(57)【要約】      （修正有）【課題】研磨テープのような研磨デバイスを使用して基板を研磨することに関する装置及び方法が提供される。【解決手段】研磨デバイスは、ベース４１０、ベースに貼り付けられる樹脂層４０８、及び、樹脂層によってベースに添付される複数のエンボス加工された研磨粒子４０６及び／または研磨ビーズを含んで形成することができる。複数の研磨粒子及び／または研磨ビーズは、樹脂層においてエンボス加工することができる。複数の研磨ビーズは、バインダ材料中に懸濁された複数の研磨粒子を含むことができる。複数の研磨粒子及び／またはビーズと樹脂層は結合して、基板に接触するように適合された研磨デバイス４００の研磨面４０２を形成する。基板の研磨は、好ましくは、基板が回転している間に、研磨テープを除いたいずれの装置も縁部に接触しないように、基板が保持デバイスによって回転している間に基板の縁部を研磨することを含む。【選択図】図４Ａ
2008290233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を研磨するように適合された装置であって、
第１の表面を有するベースと、
前記ベースの第１の表面に貼り付けられる樹脂層と、
前記樹脂層によって前記第１の表面に添付される複数の研磨ビーズであって、バインダ材料中に懸濁された複数の研磨粒子を備えた複数の研磨ビーズと、
を備える研磨デバイスを備え、
前記複数の研磨ビーズ及び前記樹脂層が、前記基板に接触するように適合された前記研磨デバイスの研磨面を適合する、装置。
【請求項２】
前記研磨デバイスが、少なくとも一つの研磨テープと、研磨パッドと、研磨チップとを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記複数の研磨粒子が、酸化セリウム、シリカ及びダイヤモンドの内の少なくとも一つを含む鉱物粒子を備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
基板の縁部を研磨するように適合された装置であって、
第１の表面及び第２の表面を有するテープベースと
前記テープベースの第１の表面に貼り付けられる樹脂層と、
前記樹脂層によって前記第１の表面に添付される複数の研磨ビーズであって、バインダ材料中に懸濁された複数の研磨粒子を備えた複数の研磨ビーズと、
を備える研磨テープを備え、
前記複数の研磨ビーズ及び樹脂層が、前記基板の縁部に接触するように適合された前記研磨テープの研磨面を構成する、装置。
【請求項５】
前記複数の研磨粒子が、酸化セリウム、シリカ及びダイヤモンドの内の少なくとも一つを含む鉱物粒子を備えている、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
ターゲット表面を研磨するように適合された研磨デバイスを形成する方法であって、
バインダ材料中に懸濁された複数の研磨粒子を備えた複数の研磨ビーズを形成するステップと、
前記複数の研磨ビーズを、樹脂層によって、デバイスベースの第１の表面に添付するステップと、
を備え、
前記複数の研磨ビーズ及び樹脂層が、前記ターゲット表面に接触するように適合された前記研磨デバイスの研磨面を構成する、方法。
【請求項７】
前記研磨デバイスが、基板の縁部を研磨するように適合された研磨テープを備える、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
基板の縁部を研磨する方法であって、
前記基板の縁部から離れて位置した保持デバイスを用いて基板を保持するステップと、
前記保持デバイスを回転させることにより前記基板を回転させるステップと、
前記基板が回転している間に、研磨テープを前記縁部に付けるステップと、
前記研磨テープを前記縁部に適用している間に、前記研磨テープを前進させるステップと、
を備え、
前記研磨テープが、前記基板が回転している間に前記縁部に接触する唯一の装置である、方法。
【請求項９】
さらに、前記基板が回転している間に化学的スラリーを前記縁部に付けるステップを備えており、前記化学的スラリーが、前記縁部に対する研磨または腐食効果を有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記研磨テープが、
第１の表面及び第２の表面を有するテープベースと、
前記テープベースの第１の表面に貼り付けられる樹脂層と、
前記樹脂層によって前記第１の表面に添付される複数の研磨ビーズであって、バインダ材料中に懸濁された複数の研磨粒子を備えた複数の研磨ビーズと、
を備え、
前記複数の研磨ビーズ及び樹脂層が、前記基板の縁部に接触するように適合された前記研磨テープの研磨面を構成する、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
さらに、前記基板が回転している間に化学的スラリーを前記縁部に付けるステップを備えており、前記化学的スラリーが、前記縁部に対する研磨または腐食効果を有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記研磨テープが、
第１の表面及び第２の表面を有するテープベースと
前記テープベースの第１の表面に貼り付けられる樹脂層と、
前記樹脂層によって前記第１の表面に添付される複数のエンボス加工された研磨粒子と、
を備え、
前記複数のエンボス加工された研磨粒子及び樹脂層が、前記基板の縁部に接触するように適合された前記研磨テープの研磨面を構成する、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
さらに、前記基板が回転している間に化学的スラリーを前記縁部に付けるステップを備えており、前記化学的スラリーが、前記縁部に対する研磨または腐食効果を有する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記縁部の研磨が、少なくとも６０００オングストロームの最大除去速度を達成する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
基板の縁部を研磨するように適合された研磨テープを形成する方法であって、
複数のエンボス加工された研磨粒子を樹脂層によってテープベースの第１の表面に添付するステップを備え、
前記複数のエンボス加工された研磨粒子及び樹脂層が、前記基板の縁部に接触するように適合された前記研磨テープの研磨面を構成し、
前記研磨面が、前記基板の縁部を研磨することに使用される化学的スラリーに適合し、
前記化学的スラリーが、前記基板の縁部に対して研磨または腐食効果を有する、方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
[0001]本出願は、発明の名称が「半導体の製造における高性能の基板斜面及び縁部の研磨のための方法及び装置」であり、２００７年５月２１日付で出願された米国特許出願番号第６０／９３９,３３７号(代理人整理番号：１１８０９／Ｌ)、及び、発明の名称が「半導体の製造における基板斜面及び縁部の研磨のための高性能及び低価格な方法及び装置」であり、２００８年４月２１日付で出願された米国特許出願番号第６０／０４６,４５２号(代理人整理番号：１３３９８／Ｌ)に対して優先権を主張しており、これらの出願のそれぞれは、すべての目的のために、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
【０００２】
[0002]本出願は、同一出願人による、共に係属中である以下の米国特許出願に関連しており、これらの出願のそれぞれは、すべての目的のために、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
【０００３】
[0003]発明の名称は、「基板を処理する方法及び装置」であり、２００５年１２月９日付で出願された米国特許出願番号第１１／２９９,２９５号(代理人整理番号：１０１２１)；
[0004]発明の名称は、「基板を処理する方法及び装置」であり、２００５年１２月９日付で出願された米国特許出願番号第１１／２９８,５５５号(代理人整理番号：１０４１４)；
[0005]発明の名称は、「基板の縁部を研磨する方法及び装置」であり、２００７年３月２９日付で出願された米国特許出願番号第１１／６９３、６９５号（代理人整理番号：１０５６０）；
[0006]発明の名称は、「膨張式研磨ホイールを使用して基板のノッチを研磨する方法及び装置」であり、２００７年５月２１日付で出願された米国特許出願番号第６０／９３９,３５１号(代理人整理番号：１０６７４／Ｌ)；
[0007]発明の名称は、「基板ノッチの中心を見つける方法及び装置」であり、２００７年５月２１日付で出願された米国特許出願番号第６０／９３９,３５３号(代理人整理番号：１１２４４／Ｌ)；
[0008]発明の名称は、「エピタキシャル膜の基板斜面及び縁部の研磨プロファイルを制御する方法及び装置」であり、２００７年５月２１日付で出願された米国特許出願番号第６０／９３９,３４３号(代理人整理番号：１１４１７／Ｌ)；
[0009]発明の名称は、「成形されたバッキングパッドを使用して基板のノッチを研磨する方法及び装置」であり、２００７年５月２１日付で出願された米国特許出願番号第６０／９３９,２１９号(代理人整理番号：１１４８３／Ｌ)；
[0010]発明の名称は、「バッキングパッドを使用して基板の両面の縁部から膜及び薄片を除去する方法及び装置」であり、２００７年５月２１日付で出願された米国特許出願番号第６０／９３９,３４２号(代理人整理番号：１１５６４／Ｌ)；
[0011]発明の名称は、「効率的なテープのルーティング配置を有する斜面研磨ヘッドを使用する方法及び装置」であり、２００７年５月２１日付で出願された米国特許出願番号第６０／９３９,３５０号(代理人整理番号：１１５６５／Ｌ)；
[0012]発明の名称は、「基板研磨のためにローリングバッキングパッドを使用する方法及び装置」であり、２００７年５月２１日付で出願された米国特許出願番号第６０／９３９,３４４号(代理人整理番号：１１５６６／Ｌ)；
[0013]発明の名称は、「研磨アームを使用して基板の縁部を研磨する方法及び装置」であり、２００７年５月２１日付で出願された米国特許出願番号第６０／９３９,３３３号(代理人整理番号：１１５６７／Ｌ)；
[0014]発明の名称は、「基板縁部のプロファイルを識別し、その識別された縁部のプロファイルによって基板の処理を調整する方法及び装置」であり、２００７年５月２１日付で出願された米国特許出願番号第６０／９３９,２１２号(代理人整理番号：１１６９５／Ｌ)；
[0015]発明の名称は、「基板の振動により基板のノッチを研磨する方法及び装置」であり、２００７年５月２１日付で出願された米国特許出願番号第６０／９３９,２２８号(代理人整理番号：１１９５２／Ｌ)；及び、
[0016]発明の名称は、「基板の縁部除外領域の大きさを制御する方法及び装置」であり、２００７年５月２１日付で出願された米国特許出願番号第６０／９３９,２０９号(代理人整理番号：１１９８７／Ｌ)。
【発明の分野】
【０００４】
[0017]本発明は、一般的に、基板の処理に関し、より詳細には、基板の縁部を洗浄するための研磨テープにかかる方法及び装置に関する。
【発明の背景】
【０００５】
[0018]基板は、半導体デバイスの製造に使用される。処理中に、基板の縁部は汚れてしまうことがあり、これは、半導体デバイスに悪い影響を及ぼすことがある。基板の縁部を洗浄するために、従来のシステムは、研磨フィルムまたは研磨テープを基板の縁部に接触させる。ダウン・フォース、速度及び消耗品のような処理パラメータは、研磨テープがウエハの縁部及び斜面から酸化物及び窒化物を除去する速度を決定する。ダウン・フォース及び速度は、その遂行役割によって制限される。したがって、研磨テープ及び化学物質を含む消耗品は、研磨除去速度の向上において重要な役割を果たす。
【０００６】
[0019]通常の研磨テープは、大きいサイズのダイヤモンドテープを含む。大きいサイズのダイヤモンドテープの使用は、その他のテープに比べて除去速度を増大させるものの、これは、また、後続のバフ研磨ステップが必要となる、粗悪な表面仕上げをもたらすこともある。したがって、基板の縁部を洗浄するための高性能で且つ低価格の研磨テープに関する改善された方法及び装置が要求されている。
【発明の概要】
【０００７】
[0020]本発明は、以下の請求の範囲によって画成されるものであり、このセクションにおける如何なる部分も、それらの請求の範囲に対する限定として受け取ってはならない。
【０００８】
[0021]本発明は、研磨デバイスを使用して基板を研磨するように適合された方法及び装置に関するものである。研磨デバイスは、研磨テープ、研磨パッドまたは研磨チップ（ｔｉｐ）を含むことができる。研磨デバイスは、第１の表面を有するベースと、ベースの第１の表面に貼り付けられる樹脂層と、樹脂層によって第１の表面に添付される複数のエンボス加工された研磨粒子及び／または研磨ビーズを含んで形成することができる。複数の研磨粒子及び／または研磨ビーズは、第１の表面にエンボス加工することができる。複数の研磨ビーズは、バインダ材料中に懸濁された複数の研磨粒子を含むことができる。複数の研磨粒子及び／またはビーズと樹脂層は結合して、基板に接触するように適合された研磨デバイスの研磨面を形成する。基板の研磨は、好ましくは、基板が回転している間に、研磨テープを除いたいずれの装置も縁部に接触しないように、基板が保持デバイスによって回転している間に基板の縁部を研磨することを含む。
【０００９】
[0022]本発明の更なる特徴及び態様は、後述する詳細な説明、添付の特許請求の範囲及び添付の図面に基づいてより明らかになる。
【詳細な説明】
【００１０】
基板
[0032]本発明は、基板の縁部のようなターゲット表面を洗浄及び／または研磨するための、高性能で且つ低価格の研磨テープに関する改善された方法及び装置を提供する。図１Ａを参照すると、基板１００は、２個の主面１０２、１０２’、及び縁部１０４を含むことができる。基板１００のそれぞれの主面１０２、１０２’は、デバイス領域１０６、１０６’及び除外領域１０８、１０８’を含むことができる。しかしながら、典型的に、２個の主面１０２、１０２’のうちの１つだけが、デバイス領域及び除外領域を含むようになる。主面１０２は、上部面とみなされて、デバイス領域１０６及び除外（exclusion）領域１０８を含むことができ、一方、主面１０２'が裏面とみなされて、選択的にデバイス領域１０６'及び除外領域１０８'を有することができる。除外領域１０８、１０８’は、デバイス領域１０６、１０６’と縁部１０４との間のバッファとして機能することもできる。基板１００の縁部１０４は、外縁部１１０及び斜面１１２、１１４を含むことができる。斜面１１２は、上部斜面とみなすことができ、一方、斜面１１４は、下部斜面とみなすことができる。外縁部１１０は、縁部の頂上（ｃｒｏｗｎ）とみなすことができる。斜面１１２、１１４は、２個の主面１０２、１０２’の除外領域１０８、１０８’と外縁部１１０との間に位置することもできる。
【００１１】
[0033]図１Ｂに示されているように、基板１００は、外縁部１１０に沿ってノッチ１１６を含むことができる。ノッチ１１６は、基板１００の上で半導体デバイスを製造中に、位置決めの目的で使用することが可能である。図１Ｂのノッチ１１６は、例示するために、基板１００に比べて実際よりも非常に大きく描写されている。本発明は、デバイス領域１０６、１０６'に影響を及ぼすことなく、基板１００の外縁部１１０及び少なくとも一つの斜面１１２、１１４を洗浄及び／または研磨するように適合することができる。一部の実施形態において、除外領域１０８、１０８'及び／またはノッチ１１６の全部または一部が、さらに洗浄または研磨されることもできる。
【００１２】
研磨システム
[0034]図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、異なる例示的な縁部研磨システム２００の斜視図が、異なる角度から描写されている。図２Ａに示されているように、例示的な縁部研磨システム２００は、スプール２０７、２０９との間で張力を受けることができ、さらにパッド２０８によって支持される研磨テープ２０５を支持するヘッド２０４を含む、ベースまたはフレーム２０２を含むことができる。フレーム２０２は、図２Ｂに示されているように、ヘッド２０４を回転させるヘッド回転子を含むことができる。示されているように、パッド２０８は、アクチュエータ（例えば、空気圧スライド、水圧衝撃ポンプ、サーボモータで駆動されるプッシャー等）などを介してヘッド２０４に取り付けることができる。
【００１３】
[0035]アクチュエータは、基板縁部１０４に対してテープ２０５を調整可能に押圧し、それに合わせて輪郭を形成するように適合されることができる。他の方法では、アクチュエータは、テープ２０５に対してパッド２０８を押圧したり、または基板１００の方に向かって全体ヘッド２０４を押し付けるのに使用することができる。他の方法では、パッド２０８は、バネのようなバイアスデバイスを介してヘッド２０４に取り付けることができる。バイアスデバイスは、パッド２０８に柔軟性のある／動的な逆圧を提供することができる。（ヘッド２０４を含む）フレーム２０２は、システム２００で維持されている基板１００の縁部１０４に接線である軸に対して角をなしながら平行移動されるように適合することができる。また、図２Ａとは少し異なる図２Ｂの縁部研磨システム２００は、駆動装置２１３（例えば、モータ、ギア、ベルト、チェーンなど）に結合された真空チャック２１２を描写する。また、真空チャック２１２は、図２Ｂに示されているようなウエハスピナー２１４に連結することができる。駆動装置２１３または他の装備が、ペデスタル２１５によって支持されていてもよい。
【００１４】
[0036]研磨テープ２０５に対して基板１００の縁部１０４を回転させるように適合された一つ以上のドライブローラー（図示せず）及びガイドローラー（図示せず）を含んでいてもよい一部の実施形態とは異なって、基板を回転させる真空チャックのような保持デバイスを使用する実施形態の利点は、システム２００が、研磨される縁部１０４に接触しないということである。すなわち、研磨テープは、基板が回転する間に縁部に接触する唯一の装置である。しかし、後述する流体は、回転する間に縁部に接触することがあるが、流体は、この状況下では装置としてみなされない。したがって、ドライブローラー上にパーティクルが蓄積されて、縁部１０４上に再び堆積される潜在可能性が除去される。また、ローラーを洗浄する必要性も除去される。そして、ローラーが縁部を損傷したり、傷をつける可能性も除去される。真空チャックに基板を保持させることにより、大きな振動のない、高速の回転を達成することができる。
【００１５】
[0037]さらに、ヘッド２０４に取り付けられたスプール２０７、２０９は、一つ以上の駆動装置（図示せず）（例えば、サーボモータ）によって駆動することができる。駆動装置は、特定の量の未使用テープ２０５が基板縁部に進行したり、継続的に移送されるようにするインデキシング（ｉｎｄｅｘｉｎｇ）能力、及び／または研磨フィルムが伸張されたり、基板縁部に圧力を加えるようにする張力付与（ｔｅｎｓｉｏｎｉｎｇ）能力の両方を提供することができる。
【００１６】
[0038]図３は、本発明による縁部洗浄システム３００のさらに別の例示的な実施形態を描写する平面図である。図３は、３個のヘッド３０４を含む縁部研磨システム３００を描写する。基板縁部／ノッチの研磨は、一つ以上の研磨装置、例えばヘッド３０４を使用して行うことができる。図２Ａ、図２Ｂ及び図３に提示されているように、任意の個数及び任意の種類のヘッド２０４、３０４が、任意の実行可能な組み合わせで使用されていてもよい。１つ以上の実施形態、例えばシステム３００において、複数の研磨装置が採用されて、それぞれの研磨装置は、類似の、或いは異なる特徴及び／またはメカニズムを有することができる。さらに、そのようなマルチヘッドの実施形態において、それぞれのヘッド２０４及び３０４は、異なる構成の、または異なるタイプの研磨テープ２０５（例えば、異なる研磨材、材料、張力、圧力等）を使用することができる。任意の個数のヘッド２０４及び３０４が、同時に且つ個別的に、及び／または任意の順序で使用されていてもよい。異なる基板１００または異なる種類の基板に対して、異なるヘッド２０４及び３０４を使用することができる。
【００１７】
[0039]特定の研磨装置が、特定の動作及び／または目的に対して採用されることがある。例えば、１つ以上の複数の研磨装置は、相対的に粗い研磨及び／または調整を行うように適合されながら、その一方で、１つ以上の他の複数の研磨装置は、相対的に細かい研磨及び／または調整を行うように適合されることができる。研磨装置は、例えば、相対的におおまかな研磨に合わせて調整するために、まず先に粗い研磨処理が行われて、必要に応じて、または研磨方法に従って、細かい研磨処理がその後に続けて行われるような順序で使用されることもできる。複数の研磨装置は、単一チャンバまたはモジュールに位置することができ、さらに、別の方法では、１つ以上の研磨装置は、別個のチャンバまたはモジュールに位置することもできる。複数のチャンバが採用される場合は、チャンバ同士の間で基板を移動させるためにロボットまたは別のタイプの移送メカニズムが採用されて、別個のチャンバにおける研磨装置が、連続的にまたは他の方式で使用されることもできる。
【００１８】
研磨テープ
[0040]図４Ａをみると、本発明は、（例えば、真空チャック２１２、駆動装置ローラー等によって）基板１００が回転されるときに、基板１００の縁部１０４を研磨する砥粒研磨テープ４００を提供する。このテープ４００は、回転する基板の縁部１０４に対して押し付けることができる。テープ４００は、研磨面４０２、及び、テープベース４１０の対向面を形成する非研磨性の、例えば、滑らかな面４０４を有する。典型的に、テープベース４１０は、ポリマーフィルムのように、一般的に第１の表面及び第２の表面を有する平面ストリップ状またはシート状の材料であるが、該第１の表面は研磨面４０２となり、第２の表面は、非研磨面４０４として機能する。基板縁部の研磨に使用される研磨テープ４００は、多様な研磨材料から構成されて、テープベース４１０、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のようなポリマーフィルム上にコーティングすることができる。研磨面４０２は、ベース４１０の研磨面４０２上の樹脂層４０８に埋め込まれる複数の研磨粒子４０６で形成することができる。
【００１９】
研磨砥粒材
[0041]複数の研磨粒子４０６は、酸化セリウム、シリカ及び／またはダイヤモンドのような鉱物、或いは他の適切な鉱物や材料から形成することができる。一部の実施形態において、研磨粒子４０６は、約０.５ミクロン〜約３ミクロン大きさに及ぶことができ、もしくは、他の大きさのものが使用されることもできる。一般的に、研磨粒子４０６の大きさによって、固定した研磨テープ４００による材料の除去が増加する。しかしながら、粒子の大きさが大きいほど、表面の粗さが増加し、これは、処理性能に影響を及ぼす。
【００２０】
[0042]本発明によると、図４Ａに示されているように、研磨粒子は、テープベース４１０上にエンボス加工することができる。エンボス加工された粒子は、部分的には樹脂の上部表面上に上がり、部分的には樹脂に沈んでいる。好ましくは、エンボス加工された固定研磨テープは、良好な表面仕上げを維持し、バフ研磨ステップを経る必要性を回避しながら、ダイヤモンドテープよりもさらに高い研磨速度を得るために化学的な環境において使用することができる。半導体製造の状況下で、基板表面１０２の化学的機械的平坦化（ＣＭＰ）は、化学的スラリーと併用して固定砥粒研磨パッドの使用を伴う。例示的なＣＭＰ処理は、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｉｎｃ．のＳＴＩ処理であってもよい。類推により、図８Ａに描写されているように、化学的スラリーの噴射とともに、ロール状のそのようなＣＭＰ研磨パッドタイプ材料を使用する、新規なＣＭＰスタイルの研磨処理を縁部１０４に適用することができる。より良好な表面仕上げを提供するだけでなく、適合性を保障し、除去能力を向上するために、樹脂及びテープベースの選択に応じて化学物質の選択が行われる。
【００２１】
[0043]また、所望の異なる処理性能によって、研磨粒子４０６の形成に使用される形状、大きさ及び材料は変わることができる。研磨粒子は、異なる形状及び大きさを有することができる。研磨粒子の大きさは、図５を参照して後述するように、表面仕上げ及び研磨速度の両方に共に影響を及ぼす。また、研磨材形状は、表面仕上げに影響を及ぼすことができる。例えば、特定の粒子形状及び大きさが、増加された除去速度に対してより適合することがあるが、別の粒子形状及び大きさが、特定の表面仕上げに対してより適合することがある。異なる研磨鉱物は、ある膜に対しては、非常に異なる研磨速度を有する。例えば、酸化物または窒化物膜に対する所定の研磨粒子の大きさ及び形状に対して、ダイヤモンド粒子は、アルミナ粒子よりも遥かに大きい研磨速度を有する。
【００２２】
[0044]本発明のもう一つの態様は、粒子４０６の大きさを増加することなく、研磨速度を増加することができるコーティング方法に関するものである。新しいコーティング方法は、図４Ｂの概念化された概略図に大まかに描写されているように、バインダ材料４１２中に懸濁されている粒子の個々のビーズ４１４を形成するように、研磨粒子４０６とバインダ材料４１２とを混合する工程を含む。その後、この個々のビーズ４１４は、テープベース４１０、例えば、ＰＥＴのようなポリマーフィルムに添付される。研磨ビーズ４１４は、ベース４１０の上の樹脂層４０８にコーティングされることにより、テープベース４１０に添付することができる。研磨ビーズ４１４は、樹脂層４０８にエンボス加工されることを特徴とすることができる。そのようなコーティング処理の結果は、研磨された表面に対するより粗いコーティング表面と、より高い接触圧力とを含む。
【００２３】
[0045]図５は、一方では、樹脂層上に直接塗布された通常の粒子コーティングを有し、そしてその他方では、新規なビーズコーティングを有する、異なるようにコーティングされたテープの酸化物除去速度の比較が示されている。グラフに示されているように、同様の処理条件で、ビーズコーティングと通常のコーティングとにおいて同一の大きさのダイヤモンド粒子を使用すると、ビーズ技術が、通常のダイヤモンドコーティング技術よりももっと高い酸化物除去速度を有する。
【００２４】
[0046]研磨ビーズ技術は、多数の研磨システム、研磨パラメータ、及びテープパラメーターとともに使用することができる。研磨ビーズ技術は、多様な材料、大きさ及び形状の研磨粒子とともに使用することができる。また、研磨ビーズ当たりの研磨粒子の個数も変化することができるが、ビーズ当たりより多数の研磨粒子は、材料の除去を増加させるものの、仕上げを粗くすることができる。研磨面表面積の平方センチメートル当たりの研磨ビーズの個数も、所望の研磨成果によって変わることができる。所望の研磨パラメータに対して調整するように、異なるタイプのバインダ材料及び樹脂材料が採用されることができる。また、バインダ及び樹脂は、同一または類似の組成を有することもできる。さらに、研磨ビーズは、研磨テープにだけでなく、（基板１００の平坦面１０２、１０２'を研磨したりするための）研磨パッド、（アングルグラインダとともに使用される）研磨チップまたはディスク、及び（サンドペーパと類似した）研磨シートを含むいずれの研磨デバイスにも適用することができる。
【００２５】
樹脂
[0047]樹脂層４０８は、樹脂の所望の耐久性だけではなく、使用される研磨粒子によって、複数の異なる樹脂から形成することができる。樹脂のタイプは、例えば、より硬い樹脂がより大きい研磨速度を有する限りでは、研磨結果に影響を及ぼす要因である。多数の樹脂及びバインダ材料が当業界において公知されているが、例えば、発明の名称が「研磨テープ、その生産処理、及び研磨テープ用コーティング剤」であり、Ｆｕｊｉらに発行された米国特許番号第６,１６５,０６１号において、異なる種類に対する説明が示されており、これは、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
【００２６】
テープベース
[0048]図２Ａ、図２Ｂ及び図３に示された研磨システム２００は、例えば、基板の斜面１１２、１１４及びノッチ１１６上に研磨テープ４００を利用することができる。図１Ｂに示されているような基板縁部１１０及びノッチ１１６の曲率のために、固定研磨テープ４００と基板１００との密着は、効率的な材料の除去において重要である。例えば、堅い及び／または厚いベース４１０のテープ４００は、ノッチ１１６の形状が不規則で且つ滑らかではない場合のノッチ研磨には、不適切であり得る。したがって、研磨テープ４００の柔軟性は重要であり、研磨テープ４００の後に、バッキングパッド２０８によって研磨表面との密着が行われるようにすることができる。薄い及び／または柔らかいコーティングテープベース４１０を使用することにより、そのような柔軟性を提供することができる。テープの厚さと共に、テープベースタイプは、テープの硬度に影響を及ぼすことができ、この要因は、同じく研磨結果にも影響を及ぼす。
【００２７】
テープベースの厚さ
[0049]テープの厚さは、本発明において重要である。より肉薄なテープは、より容易に変形されて、研磨中にウエハの縁部形状にマッチングされる。より肉薄なテープで研磨を行うことは、肉厚な研磨テープに比して、異なる研磨結果をもたらす。また、より肉薄なテープは、与えられたカセット大きさのテープカセットに、より多くの研磨テープを設置可能であることを意味する。カセット当たりより多くのテープは、道具を停止してテープを再び詰め替えることなく、より多くのウエハを処理することができること、すなわち、メインテナンス道具による停止時間がより短縮されたことを意味する。より短い停止時間は、また、全体の処理費用を減少させる。テープ４００の厚さは、好ましくは、約１〜０.０２ｍｍの範囲であってもよい。最適化された厚さは、コーティング処理に対するベース４１０の強度、研磨の間の作動テープの張力、及び、最大システム作動条件に対するテープ４００の整合性に依存している。最適化された研磨テープの厚さは、好ましくは、ＰＥＴ材料上において約０.０６ｍｍ未満である。１つ以上の実施形態において、研磨テープは、約０.００２〜約０.０２インチの厚さで、約１〜約８ｌｂｓの張力を耐えるようにすることができる。異なる厚さ及び強度を有する別のテープが使用されることもできる。
【００２８】
テープベースの幅
[0050]また、テープの幅は、本発明において少なくとも２つの面で重要である。まず、小さなテープの幅は、低い消費費用を意味することができる。処理費用を節減するために、テープの縁部は研磨の間に効率的に使用されないため、好ましくは、テープの幅はあまり大きくない。第二に、テープの幅は、ハードウェアの設計に影響を与える要因である。研磨中に、バッキングパッドの形状によって研磨テープは変形される。より広いテープの幅は、テープ縁部が無駄にウエハ表面に接触しないようにするため、より高いテープの張力を必要とすることがある。研磨テープ４００と基板縁部１１０及び／またはノッチ１１６の間の接触領域は、研磨効率性に最適化されたバッキングパッド２０８の設計によって決定される。したがって、研磨ユニットの研磨テープ４００の幅は、この接触領域により決定され、好ましくは、約２８ｍｍ〜約５ｍｍの範囲である。名目上テープの幅は、約１４ｍｍであり、費用減少のためにより減少されることがある。最小幅を決定することは、接触領域の設計によってのみではなく、テープの滑りをモニタリングしながら、一定のテープ研磨を維持するシステム２００の能力によっても決定される。約１インチ〜約１.５インチの範囲の異なる幅を有するテープ４００が、また、使用されることができる。
【００２９】
研磨・パラメータ
[0051]研磨・パラメータは、基板研磨の多様な態様、所望の材料除去速度、及び所望の仕上げ等を含むことができ、これは、前述したように、研磨粒子の材料、大きさ及び形状；樹脂の種類；テープベースの種類；テープベースの厚さ及び幅；テープ速度、基板移動などを含む数多くの要因に依存している。また、（図８の実施例から見られるように）基板１００の縁部１０４に対するより良好な表面仕上げを提供するためだけではなく、テープ４００の除去能力を向上させるために、流体が使用されてもよい。使用される樹脂４０８の種類と共に、使用される流体に依存して、異なる研磨粒子４０６のタイプ、形状及び大きさが変わることができる。
【００３０】
[0052]本明細書に示されているように、一部の実施形態において、テープ４００は、ロール状に製造されて、図２Ａ及び２Ｂに示されているように、斜面ポリッシャ内に配置されることができる。しかし、これは、単なる例示のためのものであって、テープ４００は、ストリップまたはパッドを含む他の形態に製造することができるが、それに限定されるものではない。
【００３１】
[0053]図６をみると、基板１００の縁部１０４を研磨する研磨テープ４００の例示的な実施形態の概略的な図が描写されている。基板１００は、方向指示矢印「Ａ」で表示される方向に回転することができる。基板１００が回転するとき、研磨テープ４００は、縁部１０４の異なる部分に接触することができ、それにより、基板１００の全体縁部１０４を研磨する。基板１００が回転していることと同時に、テープ４００も、また、方向指示矢印「Ｂ」で表示される方向に移動することができる。テープ４００が移動するとき、新しいまたは未使用の研磨粒子４０６が使用されて縁部１０４を研磨し、それによって、磨耗された研磨粒子４０６によって標準以下の研磨が行われるのを防止する。供給スプール（図２Ａ及び図２Ｂに示されている）は、基板１００に隣接した位置で、巻きだされ、引っ張られるように使用可能な、未使用テープ４００を保管することができ、巻取りスプール（例えば図２Ａに示されている）は、使用済み及び／または磨耗されたテープ４００を受け入れるように適合することができる。１つまたは２つのスプールが段階的に移動することにより、前進するテープ４００の量を精密に制御することができる。
【００３２】
[0054]図６には、テープ４００の研磨面４０２が、基板１００の外縁部１１０にのみ接触しているものと示されているが、テープ４００は、柔軟性を提供して、テープ４００が、斜面１１２、１１４を含む全体のウエハの縁部１０４に合致されるようにする、予め設定された寸法の厚さを有することができる。前述したように、テープ４００の全体の厚さが考慮されて、例えば、それは、１０ｍｍ未満であってもよく、好ましくは、２ｍｍ未満であってもよい。他の厚さが使用されることもできる。
【００３３】
テープ速度
[0055]研磨処理中に、研磨テープ４００は、研磨テープ４００の新しい研磨表面４０２が連続的に露出されて、一定した除去速度を提供するように、所定のテープ速度に設定される。テープ速度は、研磨方法において調整可能な処理パラメータである。これは、処理結果に対して重要な影響を有しながら、本発明において重要である。より高いテープの速度は、通常、より大きい研磨速度をもたらす。すなわち、より高いテープの速度は、より高い材料の除去を提供するが、これは、より多くのテープを使用し、使用費用をより高くする結果をもたらす。しかし、スループットを犠牲にして、同一の処理性能でテープの低使用量を得るために、低いテープ速度が使用されることがある。テープ速度が増加するにつれ、研磨速度における最低限度の増加（ｍａｒｇｉｎａｌ  ｉｎｃｒｅａｓｅ）が減少することがあり、これは、最大研磨速度をもたらす。図７は、テープ速度が研磨結果にどのように影響を及ぼすかを示す実際のデータである（Ｓｉ露出距離）。図７は、異なるテープ速度におけるシリコン露出距離（Ｓｉ  ＥＤ）対処理時間にて測定された処理性能を示している。０.４ｍｍの同一のＳｉ  ＥＤにおいて、それぞれ、３ｍｍ／ｓ、２ｍｍ／ｓ及び１ｍｍ／ｓのテープ速度に対して、テープ使用量は、４８０ｍｍ、３９０ｍｍ及び２３０ｍｍである。好ましいシステム設計は、テープ速度が０.０１ｍｍ／ｓ〜２０ｍｍ／ｓに変わることができるようにする。
【００３４】
研磨システムの変形
[0056]図８Ａをみると、もう１つの例示的な縁部研磨システム８００の概略的な平面図が描写されている。フレーム８０２は、基板１００の主面１０２、１０２'に直交する平面で研磨テープ８０４を支持して、及び張力を付与し、基板１００の縁部１０４が研磨テープ８０４の研磨面８０６に対して（例えば、直線の下向き矢印８０５ａ、８０５ｂにより指示されているように）押し付けられ、研磨テープ８０４が基板縁部１０４に対して輪郭が合致されるようにする。すなわち、フレーム８０２は、単にテープ８０４の張力に依存して、基板の縁部１０４に対する側面圧力を提供することができる。曲線矢印８０５ｃにより指示されているように、基板１００は、研磨テープ８０４に対して回転することができる。一部の実施形態において、研磨テープ８０４は、研磨テープ８０４の滑らかな面（例えば、非研磨面）に隣接して配置され、フレーム８０２に取り付けられるパッド８０８によって支持されることができる。直線の上向き矢印８０７により指示されているように、張力が受けられる研磨テープ８０４及び／またはパッド８０８を含むフレーム８０２は、基板１００の縁部１０４に対して押されることがある。
【００３５】
[0057]追加的に、または他の方法で、付加的な長さの研磨テープ８０４は、フレーム８０２に取り付けられたスプール８１０、８１２によって支持され、張力付与されていてもよい。供給スプール８１０は、巻きだされて基板１００に隣接した位置に引き込まれることができる未使用研磨テープ８０４を含むことができ、巻取りスプール８１２は、使用済み及び／または磨耗された研磨テープ８０４を受け入れるように適合することができる。スプール８１０、８１２のうちの１つまたは２つが段階的に移動され、先進する研磨テープ８０４の量を精密に制御することもできる。スプール８１０、８１２は、研磨テープ８０４が伸張されて、基板縁部１０４に圧力を加えるようにする張力付与能力を含むことができる。スプール８１０、８１２は、約１インチの直径であり、約５００インチのテープ８０４を保持することができ、ポリウレタン、ポリビニルジフルオライド（ＰＦＤＦ）等のような任意の使用可能な材料から作製することができる。また、他の材料が使用されていてもよい。フレーム８０２は、アルミニウム、ステンレス鋼等のような任意の使用可能な材料から作製することができる。
【００３６】
[0058]テープ８０４の長さは、研磨されるべき基板１００の縁部１０４に直交して配置されることができる。他の方法では、テープ８０４の長手方向は、研磨されるべき基板１００の縁部１０４に整列されることができる。さらに、他のテープ配向及び構成が採用されることもできる。例えば、テープ８０４は、基板１００の主面１０２に対して対角線上に保持されていてもよい。本質的に、テープ８０４は、基板１００のデバイス領域１０６に接触せずに、斜面１１２、１１４及び基板１００の外縁部１１０に接触するようになる。作動において、これは、基板１００が回転する間に、基板１００の外縁部１１０に接線である軸の周りで、ヘッドまたはフレーム（及び、それに引き続き、基板１００の縁部１０４に接触し、それに対して輪郭を有するテープの部分）を角をなしながら平行移動することにより達成することができる。
【００３７】
[0059]また、テープ８０４は、連続的なループとして取り付けられることができ、及び／または、テープ８０４は連続的に（または断続的に）進行して、基板縁部１０４に対して研磨を行うか、及び／または研磨効果を増加させることができる。例えば、テープ８０４の進行は、研磨運動を生成及び／または向上するために使用されることができる。一部の実施形態において、テープ８０４は、前後に振動して、固定されているかまたは回転する基板１００に対して研磨を行うか、及び／または研磨効果を向上させることができる。一部の実施形態において、テープ８０４は、研磨の間に静止して保持されることができる。また、テープ８０４の張力及び／または力は、例えば、テープ８０４の角度及び／または位置、研磨時間、基板に使用される材料、研磨される層、除去される材料の量、基板の回転速度、基板を回転させる駆動装置によって流れる電流の量等を含む、多様な要因に基づいて変動されることができる。
【００３８】
[0060]一部の実施形態において、１つ以上の流体チャネル８１４（すなわち、噴射ノズルまたはバー）が化学物質及び／または水を供給するように設けられて、基板縁部１０４の研磨／洗浄を補助したり、基板に潤滑性を付与したり、及び／または除去された材料を洗い流すことができる。例えば、エンボス加工された固定研磨テープにＣＭＰスタイルの化学的スラリーが塗布されて、追加的な研磨または腐食効果を提供することができる。
【００３９】
[0061]図８Ｂを参照して、３つの縁部の研磨処理の除去速度がグラフを用いて比較される。効率性の順に並べられた３つの処理は、以下のものを含む：処理８１６Ａ、本発明の実施形態に従ってＣＭＰスタイルの化学的スラリーを用いた、エンボス加工された固定研磨テープ（正方形で表示される）；処理８１６Ｂ、脱イオン化水を用いた、ダイヤモンド粒子テープ（三角形で表示される）；及び、処理８１６Ｃ、化学的スラリーを用いた、酸化セリウムの酸化物ラッピング（ｌａｐｐｉｎｇ）パッド（楕円で表示される）。本発明の実施形態による独創的なテープ及び化学的処理８１６Ａは、ロール形態のＣＭＰスタイルパッド材料を使用しており、これは、明らかに脱イオン化水を用いたダイヤモンドテープの処理８１６Ｂよりも高い酸化物の除去速度を証明する。処理８１６Ａの除去速度は、約６０００オングストロームからスタートし、下落する前に約８７００オングストロームの最大の除去速度まで増加する。それに対比して、処理８１６Ｂは、約２４００オングストロームの除去速度からスタートし、約２６００オングストロームで最大値を有する。化学的処理８１６Ｃを用いたＣｅＯラッピングパッドは、効果がごく少ないものと現われた。
【００４０】
[0062]さらに、図８Ｃに示されているように、図８Ｂの独創的な実施形態８１６Ａによって達成された表面仕上げ８１８Ａは、図８Ｂのダイヤモンドテープ処理８１６Ｂによって達成された表面仕上げ（図８Ｄの８１８Ｂ）よりも遥かに良好であった。単一研磨処理のみの後に充分良好な仕上げをすると、その後にバフ研磨処理を行う必要性はなくなる。したがって、本発明による縁部の研磨は、製造処理における進行に好適であり、バフ研磨の必要のない表面仕上げを達成することができる。
【００４１】
[0063]流体チャネル８１４は、流体を、基板１００、研磨テープ８０４、及び／またはパッド８０８に供給するように適合することができる。流体は、脱イオン水、界面活性剤、及び／または他の公知の洗浄化学物質を含むことができる。一部の実施形態において、洗浄を補完するために、基板縁部１０４に超音波処理した流体を運搬するように音速（例えば、メガソニック）ノズルが使用されることがある。また、流体は、研磨テープ８０４及び／またはパッド８０８を介して基板縁部１０４に運搬することができる。多様な流体が、コントローラ（図示せず）の指示下で選択的に運搬されていてもよく、研磨、潤滑、粒子の除去／すすぎ、及び／またはパッド８０８内のブラダを膨張させるために、使用されていてもよい。例えば、一部の実施形態において、透過性パッド８０８を介して運搬される同じ流体が、研磨とパッド８０８の膨張との両方に使用されることができ、第２のチャネル（図示せず）を介して同一基板１００に運搬される異なる流体が、すすぎ及び潤滑に使用されることができる。
【００４２】
[0064]上述の実施可能な研磨動作及び／または方法の如何なる組み合わせであっても採用することができる。これらの方法は、テープ８０４が縁部１０４を中心に、またはそれに対して回転もしくは移動するとき、除去される材料の形状及び変化を補償することに使用することができる、縁部の研磨処理に対する更なる制御を提供する。
【００４３】
研磨方法
[0065]図９は、１つ以上のステップが結合されて、基板の縁部を研磨する方法の実施形態９００を生成することができる、例示的な選択的研磨ステップのフローチャートである。ステップＳ９００において、研磨テープが選択される。研磨テープは、複数のテープのロールの中から選択することができ、それぞれのテープは、除去速度を向上させることや表面仕上げを向上させること等のような特定の作業に適した種類の樹脂及び研磨粒子（材料、大きさ及び形状を含む）を有する。ステップＳ９０２において、研磨テープのロールが、斜面研磨システムに挿入される。一部のシステムにおいて、前述したように、研磨テープは２つのスプール、すなわち供給スプールと巻取りスプールとの間で張力を受けることもできる。
【００４４】
[0066]ステップＳ９０４において、基板は、真空チャックによって保持され、回転される。ステップＳ９０６において、研磨テープは、基板の縁部に接触して、及び合致される。図８Ａに示されているように、研磨テープが基板の縁部に接触及び合致されるとき、化学的スラリーを、斜面領域に選択的に付けることができる。ステップＳ９０８において、研磨テープは、予め設定された増加量だけ進行する。１つ以上の基板を洗浄した後、そのような洗浄に採用された研磨テープの部分が磨耗してしまうことがある。したがって、供給リールから巻取りリールの方に、一定の量だけ研磨テープを引き出すように、巻取りリールが駆動されることができる。このような方式で、研磨テープの未使用部分を、巻取りスプールと供給スプールとの間に提供することができる。ポリッシグテープの未使用部分は、上述した方式と同様にして、１つ以上の他の基板を連続的に洗浄することに採用することができる。それにより、基板処理のスループットに影響を与えないか、もしくはほとんど与えずに、研磨テープの磨耗された部分を未使用部分に取り替えることができる。
【００４５】
[0067]本明細書に記述された独創的な縁部の研磨装置及び方法は、斜面と縁部の研磨及び／または基板上の膜を除去するために適合された装置以外の装置にも採用することができる点を理解しなければならない。また、当業界における通常の知識を有した者には明らかであるように、本明細書に記述された装置及び方法は、任意の配向（例えば、水平、垂直、対角線等）で支持される基板の縁部上で膜を研磨及び／または除去するために採用されることができる。
【００４６】
[0068]さらに、円形の基板を洗浄する実施例のみが開示されているが、本発明は、他の形状を有する基板（例えば、平面パネルディスプレー用のガラスまたはポリマープレート）を洗浄するように変更することもできる点を理解しなければならない。さらに、装置による単一基板の処理のみが示されているが、一部の実施形態において、装置は、複数の基板を同時に処理することも可能である。
【００４７】
[0069]上述した説明は、単に本発明の例示的な実施形態を開示したものである。本発明の範囲に含まれる、以上で開示した装置及び方法の変更は、当業界における通常の技術を有する者にとっては非常に明らかなことである。したがって、本発明は、例示的な実施形態に基づいて開示されているが、次の請求の範囲により画成されているとおり、その他の実施形態であっても本発明の精神及び範囲内に含まれることができるのを理解しなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１Ａ】基板の一部の断面の概略的な図である
【図１Ｂ】強調されたノッチ部分を有する基板の平面図である。
【図２Ａ】本発明による縁部洗浄システムの例示的な実施形態を描写する斜視図である。
【図２Ｂ】本発明による縁部洗浄システムの例示的な実施形態を描写する斜視図である。
【図３】本発明による縁部洗浄システムの他の例示的な実施形態を描写する平面図である。
【図４Ａ】研磨テープロールの例示的な実施形態を描写する概略的な図である。
【図４Ｂ】研磨テープロールの例示的な実施形態を描写する概略的な図である。
【図５】多様なタイプの研磨テープからの酸化物除去速度データを比較するグラフ図である。
【図６】基板の縁部を研磨する研磨テープの例示的な実施形態を描写する概略的立面図である。
【図７】異なるテープ速度での研磨からの処理性能データを比較するグラフ図である。
【図８Ａ】本発明による縁部洗浄装置の例示的な実施形態を描写する概略的平面図である。
【図８Ｂ】３つの縁部の研磨処理の除去速度をグラフを用いて比較する。
【図８Ｃ】研磨処理の表面仕上げを表わす。
【図８Ｄ】研磨処理の表面仕上げを表わす。
【図９】研磨テープを基板の縁部に付ける例示的な処理を描写したフローチャートである。
【符号の説明】
【００４９】
１００…基板、１０２，１０２’…主面、１０４…縁部、１０６,１０６’…デバイス領域、１０８,１０８’…除外領域、１１０…外縁部、１１２、１１４…斜面、１１６…ノッチ、２００…研磨システム、２０２…フレーム、２０４、３０４…ヘッド、２０５…研磨テープ、２０７、２０９…スプール、２０８…パッド、２１２…真空チャック、２１３…駆動装置、２１４…ウエハスピナー、３００…洗浄システム、４００…砥粒研磨テープ、４０２…研磨面、４０４…非研磨面、４０８…樹脂層、４０６…研磨粒子、４１０…テープベース、４１２…バインダ材料、４１４…研磨ビーズ
【図１Ａ】
2008290233.tif 000003
【図１Ｂ】
2008290233.tif 000004
【図２Ａ】
2008290233.tif 000005
【図２Ｂ】
2008290233.tif 000006
【図３】
2008290233.tif 000007
【図４Ａ】
2008290233.tif 000008
【図４Ｂ】
2008290233.tif 000009
【図５】
2008290233.tif 000010
【図６】
2008290233.tif 000011
【図７】
2008290233.tif 000012
【図８Ａ】
2008290233.tif 000013
【図８Ｂ】
2008290233.tif 000014
【図９】
2008290233.tif 000015
【図８Ｃ】
2008290233.tif 000016
【図８Ｄ】
2008290233.tif 000017
【外国語明細書】
2008290233000001.pdf