(57)【要約】【課題】ウェーハなどの基板のエッジ部に、直角断面を有する階段形状の窪みを形成することができる研磨装置を提供する。【解決手段】研磨装置は、基板Ｗのエッジ部に階段形状の窪みを形成する。研磨装置は、基板Ｗを回転軸心ＣＬを中心に回転させる基板回転装置３と、研磨テープ３８を基板Ｗのエッジ部に押し付ける第１外周面５１ａを有する第１ローラー５１と、第１外周面５１ａに接触している第２外周面５４ａを有する第２ローラー５４とを備え、第２ローラー５４は、回転軸心ＣＬから離れる方向への研磨テープ３８の動きを制限するテープストッパ面７５を有し、テープストッパ面７５は第１外周面５１ａの半径方向外側に位置している。【選択図】図２
2020011363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板のエッジ部に階段形状の窪みを形成するための研磨装置であって、
前記基板を回転軸心を中心に回転させる基板回転装置と、
研磨テープを前記基板のエッジ部に押し付ける第１外周面を有する第１ローラーと、
前記第１外周面に接触している第２外周面を有する第２ローラーとを備え、
前記第２ローラーは、前記回転軸心から離れる方向への該研磨テープの動きを制限するテープストッパ面を有し、前記テープストッパ面は前記第１外周面の半径方向外側に位置している、研磨装置。
【請求項２】
前記第１ローラーと前記第２ローラーは、前記回転軸心に向かって延びる第１軸心および第２軸心を中心に回転可能である、請求項１に記載の研磨装置。
【請求項３】
前記第２ローラーに同心状に固定された第３ローラーをさらに備え、
前記第３ローラーは、前記第２外周面の直径よりも小さい直径を有する第３外周面を有し、前記テープストッパ面は前記第３外周面に接続されている、請求項１または２に記載の研磨装置。
【請求項４】
前記第３ローラーの軸方向の長さは、前記第１ローラーの内側端面と前記テープストッパ面との距離よりも小さい、請求項３に記載の研磨装置。
【請求項５】
前記第１ローラーの内側端面と前記テープストッパ面との距離は、前記研磨テープの幅と同じか、または前記研磨テープの幅よりも小さい、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の研磨装置。
【請求項６】
前記テープストッパ面の位置を検出するテープストッパ面検出システムをさらに備えた、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の研磨装置。
【請求項７】
前記テープストッパ面検出システムは、前記テープストッパ面の位置の変化量が予め設定されたしきい値を超えたときに警報を発する、請求項６に記載の研磨装置。
【請求項８】
前記研磨装置は、前記第１ローラーおよび前記第２ローラーを前記回転軸心に向かう方向および前記回転軸心から離れる方向に移動させるローラー移動機構をさらに備え、
前記テープストッパ面検出システムは、前記ローラー移動機構に指令を発して、前記第１ローラーおよび前記第２ローラーを、前記テープストッパ面の位置の変化量に相当する距離だけ前記回転軸心に向かう方向に移動させる、請求項６または７に記載の研磨装置。
【請求項９】
前記研磨装置は、前記第１ローラーおよび前記第２ローラーを前記回転軸心に向かう方向および前記回転軸心から離れる方向に移動させるローラー移動機構と、
前記研磨テープの幅を測定するテープ幅測定センサと、
前記ローラー移動機構に指令を発して、前記研磨テープの測定された幅の変化をキャンセルする方向に、前記第１ローラーおよび前記第２ローラーを移動させる演算装置をさらに備えた、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の研磨装置。
【請求項１０】
基板のエッジ部に階段形状の窪みを形成するための研磨方法であって、
前記基板を回転軸心を中心に回転させ、
第２ローラーのテープストッパ面によって、研磨テープの前記回転軸心から離れる方向への動きを制限しながら、第１ローラーの第１外周面で研磨テープを前記基板のエッジ部に押し付ける工程を含み、
前記第２ローラーは、前記第１外周面に接触している第２外周面を有し、前記テープストッパ面は前記第１外周面の半径方向外側に位置している、研磨方法。
【請求項１１】
前記テープストッパ面の位置の変化量が予め設定されたしきい値を超えたときに警報を発する、請求項１０に記載の研磨方法。
【請求項１２】
前記第１ローラーおよび前記第２ローラーを、前記テープストッパ面の位置の変化量に相当する距離だけ前記回転軸心に向かう方向に移動させる工程をさらに含む、請求項１０または１１に記載の研磨方法。
【請求項１３】
前記研磨テープの幅を測定し、
前記研磨テープの測定された幅の変化をキャンセルする方向に、前記第１ローラーおよび前記第２ローラーを移動させる工程をさらに含む、請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハなどの基板のエッジ部を研磨するための研磨装置および研磨方法に関し、特に研磨テープを基板のエッジ部に押し付けて該エッジ部に階段形状の窪みを形成するための研磨装置および研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
研磨テープをウェーハのエッジ部に押し付けて該エッジ部に階段形状の窪みを形成する研磨装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このタイプの研磨装置は、図３１に示すように、ウェーハＷをウェーハステージ５００によって回転させながら、研磨テープ５０５を押圧部材５０８でウェーハＷのエッジ部に押し付けるように構成されている。
【０００３】
図３２は図３１に示す研磨装置の上面図であり、図３３は図３２の矢印Ａで示す方向からみた図である。研磨テープ５０５は、図３２および図３３の矢印で示す方向に所定の速度で送られながら、回転するウェーハＷのエッジ部に接触する。ウェーハＷの表面には、図示しない液体供給ノズルから液体（例えば純水）が供給される。研磨テープ５０５は、液体の存在下でウェーハＷのエッジ部に摺接され、ウェーハＷのエッジ部に、図３４に示すような階段形状の窪み５１０を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２１３８４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図３２に示すように、研磨テープ５０５がウェーハＷのエッジ部の外側領域に接触する長さＬ１は、研磨テープ５０５がウェーハＷのエッジ部の内側領域に接触する長さＬ２よりも長い。この長さの違いは、エッジ部の外側領域と内側領域との間での研磨レート（除去レートともいう）の差に相当する。結果として、図３５に示すように、エッジ部に形成された窪み５１０を構成する底面は、ウェーハＷの表面に対して傾いてしまう。加えて、傾いた底面に接触している研磨テープ５０５の内側エッジは、ウェーハＷのエッジ部を斜めに削り取り、窪み５１０を構成する垂直面が傾いてしまう。
【０００６】
また、図３６（ａ）および図３６（ｂ）に示すように、ウェーハＷの半径方向から見たときの押圧部材５０８がウェーハＷの表面に対してわずかに傾くと、ウェーハＷのエッジ部上での研磨圧力分布が大きく変化する。結果として、窪み５１０の安定したプロファイルを得ることが難しくなる。
【０００７】
そこで、本発明は、ウェーハなどの基板のエッジ部に、直角断面を有する階段形状の窪みを形成することができる研磨装置および研磨方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一態様では、基板のエッジ部に階段形状の窪みを形成するための研磨装置であって、前記基板を回転軸心を中心に回転させる基板回転装置と、研磨テープを前記基板のエッジ部に押し付ける第１外周面を有する第１ローラーと、前記第１外周面に接触している第２外周面を有する第２ローラーとを備え、前記第２ローラーは、前記回転軸心から離れる方向への該研磨テープの動きを制限するテープストッパ面を有し、前記テープストッパ面は前記第１外周面の半径方向外側に位置している、研磨装置が提供される。
【０００９】
一態様では、前記第１ローラーと前記第２ローラーは、前記回転軸心に向かって延びる第１軸心および第２軸心を中心に回転可能である。
一態様では、研磨装置は、前記第２ローラーに同心状に固定された第３ローラーをさらに備え、前記第３ローラーは、前記第２外周面の直径よりも小さい直径を有する第３外周面を有し、前記テープストッパ面は前記第３外周面に接続されている。
一態様では、前記第３ローラーの軸方向の長さは、前記第１ローラーの内側端面と前記テープストッパ面との距離よりも小さい。
一態様では、前記第１ローラーの内側端面と前記テープストッパ面との距離は、前記研磨テープの幅と同じか、または前記研磨テープの幅よりも小さい。
【００１０】
一態様では、研磨装置は、前記テープストッパ面の位置を検出するテープストッパ面検出システムをさらに備える。
一態様では、前記テープストッパ面検出システムは、前記テープストッパ面の位置の変化量が予め設定されたしきい値を超えたときに警報を発する。
一態様では、前記研磨装置は、前記第１ローラーおよび前記第２ローラーを前記回転軸心に向かう方向および前記回転軸心から離れる方向に移動させるローラー移動機構をさらに備え、前記テープストッパ面検出システムは、前記ローラー移動機構に指令を発して、前記第１ローラーおよび前記第２ローラーを、前記テープストッパ面の位置の変化量に相当する距離だけ前記回転軸心に向かう方向に移動させる。
【００１１】
一態様では、前記研磨装置は、前記第１ローラーおよび前記第２ローラーを前記回転軸心に向かう方向および前記回転軸心から離れる方向に移動させるローラー移動機構と、前記研磨テープの幅を測定するテープ幅測定センサと、前記ローラー移動機構に指令を発して、前記研磨テープの測定された幅の変化をキャンセルする方向に、前記第１ローラーおよび前記第２ローラーを移動させる演算装置をさらに備える。
【００１２】
一態様では、基板のエッジ部に階段形状の窪みを形成するための研磨方法であって、前記基板を回転軸心を中心に回転させ、第２ローラーのテープストッパ面によって、研磨テープの前記回転軸心から離れる方向への動きを制限しながら、第１ローラーの第１外周面で研磨テープを前記基板のエッジ部に押し付ける工程を含み、前記第２ローラーは、前記第１外周面に接触している第２外周面を有し、前記テープストッパ面は前記第１外周面の半径方向外側に位置している、研磨方法が提供される。
【００１３】
一態様では、前記テープストッパ面の位置の変化量が予め設定されたしきい値を超えたときに警報を発する。
一態様では、前記第１ローラーおよび前記第２ローラーを、前記テープストッパ面の位置の変化量に相当する距離だけ前記回転軸心に向かう方向に移動させる工程をさらに含む。
一態様では、前記研磨テープの幅を測定し、前記研磨テープの測定された幅の変化をキャンセルする方向に、前記第１ローラーおよび前記第２ローラーを移動させる工程をさらに含む。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、研磨テープは基板のエッジ部に線接触する。したがって、基板と研磨テープとの接触面の全体において研磨レートが同じであり、基板の研磨プロファイルが安定する。さらに、研磨テープを押圧する押圧部材として第１ローラーを用いた本発明では、図３６（ａ）および図３６（ｂ）に示すような研磨圧力の意図しない集中が起こらない。結果として、基板の研磨プロファイルが安定する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１（ａ）および図１（ｂ）は、基板の周縁部を示す拡大断面図である。
【図２】研磨装置の一実施形態を示す模式図である。
【図３】図２に示す研磨装置の平面図である。
【図４】図３に示す研磨装置をウェーハ側から見た図である。
【図５】第１ローラー、第２ローラー、および第３ローラーを有する研磨ヘッドの拡大図である。
【図６】第１ローラー、第２ローラー、および第３ローラーを軸方向から見た図である。
【図７】第３ローラーの第３外周面がゴムなどの弾性材から構成された一実施形態を示す模式図である。
【図８】第１ローラーがサーボモータに連結された研磨ヘッドの一実施形態を示す模式図である。
【図９】テープストッパ面検出システムを備えた研磨装置の一実施形態を示す模式図である。
【図１０】距離センサによって測定された距離を表わすグラフである。
【図１１】テープストッパ面検出システムを備えた研磨装置の他の実施形態を示す模式図である。
【図１２】距離センサによって測定された距離を表わすグラフである。
【図１３】ウェーハのエッジ部に形成された窪みを示す断面図である。
【図１４】テープ幅測定センサを備えた研磨装置の一実施形態を示す模式図である。
【図１５】透過型レーザセンサからなる示す模式図である。
【図１６】テープ幅測定センサを通過する研磨テープがその長手方向に折れ曲がった状態を示す図である。
【図１７】テープ幅測定センサを通過する研磨テープが正常位置からずれている状態を示す図である。
【図１８】研磨テープの全体が正常範囲から外れている状態を示す図である。
【図１９】演算装置の構成を示す模式図である。
【図２０】研磨装置の詳細な構成の一実施形態を示す平面図である。
【図２１】図２０のＦ−Ｆ線断面図である。
【図２２】図２１の矢印Ｇで示す方向から見た図である。
【図２３】研磨ヘッドおよび研磨テープ供給機構の平面図である。
【図２４】研磨テープをウェーハに押し付けているときの研磨ヘッドおよび研磨テープ供給機構の正面図である。
【図２５】図２４に示すＨ−Ｈ線断面図である。
【図２６】図２４に示す研磨テープ供給機構の側面図である。
【図２７】図２４に示す研磨ヘッドを矢印Ｉで示す方向から見た縦断面図である。
【図２８】研磨位置にある研磨ヘッドおよび研磨テープ供給機構の平面図である。
【図２９】研磨位置にある第１ローラー、研磨テープ、およびウェーハを横方向から見た模式図である。
【図３０】第１ローラーにより研磨テープをウェーハのエッジ部に押し付けている状態を示す図である。
【図３１】従来の研磨装置を示す図である。
【図３２】図３１に示す研磨装置の上面図である。
【図３３】図３２の矢印Ａで示す方向からみた図である。
【図３４】ウェーハのエッジ部に形成された階段形状の窪みを示す断面図である。
【図３５】従来の研磨装置によって形成された階段形状の窪みの一例を示す断面図である。
【図３６】図３６（ａ）および図３６（ｂ）は、従来の研磨装置によって形成された階段形状の窪みの一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１（ａ）および図１（ｂ）は、基板の周縁部を示す拡大断面図である。より詳しくは、図１（ａ）はいわゆるストレート型の基板の断面図であり、図１（ｂ）はいわゆるラウンド型の基板の断面図である。基板の例としては、ウェーハが挙げられる。基板の周縁部は、ベベル部、トップエッジ部、およびボトムエッジ部を含む領域として定義される。図１（ａ）のウェーハＷにおいて、ベベル部は、上側傾斜部（上側ベベル部）Ｐ、下側傾斜部（下側ベベル部）Ｑ、および側部（アペックス）Ｒから構成されるウェーハＷの最外周面（符号Ｓで示す）である。図１（ｂ）のウェーハＷにおいては、ベベル部は、ウェーハＷの最外周面を構成する、湾曲した断面を有する部分（符号Ｓで示す）である。トップエッジ部は、ベベル部Ｓよりも半径方向内側に位置する環状の平坦部Ｔ１である。ボトムエッジ部は、トップエッジ部とは反対側に位置し、ベベル部Ｓよりも半径方向内側に位置する環状の平坦部Ｔ２である。トップエッジ部Ｔ１およびボトムエッジ部Ｔ２は、ベベル部Ｓに接続されている。トップエッジ部Ｔ１は、デバイスが形成された領域を含むこともある。以下の説明では、トップエッジ部Ｔ１およびボトムエッジ部Ｔ２を特に区別しないときは、これらを単にエッジ部と称する。
【００１７】
図２は、研磨装置の一実施形態を示す模式図であり、図３は、図２に示す研磨装置の平面図であり、図４は、図３に示す研磨装置をウェーハ側から見た図である。研磨装置は、基板の一例であるウェーハＷを保持し、回転軸心ＣＬを中心にウェーハＷを回転させるウェーハ回転装置（基板回転装置）３と、ウェーハＷのエッジ部を研磨テープ３８で研磨する研磨ヘッド５０と、研磨テープ３８を研磨ヘッド５０に供給し、研磨ヘッド５０から回収する研磨テープ供給機構７０を備えている。
【００１８】
ウェーハ回転装置３は、ウェーハＷの下面を保持するためのウェーハ保持面（基板保持面）４ａを有する保持ステージ４と、保持ステージ４を回転軸心ＣＬを中心に回転させるモータＭ１を有している。ウェーハ保持面４ａには、溝４ｂが形成されており、溝４ｂは真空ライン９に連通している。ウェーハＷがウェーハ保持面４ａに置かれた状態で溝４ｂに真空が形成されると、ウェーハＷは真空吸引によりウェーハ保持面４ａに保持される。
【００１９】
研磨ヘッド５０は、研磨テープ３８をウェーハＷのエッジ部に押し付ける第１外周面５１ａを有する第１ローラー５１と、第１外周面５１ａに接触している第２外周面５４ａを有する第２ローラー５４を備えている。第１ローラー５１と第２ローラー５４は、互いに平行な第１軸心Ｃ１および第２軸心Ｃ２を中心にそれぞれ回転可能に構成されている。第１軸心Ｃ１および第２軸心Ｃ２は、回転軸心ＣＬに向かって延びている。すなわち、第１軸心Ｃ１および第２軸心Ｃ２は、ウェーハ保持面４ａの半径方向に延びている。第１ローラー５１および第２ローラー５４は、ローラー支持部材５２に回転可能に支持されている。
【００２０】
研磨ヘッド５０は、第２ローラー５４に同心状に固定された第３ローラー６３をさらに備えている。この第３ローラー６３は、第２外周面５４ａの直径よりも小さい直径を有する第３外周面６３ａを有している。第３ローラー６３は、第２軸心Ｃ２を中心に第２ローラー５４と一体に回転可能である。研磨ヘッド５０は、第１ローラー５１、第２ローラー５４、および第３ローラー６３をウェーハ保持面４ａ（すなわちウェーハ表面）に対して垂直な方向に移動させるローラーアクチュエータ５９をさらに備えている。
【００２１】
研磨装置は、第１ローラー５１、第２ローラー５４、および第３ローラー６３を含む研磨ヘッド５０の全体を、回転軸心ＣＬに向かう方向および回転軸心ＣＬから離れる方向に移動させるローラー移動機構４５を備えている。さらに、研磨装置は、研磨テープ３８および研磨テープ供給機構７０を、回転軸心ＣＬに向かう方向および回転軸心ＣＬから離れる方向に移動させる研磨テープ移動機構４６をさらに備えている。
【００２２】
ローラー移動機構４５および研磨テープ移動機構４６は、互いに独立に動作可能となっている。したがって、第１ローラー５１、第２ローラー５４、および第３ローラー６３の研磨テープ３８に対する相対位置は、ローラー移動機構４５および研磨テープ移動機構４６によって調整することができる。ローラーアクチュエータ５９、ローラー移動機構４５、および研磨テープ移動機構４６としては、エアシリンダの組み合わせ、またはサーボモータとボールねじとの組み合せなどを使用することができる。
【００２３】
研磨テープ供給機構７０は、研磨テープ３８を巻き出す巻き出しリール７１と、研磨テープ３８を巻き取る巻き取りリール７２を備えている。巻き出しリール７１および巻き取りリール７２は、基台８１に支持されている。巻き出しリール７１と巻き取りリール７２との間には、研磨テープ送り機構７６が設けられている。図４に示すように、研磨テープ送り機構７６は、研磨テープ３８を送るテープ送りローラー７７と、研磨テープ３８をテープ送りローラー７７に対して押し付けるニップローラー７８と、テープ送りローラー７７を回転させるテープ送りモータ７９とを備えている。研磨テープ３８はニップローラー７８とテープ送りローラー７７との間に挟まれている。テープ送りローラー７７を回転させることにより、研磨テープ３８は巻き出しリール７１から研磨ヘッド５０を経由して巻き取りリール７２に所定の速度で送られる。
【００２４】
研磨テープ３８は、その研磨面がウェーハＷのエッジ部に対向するように研磨テープ供給機構７０によって支持されている。研磨テープ３８の片面は、砥粒が固定された研磨面を構成している。研磨テープ３８は長尺の研磨具であり、ウェーハＷの接線方向に沿って延びている。第１ローラー５１は、研磨テープ３８をウェーハＷのエッジ部に押し付けるための押圧部材であり、ウェーハＷのエッジ部の上方に配置されている。第２ローラー５４は、ウェーハＷの研磨中において回転軸心ＣＬから離れる方向への研磨テープ３８の動きを制限するために設けられている。
【００２５】
ウェーハＷのエッジ部の研磨は、次のようして行われる。図２に示すように、ウェーハＷの下面はウェーハ保持面４ａに保持され、回転軸心ＣＬを中心に回転される。図示しないノズルから液体（例えば純水）がウェーハＷの上面の中心に供給される。液体は、遠心力によりウェーハＷの上面の全体に広がる。ローラーアクチュエータ５９は、第１ローラー５１をウェーハＷの上面に向かって移動させ、第１ローラー５１で研磨テープ３８の研磨面をウェーハＷのエッジ部に押し付ける。このとき、第２ローラー５４よび第３ローラー６３も第１ローラー５１と一緒にローラーアクチュエータ５９によって移動される。研磨テープ３８の研磨面は、液体の存在下でウェーハＷのエッジ部に摺接し、ウェーハＷのエッジ部に図３４に示すような階段形状の窪み５１０を形成する。ウェーハＷのエッジ部の研磨中は、研磨テープ３８は、研磨テープ送り機構７６により所定の速度で送られる。
【００２６】
図５は、第１ローラー５１、第２ローラー５４、および第３ローラー６３を有する研磨ヘッドの拡大図であり、図６は、第１ローラー５１、第２ローラー５４、および第３ローラー６３を軸方向から見た図である。第１ローラー５１の第１外周面５１ａは、第２ローラー５４の第２外周面５４ａに接触しない内側領域５１ｂと、第２ローラー５４の第２外周面５４ａに接触している外側領域５１ｃを有する。内側領域５１ｂは、ウェーハ保持面４ａ（図２参照）の半径方向において外側領域５１ｃよりも内側に位置している。内側領域５１ｂおよび外側領域５１ｃは、いずれも円筒形状である。研磨テープ３８の裏側は、第１ローラー５１の第１外周面５１ａの内側領域５１ｂで支持される。第２ローラー５４は、第１ローラー５１の下に位置している。第２ローラー５４の第２外周面５４ａは、第１ローラー５１の第１外周面５１ａの下部、すなわち外側領域５１ｃの下部に接触している。第３ローラー６３は、第１外周面５１ａの内側領域５１ｂの下方に位置している。
【００２７】
第１ローラー５１は第１支持軸６７に支持されており、この第１支持軸６７はローラー支持部材５２に支持されている。第２ローラー５４および第３ローラー６３は、第２支持軸６８に支持されており、この第２支持軸６８はローラー支持部材５２に支持されている。本実施形態では、第１支持軸６７および第２支持軸６８は、ローラー支持部材５２内に配置された軸受（図示せず）により回転可能に支持されている。第１ローラー５１は第１支持軸６７に固定され、第２ローラー５４および第３ローラー６３は第２支持軸６８に固定されている。一実施形態では、第１支持軸６７および第２支持軸６８はローラー支持部材５２に固定され、第１ローラー５１内に配置された軸受（図示せず）により第１ローラー５１が回転可能に支持され、第２ローラー５４内に配置された軸受（図示せず）により第２ローラー５４および第３ローラー６３が回転可能に支持されてもよい。
【００２８】
第２ローラー５４は、回転軸心ＣＬから離れる方向への研磨テープ３８の動きを制限するテープストッパ面７５を有している。テープストッパ面７５は、第２ローラー５４の内側端面から構成されている。第２ローラー５４の内側端面とは、回転軸心ＣＬを向く第２ローラー５４の端面である。テープストッパ面７５は第３ローラー６３の第３外周面６３ａに接続されている。図６に示すように、本実施形態では、テープストッパ面７５は環状である。テープストッパ面７５は、第１外周面５１ａと第３外周面６３ａとの間に位置している。テープストッパ面７５は第１外周面５１ａの半径方向外側に位置している。
【００２９】
第１ローラー５１の内側端面５１ｄとテープストッパ面７５との距離（第１ローラー５１の軸方向に沿った距離）Ｄ１は、研磨テープの幅Ｄ２よりも小さい。したがって、研磨テープ３８の内側エッジは、第１ローラー５１の内側端面５１ｄから回転軸心ＣＬに向かって突出している。第１ローラー５１の内側端面５１ｄとは、回転軸心ＣＬを向く第２ローラー５４の端面である。一実施形態では、第１ローラー５１の内側端面５１ｄとテープストッパ面７５との距離Ｄ１は、研磨テープ３８の幅Ｄ２と同じでもよい。この場合は、研磨テープ３８の内側エッジは、第１ローラー５１の内側端面５１ｄに一致する。
【００３０】
巻き出しリール７１および巻き取りリール７２は、テープストッパ面７５よりも、ウェーハ保持面４ａの半径方向においてやや外側に位置している。このため、ウェーハＷの研磨中、研磨テープ３８の外側エッジは、研磨テープ３８のテンションによりテープストッパ面７５に押し付けられ、これにより研磨テープ３８の位置決めが達成される。ウェーハＷの研磨中、ウェーハ保持面４ａの半径方向における外側への研磨テープ３８の移動は、テープストッパ面７５によって制限される。研磨テープ３８の内側エッジおよび外側エッジは、研磨テープ３８の長手方向に沿った両側のエッジであり、内側エッジは、ウェーハ保持面４ａ（図２参照）の半径方向において外側エッジよりも内側に位置している。
【００３１】
第３ローラー６３の軸方向の長さは、第１ローラー５１の内側端面５１ｄとテープストッパ面７５との距離Ｄ１よりも小さい。第３ローラー６３の内側端面６３ｂは、第１ローラー５１の軸方向において、第１ローラー５１の内側端面５１ｄとテープストッパ面７５との間に位置している。このような構成により、第１ローラー５１の第１外周面５１ａは、研磨テープ３８の研磨面をウェーハＷのエッジ部に押し付けることができる。第３ローラー６３の内側端面６３ｂとは、回転軸心ＣＬを向く第３ローラー６３の端面である。
【００３２】
ウェーハＷの研磨中は、研磨テープ３８はその長手方向に所定の速度で送られる。研磨テープ３８が移動すると、研磨テープ３８の裏側と第１ローラー５１の第１外周面５１ａとの間に作用する摩擦抵抗により、第１ローラー５１は第１軸心Ｃ１を中心に回転する。第２ローラー５４の第２外周面５４ａは第１ローラー５１の第１外周面５１ａに接触しているので、第２ローラー５４は、第１ローラー５１が回転するにつれて、第２軸心Ｃ２を中心に反対方向に回転する。本実施形態では、第２ローラー５４の第２外周面５４ａの直径は、第１ローラー５１の第１外周面５１ａの直径と同じである。したがって、第２ローラー５４は、第１ローラー５１と同じ回転速度で反対方向に回転する。一実施形態では、第２ローラー５４の第２外周面５４ａの直径は、第１ローラー５１の第１外周面５１ａの直径と異なってもよい。
【００３３】
第３ローラー６３は、第１ローラー５１の第１外周面５１ａの半径方向外側に位置している。第３ローラー６３は、ウェーハＷの研磨中での研磨テープ３８のうねり（しわ状の変形）を防止するために設けられている。第２外周面５４ａの半径と第３外周面６３ａの半径との差は、研磨テープ３８の厚さよりも大きい。すなわち、第１ローラー５１の第１外周面５１ａと、第３ローラー６３の第３外周面６３ａとの間に形成されている隙間は、研磨テープ３８の厚さよりも大きい。したがって、研磨テープ３８の裏側が第１ローラー５１の第１外周面５１ａに支持されているとき、研磨テープ３８の研磨面は第３ローラー６３の第３外周面６３ａに接触していない。
【００３４】
第１ローラー５１は、円筒形状を有している。本実施形態では、第１ローラー５１の軸方向の長さは、第１ローラー５１の直径よりも長いが、一実施形態では第１ローラー５１の軸方向の長さは、第１ローラー５１の直径よりも短くてもよい。円筒形状の第１ローラー５１によって押し付けられる研磨テープ３８は、ウェーハＷのエッジ部に線接触する。すなわち、研磨テープ３８の研磨面は、ウェーハＷの半径方向に沿って同じ幅でウェーハＷのエッジ部に接触する。したがって、エッジ部の内側領域と外側領域でのウェーハＷの研磨レートは実質的に等しい。結果として、研磨テープ３８は、図３４に示すような直角断面を持つ階段形状の窪み５１０をウェーハＷのエッジ部に形成することができる。図３４に示す階段形状の窪み５１０を構成する底面は、ウェーハＷの上面に平行であり、階段形状の窪み５１０を構成する垂直面は、ウェーハＷの上面に対して垂直である。
【００３５】
本実施形態によれば、ウェーハＷと研磨テープ３８との接触面の全体において研磨レートが同じであるので、ウェーハＷの研磨プロファイルが安定する。さらに、研磨テープを押圧する押圧部材として第１ローラー５１を用いた本実施形態では、図３６（ａ）および図３６（ｂ）に示すような研磨圧力の意図しない集中が起こらない。結果として、ウェーハＷの研磨プロファイルが安定する。
【００３６】
第１ローラー５１の第１外周面５１ａは、研磨テープ３８の裏側に転がり接触し、研磨テープ３８は第１外周面５１ａに対して実質的に摺動しない。したがって、研磨テープ３８を滑らかに送ることができる。加えて、第１ローラー５１の摩耗が抑制され、第１ローラー５１の交換頻度が低減できる。同様に、テープストッパ面７５は研磨テープ３８の移動方向と同じ方向に回転するので、テープストッパ面７５の摩耗が抑制される。結果として、第２ローラー５４の交換頻度が低減できる。第３ローラー６３は、研磨テープ３８の研磨面には接触しないので、第３外周面６３ａは基本的には摩耗しない。しかしながら、研磨テープ３８がしわ状に変形したとき、研磨テープ３８の研磨面が第３外周面６３ａに接触することがある。このような場合であっても、第３外周面６３ａは研磨テープ３８の移動方向と同じ方向に回転するので、第３外周面６３ａの摩耗が抑制される。
【００３７】
第１ローラー５１、第２ローラー５４、および第３ローラー６３を構成する材料は、特に限定されない。一実施形態では、第１ローラー５１は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの樹脂、ステンレス鋼などの金属、またはＳｉＣ（炭化ケイ素）などのセラミックから構成され、第２ローラー５４および第３ローラー６３は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの樹脂から構成される。
【００３８】
図７に示す一実施形態では、第３ローラー６３の第３外周面６３ａは、ゴムなどの弾性材から構成されてもよい。図７に示す実施形態では、第２ローラー５４の第２外周面５４ａは第１ローラー５１の第１外周面５１ａに接触しているとともに、第３ローラー６３の第３外周面６３ａは、研磨テープ３８の研磨面に接触している。研磨テープ３８の外側部位は、第１ローラー５１と第３ローラー６３との間に挟まれるので、ウェーハＷの研磨中における研磨テープ３８のうねり（しわ状の変形）が防止される。さらに、第１ローラー５１の第１外周面５１ａと研磨テープ３８の裏面とのすべりも防止できる。
【００３９】
図８に示すように、研磨ヘッド５０は、研磨テープ３８の送り速度に同期して第１ローラー５１を回転させるためのサーボモータ８０をさらに備えてもよい。サーボモータ８０はローラー支持部材５２に固定され、かつ第１支持軸６７に連結されている。第１支持軸６７はローラー支持部材５２内に配置された軸受（図示せず）によって回転可能に支持されている。サーボモータ８０によって第１ローラー５１が回転すると、第１ローラー５１の第１外周面５１ａに接触している第２ローラー５４は、反対方向に回転する。一実施形態では、サーボモータ８０は、第１ローラー５１を支持する第１支持軸６７に代えて、第２ローラー５４を支持する第２支持軸６８に連結されてもよい。この場合は、サーボモータ８０によって第２ローラー５４が回転すると、第２ローラー５４の第２外周面５４ａに接触している第１ローラー５１は、反対方向に回転する。
【００４０】
研磨テープ３８の外側エッジはテープストッパ面７５に接触している。上述したように、ウェーハＷの研磨中は、テープストッパ面７５は研磨テープ３８と同じ方向に移動するので、テープストッパ面７５は摩耗しにくい。しかしながら、研磨テープ３８の外側エッジには砥粒がわずかに付着しているため、テープストッパ面７５の摩耗を完全に防止することはできない。テープストッパ面７５の摩耗が進行すると、研磨テープは、ウェーハＷのエッジ部の意図した位置に階段状の窪みを形成することができない。
【００４１】
そこで、次に説明する実施形態では、研磨装置は、図９に示すように、テープストッパ面７５の位置を検出するテープストッパ面検出システム９１をさらに備えている。テープストッパ面検出システム９１は、第２ローラー５４の軸方向におけるテープストッパ面７５の位置を検出するように構成されている。より具体的には、テープストッパ面検出システム９１は、基準面から第２ローラー５４および第３ローラー６３までの距離を測定する距離センサ９２と、距離の測定データからテープストッパ面７５の位置を決定する演算装置９５を備えている。
【００４２】
本実施形態では、距離センサ９２は、一直線上に配列された多数の測定点において、基準面から第２ローラー５４の第２外周面５４ａおよび第３ローラー６３の第３外周面６３ａまでの距離を測定するように構成されている。基準面は、例えば、距離センサ９２の前面である。このような距離センサ９２として、対象物の表面プロファイルを測定することができるラインスキャン距離センサまたはラインスキャン変位センサが使用できる。このタイプのセンサは市場で入手することができる。
【００４３】
図１０は、距離センサ９２によって測定された距離を表わすグラフである。図１０において、縦軸は基準面からの距離を表し、横軸は第２ローラー５４および第３ローラー６３の軸方向に沿った位置を表している。図１０に示す記号Ｏ１は、テープストッパ面７５の位置を示している。テープストッパ面７５が摩耗するにつれて、記号Ｏ１で示されるテープストッパ面７５の位置が変化する。
【００４４】
距離センサ９２は、演算装置９５に電気的に接続されており、距離センサ９２は距離の測定データを演算装置９５に送るようになっている。演算装置９５は、距離の測定データおよび以下に説明するプログラムを記憶する記憶装置１１０と、プログラムを実行するための処理装置（ＣＰＵなど）１２０を備えている。演算装置９５は、汎用のコンピュータまたは専用のコンピュータから構成されている。
【００４５】
記憶装置１１０に記憶されているプログラムは、基準面から第２ローラー５４および第３ローラー６３までの距離の測定データから、テープストッパ面７５の初期位置および現在の位置を決定するステップと、テープストッパ面７５の初期位置と現在の位置との差を算出するステップと、算出された差が予め設定されたしきい値を超えたときに警報を発するステップを演算装置９５に実行させる。
【００４６】
テープストッパ面７５の初期位置と現在の位置との差は、テープストッパ面７５の位置の変化量であり、これはテープストッパ面７５の摩耗量に相当する。演算装置９５は、テープストッパ面７５の初期位置と現在の位置との差（すなわち、テープストッパ面７５の位置の変化量）が予め設定されたしきい値を超えたときに警報を発する。このような動作により、ユーザーは、警報から、テープストッパ面７５が許容レベルを超えて摩耗したことを知ることができる。
【００４７】
一実施形態では、プログラムは、基準面から第２ローラー５４および第３ローラー６３までの距離の測定データから、テープストッパ面７５の初期位置および現在の位置を決定するステップと、テープストッパ面７５の初期位置と現在の位置との差を算出するステップと、ローラー移動機構４５に指令を発して、第１ローラー５１、第２ローラー５４、および第３ローラー６３を含む研磨ヘッド５０を、上記差に相当する距離だけ回転軸心ＣＬに向かって移動させるステップを演算装置９５に実行させる。
【００４８】
演算装置９５は、ローラー移動機構４５に指令を発して、研磨ヘッド５０を、テープストッパ面７５の初期位置と現在の位置との差（すなわち、テープストッパ面７５の位置の変化量）に相当する距離だけ回転軸心ＣＬに向かって移動させる。このような動作により、テープストッパ面７５および研磨テープ３８は初期位置に復帰される。
【００４９】
第２ローラー５４の軸方向におけるテープストッパ面７５の位置は、距離センサ９２に対するテープストッパ面７５の相対的な軸方向の位置である。よって、テープストッパ面７５の摩耗量を正しく決定するためには、テープストッパ面７５の位置を検出するときの距離センサ９２と研磨ヘッド５０との相対位置は常に一定である必要がある。このような観点から、一実施形態では、距離センサ９２は、研磨ヘッド５０に連結され、第２ローラー５４および第３ローラー６３と一体に移動可能とされる。例えば、距離センサ９２は、図示しない取り付け部材を介して、または直接にローラー支持部材５２に固定される。
【００５０】
図１１は、テープストッパ面検出システム９１の他の実施形態を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図９に示す実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。本実施形態では、距離センサ９２は、テープストッパ面７５から第３ローラー６３の内側端面６３ｂまでの領域を少なくとも含む測定ターゲット領域において、基準面から第２ローラー５４および第３ローラー６３までの距離を測定するように配置されている。
【００５１】
図１２は、距離センサ９２によって測定された距離を表わすグラフである。図１２において、縦軸は基準面からの距離を表し、横軸は第２ローラー５４および第３ローラー６３の軸方向に沿った位置を表している。図１２に示す記号Ｏ１は、テープストッパ面７５の位置を示し、記号Ｏ２は、第３ローラー６３の内側端面６３ｂの位置を示している。
【００５２】
第３ローラー６３の内側端面６３ｂは研磨テープ３８に接触しないので摩耗しないが、テープストッパ面７５は研磨テープ３８の外側エッジに接触するので徐々に摩耗する。したがって、テープストッパ面７５の位置の変化量、すなわちテープストッパ面７５の摩耗量は、記号Ｏ２で示す第３ローラー６３の内側端面６３ｂから記号Ｏ１で示すテープストッパ面７５までの距離の変化量に相当する。
【００５３】
記憶装置１１０に記憶されているプログラムは、基準面から第２ローラー５４および第３ローラー６３までの距離の測定データから、第３ローラー６３の内側端面６３ｂの位置Ｏ２と、テープストッパ面７５の位置Ｏ１を決定するステップと、第３ローラー６３の内側端面６３ｂからテープストッパ面７５までの距離の初期値と現在値を算出するステップと、距離の現在値と初期値との差を算出するステップと、算出された差が予め設定されたしきい値を超えたときに警報を発するステップを演算装置９５に実行させる。
【００５４】
第３ローラー６３の内側端面６３ｂからテープストッパ面７５までの距離の現在値と初期値との差は、テープストッパ面７５の位置の変化量であり、これはテープストッパ面７５の摩耗量に相当する。演算装置９５は、距離の現在値と初期値との差（すなわち、テープストッパ面７５の位置の変化量）が予め設定されたしきい値を超えたときに警報を発する。このような動作により、ユーザーは、警報から、テープストッパ面７５が許容レベルを超えて摩耗したことを知ることができる。
【００５５】
一実施形態では、プログラムは、基準面から第２ローラー５４および第３ローラー６３までの距離の測定データから、第３ローラー６３の内側端面６３ｂの位置Ｏ２と、テープストッパ面７５の位置Ｏ１を決定するステップと、第３ローラー６３の内側端面６３ｂからテープストッパ面７５までの距離の初期値と現在値を算出するステップと、距離の現在値と初期値との差を算出するステップと、ローラー移動機構４５に指令を発して、第１ローラー５１、第２ローラー５４、および第３ローラー６３を含む研磨ヘッド５０を、上記差に相当する距離だけ回転軸心ＣＬに向かって移動させるステップを演算装置９５に実行させる。
【００５６】
演算装置９５は、ローラー移動機構４５に指令を発して、研磨ヘッド５０を、上第３ローラー６３の内側端面６３ｂからテープストッパ面７５までの距離の初期値と現在値との差（すなわち、テープストッパ面７５の位置の変化量）に相当する距離だけ回転軸心ＣＬに向かって移動させる。このような動作により、テープストッパ面７５および研磨テープ３８は初期位置に復帰される。
【００５７】
本実施形態では、テープストッパ面７５の摩耗量の検出には、第３ローラー６３の内側端面６３ｂとテープストッパ面７５との距離が用いられる。言い換えれば、第３ローラー６３の内側端面６３ｂに対する、テープストッパ面７５の相対的な位置がテープストッパ面７５の摩耗量の検出に用いられる。したがって、距離センサ９２と研磨ヘッド５０との相対位置は一定である必要はない。距離センサ９２は、研磨装置のベース（図示せず）などに設置してもよいし、または図９に示す実施形態と同じように研磨ヘッド５０に連結されてもよい。
【００５８】
図９および図１１に示す実施形態の両方において、テープストッパ面検出システム９１によるテープストッパ面７５の軸方向の位置の検出は、ウェーハＷの研磨が行われていないときに実施される。例えば、テープストッパ面７５の軸方向の位置の検出は、ウェーハＷの研磨前、またはウェーハＷの研磨後に行われる。この理由は、ウェーハＷに供給された液体に起因する、テープストッパ面７５の検出への悪影響を避けることにある。
【００５９】
ウェーハＷに供給された液体が距離センサ９２に付着することを防ぐために、可動センサカバー（図示せず）を距離センサ９２の上方に配置してもよい。可動センサカバーは、ウェーハＷの研磨中は距離センサ９２の上方に位置し、テープストッパ面７５の摩耗を検出するときは、距離センサ９２の上方位置から離れる。
【００６０】
ウェーハＷに供給された液体が第２ローラー５４および第３ローラー６３に付着すると、テープストッパ面７５が正しく検出されないおそれがある。そこで、研磨装置は、第２ローラー５４および第３ローラー６３に付着した液体を除去するためのエアブロワ（図示せず）を備えてもよい。
【００６１】
研磨テープ３８の幅は、研磨テープ３８の全長に亘って完全に一定ではなく、研磨テープ３８の場所によってわずかに変わる。ウェーハＷの研磨中は、研磨テープ３８は所定の速度で送られるので、研磨テープ３８の幅のばらつきに起因して、図１３に示すように、ウェーハＷのエッジ部に形成された窪み５１０の垂直面が粗くなってしまうことがある。
【００６２】
そこで、次に説明する実施形態では、図１４に示すように、第１ローラー５１に送られる前の研磨テープ３８の幅を測定するテープ幅測定センサ９９が設けられる。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、上述した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。
【００６３】
本実施形態では、研磨テープ３８の内側エッジの位置が一定に保たれるように、研磨テープ３８の幅の測定値に基づいて、研磨ヘッド５０が回転軸心ＣＬ（図２参照）に近づく方向または回転軸心ＣＬから遠ざかる方向に移動される。テープ幅測定センサ９９としては、対象物の寸法を測定することができる透過型レーザセンサが用いられる。このタイプのセンサは、市場で入手することができる。
【００６４】
図１５は、透過型レーザセンサからなるテープ幅測定センサ９９を示す模式図である。テープ幅測定センサ９９は、レーザ光線を発する投光部９９Ａと、レーザ光線を受ける受光部９９Ｂとを備えている。投光部９９Ａおよび受光部９９Ｂは、研磨テープの両面に対向して配置される。すなわち、測定対象物である研磨テープ３８は、投光部９９Ａと受光部９９Ｂとの間に位置する。投光部９９Ａから発せられたレーザ光線の一部は、研磨テープ３８に遮られ、受光部９９Ｂはレーザ光線が遮られた長さを測定する。レーザ光線が遮られた長さは、研磨テープ３８の幅に相当する。
【００６５】
図１４に示すように、テープ幅測定センサ９９は、研磨テープ３８の送り方向において、第１ローラー５１よりも上流側に配置されている。テープ幅測定センサ９９は、研磨テープ供給機構７０に固定されている。テープ幅測定センサ９９は、演算装置９５に電気的に接続されている。テープ幅測定センサ９９は、第１ローラー５１に送られる前の研磨テープ３８の幅を測定し、研磨テープ３８の幅の測定データを演算装置９５に送る。
【００６６】
演算装置９５は、汎用のコンピュータまたは専用のコンピュータから構成されている。演算装置９５は、研磨テープ３８の幅の測定データおよび以下に説明するプログラムを記憶する記憶装置１１０と、プログラムを実行するための処理装置（ＣＰＵなど）１２０を備えている。プログラムは、研磨テープ３８の測定された幅と基準幅との差を算出するステップと、幅が測定された研磨テープ３８の測定箇所が第１ローラー５１に到達する直前に、ローラー移動機構４５（図２、図３参照）に指令を発して、第１ローラー５１、第２ローラー５４、および第３ローラー６３を含む研磨ヘッド５０を、上記差に相当する距離だけ、回転軸心ＣＬに近づく方向または回転軸心ＣＬから遠ざかる方向に移動させることで研磨テープ３８の幅の変化をキャンセルするステップを演算装置９５に実行させる。
【００６７】
研磨テープ３８の上記基準幅は、予め設定された値であってもよいし、または最初に測定された研磨テープ３８の幅であってもよい。研磨テープ３８の測定箇所が第１ローラー５１に到達する予想時間は、研磨テープ３８の送り速度と、テープ幅測定センサ９９から第１ローラー５１までの研磨テープ３８に沿った距離から算出することができる。
【００６８】
本実施形態によれば、第１ローラー５１、第２ローラー５４、および第３ローラー６３は、研磨テープ３８の幅の変化をキャンセルする方向に移動されるので、研磨テープ３８の内側エッジの位置は常に一定に保たれる。したがって、研磨テープ３８は、図３４に示すような滑らかな垂直面を持つ窪みをウェーハＷのエッジ部に形成することができる。
【００６９】
一実施形態では、ローラー移動機構４５が研磨ヘッド５０を移動させるとき、演算装置９５は研磨テープ移動機構４６に指令を発して、研磨テープ供給機構７０を、研磨テープ３８の測定された幅と基準幅との差に相当する距離だけ、回転軸心ＣＬに近づく方向または回転軸心ＣＬから遠ざかる方向に移動させてもよい。この理由は、ウェーハＷを研磨しているときの研磨ヘッド５０と研磨テープ供給機構７０との相対位置を一定に保つことで、研磨テープ３８の過度な変形を防ぐことにある。
【００７０】
図１６に示すように、研磨テープ３８がその長手方向に沿って折れ曲がった場合は、研磨テープ３８の測定された幅は正常範囲よりも小さくなる。よって、研磨テープ３８の測定された幅が、予め設定された下限値を下回っているときは、演算装置９５は警報を発する。
さらに、図１７に示すように研磨テープ３８が正常位置からずれている場合、および図１８に示すように研磨テープ３８の全体が正常範囲から外れている場合、研磨テープ３８はウェーハＷのエッジ部の意図した位置に窪みを形成することができない。そこで、演算装置９５は、研磨テープ３８の全体の位置が設定範囲から外れている場合は、警報を発する。
【００７１】
上述した実施形態は適宜組み合わせることが可能である。例えば、図９または図１１に示すテープストッパ面検出システム９１は、図１４乃至図１８を参照して説明した実施形態に組み合わせてもよい。
【００７２】
図１９は、上述した各実施形態に使用される演算装置９５の一実施形態示す模式図である。演算装置９５は、専用のコンピュータまたは汎用のコンピュータから構成される。例えば、演算装置９５は、ＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）であってもよい。演算装置９５は、プログラムやデータなどが格納される記憶装置１１０と、記憶装置１１０に格納されているプログラムに従って演算を行うＣＰＵ（中央処理装置）などの処理装置１２０と、データ、プログラム、および各種情報を記憶装置１１０に入力するための入力装置１３０と、処理結果や処理されたデータを出力するための出力装置１４０と、インターネットなどのネットワークに接続するための通信装置１５０を備えている。
【００７３】
記憶装置１１０は、処理装置１２０がアクセス可能な主記憶装置１１１と、データおよびプログラムを格納する補助記憶装置１１２を備えている。主記憶装置１１１は、例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）であり、補助記憶装置１１２は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）またはソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）などのストレージ装置である。
【００７４】
入力装置１３０は、キーボード、マウスを備えており、さらに、記録媒体からデータを読み込むための記録媒体読み込み装置１３２と、記録媒体が接続される記録媒体ポート１３４を備えている。記録媒体は、非一時的な有形物であるコンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、光ディスク（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ）や、半導体メモリー（例えば、ＵＳＢフラッシュドライブ、メモリーカード）である。記録媒体読み込み装置１３２の例としては、ＣＤドライブ、ＤＶＤドライブなどの光学ドライブや、カードリーダーが挙げられる。記録媒体ポート１３４の例としては、ＵＳＢ端子が挙げられる。記録媒体に電気的に格納されているプログラムおよび／またはデータは、入力装置１３０を介して演算装置９５に導入され、記憶装置１１０の補助記憶装置１１２に格納される。出力装置１４０は、ディスプレイ装置１４１、印刷装置１４２を備えている。
【００７５】
演算装置９５は、記憶装置１１０に電気的に格納されたプログラムに従って動作する。上述した各実施形態で説明したステップを演算装置９５に実行させるためのプログラムは、非一時的な有形物であるコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録され、記録媒体を介して演算装置９５に提供される。または、プログラムは、インターネットなどの通信ネットワークを介して演算装置９５に提供されてもよい。
【００７６】
次に、上述した研磨装置の詳細な構成について説明する。図２０は、研磨装置の詳細な構成の一実施形態を示す平面図であり、図２１は、図２０のＦ−Ｆ線断面図であり、図２２は、図２１の矢印Ｇで示す方向から見た図である。
【００７７】
本実施形態に係る研磨装置は、基板の一例であるウェーハＷを保持し、ウェーハＷを回転させるウェーハ回転装置（基板回転装置）３と、ウェーハ回転装置３上のウェーハＷを研磨する研磨ユニット２５を備えている。図２０および図２１においては、ウェーハ回転装置３がウェーハＷを保持している状態を示している。ウェーハ回転装置３は、ウェーハＷの下面を真空吸引により保持するウェーハ保持面（基板保持面）４ａを有する保持ステージ４と、保持ステージ４の中央部に連結された中空シャフト５と、この中空シャフト５を回転させるモータＭ１とを備えている。ウェーハＷは、ウェーハＷの中心が中空シャフト５の回転軸心ＣＰと一致するように保持ステージ４のウェーハ保持面４ａ上に載置される。
【００７８】
図２０に示すように、研磨ユニット２５は、研磨具としての研磨テープ３８を用いてウェーハＷのエッジ部を研磨する研磨ヘッド５０と、研磨テープ３８を研磨ヘッド５０に供給し、かつ研磨ヘッド５０から研磨テープ３８を回収する研磨テープ供給機構７０を備えている。研磨ヘッド５０は、研磨テープ３８の研磨面をウェーハＷのエッジ部に押し付けてウェーハＷのエッジ部に階段状の窪みを形成するように構成されている。研磨ユニット２５および保持ステージ４は、隔壁２０によって形成された研磨室２２内に配置されている。
【００７９】
図２１に示すように、隔壁２０はベースプレート２１上に固定されており、ウェーハ回転装置３の下部は、隔壁２０の底部およびベースプレート２１を貫通して延びている。本実施形態では、隔壁２０の底面とベースプレート２１によりベース構造体２３が構成されている。このベース構造体２３には、研磨ヘッド５０および研磨テープ供給機構７０を含む研磨ユニット２５を支持する支持構造体２４が固定されている。隔壁２０は、ウェーハＷを研磨室２２に搬入および搬出するための搬送口２０ａを備えている。この搬送口２０ａは、シャッター２０ｂにより閉じることが可能となっている。
【００８０】
中空シャフト５は、ボールスプライン軸受（直動軸受）６によって上下動自在に支持されている。保持ステージ４のウェーハ保持面４ａには溝４ｂが形成されており、この溝４ｂは、中空シャフト５を通って延びる連通路７に連通している。連通路７は中空シャフト５の下端に取り付けられたロータリジョイント８を介して真空ライン９に接続されている。連通路７は、処理後のウェーハＷを保持ステージ４から離脱させるための窒素ガス供給ライン１０にも接続されている。これらの真空ライン９と窒素ガス供給ライン１０を切り替えることによって、ウェーハＷを保持ステージ４のウェーハ保持面４ａに保持し、ウェーハ保持面４ａから離脱させる。
【００８１】
中空シャフト５は、この中空シャフト５に連結されたプーリーｐ１と、モータＭ１の回転軸に取り付けられたプーリーｐ２と、これらプーリーｐ１，ｐ２に掛けられたベルトｂ１を介してモータＭ１によって回転される。ボールスプライン軸受６は、中空シャフト５がその長手方向へ自由に移動することを許容する軸受である。ボールスプライン軸受６は円筒状のケーシング１２に固定されている。したがって、中空シャフト５は、ケーシング１２に対して上下に直線移動が可能であり、中空シャフト５とケーシング１２は一体に回転する。中空シャフト５は、エアシリンダ（昇降機構）１５に連結されており、エアシリンダ１５によって中空シャフト５および保持ステージ４が上昇および下降できるようになっている。
【００８２】
ケーシング１２と、その外側に同心上に配置された円筒状のケーシング１４との間にはラジアル軸受１８が介装されており、ケーシング１２は軸受１８によって回転自在に支持されている。このような構成により、ウェーハ回転装置３は、回転軸心ＣＰを中心にウェーハＷを回転させ、かつウェーハＷを回転軸心ＣＰに沿って上昇下降させることができる。
【００８３】
ウェーハ回転装置３の外側には、ウェーハＷのエッジ部を研磨する研磨ユニット２５が配置されている。この研磨ユニット２５は、研磨室２２の内部に配置されている。図２２に示すように、研磨ユニット２５の全体は、設置台２７の上に固定されている。この設置台２７は支持ブロック２８を介して研磨ユニット移動機構３０に連結されている。研磨ユニット移動機構３０は、ベースプレート２１に固定されている。
【００８４】
研磨ユニット移動機構３０は、支持ブロック２８をスライド自在に保持するボールねじ機構３１と、このボールねじ機構３１を駆動するモータ３２と、ボールねじ機構３１とモータ３２とを連結する動力伝達機構３３とを備えている。ボールねじ機構３１は、支持ブロック２８の移動方向をガイドする直動ガイド（図示せず）を備えている。動力伝達機構３３は、プーリーおよびベルトなどから構成されている。モータ３２を作動させると、ボールねじ機構３１が支持ブロック２８を図２２の矢印で示す方向に動かし、研磨ユニット２５全体がウェーハＷの接線方向に移動する。この研磨ユニット移動機構３０は、研磨ユニット２５を所定の振幅および所定の速度で揺動させるオシレーション機構としても機能する。本実施形態では、研磨ユニット移動機構３０は、研磨ヘッド５０および研磨テープ供給機構７０を含む研磨ユニット２５を第１の方向に移動させる。
【００８５】
図２３は研磨ヘッド５０および研磨テープ供給機構７０の平面図であり、図２４は研磨テープ３８をウェーハＷに押し付けているときの研磨ヘッド５０および研磨テープ供給機構７０の正面図であり、図２５は図２４に示すＨ−Ｈ線断面図であり、図２６は図２４に示す研磨テープ供給機構７０の側面図であり、図２７は図２４に示す研磨ヘッド５０を矢印Ｉで示す方向から見た縦断面図である。
【００８６】
設置台２７の上には、ウェーハＷの半径方向と平行に延びる２つの直動ガイド４０Ａ，４０Ｂが配置されている。これら直動ガイド４０Ａ，４０Ｂは互いに平行に配置されている。研磨ヘッド５０と直動ガイド４０Ａとは、連結ブロック４１Ａを介して連結されている。さらに、研磨ヘッド５０は、該研磨ヘッド５０を直動ガイド４０Ａに沿って（すなわち、ウェーハ保持面４ａの半径方向に）移動させるサーボモータ４２Ａおよびボールねじ機構４３Ａに連結されている。より具体的には、ボールねじ機構４３Ａは連結ブロック４１Ａに固定されており、サーボモータ４２Ａは設置台２７に支持部材４４Ａを介して固定されている。サーボモータ４２Ａは、ボールねじ機構４３Ａのねじ軸を回転させるように構成されており、これにより、連結ブロック４１Ａおよびこれに連結された研磨ヘッド５０は直動ガイド４０Ａに沿って移動される。本実施形態では、サーボモータ４２Ａ、ボールねじ機構４３Ａ、および直動ガイド４０Ａは、研磨ヘッド５０を上記第１の方向と垂直な第２の方向に移動させるローラー移動機構４５を構成する。
【００８７】
研磨テープ供給機構７０と直動ガイド４０Ｂとは、連結ブロック４１Ｂを介して連結されている。さらに、研磨テープ供給機構７０は、該研磨テープ供給機構７０を直動ガイド４０Ｂに沿って（すなわち、ウェーハ保持面４ａの半径方向に）移動させるサーボモータ４２Ｂおよびボールねじ機構４３Ｂに連結されている。より具体的には、ボールねじ機構４３Ｂは連結ブロック４１Ｂに固定されており、サーボモータ４２Ｂは設置台２７に支持部材４４Ｂを介して固定されている。サーボモータ４２Ｂは、ボールねじ機構４３Ｂのねじ軸を回転させるように構成されており、これにより、連結ブロック４１Ｂおよびこれに連結された研磨テープ供給機構７０は直動ガイド４０Ｂに沿って移動される。本実施形態では、サーボモータ４２Ｂ、ボールねじ機構４３Ｂ、および直動ガイド４０Ｂは、研磨テープ供給機構７０をウェーハ保持面４ａの半径方向に移動させる研磨テープ移動機構４６を構成する。
【００８８】
図２７に示すように、研磨ヘッド５０は、研磨テープ３８をウェーハＷに対して押し付けるための第１ローラー５１と、研磨テープ３８の位置決め部材として機能する第２ローラー５４と、第１ローラー５１の下方に配置された第３ローラー６３と、第１ローラー５１、第２ローラー５４、および第３ローラー６３を支持するローラー支持部材５２と、このローラー支持部材５２、第１ローラー５１、第２ローラー５４、および第３ローラー６３を上下動させる押圧装置としてのローラーアクチュエータ５９とを備えている。ローラーアクチュエータ５９は、保持部材５５に保持されている。さらに、保持部材５５は、連結ブロック４１Ａに固定された据付部材５７に固定されている。第１ローラー５１が研磨テープ３８をウェーハＷに対して押し付ける研磨圧力はローラーアクチュエータ５９によって発生される。
【００８９】
ローラー支持部材５２は、ウェーハ保持面４ａに垂直に延びる直動ガイド５８を介して据付部材５７に連結されている。ローラーアクチュエータ５９によりローラー支持部材５２を押し下げると、第１ローラー５１、第２ローラー５４、および第３ローラー６３は直動ガイド５８に沿って下方に移動し、第１ローラー５１は研磨テープ３８をウェーハＷのエッジ部に対して押し付ける。さらに、ローラーアクチュエータ５９は、ローラー支持部材５２、第１ローラー５１、第２ローラー５４、および第３ローラー６３を直動ガイド５８に沿って上昇させることができる。本実施形態では、距離センサ９２は、ローラー支持部材５２に連結されており、第１ローラー５１、第２ローラー５４、および第３ローラー６３と一体に上下動する。
【００９０】
ローラー支持部材５２の上部、ローラーアクチュエータ５９、保持部材５５、および据付部材５７は、ボックス６２内に収容されている。ローラー支持部材５２の下部はボックス６２の底部から突出しており、ローラー支持部材５２の下部に第１ローラー５１、第２ローラー５４、および第３ローラー６３が支持されている。
【００９１】
図２６に示すように、研磨テープ供給機構７０は、研磨テープ３８を研磨ヘッド５０に供給する巻き出しリール７１と、研磨テープ３８を研磨ヘッド５０から回収する巻き取りリール７２とを備えている。巻き出しリール７１および巻き取りリール７２は、それぞれテンションモータ７３，７４に連結されている。これらテンションモータ７３，７４は、所定のトルクを巻き出しリール７１および巻き取りリール７２に与えることにより、研磨テープ３８に所定のテンションをかけることができるようになっている。
【００９２】
巻き出しリール７１と巻き取りリール７２との間には、研磨テープ送り機構７６が設けられている。この研磨テープ送り機構７６は、研磨テープ３８を送るテープ送りローラー７７と、研磨テープ３８をテープ送りローラー７７に対して押し付けるニップローラー７８と、テープ送りローラー７７を回転させるテープ送りモータ７９とを備えている。研磨テープ３８はニップローラー７８とテープ送りローラー７７との間に挟まれている。テープ送りローラー７７を図２４の矢印で示す方向に回転させることにより、研磨テープ３８は巻き出しリール７１から巻き取りリール７２に送られる。
【００９３】
テンションモータ７３，７４およびテープ送りモータ７９は、基台８１に設置されている。この基台８１は連結ブロック４１Ｂに固定されている。基台８１は、巻き出しリール７１および巻き取りリール７２から研磨ヘッド５０に向かって延びる２本の支持アーム８２，８３を有している。支持アーム８２，８３には、研磨テープ３８を支持する複数のガイドローラ８４Ａ，８４Ｂ，８４Ｃ，８４Ｄが取り付けられている。研磨テープ３８はこれらのガイドローラ８４Ａ〜８４Ｄにより、研磨ヘッド５０を囲むように案内される。
【００９４】
研磨テープ３８の延びる方向は、上から見たときに、ウェーハＷの半径方向に対して垂直である。研磨ヘッド５０の下方に位置する２つのガイドローラ８４Ｃ，８４Ｄの間にある研磨テープ３８は、ウェーハＷの接線方向と平行に延びている。本実施形態では、テープ幅測定センサ９９は、支持アーム８３に固定されている。一実施形態では、テープ幅測定センサ９９は、支持アーム８２に固定されてもよい。
【００９５】
研磨装置は、研磨テープ３８の縁部の位置を検出するテープエッジ検出センサ１００をさらに備えている。テープエッジ検出センサ１００は、透過型の光学式センサである。テープエッジ検出センサ１００は、投光部１００Ａと受光部１００Ｂとを有している。投光部１００Ａは、図２３に示すように、設置台２７に固定されており、受光部１００Ｂは、図２１に示すように、ベースプレート２１に固定されている。このテープエッジ検出センサ１００は、受光部１００Ｂによって受光される光の量から研磨テープ３８の縁部の位置を検出するように構成されている。
【００９６】
ウェーハＷを研磨するときは、図２８に示すように、研磨ヘッド５０および研磨テープ供給機構７０は、ローラー移動機構４５および研磨テープ移動機構４６によりそれぞれ所定の研磨位置にまで移動される。研磨位置にある研磨テープ３８は、ウェーハＷの接線方向に延びている。図２９は、研磨位置にある第１ローラー５１、第２ローラー５４、第３ローラー６３、研磨テープ３８、およびウェーハＷを横方向から見た模式図である。図２９に示すように、研磨テープ３８は、ウェーハＷのエッジ部の上方に位置している。第１ローラー５１、第２ローラー５４、および第３ローラー６３は、研磨テープ３８の外側エッジが第２ローラー５４のテープストッパ面７５に接触するまで、研磨テープ３８に向かって移動される。
【００９７】
図３０は、第１ローラー５１により研磨テープ３８をウェーハＷのエッジ部に押し付けている状態を示す図である。本実施形態では、研磨テープ３８の内側エッジは、第１ローラー５１の内側端面５１ｄからわずかに突出している。一実施形態では、研磨テープ３８の内側エッジは、第１ローラー５１の内側端面５１ｄに一致してもよい。
【００９８】
次に、上述のように構成された研磨装置の研磨動作について説明する。以下に説明する研磨装置の動作は、汎用のコンピュータまたは専用のコンピュータから構成された演算装置９５（図２０参照）によって制御される。ウェーハＷは、その表面に形成されている膜（例えば、デバイス層）が上を向くようにウェーハ回転装置３に保持され、さらにウェーハＷは、回転軸心ＣＰを中心に回転される。回転するウェーハＷの中心には、図示しない液体供給ノズルから液体（例えば、純水）が供給される。第１ローラー５１、第２ローラー５４、第３ローラー６３、および研磨テープ３８は、図２９に示すように、それぞれ所定の研磨位置にまで移動される。
【００９９】
次に、ローラーアクチュエータ５９（図２７参照）は、第１ローラー５１、第２ローラー５４、および第３ローラー６３を押し下げ、図３０に示すように、第１ローラー５１で研磨テープ３８をウェーハＷのエッジ部に所定の研磨圧力で押し付ける。研磨圧力は、ローラーアクチュエータ５９を構成するエアシリンダに供給する気体の圧力により調整することができる。回転するウェーハＷと、研磨テープ３８との摺接により、ウェーハＷのエッジ部が研磨される。すなわち、研磨テープ３８は、図３４に示すような、直角の断面を有する階段状の窪み５１０を形成することができる。
【０１００】
ウェーハＷの研磨レートを上げるために、ウェーハＷの研磨中に研磨ユニット移動機構３０により研磨テープ３８をウェーハＷの接線方向に沿って揺動させてもよい。研磨中は、回転するウェーハＷの中心部に液体（例えば純水）が供給され、ウェーハＷは水の存在下で研磨される。ウェーハＷに供給された液体は、遠心力によりウェーハＷの上面全体に広がり、これによりウェーハＷに形成されたデバイスに研磨屑が付着してしまうことが防止される。
【０１０１】
上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。
【符号の説明】
【０１０２】
３      ウェーハ回転装置（基板回転装置）
４      保持ステージ
４ａ    ウェーハ保持面（基板保持面）
４ｂ    溝
９      真空ライン
３８      研磨テープ
４５      ローラー移動機構
４６      研磨テープ移動機構
５０      研磨ヘッド
５１      第１ローラー
５１ａ    第１外周面
５１ｂ    内側領域
５１ｃ    外側領域
５１ｄ    内側端面
５２      ローラー支持部材
５４      第２ローラー
５４ａ    第２外周面
５９      ローラーアクチュエータ
６３      第３ローラー
６３ａ    第３外周面
６３ｂ    内側端面
６７      第１支持軸
６８      第２支持軸
７０      研磨テープ供給機構
７１      巻き出しリール
７２      巻き取りリール
７５      テープストッパ面
７６      研磨テープ送り機構
７７      テープ送りローラー
７８      ニップローラー
７９      テープ送りモータ
８０      サーボモータ
８１      基台
９１      テープストッパ面検出システム
９２      距離センサ
９５      演算装置
９９      テープ幅測定センサ
９９Ａ    投光部
９９Ｂ    受光部
１１０    記憶装置
１１１    主記憶装置
１１２    補助記憶装置
１２０    処理装置
１３０    入力装置
１３２    記録媒体読み込み装置
１３４    記録媒体ポート
１４０    出力装置
１４１    ディスプレイ装置
１４２    印刷装置
１５０    通信装置
Ｃ１      第１軸心
Ｃ２      第２軸心
ＣＬ      回転軸心
【図１】
2020011363.tif 000003
【図２】
2020011363.tif 000004
【図３】
2020011363.tif 000005
【図４】
2020011363.tif 000006
【図５】
2020011363.tif 000007
【図６】
2020011363.tif 000008
【図７】
2020011363.tif 000009
【図８】
2020011363.tif 000010
【図９】
2020011363.tif 000011
【図１０】
2020011363.tif 000012
【図１１】
2020011363.tif 000013
【図１２】
2020011363.tif 000014
【図１３】
2020011363.tif 000015
【図１４】
2020011363.tif 000016
【図１５】
2020011363.tif 000017
【図１６】
2020011363.tif 000018
【図１７】
2020011363.tif 000019
【図１８】
2020011363.tif 000020
【図１９】
2020011363.tif 000021
【図２０】
2020011363.tif 000022
【図２１】
2020011363.tif 000023
【図２２】
2020011363.tif 000024
【図２３】
2020011363.tif 000025
【図２４】
2020011363.tif 000026
【図２５】
2020011363.tif 000027
【図２６】
2020011363.tif 000028
【図２７】
2020011363.tif 000029
【図２８】
2020011363.tif 000030
【図２９】
2020011363.tif 000031
【図３０】
2020011363.tif 000032
【図３１】
2020011363.tif 000033
【図３２】
2020011363.tif 000034
【図３３】
2020011363.tif 000035
【図３４】
2020011363.tif 000036
【図３５】
2020011363.tif 000037
【図３６】
2020011363.tif 000038