(57)【要約】      （修正有）【課題】被処理基板の周縁部を研磨する基板処理装置において、コストを抑え、精度よく研磨処理を行うことのできる基板処理装置及び基板処理方法を提供する。【解決手段】被処理基板Ｗの周縁部を研磨する基板処理装置１００であって、前記被処理基板Ｗを保持する基板保持手段２と、前記基板保持手段２により保持された被処理基板Ｗの周縁部に研磨布を摺接させて研磨作業を行なう研磨手段６，７，８と、前記研磨手段６，７，８により研磨される前記被処理基板Ｗを収容する収容槽９と、前記収容槽９内に処理液を供給する処理液供給手段１１，１３とを備え、前記被処理基板Ｗの周縁部は、前記研磨手段６，７，８による研磨作業において前記処理液中に浸った状態となされる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板の周縁部を研磨する基板処理装置であって、
前記被処理基板を保持する基板保持手段と、前記基板保持手段により保持された被処理基板の周縁部に研磨布を摺接させて研磨作業を行なう研磨手段と、前記研磨手段により研磨される前記被処理基板を収容する収容槽と、前記収容槽内に処理液を供給する処理液供給手段とを備え、
前記被処理基板の周縁部は、前記研磨手段による研磨作業において前記処理液中に浸った状態となされることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記処理液供給手段は、前記収容槽に前記処理液を循環供給する循環供給手段を有することを特徴とする請求項１に記載された基板処理装置。
【請求項３】
前記処理液供給手段は、前記収容槽に供給する前記処理液として、研磨剤液と洗浄液とを切り替える処理液切替手段を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載された基板処理装置。
【請求項４】
被処理基板の周縁部を研磨する基板処理方法であって、
研磨作業に使用する処理液が供給された収容槽内で前記被処理基板を保持し、
前記被処理基板の周縁部が前記処理液中に浸った状態で、前記被処理基板の周縁部に研磨布を摺接させることにより研磨作業を行なうことを特徴とする基板処理方法。
【請求項５】
前記収容槽に供給される処理液は、循環供給されることを特徴とする請求項４に記載された基板処理方法。
【請求項６】
前記収容槽に供給される処理液として、前記研磨布を用いた研磨作業において研磨剤液が供給され、洗浄作業において洗浄液が供給されることを特徴とする請求項４または請求項５に記載された基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハなどの被処理基板の周縁部（ベベル部）を研磨する基板処理装置及び基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハの製造においては、その出荷前に各ウエハの表裏面及び周縁部（ベベル部）の研磨処理が行われる。
しかしながら、近年、半導体素子の微細化、半導体装置の高密度化に伴い、半導体デバイスの製造工程中にウエハ周縁部に生じる表面荒れに起因する発塵が問題となっている。
【０００３】
このような課題に対し、特許文献１には、ウエハ周縁部に発生する表面荒れや周縁部に付着し汚染源となる膜を研磨によって除去することができ、且つこの研磨に伴い基板表面にパーティクルが付着するのを防止することができる基板処理方法が開示されている。
【０００４】
図９に、特許文献１に開示の基板処理方法が適用される研磨装置の斜視図を示す。
図９において、この研磨装置２００は、ウエハＷを水平状態で保持し回転させる基板保持機構２０１と、ウエハＷの周縁部の研磨に供される研磨テープ２０２が装着された水平移動可能な研磨ヘッド２０３とを備えている。
そして、研磨ヘッド２０３がウエハＷ側に移動されることにより、研磨テープ２０２がウエハＷの側面に対して接触・加圧されるようになっている。
【０００５】
また、この研磨装置２００においては、ウエハＷ上に研磨液を供給するためのノズル２０４を備えている。このノズル２０４から、回転中のウエハＷの表面中央部に研磨液を滴下することにより、遠心力によってウエハＷと研磨テープ２０２との接触・加圧部に研磨液を供給できるようになっている。
【０００６】
また、ウエハＷ上に界面活性剤を含む薬液を供給するためのノズル２０５を備えている。このノズル２０５から、ウエハＷの表面中央部に界面活性剤を含む薬液を滴下し、且つウエハＷを回転させることにより、遠心力によってウエハＷの表面全体に界面活性剤を供給できるようになっている。
【０００７】
このような構成の研磨装置２００を用いた基板処理方法によれば、研磨前に予め界面活性剤による表面コーティングを施すことにより、研磨中にウエハ表面にパーティクルが付着するのを未然に防止することができる。
【特許文献１】特開２００５−２７７０５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示の基板処理方法（研磨装置）にあっては、研磨処理の際、ノズル２０４から研磨液を十分に供給しないと、ウエハＷと研磨テープ２０２との接触・加圧部に研磨液が十分に供給されない場合があり、研磨ムラ（外観不良）が生じる虞があった。また、研磨中に亘りウエハＷ上に常に新たな研磨液を供給し、使用した液は廃棄する（掛け流し方式と呼ぶ）ため、研磨液の消費量が多くなり、コストが嵩むという課題があった。また、このような課題は、ウエハ周縁部を平坦加工する研磨処理時だけでなく、ウエハのノッチ或いはオリエンテーションフラットの形成時においても同様に生じていた。
【０００９】
本発明は、前記したような事情の下になされたものであり、被処理基板の周縁部を研磨する基板処理装置において、コストを抑え、精度よく研磨処理を行うことのできる基板処理装置及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】
【００１０】
前記した課題を解決するために、本発明に係る基板処理装置は、被処理基板の周縁部を研磨する基板処理装置であって、前記被処理基板を保持する基板保持手段と、前記基板保持手段により保持された被処理基板の周縁部に研磨布を摺接させて研磨作業を行なう研磨手段と、前記研磨手段により研磨される前記被処理基板を収容する収容槽と、前記収容槽内に処理液を供給する処理液供給手段とを備え、前記被処理基板の周縁部は、前記研磨手段による研磨作業において前記処理液中に浸った状態となされることに特徴を有する。
このような構成によれば、収容槽の処理液に被処理基板が浸された状態で周縁部の研磨が行なわれる。このため、従来のように処理液が供給不足となるようなことが無く、研磨ムラ（外観不良）等の不具合を無くすことができる。したがって、精度よい研磨を行なうことができる。
【００１１】
また、前記処理液供給手段は、前記収容槽に前記処理液を循環供給する循環供給手段を有することが望ましい。
このように構成することにより、収容槽内に供給される処理液を循環供給することができ、その消費量を従来の掛け流し方式より大幅に減少させ、コストを低減することができる。
【００１２】
また、前記処理液供給手段は、前記収容槽に供給する前記処理液として、研磨剤液と洗浄液とを切り替える処理液切替手段を有することが好ましい。
このように処理液を切り替えることによって、同じ収容槽に被処理基板を収容した状態で研磨作業と洗浄作業とを続けて行なうことができる。
【００１３】
また、前記した課題を解決するために、本発明に係る基板処理方法は、被処理基板の周縁部を研磨する基板処理方法であって、研磨作業に使用する処理液が供給された収容槽内で前記被処理基板を保持し、前記被処理基板の周縁部が前記処理液中に浸った状態で、前記被処理基板の周縁部に研磨布を摺接させることにより研磨作業を行なうことに特徴を有する。
このような方法によれば、収容槽の処理液に被処理基板が浸された状態で周縁部の研磨が行なわれる。このため、従来のように処理液が供給不足となるようなことが無く、研磨ムラ（外観不良）等の不具合を無くすことができる。したがって、精度よい研磨を行なうことができる。
【００１４】
また、前記収容槽に供給される処理液は、循環供給されることが望ましい。
このようにすることにより、収容槽内に供給される処理液を循環供給することができ、その消費量を従来の掛け流し方式より大幅に減少させ、コストを低減することができる。
【００１５】
また、前記収容槽に供給される処理液として、前記研磨布を用いた研磨作業において研磨剤液が供給され、洗浄作業において洗浄液が供給されることが好ましい。
このように処理液を切り替えることによって、同じ収容槽に被処理基板を収容した状態で研磨作業と洗浄作業とを続けて行なうことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、被処理基板の周縁部を研磨する基板処理装置において、コストを抑え、精度よく研磨処理を行うことのできる基板処理装置及び基板処理方法を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る基板処理装置及び基板処理方法の実施の形態について図面に基づき説明する。図１は本発明に係る基板処理装置の第一の実施の形態としてのベベル研磨装置１００の側面図、図２はその平面図である。
【００１８】
このベベル研磨装置１００は、被処理基板である半導体ウエハＷの周縁部（以下、ベベル部と呼ぶ）を研磨する装置であって、具体的には、図３のウエハＷのベベル部の断面拡大図に示すように、所定の曲率を有するベベル部を形成するにあたり、そのベベル部上側Ｗ１、ベベル部側面Ｗ２、ベベル部下側Ｗ３を夫々研磨することによってベベル部全体を研磨処理する装置である。
【００１９】
図１に示すように、ベベル研磨装置１００は、ウエハＷを水平状態で吸着保持する円盤状のチャックステージ２（基板保持手段）と、チャックステージ２を下方から支持する支持軸３と、支持軸３を昇降させる昇降駆動部４と、支持軸３を鉛直軸回りに所定方向に回転させる回転駆動部５とを備える。即ち、チャックステージ２上のウエハＷは、支持軸３の駆動に伴い昇降及び回転動作可能となされている。
【００２０】
また、ベベル研磨装置１００は、所定量の処理液を収容することのできる秤量槽９（収容槽）を備え、この秤量槽９の底部に形成された貫通孔９ｅに挿通された状態で前記支持軸３が設けられている。前記支持軸３は、前記貫通孔９ｅに対し摺動することにより昇降自在となされ、支持軸３の下降に伴いチャックステージ２上のウエハＷが下降したときに、ウエハＷは秤量槽９内に収容され、支持軸３の上昇に伴いウエハＷが上昇したときに、ウエハＷは図１に示すように秤量槽９から出された状態となされる。
【００２１】
秤量槽９には、処理液となる研磨剤液または純水を供給するための流入口９ａと、流入口９ａから流れ込んだ処理液を槽外に流出させるための流出口９ｂとが形成されている。流入口９ａから秤量槽９内には、研磨時においてはポンプ１１の駆動によりタンク１３内の研磨剤液が供給され、洗浄時においては図示しないポンプの駆動により端子１８から純水が供給される。
尚、処理液供給時の研磨剤液と純水との切替えは三方弁１６（処理液切替手段）により行なわれる。また、処理液を供給するためのポンプとタンク等により処理液供給手段が構成されている。
【００２２】
また、秤量槽９に供給された処理液は、流出口９ｂから流れ出し、処理液が研磨剤液のときにはタンク１３に回収され、処理液が純水のときには図示しないタンクに端子１９を通って回収される循環構成となされている。尚、処理液排出時の研磨剤液と純水との切替は三方弁１７（処理液切替手段）により行なわれる。
このように、秤量槽９においては、処理液が循環供給されるため、秤量槽９内においては処理液が攪拌された状態となされている。
尚、前記ポンプ１１とタンク１３と秤量槽９と、それらを循環接続する配管等により循環供給手段が構成されている。また、秤量槽９の底部には、開閉自在な排液口９ｄが設けられ、この排液口９ｄから研磨処理に使用した後の処理液が排出できるようになされている。
【００２３】
また、図２に示すように、秤量槽９の内周側には、恒温水循環配管１４が設けられ、この配管１４は、秤量槽９の側面に形成された配管口９ｃを介して恒温水循環装置１０に接続されている。この恒温水循環配管１４を流れる恒温水の放射熱により、秤量槽９内の処理液が所定温度に維持されるように構成されている。
また、秤量槽９内には、研磨手段として、図３に示したウエハＷのベベル部上側Ｗ１を研磨するための研磨治具６と、ベベル部下側Ｗ３を研磨するための研磨治具７と、ベベル部側面Ｗ２を研磨するための一対の研磨治具８とが設けられている。各研磨治具６、７、８のウエハＷと接する表面には摺接により研磨するための研磨布が設けられている。
【００２４】
また、各研磨治具６、７、８は、ウエハＷ中央に向かう方向に沿って移動機構（図示せず）により水平移動可能に設けられており、研磨治具６、７、８がウエハＷの外側に向けて移動した状態でウエハＷが秤量槽９内に収容され、収容後に研磨治具６、７、８がウエハＷの内側に向けて水平移動される。
このため研磨の際には、図４に示すように、ウエハＷは研磨剤液Ｌが循環供給される秤量槽９内において、支持軸３によって回転させられ、研磨治具６、７、８によってベベル部Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３が研磨処理されるようになされている。
【００２５】
続いて、このように構成されたベベル研磨装置１００における研磨処理について図５のフローに沿って説明する。
ウエハＷのベベル部を研磨する場合、先ず、チャックステージ２に保持されたウエハＷが下降し、秤量槽９内に配置される（図５のステップＳＴ１）。
次いで、秤量槽９内に研磨剤を含む研磨剤液が供給され、ウエハＷが完全に研磨剤液中に浸される（図５のステップＳＴ２）。
【００２６】
次に、研磨治具６、７、８がウエハＷの内側に向けて前進移動され、研磨治具６、７、８の研磨布がウエハＷのベベル部に加圧した状態で接触される（図５のステップＳＴ３）。そして、ウエハＷが所定時間、鉛直軸回りに回転させられる、研磨治具６、７、８の研磨布がウエハＷのベベル部に対し揺動しながら摺動する（図５のステップＳＴ４）。このステップによりベベル部の研磨が実施される。
【００２７】
尚、研磨治具６、７、８の揺動動作は、予め、制御部（図示せず）が実行する制御プログラムにより、その揺動角等が決められている。
ここで、研磨作業においては、研磨剤液中にウエハＷが浸された状態であるため、従来のような研磨剤液の供給不足が無く、研磨ムラ（外観不良）等の不具合が生じることがない。また、秤量槽９内に供給される研磨剤液は循環供給されるため、その消費量が少なく抑えられる。
【００２８】
所定時間の研磨作業が終了すると、研磨治具６、７、８がウエハＷの外側に向けて移動し（図５のステップＳＴ５）、研磨剤液の供給が停止される（図５のステップＳＴ６）。
次いで、研磨剤液に替えて純水が秤量槽９内に供給され、ウエハＷが所定速度で回転される（図５のステップＳＴ７）。これにより、研磨されたベベル部の洗浄処理が行われる。ここで、洗浄作業においては、純水中にウエハＷが浸されるため、洗浄残しが発生することがない。また、秤量槽９に供給される純水は循環供給されるため、その消費量が少なく抑えられる。
そして、洗浄処理が終了すると、チャックステージ２が上昇され、ウエハＷが槽外に移動される（図５のステップＳＴ８）。
【００２９】
以上のように、本発明に係る基板処理装置の第一の実施の形態によれば、秤量槽９の処理液（研磨剤液、純水）にウエハＷが浸された状態でベベル部の研磨及び洗浄が行なわれる。このため、従来のように処理液が供給不足となるようなことが無く、研磨ムラ（外観不良）や洗浄残し等の不具合が生じることがない。したがって、仕上がりの精度よい研磨を行なうことができる。
また、秤量槽９内に供給される処理液（研磨剤液、純水）は循環供給されるため、その消費量が従来の掛け流し方式より大幅に減少し、コストを低減することができる。
【００３０】
続いて、本発明に係る基板処理装置の第二の実施の形態について、図６及び図７を用いて説明する。図６は、本発明に係る基板処理装置の第二の実施の形態としてのノッチ研磨装置１０１の側面図、図７はその平面図である。
【００３１】
このノッチ研磨装置１０１は、半導体ウエハＷのノッチ部Ｗ４を研磨する装置である。
図６に示すように、ノッチ研磨装置１０１は、ウエハＷを水平状態で吸着保持する円盤状のチャックステージ２０（基板保持手段）と、チャックステージ２を側方から支持する支持部材２１と、チャックステージ２０に保持されたウエハＷのノッチ部Ｗ１を軸として支持部材２１を回動（傾斜）させる駆動部３１とを備える。
また、前記駆動部３１は、支持部材２１を回動させるだけでなく、水平方向に移動可能に構成されている。
【００３２】
また、ノッチ研磨装置１０１は、所定量の処理液を収容することのできる秤量槽２２（収容槽）を備えている。この秤量槽２２は、支持軸２３によって支持され、支持軸２３は、昇降駆動部２４の駆動により昇降自在に構成されている。
そして、支持軸２３の昇降駆動により秤量槽２２が上昇したときには、ウエハＷは秤量槽２２内に収容された状態となり、秤量槽２２が下降したときには、図６に示すようにウエハＷは秤量槽２２から出された状態となされる。
【００３３】
また、秤量槽２２には、処理液となる研磨剤液または純水を供給するための流入口２２ａと、流入口２２ａから流れ込んだ処理液を槽外に流出させるための流出口２２ｂとが形成されている。
流入口２２ａから秤量槽２２内には、研磨時においてはポンプ２６の駆動によりタンク２８内の研磨剤液が供給され、洗浄時においては図示しないポンプの駆動により端子３４から純水が供給される。
尚、処理液供給時の研磨剤液と純水との切替えは三方弁３２（処理液切替手段）により行なわれる。また、処理液を供給するためのポンプとタンク等により処理液供給手段が構成されている。
【００３４】
また、秤量槽２２に供給された処理液は、流出口２２ｂから流れ出し、処理液が研磨剤液のときにはタンク２８に回収され、処理液が純水のときには図示しないタンクに端子３５を通って回収される循環構成となされている。尚、処理液排出時の研磨剤液と純水との切替は三方弁３３（処理液切替手段）により行なわれる。
このように、秤量槽２２においては、処理液が循環供給されるため、秤量槽２２内においては処理液が攪拌された状態となされている。
尚、前記ポンプ２６とタンク２８と秤量槽２２と、それらを循環接続する配管等により循環供給手段が構成されている。また、秤量槽２２の底部には、開閉自在な排液口２２ｄが設けられ、この排液口２２ｄから研磨処理に使用した後の処理液が排出できるようになされている。
【００３５】
また、図７に示すように、秤量槽２２の内周側には、恒温水循環配管２９が設けられ、この配管２９は、秤量槽２２の側面に形成された配管口２２ｃを介して恒温水循環装置２５に接続されている。この恒温水循環配管２９を流れる恒温水の放射熱により、秤量槽２２内の処理液が所定温度に維持されるように構成されている。
【００３６】
また、秤量槽２２の上方であって、チャックステージ２０に保持されたウエハＷの側方には、周縁部に研磨布が貼られた円盤状の研磨パッド１５が水平軸回りに回転自在に設けられ、この研磨パッド１５は回転駆動部３０の駆動により所定方向に所定速度で回転するようになされている。
より詳しくは、直立状態で支持された研磨パッド１５の周縁部が、水平状態に保持されたウエハＷのノッチ部Ｗ４に対し略直交する配置関係となされ、研磨パッド１５に対しウエハＷが前進することにより、回転する研磨パッド１５がノッチ部Ｗ４に摺接するように構成されている。
【００３７】
続いて、このように構成されたノッチ研磨装置１０１における研磨処理について図８のフローに沿って説明する。
先ず、ウエハＷのノッチＷ４の位置合わせがなされ（図８のステップＳ１）、チャックステージ２０によりウエハＷが保持される（図８のステップＳ２）。
【００３８】
次いで、チャックステージ２０が研磨パッド１５に向けて前進し、ウエハＷのノッチ部Ｗ４に対し研磨パッド１５が摺接する（図８のステップＳ３）。
また、秤量槽２２に研磨剤液が供給され、秤量槽２２が上昇することによりウエハＷが研磨剤液に浸される（図８のステップＳ４）。
次いで、研磨パッド１５が回転させられ、研磨作業が開始されると共に、研磨中において、研磨パッド１５のノッチ部Ｗ４への当接角がプログラムにより変更制御される（図８のステップＳ５）。
ここで、研磨作業においては、研磨剤液中にウエハＷが浸漬された状態であるため、従来のような研磨剤液の供給不足が無く、研磨ムラ等の不具合が生じることがない。また、秤量槽２２内に供給される研磨剤液は循環供給されるため、その消費量が少なく抑えられる。
【００３９】
所定時間の研磨作業を終えると、研磨剤液の供給が停止され（図８のステップＳ６）、研磨剤液に替えて純水が秤量槽２２内に供給される。そして、所定の回転速度で研磨パッド１５が回転されることにより、ノッチ部Ｗ４の洗浄が行われる（図８のステップＳ７）。ここで、洗浄作業においては、純水中にウエハＷが浸されるため、洗浄残しが発生することがない。また、秤量槽２２に供給される純水は循環供給されるため、その消費量が少なく抑えられる。
そして、チャックステージ２０が研磨パッド１５から後退し、秤量槽２２が降下して、ウエハＷが取り出される（図８のステップＳ８）。
【００４０】
以上のように、本発明に係る基板処理装置の第二の実施の形態によれば、秤量槽２２の処理液（研磨剤液、純水）にウエハＷが浸漬した状態でノッチ部研磨及び洗浄が行なわれる。このため、従来のように処理液が供給不足となるようなことが無く、研磨ムラ（外観不良）や洗浄残し等の不具合が生じることがない。したがって、仕上がりの精度よい研磨を行なうことができる。
また、秤量槽２２内に供給される処理液（研磨剤液、純水）は循環供給されるため、その消費量が従来の掛け流し方式より大幅に減少し、コストを低減することができる。
尚、前記第二の実施の形態においては、ウエハＷのノッチ部を研磨する例を示したが、同様の装置構成を、ウエハＷのオリエンテーションフラット部の研磨にも適用することができる。
【００４１】
また、前記実施の形態においては、被処理基板として半導体ウエハを例に説明したが、それに限らず、板状のあらゆる基板に対して本発明に係る基板処理装置及び基板処理方法を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、半導体ウエハなどの被処理基板の周縁部（ベベル部及びエッジ部）を研磨する基板処理装置及び基板処理方法に関し、半導体製造業界等において好適に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は、本発明に係る基板処理装置の第一の実施の形態としてのベベル研磨装置の側面図である。
【図２】図２は、図１のベベル研磨装置の平面図である。
【図３】図３は、ウエハのベベル部の断面拡大図である。
【図４】図４は、本発明に係る基板処理装置の第一の実施の形態において、ウエハが秤量槽内において研磨処理される状態を示す断面図である。
【図５】図５は、本発明に係る基板処理装置の第一の実施の形態において、研磨処理の工程の流れを示すフローである。
【図６】図６は、本発明に係る基板処理装置の第二の実施の形態としてのノッチ研磨装置の側面図である。
【図７】図７は、図６のノッチ研磨装置の平面図である。
【図８】図８は、本発明に係る基板処理装置の第二の実施の形態において、研磨処理の工程の流れを示すフローである。
【図９】図９は、従来の研磨装置の概略構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４４】
２      チャックステージ（基板保持手段）
６      研磨治具（研磨手段）
７      研磨治具（研磨手段）
８      研磨治具（研磨手段）
９      秤量槽（収容槽）
１１    ポンプ（処理液供給手段、循環供給手段）
１３    タンク（処理液供給手段、循環供給手段）
１５    研磨パッド（研磨手段）
１６    三方弁（処理液切替手段）
１７    三方弁（処理液切替手段）
２０    チャックステージ（基板保持手段）
２２    秤量槽（収容槽）
２６    ポンプ（処理液供給手段、循環供給手段）
２８    タンク（処理液供給手段、循環供給手段）
３２    三方弁（処理液切替手段）
３３    三方弁（処理液切替手段）
１００  ベベル研磨装置（基板処理装置）
１０１  ノッチ研磨装置（基板処理装置）
Ｗ      半導体ウエハ（被処理基板）
【図１】
2008296351.tif 000003
【図２】
2008296351.tif 000004
【図３】
2008296351.tif 000005
【図４】
2008296351.tif 000006
【図５】
2008296351.tif 000007
【図６】
2008296351.tif 000008
【図７】
2008296351.tif 000009
【図８】
2008296351.tif 000010
【図９】
2008296351.tif 000011