TWI813268B - 工件之雙面研磨裝置以及雙面研磨方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種工件之雙面研磨裝置，能夠在雙面研磨中，在工件全體及工件外周部的形狀成為目標的形狀的時間點結束雙面研磨。運算部13根據工件厚度量測器所量測的工件的厚度資料，求出工件的形狀成分、工件的形狀成分在工件上的工件徑方向位置、工件的形狀分布、以及工件全體的形狀指標，並將求出的每個工件的工件全體的形狀指標成為工件全體的形狀指標的設定值時的時間點，作為結束雙面研磨的時間點，在此時間點結束雙面研磨。工件全體的形狀指標是根據本批次中工件全體的形狀指標的目標值與前一批次中工件全體的形狀指標的實際值的差、以及前一批次中該工件外周部的形狀指標的實際值相對於本批次中該工件外周部的形狀指標的目標範圍的偏移而決定。

Description

工件之雙面研磨裝置以及雙面研磨方法
本發明係有關於工件之雙面研磨裝置及雙面研磨方法。
一個用於研磨的工件的典型例子是矽晶圓。矽晶圓等的半導體晶圓的製造中，為了獲得更高精度的晶圓的平坦度品質或表面粗糙度品質，一般會採用同時研磨晶圓的表背面的雙面研磨步驟。
特別是近年來，因為半導體元件的微細化及半導體晶圓的大口徑化，對曝光時的半導體晶圓的平坦度的要求變得更加嚴格，因此在這個背景下以適當的時間點結束研磨的手法被強烈地需求。
一般的雙面研磨中，在研磨初期，晶圓的全面形狀是向上凸出的形狀，在晶圓外周也可以看到大的下垂形狀。此時，晶圓的厚度比承載板的厚度厚得多。接著，當研磨開始進行後，晶圓的全面形狀雖然接近平坦，但在晶圓外周仍殘留有下垂形狀。此時，晶圓的厚度是比承載板的厚度稍微厚的狀態。當再進行研磨時，晶圓的全面形狀成為幾乎平坦的形狀，晶圓外周的下垂量縮小。此時，晶圓的厚度及承載板的厚度幾乎相等。之後，當繼續進行研磨時，晶圓的形狀逐漸變成中心部凹入的形狀，晶圓的外周變成上凸形狀（也就是，朝向晶圓徑方向外側厚度增加的形狀）。此時，晶圓的厚度成為比承載板的厚度薄的狀態。
根據以上記載，為了獲得全面及外周的平坦度高的晶圓，一般會進行晶圓的研磨直到晶圓的厚度與承載板的厚度幾乎相等為止，作業人員藉由調整研磨時間來控制研磨量。
然而，作業人員對研磨時間的調整受到研磨環境的影響很大，例如更換研磨配件的時間、或停止裝置的時間的偏差等，因此不一定能夠正確地控制研磨量，而極度依賴作業人員本身的經驗。
相對於此，例如專利文獻1中，提出了一種晶圓的雙面研磨裝置，能夠從上定盤的上方（或下定盤的下方）的監視孔（貫通孔）即時地量測研磨中的晶圓的厚度，並根據該量測結果來判定研磨結束的時間點。
專利文獻1記載的雙面研磨裝置中，根據用以量測結束雙面研磨的時間點的晶圓的厚度來進行，因此能夠在預先設定的厚度結束研磨。然而，研磨後的晶圓的形狀會有與目標的形狀不一致的問題。
因此，本案申請人在專利文獻2中，提出一種雙面研磨裝置，能夠即時地量測雙面研磨中的晶圓的厚度，根據量測的晶圓的厚度求出晶圓全體的形狀指標，並在雙面研磨中當晶圓全體的形狀成為目標形狀的時間點結束雙面研磨。
又，本案申請人在專利文獻3中，提出一種雙面研磨裝置及雙面研磨方法，其進一步改良了專利文獻2記載的發明，考慮工件的雙面研磨裝置中的研磨墊、承載板、研磨劑等的配件的壽命變動，即使反覆進行晶圓的雙面研磨的批次處理的情況下，也能夠在當晶圓全體的形狀成為目標形狀的時間點結束雙面研磨。 [先行技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開2010-030019號公報 專利文獻2：日本專利特開2019-118975號公報 專利文獻3：日本專利特開2020-15122號公報
近年來，半導體裝置的微細化、高積體化持續地發展，裝置形成領域逐年往晶圓徑方向外側擴大。因此，即使對晶圓外周部也變得要求高平坦性，因此不只晶圓全體的形狀，也能夠在晶圓外周部的形狀成為目標形狀的時間點結束雙面研磨的雙面研磨裝置的需求提高。在這點上，專利文獻3記載的雙面研磨裝置中，決定結束雙面研磨的時間點時，不考慮晶圓外周部的形狀，這點仍留有改良的空間。
本發明有鑑於上述問題，目的是提供一種工件之雙面研磨裝置以及雙面研磨方法，能夠在雙面研磨中當工件全體及工件外周部的形狀成為目標形狀的時間點結束雙面研磨。
解決上述問題的本發明如下。[1]一種工件的雙面研磨裝置，包括：旋轉定盤，具有上定盤及下定盤；太陽齒輪，設置於該旋轉定盤的中心部；外齒輪，設置於該旋轉定盤的外周部；承載板，設置於該上定盤及該下定盤之間，設置有保持工件的1個以上的晶圓保持孔，其中該上定盤或該下定盤具有從該上定盤或下定盤的上面貫通到下面的1個以上的監視孔；1個以上的厚度量測器，能夠在該工件的雙面研磨中，從該1個以上的監視孔即時量測該工件的厚度；以及運算部，在該工件的雙面研磨中，決定出結束該工件的雙面研磨的時間點。該運算部進行：第1步驟，將該工件厚度量測器所量測的工件的厚度資料依照每個工件分類；第2步驟，對每一工件，從工件的厚度資料抽出工件的形狀成分；第3步驟，針對抽出的工件的各個形狀成分，特定出測量的工件上的工件徑方向的位置；第4步驟，根據特定的工件上的工件徑方向的位置以及該工件的形狀成分，算出工件的形狀分布；第5步驟，根據算出的工件的形狀分布求出工件全體的形狀指標；第6步驟，將求出的每個工件的工件全體的形狀指標成為工件全體的形狀指標的設定值的時間點，決定為結束該工件的雙面研磨的時間點，其中該工件全體的形狀指標的設定值是根據本批次中工件全體的形狀指標的目標值與前一批次中工件全體的形狀指標的實際值的差、以及前一批次中該工件外周部的形狀指標的實際值相對於本批次中該工件外周部的形狀指標的目標範圍的偏移而決定。該運算部在決定的結束該工件的雙面研磨的時間點使雙面研磨結束。
[2] 上述[1]的工件的雙面研磨裝置中，將該工件全體的形狀指標的設定值Y假設為以下述的式（1）表示，並假設本批次中的目標值為A，前一批次中的實際值為B，前一批次中的工件全體的形狀指標的設定值為C，常數為D，根據前一批次中該工件外周部的形狀指標的實際值相對於本批次中該工件外周部的形狀指標的目標範圍的偏移而對該目標值A的修正量為E，調整感度常數為a（0＜a≦1），式（1）中的修正值E假設為以下述的式（2）表示，假設前一批次中該工件外周部的形狀指標的實際值為F，本批次中的該工件外周部的形狀指標的目標範圍的下限值為G，上限值為H，常數為I，調整感度常數為b（0＜b≦1）。 [式1] （1）
[式2]
Figure 111115766-A0305-02-0008-1
[3]上述[1]或[2]的工件的雙面研磨裝置中，在該第3步驟，實測該太陽齒輪的中心及該監視孔的中心之間的距離、該承載板的自轉角度及該承載板的公轉角度，而特定出各個該形狀成分被測量的工件上的工件徑方向的位置，或者是以模擬針對該上定盤的旋轉數、該承載板的公轉數及該承載板的自轉數的各種條件算出能夠量測工件的厚度的區間，並特定出算出的可量測區間以及實際可量測的區間兩者最一致時的該上定盤的旋轉數、該承載板的公轉數及該承載板的自轉數，而特定出各個該形狀成分被測量的工件上的工件徑方向的位置。
[4]上述[1]至[3]任一者的工件的雙面研磨裝置中，該第6步驟以直線近似該工件的形狀指標及研磨時間的關係，將近似的直線中該工件全體的形狀指標成為該設定值的研磨時間，決定為結束該工件的雙面研磨的時間點。
[5]上述[1]至[4]任一者的工件的雙面研磨裝置中，該第5步驟中，以偶函數來近似該工件的形狀成分與該工件上的工件徑方向的位置之間的關係，該工件全體的形狀指標會根據近似的偶函數的最大值及最小值而決定。
[6]上述[1]至[5]任一者的工件的雙面研磨裝置中，在該第1步驟中，根據該工件的厚度資料被連續地測量的時間間隔，將該厚度資料依照每個工件分類。
[7]上述[1]至[6]任一者的工件的雙面研磨裝置中，在該第2步驟中，以2次函數來近似該工件的厚度資料及研磨時間之間的關係，將該工件的厚度資料與近似的2次函數之間的差作為該工件的形狀成分。
[8]一種工件的雙面研磨方法，包括：將工件保持在設置有用以保持工件的1個以上的晶圓保持孔的承載板上，以上定盤及下定盤組成的旋轉定盤夾入該工件，藉由設置於該旋轉定盤的中心部的太陽齒輪的旋轉、以及設置於該旋轉定盤的外周部的外齒輪的旋轉，控制該承載板的自轉及公轉，藉此使該旋轉定盤及該承載板相對旋轉，並同時研磨該工件的兩面，其中該上定盤或該下定盤具有從該上定盤或下定盤的上面貫通到下面的1個以上的監視孔。該工件的雙面研磨方法更包括以1個以上的厚度量測器，在該工件的雙面研磨中，從該1個以上的監視孔即時量測該工件的厚度。該工件的雙面研磨方法，在該工件的雙面研磨中進行包括以下步驟：第1步驟，將該工件厚度量測器所量測的工件的厚度資料依照每個工件分類；第2步驟，對每一工件，從工件的厚度資料抽出工件的形狀成分；第3步驟，針對抽出的工件的各個形狀成分，特定出測量的工件上的工件徑方向的位置；第4步驟，根據特定的工件上的工件徑方向的位置以及該工件的形狀成分，算出工件的形狀分布；第5步驟，根據算出的工件的形狀分布求出工件全體的形狀指標；第6步驟，將求出的每個工件的工件全體的形狀指標成為工件全體的形狀指標的設定值的時間點，決定為結束該工件的雙面研磨的時間點，其中該工件全體的形狀指標的設定值是根據本批次中工件全體的形狀指標的目標值與前一批次中工件全體的形狀指標的實際值的差、以及前一批次中該工件外周部的形狀指標的實際值相對於本批次中該工件外周部的形狀指標的目標範圍的偏移而決定，在決定的結束該工件的雙面研磨的時間點使雙面研磨結束。
[9]上述[8]的工件的雙面研磨方法中，將該工件全體的形狀指標的設定值Y假設為以下述的式(3)表示，並假設本批次中的目標值為A，前一批次中的實際值為B，前一批次中的工件全體的形狀指標的設定值為C，常數為D，根據前一批次中該工件外周部的形狀指標的實際值相對於本批次中該工件外 周部的形狀指標的目標範圍的偏移而對該目標值A的修正量為E，調整感度常數為a(0<a≦1)，式(3)中的修正值E假設為以下述的式(4)表示，假設前一批次中該工件外周部的形狀指標的實際值為F，本批次中的該工件外周部的形狀指標的目標範圍的下限值為G，上限值為H，常數為I，調整感度常數為b(0<b≦1)。
Figure 111115766-A0305-02-0010-2
Figure 111115766-A0305-02-0010-3
[10]上述[8]或[9]的工件的雙面研磨方法中，在該第3步驟，實測該太陽齒輪的中心及該監視孔的中心之間的距離、該承載板的自轉角度及該承載板的公轉角度，而特定出各個該形狀成分被測量的工件上的工件徑方向的位置，或者是以模擬針對該上定盤的旋轉數、該承載板的公轉數及該承載板的自轉數的各種條件算出能夠量測工件的厚度的區間，並特定出算出的可量測區間以及實際可量測的區間兩者最一致時的該上定盤的旋轉數、該承載板的公轉數及該承載板的自轉數，而特定出各個該形狀成分被測量的工件上的工件徑方向的位置。
[11]上述[8]至[10]任一者的工件的雙面研磨方法中，該第6步驟以直線近似該工件的形狀指標及研磨時間的關係，將近似的直線中該工件全體的形狀指標成為該設定值的研磨時間，決定為結束該工件的雙面研磨的時間點。
[12]上述[8]至[11]任一者的工件的雙面研磨方法中，該第5步驟中，以偶函數來近似該工件的形狀成分與該工件上的工件徑方向的位置之間的關係，該工件全體的形狀指標會根據近似的偶函數的最大值及最小值而決定。
[13] 上述[8]至[12]任一者的工件的雙面研磨方法中，在該第1步驟中，根據該工件的厚度資料被連續地測量的時間間隔，將該厚度資料依照每個工件分類。
[14] 上述[8]至[13]任一者的工件的雙面研磨方法中，在該第2步驟中，以2次函數來近似該工件的厚度資料及研磨時間之間的關係，將該工件的厚度資料與近似的2次函數之間的差作為該工件的形狀成分。
根據本發明，能夠在雙面研磨中當工件全體及工件外周部的形狀成為目標形狀的時間點結束雙面研磨。
[工件的雙面研磨裝置] 以下，參照圖式詳細地例示說明本發明的工件的雙面研磨裝置的一實施型態。圖1為本發明的一實施型態的工件的雙面研磨裝置的上視圖。圖2為圖1中的A-A剖面圖。如圖1、圖2所示，這個雙面研磨裝置1包括：具有上定盤2及與其相向的下定盤3的旋轉定盤4、設置於旋轉定盤4的旋轉中心部的太陽齒輪5、圓環狀設置於旋轉定盤4的外周部的外齒輪（內齒圈）6。如圖2所示，上下的旋轉定盤4的相對面，也就是上定盤2的下面側的研磨面及下定盤3的上面側的研磨面，分別貼上研磨墊7。
又，如圖1、圖2所示，這個裝置1具備複數的承載板9，其設置於上定盤2及下定盤3之間，並具有保持工件的1個以上（圖示例子中是1個）的工件保持孔8。另外，圖1中，只顯示複數的承載板9當中的一個。又，工件保持孔8的數目是1個以上即可，也可以例如是3個。圖示例中，工件保持孔8中保持了工件（本實施型態中是晶圓W）。
在此，這個裝置1是一種行星齒輪式的雙面研磨裝置，能夠藉由使太陽齒輪5及外齒輪6旋轉，使承載板9進行公轉運動及自轉運動的行星運動。也就是說，一邊供給研磨劑，一邊使承載板9行星運動，同時使上定盤2及下定盤3相對承載板9旋轉。藉此，使貼在上下的旋轉定盤4的研磨墊7、以及保持於承載板9的工件保持孔8中的晶圓W的兩面之間彼此滑動，而能夠同時研磨晶圓W的雙面。
又，如圖1、圖2所示，本實施型態的裝置1中，上定盤2上，其設置有從上定盤2之上面貫通到下面的研磨面的1個以上的監視孔10。圖示例中，監視孔10設置1個於通過晶圓W的中心附近的位置。另外，在這個例子中，監視孔10設置在上定盤2，但也可以設置在下定盤3，在上定盤2及下定盤3的任一者設置1個以上的監視孔10即可。又，圖1、圖2所示的例子中，設置了1個監視孔10，但也可以配置複數個在上定盤2的周方向上（圖1中2點鏈線上）。在此，如圖2所示，監視孔10從上定盤2的上面貫通到研磨墊7的下面。
又，如圖2所示，這個裝置1在圖示例中，在上定盤2的上方具備1個以上（圖示例中是1個）的工件厚度量測器11，其能夠在晶圓W的雙面研磨中，從1個以上（圖示例中是1個）的監視孔10即時地量測晶圓W的厚度。這個例子中，工件厚度量測器11是波長可變型的紅外線雷射裝置。例如，這個工件厚度量測器11能夠具備對晶圓W照射雷射光的光學單元、檢測出從晶圓W反射的雷射光的檢測單元、根據檢測出的雷射光計算出晶圓W的厚度的計算單元。根據這樣的工件厚度量測器11，能夠根據入射晶圓W的雷射光的在晶圓W的表面側的表面所反射的反射光、以及在晶圓W的背面反射的反射光之間的光程差，計算出晶圓W的厚度。另外，工件厚度量測器11是能夠即時量測晶圓W的厚度的裝置即可，並不特別限定於使用上述的紅外線雷射的裝置。另外，工件厚度量測器11並沒有固定在具有監視孔10的上定盤2（監視孔10設置在下定盤3的情況下則是下定盤3）上，不會與上定盤2（監視孔10設置在下定盤3的情況下則是下定盤3）一起旋轉。
又，如圖2所示，本實施型態的雙面研磨裝置1具備控制部12。如圖2所示，在這個例子中，控制部12連接到上下定盤2、3、太陽齒輪5、外齒輪6、以及工件厚度量測器11。
然後，本實施型態的雙面研磨裝置1具備運算部13，在工件W的雙面研磨中決定出結束晶圓W的雙面研磨的時間點。運算部13連接到控制部12。這個運算部13取得工件厚度量測器11所測量的工件厚度資料，決定出結束晶圓W的雙面研磨的時間點。以下，將紅外線雷射構成的工件厚度量測器11的數量為1台，設置在上定盤2的監視孔10的數量為在上定盤2的周方向上等間隔設置5個，承載板9的數量是5片，各承載板9保持1片作為工件的晶圓W的情況為例子，說明運算部13的處理。
首先，運算部13將工件厚度量測器11所量測的工件W的厚度資料依照每個工件W來分類（第1步驟）。工件厚度量測器11所做的晶圓W的厚度量測，在工件厚度量測器11所發射的雷射光通過上定盤2的監視孔10照射到晶圓W的表面的情況下，厚度會被正確地量測。
相對於此，雷射光沒有通過監視孔10而照射到上定盤2的上面的情況下，或者是雖然雷射光通過監視孔10但不是照射到晶圓W的表面而是照射到承載板9的表面的情況下，晶圓W的厚度無法被取得。以下，將以工件厚度量測器11量測到晶圓W的厚度的時間上連續的區間稱為「可量測區間」，將沒有正確量測到晶圓W的厚度的區間稱為「無法量測區間」。
即使是上述可量測區間中量測到的資料，也會有量測的資料的起伏大，無法正確地評價晶圓W的形狀的情況。在這個情況下，能夠藉由對每個監視孔10平均化在可量測區間中量測到的資料，來評價晶圓W的形狀。
具體來說，如上述，上定盤2具有5個厚度量測用的監視孔10，因此將上定盤以例如20rpm（3秒週期）旋轉，從工件厚度量測器11發射的雷射光會以0.6秒週期通過監視孔10。又，通過監視孔10的直徑（例如15mm）所需要的時間是0.01秒的情況下，某個監視孔10的可量測區間與下一個可量測區間之間的時間間隔，也就是無法量測區間會在0.01秒以上0.59秒以下。因此，無法量測區間會在0.01秒以上0.59秒以下的情況下，將目前為止量測的連續資料看成是透過其中一個監視孔10連續量測的資料，進行平均化處理，並判定往隔壁的監視孔10移動。又，即使監視孔10通過工件厚度量測器11的正下方，因為晶圓W不存在，而會有成為無法量測區間的情況。因此，從現在量測到的監視孔10移動到相鄰的二個監視孔10的情況下，可量測區間和下一個可量測區間之間的時間間隔，也就是無法量測區間變成0.59秒以上1.19秒以下。
又，即使是如上所述的平均化的資料，也會有在量測晶圓最外周部的厚度時等包括異常值的情況，包含這樣的異常值的情況下，會有無法正確地評價晶圓W的形狀的情況。因此，首先從量測的厚度資料去除異常值為佳。
上述異常值的去除，能夠根據承載板9的初期厚度、晶圓W的初期厚度等來進行。又，在獲得某個程度的晶圓厚度的量測值的階段，也能夠將統計上例如標準差超過既定值（例如0.2μm）的資料視為異常值而去除。以下，去除異常值的值稱為「正常值」。圖3顯示去除異常值的晶圓W的厚度資料的一例。
當以通常的研磨條件下進行晶圓W的雙面研磨，晶圓W的厚度的可量測區間出現後，出現無法量測區間，然後再出現可量測區間，像這樣子可量測區間和無法量測區間交替地出現。在此，無法量測區間的出現顯示雷射光照射的晶圓W被更換。因此能夠以這樣的無法量測區間的出現為指標，將在可量測區間量測的厚度資料依照每個晶圓W分類。
另外，本發明人們檢討的結果發現，對被保持在可量測區間中的承載板9的晶圓W的厚度進行量測，之後出現無法量測區間。在下一次出現的可量測區間中被量測厚度的晶圓W並不限定於被保持在鄰接的承載板9，也有可能是被保持在間隔2個以上的承載板9上。
具體來說，思考以環狀依序排列貼上標籤A、B、C、D、E的承載板9，並以A、B、C、D、E、A、B、…的順序朝向工件厚度量測器11公轉的情況。然後，量測保持於標籤A的承載板9的晶圓W的厚度時，也會有先出現無法量測區間，在之後出現的可量測區間中量測的晶圓W是保持在間隔2個的標籤C的承載板9上的晶圓W的情況發生。在這個情況下，比起量測鄰接的承載板9的晶圓W的情況，無法量測區間的時間會更長。
因此，根據無法量測區間的時間，換言之，根據可量測區間及可量測區間之間的時間間隔，能夠判定在例如標籤A的承載板9的晶圓W之後，量測到到標籤B的承載板9的晶圓W之厚度，還是量測到標籤C或D的承載板9的晶圓W。這樣一來，能夠將晶圓W的厚度資料依照每個晶圓W正確地分類。
圖4顯示從圖3所示的厚度資料分離的1片晶圓W的厚度資料。雖然未圖示，但關於其他四個晶圓W，也會獲得與圖4所示相同傾向的晶圓W的厚度資料。
接著，運算部13對依照每個晶圓W分類的晶圓W的厚度資料，進行以下的步驟。首先，運算部13從晶圓W的厚度資料抽出晶圓W的形狀成分（第2步驟）。第1步驟中分類的每個晶圓W的厚度資料會隨著研磨時間而變小。也就是，晶圓W的平均厚度會隨著研磨時間減小，因此在第1步驟獲得的厚度資料中不只有晶圓W表面的形狀成分的時間變動，也包含了晶圓W的平均厚度的時間變動。因此，藉由從晶圓W的厚度資料中去除晶圓W的平均厚度的時間變動，來抽出晶圓W表面的形狀成分的時間變動。
上述晶圓W的平均厚度的時間變動，能夠以2次函數近似。圖5顯示將圖4所示的晶圓的厚度資料以2次函數近似後獲得的晶圓W的平均厚度的時間變動。如圖所示，晶圓W的厚度資料能夠以2次函數良好地匹配。像這樣，能夠獲得晶圓W的平均厚度的時間變動。接著，從晶圓W的厚度資料減去如上述方式獲得的晶圓W的平均厚度的時間變動。藉此能夠抽出晶圓W表面的形狀成分的時間變動。獲得的形狀成分的時間變動顯示於圖6。
接著，運算部13針對上述抽出的晶圓W的各個形狀成分，特定出量測的晶圓W上的晶圓徑方向的位置，也就是與晶圓中心的距離（第3步驟）。圖7顯示在量測晶圓W的厚度的時間點時的承載板9及晶圓W的位置關係的一例。在圖中，厚度量測位置（也就是，晶圓厚度量測器11的位置，或者是監視孔10的中心位置）位於基準線上，且從太陽齒輪5的中心到厚度量測位置的距離（也就是從太陽齒輪5的中心到監視孔10的中心的距離）是設計值，因此是已知的常數。同樣地，旋轉定盤4或太陽齒輪5、承載板9的半徑、從承載板9的中心到晶圓W的中心的距離也是設計值，因此是已知的常數。
又，α是承載板9的公轉角度，是基準位置（基準線）、太陽齒輪5的中心及承載板9的中心連線之間的夾角。又，β是承載板9的自轉角度，顯示太陽齒輪5的中心及承載板9的中心連線、承載板9的中心與晶圓W的中心連線之間的夾角。
不限定於本發明的雙面研磨裝置1，雙面研磨裝置中，為了確認旋轉定盤4或承載板9等是否以設定的條件旋轉，使用被稱為「編碼器」的裝置來監視並控制與基準位置（基準線）的夾角（或移動量）。因此，能夠特定出量測到晶圓W的厚度的時間點的公轉角度α及自轉角度β。然後，分別從特定的公轉角度α求出承載板9的中心位置，以及從自轉角度β求出晶圓W的中心位置。如上所述，因為知道了從太陽齒輪5的中心到厚度量測位置（也就是監視孔10的中心）的距離，運算部13能夠求出從晶圓W的中心到厚度的量測位置的距離，也就是，晶圓W的各個形狀成分的晶圓徑方向的位置。
像這樣，藉由為設計值的旋轉定盤4或太陽齒輪5、承載板9的半徑、從承載板9的中心到晶圓W的中心的距離、工件厚度量測器11的位置（也就是從太陽齒輪5的中心到監視孔10的中心的距離)、甚至是晶圓W的厚度量測時的(1)承載板9的公轉角度α、(2)承載板9的自轉角度β，能夠求出晶圓W的各個形狀成分的晶圓徑方向的位置。
如上述，(1)承載板9的公轉角度α及(2)承載板9的自轉角度β能夠藉由實測求出。然而，這些實測被要求高精確度。因此，藉由模擬，根據研磨開始一定時間中(例如200秒)的量測可能區間的樣態，特定(1)及(2)，求出晶圓W的各個形狀成分的晶圓徑方向的位置為佳。
具體來說，使用上定盤2的旋轉數(rpm)、承載板9的公轉數(rpm)及承載板9的自轉數(rpm)這些研磨條件、晶圓W的初期位置(從圖7中的基準位置(基準線)算起的晶圓W的公轉角度α及自轉角度β)這個初期參數，運算部13能夠透過模擬求出晶圓W的厚度被量測的時間樣態(也就是，可量測區間的樣態)、以及與其關聯的厚度被量測的位置(也就是，晶圓W的形狀成分的晶圓徑方向的位置)。
然後，運算部13求出以模擬獲得的可量測區間的樣態與進行實測的可量測區間的態樣最一致的上定盤2的旋轉數(rpm)、承載板9的公轉數(rpm)、以及承載板9的自轉數(rpm)，特定出厚度被量測的位置。像這樣，運算部13能夠透過模擬求出晶圓W的各個形狀成分的晶圓徑方向的位置。
接著，運算部13根據特定的晶圓W上的晶圓徑方向的位置及晶圓W的形狀成分，算出晶圓W的形狀分布(第4步驟)。這能夠藉由使用針對不同的量測位置的形狀成分來算出。本發明中，在某個研磨時間t的晶圓W的形狀分布，會使用從研磨時間t-△t到研磨時間t期間所量測的厚度資料中獲得的形狀成分而求出。
圖8(a)為圖6所示的形狀分布的時間變動之從研磨時間500秒到1000秒的放大圖。例如，圖示例中使用680秒到880秒的形狀成分，求出在研磨時間880秒的晶圓W的形狀分布。得到的晶圓的形狀分布顯示於圖8（b）。另外，從上述說明可知，獲得的晶圓W的形狀分布不是顯示研磨時間t的形狀分布，而是顯示從研磨時間t－Δt到t期間的晶圓W的平均的形狀分布。
為了求出上述形狀分布而使用的形狀成分的時間範圍，與每單位時間的可量測資料數有關，與研磨條件有關。時間範圍越長，就越能夠提高形狀分布的精確度，但另一方面，算出形狀分布所需要的時間就變得越長。相對於此，時間範圍越短，算出形狀分布所需要的時間就變得越短，但另一方面，形狀分布的精確度就越惡化。本發明人們發現能夠使用例如75秒以上的時間範圍的形狀成分來求出晶圓W的形狀成分，一邊抑制算出形狀分布所需要的時間的長度，一邊以高精確度求出形狀分布。使用200秒以上300秒以下的時間範圍的形狀成分來求出晶圓W的形狀分布更佳。
接著，根據如上述算出的晶圓W的形狀分布，求出晶圓W全體的形狀指標（第5步驟）表示晶圓W的平坦度的指標之一，能夠舉出GBIR（Global Backside Ideal Range）。GBIR是表示晶圓全體的全域平坦度的指標。GBIR能夠作為以晶圓W的背面為基準面的晶圓W的厚度的最大值及最小值的差求出。
本發明中，使用GBIR作為晶圓W全體的形狀指標。然而，就算是獲得的GBIR，也是算出形狀分布所使用的形狀成分的t－Δt到t期間範圍的平均的GBIR，而非嚴格意義上的GBIR。因此，本發明中，將形狀分布的最大值與最小值的差標示為「晶圓W全體的形狀指標」。
另外，如圖8（b）所示的例子，形狀成分的數目不充分的情況下，能夠以偶函數來近似形狀分布，並從以獲得的偶函數表示的晶圓W的形狀分布求出最大值及最小值，再從求出的最大值及最小值的差中算出晶圓W全體的形狀指標。
作為上述偶函數，獲得了在晶圓W的中心附近的形狀成分的情況下，因為能夠良好地重現晶圓W的形狀分布，所以使用4次函數為佳。另一方面，沒有獲得在晶圓W的中心附近的形狀成分的情況下，因為能夠良好地重現晶圓W的形狀分布，所以使用2次函數為佳。
如以上所述地對每個晶圓W求出晶圓W全體的形狀指標後，運算部13會決定求出的每個晶圓W的晶圓W全體的形狀指標成為晶圓W全體的形狀指標的設定值的時間點，並將其作為結束晶圓W的雙面研磨的時間點（第6步驟）。上述晶圓W全體的形狀指標的設定值是根據本批次中的晶圓W全體的形狀指標的目標值與前一批次中的晶圓W全體的形狀指標的實際值的差、以及前一批次中的晶圓W外周部的形狀指標的實際值相對於本批次中的晶圓W外周部的形狀指標的目標範圍的偏移而決定。
如上述，本申請人在專利文獻3中提出一種雙面研磨裝置，能夠考慮雙面研磨裝置中的研磨墊、承載板、研磨劑等的配件的壽命變動，反覆進行晶圓W的雙面研磨的批次處理的情況下，在晶圓W全體的形狀成為目標的形狀的時間點結束雙面研磨。
專利文獻3所提出的雙面研磨裝置中，決定結束晶圓W的雙面研磨的時間點時，根據前一批次當中雙面研磨的晶圓W全體的形狀指標的實際值及目標值的差，修正對應到結束本次批次中的雙面研磨的時間點之晶圓W全體的形狀指標的設定值。另外，上述實施型態中的目標值是本批次中的目標值，但也可以是與前一批次中的目標值不同。又，本批次中的目標值與前一批次中的目標值相等的情況下，也可以根據在前一批次中雙面研磨的晶圓W全體的形狀指標的實際值及在前一批次中的目標值的差，修正對應到結束本次批次中的雙面研磨的時間點之晶圓W全體的形狀指標的設定值。
具體來說，雙面研磨的批次處理中，將結束本批次中的雙面研磨時的晶圓W全體的形狀指標的設定值假設為以下述的式（5）表示的Y，並假設目標值為A，前一批次中的實際值為B，常數為D，前一批次中的晶圓W全體的形狀指標的設定值為C，調整感度常數為a（0＜a≦1）。藉此，反覆進行雙面研磨的批次處理的情況下，也能夠在晶圓W全體的形狀成為目標的形狀的時間點結束雙面研磨。 [式5] （5）
然而，專利文獻3提出的雙面研磨裝置中，在決定結束雙面研磨的時間點時，沒有考慮晶圓W外周部的形狀。因此，雖然能夠在晶圓W全體的形狀成為目標形狀的時間點結束雙面研磨，但會有雙面研磨後的晶圓W外周部的形狀不成為目標的形狀的情況。
圖9為顯示GBIR及ESFQD的相關性的概要圖。ESFQD（Edge Site flatness Front reference least sQuare Deviation）是表示晶圓W外周部的平坦度的指標，表示其絕對值的最大值越小晶圓W外周部的平坦部越高。如圖9所示，晶圓W全體的形狀指標GBIR及晶圓W外周部的形狀指標ESFQD有一定程度的相關。也就是，晶圓W為凸形狀的話，晶圓W的ESFQD為－的值，有下彎的傾向。另一方面，晶圓W為凹形狀的話，晶圓W的ESFQD為+的值，有上彎的傾向。
本發明人們認真地檢討晶圓W的雙面研磨裝置，其在雙面研磨中能夠在不只晶圓W全體的形狀，還有晶圓W外周部的形狀也成為目標形狀的時間點結束雙面研磨。結果，發現決定出在第5步驟中求出的每個晶圓W的晶圓W全體的形狀指標成為晶圓W全體的形狀指標的設定值的時間點，作為結束晶圓W的雙面研磨的時間點是有效的，而完成本發明。上述晶圓W全體的形狀指標的設定值是根據本批次中晶圓W全體的形狀指標的目標值以及前一批次中晶圓W全體的形狀指標的實際值的差、以及前一批次中晶圓W外周部的形狀指標的實際值相對於本批次中晶圓W外周部的形狀指標的目標範圍的偏離而決定。
然後，本發明人們針對多片的雙面研磨後的晶圓W，詳細調查結束雙面研磨時的晶圓W全體及晶圓W外周部的形狀指標的設定值及實際值的關係。結果，發現將結束本批次中雙面研磨時的晶圓W全體的形狀指標的設定值假設為以下述的式（6）表示的Y，並假設本批次中的目標值為A，前一批次中的實際值為B，前一批次中的晶圓W全體的形狀指標的設定值為C，常數為D，根據前一批次中晶圓W外周部的形狀指標的實際值相對於本批次中工件外周部的形狀指標的目標範圍的偏移而對上述目標值A的修正量為E，調整感度常數為a（0＜a≦1），藉此能夠在不只晶圓W全體的形狀，晶圓W外周部的形狀也成為目標形狀的時間點結束雙面研磨。然而，式（6）中的修正值E假設為以下述的式（7）表示，假設前一批次中晶圓W外周部的形狀指標的實際值為F，本批次中的晶圓W外周部的形狀指標的目標範圍的下限值為G，上限值為H，常數為I，調整感度常數為b（0＜b≦1）。 [式6] （6） [式7] （7）
上述式（6）中的常數D，能夠藉由對實際的雙面研磨後的多片晶圓W進行目標值A及實際值B的統計解析而算出。例如，在後述的實施例中，常數D的值算出為0.665693。又，調整感度常數a是用來調整當要決定本批次中的晶圓W全體的形狀指標的設定值時前一批次中的形狀指標的實際值的影響的常數。藉由將a設定為超過0但在1以下的值，能夠減低在測量前一批次中晶圓W全體的形狀指標時，伴隨研磨墊7或承載板9、研磨劑等的配件壽命的變動而來的外部干擾所造成的實際值的測量誤差的影響。上述a的值例如能夠是0.2。
同樣地，上述式（7）中的常數I，能夠藉由對實際的雙面研磨後的多片晶圓W進行目標範圍（G以上H以下）及實際值F的統計解析而算出。例如，在後述的實施例中，常數I的值算出為－88.77。又，調整感度常數b是用來調整當要決定本批次中的晶圓W外周部的形狀指標的設定值時前一批次中的形狀指標的實際值的影響的常數。藉由將b設定為超過0但在1以下的值，能夠減低在測量前一批次中晶圓W外周部的形狀指標時，伴隨研磨墊7或承載板9、研磨劑等的配件壽命的變動而來的外部干擾所造成的實際值的測量誤差的影響。上述b的值例如能夠是0.7。
又，晶圓W外周部的形狀指標的目標範圍（G以下H以下）不是唯一，會根據規格而設定到適當的範圍。本發明中，如式（7）所示，晶圓W外周部的形狀指標的實際值F在目標範圍的話，修正值E為0而不做修正。另一方面，比目標範圍的下限值G還要低的話，會將對應到實際值F與下限值G的差的值設定為修正值E，比目標範圍的上限值H還要高的話，會將對應到實際值F與上限值H的差的值設定為修正值E。另外，針對式（7）中的晶圓W外周部的形狀指標的目標範圍，也可以使上限值H及下限值G為相同值，也就是根據目標值及實際值F的差來決定修正值E。
另外，本批次的目標值A、形狀指標的目標範圍分別與前一批次的值、範圍不同的情況下，當兩者的差小的話，就能夠毫無問題地使用上述式（6）及（7）。另一方面，當兩者的差大的話，能夠適當地調整調整感度常數a及b的值，或調整目標範圍的上限值H及下限值G。
像這樣，運算部13針對每個晶圓W求出晶圓W全體的形狀指標後，將求出的每個晶圓W的晶圓W全體的形狀指標成為晶圓W全體的形狀指標的設定值的時間點，決定為結束晶圓W的雙面研磨的時間點。而晶圓W全體的形狀指標的設定值會根據本批次中的晶圓W全體的形狀指標的目標值及前一批次中的晶圓W全體的形狀指標的實際值的差、以及前一批次中的晶圓W外周部的形狀指標的實際值從本批次中的晶圓W外周部的形狀指標的目標範圍的偏離來決定。藉由在決定的時間點使雙面研磨停止，而能夠在雙面研磨中以晶圓W全體及晶圓W外周部的形狀為目標的形狀下結束雙面研磨。
另外，本第6步驟中，運算部13求出在第5步驟中對每個晶圓求出的晶圓W的全體的形狀指標之平均值，根據這個平均值來決定出結束晶圓W的雙面研磨的時間點。圖10顯示晶圓W的形狀指標的平均值及研磨時間的關係。實際上，運算部13會在晶圓W全體的形狀指標成為上述式（6）中求出的設定值Y的時間點，結束雙面研磨。
一般來說，會供應至雙面研磨的晶圓W的表面在研磨前是比較平坦的，當雙面研磨開始後，晶圓的表面形狀發生變化，平坦度暫時惡化，GBIR增加。然而，繼續雙面研磨的話，平坦度會提升，GBIR轉為減少。當再繼續雙面研磨下去的話，GBIR顯示出相對於研磨時間直線地減少的傾向。即使是圖10所示的晶圓W全體的形狀指標，也會在值轉為減少後直線地減少，顯示出與GBIR相同的傾向。因此，當晶圓W全體的形狀指標的值轉為減少後，如圖11所示，藉由以直線近似晶圓W全體的形狀指標，能夠預測出晶圓W全體的形狀指標成為上述設定值的時間點。將結束雙面研磨的時間點設為晶圓W全體的形狀指標成為上述設定值Y的時間點，藉此能夠在晶圓W全體的形狀及晶圓W外周部的形狀成為目標的形狀的時間點結束雙面研磨。
[工件的雙面研磨方法] 接著，說明本發明一實施型態的工件的雙面研磨方法。本實施型態中，例如能夠使用圖1、圖2所示的裝置來進行晶圓W等的工件的雙面研磨。關於圖1、圖2所示的裝置的構造已經說明，因此省略重複說明。
圖12顯示本發明的工件的雙面研磨方法的流程圖。本發明的方法是與上述本發明的工件的雙面研磨裝置中的運算部13決定出結束雙面研磨的時間點的方法相同，因此簡單說明，並省略詳述說明。
首先，在決定時間點之前，將工件厚度量測器11所量測的晶圓W等的工件的厚度資料中除去異常值，獲得只由正常值組成的工件的厚度資料。步驟S1中，將這樣子除去異常值的工件的厚度資料依照每個工件分離(第1步驟)。這能夠例如根據工件的厚度資料被連續地測量的時間間隔來進行。
接著，在步驟S2，對每個工件，從工件的厚度資料中抽出工件的形狀成分(第2步驟)。這能夠藉由例如以2次函數來近似工件的厚度資料，從工件的形狀成分的時間變動扣掉以2次函數近似而得的工件的平均厚度的時間變動來進行。
接著，在步驟S3，針對抽出的工件的各個形狀成分，特定出測量到的工件上的工件徑方向的位置(第3步驟)。如上述，能夠實測太陽齒輪5的中心及監視孔10的中心之間的距離、承載板9的自轉角度β及承載板9的公轉角度α，特定出各個形狀成分被測量的工件上的工件徑方向的位置，或者是能夠以模擬算出能夠針對上定盤2的旋轉數、承載板9的公轉數及承載板9的自轉數的各種條件來量測工件的厚度的區間，並特定出該算出的可量測區間以及實際可量測的區間兩者最一致時的上定盤2的旋轉數、承載板9的公轉數及承載板9的自轉數，特定出各個形狀成分被測量的工件上的工件徑方向的位置。
接著，在步驟S4，從特定的工件上的工件徑方向的位置及工件的形狀成分，算出工件的形狀分布(第4步驟)。若求出形狀分布時形狀成分的數量少的情況下，能夠以偶函數近似來獲得形狀分布。
接著，在步驟S5，從算出的工件的形狀分布求出工件全體的形狀指標(第5步驟)。本發明中，將工件的形狀分布的最大值及最小值的差作為工件全體的形狀指標使用。
接著，在步驟S6，決定求出的每個工件的工件全體的形狀指標成為工件全體的形狀指標的設定值的時間點，並將其作為結束上述工件的雙面研磨的時間點（第6步驟）。工件全體的形狀指標的設定值會根據本批次中的工件全體的形狀指標的目標值及前一批次中的工件全體的形狀指標的實際值的差、以及前一批次中的工件外周部的形狀指標的實際值相對於本批次中的工件外周部的形狀指標的目標範圍的偏離來決定。這個步驟中，能夠以直線近似工件的形狀指標及研磨時間的關係，將近似的直線中工件的形狀指標成為既定值（例如0）的研磨時間，決定為結束工件的雙面研磨的時間點。
然後，假設對應到結束上述雙面研磨的時間點之工件全體的形狀指標的設定值是以下式（8）所示的Y，假設本批次中的目標值是A、前一批次中的實際值是B、前一批次中的工件全體的形狀指標的設定值是C、常數是D、根據前一批次中工件外周部的形狀指標的實際值相對於本批次中工件外周部的形狀指標的目標範圍的偏移而對目標值A的修正量為E，調整感度常數為a（0＜a≦1），藉此能夠在不只工件全體的形狀，工件外周部的形狀也成為目標形狀的時間點結束雙面研磨。然而，式（8）中的修正值E能夠如式（9）表示。式（9）中，I為常數，F為前一批次中工件外周部的形狀指標的實際值，G為本批次中的工件外周部的形狀指標的目標範圍的下限值，H為目標範圍的上限值，b為調整感度常數（0＜b≦1）。 [式8] （8） [式9] （9）
最後，在步驟S7中，在決定的結束工件的雙面研磨的時間點結束雙面研磨。這樣一來，能夠在工件全體的形狀及工件外周部的形狀成為目標的形狀的時間點結束雙面研磨。
以上的步驟S1～S7的處理能夠由例如設置在上述本發明的雙面研磨裝置1中的運算部13進行。又，上述處理的至少一部分，能夠以連接到雙面研磨裝置的其他的電腦進行，或是在雲端網路上處理。 [實施例]
[發明例] 準備5片直徑300mm的矽晶圓，對這些矽晶圓依照圖12所示的流程圖實施雙面研磨。又，在步驟S6，對應到結束雙面研磨的時間點之矽晶圓全體的形狀指標的設定值會使用式（6）及（7）決定。雙面研磨後的矽晶圓的GBIR顯示於圖13（b），ESFGD顯示於圖13（d）。
[習知例] 與發明例相同，對直徑300mm的5片矽晶圓實施雙面研磨。然而，在步驟S6中，不考慮矽晶圓外周部的形狀指標的實際值對目標範圍的偏離，設定修正量E的值為0。其他的條件與發明例全部相同。雙面研磨後的矽晶圓的GBIR顯示於圖13（a），ESFQD顯示於圖13（c）。
根據圖13（a）及圖13（b）的比較，可知發明例的GBIR的分布與習知例的程度相同。相對於此，當比較圖13（c）及圖13（d），發明例的ESFQD的分布相較於習知例，受到大幅抑制。像這樣，根據本發明，可知能夠一邊維持晶圓全體的形狀指標的分布在與習知例相同的程度，一邊大幅抑制晶圓外周部的形狀指標的分布。 [產業利用性]
根據本發明，能夠在雙面研磨中，在工件全體及工件外周部的形狀成為目標形狀的時間點結束雙面研磨，因此在半導體晶圓製造上相當有用。
1:雙面研磨裝置 2:上定盤 3:下定盤 4:旋轉定盤 5:太陽齒輪 6:外齒輪 7:研磨墊 8:工件保持孔 9:承載板 10:監視孔 11:工件厚度量測器 12:控制部 13:運算部 W:晶圓
圖1為本發明的一實施型態的工件的雙面研磨裝置的上視圖。 圖2為圖1中的A-A剖面圖。 圖3顯示除去異常值的晶圓的厚度資料的一例。 圖4顯示從圖3所示的厚度資料分離的1片晶圓W的厚度資料。 圖5顯示將圖4所示的晶圓的厚度資料以2次函數近似後獲得的晶圓的平均厚度的時間變動。 圖6顯示從圖4所示的晶圓的厚度資料抽出的晶圓表面的形狀成分的時間變動。 圖7顯示在量測晶圓的厚度的時間點時的承載板及晶圓的位置關係的一例。 圖8（a）為圖6所示的形狀分布的時間變動之從研磨時間500秒到1000秒的放大圖。圖8（b）為從（a）得到的晶圓的形狀分布。 圖9為顯示GBIR及ESFQD的相關性的概要圖。 圖10顯示晶圓全體的形狀指標的平均值及研磨時間的關係。 圖11顯示以直線近似的晶圓全體的形狀指標。 圖12為本發明的工件的雙面研磨方法的流程圖。 圖13顯示雙面研磨後的矽晶圓的GBIR及ESFQD。
1:雙面研磨裝置
2:上定盤
3:下定盤
4:旋轉定盤
5:太陽齒輪
6:外齒輪
7:研磨墊
8:工件保持孔
9:承載板
10:監視孔
11:工件厚度量測器
12:控制部
13:運算部
W:晶圓

Claims (14)

  1. 一種工件的雙面研磨裝置，包括：旋轉定盤，具有上定盤及下定盤；太陽齒輪，設置於該旋轉定盤的中心部；外齒輪，設置於該旋轉定盤的外周部；承載板，設置於該上定盤及該下定盤之間，設置有保持工件的1個以上的晶圓保持孔，其中該上定盤或該下定盤具有從該上定盤或下定盤的上面貫通到下面的1個以上的監視孔；1個以上的工件厚度量測器，能夠在該工件的雙面研磨中，從該1個以上的監視孔即時量測該工件的厚度；以及運算部，在該工件的雙面研磨中，決定出結束該工件的雙面研磨的時間點，其中該運算部進行：第1步驟，將該工件厚度量測器所量測的工件的厚度資料依照每個工件分類；第2步驟，對每一工件，從工件的厚度資料抽出工件的形狀成分；第3步驟，針對抽出的工件的各個形狀成分，特定出測量的工件上的工件徑方向的位置；第4步驟，根據特定的工件上的工件徑方向的位置以及該工件的形狀成分，算出工件的形狀分布；第5步驟，根據算出的工件的形狀分布求出工件全體的形狀指標；第6步驟，將求出的每個工件的工件全體的形狀指標成為工件全體的形狀指標的設定值的時間點，決定為結束該工件的雙面研磨的時間點，其中該工件全體的形狀指標的設定值是根據本批次中工件全體的形狀指標的目標值與前一批次中工件全體的形狀指標的實際值的差、以及前一批次中該工件外周部的形狀 指標的實際值相對於本批次中該工件外周部的形狀指標的目標範圍的偏移而決定，該運算部在決定的結束該工件的雙面研磨的時間點使雙面研磨結束。
  2. 如請求項1的工件的雙面研磨裝置，其中：將該工件全體的形狀指標的設定值Y假設為以下述的式(1)表示，並假設本批次中的目標值為A，前一批次中的實際值為B，前一批次中的工件全體的形狀指標的設定值為C，常數為D，根據前一批次中該工件外周部的形狀指標的實際值相對於本批次中該工件外周部的形狀指標的目標範圍的偏移而對該目標值A的修正量為E，調整感度常數為a(0<a≦1)，式(1)中的修正值E假設為以下述的式(2)表示，假設前一批次中該工件外周部的形狀指標的實際值為F，本批次中的該工件外周部的形狀指標的目標範圍的下限值為G，上限值為H，常數為I，調整感度常數為b(0<b≦1)，
    Figure 111115766-A0305-02-0030-4
    Figure 111115766-A0305-02-0030-5
  3. 如請求項1的工件的雙面研磨裝置，其中：在該第3步驟，實測該太陽齒輪的中心及該監視孔的中心之間的距離、該承載板的自轉角度及該承載板的公轉角度，而特定出各個該形狀成分被測量的工件上的工件徑方向的位置，或者是以模擬針對該上定盤的旋轉數、該承載板的公轉數及該承載板的自轉數的 各種條件算出能夠量測工件的厚度的區間，並特定出算出的可量測區間以及實際可量測的區間兩者最一致時的該上定盤的旋轉數、該承載板的公轉數及該承載板的自轉數，而特定出各個該形狀成分被測量的工件上的工件徑方向的位置。
  4. 如請求項1至3任一項的工件的雙面研磨裝置，其中：該第6步驟以直線近似該工件的形狀指標及研磨時間的關係，將近似的直線中該工件全體的形狀指標成為該設定值的研磨時間，決定為結束該工件的雙面研磨的時間點。
  5. 如請求項1至3任一項的工件的雙面研磨裝置，其中：該第5步驟中，以偶函數來近似該工件的形狀成分與該工件上的工件徑方向的位置之間的關係，該工件全體的形狀指標會根據近似的偶函數的最大值及最小值而決定。
  6. 如請求項1至3任一項的工件的雙面研磨裝置，其中：在該第1步驟中，根據該工件的厚度資料被連續地測量的時間間隔，將該厚度資料依照每個工件分類。
  7. 如請求項1至3任一項的工件的雙面研磨裝置，其中：在該第2步驟中，以2次函數來近似該工件的厚度資料及研磨時間之間的關係，將該工件的厚度資料與近似的2次函數之間的差作為該工件的形狀成分。
  8. 一種工件的雙面研磨方法，包括：將工件保持在設置有用以保持工件的1個以上的晶圓保持孔的承載板上，以上定盤及下定盤組成的旋轉定盤夾入該工件，藉由設置於該旋轉定盤的中心部的太陽齒輪的旋轉、以及設置於該旋轉定盤的外周部的外齒輪的旋轉，控制該承載板的自轉及公轉，藉此使該旋轉定盤及該承載板相對旋轉，並同時研磨該工件的兩面，其中該上定盤或該下定盤具有從該上定盤或下定盤的上面貫通到下面的1 個以上的監視孔；該工件的雙面研磨方法更包括以1個以上的工件厚度量測器，在該工件的雙面研磨中，從該1個以上的監視孔即時量測該工件的厚度；該工件的雙面研磨方法，在該工件的雙面研磨中進行包括以下步驟：第1步驟，將該工件厚度量測器所量測的工件的厚度資料依照每個工件分類；第2步驟，對每一工件，從工件的厚度資料抽出工件的形狀成分；第3步驟，針對抽出的工件的各個形狀成分，特定出測量的工件上的工件徑方向的位置；第4步驟，根據特定的工件上的工件徑方向的位置以及該工件的形狀成分，算出工件的形狀分布；第5步驟，根據算出的工件的形狀分布求出工件全體的形狀指標；第6步驟，將求出的每個工件的工件全體的形狀指標成為工件全體的形狀指標的設定值的時間點，決定為結束該工件的雙面研磨的時間點，其中該工件全體的形狀指標的設定值是根據本批次中工件全體的形狀指標的目標值與前一批次中工件全體的形狀指標的實際值的差、以及前一批次中該工件外周部的形狀指標的實際值相對於本批次中該工件外周部的形狀指標的目標範圍的偏移而決定，在決定的結束該工件的雙面研磨的時間點使雙面研磨結束。
  9. 如請求項8的工件的雙面研磨方法，其中：將該工件全體的形狀指標的設定值Y假設為以下述的式(3)表示，並假設本批次中的目標值為A，前一批次中的實際值為B，前一批次中的工件全體的形狀指標的設定值為C，常數為D，根據前一批次中該工件外周部的形狀指標的實際值相對於本批次中該工件外周部的形狀指標的目標範圍的偏移而對該目標值 A的修正量為E，調整感度常數為a(0<a≦1)，式(3)中的修正值E假設為以下述的式(4)表示，假設前一批次中該工件外周部的形狀指標的實際值為F，本批次中的該工件外周部的形狀指標的目標範圍的下限值為G，上限值為H，常數為I，調整感度常數為b(0<b≦1)，
    Figure 111115766-A0305-02-0033-6
    Figure 111115766-A0305-02-0033-7
  10. 如請求項8的工件的雙面研磨方法，其中：在該第3步驟，實測該太陽齒輪的中心及該監視孔的中心之間的距離、該承載板的自轉角度及該承載板的公轉角度，而特定出各個該形狀成分被測量的工件上的工件徑方向的位置，或者是以模擬針對該上定盤的旋轉數、該承載板的公轉數及該承載板的自轉數的各種條件算出能夠量測工件的厚度的區間，並特定出算出的可量測區間以及實際可量測的區間兩者最一致時的該上定盤的旋轉數、該承載板的公轉數及該承載板的自轉數，而特定出各個該形狀成分被測量的工件上的工件徑方向的位置。
  11. 如請求項8至10任一項的工件的雙面研磨方法，其中：該第6步驟以直線近似該工件的形狀指標及研磨時間的關係，將近似的直線中該工件全體的形狀指標成為該設定值的研磨時間，決定為結束該工件的雙面研磨的時間點。
  12. 如請求項8至10任一項的工件的雙面研磨方法，其中： 該第5步驟中，以偶函數來近似該工件的形狀成分與該工件上的工件徑方向的位置之間的關係，該工件全體的形狀指標會根據近似的偶函數的最大值及最小值而決定。
  13. 如請求項8至10任一項的工件的雙面研磨方法，其中：在該第1步驟中，根據該工件的厚度資料被連續地測量的時間間隔，將該厚度資料依照每個工件分類。
  14. 如請求項8至10任一項的工件的雙面研磨方法，其中：在該第2步驟中，以2次函數來近似該工件的厚度資料及研磨時間之間的關係，將該工件的厚度資料與近似的2次函數之間的差作為該工件的形狀成分。
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