(57)【要約】【課題】基板の周縁部を研磨した後に基板の周縁部を洗浄し、その洗浄効果を確認することができ、また従来はあまり洗浄できなかった領域である基板の周縁部を洗浄することができる基板処理方法及び装置を提供する。【解決手段】基板保持部２により基板Ｗを保持して回転させ、第１のヘッド３Ａ，３Ｂにより砥粒を有した研磨テープＰＴを基板Ｗの周縁部に押し付けて基板Ｗの周縁部を研磨し、洗浄ノズル５３により洗浄液を研磨後の基板Ｗの周縁部に供給して基板Ｗの周縁部を洗浄し、第２のヘッド３Ｄにより砥粒を有さないテープＴを洗浄後の基板Ｗの周縁部に接触させ、センサ７０により基板Ｗの周縁部に接触後のテープＴに光を照射してテープＴからの反射光を受光し、受光した反射光の強度が所定値を下回る場合に基板Ｗの周縁部が汚れているものと判定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板保持部により基板を保持して回転させ、
第１のヘッドにより砥粒を有した研磨テープを基板の周縁部に押し付けて基板の周縁部を研磨し、
洗浄ノズルにより洗浄液を研磨後の基板の周縁部に供給して基板の周縁部を洗浄し、
第２のヘッドにより砥粒を有さないテープを洗浄後の基板の周縁部に接触させ、
センサにより基板の周縁部に接触後のテープに光を照射してテープからの反射光を受光し、
前記受光した反射光の強度が所定値を下回る場合に基板の周縁部が汚れているものと判定することを特徴とする基板処理方法。
【請求項２】
前記砥粒を有さないテープは、基材テープと、該基材テープ上に設けられた不織布または多孔質層とからなり、前記不織布または多孔質層を基板の周縁部に接触させることを特徴とする請求項１記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記洗浄ノズルは二流体ジェットノズルからなり、該二流体ジェットノズルにより液体と気体の混合流体を基板の周縁部に供給して基板の周縁部を洗浄することを特徴とする請求項１記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記洗浄ノズルによりオゾン水またはメガソニックが付与された洗浄液を基板の周縁部に供給して基板の周縁部を洗浄することを特徴とする請求項１記載の基板処理方法。
【請求項５】
基板の周縁部が汚れているものと判定された場合、基板の周縁部を再度洗浄することを特徴とする請求項１記載の基板処理方法。
【請求項６】
基板を保持して回転させる基板保持部と、
砥粒を有した研磨テープを基板の周縁部に押し付けて基板の周縁部を研磨する第１のヘッドと、
洗浄液を研磨後の基板の周縁部に供給して基板の周縁部を洗浄する洗浄ノズルと、
砥粒を有さないテープを洗浄後の基板の周縁部に接触させる第２のヘッドと、
基板の周縁部に接触後のテープに光を照射してテープからの反射光を受光するセンサと、
前記受光した反射光の強度と所定値を比較し、反射光の強度が所定値を下回る場合に基板の周縁部が汚れているものと判定する制御部とを備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】
前記砥粒を有さないテープは、基材テープと、該基材テープ上に設けられた不織布または多孔質層とからなり、前記不織布または多孔質層を基板の周縁部に接触させることを特徴とする請求項６記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記洗浄ノズルは二流体ジェットノズルからなり、該二流体ジェットノズルにより液体と気体の混合流体を基板の周縁部に供給して基板の周縁部を洗浄することを特徴とする請求項６記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記洗浄ノズルによりオゾン水またはメガソニックが付与された洗浄液を基板の周縁部に供給して基板の周縁部を洗浄することを特徴とする請求項６記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記制御部により基板の周縁部が汚れているものと判定された場合、前記洗浄ノズルにより基板の周縁部を再度洗浄することを特徴とする請求項６記載の基板処理装置。
【請求項１１】
前記第２のヘッドは、砥粒を有さないテープの裏面側に配置された押圧部材と、前記押圧部材を砥粒を有さないテープを介して基板の周縁部に対して押し付ける押圧機構とを備えたことを特徴とする請求項６記載の基板処理装置。
【請求項１２】
前記第２のヘッドは、基板のトップエッジ部、ボトムエッジ部、ベベル部それぞれに対して砥粒を有さないテープを接触させるために、前記押圧部材と前記押圧機構とを一体に傾動させるチルト機構を備えたことを特徴とする請求項１１記載の基板処理装置。
【請求項１３】
前記制御部は、基板の周縁部が汚れているものと判定した場合、基板の周縁部を再度洗浄する信号を前記洗浄ノズルに発信することを特徴とする請求項６記載の基板処理装置。
【請求項１４】
請求項６乃至１３のいずれか一項に記載の基板処理装置と、
前記基板処理装置で基板を処理するための処理レシピのデータが記憶された記憶部と、
オペレータが基板の種類のデータを入力することで前記記憶部から処理レシピのデータを読み出して処理レシピを設定するオートモードとするか、オペレータが手動で処理条件を特定することで処理レシピを設定するマニュアルモードとするか、を決定するモード設定部と、
前記設定された処理レシピに基づいて、基板処理装置の動作を制御するための動作制御部と、
を含む、基板処理システム。
【請求項１５】
基板処理装置の動作を制御するためのコンピュータにより実行されたときに、前記コンピュータが前記基板処理装置を制御して請求項６乃至１３のいずれか一項に記載の基板処理装置を実行させるプログラム。
【請求項１６】
請求項１５に記載のプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体。
【請求項１７】
基板を保持して回転させる基板保持ステージと、
砥粒を有した研磨テープを前記基板保持ステージに保持された基板の周縁部に押し付けて、基板の周縁部を研磨する第１のヘッドと、
前記基板保持ステージに保持された基板の周縁部に液体と気体の混合流体の噴流を供給し、基板の周縁部を洗浄する二流体ジェットノズルとを備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項１８】
前記二流体ジェットノズルを前記基板の周縁部に対して傾動可能とするチルト機構を備えたことを特徴とする請求項１７記載の基板処理装置。
【請求項１９】
前記チルト機構は、基板の周縁部−９０°〜＋９０°の範囲に対して傾動可能となるように構成されたことを特徴とする請求項１８記載の基板処理装置。
【請求項２０】
前記二流体ジェットノズルを複数有することを特徴とする請求項１７記載の基板処理装置。
【請求項２１】
基板を基板保持ステージに保持し、基板を回転させる工程と、
砥粒を有した研磨具を前記回転する基板の周縁部に押し付けて、基板の周縁部を研磨する工程と、
前記基板保持ステージに保持された基板の周縁部に液体と気体の混合流体の噴流を供給し、該基板の周縁部を洗浄する工程とを備えたことを特徴とする基板処理方法。
【請求項２２】
前記砥粒を有した研磨具は第１のヘッドに取り付けられた研磨テープであり、該第１のヘッドが基板のトップエッジ部を研磨し、
前記洗浄工程は、基板のトップエッジ部を洗浄し、次いで、ベベル部及び／又はボトムエッジ部を洗浄するように、基板の周縁部に液体と気体の混合流体の噴流を順次供給するようにしたことを特徴とする請求項２１記載の基板処理方法。
【請求項２３】
前記砥粒を有した研磨具は第１のヘッドに取り付けられた研磨テープであり、該第１のヘッドが基板のボトムエッジ部を研磨し、
前記洗浄工程は、基板のボトムエッジ部を洗浄し、次いで、ベベル部及び／又はトップエッジ部を洗浄するように、基板の周縁部に液体と気体の混合流体の噴流を順次供給するようにしたことを特徴とする請求項２１記載の基板処理方法。
【請求項２４】
前記砥粒を有した研磨具は第１のヘッドに取り付けられた研磨テープであり、該第１のヘッドが基板のベベル部を研磨し、
前記洗浄工程は、基板のベベル部を洗浄し、次いで、トップエッジ部及び／又はボトムエッジ部を洗浄するように、基板の周縁部に液体と気体の混合流体の噴流を順次供給するようにしたことを特徴とする請求項２１記載の基板処理方法。
【請求項２５】
基板を保持して回転させる基板保持ステージと、
研磨具を前記基板保持ステージに保持された基板の周縁部に押し付けて、基板の周縁部を研磨する第１のヘッドと、
前記基板保持ステージに保持された基板の周縁部に液体と気体の混合流体の噴流を供給し、基板の周縁部を洗浄する二流体ジェットノズルと、
前記二流体ジェットノズルを前記基板の周縁部−９０°〜＋９０°の範囲に対して傾動可能とするチルト機構と、
を備えた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、半導体ウェハなどの基板の周縁部を研磨し、研磨後の基板の周縁部を洗浄する基板処理方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造における歩留まり向上の観点から、基板の表面状態の管理が近年注目されている。半導体デバイスの製造工程では、種々の材料がシリコンウェハ上に成膜される。このため、基板の周縁部には不要な膜や表面荒れが形成される。近年では、基板の周縁部のみをアームで保持して基板を搬送する方法が一般的になってきている。このような背景のもとでは、周縁部に残存した不要な膜が種々の工程を経ていく間に剥離して基板に形成されたデバイスに付着し、歩留まりを低下させてしまう。そこで、基板の周縁部に形成された不要な膜を除去するために、研磨装置を用いて基板の周縁部が研磨される。
【０００３】
このような研磨装置として、研磨テープを用いて基板の周縁部を研磨するベベル研磨モジュールを備えた装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。研磨装置は、基板を保持して回転させる基板保持部と、研磨テープを支持する複数のガイドローラを有するテープ供給回収機構と、テープ供給回収機構から供給された研磨テープを基板の周縁部に押し当てる押圧部材を有する研磨ヘッドと、を備えている。テープ供給回収機構は、さらに、供給リールと回収リールとを有しており、複数のガイドローラに支持された研磨テープは、テープ送り機構によって供給リールから研磨ヘッドを経由して回収リールに送られる。テープ送り機構によって供給リールから研磨ヘッドを経由して回収リールに所定の送り速度で送られる研磨テープを、研磨ヘッドの押圧部材で回転する基板の周縁部に押し付けることにより、基板の周縁部が研磨される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２１３８４９号公報
【特許文献２】特開２０１３−４８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ベベル研磨モジュールで研磨された基板には研磨かすなどの粒子が付着している。これを、従来であれば、ベベル研磨モジュールから洗浄ユニットに搬送し、洗浄ユニット内ですべてこの粒子を洗浄・洗い流すようにしていた。
また、従来は、高価な検査装置をベベル研磨装置内に併設することはコストメリットを考えると現実的ではないので、基板の中央付近にあるゴミの有無を、研磨装置の外にある、パーティクルカウンターなどで計測して、基板がクリーンな状態かどうかを判定していた。
【０００６】
一方で、昨今、素子のデザインルールの微細化に伴い、パーティクルカウンターにおいてもパーティクルの検出サイズが４５ｎｍ以下を求められるなど、検出感度の更なる向上に向けた技術開発が進んでいる。しかし、検出感度を上げると、本来検出不要である表面のＬＰＤ（Light  Point  Defect）まで検出してしまうという新たな課題が生じてくることがわかってきた（例えば、特開２０１３−４８２５号公報参照）。そこで、微細化の要求が高まってきているにもかかわらず、パーティクルカウンターを基板研磨装置で使用する場合には、上記の制約上、基板周縁部の汚れの有無を十分確認することができない精度のものを用いることになり、また、特殊、かつ高価な検査装置を用いないと、基板中心部を観察することができないものであった。そうすると、これまで用いられているパーティクルカウンターを用いて清浄と判定されたはずの基板でも、基板周縁部にあるＰＩＤ（Process  Induced  Defect）や付着粒子等の異物が、なんらかのきっかけで、基板のデバイス面に移動してしまうこともありえた。そして、そうなった場合に、デバイス面に悪影響を及ぼすことが懸念されるが、これについては、対策がとられてこなかった。
【０００７】
そこで、基板の周縁部を研磨した後に基板の周縁部を洗浄し、しかも、その洗浄効果を、すぐに確認でき、さらに、必要に応じて再度洗浄するようにする技術が求められている。
また、すべての処理が終わり、ＦＯＵＰに基板を戻す直前や、装置外に基板を搬出した後に、基板上に汚れが見つかってしまうと、再度洗浄することが必要となるため、この再度洗浄による時間的なロスや手間が生じてしまう。
また、基板の周縁部のディフェクトの原因となりうる接触洗浄を採用せずに、従来はあまり洗浄できなかった領域まで洗浄できるようにすることができれば、デバイス面に悪影響を及ぼすことが防止できる。
【０００８】
本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、基板の周縁部を研磨した後に基板の周縁部を洗浄し、その洗浄効果を確認することができ、また従来はあまり洗浄できなかった領域である基板の周縁部を確実に洗浄することができる基板処理方法及び装置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、本発明の基板処理方法の第一の態様は、基板保持部により基板を保持して回転させ、第１のヘッドにより砥粒を有した研磨テープを基板の周縁部に押し付けて基板の周縁部を研磨し、洗浄ノズルにより洗浄液を研磨後の基板の周縁部に供給して基板の周縁部を洗浄し、第２のヘッドにより砥粒を有さないテープを洗浄後の基板の周縁部に接触させ、センサにより基板の周縁部に接触後のテープに光を照射してテープからの反射光を受光し、前記受光した反射光の強度が所定値を下回る場合に基板の周縁部が汚れているものと判定することを特徴とする。
【００１０】
本発明の好ましい態様によれば、前記砥粒を有さないテープは、基材テープと、該基材テープ上に設けられた不織布または多孔質層とからなり、前記不織布または多孔質層を基板の周縁部に接触させることを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記洗浄ノズルは二流体ジェットノズルからなり、該二流体ジェットノズルにより液体と気体の混合流体を基板の周縁部に供給して基板の周縁部を洗浄することを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記洗浄ノズルによりオゾン水またはメガソニックが付与された洗浄液を基板の周縁部に供給して基板の周縁部を洗浄することを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、基板の周縁部が汚れているものと判定された場合、基板の周縁部を再度洗浄することを特徴とする。
【００１１】
本発明の基板処理装置の第一の態様は、基板を保持して回転させる基板保持部と、砥粒を有した研磨テープを基板の周縁部に押し付けて基板の周縁部を研磨する第１のヘッドと、洗浄液を研磨後の基板の周縁部に供給して基板の周縁部を洗浄する洗浄ノズルと、砥粒を有さないテープを洗浄後の基板の周縁部に接触させる第２のヘッドと、基板の周縁部に接触後のテープに光を照射してテープからの反射光を受光するセンサと、前記受光した反射光の強度と所定値を比較し、反射光の強度が所定値を下回る場合に基板の周縁部が汚れているものと判定する制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の好ましい態様によれば、前記砥粒を有さないテープは、基材テープと、該基材テープ上に設けられた不織布または多孔質層とからなり、前記不織布または多孔質層を基板の周縁部に接触させることを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記洗浄ノズルは二流体ジェットノズルからなり、該二流体ジェットノズルにより液体と気体の混合流体を基板の周縁部に供給して基板の周縁部を洗浄することを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記洗浄ノズルによりオゾン水またはメガソニックが付与された洗浄液を基板の周縁部に供給して基板の周縁部を洗浄することを特徴とする。
【００１３】
本発明の好ましい態様によれば、前記制御部により基板の周縁部が汚れているものと判定された場合、前記洗浄ノズルにより基板の周縁部を再度洗浄することを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記第２のヘッドは、砥粒を有さないテープの裏面側に配置された押圧部材と、前記押圧部材を砥粒を有さないテープを介して基板の周縁部に対して押し付ける押圧機構とを備えたことを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記第２のヘッドは、基板のトップエッジ部、ボトムエッジ部、ベベル部それぞれに対して砥粒を有さないテープを接触させるために、前記押圧部材と前記押圧機構とを一体に傾動させるチルト機構を備えたことを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記制御部は、基板の周縁部が汚れているものと判定した場合、基板の周縁部を再度洗浄する信号を前記洗浄ノズルに発信することを特徴とする。
【００１４】
本発明の基板処理システムは、上記に記載の基板処理装置と、前記基板処理装置で基板を処理するための処理レシピのデータが記憶された記憶部と、オペレータが基板の種類のデータを入力することで前記記憶部から処理レシピのデータを読み出して処理レシピを設定するオートモードとするか、オペレータが手動で処理条件を特定することで処理レシピを設定するマニュアルモードとするか、を決定するモード設定部と、前記設定された処理レシピに基づいて、基板処理装置の動作を制御するための動作制御部と、を含む。
【００１５】
本発明のプログラムは、基板処理装置の動作を制御するためのコンピュータにより実行されたときに、前記コンピュータが前記基板処理装置を制御して上記に記載の基板処理装置を実行させる。
本発明の好ましい態様によれば、上記に記載のプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体である。
【００１６】
本発明の基板処理装置の第二の態様は、基板を保持して回転させる基板保持ステージと、砥粒を有した研磨テープを前記基板保持ステージに保持された基板の周縁部に押し付けて、基板の周縁部を研磨する第１のヘッドと、前記基板保持ステージに保持された基板の周縁部に液体と気体の混合流体の噴流を供給し、基板の周縁部を洗浄する二流体ジェットノズルとを備えたことを特徴とする。
【００１７】
本発明の好ましい態様によれば、前記二流体ジェットノズルを前記基板の周縁部に対して傾動可能とするチルト機構を備えたことを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記チルト機構は、基板の周縁部−９０°〜＋９０°の範囲に対して傾動可能となるように構成されたことを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記二流体ジェットノズルを複数有することを特徴とする。
【００１８】
本発明の基板処理方法の第二の態様は、基板を基板保持ステージに保持し、基板を回転させる工程と、砥粒を有した研磨具を前記回転する基板の周縁部に押し付けて、基板の周縁部を研磨する工程と、前記基板保持ステージに保持された基板の周縁部に液体と気体の混合流体の噴流を供給し、該基板の周縁部を洗浄する工程とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
本発明の好ましい態様によれば、前記砥粒を有した研磨具は第１のヘッドに取り付けられた研磨テープであり、該第１のヘッドが基板のトップエッジ部を研磨し、前記洗浄工程は、基板のトップエッジ部を洗浄し、次いで、ベベル部及び／又はボトムエッジ部を洗浄するように、基板の周縁部に液体と気体の混合流体の噴流を順次供給するようにしたことを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記砥粒を有した研磨具は第１のヘッドに取り付けられた研磨テープであり、該第１のヘッドが基板のボトムエッジ部を研磨し、前記洗浄工程は、基板のボトムエッジ部を洗浄し、次いで、ベベル部及び／又はトップエッジ部を洗浄するように、基板の周縁部に液体と気体の混合流体の噴流を順次供給するようにしたことを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記砥粒を有した研磨具は第１のヘッドに取り付けられた研磨テープであり、該第１のヘッドが基板のベベル部を研磨し、前記洗浄工程は、基板のベベル部を洗浄し、次いで、トップエッジ部及び／又はボトムエッジ部を洗浄するように、基板の周縁部に液体と気体の混合流体の噴流を順次供給するようにしたことを特徴とする。
【００２０】
本発明の基板処理装置の第三の態様は、基板を保持して回転させる基板保持ステージと、研磨具を前記基板保持ステージに保持された基板の周縁部に押し付けて、基板の周縁部を研磨する第１のヘッドと、前記基板保持ステージに保持された基板の周縁部に液体と気体の混合流体の噴流を供給し、基板の周縁部を洗浄する二流体ジェットノズルと、前記二流体ジェットノズルを前記基板の周縁部−９０°〜＋９０°の範囲に対して傾動可能とするチルト機構と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、以下に列挙する効果を奏する。
１）基板の周縁部を研磨した後に基板の周縁部を洗浄でき、しかも、その洗浄効果を、すぐに確認でき、さらに、必要に応じて基板の周縁部を再度洗浄するようにすることができる。
２）基板の周縁部を清浄に洗浄したことを確認してから次工程にもっていけるので、あとで基板上に汚れが残留していることが分かって再度洗浄することで生ずる時間的なロスや手間を抑制できる。
３）基板の周縁部のディフェクトの原因となる接触洗浄を採用せずに、従来はあまり洗浄できなかった領域である基板の周縁部まで洗浄できるので、デバイス面に悪影響を及ぼすことを抑制した基板洗浄装置及び方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１（ａ）および図１（ｂ）は、基板の一例としてのウェハの周縁部を示す拡大断面図であり、図１（ａ）はいわゆるストレート型のウェハの断面図であり、図１（ｂ）はいわゆるラウンド型のウェハの断面図である。
【図２】図２は、本発明に係る基板処理装置を示す平面図である。
【図３】図３は、図２のIII-III線断面図である。
【図４】図４は、第１のヘッドの拡大図である。
【図５】図５は、図４に示す押圧部材の正面図である。
【図６】図６は、図５に示す押圧部材の側面図である。
【図７】図７は、図５のＡ−Ａ線断面図である。
【図８】図８は、ヘッド本体がウェハの周縁部を研磨している状態を示す図である。
【図９】図９は、ヘッド本体がウェハの周縁部を研磨している状態を示す図である。
【図１０】図１０は、ヘッド本体がウェハの周縁部を研磨している状態を示す図である。
【図１１】図１１は、洗浄用ヘッドの立面図である。
【図１２】図１２（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図１１に示す洗浄ノズルがウェハの周縁部を洗浄している状態を示す模式図である。
【図１３】図１３は、第２のヘッドの拡大図である。
【図１４】図１４は、図２乃至図１３に示すように構成された基板処理装置の動作を制御する制御装置を示すブロック図である。
【図１５】図１５は、ウェハに対する洗浄ノズルの３つの位置を示す模式図である。
【図１６】図１６（ａ），（ｂ），（ｃ）は、洗浄用ヘッドの洗浄ノズルがウェハのトップエッジ部を最初に洗浄し、次いで、ベベル部及び／又はボトムエッジ部を洗浄する例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る基板処理方法および装置の実施形態について図１乃至図１６を参照して説明する。なお、図１乃至図１６において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図１（ａ）および図１（ｂ）は、基板の一例としてのウェ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ハの断面図であり、図１（ｂ）はいわゆるラウンド型のウェハの断面図である。図１（ａ）のウェハ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ハＷの最外周面（符号Ｂで示す）である。図１（ｂ）のウェハＷにおいては、ベベル部は、ウェハ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。トップエッジ部は、ベベル部Ｂよりも径方向内側に位置する平坦部Ｅ１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Ｂよりも径方向内側に位置する平坦部Ｅ２である。トップエッジ部は、デバイスが形成された領域を含むこともある。これらトップエッジ部Ｅ１およびボトムエッジ部Ｅ２は、総称してニアエッジ部と呼ばれることもある。
【００２４】
図２は、本発明に係る基板処理装置を示す平面図であり、図３は、図２のIII-III線断面図である。図２に示すように、基板処理装置１は、研磨対象であるウェハ（基板）Ｗを水平に保持して回転させる基板保持部２と、砥粒を有した研磨テープＰＴをウェハＷの周縁部に押し付けてウェハＷの周縁部を研磨する２つの第１のヘッド３Ａ，３Ｂと、洗浄液を研磨後のウェハＷの周縁部に供給してウェハＷの周縁部を洗浄する洗浄ノズルを有した洗浄用ヘッド３Ｃと、砥粒を有さないテープＴを洗浄後のウェハＷの周縁部に接触させる第２のヘッド３Ｄとを備えている。図２および図３においては、基板保持部２がウェハＷを保持している状態を示している。基板保持部２は、ウェハＷの裏面を真空吸着により保持する皿状の保持ステージ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。ウェハＷは、搬送ユニット（図示せず）により、ウェハ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。
【００２５】
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に接続されている。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９ａに接続されている。連通路７は、処理後のウェハ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９ｂにも接続されている。これらの真空ライン９ａと窒素ガス供給ライン９ｂを切り替えることによって、ウェハＷを保持ステージ４の上面に真空吸着し、離脱させる。
【００２６】
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に掛け渡されたベルト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、本実施形態においては、中空シャフト５は、ケーシング１２に対して上下に直線動作ができるように構成されており、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。
【００２７】
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、基板保持部２は、ウェハＷをその中心軸Ｃｒまわりに回転させ、かつウェハＷを中心軸Ｃｒに沿って上昇および下降させることができる。
【００２８】
図２に示すように、研磨テープＰＴによってウェハＷの周縁部を研磨する２つの第１のヘッド３Ａ，３Ｂと、ウェハＷの周縁部を洗浄する洗浄用ヘッド３Ｃと、砥粒を有さないテープＴを洗浄後のウェハＷの周縁部に接触させる第２のヘッド３Ｄとは、基板保持部２に保持されたウェハＷを囲むようにウェハＷの半径方向外側に配置されている。
【００２９】
本実施形態では、２つの第１のヘッド３Ａ，３Ｂおよび第２のヘッド３Ｄの半径方向外側に、テープ供給回収機構１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｄがそれぞれ設けられている。２つの第１のヘッド３Ａ，３Ｂおよび第２のヘッド３Ｄとテープ供給回収機構１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｄとは、隔壁２０によって隔離されている。隔壁２０の内部空間は処理室２１を構成し、４つのヘッド３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄおよび保持ステージ４は処理室２１内に配置されている。一方、テープ供給回収機構１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｄは隔壁２０の外側（すなわち、処理室２１の外）に配置されている。２つの第１のヘッド３Ａ，３Ｂは互いに同一の構成を有し、テープ供給回収機構１０Ａ，１０Ｂも互いに同一の構成を有している。
【００３０】
次に、砥粒を有した研磨テープＰＴをウェハＷの周縁部に押し付けてウェハＷの周縁部を研磨する第１のヘッド３Ａおよび研磨テープＰＴの供給および回収を行うテープ供給回収機構１０Ａについて図２および図３を参照して説明する。
テープ供給回収機構１０Ａは、砥粒を有した研磨テープＰＴを第１のヘッド３Ａに供給する供給リール２４と、ウェハＷの研磨に使用された研磨テープＰＴを回収する回収リール２５とを備えている。供給リール２４は回収リール２５の上方に配置されている。供給リール２４および回収リール２５にはカップリング２７を介してモータＭ２がそれぞれ連結されている（図２には供給リール２４に連結されるカップリング２７とモータＭ２のみを示す）。それぞれのモータＭ２は、所定の回転方向に一定のトルクをかけ、研磨テープＰＴ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。
【００３１】
研磨テープＰＴは長尺の帯状の研磨具であり、その片面が研磨面を構成している。研磨テープＰＴは、例えば、ＰＥＴシートなどからなる基材テープと、基材テープの上に形成されている研磨層とを有している。研磨層は、基材テープの一方の表面を被覆するバインダ（例えば樹脂）と、バインダに保持された砥粒とから構成されており、研磨層の表面が研磨面を構成している。
【００３２】
研磨テープＰＴは供給リール２４に巻かれた状態でテープ供給回収機構１０Ａにセットされる。研磨テープＰＴの側面は巻き崩れが生じないようにリール板で支持されている。研磨テープＰＴの一端は回収リール２５に取り付けられ、第１のヘッド３Ａに供給された研磨テープＰＴを回収リール２５が巻き取ることで研磨テープＰＴを回収するようになっている。さらに、供給リール２４にセットされた研磨テープＰＴの後端近傍には、エンドマーク（図示せず）が付与されており、供給リール２４の近傍には、このエンドマークを検出可能なマーク検出センサ２８が設けられている。
【００３３】
第１のヘッド３Ａはテープ供給回収機構１０Ａから供給された研磨テープＰＴをウェハＷの周縁部に当接させるためのヘッド本体３０を備えている。研磨テープＰＴは、研磨テープＰＴの研磨面がウェハＷを向くようにヘッド本体３０に供給される。
テープ供給回収機構１０Ａは複数のガイドローラ３１，３２，３３，３４を有しており、第１のヘッド３Ａに供給され、第１のヘッド３Ａから回収される研磨テープＰＴがこれらのガイドローラ３１，３２，３３，３４によってガイドされる。研磨テープＰＴは、隔壁２０に設けられた開口部２０ａを通して供給リール２４からヘッド本体３０へ供給され、使用された研磨テープＰＴは開口部２０ａを通って回収リール２５に回収される。
【００３４】
図３に示すように、ウェハＷの上方には上側供給ノズル３６が配置され、基板保持部２に保持されたウェハＷの上面中心に向けて研磨液を供給する。また、ウェハＷの裏面と基板保持部２の保持ステージ４との境界部（保持ステージ４の外周部）に向けて研磨液を供給する下側供給ノズル３７を備えている。研磨液には、例えば、純水が使用される。さらに、基板処理装置１は、ウェハＷの研磨処理後にヘッド本体３０を洗浄するヘッド用洗浄ノズル（図示せず）を備えており、研磨処理後にウェハＷが基板保持部２により上昇した後、ヘッド本体３０に向けて洗浄水を噴射し、研磨処理後のヘッド本体３０を洗浄できるようになっている。
【００３５】
中空シャフト５がケーシング１２に対して昇降した時にボールスプライン軸受６やラジアル軸受１８などの機構を処理室２１から隔離するために、図３に示すように、中空シャフト５とケーシング１２の上端とは上下に伸縮可能なベローズ１９で接続されている。図３は中空シャフト５が下降している状態を示し、保持ステージ４が処理位置にあることを示している。処理後には、エアシリンダ１５によりウェハＷを保持ステージ４および中空シャフト５とともに搬送位置まで上昇させ、この搬送位置でウェハＷを保持ステージ４から離脱させる。
【００３６】
隔壁２０は、ウェハＷを処理室２１に搬入および搬出するための搬送口２０ｂを備えている。搬送口２０ｂは、水平に延びる切り欠きとして形成されている。したがって、搬送機構（図示せず）に把持されたウェハＷは、水平な状態を保ちながら、搬送口２０ｂを通って処理室２１内を横切ることが可能となっている。隔壁２０の上面には開口２０ｃおよびルーバー４０が設けられ、下面には排気口（図示せず）が設けられている。処理時は、搬送口２０ｂは図示しないシャッターで閉じられるようになっている。したがって、排気口から図示しないファン機構により排気をすることで処理室２１の内部には清浄空気のダウンフローが形成されるようになっている。この状態において基板処理がされるので、研磨液や洗浄液が上方へ飛散することが防止され、処理室２１の上部空間を清浄に保ちながら各種処理をすることができる。
【００３７】
図２に示すように、研磨テープＰＴをウェハＷの周縁部に当接させるためのヘッド本体３０はアーム６０の一端に固定され、アーム６０は、ウェハＷの接線に平行な回転軸Ｃｔまわりに回転自在に構成されている。アーム６０の他端はプーリーｐ３，ｐ４およびベルトｂ２を介してモータＭ４に連結されている。モータＭ４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６０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Ｍ４、アーム６０、プーリーｐ３，ｐ４、およびベルトｂ２によって、ヘッド本体３０を傾斜させるチルト機構が構成されている。
【００３８】
チルト機構は、移動台６１に搭載されている。図３に示すように、移動台６１は、ガイド６２およびレール６３を介してベースプレート６５に移動自在に連結されている。レール６３は、基板保持部２に保持されたウェハＷの半径方向に沿って直線的に延びており、移動台６１はウェハＷの半径方向に沿って直線的に移動可能になっている。移動台６１にはベースプレート６５を貫通する連結板６６が取り付けられ、連結板６６にはリニアアクチュエータ６７がジョイント６８を介して連結されている。リニアアクチュエータ６７はベースプレート６５に直接または間接的に固定されている。
【００３９】
リニアアクチュエータ６７としては、エアシリンダや位置決め用モータとボールネジ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６７、レール６３、ガイド６２によって、ヘッド本体３０をウェハＷの半径方向に沿って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、移動機構はレール６３に沿ってヘッド本体３０をウェハＷへ近接および離間させるように動作する。一方、テープ供給回収機構１０Ａはベースプレート６５に固定されている。
【００４０】
図４は第１のヘッド３Ａの拡大図である。図４に示すように、第１のヘッド３Ａは、砥粒を有した研磨テープＰＴをウェハＷの周縁部に押し付けるためのヘッド本体３０を備えている。ヘッド本体３０は、研磨テープＰＴの研磨面をウェハＷに対して所定の力で押圧する押圧機構４１と、研磨テープＰＴを供給リール２４から回収リール２５へ送るテープ送り機構４２とを備えている。このテープ送り機構４２は、研磨テープＰＴを送るテープ送りローラ４２ａと、研磨テープＰＴをテープ送りローラ４２ａに対して押し付けるニップローラ４２ｂと、テープ送りローラ４２ａを回転させるテープ送りモータＭ３とを備えている。ニップローラ４２ｂは、図４の矢印ＮＦで示す方向（テープ送りローラ４２ａ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４２ａを押圧するように構成されている。
【００４１】
研磨テープＰＴはテープ送りローラ４２ａとニップローラ４２ｂとの間に挟まれている。テープ送りローラ４２ａを図４の矢印で示す方向に回転させると、テープ送りローラ４２ａが回転して研磨テープＰＴを供給リール２４からヘッド本体３０を経由して回収リール２５へ送ることができる。ニップローラ４２ｂ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、研磨テープＰＴが送られることによって回転する。ヘッド本体３０は複数のガイドローラ４３，４４，４５，４６，４７，４８，４９を有しており、これらのガイドローラはウェハＷの接線方向と直交する方向に研磨テープＰＴが進行するように研磨テープＰＴをガイドする。
【００４２】
押圧機構４１は、研磨テープＰＴの裏面側に配置された押圧部材５０と、この押圧部材５０をウェハＷの周縁部に向かって移動させるエアシリンダ（駆動機構）５２とを備えている。押圧部材５０は前面に２つの突起部５１ａ，５１ｂを備えている。エアシリンダ５２へ供給する気体（例えば、空気）の圧力を制御することによって、研磨テープＰＴをウェハＷに対して押圧する力が調整される。ウェハＷの周囲に配置された各ヘッド３Ａ，３Ｂ，３Ｄに配置されたチルト機構、押圧機構４１、テープ送り機構４２は、それぞれ独立に動作が可能なように構成されている。さらに、各ヘッドを移動させる移動機構は、それぞれ独立に動作が可能なように構成されている。
【００４３】
図５は、図４に示す押圧部材５０の正面図であり、図６は、図５に示す押圧部材５０の側面図であり、図７は、図５のＡ−Ａ線断面図である。図５乃至図７に示すように、押圧部材５０は、その前面に形成された２つの突起部５１ａ，５１ｂを有している。これらの突起部５１ａ，５１ｂ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５１ａ，５１ｂは、ウェハ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５１ａ，５１ｂは、ウェハ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。
【００４４】
２つの突起部５１ａ，５１ｂは、回転軸Ｃｔ（図２参照）に関して対称に配置されており、図５に示すように、押圧部材５０の正面から見たときに突起部５１ａ，５１ｂは回転軸Ｃｔに向かって内側に湾曲している。ヘッド本体３０は、突起部５１ａ，５１ｂの先端間の中心線（すなわち回転軸Ｃｔ）がウェハ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５１ａ，５１ｂは、ヘッド本体３０の前面に配置されたガイドローラ４６，４７（図４参照）よりもウェハＷに近接して配置されており、研磨テープＰＴは突起部５１ａ，５１ｂによって裏面から支持されている。突起部５１ａ，５１ｂ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。
【００４５】
図７に示すように、２つの突起部５１ａ，５１ｂの間には、押圧パッド（ベベルパッド）６４が配置されている。押圧パッド６４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６４の高さは、突起部５１ａ，５１ｂの高さよりもやや低くなっている。ヘッド本体３０を水平に維持した状態で押圧部材５０がエアシリンダ５２によってウェハＷに向かって移動されると、押圧パッド６４は、研磨テープＰＴをその裏側からウェハＷの周縁部に対して押圧する。
【００４６】
図８乃至図１０は、ヘッド本体３０がウェハＷの周縁部を研磨している状態を示す図である。ウェハＷのベベル部を研磨するときは、図８に示すように、上述のチルト機構によりヘッド本体３０の傾斜角度を連続的に変化させながら、押圧パッド６４により研磨テープＰＴをウェハＷのベベル部に押し当てる。研磨中は、研磨テープＰＴはテープ送り機構４２により所定の速度で送られる。さらに、ヘッド本体３０は、ウェハＷのトップエッジ部およびボトムエッジ部を研磨することができる。すなわち、図９に示すように、ヘッド本体３０を上方に傾けて、突起部５１ａにより研磨テープＰＴをウェハＷのトップエッジ部に押圧し、トップエッジ部を研磨することができる。さらに、図１０に示すように、ヘッド本体３０を下方に傾けて、突起部５１ｂにより研磨テープＰＴをウェハＷのボトムエッジ部に押圧し、ボトムエッジ部を研磨することができる。
【００４７】
本実施形態の第１のヘッド３Ａ，３Ｂは、トップエッジ部、ベベル部、およびボトムエッジ部を含むウェハＷの周縁部全体を研磨することができる。例えば、研磨レートを向上させるために、第１のヘッド３Ａでトップエッジ部、ベベル部、およびボトムエッジ部を含むウェハＷの周縁部全体を研磨し、同時に、第１のヘッド３Ｂでトップエッジ部、ベベル部、およびボトムエッジ部を含むウェハＷの周縁部全体を研磨する。あるいは、第１のヘッド３Ａでトップエッジ部を研磨し、第１のヘッド３Ｂでベベル部を研磨し、第１のヘッド３Ａまたは第１のヘッド３Ｂでトップエッジ部を研磨してもよい。
【００４８】
次に、洗浄液を研磨後のウェハＷの周縁部に供給してウェハＷの周縁部を洗浄する洗浄用ヘッド３Ｃについて、図２および図１１を参照して説明する。図１１は洗浄用ヘッド３Ｃの立面図である。なお、洗浄用ヘッド３Ｃを第１のヘッド３Ａと第１のヘッド３Ｂとの間及び／又は洗浄用ヘッド３Ｃと第２のヘッド３Ｄの間などに追加して設けることにより、複数の洗浄用ヘッド３Ｃを設置することができる。
図２および図１１に示すように、洗浄用ヘッド３Ｃは、洗浄液を研磨後のウェハＷの周縁部に供給してウェハＷを洗浄するための洗浄ノズル５３を備えている。洗浄ノズル５３はアーム６０の一端に固定され、アーム６０は、ウェハＷの接線に平行な回転軸Ｃｔまわりに回転自在に構成されている。アーム６０の他端はプーリーｐ３，ｐ４およびベルトｂ２を介してモータＭ４に連結されている。モータＭ４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６０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Ｍ４、アーム６０、プーリーｐ３，ｐ４、およびベルトｂ２によって、洗浄ノズル５３を傾斜させるチルト機構が構成されている。このチルト機構により、洗浄ノズル５３をウェハＷの周縁部−９０°〜＋９０°の範囲で傾動可能としている。
【００４９】
チルト機構は、移動台６１に搭載されている。移動台６１に搭載されているチルト機構は、モータ側の軸とチルト側の軸にプーリーが取り付けられ、ベルトによって連結されている。チルト機構により洗浄ノズル５３をチルト動作させる際は、モータにて位置決め制御し、洗浄ノズル５３をウェハＷの周縁部−９０°〜＋９０°の範囲で傾動可能としている。図１１に示すように、移動台６１は、ガイド６２およびレール６３を介してベースプレート６５に移動自在に連結されている。レール６３は、基板保持部２に保持されたウェハＷの半径方向に沿って直線的に延びており、移動台６１はウェハＷの半径方向に沿って直線的に移動可能になっている。移動台６１にはベースプレート６５を貫通する連結板６６が取り付けられ、連結板６６にはリニアアクチュエータ６７がジョイント６８を介して連結されている。リニアアクチュエータ６７はベースプレート６５に直接または間接的に固定されている。
【００５０】
リニアアクチュエータ６７としては、エアシリンダや位置決め用モータとボールネジ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６７、レール６３、ガイド６２によって、洗浄ノズル５３をウェハＷの半径方向に沿って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、移動機構はレール６３に沿って洗浄ノズル５３をウェハＷへ近接および離間させるように動作する。
【００５１】
図１１に示すように、洗浄ノズル５３は、ウェハＷの周縁部に液体と気体の混合流体の噴流を供給して、ウェハＷの周縁部を洗浄する二流体ジェットノズルから構成されている。洗浄ノズル５３の後端には、純水またはＣＯ２ガス溶解水など洗浄液を供給する洗浄液供給ライン５４と、Ｎ２ガスまたは乾燥エアなどの気体を供給する気体供給ライン５５が接続されており、この各ライン５４，５５には、洗浄液と気体それぞれの流量を調整するレギュレーター５６，５７が設けられている。各ライン５４，５５は伸縮性と曲折性があるベローズ等から構成されている。
図１１に示す洗浄ノズル５３によれば、純水またはＣＯ２ガス溶解水などの洗浄液と、Ｎ２ガスまたは乾燥エアなどの気体を高速で噴出することにより、気体中に洗浄液が微小ミストとなって存在する二流体ジェット流が生成され、この二流体ジェット流がウェハＷの周縁部に向けて高速で噴射されることにより、二流体ジェット流の衝突時の圧力でウェハＷの周縁部の異物（汚れ）が除去される。
【００５２】
図１２（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図１１に示す洗浄ノズル５３がウェハＷの周縁部を洗浄している状態を示す模式図である。
図１２（ａ）は、リニアアクチュエータ６７により洗浄用ヘッド３Ｃを前進させて洗浄ノズル５３によりウェハＷのベベル部を洗浄している状態を示す。基板保持部２によりウェハ３を保持して回転させつつ、洗浄ノズル５３からウェハＷのベベル部に向けて二流体ジェット流を噴射することにより、ウェハＷのベベル部を洗浄する。
図１２（ｂ）は、ウェハＷのトップエッジ部に二流体ジェット流を噴射するためにチルト機構によって洗浄ノズル５３を＋９０°傾斜させた状態を示している。
図１２（ｃ）は、ウェハＷのボトムエッジ部に二流体ジェット流を噴射するためにチルト機構によって洗浄ノズル５３を−９０°傾斜させた状態を示している。
【００５３】
次に、洗浄用ヘッド３Ｃにより洗浄された後のウェハＷの周縁部に砥粒を有さないテープＴを接触させる第２のヘッド３Ｄおよび砥粒を有さないテープＴの供給および回収を行うテープ供給回収機構１０Ｄについて説明する。
第２のヘッド３Ｄは、砥粒を有した研磨テープＰＴに代えて砥粒を有さないテープＴをウェハＷの周縁部に接触させるヘッドであり、機能的には第１のヘッド３Ａと同一である。したがって、第２のヘッド３Ｄは、図２および図３に示すように、第１のヘッド３Ａと同一の構成であるため、説明を省略する。
また、テープ供給回収機構１０Ｄは、砥粒を有した研磨テープＰＴに代えて砥粒を有さないテープＴを第２のヘッド３Ｄに供給し、かつ回収するものであり、機能的にはテープ供給回収機構１０Ａと同一である。したがって、テープ供給回収機構１０Ｄは、図２および図３に示すように、テープ供給回収機構１０Ａと同一の構成であるため、説明を省略する。
以下においては、砥粒を有さないテープＴについて説明する。砥粒を有さないテープＴは、例えば、ＰＥＴシートなどからなる基材テープと、基材テープの上にバインダ（例えば樹脂）によって保持されている不織布または多孔質層とから構成されている。不織布または多孔質層がウェハＷの周縁部に接触する。不織布または多孔質層は、表面に多数の凹凸があるため、ウェハＷの周縁部に付着した汚れを除去する機能が高い。
【００５４】
図１３は、第２のヘッド３Ｄの拡大図である。図１３に示すように、第２のヘッド３Ｄは、砥粒を有さないテープＴをウェハＷの周縁部に押し付けるためのヘッド本体３０を備えている。第２のヘッド３Ｄのヘッド本体３０は、砥粒を有した研磨テープＰＴに代えて砥粒を有さないテープＴをウェハＷの周縁部に押し付けるものであり、機能的には第１のヘッド３Ａのヘッド本体３０と同一である。したがって、第２のヘッド３Ｄのヘッド本体３０は、図１３に示すように、第１のヘッド３Ａのヘッド本体３０と基本的に同一の構成である。
【００５５】
第２のヘッド３Ｄは、第１のヘッド３Ａと同一の構成に加えて、砥粒を有さないテープＴを洗浄後のウェハＷの周縁部に接触させた後に、テープＴに付着した汚れの有無を検出するための構成を備えている。すなわち、第２のヘッド３Ｄは、図１３に示すように、ガイドローラ４９と回収リール２５との間の位置に、洗浄後のウェハＷの周縁部に接触させた後のテープＴに光を照射してテープＴからの反射光を受光するセンサ７０を備えている。センサ７０は、テープＴからの反射光を受光して反射光の強度を測定するように構成されている。そのため、砥粒を有さないテープＴは、光の吸収率が高くない材質が好ましい。センサ７０は、例えば、ＲＧＢカラーセンサからなる。ＲＧＢカラーセンサは、白色ＬＥＤ光を照射し、反射光を赤・緑・青の３原色にフィルタで分解して、検出素子で、赤色、緑色、青色のそれぞれの色の強度に基づいて、色比率を判別するようになっている。センサ７０には、ＵＶ（紫外）領域の光（３７５ｎｍの波長光）を照射可能なＬＥＤを光源に用い、蛍光体検出ＵＶセンサを受光センサとして、受光した光の強度を測定することもできる。センサ７０は制御部７１に接続されている。制御部７１は、センサ７０からの信号を受信し、センサ７０により受光した反射光の強度と、予め設定されている所定値とを比較し、反射光の強度が所定値を下回る場合に、テープＴに汚れが付着していると判断し、ウェハＷの周縁部が汚れているものと判定する。
【００５６】
第２のヘッド３Ｄの押圧部材５０は、図５乃至図７に示す第１のヘッド３Ａの押圧部材５０と同一の構成であるため、説明を省略する。
また、第２のヘッド３Ｄのヘッド本体３０がウェハＷの周縁部に接触している状態は、砥粒を有した研磨テープＰＴが砥粒を有さないテープＴに代わる以外、図８乃至図１０に示す第１のヘッド３Ａのヘッド本体３０がウェハＷの周縁部を研磨している状態と同一であるため、説明を省略する。
【００５７】
図１４は、図２乃至図１３に示すように構成された基板処理装置の動作を制御する制御装置を示すブロック図である。制御装置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。図１４に示すように、制御装置１００は、基板処理装置１で基板を処理するための処理レシピのデータが記憶された記憶部１０１と、オペレータが基板の種類のデータを入力することで記憶部１０１から処理レシピのデータを読み出して処理レシピを設定するオートモードとするか、オペレータが手動で処理条件を特定することで処理レシピを設定するマニュアルモードとするか、を決定するモード設定部１０２と、設定された処理レシピに基づいて基板処理装置の動作を制御するための動作制御部１０３とを備えている。さらに、制御装置１００は、データ、プログラム、および各種情報を記憶部１０１に入力するための入力部１０４と、処理結果や処理されたデータを出力するための出力部１０５を備えている。
【００５８】
記憶部１０１は、動作制御部１０３がアクセス可能な主記憶部１０７と、データおよびプログラムを格納する補助記憶部１０８を備えている。主記憶部１０７は、例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）であり、補助記憶部１０８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。
【００５９】
入力部１０４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部１１０と、記録媒体が接続される記録媒体ポート１１１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。記録媒体読み込み部１１０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１１１の例としては、ＵＳＢ端子が挙げられる。記録媒体に記録されているプログラムおよび／またはデータは、入力部１０４を介して制御装置１００に導入され、記憶部１０１の補助記憶部１０８に格納される。出力部１０５は、ディスプレイ部１１３、印刷部１１４を備えている。
【００６０】
次に、図１４に示す制御装置１００に格納された処理レシピに基づいて基板処理装置１により実行される基板処理工程について説明する。
まず、第１のヘッド３Ａ，３ＢによりウェハＷの周縁部の研磨を行う。すなわち、ウェハＷは、その表面に形成されている膜（例えば、デバイス層）が上を向くように基板保持部２の保持ステージ４に保持され、さらにウェハＷの中心周りに回転される。次いで、上側供給ノズル３６および下側供給ノズル３７から研磨液（例えば、純水）をウェハＷに供給する。ウェハＷのトップエッジ部を研磨する場合は、図９に示すように、突起部５１ａがトップエッジ部に対向するまでチルト機構によりヘッド本体３０を上方に傾斜させる。テープ送り機構４２により研磨テープＰＴをその長手方向に送りながら、上側の突起部５１ａにより研磨テープＰＴをウェハＷのトップエッジ部に対して上方から押圧する。この状態で、リニアアクチュエータ６７によりヘッド本体３０をウェハＷの径方向外側に一定の速度で移動させ、これによりトップエッジ部を研磨する。
【００６１】
ウェハＷのボトムエッジ部を研磨する場合は、図１０に示すように、突起部５１ｂがボトムエッジ部に対向するまでチルト機構によりヘッド本体３０を下方に傾斜させる。テープ送り機構４２により研磨テープＰＴをその長手方向に送りながら、突起部５１ｂにより研磨テープＰＴをウェハＷのボトムエッジ部に対して下方から押圧する。この状態で、リニアアクチュエータ６７によりヘッド本体３０をウェハＷの径方向外側に一定の速度で移動させ、これによりボトムエッジ部を研磨する。ウェハＷのベベル部を研磨する場合は、図８に示すように、上述のチルト機構によりヘッド本体３０の傾斜角度を連続的に変化させながら、押圧パッド６４により研磨テープＰＴをウェハＷのベベル部に押し付ける。研磨中は、研磨テープＰＴはテープ送り機構４２により所定の速度で送られる。このようにして、ウェハＷの周縁部の研磨が終了したら、ヘッド本体３０を退避させて研磨テープＰＴを退避させる。
【００６２】
次に、洗浄用ヘッド３ＣによりウェハＷの周縁部の洗浄を行う。すなわち、回転させたウェハＷの周縁部に二流体ジェットノズルからなる洗浄ノズル５３から二流体ジェット流を噴射することにより、ウェハＷの周縁部の洗浄を行う。この洗浄中に、洗浄ノズル５３は、図１２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、チルト機構により−９０°〜＋９０°の範囲で傾動される。洗浄ノズル５３は、二流体ジェットノズルに限らず、オゾン水またはメガソニックが付与された洗浄液をウェハＷの周縁部に供給するノズルであってもよい。
【００６３】
洗浄ノズル５３から供給される洗浄液によりウェハＷの周縁部の洗浄を所定時間継続し、洗浄が終了したら、第２のヘッド３Ｄにより砥粒を有さないテープＴをウェハＷの周縁部に接触させる。すなわち、ウェハＷを回転させつつ、基材テープと不織布または多孔質層とからなり砥粒を有さないテープＴをウェハＷの周縁部に接触させる。このとき、図８乃至図１０に示すように、ヘッド本体３０をチルト機構により傾動させて、砥粒を有さないテープＴをウェハＷのベベル部、トップエッジ部、ボトムエッジ部に接触させる。ウェハＷの周縁部に汚れが付着している場合、ウェハＷの周縁部との接触で汚れがテープＴに付着し、汚れが付着したテープＴは回収リール２５で巻き取られるが、この回収中のテープＴに対してセンサ７０から光を照射し、テープＴからの反射光をセンサ７０により受光する。センサ７０は受光した反射光の強度を測定する。
【００６４】
センサ７０は反射光の強度を表す信号を制御部７１に送信する。制御部７１は、センサ７０により受光した反射光の強度と、予め設定されている所定値とを比較し、反射光の強度が所定値を下回った場合に、テープＴに汚れが付着していると判断し、ウェハＷの周縁部が汚れているものと判定する。反射光の強度が所定値を上回った場合、テープＴに汚れが付着してないと判定し、ウェハＷの周縁部が汚れていないものと判定する。汚れていないと判定されたウェハＷは次工程に搬送される。次工程では、洗浄機を用いてウェハＷの全面の洗浄工程が行われ、洗浄工程後に乾燥機を用いてウェハＷの乾燥工程が行われる。
【００６５】
一方、ウェハＷの周縁部が汚れているものと判定された場合、洗浄用ヘッド３ＣによりウェハＷの周縁部を再度洗浄する。すなわち、回転させたウェハＷの周縁部に洗浄ノズル５３から二流体ジェット流を噴射することにより、ウェハＷの周縁部を再度洗浄する。次いで、第２のヘッド３ＤにおけるテープＴによるウェハＷの周縁部への接触工程、センサ７０による汚れの検知工程および制御部７１による汚れの判定工程を再度行う。
【００６６】
次に、二流体ジェットノズルからなる洗浄ノズル５３の操作方法を図１５および図１６を参照して説明する。
図１５は、ウェハＷに対する洗浄ノズル５３の３つの位置を示す模式図である。洗浄ノズル５３を０°の位置であるＰ１と、＋９０°の位置であるＰ２と、−９０°の位置であるＰ３との間で傾動させ、各位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３および各位置間においてウェハＷの周縁部に向けて二流体ジェット流を噴射させる。動作例として、最初は、Ｐ１位置で０°方向から二流体ジェット流を噴射させる。次いで、Ｐ２位置で９０°方向から二流体ジェット流を噴射させる。次いで、徐々に０°に向けて傾動させ、０°になったら−９０°まで傾動させ、Ｐ３位置で−９０°方向から二流体ジェット流を噴射させる。洗浄ノズル５３は、傾動動作中においても二流体ジェット流を噴射し続ける。
【００６７】
研磨後のウェハＷの周縁部は、研磨方法によって汚れの度合が異なる場合があるため、洗浄用ヘッド３Ｃにおいては一番汚れている箇所を最初に洗浄し、その後に他の箇所を洗浄するレシピとする。例えば、第１のヘッド３Ａ及び／又は３ＢがウェハＷのトップエッジ部を研磨した場合には、洗浄用ヘッド３Ｃの洗浄ノズル５３は、ウェハＷのトップエッジ部を最初に洗浄し、次いで、ベベル部及び／又はボトムエッジ部を洗浄する。また、洗浄時間についても、トップエッジ部の洗浄時間を他の箇所の洗浄時間よりも長くする。
【００６８】
図１６（ａ），（ｂ），（ｃ）は、洗浄用ヘッド３Ｃの洗浄ノズル５３がウェハＷのトップエッジ部を最初に洗浄し、次いで、ベベル部及び／又はボトムエッジ部を洗浄する例を示す模式図である。
動作の一例として、図１６（ａ）に示すように、洗浄ノズル５３を０°の位置から＋９０°の位置に移動させ、＋９０°の位置で洗浄ノズル５３からウェハＷのトップエッジ部に向けて二流体ジェット流を噴射させることにより、ウェハＷのトップエッジ部を最初に洗浄する。次いで、図１６（ｂ）に示すように、洗浄ノズル５３を下方向に徐々に０°の位置に向けて移動させながら、洗浄ノズル５３から二流体ジェット流を噴射してトップエッジ部からベベル部までを洗浄する。次いで、図１６（ｃ）に示すように、洗浄ノズル５３を下方向に素早く−９０°の位置に向けて移動させながら、洗浄ノズル５３から二流体ジェット流を噴射してベベル部からボトムエッジ部を洗浄する。
あるいは、トップエッジ部の洗浄工程（図中の図１６（ａ）に相当する）と、ボトムエッジ部の洗浄工程（図中の図１６（ｃ）に相当する）は行うようにし、洗浄ノズル５３を０°の位置から洗浄する工程（図中の図１６（ｂ）に相当する）を行わないようにすることもできる。このようにすれば、基板の周縁部を局所的に洗浄でき、しかも、洗浄にあたって基板のデバイス面（パターン面）にダメージをあたえてしまうといった影響（例えば、パターンの倒壊）が生じることを防止できる。こうした構成に加えて、さらに、トップエッジ部とボトムエッジ部の洗浄が終了した後、図示しないノズルを０°の位置から純水（ＤＩＷ）などを供給するようにすれば、基板のベベル部をより確実に洗浄することができる。
さらに、また、ウェハＷのトップエッジ部に付着した異物を洗浄する際に、除去された異物の基板への再付着を防止するために、二流体ジェットノズルを噴射させるための洗浄ノズル５３のトップエッジ側の可動範囲を＋９０°から−９０°の範囲よりも１°〜１５°程度広げた構成、例えば、＋１００°から−９０°とした変形実施例も考えられる。
あるいは、ウェハＷのボトムエッジ部に付着した異物を洗浄する際に、除去された異物の基板への再付着を防止するため、二流体ジェットノズルを噴射させるための洗浄ノズル５３のボトムエッジ側の可動範囲を＋９０°から−９０°の範囲よりも１°〜１５°程度広げた構成、例えば＋９０°から−１００°とした変形実施例も考えられる。
あるいは、洗浄ノズル５３に対して基板の中心側であって、基板の上方と下方のいずれかまたは両方に位置するように、図示しない遮蔽部材を設けることで、ウェハＷの周縁部に付着した異物を洗浄する際に、洗浄で除去された異物の基板への再付着を防止するように構成することもできる。
あるいは、基板の洗浄時に基板処理装置の筐体内部に形成されるダウンフローの空気の流れをより強めるように、洗浄処理中に基板処理装置下面の排気口に連通した図示しないファン機構の排気量を増加させるようにすることもできる。これにより、より効果的に洗浄で除去された洗浄液の飛沫が空気中に浮遊して基板へ再付着することを防止できる。
【００６９】
また、動作の一例として、第１のヘッド３Ａ及び／又は３ＢがウェハＷのボトムエッジ部を研磨した場合には、洗浄用ヘッド３Ｃの洗浄ノズル５３は、ウェハＷのボトムエッジ部を最初に洗浄し、次いで、ベベル部及び／又はトップエッジ部を洗浄する。また、洗浄時間についても、ボトムエッジ部の洗浄時間を他の箇所の洗浄時間よりも長くする。
さらに、第１のヘッド３Ａ及び／又は３ＢがウェハＷのベベル部を研磨した場合には、洗浄用ヘッド３Ｃの洗浄ノズル５３は、ウェハＷのベベル部を最初に洗浄し、次いで、トップエッジ部及び／又はボトムエッジ部を洗浄する。また、洗浄時間についても、ベベル部の洗浄時間を他の箇所の洗浄時間よりも長くする。
これらのようにすれば、基板の周縁部に付着した異物をより良好に除去することができる。
【００７０】
これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことはいうまでもなく本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、砥粒を含む研磨テープを用いて基板の周縁部を処理する工程を含みうる装置、より具体的には、基板の表面または裏面を研磨する研磨装置、基板の端部を研磨する研磨装置（あるいはエッジ研磨装置ともいう）、基板研削装置、基板薄化装置などに本発明を適用することができる。また、変形実施例の一態様として、砥粒を含む研磨テープに代えて砥粒を含む研磨具を用いて基板の周縁部を研磨する基板研磨装置にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１      基板処理装置
２      基板保持部
３Ａ，３Ｂ  第１のヘッド
３Ｃ    洗浄用ヘッド
３Ｄ    第２のヘッド
４      保持ステージ
５      中空シャフト
６      ボールスプライン軸受（直動軸受）
７      連通路
８      ロータリジョイント
９ａ    真空ライン
９ｂ    窒素ガス供給ライン
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｄ  テープ供給回収機構
１２    ケーシング
１４    円筒状のケーシング
１５    エアシリンダ
１８    ラジアル軸受
１９    ベローズ
２０    隔壁
２０ｂ  搬送口
２０ｃ  開口
２１    処理室
２４    供給リール
２５    回収リール
２７    カップリング
２８    検出センサ
３０    ヘッド本体
３１，３２，３３，３４  ガイドローラ
３６    上側供給ノズル
３７    下側供給ノズル
４０    ルーバー
４１    押圧機構
４２    テープ送り機構
４２ａ  テープ送りローラ
４２ｂ  ニップローラ
４３，４４，４５，４６，４７，４８，４９  ガイドローラ
５０    押圧部材
５３    洗浄ノズル
５４    洗浄液供給ライン
５５    気体供給ライン
５６，５７  レギュレーター
６０    アーム
６１    移動台
６２    ガイド
６３    レール
６５    ベースプレート
６６    連結板
６７    リニアアクチュエータ
６８    ジョイント
７０    センサ
７１    制御部
１００  制御装置
１０１  記憶部
１０２  モード設定部
１０３  動作制御部
１０４  入力部
１０５  出力部
１０７  主記憶部
１０８  補助記憶部
１１０  記録媒体読み込み部
１１１  記録媒体ポート
１１３  ディスプレイ部
１１４  印刷部
ｂ２    ベルト
Ｃｒ    中心軸
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４  モータ
ｐ１，ｐ２  プーリー
ＰＴ    砥粒を有した研磨テープ
Ｔ      砥粒を有さないテープ
Ｗ      ウェハ
【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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