JP2023064467A - 基板研磨装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、研磨テープが押圧部材に対してずれることを防止し、精度よく基板のエッジ部を研磨することができる基板研磨装置を提供する。【解決手段】基板研磨装置は、基板Ｗが置かれるステージ面２ａを有し、基板Ｗを保持して回転させる基板保持部１と、研磨テープ７を基板Ｗのエッジ部の接線方向に送る研磨テープ供給装置１３と、研磨テープ７を基板Ｗのエッジ部に押し付ける押圧部材１１を有する研磨ヘッド１０と、研磨テープ７の送り方向において、押圧部材１１の上流側および下流側に配置されたテープ支持ローラー４１，４２を備える。テープ支持ローラー４１，４２は、押圧部材１１による研磨テープ７の押圧方向において、押圧部材１１の押圧面１１ａよりも、ステージ面２ａから離れた位置に配置されており、研磨テープ７の研磨面を支持して研磨テープ７の裏面を押圧面１１ａに押し付けるように配置されている。【選択図】図３

Description

本発明は、ウェーハなどの基板のエッジ部を研磨する装置に関し、特に、基板のエッジ部に階段状の窪みを形成するための基板研磨装置に関する。

半導体デバイスの製造における歩留まり向上の観点から、基板の表面状態の管理が近年注目されている。半導体デバイスの製造工程では、種々の材料がシリコン基板上に成膜される。このため、基板のエッジ部には不要な膜や表面荒れが形成される。近年では、基板のエッジ部のみをアームで保持して基板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、エッジ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基板に形成されたデバイスに付着し、歩留まりを低下させてしまう。そこで、基板のエッジ部に形成された不要な膜を除去するために、研磨装置を用いて基板のエッジ部が研磨される。

また、半導体デバイスのさらなる高密度化および高機能化を達成するために、複数の基
板を積層して３次元的に集積化する３次元実装技術の開発が進んでいる。積層された基板を薄化する際に、基板のエッジ部に割れおよび欠けの原因となるナイフエッジ部が発生することがある。そこで、基板の積層前に予め基板のエッジ部を研磨して、エッジ部に階段状の窪み（ステップ）を形成することで、ナイフエッジ部の発生を防止することが行われている。

図１５は、従来の基板研磨装置を模式的に示す平面図である。図１６は、図１５に示す基板研磨装置を矢印Ｂ方向から見た側面図である。図１５および図１６に示す基板研磨装置は、基板Ｗを保持して回転させる基板保持部１０１と、研磨テープ１０７を支持する２つのガイドローラー１２１，１２２と、研磨テープ１０７を基板Ｗの接線方向（矢印Ｄで示す）に送る研磨テープ供給装置（図示せず）と、研磨テープ１０７を基板Ｗのエッジ部に押し付ける押圧部材１１１を有する研磨ヘッド１１０を備えている。

複数のガイドローラー１２１，１２２に支持された研磨テープ１０７は、研磨ヘッド１１０を経由して研磨テープ供給装置によって送られる。基板Ｗを回転させながら、研磨ヘッド１１０の押圧部材１１１で研磨テープ１０７を基板Ｗのエッジ部に押し付けることによって、基板Ｗのエッジ部が研磨される。より具体的には、研磨ヘッド１１０の押圧部材１１１は、研磨テープ１０７の裏側から研磨テープ１０７を押し付ける。

特開２０１８－１５８４１号公報

しかしながら、研磨テープ１０７の裏面（研磨面とは反対側）は、研磨面よりも滑らかであるため、研磨テープ１０７の裏面と押圧部材１１１との摩擦は、研磨テープ１０７の研磨面と基板Ｗとの摩擦よりも小さい。このため、基板Ｗの研磨中に研磨テープ１０７が押圧部材１１１に対してずれることがあった。基板Ｗのエッジ部が研磨されると、基板Ｗのエッジ部に階段状の窪み（ステップ部）が形成される。研磨テープ１０７がずれるとステップ部の側面がギザギザになることがあり、基板Ｗのエッジ部を精度よく研磨することができない。

研磨テープ１０７のずれを防止するために、押圧部材１１１内に形成された貫通孔内に真空を形成し、真空吸引によって研磨テープ１０７を押圧部材１１１上に保持させる技術がある。しかしながら、押圧部材１１１に吸着される研磨テープ１０７の面積には限りがあり、研磨テープ１０７を十分に保持するのは困難である。

そこで、本発明は、研磨テープが押圧部材に対してずれることを防止し、精度よく基板のエッジ部を研磨することができる基板研磨装置を提供することを目的とする。

一態様では、基板のエッジ部を研磨する基板研磨装置であって、前記基板が置かれるステージ面を有し、前記基板を保持して回転させる基板保持部と、研磨テープを前記基板のエッジ部の接線方向に送る研磨テープ供給装置と、前記研磨テープを前記基板のエッジ部に押し付ける押圧部材を有する研磨ヘッドと、前記研磨テープの送り方向において、前記押圧部材の上流側および下流側に配置されたテープ支持ローラーを備え、前記テープ支持ローラーは、前記押圧部材による前記研磨テープの押圧方向において、前記押圧部材の押圧面よりも、前記ステージ面から離れた位置に配置されており、前記研磨テープの研磨面を支持して前記研磨テープの裏面を前記押圧面に押し付けるように配置されている、基板研磨装置が提供される。

一態様では、前記研磨ヘッドは、前記テープ支持ローラーと前記押圧部材が固定されたベース部材をさらに備えている。
一態様では、前記ベース部材は、前記押圧部材に押圧力を付与するアクチュエータに連結されている。
一態様では、前記研磨ヘッドは、前記研磨テープの外側縁部を支持するテープストッパと、前記テープ支持ローラーと前記押圧部材の間に位置する斜辺を有するテープバイアス部材を有しており、前記斜辺は、前記押圧部材上の前記研磨テープの幅方向に対して傾斜し、かつ前記研磨テープがテープストッパ側に偏る方向に傾斜している。
一態様では、前記テープ支持ローラーは、前記ステージ面の半径方向において前記押圧部材よりも外側にオフセットした位置にある。

一態様では、基板のエッジ部を研磨する基板研磨装置であって、前記基板が置かれるステージ面を有し、前記基板を保持して回転させる基板保持部と、研磨テープを前記基板のエッジ部の接線方向に送る研磨テープ供給装置と、前記研磨テープを前記基板のエッジ部に押し付ける押圧部材を有する研磨ヘッドを備え、前記研磨ヘッドは、前記研磨テープの外側縁部を支持するテープストッパと、前記押圧部材に隣接した斜辺を有するテープバイアス部材と、前記押圧部材と前記テープバイアス部材が固定されたベース部材を備えており、前記斜辺は、前記押圧部材上の前記研磨テープの幅方向に対して傾斜し、かつ前記研磨テープがテープストッパ側に偏る方向に傾斜している、基板研磨装置が提供される。

一態様では、前記ベース部材は、前記押圧部材に押圧力を付与するアクチュエータに連結されている。
一態様では、前記基板研磨装置は、前記研磨テープの送り方向において、前記押圧部材の上流側および下流側に配置されたテープ支持ローラーをさらに備え、前記テープ支持ローラーは、前記押圧部材による前記研磨テープの押圧方向において、前記押圧部材の押圧面よりも、前記ステージ面から離れた位置に配置されており、前記研磨テープの研磨面を支持して前記研磨テープの裏面を前記押圧面に押し付けるように配置されている。
一態様では、前記テープ支持ローラーは、前記ベース部材に固定されている。
一態様では、前記テープ支持ローラーは、前記ステージ面の半径方向において前記押圧部材よりも外側にオフセットした位置にある。

本発明によれば、押圧部材の上流側および下流側に配置されたテープ支持ローラーにより、研磨テープの裏面は押圧部材に押し付けられる。これにより、押圧部材の押圧面に対する研磨テープの押付力を大きくして、研磨テープと押圧部材との間の動摩擦力を増加させ、研磨テープの押圧部材に対する位置ずれを防止することができる。したがって、基板研磨装置は精度よく基板のエッジ部を研磨することができる。

また、本発明によれば、テープバイアス部材の斜辺は、研磨テープをテープストッパ側に偏る方向にガイドし、研磨テープの外側縁部をテープストッパに押し付けることができる。したがって、研磨テープの押圧部材に対する位置ずれを防止することができ、基板研磨装置は精度よく基板のエッジ部を研磨することができる。

図１（ａ）および図１（ｂ）は、基板の周縁部を示す拡大断面図である。 基板研磨装置の一実施形態を模式的に示す平面図である。 図２に示す基板研磨装置を矢印Ａ方向から見た側面図である。 図２に示す研磨ヘッドの構成を示す模式図である。 図４に示す研磨ヘッドの一部を示す正面図である。 図４に示す研磨ヘッドの一部を示す平面図である。 基板研磨装置の他の実施形態を示す側面図である。 図７に示す研磨ヘッドの構成を示す模式図である。 図８に示す研磨ヘッドの一部を示す正面図である。 図８に示す研磨ヘッドの一部を示す平面図である。 基板研磨装置のさらに他の実施形態を示す側面図である。 図１１に示す研磨ヘッドの構成を示す模式図である。 図１２に示す研磨ヘッドの一部を示す正面図である。 図１２に示す研磨ヘッドの一部を示す平面図である。 従来の基板研磨装置を模式的に示す平面図である。 図１５に示す基板研磨装置を矢印Ｂ方向から見た側面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１（ａ）および図１（ｂ）は、基板Ｗ（例えばウェーハ）の周縁部を示す拡大断面図である。より詳しくは、図１（ａ）はいわゆるストレート型の基板Ｗの断面図であり、図１（ｂ）はいわゆるラウンド型の基板Ｗの断面図である。基板Ｗの周縁部は、ベベル部Ｓおよびエッジ部Ｔを含む領域である。ベベル部Ｓは、基板Ｗの平坦面（表側面および裏側面）に対して傾いた最外側面であり、丸みを帯びた形状または面取りされた形状を有している。

図１（ａ）の基板Ｗにおいて、ベベル部Ｓは、上側傾斜部（上側ベベル部）Ｓ１、下側傾斜部（下側ベベル部）Ｓ２、および側部（アペックス）Ｓ３から構成される基板Ｗの最外周面である。図１（ｂ）の基板Ｗにおいて、ベベル部Ｓは、基板Ｗの最外周面を構成する、湾曲した断面を有する部分である。エッジ部Ｔは、ベベル部Ｓよりも基板Ｗの半径方向内側に位置する環状の平坦部である。エッジ部Ｔは、デバイスが形成された領域を含むこともある。このようなエッジ部Ｔは、トップエッジ部とも呼ばれる。以下に説明する実施形態に係る基板研磨装置は、研磨テープの研磨面を基板Ｗのエッジ部Ｔに摺接させることで基板Ｗのエッジ部Ｔを研磨する。基板Ｗのエッジ部Ｔが研磨されると、基板Ｗのエッジ部Ｔに階段状の窪み（ステップ部）が形成される。このような研磨は、ステップ研磨とも呼ばれる。

図２は、基板研磨装置の一実施形態を模式的に示す平面図であり、図３は、図２に示す基板研磨装置を矢印Ａ方向から見た側面図である。基板研磨装置は、基板Ｗ（例えばウェーハ）を保持して回転させる基板保持部１を備えている。この基板保持部１は、基板Ｗを保持する基板ステージ２と、基板ステージ２をその回転軸心Ｏを中心に回転させるステージモータ３を有する。基板ステージ２の上面は、基板Ｗが置かれるステージ面２ａを構成する。基板ステージ２は、ステージモータ３に連結されており、基板ステージ２のステージ面２ａは、基板ステージ２の回転軸心Ｏを中心にステージモータ３によって回転されるようになっている。研磨される基板Ｗは、基板ステージ２のステージ面２ａに真空吸引などにより保持され、基板ステージ２とともにステージモータ３によって回転される。

基板研磨装置は、研磨テープ７を基板Ｗのエッジ部に押し付ける研磨ヘッド１０と、研磨テープ７を研磨ヘッド１０に供給する研磨テープ供給装置１３を備えている。研磨テープ７は、基板Ｗを研磨するための研磨具である。研磨テープ供給装置１３は、巻き出しリール１４、巻き取りリール１５、リールモータ１７，１８、および２つのガイドローラー２１，２２を備えている。研磨テープ供給装置１３は、研磨テープ７を基板Ｗのエッジ部の接線方向（矢印Ｄで示す）に送るように構成されている。基板Ｗのエッジ部の接線方向は、基板Ｗの半径方向に対して垂直である。

研磨テープ７の一端は巻き出しリール１４に固定され、研磨テープ７の他端は巻き取りリール１５に固定されている。研磨テープ７の大部分は巻き出しリール１４と巻き取りリール１５の両方に巻かれており、研磨テープ７の一部は巻き出しリール１４と巻き取りリール１５との間を延びている。巻き出しリール１４および巻き取りリール１５は、それぞれリールモータ１７，１８によって反対方向のトルクが加えられており、これにより研磨テープ７にはテンションが付与される。

巻き出しリール１４と巻き取りリール１５との間には、テープ送り装置２０が配置されている。研磨テープ７は、テープ送り装置２０によって一定の速度で巻き出しリール１４から巻き取りリール１５に送られる。巻き出しリール１４と巻き取りリール１５との間を延びる研磨テープ７は２つのガイドローラー２１，２２によって支持されている。これら２つのガイドローラー２１，２２は巻き出しリール１４と巻き取りリール１５との間に配置されている。一実施形態では、研磨テープ供給装置１３は、３つ以上のガイドローラーを備えていてもよい。ガイドローラー２１，２２の間を延びる研磨テープ７の下面は、基板Ｗを研磨する研磨面を構成する。

図４は、図２に示す研磨ヘッド１０の構成を示す模式図である。図４に示すように、研磨ヘッド１０は、研磨テープ７を基板Ｗのエッジ部に押し付ける押圧部材１１と、研磨テープ７の研磨面を支持するテープ支持ローラー４１，４２と、押圧部材１１およびテープ支持ローラー４１，４２が固定されたベース部材４０と、押圧部材１１に押付力を付与するアクチュエータとしてのエアシリンダ２５を備えている。ベース部材４０は、エアシリンダ２５のピストンロッド２７の端部に連結されており、ベース部材４０、押圧部材１１、およびテープ支持ローラー４１，４２はピストンロッド２７と一体に移動する。テープ支持ローラー４１，４２と押圧部材１１との相対位置は固定である。

押圧部材１１は、ステージ面２ａ上の基板Ｗのエッジ部の上方に配置されている。押圧部材１１は、ステージ面２ａと平行な押圧面１１ａを有しており、この押圧面１１ａで研磨テープ７を基板Ｗのエッジ部に押し付ける。より具体的には、押圧部材１１の押圧面１１ａは、研磨テープ７の裏側から研磨テープ７の研磨面を基板Ｗのエッジ部に押し付ける。基板Ｗの研磨時に押圧部材１１が基板Ｗに接触しないように、研磨テープ７の内側縁部は、押圧部材１１よりも基板保持部１の回転軸心Ｏに近い位置にある。本明細書において、研磨テープ７の長手方向に延びる縁部のうち、基板保持部１の回転軸心Ｏに近い方を「内側縁部」、遠い方を「外側縁部」と称する。一実施形態では、押圧部材１１はステンレス鋼などの金属または硬質の樹脂から構成されており、ベース部材４０に交換可能に取り付けられてもよい。

エアシリンダ２５のピストンロッド２７は、基板ステージ２の回転軸心Ｏと平行に延びる直動ガイド３３に移動自在に連結されている。したがって、ピストンロッド２７、ベース部材４０、押圧部材１１、およびテープ支持ローラー４１，４２の移動方向は、基板ステージ２の回転軸心Ｏと平行な方向、すなわち、ステージ面２ａ上の基板Ｗの表面に対して垂直な方向に制限される。本実施形態では、基板ステージ２の回転軸心Ｏは鉛直方向に延びている。研磨ヘッド１０はハウジング３９をさらに備えている。エアシリンダ２５および直動ガイド３３はハウジング３９内に配置されており、押圧部材１１およびテープ支持ローラー４１，４２はハウジング３９の外に配置されている。

図５は、図４に示す研磨ヘッド１０の一部を示す正面図である。図６は、図４に示す研磨ヘッド１０の一部を示す平面図である。図６では、ハウジング３９の図示を省略している。

テープ支持ローラー４１，４２は、研磨テープ７の送り方向（矢印Ｄで示す）において、押圧部材１１の上流側および下流側に配置されている。図５および図６に示す実施形態では、テープ支持ローラー４１，４２は、押圧部材１１の両側に配置されている。テープ支持ローラー４１，４２は押圧部材１１に隣接しており、押圧部材１１とテープ支持ローラー４１，４２との間には、他のガイドローラーは存在しない。テープ支持ローラー４１，４２は、押圧部材１１による研磨テープ７の押圧方向（図５の矢印Ｐで示す）において、押圧部材１１の押圧面１１ａよりも、基板保持部１（より具体的には、基板ステージ２）のステージ面２ａ（図４参照）から離れた位置に配置されている。テープ支持ローラー４１，４２は、テープ支持ローラー４１，４２間の研磨テープ７が基板Ｗの接線方向に延びるように配置されている。

テープ支持ローラー４１，４２は、研磨テープ７の研磨面を支持して研磨テープ７を押圧部材１１の押圧面１１ａから離れる方向にガイドするように配置されている。テープ支持ローラー４１は、その両側に一対の内側鍔４１ａ、外側鍔４１ｂを有している。内側鍔４１ａ、外側鍔４１ｂは研磨テープ７の進行方向を制限（案内）する機能を有する。同様に、テープ支持ローラー４２は、その両側に一対の内側鍔４２ａ、外側鍔４２ｂを有している。内側鍔４２ａ、外側鍔４２ｂも、研磨テープ７の進行方向を制限（案内）する機能を有する。テープ支持ローラー４１，４２はベース部材４０に対して回転可能に構成されており、研磨テープ７が送られると、研磨テープ７に転がり接触する。これにより、研磨テープ７の研磨面との摩擦によって、テープ支持ローラー４１，４２が摩耗することを抑制することができる。

テープ支持ローラー４１，４２の高さ方向の位置は、研磨テープ７の強度や所望のテープテンションに応じて、押圧部材１１の押圧面１１ａに対して研磨テープ７が適切な角度αで傾斜するように設定される。一実施形態では、テープ支持ローラー４１，４２は、押圧部材１１の押圧面１１ａに対する研磨テープ７の傾斜角度αが３０度～５５度の範囲内となるように配置される。

ガイドローラー２１，２２（図３参照）の高さ方向の位置は、テープ支持ローラー４１，４２と同じ位置、またはテープ支持ローラー４１，４２よりも高い位置に配置されている。一実施形態では、ガイドローラー２１，２２とテープ支持ローラー４１，４２の間の研磨テープ７が水平となるように、ガイドローラー２１，２２とテープ支持ローラー４１，４２が配置される。

基板Ｗの研磨は次のようにして行われる。基板Ｗは、その表面に形成されている膜（例えば、デバイス層）が上を向くように基板ステージ２に保持され、さらに基板Ｗは基板ステージ２とともにその回転軸心Ｏを中心に回転される。回転する基板Ｗの中心には、図示しない液体供給ノズルから液体（例えば、純水）が供給される。この状態で、研磨ヘッド１０の押圧部材１１は研磨テープ７を基板Ｗのエッジ部に押し付ける。回転する基板Ｗと、研磨テープ７との摺接により、基板Ｗのエッジ部が研磨される。基板Ｗのエッジ部が研磨された結果として、基板Ｗのエッジ部には階段状の窪み（ステップ部）が形成される。

研磨テープ７の裏面（研磨面とは反対側）は、研磨面よりも滑らかである。このため、研磨テープ７の裏面と押圧部材１１との間に生じる動摩擦力が小さく、基板Ｗの研磨中に研磨テープ７が押圧部材１１に対してずれることがあった。そこで、テープ支持ローラー４１，４２により研磨テープ７の裏面を押圧部材１１の押圧面１１ａに対して押し付けることで、押圧部材１１の押圧面１１ａに対する研磨テープ７の押付力を大きくすることができる。結果として、研磨テープ７の裏面と押圧部材１１との間に生じる動摩擦力を大きくすることができる。

基板Ｗの研磨時には、回転する基板Ｗのエッジ部と押圧部材１１との接触によって、研磨ヘッド１０がわずかに上下動することがある。従来の基板研磨装置では、図１６に示すように、ガイドローラー１２１，１２２は、研磨テープ１０７の研磨面の裏側を支持している。このような構成では、押圧部材１１１の押圧面に対する研磨テープ１０７の傾斜角度を大きくすると、テープテンションに起因して研磨テープ１０７から研磨ヘッド１１０に加わる上向きの力が大きくなり、研磨ヘッド１１０の上下動が押圧部材１１１の押圧力に与える影響が大きくなる。結果として、基板Ｗの研磨時の押圧力にばらつきが発生し、基板Ｗを均一に研磨することができない。そのため、押圧部材１１１の押圧面に対する研磨テープ１０７の傾斜角度を大きくすることができなかった。

本実施形態によれば、テープ支持ローラー４１，４２は、研磨テープ７の研磨面を支持しており、テープ支持ローラー４１，４２および押圧部材１１は、ともに研磨ヘッド１０のベース部材４０に固定されている。このような配置により、基板Ｗの研磨時の研磨ヘッド１０の上下動が押圧部材１１の基板Ｗに対する押圧力に与える影響を抑えつつ、押圧部材１１の押圧面１１ａに対する研磨テープ７の傾斜角度を大きくすることができる。研磨テープ７にテープテンションが付与されると、テープ支持ローラー４１，４２間を延びる研磨テープ７は押圧部材１１の押圧面１１ａに押し付けられ、研磨テープ７の裏面と押圧部材１１との間に生じる動摩擦力が大きくなる。結果的に、押圧部材１１に対する研磨テープ７の位置ずれを防止することができ、基板研磨装置は精度よく基板Ｗのエッジ部を研磨することができる。

次に、基板研磨装置の他の実施形態について説明する。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図２乃至図６を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。図７は、基板研磨装置の他の実施形態を示す側面図である。図８は、図７に示す研磨ヘッド１０の構成を示す模式図である。図９は、図８に示す研磨ヘッド１０の一部を示す正面図である。図１０は、図８に示す研磨ヘッド１０の一部を示す平面図である。図１０では、ハウジング３９の図示を省略しており、研磨テープ７の一部は一点鎖線で示されている。本実施形態に係る基板研磨装置は、研磨ヘッド１０の構成が図２乃至図６を参照して説明した実施形態と異なる。

本実施形態の研磨ヘッド１０は、押圧部材１１と、テープバイアス部材４３と、テープストッパ４４と、ベース部材４０と、エアシリンダ２５を備えている。押圧部材１１、テープバイアス部材４３、およびテープストッパ４４は、ベース部材４０に固定されている。ベース部材４０は、押圧部材１１に押付力を付与するアクチュエータとしてのエアシリンダ２５のピストンロッド２７の端部に連結されている。ベース部材４０、押圧部材１１、テープバイアス部材４３、およびテープストッパ４４はピストンロッド２７と一体に移動する。エアシリンダ２５および直動ガイド３３はハウジング３９内に配置されており、押圧部材１１、テープバイアス部材４３、およびテープストッパ４４はハウジング３９の外に配置されている。

押圧部材１１は、ステージ面２ａ上の基板Ｗのエッジ部の上方に配置されている。押圧部材１１は、ステージ面２ａと平行な押圧面１１ａを有しており、この押圧面１１ａで研磨テープ７を基板Ｗのエッジ部に押し付ける。より具体的には、押圧部材１１の押圧面１１ａは、研磨テープ７の裏側から研磨テープ７の研磨面を基板Ｗのエッジ部に押し付ける。基板Ｗの研磨時に押圧部材１１が基板Ｗに接触しないように、研磨テープ７の内側縁部は、押圧部材１１よりも基板保持部１の回転軸心Ｏに近い位置にある。

本実施形態のテープバイアス部材４３は、押圧部材１１の上面に取り付けられた板状の部材である。図１０に示すように、テープバイアス部材４３は台形の形状を有しており、押圧部材１１に隣接した斜辺４３ａ，４３ｂを有している。斜辺４３ａ，４３ｂは、研磨テープ７の送り方向（矢印Ｄで示す）において、押圧部材１１の上流側および下流側に位置している。斜辺４３ａ，４３ｂは、押圧部材１１上の研磨テープ７の幅方向に対して傾斜し、かつ研磨テープ７がテープストッパ側に偏る方向に傾斜している。より具体的には、斜辺４３ａ，４３ｂは、基板保持部１の回転軸心Ｏからの距離に従って押圧部材１１に近づく方向に傾斜している。

テープバイアス部材４３の形状は、研磨テープ７がテープストッパ側に偏る方向に傾斜する斜辺４３ａ，４３ｂを有していれば、本実施形態に限定されない。例えば、斜辺４３ａ，４３ｂが棒状の部材から構成されてもよいし、テープバイアス部材４３は押圧部材１１の上流側に位置する斜辺４３ａを有する部材と、押圧部材１１の下流側に位置する斜辺４３ｂを有する部材に分割されていてもよい。

テープストッパ４４は、押圧部材１１の下面に取り付けられた部材である。テープストッパ４４は、研磨テープ７の外側縁部を支持しており、基板Ｗの研磨中に研磨テープ７が基板Ｗの半径方向外側にずれることを防止する。研磨テープ７の外側縁部を適切な位置で支持するために、テープストッパ４４は研磨テープ７の幅方向に移動可能に構成されてもよい。一実施形態では、テープバイアス部材４３および／またはテープストッパ４４と押圧部材１１は一体成形された一体構造物であってもよい。

本実施形態によれば、研磨テープ７は、押圧部材１１とガイドローラー２１，２２との間でテープバイアス部材４３の斜辺４３ａ，４３ｂに接触してガイドされる。研磨テープ７が送られると、研磨テープ７と斜辺４３ａ，４３ｂとの接触抵抗が少ない方向、すなわち基板保持部１の回転軸心Ｏから離れる方向に研磨テープ７がガイドされる。ガイドされた研磨テープ７は、その外側縁部をテープストッパ４４によって支持されるため、研磨テープ７の位置を一定に保つことができる。これにより、押圧部材１１に対する研磨テープ７の位置ずれを防止することができ、基板研磨装置は精度よく基板Ｗのエッジ部を研磨することができる。

次に、基板研磨装置のさらに他の実施形態について説明する。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図２乃至図６、および図７乃至図１０を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。図１１は、基板研磨装置のさらに他の実施形態を示す側面図である。図１２は、図１１に示す研磨ヘッド１０の構成を示す模式図である。図１３は、図１２に示す研磨ヘッド１０の一部を示す正面図である。図１４は、図１２に示す研磨ヘッド１０の一部を示す平面図である。図１４では、ハウジング３９およびベース部材４０の図示を省略している。

本実施形態に係る研磨ヘッド１０は、図２乃至図６を参照して説明したテープ支持ローラー４１，４２を備えており、さらに図７乃至図１０を参照して説明したテープバイアス部材４３と、テープストッパ４４を備えている。

本実施形態の研磨ヘッド１０は、押圧部材１１と、２つのテープ支持ローラー４１，４２と、テープバイアス部材４３と、テープストッパ４４と、ベース部材４０と、エアシリンダ２５を備えている。押圧部材１１、テープ支持ローラー４１，４２、テープバイアス部材４３、およびテープストッパ４４は、ベース部材４０に固定されている。ベース部材４０は、押圧部材１１に押付力を付与するアクチュエータとしてのエアシリンダ２５のピストンロッド２７の端部に連結されている。ベース部材４０、押圧部材１１、テープ支持ローラー４１，４２、テープバイアス部材４３、およびテープストッパ４４はピストンロッド２７と一体に移動する。

テープ支持ローラー４１，４２、押圧部材１１、テープバイアス部材４３、およびテープストッパ４４の相対位置は固定である。エアシリンダ２５および直動ガイド３３はハウジング３９内に配置されており、押圧部材１１、テープ支持ローラー４１，４２、テープバイアス部材４３、およびテープストッパ４４はハウジング３９の外に配置されている。

押圧部材１１は、ステージ面２ａ上の基板Ｗのエッジ部の上方に配置されている。押圧部材１１は、ステージ面２ａと平行な押圧面１１ａを有しており、この押圧面１１ａで研磨テープ７を基板Ｗのエッジ部に押し付ける。より具体的には、押圧部材１１の押圧面１１ａは、研磨テープ７の裏側から研磨テープ７の研磨面を基板Ｗのエッジ部に押し付ける。基板Ｗの研磨時に押圧部材１１が基板Ｗに接触しないように、研磨テープ７の内側縁部は、押圧部材１１よりも基板保持部１の回転軸心Ｏに近い位置にある。

テープ支持ローラー４１，４２は、研磨テープ７の送り方向（矢印Ｄで示す）において、押圧部材１１の上流側および下流側に配置されている。テープ支持ローラー４１，４２は、押圧部材１１による研磨テープ７の押圧方向（図１３の矢印Ｐで示す）において、押圧部材１１の押圧面１１ａよりも、基板保持部１（より具体的には、基板ステージ２）のステージ面２ａから離れた位置に配置されている。基板Ｗのエッジ部と研磨テープ７との接触点において、テープ支持ローラー４１，４２は、テープ支持ローラー４１，４２間の研磨テープ７が基板Ｗの接線方向に延びるように配置されている。

テープ支持ローラー４１，４２は、研磨テープ７の研磨面を支持して研磨テープ７をガイドするように配置されている。テープ支持ローラー４１は、その両側に一対の内側鍔４１ａ、外側鍔４１ｂを有している。内側鍔４１ａ、外側鍔４１ｂは研磨テープ７の進行方向を制限（案内）する機能を有する。同様に、テープ支持ローラー４２は、その両側に一対の内側鍔４２ａ、外側鍔４２ｂを有している。内側鍔４２ａ、外側鍔４２ｂも、研磨テープ７の進行方向を制限（案内）する機能を有する。テープ支持ローラー４１，４２は図示しない回転軸によって回転可能に構成されており、研磨テープ７が送られると、回転しながら研磨テープ７に接触する。これにより、研磨テープ７の研磨面との摩擦によって、テープ支持ローラー４１，４２が摩耗することを防止する。

図１４に示すように、テープ支持ローラー４１，４２は、ステージ面２ａの半径方向において、押圧部材１１よりも外側にオフセットした位置にある。より具体的には、テープ支持ローラー４１，４２の内側鍔４１ａ，４２ａは、押圧部材１１の内端１１ｂよりも、基板保持部１の回転軸心Ｏから離れた位置に配置されている。このようなテープ支持ローラー４１，４２の配置により、研磨テープ７の外側縁部は、テープストッパ４４に押し付けられる。

一実施形態では、図２乃至図６を参照して説明した研磨ヘッド１０の構成と同様に、テープ支持ローラー４１，４２は、テープ支持ローラー４１，４２間の研磨テープ７が基板Ｗの接線方向に延びるように配置されてもよい。

図１３に示すように、テープ支持ローラー４１，４２の高さ方向の位置は、研磨テープ７の強度や所望のテープテンションに応じて、押圧部材１１の押圧面１１ａに対して研磨テープ７が適切な角度αで傾斜するように設定される。一実施形態では、テープ支持ローラー４１，４２は、押圧部材１１の押圧面１１ａに対する研磨テープ７の傾斜角度αが３０度～５５度の範囲内となるように配置される。

ガイドローラー２１，２２（図１１参照）の高さ方向の位置は、テープ支持ローラー４１，４２と同じ位置、またはテープ支持ローラー４１，４２よりも高い位置に配置されている。一実施形態では、ガイドローラー２１，２２とテープ支持ローラー４１，４２の間の研磨テープ７が水平となるように、ガイドローラー２１，２２とテープ支持ローラー４１，４２が配置される。

本実施形態のテープバイアス部材４３は、押圧部材１１の上面に取り付けられた板状の部材である。図１４に示すように、テープバイアス部材４３の形状は台形を有しており、テープ支持ローラー４１，４２と押圧部材１１の間に位置する斜辺４３ａ，４３ｂを有している。斜辺４３ａ，４３ｂは押圧部材１１に隣接しており、研磨テープ７の送り方向（矢印Ｄで示す）において、押圧部材１１の上流側および下流側に位置している。斜辺４３ａ，４３ｂは、押圧部材１１上の研磨テープ７の幅方向に対して傾斜し、かつ研磨テープ７がテープストッパ側に偏る方向に傾斜している。より具体的には、斜辺４３ａ，４３ｂは、基板保持部１の回転軸心Ｏからの距離に従って押圧部材１１に近づく方向に傾斜している。

テープバイアス部材４３の形状は、研磨テープ７がテープストッパ側に偏る方向に傾斜する斜辺４３ａ，４３ｂを有していれば、本実施形態に限定されない。例えば、斜辺４３ａ，４３ｂが棒状の部材から構成されてもよいし、テープバイアス部材４３は押圧部材１１の上流側に位置する斜辺４３ａを有する部材と、押圧部材１１の下流側に位置する斜辺４３ｂを有する部材に分割されていてもよい。

テープストッパ４４は、押圧部材１１の下面に取り付けられた部材である。テープストッパ４４は、研磨テープ７の外側縁部を支持しており、基板Ｗの研磨中に研磨テープ７が基板Ｗの半径方向外側にずれることを防止する。研磨テープ７の外側縁部を適切な位置で支持するために、テープストッパ４４は研磨テープ７の幅方向に移動可能に構成されてもよい。一実施形態では、テープバイアス部材４３および／またはテープストッパ４４と押圧部材１１は一体成形された一体構造物であってもよい。

本実施形態によれば、テープ支持ローラー４１，４２は、研磨テープ７の研磨面を支持しており、テープ支持ローラー４１，４２および押圧部材１１は、ともに研磨ヘッド１０のベース部材４０に固定されている。これにより、基板Ｗの研磨時の研磨ヘッド１０の上下動が押圧部材１１の基板Ｗに対する押圧力に与える影響を抑えつつ、押圧部材１１の押圧面１１ａに対する研磨テープ７の傾斜角度を大きくすることができる。研磨テープ７にテープテンションが付与されると、テープ支持ローラー４１，４２間を延びる研磨テープ７は押圧部材１１の押圧面１１ａに押し付けられ、研磨テープ７の裏面と押圧部材１１との間に生じる動摩擦力が大きくなる。結果的に、押圧部材１１に対する研磨テープ７の位置ずれを防止することができ、基板研磨装置は精度よく基板Ｗのエッジ部を研磨することができる。

さらに、本実施形態によれば、研磨テープ７は、押圧部材１１とテープ支持ローラー４１，４２との間でテープバイアス部材４３の斜辺４３ａ，４３ｂに接触してガイドされる。研磨テープ７が送られると、斜辺４３ａ，４３ｂの接触抵抗が少ない方向、すなわち基板保持部１の回転軸心Ｏから離れる方向に研磨テープ７がガイドされる。ガイドされた研磨テープ７は、その外側縁部をテープストッパ４４によって支持されるため、研磨テープ７の位置を一定に保つことができる。加えて、テープ支持ローラー４１，４２が基板Ｗの半径方向外側にオフセットされているため、研磨テープ７の外側縁部がテープストッパ４４に支持されるように効果的に研磨テープ７をガイドすることができる。これにより、押圧部材１１に対する研磨テープ７の位置ずれを防止することができ、基板研磨装置は精度よく基板Ｗのエッジ部を研磨することができる。

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野におけ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。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。

１ 基板保持部
２ 基板ステージ
２ａ ステージ面
３ ステージモータ
７ 研磨テープ
１０ 研磨ヘッド
１１ 押圧部材
１１ａ 押圧面
１３ 研磨テープ供給装置
１４ 巻き出しリール
１５ 巻き取りリール
１７，１８ リールモータ
２０ テープ送り装置
２１，２２ ガイドローラー
２５ エアシリンダ（アクチュエータ）
２７ ピストンロッド
３３ 直動ガイド
３９ ハウジング
４０ ベース部材
４１，４２ テープ支持ローラー
４１ａ，４２ａ 内側鍔
４１ｂ，４２ｂ 外側鍔
４３ テープバイアス部材
４３ａ，４３ｂ 斜辺
４４ テープストッパ

Claims (10)

1. 基板のエッジ部を研磨する基板研磨装置であって、
   前記基板が置かれるステージ面を有し、前記基板を保持して回転させる基板保持部と、
   研磨テープを前記基板のエッジ部の接線方向に送る研磨テープ供給装置と、
   前記研磨テープを前記基板のエッジ部に押し付ける押圧部材を有する研磨ヘッドと、
   前記研磨テープの送り方向において、前記押圧部材の上流側および下流側に配置されたテープ支持ローラーを備え、
   前記テープ支持ローラーは、前記押圧部材による前記研磨テープの押圧方向において、前記押圧部材の押圧面よりも、前記ステージ面から離れた位置に配置されており、前記研磨テープの研磨面を支持して前記研磨テープの裏面を前記押圧面に押し付けるように配置されている、基板研磨装置。
2. 前記研磨ヘッドは、前記テープ支持ローラーと前記押圧部材が固定されたベース部材をさらに備えている、請求項１に記載の基板研磨装置。
3. 前記ベース部材は、前記押圧部材に押圧力を付与するアクチュエータに連結されている、請求項２に記載の基板研磨装置。
4. 前記研磨ヘッドは、
   前記研磨テープの外側縁部を支持するテープストッパと、
   前記テープ支持ローラーと前記押圧部材の間に位置する斜辺を有するテープバイアス部材を有しており、
   前記斜辺は、前記押圧部材上の前記研磨テープの幅方向に対して傾斜し、かつ前記研磨テープがテープストッパ側に偏る方向に傾斜している、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の基板研磨装置。
5. 前記テープ支持ローラーは、前記ステージ面の半径方向において前記押圧部材よりも外側にオフセットした位置にある、請求項４に記載の基板研磨装置。
6. 基板のエッジ部を研磨する基板研磨装置であって、
   前記基板が置かれるステージ面を有し、前記基板を保持して回転させる基板保持部と、
   研磨テープを前記基板のエッジ部の接線方向に送る研磨テープ供給装置と、
   前記研磨テープを前記基板のエッジ部に押し付ける押圧部材を有する研磨ヘッドを備え、
   前記研磨ヘッドは、
   前記研磨テープの外側縁部を支持するテープストッパと、
   前記押圧部材に隣接した斜辺を有するテープバイアス部材と、
   前記押圧部材と前記テープバイアス部材が固定されたベース部材を備えており、
   前記斜辺は、前記押圧部材上の前記研磨テープの幅方向に対して傾斜し、かつ前記研磨テープがテープストッパ側に偏る方向に傾斜している、基板研磨装置。
7. 前記ベース部材は、前記押圧部材に押圧力を付与するアクチュエータに連結されている、請求項６に記載の基板研磨装置。
8. 前記研磨テープの送り方向において、前記押圧部材の上流側および下流側に配置されたテープ支持ローラーをさらに備え、
   前記テープ支持ローラーは、前記押圧部材による前記研磨テープの押圧方向において、前記押圧部材の押圧面よりも、前記ステージ面から離れた位置に配置されており、前記研磨テープの研磨面を支持して前記研磨テープの裏面を前記押圧面に押し付けるように配置されている、請求項６または７に記載の基板研磨装置。
9. 前記テープ支持ローラーは、前記ベース部材に固定されている、請求項８に記載の基板研磨装置。
10. 前記テープ支持ローラーは、前記ステージ面の半径方向において前記押圧部材よりも外側にオフセットした位置にある、請求項８または９に記載の基板研磨装置。

Images