(57)【要約】【課題】回転しているウェーハ１のエッジ部１ａに研磨パッド４を接触させ、その接触部に研磨スラリ６を供給して研磨する技術を改良し、遠心力に因る研磨スラリの飛散を防止し、かつ研磨能率を向上させる。【解決手段】研磨ヘッド７にスラリ供給孔７ａを穿ち、この供給孔を通して研磨スラリ６を供給する。該研磨スラリは、ウェーハ１の回転に因る遠心力の影響を受けず、飛散しない。さらに、前記研磨ヘッド７に圧電素子８を搭載し、図外の電源機構から２相の交流電圧を印加して超音波振動させる。上記の超音波振動によって研磨パッド４がウェーハエッジ部に対して運動し、研磨が促進される上に、超音波振動によるポンピング作用によって研磨スラリ６の供給が円滑に行われる。【選択図】図１
2008068327.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円板状のウェーハを、その面に垂直な中心線の周りに回転させながら、研磨ヘッドに装着された研磨パッドを前記ウェーハのエッジ部に接触させ、該接触部に研磨スラリを供給するウェーハエッジの研磨装置において、
前記研磨ヘッドに装置された研磨パッドに対して研磨スラリを供給する流路が、前記研磨ヘッドを貫通して、若しくは該研磨ヘッドに添わせて設けられていることを特徴とするウェーハエッジの研磨装置。
【請求項２】
円板状のウェーハを、その面に垂直な中心線の周りに回転させながら、研磨ヘッドに装着された研磨パッドを前記ウェーハのエッジ部に接触させ、該接触部に研磨スラリを供給するウェーハエッジの研磨装置において、
前記研磨ヘッドに圧電素子が装着されており、
かつ、該圧電素子に印加して超音波振動を発生させる電源機構が設けられていることを特徴とするウェーハエッジの研磨装置。
【請求項３】
前記研磨ヘッドが平板状をなし、その頂面に圧電素子が装着されていて、
該研磨ヘッドの頂面に対して鋭角をなす側面、若しくは該研磨ヘッドの頂面に対して直角をなす側面、又は該研磨ヘッドの底面に、研磨パッドが装着されていることを特徴とする、請求項２に記載したウェーハエッジの研磨装置。
【請求項４】
前記研磨ヘッドに対して研磨パッドが装着されている面、若しくは研磨パッドがウェーハに接触する面が、凹形の円錐面をなしていることを特徴とする、請求項３に記載したウェーハエッジの研磨装置。
【請求項５】
前記研磨ヘッドが前記凹形円錐面の母線方向に移動し得るように案内されており、
該研磨ヘッドを母線方向に往復駆動する手段が設けられていることを特徴とする、請求項４に記載したウェーハエッジの研磨装置。
【請求項６】
ウェーハを保持して該ウェーハの面に垂直な中心線の周りに回転させる手段が設けられており、
かつ前記の中心線に関して対称に、複数個の研磨ヘッドが配設されていて、
上記複数個の研磨ヘッドに装着されている研磨パッドが、同時にウェーハのエッジ部に接触し得ることを特徴とする、請求項１ないし請求項５の何れかに記載したウェーハエッジの研磨装置。
【請求項７】
円板状のウェーハを、その面に垂直な中心線の周りに回転させながら、研磨ヘッドに装着された研磨パッドを前記ウェーハのエッジ部に接触させ、かつ上記の接触部に研磨スラリを供給するウェーハエッジの研磨方法において、
前記の研磨スラリを、前記研磨ヘッドを貫通する流路、若しくは該研磨ヘッドに添わせて形成された流路を通して研磨パッドに供給することを特徴とするウェーハエッジの研磨方法。
【請求項８】
円板状のウェーハを、その面に垂直な中心線の周りに回転させながら、研磨ヘッドに装着された研磨パッドを前記ウェーハのエッジ部に接触させ、かつ上記の接触部に研磨スラリを供給するウェーハエッジの研磨方法において、
前記研磨ヘッドに圧電素子を装着するとともに、超音波領域の振動数を有する交流電圧を前記の圧電素子に印加して、該圧電素子に超音波振動を行なわせることを特徴とする、ウェーハエッジの研磨方法。
【請求項９】
複数個の圧電素子を研磨ヘッドに装着するとともに、上記複数個の圧電素子のそれぞれに対して、位相差を有する同一周波数の２相交流電圧を印加し、
前記研磨ヘッドに、縦奇数次振動と屈曲偶数次振動とを発生させることにより、該研磨ヘッドの研磨パッド装着箇所に超音波楕円運動を行わせることを特徴とする、請求項８に記載したウェーハエッジの研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンウェーハや水晶ウェーハのエッジ部を研磨する装置、及び同方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造に用いられるウェーハの大口径化が進み、３００ｍｍウェーハが実用化されるに及んで、次の２つの問題が顕在化しつつある。
１．ウェーハエッジ部の欠けや亀裂に起因するウェーハの破損
ウェーハを廃品にするだけでなく、製造装置に大きいダメージを与える虞れも有る。
２．ウェーハエッジ部の汚損
エッジ部にシリコン粒子、剥離した絶縁膜、又は剥離したメタル膜が付着し易く、この汚損がウェーハ外周部やウェーハ表面に回り込むとキラー欠陥になり、ウェーハ加工の歩留まりを低下させる。
【０００３】
そこで、ウェーハのエッジ部はメカノケミカル研磨によって鏡面（表面粗さＲａ１０ｎｍ以下）に仕上げられる。
図８は従来例のウェーハエッジ研磨装置を示す模式図である。
垂直軸ｚ−ｚの周りに矢印θのように回転する真空チャック２にウェーハ１を搭載し、そのエッジ部１ａに研磨パッド４を接触させて研磨する。
上記研磨パッド４はポリウレタン等の軟質材で構成され、金属製の研磨ヘッド３に貼着されている。
エッジ部１ａの近傍にノズル５が設けられていて、研磨箇所に研磨スラリ６が供給される。
【０００４】
ウェーハのエッジ部を研磨する公知技術には、特許文献１として挙げた特開２００５−００７５１８号公報「ウエハエッジ研磨装置」が有る。これは、研磨テープを用いてノッチ部を有するウエハの研磨を行ない得るように改良したものであるが、研磨スラリの使用に関しては別段の配慮が為されていない。
上記と異なる公知技術には、特許文献２として挙げた特開２００４−１０３８３５号公報「半導体ウエハエッジ研磨装置および同方法」が有る。これは、研磨テープを用いて研磨部のダレを防止し得るように改良したものであるが、研磨スラリの使用に関しては別段の配慮が為されていない。
【０００５】
更に異なる公知技術には、特許文献３として挙げた特開２００１−１１３４４７号公報「半導体ウエハのエッジ研磨装置」が有る。これは、作業の能率を向上させるため、複数枚のウエハを積み重ねて一挙に研磨するように改良したものであるが、研磨スラリの使用に関しては別段の配慮が為されていない。
更に異なる公知技術には、特許文献４として挙げた特開平０７−２７６２２９号公報「半導体ウエハのエッジ部研磨装置」が有る。これは、ウエハ研磨作業の能率及び歩留まりを向上させるため、研磨布を用いるように改良したものであるが、研磨スラリの使用に関しては別段の配慮が為されていない。
【特許文献１】特開２００５−００７５１８号公報
【特許文献２】特開２００４−１０３８２５号公報
【特許文献３】特開２００１−１１３４４７号公報
【特許文献４】特開平０７−２７６２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図８に示した従来例のウェーハエッジ研磨装置には、次のような３つの問題が有る。
１．研磨パッド４とエッジ部１ａとが常に接触していて、接触圧を与えられているため、研磨スラリ６が研磨点へ浸入しにくく、このため研磨能率が上がらず、その上、研磨パッド４の目詰まりを起こしやすい。
２．研磨作業の能率を維持するため、ウェーハの回転速度を下げることができない。このため、注ぎ掛けられた研磨スラリ６が遠心力で飛散し、該研磨スラリの有効利用率が低いだけでなく、装置周辺を研磨スラリで汚損する。
３．回転するウェーハエッジ付近には連れ回り空気層が形成される。この空気層を突き通して研磨スラリを供給するため、該研磨スラリを高圧で噴射しなければならない。研磨スラリの高圧噴射によって作業環境が汚損される。
【０００７】
本発明は以上に述べた事情に鑑みて為されたものであって、その目的とするところは、
研磨スラリが遠心力で飛散する虞れが無く、研磨パッドの寿命が長く、しかも形成作業能率の高いウェーハエッジ研磨装置、および同研磨方法を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するために創作した本発明の基本的な原理について、その１実施形態に対応する図１を参照して略述すると次のとおりである。説明の便宜上、図面参照符号を付記するが、この段落の記述は本発明の構成を限定するものではない。
１．符号７を付して示したのは本発明を適用して構成した研磨ヘッドであって、その中にスラリ供給孔７ａが穿たれている。このスラリ供給孔から研磨スラリ６を送給する。
これにより、研磨スラリは遠心力の影響を受けることなく研磨パッド４に供給される。
研磨ヘッド７は、スラリ供給孔７ａを穿たれてノズル内蔵研磨ヘッド７になっている。
２．前記ノズル内蔵研磨ヘッド７に、圧電素子８を装着する。図外の電源から交流電圧を圧電素子８に印加して、ノズル内蔵研磨ヘッド７に超音波振動を行わせる。これにより、ウェーハのエッジ部１ａと研磨パッド４との間に、振動に因る隙間が形成・消滅を繰り返し、研磨スラリの流入を促進する。
【０００９】
前述の原理に基づいて構成された本発明について、その実施形態に対応する図面を参照して説明すると次の通りである。以下、段落０００９から段落００１７までの説明は、図面との照合が容易なように符号を付記してあるが、この符号は本発明の構成を限定するものではない。
請求項１に係るウェーハエッジ研磨装置の構成は（図１参照）円板状のウェーハ（１）を、その面に垂直な中心線（ｚ−ｚ）の周りに回転（矢印θ）させながら、研磨ヘッドに装着された研磨パッド（４）を前記ウェーハのエッジ部（１ａ）に接触させ、該接触部に研磨スラリ（６）を供給するウェーハエッジの研磨装置において、
前記研磨ヘッド（７）に装置された研磨パッド（４）に対して研磨スラリ（６）を供給する流路（７ａ）が、前記研磨ヘッドを貫通して、若しくは該研磨ヘッドに添わせて設けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明に係るウェーハエッジ研磨装置の構成は（図１参照）円板状のウェーハ（１）を、その面に垂直な中心線（ｚ−ｚ）の周りに回転させながら、研磨ヘッド（７）に装着された研磨パッド（４）を前記ウェーハのエッジ部（１ａ）に接触させ、該接触部に研磨スラリ（６）を供給するウェーハエッジの研磨装置において、
前記研磨ヘッド（７）に圧電素子（８）が装着されており、
かつ、該圧電素子に印加して超音波振動を発生させる電源機構（図外）が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明に係るウェーハエッジの研磨装置の構成は、前記請求項２の発明装置の構成要件に加えて、
（図２（Ａ）参照）前記研磨ヘッド（７）が平板状をなし、その頂面に圧電素子（８ａ〜８ｄ）が装着されていて、該研磨ヘッド（７）の頂面に対して鋭角をなす側面、
若しくは、（図４（Ａ）参照）該研磨ヘッド（１３）の頂面に対して直角をなす側面、
又は、（図６（Ａ）参照）該研磨ヘッド（１５）の底面に、
研磨パッド（４）が装着されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明に係るウェーハエッジの研磨装置の構成は、前記請求項３の発明装置の構成要件に加えて、前記研磨ヘッドに対して研磨パッド（４）が装着されている面、若しくは研磨パッドがウェーハエッジに接触する面が、凹形の円錐面をなしていることを特徴とする。
【００１３】
請求項５の発明に係るウェーハエッジ研磨装置の構成は、前記請求項４の発明装置の構成要件に加えて、前記研磨ヘッドが前記凹形円錐面の母線方向に移動し得るように案内されており、
該研磨ヘッドを母線方向に往復駆動する手段が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
請求項６の発明に係るウェーハエッジ研磨装置の構成は、前記請求項１ないし請求項５の発明装置の構成要件に加えて、
（図３、図５、および図７を併せて参照）ウェーハ（１）を保持して該ウェーハの面に垂直な中心線（ｚ−ｚ）の周りに回転させる手段が設けられており、
かつ前記の中心線に関して対称に、複数個の研磨ヘッド（７、１３、又は１５）が配設されていて、
上記複数個の研磨ヘッドに装着されている研磨パッド（４）が、同時にウェーハ（１）のエッジ部に接触し得ることを特徴とする。  
【００１５】
請求項７の発明に係るウェーハエッジの研磨方法は（図１参照）、
円板状のウェーハ（１）を、その面に垂直な中心線（ｚ−ｚ）の周りに回転させながら、研磨ヘッド（７）に装着された研磨パッド（４）を前記ウェーハのエッジ部（１ａ）に接触させ、かつ上記の接触部に研磨スラリ（６）を供給するウェーハエッジの研磨方法において、
前記の研磨スラリ（６）を、前記研磨ヘッド（７）を貫通する流路（７ａ）、若しくは該研磨ヘッド（７）に添わせて形成された流路を通して研磨パッドに供給することを特徴とする。
【００１６】
請求項８の発明に係るウェーハエッジの研磨方法は（図１参照）、
円板状のウェーハ（１）を、その面に垂直な中心線（ｚ−ｚ）の周りに回転させながら、研磨ヘッド（７）に装着された研磨パッド（４）を前記ウェーハのエッジ部（１ａ）に接触させ、かつ上記の接触部に研磨スラリ（６）を供給するウェーハエッジの研磨方法において、
前記研磨ヘッド（７）に圧電素子（８）を装着するとともに、超音波領域の振動数を有する交流電圧を前記の圧電素子に印加して、該圧電素子に超音波振動を行なわせることを特徴とする。
【００１７】
請求項９の発明に係るウェーハエッジの研磨方法は、前記請求項８の発明方法の構成要件に加えて、
（図２（Ａ），（Ｂ）参照）複数個の圧電素子（８ａ〜８ｄ）を研磨ヘッド（７）に装着するとともに、上記複数個の圧電素子のそれぞれに対して、位相差を有する同一周波数の２相交流電圧（Ｖｓｉｎ（２πｆｔ）及び（Ｖｓｉｎ（２πｆｔ＋φ））を印加し、
前記研磨ヘッドに、縦奇数次（例えば１次）振動と屈曲偶数次（例えば４次）振動とを発生させて、該研磨ヘッドの研磨パッド（４）装着箇所に超音波楕円運動（Ｅ）を行わせることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明装置を適用すると、研磨スラリはウェーハの回転に因る遠心力の影響を受けず、静止部材である研磨ヘッドの中を通り、若しくは、静止部材である研磨ヘッドに添って流動し、直接的に研磨パッドへ供給される。
このため、研磨スラリが遠心力で飛散せしめられる虞れが無く、連れ回り空気層を貫通させて噴射する必要も無い。従って、少量の研磨スラリを供給するだけで有効に研磨作用が行なわれ、研磨スラリの有効利用率が上昇して研磨作業用の消耗材料費が低減される。しかも、余分の研磨スラリが飛散して作業環境を汚損することが無い。
【００１９】
請求項２の発明装置を適用すると、圧電素子が超音波振動を発生し、研磨ヘッドが超音波振動せしめられる。このため、該研磨ヘッドに貼着されている研磨パッドも超音波振動する。
研磨パッドの超音波振動によって、該研磨パッドとウェーハエッジ部との間に摩擦が発生し、この摩擦によって研磨が促進される。
具体的には、ウェーハの回転による本来的な摩擦と、超音波振動によって発生した摩擦とがベクトル合成されて研磨作用を果たす。
その上、研磨パッドの超音波振動によって、該研磨パッドとウェーハエッジ部との間で
隙間の発生・消滅が超音波サイクルで繰り返される。上述した瞬間的な隙間の発生により
研磨パッドとウェーハエッジ部との間に研磨スラリの浸入流路が形成される。該隙間が発生・消滅を繰り返すため、ポンピング作用を生じて、研磨スラリの浸入がいっそう容易になる。
【００２０】
請求項３に係る発明を、前記請求項２の発明装置に併せて適用すると、研磨ヘッドに対して圧電素子が装着されている頂面との関係において、
鋭角をなす側面、若しくは直角をなす側面、又は底面の、いずれか任意の面に研磨パッドを装着することができ、上記それぞれの研磨パッド装着箇所に応じてウェーハエッジ部研磨装置を構成することができ、設計的自由度が高い。
【００２１】
請求項４に係る発明を前記請求項３の発明装置に併せて適用すると、
研磨作業の対象であるウェーハエッジ部が凸円錐面をなしていることとの関連において、研磨パッドの凹円錐面が当接するので、両者の間に完全な面接触が得られる。
【００２２】
請求項５に係る発明を前記請求項４の発明装置に併せて適用すると、円錐面をなしているウェーハエッジ部と研磨パッドとの作業点が移動して、該研磨パッドの目詰まりが防止されるとともに、ウェーハエッジ部が均一に研磨され、汚損，破損防止という研磨作業の目的がより完全に達成される。
【００２３】
請求項６に係る発明を前記請求項１〜５の発明装置に併せて適用すると、
ウェーハの中心線に関して対称に、複数個の研磨ヘッドが配設されていて、該複数個の研磨ヘッドに装着されている研磨パッドが、同時にウェーハのエッジ部に接触するので、
回転しているウェーハの動バランスを崩す虞れ無く、研磨能率を複数倍に上昇させることができる。
しかも、複数個の研磨ヘッドに共用し得る構成部分（例えば研磨スラリ送給ポンプ、ウェーハ保持回転機構など）が有るので、装置全体の形状，重量，製造コストは複数倍にならない。すなわち、研磨能力／コスト比が著しく向上する。
さらに研磨能力／作業員数比も、研磨能力／メンティナンス工数比も同様に、著しく向上する。
【００２４】
請求項７の発明に係るウェーハエッジの研磨方法を適用すると、研磨スラリがウェーハの回転に因る遠心力の影響を受けず、静止部材である研磨ヘッドの中を通り、若しくは、静止部材である研磨ヘッドに添って流動し、直接的に研磨パッドへ供給されるので、研磨スラリが遠心力で飛散せしめられる虞れが無く、連れ回り空気層を貫通させて研磨スラリを噴射する必要も無い。従って、少量の研磨スラリを供給するだけで有効に研磨作用が行なわれ、研磨スラリの有効利用率が上昇して研磨作業用の消耗材料費が低減される。
しかも、余分の研磨スラリが飛散して作業環境を汚損することが無い。
【００２５】
請求項８の発明に係るウェーハエッジの研磨方法を適用すると、圧電素子が超音波振動を発生し、研磨ヘッドが超音波振動せしめられる。このため、該研磨ヘッドに貼着されている研磨パッドも超音波振動する。
研磨パッドの超音波振動によって、該研磨パッドとウェーハエッジ部との間に摩擦が発生し、この摩擦によって研磨が促進される。
具体的には、ウェーハの回転による本来的な摩擦と、超音波振動によって発生した摩擦とがベクトル合成されて研磨作用を果たす。
その上、研磨パッドの超音波振動によって、該研磨パッドとウェーハエッジ部との間で
隙間の発生・消滅が超音波サイクルで繰り返される。上述した瞬間的な隙間の発生により
研磨パッドとウェーハエッジ部との間に研磨スラリの浸入流路が形成される。
上記の隙間が発生・消滅を繰り返すため、ポンピング作用を生じて、研磨スラリの浸入がいっそう容易になり、研磨スラリの有効利用率が著しく向上する。
【００２６】
請求項９の発明に係るウェーハエッジの研磨方法を前記請求項８の発明方法に併せて適用すると、複数個の圧電素子のそれぞれに対して、位相差を有する同一周波数の２相交流電圧が印加されて、研磨ヘッドに縦奇数次振動と屈曲偶数次振動とが発生するので、該研磨ヘッドの研磨パッド装着箇所が超音波楕円運動する。
上記超音波楕円運動により、
１．ウェーハエッジ部と研磨パッドとの間で、隙間が発生，消滅を繰り返し、研磨スラリの浸入を容易ならしめ、かつ、
２．ウェーハエッジ部と研磨パッドとの間において、楕円運動による摩擦と、ウェーハの回転に因る摩擦とが合成されて、研磨作用が促進される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１は本発明の原理的な説明図であって、従来例を描いた図８に対応している。
次に、図８（従来例）と比較して、図１（本発明）の特徴的な差異を説明する。
図８の研磨ヘッド３に対応する部材は、図１においてノズル内蔵研磨ヘッド７である。すなわち、スラリ供給孔７ａが穿たれていて、このスラリ供給孔に研磨スラリ６が送給され、該研磨スラリが研磨パッド４に供給される。
このようにして本発明における研磨ヘッドの機能は、研磨パッド４を保持することと、
研磨スラリ６を供給するノズルの役目とを兼ねている。
【００２８】
従来例を描いた図８においては、ウェーハエッジ部１ａと研磨パッド４とが接触している作業点の外側に設けられたノズル５から研磨スラリ６を注ぎ掛けていたので、該研磨スラリがウェーハの回転に因る遠心力の影響を受けて飛散した。さらに、ウェーハの回転によって形成される連れ回り空気層を突き抜けて研磨スラリ６を噴射しなければならなかったので、研磨スラリの飛散が助長されていた。
これに比して図１（本発明）では、ノズル内蔵研磨ヘッド７の内部を通って研磨スラリ６が研磨パッド４に供給されるので、遠心力の影響を受けず、研磨スラリの飛散が防止される。
上述の作用効果から容易に理解されるように、必ずしも研磨ヘッドにスラリ供給孔を穿たなくても、研磨ヘッドに添わせてスラリ供給パイプ（図示省略）を設けることによっても同様の効果が得られる。
【００２９】
図１に仮想線で描いたように、本発明のノズル内蔵研磨ヘッド７には圧電素子８が搭載されている（その詳細は図２、図４、及び図６を参照して後述する）。
上記の圧電素子８に超音波領域の振動数を有する交流電圧（その詳細は図２、図４、及び図６を参照して後述する）を印加すると、該圧電素子８が超音波振動し、ノズル内蔵研磨ヘッド７が超音波振動せしめられる。
研磨ヘッドが超音波振動すると、これに装着された研磨パッド４も超音波振動する。
研磨パッド４が超音波振動すると、
１．ウェーハエッジ部と研磨パッドとの間で、隙間が発生，消滅を繰り返し、この間へ研磨スラリが浸入し易い。
２．ウェーハエッジ部と研磨パッドとの間において、楕円運動による摩擦と、ウェーハの回転に因る摩擦とがベクトル合成されて、研磨作用が促進される。
【実施例１】
【００３０】
図２及び図２は第１の実施例を示す。
図２（Ａ）は、前掲の図１に１部分を描いたノズル内蔵研磨ヘッド７の全体的な模式図である。
ノズル内蔵研磨ヘッドの本体部分は弾性体（金属・本例ではＳＵＳ３０４）で構成され、平板状をなしている。その頂面に、４分割された圧電素子８ａ、同８ｂ、同８ｃ、同８ｄが搭載され、その反対側の面（底面）にシュー７ｂが突設されている。
上記平板状のノズル内蔵研磨ヘッド７の側面（図において左側面）は、頂面に対して鋭角をなしていて、この面は斜め下方に向いている。この側面に研磨パッド４が装着されている。
【００３１】
ウェーハ１のエッジ部１ａは一般に凸円錐面をなしているので、研磨パッド４をこれに対応させるように凹円錐面に形成すると、均一な面接触が得られるので望ましい。上記凹円錐面の形成は、研磨ヘッド本体を凹円錐面にしても良く、研磨パッドの表面を凹円錐面にしても良い。
図示を省略するが、研磨パッド４を上記円錐面の母線に沿わせて移動させるような案内手段を設けるとともに、往復移動させる駆動手段を設けると、研磨の作業点が移動するので研磨パッドの目詰まりが防止される。
上述した円錐面の形成、及び母線に沿わせての往復駆動は、第１の実施例だけでなく、
後述する第２、だい３の実施例にも適用し得る。
【００３２】
必ずしも平板状のノズル内蔵研磨ヘッド７の側面全部が頂面に対して鋭角をなしている必要は無く、研磨パッド４の装着箇所だけが頂面に対して鋭角をなしていれば足りる。
なお、研磨パッド４の装着箇所の反対側の側面を前記装着箇所と対称に形成することが、後述する振動を制御するために望ましい。
スラリ供給孔７ａは、ノズル内蔵研磨ヘッド７の本体部分を貫通して、研磨パッド４に達している。
【００３３】
前記の４分割された圧電素子に対して、超音波領域の振動数を有する交流電圧を印加するための電源機構１７が設けられている。
上記の電源機構１７は、信号発生器１７ａと、２組の電力増幅器１７ｂ，同１７ｃとを備えている。
信号発生器１７ａは位相差φを有する２相の振動電圧、
Ｖｓｉｎ（２πｆｔ）…………………………（１）
Ｖｓｉｎ（２πｆｔ＋φ）……………………（２）
を発振し、それぞれ電力増幅器１７ｂ、および同１７ｃを介して圧電素子８ａ〜同８ｄを励振する。
上記の式（１）および式（２）において、
ｆは振動数／毎秒
ｔは時間（秒）
φは位相差（定数）
である。
【００３４】
図２（Ｂ）は、前記ノズル内蔵研磨ヘッド７の振動形態を表した模式図であって、スラリ供給孔は省略して描いてある。この図の上段は縦振動成分を表し、下段は横振動成分を表している。
上段に描かれているように、研磨ヘッド７の本体部に縦１次振動を行なわせると、頂面に対して鋭角をなしている側面（研磨パッド装着箇所）は矢印ＡＬのように変形したり復元したりする。
下段に描かれているように、研磨ヘッド７の本体部に屈曲４次振動を行なわせると、頂面に対して鋭角をなしている側面（研磨パッド装着箇所）は矢印ＡＢのように変形したり復元したりする。
上記２種類の振動が同時に励振，合成さることにより、研磨パッド装着箇所が楕円運動（符号Ｅを付して示す）する。
【００３５】
図３は、第１の実施例の全体的な断面図である。ウェーハ１の回転中心線ｚ−ｚに関して対称に、複数個のノズル内蔵研磨ヘッド７が配設されている。
この図３には２個のノズル内蔵研磨ヘッド７が表されているが、３個設けても４個設けても、それ以上設けても良い。
このように複数個のノズル内蔵研磨ヘッド７を配設すると、ウェーハ１の回転に関する動バランスを崩すことなく、エッジ部の複数箇所を同時に研磨することができ、作業能率が高い。
【００３６】
ノズル内蔵研磨ヘッド７に形成されているシュー７ｂをスライド（直線案内）１０で案内し、スプリング１１と押しネジ１２とにより、調節可能に付勢する。これによって、研磨パッド４をウェーハ１に対して適正な圧力で接触させることができる。
ノズル内蔵研磨ヘッド７が、中心線ｚ−ｚに関して対称に配置されているので、前記の接触圧力がウェーハ１の支承状態に悪影響を及ぼす虞れが無い。
【実施例２】
【００３７】
図４及び図５は第２の実施例を示す。
図４は、前述した第１の実施例における図２に対応し、図５は、前述した第１の実施例における図３に対応している。
第２の実施例を描いた図４を、前掲の図２（第１の実施例）と比較して、異なる点を抽出すると次のとおりである。
本例のノズル内蔵研磨ヘッド１３の側面、すなわち研磨パッド４を装着する面は、頂面に対して鋭角でなく直角をなしている。
位相差φを有する２相の交流電圧を印加して楕円運動Ｅを行わせることは第１の実施例と同様である。
【００３８】
第２の実施例を描いた図５を前掲の図３（第１の実施例）に比較して異なる点は次のとおりである。
第２の実施例におけるノズル内蔵研磨ヘッド１３の側面、すなわち研磨パッド４の装着面が、頂面に対して直角をなしているから、この面をウェーハエッジ部に接触させるように、２個のノズル内蔵研磨ヘッド１３が配設されている。
すなわち、ウェーハ面に対してノズル内蔵研磨ヘッド１３の頂面を傾斜させ、その側面がエッジ部に接触する姿勢になっている。
【実施例３】
【００３９】
図６及び図７は第３の実施例を示す。
図６は、前述した第１の実施例における図２に対応し、図７は、前述した第１の実施例における図３に対応している。
第３の実施例を描いた図６を、前掲の図２（第１の実施例）と比較して、異なる点を抽出すると次のとおりである。
（図６（Ａ）参照）本例のノズル内蔵研磨ヘッド１３は、その底面に研磨パッド４（仮想線で描く）が装着される。
位相差φを有する２相の交流電圧を印加して、（図６（Ｂ）参照）楕円運動Ｅを行わせることは第１の実施例と同様である。
【００４０】
第３の実施例を描いた図７を前掲の図３（第１の実施例）に比較して異なる点は次のとおりである。
第３の実施例における研磨パッド４の装着面が、ノズル内蔵研磨ヘッド１５の底面であるから、この面をウェーハエッジ部に接触させるように、２個のノズル内蔵研磨ヘッド１５が配設されている。
すなわち、ウェーハ面に対してノズル内蔵研磨ヘッド１３の頂面を傾斜させ、その底面がウェーハエッジ部に接触する姿勢になっている。
符号１６を付して示したのは可変テンションスプリングであって、ウェーハエッジ部に対する研磨パッド４の接触圧力が調節可能な用にシュー１５ｂを付勢している。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の基本的な原理を説明するために示したもので、模式的に描いた要部断面図
【図２】第１の実施例を説明するために示したもので、（Ａ）はノズルを内蔵した研磨ヘッドの断面に電源機構を付記した模式図、（Ｂ）は超音波振動を発生する状態の模式図
【図３】第１の実施例を説明するために示したもので、２個のノズル内蔵研磨ヘッドの配置状態を描いた模式的な断面図
【図４】第２の実施例を説明するために示したもので、（Ａ）はノズルを内蔵した研磨ヘッドの断面に電源機構を付記した模式図、（Ｂ）は超音波振動を発生する状態の模式図
【図５】第２の実施例を説明するために示したもので、２個のノズル内蔵研磨ヘッドの配置状態を描いた模式的な断面図
【図６】第３の実施例を説明するために示したもので、２個のノズル内蔵研磨ヘッドの配置状態を描いた模式的な断面図
【図７】第３の実施例を説明するために示したもので、２個のノズル内蔵研磨ヘッドの配置状態を描いた模式的な断面図
【図８】ウェーハエッジ部を研磨する装置の従来例を示し、要部を抽出して描いた模式的な断面図
【符号の説明】
【００４２】
１…ウェーハ
１ａ…エッジ部
２…真空チャック
３…研磨ヘッド
４…研磨パッド
５…ノズル５
６…研磨スラリ
７…第１の実施例におけるノズル内蔵研磨ヘッド
７ａ…スラリ供給孔
７ｂ…シュー
８，８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ…圧電素子
９…精密エアスピンドル
１０…スライド
１１…スプリング
１２…押しネジ
１３…第２の実施例におけるノズル内蔵研磨ヘッド
１３ａ…スラリ供給孔
１３ｂ…シュー
１４…カウンタスプリング
１５…第３の実施例におけるノズル内蔵研磨ヘッド
１５ａ…スラリ供給孔
１５ｂ…シュー
１６…可変テンションスプリング
１７…電源機構
【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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