JP2009262249A - 研磨装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板のデバイス領域に研磨屑が付着することを防止して、歩留まりを向上させることができる研磨装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る研磨装置は、基板Ｗをその表面（デバイスが形成されている面）が下を向くように真空吸着などにより保持し、基板Ｗを回転させる基板保持機構３と、基板保持機構３に保持された基板Ｗの周縁部に研磨具２３を押圧する研磨機構３０とを備える。基板Ｗを回転させることにより基板Ｗの周縁部と研磨具２３とが摺接し、これにより基板Ｗの周縁部が研磨具２３によって研磨される。使用される研磨具としては、研磨テープや固定砥粒が挙げられる。
【選択図】図１

Description

本発明は研磨装置に関し、特に半導体ウエハなどの基板の周縁部を研磨する装置に関するものである。

半導体製造における歩留まり向上の観点から、ウエハの周縁部の表面状態の管理が近年注目されている。半導体製造工程では、多くの材料がウエハ上に成膜され、積層されていくため、製品に使用されない周縁部には不要な膜や表面荒れが形成される。近年では、ウエハの周縁部のみをアームで保持してウエハを搬送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、周縁部に残存した不要な膜が種々の工程を経ていく間に剥離してデバイスに付着し、歩留まりを低下させてしまう。そこで、研磨装置を用いて、ウエハの周縁部を研磨して不要な膜や表面荒れを除去することが従来から行われている。

ウエハの周縁部を研磨する装置としては、研磨テープを用いた研磨装置が一般的に用いられている。この種の研磨装置は、ウエハをその表面を上向きにして回転させながら、研磨テープをウエハの周縁部に押し当てる。研磨テープの片面は、微小な砥粒が固定された研磨面を構成しており、この研磨面とウエハの周縁部とが摺接することによりウエハの周縁部が研磨される。

研磨中は、研磨面とウエハとの摺接により微小なパーティクルが発生する。このパーティクルは、主としてウエハ上に形成された膜の材料からなる研磨屑である。このパーティクルがウエハのデバイス領域に付着すると、これらデバイスの欠陥を引き起こしてしまう。また、パーティクルによって研磨テープの研磨面が目詰まりを起こすと、研磨性能が阻害される。そこで、研磨中は、研磨性能の低下を防止することを目的に表面に液体（通常は純水）が供給される。また、表面に供給される液体は、帯電防止などウエハ表面の保護の目的に使用されることもある。

しかしながら、ウエハの表面に供給された液体は、研磨テープの研磨面に当たって跳ね返り、これがデバイス表面に飛散することがある。研磨テープから跳ね返る液滴には、上述したように、膜材料を主とするパーティクル（すなわち研磨屑）が含まれているため、このパーティクルがデバイス面を汚染してしまう。

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、基板のデバイス領域に研磨屑が付着することを防止して、歩留まりを向上させることができる研磨装置を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、基板をその表面が下を向くように保持し、基板を回転させる基板保持機構と、前記基板保持機構に保持された基板の周縁部に研磨具を押圧する研磨機構とを備えることを特徴とする研磨装置である。

本発明の好ましい態様は、前記基板保持機構に保持された基板の下面に液体を供給するための液体供給口をさらに備えたことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記基板保持機構に保持された基板の下面に対向する上面を有する液体保持プレートをさらに備え、前記液体供給口は、前記液体保持プレートの上面内に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、前記研磨機構は、研磨面を有する研磨テープを前記基板の周縁部に押圧することを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。

本発明の他の態様は、上記研磨装置と、研磨液の存在下で基板と研磨パッドとを摺接することにより基板の下面を研磨するＣＭＰ装置とを備えたことを特徴とする基板処理装置である。

本発明によれば、研磨テープなどの研磨具に当たって跳ね返った液体は、重力により落下するため、基板の下面に付着することがない。したがって、基板の下面に形成されているデバイス領域がパーティクル（研磨屑）によって汚染されることがなくなり、歩留りを向上させることができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る研磨装置を示す断面図であり、図２は図１に示す研磨装置の平面図である。図３はウエハの周縁部の拡大断面図である。図３において、デバイスが形成される領域はウエハの平坦部Ｄであり、端面（アペックス）Ｇから数ミリメートル内側の位置である。本明細書では、デバイスが形成される領域Ｄより外側の平坦部をエッジカット部Ｅ、上斜面Ｆから端面Ｇ、下斜面Ｆまでの領域をベベル部Ｂと定義する。この実施形態に係る研磨装置は、基板の周縁部（ベベル部およびエッジカット部）を研磨するのに好適に用いられる研磨装置である。

図１および図２に示すように、この研磨装置は、研磨対象物であるウエハＷを水平に保持し、回転させる基板保持機構３を備えている。基板保持機構３は、ウエハＷを真空吸着により保持する皿状の保持ステージ４と、保持ステージ４の中央部に連結された中空シャフト５と、この中空シャフト５を回転させるモータＭ１とを備えている。保持ステージ４の保持面は下方を向いており、ウエハＷの上面を保持するようになっている。したがって、基板保持機構３は、デバイスが形成された面が下方を向くようにウエハＷを保持することができるようになっている。

中空シャフト５は、図示しないボールスプライン軸受（直動軸受）によって上下動自在に支持されている。保持ステージ４の保持面には溝４ａが形成されており、この溝４ａは、中空シャフト５を通って延びる連通ライン７に接続されている。連通ライン７は中空シャフト５の上端に取り付けられたロータリジョイント８を介して真空ライン９に接続されている。連通ライン７は、処理後のウエハＷを保持ステージ４から離脱させるための窒素ガス供給ライン１０にも接続されている。これらの真空ライン９と窒素ガス供給ライン１０を切り替えることによって、ウエハＷを保持ステージ４の保持面（下面）に真空吸着し、離脱させることができるようになっている。

中空シャフト５は、この中空シャフト５に連結されたプーリーｐ１と、モータＭ１の回転軸に取り付けられたプーリーｐ２と、これらプーリーｐ１，ｐ２に掛けられたベルトｂ１を介してモータＭ１によって回転される。モータＭ１の回転軸は中空シャフト５と平行に延びている。このような構成により、保持ステージ４に保持されたウエハＷは、モータＭ１によって回転される。

中空シャフト５は、その長手方向に自由に移動可能なように上記ボールスプライン軸受によって支持されている。中空シャフト５は、エアシリンダ（昇降機構）１５に連結されており、エアシリンダ１５によって中空シャフト５および保持ステージ４が下降および上昇できるようになっている。このような構成により、基板保持機構３は、ウエハＷをその中心軸まわりに回転させ、かつウエハＷを中心軸に沿って上昇下降させることができる。

基板保持機構３に保持されたウエハＷの周縁部の近傍には研磨ヘッド組立体１が配置されている。研磨ヘッド組立体１の径方向外側にはテープ供給回収機構２が設けられている。研磨ヘッド組立体１とテープ供給回収機構２とは隔壁２０によって隔離されている。隔壁２０の内部空間は研磨室２１を構成し、研磨ヘッド組立体１および保持ステージ４は研磨室２１内に配置されている。一方、テープ供給回収機構２は隔壁２０の外側（すなわち、研磨室２１の外）に配置されている。

テープ供給回収機構２は、研磨具である研磨テープ２３を研磨ヘッド組立体１に供給する供給リール２４と、ウエハＷの研磨に使用された研磨テープ２３を回収する回収リール２５とを備えている。供給リール２４と回収リール２５は上下に配列されている。供給リール２４および回収リール２５にはカップリング２７を介してモータＭ２がそれぞれ連結されている（図２には供給リール２４に連結されるカップリング２７とモータＭ２のみを示す）。それぞれのモータＭ２は、所定の回転方向に一定のトルクをかけ、研磨テープ２３に所定のテンションをかけることができるようになっている。

研磨テープ２３は長尺のテープ状の研磨具であり、その片面は研磨面を構成している。研磨テープ２３は供給リール２４に巻かれた状態でテープ供給回収機構２にセットされる。研磨テープ２３の側面は巻き崩れが生じないようにリール板で保持されている。研磨テープ２３の一端は回収リール２５に取り付けられ、研磨ヘッド組立体１に供給された研磨テープ２３を回収リール２５が巻き取ることで研磨テープ２３を回収するようになっている。研磨ヘッド組立体１はテープ供給回収機構２から供給された研磨テープ２３をウエハＷの周縁部に当接させるための研磨ヘッド（研磨機構）３０を備えている。研磨テープ２３は、研磨テープ２３の研磨面がウエハＷを向くように研磨ヘッド３０に供給される。

テープ供給回収機構２は複数のガイドローラ３１，３２を有しており、研磨ヘッド組立体１に供給され、研磨ヘッド組立体１から回収される研磨テープ２３がこれらのガイドローラ３１，３２によってガイドされる。研磨テープ２３は、隔壁２０に設けられた開口部２０ａを通してテープ供給回収機構２の供給リール２４から研磨ヘッド３０へ供給され、使用された研磨テープ２３は開口部２０ａを通って回収リール２５に回収される。

図１に示すように、ウエハＷの下方には液体保持プレート３４が配置されている。この液体保持プレート３４は、ウエハＷの下面と平行で、かつウエハＷの下面よりもやや小さい上面を有している。液体保持プレート３４の上面はウエハＷの下面に対向して配置され、これらの間には微小な隙間が形成されている。液体保持プレート３４は図示しないシリンダ（昇降機構）により昇降可能に構成されている。液体保持プレート３４の上面の中央には液体供給口３５が形成されており、この液体供給口３５は液体供給源３６に連通している。液体は、液体供給源３６から液体供給口３５に供給され、ウエハＷの下面と液体保持プレート３４の上面との隙間を満たし、そして、ウエハＷの周縁部に供給されるようになっている。

また、ウエハＷの上面と基板保持機構３の保持ステージ４との境界部（保持ステージ４の外周部）に向けて液体を供給する上供給ノズル３７が設けられている。この上供給ノズル３７も上記液体供給源３６に連通している。ウエハＷに供給される上記液体には通常純水が使用されるが、研磨テープ２３の砥粒としてシリカを使用する場合などはアンモニアを用いることもできる。また、ウエハＷの帯電を防止するために、上供給ノズル３７から供給される液体として炭酸水を用いることもできる。なお、液体保持プレート３４に代えて、複数の液体供給ノズル（液体供給口を有する）をウエハＷの下面全体に対向して配置してもよい。

図４は研磨ヘッド３０の拡大図である。研磨ヘッド３０は、ウエハＷに研磨テープ２３の研磨面を所定の力で押圧する機構である。この研磨ヘッド３０は、研磨テープ２３を供給リール２４から回収リール２５へ送るテープ送り機構４２を備えている。研磨ヘッド３０は複数のガイドローラ４３，４４，４５，４６，４７，４８，４９を有しており、これらのガイドローラはウエハＷの接線方向と直行する方向に研磨テープ２３が進行するように研磨テープ２３をガイドする。ウエハＷに接している研磨テープ２３の進行方向は、図４の矢印で示すように、下向きである。

テープ送り機構４２は、テープ送りローラ４２ａと、テープ把持ローラ４２ｂと、テープ送りローラ４２ａを回転させるモータＭ３とを備えている。モータＭ３は研磨ヘッド３０の側面に設けられ、モータＭ３の回転軸にテープ送りローラ４２ａが接続されている。テープ送りローラ４２ａには、その約半周だけ研磨テープ２３が巻きつけられている。テープ送りローラ４２ａの隣にはテープ把持ローラ４２ｂが設けられており、テープ把持ローラ４２ｂは、図４のＮＦで示す方向（テープ送りローラ４２ａに向かう方向）に力を発生するように図示しない機構で支持されており、テープ送りローラ４２ａを押圧するように構成されている。

研磨テープ２３は、テープ送りローラ４２ａに巻きつけられ、テープ送りローラ４２ａとテープ把持ローラ４２ｂの間を通り、テープ送りローラ４２ａとテープ把持ローラ４２ｂとによって把持されている。テープ送りローラ４２ａが研磨テープ２３と接触する面は、その全体がウレタン樹脂でモールドされている。これにより、研磨テープ２３との摩擦を大きくし、テープ送りローラ４２ａに対して滑りなく研磨テープ２３を送られるようになっている。テープ送り機構４２は研磨ポイント（研磨テープ２３とウエハＷとの接触箇所）よりもテープ送り方向において下流に配置されている。

モータＭ３を図４に示す矢印方向に回転すると、テープ送りローラ４２ａが回転して研磨テープ２３を供給リール２４から研磨ヘッド３０を経由して回収リール２５へ送ることができる。テープ把持ローラ４２ｂはそれ自身の軸まわりに回転することができるように構成され、研磨テープ２３が送られることによって回転する。このように、研磨テープ２３とテープ送りローラ４２ａの表面との摩擦、巻き付け角度、テープ把持ローラ４２ｂによる研磨テープ２３の把持によって、モータＭ３の回転を研磨テープ２３の送り動作に変換している。研磨ヘッド３０内にテープ送り機構４２を設けることによって、研磨ヘッド３０がテープ供給回収機構２に対して相対移動しても、テープ送り動作以外の動作によってウエハＷと接触する研磨テープ２３の位置が変わることがない。

研磨ヘッド３０は、研磨ヘッド３０の前面において上下に配置された２つのガイドローラ４６，４７の間に渡された研磨テープ２３の裏面側に配置された加圧パッド５０と、この加圧パッド５０をウエハＷに向かって移動させるエアシリンダ（駆動機構）５２とを備えている。エアシリンダ５２はいわゆる片ロッドシリンダである。エアシリンダ５２へ供給する空気圧によって加圧パッド５０の押圧力が制御され、研磨テープ２３の研磨面をウエハＷに対して押圧する圧力が制御される。

図２に示すように、研磨ヘッド３０はアーム６０の一端に固定され、アーム６０は、ウエハＷの接線に平行な軸Ｃｔまわりに回転自在に構成されている。アーム６０の他端はプーリーｐ３，ｐ４およびベルトｂ２を介してモータＭ４に連結されている。モータが時計回りおよび反時計回りに所定の角度だけ回転することで、アーム６０が軸Ｃｔまわりに所定の角度だけ回転する。本実施形態では、モータＭ４、アーム６０、プーリーｐ３，ｐ４、およびベルトｂ２によって、研磨ヘッド３０を傾斜させるチルト機構が構成されている。

図１に示すように、チルト機構は移動台６１に搭載されている。移動台６１は、ガイド６２およびレール６３を介してベースプレート６５に移動自在に連結されている。レール６３は、基板保持機構３に保持されたウエハＷの半径方向に沿って直線的に延びており、移動台６１はウエハＷの半径方向に沿って直線的に移動可能となっている。移動台６１にはベースプレート６５を貫通する連結板６６が取り付けられ、連結板６６にはリニアアクチュエータ６７がジョイント６８を介して取り付けられている。リニアアクチュエータ６７はベースプレート６５に直接または間接的に固定されている。

リニアアクチュエータ６７としては、エアシリンダや位置決め用モータとボールネジとの組み合わせなどを採用することができる。このリニアアクチュエータ６７、レール６３、ガイド６２によって、研磨ヘッド３０をウエハＷの半径方向に沿って直線的に移動させる移動機構が構成されている。すなわち、移動機構はレール６３に沿って研磨ヘッド３０をウエハＷへ近接および離間させるように動作する。一方、テープ供給回収機構２はベースプレート６５に固定されている。

図５(ａ)はリニアアクチュエータ６７により研磨ヘッド組立体１を前進させて研磨テープ２３をウエハＷの周縁部の端面に当接させている状態を示す。基板保持機構３によりウエハＷを保持して回転させることによって研磨テープ２３とウエハＷの周縁部とを相対移動させ、ウエハＷの周縁部を研磨する。

図５（ｂ）は周縁部の上斜面に研磨テープ２３を当接させるようにチルト機構によって研磨ヘッド３０を傾斜させた状態を示している。図５（ｃ）は周縁部の下斜面に研磨テープ２３を当接させるようにチルト機構によって研磨ヘッド３０を傾斜させた状態を示している。チルト機構のモータＭ４には、サーボモータやステッピングモータなどの位置や速度を精密に制御できるモータが採用されており、研磨ヘッド３０はプログラムされた所望の角度へ所望のスピードで回転し、位置決めができるようになっている。

次に、上述した研磨装置による研磨動作について説明する。
ウエハＷは、研磨装置内に搬入される前に、反転機または搬送ロボットにより反転させられる。そのウエハＷを保持したロボットハンドが研磨装置の研磨室２１内に入る。次いで保持ステージ４が下降してウエハＷの上面と接触し、この状態で保持ステージ４がウエハＷを真空により吸着する。その後、保持ステージ４が上昇して研磨位置に移動し、ロボットハンドは研磨室２１から退避する。その後、液体保持プレート３４が上昇し、ウエハＷの下面に近接した位置で停止する。

基板保持機構３は、所定の回転速度でウエハＷを回転させる。その状態で、液体供給口３５および上供給ノズル３７から純水を供給し、ウエハＷの下面および周縁部を純水で覆う。そして、テープ送り機構４２により研磨テープ２３を送りながら、リニアアクチュエータ６７により研磨ヘッド組立体１を前進させて研磨テープ２３をウエハＷの周縁部の端面に当接させる。このときの押圧力はエアシリンダ５１の空気圧によって適宜調整される。研磨中は、上述したチルト機構によって研磨ヘッド３０を傾斜させる。このような動作により、ウエハＷのベベル部およびエッジカット部が研磨される。ウエハＷの搬出は、上述した搬入と逆の順序で行われる。

研磨中は、液体供給口３５および上供給ノズル３７から純水がウエハＷに供給され、純水は研磨テープ２３や研磨ヘッド３０に当たって液滴となって飛び散る。しかしながら、この液滴はその自重によって落下するので、ウエハＷの下面に付着することがない。したがって、ウエハＷの下面の汚染を防止することができる。また、本実施形態では、液体保持プレート３４によって、ウエハＷの下面のほぼ全体が純水によって覆われるので、さらに効果的にウエハＷの下面の汚染を防止することができる。

図６は、研磨終点検知ユニット７０を追加した上記実施形態の他の例を示す平面図である。図７（ａ）は研磨終点検知ユニット７０を示す部分断面図であり、図７（ｂ）は研磨終点検知ユニット７０を示す斜視図である。
この研磨終点検知ユニット７０は、基板保持機構３に保持されたウエハＷの周縁部に近接して配置されている。研磨終点検知ユニット７０は、保持ステージ４に保持されたウエハＷの周縁部に純水を噴射する水噴射部（液体噴射部）７１と、この水噴射部７１に固定された末端撮像部（例えば対物レンズ）７２と、この末端撮像部７２を介してウエハＷの周縁部の画像を取得するＣＣＤカメラ（画像取得部）７３とを備えている。ＣＣＤカメラ７３からの画像は、図示しない画像処理部に送信され、取得された画像に基づいてウエハＷの周縁部の研磨終点が検知される。

図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、水噴射部７１は、その両側面で開口する液体流路７１ａを内部に有しており、図示しない液体供給源から水（好ましくは純水）が液体流路７１ａに供給されるようになっている。水噴射部７１は、さらに、液体流路７１ａに連通する噴射孔７１ｂを有している。この噴射孔７１ｂはウエハＷの接線方向に対して垂直に延びている。これにより、水は液体流路７１ａを通って噴射孔７１ｂからウエハＷの周縁部に向けて垂直に噴射される。水噴射部７１はウエハＷの周縁部に近接して配置されている。

水噴射部７１には、末端撮像部７２が固定されている。末端撮像部７２はウエハＷの接線方向に対して垂直な方向を向いて設置されており、上述した噴射孔７１ｂは末端撮像部７２の延長線上に位置している。末端撮像部７２の先端は液体流路７１ａに面している。このような配置により、末端撮像部７２とウエハＷの周縁部との間には障害物が存在せず、ＣＣＤカメラ７３は、末端撮像部７２を通じてウエハＷの周縁部の画像を取得することができる。

ＣＣＤカメラ７３によりウエハＷの周縁部の画像を取得するときは、液体流路７１ａに水を供給して、噴射孔７１ｂからウエハＷの周縁部に向かって水を噴射する。すなわち、噴射孔７１ｂから水を噴射することにより、研磨により発生したパーティクルが末端撮像部７２に付着することがなく、クリアな画像が取得できる。画像を取得するときは、図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、水噴射部７１および末端撮像部７２は一体に傾斜する。したがって、ウエハＷの周縁部全体の画像を正確に取得することができる。

水噴射部７１から噴射された水は、液体供給口３５から供給された純水と衝突し、液滴となって飛び散ることがある。この液滴は研磨によって生じたパーティクル（研磨屑）を含んでいるので、これらの液滴がウエハＷに形成されているデバイス領域に付着することは好ましくない。本実施形態では、上述したように、ウエハＷのその表面（デバイス形成面）が下方を向いて基板保持機構３に保持されているので、液滴がウエハＷの下面上に落下することはない。したがって、ウエハＷのデバイスの汚染を防止することができる。

図２および図６に示す例では、１台の研磨ヘッド組立体が設けられているが、図９に示すように、複数台の研磨ヘッド組立体１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄおよびテープ供給回収機構２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２ＤをウエハＷの周囲に配置してもよい。このような構成によれば、粗研磨および仕上げ研磨などを含む多段研磨を行うことができる。これらの研磨ヘッド組立体のうちの１台を、上述した研磨終点検出ユニットに代えてもよい。あるいは、研磨ヘッド組立体の間に研磨終点検出ユニットを配置することもできる。

また、上述した実施形態では、研磨具として研磨テープを用いているが、これに代えて、固定砥粒を研磨具として用いることができる。ここで、固定砥粒とは、砥粒を樹脂などのバインダで固めて板状に形成した研磨具をいう。

次に、本発明の実施形態に係る研磨装置を備えた基板処理装置について説明する。図１０は、上述した実施形態に係る研磨装置を有する基板処理装置を模式的に示す平面図である。

この基板処理装置は、ウエハを基板処理装置に投入する２つのロードポート１４０、ロードポート１４０上のウエハカセット（図示せず）からウエハを取り出す搬送ロボット１４５、搬送ロボット１４５からウエハを受け取り、このウエハを直線的に移動させるリニア搬送機構１５０、ウエハの周縁部（ベベル部およびエッジカット部）を研磨する２台のベベル研磨ユニット（上記実施形態に係る研磨装置）１５５，１５６、研磨されたウエハを洗浄する洗浄ユニット１６０、洗浄されたウエハを乾燥させる乾燥ユニット１６５、ウエハを反転させる反転機１７０を備えている。なお、搬送ロボット１４５またはリニア搬送機構１５０に反転機構をつけてもよい。

ベベル研磨ユニット１５５、ベベル研磨ユニット１５６、洗浄ユニット１６０、乾燥ユニット１６５（以下適宜、総称して処理ユニットという）は直線上に配置され、リニア搬送機構１５０はこれら処理ユニットの配列方向に沿って配置されている。反転機１７０は、ベベル研磨ユニット１５６と洗浄ユニット１６０との間に配置されている。

次にウエハの処理の流れを説明する。
複数（例えば２５枚）のウエハを収容可能なウエハカセットがロードポート１４０に載置されると、自動的にウエハカセットが開き、ウエハを基板処理装置に投入可能な状態となる。ウエハカセットが開いた後、搬送ロボット１４５がウエハをウエハカセットから取り出し、ウエハをリニア搬送機構１５０に載置する。リニア搬送機構１５０はウエハとともに反転機１７０の前方に移動する。反転機１７０はリニア搬送機構１５０からウエハを受け取り、デバイスが形成されている面が下を向くようにウエハを反転する。リニア搬送機構１５０は、反転機１７０からウエハを受け取り、ベベル研磨ユニット１５５の近傍位置まで移動する。そして、リニア搬送機構１５０はウエハをベベル研磨ユニット１５５に搬入する。

ベベル研磨ユニット１５５では、上述した動作に従い、ウエハの周縁部が研磨される。ベベル研磨ユニット１５５で研磨されたウエハは、リニア搬送機構１５０によりベベル研磨ユニット１５６に搬入され、ウエハの周縁部がさらに研磨される。この基板処理装置は、２台のベベル研磨ユニット１５５，１５６を備えているので、それぞれの研磨ユニットにより２段階研磨を行うことができる。例えば、ベベル研磨ユニット１５５で砥粒の粗い研磨テープを用いて一次研磨を行い、ベベル研磨ユニット１５６で砥粒の細かい研磨テープを用いて２次研磨を行うことができる。

ベベル研磨ユニット１５６で研磨されたウエハは、リニア搬送機構１５０により反転機１７０に搬送され、ここでウエハが反転される。そして、ウエハは、洗浄ユニット１６０、乾燥ユニット１６５の順に搬送され処理される。乾燥ユニット１６５で処理が終了したウエハは搬送ロボット１４５によりロードポート１４０上のウエハカセットに収容される。

図１０に示す基板処理装置では、２台のベベル研磨ユニットを設けているが、そのうちの１台をウエハのノッチ部を研磨するノッチ研磨ユニットに置き換えてもよい。

図１１は、ＣＭＰユニットとベベル研磨ユニット（上記実施形態に係る研磨装置）との組み合わせを備えた基板処理装置を模式的に示す平面図である。なお、図１０に示す基板処理装置と同一のユニットには同一の符号を付して、その重複する説明を省略する。

この基板処理装置は、３台のロードポート１４０と、１台の搬送ロボット１４５を備えている。さらに、基板処理装置は、２セットの処理ユニットを備えている。すなわち、基板処理装置は、リニア搬送機構１５０Ａ，１５０Ｂと、ベベル研磨ユニット１５５Ａ，１５５Ｂと、洗浄ユニット１６０Ａ，１６０Ｂと、乾燥ユニット１６５Ａ，１６５Ｂと、反転機１７０Ａ，１７０Ｂと、ＣＭＰユニット１８０Ａ，１８０Ｂとを備えている。各ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）ユニット１８０Ａ，１８０Ｂは、研磨パッドの上面（研磨面）に研磨液（スラリ）を供給しながら、ウエハの下面（デバイス形成面）と研磨パッドの研磨面とを摺接させてウエハの下面を研磨する装置である。

ウエハの処理の流れは、上述した図１０の基板処理装置と同様である。すなわち、ウエハは、ＣＭＰユニット１８０Ａ（または１８０Ｂ）、ベベル研磨ユニット１５５Ａ（または１５５Ｂ）、洗浄ユニット１６０Ａ（または１６０Ｂ）、乾燥ユニット１６５Ａ（または１６５Ｂ）の順で処理される。ウエハは、ＣＭＰユニット１８０Ａ，１８０Ｂに搬入される前に反転機１７０Ａ，１７０Ｂによりデバイス形成面が下を向くように反転され、ベベル研磨ユニット１５５Ａ，１５５Ｂにより研磨された後、再び反転される。この基板処理装置では、ＣＭＰユニットにより研磨されたウエハを、反転させることなくベベル研磨ユニットに搬送することができる。

上述した実施形態は、本発明の属する通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。したがって、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、当業者にとって自明な範囲内において上記実施形態以外の種々の変形例が可能である。

本発明の一実施形態に係る研磨装置を示す断面図である。 図１に示す研磨装置の平面図である。 ウエハの周縁部の拡大断面図である。 研磨ヘッドの拡大図である。 図５(ａ)はリニアアクチュエータにより研磨ヘッド組立体を前進させて研磨テープをウエハの周縁部の端面に当接させている状態を示し、図５（ｂ）は周縁部の上斜面に研磨テープを当接させるようにチルト機構によって研磨ヘッドを傾斜させた状態を示し、図５（ｃ）は周縁部の下斜面に研磨テープを当接させるようにチルト機構によって研磨ヘッドを傾斜させた状態を示す図である。 研磨終点検知ユニットを追加した上記実施形態の他の例を示す平面図である。 図７（ａ）は研磨終点検知ユニットを示す部分断面図であり、図７（ｂ）は研磨終点検知ユニットを示す斜視図である。 図８（ａ）および図８（ｂ）は、水噴射部および末端撮像部が一体に傾斜する様子を示す図である。 複数台の研磨ヘッド組立体が配置された例を示す平面図である。 上述した実施形態に係る研磨装置を有する基板処理装置を模式的に示す平面図である。 上述した実施形態に係る研磨装置を有する基板処理装置の他の例を模式的に示す平面図である。

符号の説明

１ 研磨ヘッド組立体
２ テープ供給回収機構
３ 基板保持機構
４ 保持ステージ
５ 中空シャフト
７ 連通ライン
８ ロータリジョイント
９ 真空ライン
１０ 窒素ガス供給ライン
１５ エアシリンダ
２０ 隔壁
２１ 研磨室
２３ 研磨テープ
２４ 供給リール
２５ 回収リール
２７ カップリング
３０ 研磨ヘッド
３１，３２ ガイドローラ
３４ 液体保持プレート
３５ 液体供給口
３６ 液体供給源
３７ 上供給ノズル
４２ テープ送り機構
４３〜４９ ガイドローラ
５０ 加圧パッド
５２ エアシリンダ（駆動機構）
６０ アーム
６１ 移動台
６２ ガイド
６３ レール
６５ ベースプレート
６６ 連結板
６７ リニアアクチュエータ
６８ ジョイント
７０ 研磨終点検知ユニット
７１ 水噴射部（液体噴射部）
７２ 末端撮像部（例えば対物レンズ）
７３ ＣＣＤカメラ（画像取得部）
１４０ ロードポート
１４５ 搬送ロボット
１５０ リニア搬送機構
１５５，１５６ ノッチ研磨ユニット
１６０ 洗浄ユニット
１６５ 乾燥ユニット
１７０ 反転機
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４ モータ
ｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４ プーリー
ｂ１，ｂ２ ベルト
Ｗ ウエハ

Claims (5)

1. 基板をその表面が下を向くように保持し、基板を回転させる基板保持機構と、
   前記基板保持機構に保持された基板の周縁部に研磨具を押圧する研磨機構とを備えることを特徴とする研磨装置。
2. 前記基板保持機構に保持された基板の下面に液体を供給するための液体供給口をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
3. 前記基板保持機構に保持された基板の下面に対向する上面を有する液体保持プレートをさらに備え、
   前記液体供給口は、前記液体保持プレートの上面内に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の研磨装置。
4. 前記研磨機構は、研磨面を有する研磨テープを前記基板の周縁部に押圧することを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の研磨装置と、
   研磨液の存在下で基板と研磨パッドとを摺接することにより基板の下面を研磨するＣＭＰ装置とを備えたことを特徴とする基板処理装置。
   

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