(57)【要約】【課題】研磨テープの損傷を防止しつつ該研磨テープを用いて硬質膜が形成されているウェーハの周縁部を研磨する方法を提供する。【解決手段】本発明の研磨方法は、ポリイミドからなる基材フィルムと、ポリイミドからなるバインダと、バインダにより保持された砥粒とを有する研磨テープ１８０を用いる。本研磨方法は、接着剤によって２つの基板を貼り合わせた構造を有するＳＯＩウェーハを回転させ、研磨テープ１８０を、ＳＯＩウェーハの周縁部に３Ｎ〜１０Ｎの力で押し付けて、ＳＯＩウェーハの周縁部から接着剤を除去する。【選択図】図２
2018195853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリイミドからなる基材フィルムと、ポリイミドからなるバインダと、前記バインダにより保持された砥粒とを有する研磨テープを用いた研磨方法であって、
接着剤によって２つの基板を貼り合わせた構造を有するＳＯＩウェーハを回転させ、
前記研磨テープを、前記ＳＯＩウェーハの周縁部に３Ｎ〜１０Ｎの力で押し付けて、前記ＳＯＩウェーハの周縁部から前記接着剤を除去することを特徴とする研磨方法。
【請求項２】
前記接着剤を除去した後に、仕上げ研磨テープを前記ＳＯＩウェーハの周縁部に押し付けて該ＳＯＩウェーハの周縁部の仕上げ研磨を行うことを特徴とする請求項１に記載の研磨方法。
【請求項３】
前記仕上げ研磨テープの基材フィルムとして、ポリイミドテープが使用されることを特徴とする請求項２に記載の研磨方法。
【請求項４】
前記仕上げ研磨テープの基材フィルムとして、ＰＥＴテープが使用されることを特徴とする請求項２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周縁部を研磨テープを用いて研磨する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造においては、ウェーハの周縁部を研磨テープを用いて研磨する研磨装置が広く使用されている。研磨テープは、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）からなる基材フィルムと、この基材フィルム上に塗布されたウレタン、ポリエチレン樹脂などからなるバインダによって保持された砥粒とを備えた構造を有している。
【０００３】
従来の研磨テープは機械的強度が比較的低いために、ＳｉＣ等からなる硬質膜が表面に形成されたウェーハの周縁部を研磨しているときに、研磨テープが損傷することがある。図２９は、シリコン基板の上にＳｉＣ膜が形成された構造を有するウェーハの断面図である。図２９に示すように、シリコン基板３０１の周縁部を含む表面の全体にはＳｉＣ膜（炭化ケイ素膜）３１０が形成されている。ＳｉＣ膜３１０の上に配線および絶縁膜などからなるデバイス構造体が形成されている場合もある。ＳｉＣ膜３１０は硬質の膜であるために、図２９に示すウェーハの周縁部を上記研磨テープで研磨しているときに、砥粒が脱落したり、最悪の場合には、研磨テープが切れることがある。
【０００４】
また、ＳＯＩ（Silicon  on  Insulator）ウェーハの周縁部を研磨するときにも、研磨テープが損傷することがある。ＳＯＩウェーハは、デバイス基板とシリコン基板とを貼り合わせることで製造される。より具体的には、図３０（ａ）および図３０（ｂ）に示すように、デバイス基板３０２とシリコン基板３０１とを接着剤３１３により貼り合わせ、デバイス基板３０２をその裏面からグラインダーで研削することで、図３０（ｃ）に示すようなシリコン層３１５およびデバイス層３１６が積層されたＳＯＩウェーハを得る。さらに、図３０（ｄ）に示すように、研磨テープをＳＯＩウェーハの周縁部に下向きに押し当ててシリコン層３１５、デバイス層３１６、およびシリコン基板３０１の周縁部を接着剤３１３とともに除去する。
【０００５】
デバイス基板３０２とシリコン基板３０１との間に存在する接着剤３１３は硬質な膜となるため、図３０（ｄ）で示すように、ＳＯＩウェーハの周縁部を研磨テープで研磨しているときに、砥粒が脱落したり、最悪の場合には、研磨テープが切れることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−２４１２８号公報
【特許文献２】特開２０１１−１７１６４７号公報
【特許文献３】特開２００６−１４２３８８号公報
【特許文献４】特許第３５３４１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ウェーハの研磨中に上述したように研磨テープが損傷すると、研磨テープを交換する必要がある。頻繁な研磨テープの交換は、研磨装置の生産性を低下させてしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、研磨テープの損傷を防止しつつ該研磨テープを用いて硬質膜が形成されているウェーハの周縁部を研磨する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】
【０００９】
上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、ポリイミドからなる基材フィルムと、ポリイミドからなるバインダと、前記バインダにより保持された砥粒とを有する研磨テープを用いた研磨方法であって、接着剤によって２つの基板を貼り合わせた構造を有するＳＯＩウェーハを回転させ、前記研磨テープを、前記ＳＯＩウェーハの周縁部に３Ｎ〜１０Ｎの力で押し付けて、前記ＳＯＩウェーハの周縁部から前記接着剤を除去することを特徴とする。
【００１０】
本発明の好ましい態様は、前記接着剤を除去した後に、仕上げ研磨テープを前記ＳＯＩウェーハの周縁部に押し付けて該ＳＯＩウェーハの周縁部の仕上げ研磨を行うことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記仕上げ研磨テープの基材フィルムとして、ポリイミドテープが使用されることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記仕上げ研磨テープの基材フィルムとして、ＰＥＴテープが使用されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、機械的強度が高い研磨テープが使用され、さらに低い力（例えば、３Ｎ〜１０Ｎの範囲内の力）で研磨テープがウェーハの周縁部に押し付けられる。したがって、ウェーハの周縁部に形成されたＳｉＣ膜や固化した接着剤などの硬質膜によって研磨テープが損傷を受けることなく、この硬質膜を研磨テープで除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１（ａ）および図１（ｂ）は、ウェーハの周縁部を示す拡大断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る研磨方法を実行することができる研磨装置の模式図である。
【図３】図２に示す研磨テープの詳細な構造を示す断面図である。
【図４】上述した研磨テープの製造工程を示す図である。
【図５】研磨テープの製造装置の概略構成を示す図である。
【図６】研磨テープを巻き取る様子を説明する図である。
【図７】ウェーハのエッジ部を研磨することができるエッジ研磨ユニットと、ウェーハのベベル部を研磨することができるベベル研磨ユニットとを備えた研磨装置を示す平面図である。
【図８】図７に示す研磨装置の縦断面図である。
【図９】図８の矢印Ｇで示す方向から見た図である。
【図１０】研磨ヘッドおよび研磨テープ供給回収機構の平面図である。
【図１１】研磨ヘッドおよび研磨テープ供給回収機構の正面図である。
【図１２】図１１に示すＨ−Ｈ線断面図である。
【図１３】図１１に示す研磨テープ供給回収機構の側面図である。
【図１４】図１１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１５】位置センサおよびドグを上から見た図である。
【図１６】所定の研磨位置にまで移動された研磨ヘッドおよび研磨テープ供給回収機構の平面図である。
【図１７】研磨位置にある押圧部材、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１８】押圧部材により研磨テープをウェーハに押し付けている状態を示す図である。
【図１９】図１９（ａ）は、研磨位置にある研磨テープおよび押圧部材をウェーハの径方向から見た図であり、図１９（ｂ）は、押圧部材の下面が研磨テープの上面に接触している状態を示す図であり、図１９（ｃ）は、押圧部材が研磨テープをウェーハに対して下方に押し付けている状態を示す図である。
【図２０】研磨テープにより研磨されているウェーハの周縁部を示す拡大図である。
【図２１】図２１（ａ），図２１（ｂ），２１（ｃ）は、研磨テープの縁部を検出するときの動作を説明する図である。
【図２２】図８に示す研磨ヘッドの拡大図である。
【図２３】図２２に示す押圧部材の正面図である。
【図２４】図２３に示す押圧部材の側面図である。
【図２５】図２３のＪ−Ｊ線断面図である。
【図２６】ベベル研磨ユニットがウェーハのベベル部を研磨している様子を示す図である。
【図２７】ベベル研磨ユニットがウェーハの上側エッジ部を研磨している様子を示す図である。
【図２８】ベベル研磨ユニットがウェーハの下側エッジ部を研磨している様子を示す図である。
【図２９】シリコン基板の上にＳｉＣ膜が形成された構造を有するウェーハの断面図である。
【図３０】図３０（ａ），図３０（ｂ），図３０（ｃ），図３０（ｄ）は、ＳＯＩウェーハの製造工程を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
本実施形態に係る研磨装置は、研磨テープの研磨面をウェーハの周縁部に摺接させることでウェーハの周縁部を研磨する。本明細書では、ウェーハの周縁部を、ウェーハの最外周に位置するベベル部と、このベベル部の半径方向内側に位置するエッジ部とを含む領域として定義する。
【００１４】
図１（ａ）および図１（ｂ）は、ウェーハ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ウェーハの断面図であり、図１（ｂ）はいわゆるラウンド型のウェーハの断面図である。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Ｂ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Ｂで示す）である。エッジ部Ｅ１，Ｅ２は、ベベル部Ｂの内側に位置する領域である。上側エッジ部Ｅ１は、ベベル部Ｂの内側であって、かつデバイスが形成される領域Ｄよりも外側に位置する平坦部である。下側エッジ部Ｅ２は、上側エッジ部Ｅ１の反対側に位置する、ウェーハＷの裏面の平坦部である。以下の説明では、上側エッジ部Ｅ１と下側エッジ部Ｅ２を総称して単にエッジ部Ｅということがある。
【００１５】
図２は、本発明の一実施形態に係る研磨方法を実行することができる研磨装置の模式図である。研磨装置は、ウェーハＷを保持してその軸心周りに回転させるウェーハ保持部３と、このウェーハ保持部３に保持されているウェーハＷの周縁部に研磨テープ１８０を押し付けてウェーハＷの周縁部を研磨する研磨ヘッド１と、ウェーハ保持部３に保持されているウェーハＷの表面（上面）に研磨液を供給する研磨液供給ノズル２とを備えている。使用される研磨液の例としては、純水が挙げられる。
【００１６】
本実施形態の研磨方法によって研磨されるウェーハＷは、シリコン基板の上に硬質膜が形成されているウェーハである。この硬質膜は、図２９に示す炭化ケイ素膜（ＳｉＣ膜）３１０、または図３０に示す固化した接着剤３１３からなる膜である。
【００１７】
ウェーハＷは次のようにして研磨される。ウェーハＷは、図示しない搬送ロボットによりウェーハ保持部３上に置かれ、ウェーハ保持部３は真空吸引などの公知の手段によりウェーハＷの下面を保持する。さらに、ウェーハ保持部３はウェーハＷをその軸心を中心として回転させる。研磨液供給ノズル２は、研磨液（例えば、純水）を回転するウェーハＷの上面（ウェーハＷの周縁部を含む）に供給しつつ、研磨ヘッド１は、研磨テープ１８０の研磨面をウェーハＷの周縁部（すなわち、エッジ部およびベベル部）に押し当てて、ウェーハＷの周縁部から硬質の膜（ＳｉＣ膜または接着剤）を除去する。
【００１８】
ウェーハＷの周縁部から硬質の膜（ＳｉＣ膜または接着剤）を除去した後、研磨テープ１８０に代えて、仕上げ研磨テープ１９０を研磨ヘッド１にセットし、この研磨ヘッド１により仕上げ研磨テープ１９０をウェーハＷの周縁部に押し付けて該ウェーハＷの周縁部の仕上げ研磨を行ってもよい。仕上げ研磨テープ１９０は、研磨テープ１８０よりも細かい砥粒を有している。仕上げ研磨テープ１９０の基材フィルムとしては、ポリイミドテープまたはＰＥＴテープが使用される。このような仕上げ研磨を行うことにより、研磨されたウェーハ表面を滑らかにすることができ、ごみやパーティクルがウェーハＷに付着しにくくなる。
【００１９】
研磨テープ１８０は、バインダとしてのポリイミドに保持された砥粒を有している。したがって、研磨テープ１８０の研磨面は、砥粒およびポリイミドから構成されている。この研磨テープ１８０を用いてシリコン基板上のＳｉＣ膜を研磨すると、バインダとしてのポリイミドがＳｉＣ膜に接触し、ポリイミドは撥水性（疎水性）を有するようになる。したがって、ウェーハＷの研磨中、研磨テープ１８０の研磨面は撥水性を呈した状態でウェーハＷの周縁部を研磨する。
【００２０】
ウェーハＷの研磨中における研磨テープ１８０のウェーハＷの周縁部に対する力は、３Ｎ〜１０Ｎであることが好ましい。このような低荷重でウェーハＷを研磨することにより、ウェーハＷに対するストレスが低くなり、また研磨テープ１８０へのダメージも少なくなる。結果として、研磨テープ１８０の寿命を伸ばすことができ、研磨テープ１８０の使用量を減らすことができる。
【００２１】
図３は、図２に示す研磨テープの詳細な構造を示す断面図である。研磨テープ１８０は、基材フィルム１８１と、第１の層１８２と、第２の層１８３とを備えている。第１の層１８２は、基材フィルム１８１の一方の面上に形成されている。第２の層１８３は、第１の層１８２の上に形成されている。第２の層１８３は、砥粒１８４を含んでいる。砥粒１８４の大部分は、第２の層１８３の内部に位置している。一部の砥粒１８４、より具体的には、粒径が相対的に大きい砥粒１８４の一部分は、第１の層１８２内にある。砥粒１８４の表面は、第２の層１８３に完全に被覆されていてもよいし、一部が第２の層１８３の表面から露出していてもよい。
【００２２】
基材フィルム１８１は、研磨テープ１８０に所要の強度を付与するとともに、研磨テープ１８０の取り扱い性を向上させる。本実施形態では、基材フィルム１８１は、ポリイミドからなる。ポリイミドを使用すれば、ＰＥＴなどを基材フィルムとした従来の研磨テープよりも強度を高めることができる。
【００２３】
本実施形態では、基材フィルム１８１の厚みは、３８μｍである。基材フィルム１８１の厚みは、１０μｍ以上とすることが望ましい。こうすれば、研磨テープ１８０の製造時において、基材フィルム１８１にシワや破断が生じにくく、取り扱い性が向上する。また、基材フィルム１８１の厚みは、５０μｍ以下とすることが望ましい。こうすれば、ウェーハの研磨時において、研磨テープ１８０はウェーハの周縁部の形状に沿って容易に撓むことができる。
【００２４】
第１の層１８２および第２の層１８３は、砥粒１８４を保持するバインダとしての機能を有する。第１の層１８２は、第２の層１８３の下地層としても機能する。本実施形態では、第１の層１８２および第２の層１８３は、ポリイミドからなる。第１の層１８２は、ポリイミドからなり、第２の層１８３は、ポリイミドおよびフィラーからなってもよい。フィラーは、ポリイミドと砥粒１８４との親和性を向上させる材料である。フィラーとしては、例えば、シリカ粒子を用いることができる。第１の層１８２に、基材フィルム１８１と同一の材質を使用することによって、第１の層１８２と基材フィルム１８１との密着性を向上できる。
【００２５】
本実施形態では、第１の層１８２の厚みは、１０μｍである。第２の層１８３の厚みは、約３μｍである。第２の層１８３の厚みは、砥粒１８４の平均粒子径の１／５以上とすることが望ましい。こうすれば、砥粒１８４の保持強度を好適なレベルで得ることができる。また、第２の層１８３の厚みは、砥粒１８４の平均粒子径の１／２以下とすることが望ましい。こうすれば、砥粒１８４が第２の層１８３に過剰に被覆されることがない。その結果、砥粒１８４の切れ刃としての機能を好適に得ることができる。
【００２６】
砥粒１８４は、研磨粒子であり、ウェーハの研磨の際に切れ刃として作用する。砥粒１８４としては、例えば、ダイヤモンド粒子、シリコンカーバイト（ＳｉＣ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、シリカ（ＳｉＯ２）、酸化マンガン（ＭｎＯ２）などを使用できる。本実施形態では、砥粒１８４は、工業用ダイヤモンド（多結晶ダイヤモンド）の粒子である。本実施形態では、砥粒１８４の平均粒子径は、９μｍである。ただし、砥粒１８４の平均粒子径は、０．１μｍ〜２０μｍ程度で適宜選択可能である。
【００２７】
上述した研磨テープ１８０において、第１の層１８２と第２の層１８３との区分は、次に説明する研磨テープ１８０の製造方法に基づいた概念的な区分であり、必ずしも、研磨テープ１８０の製造後に両者を物理的に識別できるとは限らない。例えば、第１の層１８２と第２の層１８３とが、同じ材質からなる場合には、第１の層１８２と第２の層１８３との境界は、実際には確認できない。このため、第１の層１８２および第２の層１８３を１つの表層１８５と捉えることもできる。
【００２８】
図３に示すように、研磨テープ１８０において、砥粒１８４の全ては、表層１８５の厚み（約１３μｍ）方向のうちの、基材フィルム１８１と反対側の半分、つまり、表面側の半分の範囲に位置する。砥粒１８４は、表層１８５の表面付近に保持されている。つまり、複数個の砥粒１８４が基材フィルム１８１の厚み方向に積み重なった状態ではない。このため、砥粒１８４の各々は、その表面の全て、または、ほぼ全てが、バインダとしての表層１８５と接触した状態で保持されている。このように砥粒１８４がバインダとしての表層１８５に強固に保持されているので、研磨テープ１８０は、上述した硬質の膜を研磨可能である。しかも、表層１８５は、主にポリイミドで形成されるので、ポリエステルなどを用いた場合と比べて、砥粒１８４の保持強度がいっそう向上する。
【００２９】
また、研磨テープ１８０は、砥粒１８４が厚み方向に積み重ならないので、砥粒１８４の使用量を低減できる。その結果、低コスト化、省資源化に資する。さらに、研磨テープ１８０は、砥粒１８４の各々の突出高さに大きなばらつきがない。このため、研磨時には、被研磨物に対して、砥粒１８４の突起がほぼ均一に接触するので、研磨ムラやスクラッチの発生を抑制できる。また、基材フィルム１８１と第１の層１８２との接触面上に砥粒１８４が存在しないので、基材フィルム１８１と第１の層１８２との密着性も高い。これらの研磨テープ１８０の特徴は、後述する研磨テープ１８０の製造方法によって実現される。
【００３０】
また、研磨テープ１８０は、強度の高いポリイミドを基材フィルム１８１の材質として使用しているので、基材自体の引張り強度や破断強度が高い。このため、研磨テープ１８０は、汎用的に使用されてきたＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＰ、ＰＥを基材とする場合と比べて、加工中に研磨テープが伸びる、あるいは、プロセスが安定しない、といった問題が生じることを抑制できる。かかる問題は、研磨テープの幅が小さいとき、例えば、１０ｍｍ以下の場合に生じやすい。
【００３１】
図４は、上述した研磨テープ１８０の製造工程を示す。図５は、研磨テープ１８０の製造装置２００の概略構成を示す。図４に示すように、研磨テープ１８０の製造においては、まず、基材フィルム１８１を用意し、基材フィルム１８１の一方の面に第１の塗料１９１を塗布する（ステップＳ１１０）。
【００３２】
基材フィルム１８１には、本実施形態では、ポリイミドの一種としてのポミランＮ３８（荒川化学製）を使用する。基材フィルム１８１には、予め完全にイミド化されたフィルムを使用することが望ましい。こうすれば、基材フィルム１８１の強度が高くなるので、基材フィルム１８１の取り扱い性が向上する。完全にイミド化されているかどうかは、基材フィルム１８１を再度、イミド化して、その前後の重量を比較することによって調べることができる。例えば、基材フィルム１８１から、サンプルとして５ｃｍ２の領域を切り出し、加熱温度３００℃、加熱時間１時間の条件でサンプルをイミド化する。重量変化およびイミド化の過程で生成される副生水の量から算出したイミド化率が７０％以上のサンプルは、完全にイミド化しているといえる。
【００３３】
第１の塗料１９１は、溶剤と、樹脂からなるバインダとを含む。バインダの樹脂固形分は、最終的に第１の層１８２となる。バインダは、そのままでは高粘度であるが、溶剤をバインダに添加することによって、第１の塗料１９１は、塗布に適した粘度に調整される。本実施形態では、バインダとして、ポリイミド・シリカハイブリットワニスＨＢＩ−５８（荒川化学製）を使用する。溶剤には、例えば、アルキルアミド溶媒を使用することができる。アルキルアミド溶媒は、極性が高いので、有機物、無機物を問わず、溶質を好適に分散できる。本実施形態では、アルキルアミド溶媒として、ＤＭＡｃ（ジメチルアセトアミド）を使用する。ただし、ＤＭＦ（ジメチルホルムアミド）などを用いてもよい。
【００３４】
本実施形態では、第１の塗料１９１は、バインダ２００ｇに対して、ＤＭＡｃ５０ｇを溶解させ、撹拌し、真空容器内で脱泡および脱気して、作製される。この第１の塗料１９１に占めるバインダの樹脂固形分の割合は、２０ｗｔ％である。本実施形態では、バインダは、２５０００〜３００００ｍＰａ・ｓ／２５℃で提供され、第１の塗料１９１の粘度は、溶剤の添加によって、１００００〜２００００ｍＰａ・ｓ／２５℃に調整される。
【００３５】
作製された第１の塗料１９１は、基材フィルム１８１の一方の面に塗布される。具体的には、図５に示すように、まず、ロール状に巻かれた基材フィルム１８１（ここでは、幅３００ｍｍ、長さ約２０ｍ）を製造装置２００にセットし、ノッチロール２２０とコーティングロール２３０との間に基材フィルム１８１を順次送り出す。これにより、コータダム２１０に貯留された第１の塗料１９１が、基材フィルム１８１に塗布される。基材フィルム１８１の送り出し速度（塗布速度）は、例えば、０．５ｍ／ｍｉｎとすることができる。
【００３６】
第１の塗料１９１の塗布厚みは、ノッチロール２２０と基材フィルム１８１とのギャップ調整によって制御可能である。第１の塗料１９１の塗布厚みは、後述するステップＳ１２０の乾燥後において、砥粒１８４の平均粒子径と同等以上とすることが望ましい。こうすれば、後述するステップＳ１７０において、粒径の大きい砥粒１８４が基材フィルム側に沈み込むための第１の層１８２の好適な厚みを得ることができる。また、第１の塗料１９１の塗布厚みは、後述するステップＳ１２０の乾燥後において、砥粒１８４の平均粒子径の３倍以下とすることが望ましい。こうすれば、第１の層１８２が不必要に過剰な厚みで形成されることがない。
【００３７】
第１の塗料１９１を塗布した後、次に、図４に示すように、第１の塗料１９１を乾燥させて、第１の層１８２を形成する（ステップＳ１２０）。本実施形態では、乾燥温度１３０℃で２分間第１の塗料１９１を加熱することによって、第１の塗料１９１を乾燥させる。具体的には、図５に示すように、第１の塗料１９１が塗布された基材フィルム１８１は、ローラ２４０，２５０上を搬送され、基材フィルム１８１の搬送ラインの上方に設けられた温風ドライヤ２６０によって、順次、乾燥される。温風ドライヤ２６０の加熱範囲は、例えば、基材フィルム１８１の送り方向に１．０ｍの範囲とすることができる。
【００３８】
第１の塗料１９１を乾燥させると、次に、図４に示すように、第１の層１８２が形成された基材フィルム１８１を、ロール状に巻き取る（ステップＳ１３０）。図５に示すように、基材フィルム１８１は、中空円筒状のコア２７０に巻き取られる。
【００３９】
基材フィルム１８１の巻き取りを行った後、次に、図４に示すように、巻き取った基材フィルム１８１を順次送り出し、第１の層１８２の上に、第２の塗料１９２を塗布する（ステップＳ１４０）。ステップＳ１４０における塗布は、製造装置２００（図５参照）を用いて、上記のステップＳ１１０と同様に行われる。なお、第１の塗料１９１を塗布するための設備と、第２の塗料１９２を塗布するための設備とは、個別に設けられているが、図５では、図示を簡略化するために、共通の設備として表示している。
【００４０】
第２の塗料１９２は、溶剤と、砥粒１８４と、樹脂からなるバインダとを含む。このバインダの樹脂固形分は、最終的に第２の層１８３となる。本実施形態では、第２の塗料１９２に使用するバインダは、第１の塗料１９１に使用するバインダと同一種類である。本実施形態では、溶剤およびバインダとして、第１の塗料１９１と同じものを用いる。また、第２の塗料１９２は、第１の塗料１９１と同様に、粘度を調整され、また、撹拌し、真空容器内で脱泡および脱気して、作製される。本実施形態では、第２の塗料１９２の砥粒１８４の割合は、第２の塗料１９２の樹脂固形分に対して１５ｗｔ％である。また、第２の塗料１９２に占めるバインダの樹脂固形分の割合は、１８ｗｔ％である。
【００４１】
上述した第１の塗料１９１および第２の塗料１９２の粘度は、１００００ｍＰａ・ｓ／２５℃以上、かつ、３００００Ｐａ・ｓ／２５℃以下とすることが望ましい。かかる範囲の粘度に調整すれば、第１の塗料１９１および第２の塗料１９２の各成分の好適な分散性を得ることができる。第１の塗料１９１に占める樹脂固形分の割合は、５ｗｔ％以上、かつ、５０ｗｔ％以下とすることが望ましい。こうすれば、第１の層１８２の好適な膜厚と、第１の塗料１９１におけるバインダの好適な分散性とを得ることができる。第２の塗料１９２の砥粒の割合は、第２の塗料１９２の樹脂固形分に対して、５ｗｔ％以上、かつ、３０ｗｔ％以下とすることが望ましい。第２の塗料１９２に占める樹脂固形分の割合は、１０ｗｔ％以上、かつ、５０ｗｔ％以下とすることが望ましい。こうすれば、第２の層１８３の好適な膜厚と、好適な砥粒１８４の保持強度と、第２の塗料１９２におけるバインダおよび砥粒１８４の好適な分散性とを得ることができる。また、従来の研磨テープと比べて、砥粒１８４の使用量を大幅に低減できる。
【００４２】
第２の塗料１９２を塗布した後、次に、第２の塗料１９２を乾燥させて、第２の層１８３を形成する（ステップＳ１５０）。ステップＳ１５０における乾燥は、製造装置２００（図５参照）を用いて、上記のステップＳ１２０と同様に行われる。
【００４３】
第２の塗料１９２を乾燥させた後、次に、第１の層１８２および第２の層１８３が形成された基材フィルム１８１を、ロール状に巻き取る（ステップＳ１６０）。ステップＳ１６０における巻き取りは、製造装置２００（図５参照）を用いて、上記のステップＳ１３０と同様に行われる。ただし、ステップＳ１６０においては、図６に示すように、セパレータシート１９５を第２の層１８３の上に配置して、第１の層１８２および第２の層１８３が形成された基材フィルム１８１の巻き取りが行われる。換言すれば、径方向に隣り合う基材フィルム１８１の間に、セパレータシート１９５が挟まれるように、巻き取りが行われる。
【００４４】
かかるセパレータシート１９５には、後述するイミド化の工程（ステップＳ１７０）の温度条件において、性状変化しない種々の材料を使用することができる。例えば、セパレータシート１９５には、完全にイミド化されたポリイミド繊維からなる不織布や、シボ加工されたポリイミドフイルムを使用することができる。セパレータシート１９５には、不織布のように通気性を有するシートを使用することが望ましい。こうすれば、イミド化によって発生するガスや水分が抜けやすくなる。
【００４５】
第１の層１８２および第２の層１８３が形成された基材フィルム１８１の巻き取りを行うと、最後に、図４に示すように、当該基材フィルム１８１を真空ベーク炉内にセットし、第１の層１８２および第２の層１８３をイミド化する（ステップＳ１７０）。本実施形態では、ベーク炉内を密閉し、真空引きした後に、温度を除々に上げ、２５０〜３００℃の温度条件下で１〜２時間第１の層１８２および第２の層１８３を加熱する。そして、窒素ガス、または、乾燥空気を真空ベーク炉内に供給し、常圧下で自然冷却する。かかる処理によれば、ポリイミド樹脂のイミド化（硬化反応）を常温、常圧の条件下よりも早く完了することができる。ステップＳ１７０の処理条件は、適宜設定すればよいが、２００℃以上、３５０℃以下の範囲で、１時間以上、４時間以下加熱する条件とすれば、効率的な硬化反応が得られるので、望ましい。
【００４６】
ステップＳ１７０において、イミド化（熱硬化反応）は、第２の層１８３および熱伝導率が高い砥粒１８４の周辺から始まる。そして、先に硬化した第２の層１８３の膜が、砥粒１８４を第１の層１８２側に抑え込んだ状態で、徐々に第１の層１８２の全体がイミド化（硬化）することで、第２の層１８３の表面の近くに、砥粒１８４の突出高さがほぼ揃うように、表層１８５（第１の層１８２および第２の層１８３）が形成される。
【００４７】
ステップＳ１７０において、巻き取られた基材フィルム１８１は、図５に示すように、巻き取り軸が水平方向を向いた状態で、ベーク炉２９０内にセットされることが望ましい。かかる状態でイミド化を行うことにより、巻き取られた基材フィルム１８１が熱膨張して、巻き緩みや巻きズレが生じることを抑制できる。このように、イミド化が行われると、研磨テープ１８０が完成する。
【００４８】
次に、本実施形態に係る研磨方法を実行するための研磨装置の詳細な構成を説明する。図７は、ウェーハの上側エッジ部（図１（ａ）および図１（ｂ）の符号Ｅ１参照）を研磨することができる研磨ユニット２５（以下、エッジ研磨ユニットという）と、ウェーハのベベル部（図１（ａ）および図１（ｂ）の符号Ｂ参照）を研磨することができるベベル研磨ユニット１１０とを備えた研磨装置を示す平面図である。図８は、図７に示す研磨装置の縦断面図である。
【００４９】
研磨装置は、研磨対象物であるウェーハＷを水平に保持し、回転させるウェーハ保持部３と、ウェーハ保持部３に保持されたウェーハＷの上面全体に研磨液（例えば純水）を供給する研磨液供給ノズル２とを備えている。図８においては、ウェーハ保持部３がウェーハＷを保持している状態を示している。ウェーハ保持部３は、ウェーハＷの下面を真空吸引により保持する保持ステージ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の軸心と一致するように保持ステージ４の上に載置される。保持ステージ４は、隔壁２０とベースプレート２１によって形成された研磨室２２内に配置されている。
【００５０】
図７乃至図９に示すように、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。搬送口２０ａは、水平に延びる切り欠きとして形成されている。この搬送口２０ａは、シャッター２３により閉じることが可能となっている。
【００５１】
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の上面には溝４ａが形成されており、この溝４ａ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の上面に保持し、離脱させる。
【００５２】
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。
【００５３】
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、ウェーハ保持部３は、ウェーハＷをその中心軸まわりに回転させ、かつウェーハＷをその中心軸に沿って上昇下降させることができる。
【００５４】
ウェーハ保持部３に保持されたウェーハＷの半径方向外側には、ウェーハＷの周縁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９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はアームブロック２８を介して研磨ユニット移動機構３０に連結されている。
【００５５】
研磨ユニット移動機構３０は、アームブロック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。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がアームブロック２８を図９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。
【００５６】
研磨ユニット２５は、研磨テープ１８０を用いてウェーハＷの周縁部を研磨する研磨ヘッド５０と、研磨テープ１８０を研磨ヘッド５０に供給し、かつ研磨ヘッド５０から回収する研磨テープ供給回収機構７０を備えている。研磨ヘッド５０は、研磨テープ１８０の研磨面をウェーハＷの周縁部に下向きに押し付けてウェーハＷの上側エッジ部（図１（ａ）および図１（ｂ）の符号Ｅ１参照）を研磨するエッジ研磨ヘッドである。
【００５７】
図１０は研磨ヘッド５０および研磨テープ供給回収機構７０の平面図であり、図１１は研磨ヘッド５０および研磨テープ供給回収機構７０の正面図であり、図１２は図１１に示すＨ−Ｈ線断面図であり、図１３は図１１に示す研磨テープ供給回収機構７０の側面図であり、図１４は図１１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。
【００５８】
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。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Ｗの半径方向に）移動させるモータ４２Ａおよびボールねじ４３Ａに連結されている。より具体的には、ボールねじ４３Ａは連結ブロック４１Ａに固定されており、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。モータ４２Ａは、ボールねじ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。モータ４２Ａ、ボールねじ４３Ａ、および直動ガイド４０Ａは、ウェーハ保持部３に保持されたウェーハＷの半径方向に研磨ヘッド５０を移動させる第１の移動機構を構成する。
【００５９】
同様に、研磨テープ供給回収機構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、研磨テープ供給回収機構７０は、該研磨テープ供給回収機構７０を直動ガイド４０Ｂに沿って（すなわち、ウェーハＷの半径方向に）移動させるモータ４２Ｂおよびボールねじ４３Ｂに連結されている。より具体的には、ボールねじ４３Ｂは連結ブロック４１Ｂに固定されており、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。モータ４２Ｂは、ボールねじ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回収機構７０は直動ガイド４０Ｂに沿って移動される。モータ４２Ｂ、ボールねじ４３Ｂ、および直動ガイド４０Ｂは、ウェーハ保持部３に保持されたウェーハＷの半径方向に研磨テープ供給回収機構７０を移動させる第２の移動機構を構成する。
【００６０】
図１４に示すように、研磨ヘッド５０は、研磨テープ１８０をウェーハＷに対して押し付ける押圧部材５１と、押圧部材５１を保持する押圧部材ホルダー５２と、この押圧部材ホルダー５２（および押圧部材５１）を押し下げるアクチュエータとしてのエアシリンダ５３とを備えている。エアシリンダ５３は、保持部材５５に保持されている。さらに、保持部材５５は、鉛直方向に延びる直動ガイド５４を介してリフト機構としてのエアシリンダ５６に連結されている。図示しない気体供給源から空気などの気体がエアシリンダ５６に供給されると、エアシリンダ５６は保持部材５５を押し上げる。これにより、保持部材５５、エアシリンダ５３、押圧部材ホルダー５２、および押圧部材５１は、直動ガイド５４に沿って持ち上げられる。
【００６１】
エアシリンダ５６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。据付部材５７と押圧部材ホルダー５２とは、鉛直方向に延びる直動ガイド５８を介して連結されている。エアシリンダ５３により押圧部材ホルダー５２を押し下げると、押圧部材５１は直動ガイド５８に沿って下方に移動し、研磨テープ１８０をウェーハＷの周縁部に対して押し付ける。押圧部材５１は、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）のなどの樹脂、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形成されている。
【００６２】
押圧部材５１には、鉛直方向に延びる複数の貫通孔５１ａを有しており、この貫通孔５１ａには真空ライン６０が接続されている。真空ライン６０には、図示しない弁が設けられており、弁を開くことにより押圧部材５１の貫通孔５１ａ内に真空が形成されるようになっている。押圧部材５１が研磨テープ１８０の上面に接触した状態で貫通孔５１ａに真空が形成されると、研磨テープ１８０の上面は押圧部材５１の下面に保持される。なお、押圧部材５１の貫通孔５１ａは１つであってもよい。
【００６３】
押圧部材ホルダー５２、エアシリンダ５３、保持部材５５、エアシリンダ５６、および据付部材５７は、ボックス６２内に収容されている。押圧部材ホルダー５２の下部はボックス６２の底部から突出しており、押圧部材ホルダー５２の下部に押圧部材５１が取り付けられている。ボックス６２内には、押圧部材５１の鉛直方向の位置を検出する位置センサ６３が配置されている。この位置センサ６３は、据付部材５７に取り付けられている。押圧部材ホルダー５２には、センサターゲットとしてのドグ６４が設けられており、位置センサ６３はドグ６４の鉛直方向の位置から押圧部材５１の鉛直方向の位置を検出するようになっている。
【００６４】
図１５は、位置センサ６３およびドグ６４を上から見た図である。位置センサ６３は、投光部６３Ａと受光部６３Ｂとを有している。ドグ６４が押圧部材ホルダー５２（および押圧部材５１）とともに下降すると、投光部６３Ａから発せられた光の一部がドグ６４によって遮られる。したがって、受光部６３Ｂによって受光される光の量からドグ６４の位置、すなわち押圧部材５１の鉛直方向の位置を検出することができる。なお、図１５に示す位置センサ６３はいわゆる透過型の光学式センサであるが、他のタイプの位置センサを用いてもよい。
【００６５】
研磨テープ供給回収機構７０は、研磨テープ１８０を供給する供給リール７１と、研磨テープ１８０を回収する回収リール７２とを備えている。供給リール７１および回収リール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、所定のトルクを供給リール７１および回収リール７２に与えることにより、研磨テープ１８０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。
【００６６】
供給リール７１と回収リール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１８０を送るテープ送りローラ７７と、研磨テープ１８０をテープ送りローラ７７に対して押し付けるニップローラ７８と、テープ送りローラ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１８０はニップローラ７８とテープ送りローラ７７との間に挟まれている。テープ送りローラ７７を図１１の矢印で示す方向に回転させることにより、研磨テープ１８０は供給リール７１から回収リール７２に送られる。
【００６７】
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、供給リール７１および回収リール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１８０を支持する複数のガイドローラ８４Ａ，８４Ｂ，８４Ｃ，８４Ｄ，８４Ｅが取り付けられている。研磨テープ１８０はこれらのガイドローラ８４Ａ〜８４Ｅにより、研磨ヘッド５０を囲むように案内される。
【００６８】
研磨テープ１８０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８４Ｄ，８４Ｅは、研磨テープ１８０の研磨面がウェーハＷの表面（上面）と平行となるように研磨テープ１８０を支持している。さらに、これら２つのガイドローラ８４Ｄ，８４Ｅの間にある研磨テープ１８０は、ウェーハＷの接線方向と平行に延びている。研磨テープ１８０とウェーハＷとの間には、鉛直方向において隙間が形成されている。
【００６９】
研磨装置は、研磨テープ１８０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、上述した位置センサ６３と同様に、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１０に示すように、設置台２７に固定されており、受光部１００Ｂは、図８に示すように、研磨室２２を形成するベースプレート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１８０の縁部の位置を検出するように構成されている。
【００７０】
ウェーハＷを研磨するときは、図１６に示すように、研磨ヘッド５０および研磨テープ供給回収機構７０は、モータ４２Ａ，４２Ｂおよびボールねじ４３Ａ，４３Ｂ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１８０は、ウェーハＷの接線方向に延びている。図１７は、研磨位置にある押圧部材５１、研磨テープ１８０、およびウェーハＷを横方向から見た模式図である。図１７に示すように、研磨テープ１８０は、ウェーハＷの周縁部の上方に位置し、さらに研磨テープ１８０の上方に押圧部材５１が位置する。図１８は、押圧部材５１により研磨テープ１８０をウェーハＷに押し付けている状態を示す図である。図１８に示すように、研磨位置にある押圧部材５１の縁部と研磨テープ１８０の縁部は一致している。すなわち、押圧部材５１の縁部と研磨テープ１８０の縁部が一致するように、研磨ヘッド５０および研磨テープ供給回収機構７０がそれぞれ独立に研磨位置に移動される。
【００７１】
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、図７に示す動作制御部１１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保持部３に保持され、さらにウェーハＷの中心周りに回転される。回転するウェーハＷの中心には、図示しない液体供給機構から液体（例えば、純水）が供給される。研磨ヘッド５０の押圧部材５１および研磨テープ１８０は、図１７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。
【００７２】
図１９（ａ）は、研磨位置にある研磨テープ１８０および押圧部材５１をウェーハＷの径方向から見た図を示している。図１９（ａ）に示す押圧部材５１は、エアシリンダ５６（図１４参照）により持ち上げられた状態にあり、押圧部材５１は研磨テープ１８０の上方に位置している。次に、エアシリンダ５６の動作を停止させてそのピストンロッドを下げ、図１９（ｂ）に示すように、押圧部材５１は、その下面が研磨テープ１８０の上面に接触するまで下降される。この状態で真空ライン６０を介して押圧部材５１の貫通孔５１ａに真空を形成し、研磨テープ１８０を押圧部材５１の下面に保持させる。研磨テープ１８０を保持したまま、押圧部材５１はエアシリンダ５３（図１４参照）により下降され、図１９（ｃ）に示すように、押圧部材５１は、研磨テープ１８０の研磨面をウェーハＷの周縁部に所定の研磨荷重で押し付ける。研磨荷重は、エアシリンダ５３に供給する気体の圧力により調整することができる。
【００７３】
回転するウェーハＷと、研磨テープ１８０との摺接により、ウェーハＷの周縁部が研磨される。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１８０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。上述したように、研磨中は、研磨テープ１８０は、真空吸引により押圧部材５１に保持されているので、研磨テープ１８０と押圧部材５１との位置がずれることが防止される。したがって、研磨位置および研磨形状を安定させることができる。さらに、研磨荷重を大きくしても、研磨テープ１８０と押圧部材５１との位置がずれることがないため、研磨時間を短縮することができる。
【００７４】
研磨テープ１８０は押圧部材５１により下方に押されるので、ウェーハＷの上側エッジ部（図１（ａ）および図１（ｂ）の符号Ｅ１参照）を研磨することができる。図２０は、研磨テープ１８０により研磨されているウェーハＷの周縁部を示す拡大図である。図２０に示すように、研磨テープ１８０の縁部と押圧部材５１の縁部とが一致した状態で、研磨テープ１８０の縁部を含む平坦部が、ウェーハＷの周縁部に押し当てられる。図３０（ｄ）に示すように、研磨テープ１８０は、ウェーハＷの周縁部に直角の階段形状の窪みを形成することも可能である。
【００７５】
研磨テープ１８０でウェーハＷの周縁部を研磨した後に、研磨テープ１８０に代えて仕上げ研磨テープを研磨ヘッド５０および研磨テープ供給回収機構７０にセットし、ウェーハＷの周縁部の仕上げ研磨を行ってもよい。仕上げ研磨テープとしては、図２を参照して説明した仕上げ研磨テープ１９０を使用することができる。
【００７６】
ウェーハＷの研磨中の押圧部材５１の鉛直方向の位置は、位置センサ６３により検出される。したがって、押圧部材５１の鉛直方向の位置から研磨終点を検出することができる。例えば、押圧部材５１の鉛直方向の位置が所定の目標位置に達したときに、ウェーハＷの周縁部の研磨を終了することができる。この所定の目標位置は、目標とする研磨量に従って決定される。
【００７７】
ウェーハＷの研磨が終了すると、エアシリンダ５３への気体の供給が停止され、これにより押圧部材５１が図１９（ｂ）に示す位置にまで上昇する。同時に、研磨テープ１８０の真空吸引が停止される。さらに、押圧部材５１はエアシリンダ５６により図１９（ａ）に示す位置にまで上昇される。そして、研磨ヘッド５０および研磨テープ供給回収機構７０は、図１０に示す退避位置に移動される。
【００７８】
研磨されたウェーハＷは、ウェーハ保持部３によって上昇され、図示しない搬送機構のハンドによって研磨室２２の外に搬出される。次のウェーハの研磨が始まる前に、研磨テープ１８０はテープ送り機構７６により所定の距離だけ供給リール７１から回収リール７２に送られる。これにより、新しい研磨面が次のウェーハの研磨に使用される。研磨テープ１８０をテープ送り機構７６により所定の速度で送りながら、ウェーハＷを研磨してもよい。この場合は、研磨テープ１８０を真空吸引により保持する必要はない。さらに、研磨テープ１８０を真空吸引により保持したまま、テープ送り機構７６で研磨テープ１８０を送ることも可能である。
【００７９】
研磨テープ１８０は、細長い帯状の研磨具である。研磨テープ１８０の幅は基本的にはその全長に亘って一定であるが、研磨テープ１８０の部分によってはその幅に若干のばらつきがあることがある。このため、研磨位置にある研磨テープ１８０の縁部の位置がウェーハごとに異なるおそれがある。一方、研磨位置にある押圧部材５１の位置は、常に一定である。そこで、研磨テープ１８０の縁部を押圧部材５１の縁部に合わせるために、研磨位置に移動される前に、研磨テープ１８０の縁部の位置が上述のテープエッジ検出センサ１００により検出される。
【００８０】
図２１（ａ）乃至図２１（ｃ）は、研磨テープ１８０の縁部を検出するときの動作を説明する図である。ウェーハＷの研磨に先立って、研磨テープ１８０は、図２１（ａ）に示す退避位置から、図２１（ｂ）に示すテープエッジ検出位置に移動される。このテープエッジ検出位置において、テープエッジ検出センサ１００により、研磨テープ１８０のウェーハ側の縁部の位置が検出される。そして、図２１（ｃ）に示すように、研磨テープ１８０の縁部が押圧部材５１の縁部と一致するように、研磨テープ１８０が研磨位置に移動される。研磨テープ１８０は研磨ヘッド５０とは独立に移動可能であるので、研磨テープ１８０の幅に依存して変わりうる距離だけ研磨テープ１８０を移動させることが可能である。
【００８１】
研磨位置にある押圧部材５１の縁部の位置は予め動作制御部１１（図７参照）に記憶されている。したがって、動作制御部１１は、検出された研磨テープ１８０の縁部の位置と、押圧部材５１の縁部の位置とから、研磨テープ１８０の縁部が押圧部材５１の縁部に一致するための研磨テープ１８０の移動距離を算出することができる。このように、検出された研磨テープ１８０の縁部の位置に基づいて研磨テープ１８０の移動距離が決定されるので、研磨テープ１８０の幅のばらつきによらず、常に研磨テープ１８０の縁部を押圧部材５１の縁部に合わせることができる。
【００８２】
図７および図８に示すように、ベベル研磨ユニット１１０は、ウェーハＷのベベル部に研磨テープ１８０を押し当てて該ベベル部を研磨する研磨ヘッド組立体１１１と、この研磨ヘッド組立体１１１に研磨テープ１８０を供給する研磨テープ供給回収機構１１２とをさらに備えている。研磨ヘッド組立体１１１は、研磨室２２の内部に配置され、研磨テープ供給回収機構１１２は、研磨室２２の外に配置されている。
【００８３】
ベベル研磨ユニット１１０にセットされる研磨テープ１８０と、上述したエッジ研磨ユニット２５にセットされる研磨テープ１８０の幅は互いに異なっているが、いずれの研磨テープ１８０も図３に示す構造を有している。
【００８４】
研磨テープ供給回収機構１１２は、研磨テープ１８０を研磨ヘッド組立体１１１に供給する供給リール１２４と、ウェーハＷの研磨に使用された研磨テープ１８０を回収する回収リール１２５とを備えている。供給リール１２４および回収リール１２５にはモータ１２９，１２９がそれぞれ連結されている（図７には、供給リール１２４に連結されたモータ１２９のみを示す）。それぞれのモータ１２９，１２９は、供給リール１２４および回収リール１２５に所定のトルクを与え、研磨テープ１８０に所定のテンションを掛けることができるようになっている。
【００８５】
研磨ヘッド組立体１１１は、研磨テープ１８０をウェーハＷの周縁部に当接させるための研磨ヘッド１３１を備えている。研磨テープ１８０は、研磨テープ１８０の研磨面がウェーハＷを向くように研磨ヘッド１３１に供給される。研磨テープ１８０は、隔壁２０に設けられた開口部２０ｂを通して供給リール１２４から研磨ヘッド１３１へ供給され、使用された研磨テープ１８０は開口部２０ｂを通って回収リール１２５に回収される。
【００８６】
研磨ヘッド１３１はアーム１３５の一端に固定され、アーム１３５は、ウェーハＷの接線方向に平行な回転軸Ｃｔまわりに回転自在に構成されている。アーム１３５の他端はプーリーｐ３，ｐ４およびベルトｂ２を介してモータ１３８に連結されている。モータ１３８が時計回りおよび反時計回りに所定の角度だけ回転することで、アーム１３５が軸Ｃｔまわりに所定の角度だけ回転する。本実施形態では、モータ１３８、アーム１３５、プーリーｐ３，ｐ４、およびベルトｂ２によって、ウェーハＷの表面に対して研磨ヘッド１３１を傾斜させるチルト機構が構成されている。
【００８７】
チルト機構は、移動台１４０に搭載されている。移動台１４０は、直動ガイド１４１を介してベースプレート２１に移動自在に連結されている。直動ガイド１４１は、ウェーハ保持部３に保持されたウェーハＷの半径方向に沿って直線的に延びており、移動台１４０はウェーハＷの半径方向に直線的に移動可能になっている。移動台１４０にはベースプレート２１を貫通する連結板１４３が取り付けられ、連結板１４３にはリニアアクチュエータ１４５がジョイント１４６を介して連結されている。リニアアクチュエータ１４５はベースプレート２１に直接または間接的に固定されている。
【００８８】
リニアアクチュエータ１４５としては、エアシリンダや位置決め用モータとボールねじとの組み合わせなどを採用することができる。このリニアアクチュエータ１４５および直動ガイド１４１によって、研磨ヘッド１３１をウェーハＷの半径方向に直線的に移動させる移動機構が構成されている。すなわち、移動機構は直動ガイド１４１に沿って研磨ヘッド１３１をウェーハＷへ近接および離間させるように動作する。一方、研磨テープ供給回収機構１１２はベースプレート２１に固定されている。
【００８９】
図２２は図８に示す研磨ヘッド１３１の拡大図である。図２２に示すように、研磨ヘッド１３１は、研磨テープ１８０の研磨面をウェーハＷに対して所定の力で押圧する押圧機構１５０を備えている。また、研磨ヘッド１３１は、研磨テープ１８０を供給リール１２４から回収リール１２５へ送るテープ送り機構１５１を備えている。研磨ヘッド１３１は複数のガイドローラ１５３Ａ，１５３Ｂ，１５３Ｃ，１５３Ｄ，１５３Ｅ，１５３Ｆ，１５３Ｇを有しており、これらのガイドローラはウェーハＷの接線方向と直交する方向に研磨テープ１８０が進行するように研磨テープ１８０をガイドする。
【００９０】
研磨ヘッド１３１に設けられたテープ送り機構１５１は、テープ送りローラ１５１ａと、ニップローラ１５１ｂと、テープ送りローラ１５１ａを回転させるモータ１５１ｃとを備えている。モータ１５１ｃは研磨ヘッド１３１の側面に設けられ、モータ１５１ｃの回転軸にテープ送りローラ１５１ａが取り付けられている。ニップローラ１５１ｂはテープ送りローラ１５１ａに隣接して配置されている。ニップローラ１５１ｂは、図２２の矢印ＮＦで示す方向（テープ送りローラ１５１ａに向かう方向）に力を発生するように図示しない機構で支持されており、テープ送りローラ１５１ａを押圧するように構成されている。
【００９１】
モータ１５１ｃが図２２に示す矢印方向に回転すると、テープ送りローラ１５１ａが回転して研磨テープ１８０を供給リール１２４から研磨ヘッド１３１を経由して回収リール１２５へ送る。ニップローラ１５１ｂはそれ自身の軸まわりに回転することができるように構成されている。
【００９２】
押圧機構１５０は、研磨テープ１８０の裏面側に配置された押圧部材１５５と、この押圧部材１５５をウェーハＷの周縁部に向かって移動させるエアシリンダ１５６とを備えている。エアシリンダ１５６へ供給する気体の圧力を制御することによって、ウェーハＷへの研磨荷重が調整される。
【００９３】
図２３は、図２２に示す押圧部材１５５の正面図であり、図２４は、図２３に示す押圧部材１５５の側面図であり、図２５は、図２３のＪ−Ｊ線断面図である。図２３乃至図２５に示すように、押圧部材１５５は、その前面に形成された２つの突起部１６１ａ，１６１ｂを有している。これらの突起部１６１ａ，１６１ｂは、レールのような形状を有しており、並列に配置されている。突起部１６１ａ，１６１ｂは、ウェーハＷの周方向に沿って湾曲している。より具体的には、突起部１６１ａ，１６１ｂは、ウェーハＷの曲率と実質的に同じ曲率を有する円弧形状を有している。
【００９４】
２つの突起部１６１ａ，１６１ｂは、回転軸Ｃｔに関して対称に配置されており、図２３に示すように、押圧部材１５５の正面から見たときに突起部１６１ａ，１６１ｂは回転軸Ｃｔに向かって内側に湾曲している。研磨ヘッド１３１は、突起部１６１ａ，１６１ｂの先端間の中心線（すなわち回転軸Ｃｔ）がウェーハＷの厚さ方向における中心と一致するように設置される。突起部１６１ａ，１６１ｂは、研磨ヘッド１３１の前面に配置されたガイドローラ１５３Ｄ，１５３ＥよりもウェーハＷに近接して配置されており、研磨テープ１８０は突起部１６１ａ，１６１ｂによって裏面から支持されている。突起部１６１ａ，１６１ｂは、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）などの樹脂から形成されている。
【００９５】
２つの突起部１６１ａ，１６１ｂの間には、押圧パッド（ベベルパッド）１６２が配置されている。押圧パッド１６２は、シリコーンゴムなどの弾力性を有する独立発泡材から構成されている。押圧パッド１６２の高さは、突起部１６１ａ，１６１ｂの高さよりもやや低くなっている。研磨ヘッド１３１を水平に維持した状態で押圧部材１５５がエアシリンダ１５６によってウェーハＷに向かって移動されると、押圧パッド１６２は、研磨テープ１８０をその裏側からウェーハＷのベベル部に対して押圧する。
【００９６】
ウェーハＷのベベル部を研磨するときは、図２６に示すように、上述のチルト機構により研磨ヘッド１３１の傾斜角度を連続的に変化させながら、押圧パッド１６２により研磨テープ１８０をウェーハＷのベベル部に押し当てる。研磨中は、研磨テープ１８０はテープ送り機構１５１により所定の速度で送られる。さらに、研磨ヘッド１３１は、ウェーハＷの上側エッジ部（図１（ａ）および図１（ｂ）の符号Ｅ１参照）を研磨することができる。すなわち、図２７に示すように、研磨ヘッド１３１を上方に傾けて、突起部１６１ａにより研磨テープ１８０をウェーハＷの上側エッジ部に押圧し、上側エッジ部を研磨する。図２８に示すように、研磨ヘッド１３１を下方に傾けて、突起部１６１ｂにより研磨テープ１８０を下側エッジ部（図１（ａ）および図１（ｂ）の符号Ｅ２参照）に押圧して下側エッジ部を研磨してもよい。
【００９７】
図７および図８に示す研磨装置は、エッジ部およびベベル部を含むウェーハＷの周縁部全体を研磨することができる。例えば、ベベル研磨ユニット１１０でウェーハＷのベベル部を研磨し、その後、エッジ研磨ユニット２５でウェーハＷのエッジ部を研磨することができる。この研磨装置においては、ウェーハＷの上側エッジ部は、エッジ研磨ユニット２５およびベベル研磨ユニット１１０のうちのいずれか一方、または両方を用いて研磨することができる。図示しないが、複数のベベル研磨ユニット１１０を設けてもよい。
【００９８】
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ことである。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】
【００９９】
１      研磨ヘッド
２      研磨液供給ノズル
３      ウェーハ保持部
４      保持ステージ
２５      研磨ユニット
２７      設置台
３０      研磨ユニット移動機構
４０Ａ，４０Ｂ    直動ガイド
５０      研磨ヘッド
５１      押圧部材
５２      押圧部材ホルダー
５３      エアシリンダ
５４      直動ガイド
５６      エアシリンダ
６０      真空ライン
６３      位置センサ
６４      ドグ
７０      研磨テープ供給回収機構
７１      供給リール
７２      回収リール
７３，７４    テンションモータ
７６      テープ送り機構
８２，８３    支持アーム
８４Ａ，８４Ｂ，８４Ｃ，８４Ｄ，８４Ｅ    ガイドローラ
１００    テープエッジ検出センサ
１１０    ベベル研磨ユニット
１８０    研磨テープ
１８１    基材フィルム
１８２    第１の層
１８３    第２の層
１８４    砥粒
Ｗ      ウェーハ
【図１】
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【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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