(57)【要約】【課題】  半導体ウェハのノッチ部やベベル部を研磨テープで研磨することができ、研磨による傷を付けることなく、均一で高速な研磨を行う。【解決手段】  半導体基板１０の被研磨部分１１を研磨テープ２１により研磨するための基板処理装置であって、研磨テープ２１の一部に予め加熱処理を施し、研磨テープ２１の一部を被研磨部分１１の形状に対応させて変形させ、変形させた研磨テープ２１の一部を基板の被研磨部分１１に接触させ、基板１０と研磨テープ２１を相対的に移動させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の被研磨部分を研磨するための研磨テープの一部に予め加熱処理を施し、該研磨テープの一部を前記被研磨部分の形状に対応させて変形させる工程と、
前記変形させた研磨テープの一部を前記基板の被研磨部分に接触させ、前記基板と研磨テープを相対的に移動させることにより前記被研磨部分を研磨する工程と、
を含むことを特徴とする基板処理方法。
【請求項２】
半導体基板の周縁部に形成されたノッチ部を研磨するための研磨テープの一部に加熱処理を施し、該研磨テープの一部を前記ノッチ部の形状に対応させて幅方向に湾曲させる工程と、
前記湾曲させた研磨テープの一部を前記基板のノッチ部に接触させ、前記研磨テープを前記基板の表面と交差する方向に移動させることにより前記ノッチ部を研磨する工程と、
を含むことを特徴とする基板処理方法。
【請求項３】
前記研磨テープの一部を変形させるために、前記研磨テープに当接するガイド面がガイド方向と直交する方向に対して湾曲したガイドローラを用い、前記研磨テープの一部を加熱した状態で前記ガイド面に沿って湾曲させることを特徴とする請求項１又は２記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記研磨テープの一部を変形させるために、テープ基材として熱膨張率の異なる２種の樹脂材料を貼り合わせたものを用い、前記研磨テープの一部を加熱することにより、該テープを幅方向に湾曲させることを特徴とする請求項１又は２記載の基板処理方法。
【請求項５】
半導体基板の被研磨部分を研磨テープにより研磨する基板処理装置であって、
前記研磨テープの一部を前記基板の被研磨部分の形状に対応させて変形させるために、該テープの一部を加熱する手段と、
前記研磨テープの変形した部分を前記基板の被研磨部分に接触させ、前記基板と研磨テープを相対的に移動させる手段と、
を具備してなることを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板のノッチ部等を研磨テープで研磨するための基板処理方法及び基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体ウェハのノッチ部を研磨するには、ノッチ部に砥粒付きの研磨テープを接触させ、ウェハ表面と直交する方向に研磨テープを摺動させるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この方法では、研磨条件によってはウェハに傷が付いたり、ノッチ部が不均一に削れたりする場合がある。これは、研磨テープが研磨荷重によってノッチ部に沿って湾曲するが、研磨条件によっては、研磨テープのエッジがノッチ部に引っかかるためである。また、研磨テープの変形が不十分だと、研磨面に接触する研磨テープの面積が狭くなり、安定した研磨を行いにくくなる。この場合、均一な研磨が行うことが難しくなる上、研磨テープの全面を使用しないために非経済的である。
【０００４】
このようにノッチ部の研磨時に研磨条件が不適切だと、研磨テープのエッジで傷を付けたり、均一な研磨が行えない問題が発生している。研磨テープをノッチ部の形状に沿わせるために研磨テープを薄くする方法もあるが、研磨テープを薄くすると引張りによる耐久性がなくなるため、薄くすることにも限界がある。
【特許文献１】特開平９−７６１４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的とするところは、半導体ウェハのノッチ部等を研磨テープで研磨することができ、且つ研磨による傷を付けることなく、均一で高速な研磨を行うことのできる基板処理方法及び基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明は、次のような構成を採用している。
【０００７】
即ち、本発明の一態様は、半導体基板の被研磨部分に研磨テープを接触させ、基板と研磨テープを相対的に移動させることにより被研磨部分を研磨する方法であって、前記研磨テープの一部に予め加熱処理を施し、該研磨テープの一部を前記被研磨部分の形状に対応させて変形させておくことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の別の一態様は、半導体基板の周縁部に形成されたノッチ部に研磨テープの一部を接触させ、前記研磨テープを前記基板の表面と交差する方向に移動させることにより前記ノッチ部を研磨する基板処理方法であって、前記研磨テープの一部に対し予め加熱処理を施し、該研磨テープの一部を前記ノッチ部の形状に対応させて幅方向に湾曲させておくことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の別の一態様は、半導体基板の被研磨部分を研磨テープにより研磨する基板処理装置であって、前記研磨テープの一部を前記基板の被研磨部分の形状に対応させて変形させるために、該テープの一部を加熱する手段と、前記研磨テープの変形した部分を前記基板の被研磨部分に接触させ、前記基板と研磨テープを相対的に移動させる手段と、を具備してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、半導体基板の被研磨部分を研磨する前に、加熱処理を施すことによって研磨テープを半導体基板のノッチ部等の被研磨面の形状に合わせて変形させるため、研磨テープが研磨面全体に均一に接触しやすくなる。このため、研磨による傷がつきにくくなり、均一で高速な研磨が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１及び図２は、本発明の第１の実施形態に係わる基板処理装置の概略構成を説明するためのもので、図１は平面図、図２は図１の矢視Ａ−Ａ断面図である。
【００１３】
図示しないステージ上に水平方向に保持された半導体ウェハ１０に対し、ウェハ１０のノッチ部１１を研磨するための研磨機構２０が設置されている。
【００１４】
この研磨機構２０は、砥粒付きの研磨テープ２１、研磨テープ２１を供給するための供給ローラ２２、研磨テープ２１を巻き取るための巻き取りローラ２３、供給側ガイドローラ２４、巻き取り側ガイドローラ２５、冷却水ノズル２６から構成されている。そして、研磨テープ２１は、供給ローラ２２から供給され、ガイドローラ２４，２５にガイドされて巻き取りローラ２３に巻き取られる。
【００１５】
ここで、研磨テープ２１は、ガイドローラ２４，２５間で一定の張力を与えられると共に、半導体ウェハ１０のノッチ部１１に押し付けられるようになっている。また、研磨機構２０の全体は、研磨テープ２１をウェハ１０のノッチ部１１に接触させた状態で、上下方向に移動するようになっている。
【００１６】
ガイドローラ２４は、ヒータを内蔵したステンレス製のガイドローラであり、図３に断面図を示すように、ガイド面が平面ではなく湾曲している。即ち、フランジ２４２で挟まれたガイド部２４１の周面が、ノッチ部１１のへこみの形状に合わせて凸形状になっている。従って、研磨テープ２１は加熱された状態で湾曲したガイド部２４１のガイド面に当接されるため、研磨テープ２１はこのガイドローラ２４を通ることにより、幅方向に対して湾曲することになる。即ち、研磨テープ２１はガイドローラ２４を通ることにより、幅方向の断面が弧状となるように湾曲することになる。ガイドローラ２４の下方には冷却水ノズル２６が配置され、加熱され湾曲した研磨テープ２１は冷却される。このとき、研磨テープ２１の湾曲状態は維持され、更に冷却によって形状が安定化することになる。
【００１７】
研磨テープ２１がこのように湾曲していると、図４に示すように、幅方向に湾曲した研磨テープ２１がウェハ１０のノッチ部１１の全面に均一に接触することになる。この状態で研磨機構２０を上下方向に移動させることにより、ノッチ部１１が研磨テープ２１により研磨されることになる。
【００１８】
なお、研磨テープ２１の巻き取りは次のようにして行う。まず、研磨テープ２１の一定長を上記の方法により湾曲させ、この湾曲部をウェハ１０のノッチ部１１に接触させ、研磨機構２０の振動によりノッチ部１１の研磨を行う。一定時間の研磨の後、研磨テープ２１を一定量だけ巻き取ると共に、研磨テープ２１の新たに供給された部分を上記の方法により湾曲させる。そして、研磨テープ２１の新しい部分が半導体ウェハ１０のノッチ部１１に接触するようにする。これを繰り返すことにより、ノッチ部１１に常に研磨テープ２１の新しい部分が接触することになる。
【００１９】
また、研磨機構２０の振動によりノッチ部１１を研磨している際に研磨テープ２１を少しずつ連続して送るようにしても良い。この場合、研磨テープ２１の巻き取りに際して研磨を停止する必要がない。
【００２０】
本実施形態において、厚さ５０μｍ、幅８ｍｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂に＃４０００ダイヤモンド砥粒をつけた研磨テープ２１を用いて、ガイドローラ２４で温度を８０℃に保ち、研磨テープ２１を１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で連続的に送りながら研磨を行う。ガイドローラ２４の通過後は冷却水ノズル２６から１５℃の純水をかけて冷却を行い、加熱したガイドローラ２４によって変形した形を保ちながら研磨の部位に到達するようにしている。テープ送り側と引き込み側で引っ張りの張力をかけ、ノッチ部１１に研磨テープ２１を押し込みながら１ｋｇｆずつの荷重をかけ、研磨機構２０を上下に１分間に３０回振動しながら研磨を行う。
【００２１】
その結果、研磨による傷を付けることもなくノッチ部１１を良好に研磨することができた。
【００２２】
このように本実施形態によれば、ヒータを備えると共にガイド面が湾曲したガイドローラ２４を用い、研磨テープ２１を加熱した状態でガイドローラ２４に当接することにより、研磨の前に研磨テープ２１を、半導体ウェハ１０のノッチ部１１の曲率に沿って湾曲させることができる。このため、研磨テープ２１がノッチ部１１の全面に均一に接触することになる。従って、半導体ウェハ１０のノッチ部１１に研磨による傷が付きにくくなり、均一で高速な研磨を行うことができる。
【００２３】
また本実施形態では、研磨テープ２１を機械的押圧力のみによって湾曲させるのではなく、熱を加えながら湾曲させているため、研磨テープ２１に与える物理的ダメージを小さくすることができる。さらに、研磨テープ２１に熱を加えて湾曲させ易くしているため、研磨テープ２１として膜厚の厚いものや剛性の高いものを用いることもできる。ここで、剛性の高い研磨テープは、ノッチ部１１を均一に研磨するのに有効である。また、剛性の高い研磨テープや膜厚の厚い研磨テープは、巻き取りローラ２３に巻き取られた後に使い捨てするのではなく再利用するのに適している。
【００２４】
（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態に係わる基板処理装置の概略構成を示す断面図である。なお、図２と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
【００２５】
本実施形態が先に説明した第１の実施形態と異なる点は、研磨機構５０の構成であり、研磨テープ２１の加熱をガイドローラ２４で行うのではなく、別に設けたヒータで行うことにある。即ち、ヒータ無しのガイドローラ５４の手前に温風ヒータ５７が設置されている。また、ガイドローラ５４と半導体ウェハ１０との間には、研磨テープ２１に冷風を吹き付けるための送風機５６が設置されている。ガイドローラ５４は前記図３に示したガイドローラ２４と同様に、ガイド面が湾曲している。
【００２６】
このような構成において、厚さ５０μｍ、幅８ｍｍのＰＥＴ樹脂に＃４０００ダイヤモンド砥粒をつけた研磨テープ２１を用い、テープ送り側のガイドローラ５４に入る前に温風ヒータ５７により９０℃の温風を送風し、研磨テープ２１を軟化させる。そして、ノッチ部１１の形状に合わせたガイドローラ５４で研磨テープ２１を変形させた後、ガイドローラ５４とウェハ１０の間に設置した送風機５６により５℃の冷風を送風して、研磨テープ２１の形状を保ちながら冷却する。これ以降は、第１の実施形態と同様な研磨動作でノッチ部１１の研磨を行う。
【００２７】
本実施形態の場合も第１の実施形態と同様に、研磨テープ２１をノッチ部１１の形状に対応させて湾曲させることにより、研磨テープ２１をノッチ部１１の全面に均一に接触させることができる。従って、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００２８】
（第３の実施形態）
図６は、本発明の第３の実施形態に係わる基板処理装置の概略構成を示す断面図である。なお、図２と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
【００２９】
基本的な構成は第１及び第２の実施形態と同様であるが本実施形態では、研磨テープ６１の構造を工夫することにより、研磨テープ６１がそれ自身で湾曲するようにしている。
【００３０】
本実施形態の研磨機構６０においては、供給側ガイドローラ６４は通常のガイドローラと同様にガイド面は平坦である。ガイドローラ６４と半導体ウェハ１０との間にランプヒータ６７が設けられている。このヒータ６７は、表面側ヒータ６７１と裏面側ヒータ６７２に分けられ、それぞれ異なる温度に設定できるようになっている。
【００３１】
研磨テープ６１は、図７（ａ）に示すように、２つの材質の異なる樹脂６１１，６１２及び砥粒６１３から構成されている。樹脂６１１，６１２は積層され、樹脂６１２の表面に砥粒６１３が付着されている。
【００３２】
ここで、砥粒６１３の付いた表面側の樹脂６１２には熱によって伸びやすい材質のものを、裏面側の樹脂６１１としては表面側よりも熱で伸びにくい（若しくは縮む）材質のものを用いる。例えば、表面側の樹脂６１２はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂であり、裏面側の樹脂６１１は架橋軟質ポリオレフィン樹脂である。
【００３３】
このような構成において、表面側のヒータ６７１の設定温度を裏面側のヒータ６７２のそれよりも高くしておく。例えば、ヒータ６７１を１８０℃、ヒータ６７２を１２０℃に設定しておく。すると、裏側の樹脂６１１に比べ表側の樹脂６１２の方の伸びが大きくなるため、図７（ｂ）に示すように、研磨テープ６１はノッチ部１１の形状に添った形に変形する。即ち、研磨テープ６１を長手方向に沿って幅方向断面（長手方向と直交する面で切った断面）が弧状となるように湾曲させることができる。
【００３４】
研磨テープ６１の加熱の際には、表面側と裏面側で同じ温度に加熱しても良いが、上記のように温度差を付けることにより、研磨テープ６１を大きく湾曲させることができる。その後、第１の実施形態と同様な研磨動作でノッチ部１１の研磨を行う。
【００３５】
このように本実施形態によれば、研磨テープ６１の基材として熱膨張率の異なる２種の樹脂６１１，６１２を用いることにより、熱を加えるのみで研磨テープ６１を湾曲させることができる。従って、本実施形態においても先の第１の実施形態と同様に、研磨テープ６１をノッチ部１１の全面に均一に接触させることができ、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００３６】
（第４の実施形態）
図８は、本発明の第４の実施形態に係わる基板処理装置の概略構成を示す平面図である。この実施形態は、ウェハの周縁部であるベベル部を研磨するものである。
【００３７】
図示しない回転ステージ上に保持された半導体ウェハ１０に対し、ウェハ１０のベベル部１２を研磨するための研磨機構８０が設置されている。
【００３８】
この研磨機構８０は、砥粒付きの研磨テープ２１と、研磨テープ２１を供給するための供給ローラ２２、研磨テープ２１を巻き取るための巻き取りローラ２３、供給側ガイド部８４、巻き取り側ガイドローラ２５、研磨ヘッド８８、レーザ発生器８５から構成されている。そして、研磨テープ２１は、供給ローラ２２から供給され、ガイド部８４，ガイドローラ２５にガイドされて巻き取りローラ２３に巻き取られるようになっている。また、半導体ウェハ１０は、ウェハ１０のベベル部１２に研磨テープ２１を接触させた状態で、ステージの回転と共に回転するようになっている。
【００３９】
ガイド部８４は、図９（ａ）に平面図を、図９（ｂ）に（ａ）の矢視Ｂ−Ｂ’断面図を示すように、台形状のガイド体８４１と、このガイド体８４１の側壁に沿って配置された円柱状のローラ８４２，８４３から構成されている。研磨テープ２１は、ガイド体８４１の上面に沿ってガイドされ、ローラ８４２，８４３によりガイド体８４１の側面に押し付けられるようになっている。また、ガイド部８４と供給ローラ２２との間には、レーザ発生器８５が設けられ、研磨テープ２１の折り曲げたい領域にレーザ光８５１を照射して加熱し、研磨テープ２１を折り曲げやすくできるようになっている。
【００４０】
このような構成において、供給ローラ２２から供給された研磨テープ２１はレーザ発生器８５により折り曲げたい部分が加熱され、ガイド部８４を通ることによりウェハ１０のベベル部１２の断面と同じ形状に変形される。そして、ウェハ１０のベベル部１２との接触部分で研磨ヘッド８８によりベベル部１２に押し付けられ、図１０に示すように、研磨テープ２１がベベル部１２の全面（端面，上斜面及び下斜面）と均一に接触することになる。そして、この状態でウェハ１０を回転駆動することにより、ベベル部１２の研磨を良好に行うことができる。研磨に供された研磨テープ２１はガイドローラ２５により平坦に戻した後に、巻き取りローラ２３に巻き取られるようになっている。
【００４１】
本実施形態では、研磨テープ２１を１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で送り続けながら、５００ｒｐｍで回転したウェハ１０のベベル部１２に１ｋｇｆの荷重で研磨テープ２１を押し当て研磨することにより、ウェハ１０のベベル部１２を良好に研磨することができた。
【００４２】
このように本実施形態によれば、研磨テープ２１を半導体ウェハ１０のベベル部１２に対応させて変形させるため、研磨テープ２１がベベル部１２の全面に均一に接触することになる。従って、研磨による傷が付きにくくなり、均一で高速な研磨が可能になる。しかも、ベベル部１２の端面，上斜面及び下斜面を同時に研磨することができ、研磨時間の更なる短縮化をはかることができる。
【００４３】
（変形例）
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。研磨対象部位は必ずしも半導体ウェハのノッチ部やベベル部に限定されるものではなく、研磨テープとの接触により研磨できる部位であればよい。また、研磨テープの加熱に際しては、該テープの表面と裏面間で温度差を付けるようにしても良いし、中央部と端部との間で温度差を付けるようにしても良い。さらに、研磨テープの材料や加熱温度は、仕様に応じて適宜変更可能である。
【００４４】
また、半導体ウェハのノッチ部の研磨に際して、研磨テープの摺動方向は必ずしも基板表面と直交する方向に限らず、直交する方向から傾いていてもよい。また、実施形態では研磨テープの一部を加熱するために、加熱した部材（ガイドローラ）への接触、温風ヒータを用いた高温気体の吹き付け、レーザ発生器を用いたレーザ光の照射を行ったが、これに限らずノズル等から磁気テープの一部に高温液体を吹き付けるようにしても良い。さらに、実施形態では研磨テープの一部を冷却するために、ノズルから冷却水を吹き付けるようにしたが、これに限らず低温気体の吹き付け、又は冷却した部材への接触を行うようにしても良い。
【００４５】
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】第１の実施形態に係わる基板処理装置の概略構成を示す平面図。
【図２】第１の実施形態に係わる基板処理装置の概略構成を示す断面図。
【図３】第１の実施形態に用いたガイドローラのガイド面の形状を示す図。
【図４】第１の実施形態におけるウェハのノッチ部と研磨テープとの接触状態を示す図。
【図５】第２の実施形態に係わる基板処理装置の概略構成を示す断面図。
【図６】第３の実施形態に係わる基板処理装置の概略構成を示す断面図。
【図７】第３の実施形態に用いた研磨テープの構造と加熱により変形した状態を示す図。
【図８】第４の実施形態に係わる基板処理装置の概略構成を示す平面図。
【図９】第４の実施形態に用いたガイド部の構造を示す平面図と断面図。
【図１０】第４の実施形態におけるウェハのベベル部と研磨テープとの接触状態を示す断面図。
【符号の説明】
【００４７】
１０…半導体ウェハ
１１…ノッチ部
１２…ベベル部
２０，５０，６０，８０…研磨機構
２１，６１…研磨テープ
２２…供給ローラ
２３…巻き取りローラ
２４…供給側ガイドローラ（ヒータ付き、凸構造）
２５…巻き取り側ガイドローラ
２６…冷却水ノズル
５４…供給側ガイドローラ（凸構造）
５６…送風機
５７…温風ヒータ
６４…供給側ガイドローラ
６７…ランプヒータ
８４…供給側ガイド部
８５…レーザ発生器
８８…研磨ヘッド
【図１】
2006114766.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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