(57)【要約】【課題】ウェハなどの基板の中心を基板ステージの軸心に高精度に合わせることができ、かつ基板を撓ませずに基板を処理することができる基板処理装置を提供する。【解決手段】基板処理装置は、基板Ｗの下面内の第１領域を保持する第１の基板保持面１０ａを有する第１の基板ステージ１０と、基板Ｗの下面内の第２領域を保持する第２の基板保持面２０ａを有する第２の基板ステージ２０と、第１の基板保持面１０ａを、第２の基板保持面２０ａよりも高い上昇位置と第２の基板保持面２０ａよりも低い下降位置との間で移動させるステージ昇降機構５１と、基板Ｗの偏心量を測定し、基板Ｗの中心を第２の基板ステージ２０の軸心に合わせるアライナー３６，４１，６０とを備える。【選択図】図１
2015074071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する基板処理装置であって、
前記基板の下面内の第１領域を保持する第１の基板保持面を有する第１の基板ステージと、
前記基板の下面内の第２領域を保持する第２の基板保持面を有する第２の基板ステージと、
前記第２の基板ステージをその軸心を中心として回転させる第２の回転機構と、
前記第１の基板保持面を、前記第２の基板保持面よりも高い上昇位置と前記第２の基板保持面よりも低い下降位置との間で移動させるステージ昇降機構と、
前記基板の中心の、前記第２の基板ステージの軸心からの偏心量を測定し、前記基板の中心を前記第２の基板ステージの軸心に合わせるアライナーとを備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記第２領域は、前記基板の下面の外周部であり、
前記第１領域は、前記外周部の内側に位置する、前記基板の下面の中心側部位であることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記第２の基板保持面は、前記第２領域を真空吸引により保持することを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記アライナーは、
前記偏心量を測定し、かつ前記第１の基板ステージの軸心から最も離れた前記基板上の最大偏心点を決定する偏心検出部と、
前記最大偏心点と前記第１の基板ステージの軸心とを結ぶ線が、水平に延びる所定のオフセット軸と平行になるまで前記第１の基板ステージを回転させる第１の回転機構と、
前記第１の基板ステージに保持された前記基板の中心が、前記第２の基板ステージの軸心上に位置するまで前記第１の基板ステージを前記オフセット軸に沿って移動させる水平移動機構と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基板処理装置。
【請求項５】
前記第１の基板ステージ、前記第１の回転機構、および前記水平移動機構は、前記第２の基板ステージ内に収容されていることを特徴とする請求項４に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記偏心検出部は、前記第１の基板ステージ上に保持された前記基板の直径を測定するように構成されることを特徴とする請求項４に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記第２の基板ステージに保持された前記基板の周縁部に研磨具を押し付けて該周縁部を研磨する研磨ヘッドをさらに備えた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基板処理装置。
【請求項８】
基板を処理する基板処理方法であって、
前記基板の下面内の第１領域を第１の基板ステージの第１の基板保持面で保持し、
前記基板の中心の第２の基板ステージの軸心からの偏心量を測定し、
前記基板の中心を前記第２の基板ステージの軸心に合わせ、
前記基板の下面内の第２領域が前記第２の基板ステージの第２の基板保持面に接触するまで前記第１の基板ステージを下降させ、
前記第２の基板保持面で前記第２領域を保持し、
前記第１の基板ステージをさらに下降させて前記第１の基板保持面を前記基板から離間させ、
前記第２の基板ステージをその軸心を中心として回転させることにより前記基板を回転させ、
前記回転している基板を処理することを特徴とする基板処理方法。
【請求項９】
前記第２領域は、前記基板の下面の外周部であり、
前記第１領域は、前記外周部の内側に位置する、前記基板の下面の中心側部位であることを特徴とする請求項８に記載の基板処理方法。
【請求項１０】
前記第２の基板保持面は、前記第２領域を真空吸引により保持することを特徴とする請求項８または９に記載の基板処理方法。
【請求項１１】
前記基板の中心を前記第２の基板ステージの軸心に合わせる工程は、
前記第１の基板ステージの軸心から最も離れた前記基板上の最大偏心点を決定し、
前記最大偏心点と前記第１の基板ステージの軸心とを結ぶ線が、水平に延びる所定のオフセット軸と平行になるまで前記第１の基板ステージを回転させ、
前記第１の基板ステージに保持された前記基板の中心が、前記第２の基板ステージの軸心上に位置するまで前記第１の基板ステージを前記オフセット軸に沿って移動させる工程であることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１２】
前記第１の基板ステージ上に保持された前記基板の直径を測定することを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１３】
前記回転している基板を処理する工程は、前記回転している基板の周縁部に研磨具を押し付けて該周縁部を研磨する工程であることを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェハなどの基板の周縁部を研磨する研磨装置および研磨方法などに適用可能な基板処理装置および基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェハなどの基板の周縁部を研磨するための装置として、研磨テープや砥石などの研磨具を備えた研磨装置が使用されている。図１４は、このタイプの研磨装置を示す模式図である。図１４に示すように、研磨装置は、ウェハＷの中心部を真空吸引により保持し、ウェハＷを回転させる基板ステージ１１０と、ウェハＷの周縁部に研磨具１００を押し付ける研磨ヘッド１０５とを備えている。ウェハＷは基板ステージ１１０とともに回転させられ、この状態で研磨ヘッド１０５は研磨具１００をウェハＷの周縁部に押し付けることによりウェハＷの周縁部を研磨する。研磨具１００としては、研磨テープまたは砥石が使用される。
【０００３】
図１５に示すように、研磨具１００によって研磨されるウェハＷの部位の幅（以下、これを研磨幅という）は、ウェハＷに対する研磨具１００の相対的な位置によって決定される。通常、研磨幅は、ウェハＷの最外周端から数ミリである。ウェハＷの周縁部を一定の研磨幅で研磨するためには、ウェハＷの中心を基板ステージ１１０の軸心に合わせることが必要である。そこで、ウェハＷを基板ステージ１１０に載せる前に、図１６に示すようなセンタリングハンド１１５でウェハＷを把持することによってウェハＷのセンタリングが行われる。センタリングハンド１１５は、搬送ロボット（図示せず）によって搬送されてきたウェハＷの両側から接近してそのエッジ部に接触し、ウェハＷを把持する。センタリングハンド１１５と基板ステージ１１０との相対位置は固定されており、センタリングハンド１１５によって把持されたウェハＷの中心が基板ステージ１１０の軸心上に位置するようになっている。
【０００４】
しかしながら、このような従来のセンタリング機構は、ウェハセンタリングの精度に限界があり、その結果、研磨幅が不安定となることがある。また、センタリングハンド１１５が摩耗して、ウェハセンタリング精度が低下することもある。さらには、研磨具１００をウェハＷの周縁部に押し付けると、ウェハＷの全体が撓んでしまい、ウェハＷの周縁部に欠陥を生じさせることがある。このようなウェハＷの撓みを防止するために、ウェハＷの下面の外周部を、基板ステージ１１０とは別に設けられた支持ステージ（図示せず）で支持することも考えられる。しかしながら、基板ステージ１１０の基板支持面と支持ステージの基板支持面が同一平面内にない場合には、ウェハＷが撓んでしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許４７７２６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、ウェハなどの基板の中心を基板ステージの軸心に高精度に合わせることができ、かつ基板を撓ませずに基板の周縁部の研磨などの基板処理を行うことができる基板処理装置および基板処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、基板を処理する基板処理装置であって、前記基板の下面内の第１領域を保持する第１の基板保持面を有する第１の基板ステージと、前記基板の下面内の第２領域を保持する第２の基板保持面を有する第２の基板ステージと、前記第２の基板ステージをその軸心を中心として回転させる第２の回転機構と、前記第１の基板保持面を、前記第２の基板保持面よりも高い上昇位置と前記第２の基板保持面よりも低い下降位置との間で移動させるステージ昇降機構と、前記基板の中心の、前記第２の基板ステージの軸心からの偏心量を測定し、前記基板の中心を前記第２の基板ステージの軸心に合わせるアライナーとを備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の他の態様は、基板を処理する基板処理方法であって、前記基板の下面内の第１領域を第１の基板ステージの第１の基板保持面で保持し、前記基板の中心の第２の基板ステージの軸心からの偏心量を測定し、前記基板の中心を前記第２の基板ステージの軸心に合わせ、前記基板の下面内の第２領域が前記第２の基板ステージの第２の基板保持面に接触するまで前記第１の基板ステージを下降させ、前記第２の基板保持面で前記第２領域を保持し、前記第１の基板ステージをさらに下降させて前記第１の基板保持面を前記基板から離間させ、前記第２の基板ステージをその軸心を中心として回転させることにより前記基板を回転させ、前記回転している基板を処理することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、基板の中心の第２の基板ステージの軸心からの偏心量が測定される。したがって、この偏心量が０となるように基板の中心を第２の基板ステージの軸心に合わせることができる。また、第２の基板ステージが基板の下面の第２領域（特に外周部）を保持した後、第１の基板ステージを基板から離すことが可能である。したがって、第２の基板ステージのみが基板の下面の第２領域を保持した状態で、基板を撓ませることなく基板を処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】研磨装置を示す模式図である。
【図２】ウェハが一回転する間に取得された光量を示すグラフである。
【図３】ウェハが一回転する間に取得された光量を示すグラフである。
【図４】研磨装置の動作シーケンスを説明するための模式図である。
【図５】研磨装置の動作シーケンスを説明するための模式図である。
【図６】研磨装置の動作シーケンスを説明するための模式図である。
【図７】ウェハの偏心を修正するためのステップを説明する平面図である。
【図８】ウェハの偏心を修正するためのステップを説明する平面図である。
【図９】ウェハの偏心を修正するためのステップを説明する平面図である。
【図１０】研磨装置の動作シーケンスを説明するための模式図である。
【図１１】研磨装置の動作シーケンスを説明するための模式図である。
【図１２】研磨装置の動作シーケンスを説明するための模式図である。
【図１３】ウェハが一回転する間に取得された光量を示すグラフである。
【図１４】従来の研磨装置を示す模式図である。
【図１５】ウェハの研磨幅を説明する図である。
【図１６】センタリングハンドを備えた従来の研磨装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。以下に説明する本発明の基板処理装置および基板処理方法の実施形態は、基板の周縁部を研磨する研磨装置および研磨方法である。
【００１２】
図１は、研磨装置を示す模式図である。図１に示すように、研磨装置は、基板の一例であるウェハＷを保持する第１の基板ステージ１０および第２の基板ステージ２０を有している。第１の基板ステージ１０は、ウェハＷのセンタリングを行うためのセンタリングステージであり、第２の基板ステージ２０は、ウェハＷを研磨するためのプロセスステージである。ウェハＷのセンタリング中は、ウェハＷは第１の基板ステージ１０のみによって保持され、ウェハＷの研磨中は、ウェハＷは第２の基板ステージ２０のみによって保持される。
【００１３】
第２の基板ステージ２０は、その内部に空間２２を有しており、第１の基板ステージ１０は第２の基板ステージ２０の空間２２内に収容されている。第１の基板ステージ１０は、ウェハＷの下面内の第１領域を保持する第１の基板保持面１０ａを有している。第２の基板ステージ２０は、ウェハＷの下面内の第２領域を保持する第２の基板保持面２０ａを有している。第１領域と第２領域は、ウェハＷの下面内の異なる位置にある領域である。本実施形態では、第１の基板保持面１０ａは円形の形状を有し、ウェハＷの下面の中心側部位を保持するように構成されている。第２の基板保持面２０ａは環状の形状を有し、ウェハＷの下面の外周部を保持するように構成されている。上記中心側部位は、上記外周部の内側に位置している。本実施形態における中心側部位は、ウェハＷの中心点を含む円形の部位であるが、上記外周部の内側に位置していれば、ウェハＷの中心点を含まない環状の部位であってもよい。第２の基板保持面２０ａは、第１の基板保持面１０ａを囲むように配置される。環状の第２の基板保持面２０ａの幅は、例えば、５ｍｍ〜５０ｍｍである。
【００１４】
第１の基板ステージ１０は、その下方に配置された支持軸３０に軸受３２を介して連結されている。軸受３２は支持軸３０の上端に固定されており、第１の基板ステージ１０を回転自在に支持している。第１の基板ステージ１０は、プーリおよびベルトなどからなるトルク伝達機構３５を介してモータＭ１に接続されており、第１の基板ステージ１０はその軸心を中心として回転されるようになっている。モータＭ１は、連結ブロック３１に固定されている。モータＭ１およびトルク伝達機構３５は、第１の基板ステージ１０をその軸心Ｃ１を中心として回転させる第１の回転機構３６を構成する。モータＭ１にはロータリエンコーダ３８が連結されており、第１の基板ステージ１０の回転角度がロータリエンコーダ３８によって測定されるようになっている。
【００１５】
第１の基板ステージ１０および支持軸３０の内部には、その軸方向に延びる第１の真空ライン１５が設けられている。この第１の真空ライン１５は、支持軸３０の下端に固定された回転継手４４を介して真空源（図示せず）に連結されている。第１の真空ライン１５の上端開口部は第１の基板保持面１０ａ内にある。したがって、第１の真空ライン１５内に真空を形成すると、ウェハＷの中心側部位が真空吸引によって第１の基板保持面１０ａに保持される。
【００１６】
第１の基板ステージ１０は、支持軸３０を介してステージ昇降機構５１に連結されている。ステージ昇降機構５１は、第２の基板ステージ２０の下方に配置されており、さらに支持軸３０に接続されている。ステージ昇降機構５１は、支持軸３０および第１の基板ステージ１０を一体に上昇および下降させることが可能となっている。
【００１７】
第１の基板ステージ１０は、水平に延びる所定のオフセット軸ＯＳに沿って第１の基板ステージ１０を移動させる水平移動機構４１に連結されている。第１の基板ステージ１０は、直動軸受４０によって回転自在に支持されており、この直動軸受４０は連結ブロック３１に固定されている。直動軸受４０は、第１の基板ステージ１０の上下動を許容しつつ、第１の基板ステージ１０を回転自在に支持するように構成されている。直動軸受４０としては、例えばボールスプライン軸受が使用される。
【００１８】
水平移動機構４１は、上述した連結ブロック３１と、第１の基板ステージ１０を水平方向に移動させるアクチュエータ４５と、第１の基板ステージ１０の水平移動を上記オフセット軸ＯＳに沿った水平移動に制限する直動ガイド４６を備えている。このオフセット軸ＯＳは、直動ガイド４６の長手方向に延びる想像的な移動軸である。図１には、オフセット軸ＯＳは矢印で示されている。
【００１９】
直動ガイド４６は台４２に固定されている。この台４２は、研磨装置のフレームなどの静止部材に接続された支持アーム４３に固定されている。連結ブロック３１は直動ガイド４６によって水平方向に移動自在に支持されている。アクチュエータ４５は、台４２に固定されたオフセットモータ４７と、このオフセットモータ４７の駆動軸に取り付けられた偏心カム４８と、連結ブロック３１に形成され、偏心カム４８が収容される凹部４９とを備えている。オフセットモータ４７が偏心カム４８を回転させると、偏心カム４８が凹部４９に接触しながら連結ブロック３１をオフセット軸ＯＳに沿って水平に移動させる。
【００２０】
アクチュエータ４５が作動すると、第１の基板ステージ１０はその移動方向が直動ガイド４６に案内された状態でオフセット軸ＯＳに沿って水平に移動される。第２の基板ステージ２０の位置は固定されている。したがって、水平移動機構４１は、第１の基板ステージ１０を第２の基板ステージ２０に対して相対的に水平に移動させ、ステージ昇降機構５１は、第１の基板ステージ１０を第２の基板ステージ２０に対して相対的に鉛直方向に移動させる。
【００２１】
第１の基板ステージ１０、第１の回転機構３６、および水平移動機構４１は、第２の基板ステージ２０の空間２２内に収容されている。したがって、第１の基板ステージ１０および第２の基板ステージ２０などから構成される基板保持部をコンパクトにすることができる。また、第２の基板ステージ２０は、ウェハＷの研磨中にウェハＷの表面に供給される研磨液（純水、薬液など）から第１の基板ステージ１０を保護することができる。
【００２２】
第２の基板ステージ２０は、図示しない軸受によって回転可能に支持されている。第２の基板ステージ２０は、プーリおよびベルトなどからなるトルク伝達機構５５を介してモータＭ２に接続されており、第２の基板ステージ２０はその軸心Ｃ２を中心として回転されるようになっている。モータＭ２およびトルク伝達機構５５は、第２の基板ステージ２０をその軸心Ｃ２を中心に回転させる第２の回転機構５６を構成する。
【００２３】
第２の基板ステージ２０の上面は、環状の第２の基板保持面２０ａを構成する。第２の基板ステージ２０内には複数の第２の真空ライン２５が設けられている。この第２の真空ライン２５は、ロータリジョイント５８を介して真空源（図示せず）に連結されている。第２の真空ライン２５の上端開口部は第２の基板保持面２０ａ内にある。したがって、第２の真空ライン２５内に真空を形成すると、ウェハＷの下面の外周部が真空吸引により第２の基板保持面２０ａに保持される。第２の基板保持面２０ａは、ウェハＷの直径と同一か、またはウェハＷの直径よりも小さい外径を有している。
【００２４】
第２の基板ステージ２０の第２の基板保持面２０ａの上方には、研磨具１をウェハＷの周縁部に押し付ける研磨ヘッド５が配置されている。研磨ヘッド５は、鉛直方向およびウェハＷの半径方向に移動することが可能に構成されている。研磨ヘッド５は、回転するウェハＷの周縁部に研磨具１を下向きに押し付けることにより、ウェハＷの周縁部を研磨する。研磨具１としては、研磨テープまたは砥石が使用される。
【００２５】
第２の基板ステージ２０の上方には、第１の基板ステージ１０に保持されたウェハＷの中心の、第２の基板ステージ２０の軸心Ｃ２からの偏心量を測定する偏心検出部６０が配置されている。この偏心検出部６０は、光学式偏心センサであり、光を発する投光部６１と、光を受ける受光部６２と、受光部６２で測定される光量からウェハＷの偏心量を決定する処理部６５とを備えている。偏心検出部６０は、横移動機構６９に連結されており、偏心検出部６０はウェハＷの周縁部に近接および離間する方向に移動可能となっている。
【００２６】
ウェハＷの偏心量は、第１の基板ステージ１０の軸心Ｃ１が第２の基板ステージ２０の軸心Ｃ２に一致した状態で測定される。具体的には、ウェハＷの偏心量は次のようにして測定される。ウェハＷの周縁部が投光部６１と受光部６２との間に位置するまで、偏心検出部６０をウェハＷの周縁部に近づける。この状態でウェハＷを第１の基板ステージ１０の軸心Ｃ１（および第２の基板ステージ２０の軸心Ｃ２）を中心として回転させながら、投光部６１は受光部６２に向けて光を発する。光の一部はウェハＷによって遮られ、光の他の部分は受光部６２に到達する。
【００２７】
受光部６２によって測定される光量は、ウェハＷと第１の基板ステージ１０との相対位置に依存して変わる。ウェハＷの中心が第１の基板ステージ１０の軸心Ｃ１上にあるとき、ウェハＷが一回転する間に取得された光量は、図２に示すように、所定の基準光量ＲＤに保たれる。これに対して、ウェハＷの中心が第１の基板ステージ１０の軸心Ｃ１からずれているとき、ウェハＷが一回転する間に取得された光量は、図３に示すように、ウェハＷの回転角度に従って変化する。
【００２８】
ウェハＷの偏心量は、受光部６２によって測定される光量に反比例する。言い換えれば、光量が最小となるウェハＷの角度は、ウェハＷの偏心量が最大となる角度である。上述した基準光量ＲＤは、基準直径（例えば直径３００．００ｍｍ）を有する基準ウェハ（基準基板）を、その中心が第１の基板ステージ１０の軸心Ｃ１上にある状態で測定された光量である。この基準光量ＲＤは、処理部６５に予め格納されている。さらに、光量と、ウェハＷの第１の基板ステージ１０の軸心Ｃ１からの偏心量との関係を示すデータ（テーブル、関係式など）が、処理部６５に予め格納されている。基準光量ＲＤに対応する偏心量は０である。処理部６５は、データに基づいて光量の測定値からウェハＷの偏心量を決定する。
【００２９】
偏心検出部６０の処理部６５は、ロータリエンコーダ３８に接続されており、第１の基板ステージ１０の回転角度（すなわちウェハＷの回転角度）を示す信号がロータリエンコーダ３８から処理部６５に送られる。処理部６５は、光量が最小となるウェハＷの角度である最大偏心角度を決定する。第１の基板ステージ１０の軸心Ｃ１から最も離れたウェハＷ上の最大偏心点は、最大偏心角度によって特定される。ウェハＷの偏心量は、第１の基板ステージ１０の軸心Ｃ１が第２の基板ステージ２０の軸心Ｃ２に一致した状態で測定される。したがって、処理部６５は、第２の基板ステージ２０の軸心Ｃ２から最も離れたウェハＷ上の最大偏心点を決定することができる。さらに、処理部６５は、第２の基板ステージ２０の軸心Ｃ２からのウェハＷの偏心量を光量から決定することができる。
【００３０】
次に、ウェハＷを研磨するための研磨装置の動作シーケンスについて図４乃至図１２を参照して説明する。図４乃至図１２では、第１の基板ステージ１０、第２の基板ステージ２０、および偏心検出部６０以外の構成要素は省略されている。まず、第１の基板ステージ１０は、その軸心Ｃ１が第２の基板ステージ２０の軸心Ｃ２に一直線上に並ぶまで水平移動機構４１（図１参照）によって水平に移動される。さらに、図４に示すように、第１の基板ステージ１０はステージ昇降機構５１により上昇位置にまで上昇される。この上昇位置では、第１の基板ステージ１０の第１の基板保持面１０ａは、第２の基板ステージ２０の第２の基板保持面２０ａよりも高い位置にある。
【００３１】
この状態で、ウェハＷが搬送機構のハンド９０によって搬送され、図５に示すように、ウェハＷが第１の基板ステージ１０の円形の第１の基板保持面１０ａ上に置かれる。第１の真空ライン１５には真空が形成され、これによりウェハＷの下面の中心側部位は第１の基板保持面１０ａに真空吸引により保持される。その後、図６に示すように、搬送機構のハンド９０が研磨装置から離れ、第１の基板ステージ１０はその軸心Ｃ１を中心として回転される。偏心検出部６０は、回転するウェハＷに接近し、上述したようにウェハＷの偏心量を測定し、さらに、第１の基板ステージ１０の軸心Ｃ１から最も離れたウェハＷ上の最大偏心点を決定する。
【００３２】
図７乃至図９は、第１の基板ステージ１０上のウェハＷを上から見た図である。図７に示す例では、第１の基板ステージ１０上に置かれたウェハＷは、その中心が基板ステージＣ１，Ｃ２からずれている。基板ステージ１０，２０の軸心Ｃ１，Ｃ２から最も離れたウェハＷ上の最大偏心点（想像点）Ｆは、ウェハＷの上から見たときに水平移動機構４１のオフセット軸（想像軸）ＯＳ上にはない。そこで、図８に示すように、第１の基板ステージ１０を回転させて、ウェハＷの上から見たときに、最大偏心点Ｆをオフセット軸ＯＳ上に位置させる。すなわち、最大偏心点Ｆと第１の基板ステージ１０の軸心Ｃ１とを結ぶ線（想像線）がオフセット軸ＯＳと平行になるまで、第１の基板ステージ１０を回転させる。このときの第１の基板ステージ１０の回転角度は、最大偏心点Ｆの位置を特定する角度と、オフセット軸ＯＳの位置を特定する角度との差分に相当する。
【００３３】
さらに、図９に示すように、最大偏心点Ｆがオフセット軸ＯＳ上にある状態で、第１の基板ステージ１０に保持されたウェハＷの中心が、第２の基板ステージ２０の軸心Ｃ２上に位置するまで第１の基板ステージ１０をオフセット軸ＯＳに沿って水平移動機構４１（図１参照）により移動させる。このときの第１の基板ステージ１０の移動距離は、ウェハＷの偏心量に相当する。このようにして、ウェハＷの中心が第２の基板ステージ２０の軸心に合わせられる。本実施形態では、ウェハＷの中心を第２の基板ステージ２０の軸心に合わせるアライナーは、偏心検出部６０と、第１の回転機構３６と、水平移動機構４１とから構成される。
【００３４】
次に、図１０に示すように、ウェハＷの下面の外周部が第２の基板ステージ２０の第２の基板保持面２０ａに接触するまで第１の基板ステージ１０を下降させる。この状態で、第２の真空ライン２５に真空を形成し、これによってウェハＷの下面の外周部が第２の基板ステージ２０に真空吸引によって保持される。その後、第１の真空ライン１５が大気に開放される。図１１に示すように、第１の基板ステージ１０は更に所定の下降位置まで下降し、その第１の基板保持面１０ａがウェハＷから離れる。その結果、ウェハＷは、第２の基板ステージ２０のみによって保持される。
【００３５】
第１の基板ステージ１０はウェハＷの下面の中心側部位のみを保持し、第２の基板ステージ２０はウェハＷの下面の外周部のみを保持する。ウェハＷが第１の基板ステージ１０と第２の基板ステージ２０の両方に同時に保持されると、ウェハＷが撓むことがある。これは、第１の基板ステージ１０の第１の基板保持面１０ａが、第２の基板ステージ２０の第２の基板保持面２０ａと同一水平面内に存在することは、機械的な位置決め精度の問題から非常に難しいからである。本実施形態によれば、ウェハＷの研磨中は、ウェハＷの下面の外周部のみが第２の基板ステージ２０によって保持され、第１の基板ステージ１０はウェハＷから離れている。したがって、ウェハＷの撓みを防止することができる。
【００３６】
図１２に示すように、第２の基板ステージ２０は、その軸心Ｃ２を中心に回転させられる。ウェハＷの中心は第２の基板ステージ２０の軸心Ｃ２上にあるので、ウェハＷはその中心のまわりに回転される。この状態で、図示しない研磨液供給ノズルからウェハＷ上に研磨液（例えば、純水またはスラリ）を供給しながら、研磨ヘッド５は研磨具１を回転するウェハＷの周縁部に押し付けて、該周縁部を研磨する。ウェハＷの研磨中は、ウェハＷの下面の外周部が第２の基板ステージ２０によって保持されているので、研磨具１の荷重を研磨具１の下から支えることができる。したがって、研磨中のウェハＷの撓みを防止することができる。
【００３７】
研磨されたウェハＷは、逆の動作シーケンスに従って研磨装置から取り出される。環状の第２の基板保持面２０ａは、ウェハの下面全体を吸着する基板ステージに比べて、研磨されたウェハＷを第２の基板保持面２０ａから離すときにウェハＷが割れにくいという利点もある。
【００３８】
研磨具１によって研磨されるウェハＷの部位の幅（以下、これを研磨幅という）は、ウェハＷに対する研磨具１の相対的な位置によって決定される。ウェハによっては、その直径が所定の基準直径（例えば、３００．００ｍｍ）よりもやや大きいか、または小さいものがある。ウェハごとに直径が異なると、ウェハに対する研磨具１の相対的な位置がウェハによって異なり、結果として研磨幅がウェハごとに異なってしまう。このような研磨幅のばらつきを防止するためには、ウェハを研磨する前にそのウェハの直径を測定することが望ましい。
【００３９】
図１に示す偏心検出部６０は、ウェハの直径を測定することが可能に構成されている。所定の基準直径（例えば、３００．００ｍｍ）よりもやや大きい直径（例えば、３００．１０ｍｍ）を有するウェハが一回転する間に取得される光量の平均Ｄ１は、図１３に示すように、光量が全体としてやや低下するので、基準光量ＲＤよりも小さい。基準直径よりもやや小さい直径（例えば、２９９．９０ｍｍ）を有するウェハが一回転する間に取得される光量の平均Ｄ２は、光量が全体としてやや増加するので、基準光量ＲＤよりも大きい。
【００４０】
基準光量ＲＤと、測定された光量の平均との差異は、基準直径と第１の基板ステージ１０上のウェハＷの実際の直径との差異に対応する。したがって、処理部６５は、基準光量ＲＤと測定された平均光量との差異に基づいて、第１の基板ステージ１０上のウェハＷの実際の直径を決定することができる。
【００４１】
上述したように、偏心検出部６０は、ウェハＷの直径を測定することができるので、直径の測定値に基づいて研磨幅を正確に調整することができる。言い換えれば、ウェハＷの最外周のエッジ部の位置を正確に取得することができるので、ウェハＷの最外周のエッジ部の位置に基づいて、研磨具１のウェハＷに対する相対位置を調整することができる。結果として、研磨具１は、所望の研磨幅でウェハＷの周縁部を研磨することができる。
【００４２】
上述した研磨装置は、本発明の基板処理装置の一実施形態であるが、本発明の基板処理装置および基板処理方法は、基板を保持しながら基板を処理する他の装置および方法、例えばＣＶＤのための装置および方法、スパッタリングのための装置および方法などにも適用することができる。
【００４３】
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】
【００４４】
１    研磨具
５    研磨ヘッド
１０    第１の基板ステージ
１０ａ  第１の基板保持面
１５    第１の真空ライン
２０    第２の基板ステージ
２０ａ  第２の基板保持面
２５    第２の真空ライン
２２    空間
３０    支持軸
３１    連結ブロック
３２    軸受
３５    トルク伝達機構
３６    第１の回転機構
３８    ロータリエンコーダ
４０    直動軸受
４１    水平移動機構
４２    台
４３    支持アーム
４４    回転継手
４５    アクチュエータ
４６    直動ガイド
４７    オフセットモータ
４８    偏心カム
４９    凹部
５１    ステージ昇降機構
５５    トルク伝達機構
５６    第２の回転機構
５８    ロータリジョイント
６０    偏心検出部
６１    投光部
６２    受光部
６５    処理部
６９    横移動機構
９０    ハンド
Ｍ１，Ｍ２    モータ
【図１】
2015074071.tif 000003
【図２】
2015074071.tif 000004
【図３】
2015074071.tif 000005
【図４】
2015074071.tif 000006
【図５】
2015074071.tif 000007
【図６】
2015074071.tif 000008
【図７】
2015074071.tif 000009
【図８】
2015074071.tif 000010
【図９】
2015074071.tif 000011
【図１０】
2015074071.tif 000012
【図１１】
2015074071.tif 000013
【図１２】
2015074071.tif 000014
【図１３】
2015074071.tif 000015
【図１４】
2015074071.tif 000016
【図１５】
2015074071.tif 000017
【図１６】
2015074071.tif 000018