(57)【要約】【課題】基板の裏面が下を向いた状態で、効率的に最外部を含む基板の裏面全体を研磨することができる研磨装置を提供することを目的とする。【解決手段】研磨装置は、ウェーハＷを回転させる基板保持部１０と、ウェーハＷの裏面を研磨する研磨ヘッド５０と、テープ送り装置４６と、研磨ヘッド５０を並進回転運動させる並進回転運動機構６０とを備える。基板保持部１０は、複数のローラー１１を備える。複数のローラー１１は、各ローラー１１の軸心を中心に回転可能に構成されており、ウェーハＷの周縁部に接触可能な基板保持面１１ａを有する。研磨ヘッド５０は、基板保持面１１ａよりも下方に配置されており、研磨テープ３１を押し付ける研磨ブレード５５と、研磨ブレード５５を上方に押し上げる加圧機構５２とを備えている。【選択図】図１
2019077003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持し、該基板を回転させる基板保持部と、
砥粒を表面に有する研磨テープを前記基板の裏面に接触させて前記基板の裏面を研磨する研磨ヘッドと、
前記研磨テープをその長手方向に送るテープ送り装置と、
前記研磨ヘッドを並進回転運動させる並進回転運動機構とを備え、
前記基板保持部は、複数のローラーを備え、
前記複数のローラーは、各ローラーの軸心を中心に回転可能に構成されており、
前記複数のローラーは、前記基板の周縁部に接触可能な基板保持面を有し、
前記研磨ヘッドは、前記基板保持面よりも下方に配置されており、
前記研磨ヘッドは、前記研磨テープを前記基板の裏面に対して押し付ける研磨ブレードと、前記研磨ブレードを上方に押し上げる加圧機構とを備えていることを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
前記研磨ブレードは、前記研磨テープの進行方向に対して斜めに延びていることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項３】
前記研磨ヘッドは、前記研磨ブレードを傾動可能に支持する球面軸受を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の研磨装置。
【請求項４】
前記研磨ヘッドは、前記研磨ブレードの上縁を覆う軟質材を備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の研磨装置。
【請求項５】
前記研磨ブレードは、前記基板の半径よりも長いことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の研磨装置。
【請求項６】
前記研磨ブレードは複数の研磨ブレードであり、かつ前記加圧機構は複数の加圧機構であり、
前記複数の加圧機構は、互いに独立して動作可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の研磨装置。
【請求項７】
前記複数の研磨ブレードは、直線状に並んでいることを特徴とする請求項６に記載の研磨装置。
【請求項８】
前記複数の研磨ブレードの全体は、前記基板の半径よりも長いことを特徴とする請求項７に記載の研磨装置。
【請求項９】
前記複数の研磨ブレードは、前記基板保持部の軸心から異なる距離に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の研磨装置。
【請求項１０】
前記研磨装置は、前記研磨ヘッドを平行移動させる研磨ヘッド移動機構をさらに備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の研磨装置。
【請求項１１】
基板を保持し、該基板を回転させる基板保持部と、
研磨具を前記基板の裏面に接触させて前記基板の裏面を研磨する研磨ヘッドと、
前記基板保持部を並進回転運動させる並進回転運動機構とを備え、
前記基板保持部は、複数のローラーを備え、
前記複数のローラーは、各ローラーの軸心を中心に回転可能に構成されており、
前記複数のローラーは、前記基板の周縁部に接触可能な基板保持面を有し、
前記研磨ヘッドは、前記研磨具を上方に押し上げる加圧機構を備え、
前記研磨ヘッドは、前記基板保持面よりも下方に配置されていることを特徴とする研磨装置。
【請求項１２】
前記研磨具は、砥粒を表面に有する研磨テープであり、
前記研磨装置は、前記研磨テープをその長手方向に送るテープ送り装置をさらに備えており、
前記研磨ヘッドは、前記研磨テープを前記基板の裏面に対して押し付ける研磨ブレードをさらに備えており、
前記加圧機構は、前記研磨ブレードを上方に押し上げるように該研磨ブレードに連結されていることを特徴とする請求項１１に記載の研磨装置。
【請求項１３】
前記研磨ブレードは、前記研磨テープの進行方向に対して斜めに延びていることを特徴とする請求項１２に記載の研磨装置。
【請求項１４】
前記研磨ヘッドは、前記研磨ブレードを傾動可能に支持する球面軸受を備えていることを特徴とする請求項１２または１３に記載の研磨装置。
【請求項１５】
前記研磨ヘッドは、前記研磨ブレードの上縁を覆う軟質材を備えていることを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか一項に記載の研磨装置。
【請求項１６】
前記研磨ブレードは、前記基板の直径よりも長いことを特徴とする請求項１２乃至１５のいずれか一項に記載の研磨装置。
【請求項１７】
前記研磨ブレードは複数の研磨ブレードであり、かつ前記加圧機構は複数の加圧機構であり、
前記複数の加圧機構は、互いに独立して動作可能に構成されていることを特徴とする請求項１２乃至１５のいずれか一項に記載の研磨装置。
【請求項１８】
前記複数の研磨ブレードは、直線状に並んでいることを特徴とする請求項１７に記載の研磨装置。
【請求項１９】
前記複数の研磨ブレードの全体は、前記基板の直径よりも長いことを特徴とする請求項１８に記載の研磨装置。
【請求項２０】
前記複数の研磨ブレードは、前記基板保持部の軸心から異なる距離に配置されていることを特徴とする請求項１７に記載の研磨装置。
【請求項２１】
前記研磨具は複数の研磨具であり、かつ前記加圧機構は複数の加圧機構であり、
前記複数の加圧機構は、互いに独立して動作可能に構成されていることを特徴とする請求項１１に記載の研磨装置。
【請求項２２】
前記研磨ヘッドは複数設けられていることを特徴とする請求項１１乃至１５および請求項１７および請求項１８および請求項２０および請求項２１のいずれか一項に記載の研磨装置。
【請求項２３】
基板を保持し、該基板を回転させる基板保持部と、
研磨具を前記基板の裏面に接触させて前記基板の裏面を研磨する研磨ヘッドと、
前記基板の裏面を流体を介して非接触に吸引するベルヌーイチャックとを備え、
前記基板保持部は、複数のローラーを備え、
前記複数のローラーは、各ローラーの軸心を中心に回転可能に構成されており、
前記複数のローラーは、前記基板の周縁部に接触可能な基板保持面を有し、
前記研磨ヘッドおよび前記ベルヌーイチャックは、前記基板保持面よりも下方に配置されていることを特徴とする研磨装置。
【請求項２４】
前記研磨装置は、前記研磨ヘッドを並進回転運動させる並進回転運動機構をさらに備えていることを特徴とする請求項２３に記載の研磨装置。
【請求項２５】
前記研磨装置は、前記基板保持部を並進回転運動させる並進回転運動機構をさらに備えていることを特徴とする請求項２３に記載の研磨装置。
【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研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、メモリー回路、ロジック回路、イメージセンサ（例えばＣＭＯＳセンサー）などのデバイスは、より高集積化されつつある。これらのデバイスを形成する工程においては、微粒子や塵埃などの異物がデバイスに付着することがある。デバイスに付着した異物は、配線間の短絡や回路の不具合を引き起こしてしまう。したがって、デバイスの信頼性を向上させるために、デバイスが形成されたウェーハを洗浄して、ウェーハ上の異物を除去することが必要とされる。
【０００３】
ウェーハの裏面（非デバイス面）にも、上述したような微粒子や粉塵などの異物が付着することがある。このような異物がウェーハの裏面に付着すると、ウェーハが露光装置のステージ基準面から離間したりウェーハ表面がステージ基準面に対して傾き、結果として、パターニングのずれや焦点距離のずれが生じることとなる。このような問題を防止するために、ウェーハの裏面に付着した異物を除去することが必要とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１２２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の研磨ユニットは、基板回転機構によってウェーハを回転させながらウェーハ表面の研磨を行う（例えば、特許文献１参照）。基板回転機構は、ウェーハの周縁部を把持する複数のチャックと、これらチャックを介してウェーハを回転させる環状の中空モータとを備えている。ウェーハは、チャックによって被研磨面を上向きにして水平に保持され、中空モータによってウェーハの軸心を中心にチャックと共に回転される。研磨具を備えた研磨ヘッドは、ウェーハの上側に配置され、回転するチャックと接触しないようにするために、チャックによって把持されたウェーハの周縁部よりも内側に配置される。そのため、ウェーハの表面の最外部は研磨されず、ウェーハの表面の最外部は別途、エッジ研磨用のユニットで研磨する必要があった。
【０００６】
上記研磨ユニットは、例えばウェーハの表面を研磨し、洗浄し、乾燥させる一連の工程を行うことができる基板処理システムに設けられる。このような基板処理システムでは、複数のウェーハは、その裏面が下を向いた状態で、ウェーハカセット内に収容されている。そのため、研磨ユニットでウェーハの裏面を研磨しようとする場合、ウェーハをウェーハカセットから研磨ユニットに搬送する過程でウェーハを反転させる必要があった。また、研磨されたウェーハをウェーハカセットに戻す前に、ウェーハを再度反転させる必要があった。しかしながら、このようにウェーハを反転させるときに、空気中の不純物がウェーハに付着しやすい。また、ウェーハを反転させる工程が繰り返されるので全体の処理時間が増え、かつウェーハを反転させる反転機が必要となるため、基板処理システムの構成も複雑になるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上述した従来の問題点を解決するためになされたもので、基板の裏面が下を向いた状態で、最外部を含む基板の裏面全体を効率的に研磨することができる研磨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】
【０００８】
上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、基板を保持し、該基板を回転させる基板保持部と、砥粒を表面に有する研磨テープを前記基板の裏面に接触させて前記基板の裏面を研磨する研磨ヘッドと、前記研磨テープをその長手方向に送るテープ送り装置と、前記研磨ヘッドを並進回転運動させる並進回転運動機構とを備え、前記基板保持部は、複数のローラーを備え、前記複数のローラーは、各ローラーの軸心を中心に回転可能に構成されており、前記複数のローラーは、前記基板の周縁部に接触可能な基板保持面を有し、前記研磨ヘッドは、前記基板保持面よりも下方に配置されており、前記研磨ヘッドは、前記研磨テープを前記基板の裏面に対して押し付ける研磨ブレードと、前記研磨ブレードを上方に押し上げる加圧機構とを備えていることを特徴とする研磨装置である。
【０００９】
本発明の好ましい態様は、前記研磨ブレードは、前記研磨テープの進行方向に対して斜めに延びていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記研磨ヘッドは、前記研磨ブレードを傾動可能に支持する球面軸受を備えていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記研磨ヘッドは、前記研磨ブレードの上縁を覆う軟質材を備えていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記研磨ブレードは、前記基板の半径よりも長いことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記研磨ブレードは複数の研磨ブレードであり、かつ前記加圧機構は複数の加圧機構であり、前記複数の加圧機構は、互いに独立して動作可能に構成されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記複数の研磨ブレードは、直線状に並んでいることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記複数の研磨ブレードの全体は、前記基板の半径よりも長いことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記複数の研磨ブレードは、前記基板保持部の軸心から異なる距離に配置されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記研磨装置は、前記研磨ヘッドを平行移動させる研磨ヘッド移動機構をさらに備えていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の一態様は、基板を保持し、該基板を回転させる基板保持部と、研磨具を前記基板の裏面に接触させて前記基板の裏面を研磨する研磨ヘッドと、前記基板保持部を並進回転運動させる並進回転運動機構とを備え、前記基板保持部は、複数のローラーを備え、前記複数のローラーは、各ローラーの軸心を中心に回転可能に構成されており、前記複数のローラーは、前記基板の周縁部に接触可能な基板保持面を有し、前記研磨ヘッドは、前記研磨具を上方に押し上げる加圧機構を備え、前記研磨ヘッドは、前記基板保持面よりも下方に配置されていることを特徴とする研磨装置である。
【００１１】
本発明の好ましい態様は、前記研磨具は、砥粒を表面に有する研磨テープであり、前記研磨装置は、前記研磨テープをその長手方向に送るテープ送り装置をさらに備えており、前記研磨ヘッドは、前記研磨テープを前記基板の裏面に対して押し付ける研磨ブレードをさらに備えており、前記加圧機構は、前記研磨ブレードを上方に押し上げるように該研磨ブレードに連結されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記研磨ブレードは、前記研磨テープの進行方向に対して斜めに延びていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記研磨ヘッドは、前記研磨ブレードを傾動可能に支持する球面軸受を備えていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記研磨ヘッドは、前記研磨ブレードの上縁を覆う軟質材を備えていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記研磨ブレードは、前記基板の直径よりも長いことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記研磨ブレードは複数の研磨ブレードであり、かつ前記加圧機構は複数の加圧機構であり、前記複数の加圧機構は、互いに独立して動作可能に構成されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記複数の研磨ブレードは、直線状に並んでいることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記複数の研磨ブレードの全体は、前記基板の直径よりも長いことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記複数の研磨ブレードは、前記基板保持部の軸心から異なる距離に配置されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記研磨具は複数の研磨具であり、かつ前記加圧機構は複数の加圧機構であり、前記複数の加圧機構は、互いに独立して動作可能に構成されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記研磨ヘッドは複数設けられていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の一態様は、基板を保持し、該基板を回転させる基板保持部と、研磨具を前記基板の裏面に接触させて前記基板の裏面を研磨する研磨ヘッドと、前記基板の裏面を流体を介して非接触に吸引するベルヌーイチャックとを備え、前記基板保持部は、複数のローラーを備え、前記複数のローラーは、各ローラーの軸心を中心に回転可能に構成されており、前記複数のローラーは、前記基板の周縁部に接触可能な基板保持面を有し、前記研磨ヘッドおよび前記ベルヌーイチャックは、前記基板保持面よりも下方に配置されていることを特徴とする研磨装置である。
【００１３】
本発明の好ましい態様は、前記研磨装置は、前記研磨ヘッドを並進回転運動させる並進回転運動機構をさらに備えていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記研磨装置は、前記基板保持部を並進回転運動させる並進回転運動機構をさらに備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、研磨ヘッドが基板保持部に接触することなく、最外部を含む基板の裏面全体を研磨することができる。結果として、基板の裏面の最外部をエッジ研磨用のユニットで研磨する必要がなくなり、研磨工程を減らすことができる。また、基板を反転させる必要がなくなるため、基板への空気中の不純物の付着を防止し、かつ全体の処理時間を減らすことができる。さらに、エッジ研磨用のユニットや基板を反転させる反転機が不要となるため、基板処理システムの構成を単純化し、費用を削減することができる。
【００１５】
さらに本発明によれば、研磨ヘッドは、基板の下側に配置され、研磨装置は、研磨ヘッドまたは基板保持部を並進回転運動させながら基板の裏面を研磨するので、研磨具と基板との相対速度を確保することができる。特に、このような並進回転運動は、基板の中心部において、基板と研磨具との相対速度を大きくすることができる。結果として、研磨装置は、基板の裏面が下を向いた状態で、効率的に基板の裏面を研磨することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】研磨装置の一実施形態を示す模式図である。
【図２】基板保持部の詳細を示す模式図である。
【図３】図２に示すローラー回転機構を示す平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】ローラーの上部の拡大図である。
【図６】基板保持面の他の実施形態を示す模式図である。
【図７】第１アクチュエータおよび第２アクチュエータがモータ駆動型アクチュエータから構成された一実施形態を示す図である。
【図８】研磨テープの一例を示す模式図である。
【図９】研磨テープの他の一例を示す模式図である。
【図１０】研磨テープ供給機構の他の実施形態を示す模式図である。
【図１１】研磨テープ供給機構のさらに他の実施形態を示す模式図である。
【図１２】研磨ヘッドの配置を示す平面図である。
【図１３】図１２の矢印Ｂで示す方向から見た図である。
【図１４】研磨ヘッドの他の実施形態を示す模式図である。
【図１５】研磨ヘッドのさらに他の実施形態を示す模式図である。
【図１６】研磨ヘッドのさらに他の実施形態を示す模式図である。
【図１７】研磨ヘッドのさらに他の実施形態を模式的に示す平面図である。
【図１８】図１７に示す研磨ヘッドを横から見た模式図である。
【図１９】複数のエアバッグとエアバッグガイドの組み合わせを示す模式図である。
【図２０】研磨ヘッドのさらに他の実施形態を示す模式図である。
【図２１】研磨装置の他の実施形態を示す模式図である。
【図２２】図２１の研磨ヘッドと基板保持部を上から見た模式図である。
【図２３】研磨装置の他の実施形態を模式的に示す平面図である。
【図２４】図２３を横から見た模式図である。
【図２５】図２４に示す矢印Ｅから見た模式図である。
【図２６】研磨装置の他の実施形態を模式的に示す平面図である。
【図２７】図２６に示す研磨ヘッドを横から見た模式図である。
【図２８】研磨ヘッドのさらに他の実施形態を示す模式図である。
【図２９】図２６乃至図２８に示す研磨ヘッドの他の実施形態を示す部分拡大図である。
【図３０】図２９の他の実施形態を示す部分拡大図である。
【図３１】図２３乃至図３０に示す研磨装置の他の実施形態を模式的に示す平面図である。
【図３２】図３１に示す研磨ヘッドを横から見た図である。
【図３３】研磨ヘッドのさらに他の実施形態を示す模式図である。
【図３４】研磨装置の他の実施形態を模式的に示す平面図である。
【図３５】複数のベルヌーイチャックの１つを示す模式図である。
【図３６】研磨装置の他の実施形態を模式的に示す平面図である。
【図３７】図３６に示す静圧支持ステージを横から見た図である。
【図３８】研磨装置を備えた基板処理システムの一実施形態を模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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は、研磨装置の一実施形態を示す模式図である。図１に示す研磨装置は、基板の一例であるウェーハＷを保持し、その軸心を中心として回転させる基板保持部１０と、研磨具としての研磨テープ３１をこの基板保持部１０に保持されたウェーハＷの第１の面１に接触させてウェーハＷの第１の面１を研磨する研磨ヘッド５０と、研磨テープ３１を研磨ヘッド５０に供給する研磨テープ供給機構４１と、研磨ヘッド５０および研磨テープ供給機構４１を並進回転運動させる並進回転運動機構６０とを備えている。
【００１８】
基板保持部１０は、ウェーハＷの周縁部に接触可能な複数のローラー１１を備えている。研磨ヘッド５０は、基板保持部１０に保持されているウェーハＷの下側に配置されている。並進回転運動機構６０は、研磨ヘッド５０および研磨テープ供給機構４１の下方に配置されており、研磨ヘッド５０および研磨テープ供給機構４１は並進回転運動機構６０に連結されている。図１では、基板保持部１０の一部の図示は省略されている。
【００１９】
本実施形態では、ウェーハＷの第１の面１は、デバイスが形成されていない、またはデバイスが形成される予定がないウェーハＷの裏面、すなわち非デバイス面である。第１の面１とは反対側のウェーハＷの第２の面２は、デバイスが形成されている、またはデバイスが形成される予定である面、すなわちデバイス面である。本実施形態では、ウェーハＷは、その第１の面１が下向きの状態で、基板保持部１０に水平に保持される。
【００２０】
図２は、基板保持部１０の詳細を示す模式図であり、図３は、図２に示すローラー回転機構１２を示す平面図である。基板保持部１０は、ウェーハＷの周縁部に接触可能な複数のローラー１１と、これらローラー１１をそれぞれの軸心を中心に回転させるローラー回転機構１２とを備えている。本実施形態では、４つのローラー１１が設けられている。５つ以上のローラー１１を設けてもよい。ウェーハＷの周縁部に接触しているときの（すなわちウェーハＷを保持しているときの）上記複数のローラー１１は、基板保持部１０の軸心ＣＰから同じ距離にある。
【００２１】
ローラー回転機構１２は、４つのローラー１１のうちの２つを連結する第１ベルト１４Ａと、第１ベルト１４Ａで連結された２つのローラー１１のうちの一方に連結された第１モータ１５Ａと、第１モータ１５Ａを支持する第１モータ支持体２５Ａと、第１ベルト１４Ａで連結された２つのローラー１１を回転可能に支持する第１ローラー台１６Ａと、４つのローラー１１のうちの他の２つを連結する第２ベルト１４Ｂと、第２ベルト１４Ｂで連結された２つのローラー１１のうちの一方に連結された第２モータ１５Ｂと、第２モータ１５Ｂを支持する第２モータ支持体２５Ｂと、第２ベルト１４Ｂで連結された２つのローラー１１を軸受２４Ｂを介して回転可能に支持する第２ローラー台１６Ｂとを備える。第１ローラー台１６Ａは、上側第１ローラー台１７Ａと、下側第１ローラー台１７Ｂとを備えている。第１モータ１５Ａおよび第１ベルト１４Ａは第１ローラー台１６Ａの下方に配置され、第２モータ１５Ｂおよび第２ベルト１４Ｂは第２ローラー台１６Ｂの下方に配置されている。第１モータ１５Ａは、第１モータ支持体２５Ａを介して第１ローラー台１６Ａに固定されている。第２モータ１５Ｂは、第２モータ支持体２５Ｂを介して第２ローラー台１６Ｂの下面に固定されている。
【００２２】
図４は、図３のＡ−Ａ線断面図である。図４に示すように、第１ローラー台１６Ａは、第１ベルト１４Ａで連結された２つのローラー１１を軸受２４Ａ（図２参照）を介して回転可能に支持する下側第１ローラー台１７Ｂと、下側第１ローラー台１７Ｂに固定されたピボット軸１７Ｃと、ピボット軸１７Ｃを軸受２４Ｃを介して回転可能に支持する上側第１ローラー台１７Ａとを備えている。上側第１ローラー台１７Ａと下側第１ローラー台１７Ｂは、ピボット軸１７Ｃを介して互いに連結されている。図３に示すように、ピボット軸１７Ｃは、第１ベルト１４Ａで連結された２つのローラー１１の間に位置している。図２に示すように、第１モータ１５Ａは、第１モータ支持体２５Ａを介して下側第１ローラー台１７Ｂの下面に固定されている。したがって、第１ベルト１４Ａ、第１ベルト１４Ａで連結された２つのローラー１１、下側第１ローラー台１７Ｂ、第１モータ１５Ａ、および第１モータ支持体２５Ａは一体に、ピボット軸１７Ｃを中心に回転可能である。
【００２３】
ローラー回転機構１２は、４つのローラー１１を同じ方向に同じ速度で回転させるように構成されている。ウェーハＷの第１の面１の研磨中、ウェーハＷの周縁部は、ローラー１１によって把持される。ウェーハＷは水平に保持され、ローラー１１の回転によってウェーハＷはその軸心を中心に回転される。ウェーハＷの第１の面１の研磨中、４つのローラー１１はそれぞれの軸心を中心に回転するが、ローラー１１自体の位置は静止している。
【００２４】
４つのローラー１１の下部にはプーリー２２がそれぞれ固定されている。第１ベルト１４Ａは、４つのローラー１１のうちの２つに固定されたプーリー２２に掛けられ、第２ベルト１４Ｂは他の２つのローラー１１に固定されたプーリー２２に掛けられている。第１モータ１５Ａおよび第２モータ１５Ｂは同じ速度で同じ方向に回転するように構成されている。したがって、４つのローラー１１は、同じ速度で同じ方向に回転することができる。
【００２５】
図３に示すように、ローラー回転機構１２は、第１ローラー台１６Ａの上側第１ローラー台１７Ａに連結された第１アクチュエータ１８Ａと、第２ローラー台１６Ｂに連結された第２アクチュエータ１８Ｂをさらに備えている。第１アクチュエータ１８Ａは、第１ローラー台１６Ａに支持されている２つのローラー１１を矢印で示すように水平方向に移動させる。同様に、第２アクチュエータ１８Ｂは、第２ローラー台１６Ｂに支持されている他の２つのローラー１１を矢印で示すように水平方向に移動させる。すなわち、第１アクチュエータ１８Ａおよび第２アクチュエータ１８Ｂは、２組のローラー１１（本実施形態では各組は２つのローラー１１からなる）を互いに近づく方向および離間する方向に移動させるように構成されている。第１アクチュエータ１８Ａおよび第２アクチュエータ１８Ｂは、エアシリンダまたはモータ駆動型アクチュエータなどから構成することができる。図２および図３に示す実施形態では、第１アクチュエータ１８Ａおよび第２アクチュエータ１８Ｂはエアシリンダから構成されている。第１アクチュエータ１８Ａおよび第２アクチュエータ１８Ｂは、ベースプレート２３の下面に固定されている。
【００２６】
ローラー１１は、ベースプレート２３を貫通して上方に延びている。ベースプレート２３の下面には第１直動ガイド２６Ａおよび第２直動ガイド２６Ｂが固定されている。第１直動ガイド２６Ａの可動部は上側第１ローラー台１７Ａに連結されており、第２直動ガイド２６Ｂの可動部は第２ローラー台１６Ｂに連結されている。２つの直動ガイド２６Ａ，２６Ｂは、ローラー１１の動きを水平方向への直線運動に制限する。
【００２７】
２組のローラー１１が互いに近づく方向に移動すると、ウェーハＷは４つのローラー１１によって保持される。４つのローラー１１のうちの２つはピボット軸１７Ｃの周りを回転可能であるので、４つのローラー１１がウェーハＷを保持しているとき、上記２つのローラー１１の位置が自動的に調整される。２組のローラー１１が互いに離れる方向に移動すると、ウェーハＷは４つのローラー１１から解放される。本実施形態では、基板保持部１０の軸心ＣＰの周りに配列された４つのローラー１１が設けられているが、ローラー１１の数は４つに限定されない。例えば、３つのローラー１１を１２０度の角度で等間隔で軸心ＣＰの周りに配列し、それぞれのローラー１１に対して、アクチュエータを１つずつ設けるようにしてもよい。一実施形態では、３つのローラー１１を１２０度の角度で等間隔で軸心ＣＰの周りに配列し、３つのローラー１１のうちの２つを第１ベルト１４Ａで連結し、第１ベルト１４Ａで連結された２つのローラー１１と、第１ベルト１４Ａで連結されていないローラー１１に対して、アクチュエータを１つずつ設けてもよい。
【００２８】
図５は、ローラー１１の上部の拡大図である。ローラー１１は、ウェーハＷの周縁部に接触可能な円筒状の基板保持面１１ａと、基板保持面１１ａに接続され、かつ基板保持面１１ａから下方に傾斜するテーパー面１１ｂとを有している。テーパー面１１ｂは円錐台形状を有しており、基板保持面１１ａよりも大きな直径を有している。ウェーハＷは、まず、図示しない搬送装置によりテーパー面１１ｂ上に載置され、その後ローラー１１がウェーハＷに向かって移動することによりウェーハＷの周縁部が基板保持面１１ａに保持される。ローラー１１がウェーハＷを解放するときは、ローラー１１がウェーハＷから離れる方向に移動することにより、ウェーハＷの周縁部が基板保持面１１ａから離れ、テーパー面１１ｂに支持される（図５の点線参照）。図示しない搬送装置は、テーパー面１１ｂ上のウェーハＷを取り出すことができる。
【００２９】
一実施形態では、図６に示すように、基板保持面１１ａは、内側にくびれた形状を有していてもよい。このような形状を有した基板保持面１１ａは、図５に示す円筒状の基板保持面１１ａに比べて、研磨中のウェーハＷの傾きや、ウェーハＷの垂直方向への高さおよび動きを制限することができる。
【００３０】
図７は、第１アクチュエータ１８Ａおよび第２アクチュエータ１８Ｂがモータ駆動型アクチュエータから構成された一実施形態を示す図である。特に説明しない本実施形態の構成は、図２乃至図６を参照して説明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。第１アクチュエータ１８Ａは、第１サーボモータ１９Ａと、第１ローラー台１６Ａに連結された第１ボールねじ機構２０Ａとを備える。第２アクチュエータ１８Ｂは、第２サーボモータ１９Ｂと、第２ローラー台１６Ｂに連結された第２ボールねじ機構２０Ｂとを備える。サーボモータ１９Ａ，１９Ｂは、ボールねじ機構２０Ａ，２０Ｂにそれぞれ接続されている。サーボモータ１９Ａ，１９Ｂがボールねじ機構２０Ａ，２０Ｂを駆動すると、２組のローラー１１が互いに近づく方向および離間する方向に移動する。
【００３１】
サーボモータ１９Ａ，１９Ｂは、アクチュエータコントローラー２１に電気的に接続されている。アクチュエータコントローラー２１は、サーボモータ１９Ａ，１９Ｂの動作を制御することによって、ウェーハＷの研磨時のローラー１１の位置を精密に制御することができる。さらに、ピボット軸１７Ｃの周りを２つのローラー１１が回転可能であるので、ウェーハＷを保持しているときのローラー１１の位置を調整することができる。本実施形態では、基板保持部１０の軸心ＣＰの周りに配列された４つのローラー１１が設けられているが、ローラー１１の数は４つに限定されない。例えば、３つのローラー１１を１２０度の角度で等間隔で軸心ＣＰの周りに配列し、それぞれのローラー１１に対して、アクチュエータを１つずつ設けるようにしてもよい。一実施形態では、３つのローラー１１を１２０度の角度で等間隔で軸心ＣＰの周りに配列し、３つのローラー１１のうちの２つを第１ベルト１４Ａで連結し、第１ベルト１４Ａで連結された２つのローラー１１と、第１ベルト１４Ａで連結されていないローラー１１に対して、アクチュエータを１つずつ設けてもよい。
【００３２】
図１に示すように、基板保持部１０に保持されたウェーハＷの下方には、ウェーハＷの第１の面１にリンス液（例えば純水、またはアルカリ性の薬液）を供給するリンス液供給ノズル２７が配置されている。このリンス液供給ノズル２７は、図示しないリンス液供給源に接続されている。リンス液供給ノズル２７は、ウェーハＷの第１の面１の中心Ｏ１を向いて配置されている。リンス液は、リンス液供給ノズル２７からウェーハＷの第１の面１に供給され、遠心力によりリンス液はウェーハＷの第１の面１上を広がる。リンス液は、ウェーハＷの第１の面１上を半径方向外側に流れ、これにより研磨屑をウェーハＷの第１の面１から除去することができる。
【００３３】
基板保持部１０に保持されたウェーハＷの上方には、ウェーハＷの第２の面２に保護液（例えば純水）を供給する保護液供給ノズル２８が配置されている。保護液供給ノズル２８は、図示しない保護液供給源に接続されている。保護液供給ノズル２８はウェーハＷの第２の面２の中心を向いて配置されている。保護液は、保護液供給ノズル２８からウェーハＷの第２の面２の中心に供給され、遠心力により保護液はウェーハＷの第２の面２上を広がる。保護液は、ウェーハＷの研磨で生じた研磨屑や異物を含むリンス液がウェーハＷの第２の面２に回り込んでウェーハＷの第２の面に付着することを防止する。その結果、ウェーハＷの第２の面２を清浄に保つことができる。
【００３４】
図１に示すように、並進回転運動機構６０は、モータ６２と、モータ６２に固定されたクランクシャフト７０と、テーブル６９と、基台７１と、複数の偏心継手６５とを備えている。モータ６２は、基台７１の下側に配置され、基台７１の下面に固定されている。クランクシャフト７０は、基台７１を貫通して上方に延びている。テーブル６９は、複数の偏心継手６５およびクランクシャフト７０を介して基台７１に連結されている。テーブル６９は、複数の軸受６７を介して複数の偏心継手６５に連結されており、さらに軸受６８を介してクランクシャフト７０に連結されている。基台７１は、複数の軸受７５を介して複数の偏心継手６５に接続されている。図１では２つの偏心継手６５のみが描かれているが、並進回転運動機構６０は、少なくとも２つの偏心継手６５を備えている。
【００３５】
クランクシャフト７０の先端は、モータ６２の軸心から距離ｅだけ偏心している。よって、モータ６２が作動すると、テーブル６９は半径ｅの円運動を行う。本明細書において、円運動は、対象物が円軌道上を移動する運動と定義される。テーブル６９は、複数の偏心継手６５によって支持されているので、テーブル６９が円運動を行っているとき、テーブル６９自体は回転しない。複数の偏心継手６５の偏心量は、テーブル６９の偏心量と同じである。このようなテーブル６９の運動は、並進回転運動とも呼ばれる。本明細書において、対象物自体は回転せずに、対象物が円軌道上を移動する運動は、並進回転運動と定義される。研磨ヘッド５０および研磨テープ供給機構４１は、テーブル６９に固定されている。よって、並進回転運動機構６０が作動すると、研磨ヘッド５０および研磨テープ供給機構４１は、一体に（同期して）並進回転運動を行う。
【００３６】
本実施形態では、研磨具として、砥粒を表面に有する研磨テープ３１が使用されている。図８は、研磨テープ３１の一例を示す模式図である。図８に示す研磨テープ３１は、基材テープ３３と、研磨層３５とを有する。基材テープ３３の表面は、研磨層３５で覆われている。研磨層３５は、砥粒３７と、砥粒３７を保持するバインダ（樹脂）３９とを有する。研磨テープ３１の研磨面３１ａは、研磨層３５の露出面から構成されている。図９は、研磨テープ３１の他の一例を示す模式図である。図９に示す研磨テープ３１は、基材テープ３３と、研磨層３５と、これらの間に位置する弾性層４０とを有する。弾性層４０は、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリエステル、またはナイロンからなる不織布、もしくはシリコーンゴムなどの弾性材料から構成されている。
【００３７】
図１に戻って、研磨ヘッド５０は、基板保持面１１ａよりも下方に配置され、かつ上向きに配置されている。研磨ヘッド５０は、研磨テープ３１をウェーハＷの第１の面１に対して押し付ける研磨ブレード５５と、研磨ブレード５５を上方に押し上げる加圧機構５２と、加圧機構５２を支持する支持部材７９を備えている。支持部材７９は並進回転運動機構６０のテーブル６９に固定されており、研磨ヘッド５０の全体はテーブル６９と一体に並進回転運動を行うことが可能となっている。支持部材７９は図示しない通孔を有しており、研磨テープ３１はこの通孔を通って延びている。
【００３８】
研磨テープ供給機構４１は、研磨テープ３１を供給するテープ巻き出しリール４３と、研磨テープ３１を回収するテープ巻き取りリール４４とを備えている。テープ巻き出しリール４３およびテープ巻き取りリール４４は、それぞれテンションモータ４３ａ，４４ａに連結されている。これらテンションモータ４３ａ，４４ａは、リールベース４２に固定されており、所定のトルクをテープ巻き出しリール４３およびテープ巻き取りリール４４に与えることにより、研磨テープ３１に所定のテンションをかけることができる。リールベース４２は、並進回転運動機構６０のテーブル６９に固定されており、研磨テープ供給機構４１の全体はテーブル６９と一体に並進回転運動を行うことが可能となっている。
【００３９】
テープ巻き出しリール４３とテープ巻き取りリール４４との間には、研磨テープ３１をその長手方向に送るテープ送り装置４６が設けられている。このテープ送り装置４６は、研磨テープ３１を送るテープ送りローラー４８と、研磨テープ３１をテープ送りローラー４８に対して押し付けるニップローラー４９と、テープ送りローラー４８を回転させるテープ送りモータ４７とを備えている。研磨テープ３１はニップローラー４９とテープ送りローラー４８との間に挟まれている。テープ送りモータ４７がテープ送りローラー４８を図１の矢印で示す方向に回転させると、研磨テープ３１はテープ巻き出しリール４３から研磨ブレード５５を経由してテープ巻き取りリール４４に送られる。研磨テープ３１を送る速度は、テープ送りモータ４７の回転速度を変化させることによって変更できる。一実施形態では、研磨テープ３１を送る方向は、図１の矢印で示す方向の逆方向としてもよい（テープ巻き出しリール４３とテープ巻き取りリール４４の配置を入れ替えてもよい）。この場合も、テープ送り装置４６はテープ巻き取りリール４４側に設置される。
【００４０】
研磨テープ３１は、研磨テープ３１の研磨面３１ａがウェーハＷの第１の面１を向くように研磨ブレード５５の上面に供給される。本明細書では、研磨テープ３１の研磨面３１ａは、研磨ブレード５５の上側に位置し、ウェーハＷの第１の面１に押し付けられる面と定義される。
【００４１】
研磨装置は、研磨テープ３１を支持する複数のガイドローラー５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄをさらに備えている。研磨テープ３１はこれらガイドローラー５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄにより、研磨ブレード５５および加圧機構５２を囲むように案内される。研磨ヘッド５０は、研磨ブレード５５によって研磨テープ３１をその裏側からウェーハＷの第１の面１に押し付けることでウェーハＷの第１の面１を研磨する。研磨ヘッド５０の上部に配置されたガイドローラー５３ｂ，５３ｃは、ウェーハＷの第１の面１と平行な方向に研磨テープ３１が進行するように研磨テープ３１をガイドする。
【００４２】
テープ送り装置４６およびガイドローラー５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄは、図示しない保持部材に固定されており、この保持部材は並進回転運動機構６０のテーブル６９に固定されている。したがって、並進回転運動機構６０が動作すると、研磨ヘッド５０、研磨テープ供給機構４１、テープ送り装置４６、およびガイドローラー５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄは、一体に（すなわち同期して）並進回転運動を行う。
【００４３】
一実施形態では、図１０に示すように、テープ巻き出しリール４３をテープ巻き取りリール４４よりも外側にずらして配置してもよい。このような配置により、ウェーハＷの研磨で生じた研磨屑や異物を含むリンス液がテープ巻き取りリール４４から落下しても、テープ巻き出しリール４３に付着することを防ぐことができる。これにより研磨前の研磨テープ３１の汚染を防止することができる。さらに一実施形態では、図１１に示すように、テープ巻き出しリール４３とテープ巻き取りリール４４の間に隔壁４５を設けてもよい。隔壁４５は、リールベース４２に固定される。図１１に示す実施形態においても、テープ巻き取りリール４４から落下した研磨屑や異物を含むリンス液がテープ巻き出しリール４３に付着することを防ぐことができる。テープ巻き取りリール４４からリンス液を速やかに除去するために、隔壁４５は傾斜していることが好ましい。
【００４４】
図１２は、研磨ヘッド５０の配置を示す平面図であり、図１３は、図１２の矢印Ｂで示す方向から見た図である。図１２に示すように、研磨ヘッド５０は、研磨ブレード５５の一部がウェーハＷの周縁部から外側にはみ出すように配置されている。すなわち、基板保持部１０の軸心ＣＰから研磨ブレード５５の最外端までの距離ｄ１は、ローラー１１がウェーハＷを保持しているときの軸心ＣＰから各ローラー１１の基板保持面１１ａまでの距離ｄ２よりも長い。本実施形態では、研磨ブレード５５はウェーハＷの半径よりも長く、研磨ブレード５５の上縁は丸みを帯びた断面形状を有している。より具体的には、研磨ブレード５５の一端はウェーハＷの周縁部から外側にはみ出ており、他端はウェーハＷの第１の面１の中心Ｏ１（すなわち基板保持部１０の軸心ＣＰ）を越えて延びている。これにより、研磨ブレード５５は、研磨テープ３１をウェーハＷの第１の面１の中心Ｏ１から最外部まで接触させることができる。研磨ブレード５５は、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等の樹脂材料から構成することができる。一実施形態では、研磨ブレード５５はウェーハＷの直径よりも長くてもよい。
【００４５】
ウェーハＷの研磨中、ウェーハＷはローラー１１によって回転される。全てのローラー１１は各軸心を中心に回転するが、これらローラー１１の位置は固定されている。したがって、研磨ブレード５５の一部がウェーハＷの周縁部からはみ出ていても、ローラー１１は研磨ブレード５５に接触しない。ウェーハＷの研磨中、研磨ブレード５５を含む研磨ヘッド５０は、並進回転運動機構６０によって並進回転運動される。この並進回転運動によって、研磨ヘッド５０は、ウェーハＷに対して相対運動を行い、研磨テープ３１とウェーハＷの第１の面１との接触点（以下、研磨点という）における研磨テープ３１とウェーハＷとの相対速度を確保する。特に、並進回転運動機構６０は、ウェーハＷの中心部において、ウェーハＷと研磨テープ３１との相対速度を大きくすることができる。研磨ヘッド５０は、並進回転運動したときに、ローラー１１に接触しない位置に配置されている。結果として、研磨テープ３１は、最外部を含むウェーハＷの第１の面１の全体を研磨することが可能となる。
【００４６】
図１２に示すように、研磨ブレード５５は、研磨テープ３１の進行方向（矢印Ｃで示す）に対して斜めに延びている。本実施形態では、研磨テープ３１の進行方向Ｃは、研磨テープ３１の長手方向に一致する。さらに、研磨ブレード５５は、研磨テープ３１からはみ出さない限りにおいて、研磨テープ３１の全幅に亘って延びている。研磨ブレード５５を研磨テープ３１の進行方向Ｃ（研磨テープ３１の長手方向）に対して斜めに傾けることによって、研磨テープ３１の進行方向の下流側（本実施形態の場合、ウェーハＷの外周側）でも未使用の研磨テープ３１をウェーハＷに接触させることができる。結果として、研磨によって劣化した研磨テープ３１が使用されることに起因する研磨レートの低下を防ぐことができる。
【００４７】
図１３に示すように、研磨ブレード５５は、保持パッド５６の表面に設けられ、上方に突起している。保持パッド５６は、バックプレート５７の表面に固定されている。加圧機構５２は、バックプレート５７の下方に配置されており、バックプレート５７の下面に連結されている。加圧機構５２は、研磨ブレード５５、保持パッド５６、およびバックプレート５７を一体に上昇および下降させることが可能に構成されている。ウェーハＷの研磨中は、加圧機構５２は、研磨ブレード５５、保持パッド５６、およびバックプレート５７を上方に押し上げ、研磨ブレード５５の上縁で研磨テープ３１をウェーハＷの第１の面１に押し付けて研磨することが可能となる。研磨ブレード５５は、その上縁が丸みを帯びた断面形状を有するため、研磨テープ３１と研磨ブレード５５との接触抵抗を減らすことができる。研磨待機状態（研磨をしていない状態）では、加圧機構５２は、研磨ブレード５５、保持パッド５６、およびバックプレート５７を下降させ、研磨テープ３１をウェーハＷの第１の面１から離す。
【００４８】
一実施形態では、加圧機構５２はエアシリンダから構成される。エアシリンダからなる加圧機構５２は、バックプレート５７に連結されるピストンロッド５２ａと、気体が供給されることによってピストンロッド５２ａを押し下げる第１圧力室５２ｂと、気体が供給されることによってピストンロッド５２ａを押し上げる第２圧力室５２ｃとを備えている。第１圧力室５２ｂおよび第２圧力室５２ｃに供給される気体の圧力は、図示しない圧力レギュレータによって制御される。圧力レギュレータの一例として、電空レギュレータが挙げられる。圧力レギュレータにより、研磨テープ３１に対する一定の押圧力を得ることができる。
【００４９】
一実施形態では、研磨具は、研磨テープ３１に代えて、砥石などの固定砥粒であってもよい。この場合、固定砥粒はバックプレート５７の表面に固定されてもよく、研磨ブレード５５の表面に固定されてもよい。研磨ヘッド５０は、固定砥粒をウェーハＷの第１の面１に接触させてウェーハＷの第１の面１を研磨することができる。
【００５０】
さらに一実施形態では、固定砥粒は、バックプレート５７の表面に環状に固定されてもよい。この場合、研磨ヘッド５０は図示しない回転機構を備え、回転機構は、バックプレート５７に連結され、固定砥粒およびバックプレート５７は、回転機構によって回転可能に構成される。研磨ヘッド５０は、固定砥粒を回転させながらウェーハＷの第１の面１に接触させてウェーハＷの第１の面１を研磨することができる。
【００５１】
次に、本実施形態の研磨装置の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１に示す動作制御部１８０によって制御される。動作制御部１８０は、基板保持部１０、研磨ヘッド５０、研磨テープ供給機構４１、テープ送り装置４６、および並進回転運動機構６０に電気的に接続されている。基板保持部１０、リンス液供給ノズル２７、保護液供給ノズル２８、研磨ヘッド５０、研磨テープ供給機構４１、テープ送り装置４６、および並進回転運動機構６０の動作は動作制御部１８０によって制御される。動作制御部１８０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。
【００５２】
研磨されるウェーハＷは、第１の面１が下向きの状態で、基板保持部１０のローラー１１により保持され、さらにウェーハＷの軸心を中心に回転される。具体的には、基板保持部１０は、ウェーハＷの第１の面１が下向きの状態で複数のローラー１１をウェーハＷの周縁部に接触させながら、複数のローラー１１をそれぞれの軸心を中心に回転させることで、ウェーハＷを回転させる。次に、リンス液供給ノズル２７からウェーハＷの第１の面１にリンス液が供給され、保護液供給ノズル２８からウェーハＷの第２の面２に保護液が供給される。リンス液は、ウェーハＷの第１の面１上を半径方向外側に流れ、保護液は、遠心力によりウェーハＷの第２の面２の全体に広がる。
【００５３】
動作制御部１８０は、研磨テープ供給機構４１およびテープ送り装置４６を駆動し、所定のテンションを掛けながら研磨テープ３１をその長手方向に所定の速度で進行させる。そして、並進回転運動機構６０は、研磨ヘッド５０、研磨テープ供給機構４１、ガイドローラー５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ、およびテープ送り装置４６を並進回転運動させながら、研磨ヘッド５０は研磨テープ３１をウェーハＷの第１の面１に接触させ、リンス液の存在下でウェーハＷの第１の面１を研磨する。具体的には、加圧機構５２は、研磨ブレード５５を上方に押し上げ、研磨ブレード５５は研磨テープ３１の研磨面３１ａをウェーハＷの第１の面１に押し付けることによって、ウェーハＷの第１の面１の全体を研磨する。研磨装置は、ウェーハＷの研磨中、リンス液および保護液を常にウェーハＷに供給し続ける。
【００５４】
上述のように、研磨ブレード５５の一端はウェーハＷの周縁部から外側にはみ出ており、他端はウェーハＷの第１の面１の中心Ｏ１を越えて延びているため、研磨ブレード５５は、研磨テープ３１をウェーハＷの第１の面１の中心Ｏ１から最外部まで接触させることができる。ウェーハＷの研磨中、ローラー１１の位置は静止しているので、ローラー１１は研磨ブレード５５に接触しない。さらに、研磨ブレード５５を含む研磨ヘッド５０は並進回転運動するため、ウェーハＷの中心部においても研磨テープ３１とウェーハＷとの相対速度を大きくすることができる。結果として、研磨テープ３１は、最外部を含むウェーハＷの第１の面１の全体を高い研磨レートで研磨することが可能となる。
【００５５】
予め設定された時間が経過した後、加圧機構５２は、研磨ブレード５５を下降させ、研磨テープ３１をウェーハＷの第１の面１から離す。その後、動作制御部１８０は、基板保持部１０、リンス液供給ノズル２７、保護液供給ノズル２８、研磨ヘッド５０、研磨テープ供給機構４１、テープ送り装置４６、および並進回転運動機構６０の動作を停止させ、ウェーハＷの研磨を終了する。
【００５６】
図１４は、研磨ヘッド５０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１乃至図１３を参照して説明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。本実施形態では、研磨ヘッド５０は、研磨ブレード５５、保持パッド５６、およびバックプレート５７を傾動可能に支持する球面軸受５８を備えている。加圧機構５２のピストンロッド５２ａは、球面軸受５８を介してバックプレート５７に連結されている。
【００５７】
図１４に示す実施形態によれば、研磨ブレード５５は球面軸受５８によって多方向に傾動可能に支持されている。したがって、ウェーハＷの反りおよび／または撓みがある場合であっても、研磨ブレード５５はその姿勢（すなわち角度）をウェーハＷの第１の面１の形状に沿って変えることができる。結果として、研磨ブレード５５は、均一な押圧力で研磨テープ３１をウェーハＷに押し付けることができる。
【００５８】
図１５は、研磨ヘッド５０のさらに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１乃至図１３を参照して説明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。本実施形態では、研磨ヘッド５０は、研磨ブレード５５を覆う軟質材５９を備えている。軟質材５９は、研磨ブレード５５の少なくとも上縁を覆うように設けられている。軟質材５９で覆われた研磨ブレード５５は、より均一な押圧力で研磨テープ３１をウェーハＷに押し付けることができる。軟質材５９の一例として、シリコーンスポンジが挙げられる。本実施形態に係る軟質材５９は、図１４に示す球面軸受５８と組み合わせて使用してもよい。
【００５９】
図１６は、研磨ヘッド５０のさらに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１乃至図１３を参照して説明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。本実施形態における研磨ヘッド５０は、加圧機構５２として、エアバッグ８２とエアバッグガイド８３の組み合わせを備えている。エアバッグ８２は、バックプレート５７の下側に配置されており、エアバッグガイド８３は、エアバッグ８２の側面および下面を囲むように配置されている。エアバッグガイド８３は、研磨ヘッド５０のフレーム（図示せず）に固定されている。
【００６０】
図１６に示すように、エアバッグ８２に気体を供給するとエアバッグ８２が膨らむ。エアバッグ８２の下方向および横方向への膨張は、エアバッグガイド８３によって制限されるので、エアバッグ８２は上方向に膨らみ、研磨ブレード５５、保持パッド５６、およびバックプレート５７を押し上げる。エアバッグ８２から気体を抜くと、研磨ブレード５５、保持パッド５６、およびバックプレート５７は下降し、研磨テープ３１はウェーハＷの第１の面１から離れる。本実施形態においても、ウェーハＷの形状に沿って研磨ブレード５５の角度を変えることができる。したがって、研磨ブレード５５は、均一な押圧力で研磨テープ３１をウェーハＷに押し付けることができる。エアバッグ８２に供給される気体の圧力は、図示しない圧力レギュレータによって制御される。圧力レギュレータの一例として、電空レギュレータが挙げられる。圧力レギュレータにより、研磨テープ３１に対する一定の押圧力を得ることができる。
【００６１】
図１７は、研磨ヘッド５０のさらに他の実施形態を模式的に示す平面図であり、図１８は、図１７に示す研磨ヘッド５０を横から見た模式図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図１乃至図１３を参照して説明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。本実施形態の研磨ヘッド５０は、複数の研磨ブレード５５、複数の保持パッド５６、複数のバックプレート５７、および複数の加圧機構５２を備えている。複数の研磨ブレード５５は、直線状に並んで配置されており、複数の研磨ブレード５５の全体が研磨テープ３１の進行方向に対して斜めに延びている。複数の研磨ブレード５５は、基板保持部１０の軸心ＣＰから異なる距離に配置されている。本実施形態においても、基板保持部１０の軸心ＣＰから複数の研磨ブレード５５の全体の最外端までの距離ｄ１は、ローラー１１がウェーハＷを保持しているときの軸心ＣＰから各ローラー１１の基板保持面１１ａまでの距離ｄ２よりも長い。複数の研磨ブレード５５の全体は、ウェーハＷの半径よりも長い。直線状に並ぶ複数の研磨ブレード５５の全体の一方の端部は、ウェーハＷの周縁部から外側にはみ出ており、他方の端部は、ウェーハＷの第１の面１の中心Ｏ１（すなわち基板保持部１０の軸心ＣＰ）を越えて延びている。一実施形態では、複数の研磨ブレード５５の全体はウェーハＷの直径よりも長くてもよい。本実施形態において、各加圧機構５２は、エアシリンダから構成されている。
【００６２】
ウェーハＷの中心部と外周部には、研磨テープ３１とウェーハＷとの相対速度に差が存在する。その結果、ウェーハＷの第１の面１の中心部と外周部で研磨レートに差が生じることが起こり得る。本実施形態によれば、複数の加圧機構５２は、互いに独立して動作可能に構成されている。したがって、複数の研磨ブレード５５から研磨テープ３１に加えられる押圧力をそれぞれの加圧機構５２で調整することができる。例えば、ウェーハＷの中心部に配置されている研磨ブレード５５は第１の押圧力を研磨テープ３１に加え、ウェーハＷの外周部に配置されている研磨ブレード５５は、第１の押圧力よりも小さな第２の押圧力を研磨テープ３１に加えることで、ウェーハＷの第１の面１の中心部と外周部との間での研磨レートの差を小さくすることができる。結果として、本実施形態の研磨ヘッド５０は、ウェーハＷの第１の面１の全体の研磨レートを均一にすることができる。本実施形態の研磨ヘッド５０は、図１４を参照して説明した球面軸受５８、および／または図１５を参照して説明した軟質材５９を備えていてもよい。
【００６３】
一実施形態では、図１９に示すように、複数の加圧機構５２は、エアシリンダに代えて、互いに独立して動作可能な複数のエアバッグ８２と、これらエアバッグ８２をそれぞれ収容する複数のエアバッグガイド８３とを備えてもよい。
【００６４】
図２０は、研磨ヘッド５０のさらに他の実施形態を模式的に示す平面図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図１７および図１８を参照して説明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。図２０に示すように、複数の研磨ブレード５５は、基板保持部１０の軸心ＣＰから異なる距離に配置されている点で、図１７に示す実施形態と同じであるが、図２０に示す複数の研磨ブレード５５は、一直線上に並んでいない点で異なっている。本実施形態においても、基板保持部１０の軸心ＣＰから複数の研磨ブレード５５の全体の最外端までの距離ｄ１は、ローラー１１がウェーハＷを保持しているときの軸心ＣＰからの各ローラー１１の基板保持面１１ａまでの距離ｄ２よりも長い。
【００６５】
複数の研磨ブレード５５は、研磨テープ３１の進行方向Ｃ（すなわち研磨テープ３１の長手方向）に沿って連続的に配列されており、かつ研磨テープ３１の進行方向Ｃに垂直な方向に沿って連続的に配列されている。本実施形態の複数の研磨ブレード５５のそれぞれは、研磨テープ３１の進行方向Ｃに対して斜めに延びている。研磨テープ３１の進行方向Ｃから見たとき、複数の研磨ブレード５５は、隙間なく連続している。
【００６６】
複数の研磨ブレード５５は、一直線上には並んでいないが、これら研磨ブレード５５は、基板保持部１０の軸心ＣＰから異なる距離に位置しているので、ウェーハＷが回転しているとき、ウェーハＷの第１の面１の各領域は、複数の研磨ブレード５５のいずれかを通過する。したがって、研磨ブレード５５は、研磨テープ３１をウェーハＷの第１の面１の全面に押し付けることができる。追加の研磨ブレードを上記複数の研磨ブレード５５のうちのいずれかと同じ軸心ＣＰからの距離に配置してもよい。ウェーハＷの第１の面１のある領域は、上記追加の研磨ブレードと、同じ半径位置にある研磨ブレート５５の２つを通過するので、その領域での研磨レートが増加する。一実施形態では、複数の加圧機構５２は、エアシリンダに代えて、図１９を参照して説明した互いに独立して動作可能な複数のエアバッグ８２と、これらエアバッグ８２をそれぞれ収容する複数のエアバッグガイド８３とを備えてもよい。
【００６７】
図２１は、研磨装置の他の実施形態を示す模式図であり、図２２は、図２１の研磨ヘッド５０と基板保持部１０を上から見た模式図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図１乃至図１３を参照して説明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。本実施形態の研磨ブレード５５は、ウェーハＷの半径よりも短い。そのため、ガイドローラー５３ｂからガイドローラー５３ｃまでの距離Ｄを小さくすることができる。その結果、研磨点でのガイドローラー５３ｂ，５３ｃによる研磨テープ３１の拘束力を強固にすることができる。本実施形態の研磨ヘッド５０は、図１４を参照して説明した球面軸受５８、および／または図１５を参照して説明した軟質材５９を備えていてもよい。一実施形態では、研磨ブレード５５を研磨テープ３１の進行方向Ｃに対して垂直に配置してもよい。このような配置にすることにより、ガイドローラー５３ｂからガイドローラー５３ｃまでの距離Ｄをさらに小さくすることができる。その結果、研磨点でのガイドローラー５３ｂ，５３ｃによる研磨テープ３１の拘束力をさらに強固にすることができる。
【００６８】
研磨テープ３１をウェーハＷの第１の面１の中心Ｏ１から最外部まで接触させるために、本実施形態の研磨装置は、研磨ヘッド５０を基板保持部１０に対して相対的に平行移動させる研磨ヘッド移動機構９１を備えている。研磨ヘッド移動機構９１は、研磨ヘッド５０をウェーハＷの第１の面１の中心Ｏ１と第１の面１の最外部との間で移動させるように構成されている。
【００６９】
本実施形態では、基台７１の下面には複数の直動ガイド９５が固定されており、基台７１は複数の直動ガイド９５に支持されている。複数の直動ガイド９５は設置面９７に配置されている。基台７１は研磨ヘッド移動機構９１によって移動され、直動ガイド９５は、基台７１の動きをウェーハＷの半径方向への直線運動に制限する。
【００７０】
研磨ヘッド移動機構９１は、ボールねじ機構９３と、ボールねじ機構９３を駆動するモータ９４とを備えている。モータ９４としてサーボモータを使用することができる。基台７１は、ボールねじ機構９３のねじ軸９３ｂに連結されている。研磨ヘッド移動機構９１を作動させると、研磨ヘッド５０、研磨テープ供給機構４１、テープ送り装置４６、ガイドローラー５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ、および並進回転運動機構６０が一体にウェーハＷの半径方向に移動する。
【００７１】
ウェーハＷの研磨中、並進回転運動機構６０は研磨ヘッド５０を並進回転運動させながら、研磨ヘッド移動機構９１は研磨ヘッド５０の研磨ブレード５５をウェーハＷの第１の面１の中心Ｏ１と第１の面１の最外部との間で移動させる。研磨ヘッド移動機構９１は、動作制御部１８０に電気的に接続されており、研磨ヘッド移動機構９１の動作は、動作制御部１８０によって制御される。一実施形態では、研磨ヘッド５０は、加圧機構５２として、図１６を参照して説明したエアバッグ８２とエアバッグガイド８３の組み合わせを備えていてもよい。
【００７２】
具体的な動作は次の通りである。研磨ヘッド移動機構９１は、研磨ヘッド５０をウェーハＷの第１の面１の中心Ｏ１の下方に移動させる。次に、並進回転運動機構６０は研磨ヘッド５０を並進回転運動させながら、研磨ヘッド５０は研磨テープ３１をウェーハＷの第１の面１に接触させ、リンス液の存在下でウェーハＷの第１の面１の研磨を開始する。さらに、研磨ヘッド５０が研磨テープ３１でウェーハＷの第１の面１を研磨しながら、研磨ヘッド移動機構９１は、並進回転運動機構６０および研磨ヘッド５０をウェーハＷの半径方向外側に移動させる。一実施形態では、動作制御部１８０は、並進回転運動機構６０および研磨ヘッド５０の移動速度、並進回転運動の回転速度、加圧機構５２による研磨ブレード５５の押圧力、および／または研磨テープ３１を送る速度を変化させながら、研磨ヘッド移動機構９１によって並進回転運動機構６０および研磨ヘッド５０を移動させてもよい。
【００７３】
研磨ブレード５５がウェーハＷの第１の面１の最外部に到達したとき、動作制御部１８０はウェーハＷの研磨を終了させる。一実施形態では、研磨ヘッド移動機構９１は、研磨ブレード５５をウェーハＷの第１の面１の最外部と中心Ｏ１との間で往復させてもよい。このような動作により、研磨テープ３１は、最外部を含むウェーハＷの第１の面１の全体を研磨することが可能となる。
【００７４】
図２３は、研磨装置の他の実施形態を模式的に示す平面図であり、図２４は、図２３を横から見た模式図であり、図２５は、図２４に示す矢印Ｅから見た模式図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図１乃至図１３を参照して説明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。本実施形態では、研磨ヘッド５０の位置は固定されている。先に述べた実施形態における支持部材７９は設けられていない。研磨ヘッド５０は、図示しない固定部材に固定されている。
【００７５】
研磨テープ供給機構４１のテープ巻き出しリール４３およびテープ巻き取りリール４４は、基板保持部１０の両側に配置されている。テープ送り装置４６は、基板保持部１０とテープ巻き取りリール４４との間に配置されている。本実施形態では、研磨テープ３１は、ガイドローラー５３ｂ，５３ｃによってその進行をガイドされる。
【００７６】
本実施形態の研磨装置は、基板保持部１０を並進回転運動させる並進回転運動機構６０を備えている。並進回転運動機構６０は、基板保持部１０の下側に配置されている。並進回転運動機構６０のテーブル６９は、複数の連結部材７７を介してベースプレート２３の下面に固定されている。よって、基板保持部１０は、テーブル６９とともに並進回転運動を行う。本実施形態の研磨装置は、ウェーハＷの研磨中、研磨ヘッド５０の位置を固定したままウェーハＷおよび基板保持部１０の全体を並進回転運動させる。
【００７７】
図２３に示すように、基板保持部１０の軸心ＣＰから研磨ブレード５５の最外端までの距離ｄ１は、ローラー１１がウェーハＷを保持しているときの軸心ＣＰから各ローラー１１の基板保持面１１ａまでの距離ｄ２よりも長い。本実施形態では、研磨ブレード５５はウェーハＷの直径よりも長く、研磨ブレード５５の両端部はウェーハＷの周縁部から外側にはみ出ている。このような構成を持つ研磨ブレード５５は、研磨テープ３１を回転するウェーハＷの第１の面１の全体に接触させることができる。結果として、研磨テープ３１は、最外部を含むウェーハＷの第１の面１の全体を研磨することが可能となる。研磨ヘッド５０は、基板保持部１０の全体が並進回転運動しているときにローラー１１に接触しない位置に配置されている。
【００７８】
本実施形態の研磨ヘッド５０は、図１４を参照して説明した球面軸受５８、および／または図１５を参照して説明した軟質材５９を備えていてもよい。一実施形態では、研磨ヘッド５０は、加圧機構５２として、図１６を参照して説明したエアバッグ８２とエアバッグガイド８３の組み合わせを備えていてもよい。
【００７９】
具体的な動作は次の通りである。基板保持部１０はウェーハＷを回転させながら、動作制御部１８０は研磨テープ供給機構４１およびテープ送り装置４６を駆動し、所定のテンションを掛けながら研磨テープ３１をその長手方向に所定の速度で進行させる。そして、並進回転運動機構６０はウェーハＷおよび基板保持部１０を並進回転運動させながら、研磨ヘッド５０は研磨テープ３１をウェーハＷの第１の面１に接触させ、リンス液の存在下でウェーハＷの第１の面１を研磨する。具体的には、加圧機構５２は、研磨ブレード５５を上方に押し上げ、研磨ブレード５５は研磨テープ３１の研磨面３１ａをウェーハＷの第１の面１に押し付けることによって、ウェーハＷの第１の面１の全体を研磨する。研磨装置は、ウェーハＷの研磨中、リンス液および保護液を常にウェーハＷに供給し続ける。
【００８０】
一実施形態では、ウェーハＷの研磨中、ウェーハＷの並進回転運動の回転速度をウェーハＷの自身の軸心を中心とした回転速度よりも大きくしてもよい。ウェーハＷの並進回転運動の回転速度をウェーハＷの自身の軸心を中心とした回転速度よりも大きくすることによって、ウェーハＷの第１の面１の中心部と外周部における研磨レートの差を小さくすることができる。
【００８１】
図２６は、研磨装置の他の実施形態を模式的に示す平面図であり、図２７は、図２６に示す研磨ヘッド５０を横から見た模式図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図２３乃至図２５を参照して説明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。本実施形態の研磨ヘッド５０は、複数の研磨ブレード５５、複数の保持パッド５６、複数のバックプレート５７、および複数の加圧機構５２を備えている。複数の研磨ブレード５５は直線状に並んで配置されており、複数の研磨ブレード５５の全体が研磨テープ３１の進行方向に対して斜めに延びている。複数の研磨ブレード５５は、基板保持部１０の軸心ＣＰから異なる距離に配置されている。基板保持部１０の軸心ＣＰから複数の研磨ブレード５５の全体の最外端までの距離ｄ１は、ローラー１１がウェーハＷを保持しているときの軸心ＣＰから各ローラー１１の基板保持面１１ａまでの距離ｄ２よりも長い。複数の研磨ブレード５５の全体は、ウェーハＷの直径よりも長い。直線状に並ぶ複数の研磨ブレード５５の両端部は、ウェーハＷの周縁部から外側にはみ出ている。複数の加圧機構５２は、互いに独立して動作可能に構成されている。本実施形態の研磨ヘッド５０は、図１４を参照して説明した球面軸受５８、および／または図１５を参照して説明した軟質材５９を備えていてもよい。さらに一実施形態では、複数の加圧機構５２は、エアシリンダに代えて、図１９を参照して説明した互いに独立して動作可能な複数のエアバッグ８２と、これらエアバッグ８２をそれぞれ収容する複数のエアバッグガイド８３とを備えてもよい。
【００８２】
図２８は、研磨ヘッド５０のさらに他の実施形態を模式的に示す平面図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図２６および図２７を参照して説明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。図２８に示すように、複数の研磨ブレード５５は、基板保持部１０の軸心ＣＰから異なる距離に配置されている。本実施形態においても、基板保持部１０の軸心ＣＰから複数の研磨ブレード５５の全体の最外端までの距離ｄ１は、ローラー１１がウェーハＷを保持しているときの軸心ＣＰからの各ローラー１１の基板保持面１１ａまでの距離ｄ２よりも長い。
【００８３】
複数の研磨ブレード５５は、研磨テープ３１の進行方向Ｃ（すなわち研磨テープ３１の長手方向）に沿って隙間をあけて配列されており、かつ研磨テープ３１の進行方向Ｃに垂直な方向に沿って連続的に配列されている。本実施形態の複数の研磨ブレード５５のそれぞれは、研磨テープ３１の進行方向Ｃに対して斜めに延びている。研磨テープ３１の進行方向Ｃから見たとき、複数の研磨ブレード５５は、隙間なく連続している。
【００８４】
複数の研磨ブレード５５は、一直線上には並んでいないが、これら研磨ブレード５５は、基板保持部１０の軸心ＣＰから異なる距離に位置しているので、ウェーハＷが回転しているとき、ウェーハＷの第１の面１の各領域は、複数の研磨ブレード５５のいずれかを通過する。したがって、研磨ブレード５５は、研磨テープ３１をウェーハＷの第１の面１の全面に押し付けることができる。
【００８５】
追加の研磨ブレード５５’を上記複数の研磨ブレード５５のうちのいずれかと同じ軸心ＣＰからの距離に配置してもよい。ウェーハＷの第１の面１のある領域は、上記追加の研磨ブレード５５’と、同じ半径位置にある研磨ブレート５５の２つを通過するので、その領域での研磨レートが増加する。図２８に示す実施形態では、外側の２つの研磨ブレード５５と同じ半径位置に２つの追加の研磨ブレード５５’が配置されている。したがって、ウェーハＷの第１の面１の外周部は、中心部よりも高い研磨レートで研磨される。
【００８６】
図２９は、図２６乃至図２８を参照して説明した研磨ヘッド５０の他の実施形態を示す部分拡大図である。図２９に示すように、本実施形態の研磨ヘッド５０は、隣接する２つの加圧機構５２の間に配置されたガイドローラー５３ｅ，５３ｆ，５３ｇを備えている。ガイドローラー５３ｇはガイドローラー５３ｅ，５３ｆの間に配置されており、かつガイドローラー５３ｅ，５３ｆの下方に位置している。
【００８７】
ガイドローラー５３ｅ，５３ｆ，５３ｇは、隣接する２つの研磨ブレード５５の間を延びる研磨テープ３１を支持することによって、研磨テープ３１の位置ずれやテープ外れ、テープ折れ等を防止することができる。一実施形態では、図３０に示すように、ガイドローラー５３ｇに変えてテープ送り装置４６を配置してもよい。この場合、図２４に示すテープ送り装置４６は不要になる。図３０に示す実施形態においても、研磨テープ３１の位置ずれやテープ外れ、テープ折れ等を防止することができる。
【００８８】
図３１は、図２３乃至図３０を参照して説明した研磨装置の他の実施形態を模式的に示す平面図であり、図３２は図３１に示す研磨ヘッド５０を横から見た図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図２３乃至図３０を参照して説明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。本実施形態では、研磨装置は、ウェーハＷの第１の面１を研磨するための第１研磨ヘッド５０Ａおよび第２研磨ヘッド５０Ｂを備えている。さらに、研磨装置は、第１研磨ヘッド５０Ａおよび第２研磨ヘッド５０Ｂに研磨テープ３１をそれぞれ供給するための第１研磨テープ供給機構４１Ａおよび第２研磨テープ供給機構４１Ｂと、研磨テープ３１をその長手方向に送る第１テープ送り装置４６Ａおよび第２テープ送り装置４６Ｂを備えている。
【００８９】
第１研磨ヘッド５０Ａおよび第２研磨ヘッド５０Ｂの構成は、図２６および図２７を参照して説明した実施形態における研磨ヘッド５０の構成と基本的に同じであり、第１研磨テープ供給機構４１Ａおよび第２研磨テープ供給機構４１Ｂの構成は、図１を参照して説明した実施形態における研磨テープ供給機構４１の構成と基本的に同じであり、第１テープ送り装置４６Ａおよび第２テープ送り装置４６Ｂの構成は、図１を参照して説明した実施形態におけるテープ送り装置４６の構成と基本的に同じである。同一の構成要素には同一の符号を付して、その重複する説明を省略する。
【００９０】
第１テープ送り装置４６Ａは、第１研磨ヘッド５０Ａと第１研磨テープ供給機構４１Ａとの間に配置されており、第２テープ送り装置４６Ｂは、第２研磨ヘッド５０Ｂと第２研磨テープ供給機構４１Ｂとの間に配置されている。研磨ヘッド５０Ａ，５０Ｂは直線状に並んで配置されており、互いに独立して動作可能に構成されている。それぞれの研磨テープ３１はその研磨面３１ａがウェーハＷの第１の面１に接触しながら図３１の矢印Ｃ，Ｃ’で示す方向に、すなわち、ウェーハＷの中心部から外周部に向かって送られる。これにより、ウェーハＷの研磨で生じた研磨屑をウェーハＷの中心部からウェーハＷの外側へ効率よく排出させることができる。一実施形態では、図３１の矢印Ｃ，Ｃ’で示す方向の逆方向としてもよい（各テープ巻き出しリール４３と各テープ巻き取りリール４４の配置を入れ替えてもよい）。研磨ヘッド５０Ａ，５０Ｂのそれぞれは、少なくとも１つの研磨ブレード５５、保持パッド５６、バックプレート５７、および加圧機構５２を備えている。研磨ヘッド５０Ａの複数の研磨ブレード５５は、基板保持部１０の軸心ＣＰから異なる距離に配置されている。同様に、研磨ヘッド５０Ｂの複数の研磨ブレード５５は、基板保持部１０の軸心ＣＰから異なる距離に配置されている。基板保持部１０の軸心ＣＰから複数の研磨ブレード５５の全体の最外端までの距離ｄ１は、ローラー１１がウェーハＷを保持しているときの軸心ＣＰから各ローラー１１の基板保持面１１ａまでの距離ｄ２よりも長い。研磨ヘッド５０Ａの研磨ブレード５５の全体は、ウェーハＷの直径よりも短い。同様に、研磨ヘッド５０Ｂの研磨ブレード５５の全体も、ウェーハＷの直径よりも短い。したがって、本実施形態においても、図２３乃至図２５を参照して説明した実施形態と比較して、研磨テープ３１の位置ずれやテープ外れ、テープ折れ等を防止することができる。本実施形態では、複数の研磨具として、複数の研磨テープ３１が用いられている。一実施形態では、複数の研磨具は複数の固定砥粒であってもよい。この場合、固定砥粒はバックプレート５７の表面に固定されてもよく、研磨ブレード５５の表面に固定されてもよい。
【００９１】
図３３は、研磨ヘッド５０Ａ，５０Ｂのさらに他の実施形態を模式的に示す平面図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図３１および図３２を参照して説明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。図３３に示すように、研磨ヘッド５０Ａ，５０Ｂの複数の研磨ブレード５５は、基板保持部１０の軸心ＣＰから異なる距離に配置されている。本実施形態においても、基板保持部１０の軸心ＣＰから複数の研磨ブレード５５の全体の最外端までの距離ｄ１は、ローラー１１がウェーハＷを保持しているときの軸心ＣＰからの各ローラー１１の基板保持面１１ａまでの距離ｄ２よりも長い。
【００９２】
複数の研磨ブレード５５は、研磨テープ３１の進行方向Ｃ，Ｃ’（すなわち研磨テープ３１の長手方向）に沿って隙間をあけて配列されており、かつ研磨テープ３１の進行方向Ｃ，Ｃ’に垂直な方向に沿って連続的に配列されている。本実施形態の複数の研磨ブレード５５のそれぞれは、研磨テープ３１の進行方向Ｃ，Ｃ’に対して斜めに延びている。研磨テープ３１の進行方向Ｃ，Ｃ’から見たとき、複数の研磨ブレード５５は、隙間なく連続している。
【００９３】
複数の研磨ブレード５５は、一直線上には並んでいないが、これら研磨ブレード５５は、基板保持部１０の軸心ＣＰから異なる距離に位置しているので、ウェーハＷが回転しているとき、ウェーハＷの第１の面１の各領域は、複数の研磨ブレード５５のいずれかを通過する。したがって、研磨ブレード５５は、研磨テープ３１をウェーハＷの第１の面１の全面に押し付けることができる。
【００９４】
追加の研磨ブレード５５’を上記複数の研磨ブレード５５のうちのいずれかと同じ軸心ＣＰからの距離に配置してもよい。ウェーハＷの第１の面１のある領域は、上記追加の研磨ブレード５５’と、同じ半径位置にある研磨ブレート５５の２つを通過するので、その領域での研磨レートが増加する。図３３に示す実施形態では、外側の２つの研磨ブレード５５と同じ半径位置に２つの追加の研磨ブレード５５’が配置されている。したがって、ウェーハＷの第１の面１の外周部は、中心部よりも高い研磨レートで研磨される。
【００９５】
図３４は、研磨装置の他の実施形態を模式的に示す平面図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図１乃至図３３を参照して説明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。本実施形態の研磨装置は、ウェーハＷの第１の面１を流体を介して非接触に吸引する少なくとも１つのベルヌーイチャック８７を備えている。図３４に示す実施形態では、研磨装置は複数のベルヌーイチャック８７を備えているが、ベルヌーイチャック８７の数は１つでもよい。本明細書において、ベルヌーイチャック８７は、流体を噴出することで、ベルヌーイの定理を利用して吸引力を発生させるチャックと定義される。
【００９６】
図３５は、複数のベルヌーイチャック８７の１つを示す模式図である。ベルヌーイチャック８７は、基板保持面１１ａ（図５および図６参照）よりも下方に配置され、かつその吸引面８７ａを上向きに配置されている。ベルヌーイチャック８７は、吸引面８７ａに流体（例えば、ドライエア、不活性ガス等の気体、または純水等の液体）を供給する流体供給管８７ｂと、流体供給管８７ｂに設けられたアクチュエータ駆動型弁８７ｃを備える。アクチュエータ駆動型弁８７ｃは動作制御部１８０に電気的に接続されており、アクチュエータ駆動型弁８７ｃの動作は、動作制御部１８０によって制御される。アクチュエータ駆動型弁８７ｃの例としては、電動弁、電磁弁が挙げられる。
【００９７】
動作制御部１８０がアクチュエータ駆動型弁８７ｃを開くと、流体は、流体供給管８７ｂを流れ、吸引面８７ａの外周部から外側に吐出されることによって、吸引面８７ａの中心部とウェーハＷの第１の面１との間の空間に負圧を形成する。これにより、ベルヌーイチャック８７は、吸引面８７ａの中心部に吸引力を発生させウェーハＷを吸引する。吸引面８７ａの外周部とウェーハＷの第１の面との間の空間に流体の流れが形成されるため、ベルヌーイチャック８７はウェーハＷを非接触に吸引することができる。ベルヌーイチャック８７がウェーハＷを吸引しているとき、基板保持部１０のローラー１１は、ウェーハＷを回転させることができる。
【００９８】
研磨テープ３１をウェーハＷの第１の面１に押し付けてウェーハＷの第１の面１を研磨するとき、ウェーハＷに対して上方向に研磨荷重が加わる。本実施形態では、ベルヌーイチャック８７によってウェーハＷは下方向の吸引力を受ける。このような下方向の吸引力は、ウェーハＷに加えられる上方向の荷重を相殺する。したがって、研磨ヘッド５０は、ウェーハＷを撓ませることを抑えつつ、ウェーハＷの第１の面１に研磨荷重を加えることができる。さらにウェーハＷは、ベルヌーイチャック８７の吸引面８７ａに非接触に吸引されるため、ウェーハＷの第１の面１を清浄に保ったままウェーハＷを吸引することができる。本実施形態の構成は、図１乃至図３３を参照して説明した実施形態に適用することができる。
【００９９】
図３６は、研磨装置の他の実施形態を模式的に示す平面図であり、図３７は図３６に示す静圧支持ステージ１００を横から見た図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図１乃至図３３を参照して説明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。本実施形態の研磨装置は、流体を介してウェーハＷの第２の面２を非接触に支持する静圧支持ステージ１００を備えている。
【０１００】
静圧支持ステージ１００は、ローラー１１に保持されたウェーハＷの第２の面２（第１の面１とは反対側の面）を支持する基板支持ステージの一実施形態である。本実施形態では、静圧支持ステージ１００は、ローラー１１に保持されたウェーハＷの第２の面２に流体を接触させてウェーハＷを流体で支持するように構成されている。静圧支持ステージ１００は、ローラー１１に保持されたウェーハＷの第２の面２に近接した基板支持面１０１を有している。さらに、静圧支持ステージ１００は、基板支持面１０１に形成された複数の流体噴射口１０４と、流体噴射口１０４に接続された流体供給路１０２を備えている。静圧支持ステージ１００は、基板保持部１０に保持されているウェーハＷの上方に配置され、基板支持面１０１はウェーハＷの第２の面２から僅かに離れている。流体供給路１０２は、図示しない流体供給源に接続されている。本実施形態の基板支持面１０１は四角形であるが、円形または他の形状を有していてもよい。
【０１０１】
静圧支持ステージ１００は、流体（例えば、純水などの液体）を流体供給路１０２を通じて複数の流体噴射口１０４に供給し、基板支持面１０１とウェーハＷの第２の面２との間の空間を流体で満たす。ウェーハＷは、基板支持面１０１とウェーハＷの第２の面２との間に存在する流体によって支持される。
【０１０２】
研磨テープ３１の研磨面３１ａと静圧支持ステージ１００の基板支持面１０１は、ウェーハＷに関して対称的に配置される。すなわち、研磨テープ３１の研磨面３１ａと静圧支持ステージ１００の基板支持面１０１はウェーハＷを挟むように配置されており、研磨ヘッド５０からウェーハＷに加えられる上方向の荷重は、処理ヘッド５０の真上から静圧支持ステージ１００によって支持される。
【０１０３】
したがって、研磨ヘッド５０は、ウェーハＷを撓ませることを抑えつつ、ウェーハＷの第１の面１に荷重を加えることができる。さらに静圧支持ステージ１００は、流体を介してウェーハＷの第２の面２を非接触に支持するため、ウェーハＷの第２の面２を清浄に保ったままウェーハＷを支持することができる。静圧支持ステージ１００に使用される流体としては、非圧縮性流体である純水などの液体、または空気や窒素などの圧縮性流体である気体を用いてもよい。純水が使用される場合、流体供給路１０２に接続される流体供給源として、基板処理装置が設置されている工場に設置された純水供給ラインを使用することができる。本実施形態の構成は、図１乃至図３３を参照して説明した実施形態に適用することができる。静圧支持ステージ１００は動作制御部１８０に電気的に接続されており、静圧支持ステージ１００の動作は、動作制御部１８０によって制御される。
【０１０４】
図３８は、上述した研磨装置を備えた基板処理システムの一実施形態を模式的に示す平面図である。本実施形態では、基板処理システムは、多数のウェーハが収容されたウェーハカセット（基板カセット）が載置される複数のロードポート１２２を備えたロードアンロード部１２１を有している。ロードポート１２２には、オープンカセット、ＳＭＩＦ（Standard  Manufacturing  Interface）ポッド、またはＦＯＵＰ（Front  Opening  Unified  Pod）を搭載することができるようになっている。ＳＭＩＦ、ＦＯＵＰは、内部にウェーハカセットを収納し、隔壁で覆うことにより、外部空間とは独立した環境を保つことができる密閉容器である。
【０１０５】
ロードアンロード部１２１には、ロードポート１２２の配列方向に沿って移動可能な第１の搬送ロボット（ローダー）１２３が設置されている。第１の搬送ロボット１２３はロードポート１２２に搭載されたウェーハカセットにアクセスして、ウェーハをウェーハカセットから取り出すことができるようになっている。
【０１０６】
基板処理システムは、水平方向に移動可能な第２の搬送ロボット１２６と、ウェーハが一時的に置かれる第１仮置き台１４０および第２仮置き台１４１と、研磨ユニット１２７と、基板処理システム全体の動作を制御するシステムコントローラー１３３と、研磨されたウェーハを洗浄する洗浄ユニット１７２と、洗浄されたウェーハを乾燥させる乾燥ユニット１７３とをさらに備えている。第２仮置き台１４１と洗浄ユニット１７２との間には、ウェーハを搬送するための第３の搬送ロボット１５０が配置されており、洗浄ユニット１７２と乾燥ユニット１７３との間には、ウェーハを搬送するための第４の搬送ロボット１５１が配置されている。研磨ユニット１２７は、上述した研磨装置である。
【０１０７】
次に、研磨ユニット１２７を用いてウェーハを研磨するときのウェーハの搬送ルートについて説明する。複数（例えば２５枚）のウェーハは、そのデバイス面が上を向いた状態で、ロードポート１２２のウェーハカセット（基板カセット）内に収容されている。第１の搬送ロボット１２３は、ウェーハカセットから１枚のウェーハを取り出し、ウェーハを第１仮置き台１４０に載置する。第２の搬送ロボット１２６は、ウェーハを第１仮置き台１４０から取り出し、ウェーハの裏面が下向きの状態でウェーハを研磨ユニット１２７に搬送する。上述のように、ウェーハの裏面は研磨ユニット１２７によって研磨される。第２の搬送ロボット１２６は、研磨されたウェーハを研磨ユニット１２７から取り出し、第２仮置き台１４１に載置する。第３の搬送ロボット１５０は、ウェーハを第２仮置き台１４１から取り出し、洗浄ユニット１７２に搬送する。
【０１０８】
ウェーハは、その研磨された裏面が下向きの状態で、洗浄ユニット１７２によって洗浄される。一実施形態では、洗浄ユニット１７２は、ウェーハを挟むように配置された上側ロールスポンジおよび下側ロールスポンジを備えており、洗浄液をウェーハの両面に供給しながらこれらロールスポンジでウェーハの両面を洗浄する。
【０１０９】
第４の搬送ロボット１５１は、洗浄されたウェーハを洗浄ユニット１７２から取り出し、乾燥ユニット１７３に搬送する。ウェーハは、その洗浄された裏面が下向きの状態で、乾燥ユニット１７３によって乾燥される。本実施形態では、乾燥ユニット１７３は、ウェーハをその軸心まわりに高速で回転させることによってウェーハをスピン乾燥させるように構成されている。一実施形態では、乾燥ユニット１７３は、純水ノズルおよびＩＰＡノズルをウェーハの半径方向に移動させながら、純水ノズルおよびＩＰＡノズルから純水とＩＰＡ蒸気（イソプロピルアルコールとＮ２ガスとの混合物）をウェーハの上面に供給することでウェーハを乾燥させるＩＰＡタイプであってもよい。
【０１１０】
乾燥されたウェーハは、その裏面が下向きの状態で第１の搬送ロボット１２３によりロードポート１２２のウェーハカセットに戻される。このようにして、基板処理システムは、ウェーハの裏面が下向きの状態のまま、ウェーハの研磨、洗浄、乾燥、およびロードアンロード部への搬送の一連の工程を行うことができる。
【０１１１】
本実施形態によれば、ウェーハの裏面が下向きの状態で、効率的にウェーハの裏面全体を研磨することができる。結果として、裏面研磨用にウェーハを反転させる必要がなくなるため、ウェーハへの空気中の不純物の付着を防止し、かつ全体の処理時間を減らすことができる。さらに、エッジ研磨用の研磨装置やウェーハを反転させる反転機が不要であり、基板処理システムの装置構成を単純化し、費用を削減することができる。一実施形態では、基板処理システムは、不要となったエッジ研磨用のユニットの代わりに研磨ユニット１２７をもう１台備えてもよい。研磨ユニット１２７を２台備えることによって処理枚数が倍増し、スループットを向上させることができる。
【０１１２】
上述したそれぞれの研磨装置は、研磨ヘッド５０が基板保持部１０のローラー１１に接触することなく、最外部を含むウェーハＷの第１の面１の全体を研磨することができる。結果として、ウェーハＷの第１の面１の最外部をエッジ研磨用のユニットで研磨する必要がなくなり、研磨工程を減らすことができる。
【０１１３】
さらに上述したそれぞれの研磨装置の研磨ヘッド５０は、ウェーハＷの下側に配置され、研磨装置は、研磨ヘッド５０または基板保持部１０を並進回転運動させながらウェーハＷの第１の面１を研磨するので、ウェーハＷの第１の面１が下を向いた状態で、効率的にウェーハＷの第１の面１を研磨することができる。結果として、裏面研磨用にウェーハＷを反転させる必要がなくなるため、ウェーハＷへの空気中の不純物の付着を防止し、かつ全体の処理時間を減らすことができる。
【０１１４】
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】
【０１１５】
１０      基板保持部
１１      ローラー
１１ａ    基板保持面
１１ｂ    テーパー面
１２      ローラー回転機構
１４Ａ    第１ベルト
１４Ｂ    第２ベルト
１５Ａ    第１モータ
１５Ｂ    第２モータ
１６Ａ    第１ローラー台
１６Ｂ    第２ローラー台
１７Ａ    上側第１ローラー台
１７Ｂ    下側第１ローラー台
１７Ｃ    ピボット軸
１８Ａ    第１アクチュエータ
１８Ｂ    第２アクチュエータ
１９Ａ    第１サーボモータ
１９Ｂ    第２サーボモータ
２０Ａ    第１ボールねじ機構
２０Ｂ    第２ボールねじ機構
２１      アクチュエータコントローラー
２２      プーリー
２３      ベースプレート
２４Ａ    軸受
２４Ｂ    軸受
２４Ｃ    軸受
２５Ａ    第１モータ支持体
２５Ｂ    第２モータ支持体
２６Ａ    第１直動ガイド
２６Ｂ    第２直動ガイド
２７      リンス液供給ノズル
２８      保護液供給ノズル
３１      研磨テープ
３１ａ    研磨面
３３      基材テープ
３５      研磨層
３７      砥粒
３９      バインダ
４０      弾性層
４１      研磨テープ供給機構
４２      リールベース
４３      テープ巻き出しリール
４３ａ    テンションモータ
４４      テープ巻き取りリール
４４ａ    テンションモータ
４５      隔壁
４６      テープ送り装置
４７      テープ送りモータ
４８      テープ送りローラー
４９      ニップローラー
５０      研磨ヘッド
５２      加圧機構
５２ａ    ピストンロッド
５２ｂ    第１圧力室
５２ｃ    第２圧力室
５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，５３ｅ，５３ｆ，５３ｇ    ガイドローラー
５５      研磨ブレード
５６      保持パッド
５７      バックプレート
５８      球面軸受
５９      軟質材
６０      並進回転運動機構
６２      モータ
６５      偏心継手
６７      軸受
６８      軸受
６９      テーブル
７０      クランクシャフト
７１      基台
７５      軸受
７７      連結部材
７９      支持部材
８２      エアバッグ
８３      エアバッグガイド
８７      ベルヌーイチャック
８７ａ    吸引面
８７ｂ    流体供給管
８７ｃ    アクチュエータ駆動型弁
９１      研磨ヘッド移動機構
９３      ボールねじ機構
９３ｂ    ねじ軸
９４      モータ
９５      直動ガイド
９７      設置面
１００    静圧支持ステージ
１０１    基板支持面
１０２    流体供給路
１０４    流体噴射口
１２１    ロードアンロード部
１２２    ロードポート
１２３    第１の搬送ロボット
１２６    第２の搬送ロボット
１２７    研磨ユニット
１３３    システムコントローラー
１４０    第１仮置き台
１４１    第２仮置き台
１５０    第３の搬送ロボット
１５１    第４の搬送ロボット
１７２    洗浄ユニット
１７３    乾燥ユニット
１８０    動作制御部
【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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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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