(57)【要約】【課題】チャックテーブル上に付着するスラリー残渣の洗浄効果が高い洗浄機構を備えたエッジ研磨装置を提供する。【解決手段】エッジ研磨装置１は、ウェーハＷを吸着保持するチャックテーブル１０と、チャックテーブル１０を回転させる回転駆動機構と、チャックテーブル１０によって吸着保持された状態で回転するウェーハＷにスラリーを供給しながらウェーハのエッジを研磨するエッジ研磨ユニット２０と、チャックテーブル１０上のスラリー残渣を除去する洗浄ユニット５０とを備える。洗浄ユニット５０は、高圧ジェットノズル及び当該高圧ジェットノズルの周囲を取り囲むブラシを備えた洗浄ヘッド５２を含み、洗浄ヘッド５２を用いてチャックテーブル１０を高圧洗浄と同時にブラシ洗浄する。【選択図】図２
2018079523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハを吸着保持するチャックテーブルと、
前記チャックテーブルを回転させる回転駆動機構と、
前記チャックテーブルによって吸着保持された状態で回転するウェーハにスラリーを供給しながら前記ウェーハのエッジを研磨するエッジ研磨ユニットと、
前記チャックテーブル上のスラリー残渣を除去する洗浄ユニットとを備え、
前記洗浄ユニットは、高圧ジェットノズル及び当該高圧ジェットノズルの周囲を取り囲むように設けられたブラシを備えた洗浄ヘッドを含み、前記洗浄ヘッド用いて前記チャックテーブルを高圧洗浄と同時にブラシ洗浄することを特徴とするウェーハのエッジ研磨装置。
【請求項２】
前記洗浄ユニットは、前記洗浄ヘッドを前記チャックテーブルの径方向に往復移動させる洗浄ヘッド移動機構をさらに含む、請求項１に記載のウェーハのエッジ研磨装置。
【請求項３】
前記チャックテーブルは加工室内に設けられており、
前記洗浄ヘッド移動機構は、エッジ研磨工程において前記洗浄ヘッドを前記加工室の外側に退避させ、洗浄工程において前記洗浄ヘッドを前記加工室内に進入させる、請求項２に記載のウェーハのエッジ研磨装置。
【請求項４】
前記エッジ研磨ユニットによって研磨されるウェーハは、両面研磨工程によって表裏両面の研磨が施されたものである、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のウェーハのエッジ研磨装置。
【請求項５】
前記チャックテーブルは前記ウェーハを真空吸着する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のウェーハのエッジ研磨装置。
【請求項６】
チャックテーブルによって吸着保持された状態で回転するウェーハにスラリーを供給しながら前記ウェーハのエッジを研磨するエッジ研磨工程と、
前記チャックテーブル上のスラリー残渣を除去する洗浄工程とを備え、
前記洗浄工程では、高圧ジェットノズルの周囲を取り囲むようにブラシが設けられた洗浄ヘッドを用いて前記チャックテーブルを高圧洗浄と同時にブラシ洗浄することを特徴とするウェーハのエッジ研磨方法。
【請求項７】
前記洗浄工程では、前記洗浄ヘッドを前記チャックテーブルの径方向に往復移動させる、請求項６に記載のウェーハのエッジ研磨方法。
【請求項８】
前記チャックテーブルは加工室内に設けられており、
前記洗浄ヘッドは、前記エッジ研磨工程において加工室の外側に退避しており、前記洗浄工程において前記加工室内に進入している、請求項６又は７に記載のウェーハのエッジ研磨方法。
【請求項９】
前記エッジ研磨工程は、前記ウェーハの表裏両面を研磨する両面研磨工程の後に行なわれる、請求項６乃至８のいずれか一項に記載のウェーハのエッジ研磨方法。
【請求項１０】
前記エッジ研磨工程は、前記チャックテーブルによって前記ウェーハを真空吸着する、請求項６乃至９のいずれか一項に記載のウェーハのエッジ研磨方法。
【請求項１１】
前記エッジ研磨工程は、前記ウェーハの表面のみを鏡面加工する片面研磨工程の前に行われる、請求項６乃至１０のいずれか一項に記載のウェーハのエッジ研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハのエッジ研磨装置及び方法に関し、特に、研磨加工時にウェーハの裏面を吸着保持するチャックテーブルの洗浄機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの基板材料としてシリコンウェーハが広く用いられている。シリコンウェーハは、シリコン単結晶インゴットに外周研削、スライス、ラッピング、エッチング、両面研磨、片面研磨、洗浄等の工程を順次行うことにより製造される。特に最近は、ウェーハの表裏両面のみならずエッジにも傷欠陥がない状態にするため、ウェーハの両面研磨を行った後にエッジ研磨を行うことが主流になりつつある。特許文献１には、表裏両面側の端面と外周面とを同時に研磨加工することが可能なワーク外周部の研磨装置が記載されている。
【０００３】
ウェーハのエッジ研磨工程では、ウェーハを吸着保持するチャックテーブル上に付着するスラリー残渣が問題となる。チャックテーブル上に残存する砥粒はウェーハの裏面を傷つける原因となり、チャックテーブル上に砥粒が残存している状態でウェーハの裏面をチャッキングすると当該裏面に傷欠陥が発生するからである。上記のように両面研磨を行った後にエッジ研磨を行う場合、エッジ研磨工程後にはウェーハの表面のみを研磨する片面研磨工程があるだけでウェーハの裏面の品質を改善する機会が存在しないため、エッジ研磨工程で発生するウェーハの裏面の傷欠陥は特に問題となる。
【０００４】
上記問題を解決するためには、チャックテーブル上に付着するスラリー残渣を除去することが望ましい。チャックテーブルの洗浄方法に関し、例えば特許文献２には、半導体ウェーハ加工機のキャリアプレートのチャック面（吸着支持面）に向けてノズルから純水等の洗浄液を高圧で噴射することによってチャック面を洗浄する吸着支持面の洗浄装置が記載されている。この洗浄装置において吸着支持面は下向きであり、高圧の洗浄液によって叩き出された異物は洗浄液と共に落下するので、吸着支持面に付着する異物はブラシで擦ることなく除去される。特許文献２に記載の洗浄装置によれば、チャック面に低圧水をかけながらブラシ洗浄する従来技術の洗浄力不足を解消することができ、ブラシの毛よりも細かな異物を除去することができないという問題や、異物が単にチャック面の上を移動するだけで除去されないという問題を解決することができる。
【０００５】
また特許文献３には、チャックテーブルの上面を洗浄するテーブル洗浄ユニットを備えたウェーハ面取り装置が記載されている。テーブル洗浄ユニットは、一直線上に配列された洗浄液ノズル、エアノズル及び洗浄ブラシから構成されており、洗浄ノズルから洗浄液が噴射された状態でテーブル洗浄ユニットがチャックテーブルの上面に沿って往復移動することにより、洗浄ブラシがチャックテーブルの上面を摺動するので、チャックテーブルの上面をリンス洗浄及びブラシ洗浄することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２９７８４２号公報
【特許文献２】特開平１０−２５６１９９号公報
【特許文献３】特開２０００−１３８１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、吸着支持面に高圧の洗浄液を噴射して洗浄する特許文献２に記載の洗浄方法は、吸着支持面が下向きの場合には有効であるが、吸着支持面が上向きの場合にはスラリー残渣の位置が多少移動する程度に留まり、スラリー残渣を十分に除去することができないという問題がある。また特許文献３に記載の洗浄方法は、チャックテーブルの上面をリンス洗浄及びブラシ洗浄するものであるが、洗浄液ノズル及び洗浄ブラシが一直線上に配列され、それらの配列方向と直交する方向に洗浄ブラシを往復移動させることでブラシ洗浄を行うものであるため、円形のチャックテーブルの外周部に堆積しているスラリー残渣を除去する効果が小さいという問題がある。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、チャックテーブル上に付着するスラリー残渣の洗浄効果が高い洗浄機構を用いたウェーハのエッジ研磨装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明によるウェーハのエッジ研磨装置は、ウェーハを吸着保持するチャックテーブルと、前記チャックテーブルを回転させる回転駆動機構と、前記チャックテーブルによって吸着保持された状態で回転するウェーハにスラリーを供給しながら前記ウェーハのエッジを研磨するエッジ研磨ユニットと、前記チャックテーブル上のスラリー残渣を除去する洗浄ユニットとを備え、前記洗浄ユニットは、高圧ジェットノズル及び当該高圧ジェットノズルの周囲を取り囲むように設けられたブラシを備えた洗浄ヘッドを含み、前記洗浄ヘッド用いて前記チャックテーブルを高圧洗浄と同時にブラシ洗浄することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、高圧水を噴射してチャックテーブル上のスラリー残渣を叩き出しながらブラシで掃き出してスラリー残渣を払い除くことができ、スラリー残渣の除去率を高めることができる。また高圧水を囲むブラシの部屋に閉じ込めながらスラリー残渣を払い除くので、高圧水の飛散を防止しながらチャックテーブルを効率良く洗浄することができる。したがって、ウェーハのエッジ研磨加工時にウェーハの裏面が傷つくことを防止することができる。
【００１１】
本発明において、前記洗浄ユニットは、前記洗浄ヘッドを前記チャックテーブルの径方向に往復移動させる洗浄ヘッド移動機構をさらに含むことが好ましい。このように、洗浄ヘッドを往復移動させることにより、チャックテーブル上のスラリー残渣の洗浄効果を高めることができる。
【００１２】
本発明において、前記チャックテーブルは加工室内に設けられており、前記洗浄ヘッド移動機構は、エッジ研磨工程において前記洗浄ヘッドを前記加工室の外側に退避させ、洗浄工程において前記洗浄ヘッドを前記加工室内に進入させることが好ましい。この場合において、前記ウェーハを前記加工室内の前記チャックテーブル上に送り込むウェーハ搬入口は、前記洗浄ヘッドの前記加工室内への進入口を兼ねていることが好ましい。これによれば、簡単な構成によりチャックテーブルの洗浄機構を実現することができる。
【００１３】
本発明において、前記エッジ研磨ユニットによって研磨されるウェーハは、両面研磨工程によって表裏両面の研磨が施されたものであることが好ましい。ウェーハを両面研磨した後にエッジ研磨する場合、エッジ研磨後にウェーハの裏面を研磨する工程がないため、ウェーハの裏面の傷欠陥の発生を防止する必要があるが、本発明によれば、エッジ研磨工程でウェーハの裏面の傷欠陥の発生率を低減できるので、裏面に傷欠陥がない最終ウェーハ製品の製造歩留まりを高めることができる。
【００１４】
本発明において、前記チャックテーブルは前記ウェーハを真空吸着することが好ましい。このような構成のエッジ研磨装置では、チャックテーブル上のスラリー残渣の問題が大きいことから、本発明の効果も顕著である。
【００１５】
また本発明によるウェーハのエッジ研磨方法は、チャックテーブルによって吸着保持された状態で回転するウェーハにスラリーを供給しながら前記ウェーハのエッジを研磨するエッジ研磨工程と、前記チャックテーブル上のスラリー残渣を除去する洗浄工程とを備え、前記洗浄工程では、高圧ジェットノズルの周囲を取り囲むようにブラシが設けられた洗浄ヘッドを用いて前記チャックテーブルを高圧洗浄と同時にブラシ洗浄することを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、高圧水を噴射してチャックテーブル上のスラリー残渣を叩き出しながらブラシで掃き出してスラリー残渣を払い除くことができ、スラリー残渣の除去率を高めることができる。また高圧水を囲むブラシの部屋に閉じ込めながらスラリー残渣を払い除くので、高圧水の飛散を防止しながらチャックテーブルを効率良く洗浄することができる。したがって、ウェーハのエッジ研磨加工時にウェーハの裏面が傷つくことを防止することができる。
【００１７】
前記洗浄工程では、前記洗浄ヘッドを前記チャックテーブルの径方向に往復移動させることが好ましい。このように、洗浄ヘッドを往復移動させることにより、チャックテーブル上のスラリー残渣の洗浄効果を高めることができる。
【００１８】
本発明において、前記チャックテーブルは加工室内に設けられており、前記洗浄ヘッドは、前記エッジ研磨工程において加工室の外側に退避しており、前記洗浄工程において前記加工室内に進入していることが好ましい。この場合において、前記ウェーハを前記加工室内の前記チャックテーブル上に送り込むウェーハ搬入口は、前記洗浄ヘッドの前記加工室内への進入口を兼ねていることが好ましい。これによれば、簡単な構成によりチャックテーブルの洗浄機構を実現することができる。
【００１９】
本発明において、前記エッジ研磨工程は、前記チャックテーブルによって前記ウェーハを真空吸着することが好ましい。このようなエッジ研磨方法では、チャックテーブル上のスラリー残渣の問題が大きいことから、本発明の効果も顕著である。
【００２０】
本発明において、前記エッジ研磨工程は、前記ウェーハの表裏両面を研磨する両面研磨工程の後に行なわれることが好ましく、前記エッジ研磨工程は、前記ウェーハの表面のみを鏡面加工する片面研磨工程の前に行われることがさらに好ましい。ウェーハを両面研磨した後にエッジ研磨する場合、エッジ研磨後にウェーハの裏面を研磨する工程がないため、ウェーハの裏面の傷欠陥の発生を防止する必要があるが、本発明によれば、エッジ研磨工程でウェーハの裏面の傷欠陥の発生率を低減できるので、裏面に傷欠陥がない最終ウェーハ製品の製造歩留まりを高めることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、チャックテーブル上に残留するスラリー残渣の洗浄効果が高められた洗浄機構を用いたウェーハのエッジ研磨装置及び方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態によるウェーハのエッジ研磨装置の構成及び待機状態を示す略断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態によるウェーハのエッジ研磨装置の構成及びチャックテーブルの洗浄状態を示す略断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態によるウェーハのエッジ研磨装置の構成及びエッジ研磨状態を示す略断面図である。
【図４】図４は、エッジ研磨ユニット２０の回転ヘッド２１の構成の一例を概略的に示す側面図である。
【図５】図５は、エッジ研磨ヘッド３５の構成の一例を概略的に示す図であって、（ａ）〜（ｃ）は側面断面図、（ｄ）は平面図である。
【図６】図６は、加工室４０内にセットされた洗浄アーム５１の動作を説明するための平面図である。
【図７】図７は、洗浄ヘッド５２の構造を示す図であって、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は平面図である。
【図８】図８は、エッジ研磨工程においてチャックテーブル上にスラリー残渣が堆積するメカニズムを説明する模式図である。
【図９】図９は、洗浄ユニット５０によるスラリー残渣の洗浄方法を説明する模式図である。
【図１０】図１０は、ウェーハの加工枚数（パッドライフ）の増加に伴うウェーハの裏面の傷欠陥の個数の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００２４】
図１〜図３は、本発明の実施の形態によるウェーハのエッジ研磨装置の構成を示す略断面図であって、特に図１はチャックテーブルが降下位置にある待機状態、図２はチャックテーブルの洗浄状態、図３はエッジ研磨状態をそれぞれ示している。
【００２５】
図１〜図３に示すように、このエッジ研磨装置１は、ウェーハの裏面を吸着保持するチャックテーブル１０と、チャックテーブル１０の上方に配置されたエッジ研磨ユニット２０と、チャックテーブル１０を洗浄する洗浄ユニット５０とを備えている。チャックテーブル１０及びエッジ研磨ユニット２０は上側サイドカバー４１及び下側サイドカバー４２に囲まれた加工室４０内に設けられているが、洗浄ユニット５０は加工室４０の外側に設けられている。
【００２６】
加工対象となるウェーハＷは、例えばシリコンウェーハであって、ＣＺ法により製造されたシリコン単結晶インゴットに外周研削、スライス、ラッピング、エッチング及び両面研磨が施されたものである。通常、両面研磨工程はウェーハをキャリアに収容した状態で行われるので、両面研磨中にウェーハの端面がスラリーを介してキャリアのウェーハ装填孔の内周面に衝突し、両面研磨後のウェーハの端面は表裏面に比べて粗く、多くの傷欠陥が存在している。しかし、両面研磨工程の後にエッジ研磨工程を行った場合には、両面研磨工程で生じたウェーハの端面の傷欠陥を十分に除去することができ、最終ウェーハ製品において表裏両面のみならず端面の品質も高めることができる。
【００２７】
チャックテーブル１０は、樹脂製のチャックテーブル本体１０ａの上面にチャックパッド１０ｂが貼り付けられてなるものであり、チャックパッド１０ｂの上面がウェーハＷの吸着支持面を構成している。チャックパッド１０ｂは不織布、発泡樹脂、スウェードなどのウェーハＷを傷つけない素材からなる。またチャックテーブル１０の上面には多数の通気孔が形成されており、通気孔は負圧空気を案内する真空路に接続されている。チャックテーブル１０の上面に載置されたウェーハＷは通気孔に供給される負圧空気によって真空吸着されて保持される。
【００２８】
チャックテーブル１０は回転シャフト１１の上端部に固定されており、回転シャフト１１は支持台１２上に設けられた台座１３に軸受け１４を介して回転自在に支持されており、支持台１２の下方に設けられたモータ１５に連結されている。これにより、チャックテーブル１０は回転シャフト１１と共にモータ１５によって回転駆動される。このように、回転シャフト１１及びモータ１５は、チャックテーブル１０を回転させる回転駆動機構を構成している。
【００２９】
また台座１３内にはチャックテーブル１０を昇降駆動するためのモータ１６が設けられており、チャックテーブル１０は回転シャフト１１及び台座１３と共に昇降駆動される。図１及び図２のチャックテーブル１０は降下位置（待避位置）にあり、また図３のチャックテーブル１０は上昇位置にある。
【００３０】
加工室４０を構成する上側サイドカバー４１は、昇降アーム４３を介してシリンダー４４に接続されており、シリンダー４４が上側サイドカバー４１を持ち上げることで加工室４０が開放される。加工対象となるウェーハＷは、図２に示すように上側サイドカバー４１を持ち上げることによって下側サイドカバー４２との間に形成されるウェーハ搬入口４６から加工室４０内に送り込まれ、チャックテーブル１０上に載置される。
【００３１】
洗浄ユニット５０は、洗浄アーム５１と、洗浄アーム５１の先端部に設けられた洗浄ヘッド５２と、洗浄アーム５１の基端部に接続された回転シャフト５３と、回転シャフト５３を回転駆動するモータ５４とを備えており、洗浄アーム５１は加工室４０内に進退自在な構成を有している。
【００３２】
本実施形態において洗浄ユニット５０の洗浄アーム５１は、ウェーハ搬入口４６から加工室４０内に進入するように構成されている。ウェーハＷのエッジ研磨工程中は洗浄アーム５１が加工室４０の外側に退避しているが、チャックテーブル１０の洗浄工程中は洗浄アーム５１が加工室４０内に進入して洗浄動作を行う。このように、モータ５４及び回転シャフト５３は、洗浄ヘッド５２をチャックテーブル１０の径方向に往復移動させるだけでなく、エッジ研磨工程において洗浄ヘッド５２を加工室４０の外側に退避させ、また洗浄工程において洗浄ヘッドを加工室４０内に進入させる洗浄ヘッド移動機構を構成しており、加工室４０に設けられている既存の出入口を利用して洗浄アーム５１を加工室４０内に進入させることができる。
【００３３】
エッジ研磨ユニット２０は、回転ヘッド２１と、回転ヘッド２１を回転自在に支持する中空シャフト２２と、中空シャフト２２を回転駆動するモータ２３とを備えている。中空シャフト２２の内部にはスラリーを供給する供給管が組み込まれており、ウェーハＷの表面の中心部にスラリーが供給されるようになっている。さらに研磨加工に使用されたスラリーは、加工室４０の傾斜した底面の下端に設けられたスラリー排出口４５から排出されて回収される。
【００３４】
図４は、エッジ研磨ユニット２０の回転ヘッド２１の構成の一例を概略的に示す側面図である。
【００３５】
回転ヘッド２１は、上側リング３１と、上側リング３１の下方においてこれと平行に設けられたリング状の下側リング３２と、上側リング３１と下側リング３２とを連結する複数本の連結ロッド３３とで構成されており、上側リング３１と下側リング３２との間には研磨スペース２１Ｓが形成されており、ウェーハＷは研磨スペース２１Ｓ内で加工される。下側リング３２の開口径は加工対象となるウェーハＷの直径（例えば４５０ｍｍ）よりも大きく、チャックテーブル１０を上昇させることでチャックテーブル１０上のウェーハＷは下側リング３２の開口を通って研磨スペース２１Ｓ内に進入することができる。
【００３６】
回転ヘッド２１には複数のエッジ研磨ヘッド３５が設けられている。複数のエッジ研磨ヘッド３５の各々はエッジ研磨アーム３４を介して上側リング３１又は下側リング３２に取り付けられており、エッジ研磨アーム３４は上側リング３１又は下側リング３２を中心に回転自在な構成となっている。エッジ研磨ヘッド３５は、研磨スペース２１Ｓ側を向いているエッジ研磨ヘッド３５の先端部に設けられており、エッジ研磨アーム３４の基端部には重り部３６が設けられている。
【００３７】
図５は、エッジ研磨ヘッド３５の構成の一例を概略的に示す図であって、（ａ）〜（ｃ）は側面断面図、（ｄ）は平面図である。
【００３８】
図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、エッジ研磨ヘッド３５には３種類あって、図５（ａ）に示すようにウェーハＷの端面の上方を研磨する上側研磨ヘッド３５Ａと、図５（ｂ）に示すようにウェーハＷの端面の下方を研磨する下側研磨ヘッド３５Ｂと、図５（ｃ）に示すようにウェーハＷの端面の中央を研磨する中央研磨ヘッド３５Ｃとで構成される。この場合、上側研磨ヘッド３５Ａを支持するエッジ研磨アーム３４Ａは下側リング３２に軸支されることが好ましく、下側研磨ヘッド３５Ｂを支持するエッジ研磨アーム３４Ｂは上側リング３１に軸支されることが好ましい。中央研磨ヘッド３５Ｃを支持するエッジ研磨アーム３４Ｃは下側リング３２に軸支されてもよく、上側リング３１に軸支されてもよい。これらの上側研磨ヘッド３５Ａ、下側研磨ヘッド３５Ｂ及び中央研磨ヘッド３５Ｃが、図５（ｄ）に示すようにウェーハＷの外周に沿って等間隔に配置されることにより、ウェーハＷのエッジをバランスよく研磨することができる。
【００３９】
回転ヘッド２１を回転させると、重り部３６に加わる遠心力Ｆと上側リング３１又は下側リング３２を支点とするテコの原理により、エッジ研磨アーム３４は回動してエッジ研磨ヘッド３５をウェーハＷの端面に押し付ける。エッジ研磨ヘッド３５はウェーハＷのエッジを押圧しながらウェーハＷの周りを回転するので、ウェーハＷのエッジが適切な圧力で研磨される。
【００４０】
こうしてエッジ研磨されたウェーハＷは、その表面のみを鏡面加工する片面研磨工程や洗浄工程などを経て最終ウェーハ製品となる。本実施形態によるウェーハの製造方法は、両面研磨後にエッジ研磨を行うものであり、エッジ研磨後にウェーハの裏面を研磨する工程は存在しないが、エッジ研磨装置１はエッジ研磨工程後に洗浄工程を定期的に実施し、チャックテーブル１０上のスラリー残渣を除去することから、エッジ研磨工程でウェーハの裏面に傷が付く確率を大幅に低減することができる。したがって、表裏面のみならずエッジの欠陥品質も改善されたウェーハを提供することができる。
【００４１】
図６は、加工室４０内にセットされた洗浄アーム５１の動作を説明するための平面図である。
【００４２】
図６に示すように、洗浄アーム５１の先端部５１ａにはブラシを有する洗浄ヘッド５２が設けられており、洗浄アーム５１の基端部５１ｂは回転シャフト５３に軸支されている。そして回転シャフト５３が回転することで洗浄アーム５１が基端部５１ｂを中心に所定の角度θの範囲内でスイングし、洗浄ヘッド５２がチャックテーブル１０の中心部と外周部との間をチャックテーブル１０の上面と平行に往復移動して、通気孔１０ｈが設けられたチャックテーブル１０の上面を洗浄する。
【００４３】
図７は、洗浄ヘッド５２の構造を示す図であって、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は平面図である。
【００４４】
図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、洗浄ヘッド５２は、洗浄アーム５１に取り付けられた樹脂製の環状のベース５５と、純水等の洗浄液を噴射する高圧ジェットノズル５６と、高圧ジェットノズル５６を取り囲むように環状に設けられたブラシ５７とを備えている。高圧ジェットノズル５６はベース５５の中空部に嵌め込まれており、ブラシ５７はベース５５の底面に植設されている。
【００４５】
ブラシ５７は、複数本のフィラメント（例えば５０本）の集合体であるブリスル束５７ａを高圧ジェットノズル５６の周囲に配置してなるものであり、高圧ジェットノズル５６を取り囲むように環状に設けられている。高圧ジェットノズル５６の外径とブラシ５７との間のスペース幅ｄは１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましい。スペース幅ｄが１０ｍｍよりも狭い場合にはブラシ５７によって囲まれた部屋のスペースが狭すぎてスラリー残渣を閉じ込めることが難しくなるからであり、またスペース幅ｄが２０ｍｍよりも広い場合には高圧水によって浮き上がったスラリー残渣をブラシ５７で掃き出す効果が弱くなるからである。
【００４６】
高圧ジェットノズル５６は配管５８及びポンプを介してタンクに接続されており、タンク内の洗浄液が高圧ジェットノズル５６に供給される。高圧ジェットノズル５６の開口５６ａの直径は０．５ｍｍ以上２．５ｍｍ以下であることが好ましく、高圧ジェット圧力は１０ＭＰａ前後であることが好ましい。また、高圧ジェットノズル５６の先端からブラシ５７の先端までの高さｈは１５ｍｍ以上２５ｍｍ以下であることが好ましい。高さｈが１５ｍｍよりも低いとブラシ５７によって囲まれた部屋のスペースが狭すぎてスラリー残渣を閉じ込めることが難しくなるからであり、また高さｈが２５ｍｍよりも高い場合には高圧水によって浮き上がったスラリー残渣をブラシ５７で掃き出す効果が弱くなるからである。
【００４７】
図８は、エッジ研磨工程においてチャックテーブル上にスラリー残渣が堆積するメカニズムを説明する模式図である。
【００４８】
図８に示すように、エッジ研磨工程においてウェーハＷの表面の中心部に砥粒を含むスラリーＳが供給されると、このスラリーＳはウェーハＷの回転による遠心力によって外周方向に流れてエッジ研磨ヘッド３５に供給され、ウェーハＷの外周に沿って走行するエッジ研磨ヘッド３５がこのスラリーＳと共にウェーハＷのエッジを研磨する。このとき、スラリーＳの一部がウェーハＷの表面側から裏面側に回り込んでチャックテーブル１０のチャックパットの外周部の表面に付着する。ウェーハＷの裏面はチャックテーブル１０に密着しているが、ウェーハＷが高速回転するとその端部（外周部）が上下方向に振動することによりウェーハＷとチャックテーブル１０との間に隙間が発生するため、チャックテーブル１０の端部にスラリー残渣が付着するものと考えられる。そこで本実施形態では、洗浄ヘッド５２を用いてチャックテーブル１０の上面を洗浄することにより、スラリーＳの残渣を除去する。
【００４９】
図９は、洗浄ユニット５０によるスラリー残渣の洗浄方法を説明する模式図である。
【００５０】
図９に示すように、チャックテーブル１０の洗浄工程では、洗浄ヘッド５２のブラシがチャックテーブル１０の外周部に押し当てられ、洗浄ヘッド５２がチャックテーブル１０の上面と平行に往復移動することにより、チャックテーブル１０の上面に付着するスラリー残渣を払い除かれる。洗浄工程中は高圧ジェットノズル５６から高圧水を噴射しているので、チャックテーブル上のスラリー残渣を叩き出すことができ、高圧水で浮かせたスラリー残渣をブラシで掃き出して除去することができる。特に、高圧水を囲むブラシの部屋に閉じ込めながらスラリー残渣が払い除かれるので、高圧水の飛散を防止しながらチャックテーブル１０が効率良く洗浄される。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態によるウェーハのエッジ研磨装置１は、洗浄ヘッド５２が高圧ジェットノズル５６とその周囲に設けられた環状のブラシ５７との組み合わせで構成され、チャックテーブル１０を高圧洗浄と同時にブラシ洗浄するので、スラリー残渣を確実に除去することができる。したがって、裏面の傷欠陥の個数が非常に少ないウェーハを製造することができる。
【００５２】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【実施例】
【００５３】
チャックテーブルの洗浄工程の有無がエッジ研磨後のウェーハの裏面の品質に与える影響について評価した。加工対象となるウェーハは、ＣＺ法により製造されたシリコン単結晶インゴットに対して外周研削、スライス、ラッピング、エッチング、両面研磨を順に施した４５０ｍｍシリコンウェーハを用いた。
【００５４】
評価試験では、図１に示したエッジ研磨装置を用いて予め３００枚のウェーハのエッジ研磨工程を行った後、チャックテーブルの洗浄工程を行い、さらに評価用ウェーハのエッジ研磨工程を５枚連続して実施し、このような洗浄工程と５枚の評価用ウェーハのエッジ研磨工程とを交互に５回ずつ繰り返して、２５枚の評価用ウェーハの実施例サンプルを得た。
【００５５】
チャックテーブルの洗浄条件は、ウェーハ回転数：２００ｒｐｍ、ウェーハ回転方向：反時計回り、洗浄ヘッドのスイング回数：３７回、洗浄アームのスイング開始角度：５０°、洗浄アームのスイング折り返し角度：９０℃、洗浄アームのスイング速度：１０°／ｓｅｃ、高圧ジェット圧力：１０ＭＰａ、チャック洗浄位置：２１ｍｍ、洗浄時間：５ｍｉｎとした。またチャックテーブルの吸着支持面を構成するチャックパッドとしては、厚さが０．５〜０．８ｍｍ、圧縮率が２〜１０％のスウェードタイプを用いた。
【００５６】
一方、評価用ウェーハのエッジ研磨工程を５枚連続して実施した後にチャックテーブルの洗浄工程を行わない点以外は実施例と同一条件下でエッジ研磨工程を連続して行い、２５枚の評価用ウェーハの比較例サンプルを得た。すなわち、比較例サンプルの製造では、３００枚のウェーハのエッジ研磨工程を行った後、チャックテーブルの洗浄工程を１回だけ行い、その後はチャックテーブルの洗浄を一切行わなかった。
【００５７】
その後、評価用ウェーハの実施例サンプル及び比較例サンプルの裏面をパーティクルカウンターでそれぞれ測定して、サイズが２００ｎｍ以上の傷欠陥の個数を求めた。
【００５８】
図１０は、ウェーハの加工枚数（パッドライフ）の増加に伴うウェーハの裏面の傷欠陥の個数の変化を示すグラフである。
【００５９】
図１０に示すように、チャックテーブルの洗浄工程を行わなかった比較例では、ウェーハの加工枚数の増加と共に傷欠陥の個数が徐々に増加し、１５枚目のウェーハときには傷欠陥の個数が閾値である３００個を超え、さらに２５枚目のウェーハのときには約５００個に達した。一方、チャックテーブルの洗浄工程を行った実施例では、ウェーハの加工枚数の増加によらず、傷欠陥の個数は常に５０個未満となった。このように、チャックテーブルの洗浄工程を定期的に実施することによってエッジ研磨後のウェーハの裏面の傷欠陥の個数を低減できることが確認された。
【符号の説明】
【００６０】
１    エッジ研磨装置
１０    チャックテーブル
１０ａ    チャックテーブル本体
１０ｂ    チャックパッド
１１    回転シャフト
１２    支持台
１３    台座
１５    モータ（チャックテーブル回転）
１６    モータ（チャックテーブル昇降用）
２０    エッジ研磨ユニット
２１    回転ヘッド
２１Ｓ    研磨スペース
２２    中空シャフト
２３    モータ（回転ヘッド回転用）
３１    上側リング
３２    下側リング
３３    連結ロッド
３４    エッジ研磨アーム
３４Ａ    上側研磨アーム
３４Ｂ    下側研磨アーム
３４Ｃ    中央研磨アーム
３５    エッジ研磨ヘッド
３５Ａ    上側研磨ヘッド
３５Ｂ    下側研磨ヘッド
３５Ｃ    中央研磨ヘッド
３６    重り部
４０    加工室
４１    上側サイドカバー
４２    下側サイドカバー
４３    昇降アーム
４４    シリンダー
４５    スラリー排出口
４６    ウェーハ搬入口
５０    洗浄ユニット
５１    洗浄アーム
５１ａ    洗浄アームの先端部
５１ｂ    洗浄アームの基端部
５２    洗浄ヘッド
５３    回転シャフト
５４    モータ
５５    ベース
５６    高圧ジェットノズル
５６ａ    高圧ジェットノズルの開口
５７    ブラシ（環状ブラシ）
５７ａ    ブリスル束
５８    配管
Ｓ    スラリー
Ｗ    ウェーハ
【図１】
2018079523.tif 000003
【図２】
2018079523.tif 000004
【図３】
2018079523.tif 000005
【図４】
2018079523.tif 000006
【図５】
2018079523.tif 000007
【図６】
2018079523.tif 000008
【図７】
2018079523.tif 000009
【図８】
2018079523.tif 000010
【図９】
2018079523.tif 000011
【図１０】
2018079523.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成29年11月6日(2017.11.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハを吸着保持するチャックテーブルと、
前記チャックテーブルを回転させる回転駆動機構と、
前記チャックテーブルによって吸着保持された状態で回転するウェーハにスラリーを供給しながら前記ウェーハのエッジを研磨するエッジ研磨ユニットと、
前記チャックテーブル上のスラリー残渣を除去する洗浄ユニットとを備え、
前記洗浄ユニットは、高圧ジェットノズル及び当該高圧ジェットノズルの周囲を取り囲むように環状に配列された複数のブリスル束からなるブラシを備えた洗浄ヘッドを含み、前記洗浄ヘッドを用いて前記チャックテーブルを高圧洗浄と同時にブラシ洗浄することを特徴とするウェーハのエッジ研磨装置。
【請求項２】
前記洗浄ユニットは、前記洗浄ヘッドを前記チャックテーブルの径方向に往復移動させる洗浄ヘッド移動機構をさらに含む、請求項１に記載のウェーハのエッジ研磨装置。
【請求項３】
前記チャックテーブルは加工室内に設けられており、
前記洗浄ヘッド移動機構は、エッジ研磨工程において前記洗浄ヘッドを前記加工室の外側に退避させ、洗浄工程において前記洗浄ヘッドを前記加工室内に進入させる、請求項２に記載のウェーハのエッジ研磨装置。
【請求項４】
前記エッジ研磨ユニットによって研磨されるウェーハは、両面研磨工程によって表裏両面の研磨が施されたものである、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のウェーハのエッジ研磨装置。
【請求項５】
前記チャックテーブルは前記ウェーハを真空吸着する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のウェーハのエッジ研磨装置。
【請求項６】
チャックテーブルによって吸着保持された状態で回転するウェーハにスラリーを供給しながら前記ウェーハのエッジを研磨するエッジ研磨工程と、
前記チャックテーブル上のスラリー残渣を除去する洗浄工程とを備え、
前記洗浄工程では、高圧ジェットノズルの周囲を取り囲むように環状に配列された複数のブリスル束からなるブラシが設けられた洗浄ヘッドを用いて前記チャックテーブルを高圧洗浄と同時にブラシ洗浄することを特徴とするウェーハのエッジ研磨方法。
【請求項７】
前記洗浄工程では、前記洗浄ヘッドを前記チャックテーブルの径方向に往復移動させる、請求項６に記載のウェーハのエッジ研磨方法。
【請求項８】
前記チャックテーブルは加工室内に設けられており、
前記洗浄ヘッドは、前記エッジ研磨工程において加工室の外側に退避しており、前記洗浄工程において前記加工室内に進入している、請求項６又は７に記載のウェーハのエッジ研磨方法。
【請求項９】
前記エッジ研磨工程は、前記ウェーハの表裏両面を研磨する両面研磨工程の後に行なわれる、請求項６乃至８のいずれか一項に記載のウェーハのエッジ研磨方法。
【請求項１０】
前記エッジ研磨工程は、前記チャックテーブルによって前記ウェーハを真空吸着する、請求項６乃至９のいずれか一項に記載のウェーハのエッジ研磨方法。
【請求項１１】
前記エッジ研磨工程は、前記ウェーハの表面のみを鏡面加工する片面研磨工程の前に行われる、請求項６乃至１０のいずれか一項に記載のウェーハのエッジ研磨方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明によるウェーハのエッジ研磨装置は、ウェーハを吸着保持するチャックテーブルと、前記チャックテーブルを回転させる回転駆動機構と、前記チャックテーブルによって吸着保持された状態で回転するウェーハにスラリーを供給しながら前記ウェーハのエッジを研磨するエッジ研磨ユニットと、前記チャックテーブル上のスラリー残渣を除去する洗浄ユニットとを備え、前記洗浄ユニットは、高圧ジェットノズル及び当該高圧ジェットノズルの周囲を取り囲むように設けられたブラシを備えた洗浄ヘッドを含み、前記洗浄ヘッドを用いて前記チャックテーブルを高圧洗浄と同時にブラシ洗浄することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、エッジ研磨ヘッド３５には３種類あって、図５（ａ）に示すようにウェーハＷの端面の上方を研磨する上側研磨ヘッド３５Ａと、図５（ｂ）に示すようにウェーハＷの端面の下方を研磨する下側研磨ヘッド３５Ｂと、図５（ｃ）に示すようにウェーハＷの端面の中央を研磨する中央研磨ヘッド３５Ｃとで構成される。この場合、上側研磨ヘッド３５Ａを支持する上側研磨アーム３４Ａは下側リング３２に軸支されることが好ましく、下側研磨ヘッド３５Ｂを支持する下側研磨アーム３４Ｂは上側リング３１に軸支されることが好ましい。中央研磨ヘッド３５Ｃを支持する中央研磨アーム３４Ｃは下側リング３２に軸支されてもよく、上側リング３１に軸支されてもよい。これらの上側研磨ヘッド３５Ａ、下側研磨ヘッド３５Ｂ及び中央研磨ヘッド３５Ｃが、図５（ｄ）に示すようにウェーハＷの外周に沿って等間隔に配置されることにより、ウェーハＷのエッジをバランスよく研磨することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
１    エッジ研磨装置
１０    チャックテーブル
１０ａ    チャックテーブル本体
１０ｂ    チャックパッド
１０ｈ    通気孔
１１    回転シャフト
１２    支持台
１３    台座
１５    モータ（チャックテーブル回転）
１６    モータ（チャックテーブル昇降用）
２０    エッジ研磨ユニット
２１    回転ヘッド
２１Ｓ    研磨スペース
２２    中空シャフト
２３    モータ（回転ヘッド回転用）
３１    上側リング
３２    下側リング
３３    連結ロッド
３４    エッジ研磨アーム
３４Ａ    上側研磨アーム
３４Ｂ    下側研磨アーム
３４Ｃ    中央研磨アーム
３５    エッジ研磨ヘッド
３５Ａ    上側研磨ヘッド
３５Ｂ    下側研磨ヘッド
３５Ｃ    中央研磨ヘッド
３６    重り部
４０    加工室
４１    上側サイドカバー
４２    下側サイドカバー
４３    昇降アーム
４４    シリンダー
４５    スラリー排出口
４６    ウェーハ搬入口
５０    洗浄ユニット
５１    洗浄アーム
５１ａ    洗浄アームの先端部
５１ｂ    洗浄アームの基端部
５２    洗浄ヘッド
５３    回転シャフト
５４    モータ
５５    ベース
５６    高圧ジェットノズル
５６ａ    高圧ジェットノズルの開口
５７    ブラシ（環状ブラシ）
５７ａ    ブリスル束
５８    配管
Ｓ    スラリー
Ｗ    ウェーハ
【手続補正書】
【提出日】平成30年1月15日(2018.1.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工室内に設けられ、ウェーハを吸着保持するチャックテーブルと、
前記チャックテーブルを回転させる回転駆動機構と、
前記チャックテーブルによって吸着保持された状態で回転するウェーハにスラリーを供給しながら前記ウェーハのエッジを研磨するエッジ研磨ユニットと、
前記チャックテーブル上のスラリー残渣を除去する洗浄ユニットとを備え、
前記洗浄ユニットは、高圧ジェットノズル及び当該高圧ジェットノズルの周囲を取り囲むように環状に配列された複数のブリスル束からなるブラシを備えた洗浄ヘッドと、前記洗浄ヘッドを前記チャックテーブルの径方向に往復移動させる洗浄ヘッド移動機構とを含み、前記洗浄ヘッドを用いて前記チャックテーブルを高圧洗浄と同時にブラシ洗浄し、
前記洗浄ヘッド移動機構は、エッジ研磨工程において前記洗浄ヘッドを前記加工室の外側に退避させ、洗浄工程において前記洗浄ヘッドを前記加工室内に進入させることを特徴とするウェーハのエッジ研磨装置。
【請求項２】
前記エッジ研磨ユニットによって研磨されるウェーハは、両面研磨工程によって表裏両面の研磨が施されたものである、請求項１に記載のウェーハのエッジ研磨装置。
【請求項３】
前記チャックテーブルは前記ウェーハを真空吸着する、請求項１又は２に記載のウェーハのエッジ研磨装置。
【請求項４】
加工室内に設けられたチャックテーブルによって吸着保持された状態で回転するウェーハにスラリーを供給しながら前記ウェーハのエッジを研磨するエッジ研磨工程と、
前記チャックテーブル上のスラリー残渣を除去する洗浄工程とを備え、
前記洗浄工程では、高圧ジェットノズルの周囲を取り囲むように環状に配列された複数のブリスル束からなるブラシが設けられた洗浄ヘッドを用いて前記チャックテーブルを高圧洗浄と同時にブラシ洗浄し、
前記洗浄工程では、前記洗浄ヘッドを前記チャックテーブルの径方向に往復移動させ、
前記洗浄ヘッドは、前記エッジ研磨工程において前記加工室の外側に退避しており、前記洗浄工程において前記加工室内に進入していることを特徴とするウェーハのエッジ研磨方法。
【請求項５】
前記エッジ研磨工程は、前記ウェーハの表裏両面を研磨する両面研磨工程の後に行なわれる、請求項４に記載のウェーハのエッジ研磨方法。
【請求項６】
前記エッジ研磨工程は、前記チャックテーブルによって前記ウェーハを真空吸着する、請求項４又は５に記載のウェーハのエッジ研磨方法。
【請求項７】
前記エッジ研磨工程は、前記ウェーハの表面のみを鏡面加工する片面研磨工程の前に行われる、請求項４乃至６のいずれか一項に記載のウェーハのエッジ研磨方法。