(57)【要約】【課題】エッジ研磨時にデバイス面に薬液やスラリーが飛散することがなく、被処理基板の移動を少なくして処理効率を上げるとともに小型で安価に実現できるベベル処理方法及びベベル処理装置を提供すること。【解決手段】被処理基板Ｗのベベル部を含むエッジ部を研磨するベベル処理部７を用いたベベル処理方法において、ベベル処理部７によりエッジ部の一部を覆い、エッジ部を覆った状態で被処理基板Ｗを１周又は複数周回転させてベベル処理部７で覆われたエッジ部に洗浄液を供給してエッジ部を研磨するとともに、エッジ部の外周縁に沿った比較的長い流路を形成してエッジ部を洗浄した後に、使用済み洗浄液及び研磨で被処理基板Ｗから離脱したカス等の種々の物質を吸引・排出することにより、研磨されたエッジ部がベベル処理部７から抜け出る際にエッジ部が乾燥状態となるように処理する。【選択図】図３
2007165488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板のベベル部を含むエッジ部を研磨するベベル処理手段を用いたベベル処理方法において、
前記ベベル処理手段により前記エッジ部の一部を覆い、前記エッジ部を覆った状態で前記被処理基板を１周又は複数周回転させて前記ベベル処理手段で覆われた前記エッジ部に洗浄液を供給して前記エッジ部を研磨するとともに、前記エッジ部の外周縁に沿った比較的長い流路を形成して前記エッジ部を洗浄した後に、前記使用済み洗浄液及び前記研磨で前記被処理基板から離脱したカス等の種々の物質を吸引・排出することにより、研磨されたエッジ部が前記ベベル処理手段から抜け出る際に該エッジ部が乾燥状態となるように処理したことを特徴とするベベル処理方法。
【請求項２】
被処理基板のベベル部を含むエッジ部を洗浄するベベル処理手段を用いたベベル処理方法において、
前記ベベル処理手段により前記エッジ部の一部を覆い、前記エッジ部を覆った状態で前記被処理基板を１周又は複数周回転させるとともに、前記ベベル処理手段で覆われた前記エッジ部に洗浄液を供給して、前記エッジ部の外周縁に沿った比較的長い流路を形成して前記エッジ部を洗浄した後に、前記使用済み洗浄液及び前記被処理基板から離脱したカス等の種々の物質を吸引・排出することにより、洗浄されたエッジ部が前記ベベル処理手段から抜け出る際に該エッジ部が乾燥状態となるように処理したことを特徴とするベベル処理方法。
【請求項３】
前記ベベル処理手段には、前記洗浄液を霧状にする霧発生手段を設け、この霧発生手段により供給された洗浄液を霧状にして前記エッジ部に供給して洗浄することを特徴とする請求項２に記載のベベル処理方法。
【請求項４】
被処理基板を保持するとともに回転させる被処理基板回転部と、前記被処理基板回転部に保持された被処理基板のベベル部を含むエッジ部に接触して前記エッジ部の研磨を行うベベル処理部と、を備えたベベル処理装置において、
前記ベベル処理部は、前記被処理基板のエッジ部の一部が挿入される隙間をあけて対向配置された一対の第１、第２アーム部材と、前記隙間内に装着して前記被処理基板のエッジ部に押し当てて研磨する研磨部材と、を備え、前記第１、第２アーム部材の少なくとも一方には前記研磨部材に洗浄液を供給する供給口が、前記ベベル処理部に挿入されるエッジ部近傍には使用済み洗浄液等を吸引・排出する排出口がそれぞれ設けられ、
さらに前記供給口は回転する前記エッジ部が前記ベベル処理部内に挿入される入口側に、前記排出口は前記エッジ部が前記ベベル処理部から抜け出す出口側に設けられており、前記供給口と前記排出口との間に所定の距離を設けて前記エッジ部の外周縁に沿った流路が形成されるようにして、前記供給口に洗浄液を供給して前記研磨部材で前記エッジ部を研磨した後に、前記排出口から使用済み洗浄液及び前記研磨で前記被処理基板から離脱したカス等の種々の物質を吸引することにより、研磨されたエッジ部が前記ベベル処理部から抜け出る際に該エッジ部が乾燥状態となるように処理したことを特徴とするベベル処理装置。
【請求項５】
前記供給口は、前記第１、第２アーム部材の対向する面の一方又は双方に設けられており、前記第１、第２アーム部材の先端部と前記研磨部材との間に位置していることを特徴とする請求項４に記載のベベル処理装置。
【請求項６】
前記研磨部材は、回転砥石、剛体、柔軟性部材、ブラシ体、スポンジ体のいずれか１つ又はこれらの複合材からなることを特徴とする請求項４又は５に記載のベベル処理装置。
【請求項７】
前記ベベル処理部は、前記被処理基板の外周囲に沿って複数個配設されていることを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載のベベル処理装置。
【請求項８】
被処理基板を保持するとともに回転させる被処理基板回転部と、前記被処理基板回転部に保持された被処理基板のベベル部を含むエッジ部に接触して前記エッジ部の洗浄を行うベベル処理部と、を備えたベベル処理装置において、
前記ベベル処理部は、被処理基板のエッジ部の一部が挿入される隙間をあけて対向配置された一対の第１、第２アーム部材を備え、前記第１、第２アーム部材の少なくとも一方には前記研磨部材に洗浄液を供給する供給口が、前記ベベル処理部に挿入されるエッジ部近傍には使用済み洗浄液等を吸引・排出する排出口がそれぞれ設けられ、
さらに前記供給口は回転する前記エッジ部が前記ベベル処理部内に挿入される入口側に、前記排出口は前記エッジ部が前記ベベル処理部から抜け出す出口側に設けられており、前記供給口と前記排出口との間に所定の距離を設けて前記エッジ部の外周縁に沿った流路が形成されるようにして、前記供給口に洗浄液を供給して前記エッジ部を洗浄した後に、前記排出口から使用済み洗浄液及び前記被処理基板から離脱したカス等の種々の物質を吸引・排出することにより、洗浄されたエッジ部が前記ベベル処理部から抜け出る際に該エッジ部が乾燥状態となるように処理したことを特徴とするベベル処理装置。
【請求項９】
前記供給口は、前記第１、第２アーム部材の対向する面の一方又は双方に設けられていることを特徴とする請求項８に記載のベベル処理装置。
【請求項１０】
前記供給口の近傍には、該供給口から供給される洗浄液を霧状にする霧発生手段が設けられていることを特徴とする請求項８又は９に記載のベベル処理装置。
【請求項１１】
前記霧発生手段は、所定の開口幅及び深さを有する凹状溝で形成されていることを特徴とする請求項１０に記載のベベル処理装置。
【請求項１２】
前記ベベル処理部は、前記被処理基板の外周囲に沿って複数個配設されていることを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載のベベル処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体ウェーハ等の各種基板を研磨又は洗浄するベベル処理方法及びベベル処理装置に係り、特に、半導体ウェーハのエッジ部に付着した不要な成膜、塵等を研磨又は洗浄することにより除去するベベル処理方法及びベベル処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種半導体素子は、半導体ウェーハ（以下、単にウェーハという）の表面に各種の成膜を施す成膜工程、成膜した薄膜から不要な部分を除去するエッチング工程、ウェーハ表面を洗浄する洗浄工程及び乾燥する乾燥工程等の各種工程を繰り返して、ウェーハ表面に微細パターンを形成することによって製造されている。
【０００３】
ところが成膜されたウェーハの周縁部、すなわちエッジ部には、絶縁膜やメタル膜等の不要な膜が形成され、また、エッジ部はこれらの成膜がめくりあがり或いは一部が剥離しかかっている等の不安定な状態になっている。この状態をそのまま放置すると、次工程への搬送過程中等において端部が欠け或いは剥離して剥離片等が粉塵となって飛散する。このような粉塵が飛散すると、処理済みのウェーハに再付着してパーティクルの原因となる。
そこで、このような発塵をなくするために、エッチング、研磨等によりエッジ部から不必要な加工膜を除去することが行われている（例えば、下記特許文献１〜３参照）。
【０００４】
図６は下記特許文献１に記載されたウェーハエッジ研磨処理装置を示し、図６（ａ）はエッジ研磨の工程図、図６（ｂ）は研磨処理装置の概要図である。
このウェーハエッジ研磨処理装置によるエッジ研磨法は、図６（ａ）に示すように、ウェーハのエッジを研磨する研磨工程３０、研磨されたウェーハを酸性の洗浄液で洗浄する第１洗浄工程３１、次いでアルカリ性の洗浄液で洗浄する第２洗浄工程３２、更に洗浄されたウェーハを高速回転させ、純水を吹付けて洗浄液及び純水を遠心力によって飛散させて乾燥する乾燥工程３３により行われている。
【０００５】
これらの工程のうち、研磨工程３０を実施するエッジ研磨装置は、図６（ｂ）に示すように、ウェーハＷを挟持し回転する回転テーブル（図示省略）と、この回転テーブルの外周縁に配設された３本の研磨ドラム４０Ａ〜４０Ｃを備え、これらの研磨ドラム４０Ａ〜４０Ｃには、その表面にそれぞれ圧縮性のある柔軟な研磨パッド４１Ａ〜４１Ｃを貼付して、各研磨ドラムをウェーハＷに対してそれぞれ異なる角度で押し付け接触させて、ウェーハエッジの異なる箇所を研磨する構成となっている。
【０００６】
図７は下記特許文献２に記載された周辺部不要膜除去装置を模式的に示した上面図である。
この不要膜除去装置４２は、ウェーハＷをチャックしてその軸線の回りに回転させるチャック手段４３と、このチャック手段に保持されたウェーハＷの上下ベベル面を研磨する一対のベベル面研磨部材４４ａ、４４ｂと、ウェーハＷの端面を研磨する端面研磨部材４５と、これらの隅角部を研磨する隅角研磨部材４６とを備え、ウェーハＷを回転させ、この回転するウェーハのエッジ部にそれぞれ研磨部材を押し当て接触させることにより、ウェーハエッジを研磨して不要膜を除去する構成となっている。符号４７、４８は、ウェーハの搬送装置である。
【０００７】
図８は下記特許文献３に記載されたウェーハ洗浄装置を示し、図８（ａ）は概要斜視図、図８（ｂ）は支持具に支持されたウェーハの側面図である。
このウェーハ洗浄装置は、ウェーハＷを支持、回転させる複数個のコロ４９と、このコロにより回転されているウェーハＷに接触して処理液を供給するロール５０とを備え、ロール５０をウェーハＷの裏面に回転させながら押し付け、回転するロール５０にパイプ５１から薬液を供給して洗浄する構成となっている。このコロ４９は、その溝内にスポンジ５２を装着し、ウェーハＷの回転中に、薬液の表面張力を利用してコロ内のスポンジに薬液をしみ込ませて、薬液をしみ込んだスポンジ５２によりエッジ部分のエッチングを行っている。
【０００８】
これらの特許文献１〜３に記載された処理装置によれば、いずれもウェーハエッジ部の不要な成膜を除去できるが、これらの研磨処理装置によると、ウェーハ面の半導体素子が形成された領域、いわゆるデバイス面も洗浄液により汚染されてしまいパターン欠陥の原因となる恐れがあり、更に次工程において洗浄及び乾燥工程が必要となり、これらの工程を実施するために洗浄及び乾燥装置の設置が必須となっている。
【０００９】
すなわち、上記特許文献１に記載された研磨処理装置は、ウェーハエッジを研磨する研磨工程、研磨されたウェーハを酸性の洗浄液で洗浄する第１洗浄工程、次いでアルカリ性の洗浄液で洗浄する第２洗浄工程、更に洗浄されたウェーハを乾燥する乾燥工程を実施するそれぞれの装置、すなわちエッジ研磨装置、第１洗浄装置、第２洗浄装置及び乾燥装置を備え、これらの装置は、何れも区画された処理室に収容されて、ウェーハは各処理室へ個別の搬送装置によって搬送されるようになっている。
【００１０】
この研磨処理装置によると、第１、第２洗浄装置及び乾燥装置並びに各装置間でウェーハを搬送するロボットアーム等の搬送装置が必要となり、研磨処理装置が大型化するとともに高価になる。加えて、上記特許文献２に記載された処理装置においてもほぼ同じ構成を有しているので同様の課題がある。
【００１１】
また、上記特許文献３に記載された処理装置は、ウェーハ裏面処理と同時にウェーハを支持する支持具のコロにスポンジを装着し、このコロ内のスポンジに薬液をしみ込ませ、この薬液がしみ込んだスポンジによりエッジ部分のエッチングをしている。この装置によってもウェーハのデバイス面に薬液が付着し、エッジや裏面から剥がれた物質がデバイス面を汚染する恐れがあるので、上記特許文献１、２の装置と同じように洗浄及び乾燥装置が別途必要となる。
【００１２】
そこで、本発明者は、これらの問題点を解決するために新たなベベル研磨装置を開発し、既に特願２００５−１８５８０７号（以下、先願という）として特許出願している。図９は先願に開示されたベベル研磨装置のベベル処理部を概略的に示し、図９（ａ）はベベル処理部の横断面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のＸ１−Ｘ１線の縦断面図である。なお、図９（ａ）の横断面図は、内部の研磨部材が見えるように縦方向のほぼ中央部を通る位置で切断されたものである。
【００１３】
このベベル研磨装置は、図９に示すように、ウェーハを保持するとともに回転させる基板回転部（図示省略）と、この基板回転部に保持されたウェーハＷのベベル部を含むエッジ部に接触してエッジ部の研磨を行うベベル処理部６０とを備え、このベベル処理部６０は、ウェーハＷのエッジ部の一部が挿入できるように隙間Ｄをあけて対向配置した一対の第１、第２アーム部材６１、６２と、この隙間Ｄ内に装着されてウェーハＷのエッジ部に接触し研磨する研磨部材６３、具体的には回転砥石とを有し、第１、第２アーム部材６１、６２には、回転砥石６３に洗浄液を供給する供給口６１１、６２１を設け、この砥石６３の近傍にはウェーハＷに供給される液滴及びウェーハから離脱したカス等の種々の物質を吸引・排出する排出口６４を設けた構成となっている。
【００１４】
【特許文献１】特開２００３−１５１９２５号公報（図２、図３、図６、段落〔００１１〕〜〔００１３〕）
【特許文献２】特開２００２−３６７９３９号公報（図１、図２、段落〔００２２〕〜〔００２５〕）
【特許文献３】特開２００２−２３１６７６号公報（図６、図７、段落〔００１８〕〜〔００２２〕）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、この先願のベベル研磨装置において改善点が見つかった。この改善点は、研磨・洗浄後でもエッジ部の先端部Ｗ０に塵等が残存することがあり、このような塵等を除去する必要があることである。そこで、この研磨・洗浄プロセスを検証してみたところ、各供給口６１１、６２１から洗浄液が供給されると、この洗浄液は互いに回転するエッジ部及び回転砥石６３に供給されて、使用済みの洗浄液及び研磨によりウェーハから離脱したカス等の物質が隙間Ｄ奥部の排出口６４から吸引・排出されてベベル研磨部６０から外へ排出される。ところが、この洗浄液の流れの過程において、使用済みの洗浄液及び研磨された物質は、図９（ａ）に示す矢印方向に流れるが、ウェーハＷのエッジ部と回転砥石６３との接触箇所は、回転砥石６３の一部、すなわち、回転砥石に設けた凹み部内の狭い接触面となっており、この接触面に洗浄液が供給されるもののウェーハＷ及び砥石６３が回転しているので、この接触箇所を過ぎると洗浄液は追随することができず、エッジ部の先端部Ｗ０に洗浄残りが発生して、塵等が残存することが判明した。
【００１６】
また、このベベル研磨装置では、エッジ部の形状によって研磨部材を用意する必要があるので、この研磨部材をなくし、単純に洗浄液による洗浄のみを行うためのベベル研磨装置を試作して、上記の洗浄残りを含めた洗浄性能を検証してみた。図１０は試作としてのベベル研磨装置のベベル処理部を概略的に示し、図１０（ａ）は横断面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＸ２−Ｘ２線の縦断面図である。なお、図１０（ａ）の横断面図は、内部の研磨部材が見えるように縦方向のほぼ中央部を通る位置で切断されたものである。
【００１７】
このベベル処理部６０Ａは、上記ベベル処理部６０とほぼ同じ構造を有しており、異なるところは、研磨部材が無くしたところにある。ベベル処理部６０Ａは、各供給口６１Ａ１、６２Ａ１から供給された洗浄液が互いに回転するエッジ部に供給されると、使用済みの洗浄液の流れによりウェーハから離脱したカス等の物質は、隙間Ｄ奥部の排出口６４Ａへ吸引されてベベル研磨部６０Ａから外へ排出される。この洗浄液等の流れで、使用済みの洗浄液及び液流により剥離された物質は、隙間の奥部Ｄ０、すなわち、ウェーハＷのエッジ部と排出口入口との狭い隙間を通って排出口６４Ａから吸引・排出され、図１０（ｂ）の矢印に示す流れＦが形成されるが、この流れＦではエッジ部の先端部Ｗ０には各供給口６１Ａ１、６２Ａ１から供給された洗浄液が十分当たらず、この先端部Ｗ０に洗浄残りが発生して塵等が残存することがある。
【００１８】
本発明は、上記従来技術の課題の解決を図ると共に、先願発明の改善点をも改善するためになされたものであって、本発明の目的は、エッジ処理時にデバイス面へ処理液やスラリー等を飛散させることなく、しかも処理残りが発生しないように処理できるベベル処理方法を提供することにある。
【００１９】
本発明の他の目的は、上記目的に加え、処理時間を短縮するとともに処理効率の向上を図ったベベル処理方法を提供することにある。
【００２０】
また、本発明の他の目的は、上記目的を実現できる構造が簡単で小型なベベル処理装置を提供することにある。
【００２１】
更に、本発明の他の目的は、上記目的に加えて、特別な乾燥装置、複雑な搬送装置等を不要とした安値なベベル処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記目的を達成するために、本願の請求項１に記載のベベル処理方法の発明は、被処理基板のベベル部を含むエッジ部を研磨するベベル処理手段を用いたベベル処理方法において、
前記ベベル処理手段により前記エッジ部の一部を覆い、前記エッジ部を覆った状態で前記被処理基板を１周又は複数周回転させて前記ベベル処理手段で覆われた前記エッジ部に洗浄液を供給して前記エッジ部を研磨するとともに、前記エッジ部の外周縁に沿った比較的長い流路を形成して前記エッジ部を洗浄した後に、前記使用済み洗浄液及び前記研磨で前記被処理基板から離脱したカス等の種々の物質を吸引・排出することにより、研磨されたエッジ部が前記ベベル処理手段から抜け出る際に該エッジ部が乾燥状態となるように処理したことを特徴とする。
【００２３】
本願の請求項２に記載のベベル処理方法の発明は、被処理基板のベベル部を含むエッジ部を洗浄するベベル処理手段を用いたベベル処理方法において、
前記ベベル処理手段により前記エッジ部の一部を覆い、前記エッジ部を覆った状態で前記被処理基板を１周又は複数周回転させるとともに、前記ベベル処理手段で覆われた前記エッジ部に洗浄液を供給して、前記エッジ部の外周縁に沿った比較的長い流路を形成して前記エッジ部を洗浄した後に、前記使用済み洗浄液及び前記被処理基板から離脱したカス等の種々の物質を吸引・排出することにより、洗浄されたエッジ部が前記ベベル処理手段から抜け出る際に該エッジ部が乾燥状態となるように処理したことを特徴とする。
【００２４】
また、本願の請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のベベル処理方法において、前記ベベル処理手段には、前記洗浄液を霧状にする霧発生手段を設け、この霧発生手段により供給された洗浄液を霧状にして前記エッジ部に供給して洗浄することを特徴とする。
【００２５】
本願の請求項４に記載のベベル処理装置の発明は、被処理基板を保持するとともに回転させる被処理基板回転部と、前記被処理基板回転部に保持された被処理基板のベベル部を含むエッジ部に接触して前記エッジ部の研磨を行うベベル処理部と、を備えたベベル処理装置において、
前記ベベル処理部は、前記被処理基板のエッジ部の一部が挿入される隙間をあけて対向配置された一対の第１、第２アーム部材と、前記隙間内に装着して前記被処理基板のエッジ部に押し当てて研磨する研磨部材と、を備え、前記第１、第２アーム部材の少なくとも一方には前記研磨部材に洗浄液を供給する供給口が、前記ベベル処理部に挿入されるエッジ部近傍には使用済み洗浄液等を吸引・排出する排出口がそれぞれ設けられ、
さらに前記供給口は回転する前記エッジ部が前記ベベル処理部内に挿入される入口側に、前記排出口は前記エッジ部が前記ベベル処理部から抜け出す出口側に設けられており、前記供給口と前記排出口との間に所定の距離を設けて前記エッジ部の外周縁に沿った流路が形成されるようにして、前記供給口に洗浄液を供給して前記研磨部材で前記エッジ部を研磨した後に、前記排出口から使用済み洗浄液及び前記研磨で前記被処理基板から離脱したカス等の種々の物質を吸引・排出することにより、研磨されたエッジ部が前記ベベル処理部から抜け出る際に該エッジ部が乾燥状態となるように処理したことを特徴とする。
【００２６】
また、本願の請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のベベル処理装置において、前記供給口は、前記第１、第２アーム部材の対向する面の一方又は双方に設けられており、前記第１、第２アーム部材の先端部と前記研磨部材との間に位置していることを特徴とする。
【００２７】
また、本願の請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載のベベル処理装置において、前記研磨部材は、回転砥石、剛体、柔軟性部材、ブラシ体、スポンジ体のいずれか１つ又はこれらの複合材からなることを特徴とする。
【００２８】
また、本願の請求項７に記載の発明は、請求項４〜６のいずれかに記載のベベル処理装置において、前記ベベル処理部は、前記被処理基板の外周囲に沿って複数個配設されていることを特徴とする。
【００２９】
本願の請求項８に記載のベベル処理装置の発明は、被処理基板を保持するとともに回転させる被処理基板回転部と、前記被処理基板回転部に保持された被処理基板のベベル部を含むエッジ部に接触して前記エッジ部の洗浄を行うベベル処理部と、を備えたベベル処理装置において、
前記ベベル処理部は、被処理基板のエッジ部の一部が挿入される隙間をあけて対向配置された一対の第１、第２アーム部材を備え、前記第１、第２アーム部材の少なくとも一方には前記研磨部材に洗浄液を供給する供給口が、前記ベベル処理部に挿入されるエッジ部近傍には使用済み洗浄液等を吸引・排出する排出口がそれぞれ設けられ、
さらに前記供給口は回転する前記エッジ部が前記ベベル処理部内に挿入される入口側に、前記排出口は前記エッジ部が前記ベベル処理部から抜け出す出口側に設けられており、前記供給口と前記排出口との間に所定の距離を設けて前記エッジ部の外周縁に沿った流路が形成されるようにして、前記供給口に洗浄液を供給して前記エッジ部を洗浄した後に、前記排出口から使用済み洗浄液及び前記被処理基板から離脱したカス等の種々の物質を吸引・排出することにより、洗浄されたエッジ部が前記ベベル処理部から抜け出る際に該エッジ部が乾燥状態となるように処理したことを特徴とする。
【００３０】
また、本願の請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のベベル処理装置において、前記供給口は、前記第１、第２アーム部材の対向する面の一方又は双方に設けられていることを特徴とする。
【００３１】
また、本願の請求項１０に記載の発明は、請求項８又は９に記載のベベル処理装置において、前記供給口の近傍には、該供給口から供給される洗浄液を霧状にする霧発生手段が設けられていることを特徴とする。
【００３２】
また、本願の請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載のベベル処理装置において、前記霧発生手段は、所定の開口幅及び深さを有する凹状溝で形成されていることを特徴とする。
【００３３】
また、本願の請求項１２に記載の発明は、請求項８〜１１のいずれかに記載のベベル処理装置において、前記ベベル処理部は、前記被処理基板の外周囲に沿って複数個配設されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３４】
本発明は上記構成を備えることにより、以下に示すような優れた効果を奏する。すなわち、請求項１の発明によれば、被処理基板のエッジ部をベベル処理手段で研磨する際に、洗浄液を供給し、ベベル処理手段の範囲内にて研磨・洗浄を行ない、この洗浄液及び基板のカス等の被処理基板に影響を与える全ての物質を吸引・排出し、乾燥させるので、回転される被処理基板のベベル処理手段に覆われるエッジ部は、このベベル処理手段から抜け出る際には乾燥状態となっている。すなわち、ベベル処理手段に覆われていないデバイス面を含む平面部及びエッジ部は常に乾燥状態を維持し、ベベル処理手段からの飛沫の飛散等もないので、デバイス面に悪影響を生じることなく一連のベベル研磨処理を行うことができるようになる。しかも、エッジ部はその外周縁に沿った比較的長い流路が形成された洗浄液によって洗浄されるので、エッジ部の洗浄残りがなくなり、エッジ部にゴミ等が残存することがなくなる。
【００３５】
請求項２の発明によれば、ベベル処理手段により被処理基板のエッジ部に付着したゴミ等を除去する際に、洗浄液を供給し、ベベル処理手段の範囲内にて洗浄を行ない、この洗浄液及びゴミ等の被処理基板に影響を与える物質を吸引・排出して乾燥させるので、回転される被処理基板のベベル処理手段に覆われるエッジ部は、このベベル処理手段から抜け出る際には乾燥状態となっている。すなわち、ベベル処理手段に覆われていないデバイス面を含む平面部及びエッジ部は常に乾燥状態を維持し、ベベル処理手段からの飛沫の飛散等もないので、デバイス面に悪影響を生じることなく一連のベベル洗浄処理を行うことができるようになる。しかも、エッジ部はその外周縁に沿った比較的長い流路が形成された洗浄液によって洗浄されるので、エッジ部の洗浄残りがなくなり、エッジ部にゴミ等が残存することがなくなる。
【００３６】
請求項３の発明によれば、洗浄液を霧状にして被処理基板のエッジ部に供給するので、エッジ部には略均一に洗浄液が行き渡って、良好な洗浄ができる。
【００３７】
請求項４の発明によれば、被処理基板のエッジ部の研磨はベベル処理部内で処理され、供給された洗浄液及び基板から剥がされた研磨カスのようなデバイス面に影響を及ぼす全ての物質を排出口から吸引・排出することにより研磨部材に供給された洗浄液等がベベル処理部から外へ飛散することがなくなり、従来技術で必要としていた洗浄・乾燥処理が不要となる。その結果、デバイス面の洗浄・乾燥処理装置及びこれらの処理に必要な搬送装置も不要になり、ベベル研磨時間を大幅に短縮でき、且つ装置を簡単に小型化でき、しかも安価に製作できる。加えて、ベベル処理部内で研磨されたエッジ部は、このベベル処理部を抜け出るときには排出口により洗浄液及び被処理基板の研磨カス等の被処理基板に影響を与える全ての物質が吸引・排出され、処理カップ内のベベル処理部付近の雰囲気も一緒に排出されるので排出の際に雰囲気気体の流れが形成されているため、乾燥した状態となっている。これにより、ベベル処理部内でエッジ部に供給された洗浄液が被処理基板のデバイス面等に及ぶことがなく、ベベル処理部に覆われている部分を除く被処理基板の表面の全てが乾燥状態を維持して処理がなされるため、デバイス面等に影響を与えることなく一連の研磨処理を行うことができるようになる。しかも、エッジ部はその外周縁に沿った比較的長い流路が形成された洗浄液によって洗浄されるので、エッジ部の洗浄残りがなくなり、エッジ部にゴミ等が残存することがなくなる。
【００３８】
請求項５の発明によれば、この位置に供給口を設けることで洗浄液を被処理基板のエッジ部と研磨部材との間に効率よく供給できる。
【００３９】
請求項６の発明によれば、研磨部材として種々の材料からなる回転砥石を使用することで、被処理基板の状態及び研磨工程等に応じて研磨部材の材料を変更できるため、効率よく研磨することができる。また、この研磨部材を剛体だけでなく樹脂材、バフ等からなる柔軟性部材や、ブラシ体、スポンジ体等を用いることで、エッジ部の状態に応じた研磨を行うことができるようになる。
【００４０】
請求項７の発明によれば、ベベル処理部が被処理基板の外周囲に複数個配設されているため、被処理基板のエッジ部の研磨を効率よくでき、処理スピードを上げることができる。また、１つの装置で異なる研磨部材を使用することでエッジ部の状態に応じて効率よく研磨することができる。
【００４１】
請求項８の発明によれば、被処理基板のエッジ部の洗浄はベベル処理部内で処理され、供給された洗浄液及び基板から剥がされたカスのようなデバイス面に影響を及ぼす全ての物質を排出口から吸引・排出することにより洗浄液等がベベル処理部から外へ飛散することがなくなり、従来技術で必要としていたデバイス面の洗浄・乾燥処理が不要となる。その結果、デバイス面の洗浄・乾燥処理装置及びこれらの処理に必要な搬送装置も不要になり、且つ装置を簡単に小型化でき、しかも安価に製作できる。それに加えて、ベベル処理部内で洗浄されたエッジ部は、このベベル処理部を抜け出るときには排出口により洗浄液及び被処理基板のカス等の被処理基板に影響を与える全ての物質が吸引・排出されているため、乾燥した状態となっている。これにより、ベベル処理部内でエッジ部に供給された洗浄液が被処理基板のデバイス面等に及ぶことがなく、ベベル処理部に覆われている部分を除く被処理基板の表面の全てが乾燥状態を維持して処理がなされるため、デバイス面等に影響を与えることなく一連の洗浄処理を行うことができるようになる。しかも、エッジ部はその外周縁に沿って比較的長い流路が形成される洗浄液によって洗浄されるので、エッジ部の洗浄残りがなくなり、エッジ部にゴミ等が残存することがなくなる。
【００４２】
請求項９の発明によれば、この位置に供給口を設けることで洗浄液を被処理基板のエッジ部と研磨部材との間に効率よく供給できる。
【００４３】
請求項１０の発明によれば、洗浄液を霧状にして被処理基板のエッジ部に供給するので、エッジ部には略均一に洗浄液が行き渡って、良好な洗浄ができる。
【００４４】
請求項１１の発明によれば、凹状溝によって洗浄液を含む流体の気圧が変化するため霧が発生する。このため簡単な構造で霧発生手段を形成できる。
【００４５】
請求項１２の発明によれば、ベベル処理部が被処理基板の外周囲に複数個配設されているため、被処理基板のエッジ部の洗浄を効率よくでき、処理スピードを上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態を説明する。但し、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するためのベベル処理方法及びベベル処理装置を例示するものであって、本発明をこのベベル処理方法及びベベル処理装置に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものも等しく適応し得るものである。
【実施例１】
【００４７】
図１は本発明の実施形態に係るベベル処理装置を示す概略断面図、図２は研磨ヘッドとウェーハとの関係を示す平面図、図３は図２の研磨ヘッドを示し、図３（ａ）は斜視図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線の断面図である。なお、図１のベベル処理装置はその構造が分かりやすいように、その一部を後述する回転駆動機構５に連結されたウェーハ回転軸４が設けられた位置で切断した状態を示したものである。
【００４８】
ベベル処理装置１は、図１及び図２に示すように、ウェーハＷをほぼ水平に保持して回転させる回転テーブル２と、このウェーハＷの外周縁の一部に位置してエッジ部を研磨及び洗浄するベベル処理部７と、を備え、回転テーブル２及びベベル処理部７は、処理カップ６内に収容されている。ベベル処理部７は、所定長さの支持腕（図示省略）と、この支持腕の一端に結合された研磨ヘッド８（洗浄ヘッド８Ａ、８Ｂ）（図３、図４参照）を備え、支持腕の他端は支持台（図示省略）に回動自在に固定されている。また、この支持腕は、駆動機構（図示省略）で回動されて研磨ヘッド８をウェーハＷのエッジ部に所定の圧力で押圧、接触させるようになっている。
【００４９】
回転テーブル２は、ウェーハＷが載置される保持台３と、この保持台３に連結された回転軸４と、この回転軸４に連結されて保持台３とともに回転させる回転駆動機構５と、を有している。この保持台３は、図２に示すように、ウェーハＷより小さい円盤状をなし、この保持台３上に同軸上に載置されたウェーハＷを保持固定するチャックにより固定するものである。
【００５０】
ベベル処理部７は、図２に示すように、ウェーハＷの外周囲に沿って１個乃至複数個配設される。このベベル処理部７には、エッジ部を研磨する研磨ヘッド８、或いはエッジ部を洗浄する洗浄ヘッド８Ａ、８Ｂが選択して装着される。そこで、先ず研磨ヘッド８を備えた処理装置について説明する。符号７'は、他のベベル処理部を示している。
【００５１】
この研磨ヘッド８は、図３に示すように、支持腕（図示省略）から延設され、上下に対向配置された板体からなる一対の第１、第２アーム部材９、１０を備え、この両アーム部材９、１０間には水平方向に延設されたウェーハＷのエッジ部の一部が挿入される隙間Ｄを有するコ字状溝１２が形成されている。このコ字状溝１２の奥部には、回転自在に装着された回転砥石１３が設けられている。
【００５２】
第１アーム部材９及び第２アーム部材１０には、その内面に洗浄液が供給される供給口９１、１０１がその一端部、すなわち、回転するウェーハＷがコ字状溝１２内に最初に入る入口側にそれぞれ対峙して形成されている。これらの供給口９１、１０１から離れた位置、すなわち、回転するウェーハＷがコ字状溝１２から抜け出す出口側の溝１２の奥部には排出口１４が設けられている。
【００５３】
各供給口９１、１０１及び排出口１４は、ウェーハＷの回転方向に対して各供給口９１、１０１をコ字状溝１２の入口側、すなわちウェーハＷの未処理側に、排出口１４をコ字状溝１２の出口側、すなわちウェーハＷの処理済み側に配設すると、図３（ｂ）に示すように、各供給口９１、１０１と排出口１４との間に所定の距離ができ、各供給口９１、１０１から供給された洗浄液は、この間でウェーハＷのエッジ部の外周縁に沿って流れる流路Ｆが形成される。この流路Ｆにより、研磨ヘッド８内のエッジ部には、万遍なく洗浄液が行き渡り、洗浄残りがなくなりゴミ等が残存することがなくなる。なお、各供給口９１、１０１は第１、第２アーム部材９、１０に対峙して設けたが、いずれかの一方のアーム部材のみに設けてもよい。
【００５４】
研磨ヘッド８の各供給口９１、１０１は、図１に示すように、供給路Ｌ１により途中にバルブＶ１を介して洗浄液供給源１６ａに接続されている。洗浄液供給源１６ａから供給される洗浄液としては、例えば純水を用いる。なお、洗浄液としては、この他にイオン水（機能水）、オゾン水、薬液等を使用してもよい。また、排出口１４は、排出路Ｌ２により途中にバルブＶ２を介して吸引・排出設備１６ｂに接続されている。吸引は工場排気圧を利用してバルブＶ２で調整される。このとき排出路Ｌ２の途中に補助のためのポンプを介してもよい。
【００５５】
回転砥石１３は、中央部がくびれたコロ状をなし、この回転砥石１３の軸心方向に貫通孔が形成されている。この回転砥石１３のくびれ部分１３ａは、ウェーハＷの斜め上面と斜め下面とのベベル部及びエッジ側面を研磨できるように湾曲形状となっている。この回転砥石１３は、貫通孔に支軸１３ｂを回り止めして固定し、支軸１３ｂの両端を第１、第２アーム部材９、１０に回転自在に結合されている。また、この支軸１３ｂの一端は、回転機構（図示省略）に連結されている。
【００５６】
次に、このように構成した研磨装置を用いたウェーハの研磨・洗浄方法を主に図１〜図３を参照して説明する。
先ず、回転テーブル２の保持台３上にウェーハＷの中心を回転軸４の軸線の延長線上に位置するように載置し、この載置面を真空引きすることによりウェーハＷを固定する。そして、回転軸４に接続された回転駆動機構５によりウェーハＷを所定方向、例えば時計方向へ所定の速度、例えば、２０秒で１回転する速度で回転させる。次いで、ベベル処理部７の駆動機構により、支持腕（図示省略）を回動させてベベル処理部７に装着されている研磨ヘッド８をウェーハＷのエッジ部に押圧接触させる。
【００５７】
続いて、回転駆動機構５を作動させて、回転砥石１３を回転させ、同時に各供給口９１、１０１から洗浄液を供給し、この回転砥石１３でウェーハＷのエッジ部を研磨し、排出口１４から使用済みの洗浄液及び研磨カス等を吸引・排出する。
【００５８】
また、研磨ヘッドの各供給口９１、１０１及び排出口１４は、ウェーハＷの回転方向に対して各供給口９１、１０１をコ字状溝１２の入口側、すなわちウェーハＷの未処理側に、排出口１４をコ字状溝１２の出口側、すなわちウェーハの処理済み側に配設されているので、図３（ｂ）に示すように、各供給口９１、１０１から供給された洗浄液は、各供給口９１、１０１と排出口１４との間に所定の距離ができて、この間でエッジ部の外周縁に沿って流れる流路Ｆが形成されて、この流路Ｆにより、研磨ヘッド８内のエッジ部には万遍なく洗浄液が行き渡り、洗浄残りがなくなりゴミ等が残存することがなくなる。
【００５９】
また、この吸引・排気により、ウェーハエッジ部と回転砥石との接触研磨部において、洗浄液の噴霧、エッジ部の洗浄及び乾燥処理が行われ、洗浄液等が研磨ヘッドから外へ飛散されることがない。したがって、この研磨ヘッド８は所定の幅長を有しているので、コ字状溝１２内にウェーハＷの外周縁の一部が挿入されたとき、ウェーハエッジの上下面を所定範囲で覆い、この覆われた箇所で研磨、洗浄及び使用済み洗浄液等の吸引・排出がなされ乾燥状態に戻されるので、ウェーハＷのデバイス面へ洗浄液が飛び出ることを阻止できる。
このベベル処理部によると、コ字状溝１２内にウェーハＷの外周縁の一部が挿入されたとき、ウェーハエッジの上下面を所定範囲で覆い、この覆われた箇所で研磨、洗浄及び使用済み洗浄液等の吸引・排出がなされ、また処理カップ６内の雰囲気もコ字状溝１２を通してか排出されるので、この雰囲気の流れによって乾燥状態に戻されるから、ウェーハＷのデバイス面へ洗浄液が飛び出ることを阻止できる。
【００６０】
また、乾燥が足りない場合は、乾燥専用の排出口を第１、第２アーム部材９、１０等に１つ又は複数設けておき、完全なドライ状態にして研磨ヘッド８内をウェーハが通過して抜け出るようにしてもよい。また、このベベル処理部をウェーハＷの外周囲に沿って複数個配設すると、エッジ部の研磨・洗浄を効率よくでき、処理スピードを上げることができる。更に、各ベベル処理部に異なる研磨部材を装着することにより、エッジ部の状態に合わせた効率のよい研磨・洗浄が可能になる。したがって、このベベル処理装置は、研磨ヘッドにウェーハがドライ状態で侵入し、ウェット研磨し、ドライ状態で抜け出てくること、つまりドライイン・ドライアウトとなる。
【００６１】
上記のベベル処理装置では、研磨部材を使用したが、エッジ部に付着した塵等を除去するような場合は、特に研磨部材は必要でなく、洗浄液のみによる洗浄で除去できる。そこで、以下にこのような洗浄を行う洗浄ヘッド８Ａ、８Ｂについて説明する。図４は、洗浄ヘッドを示し、図４（ａ）は斜視図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ'−Ａ'線の断面図である。この洗浄ヘッド８Ａは、上記研磨ヘッド８とほぼ同じ構造を有しており、異なるところは、研磨部材を無くしたところにある。そこで、重複説明を避けて、同一部分には、同じ番号にＡを付して研磨ヘッドの説明を援用する。
【００６２】
洗浄ヘッド８Ａは、上下に対向配置された板体からなる一対の第１、第２アーム部材９Ａ、１０Ａを備え、この両アーム部材９Ａ、１０Ａ間には水平方向に延設されウェーハＷのエッジ部の一部が挿入される隙間Ｄを有するコ字状溝１２Ａが形成されている。第１アーム部材９Ａ及び第２アーム部材１０Ａには、その内面に洗浄液が供給される供給口９Ａ１、１０Ａ１が洗浄ヘッド８Ａの一端部、すなわち、回転するウェーハＷがコ字状溝１２Ａに最初に入る入口側にそれぞれ対峙して形成されている。これらの供給口９Ａ１、１０Ａ１から離れた位置、すなわち、回転するウェーハＷがコ字状溝１２Ａから抜け出す出口側の溝１２Ａの奥部に排出口１４Ａが設けられている。
【００６３】
各供給口９Ａ１、１０Ａ１及び排出口１４Ａを、ウェーハＷの回転方向に対して各供給口９Ａ１、１０Ａ１をコ字状溝１２Ａの入口側、すなわちウェーハＷの未処理側に、排出口１４Ａをコ字状溝１２Ａの出入口側、すなわちウェーハＷの既処理側に配設すると、図４（ｂ）に示すように、各供給口９Ａ１、１０Ａ１と排出口１４Ａとの間に所定の距離ができて、各供給口９Ａ１、１０Ａ１から供給された洗浄液はこの間でエッジ部の外周縁に沿って流れる流路Ｆが形成される。この流路Ｆにより、洗浄ヘッド８Ａ内のエッジ部には万遍なく洗浄液が行き渡り、図１０（ｂ）に示したウェーハＷの先端部Ｗ０で発生した洗浄残りがなくなりゴミ等の残存もなくなる。なお、各供給口９Ａ１、１０Ａ１は第１、第２アーム部材９Ａ、１０Ａに対峙して設けたが、いずれかの一方のアーム部材のみに設けてもよい。
【００６４】
また、このような洗浄ヘッド８Ａにおいて、各供給口９Ａ１、１０Ａ１から供給される洗浄液はヘッド内で霧状になっているのが好ましい。図５は、霧発生手段を付設した洗浄ヘッドを示したもので、図５（ａ）は断面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ線の断面図である。なお、図５（ａ）は図４（ｂ）に対応した断面図である。この洗浄ヘッド８Ｂは、上記洗浄ヘッド８Ａとほぼ同じ構造を有し、異なるところは、霧発生手段を付設したところにある。そこで、重複説明を避けて、同一部分には、同じ番号にＡ'を付して洗浄ヘッド８Ａの説明を援用する。
【００６５】
霧発生手段１５は、供給口９Ａ'１の近傍に形成した凹状溝１５Ａで構成されている。この凹状溝１５Ａは、図５（ａ）に示すように、供給口９Ａ'１の直下、すなわち、供給口９Ａ'１から供給される洗浄液が排出口１４Ａ'へ流れる方向と直交する方向に、所定の開口幅及び深さで形成されている。
【００６６】
このような凹状溝１５Ａを供給口９Ａ'１の近傍に設けると、ウェーハＷと第１アーム部材９Ａ'との隙間は、凹状溝１５Ａが形成された箇所の隙間Ｄ１が溝を形成されない箇所の隙間Ｄ２より大きくなり、この隙間を通過する洗浄液は、隙間の狭いところから広いところへ流れる際に気圧が変化して霧状になる。したがって、洗浄液を霧状にすることにより、ウェーハＷのエッジ部に略均一に供給できるので、良好な洗浄ができる。この凹状溝１５Ａは、供給口９Ａ'１の近傍に形成されているが、対向する供給口１０Ａ'１にも形成される。
【００６７】
したがって、この研磨ヘッド８又は洗浄ヘッド８Ａ、８Ｂによると、ウェーハＷのエッジ部は、研磨部及び洗浄部で研磨、洗浄及び乾燥され、しかも、研磨カス、洗浄液等が研磨ヘッド又は洗浄ヘッドから外へ飛散されることがない。
【００６８】
このように、本発明のベベル処理装置はベベル処理部にウェーハがドライ状態で侵入し、ウェット研磨し、ドライ状態で抜け出てくること、つまりドライイン・ドライアウトを特徴としている。また、薬液を使用しなくともよい。さらにまた、研磨ヘッド８、洗浄ヘッド８Ａ、８Ｂは、個別のヘッド、或いは連結されたもので構成される。
【００６９】
この実施形態では、研磨部材として回転砥石を使用したが、この砥石は金属、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、セラミックス、合成樹脂、ダイヤモンド又はこれらの複合材から形成されているものを適宜選択して使用し得る。また、ここでは研磨部材として中央部がくびれた円柱状の剛体からなる回転砥石を用いた場合について説明したが、この研磨部材として、樹脂やバフ等の比較的柔軟な柔軟性部材や、ブラシ、スポンジ、あるいはこれらの複合材等を使用して研磨してもよく、このような研磨部材はウェーハエッジの状態に応じて選択すればよい。また、ベベル処理部７は、図２に示すように、ウェーハの外周囲に１個設けた実施形態を説明したが、図２で点線で示したように、２個あるいはそれ以上の個数設けてもよい。ベベル処理部７を複数個配設することにより、処理能率を上げることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】図１は本発明の実施形態に係るベベル処理装置を示す概略断面図である。
【図２】図２はベベル処理部とウェーハとの関係を示す平面図である。
【図３】図３は図２の研磨ヘッドを示し、図３（ａ）は斜視図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線の断面図である。
【図４】図４は洗浄ヘッドを示し、図４（ａ）は斜視図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ'−Ａ'線の断面図である。
【図５】図５は別の洗浄ヘッドを示し、図５（ａ）は断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ線の断面図である。
【図６】図６は従来技術のエッジ研磨法及び研磨装置を示し、図６（ａ）はエッジ研磨工程の工程図、図６（ｂ）は研磨装置の概要図である。
【図７】図７は他の従来技術の周辺部不要膜除去装置を模式的に示した上面図である。
【図８】図８は更に他の従来技術のウェーハ洗浄装置を示す支持具に支持されたウェーハの断面図である。
【図９】図９は先願に開示されたベベル研磨装置のベベル処理部を概略的に示し、図９（ａ）はベベル処理部の横断面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のＸ１−Ｘ１線の縦断面図である。
【図１０】図１０は図９に関連する試作としてのベベル研磨装置のベベル処理部を概略的に示し、図１０（ａ）は横断面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＸ２−Ｘ２線の縦断面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１            ベベル処理装置
２            回転テーブル（被処理基板回転部）
３            保持台
４            回転軸
５            回転駆動機構
６            処理カップ
７            ベベル処理部
８            研磨ヘッド
８Ａ、８Ｂ    洗浄ヘッド
９            第１アーム部材
１０          第２アーム部材
９１、１０１    供給口
１２          コ字状溝
１３          回転砥石
１４          排出口
Ｗ            ウェーハ（被処理基板）
【図１】
2007165488.tif 000003
【図２】
2007165488.tif 000004
【図３】
2007165488.tif 000005
【図４】
2007165488.tif 000006
【図５】
2007165488.tif 000007
【図６】
2007165488.tif 000008
【図７】
2007165488.tif 000009
【図８】
2007165488.tif 000010
【図９】
2007165488.tif 000011
【図１０】
2007165488.tif 000012