KR101872903B1

KR101872903B1 - 연마 장치 및 연마 방법

Info

Publication number: KR101872903B1
Application number: KR1020120029120A
Authority: KR
Inventors: 마사야 세키; 데츠지 도가와; 마사유키 나카니시; 나오키 마츠다; 아츠시 요시다
Original assignee: 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2012-03-22
Publication date: 2018-06-29
Also published as: KR20120109342A; EP2502701A3; EP2502701B1; JP2012213849A; EP2502701A2; JP5886602B2; JP2016028845A; CN102699794A; JP6080936B2; US8979615B2; US20120244787A1; TW201246348A; TWI523092B; US10493588B2; US20150151398A1; CN102699794B

Abstract

연마 장치는, 기판의 주연부를 연마하여 직각의 단면 형상을 형성할 수 있는 연마 유닛을 가진다. 연마 유닛은, 기판(W)의 주연부에 대하여 연마 테이프를 위에서 누르는 가압 부재를 가지는 연마 헤드와, 연마 헤드에 연마 테이프를 공급하고, 연마 헤드로부터 연마 테이프를 회수하는 테이프 공급 회수 기구와, 연마 헤드를 기판(W)의 반경 방향으로 이동시키는 제1 이동 기구와, 테이프 공급 회수 기구를 기판(W)의 반경 방향으로 이동시키는 제2 이동 기구를 구비한다. 가이드 롤러는, 연마 테이프가 기판(W)의 접선 방향과 평행하게 연장되고, 또한 연마 테이프의 연마면이 기판(W)의 표면과 평행이 되도록 배치된다.

Description

연마 장치 및 연마 방법{POLISHING APPARATUS AND POLISHING METHOD}

본 발명은, 반도체 웨이퍼 등의 기판의 주연부(周緣部)를 연마하는 연마 장치 및 연마 방법에 관한 것으로서, 특히 연마 테이프를 기판의 주연부에 눌러 당해 주연부를 연마하는 연마 장치 및 연마 방법에 관한 것이다.

반도체 디바이스의 제조에 있어서의 수율 향상의 관점에서, 기판의 표면 상태의 관리가 최근 주목을 받고 있다. 반도체 디바이스의 제조 공정에서는, 다양한 재료가 실리콘 웨이퍼 상에 성막된다. 이 때문에, 기판의 주연부에는 불필요한 막이나 표면 거침이 형성된다. 최근에는, 기판의 주연부만을 아암으로 유지하여 기판을 반송하는 방법이 일반화되고 있다. 이러한 배경 하에서는, 주연부에 잔존한 불필요한 막이 다양한 공정을 거쳐 가는 동안에 박리되어 기판에 형성된 디바이스에 부착되어, 수율을 저하시킨다. 그래서, 기판의 주연부에 형성된 불필요한 막을 제거하기 위하여, 연마 장치를 사용하여 기판의 주연부가 연마된다.

이 종류의 연마 장치는, 연마 테이프의 연마면을 기판의 주연부에 슬라이딩 접촉시킴으로써 기판의 주연부를 연마한다. 여기서, 본 명세서에서는, 기판의 주연부를, 기판의 최외주(最外周)에 위치하는 베벨부와, 이 베벨부의 반경 방향 내측에 위치하는 탑 에지부 및 보텀 에지부를 포함하는 영역으로서 정의한다.

도 1a 및 도 1b는, 기판의 주연부를 나타내는 확대 단면도이다. 보다 상세하게는, 도 1a는 소위 스트레이트형 기판의 단면도이고, 도 1b는 소위 라운드형 기판의 단면도이다. 도 1a의 기판(W)에 있어서, 베벨부는, 상측 경사부(상측 베벨부)(P), 하측 경사부(하측 베벨부)(Q), 및 측부(에이펙스)(R)로 구성되는 기판(W)의 최외주면(부호 B로 나타낸다)이다. 도 1b의 기판(W)에 있어서는, 베벨부는, 기판(W)의 최외주면을 구성하는, 만곡된 단면(斷面)을 가지는 부분(부호 B로 나타낸다)이다. 탑 에지부는, 베벨부(B)보다 반경 방향 내측에 위치하는 영역이며, 또한 디바이스가 형성되는 영역(D)보다 반경 방향 외측에 위치하는 평탄부(E1)이다. 보텀 에지부는, 탑 에지부와는 반대측에 위치하고, 베벨부(B)보다 반경 방향 내측에 위치하는 평탄부(E2)이다. 이들 탑 에지부(E1) 및 보텀 에지부(E2)는, 총칭하여 니어 에지부라고 불리는 경우도 있다.

종래의 연마 장치에서는, 연마 헤드에 의해 연마 테이프를 기판의 주연부에 가압함으로써 당해 주연부를 연마한다(예를 들어, 일본 공개특허공보 제2002-126981호 참조). 기판의 탑 에지부를 연마할 때에는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 연마 헤드(300) 및 연마 테이프(301)를 기울인 상태에서 연마 헤드(300)에 의해 연마 테이프(301)를 기판의 탑 에지부에 누른다.

그러나, 연마 테이프를 기울인 상태에서 기판의 주연부를 연마한 결과, 도 3에 나타내는 바와 같이, 디바이스층의 단면(端面)은 경사져버린다. 이러한 경사진 단면을 가지는 디바이스층은, SOI(Silicon on Insulator) 기판의 제조 공정에서 다음과 같은 문제를 발생시킨다. SOI 기판은, 디바이스 기판과 실리콘 기판을 맞붙임으로써 제조된다. 보다 구체적으로는, 도 4a 및 도 4b에 나타내는 바와 같이, 디바이스 기판(W1)과 실리콘 기판(W2)을 맞붙이고, 도 4c에 나타내는 바와 같이, 디바이스 기판(W1)을 그 이면으로부터 그라인더로 연삭함으로써, 도 4d에 나타내는 SOI 기판을 얻는다.

도 4d에 나타내는 바와 같이, 디바이스층은 경사진 단면을 가지고 있기 때문에, 디바이스층은 예각(銳角)의 단부(端部)를 가지게 된다. 이러한 예각의 단부는 용이하게 파손되기 쉬워, 그 파편이 파티클로서 디바이스층의 표면에 부착될 우려가 있다. 디바이스층에 부착된 파티클은 디바이스에 결함을 발생시켜, 수율을 저하시킨다.

일본 공개특허공보 평8-97111호에는, 직각의 부재를 사용하여 연마 테이프를 기판의 주연부에 누르는 연마 장치가 개시되어 있다. 그러나, 연마 테이프는 어느 정도의 두께와 단단함을 가지기 때문에, 미시적인 레벨로는 연마 테이프는 직각의 부재를 따라 직각으로는 구부러지지 않고, 어느 정도 둥그스름해진다. 결과적으로, 디바이스층의 단면은 경사져버린다.

또한, 연마 테이프를 통해 기판에 가해지는 연마 하중에 의해 연마 중에 기판이 휘거나 연마 테이프의 위치가 어긋나, 결과적으로 디바이스층의 경사면이 경사지게 연마되는 경우가 있다. 일본 공개특허공보 제2009-208214호에는, 외주부 지지 기구로부터 분사되는 액체의 가압력과 연마 기구의 가압력을 균형이 잡히게 함으로써, 기판을 본래의 위치에 유지하는 연마 장치가 개시되어 있다. 그러나, 이 외주부 지지 기구는 연마 테이프에 대응하는 위치에 배치되어 있고, 이들의 가압력이 불균형이 되었을 때에 서로의 가압력을 조정하여 기판(W)을 초기 위치로 되돌리기 때문에, 기판이 불균일하게 연마되는 경우가 있다. 그 결과로서, 디바이스층의 단면이 수직으로 연마되지 않는 경우가 있었다.

본 발명은, 상기 서술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 기판의 주연부를 연마하여 직각의 단면 형상을 형성할 수 있는 연마 장치 및 연마 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 서술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양태는, 기판을 유지하고, 회전시키는 기판 유지부와, 상기 기판의 주연부를 연마하는 적어도 1개의 연마 유닛을 구비하고, 상기 연마 유닛은, 상기 기판의 주연부에 대하여 연마 테이프를 위에서 누르는 가압 부재를 가지는 연마 헤드와, 상기 연마 헤드에 상기 연마 테이프를 공급하고, 상기 연마 헤드로부터 상기 연마 테이프를 회수하는 테이프 공급 회수 기구와, 상기 연마 헤드를 상기 기판의 반경 방향으로 이동시키는 제1 이동 기구와, 상기 테이프 공급 회수 기구를 상기 기판의 반경 방향으로 이동시키는 제2 이동 기구를 구비하고, 상기 테이프 공급 회수 기구는, 상기 연마 테이프를 지지하는 복수의 가이드 롤러를 가지고, 당해 복수의 가이드 롤러는, 상기 연마 테이프가 상기 기판의 접선 방향과 평행하게 연장되고, 또한 상기 연마 테이프의 연마면이 상기 기판의 표면과 평행이 되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 연마 장치이다.

본 발명의 바람직한 양태는, 상기 연마 유닛을 상기 기판의 접선 방향으로 이동시키는 연마 유닛 이동 기구를 더 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 양태는, 상기 연마 테이프의 가장자리부의 위치를 검출하는 테이프 에지 검출 센서를 더 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 양태는, 상기 제1 이동 기구는, 상기 가압 부재를 소정의 연마 위치로 이동시키고, 상기 제2 이동 기구는, 상기 테이프 에지 검출 센서에 의해 검출된 상기 연마 테이프의 단부의 위치에 기초하여, 상기 연마 테이프의 가장자리부가 상기 연마 위치에 있는 상기 가압 부재의 가장자리부에 일치하도록 상기 연마 테이프 공급 회수 기구를 이동시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 양태는, 상기 가압 부재는, 연직 방향으로 연장되는 관통 구멍을 가지고, 상기 관통 구멍은 진공 라인에 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 양태는, 상기 연마 유닛을 복수 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 양태는, 상기 연마 헤드는, 상기 가압 부재의 연직 방향의 위치를 검출하는 위치 센서를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 양태는, 기판을 회전시키고, 기판의 접선 방향과 평행하게 연장되는 연마 테이프를, 그 연마면이 상기 기판의 표면과 평행이 되도록 상기 기판의 주연부의 상방에 배치하고, 가압 부재에 의해 상기 연마 테이프를 상기 기판의 주연부에 대하여 위에서 눌러 상기 기판의 주연부를 연마하는 것을 특징으로 하는 연마 방법이다.

본 발명의 바람직한 양태는, 상기 연마 테이프를 상기 기판의 주연부에 누르면서, 상기 연마 테이프를 상기 기판의 접선 방향으로 요동시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 양태는, 상기 가압 부재의 가장자리부와 상기 연마 테이프의 가장자리부를 일치시킨 상태에서, 상기 연마 테이프를 상기 기판의 주연부에 누르는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 양태는, 상기 가압 부재와 상기 연마 테이프를 진공 흡인에 의해 서로 고정시킨 상태에서, 상기 연마 테이프를 상기 기판의 주연부에 누르는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 양태는, 상기 가압 부재의 연직 방향의 위치에 기초하여 상기 기판의 주연부의 연마를 종료하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 양태는, 기판을 유지하고, 회전시키는 기판 유지부와, 연마 테이프를 지지하는 복수의 가이드 롤러와, 상기 연마 테이프의 가장자리부를 상기 기판의 주연부에 대하여 위에서 누르는 가압 부재를 가지는 연마 헤드를 구비하고, 상기 복수의 가이드 롤러는, 연마 테이프가 상기 기판의 접선 방향과 평행하게 연장되고, 또한 상기 연마 테이프의 연마면이 상기 기판의 표면과 평행이 되도록 배치되어 있고, 상기 기판 유지부는, 상기 기판을 유지하는 유지 스테이지와, 당해 유지 스테이지에 의해 유지된 상기 기판의 주연부 하면의 전체를 지지하는 서포트 스테이지를 구비하고, 상기 서포트 스테이지는, 상기 유지 스테이지와 일체로 회전하는 것을 특징으로 하는 연마 장치이다.

본 발명의 바람직한 양태는, 상기 유지 스테이지는, 상기 서포트 스테이지에 대하여 상대적으로 상하 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 양태는, 기판을 유지하고, 회전시키는 기판 유지부와, 연마 테이프를 지지하는 복수의 가이드 롤러와, 상기 연마 테이프의 가장자리부를 상기 기판의 주연부에 대하여 위에서 누르는 가압 부재를 가지는 연마 헤드를 구비하고, 상기 복수의 가이드 롤러는, 연마 테이프가 상기 기판의 접선 방향과 평행하게 연장되고, 또한 상기 연마 테이프의 연마면이 상기 기판의 표면과 평행이 되도록 배치되어 있고, 상기 연마 헤드는, 상기 연마 테이프의 수평 방향의 이동을 제한하는 테이프 스토퍼를 가지고, 상기 테이프 스토퍼는, 상기 기판의 반경 방향에서 상기 연마 테이프의 외측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 연마 장치이다.

본 발명의 바람직한 양태는, 상기 연마 헤드는, 상기 연마 테이프의 연마면에 근접하여 배치된 테이프 커버를 더 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 양태는, 상기 테이프 커버와 상기 가압 부재 사이에는, 상기 연마 테이프의 두께보다 큰 간극이 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 양태는, 상기 연마 헤드는, 상기 가압 부재에 고정된 돌기 부재와, 상기 돌기 부재의 수평 방향의 움직임을 받아내는 사이드 스토퍼를 가지고, 상기 사이드 스토퍼는, 상기 기판의 반경 방향에서 상기 돌기 부재의 외측에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 연마 테이프의 연마면을 기판의 주연부에 대하여 위에서 가압함으로써, 기판의 탑 에지부를 연마한다. 기판의 연마 중에는, 연마 테이프의 가장자리부가 기판에 눌리므로, 연마된 부분의 단면 형상을 직각으로 할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 연마 헤드와 연마 테이프는 독립적으로 이동 가능하므로, 연마 테이프의 가장자리부가 연마 헤드의 가압 부재의 가장자리부에 일치하도록, 연마 테이프의 폭에 의존하여 결정되는 거리만큼 연마 테이프를 이동시키는 것이 가능하다. 따라서, 연마 헤드는, 가압 부재의 가장자리부가 연마 테이프의 가장자리부에 일치한 상태에서 연마 테이프를 기판에 대하여 누르는 것이 가능하여, 직각의 연마 단면 형상을 형성할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 기판의 주연부 하면을 지지하는 서포트 스테이지를 설치함으로써, 기판이 휘는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 연마 테이프의 가장자리부에서 기판의 주연부를 연마하여, 직각의 단면 형상을 형성할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 테이프 스토퍼를 설치함으로써, 연마 테이프가 기판의 외측으로 빠져나가는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 연마 테이프의 가장자리부에서 기판의 주연부를 연마하여, 직각의 단면 형상을 형성할 수 있다.

도 1a 및 도 1b는, 기판의 주연부를 나타내는 확대 단면도이다.
도 2는, 기판의 주연부를 연마하는 종래의 방법을 나타내는 모식도이다.
도 3은, 도 2에 나타내는 방법에 의해 연마된 기판의 단면도이다.
도 4a 내지 도 4d는, SOI 기판의 제조 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 연마 장치를 나타내는 평면도이다.
도 6은, 도 5의 F-F선 단면도이다.
도 7은, 도 6의 화살표 G로 나타내는 방향에서 본 도면이다.
도 8은, 연마 헤드 및 연마 테이프 공급 회수 기구의 평면도이다.
도 9는, 연마 헤드 및 연마 테이프 공급 회수 기구의 정면도이다.
도 10은, 도 9에 나타내는 H-H선 단면도이다.
도 11은, 도 9에 나타내는 연마 테이프 공급 회수 기구의 측면도이다.
도 12는, 도 9에 나타내는 연마 헤드를 화살표 I로 나타내는 방향에서 본 종단면도이다.
도 13은, 위치 센서 및 도그를 위에서 본 도면이다.
도 14는, 소정의 연마 위치로 이동된 연마 헤드 및 연마 테이프 공급 회수 기구를 나타내는 도면이다.
도 15는, 연마 위치에 있는 가압 부재, 연마 테이프 및 기판을 가로 방향에서 본 모식도이다.
도 16은, 가압 부재에 의해 연마 테이프를 기판에 누르고 있는 상태를 나타내는 도면이다.
도 17a는, 연마 위치에 있는 연마 테이프 및 가압 부재를 기판의 직경 방향에서 본 도면이고, 도 17b는, 가압 부재의 하면이 연마 테이프의 상면에 접촉하고 있는 상태를 나타내는 도면이며, 도 17c는, 가압 부재가 연마 테이프를 기판에 대하여 위에서 누르고 있는 상태를 나타내는 도면이다.
도 18은, 연마 테이프에 의해 연마되어 있는 기판의 주연부를 나타내는 확대도이다.
도 19는, 연마된 기판의 주연부의 단면 형상을 나타내는 단면도이다.
도 20a 내지 도 20c는, 연마 테이프의 가장자리부를 검출할 때의 동작을 설명하는 도면이다.
도 21은, 기판이 연마 장치에 반입되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 22는, 연마 유닛이 퇴피 위치로 이동되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 23은, 기판이 유지 스테이지에 유지되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 24는, 기판이 연마 장치로부터 반출되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 25는, 복수의 연마 유닛을 구비한 연마 장치를 나타내는 평면도이다.
도 26은, 탑 에지 연마 유닛과 베벨 연마 유닛을 구비한 연마 장치를 나타내는 평면도이다.
도 27은, 도 26에 나타내는 연마 장치의 종단면도이다.
도 28은, 도 27에 나타내는 연마 헤드의 확대도이다.
도 29는, 도 28에 나타내는 가압 부재의 정면도이다.
도 30은, 도 29에 나타내는 가압 부재의 측면도이다.
도 31은, 도 29의 J-J선 단면도이다.
도 32는, 베벨 연마 유닛이 기판의 베벨부를 연마하고 있는 모습을 나타내는 도면이다.
도 33은, 베벨 연마 유닛이 기판의 탑 에지부를 연마하고 있는 모습을 나타내는 도면이다.
도 34는, 베벨 연마 유닛이 기판의 보텀 에지부를 연마하고 있는 모습을 나타내는 도면이다.
도 35a는, 가압 부재에 의해 연마 테이프를 기판에 누른 결과, 기판이 휘어져 있는 상태를 나타내는 도면이고, 도 35b는, 도 35a에 나타내는 상태에서 연마된 기판의 단면도이다.
도 36은, 서포트 스테이지를 구비한 기판 유지부를 나타내는 종단면도이다.
도 37은, 서포트 스테이지의 사시도이다.
도 38은, 유지 스테이지와 그 상면에 유지된 기판이, 서포트 스테이지에 대하여 상대적으로 상승한 상태를 나타내는 도면이다.
도 39는, 연마 테이프에 수평 방향의 하중이 가해지는 상태를 나타내는 도면이다.
도 40은, 테이프 스토퍼가 설치된 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 41은, 연마 테이프가 수평 방향의 하중을 받아서 구부러진 상태를 나타내는 도면이다.
도 42는, 테이프 스토퍼 및 테이프 커버가 설치된 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 43은, 가압 부재의 외측으로의 움직임을 제한하는 이동 제한 기구가 설치된 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 44는, 도 36에 나타내는 실시형태와 도 43에 나타내는 실시형태를 조합한 예를 나타내는 도면이다.
도 45는, 연마 모듈을 포함하는 복수의 기판 처리 모듈을 구비한 기판 처리 장치를 나타내는 상면도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

도 5는, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 연마 장치를 나타내는 평면도이고, 도 6은, 도 5의 F-F선 단면도이며, 도 7은, 도 6의 화살표 G로 나타내는 방향에서 본 도면이다.

본 실시형태에 관련된 연마 장치는, 연마 대상물인 기판(W)을 수평으로 유지하고, 회전시키는 기판 유지부(3)를 구비하고 있다. 도 5에 있어서는, 기판 유지부(3)가 기판(W)을 유지하고 있는 상태를 나타내고 있다. 기판 유지부(3)는, 기판(W)의 하면을 진공 흡인에 의해 유지하는 유지 스테이지(4)와, 유지 스테이지(4)의 중앙부에 연결된 중공 샤프트(5)와, 이 중공 샤프트(5)를 회전시키는 모터(M1)를 구비하고 있다. 기판(W)은, 기판(W)의 중심이 중공 샤프트(5)의 축심과 일치하도록 유지 스테이지(4) 위에 재치(載置)된다. 유지 스테이지(4)는, 격벽(20)과 베이스 플레이트(21)에 의해 형성된 연마실(22) 내에 배치되어 있다.

중공 샤프트(5)는, 볼 스플라인 베어링[직동(直動) 베어링](6)에 의해 자유롭게 상하동할 수 있도록 지지되어 있다. 유지 스테이지(4)의 상면에는 홈(4a)이 형성되어 있고, 이 홈(4a)은, 중공 샤프트(5)를 지나 연장되는 연통로(7)에 연통되어 있다. 연통로(7)는 중공 샤프트(5)의 하단(下端)에 장착된 로터리 조인트(8)를 통해 진공 라인(9)에 접속되어 있다. 연통로(7)는, 처리 후의 기판(W)을 유지 스테이지(4)로부터 이탈시키기 위한 질소 가스 공급 라인(10)에도 접속되어 있다. 이들 진공 라인(9)과 질소 가스 공급 라인(10)을 전환함으로써, 기판(W)을 유지 스테이지(4)의 상면에 유지하고, 이탈시킨다.

중공 샤프트(5)는, 이 중공 샤프트(5)에 연결된 풀리(p1)와, 모터(M1)의 회전축에 장착된 풀리(p2)와, 이들 풀리(p1, p2)에 걸린 벨트(b1)를 통해 모터(M1)에 의해 회전된다. 볼 스플라인 베어링(6)은, 중공 샤프트(5)가 그 길이 방향으로 자유롭게 이동하는 것을 허용하는 베어링이다. 볼 스플라인 베어링(6)은 원통 형상의 케이싱(12)에 고정되어 있다. 따라서, 중공 샤프트(5)는, 케이싱(12)에 대하여 상하로 직선 이동이 가능하고, 중공 샤프트(5)와 케이싱(12)은 일체로 회전한다. 중공 샤프트(5)는, 에어 실린더(승강 기구)(15)에 연결되어 있고, 에어 실린더(15)에 의해 중공 샤프트(5) 및 유지 스테이지(4)가 상승 및 하강할 수 있게 되어 있다.

케이싱(12)과, 그 외측에 동심 상에 배치된 원통 형상의 케이싱(14) 사이에는 레이디얼 베어링(18)이 개재되어 있고, 케이싱(12)은 베어링(18)에 의해 자유롭게 회전할 수 있도록 지지되어 있다. 이러한 구성에 의해, 기판 유지부(3)는, 기판(W)을 그 중심축 둘레로 회전시키고, 또한 기판(W)을 그 중심축을 따라 상승 하강시킬 수 있다.

기판 유지부(3)에 유지된 기판(W)의 반경 방향 외측에는, 기판(W)의 주연부를 연마하는 연마 유닛(25)이 배치되어 있다. 이 연마 유닛(25)은, 연마실(22)의 내부에 배치되어 있다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 연마 유닛(25)의 전체는, 설치대(27) 위에 고정되어 있다. 이 설치대(27)는 아암 블록(28)을 통해 연마 유닛 이동 기구(30)에 연결되어 있다.

연마 유닛 이동 기구(30)는, 아암 블록(28)을 자유롭게 슬라이드할 수 있도록 유지하는 볼 나사 기구(31)와, 이 볼 나사 기구(31)를 구동시키는 모터(32)와, 볼 나사 기구(31)와 모터(32)를 연결하는 동력 전달 기구(33)를 구비하고 있다. 동력 전달 기구(33)는, 풀리 및 벨트 등으로 구성되어 있다. 모터(32)를 작동시키면, 볼 나사 기구(31)가 아암 블록(28)을 도 7의 화살표로 나타내는 방향으로 움직이게 하여, 연마 유닛(25) 전체가 기판(W)의 접선 방향으로 이동한다. 이 연마 유닛 이동 기구(30)는, 연마 유닛(25)을 소정의 진폭 및 소정의 속도로 요동시키는 오실레이션 기구로서도 기능한다.

연마 유닛(25)은, 연마 테이프(38)를 사용하여 기판(W)의 주연부를 연마하는 연마 헤드(50)와, 연마 테이프(38)를 연마 헤드(50)에 공급하고, 또한 연마 헤드(50)로부터 회수하는 연마 테이프 공급 회수 기구(70)를 구비하고 있다. 연마 헤드(50)는, 연마 테이프(38)의 연마면을 기판(W)의 주연부에 위에서 눌러 기판(W)의 탑 에지부를 연마하는 탑 에지 연마 헤드이다.

도 8은 연마 헤드(50) 및 연마 테이프 공급 회수 기구(70)의 평면도이고, 도 9는 연마 헤드(50) 및 연마 테이프 공급 회수 기구(70)의 정면도이고, 도 10은 도 9에 나타내는 H-H선 단면도이고, 도 11은 도 9에 나타내는 연마 테이프 공급 회수 기구(70)의 측면도이며, 도 12는 도 9에 나타내는 연마 헤드(50)를 화살표 I로 나타내는 방향에서 본 종단면도이다.

설치대(27) 위에는, 기판(W)의 반경 방향과 평행하게 연장되는 2개의 직동 가이드(40A, 40B)가 배치되어 있다. 연마 헤드(50)와 직동 가이드(40A)는, 연결 블록(41A)을 통해 연결되어 있다. 또한, 연마 헤드(50)는, 당해 연마 헤드(50)를 직동 가이드(40A)를 따라[즉, 기판(W)의 반경 방향으로] 이동시키는 모터(42A) 및 볼 나사(43A)에 연결되어 있다. 보다 구체적으로는, 볼 나사(43A)는 연결 블록(41A)에 고정되어 있고, 모터(42A)는 설치대(27)에 지지 부재(44A)를 통해 고정되어 있다. 모터(42A)는, 볼 나사(43A)의 나사 축을 회전시키도록 구성되어 있고, 이에 의해, 연결 블록(41A) 및 이것에 연결된 연마 헤드(50)는 직동 가이드(40A)를 따라 이동된다. 모터(42A), 볼 나사(43A), 및 직동 가이드(40A)는, 기판 유지부(3)에 유지된 기판(W)의 반경 방향으로 연마 헤드(50)를 이동시키는 제1 이동 기구를 구성한다.

마찬가지로, 연마 테이프 공급 회수 기구(70)와 직동 가이드(40B)는, 연결 블록(41B)을 통해 연결되어 있다. 또한, 연마 테이프 공급 회수 기구(70)는, 당해 연마 테이프 공급 회수 기구(70)를 직동 가이드(40B)를 따라[즉, 기판(W)의 반경 방향으로] 이동시키는 모터(42B) 및 볼 나사(43B)에 연결되어 있다. 보다 구체적으로는, 볼 나사(43B)는 연결 블록(41B)에 고정되어 있고, 모터(42B)는 설치대(27)에 지지 부재(44B)를 통해 고정되어 있다. 모터(42B)는, 볼 나사(43B)의 나사 축을 회전시키도록 구성되어 있고, 이에 의해, 연결 블록(41B) 및 이것에 연결된 연마 테이프 공급 회수 기구(70)는 직동 가이드(40B)를 따라 이동된다. 모터(42B), 볼 나사(43B), 및 직동 가이드(40B)는, 기판 유지부(3)에 유지된 기판(W)의 반경 방향으로 연마 테이프 공급 회수 기구(70)를 이동시키는 제2 이동 기구를 구성한다.

도 12에 나타내는 바와 같이, 연마 헤드(50)는, 연마 테이프(38)를 기판(W)에 대하여 누르는 가압 부재(51)와, 가압 부재(51)를 유지하는 가압 부재 홀더(52)와, 이 가압 부재 홀더(52)[및 가압 부재(51)]를 밀어 내리는 액추에이터로서의 에어 실린더(53)를 구비하고 있다. 에어 실린더(53)는, 유지 부재(55)에 유지되어 있다. 또한, 유지 부재(55)는, 연직 방향으로 연장되는 직동 가이드(54)를 통해 리프트 기구로서의 에어 실린더(56)에 연결되어 있다. 도시되지 않은 기체 공급원으로부터 공기 등의 기체가 에어 실린더(56)에 공급되면, 에어 실린더(56)는 유지 부재(55)를 밀어 올린다. 이에 의해, 유지 부재(55), 에어 실린더(53), 가압 부재 홀더(52), 및 가압 부재(51)는, 직동 가이드(54)를 따라 들어 올려진다.

에어 실린더(56)는, 연결 블록(41A)에 고정된 설치 부재(57)에 고정되어 있다. 설치 부재(57)와 가압 부재 홀더(52)는, 연직 방향으로 연장되는 직동 가이드(58)를 통해 연결되어 있다. 에어 실린더(53)에 의해 가압 부재 홀더(52)를 밀어 내리면, 가압 부재(51)는 직동 가이드(58)를 따라 하방으로 이동하여, 연마 테이프(38)를 기판(W)의 주연부에 대하여 누른다. 가압 부재(51)는, PEEK(폴리에테르에테르케톤) 등의 수지, 스테인리스강 등의 금속, 또는 SiC(탄화규소) 등의 세라믹으로 형성되어 있다.

가압 부재(51)에는, 연직 방향으로 연장되는 복수의 관통 구멍(51a)을 가지고 있고, 이 관통 구멍(51a)에는 진공 라인(60)이 접속되어 있다. 진공 라인(60)에는, 도시되지 않은 밸브가 설치되어 있고, 밸브를 여는 것에 의해 가압 부재(51)의 관통 구멍(51a) 내에 진공이 형성되도록 되어 있다. 가압 부재(51)가 연마 테이프(38)의 상면에 접촉한 상태에서 관통 구멍(51a)에 진공이 형성되면, 연마 테이프(38)의 상면은 가압 부재(51)의 하면에 유지된다. 또한, 가압 부재(51)의 관통 구멍(51a)은 1개여도 된다.

가압 부재 홀더(52), 에어 실린더(53), 유지 부재(55), 에어 실린더(56), 및 설치 부재(57)는, 박스(62) 내에 수용되어 있다. 가압 부재 홀더(52)의 하부는 박스(62)의 바닥부로부터 돌출되어 있고, 가압 부재 홀더(52)의 하부에 가압 부재(51)가 장착되어 있다. 박스(62) 내에는, 가압 부재(51)의 연직 방향의 위치를 검출하는 위치 센서(63)가 배치되어 있다. 이 위치 센서(63)는, 설치 부재(57)에 장착되어 있다. 가압 부재 홀더(52)에는, 센서 타겟으로서의 도그(64)가 설치되어 있고, 위치 센서(63)는 도그(64)의 연직 방향의 위치로부터 가압 부재(51)의 연직 방향의 위치를 검출하도록 되어 있다.

도 13은, 위치 센서(63) 및 도그(64)를 위에서 본 도면이다. 위치 센서(63)는, 투광부(63A)와 수광부(63B)를 가지고 있다. 도그(64)가 가압 부재 홀더(52)[및 가압 부재(51)]와 함께 하강하면, 투광부(63A)로부터 발하여진 광의 일부가 도그(64)에 의해 차단된다. 따라서, 수광부(63B)에 의해 수광되는 광의 양으로부터 도그(64)의 위치, 즉 가압 부재(51)의 연직 방향의 위치를 검출할 수 있다. 또한, 도 13에 나타내는 위치 센서(63)는 소위 투과형의 광학식 센서이지만, 다른 타입의 위치 센서를 사용해도 된다.

연마 테이프 공급 회수 기구(70)는, 연마 테이프(38)를 공급하는 공급 릴(71)과, 연마 테이프(38)를 회수하는 회수 릴(72)을 구비하고 있다. 공급 릴(71) 및 회수 릴(72)은, 각각 텐션 모터(73, 74)에 연결되어 있다. 이들 텐션 모터(73, 74)는, 소정의 토크를 공급 릴(71) 및 회수 릴(72)에 부여함으로써, 연마 테이프(38)에 소정의 텐션을 가할 수 있게 되어 있다.

공급 릴(71)과 회수 릴(72) 사이에는, 연마 테이프 이송 기구(76)가 설치되어 있다. 이 연마 테이프 이송 기구(76)는, 연마 테이프(38)를 보내는 테이프 이송 롤러(77)와, 연마 테이프(38)를 테이프 이송 롤러(77)에 대하여 누르는 닙 롤러(78)와, 테이프 이송 롤러(77)를 회전시키는 테이프 이송 모터(79)를 구비하고 있다. 연마 테이프(38)는 닙 롤러(78)와 테이프 이송 롤러(77) 사이에 끼워져 있다. 테이프 이송 롤러(77)를 도 9의 화살표로 나타내는 방향으로 회전시킴으로써, 연마 테이프(38)는 공급 릴(71)로부터 회수 릴(72)로 보내진다.

텐션 모터(73, 74) 및 테이프 이송 모터(79)는, 기대(基臺)(81)에 설치되어 있다. 이 기대(81)는 연결 블록(41B)에 고정되어 있다. 기대(81)는, 공급 릴(71) 및 회수 릴(72)로부터 연마 헤드(50)를 향하여 연장되는 2개의 지지 아암(82, 83)을 가지고 있다. 지지 아암(82, 83)에는, 연마 테이프(38)를 지지하는 복수의 가이드 롤러(84A, 84B, 84C, 84D, 84E)가 장착되어 있다. 연마 테이프(38)는 이들 가이드 롤러(84A∼84E)에 의해, 연마 헤드(50)를 둘러싸도록 안내된다.

연마 테이프(38)가 연장되는 방향은, 위에서 보았을 때에, 기판(W)의 반경 방향에 대하여 수직이다. 연마 헤드(50)의 하방에 위치하는 2개의 가이드 롤러(84D, 84E)는, 연마 테이프(38)의 연마면이 기판(W)의 표면(상면)과 평행이 되도록 연마 테이프(38)를 지지하고 있다. 또한, 이들 2개의 가이드 롤러(84D, 84E) 사이에 있는 연마 테이프(38)는, 기판(W)의 접선 방향과 평행하게 연장되어 있다. 연마 테이프(38)와 기판(W) 사이에는, 연직 방향에서 간극이 형성되어 있다.

연마 장치는, 연마 테이프(38)의 가장자리부의 위치를 검출하는 테이프 에지 검출 센서(100)를 더 구비하고 있다. 테이프 에지 검출 센서(100)는, 상기 서술한 위치 센서(63)와 마찬가지로, 투과형의 광학식 센서이다. 테이프 에지 검출 센서(100)는, 투광부(100A)와 수광부(100B)를 가지고 있다. 투광부(100A)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 설치대(27)에 고정되어 있고, 수광부(100B)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 연마실(22)을 형성하는 베이스 플레이트(21)에 고정되어 있다. 이 테이프 에지 검출 센서(100)는, 수광부(100B)에 의해 수광되는 광의 양으로부터 연마 테이프(38)의 가장자리부의 위치를 검출하도록 구성되어 있다.

기판(W)을 연마할 때에는, 도 14에 나타내는 바와 같이, 연마 헤드(50) 및 연마 테이프 공급 회수 기구(70)는, 모터(42A, 42B) 및 볼 나사(43A, 43B)에 의해 각각 소정의 연마 위치까지 이동된다. 연마 위치에 있는 연마 테이프(38)는, 기판(W)의 접선 방향으로 연장되어 있다. 도 15는, 연마 위치에 있는 가압 부재(51), 연마 테이프(38), 및 기판(W)을 가로 방향에서 본 모식도이다. 도 15에 나타내는 바와 같이, 연마 테이프(38)는, 기판(W)의 주연부의 상방에 위치하고, 또한 연마 테이프(38)의 상방에 가압 부재(51)가 위치한다. 도 16은, 가압 부재(51)에 의해 연마 테이프(38)를 기판(W)에 누르고 있는 상태를 나타내는 도면이다. 도 16에 나타내는 바와 같이, 연마 위치에 있는 가압 부재(51)의 가장자리부와 연마 테이프(38)의 가장자리부는 일치하고 있다. 즉, 가압 부재(51)의 가장자리부와 연마 테이프(38)의 가장자리부가 일치하도록, 연마 헤드(50) 및 연마 테이프 공급 회수 기구(70)가 각각 독립적으로 연마 위치로 이동된다.

다음으로, 상기 서술한 바와 같이 구성된 연마 장치의 연마 동작에 대하여 설명한다. 이하에 설명하는 연마 장치의 동작은, 도 5에 나타내는 동작 제어부(11)에 의해 제어된다. 기판(W)은, 그 표면에 형성되어 있는 막(예를 들어, 디바이스층)이 위를 향하도록 기판 유지부(3)에 유지되고, 또한 기판(W)의 중심 둘레로 회전된다. 회전하는 기판(W)의 중심에는, 도시되지 않은 액체 공급 기구로부터 액체(예를 들어, 순수)가 공급된다. 연마 헤드(50)의 가압 부재(51) 및 연마 테이프(38)는, 도 15에 나타내는 바와 같이, 각각 소정의 연마 위치까지 이동된다.

도 17a는, 연마 위치에 있는 연마 테이프(38) 및 가압 부재(51)를 기판(W)의 직경 방향에서 본 도면을 나타내고 있다. 도 17a에 나타내는 가압 부재(51)는, 에어 실린더(56)(도 12 참조)에 의해 들어 올려진 상태에 있고, 가압 부재(51)는 연마 테이프(38)의 상방에 위치하고 있다. 다음으로, 에어 실린더(56)의 동작을 정지시켜 그 피스톤 로드를 내리고, 도 17b에 나타내는 바와 같이, 가압 부재(51)는, 그 하면이 연마 테이프(38)의 상면에 접촉할 때까지 하강된다. 이 상태에서 진공 라인(60)을 통해 가압 부재(51)의 관통 구멍(51a)에 진공을 형성하고, 연마 테이프(38)를 가압 부재(51)의 하면에 유지시킨다. 연마 테이프(38)를 유지한 채, 가압 부재(51)는 에어 실린더(53)(도 12 참조)에 의해 하강되고, 도 17c에 나타내는 바와 같이, 가압 부재(51)는, 연마 테이프(38)의 연마면을 기판(W)의 주연부에 소정의 연마 하중으로 누른다. 연마 하중은, 에어 실린더(53)에 공급하는 기체의 압력에 의해 조정할 수 있다.

회전하는 기판(W)과, 연마 테이프(38)의 슬라이딩 접촉에 의해, 기판(W)의 주연부가 연마된다. 기판(W)의 연마 레이트를 높이기 위하여, 기판(W)의 연마 중에 연마 유닛 이동 기구(30)에 의해 연마 테이프(38)를 기판(W)의 접선 방향을 따라 요동시켜도 된다. 연마 중에는, 회전하는 기판(W)의 중심부에 액체(예를 들어, 순수)가 공급되고, 기판(W)은 물의 존재 하에서 연마된다. 기판(W)에 공급된 액체는, 원심력에 의해 기판(W)의 상면 전체로 퍼지고, 이에 의해 기판(W)에 형성된 디바이스에 연마 부스러기가 부착되는 것이 방지된다. 상기 서술한 바와 같이, 연마 중에는, 연마 테이프(38)는, 진공 흡인에 의해 가압 부재(51)에 유지되어 있으므로, 연마 테이프(38)와 가압 부재(51)의 위치가 어긋나는 것이 방지된다. 따라서, 연마 위치 및 연마 형상을 안정시킬 수 있다. 또한, 연마 하중을 크게 해도, 연마 테이프(38)와 가압 부재(51)의 위치가 어긋나는 일이 없기 때문에, 연마 시간을 단축할 수 있다.

연마 테이프(38)는 위에서 가압 부재(51)에 의해 눌리므로, 기판(W)의 탑 에지부(도 1a 및 도 1b 참조)를 연마할 수 있다. 도 18은, 연마 테이프(38)에 의해 연마되어 있는 기판(W)의 주연부를 나타내는 확대도이다. 도 18에 나타내는 바와 같이, 연마 테이프(38)의 가장자리부와 가압 부재(51)의 가장자리부가 일치된 상태에서, 연마 테이프(38)의 가장자리부를 포함하는 평탄부가, 기판(W)의 주연부에 눌린다. 연마 테이프(38)의 가장자리부는 직각의 각부(角部)이며, 이 직각의 가장자리부가 가압 부재(51)의 가장자리부에 의해 기판(W)의 주연부에 위에서 가압된다. 따라서, 도 19에 나타내는 바와 같이, 연마된 기판(W)의 단면 형상을 직각으로 할 수 있다. 즉, 기판(W)의 표면에 대하여 수직인 디바이스층의 단면(端面)을 형성할 수 있다.

기판(W)의 연마 중의 가압 부재(51)의 연직 방향의 위치는, 위치 센서(63)에 의해 검출된다. 따라서, 가압 부재(51)의 연직 방향의 위치로부터 연마 종점을 검출할 수 있다. 예를 들어, 가압 부재(51)의 연직 방향의 위치가 소정의 목표 위치에 도달하였을 때에, 기판(W)의 주연부의 연마를 종료할 수 있다. 이 소정의 목표 위치는, 목표로 하는 연마량에 따라 결정된다.

기판(W)의 연마가 종료되면, 에어 실린더(53)로의 기체의 공급이 정지되고, 이에 의해 가압 부재(51)가 도 17b에 나타내는 위치까지 상승한다. 동시에, 연마 테이프(38)의 진공 흡인이 정지된다. 또한, 가압 부재(51)는 에어 실린더(56)에 의해 도 17a에 나타내는 위치까지 상승된다. 그리고, 연마 헤드(50) 및 연마 테이프 공급 회수 기구(70)는, 도 8에 나타내는 퇴피 위치로 이동된다. 연마된 기판(W)은, 기판 유지부(3)에 의해 상승되어, 도시되지 않은 반송 기구의 핸드에 의해 연마실(22) 밖으로 반출된다. 다음 기판의 연마가 시작되기 전에, 연마 테이프(38)는 테이프 이송 기구(76)에 의해 소정의 거리만큼 공급 릴(71)로부터 회수 릴(72)로 보내진다. 이에 의해, 새로운 연마면이 다음 기판의 연마에 사용된다. 연마 테이프(38)가 연마 부스러기에 의해 막혀 있다고 추정될 때에는, 연마 테이프(38)를 소정의 거리만큼 보낸 후, 연마된 기판(W)을 새로운 연마면에서 다시 연마해도 된다. 연마 테이프(38)의 막힘은, 예를 들어, 연마 시간 및 연마 하중으로부터 추정할 수 있다. 연마 테이프(38)를 테이프 이송 기구(76)에 의해 소정의 속도로 보내면서, 기판(W)을 연마해도 된다. 이 경우에는, 연마 테이프(38)를 진공 흡인에 의해 유지할 필요는 없다. 또한, 연마 테이프(38)를 진공 흡인에 의해 유지한 채, 테이프 이송 기구(76)로 연마 테이프(38)를 보내는 것도 가능하다.

연마 테이프(38)는, 가늘고 긴 띠 형상의 연마 도구이다. 연마 테이프(38)의 폭은 기본적으로는 그 전체 길이에 걸쳐 일정하지만, 연마 테이프(38)의 부분에 따라서는 그 폭에 약간의 편차가 있는 경우가 있다. 이 때문에, 연마 위치에 있는 연마 테이프(38)의 가장자리부의 위치가 기판마다 다를 우려가 있다. 한편, 연마 위치에 있는 가압 부재(51)의 위치는, 항상 일정하다. 그래서, 연마 테이프(38)의 가장자리부를 가압 부재(51)의 가장자리부에 맞추기 위하여, 연마 위치로 이동되기 전에, 연마 테이프(38)의 가장자리부의 위치가 상기 서술한 테이프 에지 검출 센서(100)에 의해 검출된다.

도 20a 내지 도 20c는, 연마 테이프(38)의 가장자리부를 검출할 때의 동작을 설명하는 도면이다. 기판(W)의 연마에 앞서, 연마 테이프(38)는, 도 20a에 나타내는 퇴피 위치로부터, 도 20b에 나타내는 테이프 에지 검출 위치로 이동된다. 이 테이프 에지 검출 위치에서, 테이프 에지 검출 센서(100)에 의해, 연마 테이프(38)의 기판측 가장자리부의 위치가 검출된다. 그리고, 도 20c에 나타내는 바와 같이, 연마 테이프(38)의 가장자리부가 가압 부재(51)의 가장자리부와 일치하도록, 연마 테이프(38)가 연마 위치로 이동된다. 연마 테이프(38)는 연마 헤드(50)와는 독립적으로 이동 가능하므로, 연마 테이프(38)의 폭에 의존하여 변할 수 있는 거리만큼 연마 테이프(38)를 이동시키는 것이 가능하다.

연마 위치에 있는 가압 부재(51)의 가장자리부의 위치는 미리 동작 제어부(11)(도 5 참조)에 기억되어 있다. 따라서, 동작 제어부(11)는, 검출된 연마 테이프(38)의 가장자리부의 위치와, 가압 부재(51)의 가장자리부의 위치로부터, 연마 테이프(38)의 가장자리부가 가압 부재(51)의 가장자리부에 일치하기 위한 연마 테이프(38)의 이동 거리를 산출할 수 있다. 이와 같이, 검출된 연마 테이프(38)의 가장자리부의 위치에 기초하여 연마 테이프(38)의 이동 거리가 결정되므로, 연마 테이프(38)의 폭의 편차에 상관없이, 항상 연마 테이프(38)의 가장자리부를 가압 부재(51)의 가장자리부에 맞출 수 있다. 그 결과, 연마 테이프(38)의 가장자리부에서 직각의 단면 형상을 기판(W)에 형성할 수 있다.

도 5 내지 도 7에 나타내는 바와 같이, 격벽(20)은, 기판(W)을 연마실(22)에 반입 및 반출하기 위한 반송구(20a)를 구비하고 있다. 반송구(20a)는, 수평으로 연장되는 컷아웃으로서 형성되어 있다. 이 반송구(20a)는, 셔터(23)에 의해 닫을 수 있게 되어 있다. 도 21에 나타내는 바와 같이, 연마되는 기판(W)은, 셔터(23)가 열린 상태에서, 반송 기구의 핸드(105)에 의해 반송구(20a)로부터 연마실(22) 내로 반입된다. 도 22에 나타내는 바와 같이, 기판(W)이 연마 유닛(25)에 부딪치지 않도록, 연마 유닛(25)은 상기 서술한 연마 유닛 이동 기구(30)에 의해 퇴피 위치까지 이동된다.

기판(W)이 연마실(22) 내에 반입되면, 도 23에 나타내는 바와 같이, 에어 실린더(15)가 작동하여 유지 스테이지(4)가 상승하고, 기판(W)은 유지 스테이지(4)의 상면에 유지된다. 그 후, 유지 스테이지(4)는, 기판(W)과 함께 소정의 연마 위치까지 하강한다. 도 6은 기판(W)이 연마 위치에 있는 것을 나타내고 있다. 그리고, 연마 유닛(25)은, 도 22에 나타내는 퇴피 위치로부터 도 7에 나타내는 기판 연마 위치까지 이동하고, 상기 서술한 바와 같이 기판(W)을 연마한다. 기판(W)의 연마 중에는, 반송구(20a)는 셔터(23)에 의해 닫힌다.

기판(W)의 연마가 종료되면, 연마 유닛(25)은, 상기 서술한 연마 유닛 이동 기구(30)에 의해 도 22에 나타내는 퇴피 위치까지 다시 이동된다. 그 후, 핸드(105)가 연마실(22) 내에 진입한다. 또한, 유지 스테이지(4)는 기판(W)과 함께, 도 23에 나타내는 기판 반송 위치까지 다시 상승한다. 핸드(105)는 기판(W)을 파지하여, 도 24에 나타내는 바와 같이 기판(W)을 연마실(22)로부터 반출한다. 이와 같이, 핸드(105)에 파지된 기판(W)은, 수평인 상태를 유지하면서, 반송구(20a)를 지나 연마실(22) 내를 가로지를 수 있게 되어 있다.

도 25는, 상기 서술한 바와 같이 구성된 연마 유닛을 복수 구비한 연마 장치를 나타내는 평면도이다. 이 연마 장치에서는, 연마실(22) 내에 제1 연마 유닛(25A) 및 제2 연마 유닛(25B)이 설치되어 있다. 이들 2개의 연마 유닛(25A, 25B)의 배치는, 기판 유지부(3)에 유지된 기판(W)에 관하여 대칭이다. 제1 연마 유닛(25A)은 제1 연마 유닛 이동 기구(도시 생략)에 의해 이동 가능하게 되어 있고, 제2 연마 유닛(25B)은 제2 연마 유닛 이동 기구(도시 생략)에 의해 이동 가능하게 되어 있다. 이들 제1 및 제2 연마 유닛 이동 기구는, 상기 서술한 연마 유닛 이동 기구(30)와 동일한 구성을 가지고 있다.

제1 연마 유닛(25A)과 제2 연마 유닛(25B)에서는, 다른 타입의 연마 테이프를 사용할 수 있다. 예를 들어, 제1 연마 유닛(25A)으로 기판(W)의 조(粗)연마를 행하고, 제2 연마 유닛(25B)으로 기판(W)의 마무리 연마를 할 수 있다.

도 26은, 탑 에지부를 연마할 수 있는 상기 서술한 연마 유닛(25)(이하, 탑 에지 연마 유닛이라고 한다)과, 베벨부(도 1a 및 도 1b의 부호 B 참조)를 연마할 수 있는 베벨 연마 유닛(110)을 구비한 연마 장치를 나타내는 평면도이다. 도 27은, 도 26에 나타내는 연마 장치의 종단면도이다.

도 26 및 도 27에 나타내는 바와 같이, 베벨 연마 유닛(110)은, 기판(W)의 베벨부에 연마 테이프(123)를 눌러 당해 베벨부를 연마하는 연마 헤드 조립체(111)와, 이 연마 헤드 조립체(111)에 연마 테이프(123)를 공급하는 연마 테이프 공급 회수 기구(112)를 구비하고 있다. 연마 헤드 조립체(111)는, 연마실(22)의 내부에 배치되고, 연마 테이프 공급 회수 기구(112)는, 연마실(22) 밖에 배치되어 있다.

연마 테이프 공급 회수 기구(112)는, 연마 테이프(123)를 연마 헤드 조립체(111)에 공급하는 공급 릴(124)과, 기판(W)의 연마에 사용된 연마 테이프(123)를 회수하는 회수 릴(125)을 구비하고 있다. 공급 릴(124) 및 회수 릴(125)에는 모터(129, 129)가 각각 연결되어 있다[도 26에는, 공급 릴(124)에 연결된 모터(129)만을 나타낸다]. 각각의 모터(129, 129)는, 공급 릴(124) 및 회수 릴(125)에 소정의 토크를 부여하여, 연마 테이프(123)에 소정의 텐션을 가할 수 있게 되어 있다.

연마 헤드 조립체(111)는, 연마 테이프(123)를 기판(W)의 주연부에 맞닿게 하기 위한 연마 헤드(131)를 구비하고 있다. 연마 테이프(123)는, 연마 테이프(123)의 연마면이 기판(W)을 향하도록 연마 헤드(131)에 공급된다. 연마 테이프(123)는, 격벽(20)에 설치된 개구부(20b)를 통하여 공급 릴(124)로부터 연마 헤드(131)로 공급되고, 사용된 연마 테이프(123)는 개구부(20b)를 지나 회수 릴(125)에 회수된다.

연마 헤드(131)는 아암(135)의 일단(一端)에 고정되고, 아암(135)은, 기판(W)의 접선 방향과 평행한 회전축(Ct) 둘레로 자유롭게 회전할 수 있도록 구성되어 있다. 아암(135)의 타단(他端)은 풀리(p3, p4) 및 벨트(b2)를 통해 모터(138)에 연결되어 있다. 모터(138)가 시계 방향 및 반시계 방향으로 소정의 각도만큼 회전함으로써, 아암(135)이 축(Ct) 둘레로 소정의 각도만큼 회전한다. 본 실시형태에서는, 모터(138), 아암(135), 풀리(p3, p4), 및 벨트(b2)에 의해, 기판(W)의 표면에 대하여 연마 헤드(131)를 경사시키는 틸트 기구가 구성되어 있다.

틸트 기구는, 이동대(140)에 탑재되어 있다. 이동대(140)는, 직동 가이드(141)를 통해 베이스 플레이트(21)로 자유롭게 이동할 수 있도록 연결되어 있다. 직동 가이드(141)는, 기판 유지부(3)에 유지된 기판(W)의 반경 방향을 따라 직선적으로 연장되어 있고, 이동대(140)는 기판(W)의 반경 방향으로 직선적으로 이동 가능하게 되어 있다. 이동대(140)에는 베이스 플레이트(21)를 관통하는 연결판(143)이 장착되고, 연결판(143)에는 리니어 액추에이터(145)가 조인트(146)를 통해 연결되어 있다. 리니어 액추에이터(145)는 베이스 플레이트(21)에 직접 또는 간접적으로 고정되어 있다.

리니어 액추에이터(145)로는, 에어 실린더나 위치 결정용 모터와 볼 나사의 조합 등을 채용할 수 있다. 이 리니어 액추에이터(145) 및 직동 가이드(141)에 의해, 연마 헤드(131)를 기판(W)의 반경 방향으로 직선적으로 이동시키는 이동 기구가 구성되어 있다. 즉, 이동 기구는 직동 가이드(141)를 따라 연마 헤드(131)를 기판(W)에 근접 및 이간시키도록 동작한다. 한편, 연마 테이프 공급 회수 기구(112)는 베이스 플레이트(21)에 고정되어 있다.

도 28은 도 27에 나타내는 연마 헤드(131)의 확대도이다. 도 28에 나타내는 바와 같이, 연마 헤드(131)는, 연마 테이프(123)의 연마면을 기판(W)에 대하여 소정의 힘으로 가압하는 가압 기구(150)를 구비하고 있다. 또한, 연마 헤드(131)는, 연마 테이프(123)를 공급 릴(124)로부터 회수 릴(125)로 보내는 테이프 이송 기구(151)를 구비하고 있다. 연마 헤드(131)는 복수의 가이드 롤러(153A, 153B, 153C, 153D, 153E, 153F, 153G)를 가지고 있고, 이들 가이드 롤러는 기판(W)의 접선 방향과 직교하는 방향으로 연마 테이프(123)가 진행하도록 연마 테이프(123)를 가이드한다.

연마 헤드(131)에 설치된 테이프 이송 기구(151)는, 테이프 이송 롤러(151a)와, 닙 롤러(151b)와, 테이프 이송 롤러(151a)를 회전시키는 모터(151c)를 구비하고 있다. 모터(151c)는 연마 헤드(131)의 측면에 설치되고, 모터(151c)의 회전축에 테이프 이송 롤러(151a)가 장착되어 있다. 닙 롤러(151b)는 테이프 이송 롤러(151a)에 인접하여 배치되어 있다. 닙 롤러(151b)는, 도 28의 화살표 NF로 나타내는 방향[테이프 이송 롤러(151a)를 향하는 방향]으로 힘을 발생하도록 도시되지 않은 기구로 지지되어 있어, 테이프 이송 롤러(151a)를 가압하도록 구성되어 있다.

모터(151c)가 도 28에 나타내는 화살표 방향으로 회전하면, 테이프 이송 롤러(151a)가 회전하여 연마 테이프(123)를 공급 릴(124)로부터 연마 헤드(131)를 경유하여 회수 릴(125)로 보낸다. 닙 롤러(151b)는 그 자신의 축 둘레로 회전할 수 있도록 구성되어 있다.

가압 기구(150)는, 연마 테이프(123)의 이면측에 배치된 가압 부재(155)와, 이 가압 부재(155)를 기판(W)의 주연부를 향하여 이동시키는 에어 실린더(156)를 구비하고 있다. 에어 실린더(156)에 공급하는 기체의 압력을 제어함으로써, 기판(W)으로의 연마 하중이 조정된다.

도 29는, 도 28에 나타내는 가압 부재(155)의 정면도이고, 도 30은, 도 29에 나타내는 가압 부재(155)의 측면도이며, 도 31은, 도 29의 J-J선 단면도이다. 도 29 내지 도 31에 나타내는 바와 같이, 가압 부재(155)는, 그 전면(前面)에 형성된 2개의 돌기부(161a, 161b)를 가지고 있다. 이들 돌기부(161a, 161b)는, 레일과 같은 형상을 가지고 있고, 병렬로 배치되어 있다. 돌기부(161a, 161b)는, 기판(W)의 둘레 방향을 따라 만곡되어 있다. 보다 구체적으로는, 돌기부(161a, 161b)는, 기판(W)의 곡률과 실질적으로 동일한 곡률을 가지는 원호 형상을 가지고 있다.

2개의 돌기부(161a, 161b)는, 회전축(Ct)에 관하여 대칭으로 배치되어 있고, 도 29에 나타내는 바와 같이, 가압 부재(155)의 정면에서 보았을 때에 돌기부(161a, 161b)는 회전축(Ct)을 향하여 내측으로 만곡되어 있다. 연마 헤드(131)는, 돌기부(161a, 161b)의 선단 사이의 중심선[즉, 회전축(Ct)]이 기판(W)의 두께 방향에서의 중심과 일치하도록 설치된다. 돌기부(161a, 161b)는, 연마 헤드(131)의 전면에 배치된 가이드 롤러(153D, 153E)보다 기판(W)에 근접하여 배치되어 있고, 연마 테이프(123)는 돌기부(161a, 161b)에 의해 이면으로부터 지지되어 있다. 돌기부(161a, 161b)는, PEEK(폴리에테르에테르케톤) 등의 수지로 형성되어 있다.

2개의 돌기부(161a, 161b) 사이에는, 가압 패드(베벨 패드)(162)가 배치되어 있다. 가압 패드(162)는, 실리콘 고무 등의 탄력성을 가지는 독립 발포재로 구성되어 있다. 가압 패드(162)의 높이는, 돌기부(161a, 161b)의 높이보다 약간 낮게 되어 있다. 연마 헤드(131)를 수평으로 유지한 상태에서 가압 부재(155)가 에어 실린더(156)에 의해 기판(W)을 향하여 이동되면, 가압 패드(162)는, 연마 테이프(123)를 그 이면측으로부터 기판(W)의 베벨부에 대하여 가압한다.

기판(W)의 베벨부를 연마할 때에는, 도 32에 나타내는 바와 같이, 상기 서술한 틸트 기구에 의해 연마 헤드(131)의 경사 각도를 연속적으로 변화시키면서, 가압 패드(162)에 의해 연마 테이프(123)를 기판(W)의 베벨부에 누른다. 연마 중에는, 연마 테이프(123)는 테이프 이송 기구(151)에 의해 소정의 속도로 보내진다. 또한, 연마 헤드(131)는, 기판(W)의 탑 에지부 및 보텀 에지부를 연마할 수 있다. 즉, 도 33에 나타내는 바와 같이, 연마 헤드(131)를 상방으로 기울여, 돌기부(161a)에 의해 연마 테이프(123)를 기판(W)의 탑 에지부에 가압하고, 탑 에지부를 연마한다. 다음으로, 도 34에 나타내는 바와 같이, 연마 헤드(131)를 하방으로 기울여, 돌기부(161b)에 의해 연마 테이프(123)를 기판(W)의 보텀 에지부에 가압하고, 보텀 에지부를 연마한다.

도 26 및 도 27에 나타내는 연마 장치는, 탑 에지부, 베벨부, 및 보텀 에지부를 포함하는 기판(W)의 주연부 전체를 연마할 수 있다. 예를 들어, 베벨 연마 유닛(110)으로 기판(W)의 베벨부를 연마하고, 그 후, 탑 에지 연마 유닛(25)으로 기판(W)의 탑 에지부를 연마할 수 있다. 이 연마 장치에 있어서는, 기판(W)의 탑 에지부는, 탑 에지 연마 유닛(25) 및 베벨 연마 유닛(110) 중 어느 일방, 또는 양방을 사용하여 연마할 수 있다. 도시하지 않았으나, 복수의 베벨 연마 유닛(110)을 설치해도 된다.

도 35a는, 가압 부재(51)에 의해 연마 테이프(38)를 기판(W)에 누른 결과, 기판(W)이 휘어져 있는 상태를 나타내는 도면이고, 도 35b는, 도 35a에 나타내는 상태에서 연마된 기판(W)의 단면도이다. 도 35a에 나타내는 바와 같이, 기판(W)으로의 연마 하중을 크게 한 경우, 기판(W)은 가압 부재(51)의 연마 하중에 의해 크게 휘고, 그 결과, 도 35b에 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 피연마면은 경사져버린다.

그래서, 도 36에 나타내는 실시형태에서는, 기판(W)의 주연부를 아래로부터 지지하는 서포트 스테이지(180)가 기판 유지부(3)에 설치되어 있다. 특별히 설명하지 않는 다른 구성은, 도 6에 나타내는 구성과 동일하므로, 그 중복되는 설명을 생략한다. 서포트 스테이지(180)는, 서포트 스테이지대(181)에 고정되어 있다. 이 서포트 스테이지대(181)는, 케이싱(12)의 상단에 고정되어 있고, 케이싱(12)과 일체로 회전하도록 되어 있다. 따라서, 서포트 스테이지(180)는, 케이싱(12) 및 유지 스테이지(4)와 일체로 회전한다.

서포트 스테이지(180)는, 기판(W)의 주연부 하면을 그 전체에 걸쳐 지지하기 위하여, 도 37에 나타내는 역원뿔대 형상을 가지고 있다. 서포트 스테이지(180)에 의해 지지되는 기판(W)의 주연부 하면은, 도 1a 및 도 1b에 나타내는 보텀 에지부(E2)를 적어도 포함하는 영역이다. 서포트 스테이지(180)의 고리 형상의 상면(180a)은, 기판(W)의 주연부 하면을 지지하는 지지면을 구성하고 있다. 기판(W)의 연마시에는, 서포트 스테이지(180)의 최외주단과 기판(W)의 최외주단은 대략 일치한다.

이러한 서포트 스테이지(180)를 사용함으로써, 가압 부재(51)가 기판(W)에 연마 테이프(38)를 눌러도, 기판(W)이 휘는 일은 없다. 따라서, 연마 테이프(38)의 가장자리부에서 기판(W)의 주연부를 연마함으로써, 디바이스층의 수직의 단면(端面)을 형성할 수 있다. 또한, 서포트 스테이지(180)는, 기판(W)의 주연부 하면의 전체를 지지하므로, 일본 공개특허공보 제2009-208214호에 개시된 기판의 일부만을 지지하는 기판 지지 기구에 비하여, 기판(W)의 주연부를 균일하게 연마할 수 있다.

중공 샤프트(5)와 케이싱(12) 사이에는 볼 스플라인 베어링(6)이 배치되어 있으므로, 중공 샤프트(5)는, 케이싱(12)에 대하여 상하 방향으로 이동할 수 있다. 따라서, 중공 샤프트(5)의 상단에 연결된 유지 스테이지(4)는, 케이싱(12) 및 서포트 스테이지(180)에 대하여 상대적으로 상하 방향으로 이동할 수 있게 되어 있다. 도 38은, 유지 스테이지(4)와 그 상면에 유지된 기판(W)이, 서포트 스테이지(180)에 대하여 상대적으로 상승한 상태를 나타내고 있다.

기판(W)이 반송 기구의 핸드(105)에 의해 연마실(22)에 반입되면, 에어 실린더(15)가 작동하여 유지 스테이지(4)가 상승한다(도 23 참조). 이 때, 서포트 스테이지(180)는 상승하지 않는다. 그리고, 유지 스테이지(4)에 기판(W)이 유지되면, 유지 스테이지(4)는, 기판(W)과 함께 소정의 연마 위치까지 하강하고, 기판(W)의 주연부 하면의 전체가 서포트 스테이지(180)의 지지면(180a)에 의해 지지된다. 이 상태에서, 기판(W)이 연마 테이프(38)에 의해 연마된다. 기판(W)이 연마될 때, 서포트 스테이지(180)는, 기판(W)과 함께 회전된다. 기판(W)의 연마가 종료되면, 유지 스테이지(4)는 기판(W)을 반출시키기 위해, 기판(W)과 함께 상승한다. 유지 스테이지(4)가 상승하여도 서포트 스테이지(180)는 상승하지 않기 때문에, 핸드(105)는, 확실하게 기판(W)을 파지할 수 있다.

가압 부재(51)는, 가압 부재(51)의 가장자리부와 연마 테이프(38)의 가장자리부를 일치시킨 상태에서, 연마 테이프(38)를 진공 흡착하고, 연마 테이프(38)의 연마면을 기판(W)의 주연부에 누른다(도 17c 및 도 18 참조). 이에 의해, 기판(W)의 표면에 형성된 디바이스층의 단면(端面)은 기판(W)의 표면에 대하여 수직으로 연마된다.

연마 테이프(38)는, 기판(W)과의 접촉 상태나 기판(W)의 주연부의 형상의 영향에 의해 수평 방향의 하중을 받는 경우가 있다. 그 결과, 도 39의 화살표 K로 나타내는 바와 같이, 연마 테이프(38)가 기판(W)의 외측으로 빠져나가는 경우가 있다. 그래서, 도 40에 나타내는 바와 같이, 연마 테이프(38)의 수평 방향의 이동을 제한하는 테이프 스토퍼(185)가 가압 부재(51)에 설치되어 있다. 테이프 스토퍼(185)는, 기판(W)의 반경 방향에서 연마 테이프(38)의 외측에 배치되어 있고, 연마 테이프(38)의 외측으로의 움직임을 제한한다. 이와 같이 배치된 테이프 스토퍼(185)에 의해, 연마 테이프(38)가 기판(W)의 외측으로 빠져나가는 것을 막을 수 있다. 따라서, 기판(W)의 연마 형상 및 연마 폭을 안정시킬 수 있다. 테이프 스토퍼(185)의 내측면(185a)과, 가압 부재(51)의 가장자리부(51b)와의 거리(dp)는, 연마 테이프(38)의 폭보다 약간 크게 설정된다.

연마 테이프(38)의 외측으로의 움직임을 테이프 스토퍼(185)에 의해 받아내면, 도 41에 나타내는 바와 같이, 연마 테이프(38)가 구부러지는 경우가 있다. 그래서, 도 42에 나타내는 실시형태에서는, 연마 테이프(38)의 구부러짐을 방지하기 위하여, 연마 테이프(38)의 연마면에 근접하여 테이프 커버(186)가 설치되어 있다. 테이프 커버(186)는, 테이프 스토퍼(185)에 고정되어 있고, 연마 테이프(38)의 연마면 대부분을 덮도록 배치되어 있다. 테이프 커버(186)는, 연마 테이프(38)의 하방에 배치되어 있고, 연마 테이프(38)의 연마면과 테이프 커버(186)의 상면 사이에는, 미소한 간극(dg)이 형성되어 있다. 연마 테이프(38)는, 가압 부재(51)와 테이프 커버(186) 사이에 배치된다. 이러한 테이프 커버(186)를 설치함으로써, 연마 테이프(38)가 구부러지는 것이 방지되어, 연마 테이프(38)를 평탄하게 유지할 수 있다. 따라서, 기판(W)의 연마 형상 및 연마 폭을 안정시킬 수 있다.

도 42에 나타내는 바와 같이, 가압 부재(51), 테이프 스토퍼(185), 및 테이프 커버(186)에 둘러싸이는 공간에 연마 테이프(38)가 배치된다. 가압 부재(51)의 하면과 테이프 커버(186)의 상면과의 간극(h)은, 연마 테이프(38)의 두께보다 크게 설정되어 있다. 연마 테이프(38)와 테이프 커버(186)의 간극(dg)은, 기판(W)의 두께보다 작다.

테이프 커버(186)의 내측면(186a)은, 가압 부재(51)의 가장자리부(51b)보다 기판(W)의 반경 방향에서 외측에 위치하고 있다. 따라서, 연마 테이프(38)의 연마면은, 가압 부재(51)의 가장자리부(51b)와 테이프 커버(186)의 내측면(186a) 사이의 거리(dw)만큼 노출된다. 기판(W)의 연마는, 이 노출된 연마면에서 행하여진다. 연마 중에 기판(W)이 테이프 커버(186)에 접촉하지 않도록, 거리(dw)는 기판(W)의 연마해야 할 영역의 폭보다 약간 크게 설정되어 있다.

도 42에 나타내는 구조에서는, 연마 테이프(38)에 작용하는 수평 방향의 하중을 테이프 스토퍼(185)가 받아내기 때문에, 가압 부재(51)가 연마 테이프(38)와 함께 외측으로 움직이는 경우가 있다. 이러한 가압 부재(51)의 움직임은, 연마 형상 및 연마 폭을 불안정하게 한다. 그래서, 도 43에 나타내는 실시형태에서는, 가압 부재(51)의 외측으로의 움직임을 제한하는 이동 제한 기구가 설치되어 있다. 이 이동 제한 기구는, 가압 부재(51)에 고정된 돌기 부재(190)와, 이 돌기 부재(190)의 수평 방향의 움직임을 제한하는 사이드 스토퍼(191)를 가지고 있다. 본 실시형태에서는, 돌기 부재(190)로서 플런저가 사용되고 있다.

플런저(돌기 부재)(190)는, 가압 부재(51)를 관통하도록 설치되어 있다. 사이드 스토퍼(191)는, 기판(W)의 반경 방향에서 플런저(190)의 외측에 배치되어 있고, 플런저(190)의 외측으로의 움직임을 받아낸다. 사이드 스토퍼(191)는, 연마 헤드(50)의 박스(62)의 하면에 고정되어 있고, 사이드 스토퍼(191)의 위치는 고정되어 있다. 플런저(190)와 사이드 스토퍼(191)는 서로 근접하여 배치되어 있고, 플런저(190)와 사이드 스토퍼(191)의 간극(dr)은, 10㎛ 내지 100㎛이다. 이러한 구성에 의하면, 연마 중에 가압 부재(51)가 연마 테이프(38)로부터 수평 하중을 받아 외측으로 이동하면, 플런저(190)가 사이드 스토퍼(191)에 접촉하고, 이에 의해 가압 부재(51) 및 연마 테이프(38)의 외측으로의 움직임이 제한된다. 따라서, 기판(W)의 연마 형상 및 연마 폭을 안정시킬 수 있다.

도 36 내지 도 43에 나타내는 실시형태는, 적절히 조합할 수 있다. 예를 들어, 도 44는, 도 36에 나타내는 서포트 스테이지(180)와, 도 43에 나타내는 연마 헤드(50)를 조합한 예를 나타내고 있다. 이 도 44에 나타내는 구성에 의하면, 기판(W)의 휨이 방지됨과 함께, 연마 테이프(38)의 이동이나 구부러짐이 방지된다. 도 36 내지 도 44에 나타내는 실시형태는, 도 5 및 도 26에 나타내는 연마 장치에 적용할 수 있다.

도 45는, 연마 모듈을 포함하는 복수의 기판 처리 모듈을 구비한 기판 처리 장치를 나타내는 상면도이다. 도 45에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 장치는, 기판(W)을 기판 처리 장치에 투입하는 2개의 로드 포트(240), 로드 포트(240) 상의 웨이퍼 카세트(도시 생략)로부터 기판(W)을 꺼내는 제1 반송 로봇(245), 기판(W)의 노치 위치를 검출함과 함께, 기판(W)의 노치부가 소정의 위치가 되도록 기판(W)을 회전시키는 노치 얼라이너(248), 노치 얼라이너(248)를 이동시키는 노치 얼라이너 이동 기구(250), 기판(W)의 노치부를 연마하는 노치 연마 모듈(제1 연마 모듈)(255), 노치 얼라이너(248)로부터 노치 연마 모듈(255)로 기판(W)을 반송하는 제2 반송 로봇(257), 기판(W)의 탑 에지부를 연마하는 탑 에지 연마 모듈(제2 연마 모듈)(256), 연마된 기판(W)을 세정하는 세정 모듈(260), 세정된 기판(W)을 건조시키는 건조 모듈(265), 노치 연마 모듈(255)부터 탑 에지 연마 모듈(256), 세정 모듈(260), 건조 모듈(265)의 순서로 기판(W)을 반송하는 반송 기구(270)를 구비하고 있다.

노치 연마 모듈(255)로는, 예를 들어 일본 공개특허공보 제2009-154285호에 개시되어 있는 공지된 노치 연마 장치를 사용할 수 있다. 탑 에지 연마 모듈(256)로는, 상기 서술한 도 5 또는 도 26에 나타내는 연마 장치를 사용할 수 있다. 세정 모듈(260)로는, 회전하는 기판(W)에 액체를 공급하면서, 회전하는 롤 스펀지를 기판(W)의 상면 및 하면에 접촉시키는 롤 스펀지형 세정기를 사용할 수 있다. 건조 모듈(265)로는, 기판(W)을 고속으로 회전시키는 스핀 건조기를 사용할 수 있다.

노치 연마 모듈(255), 탑 에지 연마 모듈(256), 세정 모듈(260), 건조 모듈(265)(이하 적절히, 총칭하여 기판 처리 모듈이라고 한다)은 일렬로 배열되고, 반송 기구(270)는 이들 기판 처리 모듈의 배열 방향을 따라 배치되어 있다. 반송 기구(270)는, 핸드 유닛(270A), 핸드 유닛(270B), 및 핸드 유닛(270C)을 가지고 있다. 각 핸드 유닛은, 기판(W)을 유지하는 1세트의 핸드(271)를 가지고 있고, 이웃하는 기판 처리 모듈 사이에서 기판(W)을 반송한다. 즉, 핸드 유닛(270A)은 노치 연마 모듈(255)로부터 기판(W)을 꺼내 탑 에지 연마 모듈(256)로 반송하고, 핸드 유닛(270B)은 탑 에지 연마 모듈(256)로부터 기판(W)을 꺼내 세정 모듈(260)로 반송한다. 그리고 핸드 유닛(270C)은 세정 모듈(260)로부터 기판(W)을 꺼내 건조 모듈(265)로 반송한다.

핸드 유닛(270A), 핸드 유닛(270B), 핸드 유닛(270C)은, 기판 처리 모듈의 배열 방향을 따라 직선적으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 핸드 유닛(270A), 핸드 유닛(270B), 핸드 유닛(270C)은 동시에 기판(W)을 처리 모듈로부터 꺼내고, 동시에 이동하고, 인접하는 기판 처리 모듈에 동시에 기판(W)을 반입한다.

다음으로 기판(W) 처리의 전체 흐름을 설명한다. 제1 반송 로봇(245)이 기판(W)을 웨이퍼 카세트로부터 꺼내, 기판(W)을 노치 얼라이너(248)에 재치한다. 노치 얼라이너(248)는 기판(W)과 함께 노치 얼라이너 이동 기구(250)에 의해, 제2 반송 로봇(257)의 근방 위치까지 이동한다. 이 때, 노치 얼라이너(248)는 기판(W)의 노치 위치를 검출하고, 노치부가 소정의 위치가 되도록 기판(W)을 회전시켜 둔다.

그리고, 제2 반송 로봇(257)이 노치 얼라이너(248)로부터 기판(W)을 받아, 노치 연마 모듈(255)에 반입한다. 기판(W)의 노치부는, 노치 연마 모듈(255)에 의해 연마된다. 연마된 기판(W)은 전술한 바와 같이 반송 기구(270)의 3개의 핸드 유닛(270A, 270B, 270C)에 의해 순차적으로, 탑 에지 연마 모듈(256), 세정 모듈(260), 건조 모듈(265)의 순서로 반송되어, 각각의 기판 처리 모듈로 처리된다. 처리된 기판(W)은 제1 반송 로봇(245)에 의해 로드 포트(240) 상의 웨이퍼 카세트에 수용된다.

노치 연마 모듈(255) 및 탑 에지 연마 모듈(256)은, 착탈 가능하게 기판 처리 장치에 설치되어 있다. 따라서, 노치 연마 모듈(255) 및/또는 탑 에지 연마 모듈(256)을 꺼내고, 다른 타입의 연마 모듈을 기판 처리 장치에 장착하는 것도 가능하다. 예를 들어, 제1 연마 모듈로서, 기판(W)의 탑 에지부를 연마할 수 있는 상기 실시형태에 관련된 연마 장치를 사용하고, 제2 연마 모듈로서, 기판(W)의 베벨부를 연마할 수 있는 공지된 베벨 연마 장치를 사용할 수 있다.

상기 서술한 실시형태는, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서의 통상적인 지식을 갖는 자가 본 발명을 실시할 수 있는 것을 목적으로 하여 기재된 것이다. 상기 실시형태의 다양한 변형예는, 당업자라면 당연히 이룰 수 있는 것이며, 본 발명의 기술적 사상은 다른 실시형태에도 적용할 수 있는 것이다. 따라서, 본 발명은, 기재된 실시형태에 한정되지는 않으며, 특허청구범위에 의해 정의되는 기술적 사상에 따른 가장 넓은 범위로 해석되는 것이다.

Claims

기판의 주연부(周緣部)를 연마함으로써 직각의 단면 형상을 상기 주연부에 형성하는 연마 장치로서,
기판을 유지하고, 회전시키는 기판 유지부와,
상기 기판의 주연부를 연마하는 적어도 1개의 연마 유닛을 구비하고,
상기 연마 유닛은,
상기 기판의 주연부에 대하여 연마 테이프를 위에서 누르는 가압 부재를 가지는 연마 헤드와,
상기 연마 헤드에 상기 연마 테이프를 공급하고, 상기 연마 헤드로부터 상기 연마 테이프를 회수하는 테이프 공급 회수 기구를 구비하고,
상기 테이프 공급 회수 기구는, 상기 연마 테이프를 지지하는 복수의 가이드 롤러를 가지고, 당해 복수의 가이드 롤러는, 상기 연마 테이프가 상기 기판의 주연부의 상방에 있을 때에 상기 연마 테이프가 상기 기판의 접선 방향으로 연장되고, 또한 상기 연마 테이프의 연마면이 상기 기판의 표면과 평행이 되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
제1항에 있어서,
상기 연마 유닛을 상기 기판의 접선 방향으로 이동시키는 연마 유닛 이동 기구를 더 구비한 것을 특징으로 하는 연마 장치.
제1항에 있어서,
상기 연마 헤드를 상기 기판의 반경 방향으로 이동시키는 제1 이동 기구와, 상기 테이프 공급 회수 기구를 상기 기판의 반경 방향으로 이동시키는 제2 이동 기구를 더 구비하고,
상기 제1 이동 기구 및 상기 제2 이동 기구는, 상기 연마 헤드 및 상기 테이프 공급 회수 기구를 상기 기판의 반경 방향으로 각각 독립적으로 이동시켜지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
제3항에 있어서,
상기 연마 테이프의 가장자리부의 위치를 검출하는 테이프 에지 검출 센서를 더 구비한 것을 특징으로 하는 연마 장치.
제4항에 있어서,
상기 제1 이동 기구는, 상기 가압 부재를 소정의 연마 위치로 이동시키고,
상기 제2 이동 기구는, 상기 테이프 에지 검출 센서에 의해 검출된 상기 연마 테이프의 단부(端部)의 위치에 기초하여, 상기 연마 테이프의 가장자리부가 상기 연마 위치에 있는 상기 가압 부재의 가장자리부에 일치하도록 상기 연마 테이프 공급 회수 기구를 이동시키는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
제1항에 있어서,
상기 가압 부재는, 연직 방향으로 연장되는 관통 구멍을 가지고, 상기 관통 구멍은 진공 라인에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
제1항에 있어서,
상기 연마 유닛을 복수 구비한 것을 특징으로 하는 연마 장치.
제1항에 있어서,
상기 연마 헤드는, 상기 가압 부재의 연직 방향의 위치를 검출하는 위치 센서를 구비한 것을 특징으로 하는 연마 장치.
기판을 회전시키고,
기판의 접선 방향과 평행하게 연장되는 연마 테이프를, 그 연마면이 상기 기판의 표면과 평행이 되도록 상기 기판의 주연부의 상방에 배치하고,
상기 기판의 주연부의 상방에서 상기 기판의 접선 방향으로 연장되는 상기 연마 테이프를 가압 부재에 의해 상기 기판의 주연부에 대하여 위에서 눌러 상기 기판의 주연부를 연마함으로써, 직각의 단면 형상을 상기 주연부에 형성하는 것을 특징으로 하는 연마 방법.
제9항에 있어서,
상기 연마 테이프를 상기 기판의 주연부에 누르면서, 상기 연마 테이프를 상기 기판의 접선 방향으로 요동시키는 것을 특징으로 하는 연마 방법.
제9항에 있어서,
상기 가압 부재의 가장자리부와 상기 연마 테이프의 가장자리부를 일치시킨 상태에서, 상기 연마 테이프를 상기 기판의 주연부에 누르는 것을 특징으로 하는 연마 방법.
제9항에 있어서,
상기 가압 부재와 상기 연마 테이프를 진공 흡인에 의해 서로 고정시킨 상태에서, 상기 연마 테이프를 상기 기판의 주연부에 누르는 것을 특징으로 하는 연마 방법.
제9항에 있어서,
상기 가압 부재의 연직 방향의 위치에 기초하여 상기 기판의 주연부의 연마를 종료하는 것을 특징으로 하는 연마 방법.
기판을 유지하고, 회전시키는 기판 유지부와,
연마 테이프를 지지하는 복수의 가이드 롤러와,
상기 연마 테이프의 가장자리부를 상기 기판의 주연부에 대하여 위에서 누르는 가압 부재를 가지는 연마 헤드를 구비하고,
상기 복수의 가이드 롤러는, 연마 테이프가 상기 기판의 접선 방향과 평행하게 연장되고, 또한 상기 연마 테이프의 연마면이 상기 기판의 표면과 평행이 되도록 배치되어 있고,
상기 기판 유지부는, 상기 기판을 유지하는 유지 스테이지와, 당해 유지 스테이지에 의해 유지된 상기 기판의 주연부 하면의 전체를 지지하는 서포트 스테이지를 구비하고,
상기 서포트 스테이지는, 상기 유지 스테이지와 일체로 회전하는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
제14항에 있어서,
상기 유지 스테이지는, 상기 서포트 스테이지에 대하여 상대적으로 상하 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 연마 장치.
제14항에 있어서,
상기 서포트 스테이지는, 고리 형상의 상면을 가지고, 상기 고리 형상의 상면은, 상기 기판의 주연부 하면을 지지하는 지지면을 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
제14항에 있어서,
상기 서포트 스테이지의 최외주단과 상기 기판의 최외주단은 실질적으로 일치하는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
기판을 유지하고, 회전시키는 기판 유지부와,
연마 테이프를 지지하는 복수의 가이드 롤러와,
상기 연마 테이프의 가장자리부를 상기 기판의 주연부에 대하여 위에서 누르는 가압 부재를 가지는 연마 헤드를 구비하고,
상기 복수의 가이드 롤러는, 연마 테이프가 상기 기판의 접선 방향과 평행하게 연장되고, 또한 상기 연마 테이프의 연마면이 상기 기판의 표면과 평행이 되도록 배치되어 있고,
상기 연마 헤드는, 상기 연마 테이프와 상기 기판의 접촉점에 있어서 상기 연마 테이프의 수평 방향의 이동을 제한하는 테이프 스토퍼를 가지고, 상기 테이프 스토퍼는, 상기 접촉점에 있어서, 상기 기판의 반경 방향에서 상기 연마 테이프의 외측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
제18항에 있어서,
상기 연마 헤드는, 상기 연마 테이프의 연마면에 근접하여 배치된 테이프 커버를 더 가지는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
제19항에 있어서,
상기 테이프 커버와 상기 가압 부재 사이에는, 상기 연마 테이프의 두께보다 큰 간극이 있는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
제18항에 있어서,
상기 연마 헤드는, 상기 가압 부재에 고정된 돌기 부재와, 상기 돌기 부재의 수평 방향의 움직임을 받아내는 사이드 스토퍼를 가지고, 상기 사이드 스토퍼는, 상기 기판의 반경 방향에서 상기 돌기 부재의 외측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
제18항에 있어서,
상기 테이프 스토퍼의 내측면은, 상기 연마 테이프와 접촉하는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
제18항에 있어서,
상기 테이프 스토퍼는, 상기 가압 부재에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
제19항에 있어서,
상기 연마 테이프는, 상기 가압 부재, 상기 테이프 스토퍼 및 상기 테이프 커버에 둘러싸이는 공간에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
제19항에 있어서,
상기 테이프 커버는, 상기 테이프 스토퍼에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 연마 장치.