(57)【要約】      （修正有）【課題】基板のエッジ部の研磨中に、研磨テープが押圧部材に対してずれてしまうことを防止することができる研磨装置を提供する。【解決手段】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７の研磨面を基板のエッジ部に対して押し付ける押圧部材１１と、研磨テープ７の研磨面をエッジ部に対して押し付ける荷重を押圧部材１１に伝達する荷重伝達部材２７と、研磨テープ７の研磨面側に配置される押圧ローラ機構５０と、を備える。押圧ローラ機構５０は、研磨テープ７の研磨面に接触する押圧ローラ５２を有する少なくとも１つの押圧ローラユニット５１と、研磨テープ７の研磨面とは反対側の面を押圧部材１１に押し付ける付勢力を押圧ローラ５２に付与する付勢手段５４と、付勢手段５４の付勢力を調整する付勢力調整機構５３と、を備える。【選択図】図５
2019155519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持して回転させる基板保持部と、
研磨テープの研磨面を前記基板のエッジ部に対して押し付ける押圧部材と、
前記研磨テープの研磨面を前記エッジ部に対して押し付ける荷重を前記押圧部材に伝達する荷重伝達部材と、
前記研磨テープの研磨面側に配置される押圧ローラ機構と、を備え、
前記押圧ローラ機構は、
前記研磨テープの研磨面に接触する押圧ローラを有する少なくとも１つの押圧ローラユニットと、
前記研磨テープの研磨面とは反対側の面を前記押圧部材に押し付ける付勢力を前記押圧ローラに付与する付勢手段と、
前記付勢手段の付勢力を調整する付勢力調整機構と、を備えることを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
前記押圧ローラユニットは、前記研磨テープの研磨面に対する前記押圧ローラの傾斜角度を調整可能なチルト機構を有す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】
前記押圧ローラユニットは、
前記押圧ローラを回転自在に支持する軸受と、
前記軸受を支持する軸受ブロックと、
前記軸受ブロックを連結ブロックを介して支持する支持ブロックと、を備え、
前記チルト機構は、
前記連結ブロックを貫通するねじ孔と、
前記連結ブロックに形成されたねじ孔にねじ込まれて、前記軸受ブロックに接触する角度調整ねじと、を備え、
前記軸受ブロックは、前記連結ブロックに形成された突起部の上面に傾動可能に支持されており、
前記ねじ孔に対する前記角度調整ねじのねじ込み量を調整することにより、前記軸受ブロックとともに前記押圧ローラの傾斜角度が変更されることを特徴とする請求項２に記載の研磨装置。
【請求項４】
前記押圧ローラユニットは、
前記押圧ローラを回転自在に支持する軸受と、
前記軸受を支持する軸受ブロックと、
前記軸受ブロックを連結ブロックを介して支持する支持ブロックと、
前記基板の半径方向における前記押圧ローラの位置を調整可能な位置調整機構と、を有することを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項５】
前記連結ブロックは、前記支持ブロックに形成された段部に配置されており、
前記位置調整機構は、
前記支持ブロックの側面から前記段部の垂直面まで延びる横孔と、
前記横孔にねじ込まれる位置調整ねじと、を備え、
前記横孔に対する位置調整ねじのねじ込み量を調整することにより、前記連結ブロックとともに前記押圧ローラの位置が変更されることを特徴とする請求項４に記載の研磨装置。
【請求項６】
前記押圧ローラユニットは、
前記押圧ローラを回転自在に支持する軸受と、
前記軸受を支持する軸受ブロックと、
前記軸受ブロックを連結ブロックを介して支持する支持ブロックと、を有しており、
前記押圧ローラユニットは、前記連結ブロックと前記支持ブロックとの間に配置される高さ調整部材をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項７】
前記押圧ローラ機構は、前記押圧ローラユニットを支持し、前記荷重伝達部材の下方に配置されるベースブロックをさらに備え、
前記付勢力調整機構は、
前記ベースブロックを貫通して延びて、前記荷重伝達部材に固定されるねじ軸と、
前記ねじ軸に螺合する調整ナットと、を備え、
前記付勢手段は、前記ベースブロックと前記調整ナットとの間に配置された付勢ばねであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の研磨装置。
【請求項８】
前記押圧ローラ機構は、前記押圧ローラを前記研磨テープの研磨面から離間させるための離間機構をさらに備え、
前記離間機構は、前記ベースブロックの両側に固定されたピストンシリンダユニットであり、
各ピストンシリンダユニットは、
前記ベースブロックに固定されるシリンダと、
前記シリンダに供給される流体によって、該シリンダ内を移動可能なピストンと、を備え、
前記流体の圧力は、前記付勢部材が前記押圧ローラに付与する付勢力よりも大きく、
前記シリンダに前記流体を供給することにより、前記ピストンの先端が前記荷重伝達部材に接触して、前記ベースブロックとともに前記押圧ローラを下方に移動させることを特徴とする請求項７に記載の研磨装置。
【請求項９】
前記押圧ローラ機構は、
前記押圧ローラユニットを支持し、前記荷重伝達部材に固定されるベースブロックをさらに備え、
前記付勢力調整機構は、
前記ベースブロックに固定されたナットと、
前記ナットの外面に形成されたねじ溝に螺合可能な内面を有するキャップと、を備え、
前記付勢手段は、前記ナットと前記キャップとの間に配置される付勢ばねであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の研磨装置。
【請求項１０】
前記押圧ローラ機構は、前記押圧ローラを前記研磨テープの研磨面から離間させるための離間機構をさらに備え、
前記離間機構は、
前記押圧ローラユニットに固定され、下方に延びる棒状部材と、
前記ベースブロックの下方に配置された板部材と、
前記棒状部材の下端部を板部材に固定するためのストッパと、
前記板部材の両側に配置されたピストンシリンダユニットと、備え、
前記ピストンシリンダユニットは、
前記板部材に固定されるシリンダと、
前記シリンダに供給される流体によって、該シリンダ内を移動可能なピストンと、を備え、
前記流体の圧力は、前記付勢部材が前記押圧ローラに付与する付勢力よりも大きく、
前記シリンダに前記流体を供給することにより、前記ピストンの先端が前記ベースブロックに接触して、前記板部材とともに押圧ローラを下方に移動させることを特徴とする請求項９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、半導体ウェハなどの基板の周縁部を研磨する研磨装置に関し、特に研磨テープを基板のエッジ部に押し当てて該エッジ部を研磨する研磨装置に関する。
【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】
この種の研磨装置は、研磨テープの研磨面を基板の周縁部に摺接させることで基板の周縁部を研磨する（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。ここで、本明細書では、基板の周縁部を、基板の最外周に位置するベベル部と、このベベル部の径方向内側に位置するトップエッジ部およびボトムエッジ部とを含む領域として定義する。
【０００４】
図１８（ａ）および図１８（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１８（ａ）はいわゆるストレート型のウェハの断面図であり、図１８（ｂ）はいわゆるラウンド型のウェハの断面図である。図１８（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１８（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。以下の説明では、トップエッジ部を単にエッジ部という。
【０００５】
図１９（ａ）は、従来の研磨装置で基板の一例であるウェハを研磨している様子を模式的に示す図であり、図１９（ｂ）は、図１９（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。図１９（ａ）に示されるように、研磨テープ１０７は、該研磨テープ１０７がウェハＷのエッジ部と接触する接触点においてウェハＷの接線方向と平行に延びている。研磨テープ１０７の下面は、ウェハＷのエッジ部を研磨する研磨面を構成する。
【０００６】
図１９（ｂ）に示すように、研磨装置は、ウェハＷを保持して回転させる基板保持部１０１のウェハステージ１０２と、ウェハステージ１０２に保持されたウェハＷのエッジ部に研磨テープ１０７を押し付ける押圧部材１１１と、を備えている。さらに、研磨装置は、研磨テープ１０７の一端が固定される巻き出しリール（図示せず）と、研磨テープ１０７の他端が固定される巻き取りリール（図示せず）と、を備えている。研磨テープ１０７をウェハＷのエッジ部に押し付ける荷重は、荷重伝達部材１２７を介して押圧部材１１１に伝達される。押圧部材１１１は、その内部に形成された貫通孔１１１ａを有している。貫通孔１１１ａの一端は押圧部材１１１の下面で開口しており、貫通孔１１１ａの他端は真空ライン１３０に接続されている。押圧部材１１１が研磨テープ１０７の上面（すなわち、研磨面とは反対側の面）に接触した状態で貫通孔１１１ａに真空が形成されると、研磨テープ１０７の上面は押圧部材１１１の下面に保持される。
【０００７】
この研磨装置でウェハＷのエッジ部を研磨するときは、基板保持部１０１に保持されたウェハＷを回転させ、研磨テープ１０７を一定の速度で巻き出しリールから巻き取りリールに送る。この状態で、押圧部材１１１によって研磨テープ１０７をウェハＷのエッジ部に押し付けることにより、ウェハＷのエッジ部が研磨される。
【０００８】
図２０は、研磨装置で研磨されたエッジ部の理想的な断面を模式的に示す図である。図２０に示されるように、ウェハＷのエッジ部の研磨が終了したときに、ウェハＷのエッジ部には、垂直面Ｐｖと水平面Ｐｈとからなる直角の断面形状Ｓが形成されるのが好ましい。垂直面Ｐｖは、ウェハＷの上面に対して垂直に延びており、水平面Ｐｈは、ウェハＷの上面に対して平行に延びる。
【０００９】
ウェハＷの研磨中に、押圧部材１１１と研磨テープ１０７とをウェハＷの半径方向に揺動させてもよい（図１９（ａ）の矢印Ｄ参照）。ウェハＷのエッジ部の研磨中に研磨テープ１０７をウェハＷの半径方向に揺動させることにより、ウェハＷのエッジ部の研磨レートを増加させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１２−２１３８４９号公報
【特許文献２】特開２００９−２０８２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、ウェハＷのエッジ部の研磨中に、研磨テープ１０７とエッジ部との接触具合やエッジ部の形状の影響により、研磨テープ１０７が水平方向の荷重を受けることがある。研磨テープ１０７に作用する水平方向の荷重が、押圧部材１１１が真空吸引により研磨テープ１０７を保持する力よりも大きい場合は、研磨テープ１０７が押圧部材１１１に対してずれてしまうことがあった。特に、研磨テープ１０７を押圧部材１１１とともにウェハＷの半径方向に揺動させながら、ウェハＷのエッジ部を研磨する場合は、研磨テープ１０７に大きな水平方向の荷重がかかり、研磨テープ１０７が押圧部材１１１に対してずれてしまうことがあった。この場合、巻き出しリールから巻き取りリールまで送られる研磨テープ１０７の軌道が意図した軌道とは異なってしまう。
【００１２】
図２１（ａ）は、押圧部材１１１に対してウェハＷの半径方向外側または半径方向内側にずれながら送られる研磨テープによって、ウェハのエッジ部が研磨される状態を示す模式図であり、図２１（ｂ）は、押圧部材１１１に対してずれながら送られる研磨テープによって研磨されたエッジ部の断面の一例を示す模式図である。図２１（ａ）において、実線で示される研磨テープ１０７は、意図した軌道で送られる研磨テープを表し、細い一点鎖線で示される研磨テープ１０７’は、意図した軌道からずれた研磨テープの一例を示す。さらに、図２１（ａ）において、太い一点鎖線は、押圧部材１１１に対してずれながら送られる研磨テープ１０７の中心線上の一点Ｐが描く軌跡を示している。研磨テープ１０７が押圧部材１１１に対してずれないで送られる場合は、点Ｐは、ウェハＷの接線方向と平行に移動する。
【００１３】
図２１（ａ）に示されるように、研磨テープ１０７の中心線上の点Ｐは、ウェハＷのエッジ部に対して半径方向外側又は半径方向内側に不規則にずれながら移動する。このように送られる研磨テープ１０７によって、ウェハのエッジ部が研磨される場合、ウェハＷのエッジ部に、直角な断面形状Ｓ（図２０参照）を形成することができない。具体的には、図２１（ｂ）に示されるように、ウェハＷのエッジ部に形成される断面形状Ｓ’の面Ｐｖ’は、ウェハＷの半径方向外側または半径方向内側に傾斜しながら鉛直方向に延びている。このような研磨不良は、半導体デバイスの歩留まりを低下させる原因となる。
【００１４】
そこで、本発明は、基板のエッジ部の研磨中に、研磨テープが押圧部材に対してずれてしまうことを防止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】
【００１５】
本発明の一態様では、基板を保持して回転させる基板保持部と、研磨テープの研磨面を前記基板のエッジ部に対して押し付ける押圧部材と、前記研磨テープの研磨面を前記エッジ部に対して押し付ける荷重を前記押圧部材に伝達する荷重伝達部材と、前記研磨テープの研磨面側に配置される押圧ローラ機構と、を備え、前記押圧ローラ機構は、前記研磨テープの研磨面に接触する押圧ローラを有する少なくとも１つの押圧ローラユニットと、前記研磨テープの研磨面とは反対側の面を前記押圧部材に押し付ける付勢力を前記押圧ローラに付与する付勢手段と、前記付勢手段の付勢力を調整する付勢力調整機構と、を備えることを特徴とする研磨装置が提供される。
【００１６】
一実施形態では、前記押圧ローラユニットは、前記研磨テープの研磨面に対する前記押圧ローラの傾斜角度を調整可能なチルト機構を有する。
一実施形態では、前記押圧ローラユニットは、前記押圧ローラを回転自在に支持する軸受と、前記軸受を支持する軸受ブロックと、前記軸受ブロックを連結ブロックを介して支持する支持ブロックと、を備え、前記チルト機構は、前記連結ブロックを貫通するねじ孔と、前記連結ブロックに形成されたねじ孔にねじ込まれて、前記軸受ブロックに接触する角度調整ねじと、を備え、前記軸受ブロックは、前記連結ブロックに形成された突起部の上面に傾動可能に支持されており、前記ねじ孔に対する前記角度調整ねじのねじ込み量を調整することにより、前記軸受ブロックとともに前記押圧ローラの傾斜角度が変更される。
一実施形態では、前記押圧ローラユニットは、前記押圧ローラを回転自在に支持する軸受と、前記軸受を支持する軸受ブロックと、前記軸受ブロックを連結ブロックを介して支持する支持ブロックと、前記基板の半径方向における前記押圧ローラの位置を調整可能な位置調整機構と、を有する。
一実施形態では、前記連結ブロックは、前記支持ブロックに形成された段部に配置されており、前記位置調整機構は、前記支持ブロックの側面から前記段部の垂直面まで延びる横孔と、前記横孔にねじ込まれる位置調整ねじと、を備え、前記横孔に対する位置調整ねじのねじ込み量を調整することにより、前記連結ブロックとともに前記押圧ローラの位置が変更される。
【００１７】
一実施形態では、前記押圧ローラユニットは、前記押圧ローラを回転自在に支持する軸受と、前記軸受を支持する軸受ブロックと、前記軸受ブロックを連結ブロックを介して支持する支持ブロックと、を有しており、前記押圧ローラユニットは、前記連結ブロックと前記支持ブロックとの間に配置される高さ調整部材をさらに有する。
一実施形態では、前記押圧ローラ機構は、前記押圧ローラユニットを支持し、前記荷重伝達部材の下方に配置されるベースブロックをさらに備え、前記付勢力調整機構は、前記ベースブロックを貫通して延びて、前記荷重伝達部材に固定されるねじ軸と、前記ねじ軸に螺合する調整ナットと、を備え、前記付勢手段は、前記ベースブロックと前記調整ナットとの間に配置された付勢ばねである。
一実施形態では、前記押圧ローラ機構は、前記押圧ローラを前記研磨テープの研磨面から離間させるための離間機構をさらに備え、前記離間機構は、前記ベースブロックの両側に固定されたピストンシリンダユニットであり、各ピストンシリンダユニットは、前記ベースブロックに固定されるシリンダと、前記シリンダに供給される流体によって、該シリンダ内を移動可能なピストンと、を備え、前記流体の圧力は、前記付勢部材が前記押圧ローラに付与する付勢力よりも大きく、前記シリンダに前記流体を供給することにより、前記ピストンの先端が前記荷重伝達部材に接触して、前記ベースブロックとともに前記押圧ローラを下方に移動させる。
【００１８】
一実施形態では、前記押圧ローラ機構は、前記押圧ローラユニットを支持し、前記荷重伝達部材に固定されるベースブロックをさらに備え、前記付勢力調整機構は、前記ベースブロックに固定されたナットと、前記ナットの外面に形成されたねじ溝に螺合可能な内面を有するキャップと、を備え、前記付勢手段は、前記ナットと前記キャップとの間に配置される付勢ばねである。
一実施形態では、前記押圧ローラ機構は、前記押圧ローラを前記研磨テープの研磨面から離間させるための離間機構をさらに備え、前記離間機構は、前記押圧ローラユニットに固定され、下方に延びる棒状部材と、前記ベースブロックの下方に配置された板部材と、前記棒状部材の下端部を板部材に固定するためのストッパと、前記板部材の両側に配置されたピストンシリンダユニットと、備え、前記ピストンシリンダユニットは、前記板部材に固定されるシリンダと、前記シリンダに供給される流体によって、該シリンダ内を移動可能なピストンと、を備え、前記流体の圧力は、前記付勢部材が前記押圧ローラに付与する付勢力よりも大きく、前記シリンダに前記流体を供給することにより、前記ピストンの先端が前記ベースブロックに接触して、前記板部材とともに押圧ローラを下方に移動させる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、基板のエッジ部の研磨中に、押圧ローラが研磨テープの上面を押圧部材に押し付けるので、研磨テープが押圧部材に対してずれることが防止される。さらに、押圧ローラが研磨テープを押圧部材に押し付ける付勢力は、付勢力調整機構によって所望の付勢力に調整される。その結果、押圧部材に対する研磨テープのずれを抑制しつつ、研磨テープを所定の速度で基板の接線方向に送ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、研磨装置の一実施形態を模式的に示す平面図である。
【図２】図２は、図１に示す研磨装置の側面図である。
【図３】図３は、図２に示す研磨ヘッドの内部を模式的に示す図である。
【図４】図４は、位置決めローラに支持される研磨テープを示した模式図である。
【図５】図５は、一実施形態に係る押圧ローラ機構を模式的に示す図である。
【図６】図６は、図５に示す押圧ローラ機構の斜視図である。
【図７】図７は、図５のＡ−Ａ線断面図である。
【図８】図８は、図７に示す離間機構によって、押圧ローラが研磨テープの研磨面から離間された状態を示す図である。
【図９】図９は、図５のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１０】図１０は、軸受ブロックおよび押圧ローラが水平面に対して傾斜された状態を示す図である。
【図１１】図１１は、鉛直方向における押圧ローラユニットの高さを調整する高さ調整部材の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、図５のＣ―Ｃ線断面図である。
【図１３】図１３は、図１２に示される位置調整機構によって、ウェハの半径方向における押圧ローラの位置が変更された例を示す図である。
【図１４】図１４は、別の実施形態に係る押圧ローラ機構を模式的に示す図である。
【図１５】図１５は、図１４に示す離間機構によって、押圧ローラが研磨テープの研磨面から離間された状態を示す図である。
【図１６】図１６は、別の実施形態に係る研磨装置を模式的に示す平面図である。
【図１７】図１７は、図１６に示す研磨装置の側面図である。
【図１８】図１８（ａ）はストレート型のウェハの断面図であり、図１８（ｂ）はラウンド型のウェハの断面図である。
【図１９】図１９（ａ）は、従来の研磨装置で基板の一例であるウェハを研磨している様子を模式的に示す図であり、図１９（ｂ）は、図１９（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。
【図２０】図２０は、研磨装置で研磨されたエッジ部の理想的な断面を模式的に示す図である。
【図２１】図２１（ａ）は、押圧部材に対してウェハの半径方向外側または半径方向内側にずれながら送られる研磨テープによって、ウェハのエッジ部が研磨される状態を示す模式図であり、図２１（ｂ）は、押圧部材に対してずれながら送られる研磨テープによって研磨されたエッジ部の断面の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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模式的に示す平面図であり、図２は、図１に示す研磨装置の側面図である。研磨装置は、基板の一例であるウェハＷを保持し、回転させるウェハ保持部（基板保持部）１を備えている。このウェハ保持部１は、ウェハＷを保持することができるウェハステージ（基板ステージ）２と、ウェハステージ２をその軸心を中心に回転させるステージモータ３とを有する。研磨されるウェハＷは、ウェハステージ２の上面に真空吸引などにより保持され、ウェハステージ２とともにステージモータ３によって回転される。ウェハステージ２の上面は、ウェハ保持面（基板保持面）２ａとして機能する。
【００２２】
研磨装置は、研磨テープ７をウェハＷのエッジ部に押し付ける押圧部材１１を備えた研磨ヘッド１０を有している。押圧部材１１は、ウェハステージ２の上方に配置される。研磨テープ７は、ウェハＷのエッジ部を研磨するための研磨具である。研磨テープ７の一端は巻き出しリール１４に固定され、研磨テープ７の他端は巻き取りリール１５に固定されている。研磨テープ７の大部分は巻き出しリール１４と巻き取りリール１５の両方に巻かれており、研磨テープ７の一部は巻き出しリール１４と巻き取りリール１５との間を延びている。巻き出しリール１４および巻き取りリール１５は、それぞれリールモータ１７，１８によって反対方向のトルクが加えられており、これにより研磨テープ７にはテンションが付与される。
【００２３】
巻き出しリール１４と巻き取りリール１５との間には、テープ送り装置２０が配置されている。研磨テープ７は、テープ送り装置２０によって一定の速度で巻き出しリール１４から巻き取りリール１５に送られる。巻き出しリール１４と巻き取りリール１５との間を延びる研磨テープ７は第１のガイドローラ２１および第２のガイドローラ２２によって支持されている。第１のガイドローラ２１の軸方向は、第２のガイドローラ２２の軸方向と平行である。第１のガイドローラ２１および第２のガイドローラ２２によって、研磨テープ７は、ウェハＷの接線方向と平行に延びるように支持される。これら２つのガイドローラ２１，２２は巻き出しリール１４と巻き取りリール１５との間に配置されている。
【００２４】
一実施形態では、３つ以上のガイドローラによって、研磨テープ７を支持してもよい。この場合、３つ以上のガイドローラの内の２つのガイドローラが、上記した第１のガイドローラ２１および第２のガイドローラ２２として用いられる。
【００２５】
研磨ヘッド１０は、研磨テープ７をウェハＷのエッジ部に押し付ける押圧部材１１と、研磨テープ７をウェハＷに対して位置決めする２つの位置決めローラ２３，２４と、を備えている。押圧部材１１は２つの位置決めローラ２３，２４の間に位置しており、位置決めローラ２３，２４の軸方向は、第１のガイドローラ２１および第２のガイドローラ２２の軸方向と平行である。位置決めローラ２３，２４の間を延びる研磨テープ７の下面は、ウェハＷのエッジ部を研磨する研磨面を構成する。研磨テープ７の研磨面には、例えば、ダイヤモンド粒子などの砥粒が固定されている。
【００２６】
図１に示されるように、位置決めローラ２３，２４は、ウェハ保持部２のウェハ保持面２ａと平行であり、かつウェハＷの接線方向に垂直な所定の方向Ｄにおいて、ガイドローラ２１，２２よりも外側に位置している。ウェハＷのエッジ部と研磨テープ７との接触点において、位置決めローラ２３，２４間の研磨テープ７がウェハＷの接線方向に延びるように位置決めローラ２３，２４が配置されている。したがって、所定の方向Ｄは、ウェハＷのエッジ部と研磨テープ７との接触点においてウェハＷの径方向と平行である。一実施形態では、３つ以上の位置決めローラを第１のガイドローラ２１および第２のガイドローラ２２の間に配置してもよい。
【００２７】
図３は、図２に示す研磨ヘッド１０の内部を模式的に示す図である。図３では、後述する押圧ローラ機構の押圧ローラ５２のみが示されている。図３に示されるように、研磨ヘッド１０は、研磨テープ７をウェハＷのエッジ部に押し付ける上記押圧部材１１と、押圧部材１１の押圧力を制御するエアシリンダ２５と、押圧部材１１とエアシリンダ２５とを連結する荷重伝達部材２７とを備えている。エアシリンダ２５は、ウェハ保持部１上のウェハＷに向かう所定の方向に押圧部材１１を付勢するアクチュエータである。エアシリンダ２５は、押圧部材１１をウェハＷのエッジ部に向かって下方に付勢するように構成されている。本実施形態では、エアシリンダ２５によって付勢される押圧部材１１の方向は、ウェハ保持部１の軸心と平行な方向、すなわち鉛直方向である。荷重伝達部材２７の下部は、押圧部材１１を着脱可能に保持する押圧部材ホルダ２７ａとして構成されている。すなわち、押圧部材１１は、荷重伝達部材２７の押圧部材ホルダ２７ａによって保持され、エアシリンダ２５によって発生した力は、荷重伝達部材２７を介して押圧部材１１に伝達される。
【００２８】
押圧部材１１はその内部に形成された貫通孔１１ａを有している。貫通孔１１ａの一端は押圧部材１１の下面で開口しており、貫通孔１１ａの他端は真空ライン３０に接続されている。真空ライン３０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１１の貫通孔１１ａ内に真空が形成される。押圧部材１１が研磨テープ７の上面に接触した状態で貫通孔１１ａに真空が形成されると、研磨テープ７の上面は押圧部材１１の下面に保持される。
【００２９】
押圧部材１１は荷重伝達部材２７の押圧ホルダ２７ａに固定されている。押圧部材１１および荷重伝達部材２７は、一体的な構造体を構成し、エアシリンダ２５によって一体に移動される。荷重伝達部材２７は、ウェハ保持部１の軸心に沿って延びる直動ガイド３３に移動自在に連結されている。エアシリンダ２５および直動ガイド３３は、フレーム３９に固定されている。したがって、押圧部材１１および荷重伝達部材２７の全体の移動方向は、ウェハ保持部１の軸心と平行な方向（すなわち、鉛直方向）に制限される。
【００３０】
押圧ローラ機構の詳細は後述するが、押圧ローラ機構の押圧ローラ５２は、研磨テープ７の研磨面側に配置され、研磨テープ７の上面（すなわち、研磨面とは反対側の面）を押圧部材１１に押圧する。ウェハＷの研磨中に、押圧ローラ５２がウェハＷの周縁部およびウェハステージ２に接触しないように、押圧ローラ５２は、ウェハＷおよびウェハステージ２の半径方向外側に位置している。
【００３１】
図２に示されるように、上記位置決めローラ２３，２４は、研磨ヘッド１０の荷重伝達部材２７に回転自在に固定されている。図示はしないが、２つの位置決めローラ２３，２４を、研磨ヘッド１０のフレーム３９に回転自在に取り付けてもよい。この場合でも、押圧部材１１は、２つの位置決めローラ２３，２４の間に位置しており、位置決めローラ２３，２４は、ウェハＷのエッジ部と研磨テープ７との接触点において、位置決めローラ２３，２４間の研磨テープ７がウェハＷの接線方向に延びるように配置される。
【００３２】
図１および図２に示されるように、研磨装置は、研磨ヘッド１０を所定の方向Ｄに揺動させる揺動機構５をさらに備える。揺動機構５によって、位置決めローラ２３，２４を有する研磨ヘッド１０が上記所定の方向Ｄに沿って揺動することができる。
【００３３】
本実施形態では、揺動機構５は、上記所定の方向Ｄと平行に延びる直動ガイド４０と、直動ガイド４０に連結されたボールねじ機構４１と、ボールねじ機構４１を駆動するサーボモータ４２と、を有する。直動ガイド４０はベース２８に固定されており、このベース２８は研磨装置のフレーム（図示せず）に支持されている。サーボモータ４２は支持台４４を介してベース２８に支持されている。ボールねじ機構４１は、ねじ軸４１ａと、該ねじ軸４１ａの回転によって、ねじ軸４１ａに沿って移動する本体４１ｂを有している。ボールねじ機構４１の本体４１ｂは、連結ブロック４３を介して研磨ヘッド１０のフレーム３９に連結される。
【００３４】
サーボモータ４２の駆動によって、ボールねじ機構４１のねじ軸４１ａが回転し、ボールねじ機構４１の本体４１ｂに連結ブロック４３を介して連結された研磨ヘッド１０が直動ガイド４０に沿って移動する。より具体的には、サーボモータ４２を正回転で駆動すると、研磨ヘッド１０は直動ガイド４０に沿って前進し、サーボモータ４２を逆回転で駆動すると、研磨ヘッド１０は直動ガイド４０に沿って後退する。直動ガイド４０は、所定の方向Ｄと平行に延びているので、サーボモータ４２の正回転と逆回転を繰り返すことにより、研磨ヘッド１０を所定の方向Ｄに沿って揺動させることができる。
【００３５】
図４は、位置決めローラ２３に支持される研磨テープ７を示した模式図である。位置決めローラ２４は、位置決めローラ２３と同様の構成を有しているので、以下では、主として位置決めローラ２３の構成を説明する。
【００３６】
位置決めローラ２３は、所定の方向Ｄにおいて第１のガイドローラ２１および第２のガイドローラ２２よりも外側に位置している（図１参照）ので、第１のガイドローラ２１および第２のガイドローラ２２によって支持される研磨テープ７の軌道は、位置決めローラ２３，２４によって所定の方向Ｄにおいて外側にずらされる。所定の方向Ｄにおいて軌道がずらされた研磨テープ７には、第１のガイドローラ２１および第２のガイドローラ２２に支持されている研磨テープ７の軌道に戻ろうとする復元力Ｆが作用する。その結果、位置決めローラ２３に支持される研磨テープ７の内側縁部７ａは、この復元力Ｆによって位置決めローラ２３の鍔３４の内面に常に押し付けられる。同様に、位置決めローラ２４に支持される研磨テープ７の内側縁部７ａは、復元力Ｆによって位置決めローラ２４の鍔３５の内面に常に押し付けられる。
【００３７】
ウェハＷのエッジ部は次のようにして研磨される。図１および図２に示されるように、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）が上を向くようにウェハステージ２に保持され、さらに、ウェハＷはウェハステージ２とともにその軸心を中心に回転される。回転するウェハＷの中心には、図示しない液体供給ノズルから研磨液（例えば、純水）が供給される。研磨ヘッド１０のエアシリンダ２５（図３参照）は押圧部材１１をウェハＷに向かって付勢し、押圧部材１１は研磨テープ７をウェハＷのエッジ部に押し付け、該エッジ部を研磨する。ウェハＷのエッジ部の研磨中、エアシリンダ２５は一定の力を発生する。ウェハＷのエッジ部の研磨中、研磨テープ７は、テープ送り装置２０によって所定の速度で巻き出しリール１４から巻き取りリール１５に送られる。さらに、ウェハＷのエッジ部の研磨中、研磨ヘッド１０は揺動機構５によって所定の方向Ｄに沿って揺動される。研磨ヘッド１０の揺動により、研磨ヘッド１０の位置決めローラ２３，２４によって支持される研磨テープ７も所定の方向Ｄに沿って揺動する。
【００３８】
ウェハＷのエッジ部の研磨中、研磨テープ７の内側縁部７ａが位置決めローラ２３，２４の鍔３４，３５（図４参照）に復元力Ｆで常に押し付けられた状態で、位置決めローラ２３，２４の間の研磨テープ７は揺動機構５によって研磨ヘッド１０とともに揺動される。その結果、研磨テープ７を揺動させながら、該研磨テープ７でウェハＷのエッジ部を研磨したときに、研磨テープ７が押圧部材１１に対してずれることが防止される。
【００３９】
本実施形態では、研磨装置は、研磨テープ７が押圧部材１１に対してずれることをさらに防止するために、研磨テープ７の上面（すなわち、研磨面とは反対側の面）を押圧部材１１に対して所定の力で押圧する押圧ローラ機構を備える。図５は、一実施形態に係る押圧ローラ機構を模式的に示す図であり、図６は、図５に示す押圧ローラ機構の斜視図である。図６では、研磨テープ７の図示を省略しているが、研磨テープ７は、押圧ローラ５２と押圧部材１１とに挟まれている。
【００４０】
図５および図６に示されるように、押圧ローラ機構５０は、研磨テープ７の研磨面側に配置された３つの押圧ローラユニット５１を備える。各押圧ローラユニット５１は、研磨テープ７の研磨面側に配置され、研磨テープ７の研磨面に接触する押圧ローラ５２を有している。この押圧ローラ機構５０は、３つの押圧ローラユニット５１を備えるが、押圧ローラユニット５１の数は、２つ以下であってもよいし、４つ以上であってもよい。すなわち、押圧ローラ機構５０は、少なくとも１つの押圧ローラユニット５１を備える。各押圧ローラユニット５１は、押圧ローラ５２を回転自在に支持する軸受５５と、該軸受５５を支持する軸受ブロック５６と、該軸受ブロック５６を支持する支持ブロック５７と、を備える（後述する図９参照）。
【００４１】
押圧ローラ機構５０は、さらに、研磨テープ７の上面（すなわち、研磨面とは反対側の面）を押圧部材１１に押し付ける付勢力を押圧ローラユニット５１の押圧ローラ５２に与える付勢ばね（付勢手段）５４と、付勢ばね５４の付勢力を調整する付勢力調整機構５３と、を備える。
【００４２】
図５に示されるように、３つの押圧ローラユニット５１は、ベースブロック５８に支持されている。ベースブロック５８は、荷重伝達部材２７の押圧部材ホルダ２７ａの下方に配置されており、ベースブロック５８の両側には、側部貫通孔５８ａがそれぞれ形成されている。各側部貫通孔５８ａには、ねじ軸７１が挿入されており、ねじ軸７１の外周面と側部貫通孔５８ａとの間には隙間が形成される。したがって、ベースブロック５８は、ねじ軸７１に沿って移動可能である。
【００４３】
側部貫通孔５８ａを通って延びるねじ軸７１は、荷重伝達部材２７の押圧部材ホルダ２７ａに固定される。本実施形態では、押圧部材ホルダ２７ａには、ねじ軸７１がそれぞれ挿入される２つの凹部３１と、各凹部３１に連通する横孔３２が形成されている。凹部３１は、押圧部材ホルダ２７ａの下面から鉛直方向に延び、横孔３２は、押圧部材ホルダ２７ａの側面から凹部３１まで水平方向に延びている。凹部３１に挿入されるねじ軸７１は、その上部に形成された環状溝７１ａを有する。押圧部材ホルダ２７ａの凹部３１にねじ軸７１を挿入した状態で、横孔３２に固定ピン３６を挿入し、固定ピン３６の先端を環状溝７１ａに係合させる。これにより、ねじ軸７１が荷重伝達部材２７の押圧部材ホルダ２７ａに固定される。
【００４４】
図示はしないが、荷重伝達部材２７の押圧部材ホルダ２７ａは、各ねじ軸７１が螺合可能なねじ孔を有していてもよい。各ねじ孔は、押圧部材ホルダ２７ａの下面から鉛直方向に延びる。ねじ孔にねじ軸７１を螺合させることにより、ねじ軸７１が荷重伝達部材２７の押圧部材ホルダ２７ａに固定される。
【００４５】
さらに、押圧ローラ機構５０は、各ねじ軸７１に螺合可能な調整ナット７３を有しており、この調整ナット７３は、ねじ軸７１の下端から該ねじ軸７１にねじ込まれる。付勢ばね５４は、ベースブロック５８と調整ナット７３との間に配置されており、調整ナット７３に支持されている。付勢ばね５４は、螺旋状に延びるコイルばねであり、押圧部材ホルダ２７ａに固定されたねじ軸７１のまわりに配置されている。すなわち、ねじ軸７１は、螺旋状に延びる付勢ばね５４内を延びている。付勢ばね５４の反発力によって、ベースブロック５８は、荷重伝達部材２７の押圧部材ホルダ２７ａに向けて付勢される。
【００４６】
調整ナット７３をねじ軸７１にねじ込むにつれて、押圧ユニット５１の押圧ローラ５２は、研磨テープ７に向かって移動し、研磨テープ７の研磨面に接触する。調整ナット７３をさらにねじ込むことにより、付勢ばね５４が徐々に縮み、付勢ばね５４の反発力によって、押圧ローラ５２は、研磨テープ７の上面（すなわち、研磨面とは反対側の面）を押圧部材１１に押し付ける。したがって、縮められた付勢ばね５４の反発力は、研磨テープ７を押圧部材１１に押し付けるために押圧ローラ１１に付与される付勢力に相当する。この付勢力によって、押圧ローラ５２は、研磨テープ７の上面を押圧部材１１に押し付けることができる。
【００４７】
本実施形態では、付勢ばね５４の付勢力を調整する付勢力調整機構５３は、ねじ軸７１と調整ナット７３により構成される。ねじ軸７１に対する調整ナット７３のねじ込み量を調整することにより、付勢ばね５４の鉛直方向の長さを調整することができる。より具体的には、ねじ軸７１に螺合する調整ナット７３を回転させて、ベースブロック５８に向かって移動させると、付勢ばね５４が縮む。その結果、付勢ばね５４によって押圧ローラ５２に付与される付勢力が増加する。これに対し、ねじ軸７１に螺合する調整ナット７３をベースブロック５８から離れる方向に移動させると、付勢ばね５４が伸びる。その結果、付勢ばね５４によって押圧ローラ５２に付与される付勢力が減少する。このように、ねじ軸７１に対する調整ナット７３のねじ込み量を調整することで、押圧ローラ５２が研磨テープ７を押圧部材１１に押し付ける付勢力を調整することができる。
【００４８】
図示はしないが、ピストンシリンダ機構を用いて、研磨テープ７を押圧部材１１に押し付ける付勢力を押圧ローラユニット５１の押圧ローラ５２に付与してもよい。例えば、ピストンシリンダ機構は、研磨装置のフレーム（図示せず）などに固定され、鉛直方向に延びるシリンダと、該シリンダ内を鉛直方向に移動可能なピストンとを有する。ピストンの上端は、ベースブロック５８の下面に固定される。シリンダには、流体が供給され、シリンダに供給される流体の圧力により、ピストンがベースブロック５８およびベースブロック５８に支持される押圧ローラユニット５１の押圧ローラ５２を鉛直方向に移動させる。これにより、研磨テープ７の研磨面に押し付けられた押圧ローラ５２が、研磨テープ７の上面を押圧ローラ１１に押し付ける。さらに、シリンダに供給される流体の圧力を調整することにより、押圧ローラ５２が研磨テープ７を押圧部材１１に押し付ける付勢力を調整することができる。
【００４９】
上述した実施形態によれば、研磨テープ７の上面（すなわち、研磨面とは反対側の面）は、付勢ばね５４の付勢力が付与された押圧ローラユニット５１の押圧ローラ５２によって押圧部材１１に押し付けられる。その結果、ウェハＷのエッジ部の研磨中に、ウェハＷの半径方向に揺動する研磨テープ７は、押圧部材１１に適切に保持され、該押圧部材１１に対してずれることが防止される。すなわち、研磨テープ７を意図した軌道に沿って送ることができる。さらに、付勢ばね５４によって押圧ローラ５２に付与される付勢力を、付勢力調整機構５３によって調整することができる。したがって、ウェハＷのエッジ部の研磨中に、研磨テープ７の軌道が意図した軌道からずれることを防止しつつ、研磨テープ７を適切な送り速度で送ることができる。
【００５０】
さらに、押圧ローラ機構５０は、付勢ばね５４の付勢力に抗して、押圧ローラユニット５１の押圧ローラ５２を研磨テープ７の研磨面から離間させるための離間機構を備えていてもよい。図７は、図５のＡ−Ａ線断面図であり、離間機構の一例を示す図である。図８は、図７に示す離間機構によって、押圧ローラ５２が研磨テープ７の研磨面から離間された状態を示す図である。以下では、離間機構の一例が図７および図８を参照して説明される。
【００５１】
図５に示されるように、離間機構７５は、ベースブロック５８の両側に配置された２つのピストンシリンダユニット７６から構成される。各シリンダユニット７６は、水平方向において押圧ローラユニット５１と付勢力調整機構５３との間に配置されている。図７に示されるように、各ピストンシリンダユニット７６は、ベースブロック５８に固定されたシリンダ７７と、シリンダ７７に供給される流体の圧力によって、シリンダ７７内を移動可能なピストン７８と、を備える。
【００５２】
各シリンダ７７には、空気または窒素などの流体を供給するための流体供給ライン（図示せず）が連結されている。各シリンダ７７に流体を供給することにより、ピストン７８が上方に移動し、ピストン７８の先端が荷重伝達部材２７の押圧部材ホルダ２７ａの下面に接触する。シリンダ７７に供給される流体の圧力は、付勢部材６４の付勢力よりも大きく設定されている。さらに、ベースブロック５８の側部貫通孔５８ａとねじ軸７１との間には、隙間が形成されているので（図５参照）、ベースブロック５８は、ねじ軸７１に沿って移動可能である。したがって、押圧部材ホルダ２７ａの下面に接触するピストン７８によって、ベースブロック５８が付勢ばね５４の付勢力に抗して下方に移動される。その結果、離間機構７５によって、ベースブロック５８に支持される各押圧ローラユニット５１の押圧ローラ５２を研磨テープ７の研磨面から離間させることができる（図８参照）。
【００５３】
このように、押圧ローラ５２を研磨テープ７から離間させることにより、研磨テープ７の交換を容易に行うことができる。研磨テープ７を交換するときは、離間機構７５の各シリンダ７７に流体を供給して、押圧ローラ５２を研磨テープ７から離間させる。この状態で、研磨テープ７の交換を実施する。交換作業の間、研磨テープ７は押圧ローラ５２によって押圧部材１１に押し付けられていないので、作業者は、容易に研磨テープ７を交換することができる。研磨テープ７の交換が終了した後で、シリンダ７７への流体の供給を停止し、ピストン７８を下方に移動させる。これにより、ベースブロック５８が付勢ばね５４の付勢力によって押圧部材ホルダ２７ａに向かって移動し、押圧ローラ５２が研磨テープ７を押圧部材１１に押し付ける。
【００５４】
研磨テープ７は、巻き出しリール１４（図１参照）に巻体８として巻かれている。この巻体８の外径を検知するときに、離間機構７５を動作させて、押圧ローラ５２を研磨テープ７の研磨面から離間させてもよい。巻体８の外径の検知（以下では、単に「外径検知」と称する）は、例えば、リールモータ１７，１８によって巻き出しリール１４，巻き取りリール１５に加えられるトルクを調整するときに行われる。巻体８の外径検知を、研磨テープ７の残量を確認するために行ってもよい。
【００５５】
ウェハＷのエッジ部の研磨中に、巻き出しリール１４に巻かれた研磨テープ７は、研磨ヘッド１０を経由して巻き出しリール１５に送られる。したがって、巻体８の外径は徐々に小さくなる。一方で、巻き取りリール１５は、研磨テープ７を巻体９として巻き取っていくので、巻体９の外径は徐々に大きくなっていく。仮に、リールモータ１７，１８の回転トルクを一定に保ち、研磨テープ７が消費されて巻体８の外径が変化すると研磨テープ７に付与される張力が変化してしまう。研磨テープ７の張力は研磨テープ７とウェハＷと間の研磨荷重として作用する。従って、研磨テープ７の消費量によらず、研磨荷重を一定に保つためには、研磨テープ７の張力を研磨テープ７の巻体８の外径の変化によらず一定にする必要がある。このため、研磨テープ７の巻体８の外径変化に応じてリールモータ１７，１８の出力を制御して、巻き出しリール１４および巻き取りリール１５に与える回転トルクを制御する必要がある。そこで、研磨装置は、ウェハＷのエッジ部の研磨を開始する前に巻体８の外径検知を行い、巻き出しリール１４および巻き取りリール１５に与える回転トルクを調整する。
【００５６】
本実施形態では、巻体８の外径検知は、以下のように行われる。研磨装置は、リールモータ１７，１８の動作を含む研磨装置全体の動作を制御可能な制御部（図示せず）を有している。制御部は、リールモータ１７，１８およびテープ送り装置２０を動作させて、研磨テープ７を所定の長さＬ（例えば、２０ｍｍ）だけ巻き出しリール１４から巻き取りリール１５に送る。このとき、制御部は、リールモータ１７から出力されるパルス数Ｔを計測する。パルス数Ｔを検出した後で、制御部は、リールモータ１７，１８を動作させて、研磨テープ７を所定の長さＬ（例えば、２０ｍｍ）だけ巻き取りリール１５から巻き出しリール１４に戻す。制御部は、以下の式（１）を予め記憶しており、この式（１）から巻体８の外径ｒを算出する。
ｒ＝（２π・Ｔ）／（Ｌ・Ｔａ）  ・・・  （１）
ただし、Ｔａは、リールモータ１７が１回転する間に制御部に出力するパルスの数である。制御部は、リールモータ１７が１回転する間に出力するパルスの数Ｔａを予め記憶しており、式（１）に、パルスの数Ｔａ、所定の長さＬ、および計測されたパルスの数Ｔを代入して、巻体８の外径ｒを算出する。
【００５７】
上述したように、本実施形態では、付勢ばね５４の付勢力が付与された押圧ローラ５２によって、研磨テープ７は、押圧部材１１に押し付けられている。正確な巻体８の外径検知を行うためには、巻き出しリール１４および巻き取りリール１５の回転トルクによる張力のみが研磨テープ７に加えられていることが好ましい。そのため、巻体８の外径検知を行うときには、離間機構７５を動作させて、押圧ローラ５２を研磨テープ７から離間させる。
【００５８】
さらに、押圧ローラ機構５０の押圧ローラユニット５１は、研磨テープ７の研磨面に対する押圧ローラ５２の傾斜角度を調整可能なチルト機構を有していてもよい。図９は、図５のＢ−Ｂ線断面図であり、チルト機構の一例を示す図である。なお、説明の便宜上、本明細書では、図９に示された矢印Ｇで示される方向を前方向と定義し、矢印Ｈで示される方向を後方向と定義する。矢印Ｇで示される前方向および矢印Ｈで示される後方向は、研磨テープ７とウェハＷの接触点におけるウェハＷの接線方向に対して垂直であり、ウェハテーブル２のウェハ保持面２ａに対して平行である。
【００５９】
図９に示されるように、押圧ローラユニット５１は、押圧ローラ５２と、押圧ローラ５２を回転自在に支持する軸受５５と、軸受５５を支持する軸受ブロック５６と、軸受ブロック５６を連結ブロック６１を介して支持する支持ブロック５７とを有する。したがって、押圧ローラ５２は、軸受５５、軸受ブロック５６、および連結ブロック６１を介して支持ブロック５７に支持される。
【００６０】
図９に示されるチルト機構６０は、軸受ブロック５６と支持ブロック５７との間に配置された連結ブロック６１と、研磨テープ７の研磨面に対する軸受ブロック５６の角度を調整する角度調整ねじ６２と、連結ブロック６１を介して軸受ブロック５６を支持ブロック５７に連結する２つの連結ねじ６４，６５とを備える。連結ブロック６１は、支持ブロック５７に形成された段部５７ａに支持されている。
【００６１】
連結ブロック６１は、本体６１ａと本体６１ａの上面から突出する突起部６１ｂを有している。突起部６１ｂの上面６１ｃは、略半円形状である断面形状を有する。軸受ブロック５６の下面には、突起部６１ｂの上面６１ｃが摺接する凹部５６ａが形成されている。凹部５６ａは、略半円形状である断面形状を有し、該凹部５６ａの断面の曲率は、突起部６１ｂの上面６１ｃの断面の曲率と等しい。したがって、凹部５６ａと上面６１ｃは、同一の支点Ｏを有する。軸受ブロック５６は、該軸受ブロック５６の凹部５６ａで突起部６１ｂの上面６１ｃに支持される。すなわち、軸受ブロック５６は、連結ブロック６１の突起部６１ｂで傾動可能に連結ブロック６１に支持される（図９の矢印Ｉ参照）。
【００６２】
支持ブロック５７の後端部近傍には、その下面から上面まで延びる後方貫通孔５７ｂが形成されており、角度調整ねじ６２は、後方貫通孔５７ｂに挿入される。角度調整ねじ６２の外周面と後方貫通孔５７ｂとの間には隙間が形成される。連結ブロック６１の本体６１ａは、角度調整ねじ６２が螺合するねじ孔６１ｄを有しており、ねじ孔６１ｄは、連結ブロック６１の本体６１ａの下面から上面まで延びている。角度調整ねじ６２は、支持ブロック５７の後方貫通孔５７ｂを通ってねじ孔６１ｄにねじ込まれる。ねじ孔６１ｄにねじ込まれた角度調整ねじ６２は、連結ブロック６１を通って鉛直方向に延びる。軸受ブロック５６の後端には、フランジ部５６ｂが形成されており、角度調整ねじ６２の先端は、このフランジ部５６ｂに接触する。
【００６３】
連結ブロック６１のねじ孔６１ｄに対する角度調整ねじ６２のねじ込み量を調整することにより、連結ブロック６１に対する軸受ブロック５６の傾斜角度を調整することができる。例えば、角度調整ねじ６２を時計回りに回転させて、ねじ孔６１ｄに対して上方に移動させることにより、角度調整ねじ６２の先端が軸受ブロック５６のフランジ部５６ｂを押し上げる。これにより、軸受ブロック５６は、該軸受ブロック５６の後端が上昇し、軸受ブロック５６の前端が下降するように、支点Ｏを中心として回転する。角度調整ねじ６２を反時計回りに回転させて、ねじ孔６１ｄに対して下方に移動させることにより、軸受ブロック５６は、該軸受ブロック５６の前端が上昇し、軸受ブロック５６の後端が下降するように、支点Ｏを中心として回転する。押圧ローラ５２は、軸受ブロック５６に軸受５５を介して支持されているので、研磨テープ７の研磨面に対する押圧ローラ５２の傾斜角度（すなわち、研磨テープ７の研磨面に接触する押圧ローラ５２の角度）を調整することができる。
【００６４】
押圧ローラ５２の傾斜角度を調整した後で、軸受ブロック５６は、前方連結ねじ６４および後方連結ねじ６５により連結ブロック６１を介して支持ブロック５７に固定される。支持ブロック５７は、前方連結ねじ６４が挿入される前方貫通孔５７ｃ、および後方連結ねじ６５が挿入される中間貫通孔５７ｄを有している。前方貫通孔５７ｃは、連結ブロック６１を支持する段部５７ａが形成されていない領域に形成される。中間貫通孔５７ｄは、前方貫通孔５７ｄと後方貫通孔５７ｃとの間に位置しており、連結ブロック６１を支持する段部５７ａの領域に形成される。前方連結ねじ６４の外周面と前方貫通孔５７ｃとの間には隙間が形成される。同様に、後方連結ねじ６５の外周面と中間貫通孔５７ｄとの間には隙間が形成される。
【００６５】
連結ブロック６１の本体６１ａには、中間貫通孔５７ｄに挿入された後方連結ねじ６５を挿入可能な貫通孔６１ｅが形成されている。連結ブロック６１の貫通孔６１ｅは、連結ブロック６１の上面から下面まで延びており、後方連結ねじ６５の外周面と連結ブロック６１の貫通孔６１ｅとの間には隙間が形成される。
【００６６】
支持ブロック５７の前方貫通孔５７ｃを通った前方連結ねじ６４の先端は、軸受ブロック５６の下面に形成された前方ねじ孔５６ｃに螺合される。前方連結ねじ６４のヘッドと支持ブロック５７の下面との間には、ばね座金６８が配置される。支持ブロック５７の中間貫通孔５７ｄおよび連結ブロック６１の貫通孔６１ｅを通った後方連結ねじ６５の先端は、軸受ブロック５６の下面に形成された後方ねじ孔５６ｄに螺合される。後方連結ねじ６５のヘッドと支持ブロック５７の下面との間には、ばね座金６９が配置される。
【００６７】
図１０は、軸受ブロック５６、および該軸受ブロック５６に軸受５５を介して支持される押圧ローラ５２が水平面に対して傾斜された状態を示す図である。軸受ブロック５６の傾斜角度は、例えば、水平面に対して＋１°〜−１°程度の範囲にある。
【００６８】
図１０に示されるように、ねじ孔６１ｄに対する角度調整ねじ６２のねじ込み量を調整することにより、軸受ブロック５６および押圧ローラ５２を水平面に対して傾斜させることができる。軸受ブロック５６の下面に形成された前方ねじ孔５６ｃにねじ込まれる前方連結ねじ６４も傾斜されるが、水平面に対する前方連結ねじ６４の傾斜量は、ばね座金６８に吸収される。同様に、軸受ブロック５６の下面に形成された後方ねじ孔５６ｄにねじ込まれる後方連結ねじ６５も傾斜されるが、水平面に対する後方連結ねじ６５の傾斜量は、ばね座金６９に吸収される。
【００６９】
このように、軸受ブロック５６および押圧ローラ５２を水平面に対して（すなわち、研磨テープ７に対して）傾斜させることにより、押圧ローラ５２が研磨テープ７を押圧部材１１に押し付ける傾斜角度を調整することができる。
【００７０】
図９に示されるチルト機構６０は、各押圧ローラユニット５１に設けられる。したがって、複数の押圧ローラユニット５１が設けられる場合、各押圧ローラユニット５１の押圧ローラ５２の傾斜角度を個別に調整することができる。
【００７１】
図１１は、鉛直方向における押圧ローラユニットの高さを調整する高さ調整部材の一例を示す図である。図１１に示されるように、押圧ローラユニット５１は、連結ブロック６１と支持ブロック５７との間に配置されたシム６７を有していてもよい。この場合、軸受ブロック５６は、連結ブロック６１およびシム６７を介して支持ブロック５７に支持される。このシム６７は、高さ調整部材として用いられる。本実施形態では、シム６７は、後方連結ねじ６５が挿入される貫通孔と、角度調整ねじ６２が挿入される貫通孔とを有している。
【００７２】
連結ブロック６１と支持ブロック５７との間に配置されたシム６７により、押圧ローラ５２の鉛直方向の高さを調整することができる。複数の押圧ローラユニット５１が設けられる場合、シム６７を各押圧ローラユニット５１に配置することができる。シム６７の鉛直方向の幅は、任意である。したがって、各押圧ローラ５２の鉛直方向の高さを個別に調整することができる。
【００７３】
さらに、研磨装置は、ウェハＷの半径方向における押圧ローラ１１の位置を調整可能な位置調整機構を備えてもよい。図１２は、図４のＣ―Ｃ線断面図であり、位置調整機構の一例を示す図である。
【００７４】
図１２に示される位置調整機構８０は、支持ブロック５７の側面から段部５７ｂの垂直面まで延びる横孔８１と、横孔８１に挿入される位置調整ねじ８２とを備える。本実施形態では、２組の横孔８１および位置調整ねじ８２により、位置調整機構８０が構成されている（図５および図６参照）。各横孔８１には、ねじ溝が形成されており、位置調整ねじ８２は、このねじ溝に螺合可能である。位置調整ねじ８２の先端は、横孔８１の後端から突出し、連結ブロック６１の前面に接触する。横孔８１に対する位置調整ねじ８２のねじ込み量を調整することにより、研磨テープ７に対する押圧ローラ５２の水平方向の位置を調整することができる。
【００７５】
図９に示されるように、前方連結ねじ６４と支持ブロック５７の前方貫通孔５７ｃとの間には、隙間が形成されている。後方連結ねじ６５と支持ブロック５７の中間貫通孔５７ｄとの間には、隙間が形成されており、後方連結ねじ６５と連結ブロック６１の貫通孔６１ｅとの間にも、隙間が形成されている。さらに、連結ブロック６１のねじ孔６１ｄに螺合する角度調整ねじ６２と、支持ブロック５７の後方貫通孔５７ｂとの間にも、隙間が形成されている。したがって、位置調整ねじ８２を後方に（すなわち、図９に示される矢印Ｈ方向に）向かって移動させると、連結ブロック６１が、軸受ブロック５６、軸受５５、押圧ローラ５２、前方連結ねじ６４、後方連結ねじ６５、および角度調整ねじ６２とともに後方に移動する（図１３参照）。位置調整ねじ８２を前方に（すなわち、図９に示される矢印Ｇ方向に）移動させると、連結ブロック６１を、軸受ブロック５６、軸受５５、押圧ローラ５２、前方連結ねじ６４、後方連結ねじ６５、および角度調整ねじ６２とともに前方に移動させることができる。このように、横孔８１に対する位置調整ねじ８２のねじ込み量を調整することにより、研磨テープ７に対する押圧ローラ５２の水平方向の位置を調整することができる。
【００７６】
図１４は、別の実施形態に係る押圧ローラ機構を模式的に示す図である。図１４に示される押圧ローラ機構５０’は、研磨テープ７の研磨面側に配置された２つの押圧ローラユニット５１を備えている、図１４に示される各押圧ローラユニット５１の構成は、上述した実施形態に係る押圧ローラユニット５１の構成と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
【００７７】
さらに、押圧ローラ機構５０’は、押圧ローラユニット５１を支持するベースブロック５８’と、研磨テープ７の上面（すなわち、研磨面とは反対側の面）を押圧部材１１に押し付ける付勢力を押圧ローラ５２に与える付勢ばね（付勢手段）５４’と、付勢ばね５４’の付勢力を調整する付勢力調整機構５３’と、を備える。本実施形態では、ベースブロック５８’は、荷重伝達部材２７の押圧部材ホルダ２７ａに固定されている。より具体的には、ベースブロック５８’の上端がねじなどの固定具（図示せず）によって、押圧部材ホルダ２７ａの下面に固定されている。
【００７８】
図１４に示す付勢力調整機構５３’は、ベースブロック５８’に固定されたナット８５と、ナット８５の外面に形成されたねじ溝に螺合可能な内面を有するキャップ８６とにより構成される。ナット８５は、ベースブロック５８’の底壁に固定されている。研磨テープ７の上面（すなわち、研磨面とは反対側の面）を押圧部材１１に押し付ける付勢力を押圧ローラ５２’に付与する付勢ばね５４’は、螺旋状に延びるコイルばねであり、この付勢ばね５４’は、押圧ローラユニット５１の支持ブロック５７とナット８５との間に配置されており、ナット８５に支持されている。付勢ばね５４’の反発力によって、押圧ローラユニット５１は、荷重伝達部材２７の押圧部材ホルダ２７ａに向けて付勢される。本実施形態では、付勢ばね５４’の下端とナット８５との間に平座がね９３が配置されており、付勢ばね５４’は、平座がね９３を介してナット８５に支持される。
【００７９】
本実施形態では、ナット８５に対するキャップ８６のねじ込み量を調整することにより、付勢ばね５４’が押圧部材１１に付与する付勢力を調整することができる。より具体的には、キャップ８６を押圧ローラユニット５１に向かって移動させると、付勢ばね５４’が縮む。その結果、付勢ばね５４’によって押圧ローラユニット５１の押圧ローラ５２に付与される付勢力が増加する。これに対し、キャップ８６を押圧ローラユニット５１から離れる方向に移動させると、付勢ばね５４’が伸びる。その結果、付勢ばね５４’によって押圧ローラユニット５１の押圧ローラ５２に付与される付勢力が減少する。このように、ナット８５に対するキャップ８６のねじ込み量を調整することで、押圧ローラ５２が研磨テープ７を荷重伝達部材２７の押圧ホルダ２７ａに押し付ける付勢力を調整することができる。
【００８０】
押圧ローラ機構５０’は、付勢ばね５４’の付勢力に抗して、押圧ローラ５２を研磨テープ７の研磨面から離間させるための離間機構７５’を備えていてもよい。本実施形態では、離間機構７５’は、各押圧ローラユニット５１の支持ブロック５７に固定された棒状部材８８と、ベースブロック５８’の下方に配置された板部材９２と、各棒状部材８８を板部材９２に固定するためのストッパ８９とを備える。付勢ばね５４’は、棒状部材８８のまわりに配置されている。すなわち、棒状部材８８は、螺旋状に延びる付勢ばね５４’内を延びている。
【００８１】
棒状部材８８の一端（上端）は、押圧ローラユニット５１の支持ブロック５７に固定されており、棒状部材８８は、支持ブロック５７の下面から鉛直方向に延びている。キャップ８６およびナット８５には、棒状部材８８が挿入される貫通孔がそれぞれ形成されており、棒状部材８８の外面とキャップ８６の貫通孔との間、および棒状部材８８の外面とナット８５の貫通孔との間には、隙間が形成される。同様に、ベースブロック５８’には、棒状部材８８が挿入される貫通孔が形成されており、棒状部材８８の外面とベースブロック５８’の貫通孔との間には、隙間が形成される。棒状部材８８の下端部は、ストッパ８９によって板部材９２の下面に固定されている。したがって、棒状部材８８および板部材９２は、キャップ８６、ナット８５、およびベースブロック５８’に対して鉛直方向に移動可能である。
【００８２】
さらに、離間機構７５’は、板部材９２の両側に配置された２つのピストンシリンダユニット７６’を有している。各シリンダユニット７６’は、板部材９２に固定されたシリンダ７７’と、シリンダ７７’に供給される流体の圧力によって、シリンダ７７’内を移動可能なピストン７８’を備える。シリンダ７７’は、ピストン７８’の先端が荷重伝達部材２７の押圧部材ホルダ２７ａに固定されたベースブロック５８’の下面に接触可能なように、上方に開口している。
【００８３】
各シリンダ７７’には、空気または窒素などの流体を供給するための流体供給ライン（図示せず）が連結されている。各シリンダ７７’に流体を供給することにより、ピストン７８’が上方に移動し、ピストン７８’の先端がベースブロック５８’の下面に接触する。各シリンダ７７’に供給される流体の圧力は、付勢部材５４’の付勢力よりも大きく設定されている。したがって、流体の圧力によって、ベースブロック５８’の下面を押圧するピストン７８’によって、板部材９２、該板部材９２に固定される棒状部材８８、および棒状部材８８に固定される押圧ローラユニット５１が付勢ばね５４’の付勢力に抗して下方に移動される。その結果、押圧ローラ５２を研磨テープ７の研磨面から離間することができる（図１５参照）。
【００８４】
このように、押圧ローラ５２を研磨テープ７から離間させることにより、研磨テープ７の交換を容易に行うことができる。さらに、研磨テープ７の巻体８（図１参照）の外径を正確に検知することができる。
【００８５】
図１４および図１５に示される実施形態では、押圧ローラ機構５０’は、２つの押圧ローラユニット５１を備えるが、押圧ローラユニット５１の数は、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。すなわち、押圧ローラ機構５０’は、少なくとも１つの押圧ローラユニット５１を備える。
【００８６】
図１６は、別の実施形態に係る研磨装置を模式的に示す平面図であり、図１７は、図１６に示す研磨装置の側面図である。特に説明しない本実施形態の構成は、図１および図２に示す研磨装置と同様であるため、その重複する説明を省略する。
【００８７】
図１６および図１７に示される研磨装置では、研磨テープ７は、巻き出しリール１４から巻き取りリール１５まで、ウェハＷの接線方向と平行に延びている。すなわち、位置決めローラ２３，２４は、ウェハＷの接線方向に平行な方向において、ガイドローラ２１，２２と直線状に配列されている（図１６参照）。本実施形態でも、位置決めローラ２３，２４は、ウェハＷのエッジ部と研磨テープ７との接触点において、位置決めローラ２３，２４間の研磨テープ７がウェハＷの接線方向に延びるように配置されている。
【００８８】
図１６および図１７に示される研磨装置に、上述した実施形態に係る押圧ローラ機構５０（または５０’）を配置することができる。押圧ローラ機構５０（または５０’）によって、ウェハＷのエッジ部の研磨中に、研磨テープ７が押圧部材１１に対してずれることが防止される。すなわち、押圧ローラ機構５０（または５０’）によって、研磨テープ７の軌道が意図した軌道からずれてしまうことを防止することができる。
【００８９】
図示はしないが、図１および図２に示す研磨装置で、揺動機構５を省略してもよい。さらに、図１６および図１７に示す研磨装置に、図１および図２に示す揺動機構５を配置して、研磨テープ７および研磨ヘッド１０をウェハＷの接線と垂直な所定の方向Ｄに揺動させてもよい。
【００９０】
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】
【００９１】
１    ウェハ保持部（基板保持部）
２    ウェハステージ
２ａ  ウェハ保持面（基板保持面）
５    揺動機構
７    研磨テープ
１０    研磨ヘッド
１１    押圧部材
１４    巻き出しリール
１５    巻き取りリール
２３    位置決めローラ
２４    位置決めローラ
２７    荷重伝達部材
２７ａ  押圧部材ホルダ
５０    押圧ローラ機構
５１    押圧ローラユニット
５２    押圧ローラ
５３    付勢力調整機構
５４    付勢ばね（付勢手段）
５５    軸受
５６    軸受ブロック
５７    支持ブロック
５８    ベースブロック
６０    チルト機構
６１    連結ブロック
６２    角度調整ねじ
６４    前方連結ねじ
６５    後方連結ねじ
７１    ねじ軸
７１ａ  環状溝
７３    調整ナット
７５    離間機構
７６    ピストンシリンダユニット
７７    シリンダ
７８    ピストン
８０    位置調整機構
８１    横孔
８２    位置調整ねじ
８５    ナット
８６    キャップ
８８    棒状部材
８９    ストッパ
９２    板部材
【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】
2019155519.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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