TWI725225B - 研磨裝置及研磨方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種研磨裝置，其係在晶圓等基板之研磨中可確實防止研磨具位置偏離，並可在基板邊緣部形成平滑之垂直，該研磨裝置具備：保持基板W並使其旋轉之基板保持部1；及使用帶狀之研磨具5研磨基板W邊緣部的至少1個研磨單元。研磨單元具備：具有外周面的圓盤頭12，該外周面支撐研磨具5之背面；將研磨具5按壓於圓盤頭12外周面之按壓箍帶14；及支撐按壓箍帶14之複數個導帶輥15A~15D。

Description

研磨裝置及研磨方法

本發明係關於一種研磨晶圓等基板之研磨裝置及研磨方法，特別是關於使用研磨具研磨晶圓之邊緣部的研磨裝置及研磨方法。

第十四圖係顯示使用研磨帶(polishing tape)105研磨晶圓W之邊緣部的研磨裝置之示意圖。第十五圖係第十四圖之研磨裝置的側視圖。研磨裝置具備圓盤頭112，該圓盤頭112具有支撐研磨帶105背面之外周面。研磨帶105之表面構成固定研磨粒之研磨面。研磨裝置使晶圓W旋轉，同時將研磨帶105對晶圓W之邊緣部往下方按壓來研磨該邊緣部。

晶圓W研磨中，有時因為在研磨帶105與晶圓W之間產生的摩擦力，而使研磨帶105從指定位置偏離。此種情況下，導致應形成於晶圓W邊緣部之垂直面變得粗糙。第十四圖及第十五圖所示之研磨裝置，其研磨帶105係沿著圓盤頭112之外周面彎曲，在此彎曲的部分接觸於晶圓W。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2015-150662號公報

[專利文獻2]日本特開2002-93755號公報

[專利文獻3]日本特開2012-213849號公報

[專利文獻4]日本特開2014-150131號公報

但是，第十四圖及第十五圖所示之研磨裝置不具將沿著圓盤頭112外周面而密合之研磨帶105從其表面側(亦即研磨面側)支撐的構造。因此，晶圓W研磨中，晶圓W半徑方向之力(參照第十五圖之箭頭)作用於研磨帶105時，如第十五圖之假想線(兩點鏈線)所示，研磨帶105有可能從指定位置偏離。

再者，圓盤頭112之外周面變形之情況下，在晶圓W研磨中，研磨帶105也有可能從指定位置偏離。

本發明係有鑑於上述問題者，目的為提供一種研磨裝置及研磨方法，係在晶圓等基板研磨中可確實防止研磨具之位置偏離，並可在基板之邊緣部形成平滑之垂直面。

為了達成上述目的，本發明一種樣態之研磨裝置的特徵為具備：基板保持部，其係保持基板並使其旋轉；及至少1個研磨單元，其係使用帶狀之研磨具研磨前述基板之邊緣部；前述研磨單元具備：圓盤頭，其係具有外周面，該外周面支撐前述研磨具之背面；按壓箍帶(箍帶：band)，其係將前述研磨具按壓於前述圓盤頭之外周面；及複數個導帶輥，其係支撐前述按壓箍帶。

本發明較佳樣態之特徵為：前述研磨單元具備拉緊裝置，其係對前述按壓箍帶賦予張力。

本發明較佳樣態之特徵為：前述拉緊裝置具備移動致動器，其係使前 述複數個導帶輥中之至少1個導帶輥於從前述圓盤頭離開的方向移動。

本發明較佳樣態之特徵為：前述研磨單元進一步具備：第一卷筒(first reel)及第二卷筒，其係分別保持前述研磨具之兩端部；第一定位輥，其係配置於前述第一卷筒與前述圓盤頭之間；及第二定位輥，其係配置於前述第二卷筒與前述圓盤頭之間；前述第一定位輥具備第一凸緣部，其係具有前述研磨具之側端接觸的第一接觸面，前述第二定位輥具備第二凸緣部，其係具有前述研磨具之側端接觸的第二接觸面，前述第一定位輥之軸心及前述第二定位輥的軸心係與前述圓盤頭之軸心平行。

本發明較佳樣態之特徵為：前述研磨單元進一步具備：第一饋送輥，其係配置於前述第一卷筒與前述第一定位輥之間；及第二饋送輥，其係配置於前述第二卷筒與前述第二定位輥之間；前述第一饋送輥之軸心及前述第二饋送輥的軸心對前述第一定位輥之軸心及前述第二定位輥的軸心傾斜。

本發明較佳樣態之特徵為，超出前述按壓箍帶之前述研磨具的露出面構成與前述基板之前述邊緣部接觸的研磨面。

本發明其他樣態之研磨方法的特徵為：使基板在其軸心周圍旋轉，以圓盤頭之外周面支撐帶狀的研磨具之背面，並以支撐於複數個導帶輥的按壓箍帶將前述研磨具按壓於前述圓盤頭的外周面，同時將行進之前述研磨具按壓於前述基板的邊緣部來研磨前述基板。

本發明較佳樣態之特徵為：使前述複數個導帶輥中的至少1個導帶輥在從前述圓盤頭離開之方向移動，而且對前述按壓箍帶賦予張力。

本發明較佳樣態之特徵為：有第一卷筒保持著前述研磨具之一端部， 有第二卷筒保持著前述研磨具之另一端部，藉由配置於前述第一卷筒與前述圓盤頭之間的第一定位輥、及配置於前述第二卷筒與前述圓盤頭之間的第二定位輥引導前述研磨具，使前述研磨具之側端接觸於前述第一定位輥之第一接觸面及前述第二定位輥的第二接觸面，同時使前述研磨具行進，前述第一定位輥之軸心及前述第二定位輥的軸心係與前述圓盤頭之軸心平行。

本發明較佳樣態之特徵為：藉由配置於前述第一卷筒與前述第一定位輥之間的第一饋送輥、及配置於前述第二卷筒與前述第二定位輥之間的第二饋送輥引導行進的前述研磨具，前述第一饋送輥之軸心及前述第二饋送輥的軸心對前述第一定位輥之軸心及前述第二定位輥的軸心傾斜。

本發明較佳樣態之特徵為：前述圓盤頭係將超出前述按壓箍帶之前述研磨具的露出面按壓於前述基板之前述邊緣部來研磨前述基板。

採用本發明時，因為按壓箍帶將研磨具按壓於圓盤頭的外周面，所以在按壓箍帶與研磨具之間及研磨具與圓盤頭之間產生大的靜止摩擦。因此，在基板研磨中可確實防止研磨具從指定位置偏離。結果，研磨具可在基板之邊緣部形成平滑的垂直面。

1‧‧‧基板保持部

1a‧‧‧基板保持面

5、5A、5B‧‧‧研磨帶

5a‧‧‧側端

7、7A、7B‧‧‧研磨單元

10‧‧‧研磨液供給噴嘴

12‧‧‧圓盤頭

14‧‧‧按壓箍帶

15A~15D‧‧‧導帶輥

18‧‧‧頭馬達

25‧‧‧基台

27‧‧‧第一定位輥

27a‧‧‧第一接觸面

28‧‧‧第二定位輥

28a‧‧‧第二接觸面

28b‧‧‧外周面

29‧‧‧第一凸緣部

30‧‧‧水平直線導軌

31‧‧‧第一輥部

32‧‧‧第二凸緣部

33‧‧‧第二輥部

35‧‧‧拉緊裝置

36‧‧‧連結構件

36a、36b‧‧‧連結臂

36c‧‧‧本體部

37‧‧‧移動致動器

37a‧‧‧活塞桿

37b‧‧‧氣缸本體

38A‧‧‧第一壓力室

38B‧‧‧第二壓力室

39、40‧‧‧氣體傳送管線

41‧‧‧第一張力卷筒

42‧‧‧第二張力卷筒

43‧‧‧第一張力馬達

44‧‧‧第二張力馬達

45、46‧‧‧壓力調整閥

50‧‧‧空氣氣缸

51‧‧‧活塞桿

52‧‧‧第一饋送輥

53‧‧‧第二饋送輥

56‧‧‧第一支撐輥

57‧‧‧第二支撐輥

60‧‧‧升降機構

62‧‧‧升降台

64‧‧‧升降致動器

65‧‧‧鉛直直線導軌

67‧‧‧滾珠螺桿

68‧‧‧伺服馬達

105‧‧‧研磨帶

112‧‧‧圓盤頭

D1、D2‧‧‧距離

L1、L2‧‧‧寬度

O‧‧‧軸心

W‧‧‧晶圓

第一圖係顯示研磨裝置一種實施形態之前視圖。

第二圖係研磨裝置之側視圖。

第三圖係顯示晶圓之切線方向的圖。

第四圖係用於說明研磨帶寬度及按壓箍帶寬度之變形例的圖。

第五圖係顯示下側導帶輥與基板保持部之間、及圓盤頭與基板保持部之間的位置關係圖。

第六圖係顯示研磨帶接觸於晶圓邊緣部時之圓盤頭與晶圓邊緣部的相對位置俯視圖。

第七圖係圓盤頭在第六圖所示之位置時，藉由研磨帶研磨之邊緣部的剖面圖。

第八圖係顯示使圓盤頭在晶圓之切線方向進一步移動時圓盤頭與晶圓邊緣部之相對位置的俯視圖。

第九圖係圓盤頭在第八圖所示之位置時藉由研磨帶研磨之邊緣部的剖面圖。

第十圖係顯示從晶圓上方觀看時，當圓盤頭之軸心與晶圓的半徑方向一致時，圓盤頭與晶圓邊緣部之相對位置的俯視圖。

第十一圖係圓盤頭在第十圖所示之位置時，藉由研磨帶研磨之邊緣部的剖面圖。

第十二圖係顯示具有2個研磨單元之研磨裝置的示意圖。

第十三圖係顯示研磨裝置之其他實施形態的側視圖。

第十四圖係顯示使用研磨帶研磨晶圓邊緣部之研磨裝置的示意圖。

第十五圖係第十四圖之研磨裝置的側視圖。

以下，參照圖式說明實施形態。

第一圖係顯示研磨裝置一種實施形態之前視圖，第二圖係研磨裝置之 側視圖。研磨裝置具備：保持作為基板一例的晶圓W並使其旋轉之基板保持部1；及使用帶狀研磨具之研磨帶5研磨晶圓W邊緣部的研磨單元7。基板保持部1係構成保持晶圓W之下面，並使晶圓W在其中心軸周圍水平旋轉。基板保持部1之上面構成保持晶圓W之基板保持面1a。

在保持於基板保持部1之晶圓W的中心部上方配置有將純水等研磨液供給至晶圓W上面的研磨液供給噴嘴10(參照第二圖)。晶圓W邊緣部之研磨中，從研磨液供給噴嘴10供給研磨液至晶圓W之中心部。研磨液藉由離心力在晶圓W整個上面擴散，保護晶圓W不受研磨屑損傷。

研磨單元7具備：具有外周面之圓盤頭12，該外周面支撐研磨帶5之背面；將研磨帶5按壓於圓盤頭12外周面之按壓箍帶14；支撐按壓箍帶14之複數個導帶輥15A~15D；及使圓盤頭12在其軸心O周圍旋轉之頭馬達18。研磨帶5一方之面(亦即表面)構成保持研磨粒之研磨面，另一方之面(亦即背面)支撐於圓盤頭12的外周面。

第三圖係顯示晶圓W之切線方向的圖。如第三圖所示，從晶圓W上方觀看時，圓盤頭12位於晶圓W之切線上。圓盤頭12之軸心O係與保持於基板保持部1之晶圓W表面平行，且對晶圓W之切線方向垂直。

如第二圖所示，圓盤頭12連結於頭馬達18之驅動軸。頭馬達18係構成以指定速度使圓盤頭12旋轉。頭馬達18固定於基台25。基台25係藉由在與晶圓W之切線方向平行的方向延伸的水平直線導軌30所支撐，基台25之移動藉由該水平直線導軌30而限制在與晶圓W之切線方向平行的方向。由於頭馬達18固定於基台25，因此圓盤頭12及頭馬達18可與基台25一起移動。

如第一圖所示，研磨單元7進一步具備空氣氣缸50作為頭移動裝置，該頭移動裝置使圓盤頭12在晶圓W之切線方向移動。空氣氣缸50之活塞桿51連結於基台25(參照第二圖)。如上述，圓盤頭12可與基台25一起移動。因此，空氣氣缸50在研磨帶5支撐於圓盤頭12之外周面上的狀態下，使圓盤頭12在晶圓W之切線方向移動。亦可使用滾珠螺桿與伺服馬達之組合取代空氣氣缸50作為頭移動裝置，該頭移動裝置在圓盤頭12之軸心O與晶圓W的切線方向垂直之狀態下，使圓盤頭12在晶圓W之切線方向移動。

空氣氣缸50藉由使圓盤頭12在晶圓W之切線方向移動，而使圓盤頭12外周面上之研磨帶5接觸於晶圓W的邊緣部。研磨帶5藉由圓盤頭12之下端部分被按壓於晶圓W的邊緣部。

研磨單元7進一步具備：分別保持研磨帶5之兩端部(一端部及另一端部)的第一張力卷筒(first tension reel)(第一卷筒)41及第二張力卷筒(第二卷筒)42；及產生扭矩的第一張力馬達43及第二張力馬達44，該扭矩使第一張力卷筒41及第二張力卷筒42彼此在相反方向旋轉。第一張力卷筒41及第二張力卷筒42配置於圓盤頭12之上方。

第一張力卷筒41及第二張力卷筒42分別連結於第一張力馬達43及第二張力馬達44的驅動軸。張力卷筒41、42之軸心與晶圓W的切線方向平行，換言之，對圓盤頭12之軸心O垂直。

研磨帶5從第一張力卷筒41經由圓盤頭12而延伸至第二張力卷筒42。研磨帶5沿著圓盤頭12之外周面彎曲，在此彎曲的部分接觸於晶圓W。由於對第一張力卷筒41及第二張力卷筒42施加有使此等張力卷筒41、42彼此在相反方向旋轉的扭矩，因此對研磨帶5賦予張力。

如第二圖所示，圓盤頭12之外周面亦可具有比研磨帶5之寬度大的寬度。

研磨單元7進一步具備：配置於第一張力卷筒41與圓盤頭12之間的第一定位輥27；配置於第二張力卷筒42與圓盤頭12之間的第二定位輥28；配置於第一張力卷筒41與第一定位輥27之間的第一饋送輥52；及配置於第二張力卷筒42與第二定位輥28之間的第二饋送輥53。定位輥27、28及饋送輥52、53可旋轉自如。

在張力卷筒41、42及饋送輥52、53之間設有支撐研磨帶5背面之2個支撐輥56、57。第一及第二支撐輥56、57可旋轉自如，支撐輥56、57之軸心與張力卷筒41、42的輸心平行。研磨帶5在饋送輥52、53與支撐輥56、57之間在鉛直方向行進，進一步在支撐輥56、57與張力卷筒41、42之間在水平方向行進。

定位輥27、28對在饋送輥52、53與圓盤頭12之間行進的研磨帶5進行支撐。定位輥27、28之軸心對張力卷筒41、42的軸心、支撐輥56、57的軸心、及饋送輥52、53的軸心傾斜。本實施形態之定位輥27、28的軸心係對張力卷筒41、42的軸心、支撐輥56、57的軸心、及饋送輥52、53的軸心垂直，且與圓盤頭12之軸心O平行。

饋送輥52、53支撐在支撐輥56、57與定位輥27、28之間行進的研磨帶5。饋送輥52、53之軸心對定位輥27、28的軸心及圓盤頭12的軸心O傾斜。本實施形態之饋送輥52、53的軸心係對定位輥27、28之軸心及圓盤頭12的軸心O垂直，且與張力卷筒41、42之軸心及支撐輥56、57的軸心平行。

第一定位輥27具備：具有第一接觸面27a之第一凸緣部29， 研磨帶5之側端5a接觸第一接觸面27a；及連接第一凸緣部29之第一輥部31。第二定位輥28與第一定位輥27同樣地具備：具有第二接觸面28a之第二凸緣部32；及連接第二凸緣部32之第二輥部33。研磨帶5之側端5a係研磨帶5在寬度方向之端部。因為定位輥27、28具有相同結構，所以，以下參照第二圖說明第二定位輥28之結構。

如第二圖所示，第二輥部33具有支撐研磨帶5背面之外周面28b，第二凸緣部32係以第二接觸面28a對第二輥部33之軸心垂直的方式連接於第二輥部33。凸緣部32外周面之直徑比外周面28b的直徑大。本實施形態第二凸緣部32之第二接觸面28a與第二輥部33之外周面28b形成的角係直角。研磨帶5之側端5a接觸於第二凸緣部32的第二接觸面28a，研磨帶5之背面接觸於第二輥部33的外周面28b。

藉由頭馬達18旋轉圓盤頭12時，研磨帶5從第一張力卷筒41被抽出，與圓盤頭12之旋轉同步在圓盤頭12的圓周方向行進，而後被第二張力卷筒42捲收。研磨帶5依序經由第一支撐輥56、第一饋送輥52、第一定位輥27、圓盤頭12、第二定位輥28、第二饋送輥53、及第二支撐輥57，從第一張力卷筒41行進至第二張力卷筒42。另外，研磨帶5亦可依序經由第二支撐輥57、第二饋送輥53、第二定位輥28、圓盤頭12、第一定位輥27、第一饋送輥52及第一支撐輥56，而從第二張力卷筒42行進至第一張力卷筒41。

如上述，定位輥27、28之軸心對饋送輥52、53的軸心傾斜，研磨帶5支撐於定位輥27、28及饋送輥52、53。因此，從研磨帶5之行進方向觀看研磨帶5時，在第一饋送輥52上行進之研磨帶5對其行進方向係以指定角度傾斜，並在傾斜狀態下在第一定位輥27上行進。同樣地，在第二定 位輥28上行進之研磨帶5對其行進方向以指定角度傾斜，並在傾斜狀態下在第二饋送輥53上行進。

如此，在第一饋送輥52與第一定位輥27之間及第二饋送輥53與第二定位輥28之間行進的研磨帶5，係對其行進方向以指定角度傾斜。換言之，研磨帶5係在第一饋送輥52與第一定位輥27之間的位置及第二饋送輥53與第二定位輥28之間的位置扭轉。本實施形態研磨帶5之傾斜角度係90度。

藉由如此構成，因為研磨帶5之側端5a按壓於接觸面27a、28a之力作用於研磨帶5，所以研磨帶5按壓於凸緣部29、32之接觸面27a、28a。結果，研磨帶5之側端5a可持續接觸於凸緣部29、32之接觸面27a、28a。

再者，如第二圖之兩方向的箭頭所示，定位輥27、28可與圓盤頭12之軸心O平行地移動。因此，藉由使定位輥27、28在從基板保持部1離開之方向移動，可使研磨帶5之側端5a更積極地接觸於接觸面27a、28a。

採用本實施形態時，藉由使研磨帶5之側端5a接觸於定位輥27、28(更具體而言係凸緣部29、32)的接觸面27a、28a，同時使研磨帶5行進，可使研磨帶5精度佳地位於圓盤頭12外周面上之指定位置。更具體而言，可使研磨帶5之側端5a的位置與圓盤頭12的緣部位置精度佳地一致。因此，可精度佳地研磨晶圓W之邊緣部。結果，可使研磨後之晶圓W形狀保持一定，進一步使晶圓W之研磨率穩定。

再者，定位輥27、28係可旋轉自如，並可與研磨帶5之行進一起在此等軸心周圍旋轉。因此，不容易因研磨帶5之側端5a向接觸面27a、28a滑動而造成接觸面27a、28a磨損。結果，可長期維持研磨帶5之位置精度。

如第一圖所示，按壓箍帶14係無端狀的環帶(Belt)，並架設在圓盤頭12及複數個導帶輥15A~15D之間。此等複數個導帶輥15A~15D可分別旋轉自如。按壓箍帶14沿著圓盤頭12之外周面彎曲，將研磨帶5按壓於圓盤頭12的外周面，按壓箍帶14宜使用金屬製(例如不銹鋼製)之箍帶(band)。按壓箍帶14亦可使用樹脂製之箍帶。

如第二圖所示，超出按壓箍帶14之研磨帶5的露出面構成接觸於晶圓W邊緣部的研磨面。按壓箍帶14在比基板保持部1更外側之位置支撐研磨帶5，而不與基板保持部1及晶圓W接觸。

第二圖所示之實施形態，係按壓箍帶14具有比研磨帶5寬度狹窄之寬度。但是，只要研磨帶5具有超出按壓箍帶14之露出面，則如第四圖所示，按壓箍帶14亦可具有比研磨帶5之寬度L2大的寬度L1。另外，第四圖中為了容易觀看研磨帶5及按壓箍帶14，係將該研磨帶5及該按壓箍帶14誇張顯示。

導帶輥15A~15D之軸心與圓盤頭12的軸心O平行。本實施形態係設有4個導帶輥，不過，導帶輥數量不限定於該實施形態。以下，在本說明書中，將接近圓盤頭12配置之導帶輥15C、15D稱為下側導帶輥15C、15D。並將比下側導帶輥15C、15D更遠離圓盤頭12而配置之導帶輥稱為上側導帶輥15A、15B。

上側導帶輥15A、15B配置於下側導帶輥15C、15D之上方。更具體而言，上側導帶輥15A配置於第一支撐輥56與第一饋送輥52之間，上側導帶輥15B配置於第二支撐輥57與第二饋送輥53之間。

第五圖係顯示下側導帶輥15C、15D與基板保持部1之間、及 圓盤頭12與基板保持部1之間的位置關係。如第五圖所示，下側導帶輥15C、15D配置於圓盤頭12之兩側，且比圓盤頭12更遠離基板保持部1之基板保持面1a。換言之，下側導帶輥15C、15D外周面之最下端部分與基板保持部1之基板保持面1a的距離D1，比圓盤頭12之最下端部分與基板保持部1之基板保持面1a的距離D2還長(D1>D2)。

如第二圖所示，研磨單元7進一步具備對按壓箍帶14賦予張力之拉緊裝置35。拉緊裝置35具備移動致動器37，該移動致動器37使複數個導帶輥15A~15D中之至少1個導帶輥在從圓盤頭12離開之方向移動。本實施形態之上側導帶輥15A、15B係經由連結構件36連結於移動致動器37，移動致動器37用於使連結構件36及上側導帶輥15A、15B上升及下降。

連結構件36具有：連結上側導帶輥15A、15B之連結臂36a、連結饋送輥52、53之連結臂36b、及連結移動致動器37之本體部36c。此等連結臂36a、36b固定於本體部36c，連結臂36a位於連結臂36b之上方。饋送輥52、53旋轉自如地連結於連結臂36b。

移動致動器37藉由使連結構件36上升及下降，而使連結於連結構件36之上側導帶輥15A、15B上升及下降。藉由使支撐按壓箍帶14之上側導帶輥15A、15B上升，亦即在從圓盤頭12離開之方向移動，而對於在圓盤頭12與上側導帶輥15A、15B之間位置的按壓箍帶14賦予張力。結果，按壓箍帶14將研磨帶5按壓於圓盤頭12的外周面。

一種實施形態亦可將複數個導帶輥15A~15D中之1個導帶輥連結於連結構件36。即使如此構成，仍可藉由使連結導帶輥之連結構件36在從圓盤頭12離開之方向移動，而對按壓箍帶14賦予張力。

本實施形態之移動致動器37係空氣氣缸，不過亦可使用伺服馬達與滾珠螺桿之組合等其他裝置來取代空氣氣缸。如第二圖所示，移動致動器37由活塞桿37a與氣缸本體37b構成。活塞桿37a之前端固定於連結構件36的本體部36c。氣缸本體37b之內部空間藉由活塞桿37a劃分成第一壓力室38A與第二壓力室38B。

氣缸本體37b連接2條氣體傳送管線39、40。氣體傳送管線39、40連接於氣體供給源(無圖示)。氣體傳送管線39、40上分別安裝有壓力調整閥45、46。通過氣體傳送管線39對第一壓力室38A供給壓縮氣體時，活塞桿37a及連結構件36上升，上側導帶輥15A、15B從指定之下降位置上升至指定的上升位置。

通過氣體傳送管線40對第二壓力室38B中供給壓縮氣體時，活塞桿37a及連結構件36下降，導帶輥15A、15B從指定之上升位置下降至指定的下降位置。

因為上側導帶輥15A、15B在饋送輥52、53之上方位置連結於連結構件36，所以即使連結構件36上升及下降，上側導帶輥15A、15B與饋送輥52、53間之相對位置始終相同。

從氣體供給源供給至氣缸本體37b的氣體之壓力，藉由安裝於氣體傳送管線39、40之壓力調整閥45、46自動調整(控制)。亦可藉由一般之調節器或手動閥等裝置調整氣體之壓力，不過，藉由壓力調整閥45、46自動調整氣體之壓力，可使賦予按壓箍帶14之張力保持一定。因此，按壓箍帶14可將研磨帶5更穩定地按壓於圓盤頭12，結果可更穩定地研磨晶圓W。

藉由拉緊裝置35賦予張力之按壓箍帶14將研磨帶5朝向圓盤頭12中心按壓。因此，在研磨帶5與圓盤頭12之間產生大的靜止摩擦，與此同時，亦在研磨帶5與按壓箍帶14之間產生大的靜止摩擦。換言之，係藉由按壓箍帶14將研磨帶5強固地拘束於圓盤頭12的外周面。因此，可防止圓盤頭12之外周面與研磨帶5之間的相對位置偏離，進一步可防止研磨帶5與按壓箍帶14之間的相對位置偏離。

如此，採用本實施形態時，因為可確實防止晶圓W研磨中研磨帶5從指定位置偏離，所以研磨帶5可在晶圓W之邊緣部形成平滑之垂直面。另外，為了在圓盤頭12上保持研磨帶5，亦可將用於真空吸引研磨帶5之真空吸引孔形成於圓盤頭12的外周面。

按壓箍帶14在與研磨帶5之行進方向相同的方向行進。藉由頭馬達18旋轉圓盤頭12時，研磨帶5與圓盤頭12之旋轉同步地在圓盤頭12的圓周方向行進，按壓箍帶14將在圓盤頭12之圓周方向行進的研磨帶5按壓於圓盤頭12之外周面。無端狀之按壓箍帶14架設在導帶輥15A~15D及圓盤頭12上。因此，按壓箍帶14藉由在按壓箍帶14與研磨帶5之間作用的靜止摩擦而在導帶輥15A~15D與圓盤頭12之間旋轉。

研磨帶5配置於按壓箍帶14與圓盤頭12之間，研磨帶5之軌道與按壓箍帶14的軌道大致相同。如上述，在第一饋送輥52與第一定位輥27之間、及第二饋送輥53與第二定位輥28之間行進的研磨帶5對其行進方向以指定角度傾斜。因此，因為研磨帶5在支撐輥56、57與饋送輥52、53之間，於按壓箍帶14之外側行進，所以可避免研磨帶5接觸於按壓箍帶14(亦即，此等彼此交叉、干擾)，研磨帶5可以不被按壓箍帶14妨礙而行進。

晶圓W邊緣部之研磨進行如下。晶圓W被基板保持部1水平地保持，並在晶圓W軸心周圍旋轉。對晶圓W之中心部從研磨液供給噴嘴10供給研磨液(例如純水)。頭馬達18使圓盤頭12以指定速度旋轉，同時頭移動裝置與研磨帶5一起使圓盤頭12在晶圓W之切線方向移動，而使圓盤頭12外周面上之研磨帶5接觸於晶圓W的邊緣部。隨著頭移動裝置使圓盤頭12移動，圓盤頭12最下端部分將研磨帶5之研磨面(露出面)按壓於晶圓W的邊緣部。晶圓W之邊緣部藉由研磨帶5研磨而在邊緣部形成階部。

晶圓W研磨中，藉由拉緊裝置35賦予張力之按壓箍帶14將研磨帶5按壓於圓盤頭12的外周面上。在按壓箍帶14與研磨帶5之間、及研磨帶5與圓盤頭12之間產生比較大之靜止摩擦，藉此防止研磨帶5位置偏離。因此，研磨帶5可在晶圓W之邊緣部形成平滑的垂直面。

第六圖係顯示研磨帶5接觸於晶圓W之邊緣部時，圓盤頭12與晶圓W邊緣部的相對位置的俯視圖，第七圖係圓盤頭12在第六圖所示之位置時，被研磨帶5研磨的邊緣部的剖面圖。如第六圖所示，研磨帶5與圓盤頭12一起在晶圓W之切線方向移動。因此如第七圖所示，研磨帶5係研磨晶圓W邊緣部之最外側部分，而且在邊緣部形成小的階部。

第八圖係顯示使圓盤頭12進一步於晶圓W之切線方向移動時，圓盤頭12與晶圓W之邊緣部的相對位置的俯視圖，第九圖係圓盤頭12在第八圖所示之位置時，被研磨帶5研磨之邊緣部的剖面圖。圓盤頭12進一步移動時，如第九圖所示，研磨帶5研磨晶圓W邊緣部之更內側部分，而且在邊緣部形成更大之階部。

第十圖係顯示從晶圓W上方觀看時，當圓盤頭12之軸心O與 晶圓W的半徑方向一致時，圓盤頭12與晶圓W之邊緣部的相對位置的俯視圖，第十一圖係圓盤頭12在第十圖所示之位置時，被研磨帶5研磨之邊緣部的剖面圖。研磨帶5研磨晶圓W邊緣部之最內側部分，如第十一圖所示，在邊緣部形成更大之階部。

如第七圖、第九圖、及第十一圖所示，邊緣部之研磨係從該邊緣部之外側逐漸向內側行進。因此，可使用兩種研磨帶，實施邊緣部之粗研磨與精研磨。亦即，以具有粗糙紋理之研磨面的第一研磨帶研磨邊緣部而形成階部，再以具有細緻紋理之研磨面的第二研磨帶進一步研磨階部，可在邊緣部形成平滑之垂直面。

第十二圖係顯示具有2個研磨單元7A、7B之研磨裝置的示意圖。第十二圖所示之第一研磨單元7A及第二研磨單元7B具有與第一圖及第二圖所示之研磨單元7相同的結構，不過，為了簡化說明，第十二圖並未圖示第一研磨單元7A及第二研磨單元7B之部分元件。

第一研磨單元7A及第二研磨單元7B沿著保持於基板保持部1之晶圓W的邊緣部排列。第十二圖所示之例係第一研磨單元7A及第二研磨單元7B以保持於基板保持部1之晶圓W為中心而對稱配置。第一研磨單元7A安裝有具有粗糙紋理研磨面之第一研磨帶5A，第二研磨單元7B安裝有具有細緻紋理研磨面之第二研磨帶5B。

晶圓W邊緣部之研磨進行如下。晶圓W被基板保持部1水平地保持，並在晶圓W之軸心周圍旋轉。對晶圓W之中心部從研磨液供給噴嘴10(參照第二圖)供給研磨液。在該狀態下，第一研磨單元7A之圓盤頭12於晶圓W的切線方向移動，而且使第一研磨帶5A接觸於晶圓W之邊緣部。 第一研磨帶5A被第一研磨單元7A之圓盤頭12的外周面按壓於晶圓W之邊緣部，而且在邊緣部形成階部。

第一研磨帶5A接觸於晶圓W邊緣部的期間或之後，第二研磨單元7B之圓盤頭12於晶圓W的切線方向移動，而且使第二研磨帶5B接觸於晶圓W之邊緣部。第二研磨帶5B被第二研磨單元7B之圓盤頭12的外周面按壓於階部，而且進一步研磨階部。

第一研磨帶5A係具有粗糙紋理研磨面之粗研磨帶，第二研磨帶5B係具有細緻紋理研磨面之精研磨帶。採用本實施形態時，第一研磨帶5A以較高的研磨率(亦稱為移除率)研磨晶圓W之邊緣部，第二研磨帶5B則精研磨藉由第一研磨帶5A所形成的階部。因此，可提高晶圓W之研磨率，而使階部之垂直面平滑。

亦可設置3個以上的研磨單元7。此時，亦可使用具有表面粗糙度不同之研磨面的3個以上研磨帶。

第十三圖係顯示研磨裝置其他實施形態之側視圖。本實施形態中並未特別說明之結構及動作與第一圖及第二圖所示之實施形態相同，因此省略其重複說明。如第十三圖所示，本實施形態之研磨單元7具備使圓盤頭12及頭馬達18上升及下降之升降機構60。該升降機構60具備：支撐水平直線導軌30之升降台62；及使該升降台62上升及下降之升降致動器64。升降台62連結於鉛直直線導軌65。該鉛直直線導軌65用於將升降台62之移動限制在鉛直方向。

升降致動器64具備：與升降台62可旋轉地連結之滾珠螺桿67；及使該滾珠螺桿67旋轉之伺服馬達68。伺服馬達68使滾珠螺桿67旋轉 時，升降台62上升或下降。由於圓盤頭12及頭馬達18經由水平直線導軌30及基台25而連結於升降台62，因此升降致動器64可使圓盤頭12及頭馬達18一體地上升及下降。如此構成之研磨單元7可精密控制晶圓W之研磨量(亦即形成於邊緣部之階部的深度)。

藉由設置此種升降機構60，可精度佳地調整圓盤頭12之高度，並可任意控制晶圓W之研磨量(研磨深度)。

圓盤頭12藉由升降致動器64而上升時，藉由移動致動器37使上側導輥15A、15B上升，對按壓箍帶14賦予張力。結果，即使圓盤頭12上升，按壓箍帶14仍可將研磨帶5按壓於圓盤頭12的外周面。

上述實施形態是以本發明所屬技術領域中具有通常知識者可實施本發明為目的而記載者。熟悉本技術之業者當然可形成上述實施形態之各種變形例，本發明之技術性思想亦可適用於其他實施形態。因此本發明不限定於記載之實施形態，而應解釋成係按照藉由申請專利範圍所定義之技術性思想所決定的最廣範圍者。

1‧‧‧基板保持部

1a‧‧‧基板保持面

5‧‧‧研磨帶

7‧‧‧研磨單元

12‧‧‧圓盤頭

14‧‧‧按壓箍帶

15A~15D‧‧‧導帶輥

27‧‧‧第一定位輥

27a‧‧‧第一接觸面

28‧‧‧第二定位輥

28a‧‧‧第二接觸面

29‧‧‧第一凸緣部

30‧‧‧水平直線導軌

31‧‧‧第一輥部

32‧‧‧第二凸緣部

33‧‧‧第二輥部

W‧‧‧晶圓

35‧‧‧拉緊裝置

36‧‧‧連結構件

36b‧‧‧連結臂

36c‧‧‧本體部

37‧‧‧移動致動器

41‧‧‧第一張力卷筒

42‧‧‧第二張力卷筒

43‧‧‧第一張力馬達

44‧‧‧第二張力馬達

50‧‧‧空氣氣缸

51‧‧‧活塞桿

52‧‧‧第一饋送輥

53‧‧‧第二饋送輥

56‧‧‧第一支撐輥

57‧‧‧第二支撐輥

O‧‧‧軸心

Claims (11)

1. 一種研磨裝置，其特徵為具備：基板保持部，其係保持基板並使其旋轉；及至少1個研磨單元，其係使用帶狀之研磨具研磨前述基板之邊緣部；前述研磨單元具備：圓盤頭，其係具有外周面，該外周面支撐前述研磨具之背面；按壓箍帶，其係將前述研磨具按壓於前述圓盤頭之外周面；及複數個導帶輥，其係支撐前述按壓箍帶。
2. 如申請專利範圍第1項所述之研磨裝置，其中前述研磨單元具備拉緊裝置，其係對前述按壓箍帶賦予張力。
3. 如申請專利範圍第2項所述之研磨裝置，其中前述拉緊裝置具備移動致動器，其係使前述複數個導帶輥中之至少1個導帶輥於從前述圓盤頭離開的方向移動。
4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之研磨裝置，其中前述研磨單元進一步具備：第一卷筒及第二卷筒，其係分別保持前述研磨具之兩端部；第一定位輥，其係配置於前述第一卷筒與前述圓盤頭之間；及第二定位輥，其係配置於前述第二卷筒與前述圓盤頭之間；前述第一定位輥具備第一凸緣部，其係具有前述研磨具之側端接觸的第一接觸面，前述第二定位輥具備第二凸緣部，其係具有前述研磨具之側端接觸 的第二接觸面，前述第一定位輥之軸心及前述第二定位輥的軸心係與前述圓盤頭之軸心平行。
5. 如申請專利範圍第4項所述之研磨裝置，其中前述研磨單元進一步具備：第一饋送輥，其係配置於前述第一卷筒與前述第一定位輥之間；及第二饋送輥，其係配置於前述第二卷筒與前述第二定位輥之間；前述第一饋送輥之軸心及前述第二饋送輥的軸心對前述第一定位輥之軸心及前述第二定位輥的軸心傾斜。
6. 如申請專利範圍第5項所述之研磨裝置，其中超出前述按壓箍帶之前述研磨具的露出面構成與前述基板之前述邊緣部接觸的研磨面。
7. 一種研磨方法，其特徵為：使基板在其軸心周圍旋轉，以圓盤頭之外周面支撐帶狀的研磨具之背面，並以支撐於複數個導帶輥的按壓箍帶將前述研磨具按壓於前述圓盤頭的外周面，同時將行進之前述研磨具按壓於前述基板的邊緣部來研磨前述基板。
8. 如申請專利範圍第7項所述之研磨方法，其中使前述複數個導帶輥中的至少1個導帶輥在從前述圓盤頭離開之方向移動，而且對前述按壓箍帶賦予張力。
9. 如申請專利範圍第7或8項所述之研磨方法，其中有第一卷筒保持著前述研磨具之一端部，有第二卷筒保持著前述研磨具之另一端部，藉 由配置於前述第一卷筒與前述圓盤頭之間的第一定位輥、及配置於前述第二卷筒與前述圓盤頭之間的第二定位輥引導前述研磨具，使前述研磨具之側端接觸於前述第一定位輥之第一接觸面及前述第二定位輥的第二接觸面，同時使前述研磨具行進，前述第一定位輥之軸心及前述第二定位輥的軸心係與前述圓盤頭之軸心平行。
10. 如申請專利範圍第9項所述之研磨方法，其中藉由配置於前述第一卷筒與前述第一定位輥之間的第一饋送輥、及配置於前述第二卷筒與前述第二定位輥之間的第二饋送輥引導行進的前述研磨具，前述第一饋送輥之軸心及前述第二饋送輥的軸心對前述第一定位輥之軸心及前述第二定位輥的軸心傾斜。
11. 如申請專利範圍第10項所述之研磨方法，其中前述圓盤頭係將超出前述按壓箍帶之前述研磨具的露出面按壓於前述基板之前述邊緣部來研磨前述基板。

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