JP2020167436A - 研磨フィルム、研磨方法、及び研磨フィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】研磨フィルムによる被研磨物への傷を抑制することにある。【解決手段】基材フィルムと、前記基材フィルムの第１面に配置され、不織布またはシリコンゴムを含む弾性層と、前記弾性層の前記基材フィルムとは反対側の面に配置され、砥粒とバインダとを有する研磨層と、を備え、前記研磨層の表面には、直線状の複数の溝が設けられている、研磨フィルム。【選択図】図１

Description

本発明は、研磨フィルム、研磨方法、及び研磨フィルムの製造方法に関する。

半導体デバイスの製造工程では、ウェハ上の種々の材料が膜状に繰り返し形成され、積層構造を形成する。この積層構造は、ウェハの表面のみならず、ウェハの周縁部にも形成される。ウェハの周縁部は、本来製品には使用されない領域であり、周縁部に形成された膜は除去することが必要とされる。これは、ウェハの搬送工程で膜が剥離してウェハ上のデバイス形成領域に付着し、歩留まりを低下させてしまうからである。このようなウェハの周縁部上の膜を除去するために、研磨テープを用いた研磨装置が使用されている。

研磨テープは、基材テープと、該基材テープ上に形成された研磨層とを有する。研磨装置は、研磨テープの研磨層とウェハの周縁部とを摺接させることによりウェハの周縁部を研磨する。研磨層は、研磨粒子がバインダ樹脂中に分散され、研磨粒子としてはダイヤモンド砥粒がある。

ダイヤモンド砥粒を有する研磨テープは、高い除去レートでウェハの周縁部上の膜を除去することができる。しかしながら、ダイヤモンド砥粒は硬度が高いために、最終的に露出するウェハの表面（通常はシリコンウェハの表面）に傷をつけてしまうおそれがある。このようなウェハの表面へのダメージは、その後の工程に悪影響を与え、製品の歩留まりを低下させてしまう。

また、ダイヤモンド砥粒の粒子径は、平均粒子径（粒度）で管理されるため、同一の平均粒子径のダイヤモンド砥粒であっても、含まれる砥粒の粒子径には分布がある。このため、粒子径の大きなダイヤモンド砥粒が含まれる場合、ウェハの表面に傷を付けてしまう可能性がある。この対策としては、より小さい平均粒子径（粒度）のダイヤモンド砥粒を使用することが考えられるが、粒度♯２０００以下でのダイヤモンド砥粒の製造は技術的に困難である。よって、ダイヤモンド砥粒の粒子径がばらついたとしても、ウェハ表面に傷を付けない研磨テープが求められる。

特許文献１には、研磨テープを使用してウェハのべベル部及びニアエッジ部を研磨する研磨装置が記載されている。
特許文献２には、砥粒として平均直径０．０２μｍ〜５μｍのシリカ粒子を採用し、ウェハの表面へのダメージを低減した研磨テープが記載されている。
特許文献３には、光ファイバコネクタの端面研磨に使用される研磨フィルムが記載されており、この研磨フィルムは、０．５〜５μｍの平均粒子径からなるシリカ粒子を固定砥粒と、１〜５００ｎｍの平均粒子径からなるシリカ粒子を遊離砥粒とを研磨層に含むことによって、固定砥粒によって生じた研磨痕が、遊離砥粒によって同時研磨されるようになっている。
特許文献４には、ダイヤモンド粒子を固定砥粒とする研磨フィルムの代替としての研磨テープの構成が記載されている。この研磨テープは、少なくとも遊離砥粒としての平均粒子径０．２〜５μｍの研磨粒子がバインダに含有された研磨層を有する。また、研磨粒子は、シリカ粒子が好ましいことが記載されている。
特許文献５には、基材フィルムの一方側に、プライマー層と、略球状のアルミナ・シリカの複合酸化物粒子からなるムライト相を主成分とする研磨材粒子を有する研磨層と、を備えた研磨テープが記載されている。また、研磨材粒子として、１０〜７００ｎｍの球状の一次粒子が好ましいことが記載されている。
特許文献６には、平均粒子径が０．１μｍ〜１６μｍのダイヤモンド砥粒を含む研磨テープを使用し、研磨テープを被研磨物のエッジに沿って（図１のＲ方向に沿って）往復運動させながら研磨する方法が記載されている。

しかしながら、研磨時間を低減しスループットを向上させるために、より大きな平均粒子径の砥粒を使用することが望まれる。この場合、従来よりも大きな平均粒子径の砥粒を用いて、ウェハ等の被研磨物に傷を付けずに研磨時間を低減する必要がある。従って、従来よりも広い平均粒子径の範囲のダイヤモンド砥粒を含む研磨テープを使用して、研磨レートを高め、かつ、高品質な研磨を行えるようにすることが求められる。一例としては、平均粒子径が０．１μｍ〜１００μｍのダイヤモンド砥粒を用いて被研磨物に傷を付けない研磨テープを実現することが期待される。
また、遊離砥粒を使用する場合には、被研磨物の表面に砥粒が残留し、この残留した砥粒を除去しなければならず、研磨後の洗浄に手間と時間がかかるという問題が生じる。従って、遊離砥粒を使用しない場合であっても、従来よりも広い平均粒子径の範囲のダイヤモンド砥粒を含む研磨テープを使用して、研磨レートを高め、かつ、高品質な研磨を行えるようにすることが望ましい。
本発明の目的は、上述した課題の少なくとも一部を解決することにある。

特許５６４９４１７号明細書 特開２０１２−１７９７０４号公報 特開２００２−２３９９２１号公報 特開２００２−２５４３２５号公報 特開平１０−０７１５７２号公報 特開２００６−１４２３８８号公報

本発明の目的は、上述した課題の少なくとも一部を解決することである。

［形態１］ 形態１によれば、研磨フィルムが提供され、研磨フィルムは、 基材フィルムと、 前記基材フィルムの第１面に配置され、不織布またはシリコンゴムを含む弾性層と、 前記弾性層の前記基材フィルムとは反対側の面に配置され、砥粒とバインダとを有する研磨層と、を備える。

形態１によれば、不織布またはシリコンゴムからなる弾性層を使用するため、弾性層の弾性（例えば、弾性率）を十分確保することができる。また、弾性層の硬度及び厚みを調整することで、容易に弾性を調整することができる。そして、研磨層と基材フィルムとの間に、不織布またはシリコンゴムからなる弾性層が存在するので、十分な弾性を有する弾性層によって研磨フィルムの特定の箇所に応力の集中が緩和され、被研磨物に傷が付くのを抑制できる。
また、研磨フィルムの強度を基材フィルムで確保しつつ、弾性層によって被研磨物に傷を付けることを抑制できる。
特に、砥粒の平均粒子径にばらつきによって粒子径の大きい砥粒が含まれる場合に、粒子径の大きい砥粒に応力が集中して被研磨物に傷を付けることを抑制することができる。
弾性層によって被研磨物に傷が付くのを抑制できるため、平均粒子径の大きい砥粒を研磨層に使用することが可能になり、研磨レート（研磨速度）を向上させることが可能になる。この結果、研磨レートを高め、かつ、高品質な研磨を行える。また、研磨レートを上
げることができるので、スループットを向上させることができる。
また、弾性層があるため、研磨フィルムが被研磨物に接触する際に、研磨フィルムが被研磨物の形状に追従しやすくなり、被研磨物の広い範囲に接触し、研磨することが可能になる。例えば、半導体ウェハのべベル部を研磨する際に、べベル部の形状に追従して、べベル部の全体に接触することが可能となり、広い範囲の研磨を同時に行うことが可能になる。この点でも、研磨レートを高め、スループットを向上させることができる。
この研磨フィルムを使用すれば、研磨装置側で例えば、基板面に沿った軸回りに研磨フィルムを往復運動させる等の特別な制御を用いなくとも、平均粒子径の大きい砥粒を使用して、被研磨物への傷を抑制しつつ研磨レートを上げることが可能である。
また、遊離砥粒を用いることなく、被研磨物に傷がつくのを抑制できるので、被研磨物の表面に砥粒が残留することを抑制することができる。さらに、研磨フィルムをウェハの表面の研磨に採用することもできる。

［形態２］ 形態２によれば、形態１の研磨フィルムにおいて、前記砥粒が前記弾性層に含まれない。

形態１によれば、砥粒が弾性層に含まれないので、研磨に寄与しない砥粒を低減し、高価な砥粒の使用量を低減することができる。

［形態３］ 形態３によれば、形態１または２の研磨フィルムにおいて、前記弾性層は、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリエステル、及びナイロンを含む群から選択される１つを含む不織布、又は、シリコンゴムを含む。
形態２によれば、研磨フィルムに適した弾性層を提供することができる。

［形態４］ 形態４によれば、形態３の研磨フィルムにおいて、前記弾性層は、ポリプロピレン又はナイロンを含む不織布である。
形態３によれば、ポリプロピレン又はナイロンを含む不織布を弾性層に使用することによって、研磨レート及び研磨品質（例えば、表面粗さ指標）においてより良好な性能を有することが可能である。

［形態５］ 形態５によれば、形態１乃至４の研磨フィルムにおいて、前記基材フィルムは、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）を含む。
形態４によれば、ＰＥＴを含む基材フィルムを用いることによって、研磨フィルムの強度を確保できるとともに、弾性層の性能を良好に発揮し得る。特に、ＰＥＴを含む基材フィルムと、ポリプロピレン又はナイロンを含む不織布を含む弾性層とを組み合わせることで、研磨レート及び研磨品質においてより良好な性能を有することが可能である。

［形態６］ 形態６によれば、形態１乃至４の研磨フィルムにおいて、前記基材フィルムは、ポリイミドを含む。
形態５によれば、ポリイミドを含む基材フィルムを用いることによって、研磨フィルムの強度を確保できるとともに、弾性層の性能を良好に発揮し得る。

［形態７］ 形態７によれば、形態１乃至６の研磨フィルムにおいて、前記ダイヤモンド粒子の平均粒子径は、０．１〜１００μｍである。
形態７によれば、平均粒子径１００μｍまでの大きい平均粒子径のダイヤモンド粒子を研磨層に使用して、弾性層によって被研磨物への傷を抑制することができるので、研磨レートを大きくすることができる。

［形態８］ 形態８によれば、形態７に記載の研磨フィルムにおいて、前記ダイヤモンド粒子の平均粒子径が１７μｍ以上かつ１００μｍ以下である。
形態７によれば、平均粒子径１７μｍ以上かつ１００μｍ以下の大きい平均粒子径のダイヤモンド粒子を研磨層に使用し、弾性層によって被研磨物への傷を抑制することができるので、研磨レートを大きくすることができる。また、研磨装置側で例えば、基板面に沿った軸回りに研磨フィルムを往復運動させる等の特別な制御を用いなくとも、平均粒子径の大きいダイヤモンド粒子を使用して、被研磨物への傷を抑制しつつ研磨レートを上げることが可能である。また、遊離砥粒を使用しなくとも、平均粒子径の大きいダイヤモンド粒子を使用して、被研磨物への傷を抑制しつつ研磨レートを上げることが可能である。

［形態９］ 形態９によれば、形態１乃至８の研磨フィルムにおいて、前記バインダに対する前記ダイヤモンド粒子の割合が５０重量％以上かつ９０重量％以下である。
形態８によれば、弾性層によって被研磨物への傷を抑制できるので、研磨層に含まれるダイヤモンド粒子を５０重量％以上かつ９０重量％以下含むことができ、研磨レートを上げることが可能である。

［形態１０］ 形態１０によれば、研磨方法が提供され、この研磨方法では、形態１乃至９の何れかの研磨フィルムを使用して、ウェハのべベル部、ニアエッジ、及び裏面の少なくとも１つを研磨する。
形態１乃至９の何れかに記載の研磨フィルムをウェハのべベル部、ニアエッジ、又は裏面に採用することによって、精密な研磨仕上げが要求されるウェハの研磨を良好に行うことができる。また、研磨レートを上げることができるので、スループットを向上させることができる。さらに、研磨フィルムをウェハの表面の研磨に採用することもできる。

［形態１１］ 形態１１によれば、形態１０に記載の研磨方法において、前記砥粒の平均粒子径が異なる複数の前記研磨フィルムを、前記ウェハの周囲に配置し、各研磨フィルムを順次使用して前記ウェハのべベル部を研磨する。
形態１０によれば、砥粒の平均粒子径が大きい研磨フィルムから砥粒の平均粒子径がより小さい研磨フィルムを順次使用することによって、同一の研磨装置において、べベル部の最終仕上げ研磨まで行うことが可能である。

［形態１２］ 形態１２によれば、形態１０に記載の研磨方法において、前記砥粒の平均粒子径が同一の複数の前記研磨フィルムを、前記ウェハの周囲に配置し、複数の前記研磨フィルムを同時に使用して前記ウェハのべベル部を研磨する。
形態１１によれば、同一の平均粒子径の砥粒を有する複数の研磨フィルムを同時に使用することによって、べベル部の研磨レートを向上することができる。

［形態１３］ 形態１３によれば、研磨フィルムの製造方法が提供され、この製造方法では、 基材フィルムの第１面に、不織布またはシリコンゴムを含む弾性層を形成し、 前記弾性層の前記基材フィルムとは反対側の面に、砥粒とバインダとを有する研磨層を形成する。
形態１３によれば、形態１で述べた作用効果を奏する研磨フィルムを形成することができる。

［形態１４］ 形態１４によれば、形態１３に記載の研磨フィルムの製造方法において、前記砥粒はダイヤモンド粒子である。ダイヤモンド粒子を砥粒として用いるので、高い除去レートでウェハの周縁部上の膜を除去することが可能な研磨テープを製造することができる。

一実施形態に係る研磨フィルムの断面構成を示す説明図である。 一実施形態に係る研磨フィルムの被研磨物への押し付けを説明する説明図である。 比較例に係る研磨フィルムの被研磨物への押し付けを説明する説明図である。 研磨フィルムの製造工程図である。 研磨フィルムの製造装置の概略構成を示す説明図である。 製造途中の研磨フィルムを巻き取る様子を示す説明図である。 研磨フィルムの材質比較試験の結果を示す。 一実施形態に係るに係る研磨装置の平面図である。 研磨ユニットによって研磨されるウェハの各領域を説明する説明図である。 研磨ユニットの第１例を示す平面図である。 研磨ユニットの第１例を示す縦断面図である。 研磨ユニットの第１例の研磨ヘッドの拡大図である。 研磨ユニットの第２例を示す側面図である。 研磨ユニットの第２例における処理ヘッドおよび揺動アームの内部構造を示す図である。 研磨ユニットの第２例における処理ヘッドを下方から見た図である。 研磨ユニットの第２例における処理ヘッドに備えられたテープカートリッジを示す断面図である。

（Ａ）研磨フィルム
（Ａ−１）研磨フィルムの構成
図１は、本発明の一実施形態に係る研磨フィルムの断面構成を示す説明図である。研磨フィルム２０は、基材フィルム３０と、弾性層４０と、研磨層５０とを備えている。弾性層４０は、基材フィルム３０の一方の面（第１面）上に形成されている。研磨層５０は、弾性層４０の基材フィルム３０とは反対側の面に形成されている。研磨層５０は、研磨材としての砥粒６０を含んでいる。砥粒６０のすべてが、研磨層５０に含まれ、弾性層４０には砥粒６０が含まれない。砥粒６０の表面は、研磨層５０に完全に被覆されていてもよいし、一部が研磨層５０の表面から露出していてもよい。

基材フィルム３０は、研磨フィルム２０に所要の強度を付与するとともに、研磨フィルム２０の取り扱い性を向上させる。本実施形態では、基材フィルム３０は、ＰＥＴまたはポリイミドからなる。本実施形態では、基材フィルム３０の厚みは、２５μｍ以上かつ２００μｍ以下である。基材フィルム３０の厚みは、２５μｍ以上とすることが望ましい。こうすれば、研磨フィルム２０の製造時において、基材フィルム３０にシワや破断が生じにくく、取り扱い性が向上する。また、基材フィルム３０の厚みは、２００μｍ以下とすることが望ましい。こうすれば、研磨フィルム２０を用いた研磨時において、弾性層４０の弾性とともに基材フィルム３０が、非平坦な被研磨物の形状（例えば、エッジや曲面）にも好適に追従できる。

弾性層４０は、研磨層５０の下地層としても機能する。本実施形態では、弾性層４０は、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリエステルまたはナイロンからなる不織布、もしくは、シリコンゴムからなる。なお、これらの材料に適宜添加物等を含む場合もある。本実施形態では、弾性層４０の厚みは、１０μｍ以上かつ２０００μｍ以下である。弾性層４０は、十分な弾性を持たせるため、例えば、複数の層を積層させて形成する。弾性層４０に含まれる複数の層は、同一材料からなる層であっても、異なる材料からなる層であってもよい。また、弾性層４０（弾性層４０を構成する複数の層）の硬度及び厚みを調整することによって、弾性層４０の弾性（例えば、弾性率）を調整することが可能である。ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリエステルまたはナイロンからなる不織布は、例えば、材料強度、太さ、及び密度により硬度を変化させることができる。
基材フィルム３０及び弾性層４０の厚みは、研磨フィルム２０に要する強度、弾性、各
層に使用する材料に応じて適宜設定し得るが、一例では、弾性層４０の厚みは、基材フィルム３０の厚みよりも小さくすることができる。

研磨層５０は、バインダ樹脂５５と、砥粒６０とを含む。研磨層５０の厚みは、０．１μｍ以上１００μｍ以下である。砥粒６０は、研磨材粒子であり、研磨の際に、研磨層５０の表面側の部位が切れ刃として作用する。砥粒６０としては、例えば、ダイヤモンド粒子、シリコンカーバイト（ＳｉＣ）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、シリカ（ＳｉＯ_２）、酸化マンガン（ＭｎＯ_２）、酸化セリウム（ＣｅＯ_２）、酸化クロム、酸化第二鉄、などを使用できる。砥粒６０としてダイヤモンド粒子を用いた場合、平均粒子径は、０．１μｍ以上かつ１００μｍ以下である。

本実施形態では、基材フィルム３０と研磨層５０との間に弾性層４０を配置したことによって、平均粒子径が大きい砥粒を使用した場合においても、被研磨物に傷を付けることを抑制することができる。具体的には、従来使用が困難であった１７μｍ以上かつ１００μｍ以下の範囲の平均粒子径のダイヤモンド粒子を砥粒６０に用いて、被研磨物に傷を付けることを抑制しつつ、研磨レートを向上させることが可能である。なお、基材フィルム３０と研磨層５０との間に弾性層４０を配置した構成によれば、砥粒６０にダイヤモンド粒子以外の材料を使用した場合にも、より大きい平均粒子径の砥粒６０を使用して、被研磨物に傷を付けることを抑制しつつ、十分な研磨レートで研磨を行うことが可能である。

本願において、砥粒６０の粒子径は、レーザ回折・散乱法（マイクロトラック法）によって測定する。測定装置には、マイクロトラックＸ１００（日機装社製）を使用する。また、「平均粒子径」とは、レーザ回折・散乱法によって求めた粒度分布における積算値５０％での粒子径（Ｄ５０）を意味する。

図１に示すように、研磨フィルム２０において、砥粒６０の全ては、研磨層５０に位置し、砥粒４０は弾性層４０には含まれない。砥粒６０は、研磨層５０に保持されている。この構成により、複数個の砥粒６０が基材フィルム３０の厚み方向に過度に積み重なった状態を避けることができる。このため、砥粒６０の大部分が、研磨層５０の樹脂材料と接触した状態で保持されている。したがって、研磨フィルム２０は、砥粒６０の保持強度が高く、比較的硬い被研磨物や、加工圧が大きくなる形状を有する被研磨物の研磨が可能である。
また、研磨フィルム２０が被研磨物の形状に追従して湾曲する場合にも、砥粒６０の保持強度が高いので、砥粒６０の脱落等を防止することが可能である。つまり、研磨フィルムの用途が拡大する。また、研磨レートを向上できる。例えば、研磨フィルム２０は、ウェハのベベル部やノッチ部の研磨にも好適に使用できる。

また、本実施形態に係る研磨フィルム２０では、砥粒６０がすべて研磨層５０に含まれ、砥粒６０が厚み方向に過度に積み重なることが抑制されるので、砥粒６０の使用量を低減できる。その結果、低コスト化、省資源化に資する。さらに、砥粒６０の各々の突出高さのばらつきを低減できる。このため、研磨時には、被研磨物に対して、砥粒６０の突起がほぼ均一に接触するので、研磨ムラやスクラッチの発生を抑制できる。また、基材フィルム３０と弾性層４０との接触面上に砥粒６０が存在しないので、基材フィルム３０と弾性層４０との密着性も高い。これらの研磨フィルム２０の特徴は、後述する研磨フィルム２０の製造方法によって実現される。

また、強度の高いポリイミドを基材フィルム３０の材質として使用する場合には、基材自体の引張り強度や破断強度が高い。このため、特に、研磨フィルムの幅が小さいとき、例えば、１０ｍｍ以下の場合に、加工中に研磨テープが伸びる、あるいは、プロセスが安定しない、といった問題が生じることを抑制できる。

図２Ａは、一実施形態に係る研磨フィルムの被研磨物への押し付けを説明する説明図である。図２Ｂは、比較例に係る研磨フィルムの被研磨物への押し付けを説明する説明図である。

比較例では、図２Ｂに示すように、基材フィルム３０Ａと研磨層５０Ａとからなる研磨フィルム２０Ａからなる研磨テープを使用する。この研磨フィルム２０Ａは、基材フィルム３０Ａと研磨層５０Ａとの間に弾性層を有さない。研磨フィルム２０Ａからなる研磨テープをローラ３００ａ、３００ｂで保持しつつ、押圧部材４００で研磨テープをウェハＷのべベル部に押し付けた場合、研磨フィルム２０Ａの弾性が小さいため、研磨フィルム２０ＡがウェハＷのべベル部の形状に追従し難い。また、押圧部材４００の押し付けによって、粒子径のばらつきに起因して粒子径が大きい砥粒に応力の集中が生じやすく、応力が集中する箇所でウェハＷに傷を生じやすい。一方、押圧部材４００による押し付け力を低減すると、研磨レートが低下し、生産性が低下する。

本実施形態に係る研磨フィルム２０を使用する場合、図２Ａに示すように、基材フィルム３０と研磨層５０との間に弾性層４０を有するので、研磨フィルム２０がウェハＷのべベル部の形状に沿って、容易に追従し、湾曲する。このためウェハＷに研磨フィルム２０をソフトに接触させることができ、粒子径が大きい砥粒に応力が集中すること抑制し、ウェハＷに傷を付けることを抑制することができる。
この結果、より平均粒子径が大きい砥粒を研磨フィルム２０に使用しても、ウェハＷに傷を生じ難い。従って、研磨フィルム２０に傷を付けることを抑制しつつ、研磨レートを上げることができる。
また、研磨フィルム２０がウェハＷのべベル部の形状に沿って、容易に追従し、湾曲するため、研磨フィルム２０がウェハＷに接触する面積が大きく、ウェハＷの広い範囲を研磨することができる。さらに、研磨フィルム２０をウェハの表面の研磨に採用することもできる。

（Ａ−２）研磨フィルムの製造方法
図３は、上述した研磨フィルム２０の製造工程を示す。図４Ａは、研磨フィルム２０の製造装置２００の概略構成を示す。図２に示すように、研磨フィルム２０の製造においては、まず、基材フィルム３０を用意し、基材フィルム３０の一方の面に第１の塗料８０を塗工する（ステップＳ１１０）。

基材フィルム３０には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）またはポリイミドからなるフィルムを使用する。

第１の塗料８０は、溶剤と、樹脂からなる不織布（不織布樹脂）またはシリコンゴムとを含む。不織布樹脂またはシリコンゴムの固形分は、最終的に弾性層４０の成分となる。不織布樹脂またはシリコンゴムに溶剤を添加することによって、第１の塗料８０を、塗布に適した粘度に調整する。不織布としては、例えば、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリエステルまたはナイロンからなる不織布を使用する。

本実施形態では、第１の塗料８０は、不織布樹脂に対して、溶剤を溶解させ、撹拌し、真空容器内で脱泡および脱気して、作製される。第１の塗料８０の粘度は、溶剤の添加によって、所定の粘度に調整される。

作製された第１の塗料８０は、基材フィルム３０の一方の面に塗布される。本実施形態では、コンマコータ方式によって、第１の塗料８０は塗工される。具体的には、図４Ａに示すように、まず、ロール状に巻かれた基材フィルム３０を製造装置２００にセットし（
図示省略）、コンマロール２２０とコーティングロール２３０との間に基材フィルム３０を順次送り出す。これにより、コータダム２１０に貯留された第１の塗料８０が、基材フィルム３０に塗工される。基材フィルム３０の送り出し速度（塗布速度）は、例えば、０．５ｍ／ｍｉｎとすることができる。塗布の厚みは、コンマロール２２０と基材フィルム３０とのギャップ調整によって制御可能である。

第１の塗料８０を塗工すると、次に、図３に示すように、塗工された第１の塗料８０を乾燥させて、弾性層４０を形成する（ステップＳ１２０）。具体的には、図４Ａに示すように、第１の塗料８０が塗工された基材フィルム３０は、ローラ２４０，２５０上を搬送され、基材フィルム３０の搬送ラインの上方に設けられた温風ドライヤ２６０によって、順次、乾燥される。なお、この段階で、乾燥された第１の塗料８０を真空ベーク炉に入れて、弾性層４０を硬化させてもよい。

第１の塗料８０を乾燥させると、次に、図３に示すように、弾性層４０が形成された基材フィルム３０を、ロール状に巻き取る（ステップＳ１３０）。図４Ｂに示すように、基材フィルム３０は、中空円筒状のコア２７０に巻き取られる。

巻き取りを行うと、次に、図３に示すように、巻き取った基材フィルム３０を順次送り出し、弾性層４０の上に、第２の塗料９０を塗工する（ステップＳ１４０）。ステップＳ１４０における塗工は、製造装置２００（図４Ａ参照）を用いて、バインダ樹脂５５に分散させた砥粒６０を弾性層４０の表面に塗布する。このとき、バインダ樹脂５５に溶剤を加えることによって、第２の塗料９０を塗布に適した粘度に調整する。なお、第１の塗料８０を塗工するための設備と、第２の塗料９０を塗工するための設備とは、個別に設けられているが、図４Ａでは、図示を簡略化するために、共通の設備として表示している。なお、砥粒６０を分散され溶剤によって粘度が調整されたバインダ樹脂５５を弾性層４０に含侵させてもよい。

第２の塗料９０は、溶剤と、砥粒６０と、バインダ樹脂５５とを含む。このバインダ樹脂５５の樹脂固形分は、最終的に研磨層５０の成分となる。また、第２の塗料９０は、第１の塗料８０と同様に、粘度を調整され、また、撹拌し、真空容器内で脱泡および脱気して、作製される。

第２の塗料９０を塗工すると、次に、塗工された第２の塗料９０を乾燥させて、研磨層５０を形成する（ステップＳ１５０）。ステップＳ１５０における乾燥は、製造装置２００（図４Ａ参照）を用いて、上記のステップＳ１２０と同様に行われる。

第２の塗料９０を乾燥させると、次に、弾性層４０および研磨層５０が形成された基材フィルム３０を、ロール状に巻き取る（ステップＳ１６０）。ステップＳ１６０における巻き取りは、製造装置２００（図４Ａ参照）を用いて、上記のステップＳ１３０と同様に行われる。ただし、ステップＳ１６０においては、図４Ｂに示すように、セパレータシート７５を研磨層５０の上に配置して、弾性層４０および研磨層５０が形成された基材フィルム３０の巻き取りが行われる。換言すれば、径方向に隣り合う基材フィルム３０の間に、セパレータシート７５が挟まれるように、巻き取りが行われる。

なお、弾性層４０および研磨層５０が形成された基材フィルム３０の巻き取り後、必要に応じて、当該基材フィルム３０を真空ベーク炉２９０（図４Ａ）内にセットし、弾性層４０および研磨層５０を硬化させる（ステップＳ１７０）。

図５は、研磨フィルムの材質比較試験の結果を示す。この材質比較試験は、４つのサンプルを使用して、研磨レート（μｍ／ｍｉｎ）と、研磨後の被研磨物の表面粗さ指標値Ｒ
ａ（μｍ）を測定した。
サンプルＳ１は、砥粒としてＤ４０００（平均粒子径３μｍ）のダイヤモンド粒子を使用し、弾性層４０を設けない研磨フィルム２０とした。
サンプルＳ２は、砥粒として砥粒としてＤ４０００（平均粒子径３μｍ）のダイヤモンド粒子を使用し、弾性層４０として厚さ３０μｍのポリプロピレンの不織布を使用した。基材フィルム３０は、厚さ５０μｍのＰＥＴを使用した。
サンプルＳ３は、砥粒として砥粒としてＤ４０００（平均粒子径３μｍ）のダイヤモンド粒子を使用し、弾性層４０として厚さ３０μｍのポリエチレンの不織布を使用した。基材フィルム３０は、厚さ５０μｍのＰＥＴを使用した。
サンプルＳ４は、砥粒として砥粒としてＤ４０００（平均粒子径３μｍ）のダイヤモンド粒子を使用し、弾性層４０として厚さ３０μｍのナイロンの不織布を使用した。基材フィルム３０は、厚さ５０μｍのＰＥＴを使用した。

この材質比較試験では、直径３００ｍｍのシリコンウェハの外周（端面）部を研磨し、研磨レート（直径変化量）と、表面粗さ指標値とを測定した。研磨工程は、以下のようにして行った。まず、研磨装置にウェハを水平に配置し、回転するテーブルに吸着・保持させる。次に、研磨フィルム２０を鉛直方向に微小送りさせながら、研磨フィルムをその後方からゴムパッドで押圧し、ウェハの端部に対して垂直に研磨フィルムを一定時間、押付けて、研磨する。そして、加工（研磨）前後のウェハ直径の変化と、加工時間とから研磨レートを求めた。

図５に示すように、研磨レートの点では、弾性層４０がポリプロピレン（Ｓ２）、ポリエチレン（Ｓ３）の不織布の場合が良好であった。表面粗さ指標Ｒａの点では、弾性層４０がポリプロピレン（Ｓ２）、ナイロン（Ｓ４）の不織布が良好であって。この測定結果からは、弾性層４０にポリプロピレンの不織布を使用することが、研磨レート及び表面粗さ指標の点で最も好ましいことが分かる。

（Ａ−３）他の実施形態
他の実施形態としては、研磨層５０の表面に模様（トレッド）を設ける。これにより、研磨層５０の表面に凹凸を設けることができるため、弾性層４０の弾性を低減（弾性層４０の厚み、硬度（あるいは充填率ともいう）を低減）したとしても、研磨フィルム２０の粒子径の大きい砥粒の部分に応力が集中することを抑制することができる。このため、ウェハＷに傷を付けないで研磨レートを上昇させることができる。
また、弾性層４０の厚みを低減できるため、研磨フィルム２０の厚みを低減でき、研磨装置に設置できる研磨フィルム２０の長さをより大きくすることができる。このため、研磨フィルム２０の交換の頻度を低減できる。
研磨層５０の表面に設ける模様（トレッド）は、例えば、タイヤのトレッドパターンと同様のパターン、やすりの研磨面の溝のような、一定の角度で斜めに延びる複数の溝を２組設けて互いに交差させたパターン、ラップさせた（重ね合された）格子のパターンとすることができる。なお、このような模様は、塗布された第２の塗料９０の乾燥の前または後に、所望のパターンの凹凸を有する型を、第２の塗料９０に押し当てることによって形成することができる。

上記実施形態によれば、不織布またはシリコンゴムからなる弾性層４０を使用するため、弾性層４０の弾性（例えば、弾性率）を十分確保することができる。また、弾性層の硬度及び厚みを調整することで、容易に弾性を調整することができる。そして、研磨層５０と基材フィルム３０との間に、不織布またはシリコンゴムからなる弾性層４０が存在するので、十分な弾性を有する弾性層４０によって研磨フィルム２０の特定の箇所に応力の集中が緩和され、被研磨物に傷が付くのを抑制できる。

また、研磨フィルム２０の強度を基材フィルムで確保しつつ、弾性層４０によって被研磨物に傷を付けることを抑制できる。

特に、砥粒６０の平均粒子径にばらつきによって粒子径の大きい砥粒が含まれる場合に、粒子径の大きい砥粒６０に応力が集中して被研磨物に傷を付けることを抑制することができる。

弾性層４０によって被研磨物に傷が付くのを抑制できるため、平均粒子径の大きい砥粒６０を研磨層５０に使用することが可能になり、研磨レート（研磨速度）を向上させることが可能になる。この結果、研磨レートを高め、かつ、高品質な研磨を行える。また、研磨レートを上げることができるので、スループットを向上させることができる。

また、弾性層４０があるため、研磨フィルム２０が被研磨物に接触する際に、研磨フィルム２０が被研磨物の形状に追従しやすくなり、被研磨物の広い範囲に接触し、研磨することが可能になる。例えば、半導体ウェハのべベル部を研磨する際に、べベル部の形状に追従して、べベル部の全体に接触することが可能となり、広い範囲の研磨を同時に行うことが可能になる。この点でも、研磨レートを高め、スループットを向上させることができる。さらに、研磨フィルム２０をウェハの表面の研磨に採用することもできる。

この研磨フィルム２０を使用すれば、研磨装置側で例えば、基板面に沿った軸回りに研磨フィルムを往復運動させる等の特別な制御を用いなくとも、平均粒子径の大きい砥粒を使用して、被研磨物への傷を抑制しつつ研磨レートを上げることが可能である。

また、遊離砥粒を用いることなく、被研磨物に傷がつくのを抑制できるので、被研磨物の表面に砥粒が残留することを抑制することができる。

また、砥粒６０が弾性層４０に含まれないので、研磨に寄与しない砥粒を低減し、高価な砥粒の使用量を低減することができる。

また、ポリプロピレン又はナイロンを含む不織布を弾性層に使用することによって、研磨レート及び研磨品質（例えば、表面粗さ指標）においてより良好な性能を有することが可能である。

また、ＰＥＴを含む基材フィルム３０を用いることによって、研磨フィルム２０の強度を確保できるとともに、弾性層４０の性能を良好に発揮し得る。特に、ＰＥＴを含む基材フィルム３０と、ポリプロピレン又はナイロンを含む不織布を含む弾性層５０とを組み合わせることで、研磨レート及び研磨品質においてより良好な性能を有することが可能である。また、ポリイミドを含む基材フィルムを用いる場合には、研磨フィルムの強度を確保できるとともに、弾性層４０の性能を良好に発揮し得る。

上記実施形態によれば、平均粒子径１００μｍまでの大きい平均粒子径のダイヤモンド粒子を研磨層に使用して、弾性層によって被研磨物への傷を抑制することができるので、研磨レートを大きくすることができる。

また、平均粒子径１７μｍ以上かつ１００μｍ以下の大きい平均粒子径のダイヤモンド粒子を研磨層に使用し、弾性層によって被研磨物への傷を抑制することができるので、研磨レートを大きくすることができる。また、研磨装置側で例えば、基板面に沿った軸回りに研磨フィルムを往復運動させる等の特別な制御を用いなくとも、平均粒子径の大きいダイヤモンド粒子を使用して、被研磨物への傷を抑制しつつ研磨レートを上げることが可能である。また、遊離砥粒を使用しなくとも、平均粒子径の大きいダイヤモンド粒子を使用
して、被研磨物への傷を抑制しつつ研磨レートを上げることが可能である。

また、弾性層４０によって被研磨物への傷を抑制できるので、研磨層５０に含まれるダイヤモンド粒子を５０重量％以上かつ９０重量％以下含むことができ、研磨レートを上げることが可能である。

また、研磨フィルム２０をウェハのべベル部、ニアエッジ、又は裏面の研磨に採用することによって、精密な研磨仕上げが要求されるウェハの研磨を良好に行うことができる。また、研磨レートを上げることができるので、スループットを向上させることができる。さらに、研磨フィルム２０をウェハの表面の研磨に採用することもできる。

上述した研磨フィルムの製造方法では、基材フィルム３０の第１面に、不織布またはシリコンゴムを含む弾性層４０を形成し、 前記弾性層４０の前記基材フィルム３０とは反対側の面に、砥粒６０とバインダ５５とを有する研磨層５０を形成する。

また、ダイヤモンド粒子を砥粒として用いた場合、高い除去レートでウェハの周縁部上の膜を除去することが可能な研磨テープを製造することができる。

（Ｂ）研磨装置
（Ｂ−１）研磨装置の構成
図６は、本実施形態に係る研磨装置の平面図である。この研磨装置１０００は、複数のウェハが収容されたウェハカセットが載置されるロードポート１００２と、研磨ユニット１００３（１００３Ａ、１００３Ｂ）と、洗浄ユニット１００４と、乾燥ユニット１００５とを備えている。なお、ここでは、研磨装置１０００に２台の研磨ユニット１００３Ａ、１００３Ｂを設ける場合を説明するが、１台又は３台以上の研磨ユニットを設けてもよい。また、研磨ユニット１００３を同一タイプの研磨ユニットとすることもでき、一部の研磨ユニットを異なるタイプの研磨ユニットとすることもできる。例えば、研磨ユニット１００３Ａがウェハのべベル部の研磨用の研磨ユニットであり、研磨ユニット１００３Ｂがウェハの裏面の研磨ユニットであってもよい。また、以下の説明では、被研磨物がウェハの場合を例に挙げるが、被研磨物としては、ガラス基板、液晶基板等の他の基板であってもよい。

ロードポート１００２は、例えば、ＦＯＵＰ(Front-Opening Unified Pod)である。研磨ユニット１００３Ａ、１００３Ｂは、例えば、ウェハのべベル部、トップエッジ、裏面を研磨するユニットである。詳細な構成は、後述する。洗浄ユニット１００４は、研磨されたウェハを洗浄する。乾燥ユニット１００５は、洗浄されたウェハを乾燥させる。乾燥ユニット１００５は、例えば、スピンリンスドライヤ（ＳＤＲ）であり、ウェハを高速回転させて乾燥する。

ウェハカセット内のウェハは、図示しない搬送装置によって研磨ユニット１００３Ａ又は１００３Ｂに搬送され、ここでウェハのべベル部、ニアエッジ部、または裏面が研磨される。研磨後のウェハは、図示しない搬送装置によって洗浄ユニット１００４に搬送される。洗浄ユニット１００４では、ウェハの両面に洗浄液を供給しながらロールスポンジでウェハの両面をスクラブ洗浄する。洗浄されたウェハは、図示しない搬送ロボットによって乾燥ユニット１００５に搬送される。乾燥ユニット１００５は、ウェハを高速回転させることによってウェハをスピン乾燥する。乾燥されたウェハは、図示しない搬送装置によってＦＯＵＰ１００２のカセットに戻される。

図７は、研磨ユニットによって研磨されるウェハの各領域を説明する説明図である。同図では、デバイス領域Ｄと、べベル部Ｂと、裏面ＢＳと、ニアエッジ部Ｅとを示している
。デバイス領域Ｄは、ウェハＷにおいてデバイスが形成される領域である。べベル部Ｂは、ウェハＷの外周面である。この例では、ストレート型のウェハＷを示しており、べベル部Ｂは、上側傾斜部（上側ベベル部）Ｐ、下側傾斜部（下側ベベル部）Ｑ、及び側部（アペックス）Ｒからなる。なお、ラウンド型のウェハＷでは、べベル部Ｂは、略一定の曲率を有する連続した湾曲形状を有する。ウェハＷにおいて裏面ＢＳは、デバイス領域Ｄとは反対側の面である。ニアエッジ部は、デバイス領域Ｄとべベル部Ｂとの間の円環状の領域である。

次に、研磨ユニット１００３Ａ、１００３Ｂの例として、ウェハＷのべベル部Ｂ、ニアエッジ部Ｅ、裏面ＢＳを研磨する構成を説明する。

（Ｂ−２）研磨ユニットの第１例
図８は、研磨ユニットの第１例を示す平面図である。図９は、研磨ユニットの縦断面図である。この研磨ユニット１００３は、上述した研磨フィルム２０からなる研磨テープ２３を使用して、ウェハＷのベベル部を研磨するベベル研磨ユニットとして好適に使用される。なお、この研磨ユニットでは、後述するチルト機構を使用して、ニアエッジ部Ｅを研磨することも可能である。

研磨ユニット１００３は、その中央部に、研磨対象物であるウェハＷを水平に保持し、回転させる回転保持機構３を備えている。図８においては、回転保持機構３がウェハＷを保持している状態を示している。回転保持機構３は、ウェハＷの裏面Ｂ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。ウェハＷは、搬送機構のハンド（図示せず）により、ウェハＷの中心が中空シャフト５の軸心と一致するように保持ステージ４の上に載置される。

中空シャフト５は、ボールスプライン軸受（直動軸受）６によって上下動自在に支持されている。保持ステージ４の上面には溝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の下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、処理後のウェハ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、ウェハＷを保持ステージ４の上面に真空吸着し、離脱させる。

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ｐ１と、モータＭ１の回転軸に取り付けられたプーリｐ２と、これらプーリ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の上面に保持されたウェハＷは、モータＭ１によって回転される。

ボールスプライン軸受６は、中空シャフト５がその長手方向へ自由に移動することを許容する軸受である。ボールスプライン軸受６はケーシング１２に固定されている。したがって、本実施形態においては、中空シャフト５は、ケーシング１２に対して上下に直線動作ができるように構成されており、中空シャフト５とケーシング１２は一体に回転する。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が上昇および下降できるようになっている。

ケーシング１２と、その外側に同心上に配置されたケーシング１４との間にはラジアル軸受１８が介装されており、ケーシング１２は軸受１８によって回転自在に支持されてい
る。このような構成により、回転保持機構３は、ウェハＷを中心軸Ｃｒまわりに回転させ、かつウェハＷを中心軸Ｃｒに沿って上昇下降させることができる。

図８に示すように、回転保持機構３に保持されたウェハＷの周囲には４つの研磨ヘッド組立体１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄが配置されている。研磨ヘッド組立体１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの径方向外側にはテープ供給回収機構２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄが設けられている。研磨ヘッド組立体１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄと、テープ供給回収機構２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄとは、隔壁１２０によって隔離されている。隔壁１２０の内部空間は研磨室２１を構成し、４つの研磨ヘッド組立体１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ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２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄは隔壁１２０の外側（すなわち、研磨室２１の外）に配置されている。それぞれ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は同一の構成を有している。以下、研磨ヘッド組立体１Ａおよびテープ供給回収機構２Ａについて説明する。

テープ供給回収機構２Ａは、研磨具である研磨テープ２３を研磨ヘッド組立体１Ａに供給する供給リール２４と、ウェハ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２４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１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、上述した研磨フィルム２０によって形成される。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２Ａ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１Ａ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１Ａはテープ供給回収機構２Ａから供給された研磨テープ２３をウェハＷの周縁部（べベル部Ｂ）に当接させるための研磨ヘッド１３０を備えている。研磨テープ２３は、研磨テープ２３の研磨面（研磨層５０）がウェハＷを向くように研磨ヘッド１３０に供給される。

テープ供給回収機構２Ａは複数のガイドローラ３１，３２，３３，３４を有しており、研磨ヘッド組立体１Ａに供給され、研磨ヘッド組立体１Ａから回収される研磨テープ２３がこれらのガイドローラ３１，３２，３３，３４によってガイドされる。研磨テープ２３は、隔壁１２０に設けられた開口部１２０ａを通してテープ供給回収機構２Ａの供給リール２４から研磨ヘッド１３０へ供給され、使用された研磨テープ２３は開口部１２０ａを通って回収リール２５に回収される。

図９において、ウェハＷの上面には上供給ノズル３６が配置され、回転保持機構３に保持されたウェハＷの上面中心に向けて研磨液を供給する。また、ウェハＷの裏面と回転保持機構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）に向けて研磨液を供給する下供給ノズル３７を備えている。研磨液には、砥粒の種類に応じて純水等が使用される。

さらに、研磨装置は、研磨処理後に研磨ヘッド１３０を洗浄する洗浄ノズル３８を備えており、研磨処理後にウェハＷが回転保持機構３により上昇した後、研磨ヘッド１３０に向けて洗浄水を噴射し、研磨処理後の研磨ヘッド１３０を洗浄できるようになっている。

研磨ヘッド組立体１Ａは、研磨処理時にウェハＷから除去された銅などの研磨屑が付着
し汚染される。一方、テープ供給回収機構２Ａは隔壁１２０の外側に配置されているので、テープ供給回収機構２Ａには研磨液が付着しないようになっている。したがって、研磨液に触れることなく、また研磨室２１内に手を入れることなく、研磨テープ２３を研磨室２１の外で交換することができる。

中空シャフト５がケーシング１２に対して昇降した時にボールスプライン軸受６やラジアル軸受１８などの機構を研磨室２１から隔離するために、図９に示すように、中空シャフト５とケーシング１２の上端とは上下に伸縮可能なベローズ１９で接続されている。図９は中空シャフト５が下降している状態を示し、保持ステージ４が研磨位置にあることを示している。研磨処理後には、エアシリンダ１５によりウェハＷを保持ステージ４およびともに搬送位置まで上昇させ、この搬送位置でウェハＷを保持ステージ４から離脱させる。

図１０は研磨ヘッド１３０の拡大図である。図１０に示すように、研磨ヘッド１３０は、研磨テープ２３の裏面を加圧してウェハＷに研磨テープ２３の研磨面を所定の力で加圧する加圧機構４１を備えている。加圧機構４１は、研磨ヘッド１３０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４１ａと、加圧パッド４１ａを保持するパッドホルダー４１ｂと、パッドホルダー４１ｂをウェハＷに向かって移動させるエアシリンダ（駆動機構）４１ｃとを備えている。また、研磨ヘッド１３０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１３０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ェハＷの接線方向と直交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。

研磨ヘッド１３０に設けられたテープ送り機構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１３０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１０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とウェハ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１０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１３０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１３０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１３０がテープ供給回収機構２Ａに対して相対移動しても、テープ送り動作以外の
動作によってウェハＷと接触する研磨テープ２３の位置が変わることがない。

図８に示すように、研磨ヘッド１３０はアーム６０の一端に固定され、アーム６０は、ウェハ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Ｍ４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ｐ３，ｐ４、およびベルトｂ２によって、研磨ヘッド１３０を傾斜させるチルト機構が構成されている。このチルト機構を利用して、研磨フィルム２０のウェハＷへの接触箇所を調整し、ウェハＷのニアエッジ部Ｅを研磨することもできる。

図９に示すように、チルト機構は、プレート状の移動台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、回転保持機構３に保持されたウェハＷの半径方向に沿って直線的に延びており、移動台６１はウェハＷの半径方向に沿って直線的に移動可能になっている。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１３０をウェハ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１３０をウェハ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２Ａはベースプレート６５に固定されている。

ウェハＷの周囲に配置された４つの研磨ヘッド組立体１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄのチルト機構、およびテープ送り機構４２、各研磨ヘッド組立体を移動させる移動機構は、それぞれ独立に動作が可能なように構成されている。各研磨ヘッド組立体１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの研磨ヘッドの位置（研磨位置、待機位置）、研磨ヘッドの傾斜角度、ウェハＷの回転速度、研磨テープ２３の送り速度、各研磨ヘッドの研磨動作シーケンスなどの各研磨動作は、図８に示す動作制御部６９によって制御されている。なお、本実施形態では４組の研磨ヘッド組立体およびテープ供給回収機構が設けられているが、本発明はこの例に限られず、２組、３組、または５組以上の研磨ヘッド組立体およびテープ供給回収機構を設けてもよい。

上記構成の研磨装置によれば、研磨ヘッド１３０をチルト機構により傾斜させた場合、テープ送りローラ４２ａおよびテープ把持ローラ４２ｂに把持された研磨テープ２３の箇所も一緒に傾斜する。したがって、位置が固定されている供給リール２４および回収リール２５により研磨テープ２３が巻き取りまたは送り出されても、研磨ヘッド１３０のチルト動作によって研磨テープ２３のウェハＷと接触している箇所が研磨ヘッド１３０に対して相対的に位置ずれすることがない。同様に研磨ヘッド組立体１ＡをウェハＷの半径方向へ移動機構によって移動させても、テープ送りローラ４２ａおよびテープ把持ローラ４２ｂに把持された研磨テープ２３も一緒に移動するので、供給リール２４および回収リール２５から研磨テープ２３が巻き取りまたは送り出されるだけである。

このように、研磨ヘッド１３０がチルト動作および直線移動をしても、研磨ヘッド１３０に対する研磨テープ２３の相対位置は変わらないので、既に研磨に供された研磨面を再び研磨に使用することがなく、研磨テープ２３の新しい研磨面を連続して使用することができる。また、テープ供給回収機構２ＡのモータＭ２やリール２４，２５を研磨ヘッド１
３０と一緒にチルトさせる必要がないので、チルト機構を小型化することができる。同様に、移動機構を小型化することができる。供給リール２４および回収リール２５を傾斜および移動させる必要がないということは、供給リール２４および回収リール２５を大きくできるということを意味する。したがって、長尺の研磨テープ２３を用いることができ、その結果、研磨テープ２３の交換頻度を少なくすることができる。さらに、テープ供給回収機構２Ａの供給リール２４および回収リール２５は固定位置にあり、研磨室２１の外にあるので、消耗品である研磨テープ２３の交換が容易となる。

この研磨ユニットにおいて、４つの研磨ヘッド組立体１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄのそれぞれに、砥粒の平均粒子径が異なる研磨テープ１３０（研磨フィルム２０）をセットし、砥粒の平均粒子径が大きい研磨フィルムから平均粒子径がより小さい研磨フィルムを順次使用することによって、同一の研磨ユニットにおいて、べベル部の最終仕上げ研磨まで行うことが可能である。

この研磨ユニットにおいて、４つの研磨ヘッド組立体１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄのそれぞれに、砥粒の平均粒子径が同一の複数の研磨フィルム１３０（研磨フィルム２０）をセットし、複数の研磨フィルム１３０（研磨フィルム２０）を同時に使用してウェハＷのべベル部を研磨することが可能である。これにより、べベル部の研磨レートを向上することができる。

Ｂ−２：研磨ユニットの第２例
図１１は、研磨ユニットの第２例を示す側面図である。この研磨ユニット１００３は、ウェハＷの裏面の研磨に好適に使用される。

図１１に示すように、研磨ユニット１００３は、ウェハ（基板）Ｗを水平に保持し、その軸心Ｃを中心として回転させる中空状の基板回転機構１−１０と、この基板回転機構１−１０に保持されたウェハＷの上面（裏面）を研磨する研磨ヘッド（処理ヘッド）１−５０と、ウェハＷの下面を流体圧により非接触で支持する静圧支持機構１−９０とを備えている。処理ヘッド１−５０は、基板回転機構１−１０に保持されているウェハＷの上方に配置されており、静圧支持機構１−９０は基板回転機構１−１０に保持されているウェハＷの下方に配置されている。さらに、静圧支持機構１−９０は、基板回転機構１−１０の内側空間内に配置されている。これら、基板回転機構１−１０、処理ヘッド１−５０、および静圧支持機構１−９０は、隔壁１−６によって囲まれている。隔壁１−６の内部空間は処理室１−７を構成している。隔壁１−６の上部には、クリーンエア取入口１−６ａが形成されており、隔壁１−６の下部には排気ダクト１−９が形成されている。排気機構１−８は隔壁１−６の上面に設置されている。この排気機構１−８は、ファン１−８Ａと、このファン１−８Ａから送られた空気中のパーティクルや粉塵を除去するフィルター８Ｂとを備えている。排気機構１−８は、清浄な空気をクリーンエア取入口１−６ａを通じて処理室１−７に送り込み、処理室１−７内の気体を排気ダクト１−９から排出させる。静圧支持機構１−９０は、支持ステージ１−９１と、支持ステージ１−９１を昇降するための昇降機構１−９８と、支持ステージ１−９１を回転させるための回転機構１−９９と、を備えている。

基板回転機構１−１０は、ウェハＷの周縁部を把持する複数のチャック１−１１と、これらチャック１−１１を介してウェハＷを回転させる中空モータ１−１２とを備えている。基板回転機構１−１０は、全体として円筒形状を有しており、その中央部には空間が形成されている。ウェハＷの下面に大きな空間がない場合、ウェハＷを高速で回転させたときに、ウェハＷの下方で負圧が発生することがある。この負圧は空気中に浮遊する塵埃を引き寄せてしまい、これら塵埃がウェハＷの下面に付着することがある。本実施形態では、中空モータ１−１２が採用されているので、円筒形状を有する基板回転機構１−１０を
構成することができる。したがって、ウェハＷの下方に大きな空間を形成することができ、上述のような問題の発生を防ぐことができる。さらに、基板回転機構１−１０の内側の空間に、上述した静圧支持機構９０を配置することができる。

中空モータ１−１２は、その中央部に空間が形成された形状を有している。中空モータ１−１２は、円筒形の回転子１−１２Ａと、この回転子を囲むように配置された固定子１−１２Ｂと、を備えている。回転子１−１２Ａの内周面は、ウェハＷの直径よりも大きな直径を有している。このような中空モータ１−１２を採用することにより、基板回転機構１−１０はその内側に大きな空間が形成された円筒形状を有することができる。

固定子１−１２Ｂは、円筒形の静止部材１−１４に固定されている。この静止部材１−１４の半径方向内側には、円筒形の回転基台１−１６が配置されている。静止部材１−１４と回転基台１−１６との間には、アンギュラコンタクト玉軸受１−２０，１−２０が配置されており、回転基台１−１６は２つのアンギュラコンタクト玉軸受１−２０，１−２０の組み合わせによって回転自在に支持されている。このアンギュラコンタクト玉軸受１−２０，１−２０は、ラジアル方向の荷重およびアキシャル方向の荷重の両方を受けることができる軸受である。なお、ラジアル方向の荷重およびアキシャル方向の荷重の両方を受けることができれば、他のタイプの軸受を用いてもよい。中空モータ１−１２の固定子１−１２Ｂは静止部材１−１４に固定されている。中空モータ１−１２の回転子１−１２Ａは回転基台１−１６に固定されており、回転子１−１２Ａと回転基台１−１６とは一体に回転するようになっている。

回転基台１−１６の上部には、上述したチャック１−１１が上下動自在に配置されている。より具体的には、回転基台１−１６の上部には、半径方向内側に突出した環状の突出部１−１６ａが形成されており、この突出部１−１６ａに形成された貫通孔にそれぞれチャック１−１１が挿入されている。各チャック１−１１の下部を囲むようにばね（図示せず）が配置されており、このばねの上端は突出部１６ａを下から押圧し、ばねの下端はチャック１−１１に固定されたばねストッパー（図示せず）に接触している。このばねにより各チャック１−１１は下方に付勢されている。チャック１−１１は、中空モータ１−１２により回転基台１−１６と一体に回転するようになっている。

チャック１−１１の外側には、チャック１−１１に保持されたウェハＷを囲むように環状の回転カバー１−２５が配置されている。この回転カバー１−２５は回転基台１−１６の上面に固定されており、ウェハＷと回転カバー１−２５とは一体に回転するようになっている。回転カバー１−２５はウェハＷの全周を囲むように配置されている。回転カバー１−２５の上端の内径は、ウェハＷの直径よりもやや大きく設定されている。回転カバー１−２５の上端には、チャック１−１１の外周面に沿った形状を持つ切り欠き（図示せず）が各チャック１−１１に対応した位置に形成されている。

回転カバー１−２５の内周面の縦断面形状は半径方向内側に傾斜している。また、回転カバー１−２５の内周面の縦断面は滑らかな曲線から構成されている。回転カバー１−２５の上端はウェハＷに近接しており、回転カバー１−２５の下部には、斜めに延びる液体排出孔（図示せず）が形成されている。

ウェハＷの上方には、ウェハＷの上面に研磨液を供給する供給ノズル１−２７が配置されている。この供給ノズル１−２７は、図示しない研磨液供給源に接続され、供給ノズル１−２７を通じてウェハＷの上面に研磨液が供給されるようになっている。ウェハＷに供給された研磨液は、回転するウェハＷから遠心力により振り落とされ、さらに回転カバー１−２５の内周面に捕らえられ、液体排出孔（図示せず）に流れ込む。

チャック１−１１の下方には、チャック１−１１を上昇させるリフト機構１−３０が設けられている。このリフト機構１−３０は、チャック１−１１の下方に配置されたリングステージ１−３１と、このリングステージ１−３１を支持する複数のロッド１−３２と、これらロッド１−３２を上昇させるアクチュエータとしてのエアシリンダ（図示せず）とを備えている。リフト機構１−３０は、回転基台１−１６からは分離しており、リフト機構１−３０は回転しない構成となっている。エアシリンダによって、複数のロッド１−３２が上昇され、リングステージ１−３１が上昇される。リングステージ１−３１の上方向の移動により全てのチャック１−１１が同時に上昇する。エアシリンダ１−３３の動作を停止させると、チャック１−１１に固定されたばね（図示せず）によりチャック１−１１が下降する。

図１１に示すように、処理ヘッド１−５０は、ウェハＷの上側に配置されている。処理ヘッド１−５０はシャフト１−５１を介して揺動アーム１−５３の一端に連結されており、揺動アーム１−５３の他端は揺動軸１−５４に固定されている。揺動軸１−５４は軸回転機構１−５５に連結されている。この軸回転機構１−５５により揺動軸１−５４が駆動されると、処理ヘッド１−５０が図１１に示す処理位置と、ウェハＷの半径方向外側にある退避位置との間を移動するようになっている。揺動軸１−５４には、処理ヘッド１−５０を上下方向に移動させる昇降機構１−５６がさらに連結されている。この昇降機構１−５６は、揺動軸１−５４およびシャフト１−５１を介して処理ヘッド１−５０を昇降させる。処理ヘッド１−５０は、昇降機構１−５６によりウェハＷの上面に接触するまで下降される。昇降機構１−５６としては、エアシリンダ、またはサーボモータとボールねじとの組み合わせなどが使用される。

処理ヘッド１−５０の下面は、基板回転機構１−１０に保持されているウェハＷの上面（裏面）を研磨する円形の研磨面を構成する。処理ヘッド１−５０は、ウェハＷの裏面に対向して配置された複数の研磨部材としての研磨テープ１−６１を備えている。研磨テープ１−６１は、上述した研磨フィルム２０によって形成されている。処理ヘッド１−５０は、複数の（図１３では３つの）テープカートリッジ１−６０を備えており、各テープカートリッジ１−６０に研磨テープ１−６１が収容されている。これらのテープカートリッジ１−６０は、着脱可能に処理ヘッド１−５０の内部に設置されている。

図１２は、処理ヘッド１−５０および揺動アーム１−５３の内部構造を示す図である。揺動アーム５３には、処理ヘッド１−５０をその軸心を中心として回転させる回転機構１−５８が配置されている。この回転機構１−５８は、シャフト１−５１に固定されたプーリ１−ｐ１と、揺動アーム１−５３に設けられたモータ１−Ｍ１と、モータ１−Ｍ１の回転軸に固定されたプーリ１−ｐ２と、プーリ１−ｐ１，１−ｐ２に掛け渡されたベルト１−ｂ１とを備えている。モータ１−Ｍ１の回転は、プーリ１−ｐ１，１−ｐ２およびベルト１−ｂ１によりシャフト１−５１に伝達され、シャフト１−５１とともに処理ヘッド１−５０が回転する。

ウェハＷの研磨処理をするときは、処理ヘッド回転機構１−５８により処理ヘッド１−５０がその軸心を中心として回転し、研磨テープ１−６１が処理ヘッド１−５０の中心軸周りに回転する。これにより研磨テープ１−６１がウェハＷの裏面に摺接される。このように、処理ヘッド１−５０の研磨面は、回転する複数の研磨テープ１−６１により形成される。ウェハＷの下面は、流体圧により支持されているので、ウェハＷを撓ませることなく大きな荷重でウェハＷの上面（裏面）に対して研磨テープ１−６１を押し付けることができる。

図１３は、処理ヘッド１−５０を下方から見た図である。図１４は、処理ヘッド１−５０に備えられたテープカートリッジ１−６０を示す断面図である。テープカートリッジ１
−６０は、研磨テープ１−６１と、この研磨テープ１−６１をウェハＷに対して押し付ける押圧部材１−６２と、この押圧部材１−６２をウェハに向かって付勢する付勢機構１−６３と、研磨テープ１−６１を繰り出すテープ繰り出しリール１−６４と、研磨に使用された研磨テープ１−６１を巻き取るテープ巻き取りリール１−６５とを備えている。研磨テープ１−６１は、テープ繰り出しリール１−６４から、押圧部材１−６２を経由して、テープ巻き取りリール１−６５に送られる。複数の押圧部材１−６２は、処理ヘッド１−５０の半径方向に沿って延びており、かつ処理ヘッド１−５０の周方向において等間隔に配置されている。この例では、付勢機構１−６３としてばねが使用されている。

テープ巻き取りリール１−６５は、テープ巻き取り軸１−６７の一端に連結されている。テープ巻き取り軸１−６７の他端には、かさ歯車１−６９が固定されている。複数のテープカートリッジ１−６０に連結されたこれらのかさ歯車１−６９は、モータ１−Ｍ２に連結された、かさ歯車１−７０と噛み合っている。したがって、テープカートリッジ１−６０のテープ巻き取りリール１−６５は、モータ１−Ｍ２により駆動されて研磨テープ１−６１を巻き取るようになっている。モータ１−Ｍ２、かさ歯車１−６９，１−７０、およびテープ巻き取り軸１−６７は、研磨テープ１−６１をテープ繰り出しリール１−６４からテープ巻き取りリール１−６５に送るテープ送り機構を構成する。

ウェハＷの研磨処理中は、研磨テープ１−６１は、テープ繰り出しリール１−６４からテープ巻き取りリール１−６５に所定の速度で送られる。したがって、常に新しい（未使用の）研磨テープ１−６１の面がウェハＷに接触する。研磨テープ１−６１は、その終端の近傍にエンドマーク（図示せず）を有している。このエンドマークは、研磨テープ１−６１に近接して配置されたエンドマーク検知センサ１−７１によって検知されるようになっている。エンドマーク検知センサ１−７１が研磨テープ１−６１のエンドマークを検知すると、エンドマーク検知センサ１−７１から検知信号が動作制御部（図示せず）に送られる。検知信号を受け取った動作制御部は、研磨テープ１−６１の交換を促す信号（警報など）を発するようになっている。テープカートリッジ１−６０は、別々に取り外しが可能となっており、簡単な操作でテープカートリッジ１−６０を交換することが可能となっている。

以上、いくつかの例に基づいて本発明の実施形態について説明してきたが、上記した発明の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明には、その均等物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。

１Ａ〜１Ｄ…研磨ヘッド組立体
２Ａ〜２Ｄ… テープ供給回収機構
３…回転保持機構
４…保持ステージ
５…中空シャフト
６…ボールスプライン軸受
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
１２…ケーシング
１４…ケーシング
１５…エアシリンダ
１８…ラジアル軸受
１９…ベローズ
２０…研磨フィルム
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…基材フィルム
３１〜３４ ガイドローラ
３６…上供給ノズル
３７…下供給ノズル
３８…洗浄ノズル
４０…弾性層
４１…加圧機構
４１ａ…加圧パッド
４１ｂ…パッドホルダー
４１ｃ…エアシリンダ（駆動機構）
４２…テープ送り機構
４３〜４９…ガイドローラ
５０…加圧パッド
５０…研磨層
６０…砥粒
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
６９…動作制御部
７５…セパレータシート
８０…第１の塗料
９０…第２の塗料
１２０…隔壁
１３０…研磨ヘッド
１６０…アーム
２００…製造装置
２１０…コータダム
２２０…コンマロール
２３０…コーティングロール
２４０，２５０…ローラ
２６０…温風ドライヤ
２７０…コア
２９０…ベーク炉
１−６…隔壁
１−７…処理室
１−８…排気機構
１−９…排気ダクト
１−１０…基板回転機構
１−１１…チャック
１−１２…中空モータ
１−１４…静止部材
１−１６…回転基台
１−２０ アンギュラコンタクト玉軸受
１−２５ 回転カバー
１−２７ 研磨液供給ノズル
１−３０ リフト機構
１−３１ リングステージ
１−３２ ロッド
１−５０ 処理ヘッド
１−５１ シャフト
１−５３ 揺動アーム
１−５４ 揺動軸
１−５５ 軸回転機構
１−５６ 昇降機構
１−５８ 回転機構
１−６０ テープカートリッジ
１−６１ 研磨テープ
１−６２ 押圧部材
１−６３ 付勢機構
１−６４ テープ繰り出しリール
１−６５ テープ巻き取りリール
１−６７ テープ巻き取り軸
１−６９，７０ かさ歯車
１−７１ エンドマーク検知センサ
１−７２ チャック部
１−９０ 静圧支持機構
１−９１ 支持ステージ
１−９８ ステージ昇降機構
１−９９ ステージ回転機構
Ｍ１〜Ｍ４モータ
ｐ１〜ｐ４…プーリ
ｂ１〜ｂ２…ベルト
Ｗ…ウエハ

Claims (3)

1. 基材フィルムと、
   前記基材フィルムの第１面に配置され、不織布またはシリコンゴムを含む弾性層と、
   前記弾性層の前記基材フィルムとは反対側の面に配置され、砥粒とバインダとを有する研磨層と、
   を備え、
   前記研磨層の表面には、直線状の複数の溝が設けられている、研磨フィルム。
2. 請求項１に記載の研磨フィルムにおいて、
   前記研磨層の表面には、一定の角度で斜めに延びる複数の溝が設けられている、研磨フィルム。
3. 請求項１に記載の研磨フィルムにおいて、
   前記研磨層の表面は、一定の角度で斜めに延びる複数の溝を重ね合わせたパターンを有する、研磨フィルム。

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