JP4999417B2 - 研磨装置、研磨方法、処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、研磨テープを研磨対象物に当接し、両者の相対的運動で該研磨対象を研磨するする研磨装置、及び研磨方法に関し、特に半導体ウエハ等の基板の周縁部を研磨するのに好適な研磨装置、研磨方法、及び該研磨装置を用いた処理装置に関するものである。

従来、この種の研磨装置として、研磨テープ供給リール機構と、研磨ヘッドと、研磨テープ回収リール機構を備えると共に、研磨テープ供給リールから供給される研磨テープを研磨ヘッドを通して研磨テープ回収リール機構に回収する研磨テープ供給・回収機構を備え、研磨ヘッドを通る研磨テープを半導体ウエハ等の研磨対象物の周縁部に当接し、該研磨テープと研磨対象物の相対的運動により該研磨対象物を研磨するようにしたものがある。

図１は、上記研磨装置の概略構成を示す図で、図２は研磨装置の研磨テープ供給・回収機構の平面構成例を示す図である。図示するように、研磨装置１００は研磨テープ供給リール機構１０１と、研磨ヘッド１０３と、研磨テープ回収リール機構１０２を備え、研磨テープ供給リール機構１０１からガイドローラ１０４を経由して供給される研磨テープ１０５は、研磨ヘッド１０３を通って、更にガイドローラ１０６を経由して研磨テープ回収リール機構１０２に巻取り回収される。研磨ヘッド１０３を通る研磨テープ１０５に基板保持ステージ１２０に保持された基板（半導体ウエハ等）Ｗの周縁部を当接し研磨テープと研磨対象物の相対的運動により、基板Ｗの周縁部を研磨する。

研磨テープ供給リール機構１０１、研磨テープ回収リール機構１０２はそれぞれ駆動モータ１０７、駆動モータ１０８で駆動されるようになっており、更に駆動モータ１０７、駆動モータ１０８にはそれぞれその回転角度を検出するロータリーエンコーダ１０９、ロータリーエンコーダ１１０を備えている。駆動モータ１０７及び駆動モータ１０８の回転トルクを制御して研磨テープ１０５に付与する張力を一定に保持している。なお、研磨テープ１０５は研磨テープ供給リール機構１０１のリール板１１４ａと１１４ｂの間に研磨テープ巻体１１１として収容され、回収された研磨テープ１０５は研磨テープ回収リール機構１０２のリール板１１５ａと１１５ｂとの間に研磨テープ巻体１１１として収容される。

研磨テープ１０５は図３に示すように、研磨テープ供給リール機構１０１の内径Ｄｃｉ、外径Ｄｃｏの中空円筒型の芯（コア）１０１ａに研磨テープ巻体１１１として巻かれている。新しい研磨テープ供給リール機構１０１は、研磨テープ１０５が消費されていくので、その巻体１１１の外径が小さくなる。一方、研磨テープ回収リール機構１０２は研磨テープ１０５を巻き取っていくので、その巻体１１１の外径は大きくなる。仮に、駆動モータ１０７．１０８の回転トルクを一定に保ち、研磨テープ１０５が消費されて研磨テープ巻体１１１の外径が変化すると研磨テープ１０５に付与される張力が変化してしまう。研磨テープ１０５の張力は研磨テープ１０５と研磨対象物である基板Ｗの研磨荷重として作用する。従って、研磨テープ１０５の消費量によらず、研磨荷重を一定に保つためには、研磨テープ１０５の張力を研磨テープ１０５の巻体１１１の外径の変化によらず一定にする必要がある。このため、研磨テープ１０５の巻体１１１の外径変化に応じて駆動モータ１０７及び駆動モータ１０８の出力を制御して研磨テープ供給リール機構１０１及び研磨テープ回収リール機構１０２に与える回転トルクを制御する必要がある。

従来、研磨テープ供給リール機構１０１や研磨テープ回収リール機構１０２の研磨テープ１０５の巻体１１１の外径を検知するための構成は、図４に示すように、研磨テープ供給リール機構１０１の研磨テープ巻体１１１を挟み込むように一対のレーザセンサからなる外径センサ１１２と外径センサ１１３を設け、一方の外径センサ１１２を投光側とし、他方を外径センサ１１３を受光側とし、研磨テープ１０５の巻体１１１で遮光される距離を検出してその外径に換算していた。図４に示す構成例は、研磨テープ供給リール機構１０１の研磨テープ１０５の巻体１１１の外径のみを測定する外径センサ１１２、１１３を設けている。

上記研磨テープ１０５の巻体１１１の外径を検知する方法では、研磨テープ供給リール機構１０１と研磨テープ回収リール機構１０２に研磨テープ１０５の巻体１１１の外径を検出する外径センサが必要がある。また、従来技術のように光学式センサを用いた場合には、投光から受光までの遮光量を研磨テープ巻体１１１の外径に換算する関係式をリール毎に調整する必要がある。更に、外径センサ１１２、１１３が研磨テープ供給リール機構１０１の近傍と研磨テープ回収リール機構１０２の近傍に配置されるため、研磨テープ１０５の交換時にこの外径センサ１１２、１１３が邪魔であった。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、研磨前後の簡単な操作で研磨テープ供給リールや研磨テープ回収リールの研磨テープの巻体の外径が算出でき、該外径から研磨テープの残量、使用量等を算出できると共に、研磨テープに加わる張力を制御できる研磨装置、研磨方法、及び該研磨装置を用いた処理装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、研磨テープ供給リールと、研磨ヘッドと、前記研磨ヘッドを傾斜させる研磨ヘッドチルト機構と、前記研磨テープ供給リールから研磨テープを前記研磨ヘッドを通して回収する研磨テープ供給・回収機構を備え、前記研磨ヘッドを通る前記研磨テープを研磨対象物に当接し、該研磨テープと該研磨対象物の相対的運動により該研磨対象物を研磨する研磨装置において、前記研磨ヘッドチルト機構は、前記研磨ヘッドを所定角度だけ傾斜させることにより、前記研磨テープを前記研磨テープ供給リールから所定の長さだけ引き出すようになっており、前記研磨テープ供給・回収機構は、前記研磨テープ供給リールに回転トルクを与え、前記研磨ヘッドを通る前記研磨テープに所定の張力を付与するモータと、該研磨テープ供給リールの回転角度を検出する回転角度検出器を備え、前記研磨ヘッドチルト機構により前記研磨ヘッドを傾斜させて前記研磨テープを所定の長さだけ引き出したときの前記回転角度検出器により検出した研磨テープ供給リールの回転角度から、前記研磨テープ供給リールの研磨テープの巻体外径を算出する研磨テープ巻体外径算出手段を備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の研磨装置において、前記研磨ヘッドチルト機構で引き出された研磨テープを巻き取り回収する研磨テープ回収リールを設けたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、研磨テープ供給リールから引き出される研磨テープを研磨ヘッドを通して回収すると共に、前記研磨ヘッドを通る研磨テープに研磨対象物を当接し、該研磨テープと該研磨対象物の相対的運動により該研磨対象物を研磨する研磨方法において、研磨ヘッドチルト機構により前記研磨ヘッドを所定の角度だけ傾斜させることによって、前記研磨テープを所定の長さ引き出し、該引き出し前後の前記研磨テープ供給リールの回転角度を検出し、該回転角度から前記研磨テープ供給リールの研磨テープの巻体外径を算出することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の研磨方法において、前記研磨テープの所定長さの引き出し及び研磨テープ供給リールの研磨テープの巻体外径の算出は前記研磨処理前又は後に行うことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の研磨方法において、前記算出した前記研磨テープ供給リールの研磨テープの巻体外径から前記研磨テープ供給リールを駆動するモータと前記引き出された研磨テープを巻き取り回収する研磨テープ回収リールを駆動するモータの回転トルクを制御し、前記研磨テープに加わる張力を制御することを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項３又は４に記載の研磨方法において、前記算出した研磨テープ供給リールの研磨テープの巻体外径から前記研磨テープの供給残量を算出することを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の研磨方法において、前記算出した研磨テープの供給残量から研磨テープの交換無しで研磨対象物の研磨処理可能数を算出し、研磨処理不可能な研磨対象物は研磨処理対象としないことを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項４に記載の研磨方法において、前記算出した研磨テープ供給リールの研磨テープの巻体外径と、前記研磨前後の前記研磨テープ供給リールの回転角度から、研磨処理前又は後に前記研磨テープの供給長さ及び回収長さを検知することを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、処理ハウジング内に配置された処理対象物保持ステージに保持された処理対象物の周縁部の研磨を含む処理を施す処理装置において、前記処理対象物の周縁部の研磨に１台又は複数台の請求項１又は２に記載の研磨装置を使用することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、研磨ヘッドチルト機構は、研磨ヘッドを所定角度だけ傾斜させることにより研磨テープを研磨テープ供給リールから所定の長さだけ引き出すようになっており、研磨テープ供給・回収機構は、研磨テープ供給リールに回転トルクを与え、研磨ヘッドを通る研磨テープに所定の張力を付与するモータと、該研磨テープ供給リールの回転角度を検出する回転角度検出器を備え、研磨ヘッドチルト機構により研磨ヘッドを傾斜させて研磨テープを所定の長さだけ引き出したときの回転角度検出器により検出した研磨テープ供給リールの回転角度から、研磨テープ供給リールの研磨テープの巻体外径を算出する研磨テープ巻体外径算出手段を備えたので、簡単な操作により、研磨テープ供給リールの研磨テープの巻体外径を算出できる。

請求項２に記載の発明によれば、研磨ヘッドチルト機構により研磨ヘッドを所定の角度だけ傾斜させることによって、研磨テープを所定の長さ引き出し、該引き出し前後の研磨テープ供給リールの回転角度を検出し、該回転角度から研磨テープ供給リールの研磨テープの巻体外径を算出するので、研磨テープ供給リールの研磨テープの巻体外径を基に研磨テープ供給リールと研磨テープ引出機構を回転するモータの出力トルクを制御して、研磨テープに付与される張力を一定に保持することができる。

請求項３及び４に記載の発明によれば、研磨処理に影響することなく、簡単な操作により研磨テープを所定の長さ引き出し、該引き出し前後の研磨テープ供給リールの回転角度を検出し、該回転角度から研磨テープ供給リールの研磨テープの巻体外径を算出することができる。

請求項５に記載の発明によれば、算出した研磨テープ供給リールの研磨テープの巻体外径から研磨テープ供給リールを駆動するモータと引き出された研磨テープを巻き取り回収する研磨テープ回収リールを駆動するモータの回転トルクを制御し、研磨テープに加わる張力を制御することにより、研磨テープに付与される張力を一定に保持することができる。

請求項６に記載の発明によれば、格別なセンサを用いることなく、算出した研磨テープ供給リールの研磨テープの巻体外径から研磨テープの供給残量を算出することができる。

請求項７に記載の発明によれば、算出した研磨テープの供給残量から研磨テープの交換
無しで研磨対象物の研磨処理可能数を算出し、研磨処理不可能な研磨対象物は研磨処理対象としないので、研磨処理対象とした研磨対象物（研磨装置に投入した研磨対象物）が研磨処理不能となることはない。即ち、研磨テープの供給残量内で研磨処理対象とした研磨対象物を研磨処理できる。

請求項８に記載の発明によれば、格別なセンサを用いることなく、算出した研磨テープ供給リールの研磨テープの巻体外径と、研磨前後の研磨テープ供給リールの回転角度から、研磨テープの供給長さ及び回収長さを検知することができる。また、この研磨テープの供給長さは研磨テープが伸びない限り同じであるから、この長さを比較することにより、研磨中に研磨テープが正常に供給されていることを判断することができるので装置の異常判断にも利用することができる。

請求項９に記載の発明によれば、処理対象物の周縁部の研磨に１台又は複数台の請求項１又は２に記載の研磨装置を使用するので、処理対象物の周縁部の研磨等の優れた処理を行うことができる。また、複数の研磨装置を使用する場合、１台の研磨装置のテープ残量に応じて他方の処理可能状態を判断することができるため、算出した研磨テープの供給残量から研磨テープの交換無しで研磨対象物の研磨処理可能数を算出し、研磨処理不可能な研磨対象物は研磨処理対象としないので、研磨処理対象とした研磨対象物（研磨装置に投入した研磨対象物）が研磨処理不能となることはない。即ち、研磨テープの供給残量内で研磨処理対象とした研磨対象物を研磨処理できる。

以下、本願発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図５〜図７は本発明に係る研磨装置を用いる基板処理装置の構成例を示す図である。図５は本基板処理装置の平断面図、図６は図５のＡ−Ａ断面図、図７は図５のＢ−Ｂ断面図である。基板処理装置１０は基板を保持するための基板保持ステージ２３を有する基板保持ステージユニット２０と、該基板保持ステージユニット２０を基板保持ステージ２３の表面と平行な方向に移動させるための基板保持ステージ移動手段６０、及び基板保持ステージ２３に保持した基板Ｗの周縁を研磨するための２以上の研磨部から構成される。なお、本実施形態では基板Ｗとして半導体ウエハを例に説明するが、基板Ｗは半導体ウエハに限定されるものではない。

ここで、図示する例では、これら２以上の研磨部として、代表的に基板保持ステージ２３に保持された基板Ｗのノッチを研磨するノッチ研磨部４０、及び基板保持ステージ２３に保持された基板Ｗのベベル部（周縁部）を研磨するベベル研磨部５０の２つの研磨部を有する基板処理装置について説明するが、２以上の研磨部として、更に多数のノッチ研磨部やベベル研磨部を備えてもよい。即ち、例えばノッチ研磨部及びベベル研磨部のそれぞれの第１の研磨部で粗研磨を行い、第２の研磨部で仕上げ研磨を行い、第三の研磨部でクリーニングを行うことができる。

ハウジング１１は、仕切板１４によって二つの空間に区画され、上の空間を上室１５、下の空間を下室１６としている。上室１５に基板保持ステージユニット２０、ノッチ研磨部４０及びベベル研磨部５０が収容配置され、下室１６に基板保持ステージ移動手段６０が収容配置されている。

上室１５の側面に開口部１２を有する。この開口部１２は、シリンダー（図示せず）により駆動されるシャッター１３により開閉される。基板Ｗは、この開口部１２を通じて、ハウジング１１の内外に搬入、搬出される。基板Ｗの搬入、搬出は、搬送ロボットハンド（後に詳述）のような既知の基板搬送手段により行われる。なお、シャッター１３によりハウジング１１の開口部１２を閉じることで、ハウジング１１の内部が外部から完全に遮断され、研磨中、ハウジング１１内のクリーン度及び気密性が維持され、これにより、ハウジング１１の外部からの基板Ｗの汚染や、研磨中にハウジング１１の内部からの研磨液やパーティクル等の飛散によるハウジング１１外部の汚染を防止できる。

本基板処理装置１０は、ハウジング１１内に搬入された基板Ｗを基板保持ステージ２３に載置し、又は基板保持ステージ２３に保持された基板Ｗを基板保持ステージ２３から取り上げるための基板チャック機構８０を備えている。

基板チャック機構８０は、図８（ａ）に示すように、２個又はそれ以上の個数のコマ８３を有する第１のチャックハンド８１、２個又はそれ以上の個数のコマ８３を有する第２のチャックハンド８２を備えている。また、この第１及び第２のチャックハンド８１、８２を、基板保持ステージ２３で保持した基板Ｗの表面と平行な方向（矢印Ｔ１方向）に開閉させるためのチャックハンド開閉手段８４、第１及び第２のチャックハンド８１、８２を、基板保持ステージ２３に保持された基板Ｗの表面に垂直な方向（矢印Ｔ２）に往復動させるためのチャックハンド移動手段８５を備えている。第１及び第２のチャックハンド８１、８２を閉じると、第１及び第２のチャックハンド８１、８２のそれぞれのコマ８３が基板Ｗの周縁に当接し、基板Ｗを挟持する。

チャックハンド開閉手段８４は、図８（ａ）に示すように、第１及び第２のチャックハンド８１、８２に螺合させたボールネジ９０、該ボールネジ９０を駆動するためのサーボモータ９１、及び第１及び第２のチャックハンド８１、８２に貫挿させた矢印Ｔ１の方向に伸びるリニアガイド８７を備えている。ガイド８６及びカップリング８９がボールネジ９０に連結されており、サーボモータ９１を駆動すると、第１及び第２のチャックハンド８１、８２が矢印Ｔ１方向に開閉移動する。第１及び第２のチャックハンド８１、８２で基板Ｗを挟持したとき、この基板Ｗの中心は、基板保持ステージ２３の中心（後述する基板保持ステージ２３の回転軸Ｃｓ）上に位置する。

チャックハンド移動機構は、図８（ｂ）に示すように、第１及び第２のチャックハンド８１、８２を取り付けた昇降台８８を備え、該昇降台８８をボールネジ（図示せず）に螺合させ、該ボールネジをサーボモータ（図示せず）により駆動して、第１及び第２のチャックハンド８１、８２を基板保持ステージ２３の表面に垂直な方向（矢印Ｔ２の方向）に往復移動させるものである。図８（ｂ）において、符号Ｌ１は退避位置、符号Ｌ２は基板受渡位置（搬送ロボットハンド１８上の基板Ｗを第１及び第２のチャックハンド８１、８２で挟持し、又は搬送ロボットハンド１８へ半導体ウエハＷを載置する位置）、符号Ｌ３は基板載置位置（基板保持ステージ２３上へ基板Ｗを載置し、又は基板保持ステージ２３に保持した基板Ｗを第１及び第２のチャックハンド８１、８２で挟持する位置）とする。

図５〜図７に示すように、基板保持ステージユニット２０は基板保持ステージ２３を回転させるための基板保持ステージ回転手段、及び基板保持ステージ２３に保持した基板Ｗのノッチ部に対して基板保持ステージ２３を、該基板保持ステージ２３に保持した基板Ｗの表面と同一平面内で旋回往復動（矢印Ｒ５の方向に往復動）させるためのステージ旋回往復移動手段を更に備える。

基板保持ステージ２３は図５〜図７及び図９に示すように、真空ポンプ（図示せず）に連通した１個又は複数個の吸引孔２５（図示の例では１個）を設けた平坦な表面を有する。この表面には、吸引孔２５を塞がないように、一定の高さ（厚さ）の弾力性のあるパッド２４が貼り付けられている。基板Ｗは、このパッド２４上に載置される。吸引孔２５は、中空のシャフト２７の下端に回転可能に取り付けたパイプ２８、及び中空のシャフト６１を通じて、外部の真空ポンプ（図示せず）に連通している。

パッド２４の上面には、吸引孔２５に連通する溝２６ａ、２６ｂが形成されている。好適には、パッド２４の上面に、同心円状の複数個の環状の溝２６ａと該環状の溝２６ａを連結する複数個の溝２６ｂとが形成され、これらの環状の溝２６ａと放射状の溝２６ｂは、上記真空ポンプに連通している。パッド２４上に基板Ｗを載置すると、これら溝２６ａ、２６ｂは、基板Ｗの裏面によって、気密にシールされる。そして、真空ポンプを駆動すると基板Ｗは吸引され、パッド２４上に支持され、変形（湾曲）することなく、基板保持ステージ２３に吸着保持される。

上記のように第１及び第２のチャックハンド８１、８２に挟持された基板Ｗは、チャックハンド移動手段８５により、基板保持ステージ２３上のパッド２４上に載置される。そして、チャックハンド開閉手段８４により、これらチャックハンド８１、８２が開かれ、これと同時に、真空ポンプが駆動して、基板Ｗの裏面側の空間（即ち、パッド２４の上面に形成した溝２６ａ、２６ｂの内部）が減圧され、パッド２４に押し付けられてやや沈み込む。これにより、基板Ｗが基板保持ステージ２３にしっかりと吸着されて保持される。

他方、このように基板保持ステージ２３に吸着して保持されている基板Ｗは、第１及び第２のチャックハンド８１、８２に挟持された後、チャックハンド移動手段８５により、上方へ持ち上げられる。そして、少し浮き上がったところ（０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ）で、真空ポンプが停止され、真空吸着が解除される。これにより、基板保持ステージ２３上の基板Ｗを離脱するとき、大きな離脱力（基板Ｗを基板保持ステージ２３から離脱させるのに要する力）が基板Ｗに瞬時にかかることがなくなった。即ち、基板Ｗを変形させることなく、また破損させることもなく、基板Ｗを基板保持ステージ２３から離脱させることができる。

基板保持ステージ回転手段は、図６及び図７に示すように、基板保持ステージ２３の裏側に回転軸Ｃｓと同軸に取り付けたシャフト２７、及びこのシャフト２７にプーリー３０及びベルト３１を介して連結したモータ３３から構成される。シャフト２７は、ユニット本体２１の支持体２２に軸受を介して回転可能に取り付けられている。モータ３３は、支持体２２に固定されている。基板保持ステージ２３は、モータ３３を駆動すると、シャフト２７を中心に回転する。

ステージ旋回往復移動手段は、基板保持ステージ２３の表面と同一平面内で、基板保持ステージ２３を旋回往復移動させるためのものである。このステージ旋回往復移動手段は、基板保持ステージ２３の回転軸Ｃｓから基板Ｗの略半径の長さ分だけオフセットした位置で、ハウジング１１の仕切板１４の開口部１７を貫通して、基板保持ステージユニット２０のユニット本体２１の支持体２２の下面に固定したシャフト６１、及び仕切板１４の下側で、シャフト６１にプーリー６７とベルト６８を介して連結したモータ６９から構成される。シャフト６１は、中空筒状の軸台２９に軸受を介して回転可能に取り付けられている。この軸台２９の下面は、ハウジング１１の仕切板１４の下方に位置する支持板６２に固定され、軸台２９の上面は、ユニット本体２１の下面に当接して該ユニット本体２１を支持している。

また、モータ６９は、支持板６２に固定されている。基板保持ステージユニット２０は、このモータ６９を駆動すると、このオフセットした位置、即ち旋回軸Ｃｔに関して、基板保持ステージ２３の表面と同一平面内で旋回往復動移動（図５（ａ）及び図５（ｂ）に矢印Ｒ５で示す方向に往復動）する。好適には、ステージ旋回往復移動手段は、基板Ｗを保持した基板保持ステージ２３を、基板Ｗのノッチに関して、基板保持ステージ２３の表面と同一平面内で旋回往復移動させる。

基板保持ステージ移動手段６０は、図６及び図７に示すように、ステージ旋回往復移動手段の軸台２９を固定した支持板６２、及びこの支持板６２を、基板保持ステージ２３の表面と平行な方向に移動させるために構成される。

上記基板保持ステージ移動手段６０は、図示するように、ハウジング１１の仕切板１４と支持板６２との間に位置し、第１の方向（図５（ａ）及び図７に示す矢印Ｘの方向）に移動可能にリニアガイド６５を介して仕切板１４に取り付けた可動板６３、この可動板６３を矢印Ｘ方向に移動させるために、可動板６３に連結したボールネジ７０を駆動するための仕切板１４の下面に固定したモータ７１を有する。可動板６３は、開口部６３ａを有し、この開口部６３ａを軸台２９が通過する。また、この可動板６３の下面に、支持板６２が、第１の方向Ｘと直交する方向（図５及び図６に矢印Ｙで示す方向）に移動可能にリニアガイド６４を介して取り付けられ、支持板６２を矢印Ｙの方向に移動させるために、ボールネジ７２が、可動板６３に固定したモータ７３によって駆動される。即ち、モータ７１を駆動すると、可動板６３に連結したボールネジ７０が回転し、可動板６３は矢印Ｘの方向に移動する。

また、可動板６３に固定したモータ７３を駆動すると、支持板６２に連結したボールネジ７２が回転し、支持板６２が、可動板６３に関して、矢印Ｙ方向に移動する。なお、基板保持ステージユニット２０の矢印Ｘ、Ｙの方向の移動の範囲は、仕切板１４に設けた開口部１７の大きさと、可動板６３に設けた開口部６３ａの大きさに依存するので、基板保持ステージユニット２０の移動範囲を大きくするときは、基板処理装置１０の設計段階において、これらの開口部１７、６３ａの大きさを大きくすればよい。

ノッチ研磨部４０は本発明に係る研磨装置であって、図６及び図１０に示すように、研磨テープ供給リール４６と、研磨ヘッド４４と、研磨テープ回収リール４７を備え、研磨テープ供給リール４６から供給される研磨テープ４３を研磨ヘッド４４を通して研磨テープ回収リール４７に回収する研磨テープ供給・回収機構４５を備え、研磨ヘッド４４を通る研磨テープ４３に研磨対象物である基板Ｗのノッチ部を当接し、研磨テープ４３で基板Ｗのノッチ部を研磨する。

研磨ヘッド４４は、相互に間隔をあけて平行に配列して取り付けた第１及び第２のローラ４１、４２を有し、基板Ｗのノッチ部が第１のローラ４１と第２のローラ４２との間を通過する研磨テープ４３に押し付けられる。研磨テープ供給・回収機構４５は、図１１に示すように、研磨テープ供給リール４６、研磨テープ回収リール４７を備えている。研磨テープ供給リール４６及び研磨テープ回収リール４７にはそれぞれ回転駆動用の駆動モータＭａ、駆動モータＭｂが連結され、更に駆動モータＭａ、駆動モータＭｂにはそれぞれその回転角度を検出するロータリーエンコーダＲＥａ、ロータリーエンコーダＲＥｂが連結されている。研磨テープ供給リール４６と駆動モータＭａとロータリーエンコーダＲＥａで研磨テープ供給リール機構を構成し、研磨テープ回収リール４７と駆動モータＭｂとロータリーエンコーダＲＥｂで研磨テープ回収リール機構を構成している。

ノッチ研磨部４０は、研磨テープ４３を基板Ｗのノッチ部に押し付けた状態で、研磨ヘッド４４を基板Ｗの表面に垂直な方向に往復動させるための垂直方向往復移動手段を備えている。この垂直方向往復移動手段は、図示しないが、基板保持ステージ２３の表面に垂直な方向に長いリニアガイド、研磨ヘッド４４をモータ駆動によって往復移動させるためのクランク・シャフト機構から構成されている。

また、ノッチ研磨部４０は、基板Ｗのノッチの表面側が研磨されるように、研磨テープ４３をノッチ部に押し付けた状態で、研磨ヘッド４４を、ノッチ部に関して旋回往復移動（図１０の矢印Ｒ３で示す方向）させる研磨ヘッドチルト機構を有している。この研磨ヘッドチルト機構は、図示しないが、研磨テープ４３の走行方向と垂直な方向に伸びるシャフト、及びこのシャフトを回転させるモータから構成される。このシャフトは研磨テープ４３に基板Ｗのノッチ部が押し付けられる位置に配置される。そして、このシャフト（このシャフトが研磨ヘッド４４の旋回軸となる）は、研磨ヘッド４４に連結されている。モータを駆動してこのシャフトを回転させると、研磨テープは押し付けられた状態で図１０（ａ）の状態から同図（ｂ）のようになる。これにより、基板Ｗのノッチ部の表面側と裏面側を研磨できる。

ノッチ研磨部４０は、基板Ｗのノッチ部に水又は水ベースの反応に研磨材砥粒を分散させたスラリー状の研磨液や、冷却水を供給するためのノズル４８を更に備えている。

研磨テープ４３として、織布、不織布、発泡体等からなテープが使用できる。また、研磨テープ４３として、可塑性を有する材料からなるテープ状のベースフィルム、及びこのベースフィルムの表面に形成した、研磨材砥粒を樹脂バインダーで固定した研磨層からなるテープを使用できる。研磨材砥粒として、例えば、平均粒径０．１μｍ〜５．０μｍの間の範囲にあるダイヤモンド粒子や平均粒径０．１μｍの間の範囲にあるＳｉＣ粒子が使用できる。樹脂バインダーとして、例えば、ポリエステル系、ポリウレタン系のものが使用できる。ベースフィルムとして、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。

ここで、研磨テープ４３として研磨材砥粒を樹脂バインダーで固定した研磨層からなるテープを、水に研磨材粒子を分散させた研磨液や冷却水と併用して使用することが望ましい。これは、水ベースの反応液を使用せずに研磨できるので、基板Ｗの汚染、更にはハウジング１１の内部の汚染（ハウジング１１の内部に配置されている各構成部品等の汚染）をより防止できるからである。

実用的に、研磨テープ４３の幅は、１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲であり、研磨テープ４３は、数メートルの長さにあり、円筒状の芯材（コア）に巻き付ける。

基板Ｗのノッチ部の研磨は、基板保持ステージ２３に保持された基板Ｗを基板保持ステージ移動手段６０により、基板保持ステージ２３の表面に平行な方向に移動して、基板Ｗのノッチ部をノッチ研磨部４０の研磨テープ４３に押し付け、ステージ旋回往復移動手段により、ノッチ部に対して基板保持ステージ２３を、該基板保持ステージ２３に保持した半導体ウエハＷの表面に同一平面内で旋回往復移動（図５（ａ）及び（ｂ）に矢印Ｒ５で示す方向に往復移動）させることにより行われる。このとき研磨テープ４３をノッチ部に押し付けた状態で、研磨ヘッド４４を基板Ｗの表面に垂直な方向に往復移動させてもよいし、また、研磨テープ４３をノッチ部に押し付け状態で、研磨ヘッド４４をノッチ部に対して旋回往復移動（図１０に矢印Ｒ３で示す方向に往復移動）させてもよい。

ベベル研磨部５０は、図７及び図１２に示すように、先端にコンタクトパッド５１を取り付けたシリンダ５２を有する研磨ヘッド５４、及び研磨テープ５３を研磨ヘッド５４へ供給し、供給した研磨テープ５３を巻き取る研磨テープ供給・回収機構５５（図７参照）を備えている。

研磨テープ供給・回収機構５５は、研磨テープ５３を巻き付けた研磨テープ供給リール５６、研磨テープ供給リール５６からの研磨テープ５３をコンタクトパッド５１を介して、巻き取るための研磨テープ回収リール５７、及び研磨テープ５３を巻き取るために、研磨テープ回収リール５７を駆動する駆動手段（図示せず）から構成される。コンタクトパッド５１上を通過する研磨テープ５３が、コンタクトパッド５１を介して基板Ｗのベベル部に押し付けられ、これにより、ベベル部が研磨される。

ベベル研磨部５０は、研磨テープ５３をベベル部に押し付けた状態で、研磨ヘッド５４を、ベベル部に対して、基板Ｗの正面と垂直な方向（図１２に矢印Ｒ４で示す方向）に旋回往復移動させるための旋回往復移動手段を備えている。この旋回往復移動手段（チルト機構）は図示しないが、研磨テープ５３の走行方向と垂直な方向に伸びるシャフト、及び該シャフトを回転させるモータから構成される。シャフトは、研磨テープ５３が基板Ｗのベベル部に押し付けられる位置に配置される。そして、このシャフト（このシャフトが、研磨ヘッド５４の旋回軸となる）がベベル研磨ヘッドに連結される。モータを駆動すると、研磨テープ５３がベベルに押し付けられた状態で、研磨ヘッド５４が、ベベル部に関して矢印Ｒ４の方向に旋回往復移動し、基板Ｗのベベル部の表面側と裏面側が研磨される。

ベベル研磨部５０は、ベベルに、水又は水ベースの反応液に研磨材砥粒を分散させたスラリー状の研磨液や、冷却水を供給するためのノズル５８（図７参照）を更に備えている。

研磨テープとして、織布、不織布、発泡体等からなるテープが使用できる。また、研磨テープとして、可塑性を有する材料からなるテープ状のベースフィルム、及びこのベースフィルムの表面に形成した、研磨材砥粒を樹脂バインダーで固定した研磨層からなるテープが使用できる。研磨材砥粒として、例えば、平均粒径０．１μｍ〜５．０μｍの間の範囲にあるダイヤモンド粒子や、平均粒径０．１μｍ〜５．０μｍの間の範囲にあるＳｉＣ粒子が使用できる。樹脂バインダーとして、例えば、ポリエステル系、ポリウレタン系のものが使用できる。ベースフィルムとして、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等の可撓性を有する材料からなるフィルムが使用できる。

ここで、研磨テープ５３として研磨材砥粒を樹脂バインダーで固定した研磨層からなるテープを、水に研磨材砥粒を分散させた研磨液や冷却水と併用して使用することが望ましい。これは水ベースの反応液を使用せず研磨できるので、基板Ｗの汚染、更にハウジング１１の内部の汚染（ハウジング１１の内部に配置されている各構成成分の汚染）をより防止できるからである。

実用的に研磨テープ５３の幅は、１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲にあり、研磨テープ５３は数十ｍの長さにあり、円筒状の芯材（コア）に巻き付けられている。

ここで、平均粒径２．０μｍ以上の研磨材砥粒を固定した研磨層を形成した研磨テープを使用して基板Ｗのベベルを研磨すると、基板Ｗの直径寸法を所望の寸法に形成できる。また、平均粒径２．０μｍ未満の研磨材砥粒を固定した研磨層を形成した研磨テープを使用して基板Ｗのベベルを研磨すると、基板Ｗのベベル部の仕上げ研磨を行える。さらに、このように研磨層に固定する研磨材砥粒のサイズ（平均粒径）を選定して、研磨中に研磨ヘッド５４をベベル部に対して矢印Ｒ４の方向に旋回往復移動させると、基板Ｗの上下斜面を所望の角度や形状に形成でき、また仕上げることができる。

基板Ｗのベベル部の研磨は、基板保持ステージ２３に保持した基板Ｗを基板保持ステージ移動手段６０により、基板保持ステージ２３の表面と平行な方向に移動して、基板Ｗのベベル部を研磨テープ５３に押し付け、基板保持ステージ回転手段により、基板保持ステージ２３を回転させることにより行われる。

〔研磨テープ４３の巻体外径の検出〕
上記構成のノッチ研磨部４０を例として、研磨テープ供給リール４６、研磨テープ回収リール４７の研磨テープ４３の巻体の外径を検出する方法を説明する。研磨ヘッド４４による研磨をしていないとき、研磨ヘッド４４を図１０（ａ）の状態から角度αだけ傾斜させる。この傾斜させた様子を同図（ｂ）に示す。研磨ヘッドを傾けることにより、研磨テープ供給４６の研磨テープ４３がチルト角度に応じた長さだけ引き出される。一方、研磨テープ回収リール４７の研磨テープ４３は、チルト角度αに応じた長さだけ巻き取られる。図１０（ａ）における研磨テープ４３上のＡ点は角度αだけ研磨ヘッド４４をチルトさせると同図（ｂ）におけるＡ点に移動する。一方、研磨テープ回収リール４７では図１０（ａ）のＢ点から同図（ｂ）のＢ点に移動する。

この時、研磨テープ供給リール４６、研磨テープ回収リール４７ともに軸が回転するが、研磨テープ供給リール４６、研磨テープ回収リール４７ともにチルト時の回転角度をロータリーエンコーダＲＥａ、ＲＥｂで検出する。研磨テープ４３の巻体の外径が大きな時には傾斜前後の回転角度は小さく、外径が小さい場合は傾斜前後の回転角度は大きく検出される。図１３に研磨テープ４３の長さと巻体外径の関係の一例を示す。図１３に示すように研磨テープの巻き長さに応じて非線形に外径が変化する関係があり、その傾きは研磨テープの巻き長さ（Ｘ軸）の大きさに従って、小さくなっていく。また、図１３の曲線上の異なる２点において、傾きが同じになる箇所はない。

前述のように研磨テープ４３は研磨テープ供給リール４６のコア４６ａ、研磨テープ回収リール４７のコア４７ａに巻き取られており、巻き数によって巻体の外径が変化する。既知の長さ研磨テープ４３を引き出すことにより、研磨テープ供給リール４６、研磨テープ回収リール４７の角度は図１３の傾きに相当する。従って、ノッチ研磨部４０のチルト機構において、チルト角度αを一定とした場合、研磨テープ供給リール４６，研磨テープ回収リール４７それぞれの研磨テープ４３の巻き出し長さ、巻取り長さは研磨テープ４３の巻体の外径が変化しても装置構造上一定である。このとき、研磨テープ４３の巻き出し長さ及び巻き取り長さは巻き体の外径の円弧長さとなる。

図１４は芯Ｃｏに研磨テープ４３を巻いた巻体の、研磨テープ４３を消費しない径が大きいとき（巻体外径Ｄｔ１）と、約半分を消費したとき（巻体外径Ｄｔ２）、残量が僅かになったとき（巻体外径Ｄｔ３）を同時に示した図である。図１４に示すように、研磨テープ４３の巻き径が大きなところでは、研磨テープ４３の引き出し量がＡからＢまでに移動した円弧長さに相当する場合、回転角度はＣとなる。研磨テープ４３を約半分消費したところではＤからＥに移動した円弧長さに相当し、回転角度はＦとなる。研磨テープ４３の残量が僅かなところでは、ＧからＨの円弧長さに相当し、回転角度はＪとなる。このように研磨テープ４３の引き出し長さが一定である場合、リールの回転速度が変化する。研磨テープ４３の引き出し長さ（円弧長さ）とリールの回転角度が既知であれば、巻体外周までの半径、すなわち直径が計算により算出することができる。このようにして研磨テープ回収リール４７の回転角度から研磨テープ４３の巻体の外径を算出することができる。

装置としての稼働状況を考える。本研磨装置で研磨処理を終了した後、次の基板を装置に受け入れるまでに時間がある。この待機（図１０（ａ）の状態）時に研磨ヘッド４４のチルト角度を０度からα度傾斜させ（図１０（ｂ）の状態）、上記のように研磨テープ回収リール４７の回転角度をロータリーエンコーダＲＥｂで検出し、また、待機角度に戻すことにより、研磨テープ４３の巻体の外径を算出し、次に処理において研磨テープ４３に付与する張力が所定の一定値になるように、駆動モータＭａ、Ｍｂの出力トルクを算出し、該出力トルクになるように駆動モータＭａ、Ｍｂをコントロールする。

上記ノッチ研磨部４０の研磨ヘッド４４は後述する研磨テープ送り機構を供え、研磨処理中に研磨テープ４３を供給側から回収側へ微速送りを行い、常に研磨面に新しい未研磨の面を供給するようになっているが、この微速送りによる研磨テープ４３の消費量及び巻体の外径の変化は僅かであるため、駆動モータＭａ、Ｍｂの出力トルクは研磨直前に計算されたトルク値に一定に制御することが望ましい。

研磨テープ４３は研磨テープ供給リール４６のコア４６ａ、研磨テープ回収リール４７のコア４７ａに巻かれており、該コア４６ａ、４７ａの内径及び外径寸法は固定である。このため、上記のように研磨テープ供給リール４６の研磨テープ４３の巻体の外径を算出することによって、研磨テープ供給リール４６の研磨テープ４３の残量を算出することができる。即ち、コア４６ａの外径に近い値になれば研磨テープ４３の残量が少ないことを意味する。このため所定の閾値を設定して計算された研磨テープ４３の巻体の外径が該閾値以下となった場合に研磨テープ４３の交換を促すようにすることができる。

上記のような研磨テープ４３の残量を検出する方法を採用することにより、従来研磨テープ４３に付与していたエンドマークが不要になる。更に、研磨テープ４３の交換を促す研磨テープ４３の巻体の外径として、複数の研磨テープ４３の残量を設定することができるので、比較的長く研磨テープが残っているところ、例えば残量８ｍ位置で、第１の警報を出し、残量５ｍ位置で第２の警報を出し、残量２ｍ位置で第３の警報を出す。そして、第１の警報で交換用の研磨テープ４３（研磨テープの巻体が規定値の研磨テープ供給リール４６、研磨テープの巻体がゼロの研磨テープ回収リール４７）を準備し、第２の警報で交換を行うようにし、第３の警報で次の基板処理を行わないようにインターロックをかけるということも可能である。

研磨テープを引き出す別な手段として研磨テープ送りによる引き出し方法を説明する。
上記ノッチ研磨部４０の研磨ヘッド４４は研磨テープ送り機構Ｇ１を備えている。この研磨テープ送り機構Ｇ１により、研磨テープ４３を一定の速度で研磨テープ供給リール４６から研磨テープ回収リール４７に送ることができるようになっている。研磨テープ送り機構Ｇ１は図１０に示すように、２のガイドローラＧ１ａ、Ｇ１ｂで研磨テープ４３を挟み込み、一方のガイドローラＧ１ａ又はＧ１ｂを回転駆動することにより、一定の速度で研磨テープ４３を送るようになっている。

研磨テープ４３の送り開始する前の研磨テープ供給リール４６の回転角度を検出しておき、次に所定の長さの研磨テープ４３を送り、研磨テープ供給リール４６の角度を検出し、研磨テープ４３の送り前後の回転角度を検出する。この回転角度から、研磨テープ４３の巻体の外径を算出する。そして、再度研磨テープ送り機構Ｇ１により逆方向に、研磨テープ４３を元のテープ位置に戻すようにすれば、次の処理する基板Ｗに対して、研磨テープ４３を無駄なく使用することができる。ここでは研磨テープ送り出し機構Ｇ１を研磨テープ引出機構として機能させている。

上記研磨ヘッド４４のチルド動作により研磨テープ４３を引き出す方法、テープ送り機構Ｇ１による研磨テープ４３の引き出し方法ともに、研磨処理の合間に行うことが望ましい。即ち、研磨処理が終了し、次に研磨処理する基板Ｗが装置に投入される前に上記の一連の動作を行い、研磨テープ４３の巻体の外径を算出しておく。このように研磨テープ４３の巻体の外径の算出を研磨処理の合間に行うことによって、研磨処理直前に算出した研磨テープ４３の巻体の外径から研磨テープ４３に付与する張力を制御する駆動モータＭａ、Ｍｂの出力トルクを算出することがきるので、研磨テープ４３に精度の高い張力を付与することができる。また研磨テープ４３の巻体の外径を算出を研磨処理の合間に行うので、研磨処理としての時間が長くなることがないので、装置のスループットへの影響がない。また、算出された研磨テープ４３の巻体の外径から研磨テープの残量を検出できる。

更に、算出された研磨テープ供給リール４６の研磨テープ４３の巻体の外径から研磨中に供給された研磨テープ４３の長さ、即ち使用量を計算することができる。同時に研磨テープ回収リール４７の研磨テープ４３の巻体の外径から研磨中に回収された研磨テープ４３の長さ、即ち研磨テープ４３の回収量を計算することができる。この研磨テープ４３の供給長さと回収長さは研磨テープ４３が伸びない限り同じであるから、この長さを比較することにより、研磨中の研磨テープ４３が正常に供給され、回収されていることを判断することができ、装置の異常判断としても利用できる。

なお、上記ノッチ研磨部４０の構成例では、研磨テープ回収リール４７は駆動モータＭｂにより回転駆動され、研磨テープ４３の引き出し作用と研磨テープ４３の回収作用を兼ねているが、例えばテープ送り機構Ｇ１のように一対のローラで研磨テープ４３を狭持するように構成し、該一対のローラのどちらか一方を駆動モータで研磨テープ４３の張力が一定となるようにトルク制御するようにしてもよい。この場合、研磨テープ４３は巻き取らず、回収箱等のテープ収容部に収容する。即ち、テープ引出部とテープ回収部を別構成としてもよい。

〔研磨テープ５３の巻体外径の検出〕
上記構成のベベル研磨部５０において、研磨テープ供給リール５６、研磨テープ回収リール５７の研磨テープ５３の巻体の外径を検出する。研磨ヘッド５４による研磨をしていないとき、研磨ヘッド５４を図１２の状態から矢印Ｒ４に所定の角度傾斜させた場合、図１０に示すのと同様、研磨テープ供給リール５６の研磨テープ５３が該角度に応じた長さだけ引き出される。一方、研磨テープ回収リール５７の研磨テープ５３は、該角度に応じた長さだけ巻き取られる。

この時、研磨テープ供給リール５６、研磨テープ回収リール５７ともに軸が回転するが、研磨テープ供給リール５６、研磨テープ回収リール５７ともに回転角度をロータリーエンコーダ（図示せず）で検出する。ベベル研磨部５０のチルト機構において、チルト角度αを一定とした場合、研磨テープ回収リール５７の研磨テープ５３の巻取り量は装置構造上同じであるから、研磨テープ回収リール５７の回転角度から研磨テープ５３の巻体の外径を算出することができる。

装置としての稼働状況を考える。本処理装置で研磨処理を終了した後、次の基板を装置に受け入れるまでに時間がある。この待機時に研磨ヘッド５４を０度から所定角度傾斜させ、研磨テープ回収リール５７の回転角度をロータリーエンコーダで検出し、また、待機角度に戻すことにより、研磨テープ４３の巻体の外径を算出し、次に処理において研磨テープ５３に付与する張力が所定の一定値になるように、研磨テープ供給リール５６と研磨テープ回収リール５７を駆動する駆動モータの出力トルクを算出し、該出力トルクになるように駆動モータをコントロールする。

研磨テープ５３は研磨テープ供給リール５６のコア、研磨テープ回収リール５７のコアに巻かれており、該コアの内径及び外径寸法は固定である。このため、上記のように研磨テープ供給リール５６の研磨テープ５３の巻体の外径を算出することによって、研磨テープ供給リール５６の研磨テープ５３の残量を算出することができる。即ち、コアの外径に近い値になれば研磨テープ５３の残量が少ないことになる。このため所定の閾値を設定して計算された研磨テープ５３の巻体の外径が該閾値以下となった場合に、上記ノッチ研磨部４０と同様、研磨テープ５３を交換を促すようにすることができる。

上記ベベル研磨部５０の研磨ヘッド５４は研磨テープ送り機構Ｇ２を備えている（図１２参照）。この研磨テープ送り機構Ｇ２により、研磨テープ５３を一定の速度で研磨テープ供給リール５６から研磨テープ回収リール５７に送ることができるようになっている。研磨テープ送り機構Ｇ２は図１２に示すように、２つのガイドローラＧ２ａ、Ｇ２ｂで研磨テープ５３を挟み込み、一方のガイドローラＧ２ａを回転駆動することにより、一定の速度で研磨テープ５３を送るようになっている。

研磨テープ５３を送り開始する前の研磨テープ供給リール５６の回転角度を検出しておき、次に所定の長さの研磨テープ５３を送り、研磨テープ供給リール５６の角度を検出し、研磨テープ５３の送り前後の回転角度を検出する。この回転角度から、研磨テープ５３の巻体の外径を算出するようにする。そして、再度研磨テープ送り機構Ｇ２により逆方向に、研磨テープ５３を元のテープ位置に戻すようにすれば、次の処理する基板Ｗに対して、研磨テープ５３を無駄なく使用することができる。ここでは研磨テープ送り機構Ｇ２を研磨テープ引出機構として機能させている。

上記研磨ヘッド５４のチルド動作により研磨テープ５３を引き出す方法、テープ送り機構Ｇ２による研磨テープ５３の引き出し方法ともに、研磨処理の合間に行うことが望ましい。即ち、研磨処理が終了し、次に研磨処理する基板Ｗが装置に投入される前に上記の一連の動作を行い、研磨テープ５３の巻体の外径を算出しておく。このように研磨テープ５３の巻体の外径の算出を研磨処理の合間に行うことによって、研磨処理直前に算出したテープ５３の巻体の外径から研磨テープ５３に付与する張力を制御する駆動モータの出力トルクを算出することがきるので、研磨テープ５３に精度の高い張力を付与することができる。また研磨テープ５３の巻体の外径の算出を研磨処理の合間に行うので、研磨処理としての時間が長くなることがないので、装置のスループットへの影響がない。また、算出された研磨テープ４３の巻体の外径から研磨テープの残量を検出できる。

更に、算出された研磨テープ供給リール５６の研磨テープ５３の巻体の外径から研磨中に供給された研磨テープ５３の長さ、即ち使用量を計算することができる。同時に研磨テープ回収リール５７の研磨テープ５３の巻体の外径から研磨中に回収された研磨テープ５３の長さ、即ち研磨テープ５３の回収量を計算することができる。この研磨テープ５３の供給長さと回収長さは研磨テープ５３が伸びない限り同じであるから、この長さを比較することにより、研磨中の研磨テープ５３が正常に供給され、回収されていることを判断することができ、上記ノッチ研磨部４０と同様、装置の異常判断としても利用できる。

なお、上記ベベル研磨部５０の構成例では、研磨テープ回収リール５７は駆動モータ（図示せず）により回転駆動され、研磨テープ５３の引き出し作用と研磨テープ５３の回収作用を兼ねているが、例えばテープ送り機構Ｇ２のように一対のローラで研磨テープ５３を狭持するように構成し、該一対のローラのどちらか一方を駆動モータで研磨テープ５３の張力が一定となるようにトルク制御するようにしてもよい。この場合、研磨テープ５３は巻き取らず、回収箱等のテープ収容部に収容する。即ち、テープ引出部とテープ回収部を別構成としてもよい。

次に、上記ノッチ研磨部４０の研磨テープ引き出し機構を備え、更に研磨テープ４３に付与したエンドマークＥＭを併用した実施形態例を説明する。図１５に示すように、研磨テープ４３には残り数メートルの位置に、黒色の粘着テープの貼り付けや印刷によるエンドマークＥＭが設けられている。また図１６に示すように、研磨テープ供給リール４６から研磨ヘッド４４側へ出た直後の研磨テープ位置に向けて光学式センサ４９が設けられている。光学式センサ４９は反射型センサであり、レーザー光を研磨テープ４３に照射し、反射した光量を検出する。研磨テープ４３のエンドマークＥＭが貼り付けられた面の研磨テープ４３自体の反射光量と黒色のエンドマークＥＭの反射光量を検出して、エンドマークＥＭがきたことを検出するようになっている。

従来、このエンドマークＥＭの検知は研磨中に行っていたが、ここでは研磨処理前又は研磨処理後に所定の長さの研磨テープ４３を研磨テープ送り出し機構Ｇ１によって送り出し、又は研磨ヘッド４４を図１０（ｂ）に示すようにチルトさせ、研磨テープ４３を所定長さ引き出し、該引き出した研磨テープ４３の長さ領域についてエンドマークＥＭがあるかどうかを検出するようにする。この方法は１つの研磨対象物に使用する研磨テープの長さ、即ち処理単位当りの研磨テープ４３の消費量が送り出した長さより短い場合に有効である。この方法によれば、研磨中ではなく、研磨処理前又は後に研磨テープ４３を引き出すので、研磨中の動作や、研磨条件によって変化する研磨テープ長さに無関係にエンドマークＥＭを検出することができるので、エンドマークＥＭの検出の再現性が向上する。

また、上記構成及び方法によれば、研磨テープ４３へのエンドマークＥＭの付与位置は予め決められているため、前述した引き出した研磨テープ４３の長さと研磨テープ供給リール４６の回転角によって研磨テープ供給リール４６の研磨テープ４３の外径及び残量を算出した値とエンドマークＥＭの検出位置を比較し、実残量に近い値になるように算出するための計算式を補正することができる。更に、算出値とエンドマークＥＭの検出位置が大きく異なる場合は、なんらかの異常としてユーザーに警報を上げることもできる。

また、上記のようにエンドマークＥＭは研磨テープ４３の残り数メートルの位置に設けられているから、光学式センサ４９がエンドマークＥＭを検知してからも、数枚の基板Ｗの研磨処理が可能であり、研磨処理前又は研磨処理後に引き出した所定の長さの研磨テープ４３の領域にエンドマークＥＭを検知した場合、直ちに研磨処理を中止するのではなく余裕をもって対策を立てることができる。なお、上記例ではノッチ研磨部４０の研磨テープ引き出し機構を備え、更に研磨テープ４３に付与したエンドマークＥＭを併用した実施形態例を説明したが、図示は省略するが、ベベル研磨部５０の研磨テープ引き出し機構を備え、更に研磨テープ５３に付与したエンドマークＥＭを併用した実施形態例も当然可能である。

研磨テープ残量算出の他の利用方法について説明する。
図１７は基板処理装置の全体構成を示す概略平面図である。同図に示す基板処理装置２００は、ウエハ供給回収装置２０１Ａ、２０１Ｂを設置したロードアンロードポート２０３と、ウエハ周縁部の形状等の測定を行う測定ユニット２０４と、主にロードアンロードポート２０３と測定ユニット２０４及び下記の洗浄・乾燥ユニット２０５の間でウエハを搬送する第１搬送ロボット２０６と、ウエハ周縁部の研磨を行う第１ベベル研磨ユニット２０７及び第２ベベル研磨ユニット２０８と、研磨後のウエハの洗浄を行う洗浄ユニット２０９と、１次洗浄されたウエハの洗浄及び乾燥を行う洗浄・乾燥ユニット２０５と、主に第１、第２ベベル研磨ユニット２０７，２０８と洗浄ユニット２０９と洗浄・乾燥ユニット２０５の各ユニット間でウエハを搬送する第２搬送ロボット２１０を備えて構成されている。また図示は省略するが、測定ユニット２０４によるウエハの測定結果に基づいて、第１、第２ベベル研磨ユニット２０７．２０８における研磨条件を決定する研磨条件決定機構を備えている。

基板処理装置２００の各ユニットは、クリーンルーム２に設置されたハウジング２１１内に収納設置されており、クリーンルーム２の内部空間と基板処理装置２００の内部空間がハウジング２１１の壁面によって区画されている。そして、ハウジング２１１の上部に設けた吸気部２１２からハウジング２１１内部に清浄な空気が導入されると共に、ハウジング２１１の下部に設けた図示しない排気部から空気が外部へ排出されるようになっており、ハウジング２１１内に清浄空気のダウンフローが形成されるようになっている。これにより基板処理装置２００の内部気圧及び気流が基板処理に最適な状態で調節されている。さらにハウジング２１１内に設置された各ユニットもそれぞれ筐体内に収納配置されており、各ユニットの筐体内の気圧及び気流も基板処理に最適な状態に調節されている。

ロードアンロードポート２０３は、第１搬送ロボット２０６に隣接する側壁２１１ａの外側に設置されている。このロードアンロードポート２０３には、処理対象のウエハを基板処理装置へ供給・回収するＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ ｏｐｅｎｉｎｇ ｕｎｉｆｉｅｄ ｐｏｄ）と称されるウエハ供給回収装置２０１Ａ、２０１Ｂが２台並列に設置されている。そして複数のウエハを収容したウエハカセット（ウエハキャリア）２０２Ａ又は２０２Ｂが、ウエハ供給回収装置２０１Ａ、２０１Ｂのいずれかに搭載されると、ウエハカセット２０２Ａ又は２０２Ｂの蓋が自動的に開くと共に側壁２１１ａに設けた開閉窓（図示せず）が開くことで。ウエハカセット２０２Ａ又は２０２Ｂに収容されているウエハを第１搬送ロボット２０６で取り出して基板処理装置２００内へ搬入することができる状態になる。

ロードアンロードポート２０３にはウエハ供給回収装置２０１Ａ、２０１Ｂが２台並列に設置されているので、これら２台のウエハ供給回収装置２０１Ａ、２０１Ｂから並行してウエハを搬入搬出することができ、基板処理装置２００の稼動率を向上させることができる。即ち、一方のウエハ供給回収装置２０１Ａ又は２０１Ｂに搭載したウエハカセット２０２Ａ又は２０２Ｂのウエハを搬入した後、続けて他方のウエハ供給回収装置２０１Ａ又は２０１Ｂに搭載した他のウエハカセット２０２Ａ又は２０２Ｂのウエハを搬入し、その間に空になった先のウエハカセット２０２Ａ又は２０２Ｂを交換することで、基板処理装置２００で連続してウエハを搬入し続けることが可能となる。

上記のようにベベル研磨部５０で研磨テープ５３の残量がいくらであるかを算出することができる。図１７に示す基板処理装置において、第１、第２ベベル研磨ユニット２０７，２０８に上記構成のベベル研磨部５０を使用すると、研磨テープ５３の残量から、基板処理装置に投入されるウエハのベベル研磨処理時間及び研磨テープ５３の送り量から、研磨テープ５３を交換することなく、基板処理装置２００で処理可能なウエハの枚数を算出することができる。このため、算出したベベル研磨処理可能数より多くのウエハを処理できないという警報を出すことや、基板処理装置２００から研磨テープ５３の交換を促すようにすることもできる。

研磨対象物が半導体ウエハの場合は、通常ウエハは２５枚を１カセットとして処理される。ウエハカセット２０２Ａ、２０２Ｂを基板処理装置２００のロードアンロードポート２０３のウエハ供給回収装置２０１Ａ、２０１Ｂに搭載し、そのウエハカセット２０２Ａ、２０２Ｂ内のウエハの処理条件を基板処理装置２００に登録する。この処理条件は研磨時間、研磨テープ５３の送り量が入力されるので、上記ベベル研磨部５０の研磨テープ５３の残量を算出することにより、ローディングしたウエハカセット２０２Ａ、２０２Ｂ内の全てのウエハが研磨テープ５３の交換なくベベル研磨処理できるかどうかを判断することができる。

なお、図１７の基板処理装置では、ベベル研磨部５０を使用する基板処理装置について説明したが、ノッチ研磨部４０を使用する基板処理装置も同じように構成できる。ベベル研磨部５０で研磨テープ５３の残量がいくらであるかを算出することができる。この場合もノッチ研磨部４０の研磨テープ４３の残量から、基板処理装置に投入されるウエハのベベル研磨処理時間及び研磨テープ４３の送り量から、研磨テープ４３を交換することなく、基板処理装置で処理可能なウエハの枚数を算出することができる。そして算出したノッチ研磨処理可能数より多くのウエハを処理できないという警報を出すことや、基板処理装置から研磨テープ４３の交換を促すようにすることもできる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載のない何れの形状・構造・材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。

従来の研磨装置の概略構成を示す図である。 従来の研磨装置の研磨テープ供給・回収機構の構成を示す図である。 研磨テープ供給リールの芯（コア）と研磨テープの巻体の状態を示す図である。 従来の研磨テープ供給リールの研磨テープの巻体の外径検出状態を示す図である。 本発明に係る研磨装置を用いた基板処理装置の構成例を示す平断面図である。 図５のＡ−Ａ断面図である。 図５のＢ−Ｂ断面図である。 本発明に係る研磨装置を基板チャック機構の構成を示す図である。 本発明に係る研磨装置の基板保持ステージの構成を示す図である。 本発明に係る研磨装置の概略構成を示す図である。 本発明に係る研磨装置の研磨テープ供給・回収機構の構成を示す図である。 本発明に係る研磨装置の概略構成を示す図である。 研磨テープの巻体外径と研磨テープの引き出し長さの関係を示す図である。 研磨テープの巻体外径と引き出し長さと回転角度の関係を示す図である。 研磨テープにエンドマークを設けた状態を示す図である。 ノッチ研磨部の研磨テープ供給リール側にエンドマークを検出する光学式センサを設けた例を示す図である。 本発明に係る基板処理装置の概略構成を示す図である。

符号の説明

２ クリーンルーム
１０ 基板処理装置
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 開口部
２０ 基板保持ステージユニット
２１ ユニット本体
２２ 支持体
２３ 基板保持ステージ
２４ パッド
２５ 吸引孔
２６ 溝
２７ シャフト
２８ パイプ
２９ 軸台
３０ プーリー
３１ ベルト
３３ モータ
４０ ノッチ研磨部
４３ 研磨テープ
４４ 研磨ヘッド
４６ 研磨テープ供給リール
４７ 研磨テープ回収リール
４８ ノズル
４９ 光学式センサ
５０ ベベル研磨部
５１ コンタクトパッド
５２ シリンダ
５３ 研磨テープ
５４ ベベル研磨ヘッド
５５ 研磨テープ供給・回収機構
５６ 研磨テープ供給リール
５７ 研磨テープ回収リール
６０ 基板保持ステージ移動手段
６１ シャフト
６２ 支持板
６３ 可動板
６４ リニアガイド
６７ プーリー
６８ ベルト
６９ モータ
７０ ボールネジ
７１ モータ
７２ ボールネジ
７３ モータ
８０ 基板チャック機構
８１ チャックハンド
８２ チャックハンド
８３ コマ
８４ チャックハンド開閉手段
８５ チャックハンド移動手段
９０ ボールネジ
９１ サーボモータ
Ｇ１ 研磨テープ送り機構
Ｇ２ 研磨テープ送り機構
Ｍａ 駆動モータ
Ｍｂ 駆動モータ
ＲＥａ ロータリーエンコーダ
ＲＥｂ ロータリーエンコーダ
２００ 基板処理装置
２０１ ウエハ供給回収装置
２０２ ウエハカセット
２０３ ロードアンロードポート
２０４ 測定ユニット
２０５ 洗浄・乾燥ユニット
２０６ 第１搬送ロボット
２０７ 第１ベベル研磨ユニット
２０８ 第２ベベル研磨ユニット
２０９ 洗浄ユニット
２１０ 第２搬送ロボット

Claims (9)

1. 研磨テープ供給リールと、研磨ヘッドと、前記研磨ヘッドを傾斜させる研磨ヘッドチルト機構と、前記研磨テープ供給リールから研磨テープを前記研磨ヘッドを通して回収する研磨テープ供給・回収機構を備え、前記研磨ヘッドを通る前記研磨テープを研磨対象物に当接し、該研磨テープと該研磨対象物の相対的運動により該研磨対象物を研磨する研磨装置において、
   前記研磨ヘッドチルト機構は、前記研磨ヘッドを所定角度だけ傾斜させることにより、前記研磨テープを前記研磨テープ供給リールから所定の長さだけ引き出すようになっており、
   前記研磨テープ供給・回収機構は、前記研磨テープ供給リールに回転トルクを与え、前記研磨ヘッドを通る前記研磨テープに所定の張力を付与するモータと、該研磨テープ供給リールの回転角度を検出する回転角度検出器を備え、
   前記研磨ヘッドチルト機構により前記研磨ヘッドを傾斜させて前記研磨テープを所定の長さだけ引き出したときの前記回転角度検出器により検出した研磨テープ供給リールの回転角度から、前記研磨テープ供給リールの研磨テープの巻体外径を算出する研磨テープ巻体外径算出手段を備えたことを特徴とする研磨装置。
2. 請求項１に記載の研磨装置において、
   前記研磨ヘッドチルト機構で引き出された研磨テープを巻き取り回収する研磨テープ回収リールを設けたことを特徴とする研磨装置。
3. 研磨テープ供給リールから引き出される研磨テープを研磨ヘッドを通して回収すると共に、前記研磨ヘッドを通る研磨テープに研磨対象物を当接し、該研磨テープと該研磨対象物の相対的運動により該研磨対象物を研磨する研磨方法において、
   研磨ヘッドチルト機構により前記研磨ヘッドを所定の角度だけ傾斜させることによって、前記研磨テープを所定の長さ引き出し、該引き出し前後の前記研磨テープ供給リールの回転角度を検出し、該回転角度から前記研磨テープ供給リールの研磨テープの巻体外径を算出することを特徴とする研磨方法。
4. 請求項３に記載の研磨方法において、
   前記研磨テープの所定長さの引き出し及び研磨テープ供給リールの研磨テープの巻体外径の算出は前記研磨処理前又は後に行うことを特徴とする研磨方法。
5. 請求項３又は４に記載の研磨方法において、
   前記算出した前記研磨テープ供給リールの研磨テープの巻体外径から前記研磨テープ供給リールを駆動するモータと前記引き出された研磨テープを巻き取り回収する研磨テープ回収リールを駆動するモータの回転トルクを制御し、前記研磨テープに加わる張力を制御することを特徴とする研磨方法。
6. 請求項３又は４に記載の研磨方法において、
   前記算出した研磨テープ供給リールの研磨テープの巻体外径から前記研磨テープの供給残量を算出することを特徴とする研磨方法。
7. 請求項６に記載の研磨方法において、
   前記算出した研磨テープの供給残量から研磨テープの交換無しで研磨対象物の研磨処理可能数を算出し、研磨処理不可能な研磨対象物は研磨処理対象としないことを特徴とする研磨方法。
8. 請求項４に記載の研磨方法において、
   前記算出した研磨テープ供給リールの研磨テープの巻体外径と、前記研磨前後の前記研磨テープ供給リールの回転角度から、研磨処理前又は後に前記研磨テープの供給長さ及び回収長さを検知することを特徴とする研磨方法。
9. 処理ハウジング内に配置された処理対象物保持ステージに保持された処理対象物の周縁部の研磨を含む処理を施す処理装置において、
   前記処理対象物の周縁部の研磨に１台又は複数台の請求項１又は２に記載の研磨装置を使用することを特徴とする処理装置。

Images