知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022123622
(43)【公開日】2022-08-24
(54)【発明の名称】研磨装置および研磨方法
(51)【国際特許分類】
B24B 21/08 20060101AFI20220817BHJP
B24B 21/00 20060101ALI20220817BHJP
B24B 9/00 20060101ALI20220817BHJP
H01L 21/304 20060101ALI20220817BHJP
【ＦＩ】
B24B21/08
B24B21/00 A
B24B9/00 601H
H01L21/304 621E
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021021042
(22)【出願日】2021-02-12
(71)【出願人】
【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】100118500
【弁理士】
【氏名又は名称】廣澤 哲也
(74)【代理人】
【識別番号】100091498
【弁理士】
【氏名又は名称】渡邉 勇
(74)【代理人】
【識別番号】100174089
【弁理士】
【氏名又は名称】郷戸 学
(74)【代理人】
【識別番号】100186749
【弁理士】
【氏名又は名称】金沢 充博
(72)【発明者】
【氏名】山本 暁
(72)【発明者】
【氏名】内山 圭介
(72)【発明者】
【氏名】伊沢 真於
(72)【発明者】
【氏名】柏木 誠
【テーマコード（参考）】
3C049
3C158
5F057
【Ｆターム（参考）】
3C049AA05
3C049AA11
3C049AA12
3C049AA14
3C049AA16
3C049AB04
3C049BA05
3C049BB02
3C049BB04
3C049CA01
3C049CB01
3C158AA05
3C158AA11
3C158AA12
3C158AA14
3C158AA16
3C158AB04
3C158BA05
3C158BB02
3C158BB04
3C158BC02
3C158CB01
3C158DA17
5F057AA02
5F057AA16
5F057BA11
5F057CA21
5F057DA06
5F057EB22
5F057FA19
5F057FA41
5F057GA27
5F057GB24
(57)【要約】 （修正有）
【課題】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。
【解決手段】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を有し、流体押圧部は、研磨テープ３の裏面に対向して配置された流体供給口を有する。
【選択図】図１
【解決手段】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を有し、流体押圧部は、研磨テープ３の裏面に対向して配置された流体供給口を有する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項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。
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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
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。
【請求項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。
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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１９－７７００３号公報
【特許文献2】特開２０１９－１０７７５２号公報
【特許文献3】特開平５－１５１５６５号公報
【特許文献4】特開平７－１０８４４９号公報
【特許文献5】特開平７－１２４８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
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。
【0006】
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。
【0007】
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。
【課題を解決するための手段】
【0008】
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。
【0009】
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、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。
【0010】
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。
【0011】
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、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。
【発明の効果】
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】研磨装置の一実施形態を示す模式図である。
【図2】研磨ヘッドの一実施形態を示す模式図である。
【図5】研磨ヘッドの他の実施形態を示す模式図である。
【図7】流体押圧部の他の実施形態を示す上面図である。
【図9】研磨装置の他の実施形態を示す模式図である。
【図10】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12】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。
【図13】研磨装置のさらに他の実施形態を示す模式図である。
【図17】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。
【図18】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。
【図19】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。
【図20】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。
【図21】従来の研磨ヘッドの問題点を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
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。
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。
【0017】
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）。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
【0057】
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。
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
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。
【0061】
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。
【0062】
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。
【0063】
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。
【0064】
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。
【0065】
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。
【0066】
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。
【0067】
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。
【0068】
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。
【0069】
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。
【0070】
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。
【0071】
図１４（ａ）および図１４（ｂ）は、基板の周縁部を示す拡大断面図である。図１４（ａ）はいわゆるストレート型の基板の断面図であり、図１４（ｂ）はいわゆるラウンド型の基板の断面図である。図１４（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、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１４（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。
【0072】
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。
【0073】
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。
【0074】
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。
【0075】
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。
【0076】
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。
【0077】
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。
【0078】
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。
【0079】
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。
【0080】
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。
【0081】
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。
【0082】
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。
【0083】
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。
【0084】
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。
【0085】
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。
【0086】
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。
【0087】
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。
【0088】
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。
【0089】
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。
【0090】
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。
【0091】
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。
【0092】
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。
【0093】
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。
【0094】
【0095】
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。
【0096】
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。
【符号の説明】
【0097】
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
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
【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】