(57)【要約】【課題】構成が簡単で常に高精度で均一な基板端面（ベベル面やノッチ面）の研磨ができる基板研磨装置、基板研磨方法、及び該基板研磨装置を用いた基板処理装置を提供すること。【解決手段】基板１２を吸着保持する吸着ステージ１０と、砥石２２を装着するスピンドル２０を備え、吸着ステージ１０に吸着保持され回転又は停止する基板１２の端面にスピンドル２０に装着され回転する砥石２２を当接させ基板１２の端面を研磨する基板研磨装置において、スピンドル２０を砥石２２の中心と基板１２の中心とを結ぶ直線と平行な直線上を移動する直動ガイド２３に搭載し、該直動ガイド２３よって前記平行な直線上を移動できるようになっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を吸着保持する吸着ステージと、砥石を装着するスピンドル機構を備え、前記吸着ステージに吸着保持され回転又は停止する基板の端面に前記スピンドル機構に装着され回転する砥石を当接させ該基板端面を研磨する基板研磨装置において、
前記スピンドル機構を前記砥石中心と前記基板中心とを結ぶ直線と平行な直線上を移動する直動ガイドに搭載し、該直動ガイドよって前記平行な直線上を移動できるようになっていることを特徴とする基板研磨装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板研磨装置において、
前記スピンドル機構はシリンダにより前記平行な直線上を移動し、該シリンダにより前記砥石が前記基板の端面を押圧する押圧力を調整して研磨圧力を制御する研磨圧力制御機構を備えたことを特徴とする基板研磨装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の基板研磨装置において、
前記吸着ステージに吸着保持された前記基板と前記スピンドルに装着された砥石の相対的位置及び相対速度を制御する吸着ステージＸ，Ｙ移動機構、砥石揺動機構、吸着ステージ回転機構を備えた相対位置・速度制御機構を設けたことを特徴とする基板研磨装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板研磨装置において、
前記スピンドル機構を昇降させ装着している前記砥石を昇降させる砥石昇降機構を備えたことを特徴とする基板研磨装置。
【請求項５】
請求項４に記載の研磨装置による基板の端面を研磨する基板研磨方法において、
前記吸着ステージに吸着される基板毎に前記砥石昇降機構により前記砥石の高さを調整して、前記基板の端面を研磨することを特徴とする基板研磨方法。
【請求項６】
請求項３に記載の研磨装置による基板の端面を研磨する基板研磨方法において、
前記基板の端面に前記砥石を押し当てながら前記相対位置・速度制御機構の前記吸着ステージ回転機構による吸着ステージの回転又は前記吸着ステージＸ，Ｙ移動機構によるＸ軸移動又は前記砥石揺動機構による前記砥石の揺動により前記基板の端面を研磨することを特徴とする基板研磨方法。
【請求項７】
請求項３に記載の研磨装置による基板の端面を研磨する基板研磨方法において、
先に前記シリンダ機構により前記砥石を前記基板に近づけ、その後前記相対位置・速度制御機構により前記基板と前記砥石の相対的位置及び相対速度を制御しながら前記基板の端面を研磨することを特徴とする基板研磨方法。
【請求項８】
請求項３に記載の研磨装置による基板の端面を研磨する基板研磨方法において、
前記基板端面の研磨中、又は前記基板毎に前記砥石が該基板端面を押圧する研磨圧を変化させて研磨することを特徴とする基板研磨方法。
【請求項９】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板研磨措置において、
前記基板の上面に純水を供給する基板上面リンスノズル、前記基板の下面に純水を供給する基板下面リンスノズル、及び回転する前記砥石から離脱する研磨屑等の異物の飛散を防止する砥石カバー、加工点の砥石を冷却する砥石リンスノズルを備えたことを特徴とする基板研磨装置。
【請求項１０】
請求項３に記載の基板研磨措置において、
前記基板を該基板表面と同一平面内で基板ノッチを中心に旋回移動される旋回移動機構を設けたことを特徴とする基板研磨装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の研磨装置による基板の端面を研磨する基板研磨方法において、
前記相対位置・速度制御機構が備える吸着ステージＸ，Ｙ移動機構、砥石揺動機構、及び前記旋回移動機構を同時に制御し、前記基板ノッチ部が常に前記基板中心と前記砥石中心とを結ぶ直線と常に垂直となる配置としながら前記基板端面を研磨することを特徴とする基板研磨方法。
【請求項１２】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板研磨措置において、
前記吸着ステージ周辺に研磨テープを前記基板端面に押圧し、該研磨テープと該基板の相対的運動により該基板の端面を研磨するテープ研磨装置を設置したことを特徴とする基板研磨装置。
【請求項１３】
計測ユニット、研磨ユニット、洗浄乾燥ユニット、及び各ユニット間を基板を搬送する搬送機構を備え、搬入された基板の形状寸法等を前記計測ユニットで計測し、前記研磨ユニットで該基板の端面を研磨し、前記洗浄乾燥ユニットで該研磨後の基板を洗浄し乾燥させる基板処理装置において、
前記研磨ユニットに請求項１、２、３、４、９、１０、１２のいずれか１項に記載の基板研磨装置を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の基板を端面を研磨する基板研磨装置、基板研磨方法、及び基板処理装置に関し、特に基板の端面（ベベル部面、ノッチ部面）を研磨処理するのに好適な基板研磨装置、基板研磨方法、及び基板処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の研磨装置としては、例えば特許文献１に開示されたウェーハ面取り装置がある。このウェーハ面取り装置は、粗研用の砥石と精研用の砥石とを同軸上に積み重ねた構成の外周研削用砥石と、粗研用のノッチ研削用砥石が装着された第１ノッチスピンドルと精研用のノッチ研削用砥石が装着された第２ノッチスピンドルとで構成され、第１ノッチスピンドルと第２ノッチスピンドルとは、外周研削用スピンドルとウェーハテーブルとの間に配置されると共に、その中心が外周研削用スピンドルの中心とウェーハテーブルの中心とを結ぶ直線を挟んで両側に設置され、回転する外周研磨砥石にウェーハテーブルに保持されて回転するウェーハの外周を押し当てて該ウェーハの外周を面取り加工するとともに、ノッチスピンドルに装着されて回転するノッチ研削用砥石にウェーハテーブルに保持されたウェーハを押し当ててノッチを面取り加工するものである。
【０００３】
上記ウェーハ面取り装置は、ノッチ研削用スピンドルが両側に設置されているため、メンテナンスがしやすく、ノッチ研削用スピンドルを複数設置することにより、ノッチの粗研磨加工と精研加工とが１台の装置で行うことができるというものである。
【特許文献１】特許第３１６６８４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載のウェーハ面取り装置を含め、従来のこの種の基板研磨装置において、基板形状が複雑な場合、特にシリコンウエハのノッチ部を研磨する場合被加工物である基板の形状を識別する必要がある。また、形状識別をしない場合でも、加工しない時間や余分な加工が必要となる。基板形状がそれぞれ違う基板を研磨する場合、それぞれについて任意の設定が必要である。また、基板の複雑な形状全般、特にノッチ部全部を万遍なく研磨するためには精密な形状情報が必要である。
【０００５】
また、このような基板研磨装置では、基板を吸着保持する吸着ステージを用いるが、該吸着ステージは時間の経過と共に構成部品が磨耗し吸着保持される基板の高さが変化する。また、吸着による吸着保護材（バッキングフィルム）が収縮して吸着保持された基板の高さが変化する。また、砥石交換後砥石高さは変化する。また、砥石形状が一定でない場合、砥石と基板高さが変化することは研磨後の基板端面形状に変化をもたらす。
【０００６】
また、従来、シリンダによりスピンドルユニットを移動させ、該スピンドルユニットに装着された砥石を基板の端面に接触されるようにした基板研磨装置があるが、これによる基板と砥石の接触では接触速度を制御できず砥石の破損、基板仕上面の不良などをもたらす。
【０００７】
また、研磨圧（シリンダ圧力）を一定にし、基板端面部を研磨している時と基板ノッチ部のＶ字状部を研磨している時の砥石が基板を押付ける力は、基板端面は直動ガイドに対して垂直であるのに対し、基板ノッチ部のＶ字状部は直動ガイドに対して約４５度であることから、基板ノッチ部のＶ字状部を研磨している時のほうが、砥石の基板を押付ける力が大きい。この場合基板ノッチ部のＶ字状部の傾斜部のみ研磨レートが高くなり均一な研磨ができない。
【０００８】
また、高速で回転している砥石から研磨屑及び研磨屑を含む水が飛散している。これは清浄度を必要とする基板処理装置にとっては問題である。また、砥石と基板の加工点では摩擦により発熱が大きく過度な温度は砥石の寿命を短くする。
【０００９】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、上記課題を解決し、構成が簡単で常に高精度で均一な基板端面（ベベル面やノッチ面）の研磨ができる基板研磨装置、基板研磨方法、及び該基板研磨装置を用いた基板処理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】
【００１０】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、基板を吸着保持する吸着ステージと、砥石を装着するスピンドル機構を備え、前記吸着ステージに吸着保持され回転又は停止する基板の端面に前記スピンドル機構に装着され回転する砥石を当接させ該基板端面を研磨する基板研磨装置において、前記スピンドル機構を前記砥石中心と前記基板中心とを結ぶ直線と平行な直線上を移動する直動ガイドに搭載し、該直動ガイドよって前記平行な直線上を移動できるようになっていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板研磨装置において、前記スピンドル機構はシリンダにより前記平行な直線上を移動し、該シリンダにより前記砥石が前記基板の端面を押圧する押圧力を調整して研磨圧力を制御する研磨圧力制御機構を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の基板研磨装置において、前記吸着ステージに吸着保持された前記基板と前記スピンドルに装着された砥石の相対的位置及び相対速度を制御する吸着ステージＸ，Ｙ移動機構、砥石揺動機構、吸着ステージ回転機構を備えた相対位置・速度制御機構を設けたことを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板研磨装置において、前記スピンドル機構を昇降させ装着している前記砥石を昇降させる砥石昇降機構を備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の研磨装置による基板の端面を研磨する基板研磨方法において、前記吸着ステージに吸着される基板毎に前記砥石昇降機構により前記砥石の高さを調整して、前記基板の端面を研磨することを特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項３に記載の研磨装置による基板の端面を研磨する基板研磨方法において、前記基板の端面に前記砥石を押し当てながら前記相対位置・速度制御機構の前記吸着ステージ回転機構による吸着ステージの回転又は前記吸着ステージＸ，Ｙ移動機構によるＸ軸移動又は前記砥石揺動機構による前記砥石の揺動により前記基板の端面を研磨することを特徴とする。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、請求項３に記載の研磨装置による基板の端面を研磨する基板研磨方法において、先に前記シリンダ機構により前記砥石を前記基板に近づけ、その後前記相対位置・速度制御機構により前記基板と前記砥石の相対的位置及び相対速度を制御しながら前記基板の端面を研磨することを特徴とする。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、請求項３に記載の研磨装置による基板の端面を研磨する基板研磨方法において、前記基板端面の研磨中、又は前記基板毎に前記砥石が該基板端面を押圧する研磨圧を変化させて研磨することを特徴とする。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板研磨措置において、前記基板の上面に純水を供給する基板上面リンスノズル、前記基板の下面に純水を供給する基板下面リンスノズル、及び回転する前記砥石から離脱する研磨屑等の異物の飛散を防止する砥石カバー、加工点の砥石を冷却する砥石リンスノズルを備えたことを特徴とする。
【００１９】
請求項１０に記載の発明は、請求項３に記載の基板研磨措置において、前記基板を該基板表面と同一平面内で基板ノッチを中心に旋回移動される旋回移動機構を設けたことを特徴とする。
【００２０】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の研磨装置による基板の端面を研磨する基板研磨方法において、前記相対位置・速度制御機構が備える吸着ステージＸ，Ｙ移動機構、砥石揺動機構、及び前記旋回移動機構を同時に制御し、前記基板ノッチ部が常に前記基板中心と前記砥石中心とを結ぶ直線と常に垂直となる配置としながら前記基板端面を研磨することを特徴とする。
【００２１】
請求項１２に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板研磨措置において、前記吸着ステージ周辺に研磨テープを前記基板端面に押圧し、該研磨テープと該基板の相対的運動により該基板の端面を研磨するテープ研磨装置を設置したことを特徴とする。
【００２２】
請求項１３に記載の発明は、計測ユニット、研磨ユニット、洗浄乾燥ユニット、及び各ユニット間を基板を搬送する搬送機構を備え、搬入された基板の形状寸法等を前記計測ユニットで計測し、前記研磨ユニットで該基板の端面を研磨し、前記洗浄乾燥ユニットで該研磨後の基板を洗浄し乾燥させる基板処理装置において、前記研磨ユニットに請求項１、２、３、４、９、１０、１２のいずれか１項に記載の基板研磨装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１乃至３に記載の発明によれば、スピンドル機構を砥石中心と基板中心とを結ぶ直線と平行な直線上を移動する直動ガイドに搭載し、該直動ガイドよって平行な直線上を移動できるようになっているので、基板端面の形状を基準として砥石が動き、研磨中、即ち基板端面と砥石が接触している時、基板が回転又は砥石が横移動した場合、基板側の複雑な形状、特にノッチ形状に倣って直動ガイドが移動でき、基板形状の詳細な形状情報がなくとも常に砥石と基板が接触し端面を均一に効率的に研磨することが可能となる。
【００２４】
請求項４に記載の発明によれば、砥石昇降機構を備えているので、基板を吸着ステージに吸着保持させた後、基板の高さを検出センサにて検知し、その検知結果に基き砥石の高さを調節して研磨できるので、研磨後の基板の端面を一定に保つことができる。
【００２５】
請求項５に記載の発明によれば、吸着ステージに吸着される基板毎に砥石昇降機構により砥石の高さを調整して、基板の端面を研磨するので、基板を吸着保持する部品の磨耗、吸着による吸着保護材（ハッキングフィルム）の収縮による基板高さの変化に関係なく、常に砥石と基板の高さを一定に保った状態で研磨することができ、研磨後の基板の端面を一定に保つことができる。
【００２６】
請求項６に記載の発明によれば、基板の端面に砥石を押し当てながら相対位置・速度制御機構の吸着ステージ回転機構による吸着ステージの回転又は吸着ステージＸ，Ｙ移動機構によるＸ軸移動又は砥石揺動機構による砥石の揺動により基板の端面を研磨するので、不確かな接触速度による砥石の破損を防止し、基板の形状に応じて端面を均一に研磨することができる。
【００２７】
請求項７に記載の発明によれば、先にシリンダ機構により砥石を基板に近づけ、その後相対位置・速度制御機構により基板と砥石の相対的位置及び相対速度を制御しながら基板の端面を研磨するので、不確かな接触速度による砥石の破損、基板仕上げ面の不良を引き起こさない。
【００２８】
請求項８に記載の発明によれば、基板端面の研磨中、又は基板毎に砥石が該基板端面を押圧する研磨圧を変化させて研磨するので、例えば直動ガイドにスケール等の位置計測機器を取付けておけば、砥石が基板ノッチ部のＶ字状部に押込んだことを認識でき、研磨圧（シリンダ圧）を制御すれば砥石が基板を押付ける力を一定に制御できる。これにより基板端面部も基板ノッチ部も研磨レートが同一となり均一な研磨が可能となる。
【００２９】
請求項９に記載の発明によれば、基板上面リンスノズル、基板下面リンスノズル、及び砥石カバー、砥石リンスノズルを備えたので、基板上下面に飛散した研磨屑を洗い流す効果があり、砥石カバーは砥石からの研磨屑等の異物の飛散を限定し汚染を最小限にできる。また、砥石リンスノズルを加工点の砥石回転方向の上流側に設置すれば加工点を効果的に冷却可能で砥石寿命が向上する。
【００３０】
請求項１０に記載の発明によれば、基板を該基板表面と同一平面内で基板ノッチを中心に旋回移動される旋回移動機構を設けたので、基板ノッチ部のＶ字状面を均一な研磨圧力で均一に研磨することが可能となる。
【００３１】
請求項１１に記載の発明によれば、相対位置・速度制御機構の吸着ステージＸ，Ｙ移動機構、砥石揺動機構、及び前記旋回機構を同時に制御し、基板ノッチ部が常に基板中心と砥石中心とを結ぶ直線と常に垂直となるように配置しながら基板端面を研磨するので、研磨圧の制御が無くても砥石が基板を押付ける力を一定にするすることができる。これにより基板端面部も基板ノッチ部のＶ部も研磨レートが同一となり均一な研磨が可能となる。
【００３２】
請求項１２に記載の発明によれば、吸着ステージ周辺にテープ研磨装置を設置したので、基板端面の仕上状態のよい研磨が可能となる。
【００３３】
請求項１３に記載の発明によれば、基板処理装置の研磨ユニットに請求項１、２、３、４、９、１０、１２のいずれか１項に記載の基板研磨装置を備えたので、基板端面の均一で効率的に研磨処理できる基板処理装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本願発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図１及び図２は本発明に係る基板研磨装置の概略構成を示す図で、図１は側面図、図２は図１のＡ−Ａ断平面図である。図において、１０は吸着ステージであり、該吸着ステージ１０はその上面（吸着面）に吸着保護材であるバッキングフィルム１１を介在させて半導体ウエハ等の基板１２を真空吸着できるようになっている。また、吸着ステージ１０は回転軸１３を有し、該回転軸１３を介して図示しない回転駆動機構により矢印Ｂ方向に回転できるようになっている。また、吸着ステージ１０は図示しないＸ，Ｙ移動機構により、図２の矢印Ｘ，Ｙに示すように、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動できるようになっている。
【００３５】
ＷＰＵは砥石研磨ユニットであり、該砥石研磨ユニットＷＰＵはスピンドル２０を備えている。スピンドル２０の回転軸２１の先端（下端）には基板１２の端面（ベベル部面）を研磨するため砥石２２が装着され、回転軸２１は矢印Ｃ方向に回転するようになっている。スピンドル２０は直動ガイド２３、２３を介して台板２４に搭載されている。直動外ガイド２３、２３はスピンドル２０を砥石２２の中心Ｏ22と基板１２の中心Ｏ12とを結ぶ直線Ｌと平行な直線上を矢印Ｆに示す方向に移動させるようになっている。また、スピンドル２０は台板２４に取付けられたシリンダ２５により該台板２４上を直動ガイド２３、２３により上記直線Ｌと平行な直線上を移動できるようになっている。
【００３６】
２６は砥石昇降機構であり、該砥石昇降機構２６はネジ軸２６−１と該ネジ軸２６−１を回転するモータ２６−２を備えている。該モータ２６−２でネジ軸２６−１を正逆回転することにより、該ネジ軸２６−１に螺合する台板２４が矢印Ｄに示すように上下動（昇降）し、該台板２４に搭載されたスピンドル２０が上下動し、該スピンドル２０に装着された砥石２２が上下動するようになっている。２７は砥石揺動機構であり、該砥石揺動機構２７はネジ軸２７−１と該ネジ軸２７−１を回転するモータ２７−２を備えている。該モータ２７−２でネジ軸２７−１を正逆回転することにより、該ネジ軸２７−１に螺合する台板２４が矢印Ｅに示すように揺動し、該台板２４に搭載されたスピンドル２０が揺動し、該スピンドル２０に装着された砥石２２が揺動するようになっている。
【００３７】
砥石２２は研磨する基板１２の端部の形状がストレート型かラウンド型かで異なり、ストレート型、即ち基板１２の端面（ベベル部Ｂ面）の断面が複数の直線部で構成された台形状である場合（図１３（ａ）参照）は図３（ａ）に示すように、断面台形状の溝２２ａが形成された砥石２２を用い、ラウンド型、即ち基板１２の端面（ベベル部Ｂ面）の断面が半円又は半楕円である場合（図１３（ｂ）参照）は図３（ｂ）に示すように、断面半円又は半楕円状の溝２２ｂが形成された砥石２２を用いる。図１３は基板（ウエハ）１２の端部拡大断面を示す図で、Ｂ部分はベベル部、Ｄ部分はデバイス形成部、Ｅはベベル部Ｂとデバイス形成部Ｄとの境界にあるエッジ部を示す。
【００３８】
また、本研磨装置には、基板１２の上面に純水を供給する基板上面リンスノズル３０、基板１２の下面に純水を供給する基板下面リンスノズル３１、及び回転する砥石２２から離脱する研磨屑等の異物の飛散を防止する砥石カバー３２、加工点の砥石２２を冷却する砥石リンスノズル３３を備えている。更に砥石２２の高さを検出する砥石高さ検出センサ３４、基板１２の高さを検出する基板高さ検出センサ３５を備えている。
【００３９】
上記構成の基板研磨装置において、スピンドル２０を砥石２２の中心Ｏ22と基板１２の中心Ｏ12とを結ぶ直線Ｌと該平行な直線上を移動する直動ガイド２３、２３に搭載し、直動ガイド２３、２３よって直線Ｌと平行な直線上を移動できるようになっている。従って、基板１２端部の形状を基準として砥石２２が動き、研磨中、基板１２と端部と砥石２２が接触している時、基板１２が回転又は砥石２２が横移動した場合、基板１２側の複雑な形状、特にノッチ形状に倣って直動ガイド２３、２３が移動でき、基板１２の形状の詳細な形状情報がなくとも常に砥石２２と基板１２が接触し端部を均一に効率的に研磨することができる。
【００４０】
図１及び図２に示す状態、即ち砥石昇降機構２６及び砥石揺動機構２７により、基板１２の高さが砥石２２の溝（溝２２ａ又は２２ｂ）の所定の溝の高さと一致し、直動ガイド２３、２３の移動方向が砥石２２の中心Ｏ22と基板１２の中心Ｏ12とを結ぶ直線Ｌと平行な直線上となった状態で、シリンダ２５によりスピンドル２０を矢印Ｆの基板１２の方向に一定荷重で押し付けながら、基板１２を回転させることにより、基板１２の端部（周縁部）の全て（基板ノッチ部も含む）を研磨することが可能である。
【００４１】
また、予め基板１２を回転させてそのノッチ部を砥石２２の付近までとし、砥石２２を基板１２に接触させ、基板１２の回転又は砥石揺動機構２７による砥石２２の揺動を行えば、ノッチ部のみを研磨することが可能である。基板１２が円形以外でもこの揺動の範囲内であれば様々な形状の基板１２を研磨することができる。図４は基板１２が回転する場合の基板１２の端部と砥石２２の関係を示す図であり、図５は砥石が揺動する場合の砥石２２と基板１２の端部との関係を示す図である。ここで、Ｎはノッチ部を示す。基板１２が回転する場合も、砥石２２が揺動する場合も砥石２２は基板１２の端面に均一な押圧力で接触する。
【００４２】
上記のように本基板研磨装置は、砥石昇降機構２６を備えているので、基板１２を吸着ステージ１０に吸着保持させた後、基板１２の高さを基板高さ検出センサ３５にて検出し、その検知結果に基き砥石２２の高さを調節して研磨できる。
【００４３】
また、基板１２の高さを検出する基板高さ検出センサ３５、及び砥石２２の高さを検出する砥石高さ検出センサ３４を備えているので、吸着保護材（バッキングフィルム）１１の変形量、又は吸着ステージ１０の構成部品の磨耗による基板１２の高さ変化及び砥石２２を交換した後の該砥石２２の高さ変化を検知できるため砥石２２と基板１２の高さを制御でき、研磨後の基板１２の端面の形状を安定させることが可能となる。
【００４４】
先にシリンダ２５により砥石２２を基板１２に近づけ、吸着ステージ１０のＸ，Ｙ移動機構、砥石揺動機構２７、吸着ステージ１０を回転する回転駆動機構の制御により基板１２と砥石２２の相対的位置及び相対速度を制御しながら基板１２の端面を研磨することにより、不確かな接触速度による砥石２２の破損、基板１２の仕上げ面の不良を引き起すことがない。
【００４５】
基板１２の端部の研磨中、又は基板１２毎に砥石２２が基板１２の端面を押圧する研磨圧をシリンダ２５により変化させて研磨することにより、例えば直動ガイド２３、２３にスケール等の位置計測機器を取付けておけば、砥石２２が基板１２のノッチ部ＮのＶ字状部に押込んだことを認識でき、研磨圧（シリンダ圧）を制御すれば砥石２２が基板１２を押付ける力を一定に制御できる。これにより基板１２の端面もノッチ部面も研磨レートが同一となり均一な研磨が可能となる。
【００４６】
図６及び図７は本発明に本発明に係る基板研磨装置の概略構成を示す図で、図６は側面図、図７は平面図である。本基板研磨装置は図示するように、吸着ステージ１０の外円周近傍に第１砥石研磨ユニットＷＰＵ１と、第２砥石研磨ユニットＷＰＵ２と、ノッチテープ研磨ユニット４０を配置した構成である。第１砥石研磨ユニットＷＰＵ１及び第２砥石研磨ユニットＷＰＵ２は、図１及び図２の砥石研磨ＷＰＵと略同じ構成であるのでその詳細な説明は省略する。
【００４７】
ノッチテープ研磨ユニット４０は、ノッチ研磨ヘッド４４を備え、テープ４３を巻き付けたテープ供給ロール（図示せず）からのテープ４３を第１及び第２のローラ４１、４２の間を通してテープ巻取ローラ（図示せず）で巻き取るように構成されている。吸着ステージ１０のＸ，Ｙ移動機構により、基板１２のノッチ部をノッチ研磨ヘッド４４の第１及び第２のローラ４１、４２の間を通るテープ４３に押付け、該ノッチ部を研磨する。第１砥石研磨ユニットＷＰＵ１は粗々研磨を行ない、第２砥石研磨ユニットＷＰＵ２は粗い研磨を行なう。ノッチテープ研磨ユニット４０は仕上げ研磨を行なう。これにより、基板１２のノッチ部加工から仕上げまでも一つの吸着ステージ１０で行うことが可能となる。また、吸着ステージ１０に対して複数のノッチテープ研磨ユニット４０を配置した構成の基板研磨装置でも同様である。
【００４８】
ノッチテープ研磨ユニット４０は、テープ４３を基板１２の端面（ベベル部面）表面側と裏面側が研磨されるように、テープ４３を基板１２のノッチ部に押付けた状態で、ノッチ研磨ヘッド４４を、ノッチ部に関して基板１２の表面側及び裏面側に旋回往復移動（図６の矢印Ｒ１で示す方向に移動）させるためのノッチ研磨ヘッド旋回往復手段を設けている。
【００４９】
このノッチヘッド往復旋回手段は、図示しないが、テープ４３の走行方向と垂直な方向に伸びるシャフト、及びこのシャフトを回転させるモータから構成される。シャフトは、テープ４３が基板１２のノッチに押付けられている位置に配置される。そして、このシャフト（このシャフトがノッチ研磨ヘッド４４の旋回軸となる）は、ノッチ研磨ヘッド４４に連結されている。モータを駆動してシャフトを回転させると、テープ４３がノッチに押付けられた状態で、ノッチ研磨ヘッド４４が、ノッチ部に関して矢印Ｒ１の方向に旋回往復移動し、これにより、基板１２のノッチ表面側と裏面側が研磨される。
【００５０】
テープ４３として、織布、不織布、発砲体などからなるテープが使用できる。また、テープ４３として可塑性を有する材料からなるテープ状のベースフィルムも及びベースフィルの表面に形成した、研磨材砥粒を樹脂バインダーで固定した研磨層からなるテープが使用できる。研磨砥粒として、例えば、平均粒径０．１μｍ〜５．０μｍの範囲にあるダイヤモンド粒子や平均粒径０．１μｍ〜５．０μｍの範囲にあるＳｉＣ粒子が使用できる。樹脂バインダーとして、例えば、ポリエステル系、ポリウレタン系のものが使用できる。ベースフィルムとしては、例えばポリエステル、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレートなどの可撓性を有する材料からなるフィルムが使用できる。
【００５１】
ノッチテープ研磨ユニット４０による基板１２のノッチ部の研磨は、吸着ステージ１０に吸着保持した基板１２のノッチ部をＸ，Ｙ移動機構でノッチテープ研磨ユニット４０のノッチ研磨ヘッド４４のテープ４３に押付け、図示しない吸着ステージ旋回往復移動機構により、ノッチ部に関して吸着ステージ１０を吸着保持した基板１２の表面と同一平面内で図８の矢印Ｒ２方向に破線で示すように旋回移動させて行う。このとき、テープ４３をノッチ部Ｎに押付けた状態で、ノッチ研磨ヘッド４４を基板１２の表面側及び裏面側に旋回往復移動（図６の矢印Ｒ１に示す方向に旋回往復移動）させてもよい。
【００５２】
図９及び図１０は本発明に本発明に係る基板研磨装置の概略構成を示す図で、図９は側面図、図１０は平面図である。図示するように、本基板研磨装置は吸着ステージ１０の外周近傍に砥石研磨ユニットＷＰＵ、ノッチテープ研磨ユニット４０、第１ベベルテープ研磨ユニット５０−１、第２ベベルテープ研磨ユニット５０−２を配置している。ここでノッチテープ研磨ユニット４０の構成は、図６及び図７で説明したものと同一であるから、その説明は省略する。本基板研磨装置では砥石研磨ユニットＷＰＵは粗研磨、ノッチテープ研磨ユニット４０は仕上げ研磨、第１ベベルテープ研磨ユニット５０−１は粗研磨、第２ベベル研磨テープユニット５０−２は仕上げ研磨を行なう。これにより基板のベベル部、ノッチ部の加工から仕上げまで１つの吸着ステージ１０で実行することができる。
【００５３】
ベベルテープ研磨ユニット５０は、図１１に示すように、先端にコンタクトパッド５１を取付けたシリンダー５２を有するベベル研磨ヘッド５４と、テープ５３をベベル研磨ヘッド５４へ供給し供給したテープ５３を巻き取るテープ供給巻取手段（図示せず）とで構成されている。このテープ供給巻取手段は、テープ５３を巻き付けたテープ供給ロールと、テープ５３をテープ供給ロールからコンタクトパッド５１を介して巻き取るためのテープ巻取りローラと、該テープ巻取りローラを駆動する巻取ローラ駆動手段とを備えた構成である。コンタクトパッド５１を通過するテープ５３が、コンタクトパッド５１を介して基板１２のベベル部に押し付けることにより、ベベル部が研磨される。
【００５４】
ベベルテープ研磨ユニット５０は、テープ５３を基板１２のベベル部に押付けた状態で、ベベル研磨ヘッド５４を基板１２のベベル部がコンタクトパッド５１に接触する部分を中心に図９の矢印Ｒ３に示すように基板１２の表面側及び裏面側に旋回往復移動させるベベル研磨ヘッド旋回往復動手段を備えている。このベベル研磨ヘッド旋回往復動手段は、図示しないがテープ５３の走行方向と垂直な方向に伸びるシャフト、及びこのシャフトを回転させるモータから構成される。シャフトはテープ５３に基板１２のベベル部が押付けられる位置に配置される。そしてこのシャフト（このシャフトはベベル研磨ヘッド５４の旋回軸となる）がベベル研磨ヘッドに連結される。モータを駆動すると、テープ５３に基板が押付けられた状態で、ベベル研磨ヘッド５４が矢印Ｒ３方向に旋回往復動し、基板１２のベベル部の表面側と裏面側を研磨する。
【００５５】
テープ５３として、織布、不織布、発砲体などからなるテープが使用できる。また、テープ５３として、可塑性を有する材料からなるテープ状のベースフィルム、及びこのベースフィルムの表面に形成した、研磨材砥粒を樹脂バインダーで固定した研磨層からなるテープが使用できる。研磨材砥粒としては、例えば、平均粒径０．１μｍ〜５．０μｍの範囲にあるダイヤモンド粒子や、平均粒径０．１μｍ〜５．０μｍの範囲にあるＳｉＣ粒子が使用できる。樹脂バインダーとしては、例えば、ポリエステル系、ポリウレタン系のものが使用できる。ベースフィルムとして、例えば、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレートなどの可撓性を有する材料からなるフィルムが使用できる。
【００５６】
図１２は本発明に係る基板研磨装置を備えた基板処理装置の概略構成を示す平面図である。図において、６０はロードアンロードポートであり、該ロードアンロードポート６０には、ウエハカセット６１Ａ、６１Ｂが載置できるようになっている。６２は第１搬送ロボット、６３は測定ユニット、６４は２次洗浄・乾燥ユニット、６５は第２搬送ロボット、６６は１次洗浄ユニット、６７は１次研磨ユニット、６８は２次研磨ユニットである。１次研磨ユニット６７、２次研磨ユニット６８に上記本発明に係る基板処理装置のいずれかが配置されている。
【００５７】
ＣＭＰ工程やＣｕ膜等の成膜工程を終えた基板１２が収容されたウエハカセット６１Ａ又は６１Ｂがロードアンロードポート６０に載置される。第１搬送ロボット６２によってもウエハカセット６１Ａ又は６１Ｂから基板１２が取り出されて測定ユニット６３に搬送される。測定ユニット６３で研磨前の基板１２の直径、周縁部の断面形状、表面形状のうち必要なデータが測定が測定される。測定を終えた基板１２は第２搬送ロボット６５によって測定ユニット６３から１次研磨ユニット６７へ搬送される。１次研磨ユニット６７で基板１２の周縁部（ベベル部及びノッチ部）の研磨が行われる。１次研磨ユニット６７で研磨を終えた基板１２は、第２搬送ロボット６５によって１次洗浄ユニット６６に搬送され、１次洗浄が行われる。１次洗浄ユニット６６で洗浄された基板１２は、第２搬送ロボット６５で２次洗浄・乾燥ユニット６４に搬送され、２次洗浄・乾燥が行われる。乾燥処理を終えた基板１２は、第１搬送ロボット６２により元のウエハカセット６１Ａ又は６１Ｂに戻される。或いは乾燥処理の終えた基板１２は第１搬送ロボット６２又は第２搬送ロボット６５のいずれかによって測定ユニット６３に搬送され、必要なデータが測定された後、第１搬送ロボット６２でウエハカセット６１Ａ又は６１Ｂに戻される。
【００５８】
先に搬送された基板１２が１次研磨ユニット６７で研磨処理されている間に、次に処理すべき基板を２次研磨ユニット６８で研磨処理する。先ず第１搬送ロボット６２によってウエハカセット６１Ａ又は６１Ｂから基板１２を取り出し、測定ユニット６３へ搬送される。測定ユニット６３で必要な測定を終えたこの基板１２は、第２搬送ロボット６５によって２次研磨ユニット６８へ搬送され、２研磨ユニット６８で基板１２の周縁部（ベベル部及びノッチ部）の研磨が行われる。２次研磨ユニット６８で研磨の終えた基板１２は第２搬送ロボット６５で１次洗浄ユニット６６に搬送され、１次洗浄が行われる。１次洗浄ユニット６６で洗浄された基板１２は、第２搬送ロボット６５で２次洗浄・乾燥ユニット６４へ搬送され、２次洗浄、乾燥処理を終え基板１２は第１搬送ロボット６２により元のウエハカセット６１Ａ又は６１Ｂに戻される。或いは、乾燥処理を終えた基板１２は、第１搬送ロボット６２又は第２搬送ロボット６５のいずれかにより測定ユニット６３へ搬送され、必要なデータ測定された後、第１搬送ロボット６２でウエハカセット６１Ａ又は６１Ｂに戻される。
【００５９】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載のない何れの形状・構造・材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明に係る基板研磨装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】本発明に係る基板研磨装置の概略構成を示す図で、図１Ａ−Ａ断平面図である。
【図３】本発明に係る基板研磨装置に使用する砥石の形状を示す図である。
【図４】本発明に係る基板研磨装置の研磨中の基板と砥石の位置関係を示す図である。
【図５】本発明に係る基板研磨装置の研磨中の基板と砥石の位置関係を示す図である。
【図６】本発明に係る基板研磨装置の概略構成を示す側面図である。
【図７】本発明に係る基板研磨装置の概略構成を示す平面図である。
【図８】本発明に係る基板研磨装置の研磨中の基板の旋回運動を示す図である。
【図９】本発明に係る基板研磨装置の概略構成を示す側面図である。
【図１０】本発明に係る基板研磨装置の概略構成を示す平面図である。
【図１１】本発明に係る基板研磨装置のベベル研磨ユニットのベベル研磨ヘッドの概略構成を示す図である。
【図１２】本発明に係る基板処理装置の平面構成を示す図である。
【図１３】本発明に係る基板研磨装置で取り扱う基板の端部断面を示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０    吸着ステージ
１１    バッキングフィルム
１２    基板
１３    回転軸
ＷＰＵ    砥石研磨ユニット
２０    スピンドル
２１    回転軸
２２    砥石
２３    直動ガイド
２４    台板
２５    シリンダ
２６    砥石昇降機構
２７    砥石揺動機構
３０    基板上面リンスノズル
３１    基板下面リンスノズル
３２    砥石カバー
３３    砥石リンスノズル
３４    砥石高さ検出センサ
３５    基板高さ検出センサ
ＷＰＵ１    第１砥石研磨ユニット
ＷＰＵ２    第２砥石研磨ユニット
４０    ノッチテープ研磨ユニット
４１    第１ローラ
４２    第２ローラ
４３    テープ
４４    ノッチ研磨ヘッド
５０−１    第１ベベルテープ研磨ユニット
５０−２    第２ベベルテープ研磨ユニット
５１    コンタクトパッド
５２    シリンダー
５３    テープ
５４    ベベル研磨ヘッド
６０    ロードアンロードポート
６１    ウエハカセット
６２    第１搬送ロボット
６３    測定ユニット
６４    ２次洗浄・乾燥ユニット
６５    第２搬送ロボット
６６    １次洗浄ユニット
６７    １次研磨ユニット
６８    ２次研磨ユニット
【図１】
2008018502.tif 000003
【図２】
2008018502.tif 000004
【図３】
2008018502.tif 000005
【図４】
2008018502.tif 000006
【図５】
2008018502.tif 000007
【図６】
2008018502.tif 000008
【図７】
2008018502.tif 000009
【図８】
2008018502.tif 000010
【図９】
2008018502.tif 000011
【図１０】
2008018502.tif 000012
【図１１】
2008018502.tif 000013
【図１２】
2008018502.tif 000014
【図１３】
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