WO2022172683A1 - 研磨装置および研磨方法 - Google Patents

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WO2022172683A1
WO2022172683A1 PCT/JP2022/001028 JP2022001028W WO2022172683A1 WO 2022172683 A1 WO2022172683 A1 WO 2022172683A1 JP 2022001028 W JP2022001028 W JP 2022001028W WO 2022172683 A1 WO2022172683 A1 WO 2022172683A1
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polishing
fluid
substrate
tape
wafer
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PCT/JP2022/001028
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暁 山本
圭介 内山
真於 伊沢
誠 柏木
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株式会社荏原製作所
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    • B24B21/04—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor for grinding plane surfaces
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    • B24B21/08—Pressure shoes; Pressure members, e.g. backing belts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B24B9/065—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of non-metallic inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain of thin, brittle parts, e.g. semiconductors, wafers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting

Definitions

  • the present invention relates to a polishing apparatus and a polishing method for polishing a planar portion of a substrate such as a wafer.
  • polishing machines that polish substrates using polishing tools.
  • a polishing apparatus that polishes a substrate by bringing a polishing tool into sliding contact with the substrate.
  • a polishing apparatus polishes a substrate by pressing a polishing tool against the substrate with a polishing head.
  • FIG. 21 is a diagram for explaining the problems of the conventional polishing head.
  • the polishing head 310 polishes the wafer W by pressing the polishing tape 303 against the wafer W with the polishing blade 340 .
  • the polishing tape 303 is fed in the direction indicated by the arrow, and dynamic frictional force is generated between the polishing blade 340 and the polishing tape 303 .
  • the tension applied to the polishing tape 303 is greater on the downstream side T1 than on the upstream side T2 in the feeding direction of the polishing tape 303 .
  • the polishing head 310 has a universal joint (not shown), and the tension of the polishing tape 303 tilts the polishing blade 340 . Therefore, at the pressing point P1 on the downstream side in the feed direction of the polishing tape 303, the pressing force against the polishing tape 303 is smaller than at the pressing point P2 on the upstream side, and the wafer W cannot be uniformly polished.
  • the friction coefficient can be reduced by changing the material of the polishing blade 340, but the dynamic friction force cannot be reduced to zero.
  • the present invention provides a polishing apparatus and a polishing method capable of uniformly polishing a flat portion of a substrate without affecting the pressing force of the polishing head due to the dynamic frictional force generated between the polishing head and the polishing tape.
  • a polishing apparatus for polishing a flat surface of a substrate, comprising: a substrate holding section that holds a substrate and rotates the substrate; a polishing tape supply mechanism that feeds a polishing tape in its longitudinal direction; at least one polishing head disposed in the vicinity of the planar portion of the substrate, the polishing head having a fluid pressing portion that presses the polishing tape against the planar portion of the substrate with a fluid;
  • a polishing apparatus is provided having a fluid supply port located opposite the back surface of the polishing tape.
  • the fluid pressing portion is a slit nozzle having the slit-shaped fluid supply port.
  • the fluid pressing portion is an area pad having a pressing surface with a depression formed in the center and the fluid supply port in the depression.
  • the fluid is a mixture of gas and liquid.
  • the gas proportion in the mixed fluid is greater than the liquid proportion.
  • the planar portion of the substrate is an edge portion located at the peripheral portion of the substrate, and the fluid pressing portion has an arc shape having substantially the same curvature as the outer peripheral shape of the substrate.
  • the substrate is held by a substrate holding portion, the substrate is rotated, and a polishing tape supply mechanism feeds a polishing tape in its longitudinal direction while polishing.
  • a polishing method is provided in which a fluid is supplied from a fluid supply port provided in a fluid pressing portion of a head toward the back surface of the polishing tape, whereby the polishing tape is polished by pressing the polishing tape against the flat portion of the substrate with the fluid. be done.
  • the fluid pressing portion is a slit nozzle having the slit-shaped fluid supply port.
  • the fluid pressing portion is an area pad having a pressing surface with a depression formed in the center and the fluid supply port in the depression.
  • the fluid is a mixture of gas and liquid.
  • the gas proportion in the mixed fluid is greater than the liquid proportion.
  • the planar portion of the substrate is an edge portion located at the peripheral portion of the substrate, and the fluid pressing portion has an arc shape having substantially the same curvature as the outer peripheral shape of the substrate.
  • the flat portion of the substrate can be uniformly polished without generating a dynamic frictional force between the polishing head and the polishing tape.
  • frictional heat generated between the substrate and the polishing tape during polishing can be cooled by the fluid, and the polishing rate can be improved.
  • the fluid can flow around to the polishing processing point of the substrate to remove polishing dust from the substrate surface.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of a polishing apparatus;
  • FIG. It is a schematic diagram showing one embodiment of a polishing head.
  • 3 is a top view of the polishing head shown in FIG. 2;
  • FIG. 3 is a plan view showing the arrangement of the polishing heads shown in FIG. 2;
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing another embodiment of a polishing head;
  • FIG. 6 is a top view of the polishing head shown in FIG. 5;
  • FIG. 11 is a top view showing another embodiment of the fluid presser;
  • FIG. 8 is a plan view showing the arrangement of the polishing heads shown in FIG. 7; It is a schematic diagram which shows other embodiment of a polishing apparatus.
  • FIG. 3 is a top view of the polishing head shown in FIG. 2;
  • FIG. 3 is a plan view showing the arrangement of the polishing heads shown in FIG. 2;
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing another embodiment of a polishing head;
  • FIG. 6 is
  • FIG. 4 is a top view showing a polishing head having two slit nozzles as fluid pressing parts;
  • FIG. 10 is a plan view showing the arrangement of the polishing heads shown in FIG. 9;
  • FIG. 10 is a top view showing a polishing head in which the fluid pressing portions are two area pads;
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing still another embodiment of a polishing apparatus;
  • FIG. 14A is an enlarged cross-sectional view showing the peripheral portion of the substrate.
  • FIG. 14B is an enlarged cross-sectional view showing the peripheral portion of the substrate.
  • FIG. 10 is a diagram showing the polishing head tilted upward by a tilt mechanism;
  • FIG. 10 is a diagram showing the polishing head tilted downward by a tilt mechanism;
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a state of polishing a top edge portion of a wafer;
  • FIG. 4 is a diagram showing a polishing head polishing a bevel portion of a wafer; It is a figure explaining the problem of the conventional polishing head.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of a polishing apparatus.
  • a polishing apparatus 100 shown in FIG. 1 includes a substrate holding section 110 that holds a wafer W, which is an example of a substrate, and rotates it about its axis, and a polishing tape 3 as a polishing tool that is held by the substrate holding section 110 .
  • a polishing head 10 for polishing the first surface 1 of the wafer W by pressing it against the first surface 1 of the wafer W and a polishing tape supply mechanism 141 for supplying the polishing tape 3 to the polishing head 10 are provided.
  • the substrate holding unit 110 includes a plurality of rollers 111 that can come into contact with the peripheral edge of the wafer W, and a roller rotation mechanism (not shown) that rotates the plurality of rollers 111 around their respective axes.
  • the polishing head 10 is arranged below the wafer W held by the substrate holding part 110 .
  • illustration of a part of the substrate holding part 110 is omitted.
  • the substrate holder 110 of this embodiment includes four rollers 111 (two of which are not shown).
  • the first surface 1 of the wafer W is the back surface of the wafer W on which devices are not formed or are not planned to be formed, ie, the non-device surface.
  • a second side 2 of the wafer W, opposite the first side 1, is the side on which the devices are or are to be formed, ie the device side.
  • the wafer W is horizontally held by the substrate holder 110 with the first surface 1 facing downward.
  • the roller rotation mechanism is configured to rotate the four rollers 111 in the same direction at the same speed.
  • the peripheral edge of the wafer W is gripped by the rollers 111 .
  • the wafer W is held horizontally, and the rotation of the roller 111 causes the wafer W to rotate about its axis.
  • the four rollers 111 rotate about their respective axes, but the position of the rollers 111 themselves remains stationary.
  • a rinse liquid supply nozzle for supplying a rinse liquid (for example, pure water or an alkaline chemical liquid) to the first surface 1 of the wafer W.
  • a rinse liquid for example, pure water or an alkaline chemical liquid
  • the rinse liquid supply nozzle 127 is connected to a rinse liquid supply source (not shown).
  • the rinse liquid supply nozzle 127 is arranged facing the processing point of the first surface 1 of the wafer W.
  • one rinsing liquid supply nozzle 127 is arranged in FIG.
  • a nozzle 127 may be arranged.
  • the rinse liquid supplied from the rinse liquid supply nozzle 127 to the processing point of the first surface 1 of the wafer W can remove polishing dust from the first surface 1 of the wafer W.
  • the rinse liquid is preferably supplied to the upstream side of the polishing head 10 in the direction in which the wafer W rotates.
  • the rinse liquid supplied to areas other than the processing point can prevent the wafer W from drying.
  • a protective liquid supply nozzle 128 that supplies a protective liquid (for example, pure water) to the second surface 2 of the wafer W is arranged above the wafer W held by the substrate holding part 110 .
  • the protective liquid supply nozzle 128 is connected to a protective liquid supply source (not shown).
  • the protective liquid supply nozzle 128 is arranged facing the center of the second surface 2 of the wafer W. As shown in FIG.
  • the protective liquid is supplied from the protective liquid supply nozzle 128 to the center of the second surface 2 of the wafer W, and the protective liquid spreads over the second surface 2 of the wafer W due to centrifugal force.
  • the protective liquid prevents the rinsing liquid containing polishing debris and foreign matter generated in the polishing of the wafer W from going around the second surface 2 of the wafer W and adhering to the second surface of the wafer W.
  • FIG. As a result, the second surface 2 of the wafer W can be kept clean.
  • the polishing head 10 is supported by a support member 131 , and the support member 131 is fixed to the movable plate 120 . Therefore, the entire polishing head 10 can move together with the movable plate 120 .
  • the support member 131 has a through hole (not shown) through which the polishing tape 3 extends.
  • the polishing head 10 is configured to press the polishing tape 3 against the first surface 1 of the wafer W with a fluid.
  • the polishing head 10 is connected to a fluid supply line 30 and supplied with fluid from a fluid supply source (not shown). Details of the polishing head 10 will be described later.
  • the polishing tape supply mechanism 141 includes a tape take-up reel 143 that supplies the polishing tape 3 and a tape take-up reel 144 that collects the polishing tape 3 .
  • the tape take-up reel 143 and tape take-up reel 144 are connected to tension motors 143a and 144a, respectively.
  • the tension motors 143 a and 144 a are fixed to the reel base 142 .
  • the reel base 142 is fixed to the movable plate 120 , and the entire polishing tape supply mechanism 141 is movable together with the movable plate 120 .
  • the polishing tape 3 is fed from the tape take-up reel 143 via the polishing head 10 in the direction indicated by the arrow of the tape take-up reel 144 .
  • the polishing tape 3 is supplied above the polishing head 10 so that the polishing surface 3a of the polishing tape 3 faces the first surface 1 of the wafer W.
  • the tension motor 143 a can apply tension to the polishing tape 3 by applying a predetermined torque to the tape supply reel 143 .
  • the tension motor 144a is controlled to feed the polishing tape 3 at a constant speed. The speed of feeding the polishing tape 3 can be changed by changing the rotational speed of the tape take-up reel 144 .
  • the direction of feed of the polishing tape 3 may be opposite to the direction indicated by the arrow in FIG.
  • a tape feeding device may be provided separately from the tape take-up reel 144 .
  • the tension motor 144 a connected to the tape take-up reel 144 can apply tension to the polishing tape 3 by applying a predetermined torque to the tape take-up reel 144 .
  • the polishing apparatus 100 further includes a plurality of guide rollers 153a, 153b, 153c, 153d that support the polishing tape 3.
  • the polishing tape 3 is guided so as to surround the polishing head 10 by these guide rollers 153a, 153b, 153c and 153d.
  • the polishing head 10 polishes the first surface 1 of the wafer W by pressing the polishing tape 3 from its back side against the first surface 1 of the wafer W with a fluid.
  • Guide rollers 153b and 153c arranged above the polishing head 10 guide the polishing tape 3 so that the polishing tape 3 advances in a direction parallel to the first surface 1 of the wafer W.
  • the guide rollers 153 a , 153 b , 153 c , 153 d are fixed to a holding member (not shown), and this holding member is fixed to the movable plate 120 .
  • the polishing apparatus 100 of the present embodiment moves the polishing head 10 in parallel relative to the substrate holder 110.
  • a polishing head moving mechanism 191 is provided.
  • the polishing head moving mechanism 191 is configured to move the polishing head 10 between the center O ⁇ b>1 of the first surface 1 of the wafer W and the outermost portion of the first surface 1 .
  • a plurality of linear motion guides 195 are fixed to the lower surface of the movable plate 120 , and the movable plate 120 is supported by the plurality of linear motion guides 195 .
  • a plurality of linear motion guides 195 are arranged on an installation surface 197 .
  • the movable plate 120 is moved by the polishing head moving mechanism 191, and the linear motion guide 195 restricts the movement of the movable plate 120 to linear motion in the radial direction of the wafer W.
  • the polishing head moving mechanism 191 includes a ball screw mechanism 193 and a motor 194 that drives the ball screw mechanism 193 .
  • a servo motor can be used as the motor 194 .
  • the movable plate 120 is connected to the screw shaft 193 a of the ball screw mechanism 193 .
  • the polishing apparatus 100 further includes an operation control section 180 that controls operations of each component of the polishing apparatus 100 .
  • the polishing head moving mechanism 191 is electrically connected to the operation control section 180 , and the operation of the polishing head moving mechanism 191 is controlled by the operation control section 180 .
  • the polishing head moving mechanism 191 operates, the polishing head 10, the polishing tape supply mechanism 141, and the guide rollers 153a, 153b, 153c, 153d move together.
  • the polishing tape 3 can polish the entire first surface 1 of the wafer W including the outermost portion.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing one embodiment of the polishing head 10.
  • FIG. 3 is a top view of the polishing head 10 shown in FIG. 2.
  • FIG. FIG. 2 shows the state where the polishing tape 3 is pressed against the first surface 1 of the wafer W by the fluid supplied from the polishing head 10 .
  • the polishing tape 3 is fed at a predetermined speed in the direction indicated by the arrow.
  • the polishing head 10 is arranged below the polishing tape 3, and the polishing tape 3 and the polishing head 10 are separated from each other.
  • the polishing head 10 is connected to a fluid supply line 30 and supplied with fluid from a fluid supply source (not shown).
  • the fluid supply line 30 includes a liquid supply line 31 supplied with a liquid (for example, pure water, carbonated water, alkaline chemical solution, etc.) from a liquid supply source (not shown) and a gas supply line 31 from a gas supply source (not shown). It has a gas supply line 32 to which (eg, dry air, inert gas, etc.) is supplied.
  • fluid supply line 30 may have only one of liquid supply line 31 or gas supply line 32 .
  • the polishing head 10 has a fluid pressing portion 12 , a flow path 14 and a fluid mixing chamber 15 .
  • the fluid pressing portion 12 is configured by a slit nozzle.
  • the fluid pressing portion 12 is provided on the upper portion of the polishing head 10, and as shown in FIG. 13 are formed.
  • the fluid pressing portion 12 and the fluid supply port 13 are inclined with respect to the polishing head 10 when the polishing head 10 is viewed from above.
  • the channel 14 communicates with the fluid supply port 13 and the fluid mixing chamber 15 .
  • the fluid mixing chamber 15 is connected to fluid supply lines 30 , namely a liquid supply line 31 and a gas supply line 32 .
  • the liquid flowing through the liquid supply line 31 and the gas flowing through the gas supply line 32 are mixed in the fluid mixing chamber 15 to generate a mixed fluid.
  • This mixed fluid flows through the channel 14 and is supplied from the fluid supply port 13 toward the back surface of the polishing tape 3 as a two-fluid jet.
  • the fluid supply port 13 is arranged to face the back surface of the polishing tape 3, and the mixed fluid (two-fluid jet) supplied from the fluid supply port 13 presses the polishing tape 3 against the first surface 1 of the wafer W. be able to.
  • the liquid supply line 31 includes a liquid supply valve 33 that opens and closes the flow path of the liquid supply line 31, a flow control device 35 that adjusts the flow rate of the liquid flowing through the liquid supply line 31, and the flow rate of the liquid flowing through the liquid supply line 31.
  • a flow meter 37 is provided to measure the The liquid supply valve 33 is arranged upstream of the flow controller 35 and the flow meter 37 in the liquid flow direction. Examples of flow control devices 35 include flow control valves or mass flow controllers.
  • a pressure sensor (not shown) may be provided between the flow meter 37 and the fluid mixing chamber 15 .
  • the gas supply line 32 includes a gas supply valve 34 that opens and closes the flow path of the gas supply line 32, a flow control device 36 that adjusts the flow rate of the gas flowing through the gas supply line 32, and the flow rate of the gas flowing through the gas supply line 32.
  • a flow meter 38 is provided to measure the The gas supply valve 34 is arranged upstream of the flow controller 36 and the flow meter 38 in the direction of gas flow.
  • Examples of flow control devices 36 include flow control valves or mass flow controllers.
  • a pressure control device that adjusts the pressure of the gas flowing through the gas supply line 32 may be provided instead of the flow control device 36 .
  • An example of a pressure control device is an electro-pneumatic regulator.
  • a pressure gauge for measuring the pressure of the gas flowing through the gas supply line 32 may be provided instead of the flow meter 38 . Also, a flow meter and a pressure gauge may be installed between the flow control device 36 (or pressure control device) and the fluid mixing chamber 15 .
  • the proportion of gas in the mixed fluid is greater than the proportion of liquid in the mixed fluid.
  • liquid e.g, pure water, carbonated water, chemical solution, etc.
  • gas e.g, dry air, inert gas, etc.
  • the ratio of gas and liquid in the mixed fluid can be adjusted by flow control device 35 and flow control device 36 (or pressure control device).
  • the liquid and gas are mixed in the fluid mixing chamber 15 provided in the polishing head 10 to generate the mixed fluid.
  • the mixed fluid may be directly supplied to the fluid pressing portion 12 by communicating with the channel 14 without passing through the mixing chamber 15 .
  • either the liquid supply line 31 or the gas supply line 32 communicates with the channel 14 without passing through the fluid mixing chamber 15, and only one of the liquid and the gas is supplied to the fluid pressing portion 12. may be supplied.
  • the polishing head 10 can supply the fluid from the fluid supply port 13 toward the back surface of the polishing tape 3 .
  • FIG. 4 is a plan view showing the arrangement of the polishing head 10 shown in FIG.
  • the fluid pressing portion 12 and the fluid supply port 13 of the polishing head 10 are arranged obliquely with respect to the traveling direction of the polishing tape 3 (indicated by arrow E).
  • the polishing tape 3 can be brought into contact with the polishing points on the wafer W a plurality of times, so that the wafer W can be polished efficiently.
  • the angle of the fluid pressing portion 12 and the fluid supply port 13 of the present invention with respect to the advancing direction of the polishing tape 3 is not limited to the embodiment shown in FIG. good too.
  • the width of the polishing head 10 in the traveling direction of the polishing tape 3 can be reduced by making the fluid pressing portion 12 and the fluid supply port 13 perpendicular to the traveling direction of the polishing tape 3 .
  • the shapes of the fluid pressing portion 12 and the fluid supply port 13 of the present invention are not limited to the embodiment shown in FIG. You may
  • the operation of the polishing apparatus 100 described below is controlled by the operation control section 180 shown in FIG.
  • the operation control unit 180 controls the liquid supply valve 33 , gas supply valve 34 , flow control device 35 , flow control device 36 (or pressure control device), substrate holding unit 110 , polishing tape supply mechanism 141 , and polishing head moving mechanism 191 . electrically connected. liquid supply valve 33, gas supply valve 34, flow controller 35, flow controller 36 (or pressure controller), substrate holder 110, rinse liquid supply nozzle 127, protective liquid supply nozzle 128, polishing tape supply mechanism 141, and The operation of the polishing head moving mechanism 191 is controlled by the operation control section 180 .
  • the operation control unit 180 is composed of at least one computer.
  • the operation control unit 180 includes a storage device 180a and an arithmetic device 180b.
  • Arithmetic device 180b includes a CPU (Central Processing Unit) or GPU (Graphic Processing Unit) that performs calculations according to instructions included in a program stored in storage device 180a.
  • Storage device 180a includes primary storage (eg, random access memory) accessible by computing device 180b and secondary storage (eg, hard disk drive or solid state drive) for storing data and programs.
  • the wafer W to be polished is held by the rollers 111 of the substrate holding part 110 with the first surface 1 facing downward, and further rotated around the axis of the wafer W.
  • the substrate holding unit 110 rotates the plurality of rollers 111 around the respective axes while bringing the plurality of rollers 111 into contact with the peripheral edge of the wafer W with the first surface 1 of the wafer W facing downward.
  • the wafer W is rotated.
  • the rinse liquid is supplied to the first surface 1 of the wafer W from the rinse liquid supply nozzle 127
  • the protective liquid is supplied to the second surface 2 of the wafer W from the protective liquid supply nozzle 128 .
  • the rinsing liquid is supplied to clean the processing points on the first surface 1 of the wafer W and/or to prevent drying other than the processing points. spread throughout.
  • the polishing head moving mechanism 191 moves the polishing head 10 below the center O1 of the first surface 1 of the wafer W.
  • the operation control unit 180 drives the polishing tape supply mechanism 141 to advance the polishing tape 3 in its longitudinal direction at a predetermined speed while applying a predetermined tension.
  • the operation control section 180 opens the liquid supply valve 33 and the gas supply valve 34 to supply fluid to the polishing head 10 .
  • the polishing head 10 brings the polishing surface 3a of the polishing tape 3 into contact with the first surface 1 of the wafer W by fluid and starts polishing the first surface 1 of the wafer W in the presence of the rinse liquid.
  • the polishing head moving mechanism 191 moves the polishing head 10, the polishing tape supply mechanism 141, and the guide rollers 153a and 153b. , 153c and 153d are moved radially outward of the wafer W.
  • the operation control unit 180 can adjust the pressing force of the fluid against the polishing tape 3 by controlling the flow rate supplied to the polishing head 10 by the flow control device 35 and the flow control device (pressure control device) 36 .
  • the rinse liquid supply nozzle 127 and the protective liquid supply nozzle 128 keep supplying the wafer W with the rinse liquid and the protective liquid.
  • the operation control section 180 finishes polishing the wafer W. Specifically, the liquid supply valve 33 and the gas supply valve 34 are closed, the supply of the fluid to the polishing head 10 is stopped, and the polishing tape 3 is separated from the first surface 1 of the wafer W. After that, the operation control unit 180 stops the operations of the substrate holding unit 110, the rinse liquid supply nozzle 127, the protective liquid supply nozzle 128, and the polishing tape supply mechanism 141, and the polishing of the wafer W is finished.
  • the polishing head moving mechanism 191 may reciprocate the polishing head 10 between the outermost portion of the first surface 1 of the wafer W and the center O1.
  • the polishing head 10 presses the polishing tape 3 with the fluid without contacting the back surface of the polishing tape 3 , even if the wafer W is polished while the polishing tape 3 is being fed, the polishing tape 3 and the polishing tape 3 do not contact each other. No dynamic frictional force is generated with the head 10 . Therefore, by adjusting the pressure of the fluid supplied from the fluid pressing portion 12 of the polishing head 10 to make the pressing force uniform, the back surface of the polishing tape 3 can be uniformly pressed against the flat portion of the wafer W. Therefore, the planar portion of the wafer W can be uniformly polished.
  • a mixed fluid of liquid and gas is used as the fluid for pressing the polishing tape 3 .
  • This mixed fluid is jetted from the polishing head 10 onto the back surface of the polishing tape 3 as a two-fluid jet.
  • the mixed fluid can press the polishing tape 3 against the wafer W with a greater pressing force than the liquid alone.
  • the fluid supplied from the polishing head 10 to the back surface of the polishing tape 3 can cool frictional heat generated between the wafer W and the polishing tape 3 when the wafer W is polished.
  • the frictional heat generated at the polishing point of the wafer W lowers the polishing performance of the polishing tape 3 and reduces the polishing rate. Therefore, the polishing rate can be improved by cooling the frictional heat with the fluid.
  • the fluid supplied from the polishing head 10 to the back surface of the polishing tape 3 flows around to the polishing processing point of the wafer W, so that polishing dust can be removed from the first surface 1 of the wafer W.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing another embodiment of the polishing head 10.
  • FIG. FIG. 6 is a top view of the polishing head 10 shown in FIG. FIG. 5 shows the state where the polishing tape 3 is pressed against the first surface 1 of the wafer W by the fluid supplied from the polishing head 10 . Details of this embodiment that are not specifically described are the same as those of the embodiment described above with reference to FIGS.
  • the polishing head 10 has a fluid pressing portion 12 , a flow path 14 and a fluid mixing chamber 15 .
  • the fluid pressing portion 12 is composed of an area pad.
  • the fluid pressing portion 12 is provided on the upper portion of the polishing head 10, and has a rectangular shape when the polishing head 10 is viewed from above, as shown in FIG.
  • a pressing surface 16 which is the upper surface of the fluid pressing portion 12 , has a rectangular recess 17 formed in the center thereof, and a fluid supply port 18 is formed in the center of the recess 17 . Two or more fluid supply ports 18 may be formed.
  • the channel 14 communicates with the fluid supply port 18 and the fluid mixing chamber 15 .
  • the mixed fluid generated in the fluid mixing chamber 15 passes through the flow path 14 and is supplied from the fluid supply port 18 into the recess 17 to fill the recess 17 and then flows out to the outside of the fluid pressing portion 12 .
  • the fluid supply port 18 and the depression 17 are arranged facing the back surface of the polishing tape 3 .
  • the gap between the pressing surface 16 of the fluid pressing part 12 and the back surface of the polishing tape 3 is filled with the fluid, so that the polishing tape 3 is pressed against the first surface 1 of the wafer W by the entire pressing surface 16 including the recesses 17. can be done.
  • FIG. 7 is a top view showing another embodiment of the fluid pressing portion 12.
  • the fluid pressing portion 12 may have a parallelogram shape when the polishing head 10 is viewed from above.
  • a pressing surface 16 which is the upper surface of the fluid pressing portion 12 , has a parallelogram-shaped recess 17 formed in the center thereof, and a fluid supply port 18 is formed in the center of the recess 17 .
  • Two or more fluid supply ports 18 may be formed.
  • the channel 14 communicates with the fluid supply port 18 and the fluid mixing chamber 15 .
  • FIG. 8 is a plan view showing the arrangement of the polishing head 10 shown in FIG.
  • the fluid pressing portion 12 is arranged to form a parallelogram having two sides parallel to the traveling direction of the polishing tape 3 (indicated by arrow E).
  • the polishing tape 3 can be brought into contact with the polishing points on the wafer W a plurality of times, so that the wafer W can be polished efficiently.
  • the shape of the fluid pressing portion 12 of the present invention is not limited to the embodiment shown in FIG.
  • a liquid may be used instead of a mixed fluid of liquid and gas.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing another embodiment of the polishing apparatus. Details of this embodiment that are not specifically described are the same as those of the embodiment described above with reference to FIGS. In FIG. 9, illustration of the rinse liquid supply nozzle 127 is omitted.
  • the polishing apparatus 100 of this embodiment includes polishing head assemblies 11A and 11B, and polishing tape supply mechanisms 141A and 141B that supply the polishing tape 3 to the polishing head assemblies 11A and 11B, respectively.
  • the polishing head assembly 11A includes polishing heads 10A and 10B.
  • the polishing head assembly 11B includes polishing heads 10A and 10B.
  • the polishing head assembly 11A is supported by a supporting member 131A
  • the polishing head assembly 11B is supported by a supporting member 131B.
  • the polishing tape 3 supplied to the polishing head assembly 11A is supported by guide rollers 163a, 163b, 163c and 163d
  • the polishing tape 3 supplied to the polishing head assembly 11B is supported by guide rollers 173a, 173b and 173c. , 173d.
  • the configuration of the polishing tape supply mechanisms 141A and 141B, support members 131A and 131B, guide rollers 163a, 163b, 163c and 163d, and guide rollers 173a, 173b, 173c and 173d is similar to that of the polishing tape supply mechanism 141 described with reference to FIG. , support member 131 and guide rollers 153a, 153b, 153c and 153d.
  • the polishing apparatus 100 of this embodiment does not have the polishing head moving mechanism 191 . Therefore, the positions of the polishing head assemblies 11A and 11B are fixed during polishing.
  • the polishing head 10A corresponds to the polishing head 10 described with reference to FIGS. 2 to 4 in which the fluid pressing portion 12 is a slit nozzle.
  • FIG. 10 is a top view showing a polishing head 10B having two slit nozzles as the fluid pressing portions 12A and 12B.
  • the details of the fluid pressing portions 12A and 12B of this embodiment, which are not specifically described, are the same as those of the fluid pressing portion 12 described with reference to FIGS.
  • the polishing head 10B has two fluid pressing portions 12A and 12B, each having fluid supply ports 13A and 13B.
  • the two fluid pressing parts 12A and 12B are provided above the polishing head 10B and are arranged symmetrically with respect to the center line L1 of the polishing head 10B extending in the traveling direction of the polishing tape 3 (not shown in FIG. 10). ing. In one embodiment, the two fluid pressing parts 12A and 12B do not need to be arranged symmetrically with respect to the center line L1 as long as they are inclined with respect to the traveling direction of the polishing tape 3 .
  • FIG. 11 is a plan view showing the arrangement of the polishing heads 10A and 10B shown in FIG.
  • the plurality of polishing heads 10A and 10B are arranged at different distances from the axis CP of the substrate holder 110 (the center O1 of the first surface 1 of the wafer W).
  • a distance d1 from the axis CP of the substrate holding part 110 to the outermost end of the fluid pressing part is longer than the radius d2 of the wafer W.
  • the polishing tape supply mechanism 141A feeds the polishing tape 3 in the direction indicated by arrow F in FIGS. 9 and 11, and the polishing tape supply mechanism 141B feeds the polishing tape 3 in the direction indicated by arrow G in FIGS. send to That is, each polishing tape 3 is fed from the center of the wafer W toward the outer periphery. As a result, polishing debris generated by polishing the wafer W can be efficiently discharged from the center of the wafer W to the outside of the wafer W. As shown in FIG.
  • the plurality of polishing heads 10A and 10B are configured to be operable independently of each other.
  • the polishing heads 10A and 10B of the polishing head assembly 11A are arranged with a gap along the traveling direction F of the polishing tape 3 (longitudinal direction of the polishing tape 3).
  • 10B are arranged with a gap along the traveling direction G of the polishing tape 3 (longitudinal direction of the polishing tape 3).
  • Each of the plurality of fluid pressing portions 12, 12A, 12B of this embodiment extends diagonally with respect to the traveling directions F, G of the polishing tape 3. As shown in FIG.
  • the plurality of fluid pressing portions 12, 12A, 12B are continuously arranged along the direction perpendicular to the advancing directions F, G of the polishing tape 3. there is Furthermore, when viewed from the traveling direction F or the traveling direction G of the polishing tape 3, the plurality of fluid pressing portions 12, 12A, 12B are continuously arranged without gaps.
  • the plurality of fluid pressing parts 12, 12A, 12B are not aligned on a straight line, they are positioned at different distances from the axis CP of the substrate holding part 110. Therefore, when the wafer W is rotating, the wafer W Each region of the first surface 1 of passes through one of the plurality of fluid pressing portions 12, 12A, 12B. Therefore, the polishing tape 3 can be pressed against the entire first surface 1 of the wafer W by the fluid supplied from the plurality of fluid pressing portions 12, 12A, and 12B.
  • angles of the fluid pressing portions 12, 12A, 12B and the fluid supply ports 13, 13A, 13B with respect to the advancing direction of the polishing tape 3 are not limited to those of the embodiment shown in FIG. May be arranged vertically. By arranging the fluid pressing portions 12, 12A, 12B and the fluid supply ports 13, 13A, 13B perpendicular to the advancing direction of the polishing tape 3, the width of the polishing head 10 in the advancing direction of the polishing tape 3 can be reduced. can.
  • FIG. 12 is a top view of the polishing head 10 in which the fluid pressing parts 12A and 12B are two area pads.
  • the fluid pressing portions 12A and 12B of the present embodiment which are not specifically described, are the same as the fluid pressing portion 12 described with reference to FIGS. 7 and 8, so redundant description thereof will be omitted.
  • the polishing head 10B has two fluid pressing portions 12A and 12B having a rectangular shape when the polishing head 10B is viewed from above.
  • a pressing surface 16A which is the upper surface of the fluid pressing portion 12A, is formed with a rectangular recess 17A in the center thereof, and a fluid supply port 18A is formed in the center of the recess 17A.
  • the fluid pressing portion 12B has a depression 17B formed in a pressing surface 16B, which is the upper surface of the fluid pressing portion 12B, and a fluid supply port 18B formed in the depression 17B.
  • the two fluid pressing parts 12A and 12B are provided on the upper part of the polishing head 10B, and the fluid pressing part 12A and the fluid pressing part 12B extend in the traveling direction of the polishing tape 3 (not shown in FIG. 12). They are arranged symmetrically with respect to the center line L1 of the head 10B. In one embodiment, the two fluid pressing parts 12A and 12B do not need to be arranged symmetrically with respect to the center line L1 as long as they are inclined with respect to the traveling direction of the polishing tape 3 .
  • the polishing head 10A includes the fluid pressing portion 12 described with reference to FIGS. 7 and 8 instead of the polishing head 10 having the fluid pressing portion 12 described with reference to FIGS. You may apply the polishing head 10 which has.
  • the polishing head 10B employs the polishing head 10B having the two fluid pressing portions 12A and 12B described with reference to FIG. 12 instead of the two fluid pressing portions 12A and 12B described with reference to FIGS. good too.
  • the polishing heads 10A and 10B press the polishing tape 3 with the fluid without contacting the back surface of the polishing tape 3, even if the wafer W is polished while the polishing tape 3 is being fed, the polishing tape 3 does not contact the back surface of the polishing tape 3. and the polishing heads 10A and 10B. Therefore, by adjusting the pressure of the fluid supplied from the fluid pressing portion 12 of the polishing heads 10A and 10B to make the pressing force uniform, the back surface of the polishing tape 3 can be uniformly pressed against the flat portion of the wafer W. As a result, the planar portion of the wafer W can be uniformly polished.
  • the fluid supplied from the polishing heads 10A and 10B to the back surface of the polishing tape 3 can cool frictional heat generated between the wafer W and the polishing tape 3 when the wafer W is polished.
  • the frictional heat generated at the polishing point of the wafer W lowers the polishing performance of the polishing tape 3 and reduces the polishing rate. Therefore, the polishing rate can be improved by cooling the frictional heat with the fluid.
  • the fluid supplied from the polishing heads 10A and 10B to the back surface of the polishing tape 3 flows around to the polishing processing point of the wafer W, so that polishing dust can be removed from the first surface 1 of the wafer W.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing still another embodiment of the polishing apparatus.
  • a polishing apparatus 200 shown in FIG. 13 is preferably used as a polishing apparatus for polishing the peripheral edge of a substrate (for example, a wafer).
  • the peripheral edge portion of the substrate is defined as a region including a bevel portion located on the outermost periphery of the substrate and an edge portion which is a planar portion located radially inside the bevel portion.
  • the edge portions are more specifically the top edge portion and the bottom edge portion.
  • FIG. 14A and 14B are enlarged cross-sectional views showing the peripheral portion of the substrate.
  • FIG. 14A is a cross-sectional view of a so-called straight substrate
  • FIG. 14B is a cross-sectional view of a so-called round substrate.
  • the bevel portion is the outermost peripheral surface of the substrate W composed of an upper inclined portion (upper bevel portion) P, a lower inclined portion (lower bevel portion) Q, and side portions (apex) R. (indicated by symbol B).
  • the bevel portion is a portion (indicated by symbol B) having a curved cross section, which constitutes the outermost peripheral surface of the substrate W. As shown in FIG.
  • the top edge portion is an annular planar portion E1 located radially inside the bevel portion B, and is a region located within the device plane of the substrate W. As shown in FIG.
  • the bottom edge portion is an annular flat portion E2 located on the opposite side of the top edge portion and radially inside the bevel portion B. As shown in FIG.
  • the top edge E1 may also include regions where devices are formed.
  • the polishing apparatus 200 includes a substrate holding unit 210 that holds and rotates a wafer W, which is an example of a substrate, and a polishing head that polishes the peripheral edge of the wafer W held by the substrate holding unit 210. 10, a lower supply nozzle 222 that supplies liquid to the lower surface of the wafer W, and an upper supply nozzle 230 that supplies liquid to the upper surface of the wafer W.
  • An example of the liquid supplied to the wafer W is pure water.
  • liquid is supplied to the lower surface of the wafer from the lower supply nozzle 222 and liquid is supplied to the upper surface of the wafer W from the upper supply nozzle 230 .
  • the substrate holding unit 210 includes a holding stage 204 that holds the wafer W by vacuum suction, a shaft 205 that is connected to the center of the holding stage 204, and a holding stage driving mechanism 207 that rotates and moves the holding stage 204 up and down. I have.
  • the holding stage driving mechanism 207 is configured to be able to rotate the holding stage 204 about its axis Cr and move it vertically along the axis Cr.
  • the polishing head 10 , the holding stage 204 , the lower supply nozzle 222 and the upper supply nozzle 230 are arranged inside the partition wall 260 .
  • the inside of the partition wall 260 constitutes a polishing chamber in which the wafer W is polished.
  • Partition 260 is located on base plate 265 .
  • Shaft 205 extends through base plate 265 .
  • the holding stage driving mechanism 207 includes a motor 214 as a stage rotating device for rotating the holding stage 204 and an air cylinder 217 for moving the holding stage 204 up and down.
  • Motor 214 is fixed to the bottom surface of base plate 265 .
  • the holding stage 204 is driven by a shaft 205, a pulley 211a connected to the shaft 205, a pulley 211b attached to the rotating shaft of the motor 214, and a belt 212 hung between these pulleys 211a and 211b. rotated.
  • a rotating shaft of the motor 214 extends parallel to the shaft 205 . With such a configuration, the wafer W held on the upper surface of the holding stage 204 is rotated by the motor 214 .
  • the shaft 205 is connected to an air cylinder 217 via a rotary joint 216 attached to the lower end of the shaft 205, and the air cylinder 217 allows the shaft 205 and the holding stage 204 to move up and down.
  • the wafer W is placed on the upper surface of the holding stage 204 by a transfer mechanism (not shown) so that the center O1 of the wafer W is on the axis Cr of the holding stage 204.
  • the wafer W is held on the upper surface of the holding stage 204 with the device surface facing upward.
  • the substrate holding unit 210 rotates the wafer W around the axis Cr of the holding stage 204 (that is, the axis of the wafer W), and rotates the wafer W along the axis Cr of the holding stage 204. can be raised and lowered.
  • the polishing head 10 is configured to press the polishing tape 3 against the edge of the wafer W with a fluid.
  • the polishing head 10 is connected to a fluid supply line 30 and supplied with fluid from a fluid supply source (not shown). Details of the polishing head 10 will be described later.
  • the polishing apparatus 200 further includes a polishing tape supply mechanism 242 that supplies the polishing tape 3 to the polishing head 10 and recovers it from the polishing head 10 .
  • the polishing tape supply mechanism 242 is arranged outside the partition wall 260 .
  • the polishing tape supply mechanism 242 includes a tape take-up reel 243 for supplying the polishing tape 3 to the polishing head 10 and a tape take-up reel 244 for collecting the polishing tape 3 used for polishing the wafer W. By rotating the tape take-up reel 244 in the direction indicated by the arrow, the polishing tape 3 is fed from the tape take-up reel 243 through the fluid pressing portion 12 of the polishing head 10 in the direction indicated by the arrow on the tape take-up reel 244 . be done.
  • a tension motor (not shown) is connected to each of the tape unwinding reel 243 and the tape take-up reel 244 .
  • a tension motor connected to the tape unwinding reel 243 can apply a predetermined torque to the tape unwinding reel 243 to apply tension to the polishing tape 3 .
  • a tension motor connected to the tape take-up reel 244 is controlled to feed the polishing tape 3 at a constant speed. The speed of feeding the polishing tape 3 can be changed by changing the rotational speed of the tape take-up reel 244 .
  • the direction in which the polishing tape 3 is fed may be the opposite direction to the direction indicated by the arrow in FIG.
  • a tape feeding device may be provided separately from the tape take-up reel 244 . In this case, the tension motor connected to the tape take-up reel 244 can apply tension to the polishing tape 3 by applying a predetermined torque to the tape take-up reel 244 .
  • the polishing tape 3 is supplied to the polishing head 10 so that the polishing surface of the polishing tape 3 faces the peripheral edge of the wafer W.
  • the polishing tape 3 is supplied from the tape unwinding reel 243 to the polishing head 10 through the opening 260a provided in the partition wall 260, and the used polishing tape 3 is recovered to the tape take-up reel 244 through the opening 260a.
  • the polishing tape supply mechanism 242 further includes a plurality of guide rollers 245 , 246 , 247 and 248 for supporting the polishing tape 3 . The advancing direction of the polishing tape 3 is guided by guide rollers 245 , 246 , 247 and 248 .
  • FIG. 15 is a schematic diagram showing the polishing head 10 of the polishing apparatus 200 shown in FIG. 16 is a top view of the polishing head 10 shown in FIG. 15.
  • FIG. The polishing head 10 has two fluid pressing portions 12A and 12B for pressing the polishing surface 3a of the polishing tape 3 against the edge portion of the wafer W with a fluid.
  • the details of the fluid pressing portions 12A and 12B of this embodiment, which are not specifically described, are the same as those of the fluid pressing portion 12 of the embodiment described with reference to FIGS.
  • illustration of the liquid supply valve 33, the gas supply valve 34, the flow controller 35, the flow controller (pressure controller) 36, the flow meter 37, and the flow meter (pressure gauge) 38 is omitted.
  • the polishing head 10 has a plurality of guides that guide the polishing tape 3 from a tape take-up reel 243 (see FIG. 13) to a tape take-up reel 244 (see FIG. 13) via the fluid pressing portions 12A and 12B of the polishing head 10. It has rollers 253, 254, 255, 256, 257, 258, and 259, and these guide rollers guide the polishing tape 3 so that the polishing tape 3 advances in a direction orthogonal to the tangential direction of the wafer W.
  • the polishing head 10 has fluid pressing portions 12A and 12B, which are two slit nozzles, a flow path 14, and a fluid mixing chamber 15.
  • the fluid pressing portion 12A and the fluid pressing portion 12B are arranged in parallel and arranged symmetrically with respect to the center line Ct.
  • Slit-shaped fluid supply ports 13A and 13B are formed in the two fluid pressing portions 12A and 12B, respectively.
  • the two fluid pressing parts 12A, 12B and the fluid supply ports 13A, 13B are curved inward toward the center line Ct. More specifically, the fluid pressing portions 12A and 12B and the fluid supply ports 13A and 13B are arc-shaped having substantially the same curvature as the outer peripheral shape of the wafer W (not shown in FIG. 16) which is the object to be polished. have.
  • the flow path 14 communicates with the fluid supply ports 13A and 13B and the fluid mixing chamber 15, and the mixed fluid mixed in the fluid mixing chamber 15 passes through the flow path 14 and flows from the fluid supply ports 13A and 13B to the polishing tape 3. supplied towards the back of the
  • the fluid supply ports 13A and 13B are arranged to face the back surface of the polishing tape 3, and the polishing tape 3 can be pressed against the edge portion of the wafer W by the fluid supplied from the fluid supply ports 13A and 13B.
  • liquid and gas are mixed in the fluid mixing chamber 15 provided in the polishing head 10 to form a mixed fluid.
  • the mixed fluid may be directly supplied to the fluid pressing portions 12A and 12B by communicating with the flow path 14 without passing through 15.
  • FIG. either the liquid supply line 31 or the gas supply line 32 communicates with the flow path 14 without passing through the fluid mixing chamber 15, and either the liquid or the gas is applied to the fluid pressing portions 12A and 12B. Only one or the other may be supplied.
  • the polishing head 10 may further have a pressing pad (bevel pad) 270 arranged between the fluid pressing portion 12A and the fluid pressing portion 12B.
  • the pressing pad 270 is made of an elastic independent foam material such as silicone rubber.
  • the pressing pad 270 presses the polishing tape 3 from its back side against the bevel portion of the wafer W, and the polishing head 10 moves toward the wafer W. Grind the bevel.
  • a sheet whose surface is covered with fluororesin may be attached to the front surface (pressing surface) of the pressing pad 270 .
  • the pressing pad 270 is detachable with a bolt or the like.
  • the polishing apparatus 200 further includes a tilt mechanism (not shown).
  • the polishing apparatus 200 can polish the peripheral edge of the wafer W while changing the tilt angle of the polishing head 10 by the tilt mechanism.
  • 17 is a diagram showing the polishing head 10 tilted upward by a tilt mechanism (not shown)
  • FIG. 18 is a diagram showing the polishing head 10 tilted downward by the tilt mechanism.
  • the fluid pressing part 12A is positioned above the peripheral edge of the wafer W when the polishing head 10 is tilted upward, and faces the top edge.
  • the fluid pressing part 12B is positioned below the peripheral edge of the wafer W when the polishing head 10 is tilted downward, and faces the bottom edge.
  • polishing the top edge portion the polishing surface 3a of the polishing tape 3 is pressed against the top edge portion of the wafer W by the fluid pressing portion 12A while the polishing head 10 is tilted upward.
  • the polishing surface 3a of the polishing tape 3 is pressed against the bottom edge portion of the wafer W by the fluid pressing portion 12B with the polishing head 10 tilted downward.
  • the polishing head 10 may include only one of the fluid pressing portion 12A or the fluid pressing portion 12B.
  • the polishing head 10 when polishing only the top edge portion, the polishing head 10 includes only the fluid pressing portion 12A, and when polishing only the bottom edge portion, the polishing head 10 includes only the fluid pressing portion 12B.
  • the polishing apparatus 200 includes an operation control section 280 that controls the operation of each component of the polishing apparatus 200.
  • Polishing head 10 , liquid supply valve 33 , gas supply valve 34 , flow controller 35 , flow controller (pressure controller) 36 , substrate holder 210 , lower supply nozzle 222 , upper supply nozzle 230 , polishing tape supply mechanism 242 , and the tilt mechanism are electrically connected to the operation control section 280 .
  • Polishing head 10 , liquid supply valve 33 , gas supply valve 34 , flow controller 35 , flow controller (pressure controller) 36 , substrate holder 210 , lower supply nozzle 222 , upper supply nozzle 230 , polishing tape supply mechanism 242 , and the operation of the tilt mechanism are controlled by the operation control unit 280 .
  • the operation control unit 280 operates the polishing tape supply mechanism 242 to advance the polishing tape 3 in its longitudinal direction at a predetermined speed while applying a predetermined tension to the polishing tape 3 .
  • the operation control unit 280 is composed of at least one computer.
  • the operation control unit 280 includes a storage device 280a and an arithmetic device 280b.
  • Arithmetic device 280b includes a CPU (Central Processing Unit) or GPU (Graphic Processing Unit) that performs calculations according to instructions included in programs stored in storage device 280a.
  • Storage device 280a includes primary storage (eg, random access memory) accessible by computing device 280b and secondary storage (eg, hard disk drive or solid state drive) for storing data and programs.
  • FIG. 19 is a schematic diagram showing how the top edge portion of the wafer W is being polished. While pressing the polishing tape 3 against the wafer W with a fluid, the polishing head 10 is moved in the direction indicated by the arrow in FIG. move at speed. Operation of the moving mechanism is controlled by the operation control section 280 .
  • the fluid pressing portions 12A and 12B of the polishing head 10 are curved along the peripheral portion of the wafer W, the polishing tape 3 is in contact with the wafer W over the entire top edge portion. become uniform. Therefore, the entire top edge portion can be uniformly polished.
  • the two fluid pressing portions 12A, 12B and the fluid supply ports 13A, 13B are curved inward toward the center line Ct (see FIG. 16).
  • the fluid pressing portion 12A and the fluid pressing portion 12B are arranged symmetrically with respect to the center line Ct (see FIG. 16), as shown in FIG. is tilted downward, the fluid pressing portion 12B extends along the bottom edge portion of the wafer W. As shown in FIG. Therefore, similarly to the top edge portion, the fluid pressing portion 12B can grind the bottom edge portion accurately and uniformly.
  • FIG. 20 is a diagram showing how the polishing head 10 polishes the bevel portion of the wafer W.
  • the tilting mechanism continuously changes the tilt angle of the polishing head 10
  • the pressing mechanism pushes the polishing tape 3 to the peripheral edge of the wafer W. (e.g. bevel).
  • the fluid pressing parts 12A and 12B of the polishing head 10 may be provided with the area pads described with reference to FIGS. 5 to 8 instead of the slit nozzles.
  • the polishing head 10 polishes either one of the top edge portion and the bottom edge portion, the polishing head 10 polishes only one of the two fluid pressing portions 12A, 12B.
  • the polishing apparatus 200 may include a plurality of polishing heads 10 arranged in the circumferential direction of the holding stage 204 .
  • the present invention can be used for a polishing apparatus and a polishing method for polishing a flat portion of a substrate such as a wafer.

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Abstract

本発明は、ウェーハなどの基板の平面部を研磨するための研磨装置および研磨方法に関する。研磨装置（１００）は、基板（Ｗ）を保持し、基板Ｗを回転させる基板保持部と、研磨テープ（３）をその長手方向に送る研磨テープ供給機構（１４１）と、基板（Ｗ）の平面部に近接して配置された少なくとも１つの研磨ヘッド（１０）を備え、研磨ヘッド（１０）は、流体によって研磨テープ（３）を基板の平面部に押し付ける流体押圧部（１２）を有し、流体押圧部（１２）は、研磨テープ（３）の裏面に対向して配置された流体供給口（１３）を有する。

Description

研磨装置および研磨方法
　本発明は、ウェーハなどの基板の平面部を研磨するための研磨装置および研磨方法に関する。
　近年、メモリー回路、ロジック回路、イメージセンサ（例えばＣＭＯＳセンサー）などのデバイスは、より高集積化されつつある。これらのデバイスをウェーハなどの基板に形成する工程においては、微粒子や塵埃、不要な膜などの異物が基板に付着することがある。基板に付着した異物は、デバイスの成形不良や破損といった不具合を引き起こしてしまう。したがって、デバイスの信頼性を向上させるために、基板上の異物を除去することが必要とされる。
　ウェーハなどの基板上の異物を除去するために、研磨具を用いて基板を研磨する研磨装置がある。このような研磨装置として、研磨具を基板に摺接させることで基板を研磨する研磨装置がある。研磨装置は、研磨ヘッドにより研磨具を基板に押し付けることで基板を研磨する。
特開２０１９－７７００３号公報 特開２０１９－１０７７５２号公報 特開平５－１５１５６５号公報 特開平７－１０８４４９号公報 特開平７－１２４８５３号公報
　研磨装置の一例として、基板を回転させながら、かつ研磨テープなどの研磨具を一方向に送りながら研磨ヘッドにより研磨具を基板に押し付けることで基板を研磨する研磨装置がある。図２１は、従来の研磨ヘッドの問題点を説明する図である。研磨ヘッド３１０は、研磨ブレード３４０によって研磨テープ３０３をウェーハＷに押し付けてウェーハＷを研磨する。このとき、研磨テープ３０３は矢印で示す方向に送られており、研磨ブレード３４０と研磨テープ３０３との間に動摩擦力が生じる。この動摩擦力によって、研磨テープ３０３にかかるテンションは、研磨テープ３０３の送り方向において下流側Ｔ１のテンションの方が上流側Ｔ２のテンションよりも大きくなる。研磨ヘッド３１０は、図示しないユニバーサルジョイントを有しており、研磨テープ３０３のテンションによって研磨ブレード３４０が傾く。したがって、研磨テープ３０３の送り方向において下流側の押圧点Ｐ１では、上流側の押圧点Ｐ２よりも、研磨テープ３０３に対する押圧力が小さくなり、ウェーハＷを均一に研磨することができない。
　上記問題点の対策として、研磨ブレード３４０の材質を変更して摩擦係数を低減させることはできるが、動摩擦力をゼロにすることはできない。また、研磨ヘッド３１０にユニバーサルジョイントを適用せず、研磨ブレード３４０の傾きを調整して押圧点Ｐ１と押圧点Ｐ２の押圧力を均等にする方法もあるが、研磨テープ３０３にかかるテンションの変化に伴って研磨ヘッド３１０の傾きを調整するのは困難である。
　そこで、本発明は、研磨ヘッドと研磨テープとの間に生じる動摩擦力によって研磨ヘッドの押圧力が影響されることなく、基板の平面部を均一に研磨することができる研磨装置および研磨方法を提供することを目的とする。
　一態様では、基板の平面部を研磨するための研磨装置であって、基板を保持し、前記基板を回転させる基板保持部と、研磨テープをその長手方向に送る研磨テープ供給機構と、前記基板の平面部に近接して配置された少なくとも１つの研磨ヘッドを備え、前記研磨ヘッドは、流体によって前記研磨テープを前記基板の平面部に押し付ける流体押圧部を有し、前記流体押圧部は、前記研磨テープの裏面に対向して配置された流体供給口を有する、研磨装置が提供される。
　一態様では、前記流体押圧部は、スリット状の前記流体供給口を有するスリットノズルである。
　一態様では、前記流体押圧部は、中央に窪みが形成された押圧面と、前記窪みに前記流体供給口を有するエリアパッドである。
　一態様では、前記流体は、気体と液体の混合流体である。
　一態様では、前記混合流体中の前記気体の割合は、前記液体の割合よりも大きい。
　一態様では、前記基板の平面部は、前記基板の周縁部に位置するエッジ部であり、前記流体押圧部は、前記基板の外周形状と実質的に同一の曲率を有する円弧形状を有している。
　一態様では、基板の平面部を研磨するための研磨方法であって、基板保持部により基板を保持し、前記基板を回転させ、研磨テープ供給機構で研磨テープをその長手方向に送りながら、研磨ヘッドの流体押圧部に設けられた流体供給口から前記研磨テープの裏面に向けて流体を供給することにより、前記流体によって前記研磨テープを前記基板の平面部に押し付けて研磨する、研磨方法が提供される。
　一態様では、前記流体押圧部は、スリット状の前記流体供給口を有するスリットノズルである。
　一態様では、前記流体押圧部は、中央に窪みが形成された押圧面と、前記窪みに前記流体供給口を有するエリアパッドである。
　一態様では、前記流体は、気体と液体の混合流体である。
　一態様では、前記混合流体中の前記気体の割合は、前記液体の割合よりも大きい。
　一態様では、前記基板の平面部は、前記基板の周縁部に位置するエッジ部であり、前記流体押圧部は、前記基板の外周形状と実質的に同一の曲率を有する円弧形状を有している。
　本発明によれば、流体によって研磨ヘッドを研磨テープに押し付けることにより、研磨ヘッドと研磨テープの間に動摩擦力が生じることなく、基板の平面部を均一に研磨することができる。
　また、本発明によれば、研磨時に基板と研磨テープとの間に生じる摩擦熱を流体によって冷却することができ、研磨レートを向上させることができる。
　さらに、流体が基板の研磨加工点まで回り込むことにより、研磨屑を基板表面から除去することができる。
研磨装置の一実施形態を示す模式図である。 研磨ヘッドの一実施形態を示す模式図である。 図２に示す研磨ヘッドの上面図である。 図２に示す研磨ヘッドの配置を示す平面図である。 研磨ヘッドの他の実施形態を示す模式図である。 図５に示す研磨ヘッドの上面図である。 流体押圧部の他の実施形態を示す上面図である。 図７に示す研磨ヘッドの配置を示す平面図である。 研磨装置の他の実施形態を示す模式図である。 流体押圧部が２つのスリットノズルである研磨ヘッドを示す上面図である。 図９に示す研磨ヘッドの配置を示す平面図である。 流体押圧部が２つのエリアパッドである研磨ヘッドを示す上面図である。 研磨装置のさらに他の実施形態を示す模式図である。 図１４Ａは、基板の周縁部を示す拡大断面図である。 図１４Ｂは、基板の周縁部を示す拡大断面図である。 図１３に示す研磨装置の研磨ヘッドを示す模式図である。 図１５に示す研磨ヘッドの上面図である。 チルト機構によって上方に傾けられた研磨ヘッドを示す図である。 チルト機構によって下方に傾けられた研磨ヘッドを示す図である。 ウェーハのトップエッジ部を研磨しているときの様子を示す模式図である。 研磨ヘッドがウェーハのベベル部を研磨している様子を示す図である。 従来の研磨ヘッドの問題点を説明する図である。
　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、研磨装置の一実施形態を示す模式図である。図１に示す研磨装置１００は、基板の一例であるウェーハＷを保持し、その軸心を中心として回転させる基板保持部１１０と、研磨具としての研磨テープ３をこの基板保持部１１０に保持されたウェーハＷの第１の面１に流体で押し付けてウェーハＷの第１の面１を研磨する研磨ヘッド１０と、研磨テープ３を研磨ヘッド１０に供給する研磨テープ供給機構１４１を備えている。
　基板保持部１１０は、ウェーハＷの周縁部に接触可能な複数のローラー１１１と、複数のローラー１１１をそれぞれの軸心を中心に回転させるローラー回転機構（図示せず）を備えている。研磨ヘッド１０は、基板保持部１１０に保持されているウェーハＷの下側に配置されている。図１では、基板保持部１１０の一部の図示は省略されている。本実施形態の基板保持部１１０は、４つのローラー１１１を備えている（うち２つは図示せず）。
　本実施形態では、ウェーハＷの第１の面１は、デバイスが形成されていない、またはデバイスが形成される予定がないウェーハＷの裏面、すなわち非デバイス面である。第１の面１とは反対側のウェーハＷの第２の面２は、デバイスが形成されている、またはデバイスが形成される予定である面、すなわちデバイス面である。本実施形態では、ウェーハＷは、その第１の面１が下向きの状態で、基板保持部１１０に水平に保持される。
　ローラー回転機構は、４つのローラー１１１を同じ方向に同じ速度で回転させるように構成されている。ウェーハＷの第１の面１の研磨中、ウェーハＷの周縁部は、ローラー１１１によって把持される。ウェーハＷは水平に保持され、ローラー１１１の回転によってウェーハＷはその軸心を中心に回転される。ウェーハＷの第１の面１の研磨中、４つのローラー１１１はそれぞれの軸心を中心に回転するが、ローラー１１１自体の位置は静止している。
　図１に示すように、基板保持部１１０に保持されたウェーハＷの下方には、ウェーハＷの第１の面１にリンス液（例えば純水、またはアルカリ性の薬液）を供給するリンス液供給ノズル１２７が配置されている。このリンス液供給ノズル１２７は、図示しないリンス液供給源に接続されている。リンス液供給ノズル１２７は、ウェーハＷの第１の面１の加工点を向いて配置されている。図１では、リンス液供給ノズル１２７は１つ配置されているが、一実施形態では、ウェーハＷの第１の面１の加工点および／または加工点以外のエリアを向いて複数のリンス液供給ノズル１２７が配置されてもよい。リンス液供給ノズル１２７からウェーハＷの第１の面１の加工点に供給されたリンス液は、研磨屑をウェーハＷの第１の面１から除去することができる。このとき、リンス液は、ウェーハＷが回転する方向において、研磨ヘッド１０の上流側に供給するとよい。また、加工点以外に供給されたリンス液は、ウェーハＷの乾燥を防止することができる。
　基板保持部１１０に保持されたウェーハＷの上方には、ウェーハＷの第２の面２に保護液（例えば純水）を供給する保護液供給ノズル１２８が配置されている。保護液供給ノズル１２８は、図示しない保護液供給源に接続されている。保護液供給ノズル１２８はウェーハＷの第２の面２の中心を向いて配置されている。保護液は、保護液供給ノズル１２８からウェーハＷの第２の面２の中心に供給され、遠心力により保護液はウェーハＷの第２の面２上を広がる。保護液は、ウェーハＷの研磨で生じた研磨屑や異物を含むリンス液がウェーハＷの第２の面２に回り込んでウェーハＷの第２の面に付着することを防止する。その結果、ウェーハＷの第２の面２を清浄に保つことができる。
　研磨ヘッド１０は、支持部材１３１に支持されており、支持部材１３１は可動プレート１２０に固定されている。したがって、研磨ヘッド１０の全体は可動プレート１２０と一体に移動可能となっている。支持部材１３１は図示しない通孔を有しており、研磨テープ３はこの通孔を通って延びている。
　研磨ヘッド１０は、流体によって研磨テープ３をウェーハＷの第１の面１に押し付けるように構成されている。研磨ヘッド１０は、流体供給ライン３０に接続されており、図示しない流体供給源から流体が供給される。研磨ヘッド１０の詳細については、後述する。
　研磨テープ供給機構１４１は、研磨テープ３を供給するテープ巻き出しリール１４３と、研磨テープ３を回収するテープ巻き取りリール１４４を備えている。テープ巻き出しリール１４３およびテープ巻き取りリール１４４は、それぞれテンションモータ１４３ａ，１４４ａに連結されている。テンションモータ１４３ａ，１４４ａは、リールベース１４２に固定されている。リールベース１４２は、可動プレート１２０に固定されており、研磨テープ供給機構１４１の全体は可動プレート１２０と一体に移動可能となっている。
　テープ巻き取りリール１４４を矢印で示す方向に回転させることにより、研磨テープ３はテープ巻き出しリール１４３から研磨ヘッド１０を経由してテープ巻き取りリール１４４の矢印で示す方向に送られる。研磨テープ３は、研磨テープ３の研磨面３ａがウェーハＷの第１の面１を向くように研磨ヘッド１０の上方に供給される。テンションモータ１４３ａは、所定のトルクをテープ巻き出しリール１４３に与えることにより、研磨テープ３にテンションをかけることができる。テンションモータ１４４ａは、研磨テープ３を一定速度で送るように制御される。研磨テープ３を送る速度は、テープ巻き取りリール１４４の回転速度を変化させることによって変更できる。一実施形態では、研磨テープ３を送る方向は、図１の矢印で示す方向の逆方向としてもよい（テープ巻き出しリール１４３とテープ巻き取りリール１４４の配置を入れ替えてもよい）。テープ巻き取りリール１４４とは別に、テープ送り装置を設けてもよい。この場合、テープ巻き取りリール１４４に連結されているテンションモータ１４４ａは、所定のトルクをテープ巻き取りリール１４４に与えることにより、研磨テープ３にテンションをかけることができる。
　研磨装置１００は、研磨テープ３を支持する複数のガイドローラー１５３ａ，１５３ｂ，１５３ｃ，１５３ｄをさらに備えている。研磨テープ３は、これらガイドローラー１５３ａ，１５３ｂ，１５３ｃ，１５３ｄにより研磨ヘッド１０を囲むように案内される。研磨ヘッド１０は、流体によって研磨テープ３をその裏側からウェーハＷの第１の面１に押し付けることでウェーハＷの第１の面１を研磨する。研磨ヘッド１０の上部に配置されたガイドローラー１５３ｂ，１５３ｃは、ウェーハＷの第１の面１と平行な方向に研磨テープ３が進行するように研磨テープ３をガイドする。ガイドローラー１５３ａ，１５３ｂ，１５３ｃ，１５３ｄは、図示しない保持部材に固定されており、この保持部材は可動プレート１２０に固定されている。
　研磨テープ３をウェーハＷの第１の面１の中心Ｏ１から最外部まで接触させるために、本実施形態の研磨装置１００は、研磨ヘッド１０を基板保持部１１０に対して相対的に平行移動させる研磨ヘッド移動機構１９１を備えている。研磨ヘッド移動機構１９１は、研磨ヘッド１０をウェーハＷの第１の面１の中心Ｏ１と第１の面１の最外部との間で移動させるように構成されている。
　可動プレート１２０の下面には複数の直動ガイド１９５が固定されており、可動プレート１２０は複数の直動ガイド１９５に支持されている。複数の直動ガイド１９５は設置面１９７に配置されている。可動プレート１２０は研磨ヘッド移動機構１９１によって移動され、直動ガイド１９５は、可動プレート１２０の動きをウェーハＷの半径方向への直線運動に制限する。
　研磨ヘッド移動機構１９１は、ボールねじ機構１９３と、ボールねじ機構１９３を駆動するモータ１９４を備えている。モータ１９４としてサーボモータを使用することができる。可動プレート１２０は、ボールねじ機構１９３のねじ軸１９３ａに連結されている。研磨ヘッド移動機構１９１を作動させると、研磨ヘッド１０、研磨テープ供給機構１４１、およびガイドローラー１５３ａ，１５３ｂ，１５３ｃ，１５３ｄは、基板保持部１１０に対して相対的にウェーハＷの半径方向に移動する。
　ウェーハＷの研磨中、研磨ヘッド移動機構１９１は研磨ヘッド１０をウェーハＷの第１の面１の中心Ｏ１と第１の面１の最外部との間で移動させる。研磨装置１００は、研磨装置１００の各構成要素の動作を制御する動作制御部１８０をさらに備えている。研磨ヘッド移動機構１９１は、動作制御部１８０に電気的に接続されており、研磨ヘッド移動機構１９１の動作は、動作制御部１８０によって制御される。研磨ヘッド移動機構１９１が動作すると、研磨ヘッド１０、研磨テープ供給機構１４１、およびガイドローラー１５３ａ，１５３ｂ，１５３ｃ，１５３ｄは、一体に移動する。
　ウェーハＷの第１の面１の研磨中、ローラー１１１自体の位置は静止しており、ローラー１１１は、研磨ヘッド１０がウェーハＷの中心側から外側に移動しても接触しない位置に配置されている。したがって、研磨テープ３は、最外部を含むウェーハＷの第１の面１の全体を研磨することが可能となる。
　図２は、研磨ヘッド１０の一実施形態を示す模式図である。図３は、図２に示す研磨ヘッド１０の上面図である。図２は、研磨ヘッド１０から供給される流体によって研磨テープ３をウェーハＷの第１の面１に押し付けている状態を示している。研磨テープ３は、矢印で示す方向に所定の速度で送られている。研磨ヘッド１０は、研磨テープ３の下方に配置されており、研磨テープ３と研磨ヘッド１０とは離間している。
　研磨ヘッド１０は、流体供給ライン３０に接続されており、図示しない流体供給源から流体が供給される。より具体的には、流体供給ライン３０は、図示しない液体供給源から液体（例えば、純水、炭酸水、アルカリ性の薬液等）が供給される液体供給ライン３１と、図示しない気体供給源から気体（例えば、ドライエア、不活性ガス等）が供給される気体供給ライン３２を有する。一実施形態では、流体供給ライン３０は、液体供給ライン３１または気体供給ライン３２のいずれか一方のみを有してもよい。
　研磨ヘッド１０は、流体押圧部１２と、流路１４と、流体混合室１５を有している。本実施形態の研磨ヘッド１０は、流体押圧部１２がスリットノズルにより構成されている。流体押圧部１２は、研磨ヘッド１０の上部に設けられており、図３に示すように、流体押圧部１２には、流体押圧部１２の長手方向に一直線上に延びたスリット状の流体供給口１３が形成されている。流体押圧部１２および流体供給口１３は、研磨ヘッド１０を上から見たときに、研磨ヘッド１０に対して斜めに傾いている。
　流路１４は、流体供給口１３および流体混合室１５に連通している。流体混合室１５は、流体供給ライン３０、すなわち液体供給ライン３１および気体供給ライン３２に接続されている。液体供給ライン３１を流れる液体、および気体供給ライン３２を流れる気体は、流体混合室１５内で混合され、混合流体が生成される。この混合流体は、流路１４を通って流れ、二流体噴流として流体供給口１３から研磨テープ３の裏面に向かって供給される。流体供給口１３は、研磨テープ３の裏面に対向して配置されており、流体供給口１３から供給された混合流体（二流体噴流）によって研磨テープ３をウェーハＷの第１の面１に押し付けることができる。
　液体供給ライン３１には、液体供給ライン３１の流路を開閉する液体供給弁３３と、液体供給ライン３１を流れる液体の流量を調整する流量制御装置３５と、液体供給ライン３１を流れる液体の流量を測定する流量計３７が設けられている。液体供給弁３３は、液体の流れ方向において流量制御装置３５および流量計３７の上流側に配置されている。流量制御装置３５の例として、流量制御弁またはマスフローコントローラが挙げられる。流量計３７と流体混合室１５との間に圧力センサ（図示せず）が設けられてもよい。
　気体供給ライン３２には、気体供給ライン３２の流路を開閉する気体供給弁３４と、気体供給ライン３２を流れる気体の流量を調整する流量制御装置３６と、気体供給ライン３２を流れる気体の流量を測定する流量計３８が設けられている。気体供給弁３４は、気体の流れ方向において流量制御装置３６および流量計３８の上流側に配置されている。流量制御装置３６の例として、流量制御弁またはマスフローコントローラが挙げられる。なお、流量制御装置３６に代えて、気体供給ライン３２を流れる気体の圧力を調整する圧力制御装置を設けてもよい。圧力制御装置の例として、電空レギュレータが挙げられる。流量計３８に代えて、気体供給ライン３２を流れる気体の圧力を測定する圧力計を設けてもよい。また、流量制御装置３６（または圧力制御装置）と流体混合室１５との間に流量計と圧力計を併設させてもよい。
　一実施形態では、混合流体中の気体の割合は、混合流体中の液体の割合よりも大きい。一般に、同量の液体（例えば、純水、炭酸水、薬液等）と気体（例えば、ドライエア、不活性ガス等）では、気体の方が低コストである。したがって、混合流体中の気体の割合を液体の割合よりも大きくすることにより、コストを削減することができる。混合流体中の気体と液体の割合は、流量制御装置３５および流量制御装置３６（または圧力制御装置）によって調整することができる。
　本実施形態では、研磨ヘッド１０に設けられた流体混合室１５において液体と気体を混合させて混合流体を生成したが、一実施形態では、予め混合された混合流体が流れる流体供給ライン３０が流体混合室１５を介さずに流路１４と連通し、流体押圧部１２に直接混合流体が供給されてもよい。また、一実施形態では、液体供給ライン３１または気体供給ライン３２のいずれか一方が流体混合室１５を介さずに流路１４と連通し、流体押圧部１２に液体または気体のいずれか一方のみが供給されてもよい。いずれの場合でも、研磨ヘッド１０は、流体を流体供給口１３から研磨テープ３の裏面に向かって供給することができる。
　図４は、図２に示す研磨ヘッド１０の配置を示す平面図である。研磨ヘッド１０の流体押圧部１２および流体供給口１３は、研磨テープ３の進行方向（矢印Ｅで示す）に対して斜めに傾いて配置されている。これにより、ウェーハＷ上の研磨点に対して複数回研磨テープ３を当接することができるため、効率よくウェーハＷを研磨することができる。
　本発明の流体押圧部１２および流体供給口１３の研磨テープ３の進行方向に対する角度は、図４に示す実施形態に限定されず、例えば、研磨テープ３の進行方向に対して垂直に配置されてもよい。流体押圧部１２および流体供給口１３を研磨テープ３の進行方向に対して垂直にすることにより、研磨テープ３の進行方向の研磨ヘッド１０の幅を小さくすることができる。また、本発明の流体押圧部１２および流体供給口１３の形状は、図４に示す実施形態に限定されず、例えば、流体供給口１３は研磨テープ３の幅よりも外側まで延びた形状を有してもよい。
　次に、本実施形態の研磨装置１００の動作について説明する。以下に説明する研磨装置１００の動作は、図１に示す動作制御部１８０によって制御される。動作制御部１８０は、液体供給弁３３、気体供給弁３４、流量制御装置３５、流量制御装置３６（または圧力制御装置）、基板保持部１１０、研磨テープ供給機構１４１、および研磨ヘッド移動機構１９１に電気的に接続されている。液体供給弁３３、気体供給弁３４、流量制御装置３５、流量制御装置３６（または圧力制御装置）、基板保持部１１０、リンス液供給ノズル１２７、保護液供給ノズル１２８、研磨テープ供給機構１４１、および研磨ヘッド移動機構１９１の動作は動作制御部１８０によって制御される。
　動作制御部１８０は、少なくとも１台のコンピュータから構成される。動作制御部１８０は、記憶装置１８０ａと、演算装置１８０ｂを備えている。演算装置１８０ｂは、記憶装置１８０ａに格納されているプログラムに含まれている命令に従って演算を行うＣＰＵ（中央処理装置）またはＧＰＵ（グラフィックプロセッシングユニット）などを含む。記憶装置１８０ａは、演算装置１８０ｂがアクセス可能な主記憶装置（例えばランダムアクセスメモリ）と、データおよびプログラムを格納する補助記憶装置（例えば、ハードディスクドライブまたはソリッドステートドライブ）を備えている。
　研磨されるウェーハＷは、第１の面１が下向きの状態で、基板保持部１１０のローラー１１１により保持され、さらにウェーハＷの軸心を中心に回転される。具体的には、基板保持部１１０は、ウェーハＷの第１の面１が下向きの状態で複数のローラー１１１をウェーハＷの周縁部に接触させながら、複数のローラー１１１をそれぞれの軸心を中心に回転させることで、ウェーハＷを回転させる。次に、リンス液供給ノズル１２７からウェーハＷの第１の面１にリンス液が供給され、保護液供給ノズル１２８からウェーハＷの第２の面２に保護液が供給される。リンス液は、ウェーハＷの第１の面１上の加工点の洗浄および／または加工点以外の乾燥を防止するために供給され、保護液は、遠心力によりウェーハＷの第２の面２の全体に広がる。
　研磨ヘッド移動機構１９１は、研磨ヘッド１０をウェーハＷの第１の面１の中心Ｏ１の下方に移動させる。動作制御部１８０は、研磨テープ供給機構１４１を駆動し、所定のテンションをかけながら研磨テープ３をその長手方向に所定の速度で進行させる。次に、動作制御部１８０は、液体供給弁３３および気体供給弁３４を開き、研磨ヘッド１０に流体を供給する。研磨ヘッド１０は、流体によって研磨テープ３の研磨面３ａをウェーハＷの第１の面１に接触させ、リンス液の存在下でウェーハＷの第１の面１の研磨を開始する。さらに、研磨ヘッド１０から供給される流体によって研磨テープ３をウェーハＷの第１の面１に押し付けながら、研磨ヘッド移動機構１９１は、研磨ヘッド１０、研磨テープ供給機構１４１、およびガイドローラー１５３ａ，１５３ｂ，１５３ｃ，１５３ｄをウェーハＷの半径方向外側に移動させる。動作制御部１８０は、流量制御装置３５および流量制御装置（圧力制御装置）３６によって研磨ヘッド１０に供給する流量を制御することにより、研磨テープ３に対する流体の押圧力を調整することができる。ウェーハＷの研磨中、リンス液供給ノズル１２７および保護液供給ノズル１２８は、リンス液および保護液を常にウェーハＷに供給し続ける。
　研磨ヘッド１０がウェーハＷの第１の面１の最外部に到達したとき、動作制御部１８０はウェーハＷの研磨を終了させる。具体的には、液体供給弁３３および気体供給弁３４を閉じ、研磨ヘッド１０への流体の供給を停止して研磨テープ３をウェーハＷの第１の面１から離間させる。その後、動作制御部１８０は、基板保持部１１０、リンス液供給ノズル１２７、保護液供給ノズル１２８、および研磨テープ供給機構１４１の動作を停止させ、ウェーハＷの研磨を終了する。一実施形態では、研磨ヘッド移動機構１９１は、研磨ヘッド１０をウェーハＷの第１の面１の最外部と中心Ｏ１との間で往復させてもよい。
　上述した実施形態によれば、研磨ヘッド１０が研磨テープ３の裏面に接触することなく、流体によって研磨テープ３を押し付けるため、研磨テープ３を送りながらウェーハＷを研磨しても研磨テープ３と研磨ヘッド１０との間に動摩擦力が発生することはない。したがって、研磨ヘッド１０の流体押圧部１２から供給される流体の圧力を調整して押圧力を均一にすることにより、研磨テープ３の裏面をウェーハＷの平面部に均一に押し付けることができ、結果的にウェーハＷの平面部を均一に研磨することができる。
　特に、本実施形態では、研磨テープ３を押し付ける流体として、液体と気体との混合流体が使用されている。この混合流体は、二流体噴流として研磨ヘッド１０から研磨テープ３の裏面に噴射される。混合流体は、液体のみに比べて、研磨テープ３をより大きな押圧力でウェーハＷに対して押し付けることができる。
　また、研磨ヘッド１０から研磨テープ３の裏面に供給される流体によって、ウェーハＷが研磨される際にウェーハＷと研磨テープ３との間に生じる摩擦熱を冷却することができる。一般に、ウェーハＷの研磨加工点で生じる摩擦熱によって研磨テープ３の研磨性能が低下し、研磨レートが低下することが知られている。したがって、流体によって摩擦熱を冷却することにより、研磨レートを向上させることができる。
　さらに、研磨ヘッド１０から研磨テープ３の裏面に供給される流体がウェーハＷの研磨加工点まで回り込むことにより、研磨屑をウェーハＷの第１の面１から除去することができる。
　図５は、研磨ヘッド１０の他の実施形態を示す模式図である。図６は、図５に示す研磨ヘッド１０の上面図である。図５は、研磨ヘッド１０から供給される流体によって研磨テープ３をウェーハＷの第１の面１に押し付けている状態を示している。特に説明しない本実施形態の詳細は、図１乃至図４を参照して説明した上記実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。
　研磨ヘッド１０は、流体押圧部１２と、流路１４と、流体混合室１５を有している。本実施形態の研磨ヘッド１０は、流体押圧部１２がエリアパッドにより構成されている。流体押圧部１２は、研磨ヘッド１０の上部に設けられており、図６に示すように、研磨ヘッド１０を上から見たときに矩形状を有している。流体押圧部１２の上面である押圧面１６には、その中央に矩形状の窪み１７が形成されており、窪み１７の中央に流体供給口１８が形成されている。流体供給口１８は、２つ以上形成されていてもよい。流路１４は、流体供給口１８および流体混合室１５に連通している。
　流体混合室１５で生成された混合流体は、流路１４を通って流体供給口１８から窪み１７内に供給されて窪み１７を満たし、さらに流体押圧部１２の外側に向かって流出する。流体供給口１８および窪み１７は、研磨テープ３の裏面に対向して配置されている。流体押圧部１２の押圧面１６と研磨テープ３の裏面との隙間が流体で満たされることによって、窪み１７を含む押圧面１６の全体で研磨テープ３をウェーハＷの第１の面１に押し付けることができる。
　図７は、流体押圧部１２の他の実施形態を示す上面図である。特に説明しない本実施形態の詳細は、図５および図６を参照して説明した上記実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。図７に示すように、流体押圧部１２は、研磨ヘッド１０を上から見たときに平行四辺形状を有していてもよい。流体押圧部１２の上面である押圧面１６には、その中央に平行四辺形状の窪み１７が形成されており、窪み１７の中央に流体供給口１８が形成されている。流体供給口１８は、２つ以上形成されていてもよい。流路１４は、流体供給口１８および流体混合室１５に連通している。
　図８は、図７に示す研磨ヘッド１０の配置を示す平面図である。流体押圧部１２は、研磨ヘッド１０を上から見たときに、研磨テープ３の進行方向（矢印Ｅで示す）に対して平行な２辺を有する平行四辺形となるように配置されている。これにより、ウェーハＷ上の研磨点に対して複数回研磨テープ３を当接することができるため、効率よくウェーハＷを研磨することができる。本発明の流体押圧部１２の形状は、図８に示す実施形態に限定されず、例えば、研磨テープ３の幅よりも外側まで延びた形状を有してもよい。
　図５乃至図８に示す実施形態では、研磨テープ３をウェーハＷに対して押し付ける流体として、液体と気体との混合流体に代えて、液体を使用してもよい。
　図９は、研磨装置の他の実施形態を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の詳細は、図１乃至図８を参照して説明した上記実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。図９では、リンス液供給ノズル１２７の図示は省略されている。本実施形態の研磨装置１００は、研磨ヘッド組立体１１Ａ，１１Ｂと、研磨テープ３を研磨ヘッド組立体１１Ａ，１１Ｂにそれぞれ供給する研磨テープ供給機構１４１Ａ，１４１Ｂを備えている。研磨ヘッド組立体１１Ａは、研磨ヘッド１０Ａ，１０Ｂを備えている。同様に、研磨ヘッド組立体１１Ｂは、研磨ヘッド１０Ａ，１０Ｂを備えている。研磨ヘッド組立体１１Ａは、支持部材１３１Ａに支持されており、研磨ヘッド組立体１１Ｂは、支持部材１３１Ｂに支持されている。
　研磨ヘッド組立体１１Ａに供給される研磨テープ３は、ガイドローラー１６３ａ，１６３ｂ，１６３ｃ，１６３ｄに支持されており、研磨ヘッド組立体１１Ｂに供給される研磨テープ３は、ガイドローラー１７３ａ，１７３ｂ，１７３ｃ，１７３ｄに支持されている。研磨テープ供給機構１４１Ａ，１４１Ｂ、支持部材１３１Ａ，１３１Ｂ、ガイドローラー１６３ａ，１６３ｂ，１６３ｃ，１６３ｄ、ガイドローラー１７３ａ，１７３ｂ，１７３ｃ，１７３ｄの構成は、図１を参照して説明した研磨テープ供給機構１４１、支持部材１３１、ガイドローラー１５３ａ，１５３ｂ，１５３ｃ，１５３ｄと同じである。本実施形態の研磨装置１００は、研磨ヘッド移動機構１９１を備えていない。したがって、研磨中、研磨ヘッド組立体１１Ａ，１１Ｂの位置は固定されている。
　研磨ヘッド１０Ａは、図２乃至図４を参照して説明した流体押圧部１２がスリットノズルである研磨ヘッド１０に相当する。図１０は、流体押圧部１２Ａ，１２Ｂが２つのスリットノズルである研磨ヘッド１０Ｂを示す上面図である。特に説明しない本実施形態の流体押圧部１２Ａ，１２Ｂの詳細は、図２乃至図４を参照して説明した流体押圧部１２と同じであるので、その重複する説明を省略する。研磨ヘッド１０Ｂは、２つの流体押圧部１２Ａ，１２Ｂを有しており、それぞれに流体供給口１３Ａ，１３Ｂが形成されている。２つの流体押圧部１２Ａ，１２Ｂは、研磨ヘッド１０Ｂの上部に設けられており、研磨テープ３（図１０には図示せず）の進行方向に延びる研磨ヘッド１０Ｂの中心線Ｌ１に関して対称に配置されている。一実施形態では、２つの流体押圧部１２Ａ，１２Ｂは、研磨テープ３の進行方向に対して斜めに傾いていれば、中心線Ｌ１に関して対称に配置されていなくてもよい。
　図１１は、図９に示す研磨ヘッド１０Ａ，１０Ｂの配置を示す平面図である。複数の研磨ヘッド１０Ａ，１０Ｂは、基板保持部１１０の軸心ＣＰ（ウェーハＷの第１の面１の中心Ｏ１）から異なる距離に配置されている。基板保持部１１０の軸心ＣＰから流体押圧部の最外端までの距離ｄ１は、ウェーハＷの半径ｄ２よりも長い。
　研磨中、研磨テープ供給機構１４１Ａは、研磨テープ３を図９および図１１の矢印Ｆで示す方向に送り、研磨テープ供給機構１４１Ｂは、研磨テープ３を図９および図１１の矢印Ｇで示す方向に送る。すなわち、それぞれの研磨テープ３は、ウェーハＷの中心部から外周部に向かって送られる。これにより、ウェーハＷの研磨で生じた研磨屑をウェーハＷの中心部からウェーハＷの外側へ効率よく排出させることができる。
　複数の研磨ヘッド１０Ａ，１０Ｂは、互いに独立して動作可能に構成されている。研磨ヘッド組立体１１Ａの研磨ヘッド１０Ａ，１０Ｂは、研磨テープ３の進行方向Ｆ（研磨テープ３の長手方向）に沿って隙間をあけて配列されており、研磨ヘッド組立体１１Ｂの研磨ヘッド１０Ａ，１０Ｂは、研磨テープ３の進行方向Ｇ（研磨テープ３の長手方向）に沿って隙間をあけて配列されている。本実施形態の複数の流体押圧部１２，１２Ａ，１２Ｂのそれぞれは、研磨テープ３の進行方向Ｆ，Ｇに対して斜めに延びている。研磨テープ３の進行方向Ｆまたは進行方向Ｇから見たとき、複数の流体押圧部１２，１２Ａ，１２Ｂは、研磨テープ３の進行方向Ｆ，Ｇに垂直な方向に沿って連続的に配列されている。さらに、研磨テープ３の進行方向Ｆまたは進行方向Ｇから見たとき、複数の流体押圧部１２，１２Ａ，１２Ｂは、隙間なく連続的に配列されている。
　複数の流体押圧部１２，１２Ａ，１２Ｂは、一直線上には並んでいないが、基板保持部１１０の軸心ＣＰから異なる距離に位置しているので、ウェーハＷが回転しているとき、ウェーハＷの第１の面１の各領域は、複数の流体押圧部１２，１２Ａ，１２Ｂのいずれかを通過する。したがって、複数の流体押圧部１２，１２Ａ，１２Ｂから供給される流体によって、研磨テープ３をウェーハＷの第１の面１の全面に押し付けることができる。
　流体押圧部１２，１２Ａ，１２Ｂおよび流体供給口１３，１３Ａ，１３Ｂの研磨テープ３の進行方向に対する角度は、図１１に示す実施形態に限定されず、例えば、研磨テープ３の進行方向に対して垂直に配置されてもよい。流体押圧部１２，１２Ａ，１２Ｂおよび流体供給口１３，１３Ａ，１３Ｂを研磨テープ３の進行方向に対して垂直にすることにより、研磨テープ３の進行方向の研磨ヘッド１０の幅を小さくすることができる。
　図１２は、流体押圧部１２Ａ，１２Ｂが２つのエリアパッドである研磨ヘッド１０の上面図である。特に説明しない本実施形態の流体押圧部１２Ａ，１２Ｂは、図７および図８を参照して説明した流体押圧部１２と同じであるので、その重複する説明を省略する。研磨ヘッド１０Ｂは、研磨ヘッド１０Ｂを上から見たときに、矩形状を有する２つの流体押圧部１２Ａ，１２Ｂを有している。流体押圧部１２Ａの上面である押圧面１６Ａには、その中央に矩形状の窪み１７Ａが形成されており、窪み１７Ａの中央に流体供給口１８Ａが形成されている。流体押圧部１２Ｂも同様に、流体押圧部１２Ｂの上面である押圧面１６Ｂに窪み１７Ｂが形成されており、窪み１７Ｂに流体供給口１８Ｂが形成されている。２つの流体押圧部１２Ａ，１２Ｂは、研磨ヘッド１０Ｂの上部に設けられており、流体押圧部１２Ａと流体押圧部１２Ｂは、研磨テープ３（図１２には図示せず）の進行方向に延びる研磨ヘッド１０Ｂの中心線Ｌ１に関して対称に配置されている。一実施形態では、２つの流体押圧部１２Ａ，１２Ｂは、研磨テープ３の進行方向に対して斜めに傾いていれば、中心線Ｌ１に関して対称に配置されていなくてもよい。
　一実施形態では、研磨ヘッド１０Ａは、図３および図４を参照して説明した流体押圧部１２を有する研磨ヘッド１０に代えて、図７および図８を参照して説明した流体押圧部１２を有する研磨ヘッド１０を適用してもよい。研磨ヘッド１０Ｂは、図１０および図１１で説明した２つの流体押圧部１２Ａ，１２Ｂに代えて、図１２を参照して説明した２つの流体押圧部１２Ａ，１２Ｂを有する研磨ヘッド１０Ｂを適用してもよい。
　上述した実施形態によれば、研磨ヘッド１０Ａ，１０Ｂが研磨テープ３の裏面に接触することなく、流体によって研磨テープ３を押し付けるため、研磨テープ３を送りながらウェーハＷを研磨しても研磨テープ３と研磨ヘッド１０Ａ，１０Ｂとの間に動摩擦力が発生することはない。したがって、研磨ヘッド１０Ａ，１０Ｂの流体押圧部１２から供給される流体の圧力を調整して押圧力を均一にすることにより、研磨テープ３の裏面をウェーハＷの平面部に均一に押し付けることができ、結果的にウェーハＷの平面部を均一に研磨することができる。
　また、研磨ヘッド１０Ａ，１０Ｂから研磨テープ３の裏面に供給される流体によって、ウェーハＷが研磨される際にウェーハＷと研磨テープ３との間に生じる摩擦熱を冷却することができる。一般に、ウェーハＷの研磨加工点で生じる摩擦熱によって研磨テープ３の研磨性能が低下し、研磨レートが低下することが知られている。したがって、流体によって摩擦熱を冷却することにより、研磨レートを向上させることができる。
　さらに、研磨ヘッド１０Ａ，１０Ｂから研磨テープ３の裏面に供給される流体がウェーハＷの研磨加工点まで回り込むことにより、研磨屑をウェーハＷの第１の面１から除去することができる。
　図１３は、研磨装置のさらに他の実施形態を示す模式図である。図１３に示す研磨装置２００は、基板（例えばウェーハ）の周縁部を研磨する研磨装置に好適に使用される。本明細書では、基板の周縁部を、基板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平面部であるエッジ部を含む領域として定義する。エッジ部は、より具体的には、トップエッジ部およびボトムエッジ部である。
　図１４Ａおよび図１４Ｂは、基板の周縁部を示す拡大断面図である。図１４Ａはいわゆるストレート型の基板の断面図であり、図１４Ｂはいわゆるラウンド型の基板の断面図である。図１４Ａの基板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から構成される基板Ｗの最外周面（符号Ｂで示す）である。図１４Ｂの基板Ｗにおいては、ベベル部は、基板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の半径方向内側に位置する環状の平面部Ｅ１であり、基板Ｗのデバイス面内に位置する領域である。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の半径方向内側に位置する環状の平面部Ｅ２である。トップエッジ部Ｅ１は、デバイスが形成された領域を含むこともある。
　図１３に戻って、研磨装置２００は、基板の一例であるウェーハＷを保持し、回転させる基板保持部２１０と、基板保持部２１０に保持されたウェーハＷの周縁部を研磨するための研磨ヘッド１０と、ウェーハＷの下面に液体を供給する下側供給ノズル２２２と、ウェーハＷの上面に液体を供給する上側供給ノズル２３０を備えている。ウェーハＷに供給される液体の一例として、純水が挙げられる。ウェーハＷの研磨中、下側供給ノズル２２２からウェーハの下面に液体が供給され、上側供給ノズル２３０からウェーハＷの上面に液体が供給される。
　図１３は、基板保持部２１０がウェーハＷを保持している状態を示している。研磨ヘッド１０は、基板保持部２１０にウェーハＷが保持されているとき、ウェーハＷの周縁部を向いている。基板保持部２１０は、ウェーハＷを真空吸着により保持する保持ステージ２０４と、保持ステージ２０４の中央部に連結されたシャフト２０５と、保持ステージ２０４を回転させ、かつ上下動させる保持ステージ駆動機構２０７を備えている。保持ステージ駆動機構２０７は、保持ステージ２０４を、その軸心Ｃｒを中心に回転させ、軸心Ｃｒに沿って上下方向に移動させることが可能に構成されている。
　研磨ヘッド１０、保持ステージ２０４、下側供給ノズル２２２、および上側供給ノズル２３０は隔壁２６０の内部に配置されている。隔壁２６０の内部は、ウェーハＷが研磨される研磨室を構成している。隔壁２６０は、ベースプレート２６５上に配置されている。シャフト２０５は、ベースプレート２６５を貫通して延びている。
　保持ステージ駆動機構２０７は、保持ステージ２０４を回転させるステージ回転装置としてのモータ２１４と、保持ステージ２０４を上下動させるためのエアシリンダ２１７を備えている。モータ２１４は、ベースプレート２６５の下面に固定されている。保持ステージ２０４は、シャフト２０５と、このシャフト２０５に連結されたプーリー２１１ａと、モータ２１４の回転軸に取り付けられたプーリー２１１ｂと、これらプーリー２１１ａ，２１１ｂに掛けられたベルト２１２を介してモータ２１４によって回転される。モータ２１４の回転軸はシャフト２０５と平行に延びている。このような構成により、保持ステージ２０４の上面に保持されたウェーハＷは、モータ２１４によって回転される。シャフト２０５は、シャフト２０５の下端に取り付けられたロータリージョイント２１６を介してエアシリンダ２１７に連結されており、エアシリンダ２１７によってシャフト２０５および保持ステージ２０４が上昇および下降できるようになっている。
　ウェーハＷは、図示しない搬送機構により、ウェーハＷの中心Ｏ１が保持ステージ２０４の軸心Ｃｒ上にあるように保持ステージ２０４の上面に載置される。ウェーハＷは、デバイス面が上向きの状態で保持ステージ２０４の上面に保持される。このような構成により、基板保持部２１０は、ウェーハＷを保持ステージ２０４の軸心Ｃｒ（すなわちウェーハＷの軸心）を中心に回転させ、かつウェーハＷを保持ステージ２０４の軸心Ｃｒに沿って上昇下降させることができる。
　研磨ヘッド１０は、流体によって研磨テープ３をウェーハＷのエッジ部に押し付けるように構成されている。研磨ヘッド１０は、流体供給ライン３０に接続されており、図示しない流体供給源から流体が供給される。研磨ヘッド１０の詳細については、後述する。
　研磨装置２００は、研磨テープ３を研磨ヘッド１０に供給し、かつ研磨ヘッド１０から回収する研磨テープ供給機構２４２をさらに備えている。研磨テープ供給機構２４２は、隔壁２６０の外に配置されている。研磨テープ供給機構２４２は、研磨テープ３を研磨ヘッド１０に供給するテープ巻き出しリール２４３と、ウェーハＷの研磨に使用された研磨テープ３を回収するテープ巻き取りリール２４４を備えている。テープ巻き取りリール２４４を矢印で示す方向に回転させることにより、研磨テープ３はテープ巻き出しリール２４３から研磨ヘッド１０の流体押圧部１２を経由してテープ巻き取りリール２４４の矢印で示す方向に送られる。
　テープ巻き出しリール２４３およびテープ巻き取りリール２４４には図示しないテンションモータがそれぞれ連結されている。テープ巻き出しリール２４３に連結されたテンションモータは、テープ巻き出しリール２４３に所定のトルクを与え、研磨テープ３にテンションをかけることができる。テープ巻き取りリール２４４に連結されたテンションモータは、研磨テープ３を一定速度で送るように制御される。研磨テープ３を送る速度は、テープ巻き取りリール２４４の回転速度を変化させることによって変更できる。一実施形態では、研磨テープ３を送る方向は、図１３の矢印で示す方向の逆方向としてもよい（テープ巻き出しリール２４３とテープ巻き取りリール２４４の配置を入れ替えてもよい）。テープ巻き取りリール２４４とは別に、テープ送り装置を設けてもよい。この場合、テープ巻き取りリール２４４に連結されているテンションモータは、所定のトルクをテープ巻き取りリール２４４に与えることにより、研磨テープ３にテンションをかけることができる。
　研磨テープ３は、研磨テープ３の研磨面がウェーハＷの周縁部を向くように研磨ヘッド１０に供給される。研磨テープ３は、隔壁２６０に設けられた開口部２６０ａを通してテープ巻き出しリール２４３から研磨ヘッド１０へ供給され、使用された研磨テープ３は開口部２６０ａを通ってテープ巻き取りリール２４４に回収される。研磨テープ供給機構２４２は、研磨テープ３を支持するための複数のガイドローラー２４５，２４６，２４７，２４８をさらに備えている。研磨テープ３の進行方向は、ガイドローラー２４５，２４６，２４７，２４８によってガイドされる。
　図１５は、図１３に示す研磨装置２００の研磨ヘッド１０を示す模式図である。図１６は、図１５に示す研磨ヘッド１０の上面図である。研磨ヘッド１０は、流体によって研磨テープ３の研磨面３ａをウェーハＷのエッジ部に押し付ける２つの流体押圧部１２Ａ，１２Ｂを備えている。特に説明しない本実施形態の流体押圧部１２Ａ，１２Ｂの詳細は、図２および図３を参照して説明した実施形態の流体押圧部１２と同じであるので、その重複する説明を省略する。図１５では、液体供給弁３３、気体供給弁３４、流量制御装置３５、流量制御装置（圧力制御装置）３６、流量計３７および流量計（圧力計）３８の図示は省略されている。
　研磨ヘッド１０は、研磨テープ３をテープ巻き出しリール２４３（図１３参照）から研磨ヘッド１０の流体押圧部１２Ａ，１２Ｂを経由してテープ巻き取りリール２４４（図１３参照）にガイドする複数のガイドローラー２５３，２５４，２５５，２５６，２５７，２５８，２５９を有しており、これらのガイドローラーはウェーハＷの接線方向と直交する方向に研磨テープ３が進行するように研磨テープ３をガイドする。
　研磨ヘッド１０は、２つのスリットノズルである流体押圧部１２Ａ，１２Ｂと、流路１４と、流体混合室１５を有している。流体押圧部１２Ａと流体押圧部１２Ｂは、並列に配置されており、中心線Ｃｔに関して対称に配置されている。２つの流体押圧部１２Ａ，１２Ｂには、それぞれスリット状の流体供給口１３Ａ，１３Ｂが形成されている。２つの流体押圧部１２Ａ，１２Ｂおよび流体供給口１３Ａ，１３Ｂは、中心線Ｃｔに向かって内側に湾曲している。より具体的には、流体押圧部１２Ａ，１２Ｂおよび流体供給口１３Ａ，１３Ｂは、研磨対象物であるウェーハＷ（図１６には図示せず）の外周形状と実質的に同じ曲率を有する円弧形状を有している。
　流路１４は、流体供給口１３Ａ，１３Ｂおよび流体混合室１５に連通しており、流体混合室１５で混合された混合流体は、流路１４を通って流体供給口１３Ａ，１３Ｂから研磨テープ３の裏面に向かって供給される。流体供給口１３Ａ，１３Ｂは、研磨テープ３の裏面に対向して配置されており、流体供給口１３Ａ，１３Ｂから供給された流体によって研磨テープ３をウェーハＷのエッジ部に押し付けることができる。
　本実施形態では、研磨ヘッド１０に設けられた流体混合室１５において液体と気体を混合させて混合流体としたが、一実施形態では、予め混合した混合流体が流れる流体供給ライン３０が流体混合室１５を介さずに流路１４と連通しており、流体押圧部１２Ａ，１２Ｂに直接混合流体が供給されてもよい。また、一実施形態では、液体供給ライン３１または気体供給ライン３２のいずれか一方と流体混合室１５を介さずに流路１４と連通しており、流体押圧部１２Ａ，１２Ｂに液体または気体のいずれか一方のみが供給されてもよい。
　研磨ヘッド１０は、流体押圧部１２Ａおよび流体押圧部１２Ｂの間に配置された押圧パッド（ベベルパッド）２７０をさらに有していてもよい。押圧パッド２７０は、シリコーンゴムなどの弾力性を有する独立発泡材から構成されている。研磨ヘッド１０が図示しない押圧機構によってウェーハＷに向かって移動されると、押圧パッド２７０は、研磨テープ３をその裏側からウェーハＷのベベル部に対して押圧し、研磨ヘッド１０は、ウェーハＷのベベル部を研磨する。研磨テープ３の裏面との摩擦を少なくするために、表面がフッ素樹脂で覆われたシートを押圧パッド２７０の前面（押圧面）に貼り付けてもよい。押圧パッド２７０は、ボルトなどにより着脱可能となっている。
　研磨装置２００は、図示しないチルト機構をさらに備えている。研磨装置２００は、チルト機構により研磨ヘッド１０の傾斜角度を変化させながらウェーハＷの周縁部を研磨することができる。図１７は、チルト機構（図示せず）によって上方に傾けられた研磨ヘッド１０を示す図であり、図１８は、チルト機構によって下方に傾けられた研磨ヘッド１０を示す図である。
　図１７に示すように、流体押圧部１２Ａは、研磨ヘッド１０を上方に傾けたときにウェーハＷの周縁部の上方に位置し、トップエッジ部に対向する。図１８に示すように、流体押圧部１２Ｂは、研磨ヘッド１０を下方に傾けたときにウェーハＷの周縁部の下方に位置し、ボトムエッジ部に対向する。トップエッジ部を研磨するときは、研磨ヘッド１０を上方に傾けた状態で流体押圧部１２Ａにより研磨テープ３の研磨面３ａをウェーハＷのトップエッジ部に対して押圧する。ボトムエッジ部を研磨するときは、研磨ヘッド１０を下方に傾けた状態で流体押圧部１２Ｂにより研磨テープ３の研磨面３ａをウェーハＷのボトムエッジ部に対して押圧する。一実施形態では、研磨ヘッド１０は、流体押圧部１２Ａまたは流体押圧部１２Ｂのどちらか一方のみを備えていてもよい。例えば、トップエッジ部のみを研磨する場合は、研磨ヘッド１０は流体押圧部１２Ａのみを備えており、ボトムエッジ部のみを研磨する場合は、研磨ヘッド１０は流体押圧部１２Ｂのみを備えている。
　研磨装置２００は、研磨装置２００の各構成要素の動作を制御する動作制御部２８０を備えている。研磨ヘッド１０、液体供給弁３３、気体供給弁３４、流量制御装置３５、流量制御装置（圧力制御装置）３６、基板保持部２１０、下側供給ノズル２２２、上側供給ノズル２３０、研磨テープ供給機構２４２、およびチルト機構は、動作制御部２８０に電気的に接続されている。研磨ヘッド１０、液体供給弁３３、気体供給弁３４、流量制御装置３５、流量制御装置（圧力制御装置）３６、基板保持部２１０、下側供給ノズル２２２、上側供給ノズル２３０、研磨テープ供給機構２４２、およびチルト機構の動作は、動作制御部２８０によって制御される。研磨中、動作制御部２８０は、研磨テープ供給機構２４２を作動させ、研磨テープ３に所定のテンションをかけながら研磨テープ３をその長手方向に所定の速度で進行させる。
　動作制御部２８０は、少なくとも１台のコンピュータから構成される。動作制御部２８０は、記憶装置２８０ａと、演算装置２８０ｂを備えている。演算装置２８０ｂは、記憶装置２８０ａに格納されているプログラムに含まれている命令に従って演算を行うＣＰＵ（中央処理装置）またはＧＰＵ（グラフィックプロセッシングユニット）などを含む。記憶装置２８０ａは、演算装置２８０ｂがアクセス可能な主記憶装置（例えばランダムアクセスメモリ）と、データおよびプログラムを格納する補助記憶装置（例えば、ハードディスクドライブまたはソリッドステートドライブ）を備えている。
　図１９は、ウェーハＷのトップエッジ部を研磨しているときの様子を示す模式図である。研磨ヘッド１０は、流体によって研磨テープ３をウェーハＷに押し付けながら、リニアアクチュエータ（図示せず）などから構成される移動機構によって図１９の矢印で示す方向（ウェーハＷの径方向外側）に一定の速度で移動する。移動機構の動作は動作制御部２８０によって制御される。本実施形態では、研磨ヘッド１０の流体押圧部１２Ａ，１２ＢがウェーハＷの周縁部に沿って湾曲しているので、研磨テープ３がウェーハＷに接触している時間がトップエッジ部全体に亘って均一となる。したがって、トップエッジ部全体を均一に研磨することができる。２つの流体押圧部１２Ａ，１２Ｂおよび流体供給口１３Ａ，１３Ｂは、中心線Ｃｔ（図１６参照）に向かって内側に湾曲している。
　流体押圧部１２Ａと流体押圧部１２Ｂとは、中心線Ｃｔ（図１６参照）に関して対称に配置されているので、図１８に示すように流体押圧部１２Ｂがボトムエッジ部に対向するまで研磨ヘッド１０を下方に傾けたときは、流体押圧部１２ＢはウェーハＷのボトムエッジ部に沿って延びる。したがって、トップエッジ部と同様に、流体押圧部１２Ｂによってボトムエッジ部を正確かつ均一に研磨することができる。
　図２０は、研磨ヘッド１０がウェーハＷのベベル部を研磨している様子を示す図である。ウェーハＷの周縁部を研磨するときは、チルト機構（図示せず）により研磨ヘッド１０の傾斜角度を連続的に変化させながら、押圧機構（図示せず）により研磨テープ３をウェーハＷの周縁部（例えば、ベベル部）に押し当てる。
　一実施形態では、研磨ヘッド１０の流体押圧部１２Ａ，１２Ｂは、スリットノズルに代えて図５乃至図８を参照して説明したエリアパッドを備えてもよい。
　さらに一実施形態では、研磨ヘッド１０がトップエッジ部およびボトムエッジ部のうちのいずれか１つを研磨する場合、研磨ヘッド１０は、２つの流体押圧部１２Ａ，１２Ｂのうちいずれか１つのみを備えていてもよい。さらに一実施形態では、研磨装置２００は、保持ステージ２０４の周方向に配列された複数の研磨ヘッド１０を備えていてもよい。
　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。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。
　本発明は、ウェーハなどの基板の平面部を研磨するための研磨装置および研磨方法に利用可能である。
　１　　　第１の面
　２　　　第２の面
　３　　　研磨テープ
１０，１０Ａ，１０Ｂ　　研磨ヘッド
１１Ａ，１１Ｂ　　研磨ヘッド組立体
１２，１２Ａ，１２Ｂ　　流体押圧部
１３，１３Ａ，１３Ｂ　　流体供給口
１４　　　流路
１５　　　流体混合室
１６，１６Ａ，１６Ｂ　　　押圧面
１７，１７Ａ，１７Ｂ　　　窪み
１８，１８Ａ，１８Ｂ　　　流体供給口
３０　　　流体供給ライン
３１　　　液体供給ライン
３２　　　気体供給ライン
３３　　　液体供給弁
３４　　　気体供給弁
３５　　　流量制御装置
３６　　　流量制御装置（圧力制御装置）
３７　　　流量計
３８　　　流量計（圧力計）
１００　　研磨装置
１１０　　基板保持部
１１１　　ローラー
１２０　　可動プレート
１２７　　リンス液供給ノズル
１２８　　保護液供給ノズル
１３１，１３１Ａ，１３１Ｂ　　支持部材
１４１，１４１Ａ，１４１Ｂ　　研磨テープ供給機構
１４２　　リールベース
１４３　　テープ巻き出しリール
１４３ａ　テンションモータ
１４４　　テープ巻き取りリール
１４４ａ　テンションモータ
１５３ａ，１５３ｂ，１５３ｃ，１５３ｄ，１６３ａ，１６３ｂ，１６３ｃ，１６３ｄ，１７３ａ，１７３ｂ，１７３ｃ，１７３ｄ　　ガイドローラー
１８０　　動作制御部
１８０ａ　記憶装置
１８０ｂ　演算装置
１９１　　研磨ヘッド移動機構
１９３　　ボールねじ機構
１９３ａ　ねじ軸
１９４　　モータ
１９５　　直動ガイド
１９７　　設置面
２００　　研磨装置
２０４　　保持ステージ
２０５　　シャフト
２０７　　保持ステージ駆動機構
２１０　　基板保持部
２１４　　モータ
２１７　　エアシリンダ
２２２　　下側供給ノズル
２３０　　上側供給ノズル
２４２　　研磨テープ供給機構
２４３　　テープ巻き出しリール
２４４　　テープ巻き取りリール
２４５，２４６，２４７，２４８　　ガイドローラー
２５３，２５４，２５５，２５６，２５７，２５８，２５９　　ガイドローラー
２６０　　隔壁
２６５　　ベースプレート
２７０　　押圧パッド
２８０　　動作制御部

Claims (12)

  1. 　基板の平面部を研磨するための研磨装置であって、
    　基板を保持し、前記基板を回転させる基板保持部と、
    　研磨テープをその長手方向に送る研磨テープ供給機構と、
    　前記基板の平面部に近接して配置された少なくとも１つの研磨ヘッドを備え、
    　前記研磨ヘッドは、流体によって前記研磨テープを前記基板の平面部に押し付ける流体押圧部を有し、
    前記流体押圧部は、前記研磨テープの裏面に対向して配置された流体供給口を有する、研磨装置。
  2. 　前記流体押圧部は、スリット状の前記流体供給口を有するスリットノズルである、請求項１に記載の研磨装置。
  3. 　前記流体押圧部は、中央に窪みが形成された押圧面と、前記窪みに前記流体供給口を有するエリアパッドである、請求項１に記載の研磨装置。
  4. 　前記流体は、気体と液体の混合流体である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の研磨装置。
  5. 　前記混合流体中の前記気体の割合は、前記液体の割合よりも大きい、請求項４に記載の研磨装置。
  6. 　前記基板の平面部は、前記基板の周縁部に位置するエッジ部であり、
    　前記流体押圧部は、前記基板の外周形状と実質的に同一の曲率を有する円弧形状を有している、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の研磨装置。
  7. 　基板の平面部を研磨するための研磨方法であって、
    　基板保持部により基板を保持し、前記基板を回転させ、
    　研磨テープ供給機構で研磨テープをその長手方向に送りながら、
    　研磨ヘッドの流体押圧部に設けられた流体供給口から前記研磨テープの裏面に向けて流体を供給することにより、前記流体によって前記研磨テープを前記基板の平面部に押し付けて研磨する、研磨方法。
  8. 　前記流体押圧部は、スリット状の前記流体供給口を有するスリットノズルである、請求項７に記載の研磨方法。
  9. 　前記流体押圧部は、中央に窪みが形成された押圧面と、前記窪みに前記流体供給口を有するエリアパッドである、請求項７に記載の研磨方法。
  10. 　前記流体は、気体と液体の混合流体である、請求項７乃至９のいずれか一項に記載の研磨方法。
  11. 　前記混合流体中の前記気体の割合は、前記液体の割合よりも大きい、請求項１０に記載の研磨方法。
  12. 　前記基板の平面部は、前記基板の周縁部に位置するエッジ部であり、
    　前記流体押圧部は、前記基板の外周形状と実質的に同一の曲率を有する円弧形状を有している、請求項７乃至１１のいずれか一項に記載の研磨方法。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05151565A (ja) * 1991-11-29 1993-06-18 Fuji Electric Co Ltd 磁気記録媒体の製造方法および基板研磨装置
JPH11232646A (ja) * 1998-02-12 1999-08-27 Yac Co Ltd 磁気ディスク加工装置
JP2002245669A (ja) * 2001-02-14 2002-08-30 Hitachi Maxell Ltd 情報記録媒体及びその製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05151565A (ja) * 1991-11-29 1993-06-18 Fuji Electric Co Ltd 磁気記録媒体の製造方法および基板研磨装置
JPH11232646A (ja) * 1998-02-12 1999-08-27 Yac Co Ltd 磁気ディスク加工装置
JP2002245669A (ja) * 2001-02-14 2002-08-30 Hitachi Maxell Ltd 情報記録媒体及びその製造方法

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