KR20180069713A - 연마 장치, 및 연마구를 압박하는 압박 패드 - Google Patents

Abstract

연마구를 기판에 대하여 경사지게 하면서 해당 연마구로 기판의 주연부를 연마할 때 해당 주연부에 접촉하는 연마구의 폭을 일정하게 유지할 수 있는 연마 장치를 제공한다.
연마 장치는, 기판 W를 보유 지지하여 회전시키는 기판 보유 지지부(3)와, 기판 보유 지지부(3)에 보유 지지된 기판 W의 주연부에 연마구(23)를 압박하는 압박 패드(50)를 구비한다. 압박 패드(50)는, 연마구(23)를 통하여 기판 W의 주연부를 압박하는 압박면(55a)을 갖는 탄성 부재(55)와, 해당 탄성 부재(55)를 지지하는 지지 부재(56)를 갖고 있고, 지지 부재(56)의 전방면(56a)에는, 탄성 부재(55)가 진입 가능한 오목부(57)가 형성되어 있다.

Description

연마 장치, 및 연마구를 압박하는 압박 패드{POLISHING APPARATUS AND PRESSING PAD FOR PRESSING POLISHING TOOL}

본 발명은, 웨이퍼 등의 기판을 연마하는 연마 장치에 관한 것이며, 특히 연마 테이프 등의 연마구를 사용하여 기판의 주연부를 연마하는 연마 장치에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 연마구를 기판의 주연부에 대하여 압박하는 압박 패드에 관한 것이다.

반도체 디바이스의 제조에 있어서의 수율 향상의 관점에서 기판의 주연부의 표면 상태의 관리가 최근 들어 주목받고 있다. 반도체 디바이스의 제조 공정에서는 다양한 재료가 실리콘 웨이퍼 상에 성막되어 다층 구조가 형성된다. 이 때문에 기판의 주연부에는 불필요한 막이나 표면 거?이 형성된다. 최근에는, 기판의 주연부만을 아암으로 보유 지지하여 기판을 반송하는 방법이 일반적으로 되어 오고 있다. 이러한 배경 하에서는, 주연부에 잔존한 불필요한 막이 다양한 공정을 거쳐 가는 사이에 박리되어, 기판에 형성된 디바이스에 부착되어 수율을 저하시켜 버린다. 그래서, 기판의 주연부에 형성된 불필요한 막을 제거하기 위하여, 연마 장치를 사용하여 기판의 주연부가 연마된다. 여기서, 본 명세서에서는 기판의 주연부를, 기판의 최외주에 위치하는 베벨부와, 이 베벨부의 직경 방향 내측에 위치하는 톱 에지부 및 보텀 에지부를 포함하는 영역으로서 정의한다.

도 23의 (a) 및 도 23의 (b)는, 기판의 일례로서의 웨이퍼의 주연부를 도시하는 확대 단면도이다. 더 상세하게는, 도 23의 (a)는 소위 스트레이트형의 웨이퍼의 단면도이고, 도 23의 (b)는 소위 라운드형의 웨이퍼의 단면도이다. 도 23의 (a)의 웨이퍼 W에 있어서, 베벨부는, 상측 경사부(상측 베벨부) P, 하측 경사부(하측 베벨부) Q 및 측부(에이펙스) R로 구성되는 웨이퍼 W의 최외주면(부호 B로 나타냄)이다. 도 23의 (b)의 웨이퍼 W에 있어서는, 베벨부는, 웨이퍼 W의 최외주면을 구성하는, 만곡된 단면을 갖는 부분(부호 B로 나타냄)이다. 톱 에지부는, 베벨부 B보다도 직경 방향 내측에 위치하는 평탄부 E1이다. 보텀 에지부는, 톱 에지부와는 반대측에 위치하고, 베벨부 B보다도 직경 방향 내측에 위치하는 평탄부 E2이다. 톱 에지부는, 디바이스가 형성된 영역을 포함하는 경우도 있다.

이러한 웨이퍼 W의 주연부에 형성된 막을 제거하는 장치로서, 연마 테이프 등의 연마구를 사용한 연마 장치가 알려져 있다(예를 들어 특허문헌 1 참조). 이러한 종류의 연마 장치는, 웨이퍼 W를 보유 지지하여 회전시키는 기판 보유 지지부와, 연마 테이프(연마구)를 웨이퍼 W의 주연부와 맞닿게 하기 위한 연마 헤드를 구비하고 있으며, 연마 헤드는, 연마 테이프를 웨이퍼 W의 주연부에 압박하는 압박 패드를 갖고 있다. 연마 테이프의 이면측에 배치된 압박 패드가 연마 테이프의 연마면을 웨이퍼 W의 주연부에 압박함으로써 해당 주연부를 연마한다. 연마구로서 연마 테이프 대신, 띠형의 연마포를 사용해도 된다.

도 24는, 종래의 압박 패드의 일례를 도시하는 사시도이다. 도 24에 도시한 바와 같이 압박 패드(150)는, 직사각형의 압박면(155a)을 갖는 탄성 부재(155)와, 탄성 부재(155)가 고정되는 패드 본체(154)를 구비하고 있다. 탄성 부재(155)는, 압박면(155a)과는 반대측의 이면의 전체가 패드 본체(154)에 접촉한 상태에서 패드 본체(154)에 고정된다. 압박 패드(150)는 연마 테이프의 이면측에 배치되며, 탄성 부재(155)의 압박면(155a)에 의하여 연마 테이프의 전방면(연마면)을 웨이퍼 W의 베벨부 B에 압박한다. 압박 패드(150)의 탄성 부재(155)는 고무 또는 스펀지 등의 재료로 형성된다. 예를 들어 기판의 연마에 적합한 경도(예를 들어 20 내지 40도)를 갖는 우레탄 고무, 실리콘 스펀지 등이 탄성 부재(155)의 재료로서 선정된다.

도 25는, 도 24에 도시하는 압박 패드(150)를 갖는 연마 헤드(130)로 웨이퍼 W의 베벨부 B를 연마하고 있는 상태를 도시하는 모식도이다. 도 25에 도시된 바와 같이 연마 헤드(130)는, 연마 테이프(123)를 웨이퍼 W의 주연부에 압박하는 압박 패드(150)와, 압박 패드(150)를 웨이퍼 W의 주연부를 향하여 이동시키는 에어 실린더(구동 기구)(152)와, 연마 테이프(123)를 소정의 방향으로 보내는 테이프 이송 기구(142)를 갖고 있다. 에어 실린더(152)에 공급하는 공기압을 제어함으로써, 연마 테이프(123)를 웨이퍼 W에 대하여 압박하는 힘이 조정된다. 웨이퍼 W의 베벨부 B의 연마 중, 연마 헤드(130){즉, 압박 패드(150)}는 틸트 기구(도시되지 않음)에 의하여, 웨이퍼 W에 대하여 경사지게 된다. 연마 헤드(130)를 웨이퍼 W에 대하여 경사지게 하면서 압박 패드(150)의 탄성 부재(155)의 압박면(155a)이 연마 테이프(123)를 웨이퍼 W의 베벨부 B에 압박함으로써, 베벨부 B 전체를 연마 테이프(123)에 의하여 연마할 수 있다.

일본 특허 제5254575호 공보

베벨부 B 전체를 연마하기 위하여 연마 헤드(130){즉, 압박 패드(150)}를 웨이퍼 W에 대하여 경사지게 하면, 웨이퍼 W의 베벨부 B와 접촉하는 연마 테이프(123)의 폭이 변화된다. 도 26은, 도 24에 도시하는 압박 패드(150)의 탄성 부재(155)의 압박면(155a)이 웨이퍼 W의 평탄면에 대하여 수직인 경우에, 연마 테이프(123)를 통해 웨이퍼 W의 베벨부 B와 접촉하는 탄성 부재(155)의 압박면(155a)의 폭을 나타내는 모식도이다. 도 27은, 도 24에 도시하는 압박 패드(150)의 탄성 부재(155)의 압박면(155a)이 웨이퍼 W의 평탄면에 대하여 경사져 있는 경우에, 연마 테이프(123)를 통해 웨이퍼 W의 베벨부 B와 접촉하는 탄성 부재(155)의 압박면(155a)의 폭을 나타내는 모식도이다. 도 26 및 도 27에서는, 설명의 간략화를 위하여 연마 테이프(123)는 그려져 있지 않지만, 연마 중에 웨이퍼 W의 베벨부 B와 접촉하는 연마 테이프(123)의 폭은, 연마 테이프(123)를 통해 웨이퍼 W의 베벨부 B와 접촉하는 탄성 부재(155)의 압박면(155a)의 폭에 대응한다.

도 26 및 도 27에 도시한 바와 같이, 압박면(155a)이 웨이퍼 W의 평탄면에 대하여 수직인 경우에 있어서의 웨이퍼 W의 베벨부 B와 접촉하는 연마 테이프의 폭 Wa는, 압박면(155a)이 웨이퍼 W의 평탄면에 대하여 경사져 있는 경우에 있어서의 웨이퍼 W의 베벨부 B와 접촉하는 연마 테이프의 폭 Wb보다도 작다. 웨이퍼 W의 평탄면에 대한 압박면(155a)의 경사 각도가 커짐에 따라, 웨이퍼 W의 베벨부 B와 접촉하는 연마 테이프의 폭은 커진다.

도 28은, 종래의 압박 패드(150)로 연마 테이프(123)를 웨이퍼 W의 베벨부 B에 압박하고 해당 베벨 B를 연마한 때 연마 테이프(123)에 생기는 연마 흠집을 도시한 사진이다. 도 28에서는, 웨이퍼 W의 평탄면에 대한 압박면(155a)의 경사 각도 θ를 10°마다 변화시켜 웨이퍼 W의 베벨부 B를 연마한 때의 복수의 연마 흠집을 도시하고 있다. 도 29의 (a), (b), (c)는, 웨이퍼 W의 평탄면에 대한 압박면(155a)의 경사 각도 θ를 나타내는 모식도이다. 도 29의 (a), (b), (c)에 있어서, 연마 테이프(123)는, 압박면(155a)의 중심을 따른 종단면으로서 도시되어 있다. 이 경사 각도 θ는, 도 29의 (a)에 나타낸 바와 같이, 압박 패드(150)의 탄성 부재(155)의 압박면(155a)이 웨이퍼 W의 평탄면에 대하여 수직일 때 0도이다. 이 경사 각도 θ는, 도 29의 (b)에 나타낸 바와 같이, 압박면(155a)의 상단부가 웨이퍼 W의 평탄면에 근접하는 방향으로 압박면(155a)이 경사진 때 플러스의 값으로 되고, 도 29의 (c)에 나타낸 바와 같이, 압박면(155a)의 상단부가 웨이퍼 W의 평탄면으로부터 멀어지는 방향으로 압박면(155a)이 경사진 때 마이너스의 값으로 된다.

도 28에 도시하는 사진으로부터 알 수 있는 바와 같이, 경사 각도 θ의 절댓값이 커짐에 따라 연마 흠집의 길이가 커져 간다. 예를 들어 경사 각도 θ가 0°일 때의 연마 흠집의 길이 La는, 경사 각도 θ가 70°일 때의 연마 흠집의 길이 Lb보다도 작다. 이 연마 흠집의 길이의 차이는, 웨이퍼 W의 베벨부 B와 접촉하는 연마 테이프(123)의 폭의 차이에 상당한다. 웨이퍼 W의 베벨부 B와 접촉하는 연마 테이프(123)의 폭이 작아지면, 해당 베벨부 B의 연마에 기여하는 연마 테이프(123)의 양이 감소한다. 그 결과, 압박면(155a)의 경사 각도 θ의 절댓값이 작을 때의 연마 레이트는, 압박면(155a)의 경사 각도 θ의 절댓값이 클 때의 연마 레이트보다도 낮아져 버린다.

또한 도 28에 도시하는 사진으로부터 알 수 있는 바와 같이, 경사 각도 θ의 절댓값이 작을 때는, 연마 흠집의 중앙 영역의 색의 명도는 연마 흠집의 외측 영역의 색의 명도보다도 높다. 연마 흠집의 이 명도의 차이는, 도 30에 나타낸 바와 같이, 연마 테이프(123)와 웨이퍼 W의 베벨부 B와의 접촉 영역에 있어서의 중앙의 압박력 Fa가, 연마 테이프(123)와 웨이퍼 W의 베벨부 B와의 접촉 영역에 있어서의 외측의 압박력 Fb보다도 큰 것을 의미한다. 이 경우, 연마 테이프의 접촉 영역의 중앙부에서 연마 테이프(123)의 눈막힘이 발생하기 쉬워져 연마 레이트가 저하된다.

그래서 본 발명은, 연마구를 기판에 대하여 경사지게 하면서 해당 연마구로 기판의 주연부를 연마할 때 해당 주연부에 접촉하는 연마구의 폭을 일정하게 유지할 수 있는 연마 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 본 발명은, 이러한 연마 장치에서 사용되는 연마구를 압박하는 압박 패드를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 양태에 의하면, 기판을 보유 지지하여 회전시키는 기판 보유 지지부와, 상기 기판 보유 지지부에 보유 지지된 기판의 주연부에 연마구를 압박하는 압박 패드를 구비하고, 상기 압박 패드는, 상기 연마구를 통해 상기 기판의 주연부를 압박하는 압박면을 갖는 탄성 부재와, 상기 탄성 부재를 지지하는 지지 부재를 갖고 있고, 상기 지지 부재의 전방면에는, 상기 탄성 부재가 진입 가능한 오목부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연마 장치가 제공된다.

일 실시 형태에서는, 상기 압박 패드는, 상기 탄성 부재의 양 단부를 상기 지지 부재에 고정하는 고정 수단을 더 구비한다.

일 실시 형태에서는, 상기 오목부의 저면은 만곡되어 있다.

일 실시 형태에서는, 상기 탄성 부재의 상기 압박면의 반대측의 이면에는 시트가 부착되어 있다.

일 실시 형태에서는, 상기 연마구는 연마 테이프로 이루어진다.

일 실시 형태에서는, 상기 탄성 부재의 상기 압박면에는, 해당 압박면의 반대측의 이면을 향하여 연장되는 홈이 형성되어 있고, 상기 탄성 부재는, 상기 홈에 의하여 분할된 블록체를 갖는다.

일 실시 형태에서는, 상기 연마구는, 상기 블록체의 전방면에 설치된 지석이다.

본 발명의 일 양태에 의하면, 기판의 주연부를 연마하기 위한 연마구를 해당 주연부에 압박하는 압박 패드이며, 상기 연마구를 통해 상기 기판의 주연부를 압박하는 압박면을 갖는 탄성 부재와, 상기 탄성 부재를 지지하는 지지 부재를 갖고, 상기 지지 부재의 전방면에는, 상기 탄성 부재가 진입 가능한 오목부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압박 패드가 제공된다.

일 실시 형태에서는, 상기 압박 패드는, 상기 탄성 부재의 양 단부를 상기 지지 부재에 고정하는 고정 수단을 더 구비한다.

일 실시 형태에서는, 상기 오목부의 저면은 만곡되어 있다.

일 실시 형태에서는, 상기 탄성 부재의 상기 압박면의 반대측의 이면에는 시트가 부착되어 있다.

일 실시 형태에서는, 상기 연마구는 연마 테이프로 이루어진다.

일 실시 형태에서는, 상기 탄성 부재의 상기 압박면에는, 해당 압박면의 반대측의 이면을 향하여 연장되는 홈이 형성되어 있고, 상기 탄성 부재는, 상기 홈에 의하여 분할된 블록체를 갖는다.

일 실시 형태에서는, 상기 블록체의 전방면에는, 상기 연마구로서 사용되는 지석이 설치되어 있다.

본 발명에 의하면, 압박 패드가, 회전하는 기판의 주연부에 연마구를 압박한 때, 압박 패드의 탄성 부재는 지지 부재의 오목부에 진입하여, 탄성 부재가 기판의 주연부를 따른 형상으로 변형된다. 그 결과, 연마구를 기판에 대하여 경사지게 하면서 해당 연마구로 기판의 주연부를 연마할 때 기판에 접촉하는 연마구의 폭을 일정하게 유지할 수 있다.

도 1은 일 실시 형태에 관한 연마 장치를 도시하는 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 연마 장치의 종단면도이다.
도 3은 연마 헤드의 확대도이다.
도 4는 일 실시 형태에 관한 압박 패드를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시되는 압박 패드의 개략 정면도이다.
도 6은 도 4에 도시되는 압박 패드의 개략 측면도이다.
도 7은 도 5의 A-A선 단면도이다.
도 8의 (a)는 도 4에 도시되는 실리콘 스펀지의 개략 사시도이고, 도 8의 (b)는 도 8의 (a)에 도시하는 실리콘 스펀지의 개략 정면도이다.
도 9의 (a)는 도 4에 도시되는 지지 부재의 정면도이고, 도 9의 (b)는 도 9의 (a)의 B-B선 단면도이다.
도 10은 도 7의 C-C선 단면도이다.
도 11은 연마 헤드가 웨이퍼의 베벨부를 연마하고 있는 상태를 도시하는 도면이다.
도 12는 연마 헤드가 웨이퍼의 톱 에지부를 연마하고 있는 상태를 도시하는 도면이다.
도 13은 연마 헤드가 웨이퍼의 보텀 에지부를 연마하고 있는 상태를 도시하는 도면이다.
도 14는 탄성 부재가 지지 부재의 오목부에 진입해 있는 상태를 도시하는 모식도이다.
도 15의 (a)는 압박 패드의 탄성 부재의 압박면이 웨이퍼의 평탄면에 대하여 수직인 경우에 웨이퍼의 베벨부에 되밀림으로써 변형된 탄성 부재를 도시하는 모식도이고, 도 15의 (b)는 도 15의 (a)에 도시하는 압박 패드에 의하여 압박되는 연마 테이프와 웨이퍼의 베벨부와의 접촉 영역에 있어서의 압박력을 나타낸 모식도이다.
도 16의 (a)는 압박 패드의 탄성 부재의 압박면이 웨이퍼의 평탄면에 대하여 경사져 있는 경우에 웨이퍼의 베벨부에 되밀림으로써 변형된 탄성 부재를 도시하는 모식도이고, 도 16의 (b)는 도 16의 (a)에 도시하는 압박 패드에 의하여 압박되는 연마 테이프와 웨이퍼의 베벨부와의 접촉 영역에 있어서의 압박력을 나타낸 모식도이다.
도 17은 압박 패드로 연마 테이프를 웨이퍼의 베벨부에 압박하고 해당 베벨을 연마한 때 연마 테이프에 생기는 연마 흠집을 도시한 사진이다.
도 18은 다른 실험의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 19는 다른 실시 형태에 관한 압박 패드를 도시하는 단면도이다.
도 20은 또 다른 실시 형태에 관한 압박 패드의 단면도이다.
도 21은 또 다른 실시 형태에 관한 압박 패드의 단면도이다.
도 22는 또 다른 실시 형태에 관한 압박 패드의 단면도이다.
도 23의 (a) 및 도 23의 (b)는 기판의 주연부를 도시하는 확대 단면도이다.
도 24는 종래의 압박 패드의 일례를 도시하는 사시도이다.
도 25는 도 24에 도시하는 압박 패드를 갖는 연마 헤드로 웨이퍼의 베벨부를 연마하고 있는 상태를 도시하는 모식도이다.
도 26은 도 24에 도시하는 압박 패드의 탄성 부재의 압박면이 웨이퍼의 평탄면에 대하여 수직인 경우에 연마 테이프를 통해 웨이퍼의 베벨부와 접촉하는 탄성 부재의 압박면의 폭을 나타내는 모식도이다.
도 27은 도 24에 도시하는 압박 패드의 탄성 부재의 압박면이 웨이퍼의 평탄면에 대하여 경사져 있는 경우에 연마 테이프를 통해 웨이퍼의 베벨부와 접촉하는 탄성 부재의 압박면의 폭을 나타내는 모식도이다.
도 28은 도 24에 도시하는 압박 패드로 연마 테이프를 웨이퍼의 베벨부에 압박하고 해당 베벨부를 연마한 때 연마 테이프에 생기는 연마 흠집을 도시한 사진이다.
도 29의 (a), (b), (c)는 웨이퍼의 평탄면에 대한 압박면의 경사 각도를 나타내는 모식도이다.
도 30은 도 24에 도시하는 압박 패드에 의하여 압박되는 연마 테이프와 웨이퍼의 베벨부와의 접촉 영역에 있어서의 압박력을 나타낸 모식도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은, 일 실시 형태에 관한 연마 장치를 도시하는 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시하는 연마 장치의 종단면도이다. 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 이 연마 장치는 그 중앙부에, 기판의 일례인 웨이퍼 W를 수평으로 보유 지지하여 회전시키는 회전 보유 지지 기구(기판 보유 지지부)(3)를 구비하고 있다. 도 1에 있어서는, 회전 보유 지지 기구(3)가 웨이퍼 W를 보유 지지하고 있는 상태를 도시하고 있다. 회전 보유 지지 기구(3)는, 웨이퍼 W의 이면을 진공 흡착에 의하여 보유 지지하는 접시형의 보유 지지 스테이지(4)와, 보유 지지 스테이지(4)의 중앙부에 연결된 중공 샤프트(5)와, 이 중공 샤프트(5)를 회전시키는 모터 M1을 구비하고 있다. 웨이퍼 W는 반송 기구의 핸드(도시되지 않음)에 의하여, 웨이퍼 W의 중심이 중공 샤프트(5)의 축심과 일치하도록 보유 지지 스테이지(4) 상에 적재된다.

중공 샤프트(5)는, 볼 스플라인 베어링(직동 베어링)(6)에 의하여 상하로 이동하도록 지지되어 있다. 보유 지지 스테이지(4)의 상면에는 홈(4a)이 형성되어 있으며, 이 홈(4a)은, 중공 샤프트(5)를 통하여 연장되는 연통로(7)에 연통하고 있다. 일 실시 형태에서는, 중공 샤프트(5)를 통하여 연장되는 연통로(7)에 연통하는 홈(4a)이 형성된 시트를 보유 지지 스테이지(4)의 상면에 부착해도 된다. 홈(4a)은, 예를 들어 시트를 펀칭 가공함으로써 형성된다. 연통로(7)는, 중공 샤프트(5)의 하단부에 설치된 로터리 조인트(8)를 통하여 진공 라인(9)에 접속되어 있다. 연통로(7)는, 처리 후의 웨이퍼 W를 보유 지지 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, 웨이퍼 W를 보유 지지 스테이지(4)의 상면에 진공 흡착하여 이탈시킨다.

중공 샤프트(5)는, 이 중공 샤프트(5)에 연결된 풀리 p1과, 모터 M1의 회전축에 설치된 풀리 p2와, 이들 풀리 p1, p2에 걸린 벨트 b1을 통하여 모터 M1에 의하여 회전된다. 모터 M1의 회전축은 중공 샤프트(5)와 평행으로 연장되어 있다. 이와 같은 구성에 의하여, 보유 지지 스테이지(4)의 상면에 보유 지지된 웨이퍼 W는 모터 M1에 의하여 회전된다.

볼 스플라인 베어링(6)은, 중공 샤프트(5)가 그 길이 방향으로 자유로이 이동하는 것을 허용하는 베어링이다. 볼 스플라인 베어링(6)은 원통형의 케이싱(12)에 고정되어 있다. 따라서 본 실시 형태에 있어서는, 중공 샤프트(5)는, 케이싱(12)에 대하여 상하로 직선 동작을 할 수 있도록 구성되어 있으며, 중공 샤프트(5)와 케이싱(12)은 일체로 회전한다. 중공 샤프트(5)는 에어 실린더(승강 기구)(15)에 연결되어 있으며, 에어 실린더(15)에 의하여 중공 샤프트(5) 및 보유 지지 스테이지(4)가 상승 및 하강할 수 있도록 되어 있다.

케이싱(12)과, 그 외측에 동심상으로 배치된 원통형의 케이싱(14) 사이에는, 레이디얼 베어링(18)이 개재 장착되어 있으며, 케이싱(12)은 베어링(18)에 의하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 이와 같은 구성에 의하여, 회전 보유 지지 기구(3)는 웨이퍼 W를 그 중심축 Cr 주위로 회전시키고, 또한 웨이퍼 W를 중심축 Cr을 따라 상승 하강시킬 수 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 회전 보유 지지 기구(3)에 보유 지지된 웨이퍼 W의 주위에는 4개의 연마 헤드 조립체(연마부)(1A, 1B, 1C, 1D)가 배치되어 있다. 연마 헤드 조립체(1A, 1B, 1C, 1D)의 직경 방향 외측에는 연마 테이프 공급 기구(2A, 2B, 2C, 2D)가 각각 마련되어 있다. 연마 헤드 조립체(1A, 1B, 1C, 1D)와 연마 테이프 공급 기구(2A, 2B, 2C, 2D)는 격벽(20)에 의하여 격리되어 있다. 격벽(20)의 내부 공간은 연마실(21)을 구성하며, 4개의 연마 헤드 조립체(1A, 1B, 1C, 1D) 및 보유 지지 스테이지(4)는 연마실(21) 내에 배치되어 있다. 한편, 연마 테이프 공급 기구(2A, 2B, 2C, 2D)는 격벽(20)의 외측{즉, 연마실(21)의 밖}에 배치되어 있다. 연마 헤드 조립체(1A, 1B, 1C, 1D)는 서로 동일한 구성을 갖고, 연마 테이프 공급 기구(2A, 2B, 2C, 2D)도 서로 동일한 구성을 갖고 있다. 이하, 연마 헤드 조립체(1A) 및 연마 테이프 공급 기구(2A)에 대하여 설명한다.

연마 테이프 공급 기구(2A)는, 연마구의 일례인 연마 테이프(23)를 연마 헤드 조립체(1A)에 공급하는 공급 릴(24)과, 웨이퍼 W의 연마에 사용된 연마 테이프(23)를 회수하는 회수 릴(25)을 구비하고 있다. 공급 릴(24)은 회수 릴(25)의 상방에 배치되어 있다. 공급 릴(24) 및 회수 릴(25)에는 커플링(27)을 통하여 모터 M2가 각각 연결되어 있다{도 1에는 공급 릴(24)에 연결되는 커플링(27)과 모터 M2만을 도시함}. 각각의 모터 M2는 소정의 회전 방향으로 일정한 토크를 걸어, 연마 테이프(23)에 소정의 텐션을 걸 수 있도록 되어 있다.

연마 테이프(23)는 긴 띠형의 연마구이며, 그 편면이 연마면을 구성하고 있다. 연마 테이프(23)는, PET 시트 등으로 이루어지는 기재 테이프와, 기재 테이프 상에 형성되어 있는 연마층을 갖고 있다. 연마층은, 기재 테이프의 한쪽 표면을 피복하는 바인더(예를 들어 수지)와, 바인더에 보유된 지립으로 구성되어 있으며, 연마층의 표면이 연마면을 구성하고 있다. 연마구로서 연마 테이프(23) 대신, 띠형의 연마포를 사용해도 된다.

연마 테이프(23)는 공급 릴(24)에 감긴 상태로 연마 테이프 공급 기구(2A)에 세트된다. 연마 테이프(23)의 측면은 권취 무너짐이 발생하지 않도록 릴 판으로 지지되어 있다. 연마 테이프(23)의 일 단부는 회수 릴(25)에 설치되며, 연마 헤드 조립체(1A)에 공급된 연마 테이프(23)를 회수 릴(25)이 권취함으로써 연마 테이프(23)를 회수하도록 되어 있다. 연마 헤드 조립체(1A)는, 연마 테이프 공급 기구(2A)로부터 공급된 연마 테이프(23)를 웨이퍼 W의 주연부와 맞닿게 하기 위한 연마 헤드(30)를 구비하고 있다. 연마 테이프(23)는, 연마 테이프(23)의 연마면(전방면)이 웨이퍼 W를 향하도록 연마 헤드(30)에 공급된다.

연마 테이프 공급 기구(2A)는 복수의 가이드 롤러(31, 32, 33, 34)를 갖고 있으며, 연마 헤드 조립체(1A)에 공급되고 연마 헤드 조립체(1A)로부터 회수되는 연마 테이프(23)가 이들 가이드 롤러(31, 32, 33, 34)에 의하여 가이드된다. 연마 테이프(23)는, 격벽(20)에 마련된 개구부(20a)를 통하여 공급 릴(24)로부터 연마 헤드(30)에 공급되며, 사용된 연마 테이프(23)는 개구부(20a)를 통하여 회수 릴(25)에 회수된다.

도 2에 도시한 바와 같이, 웨이퍼 W의 상방에는 상측 공급 노즐(36)이 배치되며, 회전 보유 지지 기구(3)에 보유 지지된 웨이퍼 W의 상면 중심을 향하여 연마액을 공급한다. 또한 웨이퍼 W의 이면과 회전 보유 지지 기구(3)의 보유 지지 스테이지(4)와의 경계부{보유 지지 스테이지(4)의 외주부}를 향하여 연마액을 공급하는 하측 공급 노즐(37)을 구비하고 있다. 연마액에는 통상, 순수가 사용되지만, 연마 테이프(23)의 지립으로서 실리카를 사용하는 경우 등에는 암모니아를 사용할 수도 있다. 또한 연마 장치는 연마 처리 후에 연마 헤드(30)를 세정하는 세정 노즐(38)을 구비하고 있으며, 연마 처리 후에 웨이퍼 W가 회전 보유 지지 기구(3)에 의하여 상승한 후, 연마 헤드(30)를 향하여 세정수를 분사하여 연마 처리 후의 연마 헤드(30)를 세정할 수 있도록 되어 있다.

중공 샤프트(5)가 케이싱(12)에 대하여 승강한 때 볼 스플라인 베어링(6)이나 레이디얼 베어링(18) 등의 기구를 연마실(21)로부터 격리하기 위하여, 도 2에 도시한 바와 같이, 중공 샤프트(5)와 케이싱(12)의 상단부는 상하로 신축 가능한 벨로즈(19)로 접속되어 있다. 도 2는 중공 샤프트(5)가 하강해 있는 상태를 도시하며, 보유 지지 스테이지(4)가 연마 위치에 있는 것을 도시하고 있다. 연마 처리 후에는, 에어 실린더(15)에 의하여 웨이퍼 W를 보유 지지 스테이지(4) 및 중공 샤프트(5)와 함께 반송 위치까지 상승시키고, 이 반송 위치에서 웨이퍼 W를 보유 지지 스테이지(4)로부터 이탈시킨다.

격벽(20)은, 웨이퍼 W를 연마실(21)에 반입 및 반출하기 위한 반송구(20b)를 구비하고 있다. 반송구(20b)는 수평으로 연장되는 노치로서 형성되어 있다. 따라서 반송 기구에 파지된 웨이퍼 W는, 수평한 상태를 유지하면서 반송구(20b)를 통과하여 연마실(21) 내를 가로지르는 것이 가능하게 되어 있다. 격벽(20)의 상면에는 개구(20c) 및 루버(40)가 마련되고, 하면에는 배기구(도시되지 않음)가 마련되어 있다. 연마 처리 시에는, 반송구(20b)는 도시되지 않은 셔터로 폐쇄되도록 되어 있다. 따라서 배기구로부터 도시되지 않은 팬 기구에 의하여 배기를 함으로써, 연마실(21)의 내부에는 청정 공기의 다운 플로가 형성되도록 되어 있다. 이 상태에 있어서 연마 처리가 이루어지므로, 연마액이 상방으로 비산하는 것이 방지되어, 연마실(21)의 상부 공간을 청정하게 유지하면서 연마 처리를 할 수 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 연마 헤드(30)는 아암(60)의 일 단부에 고정되며, 아암(60)은, 웨이퍼 W의 접선 방향에 평행인 회전축 Ct 주위로 회전 가능하게 구성되어 있다. 아암(60)의 타 단부는 풀리 p3, p4 및 벨트 b2를 통하여 모터 M4에 연결되어 있다. 모터 M4가 시계 방향 및 반시계 방향으로 소정의 각도만큼 회전함으로써, 아암(60)이 축 Ct 주위로 소정의 각도만큼 회전한다. 본 실시 형태에서는, 모터 M4, 아암(60), 풀리 p3, p4 및 벨트 b2에 의하여, 웨이퍼 W의 표면에 대하여 연마 헤드(30)를 경사지게 하는 틸트 기구가 구성되어 있다.

틸트 기구는 이동대(61)에 탑재되어 있다. 이동대(61)는 가이드(62) 및 레일(63)을 통하여 베이스 플레이트(65)에 이동 가능하게 연결되어 있다. 레일(63)은, 회전 보유 지지 기구(3)에 보유 지지된 웨이퍼 W의 반경 방향을 따라 직선적으로 연장되어 있으며, 이동대(61)는 웨이퍼 W의 반경 방향을 따라 직선적으로 이동 가능하게 되어 있다. 이동대(61)에는 베이스 플레이트(65)를 관통하는 연결판(66)이 설치되며, 연결판(66)에는 리니어 액추에이터(67)가 조인트(68)를 통하여 연결되어 있다. 리니어 액추에이터(67)는 베이스 플레이트(65)에 직접 또는 간접적으로 고정되어 있다.

리니어 액추에이터(67)로서는, 에어 실린더나 위치 결정용 모터와 볼 나사와의 조합 등을 채용할 수 있다. 이 리니어 액추에이터(67), 레일(63), 가이드(62)에 의하여, 연마 헤드(30)를 웨이퍼 W의 반경 방향으로 직선적으로 이동시키는 이동 기구가 구성되어 있다. 즉, 이동 기구는 레일(63)을 따라 연마 헤드(30)를 웨이퍼 W에 근접 및 이격시키도록 동작한다. 한편, 연마 테이프 공급 기구(2A)는 베이스 플레이트(65)에 고정되어 있다.

도 3은 연마 헤드(30)의 확대도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 연마 헤드(30)는, 연마 테이프(23)의 연마면을 웨이퍼 W에 대하여 소정의 힘으로 압박하는 압박 기구(41)를 구비하고 있다. 또한 연마 헤드(30)는, 연마 테이프(23)를 공급 릴(24)로부터 회수 릴(25)로 보내는 테이프 이송 기구(42)를 구비하고 있다. 연마 헤드(30)는 복수의 가이드 롤러(43, 44, 45, 46, 47, 48, 49)를 갖고 있으며, 이들 가이드 롤러는, 웨이퍼 W의 접선 방향과 직교하는 방향으로 연마 테이프(23)가 진행되도록 연마 테이프(23)를 가이드한다.

연마 헤드(30)에 마련된 테이프 이송 기구(42)는, 테이프 이송 롤러(42a)와, 테이프 파지 롤러(42b)와, 테이프 이송 롤러(42a)를 회전시키는 모터 M3을 구비하고 있다. 모터 M3은 연마 헤드(30)의 측면에 마련되며, 모터 M3의 회전축에 테이프 이송 롤러(42a)가 설치되어 있다. 테이프 파지 롤러(42b)는 테이프 이송 롤러(42a)에 인접하여 배치되어 있다. 테이프 파지 롤러(42b)는, 도 3의 화살표 NF로 나타내는 방향{테이프 이송 롤러(42a)를 향하는 방향}으로 힘을 발생시키도록 도시되지 않은 기구로 지지되어 있으며, 테이프 이송 롤러(42a)를 압박하도록 구성되어 있다.

모터 M3이 도 3에 도시하는 화살표 방향으로 회전하면, 테이프 이송 롤러(42a)가 회전하여 연마 테이프(23)를 공급 릴(24)로부터 연마 헤드(30)를 경유하여 회수 릴(25)로 보낼 수 있다. 테이프 파지 롤러(42b)는 그 자신의 축 주위로 회전할 수 있도록 구성되며, 연마 테이프(23)가 보내어지는 것에 따라 회전한다.

압박 기구(41)는, 연마 테이프(23)의 이면측에 배치된 압박 패드(50)과, 이 압박 패드(50)를 웨이퍼 W의 주연부를 향하여 이동시키는 에어 실린더(구동 기구)(52)를 구비하고 있다. 에어 실린더(52)는 소위 편측 로드 실린더이다. 에어 실린더(52)에 공급하는 공기압을 제어함으로써, 연마 테이프(23)를 웨이퍼 W에 대하여 압박하는 힘이 조정된다. 웨이퍼 W의 주위에 배치된 4개의 연마 헤드 조립체(1A, 1B, 1C, 1D)의 틸트 기구, 압박 기구(41), 테이프 이송 기구(42), 및 각 연마 헤드 조립체를 이동시키는 이동 기구는, 각각 독립적으로 동작이 가능하도록 구성되어 있다.

도 4는, 일 실시 형태에 관한 압박 패드(50)를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 5는, 도 4에 도시되는 압박 패드(50)의 개략 정면도이고, 도 6은, 도 4에 도시되는 압박 패드(50)의 개략 측면도이다.

도 4 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 압박 패드(50)는, 연마 테이프(23)를 웨이퍼 W의 주연부에 직접 압박하는 평탄한 압박면(55a)을 갖는 탄성 부재(55)와, 탄성 부재(55)를 지지하는 판상의 지지 부재(56)를 구비하고 있다. 탄성 부재(55) 및 지지 부재(56)의 상세한 구성은 후술한다. 본 실시 형태에서는, 압박 패드(50)는 또한 패드 본체(54)를 갖고 있으며, 지지 부재(56)는 탄성 부재(55)와 패드 본체(54) 사이에 끼워져 있다.

탄성 부재(55)는 스펀지 또는 고무 등의 재료로 형성된다. 예를 들어 웨이퍼 W의 연마에 적합한 경도(예를 들어 20 내지 40도)를 갖는 실리콘 스펀지가 탄성 부재(55)의 재료로서 선정된다. 탄성 부재(55)는, 웨이퍼 W의 연마에 적합한 경도(예를 들어 20 내지 40도)를 갖는 고무(예를 들어 우레탄 고무)로 형성되어도 된다. 지지 부재(56)는, 탄성 부재(55)보다도 단단한 재료로 형성된다. 이하에서 설명되는 실시 형태에서는, 탄성 부재(55)는 실리콘 스펀지로 형성되어 있으며, 해당 탄성 부재(55)를 실리콘 스펀지(55)라 칭한다.

연마 테이프(23)의 이면(즉, 연마면과는 반대의 면)을 직접 압박하는 실리콘 스펀지(55)의 압박면(55a)은 직사각형이며, 압박면(55a)의 폭(웨이퍼 W의 주위 방향을 따른 치수) D1은 높이(웨이퍼 W의 표면에 수직인 방향을 따른 치수) D2보다도 크게 형성되어 있다.

본 실시 형태에서는, 압박 패드(50)는, 패드 본체(54)의 전방면에 형성된 2개의 돌기부(54a, 54b)를 갖고 있다. 이들 돌기부(54a, 54b)는 레일과 같은 형상을 갖고 있으며, 병렬로 배치되어 있다. 돌기부(54a, 54b)는 웨이퍼 W의 주위 방향을 따라 만곡되어 있다. 더 구체적으로는, 돌기부(54a, 54b)는, 웨이퍼 W의 곡률과 실질적으로 동일한 곡률을 갖는 원호 형상을 갖고 있다.

2개의 돌기부(54a, 54b)는 회전축 Ct(도 1참조)에 대하여 대칭으로 배치되어 있으며, 도 5에 도시한 바와 같이, 압박 패드(50)의 정면에서 본 때 돌기부(54a, 54b)는 회전축 Ct를 향하여 내측으로 만곡되어 있다. 연마 헤드(30)는, 돌기부(54a, 54b)의 선단부 사이의 중심선(즉, 회전축 Ct)이 웨이퍼 W의 두께 방향에 있어서의 중심과 일치하도록 설치된다. 돌기부(54a, 54b)는, 연마 헤드(30)의 전방면에 배치된 가이드 롤러(46, 47)(도 3 참조)보다도 웨이퍼 W에 근접하여 배치되어 있으며, 연마 테이프(23)는 돌기부(54a, 54b)에 의하여 이면으로부터 지지되어 있다. 돌기부(54a, 54b)를 포함하는 패드 본체(54)는 PEEK(폴리에테르에테르케톤) 등의 수지로 형성되어 있다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 실리콘 스펀지(55)는 2개의 돌기부(54a, 54b) 사이에 배치된다. 실리콘 스펀지(55)의 높이는 돌기부(54a, 54b)의 높이보다도 약간 낮게 되어 있다. 연마 헤드(30)를 수평으로 유지한 상태에서 압박 패드(50)가 에어 실린더(52)에 의하여 웨이퍼 W를 향하여 이동되면, 실리콘 스펀지(55)는 연마 테이프(23)를 그 이면측으로부터 웨이퍼 W의 베벨부 B에 대하여 압박한다.

도 7은 도 5의 A-A선 단면도이고, 도 8의 (a)는, 도 4에 도시되는 실리콘 스펀지(55)의 개략 사시도이고, 도 8의 (b)는, 도 8의 (a)에 도시하는 실리콘 스펀지(55)의 개략 정면도이다. 도 9의 (a)는, 도 4에 도시되는 지지 부재(56)의 정면도이고, 도 9의 (b)는 도 9의 (a)의 B-B선 단면도이다. 도 9의 (b)에는, 지지 부재(56)에 의하여 지지되는 실리콘 스펀지(55)가 가상선(점선)으로 그려져 있다. 도 10은 도 7의 C-C선 단면도이다.

도 7에 도시한 바와 같이, 실리콘 스펀지(55)의 양 단부(55c, 55d)는 지지 부재(56)에 의하여 지지되며, 실리콘 스펀지(55)의 양 단부(55c, 55d)는 후술하는 고정 수단(70)에 의하여 지지 부재(56)에 고정된다.

도 8의 (a) 및 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 실리콘 스펀지(55)는, 해당 실리콘 스펀지(55)의 양 측면으로부터 각각 돌출하는 고정 돌기(55e, 55f)를 갖고 있다. 고정 돌기(55e, 55f)는 실리콘 스펀지(55)의 길이 방향을 따라 연장되어 있다. 고정 돌기(55e)는 실리콘 스펀지(55)의 한쪽 단부(55c)의 일부를 구성하고, 고정 돌기(55f)는 실리콘 스펀지(55)의 다른 쪽 단부(55d)의 일부를 구성한다.

도 9의 (a) 및 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 지지 부재(56)의 전방면(56a)에는 오목부(57)가 형성된다. 오목부(57)는 지지 부재(56)의 양 단부(58, 59) 사이에 끼워진 위치에 형성된다. 즉, 지지 부재(56)는, 오목부(57)가 형성되는 오목부 영역과, 오목부 영역의 외측에 각각 위치하고 지지 부재(56)의 양 단부(58, 59)를 각각 구성하는 2개의 단부 영역을 포함하고 있다. 실리콘 스펀지(55)의 한쪽 단부(55c)는, 지지 부재(56)의 한쪽 단부(58)(즉, 한쪽 단부 영역)가 대향하는 실리콘 스펀지(55)의 일부분이다. 본 실시 형태에서는, 고정 돌기(55e)를 포함하는 실리콘 스펀지(55)의 단부(55c)는 지지 부재의 단부(58)와 접촉하고 있다. 지지 부재(56)의 한쪽 단부 영역은, 고정 돌기(55e)와 대향하는 고정 영역과, 고정 돌기(55e) 이외의 실리콘 스펀지(55)의 단부(55c)와 대향하는 지지 영역으로 구성된다. 마찬가지로, 실리콘 스펀지(55)의 다른 쪽 단부(55d)는, 지지 부재(56)의 다른 쪽 단부(59)(즉, 다른 쪽 단부 영역)가 대향하는 실리콘 스펀지(55)의 일부분이다. 본 실시 형태에서는, 고정 돌기(55f)를 포함하는 실리콘 스펀지(55)의 단부(55d)는 지지 부재의 단부(59)와 접촉하고 있다. 지지 부재(56)의 다른 쪽 단부 영역은, 고정 돌기(55f)와 대향하는 고정 영역과, 고정 돌기(55f) 이외의 실리콘 스펀지(55)의 단부(55d)와 대향하는 지지 영역으로 구성된다. 지지 영역은, 실리콘 스펀지(55)를 확실히 지지하기 위하여 지지 부재(56)에 형성된 영역이며, 고정 영역은, 실리콘 스펀지(55)의 양 단부(55c, 55d)를 후술하는 고정 수단(70)에 의하여 지지 부재(56)에 고정하기 위하여 형성된 영역이다.

지지 부재(56)에 오목부(57)를 형성함으로써, 지지 부재(56)의 전방면(56a)은 오목부(57)의 저면(57a)과 단부(58)의 전방면(58a)과 단부(59)의 전방면(59a)으로 분할된다. 즉, 단부(58)의 전방면(58a)은 한쪽 단부 영역에 있어서의 지지 부재(56)의 전방면에 상당하고, 단부(59)의 전방면(59a)은 다른 쪽 단부 영역에 있어서의 지지 부재(56)의 전방면에 상당한다. 본 실시 형태에서는, 오목부(57)의 저면(57a)은 오목부(57)의 한쪽 측면(57b)을 통하여 지지 부재(56)의 한쪽 단부(58)의 전방면(58a)에 접속되고, 오목부(57)의 다른 쪽 측면(57c)을 통하여 지지 부재(56)의 다른 쪽 단부(59)의 전방면(59a)에 접속되어 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 지지 부재(56)의 양 단부(58, 59)의 전방면(58a, 59a)은, 실리콘 스펀지(55)의 압박면(55a)과는 반대측의 이면(55b)에 접촉하고 있다. 더 구체적으로는, 지지 부재(56)의 양 단부(58, 59)의 전방면(58a, 59a)은, 고정 돌기(55e)를 포함하는 실리콘 스펀지(55)의 단부(55c)의 이면과, 고정 돌기(55f)를 포함하는 실리콘 스펀지(55)의 단부(55d)의 이면에 각각 접촉하고 있다. 지지 부재(56)의 이면{즉, 지지 부재(56)의 전방면(56a)과는 반대측의 면}(56b)은 패드 본체(54)에 접촉하고 있다.

다음으로, 실리콘 스펀지(55)의 양 단부(55c, 55d)를 지지 부재(56)에 고정하는 고정 수단(70)에 대하여 도 7 및 도 10을 참조하여 설명한다. 이 고정 수단(70)은 압박 패드(50)의 양 단부에 각각 마련되며, 고정 블록(71)과, 해당 고정 블록(71)에 비틀어 넣어지는 나사(72)를 갖는다. 도 10에 도시된 바와 같이, 고정 수단(70)의 고정 블록(71)은 단차부(71a)를 갖고 있으며, L자형의 단면 형상을 갖고 있다. 단차부(71a)는, 도 8의 (a) 및 도 8의 (b)에 도시하는 실리콘 스펀지(55)의 고정 돌기(55e){또는(55f)}에 대응하는 형상을 갖고 있으며, 이 단차부(71a)에 고정 돌기(55e){또는(55f)}가 끼워 넣어진다. 고정 블록(71)에는, 나사(72)가 나사 결합하는 나사 구멍(71b)이 형성되어 있으며, 지지 부재(56)의 각 단부 영역의 고정 영역{도 9의 (b) 참조}에는, 나사(72)가 삽입되는 관통 구멍(56c)이 형성되어 있다. 관통 구멍(56c)은 나사 구멍(71b)에 대응하는 위치에 형성된다. 패드 본체(54)의 양 단부에도 나사(72)가 삽입되는 관통 구멍(54c)이 각각 형성되어 있으며, 이들 관통 구멍(54c)은 나사 구멍(71b)에 대응하는 위치에 형성된다.

실리콘 스펀지(55)의 양 단부(55c, 55d)를 지지 부재(56)의 양 단부(58, 59)에 지지시킨 상태에서, 실리콘 스펀지(55)의 고정 돌기(55e, 55f)에 고정 블록(71)의 단차부(71a)를 각각 끼워 넣는다. 이 상태에서 나사(72)를 패드 본체(54)의 관통 구멍(54c) 및 지지 부재(56)의 관통 구멍(56c)에 삽입하고, 또한 고정 블록(71)의 나사 구멍(71b)에 비틀어 넣는다. 이 고정 동작에 의하여, 실리콘 스펀지(55)의 양 단부(55c, 55d)를 지지 부재(56)에 고정하고, 또한 실리콘 스펀지(55)가 고정된 지지 부재(56)를 패드 본체(54)에 고정할 수 있다.

실리콘 스펀지(55) 및 지지 부재(56)를 패드 본체(54)에 고정하는 고정 수단은, 고정 블록(71)과 나사(72)를 포함하는 상술한 실시 형태에 한정되지 않는다. 예를 들어 실리콘 스펀지(55)의 양 단부(55c, 55d), 지지 부재(56), 및 패드 본체(54)를 끼우는 클립으로 실리콘 스펀지(55)를 지지 부재(56)에 고정하고, 동시에 이들 실리콘 스펀지(55) 및 지지 부재(56)를 패드 본체(54)에 고정해도 된다. 또는 접착제로 실리콘 스펀지(55)의 양 단부(55c, 55d)를 지지 부재(56)의 양 단부(58, 59)에 접착(즉, 고정)하고, 실리콘 스펀지(55)가 고정된 지지 부재(56)를 접착제 또는 나사로 패드 본체(54)에 고정해도 된다.

도 11은, 연마 헤드(30)가 웨이퍼 W의 베벨부 B를 연마하고 있는 상태를 도시하는 도면이다. 웨이퍼 W의 베벨부를 연마할 때는, 도 11에 도시된 바와 같이, 상술한 틸트 기구에 의하여 연마 헤드(30)의 경사 각도를 단속적 또는 연속적으로 변화시키면서 압박 패드(50)에 의하여 연마 테이프(23)를 웨이퍼 W의 베벨부에 압박한다. 연마 중에, 연마 테이프(23)를 테이프 이송 기구(42)에 의하여 소정의 속도로 보내도 된다.

또한 본 실시 형태의 압박 패드(50)를 갖는 연마 헤드(30)는 웨이퍼 W의 톱 에지부 및 보텀 에지부를 연마할 수 있다. 즉, 도 12에 도시된 바와 같이, 상술한 틸트 기구에 의하여 연마 헤드(30)를 상방으로 경사지게 하고, 돌기부(54a)에 의하여 연마 테이프(23)를 웨이퍼 W의 톱 에지부에 압박하고, 톱 에지부를 연마할 수 있다. 또한 도 13에 도시된 바와 같이, 연마 헤드(30)를 하방으로 경사지게 하고, 돌기부(54b)에 의하여 연마 테이프(23)를 웨이퍼 W의 보텀 에지부에 압박하고, 보텀 에지부를 연마할 수 있다.

이와 같이, 본 실시 형태의 연마 헤드(30)는, 톱 에지부 E1, 베벨부 B, 및 보텀 에지부 E2를 포함하는 웨이퍼 W의 주연부 전체를 연마할 수 있다. 연마 헤드 조립체(1A 내지 1D)(도 1 참조)는 이 연마 헤드(30)를 각각 갖고 있다. 따라서 연마 장치의 스루풋을 향상시키기 위하여, 모든 연마 헤드 조립체(1A 내지 1D)가 톱 에지부 E1, 베벨부 B, 및 보텀 에지부 E2를 포함하는 웨이퍼 W의 주연부 전체를 연마해도 된다. 또는, 연마 헤드 조립체(1A)로 톱 에지부 E1을 연마하고, 연마 헤드 조립체(1B)로 베벨부 B를 연마하고, 연마 헤드 조립체(1C)로 보텀 에지부 E2를 연마해도 된다.

웨이퍼 W의 베벨부 B를 연마하기 위하여, 에어 실린더(52)에 의하여 압박 패드(50)의 실리콘 스펀지(55)를, 연마 테이프(23)를 통해 웨이퍼 W의 베벨부 B에 소정의 힘으로 압박하면, 실리콘 스펀지(55)가 웨이퍼 W의 베벨부 B에 되밀려나 변형된다. 이때, 지지 부재(56)의 전방면(56a)에는 오목부(57)가 형성되어 있으며, 실리콘 스펀지(55)는 그 양 단부(55c, 55d)에서 지지 부재(56)에 지지되어 있으므로, 실리콘 스펀지(55)는 지지 부재(56)의 오목부(57)에 용이하게 진입할 수 있다.

도 14는, 실리콘 스펀지(55)가 지지 부재(56)의 오목부(57)에 진입해 있는 상태를 도시하는 모식도이다. 도 15의 (a)는, 압박 패드(50)의 실리콘 스펀지(55)의 압박면(55a)이 웨이퍼 W의 평탄면에 대하여 수직인 경우에, 웨이퍼 W의 베벨부 B에 되밀림으로써 변형된 실리콘 스펀지(55)를 도시하는 모식도이고, 도 15의 (b)는, 도 15의 (a)에 도시하는 압박 패드(50)에 의하여 압박되는 연마 테이프(23)와 웨이퍼 W의 베벨부 B와의 접촉 영역에 있어서의 압박력을 나타낸 모식도이다. 도 16의 (a)는, 압박 패드(50)의 실리콘 스펀지(55)의 압박면(55a)이 웨이퍼 W의 평탄면에 대하여 경사져 있는 경우에 웨이퍼 W의 베벨부 B에 되밀림으로써 변형된 실리콘 스펀지(55)를 도시하는 모식도이고, 도 16의 (b)는, 도 16의 (a)에 도시하는 압박 패드(50)에 의하여 압박되는 연마 테이프(23)와 웨이퍼 W의 베벨부 B와의 접촉 영역에 있어서의 압박력을 나타낸 모식도이다.

도 14 내지 도 16의 (b)에서는, 발명의 이해를 돕기 위하여, 모식화된 압박 패드(50)가 그려져 있다. 더 구체적으로는, 실리콘 스펀지(55), 지지 부재(56), 패드 본체(54), 및 고정 수단(70)의 고정 블록(71)만이 모식화하여 그려져 있다. 또한 도 15의 (a), 도 15의 (b), 도 16의 (a) 및 도 16의 (b)에서는, 설명의 간략화를 위하여 연마 테이프(23)는 그려져 있지 않지만, 웨이퍼 W의 베벨부 B의 연마 중에는, 도 14에 도시된 바와 같이, 압박 패드(50)는 연마 테이프(23)를 웨이퍼 W의 베벨부 B에 대하여 압박한다. 더 구체적으로는, 압박 패드(50)의 실리콘 스펀지(55)의 압박면(55a)이 직접 연마 테이프(23)의 이면에 접촉하고, 이 상태에서 압박 패드(50)는 연마 테이프(23)의 전방면(연마면)을 웨이퍼 W의 베벨부 B에 대하여 압박한다. 연마 중에 웨이퍼 W의 베벨부 B와 접촉하는 연마 테이프(23)의 폭은, 연마 테이프(23)를 통해 웨이퍼 W의 베벨부 B와 접촉하는 실리콘 스펀지(55)의 압박면(55a)의 폭에 대응한다.

도 14에 도시된 바와 같이, 에어 실린더(52)에 의하여 압박 패드(50)의 실리콘 스펀지(55)를, 연마 테이프(23)를 통해 웨이퍼 W의 베벨부 B에 소정의 힘으로 압박하면, 실리콘 스펀지(55)는 지지 부재(56)의 오목부(57)에 진입하도록 변형된다. 지지 부재(56)의 오목부(57)에 진입한 실리콘 스펀지(55)의 이면(55b)은 오목부(57)의 저면(57a)에 접촉하고, 실리콘 스펀지(55)는, 도 15의 (a) 및 도 16의 (a)에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 W의 베벨부 B를 따른 형상으로 변형된다. 이와 같이, 실리콘 스펀지(55)가 진입 가능한 오목부(57)를 지지 부재(56)에 형성함으로써, 실리콘 스펀지(55)가 웨이퍼 W의 베벨부 B를 따른 형상으로 변형될 수 있다. 그 결과, 실리콘 스펀지(55)의 압박면(55a)을 웨이퍼 W에 대하여 경사지게 하더라도, 연마 테이프(23)가 웨이퍼 W의 베벨부 B에 접촉하는 폭을 일정하게 유지할 수 있다. 즉, 압박면(55a)이 웨이퍼 W의 평탄면에 대하여 수직인 경우에 있어서의 웨이퍼 W의 베벨부 B와 접촉하는 연마 테이프(23)의 폭 W1{도 15의 (a) 참조}은, 압박면(55a)이 웨이퍼 W의 평탄면에 대하여 경사져 있는 경우에 있어서의 웨이퍼 W의 베벨부 B와 접촉하는 연마 테이프(23)의 폭 W2{도 16의 (a) 참조}와 동일하다.

실리콘 스펀지(55)는 그 내부에 복수의 미소한 공극을 포함하는 발포체이다. 실리콘 스펀지(55)는, 예를 들어 성형 형 내에서 실리콘을 발포시킴으로써 형성된다. 성형 형으로부터 꺼낸 직후의 실리콘 스펀지(55)의 표면은, 요철이 없는 매끄러운 평탄면이다. 그러나 이 평탄면을 절삭하면 실리콘 스펀지(55) 내의 공극이 노출된다. 즉, 절삭된 실리콘 스펀지(55)의 표면에는 요철이 나타난다. 예를 들어 실리콘 스펀지(55)의 높이를 조절하기 위하여 실리콘 스펀지(55)의 압박면(55a) 및/또는 이면(55b)을 절삭하면, 절삭된 압박면(55a) 및/또는 이면(55b)에 요철이 나타난다.

압박면(55a) 및/또는 이면(55b)에 요철을 갖는 실리콘 스펀지(55)를 웨이퍼 W의 베벨부 B에 압박하면, 압박면(55a) 및/또는 이면(55b)의 요철이 찌부러져, 실리콘 스펀지(55)가 웨이퍼 W의 베벨부 B를 따른 원하는 형상으로 변형될 수 없는 경우가 있다. 따라서 실리콘 스펀지(55)의 압박면(55a) 및/또는 이면(55b)에 절삭 가공 등의 가공 처리를 실시하지 않고, 해당 압박면(55a) 및/또는 이면(55b)을 매끄러운 평탄면으로서 구성하는 것이 바람직하다.

도 17은, 본 실시 형태에 관한 압박 패드(50)로 연마 테이프(23)를 웨이퍼 W의 베벨부 B에 압박하고 해당 베벨 B를 연마한 때 연마 테이프(23)에 생기는 연마 흠집을 도시한 사진이다. 도 17에서는, 웨이퍼 W의 평탄면에 대한 압박면(55a)의 경사 각도 θ를 10°마다 변화시켜 웨이퍼 W의 베벨부 B를 연마한 때의 복수의 연마 흠집을 도시하고 있다. 이 경사 각도 θ는, 압박 패드(50)의 실리콘 스펀지(55)의 압박면(55a)이 웨이퍼 W의 평탄면에 대하여 수직일 때 0도이다. 이 경사 각도 θ는, 압박면(55a)의 상단부가 웨이퍼 W의 평탄면에 근접하는 방향으로 압박면(55a)이 경사진 때 플러스의 값으로 되고, 압박면(55a)의 상단부가 웨이퍼 W의 평탄면으로부터 멀어지는 방향으로 압박면(55a)이 경사진 때 마이너스의 값으로 된다.

도 17의 사진으로부터 알 수 있는 바와 같이, 연마 흠집의 길이는 모든 경사 각도에서 거의 동일하다. 예를 들어 경사 각도 θ가 0°일 때의 연마 흠집의 길이 L1은, 경사 각도 θ가 70°일 때의 연마 흠집의 길이 L2와 거의 동일하다. 이와 같이, 본 실시 형태에 관한 압박 패드(50)의 사용에 의하여, 연마 테이프(23)를 웨이퍼 W에 대하여 경사지게 하면서 해당 연마 테이프(23)로 웨이퍼 W의 베벨부 B를 연마할 때 웨이퍼 W에 접촉하는 연마 테이프(23)의 폭을 일정하게 유지할 수 있다. 그 결과, 압박면(55a)의 경사 각도 θ를 변화시키더라도 연마 레이트가 변화되지 않으므로, 종래의 압박 패드(150)(도 24 참조)를 사용하여 웨이퍼 W의 베벨부 B를 연마하는 경우와 비교하여 연마 장치의 스루풋을 향상시킬 수 있다.

또한 도 17의 사진으로부터 알 수 있는 바와 같이, 모든 경사 각도 θ에서, 연마 흠집의 중앙 영역에 있어서의 색의 명도는 연마 흠집의 외측 영역에 있어서의 색의 명도와 거의 동일하다. 이는, 도 15의 (b) 및 도 16의 (b)에 도시한 바와 같이, 연마 테이프(23)와 웨이퍼 W의 베벨부 B와의 접촉 영역에 있어서의 중앙의 압박력 F1이, 연마 테이프(23)와 웨이퍼 W의 베벨부 B와의 접촉 영역에 있어서의 외측의 압박력 F2와 거의 동일한 것을 의미한다. 따라서 종래의 압박 패드(150)(도 24 참조)를 사용하여 웨이퍼 W의 베벨부 B를 연마하는 경우와 비교하여, 연마 테이프(23)의 중앙 영역에서 연마 테이프(23)의 눈막힘이 발생하기 어려워진다. 그 결과, 웨이퍼 W의 베벨부 B의 연마 레이트가 저하되지 않으므로 연마 장치의 스루풋을 향상시킬 수 있다.

본 실시 형태에 관한 실리콘 스펀지(탄성 부재)(55)는 그 내부에 복수의 미소한 공극을 갖지만, 해당 실리콘 스펀지(55)의 압박면(55a)과 이면(55b)이 일체적으로 변형되는 중실 구조를 갖는다. 즉, 실리콘 스펀지(55)에는, 해당 실리콘 스펀지(55)의 압박면(55a)만의 변형을 허용하는 내부 공간이 형성되어 있지 않다. 실리콘 스펀지(55)가 이러한 내부 공간이 형성된 중공 구조를 갖는 경우에도, 압박 패드(50)를 웨이퍼 W의 베벨부 B에 압박한 때 실리콘 스펀지(55)의 압박면(55a)을 웨이퍼 W의 주위 방향을 따라 만곡시킬 수 있다. 그러나 이 경우, 실리콘 스펀지(55)의 압박면(55a)의 변형량을 관리하는 것이 곤란하다. 실리콘 스펀지(55)의 압박면(55a)이 크게 변형되면, 웨이퍼 W의 톱 에지부 E1 및/또는 보텀 에지부 E2에 연마 테이프(23)가 접촉하여 웨이퍼 W을 흠집 내는 경우가 있다. 또한 연마 테이프(23)와 웨이퍼 W의 베벨부 B와의 접촉 영역에 있어서의 중앙의 압박력이, 연마 테이프(23)와 웨이퍼 W의 베벨부 B와의 접촉 영역에 있어서의 외측의 압박력보다도 커져, 연마 테이프의 중앙 영역에서 연마 테이프(23)의 눈막힘이 발생하기 쉬워진다.

본 실시 형태에서는, 중실 구조를 갖는 실리콘 스펀지(55)의 양 단부(55c, 55d)를, 오목부(57)를 갖는 지지 부재(56)의 양 단부(58, 59)에서 지지하고 있다. 이와 같은 구성에 의하여, 압박 패드(50)를 웨이퍼 W의 베벨부 B에 압박한 때 실리콘 스펀지(55)의 압박면(55a) 및 이면(55b)이 일체로 변형되어, 실리콘 스펀지(55)가 오목부(57)에 용이하게 침입할 수 있다. 오목부(57)에 진입한 실리콘 스펀지(55)는, 그 이면(55b)이 오목부(57)의 저면(57a)에 지지된 상태에서 웨이퍼 W의 베벨부 B의 형상을 따라 변형된다. 따라서 웨이퍼 W의 베벨부의 형상, 연마 테이프(23)의 폭, 연마 테이프(23)를 웨이퍼 W에 대하여 압박하는 힘 등에 기초하여, 오목부(57)의 형상{예를 들어 오목부(57)의 폭, 깊이 Dp 등}, 및 지지 부재(56)에 있어서의 지지 영역의 폭 Wd{도 9의 (b) 참조}를 최적화함으로써, 실리콘 스펀지(55)의 변형량을 원하는 값으로 관리할 수 있다. 또한 도 15의 (b) 및 도 16의 (b)에 도시된 바와 같이, 연마 테이프(23)와 웨이퍼 W의 베벨부 B와의 접촉 영역에 있어서의 중앙의 압박력 F1과, 연마 테이프(23)와 웨이퍼 W의 베벨부 B와의 접촉 영역에 있어서의 외측의 압박력 F2를 거의 동일하게 할 수 있다.

상술한 압박 패드(50)를 갖는 연마 헤드(30)를 사용하여 베어 실리콘 웨이퍼의 베벨부 B를 연마하는 실험을 행하였다. 실험에서는, 연마 헤드(30)의 경사 각도{즉, 실리콘 스펀지(55)의 압박면(55a)의 경사 각도 θ}가 0°, 70°, 및 -70°일 때 압박 패드(50)로 연마 테이프(23)를 베어 실리콘 웨이퍼의 베벨부 B에 소정 시간 압박한 때의 연마 면적(㎛²)을 계측하였다. 또한 지지 부재(56)에 있어서의 지지 영역의 폭 Wd와 오목부(57)의 깊이 Dp{도 9의 (b) 참조}를 변화시킨 복수 회의 실험이 행해졌다. 또한 비교예로서, 동일한 조건에서 종래의 압박 패드(150)(도 24 참조)로 연마 테이프(23)를 베어 실리콘 웨이퍼의 베벨부 B에 압박한 때의 연마 면적(㎛²)을 계측하였다. 표 1은, 연마 헤드(30)의 경사 각도가 0°일 때의 실험 결과를 나타내고, 표 2는, 연마 헤드(30)의 경사 각도가 70°일 때의 실험 결과를 나타내고, 표 3은, 연마 헤드(30)의 경사 각도가 -70°일 때의 실험 결과를 나타낸다.

표 1 내지 표 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 상술한 압박 패드(50)를 사용하여 연마된 베어 실리콘 웨이퍼의 연마 면적은, 종래의 압박 패드(150)를 사용하여 연마된 베어 실리콘 웨이퍼의 연마 면적보다도 많다. 따라서 본 실시 형태에 관한 압박 패드(50)를 사용함으로써 베어 실리콘 웨이퍼 W를 효율적으로 연마할 수 있다. 또한 지지 부재(56)에 있어서의 지지 영역의 폭 Wd가 3㎜ 또는 5㎜이고, 또한 오목부(57)의 깊이 Dp가 0.5㎜일 때, 연마 면적이 크게 증가하고 있는 것을 알 수 있다.

또한 상술한 압박 패드(50)를 갖는 연마 헤드(30)를 사용하여, 베어 실리콘 웨이퍼 상에 실리콘 질화막을 적층한 웨이퍼의 베벨부 전체를 연마하는 다른 실험을 행하였다. 설명의 편의상, 베어 실리콘 웨이퍼 상에 실리콘 질화막을 적층한 웨이퍼 W를 SiN 웨이퍼라 칭한다. 다른 실험에서는, 압박 패드(50)를 갖는 연마 헤드(30)를 단속적으로 경사지게 하고, 각 각도에서 SiN 웨이퍼의 실리콘 질화막을 200㎚만큼 연마하는 것에 필요한 시간을 측정하였다. 또 다른 실험은, 지지 부재(56)에 있어서의 지지 영역의 폭 Wd와 오목부(57)의 깊이 Dp{도 9의 (b) 참조}를 변화시켜 복수 회 행해졌다. 또한 비교예로서, 종래의 압박 패드(150)(도 24 참조)를 갖는 연마 헤드(30)를 단속적으로 경사지게 하고, 각 각도에서 SiN 웨이퍼의 실리콘 질화막을 200㎚만큼 연마하는 것에 필요한 시간을 측정하였다.

다른 실험의 결과를 도 18의 그래프에 나타낸다. 도 18에 나타나는 그래프에서, 종축은 실리콘 질화막을 200㎚만큼 연마하는 것에 필요한 시간을 나타내고, 횡축은 연마 헤드(30)의 경사 각도를 나타낸다. 도 18에 나타나는 그래프에서, 비교예인 종래의 압박 패드(150)를 갖는 연마 헤드(30)의 결과는 굵은 실선으로 그려져 있다.

도 18에 나타나는 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 압박 패드(50)를 갖는 연마 헤드(30)에 의한 실리콘 질화막의 연마 시간은, 종래의 압박 패드(150)를 갖는 연마 헤드(30)에 의한 실리콘 질화막의 연마 시간보다도 짧다. 특히 지지 부재(56)의 오목부(57)의 깊이 Dp가 0.5㎜인 압박 패드(50)를 사용한 경우에 실리콘 질화막의 연마 시간을 크게 저감할 수 있다. 더 구체적으로는, 종래의 압박 패드(150)를 갖는 연마 헤드(30)를 사용한 경우에는, SiN 웨이퍼의 베벨부 전체에 있어서의 실리콘 질화막의 연마 시간은 69초이다. 이에 대하여, 지지 부재(56)의 오목부(57)의 깊이 Dp가 0.5㎜인 압박 패드(50)를 갖는 연마 헤드(30)를 사용한 경우에는, SiN 웨이퍼의 베벨부 전체에 있어서의 실리콘 질화막의 연마 시간은 52초이다. 따라서 상술한 압박 패드(50)를 갖는 연마 헤드(30)로 실리콘 질화막을 연마하는 경우의 연마 시간은, 종래의 연마 패드(150)를 갖는 연마 헤드(130)로 실리콘 질화막을 연마하는 경우의 연마 시간보다 약 25% 짧아진다.

도 19는, 다른 실시 형태에 관한 압박 패드(50)를 도시하는 단면도이다. 특별히 설명하지 않는 본 실시 형태의 구성은 도 4 내지 도 10을 참조하여 설명된 실시 형태와 동일하기 때문에, 그 중복되는 설명을 생략한다. 도 19에 도시되는 압박 패드(50)의 오목부(57)는 만곡된 저면(57a)를 갖는다. 더 구체적으로는, 오목부(57)의 저면(57a)은 원호상으로 만곡된 형상을 갖는다. 본 실시 형태에서는, 오목부(57)의 저면(57a)은 직접, 지지 부재(56)의 양 단부(58, 59)의 전방면(58a, 59a)에 접속되어 있다. 즉, 본 실시 형태의 오목부(57)는, 도 9의 (a) 및 도 9의 (b)에 도시되는 오목부(57)의 측면(57b, 57c)을 갖고 있지 않다. 일 실시 형태에서는, 만곡된 저면(58a)을, 오목부(57)의 측면(58b, 58c)을 통하여 지지 부재(56)의 양 단부(58, 59)의 전방면(58a, 59a)에 접속해도 된다.

만곡된 저면(58a)을 갖는 오목부(57)에도 실리콘 스펀지(55)가 진입 가능하다. 지지 부재(56)의 오목부(57)에 진입한 실리콘 스펀지(55)의 이면(55b)은 오목부(57)의 만곡된 저면(57a)에 접촉하여, 실리콘 스펀지(55)는 웨이퍼 W의 베벨부 B를 따른 형상으로 변형된다. 따라서 연마 테이프(23)를 웨이퍼 W에 대하여 경사지게 하면서 해당 연마 테이프(23)로 웨이퍼 W의 베벨부 B를 연마할 때 웨이퍼 W에 접촉하는 연마 테이프(23)의 폭을 일정하게 유지할 수 있다. 또한 연마 테이프(23)와 웨이퍼 W의 베벨부 B와의 접촉 영역에 있어서의 압박력을 균일하게 할 수 있다. 오목부(57)의 저면(57a)은, 웨이퍼 W의 베벨부의 곡률 반경과 실질적으로 동일한 곡률 반경을 갖는 원호 형상을 갖는 것이 바람직하다. 이 경우, 지지 부재(56)의 오목부(57)에 진입한 실리콘 스펀지(55)의 이면(55b)이 오목부(57)의 만곡된 저면(57a)에 접촉한 때, 실리콘 스펀지(55)는, 웨이퍼 W의 주위 방향을 따른 베벨부 B와 동일한 형상으로 변형될 수 있다.

도 20은, 또 다른 실시 형태에 관한 압박 패드(50)의 단면도이다. 특별히 설명하지 않는 본 실시 형태의 구성은 도 4 내지 도 10을 참조하여 설명된 실시 형태와 동일하기 때문에, 그 중복되는 설명을 생략한다. 도 20에 도시되는 압박 패드(50)는, 연마 테이프(23)의 이면과의 마찰을 적게 하기 위하여, 실리콘 스펀지(55)의 압박면(55a)에 부착된 시트(73)를 갖는다. 이 시트(73)는, 테플론(등록 상표) 가공 등의, 마찰 계수를 저감하기 위한 처리가 실시된 표면을 갖고 있으며, 이 표면이 연마 테이프(23)의 이면과 접촉한다. 또한 본 실시 형태에서는, 시트(73)와 동일한 구성을 갖는 시트(74)가 실리콘 스펀지(55)의 이면(55b)에 부착되어 있다.

실리콘 스펀지(55)의 압박면(55a)과 이면(55b)에 동일한 구성을 갖는 시트(73, 74)가 부착되어 있으므로, 실리콘 스펀지(55)의 압박면(55a)이 웨이퍼 W의 베벨부 B를 압박하여 실리콘 스펀지(55)가 변형될 때, 실리콘 스펀지(55)의 이면(55b)이 실리콘 스펀지(55)의 압박면(55a)의 변형에 따라 변형될 수 있다. 즉, 실리콘 스펀지(55)가 오목부(57)에 적절히 진입하여, 실리콘 스펀지(55)가 웨이퍼 W의 베벨부 B를 따른 형상으로 변형될 수 있다. 그 결과, 실리콘 스펀지(55)의 압박면(55a)에 시트(73)가 부착되어 있더라도, 연마 테이프(23)를 웨이퍼 W에 대하여 경사지게 하면서 해당 연마 테이프(23)로 웨이퍼 W의 베벨부 B를 연마할 때 웨이퍼 W에 접촉하는 연마 테이프(23)의 폭을 일정하게 유지할 수 있다. 또한 연마 테이프(23)와 웨이퍼 W의 베벨부 B와의 접촉 영역에 있어서의 압박력을 균일하게 할 수 있다.

도 21은, 또 다른 실시 형태에 관한 압박 패드(50)의 단면도이다. 특별히 설명하지 않는 본 실시 형태의 구성은 도 4 내지 도 10을 참조하여 설명된 실시 형태와 동일하기 때문에, 그 중복되는 설명을 생략한다. 도 21에 도시되는 압박 패드(50)의 실리콘 스펀지(55)의 압박면(55a)에는, 해당 압박면(55a)으로부터 이면(55b)을 향하여 연장되는 복수의(도 21에서는 2개의) 홈(78)이 형성되어 있다. 이들 홈(78)은 서로 평행으로 등간격으로 배열된다. 복수의 홈(78)이 실리콘 스펀지(55)의 압박면(55a)에 형성됨으로써, 실리콘 스펀지(55)에는 복수의(도 21에서는 3개의) 블록체(80)가 형성된다. 본 실시 형태에서는, 실리콘 스펀지(55)의 압박면(55a)은 복수의 블록체(80)의 전방면으로 구성된다.

복수의 블록체(80)가 형성된 실리콘 스펀지(55)를 사용하면, 실리콘 스펀지(55)는 웨이퍼 W의 베벨부 B를 따른 형상으로 변형되기 쉬워진다. 그 결과, 연마 테이프(23)를 웨이퍼 W에 대하여 경사지게 하면서 해당 연마 테이프(23)로 웨이퍼 W의 베벨부 B를 연마할 때 웨이퍼 W에 접촉하는 연마 테이프(23)의 폭을 일정하게 유지할 수 있다. 또한 연마 테이프(23)와 웨이퍼 W의 베벨부 B와의 접촉 영역에 있어서의 압박력을 균일하게 할 수 있다.

도 22는, 또 다른 실시 형태에 관한 압박 패드(50)의 단면도이다. 특별히 설명하지 않는 본 실시 형태의 구성은 도 21을 참조하여 설명된 실시 형태와 동일하기 때문에, 그 중복되는 설명을 생략한다. 도 22에 도시되는 압박 패드(50)의 실리콘 스펀지(55)에도, 압박면(55a)으로부터 이면(55b)을 향하여 연장되는 복수의 홈(78)이 형성되어 있다. 따라서 도 22에 도시되는 압박 패드(50)의 실리콘 스펀지(55)에는 복수의 블록체(80)가 형성되어 있다.

도 22에 도시되는 실리콘 스펀지(55)의 복수의 블록체(80)의 전방면에는 지석(82)이 각각 설치되어 있다. 이 지석(82)은 웨이퍼 W의 베벨부 B를 연마하기 위한 연마구이다. 즉, 본 실시 형태에서는, 연마 테이프(23) 대신 연마구로서 지석(82)이 사용된다. 따라서 도 22에 도시되는 압박 패드(50)를 사용하면, 상술한 연마 테이프 공급 기구(2A 내지 2D)가 불필요하기 때문에, 연마 장치를 콤팩트하고도 저렴하게 제조할 수 있다.

본 실시 형태의 압박 패드(50)를 갖는 연마 헤드(30)를 사용하여 웨이퍼 W의 베벨부 B를 연마하는 경우에도, 실리콘 스펀지(55)는 웨이퍼 W의 베벨부 B를 따른 형상으로 변형된다. 그 결과, 지석(82)을 웨이퍼 W에 대하여 경사지게 하면서 해당 지석(82)으로 웨이퍼 W의 베벨부 B를 연마할 때 웨이퍼 W에 접촉하는 지석(82)의 폭을 일정하게 유지할 수 있다. 또한 지석(82)과 웨이퍼 W의 베벨부 B와의 접촉 영역에 있어서의 압박력을 균일하게 할 수 있다.

본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되지 않는다. 예를 들어 도 20 내지 도 22에 도시되는 실시 형태에 있어서, 오목부(57)의 저면(57a)이 도 19에 도시되는 만곡 형상을 갖고 있어도 된다. 또한 도 22에 도시되는 지석(82)을, 도 7 또는 도 19에 도시되는 실리콘 스펀지(55)의 압박면(55a)에 설치해도 된다. 이 경우, 압박면(55a)의 전체에 지석(82)을 설치해도 되고, 압박면(55a)의 일부에만 지석(82)을 설치해도 된다. 예를 들어 지석(82)은, 압박 패드(50)를 기판의 베벨부 B에 압박한 때 변형되는 압박면(55a)의 일부에만 설치된다.

상술한 실시 형태는, 본 발명이 속하는 기술 분야에 있어서의 통상의 지식을 갖는 자가 본 발명을 실시할 수 있을 것을 목적으로 하여 기재된 것이다. 상기 실시 형태의 다양한 변형예는 당업자이면 당연히 이룰 수 있는 것이며, 본 발명의 기술적 사상은 다른 실시 형태에도 적용할 수 있다. 따라서 본 발명은 기재된 실시 형태에 한정되지 않으며, 특허 청구범위에 의하여 정의되는 기술적 사상에 따른 가장 넓은 범위로 해석되는 것이다.

1A 내지 1D: 연마 헤드 조립체(연마부)
2A 내지 2D: 연마 테이프 공급 기구
3: 회전 보유 지지 기구(기판 보유 지지부)
4: 보유 지지 스테이지
5: 중공 샤프트
6: 볼 스플라인 베어링
7: 연통로
9: 진공 라인
10: 질소 가스 공급 라인
15: 에어 실린더
20: 격벽
24: 공급 릴
25: 회수 릴
30: 연마 헤드
41: 압박 기구
42: 테이프 이송 기구
43 내지 49: 가이드 롤러
50: 압박 패드
52: 에어 실린더(구동 기구)
54: 패드 본체
55: 탄성 부재(실리콘 스펀지)
56: 지지 부재
57: 오목부
67: 리니어 액추에이터
70: 고정 수단
71: 고정 블록
72: 나사
80: 블록체
82: 지석

Claims (14)

1. 기판을 보유 지지하여 회전시키는 기판 보유 지지부와,
   상기 기판 보유 지지부에 보유 지지된 기판의 주연부에 연마구를 압박하는 압박 패드를 구비하고,
   상기 압박 패드는,
   상기 연마구를 통해 상기 기판의 주연부를 압박하는 압박면을 갖는 탄성 부재와,
   상기 탄성 부재를 지지하는 지지 부재를 갖고 있고,
   상기 지지 부재의 전방면에는, 상기 탄성 부재가 진입 가능한 오목부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 압박 패드는, 상기 탄성 부재의 양 단부를 상기 지지 부재에 고정하는 고정 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 오목부의 저면은 만곡되어 있는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 탄성 부재의 상기 압박면의 반대측의 이면에는 시트가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 연마구는 연마 테이프로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 탄성 부재의 상기 압박면에는, 해당 압박면의 반대측의 이면을 향하여 연장되는 홈이 형성되어 있고,
   상기 탄성 부재는, 상기 홈에 의하여 분할된 블록체를 갖는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 연마구는, 상기 블록체의 전방면에 설치된 지석인 것을 특징으로 하는 연마 장치.
8. 기판의 주연부를 연마하기 위한 연마구를 해당 주연부에 압박하는 압박 패드이며,
   상기 연마구를 통해 상기 기판의 주연부를 압박하는 압박면을 갖는 탄성 부재와,
   상기 탄성 부재를 지지하는 지지 부재를 갖고,
   상기 지지 부재의 전방면에는, 상기 탄성 부재가 진입 가능한 오목부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압박 패드.
9. 제8항에 있어서,
   상기 탄성 부재의 양 단부를 상기 지지 부재에 고정하는 고정 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 압박 패드.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 오목부의 저면은 만곡되어 있는 것을 특징으로 하는 압박 패드.
11. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 탄성 부재의 상기 압박면의 반대측의 이면에는 시트가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 압박 패드.
12. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 연마구는 연마 테이프로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압박 패드.
13. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 탄성 부재의 상기 압박면에는, 해당 압박면의 반대측의 이면을 향하여 연장되는 홈이 형성되어 있고,
    상기 탄성 부재는, 상기 홈에 의하여 분할된 블록체를 갖는 것을 특징으로 하는 압박 패드.
14. 제13항에 있어서,
    상기 블록체의 전방면에는, 상기 연마구로서 사용되는 지석이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 압박 패드.

Images