特許 6223873 研磨装置及び研磨方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6223873

(24)【登録日】2017年10月13日

(45)【発行日】2017年11月1日

(54)【発明の名称】研磨装置及び研磨方法

(51)【国際特許分類】

   B24B 21/00 20060101AFI20171023BHJP

   B24B 9/00 20060101ALI20171023BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20171023BHJP

【ＦＩ】

   B24B21/00 A

   B24B9/00 601G

   H01L21/304 621E

   H01L21/304 622R

【請求項の数】12

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2014-51013(P2014-51013)

(22)【出願日】2014年3月14日

(65)【公開番号】特開2015-174165(P2015-174165A)

(43)【公開日】2015年10月5日

【審査請求日】2016年10月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000239

【氏名又は名称】株式会社荏原製作所

(74)【代理人】

【識別番号】230104019

【弁護士】

【氏名又は名称】大野 聖二

(74)【代理人】

【識別番号】100106840

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 耕司

(74)【代理人】

【識別番号】100115808

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 真司

(72)【発明者】

【氏名】関 正也

(72)【発明者】

【氏名】戸川 哲二

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 賢也

【審査官】 村上 哲

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−２１３８４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１５４２８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−００１４９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２０５５４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−１５２６３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３４５０２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０２５９５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０２５２３２０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２４Ｂ ２１／００

Ｂ２４Ｂ ９／００

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

ＷＰＩ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板のエッジ部を研磨する少なくとも１つの研磨ユニットと、
位置決めユニットとを備え、
前記研磨ユニットは、
研磨テープを保持して前記基板の周縁部に対して前記研磨テープを上から押し当てる押圧部材を有する研磨ヘッドと、
前記研磨ヘッドに前記研磨テープを供給し、前記研磨ヘッドから前記研磨テープを回収するテープ供給回収機構と、
前記研磨ヘッドを前記基板の半径方向に移動させる第１の移動機構と、
前記テープ供給回収機構を前記基板の半径方向に移動させる第２の移動機構とを備え、
前記位置決めユニットは、
当接面を有する位置決めブロックを備え、
前記第２の移動機構によって前記テープ供給回収機構を移動して前記研磨テープの前記基板の側の縁部を前記当接面に当接させることで、前記研磨テープの位置決めを行うことを特徴とする研磨装置。

【請求項2】

前記押圧部材は、前記当接面に当接した状態の前記研磨テープを吸着することを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。

【請求項3】

前記第１の移動機構によって前記研磨ヘッドを移動して前記押圧部材の前記基板の側の縁部を前記当接面に当接させることで、前記押圧部材の前記基板の側の縁部と前記研磨テープの前記基板の側の縁部とを揃えることを特徴とする請求項１又は２に記載の研磨装置。

【請求項4】

前記位置決めユニットは、さらに、先端が前記位置合わせブロックの当接面から突出するとともに、前記先端の押し込み量を検出可能な位置センサを備え、
前記第１の移動機構によって前記研磨ヘッドを移動して前記押圧部材の前記基板の側の縁部で前記位置センサの前記先端を押し込んで、検出した前記押し込み量に基づいて前記押圧部材の位置決めをすることを特徴とする請求項１又は２に記載の研磨装置。

【請求項5】

前記位置決めユニットは、さらに位置決めブロックを前記基板の半径方向に移動させる第３の移動機構を備え、
前記第３の移動機構によって、前記当接面が前記基板の前記エッジ部の内側の縁部に一致するように、前記位置決めブロックを移動させることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の研磨装置。

【請求項6】

前記研磨ユニットを前記基板の接線方向に移動させる研磨ユニット移動機構をさらに備えたことを特徴とする請求項５に記載の研磨装置。

【請求項7】

基板を回転させ、
研磨テープの前記基板の側の縁部を当接面に当接させることで、前記研磨テープを位置決めし、
位置決めされた前記研磨テープを押圧部材に保持させ、
前記押圧部材により前記研磨テープを前記基板の周縁部に対して上から押し当てて前記基板の周縁部を研磨することを特徴とする研磨方法。

【請求項8】

前記押圧部材は、前記当接面に当接した状態の前記研磨テープを吸着することを特徴とする請求項７に記載の研磨方法。

【請求項9】

前記押圧部材は、前記研磨テープを吸着した後に、前記研磨テープを吸着した状態で研磨位置に移動して、前記研磨位置にて前記基板の周縁部を研磨することを特徴とする請求項８に記載の研磨方法。

【請求項10】

前記押圧部材の前記基板の側の縁部を前記当接面に当接させることで、前記押圧部材を位置決めし、
前記押圧部材は、前記当接面に当接した状態で前記研磨テープを吸着することを特徴とする請求項８又は９に記載の研磨方法。

【請求項11】

前記押圧部材の位置を位置センサで検出して、前記位置センサの検出値に基づいて前記押圧部材を位置決めし、
前記押圧部材は、前記位置決めされた位置で前記研磨テープを吸着することを特徴とする請求項８又は９に記載の研磨方法。

【請求項12】

前記押圧部材は、前記研磨テープの前記基板の側の縁部が前記押圧部材の前記基板の側の縁部よりも前記基板の側にずれた位置関係で、前記研磨テープを吸着することを特徴とする請求項１１に記載の研磨方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体ウェハなどの基板の周縁部を研磨する研磨装置及び研磨方法に関し、特に研磨テープを基板の周縁部に押し当てて該周縁部を研磨する研磨装置及び研磨方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体デバイスの製造における歩留まり向上の観点から、基板の表面状態の管理が近年注目されている。半導体デバイスの製造工程では、種々の材料がシリコンウェハ上に成膜される。このため、基板の周縁部には不要な膜や表面荒れが形成される。近年では、基板の周縁部のみをアームで保持して基板を搬送する方法が一般的になってきている。このような背景のもとでは、周縁部に残存した不要な膜が種々の工程を経ていく間に剥離して基板に形成されたデバイスに付着し、歩留まりを低下させてしまう。そこで、基板の周縁部に形成された不要な膜を除去するために、研磨装置を用いて基板の周縁部が研磨される。

【0003】

この種の研磨装置は、研磨テープの研磨面を基板の周縁部に摺接させることで基板の周縁部を研磨する。ここで、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トップエッジ部及びボトムエッジ部とを含む領域として定義する。

【0004】

図１（ａ）及び図１（ｂ）は、基板Ｗの周縁部を示す拡大断面図である。より詳しくは、図１（ａ）はいわゆるストレート型の基板の断面図であり、図１（ｂ）はいわゆるラウンド型の基板の断面図である。図１（ａ）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、及び側部（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１（ｂ）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よりも半径方向内側に位置する領域であって、かつデバイスが形成される領域Ｄよりも半径方向外側に位置する平坦部Ｅ１である。ボトムエッジ部は、トップエッジ部とは反対側に位置し、ベベル部Ｂよりも半径方向内側に位置する平坦部Ｅ２である。これらトップエッジ部Ｅ１及びボトムエッジ部Ｅ２は、総称してニアエッジ部と呼ばれることもある。

【0005】

研磨テープを基板の周縁部に押し当てて該周縁部を研磨する従来の研磨装置（例えば、特許文献１）は、基板を保持し、回転させる基板保持部と、基板の周縁部を研磨する少なくとも１つの研磨ユニットとを備えている。この研磨ユニットは、基板の周縁部に対して研磨テープを上から押し当てる押圧部材を有する研磨ヘッドと、研磨ヘッドに研磨テープを供給し、研磨ヘッドから研磨テープを回収するテープ供給回収機構とを備えている。研磨ヘッドは、第１の移動機構によって基板の半径方向に移動可能であり、テープ供給回収機構は、第２の移動機構によって基板の半径方向に移動可能である。テープ供給回収機構は、研磨テープを支持する複数のガイドローラを有し、これらの複数のガイドローラは、研磨テープが基板の接線方向と平行に延び、かつ研磨テープの研磨面が基板の表面と平行となるように配置される。研磨中は、回転する基板の中心部に液体（例えば純水）が供給され、基板は水の存在下で研磨される。基板に供給された液体は、遠心力により基板の上面全体に広がる。

【0006】

研磨テープは、細長い帯状の研磨具である。研磨テープの幅は基本的にはその全長に亘って一定であるが、研磨テープの部分によってはその幅に若干のばらつきがあることがある。よって、研磨テープをテープ供給回収機構によって送り出して新たな研磨面を押圧部材の下に提供するごとに、押圧部材に押し当てられる研磨位置にある研磨テープの縁部の位置が異なるおそれがある。このために、研磨装置は、研磨テープの縁部を押圧部材の縁部に合わせるために、研磨テープの縁部の位置を検出する研磨テープエッジ検出センサを備えている。

【0007】

図２（ａ）乃至図２（ｃ）は、研磨テープエッジ検出センサ１００を用いて研磨テープ３８の縁部を検出する動作を説明する図である。基板Ｗの研磨に先立って、テープ供給回収機構７０に支持される研磨テープ３８は、図２（ａ）に示す退避位置から、図２（ｂ）に示すテープエッジ検出位置に移動される。このテープエッジ検出位置において、テープエッジ検出センサ１００により、研磨テープ３８の基板側の縁部の位置が検出される。テープエッジ検出センサ１００は、透過型の光学式センサである。テープエッジ検出センサ１００は、投光部１００Ａと受光部１００Ｂとを有しており、投光部１００Ａから受光部１００Ｂに光を照射して、受光部１００Ｂによって受光される光の量から研磨テープ３８の縁部の位置を検出する。そして、図２（ｃ）に示すように、研磨テープ３８は、その縁部が押圧部材５１の縁部と一致するように、第２の移動機構によって研磨位置に移動される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０１２−２１３８４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

上述のように、研磨中には回転する基板Ｗの中心部に液体が供給され、液体は遠心力により基板Ｗの上面全体に広がるが、この液体が水滴となって研磨テープ３８に付着することがある。よって、研磨テープ３８の特にエッジ部分に水滴が付着すると、テープエッジ検出センサ１００の投光部１００Ａから投射された光が水滴で散乱してしまい、受光部１００Ｂに入射すべき光が正確に受光部１００Ｂに入射しなくなってしまう。そうすると、テープエッジ検出センサ１００で正確に研磨テープ３８のエッジが検出できず、研磨テープ３８の位置の精度が低下してしまう。また、このような水滴による精度低下を防止するためには、研磨テープ３８に水滴が付着しないようにエアノズル等によって水滴を除去する必要があり、装置の構成が複雑化する。

【0010】

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、研磨テープを高精度に位置決め可能な研磨装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の研磨装置は、基板のエッジ部を研磨する少なくとも１つの研磨ユニットと、位置決めユニットとを備え、前記研磨ユニットは、研磨テープを吸着して前記基板の周縁部に対して前記研磨テープを上から押し当てる押圧部材を有する研磨ヘッドと、前記研磨ヘッドに前記研磨テープを供給し、前記研磨ヘッドから前記研磨テープを回収するテープ供給回収機構と、前記研磨ヘッドを前記基板の半径方向に移動させる第１の移動機構と、前記テープ供給回収機構を前記基板の半径方向に移動させる第２の移動機構とを備え、前記位置決めユニットは、当接面を有する位置決めブロックを備え、前記第２の移動機構によって前記テープ供給回収機構を移動して前記研磨テープの前記基板の側の縁部を前記当接面に当接させることで、前記研磨テープの位置決めを行う構成を有している。

【0012】

この構成によれば、研磨テープを押圧部材に吸着させるための研磨テープの位置決めを、研磨テープの基板側の縁部を当接面に当接させるという機械的な方法によって行うので、研磨テープの位置決めに光学センサを用いることなく研磨テープの位置決めを行うことができる。ここで、基板の半径方向とは、研磨テープで基板のエッジ部を研磨する際の研磨箇所における基板の半径方向である。

【0013】

上記の研磨装置において、前記押圧部材は、前記当接面に当接した状態の前記研磨テープを吸着してよい。この構成により、当接面に当接して位置決めされた研磨テープが押圧部材に吸着されるので、研磨テープと押圧部材との位置合わせを高精度で行うことができる。

【0014】

上記の研磨装置において、前記研磨ヘッドを移動して前記押圧部材の前記基板の側の縁部を前記当接面に当接させることで、前記押圧部材の前記基板の側の縁部と前記研磨テープの前記基板の側の縁部とを揃えてよい。この構成により、押圧部材と研磨テープとを基板側の縁部が揃うように位置合わせすることができる。

【0015】

上記の研磨装置において、前記位置決めユニットは、さらに、先端が前記位置合わせブロックの当接面から突出するとともに、前記先端の押し込み量を検出可能な位置センサを備え、前記第１の移動機構によって前記研磨ヘッドを移動して前記押圧部材の前記基板の側の縁部で前記位置センサの前記先端を押し込んで、検出した前記押し込み量に基づいて前記押圧部材の位置決めをしてよい。この構成により、研磨テープに対する押圧部材の基板の半径方向の位置を任意に設定して、研磨テープと押圧部材との位置合わせを行うことができる。

【0016】

上記の研磨装置において、前記位置決めユニットは、さらに位置決めブロックを前記基板の半径方向に移動させる第３の移動機構を備え、前記第３の移動機構によって、前記当接面が前記基板の前記エッジ部の内側の縁部に一致するように、前記位置決めブロックを移動させてよい。この構成により、研磨テープ及び／又は押圧部材の位置決めをすることで、研磨テープ及び／又は押圧部材の基板の半径方向の位置決めも行うことができる。

【0017】

上記の研磨装置において、前記研磨ユニットを前記基板の接線方向に移動させる研磨ユニット移動機構をさらに備えてよい。この構成により、テープ位置合わせ位置で研磨テープ及び／又は押圧部材の基板の半径方向の位置決めをしたのちに、研磨ユニットを研磨位置に移動させることができる。ここで、基板の接線方向とは、研磨テープで基板のエッジ部を研磨する際の研磨箇所における基板の接線方向である。

【0018】

本発明の研磨方法は、基板を回転させ、研磨テープの前記基板の側の縁部を当接面に当接させることで、前記研磨テープを位置決めし、位置決めされた前記研磨テープを押圧部材に吸着させ、前記押圧部材により前記研磨テープを前記基板の周縁部に対して上から押し当てて前記基板の周縁部を研磨する。この構成により、研磨テープを押圧部材に吸着させるための研磨テープの位置決めを当接面に当接させるという機械的な方法によって行うので、研磨テープの位置決めに光学センサを用いることなく研磨テープの位置決めを行うことができる。

【0019】

上記の研磨方法において、前記押圧部材は、前記当接面に当接した状態の前記研磨テープを吸着してよい。この構成により、当接面に当接して位置決めされた研磨テープが押圧部材に吸着されるので、研磨テープと押圧部材との位置合わせを高精度で行うことができる。

【0020】

上記の研磨方法において、前記押圧部材は、前記研磨テープを吸着した後に、前記研磨テープを吸着した状態で研磨位置に移動して、前記研磨位置にて前記基板の周縁部を研磨してよい。この構成により、研磨位置とは異なる位置で研磨テープを押圧部材に吸着させることができる。

【0021】

上記の研磨方法において、前記押圧部材の前記基板の側の縁部を前記当接面に当接させることで、前記押圧部材を位置決めし、前記押圧部材は、前記当接面に当接した状態で前記研磨テープを吸着してよい。この構成により、研磨テープと押圧部材とを同一の当接面に当接させることで位置決めするので、研磨テープと押圧部材の前記基板の側の縁部を揃えることができる。

【0022】

上記の研磨方法において、前記押圧部材の位置を位置センサで検出して、前記位置センサの検出値に基づいて前記押圧部材を位置決めし、前記押圧部材は、前記位置決めされた位置で前記研磨テープを吸着してよい。この構成により、押圧部材が研磨テープを吸着する際の研磨テープと押圧部材との位置関係を任意の位置関係とすることができる。

【0023】

上記の研磨方法において、前記押圧部材は、前記研磨テープの前記基板の側の縁部が前記押圧部材の前記基板の側の縁部よりも前記基板の側にずれた位置関係で、前記研磨テープを吸着してよい。この構成により、研磨テープの出代が確保される。

【発明の効果】

【0024】

本発明によれば、研磨テープを押圧部材に吸着させるための研磨テープの位置決めを、研磨テープの基板側の縁部を当接面に当接させるという機械的な方法によって行うので、研磨テープの位置決めに光学センサを用いることなく研磨テープの位置決めを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】（ａ）ストレート型の基板の周縁部を示す拡大断面図 （ｂ）ラウンド型の基板の周縁部を示す拡大断面図

【図2】（ａ）〜（ｃ）研磨テープエッジ検出センサを用いて研磨テープの縁部を検出する動作を説明する図

【図3】本発明の実施の形態における研磨装置の構成を示す平面図

【図4】図３のＦ−Ｆ線断面図

【図5】図４を矢印Ｇで示す方向から見た図

【図6】本発明の実施の形態の研磨ヘッド及び研磨テープ供給回収機構の平面図

【図7】本発明の実施の形態の研磨ヘッド及び研磨テープ供給回収機構の正面図

【図8】図７のＨ−Ｈ線断面図

【図9】図７の研磨テープ供給回収機構の側面図

【図10】図７の研磨ヘッドを矢印Ｉで示す方向から見た縦断面図

【図11】本発明の実施の形態の位置センサ及びドグを上から見た図

【図12】本発明の実施の形態の研磨ユニットがテープ位置合わせ位置にあるときの研磨装置の平面図

【図13】図１２のＪ−Ｊ線断面図

【図14】図１３のＫ−Ｋ線断面図

【図15】図１４のＬ部の拡大図

【図16】本発明の実施の形態の研磨装置の動作のフロー図

【図17】本発明の実施の形態の研磨位置にある研磨ユニットの平面図

【図18】本発明の実施の形態の研磨テープにより研磨されている基板の周縁部を示す拡大図

【図19】本発明の実施の形態の研磨装置により研磨された基板の断面形状

【図20】（ａ−１）〜（ｅ−１）位置決めブロックと押圧部材と研磨テープとの位置関係を示す側面図 （ａ−２）〜（ｅ−２）基板と位置決めブロックと押圧部材と研磨テープとの位置関係を示す平面図

【図21】本発明の実施の形態の研磨装置におけるテープ位置合わせ動作のフロー図

【図22】（ａ−１）〜（ｅ−１）テープ出代を設ける位置合わせを行う場合の位置決めブロックと押圧部材と研磨テープとの位置関係を示す側面図 （ａ−２）〜（ｅ−２）基板と位置決めブロックと押圧部材と研磨テープとの位置関係を示す平面図

【図23】本発明の実施の形態の研磨装置において基板が搬送口から研磨室内に搬入されることを説明する図

【図24】本発明の実施の形態の研磨装置において基板が搬送口から研磨室内に搬入されることを説明する図

【図25】本発明の実施の形態の研磨装置において基板が保持ステージの上面に保持されることを説明する図

【図26】本発明の実施の形態の研磨装置において基板が研磨室から搬出ことを説明する図

【図27】本発明の実施の形態における研磨ユニットを複数備えた研磨装置を示す平面図

【図28】本発明の実施の形態における研磨モジュールを含む複数の基板処理モジュールを備えた基板処理装置を示す上面図

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、本発明の実施の形態の研磨装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する場合の一例を示すものであって、本発明を以下に説明する具体的構成に限定するものではない。本発明の実施にあたっては、実施の形態に応じた具体的構成が適宜採用されてよい。

【0027】

図３は、本発明の実施の形態の研磨装置を示す平面図であり、図４は、図３のＦ−Ｆ線断面図であり、図５は、図４の矢印Ｇで示す方向から見た図である。

【0028】

本実施形態に係る研磨装置は、研磨対象物である基板Ｗを水平に保持し、回転させる基板保持部３を備えている。図３及び図４は、基板保持部３が基板Ｗを保持している状態を示している。基板保持部３は、基板Ｗの下面を真空吸引により保持する保持ステージ４と、保持ステージ４の中央部に連結された中空シャフト５と、この中空シャフト５を回転させるモータＭ１とを備えている。基板Ｗは、基板Ｗの中心が中空シャフト５の軸心と一致するように保持ステージ４の上に載置される。保持ステージ４は、隔壁２０とベースプレート２１によって形成された研磨室２２内に配置されている。

【0029】

中空シャフト５は、ボールスプライン軸受（直動軸受）６によって上下動自在に支持されている。保持ステージ４の上面には溝４ａが形成されており、この溝４ａは、中空シャフト５を通って延びる連通路７に連通している。連通路７は中空シャフト５の下端に取り付けられたロータリジョイント８を介して真空ライン９に接続されている。連通路７は、処理後の基板Ｗを保持ステージ４から離脱させるための窒素ガス供給ライン１０にも接続されている。これらの真空ライン９と窒素ガス供給ライン１０を切り替えることによって、基板Ｗを保持ステージ４の上面に保持し、離脱させる。

【0030】

中空シャフト５は、この中空シャフト５に連結されたプーリーｐ１と、モータＭ１の回転軸に取り付けられたプーリーｐ２と、これらプーリーｐ１、ｐ２に掛けられたベルトｂ１を介してモータＭ１によって回転される。ボールスプライン軸受６は、中空シャフト５がその長手方向へ自由に移動することを許容する軸受である。ボールスプライン軸受６は円筒状のケーシング１２に固定されている。従って、中空シャフト５は、ケーシング１２に対して上下に直線移動が可能であり、中空シャフト５とケーシング１２は一体に回転する。中空シャフト５は、エアシリンダ（昇降機構）１５に連結されており、エアシリンダ１５によって中空シャフト５及び保持ステージ４が上昇及び降下できるようになっている。

【0031】

ケーシング１２と、その外側に同心上に配置された円筒状のケーシング１４との間にはラジアル軸受１８が介装されており、ケーシング１２は軸受１８によって回転自在に支持されている。このような構成により、基板保持部３は、基板Ｗをその中心軸まわりに回転させ、かつ基板Ｗをその中心軸に沿って上昇降下させることができる。

【0032】

基板保持部３に保持された基板Ｗの半径方向外側には、基板Ｗの周縁部を研磨する研磨ユニット２５が配置されている。この研磨ユニット２５は、研磨室２２の内部に配置されている。図５に示すように、研磨ユニット２５の全体は、設置台２７の上に固定されている。この設置台２７はアームブロック２８を介して研磨ユニット移動機構３０に連結されている。

【0033】

研磨ユニット移動機構３０は、アームブロック２８をスライド自在に保持するボールネジ機構３１と、このボールネジ機構３１を駆動するモータ３２と、ボールネジ機構３１とモータ３２とを連結する動力伝達機構３３とを備えている。動力伝達機構３３は、プーリー及びベルトなどから構成されている。モータ３２を作動させると、ボールネジ機構３１がアームブロック２８を図５の矢印で示す方向に動かし、研磨ユニット２５全体が基板Ｗの接線方向に移動する。この研磨ユニット移動機構３０は、研磨ユニット２５を所定の振幅及び所定の速度で揺動させるオシレーション機構としても機能する。

【0034】

研磨ユニット２５は、研磨テープ３８を用いて基板Ｗの周縁部を研磨する研磨ヘッド５０と、研磨テープ３８を研磨ヘッド５０に供給し、かつ研磨ヘッド５０から回収する研磨テープ供給回収機構７０を備えている。研磨ヘッド５０は、研磨テープ３８の研磨面を基板Ｗの周縁部に上から押し当てて基板Ｗのトップエッジ部を研磨するトップエッジ研磨ヘッドである。

【0035】

図６は研磨ヘッド５０及び研磨テープ供給回収機構７０の平面図であり、図７は研磨ヘッド５０及び研磨テープ供給回収機構７０の正面図であり、図８は図７に示すＨ−Ｈ線断面図であり、図９は図７に示す研磨テープ供給回収機構７０の側面図であり、図１０は図７に示す研磨ヘッド５０を矢印Ｉで示す方向から見た縦断面図である。

【0036】

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

【0037】

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

【0038】

図１０に示すように、研磨ヘッド５０は、研磨テープ３８を基板Ｗに対して押し付ける押圧部材５１と、押圧部材５１を保持する押圧部材ホルダー５２と、この押圧部材ホルダー５２（及び押圧部材５１）を押し下げるアクチュエータとしてのエアシリンダ５３とを備えている。エアシリンダ５３は、保持部材５５に保持されている。さらに、保持部材５５は、鉛直方向に延びる直動ガイド５４を介してリフト機構としてのエアシリンダ５６に連結されている。図示しない気体供給源から空気などの気体がエアシリンダ５６に供給されると、エアシリンダ５６は保持部材５５を押し上げる。これにより、保持部材５５、エアシリンダ５３、押圧部材ホルダー５２、及び押圧部材５１は、直動ガイド５４に沿って持ち上げられる。

【0039】

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

【0040】

押圧部材５１には、鉛直方向に延びる複数の貫通孔５１ａを有しており、この貫通孔５１ａには真空ライン６０が接続されている。真空ライン６０には、図示しない弁が設けられており、弁を開くことにより押圧部材５１の貫通孔５１ａ内に真空が形成されるようになっている。押圧部材５１が研磨テープ３８の上面に接触した状態で貫通孔５１ａに真空が形成されると、研磨テープ３８の上面は押圧部材５１の下面に保持される。なお、押圧部材５１の貫通孔５１ａは１つであってもよい。

【0041】

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

【0042】

図１１は、位置センサ６３及びドグ６４を上から見た図である。位置センサ６３は、投光部６３Ａと受光部６３Ｂとを有している。ドグ６４が押圧部材ホルダー５２（及び押圧部材５１）とともに降下すると、投光部６３Ａから発せられた光の一部がドグ６４によって遮られる。従って、受光部６３Ｂによって受光される光の量からドグ６４の位置、すなわち押圧部材５１の鉛直方向の位置を検出することができる。なお、図１３に示す位置センサ６３はいわゆる透過型の光学式センサであるが、他のタイプの位置センサを用いてもよい。

【0043】

研磨テープ供給回収機構７０は、研磨テープ３８を供給する供給リール７１と、研磨テープ３８を回収する回収リール７２とを備えている。供給リール７１及び回収リール７２は、それぞれテンションモータ７３、７４に連結されている。これらテンションモータ７３、７４は、所定のトルクを供給リール７１及び回収リール７２に与えることにより、研磨テープ３８に所定のテンションをかけることができるようになっている。

【0044】

供給リール７１と回収リール７２との間には、研磨テープ送り機構７６が設けられている。この研磨テープ送り機構７６は、研磨テープ３８を送るテープ送りローラ７７と、研磨テープ３８をテープ送りローラ７７に対して押し付けるニップローラ７８と、テープ送りローラ７７を回転させるテープ送りモータ７９とを備えている。研磨テープ３８はニップローラ７８とテープ送りローラ７７との間に挟まれている。テープ送りローラ７７を図７の矢印で示す方向に回転させることにより、研磨テープ３８は供給リール７１から回収リール７２に送られる。

【0045】

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

【0046】

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

【0047】

研磨装置には、基板保持部３と平行して位置決めユニット９０が設けられている。図１２は、研磨ユニット２５がテープ位置合わせ位置にあるときの研磨装置の平面図であり、図１３は、図１２のＪ−Ｊ線断面図であり、図１４は、図１３のＫ−Ｋ線断面図であり、図１５は図１４のＬ部の拡大図である。

【0048】

位置決めユニット９０は、研磨室２２内に設置された支柱２９に支持される。位置決めユニット９０は、位置センサ９１と、位置センサ９１を保持する位置決めブロック９２と、位置決めブロック９２を前後方向（基板Ｗの半径方向）に駆動するボールネジ機構９３と、このボールネジ機構９３のシャフト９３１を回転させるモータＭ２とを備えている。ボールネジ機構９３及びモータＭ２は、支柱２９に固定された基台９４１の上に設けられている。基台９４１上にはボールネジ機構９３及びモータＭ２を囲うようにサイドプレート９４２が立設され、サイドプレート９４２の上にはトッププレート９４３が被せられている。

【0049】

位置決めブロック９２及びそれに保持される位置センサ９１は、トッププレート９４３上に設けられる。位置決めブロック９２の下面には複数のレールブロック９５が固定されており、トッププレート９４３の上面には、このレールブロック９５を前後方向に案内するレール９６が固定されている。位置決めブロック９２は、その下面に、トッププレート９４３を貫通してボールネジ機構９３のナット９３２に固定される接続部９２１を有し、前方（研磨ユニット２５側）には押圧部材５１と研磨テープ３８との位置合わせを行うための当接面９２２を有する。この当接面９２２は、鉛直方向に平行に形成された平面である。位置センサ９１は、先端が当接面９２２から僅かに突出するように、位置決めブロック９２に保持される。位置センサ９１は、先端の押し込み量を検出して、動作制御部１１に出力する。

【0050】

図１４に示すように、位置決めブロック９２は、当接面９２２の高さが基板Ｗの被研磨面（上面）より高くなるように設置される。これは、後述するように、研磨テープ３８が基板Ｗの被研磨面よりも高い位置で位置決めされて、その位置で押圧部材５１に吸着され、その状態で基板Ｗの上方まで移動させられて、押圧部材５１が降下することにより基板Ｗの被研磨面に押圧されるようにするためである。

【0051】

以上のように構成された位置決めユニット９０において、モータＭ２が駆動すると、ボールネジ機構９３のシャフト９３１が回転し、それによってナット９３２が前進又は後退する。ナット９３２に接続部９２１が固定された位置決めブロック９２は、ナット９３２の前進又は後退とともに、前進又は後退する。このとき、位置合わせブロック９２は、下面に固定されたレールブロック９５がレール９６に案内されて、前後方向に移動する。

【0052】

次に、上述のように構成された研磨装置の研磨動作について説明する。以下に説明する研磨装置の動作は、図３に示す動作制御部１１によって制御される。図１６は、研磨装置の動作のフロー図である。動作フローの開始時において、基板Ｗは、その表面に形成されている膜（例えば、デバイス層）が上を向くように基板保持部３に保持され、研磨ユニット２５は図１２に示すテープ位置合わせ位置に移動している。まず、テープ送りローラ７７を図７の矢印で示す方向に回転させることにより、研磨テープ３８を供給リール７１から回収リール７２に送ることで、新たな研磨面を押圧部材５１の下方に提供する（ステップＳ１６１）。このとき、押圧部材５１は、エアシリンダ５６（図１０参照）により持ち上げられた状態にあり、押圧部材５１は研磨テープ３８の上方に位置している。

【0053】

次に、テープ位置合わせを行う（ステップＳ１６２）。このテープ位置合わせの動作の詳細は後述するが、テープ位置合わせによって研磨テープ３８は押圧部材５１に真空吸着される。テープ位置合わせが完了して研磨テープ３８が押圧部材５１に保持されると、基板Ｗを保持する基板保持部３は中心周りに回転され、回転する基板Ｗの中心に、図示しない液体供給機構から液体（例えば、純水）が供給する基板動作が開始される（ステップＳ１６３）。

【0054】

研磨ユニット移動機構３０は、押圧部材５１が研磨テープ３８を吸着した研磨ユニット２５をテープ位置合わせ位置から研磨位置に移動する（ステップＳ１６４）。図１７は、研磨位置にある研磨ユニット２５の平面図である。この研磨位置で、押圧部材５１は、研磨テープ３８を保持したままエアシリンダ５３（図１０参照）により降下され、押圧部材５１は、研磨テープ３８の研磨面を基板Ｗの周縁部に所定の研磨荷重で押し付けて研磨を開始する（ステップＳ１６５）。研磨荷重は、エアシリンダ５３に供給する気体の圧力により調整することができる。

【0055】

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

【0056】

研磨テープ３８は上から押圧部材５１により押されるので、基板Ｗのトップエッジ部（図１（ａ）及び図１（ｂ）参照）を研磨することができる。図１８は、研磨テープ３８により研磨されている基板Ｗの周縁部を示す拡大図である。図１８に示すように、研磨テープ３８の縁部と押圧部材５１の縁部とが一致した状態で、研磨テープ３８の縁部を含む平坦部が、基板Ｗの周縁部に押し当てられる。研磨テープ３８の縁部は直角な角部であり、この直角な縁部が押圧部材５１の縁部により基板Ｗの周縁部に上から押圧される。従って、図１９に示すように、研磨された基板Ｗの断面形状を直角とすることができる。すなわち、基板Ｗの表面に対して垂直なデバイス層の端面を形成することができる。

【0057】

基板Ｗの研磨中の押圧部材５１の鉛直方向の位置は、位置センサ６３により検出される。動作制御部１１は、この位置センサ６３の検出結果に基づいて、押圧部材５１の鉛直方向の位置から研磨終点を検出して、研磨を終了する（ステップＳ１６６）。動作制御部１１は、例えば、押圧部材５１の鉛直方向の位置が所定の目標位置に達したときに、基板Ｗの周縁部の研磨を終了することができる。この所定の目標位置は、目標とする研磨量に従って決定される。

【0058】

基板Ｗの研磨が終了すると、エアシリンダ５３への気体の供給が停止され、これにより押圧部材５１が上昇し、研磨テープ３８の真空吸引が停止される。さらに、押圧部材５１のみがエアシリンダ５６により上昇されて、押圧部材５１と研磨テープ３８とが離間される（ステップＳ１６７）。そして、研磨ユニット２５は、図１２に示すテープ位置合わせ位置に移動される（ステップＳ１６８）。研磨された基板Ｗは、基板保持部３によって上昇され、図示しない搬送機構のハンドによって研磨室２２の外に搬出され、新たな基板Ｗが基板保持部３に供給される（ステップＳ１６９）。

【0059】

次に、ステップＳ１６２のテープ位置合わせの動作について説明する。このテープ位置合わせの動作も、図３に示す動作制御部１１によって制御される。図２０（ａ−１）〜（ｅ−１）は、それぞれ位置決めブロック９２と、押圧部材５１と、研磨テープ３８との位置関係を示す側面図であり、図２０（ａ−２）〜（ｅ−２）は、それぞれ基板Ｗと、位置決めブロック９２と、押圧部材５１と、研磨テープ３８との位置関係を示す平面図であり、図２１は、テープ位置合わせ動作のフロー図である。図２０及び図２１の例は、押圧部材５１の基板側の縁部と研磨テープ３８の基板側の縁部とが完全に一致するように押圧部材５１と研磨テープ３８との位置合わせを行う場合を示している。テープ位置合わせは、図１２に示すように、研磨ユニット２５がテープ位置合わせ位置にあるときに行われる。

【0060】

図２０（ａ−１）、（ａ−２）に示すように、最初は、位置決めブロック９２は退避位置にあり、押圧部材５１と研磨テープ３８とは位置合わせが行われておらず、互いに任意の位置関係にある。次に、図２０（ｂ−１）、（ｂ−２）に示すように、位置決めブロック９２が研磨ヘッド５０側に前進する（ステップＳ２１１）。このとき、位置決めブロック９２は、図２０（ｂ−２）に示すように、当接面９２２が基板Ｗのエッジ部の内側の縁部（デバイス層の外縁）に一致する位置まで前進する。次に、図２０（ｃ−１）、（ｃ−２）に示すように、押圧部材５１及び研磨テープ３８をそれぞれ、いずれも位置決めブロック９２の当接面９２２に当接するまで、位置決めブロック９２に向けて移動させる（ステップＳ２１２）。押圧部材５１及び研磨テープ３８がいずれも当接面９２２に当接することで、押圧部材５１及び研磨テープ３８の基板側の縁部が揃い、かつ、これらの縁部は基板Ｗのエッジ部の内側の縁部と一致する。

【0061】

なお、押圧部材５１が位置決めブロック９２の当接面９２２に当接したことは、押圧部材５１の移動が止まったことによって判断してもよいし、位置センサ９１にて押圧部材５１の位置を検出することで判断してもよい。後者の場合には、押圧部材５１が位置センサ９１の先端を当接面９２２側に押し込むと、位置センサ９１はその押し込み量を検出して検出値を動作制御部１１に送る。動作制御部１１は、位置センサ９１の当接面９２２からの初期の突出量をＬとすると、押圧部材５１による位置センサ９１の先端の押し込み量がＬとなるまで押圧部材５１を当接面９２２に近づけて押圧部材５１を停止させる。

【0062】

このように押圧部材５１及び研磨テープ３８の基板側の縁部が揃った状態で、図２０（ｄ−１）に示すように、押圧部材５１を降下させて（ステップＳ２１３）、研磨テープ３８と接触させ、この状態で研磨テープ３８を押圧部材５１に真空吸着させる（ステップＳ２１４）。真空吸着が完了して、押圧部材５１と研磨テープ３８との基板側の縁部が一致した状態で研磨テープ３８が押圧部材５１に保持されると、図２０（ｅ−１）、（ｅ−２）に示すように、位置決めブロック９２は後退して最初の退避位置に戻る（ステップＳ２１５）。

【0063】

以上のように、本実施の形態の位置決めユニット９０によれば、押圧部材５１と研磨テープ３８は、それぞれ位置決めブロック９２の当接面９２２に当接されることで位置決めされ、研磨の際に基板Ｗの内側になる縁部を揃えることができる。即ち、押圧部材５１と研磨テープ３８との位置合わせは、光学センサを用いた位置の検出によることなく、押圧部材５１と研磨テープ３８の位置が物理的に揃えられるので、水滴による光の散乱等によって位置合わせの精度が低下することがない。また、そのような精度低下の要因となる水滴を除去するためのエアノズルを用意する必要もない。

【0064】

また、この押圧部材５１と研磨テープ３８との位置決めにおいて、研磨テープ３８を吸着保持した押圧部材５１と基板Ｗとの基板半径方向の位置決めも行われる。よって、上記の位置決めが完了すると、研磨ユニット２５は、押圧部材５１が基板Ｗのエッジ部の上部に位置する研磨位置まで平行移動する。

【0065】

上記の例では、押圧部材５１及び研磨テープ３８の基板側の縁部が一致するように互いの位置合わせを行ったが、位置決めユニット９０は、研磨テープ３８の縁部が押圧部材５１の縁部よりもわずかに基板側にある位置関係で位置合わせをすることも可能である。以下、このように押圧部材５１の縁部よりも基板側に出た研磨テープ３８の縁部をテープ出代という。

【0066】

図２２（ａ−１）〜（ｅ−１）は、テープ出代を設ける位置合わせを行う場合の位置決めブロック９２と、押圧部材５１と、研磨テープ３８との位置関係を示す側面図であり、図２２（ａ−２）〜（ｅ−２）は、基板Ｗと、位置決めブロック９２と、押圧部材５１と、研磨テープ３８との位置関係を示す平面図である。図２２（ａ−１）、（ａ−２）に示すように、押圧部材５１と研磨テープ３８が互いに任意の位置関係にあるときに、図２２（ｂ−１）、（ｂ−２）に示すように、位置決めブロック９２が研磨ヘッド５０側に前進するところまでは図２０の例と同じである。次に、図２２（ｃ−１）、（ｃ−２）に示すように、押圧部材５１及び研磨テープ３８をそれぞれ、いずれも位置決めブロック９２の当接面９２２に向けて移動する。

【0067】

ここで、本例の場合は、研磨テープ３８については、当接面９２２に当接するまで移動させるが、押圧部材５１は、位置センサ９１によって押圧部材５１の基板側の縁部が当接面９２２との間に出代に相当する間隔をあけた位置に至るまで移動させる。具体的には、押圧部材５１が位置センサ９１の先端を当接面９２２側に押し込むと、位置センサ９１はその押し込み量を検出して検出値を動作制御部１１に送る。動作制御部１１は、位置センサ９１の当接面９２２からの初期の突出量をＬとし、目標とする研磨テープ３８の出代をａとすると、押圧部材５１による位置センサ９１の先端の押し込み量がＬ−ａとなるまで押圧部材５１を当接面９２２に近づけて押圧部材５１を停止させる。図２２（ｃ−１）、（ｃ−２）はこのようにして押圧部材５１が所望の量だけ移動し、研磨テープ３８が当接面９２２に当接するまで移動した状態を示している。

【0068】

次に、図２２（ｄ−１）に示すように、押圧部材５１が研磨テープ３８に向けて降下し、押圧部材５１が出代を残したまま研磨テープ３８を真空吸着する。研磨テープ３８が押圧部材５１に保持されると、図２２（ｅ−１）、（ｅ−２）に示すように、位置決めブロック９２が後退する。以上のように、この例では、研磨テープ３８は、位置決めブロック９２の当接面９２２に当接させることにより機械的に位置決めがなされるとともに、押圧部材５１については、そのように研磨テープ３８による機械的な位置決めの基準とされた当接面９２２から突出した位置センサ９１を機械的に押し込んだ量によって、当接面９２２からの距離が制御されるので、光学センサを用いることなく、所望の出代を確保して押圧部材５１と研磨テープ３８との位置決めをすることができる。

【0069】

この研磨テープ３８の出代は、研磨プロファイルに影響するパラメータである。この出代を０にすれば、図２０のように押圧部材５１と研磨テープ３８との基板側の縁部が一致し、図１９に示すように、研磨された基板Ｗの断面形状を直角とすることができるが、基板Ｗの種類によっては、装置の振動などにより割れたり、欠けたりするおそれがある。そこで、この出代を基板Ｗの種類に応じて適切に設定することにより、基板Ｗの割れや欠けの可能性を低減できる。また、必要に応じて、研磨された基板Ｗの断面形状をＲ形状にすることが可能となる。

【0070】

図３乃至図５に示すように、隔壁２０は、基板Ｗを研磨室２２に搬入及び搬出するための搬送口２０ａを備えている。搬送口２０ａは、水平に延びる切り欠きとして形成されている。この搬送口２０ａは、シャッター２３により閉じることが可能となっている。図２３に示すように、研磨される基板Ｗは、シャッター２３が開かれた状態で、搬送機構のハンド１０５により搬送口２０ａから研磨室２２内に搬入される。図２４に示すように、基板Ｗが研磨ユニット２５にぶつからないように、研磨ユニット２５は上述した研磨ユニット移動機構３０により退避位置まで移動される。

【0071】

基板Ｗが研磨室２２内に搬入されると、図２５に示すように、エアシリンダ１５が作動して保持ステージ４が上昇し、基板Ｗは保持ステージ４の上面に保持される。その後、保持ステージ４は、基板Ｗとともに所定の研磨位置まで降下する。図４は基板Ｗが研磨位置にあることを示している。そして、研磨ユニット２５は、図２４に示す退避位置から図５に示す基板研磨位置にまで移動し、上述したように基板Ｗを研磨する。基板Ｗの研磨中は、搬送口２０ａはシャッター２３により閉じられる。

【0072】

基板Ｗの研磨が終了すると、研磨ユニット２５は、上述した研磨ユニット移動機構３０により図２４に示す退避位置まで再び移動される。その後、ハンド１０５が研磨室２２内に進入する。さらに、保持ステージ４は基板Ｗとともに、図２５に示す基板搬送位置まで再び上昇する。ハンド１０５は基板Ｗを把持し、図２６に示すように基板Ｗを研磨室２２から搬出する。このように、ハンド１０５に把持された基板Ｗは、水平な状態を保ちながら、搬送口２０ａを通って研磨室２２内を横切ることが可能となっている。

【0073】

図２７は、上述のように構成された研磨ユニットを複数備えた研磨装置を示す平面図である。この研磨装置では、研磨室２２内に第１の研磨ユニット２５Ａ及び第２の研磨ユニット２５Ｂ並びに第１の位置決めユニット９０Ａ及び第２の位置決めユニット９０Ｂが設けられている。これら２つの研磨ユニット２５Ａ、２５Ｂの配置は、基板保持部３に保持された基板Ｗに関して対称であり、２つの位置決めユニット９０Ａ、９０Ｂも基板Ｗに関して対称である。第１の研磨ユニット２５Ａは第１の研磨ユニット移動機構（図示せず）により移動可能となっており、第２の研磨ユニット２５Ｂは第２の研磨ユニット移動機構（図示せず）により移動可能となっている。これら第１及び第２の研磨ユニット移動機構は、上述の研磨ユニット移動機構３０と同様の構成を有している。

【0074】

第１の研磨ユニット２５Ａと第２の研磨ユニット２５Ｂでは、異なるタイプの研磨テープを使用することができる。例えば、第１の研磨ユニット２５Ａで基板Ｗの粗研磨を行い、第２の研磨ユニット２５Ｂで基板Ｗの仕上げ研磨をすることができる。また、第１の位置決めユニット９０Ａは、研磨ユニット２５Ａにおける押圧部材５１と研磨テープ３８との位置合わせを行い、第２の位置決めユニット９０Ｂは、研磨ユニット２５Ｂにおける押圧部材５１と研磨テープ３８との位置合わせを行う。これら第１及び第２の位置決めユニット９０Ａ、９０Ｂは、上述の位置決めユニット９０と同様の構成を有している。

【0075】

図２８は、研磨モジュールを含む複数の基板処理モジュールを備えた基板処理装置を示す上面図である。図２８に示すように、基板処理装置は、基板Ｗを基板処理装置に投入する２つのロードポート２４０、ロードポート２４０上のウエハカセット（図示せず）から基板Ｗを取り出す第１の搬送ロボット２４５、基板Ｗのノッチ位置を検出するとともに、基板Ｗのノッチ部が所定の位置になるように基板Ｗを回転させるノッチアライナ２４８、ノッチアライナ２４８を移動させるノッチアライナ移動機構２５０、基板Ｗのノッチ部を研磨するノッチ研磨モジュール（第１の研磨モジュール）２５５、ノッチアライナ２４８からノッチ研磨モジュール２５５へ基板Ｗを搬送する第２の搬送ロボット２５７、基板Ｗのトップエッジ部を研磨するトップエッジ研磨モジュール（第２の研磨モジュール）２５６、研磨された基板Ｗを洗浄する洗浄モジュール２６０、洗浄された基板Ｗを乾燥させる乾燥モジュール２６５、ノッチ研磨モジュール２５５からトップエッジ研磨モジュール２５６、洗浄モジュール２６０、乾燥モジュール２６５の順に基板Ｗを搬送する搬送機構２７０を備えている。

【0076】

ノッチ研磨モジュール２５５としては、例えば特開２００９−１５４２８５号公報に開示されているような公知のノッチ研磨装置を使用することができる。トップエッジ研磨モジュール２５６としては、上述した図５または図２６に示す研磨装置を使用することができる。洗浄モジュール２６０としては、回転する基板Ｗに液体を供給しながら、回転するロールスポンジを基板Ｗの上面及び下面に接触させるロールスポンジ型の洗浄機を用いることができる。乾燥モジュール２６５としては、基板Ｗを高速で回転させるスピン乾燥機を用いることができる。

【0077】

ノッチ研磨モジュール２５５、トップエッジ研磨モジュール２５６、洗浄モジュール２６０、乾燥モジュール２６５（以下適宜、総称して基板処理モジュールという）は一列に配列され、搬送機構２７０はこれら基板処理モジュールの配列方向に沿って配置されている。搬送機構２７０は、ハンドユニット２７０Ａ、ハンドユニット２７０Ｂ、及びハンドユニット２７０Ｃを有している。各ハンドユニットは、基板Ｗを保持する１組のハンド２７１を有しており、隣り合う基板処理モジュール間で基板Ｗを搬送する。すなわち、ハンドユニット２７０Ａはノッチ研磨モジュール２５５から基板Ｗを取り出してトップエッジ研磨モジュール２５６へ搬送し、ハンドユニット２７０Ｂはトップエッジ研磨モジュール２５６から基板Ｗを取り出して洗浄モジュール２６０へ搬送する。そしてハンドユニット２７０Ｃは洗浄モジュール２６０から基板Ｗを取り出して乾燥モジュール２６５へ搬送する。

【0078】

ハンドユニット２７０Ａ、ハンドユニット２７０Ｂ、ハンドユニット２７０Ｃは、基板処理モジュールの配列方向に沿って直線的に移動可能に構成されている。ハンドユニット２７０Ａ、ハンドユニット２７０Ｂ、ハンドユニット２７０Ｃは同時に基板Ｗを処理モジュールから取り出し、同時に移動し、隣接する基板処理モジュールに同時に基板Ｗを搬入する。

【0079】

次に基板Ｗの処理の全体の流れを説明する。第１の搬送ロボット２４５が基板Ｗをウエハカセットから取り出し、基板Ｗをノッチアライナ２４８に載置する。ノッチアライナ２４８は基板Ｗとともにノッチアライナ移動機構２５０により、第２の搬送ロボット２５７の近傍位置まで移動する。この時、ノッチアライナ２４８は基板Ｗのノッチ位置を検出し、ノッチ部が所定の位置になるように基板Ｗを回転させておく。

【0080】

そして、第２の搬送ロボット２５７がノッチアライナ２４８から基板Ｗを受け取り、ノッチ研磨モジュール２５５に搬入する。基板Ｗのノッチ部は、ノッチ研磨モジュール２５５によって研磨される。研磨された基板Ｗは前述のように搬送機構２７０の３つのハンドユニット２７０Ａ、２７０Ｂ、２７０Ｃにより順次、トップエッジ研磨モジュール２５６、洗浄モジュール２６０、乾燥モジュール２６５の順に搬送され、それぞれの基板処理モジュールで処理される。処理された基板Ｗは第１の搬送ロボット２４５によりロードポート２４０上のウエハカセットに収容される。

【0081】

ノッチ研磨モジュール２５５及びトップエッジ研磨モジュール２５６は、着脱可能に基板処理装置に設置されている。従って、ノッチ研磨モジュール２５５及び／またはトップエッジ研磨モジュール２５６を取り出して、別のタイプの研磨モジュールを基板処理装置に組み込むことも可能である。例えば、第１の研磨モジュールとして、基板Ｗのトップエッジ部を研磨することができる上記実施形態に係る研磨装置を使用し、第２の研磨モジュールとして、基板Ｗのベベル部を研磨することができる公知のベベル研磨装置を使用することができる。

【0082】

なお、上記の実施の形態では、押圧部材５１も位置決めユニット９０を用いて位置決めされたが、研磨テープ３８のみが位置決めユニット９０を用いて位置決めされ、押圧部材５１を含む研磨ヘッド５０は別の方法によって位置決めされてよい。また、上記の実施の形態では、位置決めユニット９０が基板Ｗの横にあり、研磨ユニット２５は、テープ位置合わせ位置で押圧部材５１と研磨テープ３８との位置合わせが行われた後に、水平方向（接線方向）に移動することにより研磨位置に移動したが、位置決めユニット９０は、基板Ｗの鉛直上方又は下方に配置され、押圧部材５１と研磨テープ３８との位置合わせの後に研磨ユニット２５を研磨位置まで鉛直方向に移動させてもよい。

【0083】

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうることである。従って、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。

【産業上の利用可能性】

【0084】

本発明は、研磨テープを押圧部材に吸着させるための研磨テープの位置決めを、研磨テープの基板側の縁部を当接面に当接させるという機械的な方法によって行うので、研磨テープの位置決めに光学センサを用いることなく研磨テープの位置決めを行うことができるという効果を有し、半導体ウェハなどの基板の周縁部を研磨する研磨装置等として有用である。

【符号の説明】

【0085】

３ 基板保持部
４ 保持ステージ
９ 真空ライン
１１ 動作制御部
１５ エアシリンダ
２５ 研磨ユニット
２７ 設置台
３０ 研磨ユニット移動機構
３８ 研磨テープ
４０Ａ、４０Ｂ 直動ガイド
５０ 研磨ヘッド
５１ 押圧部材
５２ 押圧部材ホルダー
５３ エアシリンダ
５４ 直動ガイド
５６ エアシリンダ
５８ 直動ガイド
６０ 真空ライン
６３ 位置センサ
６４ ドグ
７０ 研磨テープ供給回収機構
７１ 供給リール
７２ 回収リール
７３、７４ テンションモータ
７６ テープ送り機構
８２、８３ 支持アーム
８４Ａ、８４Ｂ、８４Ｃ、８４Ｄ、８４Ｅ ガイドローラ
９１ 位置センサ
１００ テープエッジ検出センサ
１１０ ベベル研磨ユニット
１８０ サポートステージ
１８１ サポートステージ台
１８５ テープストッパー
１８６ テープカバー
１９０ プランジャ
１９１ サイドストッパー
Ｗ 基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】