(57)【要約】【課題】基板のベベル部の中央部を高い研磨圧力で研磨することができる研磨装置を提供する。【解決手段】本発明の研磨装置は、研磨面を有する研磨テープ４１と、基板Ｗを保持して回転させる基板保持部２３と、基板保持部に保持された基板のベベル部に研磨テープを押圧する加圧パッド５０と、研磨テープをその長手方向に進行させる研磨テープ送り機構４５とを備える。加圧パッド５０は、パッド本体部５３と、研磨テープを介して基板のベベル部を押圧する押圧面５１ａと該押圧面の反対側に位置する裏面５１ｂとを有する板状の押圧部５１と、押圧部とパッド本体部とを連結する複数の連結部５２とを有する。押圧部は硬質のプラスチックから形成されており、押圧部の裏面とパッド本体部との間には空間Ｓが形成されている。【選択図】図９
2009018363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨面を有する研磨テープと、
基板を保持して回転させる基板保持部と、
前記基板保持部に保持された基板のベベル部に前記研磨テープを押圧する加圧パッドと、
前記研磨テープをその長手方向に進行させる研磨テープ送り機構とを備えた研磨装置であって、
前記加圧パッドは、
パッド本体部と、
前記研磨テープを介して基板のベベル部を押圧する押圧面と該押圧面の反対側に位置する裏面とを有する板状の押圧部と、
前記押圧部と前記パッド本体部とを連結する複数の連結部とを有し、
前記押圧部の前記裏面と前記パッド本体部との間には空間が形成されていることを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
前記複数の連結部は、前記基板保持部に保持された基板の周方向に沿って配列していることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項３】
前記複数の連結部は、前記押圧部の両側部に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項４】
前記複数の連結部は、前記押圧部の前記裏面に接続され、かつ、前記押圧部の両側部から中央部に向かった内側に位置することを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項５】
前記押圧部の前記裏面には、前記基板の表面に垂直な方向に延びる複数の溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項６】
前記押圧部の前記裏面には、前記基板の表面に垂直な方向に延びる複数の補強部材が固定されていることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項７】
前記押圧部の前記裏面には、前記基板の周方向に延びる少なくとも１つの凹部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項８】
前記押圧部は、その両側部から中央部に向かって厚さが徐々に増加する形状を有することを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項９】
前記押圧部は硬質プラスチックから形成されていることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨テープを有する研磨装置に関し、特に半導体ウエハなどの基板のベベル部を研磨する研磨装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造における歩留まり向上の観点から、半導体ウエハのベベル部の表面状態の管理が近年注目されている。半導体ウエハはその多くの材料が成膜・積層されていくため、実際の製品とはならないベベル部には不必要な物質やダメージが残存している。ウエハを搬送・保持する方法として、かつてはウエハの裏面に保持部材（例えばロボットハンド）を接触させる方法が一般的であったが、デバイスの微細化と直径３００ｍｍのウエハが主流になるにつれて裏面の清浄度が求められるようになり、近年では保持部材をウエハ端部だけに接触させてウエハを搬送・保持する方法が一般的になってきている。このような背景のもとでは、ベベル部に残存した不要物質やダメージが種々の工程を経ていく間に剥離してデバイス表面に付着することが、製品の歩留まりに影響していることが明らかになってきている。
【０００３】
ここで、ベベル部とは、図１に示すように、基板の周縁において断面が曲率を有する部分Ｂを意味する。図１において、Ｄで示される平坦部はデバイスが形成される領域である。このデバイス形成領域Ｄから外側の数ミリメートルまでの平坦部Ｅはエッジ部と称され、デバイス形成領域Ｄと区別される。すなわち、ベベル部Ｂは、エッジ部Ｅから基板の裏面まで延びる丸みを帯びた部分である。
【０００４】
ベベル部の断面形状は基板メーカーによって多岐にわたるが、ベベル部は、図１に示すように、エッジ部Ｅに隣接する傾斜面Ｆ、最も外側に位置する垂直面Ｇ、そして裏面に隣接する傾斜面Ｆから構成されるのが一般的である。傾斜面Ｆと垂直面Ｇとは滑らかな曲面Ｈによってつながっている。
【０００５】
このような基板のベベル部に形成された膜を除去する装置として、研磨テープを用いた研磨装置が知られている（特許文献１乃至１２参照）。この種の研磨装置は、研磨テープの裏面側に配置された加圧パッドにより研磨テープの研磨面を基板のベベル部に押圧することでこのベベル部を研磨する。
【０００６】
図２は従来の加圧パッドを示す斜視図である。図２に示すように、加圧パッド１００は矩形状の押圧面１００ａを有している。この加圧パッド１００は研磨テープの裏面側に配置され、押圧面１００ａにより研磨テープの表面（研磨面）を基板のエッジ部に押圧する。加圧パッド１００はゴムやスポンジなどの材料から形成される。例えば、ウレタンゴム、シリコンスポンジなどが材料として選定され、研磨に適した硬度（例えば、２０〜４０度）が選定される。
【０００７】
図３は加圧時および非加圧時の様子を示す平面図である。図３に示すように、研磨対象となるウエハＷは円板形状を有している。加圧パッド１００が研磨テープ（図示せず）をウエハＷのベベル部に対して押圧すると、ウエハＷとの接触により加圧パッド１００の押圧面１００ａの一部が圧縮される。これにより、研磨テープとウエハＷとの接触面積が増し、単位時間当たりの研磨速度が向上する。
【０００８】
図４は、加圧パッドにより研磨テープをウエハのベベル部に押圧している様子を示す縦断面図である。図４に示すように、研磨時においては、加圧パッド１００の押圧面１００ａはベベル部に沿って変形する。このとき、研磨テープ２００がウエハＷに接触している箇所とウエハＷから離れる箇所との境界部では、図４の矢印で示すように研磨圧力が高くなる。すなわち、境界部の研磨圧力が高く、これら境界部の中間に位置する中央部の研磨圧力が低くなって中央部が研磨されにくいという問題が生じる。このような場合において、中央部上の膜や有機物（汚れ）を完全に除去しようとすると、境界部が過剰に研磨されてしまう。
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−３０３１１２号公報
【特許文献２】特開２００４−２４１４３４号公報
【特許文献３】ＷＯ２００６−１１２５３０公報
【特許文献４】特開２００３−７７８７２号公報
【特許文献５】特開２００３−２３４３１４号公報
【特許文献６】特開２００４−９８２１８号公報
【特許文献７】特開２００２−９３７５５号公報
【特許文献８】ＷＯ２００６−０４１１９６公報
【特許文献９】特開２００１−２３９４４５号公報
【特許文献１０】特開２００１−３４７４４４号公報
【特許文献１１】特許第３０８１１４０号公報
【特許文献１２】特許第３３９１００１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上述した従来の問題点に鑑みてなされたもので、基板のベベル部の横方向の接触面積および縦方向に加わる荷重の分布をコントロールすることができる研磨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】
【００１１】
上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、研磨面を有する研磨テープと、基板を保持して回転させる基板保持部と、前記基板保持部に保持された基板のベベル部に前記研磨テープを押圧する加圧パッドと、前記研磨テープをその長手方向に進行させる研磨テープ送り機構とを備えた研磨装置であって、前記加圧パッドは、パッド本体部と、前記研磨テープを介して基板のベベル部を押圧する押圧面と該押圧面の反対側に位置する裏面とを有する板状の押圧部と、前記押圧部と前記パッド本体部とを連結する複数の連結部とを有し、前記押圧部の前記裏面と前記パッド本体部との間には空間が形成されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の好ましい態様は、前記複数の連結部は、前記基板保持部に保持された基板の周方向に沿って配列していることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記複数の連結部は、前記押圧部の両側部に接続されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記複数の連結部は、前記押圧部の前記裏面に接続され、かつ、前記押圧部の両側部から中央部に向かった内側に位置することを特徴とする。
【００１３】
本発明の好ましい態様は、前記押圧部の前記裏面には、前記基板の表面に垂直な方向に延びる複数の溝が形成されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記押圧部の前記裏面には、前記基板の表面に垂直な方向に延びる複数の補強部材が固定されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記押圧部の前記裏面には、前記基板の周方向に延びる少なくとも１つの凹部が形成されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記押圧部は、その両側部から中央部に向かって厚さが徐々に増加する形状を有することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記押圧部は、硬質のプラスチックから形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、押圧面はベベル部との接触の際に大きく圧縮されることがないので、ベベル部の中央部に高い研磨圧力を作用させることができる。したがって、このベベル部の中央部の両側の境界部を過剰に研磨することなく、ベベル部の中央部を良好に研磨することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態にかかる研磨装置について図を参照して説明する。
図５は、本発明の一実施形態に係る研磨装置を示す平面図である。図６は図５に示す研磨装置の断面図である。
【００１６】
図５および図６に示すように、本実施形態に係る研磨装置は、ウエハＷを保持するためのウエハステージ２３を有するウエハステージユニット２０と、ウエハステージユニット２０をウエハステージ２３の上面（ウエハ保持面）と平行な方向に移動させるためのステージ移動機構３０と、ウエハステージ２３に保持されたウエハＷのベベル部を研磨するベベル研磨ユニット４０とを備えている。
【００１７】
ウエハステージユニット２０、ステージ移動機構３０、ベベル研磨ユニット４０は、ハウジング１１内に収容されている。このハウジング１１は仕切板１４によって２つの空間、すなわち上室（研磨室）１５と下室（機械室）１６とに区画されている。上述したウエハステージ２３およびベベル研磨ユニット４０は上室１５内に配置され、ステージ移動機構３０は下室１６内に配置されている。上室１５の側壁には開口部１２が形成されており、この開口部１２は図示しないエアシリンダにより駆動されるシャッター１３により閉じられる。
【００１８】
ウエハＷは、開口部１２を通じてハウジング１１の内外に搬入および搬出される。ウエハＷの搬送は、搬送ロボットハンドのような既知のウエハ搬送機構（図示せず）により行われる。
【００１９】
ウエハステージ２３の上面には複数の溝２６が形成されている。これらの溝２６は垂直に延びる中空シャフト２７を介して図示しない真空ポンプに連通している。この真空ポンプを駆動すると、溝２６に真空が形成され、これによりウエハＷがウエハステージ２３の上面に保持される。中空シャフト２７は軸受２８によって回転可能に支持され、さらにプーリｐ１，ｐ２およびベルトｂ１を介してモータｍ１に連結されている。このような構成により、ウエハＷは、ウエハステージ２３の上面に保持された状態でモータｍ１により回転する。
【００２０】
研磨装置は、ハウジング１１内に配置されたウエハチャック機構８０を更に備えている。このウエハチャック機構８０は、上記ウエハ搬送機構によりハウジング１１内に搬入されたウエハＷを受け取ってウエハステージ２３に載置し、またウエハＷをウエハステージ２３から取り上げて上記ウエハ搬送機構に渡すように構成されている。なお、図５にはウエハチャック機構８０の一部のみが示されている。
【００２１】
図７は、ウエハチャック機構８０のチャックハンドを示す平面図である。図７に示すように、ウエハチャック機構８０は、複数のコマ８３を有する第一のチャックハンド８１と、複数のコマ８３を有する第二のチャックハンド８２とを有している。これらの第一及び第二のチャックハンド８１，８２は、図示しない開閉機構により互いに近接および離間する方向（矢印Ｔで示す）に移動する。また、第一及び第二のチャックハンド８１，８２は、図示しないチャック移動機構によりウエハステージ２３に保持されたウエハＷの表面に垂直な方向に移動する。
【００２２】
ウエハ搬送機構のハンド７３は、ウエハＷを第一及び第二のチャックハンド８１，８２の間の位置にまで搬送する。そして、第一及び第二のチャックハンド８１，８２を互いに近接する方向に移動させると、これら第一及び第二のチャックハンド８１，８２のコマ８３がウエハＷの周縁に接触する。これにより、ウエハＷが第一及び第二のチャックハンド８１，８２に挟持される。このときのウエハＷの中心とウエハステージ２３の中心（ウエハステージ２３の回転軸）とは一致するように構成されている。したがって、第一及び第二のチャックハンド８１，８２はセンタリング機構としても機能する。
【００２３】
図６に示すように、ステージ移動機構３０は、中空シャフト２７を回転自在に支持する円筒状の軸台２９と、軸台２９が固定される支持板３２と、支持板３２と一体に移動可能な可動板３３と、可動板３３に連結されるボールねじｂ２と、このボールねじｂ２を回転させるモータｍ２とを備えている。可動板３３はリニアガイド３５を介して仕切板１４の下面に連結されており、これにより可動板３３はウエハステージ２３の上面と平行な方向に移動可能となっている。軸台２９は、仕切板１４に形成された貫通孔１７を通って延びている。支持板３２には、中空シャフト２７を回転させる上述のモータｍ１が固定されている。
【００２４】
このような構成において、モータｍ２によりボールねじｂ２を回転させると、可動板３３、軸台２９、および中空シャフト２７がリニアガイド３５の長手方向に沿って移動する。これにより、ウエハステージ２３がその上面と平行な方向に移動する。なお、図６においては、ステージ移動機構３０によるウエハステージ２３の移動方向を矢印Ｘで示している。
【００２５】
図６に示すように、ベベル研磨ユニット４０は、研磨テープ（帯状研磨部材）４１をウエハＷのベベル部に押圧する研磨ヘッド４２と、研磨テープ４１を研磨ヘッド４２に送る研磨テープ送り機構４５とを備えている。研磨テープ送り機構４５は、研磨テープ４１を研磨ヘッド４２に送る送りローラ４５ａと、研磨ヘッド４２に繰り出された研磨テープ４１を巻き取る巻き取りローラ４５ｂと、巻き取りローラ４５ｂを回転させる図示しない回転機構とを備えている。研磨ヘッド４２は、ウエハステージ２３上に保持されたウエハＷと同一平面内に位置している。
【００２６】
回転機構が巻き取りローラ４５ｂを回転させると、研磨テープ４１が送りローラ４５ａから研磨ヘッド４２に繰り出される。研磨テープ４１は、ウエハステージ２３に保持されたウエハＷの表面に垂直な方向に進み、巻き取りローラ４５ｂに巻き取られる。
【００２７】
研磨テープ４１としては、研磨面となるその片面に、例えば、ダイヤモンド粒子やＳｉＣ粒子などの砥粒をベースフィルムに接着した研磨テープを用いることができる。研磨テープ４１に接着する砥粒は、ウエハＷの種類や要求される性能に応じて選択されるが、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ＳｉＣ粒子を用いることができる。また、砥粒を接着させていない帯状の研磨布でもよい。また、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。
【００２８】
図８は研磨ヘッド４２の拡大図である。図８に示すように、研磨ヘッド４２は、研磨テープ４１の裏面側に配置される加圧パッド５０と、加圧パッド５０に連結される押圧機構（例えばエアシリンダ）５６と、研磨テープ４１の進行方向をウエハＷの表面に垂直な方向にガイドする複数のガイドローラ５７とを備えている。押圧機構５６は、加圧パッド５０をウエハＷに向けて移動させ、これにより加圧パッド５０を介して研磨テープ４１の研磨面をウエハＷのベベル部に押圧する。図６に示すように、ウエハＷの上方および下方には研磨液供給ノズル５８がそれぞれ配置されており、研磨液や冷却水などがウエハＷと研磨テープ４１との接触箇所に供給されるようになっている。
【００２９】
次に、上述のように構成された研磨装置の動作ついて説明する。ウエハＷは、図示しないウエハ搬送機構により開口部１２を通ってハウジング１１内に搬入される。ウエハチャック機構８０はウエハ搬送機構のハンド７３（図７参照）からウエハＷを受け取り、第一及び第二のチャックハンド８１，８２によりウエハＷを把持する。ウエハ搬送機構のハンド７３はウエハＷを第一及び第二のチャックハンド８１，８２に受け渡した後、ハウジング１１の外に移動し、次いでシャッター１３が閉じられる。ウエハＷを保持したウエハチャック機構８０はウエハＷを下降させ、ウエハステージ２３の上面に載置する。そして、図示しない真空ポンプを駆動してウエハＷをウエハステージ２３の上面に吸着させる。
【００３０】
その後、ウエハステージ２３は、ウエハＷとともにステージ移動機構３０によって研磨ヘッド４２の近傍まで移動する。次に、モータｍ１によりウエハステージ２３を回転させ、研磨液供給ノズル５８からウエハＷに研磨液の供給を開始する。ウエハＷの回転速度および研磨液の供給流量が所定の値になった時点で、ウエハＷを研磨テープ４１と接触する位置までステージ移動機構３０によって移動させる。この時、押圧機構５６により加圧パッド５０はウエハＷに向けて突出しており、ステージ移動機構３０によりウエハＷのベベル部が加圧パッド５０を押し返し、押圧機構５６の押圧力がウエハＷのベベル部に作用する位置までウエハＷを移動させる。これにより研磨テープ４１の研磨面がウエハＷのベベル部に押圧される。このようにして、ウエハＷのベベル部が研磨される。
【００３１】
次に、上記研磨ヘッド４２が備える加圧パッド５０について詳細に説明する。図９（ａ）は図８に示す研磨ヘッド４２が備える加圧パッド５０を示す斜視図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）に示す加圧パッド５０の上面図である。
【００３２】
図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように、加圧パッド５０は、平坦な押圧面５１ａを有する板状の押圧部５１と、該押圧部５１の両側部に接続される２つの連結部５２と、これら連結部５２が固定されるパッド本体部５３とを有している。押圧面５１ａは矩形状であり、その幅（ウエハＷの周方向に沿った寸法）Ｄ１は高さ（ウエハＷの表面に垂直な方向に沿った寸法）Ｄ２よりも大きく形成されている。本実施形態では、押圧部５１の厚さＴｆおよび連結部５２の厚さＴｓは約０．５ｍｍである。押圧部５１、連結部５２、およびパッド本体部５３は一体に形成されている。加圧パッド５０は、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）などの硬質プラスチック（硬質樹脂）から形成されている。このような材料を用いることにより、押圧部５１は板ばねのような可撓性のある弾性体として機能する。
【００３３】
押圧面５１ａは、ウエハステージ２３（図６参照）に保持されたウエハＷのベベル部に対向するように配置される。連結部５２は押圧面５１ａに対して垂直であり、かつウエハＷの表面に対して垂直である。さらに、２つの連結部５２はウエハＷの周方向に沿って配列されている。押圧部５１の裏面５１ｂとパッド本体部５３との間には空間Ｓが形成されている。すなわち、押圧部５１は２つの連結部５２によってのみパッド本体部５３に連結されている。
【００３４】
図１０は加圧時および非加圧時の様子を示す平面図である。なお、図１０には研磨テープ４１は図示されていない。図１０に示すように、加圧パッド５０がウエハＷから離間しているときは、押圧部５１はそのままの形状を維持し、押圧面５１ａは平坦となっている。一方、加圧パッド５０がウエハＷを押圧すると、押圧部５１がウエハＷの周方向に沿って湾曲する。このとき、２つの連結部５２は押圧部５１の中央部に向かって湾曲する。この連結部５２も板状に形成されており、板ばねのような弾性体として機能する。
【００３５】
このように、押圧部５１および連結部５２が変形（湾曲）することで、押圧面５１ａがその全長に亘ってウエハＷのベベル部に接触する。したがって、図２に示す従来の加圧パッドに比べて、ウエハＷと研磨テープ４１との接触長さが長くなる。この接触長さは、加圧パッド５０がウエハＷに加える押圧力、押圧部５１の厚さＴｆ、連結部５２の厚さＴｓによって変更することができる。
【００３６】
図１１は、加圧パッド５０により研磨テープ４１をウエハＷのベベル部に押圧している様子を示す縦断面図である。押圧部５１が硬質のプラスチックから形成されているので、スポンジやゴムなどから形成された従来の加圧パッドで押圧する場合に比べて、押圧面５１ａはベベル部との接触の際に圧縮されにくい。すなわち、押圧部５１の剛性により、ウエハＷの表面に垂直な方向では押圧面５１ａはウエハＷの形状に沿いにくくなる。その結果、ウエハＷが受ける研磨圧力はベベル部の中央部で高くなる。したがって、ベベル部の中央部を良好に研磨することができる。
【００３７】
図１２は加圧パッド５０の他の構成例を示す斜視図である。なお、特に説明しない加圧パッドの構成は、図９（ａ）および図９（ｂ）に示す加圧パッドと同様であるので、その重複する説明を省略する。この例では、押圧部５１の裏面５１ｂには、ウエハステージ２３（図６参照）に保持されたウエハＷの表面に垂直な方向に延びる複数の溝６０が形成されている。これらの溝は互いに平行に等間隔で配列され、それぞれ三角形状の断面を有している。同様に、連結部５２の内面にもウエハＷの表面に垂直な方向に延びる溝６０が形成されている。
【００３８】
これらの溝６０により、押圧部５１はウエハＷの周方向に沿って湾曲する曲率をコントロールすることができるとともに、ウエハＷの表面に垂直な方向においては押圧部５１の曲げ剛性が強くなる。したがって、押圧部５１はウエハＷのベベル部の縦断面方向の形状に沿って大きく圧縮されることがなく、より平坦な押圧面５１ａでベベル部を押圧することができる。なお、形成する溝６０の深さ、形状、数を変更することで、ウエハＷの周方向および縦方向の曲げ強さを調整することができる。したがって、ベベル部の研磨に最適な弾性を有する加圧パッド５０とすることができる。
【００３９】
図１３は加圧パッド５０の他の構成例を示す斜視図である。なお、特に説明しない加圧パッドの構成は、図９（ａ）および図９（ｂ）に示す加圧パッドと同様であるので、その重複する説明を省略する。この例では、押圧部５１の裏面５１ｂには、ウエハステージ２３（図６参照）に保持されたウエハＷの表面に垂直な方向に延びる複数の補強板（補強部材）６１が接着されている。これらの補強板６１は押圧部５１の中央部に寄せて配置されている。
【００４０】
これらの補強板６１により、押圧部５１はウエハＷの周方向に沿って湾曲する曲率をコントロールすることができるとともに、ウエハＷの表面に垂直な方向においては押圧部５１の曲げ剛性が強くなる。したがって、押圧部５１はウエハＷのベベル部の形状に沿って大きく圧縮されることがなく、より平坦な押圧面５１ａでベベル部を押圧することができる。なお、補強板６１の厚さ、材質、数、配置を変更することで、ウエハＷの周方向および縦方向の曲げ強さを調整することができる。したがって、ベベル部の研磨に最適な弾性を有する加圧パッド５０とすることができる。
【００４１】
図１４は加圧パッド５０の他の構成例を示す斜視図である。なお、特に説明しない加圧パッドの構成は、図９（ａ）および図９（ｂ）に示す加圧パッドと同様であるので、その重複する説明を省略する。この例では、押圧部５１の裏面５１ｂには、ウエハステージ２３（図６参照）に保持されたウエハＷの周方向に延びる２つの凹部６２が形成されている。ウエハＷのベベル部に接触する部位の裏面側には凹部は形成されていない。すなわち、上記２つの凹部６２の間においては押圧部５１は元の厚さのままである。
【００４２】
これらの凹部６２により、押圧部５１はウエハＷの周方向に沿って湾曲する曲率をコントロールすることができるとともに、ウエハＷの表面に垂直な方向においては押圧部５１の曲げ剛性が強くなる。したがって、押圧部５１はウエハＷのベベル部の形状に沿って大きく圧縮されることがなく、より平坦な押圧面５１ａでベベル部を押圧することができる。なお、凹部６２の形状、数、配置を変更することで、ウエハＷのベベル部の研磨に最適な弾性を有する加圧パッド５０とすることができる。
【００４３】
図１５は加圧パッド５０の他の構成例を示す斜視図である。なお、特に説明しない加圧パッドの構成は、図９（ａ）および図９（ｂ）に示す加圧パッドと同様であるので、その重複する説明を省略する。この例では、押圧部５１の裏面５１ｂがその両端部から中央部に向かって傾斜しており、押圧部５１の厚さがその両側部から中央部にかけて直線的に増加している。このような形状により、押圧部５１はウエハＷの周方向に沿って湾曲する曲率をコントロールすることができるとともに、ウエハＷの表面に垂直な方向においては押圧部５１の曲げ剛性が強くなる。したがって、押圧部５１はウエハＷのベベル部の形状に沿って大きく圧縮されることがなく、より平坦な押圧面５１ａでベベル部を押圧することができる。
【００４４】
図１６（ａ）は加圧パッド５０の他の構成例を示す斜視図であり、図１６（ｂ）は図１６（ａ）に示す加圧パッド５０の上面図であり、図１６（ｃ）は加圧時および非加圧時の様子を示す平面図である。なお、特に説明しない加圧パッドの構成は、図９（ａ）および図９（ｂ）に示す加圧パッドと同様であるので、その重複する説明を省略する。
【００４５】
この例では、押圧部５１および２つの連結部５２は一体的に形成されているが、パッド本体部５３は別部材として構成されている。押圧部５１および２つの連結部５２は、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）などの硬質プラスチック（硬質樹脂）から形成されている。パッド本体部５３も同じ材料から形成されている。各連結部５２の端部には内側に延びる返し部５２ａが形成されており、これらの返し部５２ａとパッド本体部５３の裏面とが接着剤などにより接合されている。
【００４６】
パッド本体部５３は、その正面から見たときに略Ｈ字形状を有しており、パッド本体部５３の側面と連結部５２との間には隙間５４が形成されている。この隙間５４を設けることにより、図１６（ｃ）に示すように、連結部５２が内側に湾曲したときに連結部５２がパッド本体部５３と接触することがない。したがって、連結部５２がパッド本体部５３に邪魔されることなく内側に湾曲することができる。さらに、隙間５４を設けることで、連結部５２が内側に湾曲する際にパッド本体部５３と連結部５２との接合部に作用するせん断力を低減させることができる。
【００４７】
押圧部５１および連結部５２は、パッド本体部５３とは別の材料を用いて形成することができる。例えば、エンジニアリングプラスチックなどの特殊な材料を用いて押圧部５１および連結部５２を一体に形成し、パッド本体部５３を安価な別の材料で形成してもよい。このような構成とすることで、製作コストを下げることができる。また、連結部５２とパッド本体部５３とを粘着テープで接合し、押圧部５１および連結部５２を交換可能としてもよい。
【００４８】
図１７（ａ）は加圧パッド５０の他の構成例を示す斜視図であり、図１７（ｂ）は図１７（ａ）に示す加圧パッド５０の上面図であり、図１７（ｃ）は加圧時および非加圧時の様子を示す平面図である。なお、特に説明しない加圧パッドの構成は、図９（ａ）および図９（ｂ）に示す加圧パッドと同様であるので、その重複する説明を省略する。この例では、２つの連結部５２は、押圧部５１の裏面５１ｂに接続されている。これらの連結部５２は押圧部５１の側部から中央部に向かった内側の位置にそれぞれ配置されている。すなわち、連結部５２の間の距離Ｄ３は押圧部５１の幅Ｄ１よりも小さい。
【００４９】
このように構成される加圧パッド５０によれば、次のような効果が得られる。上述したように、研磨時にはウエハＷに研磨液が供給される。この研磨液は、図１７（ｃ）に示すように、ウエハＷの回転によりウエハＷの外側に飛散する。連結部５２が押圧部５１の両側部に位置していると、飛散した研磨液が連結部５２に衝突してウエハＷに跳ね返ってしまうおそれがある。図１７（ａ）乃至図１７（ｃ）に示す構成によれば、連結部５２が押圧部５１の両側部よりも内側に位置しているので、研磨液は押圧部５１の裏側に入り込み、再度ウエハＷに飛散することがない。したがって、デバイスが形成された領域に研磨液が再付着することが防止され、デバイスを汚染から保護することができる。
【００５０】
図１８（ａ）乃至図１８（ｃ）はベベル研磨時の研磨ヘッド４２の動きを説明するための図である。ベベル研磨ユニット４０は、研磨ヘッド４２をウエハＷのベベル部の研磨位置を中心に上下方向に揺動させる揺動機構（図示せず）を備えており、ウエハＷの表面に対して上下方向に所定角度傾斜した位置からベベル部に研磨テープ４１の研磨面４１ａを接触させることができる。したがって、図１８（ａ）に示すように、研磨ヘッド４２をウエハＷの表面に対して下方に所定角度傾けた状態で研磨することで、ベベル部の上側傾斜面を研磨でき、図１８（ｂ）に示すように、研磨ヘッド４２を水平方向に向けることでベベル部の側面を研磨でき、図１８（ｃ）に示すように、研磨ヘッド４２をウエハＷの表面に対して上方に所定角度傾けた状態で研磨することで、ベベル部の下側傾斜面を研磨することができる。また、研磨ヘッド４２の傾斜角度を微調整することにより、ベベル部の上下傾斜面や側面、及びそれらの境界部を所望の角度及び形状に研磨することができる。
【００５１】
研磨ヘッド４２をウエハＷのベベル部の研磨位置を中心に上下方向に揺動させた場合、ウエハＷと研磨テープ４１との接触状態が揺動位置によって変化する。すなわち、加圧パッド５０が研磨テープ４１を介してウエハＷと接触する形状、接触面積、圧力分布が変化する。
【００５２】
図１０、図１６（ｃ）、図１７（ｃ）では、図１８（ｂ）のように研磨テープ４１がウエハＷの端面に垂直に当接するように研磨ヘッド４２が位置しており、この状態においてはウエハＷの円周に沿って加圧パッド５０が変形する。一方、図１８（ａ）および図１８（ｃ）のようにベベル部の上下の傾斜面を研磨する角度に研磨ヘッド４２を傾けた場合、ウエハＷと接触する加圧パッド５０の形状、接触面積、圧力分布が複雑に変化する。このように、研磨ヘッド４２の研磨角度が変化した場合に、加圧パッド５０の形状、接触面積、圧力分布が変化することを考慮し、加圧パッド５０の形状を選定するのが望ましい。
【００５３】
図５に示した研磨装置において、装置内に研磨ヘッド４２を複数配置することもできる。また、研磨ヘッドを複数配置し、そのうちの１つを従来の弾性体のみで構成される加圧パッドを取り付け、他の研磨ヘッドに本発明の加圧パッドを取り付けるなど適宜加圧パッドを選択することも可能である。また、複数の研磨ヘッドに上述した加圧パッドの構成例を適宜選択して取り付けることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】基板の周縁を示す断面図である。
【図２】従来の加圧パッドを示す斜視図である。
【図３】加圧時および非加圧時の様子を示す平面図である。
【図４】加圧パッドにより研磨テープをウエハのベベル部に押圧している様子を示す縦断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る研磨装置を示す平面図である。
【図６】図５に示す研磨装置の断面図である。
【図７】ウエハチャック機構のチャックハンドを示す平面図である。
【図８】研磨ヘッドの拡大図である。
【図９】図９（ａ）は図８に示す研磨ヘッドが備える加圧パッドを示す斜視図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）に示す加圧パッドの上面図である。
【図１０】加圧時および非加圧時の様子を示す平面図である。
【図１１】加圧パッドにより研磨テープをウエハのベベル部に押圧している様子を示す縦断面図である。
【図１２】加圧パッドの他の構成例を示す斜視図である。
【図１３】加圧パッドの他の構成例を示す斜視図である。
【図１４】加圧パッドの他の構成例を示す斜視図である。
【図１５】加圧パッドの他の構成例を示す斜視図である。
【図１６】図１６（ａ）は加圧パッドの他の構成例を示す斜視図であり、図１６（ｂ）は図１６（ａ）に示す加圧パッドの上面図であり、図１６（ｃ）は加圧時および非加圧時の様子を示す平面図である。
【図１７】図１７（ａ）は加圧パッドの他の構成例を示す斜視図であり、図１７（ｂ）は図１７（ａ）に示す加圧パッドの上面図であり、図１７（ｃ）は加圧時および非加圧時の様子を示す平面図である。
【図１８】図１８（ａ）乃至図１８（ｃ）はベベル研磨時の研磨ヘッドの動きを説明するための図である。
【符号の説明】
【００５５】
１１      ハウジング
１２      開口部
１３      シャッター
１４      仕切板
１５      上室
１６      下室
１７      貫通孔
２０      ウエハステージユニット
２３      ウエハステージ
２６      溝
２７      中空シャフト
２８      軸受
２９      軸台
３０      ステージ移動機構
３２      支持板
３３      可動板
３５      リニアガイド
４０      ベベル研磨ユニット
４１      研磨テープ
４２      研磨ヘッド
４５      研磨テープ送り機構
４５ａ    送りローラ
４５ｂ    巻き取りローラ
５０      加圧パッド
５１      押圧部
５２      連結部
５３      パッド本体部
５４      隙間
５６      押圧機構
５７      ガイドローラ
５８      研磨液供給ノズル
６０      溝
６１      補強板
６２      凹部
７３      ハンド
８０      ウエハチャック機構
８１      第一のチャックハンド
８２      第二のチャックハンド
８３      コマ
Ｓ        空間
Ｗ        ウエハ
ｂ１      ベルト
ｂ２      ボールねじ
ｍ２，ｍ１    モータ
ｐ１，ｐ２      プーリ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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