように、通過軌跡をウェーハテンプレートに対して相対的に平行移動させ、測定データがウェーハテンプレートから外れないように設定した。通過軌跡をウェーハテンプレートに対して相対的に平行移動させる際には、通過軌跡又はウェーハテンプレートのいずれか、或いはそれらの両方を平行移動させ、新たに通過軌跡の座標及び／又はウェーハテンプレートの座標を定義するようにした。

例えば、図６に示すように、厚さ測定装置１１による厚さの測定位置の通過軌跡１３の一部が、ウェーハテンプレート１４’の外側に位置している場合、通過軌跡１３をウェーハテンプレート１４’に対して相対的に平行移動させて、例えば図７に示すように、通過軌跡１３が新たなウェーハテンプレート１４に収まるようにする。

つまり、本発明では、例えば円弧状の測定位置の通過軌跡１３がウェーハテンプレート１４に入るように補正するようにした。更には、任意のウェーハＷで得られた厚さの生データの開始点と終点との位置が、ウェーハテンプレート１４の外周に位置するようにテンプレート１４の座標を平行移動するような補正を行う。

具体的に、この補正を行う際には、例えば、以下のように計算する。ウェーハテンプレート１４’を平面内で平行移動させる未知の第１の移動ベクトルを定める。また、通過軌跡１３の両端の座標が平行移動後のウェーハテンプレート１４の円方程式上にくるような未知の第２の移動ベクトルを求める。得られた２つの移動ベクトルの内、ベクトルの大きさが小さい方を採用する。ここでウェーハテンプレート１４の円の方程式の半径は、厚さ測定装置１１が測定可能である研磨するウェーハの半径に対応させる。

このようにして補正して得られた厚さの測定位置の通過軌跡１３について、ウェーハテンプレート１４の中心からの半径位置を取得する。

本発明において、通過軌跡１３のウェーハテンプレート１４の中心からの半径位置とは、通過軌跡１３に含まれる厚さの複数の測定位置の各々と、ウェーハテンプレート１４の中心との距離を意味する。

厚さデータの処理として、測定点は、通常、円弧状の軌跡を描く。本発明では、この測定点を、半径位置の厚さプロファイルとして変換する。すなわち、先に説明したように、加工するウェーハＷの平均径に対応する径を有するウェーハテンプレートを準備し、このテンプレートの中心から測定点までの距離を算出し、プロファイルを作成する。

図８及び図９に、ウェーハテンプレート１４の中心１４ａから通過軌跡１３の半径位置を取得する例をそれぞれ概略的に示す。

図８及び図９に示すように、本発明の両面研磨装置では、図１に示す評価処理部１２により、ウェーハテンプレート１４の中心１４ａから通過軌跡１３に含まれる厚さの測定位置の各々までの距離を測定することができる。

図１０に、得られた厚さプロファイルの例を示す。厚さプロファイルは、以上のようにして得られた、ウェーハテンプレート１４の中心１４ａから通過軌跡１３に含まれる厚さの測定位置の各々までの距離に対し、各測定位置で得られた厚さの測定値をプロットしたものである。

図１０から明らかなように、本発明の両面研磨装置によって通過軌跡の半径位置を取得することにより、研磨中のウェーハ外周部の厚さ（形状）を正確に評価することができ、信頼のおける厚さ測定を行うことができる。なお、このように得られたデータを、更に複数のデータの平均値にしたり、半径方向に移動平均をとるなどの処理を実施してもよい。

また、本発明の両面研磨装置であれば、研磨中に各ウェーハ半径位置でのキャリアとの厚さの差を正確に把握することもでき、ウェーハの形状及び厚さを加工（研磨）終了時に要望される値又は範囲内にコントロールすることができる。

特に、外周部（例えば、外周位置から３５ｍｍ以内）の正確な外周断面形状についての多くのデータを加工経過時間内にモニターすることが可能になる。

そして、本発明の両面研磨装置であれば、正確な外周断面形状の情報に基づいて、正確に研磨終了点を決定できる。特に、外周形状に変曲点が発生しない最小のＰＶ（Ｐｅａｋ ｔｏ Ｖａｌｌｅｙ）値、Ｒａｎｇｅ値（測定値の最大値と最小値との差）及びσ値（標準偏差）で加工を終了させることで、次工程で修正しやすいウェーハを得ることができる。

［両面研磨方法］
次に、本発明の両面研磨方法の例を、図１、図７及び図８を再度参照しながら説明する。

本発明の両面研磨方法は、例えば図１を参照しながら説明した本発明の両面研磨装置１０を用いて、スラリーをスラリー供給源９から下定盤１上に供給しつつ、上定盤２及び下定盤１を回転させ、かつキャリア６を回転させることにより、上定盤２と下定盤１との間に挟まれたウェーハＷの両面を研磨する両面研磨方法である。

本発明の両面研磨方法は、厚さ測定装置１１により研磨中のウェーハＷの厚さを測定する工程と、厚さの測定情報と同時刻の定盤駆動装置（下定盤駆動装置１ｂ及び上定盤駆動装置２ｂ）及びキャリア駆動装置（太陽ギヤ７及びインターナルギヤ８）の位置情報により、厚さを測定したウェーハＷを特定する工程と、特定されたウェーハＷの上の連続して得られる厚さ測定位置の通過軌跡１３を取得する工程と、特定されたウェーハＷ上の通過軌跡１３が、研磨するウェーハＷの平均径に対応する径を有するウェーハテンプレート１４に収まるように、通過軌跡１３をウェーハテンプレート１４に対して相対的に平行移動させる工程（例えば図７）と、その後、ウェーハテンプレート１４の中心１４ａからの通過軌跡１３の半径位置を取得する（例えば図８）ことで、特定されたウェーハＷの形状を評価する工程とを有する。これらの工程については、先の説明を参照されたい。

このようにしてウェーハＷの厚さ測定点の通過軌跡１３の半径位置を取得することにより、先に説明したように、研磨中のウェーハ外周部の厚さ（形状）を正確に評価することができ、信頼のおける厚さ測定を行うことができる。

特に、外周部（例えば、外周位置から３５ｍｍ以内）の正確な外周断面形状についての多くのデータをウェーハ加工と同時にモニターすることが可能になる。

更に、厚さ測定位置の通過軌跡１３を取得する工程において、同一のウェーハＷの情報を複数回集計（複数の通過軌跡１３を集計）することで、精度の高い、半径位置の厚さプロファイルを作成できる。図９に示すような円弧上のデータが短い通過軌跡１３に関しても、ウェーハ外周部の厚さ情報を含んでいるため、これらのデータを有効活用することで、ウェーハ外周形状を更に精度よく求めることができる。

本発明の両面研磨方法は、更に、評価されたウェーハの形状に基づき研磨終了時期を判定する工程を有する。

この工程を含む本発明の両面研磨方法であれば、正確な外周断面形状の情報に基づいて、正確に研磨終了点を決定できる。従って、外周形状に変曲点が発生しない最小のＰＶ値、Ｒａｎｇｅ値及びσ値で加工を終了させることで、次工程で修正しやすいウェーハＷを得ることができる。

また、このような本発明の両面研磨方法であれば、研磨中に各ウェーハ半径位置でのキャリアとの厚さの差を正確に把握することもでき、ウェーハの形状及び厚さを加工（研磨）終了時に要望される値又は範囲内にコントロールすることができる。

本発明の両面研磨方法では、複数枚のウェーハを同時に研磨することが好ましい。

同じバッチの複数のウェーハそれぞれに対し、正確な厚さ（形状）データを取得することで、研磨終了の判断をより正確に行うことができる。

また、厚さを測定する工程において、０．１ミリ秒以下の間隔で厚さの測定結果を得ることが好ましい。

このようにすることで、より多くの厚さデータを取得でき、その結果、研磨終了の判断をより正確に行うことができる。

以下、実施例及び比較例を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

（実験例）
図５に示すように上定盤２に厚さ測定装置１１としての定寸プローブを配置し、該定寸プローブ１１自体も公転する機構になっている点以外は図１に示すのと同様の構造を有する両面研磨装置１０を使用し、先に説明したように構成された評価処理部１２を用い、本発明の研磨装置及び研磨方法で複数の直径３００ｍｍのシリコンウェーハを研磨した。研磨剤は、平均粒径３５～７０ｎｍのコロイダルシリカに、苛性カリ（水酸化カリウム）を添加し、ｐＨが１０．５となるように純水で希釈したものを用いた。研磨布には、市販の不織布タイプを使用した。

なお、厚さ測定装置１１のレーザー光は赤外光波長可変レーザーで、波長は１３００ｎｍ、出力は１０ｍＷ以上とした。

このような条件で研磨工程を行った。キャリアとの厚み差が十分にある状態で任意の半径位置の厚さプロファイルを、上記の方法で通過軌跡１３をウェーハテンプレート１４に対して相対的に平行移動して取得した通過軌跡１３の半径位置に基づいて求めた。この実験例を実施例１とする。実施例１で得られたプロファイルの一部を図１１に示す。キャリアとの厚み差が十分にある状態では研磨布のウェーハへの沈み込みが発生することから外周部は薄くなりやすい。図１１から明らかなように、実施例１で求めたウェーハ形状も外周部の厚みが薄い、いわゆるダレ形状となっており、形状の評価、特にウェーハの外周形状の評価は正確に行われたと考えられる。

次に同一のウェーハの半径位置の厚さプロファイルを、通過軌跡１３をウェーハテンプレート１４に対して相対的に平行移動せずに求めた。この実験例を比較例１とする。比較例１で得られたプロファイルの一部を図１２に示す。図１２から明らかなように、通過軌跡１３の半径位置を正確に求めることができていないため、外周部のダレ形状は十分に表現することができなかった。

すなわち、通過軌跡１３の平行移動の補正を入れないと、評価した形状と実際の形状との間に違いが生じることがわかる。

比較例１の集計では、外周厚さが厚いと判断される傾向が多く、形状の誤判定により、研磨後の形状にバラつきが発生した。

一方、実施例１では、正確なウェーハ形状が判定でき、研磨後の形状を狙い通りにすることができた。

次に、実施例２として、上記実験例の実施例１と同じ手順でウェーハの形状を評価し、外周の狙い形状を定め、評価された形状に基づき研磨を終了した。また、比較例２として、上記実験例の比較例１と同じ手順でウェーハの形状を評価し、外周の狙い形状を定め、評価された形状に基づき研磨を終了した。実施例２及び比較例２での研磨後に、ウェーハの形状パラメータ（外周部のハネ、ダレのレベル）を評価した。形状パラメータはプラス側が外周ハネ形状、マイナス側が外周ダレ形状であることを意味し、狙いはフラットである０とする。図１３に、実施例２及び比較例２により得られた形状パラメータのヒストグラムを示す。図１３から明らかなように、実施例２の方が比較例２と比べて形状パラメータが0付近となっており、より精度よく狙い形状に仕上げることができる結果となった。

本明細書は、以下の態様を包含する。
［１］上面が研磨面とされた下定盤と、該下定盤の上方で支持フレームに上下動自在に支持され、下面が研磨面とされた上定盤と、前記下定盤と前記上定盤との間に配置され、ウェーハを保持する透孔を有するキャリアと、前記上定盤及び前記下定盤を軸線を中心として回転駆動する定盤駆動装置と、前記キャリアを回転駆動するキャリア駆動装置と、スラリー供給源とを具備し、スラリーを前記スラリー供給源から前記下定盤上に供給しつつ、前記上定盤及び前記下定盤を回転させ、かつ前記キャリアを回転させることにより、前記上定盤と前記下定盤との間に挟まれたウェーハの両面を研磨する両面研磨装置であって、前記キャリアに保持されたウェーハが研磨中に通過する位置で前記ウェーハの厚さを測定する厚さ測定装置が更に配置されおり、前記両面研磨装置は、評価処理部を更に有し、
前記評価処理部は、前記厚さ測定装置によりウェーハの厚さを測定し、厚さの測定情報と同時刻の前記定盤駆動装置及び前記キャリア駆動装置の位置情報により、厚さを測定したウェーハを特定し、該特定されたウェーハ上の連続して得られる厚さ測定位置の通過軌跡を取得し、前記特定されたウェーハ上の前記通過軌跡が、研磨するウェーハの平均径に対応する径を有するウェーハテンプレートに収まるように、前記通過軌跡を前記ウェーハテンプレートに対して相対的に平行移動させ、その後、前記ウェーハテンプレート中心からの前記通過軌跡の半径位置を取得することで、前記特定されたウェーハの形状を評価するように構成されたものであることを特徴とするウェーハの両面研磨装置。
［２］前記厚さ測定装置は、研磨中のウェーハの厚さをレーザー光干渉により測定する定寸装置であることを特徴とする［１］に記載の両面研磨装置。
［３］前記厚さ測定装置は、前記上定盤上に、前記上定盤上で前記軸線を中心として公転できるように配置されたものであることを特徴とする［１］又は［２］に記載の両面研磨装置。
［４］上面が研磨面とされた下定盤と、該下定盤の上方で支持フレームに上下動自在に支持され、下面が研磨面とされた上定盤と、前記下定盤と前記上定盤との間に配置され、ウェーハを保持する透孔を有するキャリアと、前記上定盤及び前記下定盤を軸線を中心として回転駆動する定盤駆動装置と、前記キャリアを回転駆動するキャリア駆動装置と、スラリー供給源とを具備した両面研磨装置を用い、スラリーを前記スラリー供給源から前記下定盤上に供給しつつ、前記上定盤及び前記下定盤を回転させ、かつ前記キャリアを回転させることにより、前記上定盤と前記下定盤との間に挟まれたウェーハの両面を研磨する両面研磨方法であって、厚さ測定装置により研磨中のウェーハの厚さを測定する工程と、厚さの測定情報と同時刻の前記定盤駆動装置及び前記キャリア駆動装置の位置情報により、厚さを測定したウェーハを特定する工程と該特定されたウェーハ上の連続して得られる厚さ測定位置の通過軌跡を取得する工程と、前記特定されたウェーハ上の前記通過軌跡が、研磨するウェーハの平均径に対応する径を有するウェーハテンプレートに収まるように、前記通過軌跡を前記ウェーハテンプレートに対して相対的に平行移動させる工程と、その後、前記ウェーハテンプレート中心からの前記通過軌跡の半径位置を取得することで、前記特定されたウェーハの形状を評価する工程と、評価されたウェーハの形状に基づき研磨終了時期を判定する工程とを有することを特徴とする両面研磨方法。
［５］複数枚のウェーハを同時に研磨することを特徴とする［４］に記載の両面研磨方法。
［６］前記厚さを測定する工程において、０．１ミリ秒以下の間隔で厚さの測定結果を得ることを特徴とする［４］又は［５］に記載の両面研磨方法。
［７］研磨中の１つのウェーハに対して複数の前記通過軌跡を取得することを特徴とする［４］～［６］の何れか１つに記載の両面研磨方法。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

１…下定盤、 １ａ及び２ａ…研磨パッド、 １ｂ…下定盤駆動装置、 ２…上定盤、 ２ｂ…上定盤駆動装置、 ２ｃ…窓部、 ２ｄ…窓材、 ３…支持フレーム、 ４…シリンダ装置、 ５…軸線、 ６…キャリア、 ６ａ…透孔、 ７…太陽ギヤ、 ８…インターナルギヤ、 ９…スラリー供給源、 １０…両面研磨装置、 １１…厚さ測定装置、 １２…評価処理部、 １３…通過軌跡、 １４及び１４’…ウェーハテンプレート、 １４ａ…中心。

Claims (8)

1. 上面が研磨面とされた下定盤と、
   該下定盤の上方で支持フレームに上下動自在に支持され、下面が研磨面とされた上定盤と、
   前記下定盤と前記上定盤との間に配置され、ウェーハを保持する透孔を有するキャリアと、
   前記上定盤及び前記下定盤を軸線を中心として回転駆動する定盤駆動装置と、
   前記キャリアを回転駆動するキャリア駆動装置と、
   スラリー供給源と
   を具備し、スラリーを前記スラリー供給源から前記下定盤上に供給しつつ、前記上定盤及び前記下定盤を回転させ、かつ前記キャリアを回転させることにより、前記上定盤と前記下定盤との間に挟まれたウェーハの両面を研磨する両面研磨装置であって、
   前記キャリアに保持されたウェーハが研磨中に通過する位置で前記ウェーハの厚さを測定する厚さ測定装置が更に配置されおり、
   前記両面研磨装置は、評価処理部を更に有し、
   前記評価処理部は、
   前記厚さ測定装置によりウェーハの厚さを測定し、
   厚さの測定情報と同時刻の前記定盤駆動装置及び前記キャリア駆動装置の位置情報により、厚さを測定したウェーハを特定し、
   該特定されたウェーハ上の連続して得られる厚さ測定位置の通過軌跡を取得し、
   前記特定されたウェーハ上の前記通過軌跡が、研磨するウェーハの平均径に対応する径を有するウェーハテンプレートに収まるように、前記通過軌跡を前記ウェーハテンプレートに対して相対的に平行移動させ、
   その後、前記ウェーハテンプレート中心からの前記通過軌跡の半径位置を取得することで、前記特定されたウェーハの形状を評価する
   ように構成されたものであることを特徴とするウェーハの両面研磨装置。
2. 前記厚さ測定装置は、研磨中のウェーハの厚さをレーザー光干渉により測定する定寸装置であることを特徴とする請求項１に記載の両面研磨装置。
3. 前記厚さ測定装置は、前記上定盤上に、前記上定盤上で前記軸線を中心として公転できるように配置されたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の両面研磨装置。
4. 上面が研磨面とされた下定盤と、該下定盤の上方で支持フレームに上下動自在に支持され、下面が研磨面とされた上定盤と、前記下定盤と前記上定盤との間に配置され、ウェーハを保持する透孔を有するキャリアと、前記上定盤及び前記下定盤を軸線を中心として回転駆動する定盤駆動装置と、前記キャリアを回転駆動するキャリア駆動装置と、スラリー供給源とを具備した両面研磨装置を用い、スラリーを前記スラリー供給源から前記下定盤上に供給しつつ、前記上定盤及び前記下定盤を回転させ、かつ前記キャリアを回転させることにより、前記上定盤と前記下定盤との間に挟まれたウェーハの両面を研磨する両面研磨方法であって、
   厚さ測定装置により研磨中のウェーハの厚さを測定する工程と、
   厚さの測定情報と同時刻の前記定盤駆動装置及び前記キャリア駆動装置の位置情報により、厚さを測定したウェーハを特定する工程と
   該特定されたウェーハ上の連続して得られる厚さ測定位置の通過軌跡を取得する工程と、
   前記特定されたウェーハ上の前記通過軌跡が、研磨するウェーハの平均径に対応する径を有するウェーハテンプレートに収まるように、前記通過軌跡を前記ウェーハテンプレートに対して相対的に平行移動させる工程と、
   その後、前記ウェーハテンプレート中心からの前記通過軌跡の半径位置を取得することで、前記特定されたウェーハの形状を評価する工程と、
   評価されたウェーハの形状に基づき研磨終了時期を判定する工程と
   を有することを特徴とする両面研磨方法。
5. 複数枚のウェーハを同時に研磨することを特徴とする請求項４に記載の両面研磨方法。
6. 前記厚さを測定する工程において、０．１ミリ秒以下の間隔で厚さの測定結果を得ることを特徴とする請求項４に記載の両面研磨方法。
7. 前記厚さを測定する工程において、０．１ミリ秒以下の間隔で厚さの測定結果を得ることを特徴とする請求項５に記載の両面研磨方法。
8. 研磨中の１つのウェーハに対して複数の前記通過軌跡を取得することを特徴とする請求項４～７の何れか１項に記載の両面研磨方法。

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