特開 2023-127044 研磨ヘッドおよび研磨装置

(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】P2023127044

(43)【公開日】2023-09-13

(54)【発明の名称】研磨ヘッドおよび研磨装置

(51)【国際特許分類】

   B24B 21/00 20060101AFI20230906BHJP

   B24B 21/08 20060101ALI20230906BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20230906BHJP

【ＦＩ】

B24B21/00 A

B24B21/08

H01L21/304 621B

H01L21/304 622K

H01L21/304 622R

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022030585

(22)【出願日】2022-03-01

(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】柏木 誠

(72)【発明者】

【氏名】藤澤 真於

【テーマコード（参考）】

3C158

5F057

【Ｆターム（参考）】

3C158AA05

3C158AA12

3C158AA16

3C158AB04

3C158AB06

3C158BA07

3C158BC02

3C158CB03

3C158DA17

5F057AA16

5F057AA21

5F057AA31

5F057BA11

5F057CA11

5F057DA06

5F057DA39

5F057EB22

5F057EC30

5F057FA01

5F057GA01

5F057GB31

(57)【要約】

【課題】均一な力で研磨テープをウェーハなどの基板に押し付けることができる研磨ヘッドを提供する。
【解決手段】研磨ヘッド１０は、研磨テープ２を基板Ｗに対して押し付ける押圧部材１２と、押圧部材１２を所定の押圧方向ＣＬに移動させ、押圧部材１２に押圧力を付与するアクチュエータ１５と、押圧方向ＣＬに対する押圧部材１２の傾きを調整する傾き調整機構４０を備える。傾き調整機構４０は、押圧部材１２を押圧方向ＣＬに対して傾け、傾いた押圧部材１２の角度を保持するように構成されている。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を研磨するための研磨ヘッドであって、
研磨テープを基板に対して押し付ける押圧部材と、
前記押圧部材を所定の押圧方向に移動させ、前記押圧部材に押圧力を付与するアクチュエータと、
前記押圧方向に対する前記押圧部材の傾きを調整する傾き調整機構を備え、
前記傾き調整機構は、前記押圧部材を前記押圧方向に対して傾け、前記傾いた押圧部材の角度を保持するように構成されている、研磨ヘッド。

【請求項2】

前記傾き調整機構は、前記研磨テープの進行方向に垂直な第１支軸を有しており、前記押圧部材を前記第１支軸を中心に傾けるように構成されている、請求項１に記載の研磨ヘッド。

【請求項3】

前記傾き調整機構は、
前記第１支軸を支持するベース部材と、
前記第１支軸に連結され、前記第１支軸を中心に傾くことが可能なチルト部材と、
前記チルト部材に設けられた複数のねじ穴にそれぞれ螺合された複数のねじを備え、
前記複数のねじは、前記ベース部材に接触している、請求項２に記載の研磨ヘッド。

【請求項4】

前記複数のねじは、前記第１支軸の両側に配置されている、請求項３に記載の研磨ヘッド。

【請求項5】

前記研磨ヘッドは、前記押圧部材を保持する押圧部材ホルダをさらに備えており、
前記傾き調整機構は、前記第１支軸に垂直な第２支軸をさらに備えており、前記押圧部材ホルダは、前記第２支軸を中心に傾き可能である、請求項３または４に記載の研磨ヘッド。

【請求項6】

基板を保持する基板保持部と、
前記基板を研磨するための、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の研磨ヘッドを備えている、研磨装置。

【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に研磨テープを押し付けるための研磨ヘッドに関する。また、本発明はそのような研磨ヘッドで基板を研磨するための研磨装置に関する。

【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形成する工程においては、微粒子や塵埃などの異物がデバイスに付着することがある。デバイスに付着した異物は、配線間の短絡や回路の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、デバイスが形成されたウェーハを洗浄して、ウェーハ上の異物を除去することが必要とされる。

【0003】

ウェーハの裏面（非デバイス面）にも、上述したような微粒子や粉塵などの異物が付着することがある。このような異物がウェーハの裏面に付着すると、ウェーハが露光装置のステージ基準面から離間することでウェーハ表面がステージ基準面に対して傾き、結果として、パターニングのずれや焦点距離のずれが生じることとなる。このような問題を防止するために、ウェーハの裏面に付着した異物を除去することが必要とされる。

【0004】

そこで、図１５および図１６に示すように、ウェーハの裏面を研磨テープで研磨する研磨装置が使用されている。図１５は、従来の研磨装置の上面図であり、図１６は図１５に示す従来の研磨装置の側面図である。研磨装置は、複数のローラー５００によりウェーハＷの周縁部を保持しながら、これらローラー５００自身が回転することで、ウェーハＷを回転させる。研磨テープ５０２は、ウェーハＷの裏面側に配置されている。研磨テープ５０２は、矢印Ｚで示す方向に進行しながら、研磨テープ５０２には所定のテンションが与えられている。

【0005】

複数の押圧部材５０５はウェーハＷの直径方向に配列されており、これらの押圧部材５０５で研磨テープ５０２をウェーハＷの裏面に対して押し付けることにより、ウェーハＷの裏面を研磨する。ウェーハＷの裏面に押し付けられた研磨テープ５０２は、ウェーハＷの裏面から異物を除去することができる。

【0006】

しかしながら、図１７に示すように、押圧部材５０５により研磨テープ５０２をウェーハＷに押し付けると、ウェーハＷが上方に撓んでしまう。ウェーハＷは円弧状に撓むため、研磨テープ５０２は均一に押されず、ウェーハＷの研磨レートが不均一となる。

【0007】

そこで、図１８に示すように、押圧部材５０５を傾動可能に支持するユニバーサルジョイント５０９を備えた研磨装置が開発されている。このユニバーサルジョイント５０９は、押圧部材５０５をウェーハＷの撓みに追従させるができるので、押圧部材５０５は研磨テープ５０２をウェーハＷに均一に押圧できると期待される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０２１－１２２８９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、図１９に示すように、矢印Ｚで示す方向に進行する研磨テープ５０２に起因して、押圧部材５０５が強制的に傾動させられ、押圧部材５０５がウェーハＷの撓みに追従できないことがある。押圧部材５０５によりウェーハＷの裏面に対して押し付けられた研磨テープ５０２が矢印Ｚで示す方向に進行する動作により、研磨テープ５０２とウェーハＷとの間と、研磨テープ５０２と押圧部材５０５との間に摩擦が生じる。主に研磨テープ５０２と押圧部材５０５との間に生じる摩擦により、押圧部材５０５はユニバーサルジョイント５０９を支点として回転し、矢印Ｚで示す方向に傾いてしまう。結果として、押圧部材５０５は研磨テープ５０２をウェーハＷに均一に押圧することができない。

【0010】

そこで、本発明は、均一な力で研磨テープをウェーハなどの基板に押し付けることができる研磨ヘッドを提供する。また、本発明は、そのような研磨ヘッドを備えた研磨装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0011】

一態様では、基板を研磨するための研磨ヘッドであって、研磨テープを基板に対して押し付ける押圧部材と、前記押圧部材を所定の押圧方向に移動させ、前記押圧部材に押圧力を付与するアクチュエータと、前記押圧方向に対する前記押圧部材の傾きを調整する傾き調整機構を備え、前記傾き調整機構は、前記押圧部材を前記押圧方向に対して傾け、前記傾いた押圧部材の角度を保持するように構成されている、研磨ヘッドが提供される。

【0012】

一態様では、前記傾き調整機構は、前記研磨テープの進行方向に垂直な第１支軸を有しており、前記押圧部材を前記第１支軸を中心に傾けるように構成されている。
一態様では、前記傾き調整機構は、前記第１支軸を支持するベース部材と、前記第１支軸に連結され、前記第１支軸を中心に傾くことが可能なチルト部材と、前記チルト部材に設けられた複数のねじ穴にそれぞれ螺合された複数のねじを備え、前記複数のねじは、前記ベース部材に接触している。
一態様では、前記複数のねじは、前記第１支軸の両側に配置されている。
一態様では、前記研磨ヘッドは、前記押圧部材を保持する押圧部材ホルダをさらに備えており、前記傾き調整機構は、前記第１支軸に垂直な第２支軸をさらに備えており、前記押圧部材ホルダは、前記第２支軸を中心に傾き可能である。

【0013】

一態様では、基板を保持する基板保持部と、前記基板を研磨するための上記研磨ヘッドを備えている、研磨装置が提供される。

【発明の効果】

【0014】

押圧部材は、傾き調整機構によって固定された角度で予め傾いているので、押圧部材は研磨テープを撓んだ基板に対して均一に押し付けることができる。結果として、研磨テープは、基板を均一に研磨することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】研磨具の一例である研磨テープを基板の一例であるウェーハの表面に押し付けてウェーハを研磨するための研磨ヘッドの一実施形態を示す斜視図である。

【図2】図１に示す研磨ヘッドの断面図である。

【図3】押圧部材および押圧部材ホルダを、傾き調整機構から取り外した状態を示す模式図である。

【図4】傾き調整機構の分解斜視図である。

【図5】傾き調整機構の水平断面図である。

【図6】押圧部材ホルダおよび押圧部材を、傾き調整機構によって所定の角度に傾けた状態を示す断面図である。

【図7】傾き調整機構によって押圧部材ホルダおよび押圧部材を、固定された角度で傾けた状態で、押圧部材により研磨テープをウェーハに対して押し付けている様子を示す断面図である。

【図8】研磨ヘッドの他の実施形態を示す斜視図である。

【図9】図８に示す研磨ヘッドの押圧部材および押圧部材ホルダを、傾き調整機構から取り外した状態を示す模式図である。

【図10】傾き調整機構の分解斜視図である。

【図11】研磨装置の一実施形態を示す側面図である。

【図12】図１１に示す研磨装置の上面図である。

【図13】研磨ヘッドの他の実施形態を示す斜視図である。

【図14】図１３に示す押圧部材ホルダおよび押圧部材を、傾き調整機構によって固定された角度で傾けた状態で、押圧部材により研磨テープをウェーハのエッジ部に対して押し付けている様子を示す断面図である。

【図15】従来の研磨装置の上面図である。

【図16】図１５に示す従来の研磨装置の側面図である。

【図17】押圧部材によりウェーハが上方に撓む様子を説明する模式図である。

【図18】ユニバーサルジョイントを備えた従来の研磨装置の模式図である。

【図19】研磨テープに起因して押圧部材が強制的に傾動させられる様子を説明する模式図である。

【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、研磨具の一例である研磨テープ２を基板の一例であるウェーハＷの表面に押し付けてウェーハＷを研磨するための研磨ヘッド１０の一実施形態を示す斜視図であり、図２は、図１に示す研磨ヘッド１０の断面図である。本実施形態の研磨ヘッド１０は、ウェーハＷおよび研磨テープ２の下方に配置されており、研磨テープ２をその裏側からウェーハＷの裏面に対して押圧するように配置されている。

【0017】

研磨ヘッド１０は、研磨テープ２をウェーハＷに対して押し付けるための押圧部材１２と、押圧部材１２を矢印ＣＬで示す所定の押圧方向に移動させ、押圧部材１２に押圧力を付与するアクチュエータ１５と、アクチュエータ１５が内部に配置されたハウジング１８を備えている。アクチュエータ１５は、押圧部材１２に連結された可動軸１６と、可動軸１６の端部とハウジング１８との間に圧力室２０を形成する隔壁膜（ダイヤフラム）２５とを備えている。可動軸１６および隔壁膜２５は、ハウジング１８内に配置されている。

【0018】

研磨ヘッド１０は、押圧部材１２を保持する押圧部材ホルダ３０をさらに備えている。押圧部材ホルダ３０は、可動軸１６に連結されており、可動軸１６と一体に移動可能である。押圧部材１２の全体は、環状であり、押圧部材１２は取り外し可能に押圧部材ホルダ３０に保持されている。押圧部材ホルダ３０は、押圧部材１２が嵌合する嵌合溝（図示せず）を有している。環状の押圧部材１２は、嵌合溝に嵌りながら弾性変形した状態で押圧部材ホルダ３０に掛けられている。本実施形態の押圧部材１２は、研磨テープ２をウェーハＷに押し付けるための２つのテープ押圧面１２Ａ，１２Ｂを有している。

【0019】

押圧部材１２は、弾性材料から形成されている。押圧部材１２を構成する材料の例としては、フッ素ゴム、シリコーンゴム、エチレンプロピレンジエンゴムなどのゴムが挙げられる。押圧部材１２の断面は、円形の形状を有している。押圧部材１２は、Ｏリングであってもよい。本実施形態では、押圧部材ホルダ３０は、その側面に突起部３０ｂ，３０ｃを有している。押圧部材１２は、弾性変形した状態で突起部３０ｂ，３０ｃに支持されている。

【0020】

ただし、押圧部材１２は、本実施形態に限られず、他の形状を有してもよく、あるいは他の材料から構成されてもよい。例えば、押圧部材１２は、研磨テープ２をウェーハＷに押し付けるための１つのテープ押圧面のみを有してもよい。他の例では、押圧部材１２は、環状に代えて、直線状に延びるブレード、または湾曲状ブレードの形状であってもよい。

【0021】

図２に示すように、可動軸１６は、その軸方向にハウジング１８内で移動可能となっており、可動軸１６は、押圧部材１２を矢印ＣＬに示す押圧方向に上昇させることができる。押圧部材１２は研磨テープ２の裏側に対向している。可動軸１６が押圧部材１２を矢印ＣＬに示す押圧方向に上昇させると、押圧部材１２は、研磨テープ２の裏側に接触する。押圧部材１２は研磨テープ２の研磨面をウェーハＷの裏面に押し付けてウェーハＷの裏面を研磨テープ２で研磨する。ウェーハＷの研磨中、研磨テープ２の裏側は、押圧部材１２によって支持される。研磨テープ２の裏側は、砥粒を有する研磨面とは反対側の面である。ウェーハＷの研磨中、研磨テープ２はその長手方向に所定の速度で送られる。図１の矢印Ｚは、研磨テープ２の進行方向を表している。

【0022】

本実施形態では、可動軸１６はボールスプライン軸から構成されている。ハウジング１８内にはボールスプラインナット３２が配置されており、可動軸１６はボールスプラインナット３２により可動軸１６の軸方向に移動可能に支持されている。一実施形態では、可動軸１６は、ハウジング１８の内面に移動可能に支持されてもよい。

【0023】

ハウジング１８は、可動軸１６が収容される空間が内部に形成されたハウジング本体１８Ａと、上記空間を塞ぐ蓋１８Ｂとを備えている。蓋１８Ｂはねじ（図示せず）によりハウジング本体１８Ａに着脱可能に固定されている。研磨テープ２をウェーハＷに対して押圧するための押圧力を発生するアクチュエータ１５は、可動軸１６および隔壁膜２５を含む。隔壁膜２５は、可動軸１６の端部（下端）に接触しており、隔壁膜２５の縁は、ハウジング本体１８Ａと蓋１８Ｂとの間に挟まれている。隔壁膜２５は可動軸１６に接触しているのみであり、可動軸１６に固定されていない。

【0024】

隔壁膜２５は、柔軟な材料から形成されている。隔壁膜２５を構成する材料の例としては、クロロプレンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴムが挙げられる。圧力室２０は、圧縮気体供給ライン（図示せず）に連通しており、圧縮気体供給ラインから圧縮気体（例えば圧縮空気）が圧力室２０内に供給されるようになっている。

【0025】

研磨ヘッド１０は、アクチュエータ１５によって移動される押圧部材１２の移動方向ＣＬに対する押圧部材１２の傾きを調整するように構成された傾き調整機構４０をさらに備えている。押圧部材ホルダ３０は、傾き調整機構４０に連結されており、押圧部材１２および押圧部材ホルダ３０は、傾き調整機構４０を介して可動軸１６に連結されている。傾き調整機構４０は、可動軸１６と押圧部材ホルダ３０との間に配置されており、かつ押圧部材ホルダ３０の内部に収容されている。傾き調整機構４０、押圧部材ホルダ３０、および押圧部材１２は、一体にアクチュエータ１５によって移動される。傾き調整機構４０は、押圧部材１２をその移動方向ＣＬに対して傾け、傾いた押圧部材１２の角度を保持するように構成されている。

【0026】

ウェーハＷを研磨するときは、圧縮空気などの圧縮気体は圧力室２０内に供給される。圧力室２０内の圧縮気体の圧力は、隔壁膜２５を介して可動軸１６の端部（下端）に作用し、可動軸１６、傾き調整機構４０、押圧部材ホルダ３０、および押圧部材１２を上昇させる。研磨ヘッド１０は、可動軸１６のハウジング１８に対する相対的な移動距離を測定する距離センサをさらに備えてもよい。ウェーハＷの研磨を終了させるときは、圧力室２０は大気開放され、その結果、可動軸１６の自重および研磨テープ２の張力により可動軸１６および押圧部材１２が下降する。

【0027】

押圧部材ホルダ３０にはスカート３８が固定されている。このスカート３８は押圧部材ホルダ３０から下方に延び、ハウジング１８の上部を囲んでいる。本実施形態ではスカート３８は円筒状であるが、ハウジング１８の上部を囲むことができるのであれば、他の形状であってもよい。スカート３８は、ウェーハＷの研磨に使用される純水などの液体がハウジング１８内に侵入することを防ぐことができる。

【0028】

図３は、押圧部材１２および押圧部材ホルダ３０を、傾き調整機構４０から取り外した状態を示す模式図であり、図４は、傾き調整機構４０の分解斜視図であり、図５は傾き調整機構４０の水平断面図である。図３および図４に示すように、傾き調整機構４０は、第１支軸４１と、この第１支軸４１を支持するベース部材４５と、第１支軸４１に連結され、第１支軸４１を中心に傾くことが可能なチルト部材４６と、チルト部材４６に設けられた複数のねじ穴４８にそれぞれ螺合された複数のねじ５０を備えている。

【0029】

ベース部材４５は、可動軸１６の上端に固定されており、可動軸１６と一体に移動可能である。第１支軸４１は、チルト部材４６に形成された通孔４６ａと、ベース部材４５に形成された通孔４５ａに挿入される。第１支軸４１の延びる方向は、押圧部材１２の移動方向ＣＬに対して垂直であり、かつ研磨テープ２の長手方向（すなわち研磨テープ２の進行方向）に対して垂直である。したがって、チルト部材４６は、第１支軸４１を中心に傾く（回転する）ことが可能である。押圧部材１２および押圧部材ホルダ３０はチルト部材４６に連結されており、チルト部材４６と一体に第１支軸４１を中心に傾く（回転する）ことが可能である。言い換えれば、押圧部材１２および押圧部材ホルダ３０は、図１に示す研磨テープ２の進行方向Ｚ（すなわち研磨テープ２の長手方向）に沿って傾くことが可能である。

【0030】

複数のねじ５０は、第１支軸４１を中心に傾いたチルト部材４６の角度、すなわち傾いた押圧部材１２および押圧部材ホルダ３０の角度を保持する機能を有する。複数のねじ５０は、第１支軸４１の両側に配置されており、第１支軸４１に垂直な方向に沿って並んでいる。すなわち、これらのねじ５０は、研磨テープ２の長手方向（図１に示す研磨テープ２の進行方向Ｚ）に沿って並んでいる。

【0031】

複数のねじ５０は、チルト部材４６に設けられた複数のねじ穴４８にそれぞれ螺合されている。各ねじ穴４８はチルト部材４６を貫通して延びている。複数のねじ５０は、チルト部材４６から下方に突出し、複数のねじ５０の先端はベース部材４５に接触している。ベース部材４５は、中心部位５３と、その中心部位５３の両側から突出する２つの突出部５４を有する。中心部位５３は、チルト部材４６の中央に形成された中空空間５５内に配置される。複数のねじ５０の先端は、２つの突出部５４にそれぞれ接触している。チルト部材４６の第１支軸４１を中心とした傾きの角度は、複数のねじ５０のチルト部材４６に対する相対的な位置によって変えることができる。さらに、複数のねじ５０の先端をベース部材４５に接触させることで、チルト部材４６の第１支軸４１を中心とした傾きの角度を保持（固定）することができる。

【0032】

傾き調整機構４０は、第１支軸４１に垂直な第２支軸６０をさらに備えている。押圧部材ホルダ３０は、第２支軸６０を中心に傾き可能（回転可能）である。本実施形態では、第２支軸６０は、チルト部材４６の両側から突出しており、押圧部材ホルダ３０に形成された窪み６２（図５参照）に係合されている。押圧部材ホルダ３０の全体は第２支軸６０に支持されている。この第２支軸６０は、押圧部材ホルダ３０上の押圧部材１２の２つのテープ押圧面１２Ａ，１２Ｂから研磨テープ２を介してウェーハＷに与えられる押圧力を均等にするために設けられている。一実施形態では、第２支軸６０は省略してもよい。

【0033】

図６は、傾き調整機構４０によって押圧部材ホルダ３０および押圧部材１２を所定の角度に傾けた状態を示す断面図である。図６から分かるように、研磨テープ２の進行方向Ｚ（研磨テープ２の長手方向）において、複数のねじ５０のチルト部材４６に対する相対位置は互いに異なっており、これによりチルト部材４６、押圧部材ホルダ３０、および押圧部材１２が押圧方向ＣＬに対して傾くことができる。チルト部材４６、押圧部材ホルダ３０、および押圧部材１２が傾く方向は、研磨テープ２の進行方向Ｚ（研磨テープ２の長手方向）に沿った方向である。チルト部材４６、押圧部材ホルダ３０、および押圧部材１２の傾き角度は、チルト部材４６からベース部材４５（より具体的には突出部５４）に向かって突出する複数のねじ５０の突出量の差によって定まる。すなわち、複数のねじ５０のねじ穴４８への螺合の具合の違いによってこれらねじ５０の突出量に差が生じ、このねじ５０の突出量の差が、チルト部材４６、押圧部材ホルダ３０、および押圧部材１２の傾き角度を規定する。

【0034】

複数のねじ５０とベース部材４５との接触により、チルト部材４６、押圧部材ホルダ３０、および押圧部材１２の傾き角度が保持（固定）される。チルト部材４６、押圧部材ホルダ３０、および押圧部材１２の傾き角度は、先に研磨されたウェーハの研磨結果などに基づいて、予め決定される。より具体的には、チルト部材４６、押圧部材ホルダ３０、および押圧部材１２の傾き角度は、押圧部材１２で研磨テープ２をウェーハに均一に押し付けることができる（すなわち、研磨テープ２がウェーハを均一に研磨できる）角度である。

【0035】

図７は、押圧部材ホルダ３０および押圧部材１２を、傾き調整機構４０によって固定された角度で傾けた状態で、押圧部材１２により研磨テープ２をウェーハＷに対して押し付けている様子を示す断面図である。図７に示すように、押圧部材１２により研磨テープ２をウェーハＷに対して押し付けるとき、ウェーハＷは押圧部材１２の押圧力を受けて撓む。押圧部材１２は、傾き調整機構４０によって固定された角度で予め傾いているので、押圧部材１２は研磨テープ２を撓んだウェーハＷに対して均一に押し付けることができる。結果として、研磨テープ２は、ウェーハＷを均一に研磨することができる。

【0036】

ウェーハＷの研磨中は、図７に示すように、研磨テープ２はテンションが与えられた状態で矢印Ｚで示す方向に送られている。研磨テープ２の進行に伴い、研磨テープ２とウェーハＷとの間と、研磨テープ２と押圧部材１２との間に摩擦が生じる。主に研磨テープ２と押圧部材１２との間に生じる摩擦により押圧部材１２を傾けるトルクが生じる。傾き調整機構４０の複数のねじ５０は、押圧部材１２の傾きを固定することができるので、研磨テープ２と押圧部材１２との間に生じる摩擦により発生するトルクが押圧部材１２に加わっても、押圧部材１２はその予め定められた傾き角度を維持することができる。

【0037】

図８は、研磨ヘッドの他の実施形態を示す斜視図であり、図９は、図８に示す研磨ヘッドの押圧部材１２および押圧部材ホルダ３０を、傾き調整機構４０から取り外した状態を示す模式図であり、図１０は、傾き調整機構４０の分解斜視図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図１乃至図７を参照して説明した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。

【0038】

この実施形態は、押圧部材１２が１つのテープ押圧面１２Ａのみを有していること、および第２支軸６０が設けられていない点で、図１乃至図７を参照して説明した実施形態と異なっている。したがって、チルト部材４６、押圧部材１２、および押圧部材ホルダ３０は、第１支軸４１と垂直な軸心（第２支軸６０に相当）を中心に傾くことができない。

【0039】

図８乃至図１０を参照して説明した実施形態によれば、押圧部材１２は、傾き調整機構４０によって固定された角度で予め傾いているので、押圧部材１２は研磨テープ２を撓んだウェーハＷに対して均一に押し付けることができる。結果として、研磨テープ２は、ウェーハＷを均一に研磨することができる。

【0040】

図１１は、研磨装置の一実施形態を示す側面図であり、図１２は、図１１に示す研磨装置の上面図である。図１１および図１２に示す研磨装置は、ウェーハＷを保持し、回転させる基板保持部７０と、研磨テープ２Ａ，２Ｂを、基板保持部７０に保持されたウェーハＷの第１の面５ａに接触させてウェーハＷの第１の面５ａを研磨する複数の研磨ヘッド１０Ａ～１０Ｄと、研磨テープ２Ａを研磨ヘッド１０Ａ，１０Ｂに供給し、研磨ヘッド１０Ａ，１０Ｂから研磨テープ２Ａを回収する研磨テープ供給機構７２Ａと、研磨テープ２Ｂを研磨ヘッド１０Ｃ，１０Ｄに供給し、研磨ヘッド１０Ｃ，１０Ｄから研磨テープ２Ｂを回収する研磨テープ供給機構７２Ｂを備えている。

【0041】

研磨ヘッド１０Ａ，１０Ｃは、図１乃至図７を参照して説明した研磨ヘッド１０と同じ構成を有し、研磨ヘッド１０Ｂ，１０Ｄは、図８乃至図１０を参照して説明した研磨ヘッド１０と同じ構成を有している。研磨テープ２Ａ，２Ｂは、同じ構成を有している。

【0042】

本実施形態では、ウェーハＷの第１の面５ａ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５ａとは反対側のウェーハＷの第２の面５ｂ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５ａが下向きの状態で、基板保持部７０に水平に支持される。

【0043】

基板保持部７０は、ウェーハＷの周縁部に接触可能な複数のローラー７５Ａ，７５Ｂ，７５Ｃ，７５Ｄと、ローラー７５Ａ～７５Ｄを同じ速度で回転させるためのローラー回転装置（図示せず）を備えている。本実施形態では、４つのローラー７５Ａ～７５Ｄが設けられているが、５つまたはそれよりも多いローラーが設けられてもよい。

【0044】

研磨ヘッド１０Ａ，１０Ｂは、支持部材７８Ａに支持され、研磨ヘッド１０Ｃ，１０Ｄは、支持部材７８Ｂに支持されている。複数の研磨ヘッド１０Ａ～１０Ｄは、基板保持部７０に保持されているウェーハＷの下側に配置されている。これら研磨ヘッド１０Ａ～１０Ｄは、ウェーハＷの直径方向に配列されている。本実施形態では、４つの研磨ヘッド１０Ａ～１０Ｄが設けられているが、研磨ヘッドの数は本実施形態に限られない。一実施形態では、単一の研磨ヘッドが設けられてもよい。

【0045】

研磨テープ供給機構７２Ａ，７２Ｂは、同じ構成を有しているので、以下研磨テープ供給機構７２Ａについて説明する。研磨テープ供給機構７２Ａは、研磨テープ２Ａの一端が接続されたテープ巻き出しリール８１と、研磨テープ２Ａの他端が接続されたテープ巻き取りリール８２と、研磨テープ２Ａの進行方向を案内する複数のガイドローラー８３を備えている。テープ巻き出しリール８１およびテープ巻き取りリール８２は、リールモータ８６，８７にそれぞれ連結されている。

【0046】

テープ巻き取りリール８２を矢印で示す方向に回転させることにより、研磨テープ２Ａはテープ巻き出しリール８１から研磨ヘッド１０Ａ,１０Ｂを経由してテープ巻き取りリール８２に送られる。研磨テープ２Ａは、研磨テープ２Ａの研磨面がウェーハＷの第１の面５ａを向くように研磨ヘッド１０Ａ,１０Ｂの上方に供給される。リールモータ８６は、所定のトルクをテープ巻き出しリール８１に与えることにより、研磨テープ２Ａにテンションをかけることができる。リールモータ８７は、研磨テープ２Ａを一定速度で送るように制御される。研磨テープ２Ａを送る速度は、テープ巻き取りリール８２の回転速度を変化させることによって変更できる。

【0047】

一実施形態では、研磨装置は、テープ巻き出しリール８１、テープ巻き取りリール８２、およびリールモータ８６，８７とは別に、研磨テープ２Ａをその長手方向に送るテープ送り装置を備えてもよい。さらに他の実施形態では、テープ巻き出しリール８１とテープ巻き取りリール８２の位置は、逆に配置されてもよい。

【0048】

ウェーハＷは次のようにして研磨される。複数のローラー７５Ａ～７５ＤでウェーハＷの周縁部を保持しながら、これらローラー７５Ａ～７５Ｄを回転させることで、ウェーハＷを回転させる。研磨テープ供給機構７２Ａ，７２Ｂにより研磨テープ２Ａ，２Ｂを研磨ヘッド１０Ａ～１０Ｄに送りながら、研磨ヘッド１０Ａ～１０Ｄの押圧部材１２は、上述した傾き調整機構４０により予め所定の角度に傾けられた状態で、研磨テープ２Ａ，２ＢをウェーハＷの第１の面５ａに押し付けてウェーハＷの第１の面５ａを研磨する。

【0049】

上述した傾き調整機構４０の実施形態は、ウェーハの裏面を研磨する研磨ヘッドに適用されているが、傾き調整機構４０は他の構成を有する研磨ヘッドにも適用可能である。例えば、図１３に示すように、傾き調整機構４０は、ウェーハのエッジ部を研磨するための研磨ヘッド１０に適用することができる。図１３に示す研磨ヘッド１０は、ウェーハＷのエッジ部に沿って湾曲する押圧部材１２を有している。押圧部材１２により研磨テープ２をウェーハＷのエッジ部に押し付けながら、研磨ヘッド１０は、矢印Ｘで示すように、ウェーハＷの半径方向外側に向かって移動する。研磨ヘッド１０の方向Ｘへの移動は、図示しない研磨ヘッド移動機構によって達成される。

【0050】

図１４は、図１３に示す押圧部材ホルダ３０および押圧部材１２を、傾き調整機構４０によって固定された角度で傾けた状態で、押圧部材１２により研磨テープ２をウェーハＷのエッジ部に対して押し付けている様子を示す断面図である。傾き調整機構４０の構成は、図３乃至図７を参照して説明した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。

【0051】

図１４に示すように、押圧部材１２により研磨テープ２をウェーハＷのエッジ部に対して押し付けるとき、ウェーハＷは押圧部材１２の押圧力を受けて撓む。押圧部材１２は、傾き調整機構４０によって固定された角度で予め傾いているので、押圧部材１２は研磨テープ２を撓んだウェーハＷのエッジ部に対して均一に押し付けることができる。さらに、傾き調整機構４０は、図１３に示す軸線Ｒを中心に矢印で示すように押圧部材１２が自由に傾動することを許容する。結果として、研磨テープ２は、ウェーハＷのエッジ部を均一に研磨することができる。

【0052】

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】

【0053】

Ｗ ウェーハ
２ 研磨テープ
２Ａ，２Ｂ 研磨テープ
５ａ 第１の面
５ｂ 第２の面
１０，１０Ａ～１０Ｄ 研磨ヘッド
１２ 押圧部材
１２Ａ，１２Ｂ テープ押圧面
１５ アクチュエータ
１６ 可動軸
１８ ハウジング
１８Ａ ハウジング本体
１８Ｂ 蓋
２０ 圧力室
２５ 隔壁膜
３０ 押圧部材ホルダ
３０ｂ，３０ｃ 突起部
３２ ボールスプラインナット
３８ スカート
４０ 傾き調整機構
４１ 第１支軸
４５ ベース部材
４５ａ 通孔
４６ チルト部材
４６ａ 通孔
４８ ねじ穴
５０ ねじ
５３ 中心部位
５４ 突出部
５５ 中空空間
６０ 第２支軸
６２ 窪み
７０ 基板保持部
７２Ａ，７２Ｂ 研磨テープ供給機構
７８Ａ，７８Ｂ 支持部材
８１ テープ巻き出しリール
８２ テープ巻き取りリール
８３ ガイドローラー
８６，８７ リールモータ

【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】