JP6013849B2 - 研磨方法 - Google Patents

Description

本発明は、ウェハなどの基板を研磨する研磨方法に関し、特に基板の周縁部に研磨テープを押し付けて該周縁部を研磨する研磨方法に関する。

ウェハの周縁部を研磨するために、研磨テープまたは固定砥粒などの研磨具を備えた研磨装置が使用されている。この種の研磨装置は、ウェハを回転させながら、ウェハの周縁部に研磨具を接触させることでウェハの周縁部を研磨する。本明細書では、ウェハの周縁部を、ウェハの最外周に位置するベベル部と、このベベル部の半径方向内側に位置するトップエッジ部およびボトムエッジ部とを含む領域として定義する。

図３６（ａ）および図３６（ｂ）は、ウェハの周縁部を示す拡大断面図である。より詳しくは、図３６（ａ）はいわゆるストレート型のウェハの断面図であり、図３６（ｂ）はいわゆるラウンド型のウェハの断面図である。図３６（ａ）のウェハＷにおいて、ベベル部は、上側傾斜部（上側ベベル部）Ｐ、下側傾斜部（下側ベベル部）Ｑ、および側部（アペックス）Ｒから構成されるウェハＷの最外周面（符号Ｂで示す）である。図３６（ｂ）のウェハＷにおいては、ベベル部は、ウェハＷの最外周面を構成する、湾曲した断面を有する部分（符号Ｂで示す）である。トップエッジ部は、ベベル部Ｂよりも半径方向内側に位置する平坦部Ｅ１である。ボトムエッジ部は、トップエッジ部とは反対側に位置し、ベベル部Ｂよりも半径方向内側に位置する平坦部Ｅ２である。以下、これらトップエッジ部Ｅ１およびボトムエッジ部Ｅ２を、総称してエッジ部と称する。エッジ部は、デバイスが形成された領域を含むこともある。

ＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板などの製造工程では、図３７に示すように、ウェハＷのエッジ部に垂直面および水平面を形成することが要請されている。このようなエッジ部の断面形状は、図３８に示すような研磨方法によって達成される。すなわち、ウェハＷを回転させながら、押圧パッド３００で研磨テープ３０１の縁部をエッジ部に押し付けることにより、ウェハＷのエッジ部を研磨する。研磨テープ３０１の下面は、砥粒を保持した研磨面を構成しており、この研磨面はウェハＷと平行に配置される。そして、研磨テープ３０１の縁部をウェハＷのエッジ部に位置させた状態で、押圧パッド３００で研磨テープ３０１の研磨面をウェハＷのエッジ部に対して押し付けることにより、図３７に示すような、直角の断面形状、すなわち垂直面および水平面をウェハＷのエッジ部に形成することができる。

しかしながら、上記垂直面は、研磨テープ３０１の縁部でウェハＷのエッジ部を削り取ることによって形成されるため、図３９（ａ）に示すように、垂直面が荒くなることがある。また、図３９（ｂ）乃至図３９（ｄ）に示すように、消耗品である押圧パッド３００の交換前後で垂直面の形状が変化することがある。

ＳＯＩ基板などの製造工程では、ウェハＷのエッジ部に、図３７に示す垂直面に代えて、図４０に示すような逆テーパ面を形成することが好ましい場合がある。しかしながら、図３８に示す研磨方法では、このような逆テーパ面を形成することは困難である。

特開２０１１−２２４６８０号公報 特開２０１１−１７１６４７号公報

そこで、本発明は、滑らかな垂直面をウェハなどの基板のエッジ部に形成することができる研磨方法を提供することを第１の目的とする。
また、本発明は、逆テーパ面をウェハなどの基板のエッジ部に形成することができる研磨方法を提供することを第２の目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明の第１の態様は、基板を回転させ、研磨テープの一部を、押圧パッドから基板の半径方向内側に向かって突出させた状態で、前記押圧パッドにより前記研磨テープを前記基板のエッジ部に対して押し付けて該基板のエッジ部を研磨しつつ、前記研磨テープの前記一部を前記押圧パッドに沿って折り曲げる第１研磨工程を行い、折り曲げられた前記研磨テープの前記一部を、前記押圧パッドにより前記基板の半径方向内側に向って押すことにより、前記研磨テープで前記基板のエッジ部をさらに研磨する第２研磨工程を行うことを特徴とする研磨方法である。

本発明の好ましい態様は、折り曲げられた前記研磨テープの前記一部は、前記第１研磨工程によって前記基板のエッジ部に形成された被研磨部分の深さよりも長いことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第１研磨工程および前記第２研磨工程のうち少なくとも１つは、前記研磨テープをその長手方向に移動させながら行われることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記研磨テープの移動方向は、回転する前記基板のエッジ部の進行方向と対抗することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第１研磨工程での前記研磨テープは、目の粗い研磨テープであり、前記第２研磨工程は、前記目の粗い研磨テープに代えて、目の細かい研磨テープを用いて行うことを特徴とする。

本発明の第２の態様は、基板を回転させ、研磨テープの一部を、押圧パッドから基板の半径方向内側に向かって突出させた状態で、前記押圧パッドにより前記研磨テープを前記基板のエッジ部に対して押し付けて該基板のエッジ部を研磨する第１研磨工程を行い、前記第１研磨工程の後、前記研磨テープの一部を前記基板のエッジ部に押し付けて前記研磨テープの前記一部を前記押圧パッドに沿って折り曲げ、折り曲げられた前記研磨テープの前記一部を、前記押圧パッドにより前記基板の半径方向内側に向って押すことにより、前記研磨テープで前記基板のエッジ部をさらに研磨する第２研磨工程を行うことを特徴とする研磨方法である。

本発明の好ましい態様は、前記第１研磨工程および前記第２研磨工程のうち少なくとも１つは、前記研磨テープをその長手方向に移動させながら行われることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記研磨テープの移動方向は、回転する前記基板のエッジ部の進行方向と対抗することを特徴とする。

本発明の第３の態様は、基板を回転させ、第１の研磨テープの一部を、第１の押圧パッドから基板の半径方向内側に向かって突出させた状態で、前記第１の押圧パッドにより前記第１の研磨テープを前記基板のエッジ部に対して押し付けて該基板のエッジ部を研磨する第１研磨工程を行い、第２の研磨テープの一部が、第２の押圧パッドから基板の半径方向内側に向かって突出するように、前記第２の研磨テープと前記第２の押圧パッドとを位置決めし、前記第２の研磨テープの前記一部を、前記第１研磨工程によって前記基板のエッジ部に形成された角部に前記第２の押圧パッドにより押し当てて前記第２の研磨テープの前記一部を前記第２の押圧パッドに沿って折り曲げ、折り曲げられた前記第２の研磨テープの前記一部を、前記第２の押圧パッドにより前記基板の半径方向内側に向って押すことにより、前記第２の研磨テープで前記基板のエッジ部をさらに研磨する第２研磨工程を行うことを特徴とする研磨方法である。

本発明の好ましい態様は、前記第２の押圧パッドの端部が、前記第１研磨工程によって前記エッジ部に形成された垂直面よりも半径方向外側に位置し、かつ前記第２の押圧パッドの端部と前記垂直面との水平方向の距離が前記第２の研磨テープの厚さよりも大きくなるように、前記第２の研磨テープと前記第２の押圧パッドとの位置決めが行われることを特徴とする。

本発明の好ましい態様は、前記第１の研磨テープは、目の粗い研磨テープであり、前記第２の研磨テープは、目の細かい研磨テープであることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第１研磨工程は、前記第１の研磨テープをその長手方向に移動させながら行われることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第１の研磨テープの移動方向は、回転する前記基板のエッジ部の進行方向と対抗することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第２研磨工程は、前記第２の研磨テープをその長手方向に移動させながら行われることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第２の研磨テープの移動方向は、回転する前記基板のエッジ部の進行方向と対抗することを特徴とする。

本発明の一参考例は、基板を回転させ、押圧パッドにより研磨テープを前記基板のエッジ部に対して押し付けながら、前記研磨テープおよび前記押圧パッドを前記基板の半径方向内側に向かって所定の停止位置に達するまで移動させるスライド研磨工程を行い、前記スライド研磨工程を繰り返し、前記スライド研磨工程を行うたびに、前記停止位置を前記半径方向内側に向かって少しだけ移動させることを特徴とする研磨方法である。

本発明の第１の態様乃至第３の態様によれば、第１研磨工程により基板のエッジ部に垂直面を形成し、第２研磨工程により垂直面を滑らかにすることができる。
本発明の第４の態様によれば、基板のエッジ部に図４０に示すような逆テーパ面を形成することができる。

本発明に係る研磨方法の一実施形態を実施するための研磨装置を説明するための模式図である。 図１に示す研磨装置の平面図である。 図３（ａ）乃至図３（ｄ）は、本発明に係る研磨方法の一実施形態を説明するための図である。 本発明に係る研磨方法の他の実施形態を説明するための図である。 図４に示す研磨方法の他の例を説明するための図である。 第１の研磨ユニットおよび第２の研磨ユニットを備えた研磨装置を示す模式図である。 図６に示す研磨装置を用いてウェハを研磨する方法を説明する図である。 本発明に係る研磨方法のさらに他の実施形態を説明するための図である。 ＳＯＩ基板の製造工程を説明するための図である。 本発明に係る研磨方法のさらに他の実施形態を説明するための図である。 研磨装置を示す平面図である。 図１１のＦ−Ｆ線断面図である。 図１２の矢印Ｇで示す方向から見た図である。 研磨ヘッドおよび研磨テープ供給回収機構の平面図である。 研磨ヘッドおよび研磨テープ供給回収機構の正面図である。 図１５に示すＨ−Ｈ線断面図である。 図１５に示す研磨テープ供給回収機構の側面図である。 図１５に示す研磨ヘッドを矢印Ｉで示す方向から見た縦断面図である。 位置センサおよびドグを上から見た図である。 所定の研磨位置に移動された研磨ヘッドおよび研磨テープ供給回収機構を示す図である。 図３（ａ）乃至図３（ｄ）に示す研磨方法および図４，図７に示す研磨方法を実施するときの研磨位置にある押圧パッド、研磨テープ、およびウェハを横方向から見た模式図である。 押圧パッドにより研磨テープをウェハに押し付けている状態を示す図である。 図１０に示す研磨方法を実施するときの押圧パッド、研磨テープ、およびウェハを横方向から見た模式図である 図２４（ａ）乃至図２４（ｃ）は、研磨テープの縁部を検出するときの動作を説明する図である。 図２５（ａ）は、研磨位置にある研磨テープおよび押圧パッドをウェハの径方向から見た図であり、図２５（ｂ）は、押圧パッドの下面が研磨テープの上面に接触している状態を示す図であり、図２５（ｃ）は、押圧パッドが研磨テープをウェハに対して上から押し付けている状態を示す図である。 図２６（ａ）は、押圧パッドにより研磨テープをウェハに押し付けた結果、ウェハが撓んでいる状態を示す図であり、図２６（ｂ）は、図２６（ａ）に示す状態で研磨されたウェハの断面図である。 サポートステージを備えたウェハ保持部を示す縦断面図である。 サポートステージの斜視図である。 保持ステージとその上面に保持されたウェハが、サポートステージに対して相対的に上昇した状態を示す図である。 テープストッパーが設けられた実施形態を示す図である。 研磨テープが水平方向の荷重を受けてゆがんだ状態を示す図である。 テープストッパーおよびテープカバーが設けられた実施形態を示す図である。 押圧パッドの外側への動きを制限する移動制限機構が設けられた実施形態を示す図である。 図２７に示す実施形態と図３３に示す実施形態とを組み合わせた例を示す図である。 複数の研磨ユニットを備えた研磨装置を示す平面図である。 図３６（ａ）および図３６（ｂ）は、ウェハの周縁部を示す拡大断面図である。 ウェハのエッジ部に形成された垂直面および水平面を示す図である。 図３７に示す垂直面および水平面を形成するための研磨方法を説明するための図である。 図３９（ａ）乃至図３９（ｄ）は、それぞれ、従来の研磨方法によって研磨されたウェハのエッジ部の断面を示す拡大図である。 ウェハのエッジ部に形成された逆テーパ面を示す断面図である。

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は、本発明に係る研磨方法の一実施形態を実施するための研磨装置を説明するための模式図であり、図２は、図１に示す研磨装置の平面図である。研磨装置は、基板であるウェハＷを保持して回転させるウェハ保持部３と、ウェハ保持部３に保持されたウェハＷのエッジ部を研磨する研磨ユニット２５とを備えている。

研磨ユニット２５は、研磨テープ３８を支持する研磨テープ支持機構７０と、研磨テープ３８をウェハＷのエッジ部に押し付ける押圧パッド５１と、押圧パッド５１をウェハ表面に対して垂直な方向に移動させる垂直移動機構５９と、押圧パッド５１および垂直移動機構５９をウェハＷの半径方向に移動させる半径方向移動機構４５と、研磨テープ３８および研磨テープ支持機構７０をウェハＷの半径方向に移動させるテープ移動機構４６とを備えている。

半径方向移動機構４５およびテープ移動機構４６は、互いに独立に動作可能となっている。したがって、ウェハＷの半径方向における押圧パッド５１と研磨テープ３８との相対位置は、半径方向移動機構４５およびテープ移動機構４６によって調整することができる。垂直移動機構５９、半径方向移動機構４５、およびテープ移動機構４６としては、エアシリンダの組み合わせ、またはサーボモータとボールねじとの組み合せなどを使用することができる。

研磨テープ３８は、その研磨面がウェハＷの表面と平行に、かつ研磨面がウェハＷのエッジ部に対向するように研磨テープ支持機構７０によって支持されている。研磨テープ３８の片面（下面）は、砥粒が固定された研磨面を構成している。研磨テープ３８は長尺の研磨具であり、ウェハＷの接線方向に沿って配置されている。押圧パッド５１は、研磨テープ３８をウェハＷのエッジ部に押し付けるための押圧部材であり、ウェハＷのエッジ部の上方に配置されている。押圧パッド５１の底面には、研磨テープ３８の水平方向の移動を制限するテープストッパー１８５が固定されている。このテープストッパー１８５は省略してもよい。

図３（ａ）乃至図３（ｄ）は、本発明に係る研磨方法の一実施形態を示す図である。図３（ａ）に示すように、研磨テープ３８の一部（研磨テープ３８の長手方向に延びる部分）が、押圧パッド５１からウェハＷの半径方向内側に向かって突出するように、研磨テープ３８と押圧パッド５１とが位置決めされる。この状態で、図３（ｂ）に示すように、垂直移動機構５９により押圧パッド５１を押し下げて研磨テープ３８の研磨面を回転するウェハＷのエッジ部に押し付ける。さらに押圧パッド５１を押し下げることにより、図３（ｃ）に示すように、ウェハＷのエッジ部に垂直面および水平面が形成されるまでウェハＷのエッジ部を研磨する（第１研磨工程）。押圧パッド５１のウェハ押圧面はウェハ表面と平行な水平面であり、この水平な押圧面で研磨テープ３８をウェハＷのエッジ部に押し付けることにより、ウェハＷのエッジ部に垂直面および水平面を形成する。ウェハＷに接触している研磨テープ３８の研磨面は、ウェハＷの表面と平行となっている。研磨中の押圧パッド５１の内側の縁部は、研磨テープ３８を介してウェハＷのエッジ部に押し当てられる。

押圧パッド５１が下方に移動するに従い、押圧パッド５１から突出している研磨テープ３８の一部（突出部）は押圧パッド５１に沿って上方に折り曲げられる。この状態で、図３（ｄ）に示すように、半径方向移動機構４５により押圧パッド５１をウェハＷの半径方向内側に向かって押すことにより、研磨テープ３８の折り曲げられた部分で垂直面を研磨する（第２研磨工程）。研磨テープ３８が折り曲げられることによりその研磨面はウェハエッジ部の垂直面に接触する。したがって、ウェハＷの垂直面は研磨テープ３８の研磨面により研磨される。

このように、第１研磨工程でウェハＷのエッジ部に形成された垂直面は、第２研磨工程で研磨テープ３８の研磨面によって研磨される。したがって、垂直面を滑らかにすることができる。第１の研磨工程では粗研磨用の目の粗い研磨テープを用い、第２の研磨工程では仕上げ研磨用の目の細かい研磨テープを用いてもよい。図３（ｃ）に示すように、折り曲げられた研磨テープ３８の一部は、ウェハＷのエッジ部に形成された被研磨部分の深さ（すなわち垂直面の高さ）よりも長いことが好ましい。

研磨中に研磨テープ３８を単にウェハＷのエッジ部に押し付けるだけでは、エッジ部に研磨痕が残ってしまうことがある。この問題を解決するために、第１研磨工程および前記第２研磨工程のうち少なくとも１つは、研磨テープ３８をその長手方向に移動させながら行なってもよい。このように研磨テープ３８を送りながら研磨することにより、ウェハＷに形成される研磨痕を除去することができる。この場合、ウェハＷの研磨レートを上げるため、また、幾何学的に正しい形状を作るために、研磨テープ３８の移動方向は、回転するウェハＷのエッジ部の進行方向と対抗することが好ましい。さらに効果的に研磨痕を除去するために、研磨テープ３８をウェハＷのエッジ部に押し付けながら、研磨テープ３８をウェハのＷの半径方向に移動させることが好ましい。

図４は、本発明の他の実施形態に係る研磨方法を説明するための図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、上述の実施形態と同様であるのでその重複する説明を省略する。ステップ１では、研磨テープ３８の一部（研磨テープ３８の長手方向に延びる部分）が、押圧パッド５１からウェハＷの半径方向内側に向かって僅かに突出するように研磨テープ３８と押圧パッド５１とが位置決めされる。この位置決めは、半径方向移動機構４５およびテープ移動機構４６によって達成される。研磨テープ３８はウェハＷのエッジ部の上方に位置している。研磨テープ３８の一部を押圧パッド５１から突出させる理由は、ウェハＷの研磨中に押圧パッド５１がウェハＷのエッジ部に接触することを避けることである。

ステップ２では、垂直移動機構５９により押圧パッド５１を押し下げて研磨テープ３８の研磨面を回転するウェハＷのエッジ部に押し付け、ウェハＷのエッジ部に垂直面および水平面を形成する（第１研磨工程）。研磨中の押圧パッド５１の内側の縁部は、研磨テープ３８を介してウェハＷのエッジ部に押し当てられる。ステップ３では、垂直移動機構５９により押圧パッド５１および研磨テープ３８が上昇し、研磨テープ３８がウェハＷから離間する。

ステップ４では、押圧パッド５１および研磨テープ３８は、ウェハＷから離れた状態でウェハＷの半径方向内側に向かって所定の距離だけ移動する。より具体的には、研磨テープ３８の内側の縁部がウェハＷの垂直面の半径方向内側に位置し、かつ押圧パッド５１の内側の縁部がウェハＷの垂直面の半径方向外側に位置するまで、押圧パッド５１および研磨テープ３８がウェハＷの半径方向内側の方向に移動する。このステップ４における押圧パッド５１および研磨テープ３８の移動は、半径方向移動機構４５およびテープ移動機構４６によって達成される。

ステップ５では、垂直移動機構５９により押圧パッド５１および研磨テープ３８を下降させる。ステップ５での研磨テープ３８の突出部の幅は、ステップ１での突出部の幅と同じか、または大きくてもよい。ステップ６では、研磨テープ３８の一部（突出部）をウェハＷの垂直面と表面（上面）とが交わる角部に押し当てて研磨テープ３８の一部を上方に折り曲げる。この角部は、第１研磨工程によってウェハＷのエッジ部に形成されたものである。ステップ７では、半径方向移動機構４５により押圧パッド５１をウェハＷの半径方向内側に向かって押すことにより、研磨テープ３８の折り曲げられた部分で垂直面を研磨する（第２研磨工程）。研磨テープ３８が折り曲げられることによりその研磨面はウェハエッジ部の垂直面に接触する。したがって、ウェハＷの垂直面は研磨テープ３８の研磨面により研磨される。

この実施形態においても、第１研磨工程でウェハＷのエッジ部に形成された垂直面は、第２研磨工程で研磨テープ３８によって研磨される。したがって、滑らかな垂直面をウェハＷのエッジ部に形成することができる。第１研磨工程および第２研磨工程のうち少なくとも１つは、研磨テープ３８をその長手方向に移動させながら行なってもよい。この場合、ウェハＷの研磨レートを上げるために、研磨テープ３８の移動方向は、回転するウェハＷのエッジ部の進行方向と対抗することが好ましい。さらに、研磨痕を除去するために、研磨テープ３８をウェハＷのエッジ部に押し付けながら、研磨テープ３８をウェハのＷの半径方向に移動させることが好ましい。

図４に示すステップ３およびステップ４では、研磨テープ３８をウェハＷから一旦離間させているが、研磨テープ３８をウェハＷのエッジ部に接触させたまま、研磨テープ３８の一部を折り曲げてもよい。この例について図５を参照して説明する。図５は図４に示す研磨方法の他の例を説明するための図である。ステップ１およびステップ２に示す第１研磨工程は、図４に示すステップ１およびステップ２と同じである。第１研磨工程後、ステップ３では、研磨テープ３８がウェハＷに接触した状態で、押圧パッド５１および研磨テープ３８をウェハＷの半径方向内側に向かって移動させ、研磨テープ３８の一部（突出部）を第１研磨工程で形成されたエッジ部の垂直面に押し当てて研磨テープ３８の一部を上方に折り曲げる。ステップ４では、半径方向移動機構４５により押圧パッド５１をウェハＷの半径方向内側に向かってさらに押すことにより、研磨テープ３８の折り曲げられた部分で垂直面を研磨する（第２研磨工程）。

図４に示す第１研磨工程（ステップ１〜３）と第２研磨工程（ステップ４〜７）を異なるタイプの研磨テープを用いて行なってもよい。この場合は、図６に示すように、互いに同一の構成を有する第１の研磨ユニット２５Ａおよび第２の研磨ユニット２５Ｂを備えた研磨装置が使用される。これら研磨ユニット２５Ａ，２５Ｂは、ウェハ保持部３に保持されたウェハＷの中心に関して対称に配置されている。研磨ユニット２５Ａ，２５Ｂは、図１に示す研磨ユニット２５と同じ構成を有しているので、その重複する説明を省略する。

第１の研磨ユニット２５Ａは、ウェハＷのエッジ部を目の粗い第１の研磨テープ３８Ａを有しており、第２の研磨ユニット２５Ｂは、ウェハＷのエッジ部を目の細かい第２の研磨テープ３８Ｂを有している。図７は、図６に示す研磨装置を用いてウェハを研磨する方法を説明する図である。

ステップ１では、第１の研磨テープ３８Ａの一部が、第１の研磨ユニット２５Ａの押圧パッド５１からウェハＷの半径方向内側に向かって僅かに突出するように、第１の研磨テープ３８Ａと押圧パッド５１とが位置決めされる。ステップ２では、第１の研磨ユニット２５Ａの垂直移動機構５９により押圧パッド５１を押し下げて第１の研磨テープ３８Ａの研磨面を回転するウェハＷのエッジ部に押し付け、ウェハＷのエッジ部に垂直面および水平面を形成する（第１研磨工程）。研磨中の押圧パッド５１の内側の縁部は、第１の研磨テープ３８Ａを介してウェハＷのエッジ部に押し当てられる。ステップ３では、垂直移動機構５９により第１の研磨ユニット２５Ａの押圧パッド５１および第１の研磨テープ３８Ａが上昇し、第１の研磨テープ３８ＡがウェハＷから離間する。

ステップ４では、第２の研磨テープ３８Ｂの一部が、第２の研磨ユニット２５Ｂの押圧パッド５１からウェハＷの半径方向内側に向かって突出するように、第２の研磨テープ３８Ｂと押圧パッド５１とが位置決めされる。第２の研磨テープ３８Ｂの内側の縁部はウェハＷの垂直面の半径方向内側に位置し、かつ第２の研磨ユニット２５Ｂの押圧パッド５１の内側の縁部はウェハＷの垂直面の半径方向外側に位置している。第２の研磨ユニット２５Ｂの押圧パッド５１の内側の縁部とウェハＷの垂直面との水平方向の距離は、第２の研磨テープ３８Ｂの厚さよりも大きい。

ステップ５では、第２の研磨ユニット２５Ｂの垂直移動機構５９により押圧パッド５１および第２の研磨テープ３８Ｂを下降させ、ステップ６で、第２の研磨テープ３８Ｂの一部（突出部）をウェハＷの垂直面と表面（上面）とが交わる角部に押し当てて第２の研磨テープ３８Ｂの一部を上方に折り曲げる。この角部は、第１研磨工程によってウェハＷのエッジ部に形成されたものである。ステップ７では、第２の研磨ユニット２５Ｂの半径方向移動機構４５により押圧パッド５１をウェハＷの半径方向内側に向かって押すことにより、第２の研磨テープ３８Ｂの折り曲げられた部分で垂直面を研磨する（第２研磨工程）。第２の研磨テープ３８Ｂが折り曲げられることによりその研磨面はウェハエッジ部の垂直面に接触する。したがって、ウェハＷの垂直面は第２の研磨テープ３８Ｂの研磨面により研磨される。第１研磨工程および第２研磨工程のうち少なくとも１つは、研磨テープをその長手方向に移動させながら行なってもよい。この場合、ウェハＷの研磨レートを上げるために、研磨テープの移動方向は、回転するウェハＷのエッジ部の進行方向と対抗することが好ましい。さらに、研磨痕を除去するために、研磨テープ３８をウェハＷのエッジ部に押し付けながら、研磨テープ３８をウェハのＷの半径方向に移動させることが好ましい。

本実施形態によれば、目の細かい第２の研磨テープによりより滑らかな垂直面をウェハＷのエッジ部に形成することができる。さらに、ウェハＷをウェハ保持部３に保持させたまま、異なるタイプの研磨テープで多段階研磨ができる。本実施形態は、第１研磨工程と第２研磨工程との間でウェハＷを搬送する必要がなく、第１研磨工程と第２研磨工程との間でのウェハのセンタリングのずれをなくすことができるという利点がある。なお、３つ以上の研磨ユニットを配置することも可能である。

次に、本発明に係る研磨方法のさらに他の実施形態について説明する。図８（ａ）乃至図８（ｅ）は、本発明に係る研磨方法のさらに他の実施形態を説明するための図である。この実施形態では、研磨テープは、ウェハＷのエッジ部上をウェハＷの半径方向にスライドしながら、複数回に亘ってウェハＷのエッジ部を研磨する。具体的には、図８（ａ）に示すように、研磨テープ３８の一部が押圧パット５１から半径方向内側に突出した状態で、研磨テープ３８を押圧パット５１によりウェハＷのエッジ部に押し当て、さらに研磨テープ３８がエッジ部に接触した状態で研磨テープ３８および押圧パッド５１をウェハＷの半径方向内側に向かって移動させる。研磨テープ３８は、所定の停止位置に達するまでエッジ部上をスライドし、エッジ部を研磨する。

同じようにして、図８（ｂ）乃至図８（ｅ）に示すように、研磨テープ３８をエッジ部上をスライドさせるスライド研磨工程を繰り返す。スライド研磨工程を行うたびに、研磨テープ３８の停止位置をウェハＷの半径方向内側に向かって少しだけ移動させる。このように、研磨テープ３８の停止位置を少しずつ内側に移動させながらスライド研磨工程を繰り返すことにより、図４０に示すような逆テーパ面をウェハＷのエッジ部に形成することができる。研磨テープ３８が所定の停止位置に達した後、次のスライド研磨工程を開始する前に、押圧パッド５１および研磨テープ３８を一旦ウェハＷから離間させて次のスライド研磨工程の開始位置に移動させてもよいし、または押圧パッド５１および研磨テープ３８をウェハＷの半径方向外側にスライドさせて次のスライド研磨工程の開始位置に移動させてもよい。本実施形態においても、研磨テープ３８をその長手方向に移動させながらスライド研磨工程を行なってもよい。この場合、ウェハＷの研磨レートを上げるために、研磨テープ３８の移動方向は、回転するウェハＷのエッジ部の進行方向と対抗することが好ましい。

図８（ｂ）乃至図８（ｅ）に示すスライド研磨によりエッジ部に形成された逆テーパ面は、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板の製造に有利である。ＳＯＩ基板は、デバイスウェハとシリコンウェハとを貼り合わせることで製造される。より具体的には、図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように、デバイスウェハＷ１とシリコンウェハＷ２とを貼り合わせ、貼り合わせたデバイスウェハＷ１とシリコンウェハＷ２を反転させ、図９（ｃ）に示すように、デバイスウェハＷ１をその裏面からグラインダーで研削することで、図９（ｄ）に示すようなＳＯＩ基板を得る。図９（ｄ）から分かるように、シリコンウェハＷ２上のデバイス層の端面は逆テーパ面であるので、デバイス層が破損しにくいという利点がある。

図１０は、本発明に係る研磨方法のさらに他の実施形態を説明するための図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、上述の実施形態と同様であるのでその重複する説明を省略する。研磨テープ３８をウェハＷの接線方向に沿って配置する点では本実施形態は上述の実施形態と同じであるが、本実施形態では、押圧パッド５１の縁部を研磨テープ３８の縁部に一致させた状態で、押圧パッド５１により研磨テープ３８をウェハＷのエッジ部に対して押し付けてウェハＷのエッジ部を研磨する点で、上述の実施形態と異なっている。

本実施形態に係る研磨方法は、初期段階研磨工程である第１研磨工程、高除去レート研磨工程である第２研磨工程、および最終段階研磨工程である第３研磨工程を含んでいる。第１研磨工程は、ウェハＷを回転させながら、押圧パッド５１により第１の押し付け圧力で研磨テープ３８の縁部をウェハＷのエッジ部に対して押し付ける工程である。第２研磨工程は、ウェハＷを回転させながら、押圧パッド５１により第１の押し付け圧力よりも高い第２の押し付け圧力で研磨テープ３８の縁部をウェハＷのエッジ部に対して押し付ける工程である。そして、第３研磨工程は、ウェハＷを回転させながら、押圧パッド５１により第２の押し付け圧力よりも低い第３の押し付け圧力で研磨テープ３８の縁部をウェハＷのエッジ部に対して押し付ける工程である。第１研磨工程、第２研磨工程、および第３研磨工程では、押圧パッド５１の縁部により研磨テープ３８の縁部がウェハＷのエッジ部に押し付けられ、これによりウェハＷのエッジ部に垂直面および水平面が形成される。

第１研磨工程、第２研磨工程、第３研磨工程では、研磨テープ３８のウェハＷへの押し付け圧力およびウェハＷの回転速度を適宜変えることができる。例えば、第１研磨工程ではウェハＷを第１の回転速度で回転させ、第２研磨工程では第１の回転速度よりも高い第２の回転速度で回転させることが好ましい。第３研磨工程でのウェハＷの回転速度は、上記第１の回転速度と同じでもよいし、または上記第２の回転速度と同じでもよい。また、第３研磨工程での上記第３の押し付け圧力は、第１研磨工程での第１押し付け圧力と同じでもよく、または第１の押し付け圧力よりも低くてもよく、または第１の押し付け圧力よりも高くてもよい。

第１研磨工程では、低い押し付け圧力でウェハＷがゆっくりと研磨されるので、角部に欠損を生じることなく、ウェハＷのエッジ部に直角の角部を形成することができる。第２研磨工程では、高い押し付け圧力でウェハＷが研磨されるので、全体の研磨時間を短くすることができる。第３研磨工程では、低い押し付け圧力でウェハＷが研磨されるので、表面粗さを改善することができる。第３研磨工程の後に、さらに追加の研磨工程を実施してもよい。

本実施形態では、研磨テープ３８の縁部と押圧パッド５１の縁部とが一致した状態で、研磨テープ３８の縁部を含む平坦部が、ウェハＷのエッジ部に押し当てられる。研磨テープ３８の縁部は直角な角部であり、この直角な縁部が押圧パッド５１の縁部によりウェハＷの周縁部に上から押圧される。したがって、図１０に示すように、研磨されたウェハＷの断面形状を直角とすることができる。第１研磨工程、第２研磨工程、および第３研磨工程は、研磨テープ３８をその長手方向に移動させながら行なってもよい。この場合、ウェハＷの研磨レートを上げるために、研磨テープ３８の移動方向は、回転するウェハＷのエッジ部の進行方向と対抗することが好ましい。

次に、上述した研磨方法の実施形態を実行することができる研磨装置の詳細について説明する。図１１は、研磨装置を示す平面図であり、図１２は、図１１のＦ−Ｆ線断面図であり、図１３は、図１２の矢印Ｇで示す方向から見た図である。研磨装置は、研磨対象物であるウェハ（基板）Ｗを水平に保持し、回転させるウェハ保持部３を備えている。図１１においては、ウェハ保持部３がウェハＷを保持している状態を示している。ウェハ保持部３は、ウェハＷの下面を真空吸引により保持する保持ステージ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、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。

保持ステージ４は、隔壁２０とベースプレート２１によって形成された研磨室２２内に配置されている。隔壁２０は、ウェハＷを研磨室２２に搬入および搬出するための搬送口２０ａを備えている。搬送口２０ａは、水平に延びる切り欠きとして形成されている。この搬送口２０ａは、シャッター２３により閉じることが可能となっている。

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路７に連通している。連通路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。連通路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の上面に保持し、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。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は円筒状のケーシング１２に固定されている。したがって、中空シャフト５は、ケーシング１２に対して上下に直線移動が可能であり、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円筒状のケーシング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、ウェハ保持部３は、ウェハＷをその中心軸まわりに回転させ、かつウェハＷをその中心軸に沿って上昇下降させることができる。

ウェハ保持部３に保持されたウェハＷの半径方向外側には、ウェハＷの周縁部を研磨する研磨ユニット２５が配置されている。この研磨ユニット２５は、研磨室２２の内部に配置されている。図１３に示すように、研磨ユニット２５の全体は、設置台２７の上に固定されている。この設置台２７はアームブロック２８を介して研磨ユニット移動機構３０に連結されている。

研磨ユニット移動機構３０は、アームブロック２８を保持するボールねじ機構３１と、このボールねじ機構３１を駆動するモータ３２と、ボールねじ機構３１とモータ３２とを連結する動力伝達機構３３とを備えている。動力伝達機構３３は、プーリーおよびベルトなどから構成されている。モータ３２を作動させると、ボールねじ機構３１がアームブロック２８を図１３の矢印で示す方向に動かし、研磨ユニット２５全体がウェハＷの接線方向に移動する。この研磨ユニット移動機構３０は、研磨ユニット２５を所定の振幅および所定の速度で揺動させるオシレーション機構としても機能する。

研磨ユニット２５は、研磨テープ３８を用いてウェハＷの周縁部を研磨する研磨ヘッド５０と、研磨テープ３８を研磨ヘッド５０に供給し、かつ研磨ヘッド５０から回収する研磨テープ供給回収機構７０を備えている。研磨ヘッド５０は、研磨テープ３８の研磨面をウェハＷの周縁部に上から押し当ててウェハＷのトップエッジ部を研磨するトップエッジ研磨ヘッドである。研磨テープ供給回収機構７０は、研磨テープ３８をウェハＷの表面と平行に支持する研磨テープ支持機構としても機能する。

図１４は研磨ヘッド５０および研磨テープ供給回収機構７０の平面図であり、図１５は研磨ヘッド５０および研磨テープ供給回収機構７０の正面図であり、図１６は図１５に示すＨ−Ｈ線断面図であり、図１７は図１５に示す研磨テープ供給回収機構７０の側面図であり、図１８は図１５に示す研磨ヘッド５０を矢印Ｉで示す方向から見た縦断面図である。

設置台２７の上には、ウェハＷの半径方向と平行に延びる２つの直動ガイド４０Ａ，４０Ｂが配置されている。研磨ヘッド５０と直動ガイド４０Ａとは、連結ブロック４１Ａを介して連結されている。さらに、研磨ヘッド５０は、該研磨ヘッド５０を直動ガイド４０Ａに沿って（すなわち、ウェハＷの半径方向に）移動させるモータ４２Ａおよびボールねじ４３Ａに連結されている。より具体的には、ボールねじ４３Ａは連結ブロック４１Ａに固定されており、モータ４２Ａは設置台２７に支持部材４４Ａを介して固定されている。モータ４２Ａは、ボールねじ４３Ａのねじ軸を回転させるように構成されており、これにより、連結ブロック４１Ａおよびこれに連結された研磨ヘッド５０は直動ガイド４０Ａに沿って移動される。モータ４２Ａ、ボールねじ４３Ａ、および直動ガイド４０Ａは、ウェハ保持部３に保持されたウェハＷの半径方向に研磨ヘッド５０を移動させる第１の移動機構４５を構成する。

同様に、研磨テープ供給回収機構７０と直動ガイド４０Ｂとは、連結ブロック４１Ｂを介して連結されている。さらに、研磨テープ供給回収機構７０は、該研磨テープ供給回収機構７０を直動ガイド４０Ｂに沿って（すなわち、ウェハＷの半径方向に）移動させるモータ４２Ｂおよびボールねじ４３Ｂに連結されている。より具体的には、ボールねじ４３Ｂは連結ブロック４１Ｂに固定されており、モータ４２Ｂは設置台２７に支持部材４４Ｂを介して固定されている。モータ４２Ｂは、ボールねじ４３Ｂのねじ軸を回転させるように構成されており、これにより、連結ブロック４１Ｂおよびこれに連結された研磨テープ供給回収機構７０は直動ガイド４０Ｂに沿って移動される。モータ４２Ｂ、ボールねじ４３Ｂ、および直動ガイド４０Ｂは、ウェハ保持部３に保持されたウェハＷの半径方向に研磨テープ３８および研磨テープ供給回収機構（研磨テープ支持機構）７０を移動させるテープ移動機構（第２の移動機構）４６を構成する。

図１８に示すように、研磨ヘッド５０は、研磨テープ３８をウェハＷに対して押し付ける押圧パッド５１と、押圧パッド５１を保持するパッドホルダー５２と、このパッドホルダー５２（および押圧パッド５１）を押し下げる押圧機構としてのエアシリンダ５３とを備えている。エアシリンダ５３は、保持部材５５に保持されている。さらに、保持部材５５は、鉛直方向に延びる直動ガイド５４を介してリフト機構としてのエアシリンダ５６に連結されている。図示しない気体供給源から空気などの気体がエアシリンダ５６に供給されると、エアシリンダ５６は保持部材５５を押し上げる。これにより、保持部材５５、エアシリンダ５３、パッドホルダー５２、および押圧パッド５１は、直動ガイド５４に沿って持ち上げられる。

本実施形態では、押圧パッド５１をウェハ表面に対して垂直な方向に移動させる垂直移動機構５９は、エアシリンダ５３およびエアシリンダ５６によって構成される。さらに、モータ４２Ａ、ボールねじ４３Ａ、および直動ガイド４０Ａから構成される第１の移動機構４５は、押圧パッド５１および垂直移動機構５９をウェハＷの半径方向に移動させる半径方向移動機構としても機能する。

エアシリンダ５６は、連結ブロック４１Ａに固定された据付部材５７に固定されている。据付部材５７とパッドホルダー５２とは、鉛直方向に延びる直動ガイド５８を介して連結されている。エアシリンダ５３によりパッドホルダー５２を押し下げると、押圧パッド５１は直動ガイド５８に沿って下方に移動し、研磨テープ３８をウェハＷのエッジ部に対して押し付ける。押圧パッド５１は、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）のなどの樹脂、ステンレス鋼などの金属、またはＳｉＣ（炭化ケイ素）などのセラミックから形成されている。

押圧パッド５１は、鉛直方向に延びる複数の貫通孔５１ａを有しており、この貫通孔５１ａには真空ライン６０が接続されている。真空ライン６０には、図示しない弁が設けられており、弁を開くことにより押圧パッド５１の貫通孔５１ａ内に真空が形成されるようになっている。押圧パッド５１が研磨テープ３８の上面に接触した状態で貫通孔５１ａに真空が形成されると、研磨テープ３８の上面は押圧パッド５１の下面に保持される。なお、押圧パッド５１の貫通孔５１ａは１つであってもよい。貫通孔５１ａの形状は、研磨テープ３８が真空により押圧パッド５１に確実に保持されるのであれば、特に限定されない。例えば、貫通孔５１ａはスリット状であってもよく、または異なる形状を有した１つまたは複数の貫通孔５１ａを設けてもよい。

パッドホルダー５２、エアシリンダ５３、保持部材５５、エアシリンダ５６、および据付部材５７は、ボックス６２内に収容されている。パッドホルダー５２の下部はボックス６２の底部から突出しており、パッドホルダー５２の下部に押圧パッド５１が取り付けられている。ボックス６２内には、押圧パッド５１の鉛直方向の位置を検出する位置センサ６３が配置されている。この位置センサ６３は、据付部材５７に取り付けられている。パッドホルダー５２には、センサターゲットとしてのドグ６４が設けられており、位置センサ６３はドグ６４の鉛直方向の位置から押圧パッド５１の鉛直方向の位置を検出するようになっている。

図１９は、位置センサ６３およびドグ６４を上から見た図である。位置センサ６３は、投光部６３Ａと受光部６３Ｂとを有している。ドグ６４がパッドホルダー５２（および押圧パッド５１）とともに下降すると、投光部６３Ａから発せられた光の一部がドグ６４によって遮られる。したがって、受光部６３Ｂによって受光される光の量からドグ６４の位置、すなわち押圧パッド５１の鉛直方向の位置を検出することができる。なお、図１９に示す位置センサ６３はいわゆる透過型の光学式センサであるが、他のタイプの位置センサを用いてもよい。

研磨テープ供給回収機構７０は、研磨テープ３８を研磨ヘッド５０に供給する供給リール７１と、研磨テープ３８を研磨ヘッド５０から回収する回収リール７２とを備えている。供給リール７１および回収リール７２は、それぞれテンションモータ７３，７４に連結されている。これらテンションモータ７３，７４は、所定のトルクを供給リール７１および回収リール７２に与えることにより、研磨テープ３８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。

供給リール７１と回収リール７２との間には、研磨テープ送り機構７６が設けられている。この研磨テープ送り機構７６は、研磨テープ３８を送るテープ送りローラ７７と、研磨テープ３８をテープ送りローラ７７に対して押し付けるニップローラ７８と、テープ送りローラ７７を回転させるテープ送りモータ７９とを備えている。研磨テープ３８はニップローラ７８とテープ送りローラ７７との間に挟まれている。テープ送りローラ７７を図１５の矢印で示す方向に回転させることにより、研磨テープ３８は供給リール７１から回収リール７２に送られる。

テンションモータ７３，７４およびテープ送りモータ７９は、基台８１に設置されている。この基台８１は連結ブロック４１Ｂに固定されている。基台８１は、供給リール７１および回収リール７２から研磨ヘッド５０に向かって延びる２本の支持アーム８２，８３を有している。支持アーム８２，８３には、研磨テープ３８を支持する複数のガイドローラ８４Ａ，８４Ｂ，８４Ｃ，８４Ｄ，８４Ｅが取り付けられている。研磨テープ３８はこれらのガイドローラ８４Ａ〜８４Ｅにより、研磨ヘッド５０を囲むように案内される。

研磨テープ３８の延びる方向は、上から見たときに、ウェハＷの半径方向に対して垂直である。研磨ヘッド５０の下方に位置する２つのガイドローラ８４Ｄ，８４Ｅは、研磨テープ３８の研磨面がウェハＷの表面（上面）と平行となるように研磨テープ３８を支持している。さらに、これら２つのガイドローラ８４Ｄ，８４Ｅの間にある研磨テープ３８は、ウェハＷの接線方向と平行に延びている。研磨テープ３８とウェハＷとの間には、鉛直方向において隙間が形成されている。

研磨装置は、研磨テープ３８の縁部の位置を検出するテープエッジ検出センサ１００をさらに備えている。テープエッジ検出センサ１００は、上述した位置センサ６３と同様に、透過型の光学式センサである。テープエッジ検出センサ１００は、投光部１００Ａと受光部１００Ｂとを有している。投光部１００Ａは、図１４に示すように、設置台２７に固定されており、受光部１００Ｂは、図１２に示すように、研磨室２２を形成するベースプレート２１に固定されている。このテープエッジ検出センサ１００は、受光部１００Ｂによって受光される光の量から研磨テープ３８の縁部の位置を検出するように構成されている。

ウェハＷを研磨するときは、図２０に示すように、研磨ヘッド５０および研磨テープ供給回収機構７０は、モータ４２Ａ，４２Ｂおよびボールねじ４３Ａ，４３Ｂによりそれぞれ所定の研磨位置にまで移動される。研磨位置にある研磨テープ３８は、ウェハＷの上から見たとき、ウェハＷの接線方向に延びている。したがって、研磨テープ供給回収機構７０は、ウェハＷの接線方向に沿った状態で研磨テープ３８をウェハＷの表面と平行に支持する研磨テープ支持機構として機能する。

図２１は、図３（ａ）乃至図３（ｄ）に示す研磨方法および図４，図７に示す研磨方法を実施するときの研磨位置にある押圧パッド５１、研磨テープ３８、およびウェハＷを横方向から見た模式図である。図２１に示すように、研磨テープ３８は、ウェハＷのエッジ部の上方に位置し、さらに研磨テープ３８の上方に押圧パッド５１が位置する。図２２は、押圧パッド５１により研磨テープ３８をウェハＷに押し付けている状態を示す図である。

図２３は、図１０に示す研磨方法を実施するときの押圧パッド５１、研磨テープ３８、およびウェハＷを横方向から見た模式図である。図２３に示すように、研磨位置にある押圧パッド５１の縁部と研磨テープ３８の縁部は一致している。すなわち、押圧パッド５１の縁部と研磨テープ３８の縁部が一致するように、研磨ヘッド５０および研磨テープ供給回収機構７０がそれぞれ独立に研磨位置に移動される。ただし、押圧パッド５１の縁部と研磨テープ３８の縁部は完全に一致している必要はなく、研磨テープ３８の縁部が押圧パッド５１の縁部から２０μｍ〜１００μｍほどはみ出していてもよい。

研磨テープ３８は、細長い帯状の研磨具である。研磨テープ３８の幅は基本的にはその全長に亘って一定であるが、研磨テープ３８の部分によってはその幅に若干のばらつきがあることがある。このため、研磨位置にある研磨テープ３８の縁部の位置がウェハごとに異なるおそれがある。一方、研磨位置にある押圧パッド５１の位置は、常に一定である。そこで、研磨テープ３８の縁部を押圧パッド５１の縁部に合わせるために、研磨位置に移動される前に、研磨テープ３８の縁部の位置が上述のテープエッジ検出センサ１００により検出される。

図２４（ａ）乃至図２４（ｃ）は、研磨テープ３８の縁部を検出するときの動作を説明する図である。ウェハＷの研磨に先立って、研磨テープ３８は、図２４（ａ）に示す退避位置から、図２４（ｂ）に示すテープエッジ検出位置に移動される。このテープエッジ検出位置において、テープエッジ検出センサ１００により、研磨テープ３８のウェハ側の縁部の位置が検出される。そして、図２４（ｃ）に示すように研磨テープ３８の一部が押圧パッド５１の縁部から所定の幅だけはみ出るように、または図２３に示すように研磨テープ３８の縁部が押圧パッド５１の縁部と一致するように、研磨テープ３８が研磨位置に移動される。

研磨位置にある押圧パッド５１の縁部の位置は予め研磨制御部１１（図１１参照）に記憶されている。したがって、研磨制御部１１は、検出された研磨テープ３８の縁部の位置と、押圧パッド５１の縁部の位置とから、研磨テープ３８の移動距離を算出することができる。このように、検出された研磨テープ３８の縁部の位置に基づいて研磨テープ３８の移動距離が決定されるので、研磨テープ３８の幅のばらつきによらず、研磨テープ３８を所定の位置に移動させることができる。

次に、上述のように構成された研磨装置の研磨動作について説明する。以下に説明する研磨装置の動作は、図１１に示す研磨制御部１１によって制御される。ウェハＷは、その表面に形成されている膜（例えば、デバイス層）が上を向くようにウェハ保持部３に保持され、さらにウェハＷの中心周りに回転される。回転するウェハＷの中心には、図示しない液体供給機構から液体（例えば、純水）が供給される。研磨ヘッド５０の押圧パッド５１および研磨テープ３８は、図２１に示すように、それぞれ所定の研磨位置にまで移動される。

図２５（ａ）は、研磨位置にある研磨テープ３８および押圧パッド５１をウェハＷの径方向から見た図を示している。図２５（ａ）に示す押圧パッド５１は、エアシリンダ５６（図１８参照）により持ち上げられた状態にあり、押圧パッド５１は研磨テープ３８の上方に位置している。次に、エアシリンダ５６の動作を停止させてそのピストンロッドを下げ、図２５（ｂ）に示すように、押圧パッド５１は、その下面が研磨テープ３８の上面に接触するまで下降される。この状態で真空ライン６０を介して押圧パッド５１の貫通孔５１ａに真空を形成し、研磨テープ３８を押圧パッド５１の下面に保持させる。研磨テープ３８を保持したまま、押圧パッド５１はエアシリンダ５３（図１８参照）により下降され、図２５（ｃ）に示すように、押圧パッド５１は、研磨テープ３８の研磨面をウェハＷの周縁部に所定の研磨圧力で押し付ける。研磨圧力は、研磨テープ３８からウェハＷの周縁部に作用する押し付け圧力である。この研磨圧力は、エアシリンダ５３に供給する気体の圧力により調整することができる。

ウェハＷのエッジ部は、回転するウェハＷと研磨テープ３８との摺接により研磨される。ウェハＷの研磨レートを上げるために、ウェハＷの研磨中に研磨ユニット移動機構３０により研磨テープ３８および押圧パッド５１をウェハＷの接線方向に沿って揺動させてもよい。研磨中は、回転するウェハＷの中心部に液体（例えば純水）が供給され、ウェハＷは水の存在下で研磨される。ウェハＷに供給された液体は、遠心力によりウェハＷの上面全体に広がり、これによりウェハＷに形成されたデバイスに研磨屑が付着してしまうことが防止される。上述したように、研磨中は、研磨テープ３８は、真空吸引により押圧パッド５１に保持されているので、研磨テープ３８と押圧パッド５１との位置がずれることが防止される。したがって、研磨位置および研磨形状を安定させることができる。さらに、研磨圧力を大きくしても、研磨テープ３８と押圧パッド５１との位置がずれることがないため、研磨時間を短縮することができる。

ウェハＷの研磨中の押圧パッド５１の鉛直方向の位置は、位置センサ６３により検出される。したがって、押圧パッド５１の鉛直方向の位置から研磨終点を検出することができる。例えば、押圧パッド５１の鉛直方向の位置が所定の目標位置に達したときに、ウェハＷのエッジ部の研磨を終了することができる。この所定の目標位置は、目標とする研磨量に従って決定される。

ウェハＷの研磨が終了すると、エアシリンダ５３への気体の供給が停止され、これにより押圧パッド５１が図２５（ｂ）に示す位置にまで上昇する。同時に、研磨テープ３８の真空吸引が停止される。さらに、押圧パッド５１はエアシリンダ５６により図２５（ａ）に示す位置にまで上昇される。そして、研磨ヘッド５０および研磨テープ供給回収機構７０は、図１４に示す退避位置に移動される。研磨されたウェハＷは、ウェハ保持部３によって上昇され、図示しない搬送機構のハンドによって研磨室２２の外に搬出される。次のウェハの研磨が始まる前に、研磨テープ３８はテープ送り機構７６により所定の距離だけ供給リール７１から回収リール７２に送られる。これにより、新しい研磨面が次のウェハの研磨に使用される。研磨テープ３８が研磨屑により目詰まりをしていると推定されるときは、研磨テープ３８を所定の距離だけ送った後、研磨されたウェハＷを新しい研磨面で再び研磨してもよい。研磨テープ３８の目詰まりは、例えば、研磨時間および研磨圧力から推定することができる。

研磨テープ３８をその長手方向にテープ送り機構７６によって所定の速度で送りながら（移動させながら）、ウェハＷを研磨してもよい。この場合、ウェハＷの研磨レートを上げるために、研磨テープ３８の移動方向は、回転するウェハＷのエッジ部の進行方向と対抗することが好ましい。研磨テープ３８を真空吸引により押圧パッド５１に保持したまま、テープ送り機構７６で研磨テープ３８をその長手方向に送ることも可能である。場合によっては、研磨テープ３８を真空吸引により押圧パッド５１に保持しなくてもよい。

図２６（ａ）に示すように、ウェハＷへの研磨圧力を大きくした場合、ウェハＷは押圧パッド５１の研磨圧力により大きく撓み、その結果、図２６（ｂ）に示すように、ウェハＷの被研磨面は斜めになってしまうことがある。そこで、図２７に示す実施形態では、ウェハＷの周縁部を下から支えるサポートステージ１８０がウェハ保持部３に設けられている。特に説明しない他の構成は、図１２に示す構成と同じであるので、その重複する説明を省略する。サポートステージ１８０は、サポートステージ台１８１に固定されている。このサポートステージ台１８１は、ケーシング１２の上端に固定されており、ケーシング１２と一体に回転するようになっている。したがって、サポートステージ１８０は、ケーシング１２および保持ステージ４と一体に回転する。

サポートステージ１８０は、ウェハＷの周縁部下面をその全体に亘って支持するために、図２８に示すような逆円錐台形を有している。サポートステージ１８０によって支持されるウェハＷの周縁部下面は、図３６（ａ）および図３６（ｂ）に示すボトムエッジ部Ｅ２を少なくとも含む領域である。サポートステージ１８０の環状の上面１８０ａは、ウェハＷの周縁部下面を支持する支持面を構成している。ウェハＷの研磨時には、サポートステージ１８０の最外周端とウェハＷの最外周端とはほぼ一致する。

このようなサポートステージ１８０を使用することで、押圧パッド５１がウェハＷに研磨テープ３８を押し付けても、ウェハＷが撓むことはない。したがって、研磨テープ３８でウェハＷのエッジ部を研磨することで、ウェハＷのエッジ部に垂直面および水平面を形成することができる。また、サポートステージ１８０は、ウェハＷの周縁部下面の全体を支持するので、ウェハの一部のみを支持する従来のウェハ支持機構に比べて、ウェハＷのエッジ部を均一に研磨することができる。

中空シャフト５とケーシング１２との間にはボールスプライン軸受６が配置されているので、中空シャフト５は、ケーシング１２に対して上下方向に移動することができる。したがって、中空シャフト５の上端に連結された保持ステージ４は、ケーシング１２およびサポートステージ１８０に対して相対的に上下方向に移動することが可能となっている。図２９は、保持ステージ４とその上面に保持されたウェハＷが、サポートステージ１８０に対して相対的に上昇した状態を示している。

研磨テープ３８は、ウェハＷとの接触具合やウェハＷの周縁部の形状の影響により水平方向の荷重を受けることがある。その結果、研磨テープ３８がウェハＷの外側に逃げてしまう場合がある。そこで、図３０に示すように、研磨テープ３８の水平方向の移動を制限するテープストッパー１８５が押圧パッド５１に設けられている。テープストッパー１８５は、ウェハＷの半径方向において研磨テープ３８の外側に配置されており、研磨テープ３８の外側への動きを制限する。このように配置されたテープストッパー１８５により、研磨テープ３８がウェハＷの外側に逃げることを防ぐことができる。したがって、ウェハＷの研磨形状および研磨幅を安定させることができる。

研磨テープ３８の外側への動きがテープストッパー１８５によって受け止められると、図３１に示すように、研磨テープ３８がゆがむことがある。そこで、図３２に示す実施形態では、研磨テープ３８のゆがみを防止すべく、研磨テープ３８の研磨面に近接してテープカバー１８６が設けられている。テープカバー１８６は、テープストッパー１８５に固定されており、研磨テープ３８の研磨面の大部分を覆うように配置されている。テープカバー１８６は、研磨テープ３８の下方に配置されており、研磨テープ３８の研磨面とテープカバー１８６の上面との間には、微小な隙間ｄｇが形成されている。研磨テープ３８は、押圧パッド５１とテープカバー１８６との間に配置される。このようなテープカバー１８６を設けることで、研磨テープ３８がゆがんでしまうことが防止され、研磨テープ３８を平坦に保つことができる。したがって、ウェハＷの研磨形状および研磨幅を安定させることができる。

図３２に示すように、押圧パッド５１、テープストッパー１８５、およびテープカバー１８６に囲まれる空間に研磨テープ３８が配置される。押圧パッド５１の下面とテープカバー１８６の上面との隙間ｈは、研磨テープ３８の厚さよりも大きく設定されている。研磨テープ３８とテープカバー１８６との隙間ｄｇは、ウェハＷの厚さよりも小さい。

テープカバー１８６の内側面１８６ａは、押圧パッド５１の縁部５１ｂよりもウェハＷの半径方向において外側に位置している。したがって、研磨テープ３８の研磨面は、研磨テープ３８の縁部とテープカバー１８６の内側面１８６ａとの間の距離ｄｗだけ露出する。ウェハＷの研磨は、この露出した研磨面で行われる。

図３２に示す構造では、研磨テープ３８に作用する水平方向の荷重をテープストッパー１８５が受け止めるため、押圧パッド５１が研磨テープ３８とともに外側へ動くことがある。このような押圧パッド５１の動きは、研磨形状および研磨幅を不安定にさせてしまう。そこで、図３３に示す実施形態では、押圧パッド５１の外側への動きを制限する移動制限機構が設けられている。この移動制限機構は、押圧パッド５１に固定された突起部材１９０と、この突起部材１９０の水平方向の動きを制限するサイドストッパー１９１とを有している。本実施形態では、突起部材１９０としてプランジャが使用されている。

サイドストッパー１９１は、ウェハＷの半径方向においてプランジャ（突起部材）１９０の外側に配置されており、プランジャ１９０の外側への動きを受け止める。サイドストッパー１９１は、研磨ヘッド５０のボックス６２の下面に固定されており、サイドストッパー１９１の位置は固定されている。プランジャ１９０とサイドストッパー１９１とは互いに近接して配置されており、プランジャ１９０とサイドストッパー１９１との隙間ｄｒは、１０μｍから１００μｍである。このような構成によれば、研磨中に押圧パッド５１が研磨テープ３８から水平荷重を受けて外側に移動すると、プランジャ１９０がサイドストッパー１９１に接触し、これにより押圧パッド５１および研磨テープ３８の外側への動きが制限される。したがって、ウェハＷの研磨形状および研磨幅を安定させることができる。

図２７乃至図３３に示す実施形態は、適宜組み合わせることができる。例えば、図３４は、図２７に示すサポートステージ１８０と、図３３に示す研磨ヘッド５０とを組み合わせた例を示している。この図３４に示す構成によれば、ウェハＷの撓みが防止されるとともに、研磨テープ３８の移動やゆがみが防止される。

図３５は、複数の研磨ユニットを備えた研磨装置を示す平面図である。この研磨装置では、研磨室２２内に第１の研磨ユニット２５Ａおよび第２の研磨ユニット２５Ｂが設けられている。研磨ユニット２５Ａ，２５Ｂは、上述した研磨ユニット２５と同一の構成を有しているので、その重複する説明を省略する。これら２つの研磨ユニット２５Ａ，２５Ｂの配置は、ウェハ保持部３に保持されたウェハＷに関して対称である。第１の研磨ユニット２５Ａは第１の研磨ユニット移動機構（図示せず）により移動可能となっており、第２の研磨ユニット２５Ｂは第２の研磨ユニット移動機構（図示せず）により移動可能となっている。これら第１および第２の研磨ユニット移動機構は、上述の研磨ユニット移動機構３０と同様の構成を有している。

第１の研磨ユニット２５Ａと第２の研磨ユニット２５Ｂでは、異なるタイプの研磨テープを使用することができる。例えば、第１の研磨ユニット２５ＡでウェハＷの粗研磨を行い、第２の研磨ユニット２５ＢでウェハＷの仕上げ研磨をすることができる。図７に示す研磨方法は、図３５に示す研磨装置を用いることにより実施することができる。

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ことである。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。

３ ウェハ保持部
４ 保持ステージ
１１ 研磨制御部
２５ 研磨ユニット
２７ 設置台
３０ 研磨ユニット移動機構
３８ 研磨テープ
４０Ａ，４０Ｂ 直動ガイド
４５ 半径方向移動機構（第１移動機構）
４６ テープ移動機構（第２移動機構）
５０ 研磨ヘッド
５１ 押圧パッド
５２ パッドホルダー
５３ エアシリンダ
５４ 直動ガイド
５６ エアシリンダ
５９ 垂直移動機構
６０ 真空ライン
６３ 位置センサ
６４ ドグ
７０ 研磨テープ供給回収機構（研磨テープ支持機構）
７１ 供給リール
７２ 回収リール
７３，７４ テンションモータ
７６ テープ送り機構
８２，８３ 支持アーム
８４Ａ，８４Ｂ，８４Ｃ，８４Ｄ，８４Ｅ ガイドローラ
１００ テープエッジ検出センサ
１８０ サポートステージ
１８１ サポートステージ台
１８５ テープストッパー
１８６ テープカバー
１９０ プランジャ
１９１ サイドストッパー
Ｗ ウェハ

Claims (15)

1. 基板を回転させ、
   研磨テープの一部を、押圧パッドから基板の半径方向内側に向かって突出させた状態で、前記押圧パッドにより前記研磨テープを前記基板のエッジ部に対して押し付けて該基板のエッジ部を研磨しつつ、前記研磨テープの前記一部を前記押圧パッドに沿って折り曲げる第１研磨工程を行い、
   折り曲げられた前記研磨テープの前記一部を、前記押圧パッドにより前記基板の半径方向内側に向って押すことにより、前記研磨テープで前記基板のエッジ部をさらに研磨する第２研磨工程を行うことを特徴とする研磨方法。
2. 折り曲げられた前記研磨テープの前記一部は、前記第１研磨工程によって前記基板のエッジ部に形成された被研磨部分の深さよりも長いことを特徴とする請求項１に記載の研磨方法。
3. 前記第１研磨工程および前記第２研磨工程のうち少なくとも１つは、前記研磨テープをその長手方向に移動させながら行われることを特徴とする請求項１または２に記載の研磨方法。
4. 前記研磨テープの移動方向は、回転する前記基板のエッジ部の進行方向と対抗することを特徴とする請求項３に記載の研磨方法。
5. 前記第１研磨工程での前記研磨テープは、目の粗い研磨テープであり、
   前記第２研磨工程は、前記目の粗い研磨テープに代えて、目の細かい研磨テープを用いて行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の研磨方法。
6. 基板を回転させ、
   研磨テープの一部を、押圧パッドから基板の半径方向内側に向かって突出させた状態で、前記押圧パッドにより前記研磨テープを前記基板のエッジ部に対して押し付けて該基板のエッジ部を研磨する第１研磨工程を行い、
   前記第１研磨工程の後、前記研磨テープの一部を前記基板のエッジ部に押し付けて前記研磨テープの前記一部を前記押圧パッドに沿って折り曲げ、
   折り曲げられた前記研磨テープの前記一部を、前記押圧パッドにより前記基板の半径方向内側に向って押すことにより、前記研磨テープで前記基板のエッジ部をさらに研磨する第２研磨工程を行うことを特徴とする研磨方法。
7. 前記第１研磨工程および前記第２研磨工程のうち少なくとも１つは、前記研磨テープをその長手方向に移動させながら行われることを特徴とする請求項６に記載の研磨方法。
8. 前記研磨テープの移動方向は、回転する前記基板のエッジ部の進行方向と対抗することを特徴とする請求項７に記載の研磨方法。
9. 基板を回転させ、
   第１の研磨テープの一部を、第１の押圧パッドから基板の半径方向内側に向かって突出させた状態で、前記第１の押圧パッドにより前記第１の研磨テープを前記基板のエッジ部に対して押し付けて該基板のエッジ部を研磨する第１研磨工程を行い、
   第２の研磨テープの一部が、第２の押圧パッドから基板の半径方向内側に向かって突出するように、前記第２の研磨テープと前記第２の押圧パッドとを位置決めし、
   前記第２の研磨テープの前記一部を、前記第１研磨工程によって前記基板のエッジ部に形成された角部に前記第２の押圧パッドにより押し当てて前記第２の研磨テープの前記一部を前記第２の押圧パッドに沿って折り曲げ、
   折り曲げられた前記第２の研磨テープの前記一部を、前記第２の押圧パッドにより前記基板の半径方向内側に向って押すことにより、前記第２の研磨テープで前記基板のエッジ部をさらに研磨する第２研磨工程を行うことを特徴とする研磨方法。
10. 前記第２の押圧パッドの端部が、前記第１研磨工程によって前記エッジ部に形成された垂直面よりも半径方向外側に位置し、かつ前記第２の押圧パッドの端部と前記垂直面との水平方向の距離が前記第２の研磨テープの厚さよりも大きくなるように、前記第２の研磨テープと前記第２の押圧パッドとの位置決めが行われることを特徴とする請求項９に記載の研磨方法。
11. 前記第１の研磨テープは、目の粗い研磨テープであり、
    前記第２の研磨テープは、目の細かい研磨テープであることを特徴とする請求項９または１０に記載の研磨方法。
12. 前記第１研磨工程は、前記第１の研磨テープをその長手方向に移動させながら行われることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか一項に記載の研磨方法。
13. 前記第１の研磨テープの移動方向は、回転する前記基板のエッジ部の進行方向と対抗することを特徴とする請求項１２に記載の研磨方法。
14. 前記第２研磨工程は、前記第２の研磨テープをその長手方向に移動させながら行われることを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか一項に記載の研磨方法。
15. 前記第２の研磨テープの移動方向は、回転する前記基板のエッジ部の進行方向と対抗することを特徴とする請求項１４に記載の研磨方法。

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