研磨装置及び研磨方法
【課題】研磨中に研磨テープから砥粒が脱落してしまうことを極力防止し、また、たとえ基板の表面外周部を研磨中に研磨テープから砥粒が脱落したとしても、この脱落した砥粒が基板の中心部の素子形成領域等に入り込まないようにする。
【解決手段】表面に砥粒を固着した研磨テープ２０を一方向に走行させつつ、該研磨テープ２０の表面を基板Ｗの表面に押圧して該基板Ｗの表面を研磨する研磨ヘッド１２と、研磨テープ２０の走行方向に沿った研磨ヘッド１２の上流側に配置され、研磨テープ２０の表面から研磨中に砥粒が脱落するのを防止するように該表面を予めコンディショニングするコンディショニング装置（洗浄装置）３０とを有する。
【解決手段】表面に砥粒を固着した研磨テープ２０を一方向に走行させつつ、該研磨テープ２０の表面を基板Ｗの表面に押圧して該基板Ｗの表面を研磨する研磨ヘッド１２と、研磨テープ２０の走行方向に沿った研磨ヘッド１２の上流側に配置され、研磨テープ２０の表面から研磨中に砥粒が脱落するのを防止するように該表面を予めコンディショニングするコンディショニング装置（洗浄装置）３０とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハ等の基板を研磨する研磨装置及び研磨方法に関し、特に半導体ウェーハ表面に素子の一部を形成する半導体装置の製造工程で、半導体ウェーハの表面外周部や裏面外周部を研磨もしくは研削する研磨装置及び研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面に砥粒を固着した研磨テープを使用して、例えば半導体ウェーハの表面外周部（エッジ部乃至ベベル部）を研磨する場合、水平面内で回転中の半導体ウェーハの表面に純水を供給しながら、半導体ウェーハの表面外周部に研磨テープ表面を所定圧力で押付けることで、該外周部を研磨することが広く行われている。
【０００３】
ここに、半導体ウェーハのベベル部とは、図１０に示す半導体ウェーハＷにおいて、半導体ウェーハＷの上面及び下面の傾斜した上側傾斜部Ｐ及び下側傾斜部Ｑ、並びに半導体ウェーハＷの外周部の側面部ＲからなるＢ部分を指す。また、半導体ウェーハのエッジ部とは、図１０に示す半導体ウェーハＷにおいて、半導体ウェーハＷのベベル部Ｂの内側の境界と半導体デバイスが形成されている半導体ウェーハＷの上面Ｄとの間のＥ部分を指す。
【０００４】
例えば、シリコン基板の外周部（エッジ部乃至ベベル部）の研磨に際し、水平面内で回転中のシリコン基板の表面から外周部（研磨部）に純水を供給しながら、例えばセリア砥粒を固着した研磨テープを該外周部に押付けてシリコンの一部が露出するまで絶縁膜を研磨し、しかる後、セリア砥粒よりもシリコン基板に対する研磨能力の高いダイヤモンド砥粒を固着した研磨テープで更に研磨することが提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、出願人は、基板の平坦部を含む外周部を、その元の角度を維持しながら、研磨テープを使用して研磨できるようにした研磨装置を提案している（特許文献２参照）。
【０００６】
近年、２枚のシリコン基板（半導体素子が形成されたデバイス基板と支持基板）を熱処理等で貼合せる、いわゆる貼合せ法を用いて、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板を製造することが提案されている。このＳＯＩ基板は、例えば表面に半導体層（ＳＩＯ層）を有し表面外周部を予め研磨除去した第１シリコン基板（デバイス基板）と第２シリコン基板（支持基板）とを互いに表面を対向させ絶縁膜を介して貼合せた後、前記半導体層を残して前記第１シリコン基板（デバイス基板）の裏面を研磨またはエッチングで削り取って製造される（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２６３０２７号公報
【特許文献２】特開２００９−２０８２１４号公報
【特許文献３】特開平４−８５８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
研磨テープは消耗品であり、使用後の古い研磨テープは新たな研磨テープに取り換えられる。しかし、例えば研磨テープメーカが製造した研磨テープをそのまま使用して基板の研磨を行うと、研磨テープの表面に固着されている砥粒の粒径には一般にばらつきがあるため、特に大径の砥粒が研磨テープから脱落し易くなる。そして、研磨中に研磨テープから砥粒が脱落すると、この脱落した砥粒が研磨面に達して研磨面に大きな砥粒痕が生じる原因となる。
【０００９】
研磨中に研磨テープから砥粒が脱落することを完全に防止することは困難である。このため、例えば水平面内で回転中の半導体ウェーハの表面に純水を供給しながら、半導体ウェーハ表面の外周部に研磨テープ表面を押付けて該外周部を研磨しているときに、研磨テープから砥粒が脱落すると、半導体ウェーハの表面は純水で被覆されているだけであるため、この脱落した砥粒が半導体ウェーハの中心側に向けて移動して、半導体ウェーハの表面を被覆して純水が砥粒で汚染されてしまう。半導体ウェーハの回転速度が速くなれば速くなるほど、この純水の砥粒による汚染が進む。
【００１０】
例えば前述の表面に半導体層（ＳＩＯ層）を有し表面外周部を予め研磨除去したシリコン基板（デバイス基板）の該表面外周部の研磨除去を行う時に、前述のように、半導体ウェーハ（シリコン基板）の表面を被覆している純水が砥粒で汚染されると、半導体層（ＳＩＯ層）の砥粒による損傷に繋がってしまう。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みて為されたもので、研磨中に研磨テープから砥粒が脱落してしまうことを極力防止することができるようにした研磨装置及び研磨方法を提供することを第１の目的とする。
【００１２】
また、本発明は、たとえ基板の表面外周部を研磨中に研磨テープから砥粒が脱落したとしても、この脱落した砥粒が基板の中心部の素子形成領域等に入り込まないようにした研磨装置及び研磨方法を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に記載の発明は、表面に砥粒を固着した研磨テープを一方向に走行させつつ、該研磨テープ表面を基板表面に押圧して該基板表面を研磨する研磨ヘッドと、前記研磨テープの走行方向に沿った前記研磨ヘッドの上流側に配置され、研磨テープ表面から砥粒が研磨中に脱落するのを防止するように該表面を予めコンディショニングするコンディショニング装置とを有することを特徴とすることを特徴とする研磨装置である。
【００１４】
研磨テープ表面から研磨中に砥粒が脱落するのを防止するように該表面を予めコンディショニング装置でコンディショニングした研磨テープを研磨ヘッドに順次送ることで、例えば研磨テープメーカで製造された研磨テープをそのまま研磨装置に設置して研磨に使用することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、前記コンディショニング装置は、研磨テープ表面に擦り具を擦り付けて該表面を洗浄する洗浄装置からなることを特徴とする請求項１記載の研磨装置である。
【００１６】
このように、研磨テープ表面に擦り具を擦り付けて該表面を洗浄することで、研磨テープ表面を擦り具で洗浄しながら、研磨テープ表面に固着された砥粒の内、密着力が弱い砥粒を研磨テーブル表面から擦り具で擦り落として除去し、これによって、研磨中に研磨テープ表面から砥粒が脱落するのを極力防止することができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、前記擦り具は、洗浄ブラシからなることを特徴とする請求項２記載の研磨装置である。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、前記擦り具を洗浄する洗浄手段を有することを特徴とする請求項２または３記載の研磨装置である。
例えば、洗浄ブラシによる研磨テープのコンディショニング中に、洗浄ブラシを純水や薬液等の流体で洗浄することで、洗浄ブラシの清浄度を常に一定に保つことができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、前記コンディショニング装置は、研磨テープ表面に向けて流体を吹付ける流体吹付け装置からなることを特徴とする請求項１記載の研磨装置である。
これにより、研磨テープ表面に固着された砥粒の内、密着力が弱い砥粒を、研磨テープ表面に向けて吹付ける流体で吹き落として研磨テープ表面から除去することができる。流体としては、純水等の液体や、空気または窒素ガス等の不活性ガス等が挙げられる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、前記流体として、超音波振動させた流体を使用することを特徴とする請求項５記載の研磨装置である。
これにより、密着力が弱い砥粒の研磨テープ表面からの除去効果をより高めることができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、前記コンディショニング装置は、研磨テープ表面を吸引する吸引装置からなることを特徴とする請求項１記載の研磨装置である。
これにより、研磨テープ表面に固着された砥粒の内、密着力が弱い砥粒を、研磨テープ表面に作用する吸引力で吸引して研磨テープ表面から除去することができる。
【００２２】
請求項８に記載の発明は、前記コンディショニング装置は、研磨テープ表面に砥石を押付けて該表面を研磨する研磨装置からなることを特徴とする請求項１記載の研磨装置である。
これにより、研磨テープ表面に固着された砥粒の内、密着力が弱い砥粒を、研磨テープ表面を研磨することによって研磨テープ表面から除去することができる。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、前記コンディショニング装置は、研磨テープ表面に、表面に粘着性を有する粘着材を接触させる粘着材接触装置からなることを特徴とする請求項１記載の研磨装置である。
これにより、研磨テープ表面に固着された砥粒の内、密着力が弱い砥粒を、粘着材に付着させて研磨テープ表面から除去することができる。
【００２４】
請求項１０に記載の発明は、表面に砥粒を固着した研磨テープを一方向に走行させつつ、該研磨テープ表面を基板表面に押圧して該基板表面を研磨する研磨ヘッドと、前記研磨ヘッドで基板表面の外周部を研磨している時に研磨によって生じる異物から基板表面の中央部を保護する表面保護装置とを有すことを特徴とする研磨装置である。
【００２５】
これにより、たとえ研磨ヘッドの研磨テープで基板表面の外周部を研磨している時に研磨テープから砥粒が脱落しても、この脱落した砥粒が基板表面の中央部の、例えば素子形成領域内に入り込んでしまうことを防止することができる。
【００２６】
請求項１１に記載の発明は、前記表面保護装置は、基板表面の外周部を除く領域を前記異物の通過を防止するように包囲して保護する遮蔽具と、基板表面の外周部を除く領域の該外周部との境界部に向けて高圧流体を吹付ける流体吹付けノズルの少なくとも一方を有することを特徴とする請求項１０記載の研磨装置である。
【００２７】
請求項１２に記載の発明は、前記遮蔽具は、基板表面に接触するように配置されるＰＶＡスポンジからなることを特徴とする請求項１１記載の研磨装置である。
これにより、基板表面が遮蔽具（ＰＶＡスポンジ）で傷付いてしまうことを防止しつつ、脱落した砥粒が基板表面の中央部の、例えば素子形成領域内に入り込んでしまうことをより確実に防止することができる。
【００２８】
請求項１３に記載の発明は、研磨中に研磨テープ表面から砥粒が脱落するのを防止するように研磨テープ表面をコンディショニングし、前記コンディショニングした研磨テープ表面を基板表面に押圧して該基板表面を研磨することを特徴とする研磨方法である。
【００２９】
請求項１４に記載の発明は、基板表面の外周部を研磨している時に研磨によって生じる異物から基板表面の中央部を保護しながら、研磨テープ表面を基板表面の外周部に押圧して該外周部を研磨することを特徴とする研磨方法である。
【発明の効果】
【００３０】
研磨テープ表面から研磨中に砥粒が脱落するのを防止するように該表面を予めコンディショニングするようにした本発明によれば、研磨中に研磨テープ表面から砥粒が脱落することを極力防止して、基板をよりクリーンな状態で研磨することができる。
【００３１】
また、研磨ヘッドで基板表面の外周部を研磨している時に研磨によって生じる異物から基板表面の中央部を保護するようにした本発明によれば、たとえ研磨中に研磨テープから砥粒が脱落しても、この脱落した砥粒が基板中央部の、例えば素子形成領域に入り込んで、砥粒によって素子等が損傷してしまうことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態の研磨装置を示す概要図である。
【図２】図１に示す研磨装置の研磨ヘッド及び洗浄装置（コンディショニング装置）を拡大して示す拡大図である
【図３】図２に示す洗浄装置の該洗浄装置で研磨テープを洗浄している時の状態を示す図である。
【図４】図１に示す研磨装置の研磨時における一部を拡大して示す一部拡大図である。
【図５】図１に示す研磨装置の研磨時における他の例を示す一部拡大図である。
【図６】本発明の他の実施形態の研磨装置の要部を示す要部拡大図である。
【図７】本発明の更に他の実施形態の研磨装置における吸引装置（コンディショニング装置）を示す要部拡大図である。
【図８】本発明の更に他の実施形態の研磨装置の要部を示す要部拡大図である。
【図９】図８に示す研磨装置の粘着材接触装置（コンディショニング装置）の変形例を示す図である。
【図１０】半導体ウェーハのベベル部乃至エッジ部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。なお、以下の例では、表面に半導体素子を有する半導体ウェーハ等の基板の表面外周部を研磨して、例えば、前述の表面に半導体層（ＳＩＯ層）を有し表面外周部を予め研磨除去したシリコン基板（デバイス基板）を作製するようにした例を示す。
【００３４】
図１は、本発明の実施形態の研磨装置の概要を示す。図１に示すように、研磨装置は、表面（素子形成面）を上向きにして基板Ｗを着脱自在に吸着保持し回転させる基板ホルダ１０と、基板ホルダ１０で保持した基板Ｗの外周部の上方に配置されて該外周部を研磨する研磨ヘッド１２と、基板ホルダ１０で保持した基板Ｗの中心部上方に位置して基板Ｗの表面に純水等の流体を供給する流体供給ノズル１４とを有している。
【００３５】
研磨ヘッド１２は、図２に詳細に示すように、上下動及び水平動自在な支持板１６を備え、この支持板１６に一対の走行ローラ１８が所定間隔離間して配置されている。これにより、表面にダイヤモンドやセリア等の砥粒（研磨材）を固着した研磨テープ２０が、表面（砥粒固着面）を下向きにして走行ローラ１８間を一方向に水平に走行するように構成されている。この走行ローラ１８間に位置する研磨テープ２０の上方に位置して、昇降機構としてのシリンダ２２が下向きに配置され、このシリンダ２２のシリンダロッド２３に押圧パッド２４が固着されている。これによって、シリンダ２２を介して、押圧パッド２４を下降させることで、走行ローラ１８間に位置する研磨テープ２０の表面（下面）を、基板ホルダ１０で保持した基板Ｗの表面に所定の押圧力で押圧できるようになっている。
【００３６】
研磨テープ２０は、その走行方向に沿った研磨ヘッド１２の上流側で、一対のガイドローラ２６を介して水平に走行するように構成され、この水平方向走行部に、この例では、洗浄装置３０からなるコンディショニング装置が配置されている。この洗浄装置（コンディショニング装置）３０は、研磨テープ２０の表面から研磨中に砥粒が脱落するのを防止するように該表面を予めコンディショニングするためのもので、研磨テープ２０が内部を水平に走行するハウジング３２と、ハウジング３２の内部に位置して研磨テープ２０を挟んだ上下に配置された一対の洗浄ブラシ（擦り具）３４と、この各洗浄ブラシ３４をそれぞれ昇降させる昇降装置としてのシリンダ３６を備えている。
【００３７】
これによって、図３に示すように、研磨テープ２０を挟んで上下に配置された一対の洗浄ブラシ３４の先端を研磨テープ２０の表裏両面に所定の圧力でそれぞれ接触させ、この状態で、研磨テープ２０を一方向に走行させて、洗浄ブラシ３４を研磨テープ２０の表裏両面にそれぞれ擦り付けることで、この例では、研磨テープ２０の表面の洗浄ブラシ３４によるコンディショニング（洗浄）と、研磨テープ２０の裏面の洗浄ブラシ３４による洗浄を同時に行うようにしている。
【００３８】
つまり、研磨テープ２０の表裏両面は、洗浄ブラシ３４をそれぞれ擦り付けることによって洗浄され、更に、研磨テープ２０の表面にあっては、該表面に固着された砥粒の内、密着力が弱い砥粒が研磨テーブル２０の表面から洗浄ブラシ３４で擦り落とされて除去されてコンディショニングされる。このように、研磨テープ２０の表面に固着された砥粒の内、密着力が弱い砥粒を、研磨に先立って、研磨テーブル２０の表面から予め除去することで、研磨中に研磨テープ２０の表面から砥粒が脱落するのを極力防止することができる。しかも、研磨テープ２０の表裏両面を予め洗浄することで、研磨テープ２０による研磨をよりクリーンな環境で行うことができる。
【００３９】
研磨装置には、図１に示すように、研磨ヘッド１２で基板Ｗの表面外周部を研磨している時に研磨によって生じる異物から基板Ｗの表面中央部を保護する表面保護装置４０が備えられている。つまり、この表面保護装置４０は、図４に詳細に示すように、上方に突出する円錐状で、中心部に液体供給ノズル１４を挿通させた昇降自在な保護カバー４２の下端に連結した、遮蔽具としての保護リング４４と、基板Ｗの表面外周部を除く領域の該外周部との境界部に向けて流体を吹付ける流体吹付けノズル４６とを備えている。保護カバー４２は、例えば樹脂からなる剛体である。
【００４０】
保護リング（遮蔽具）４４の径は、基板Ｗの表面の、例えば素子形成領域の周囲を包囲する大きさに設定され、これによって、基板Ｗの表面の、例えば素子形成領域の上方は、円錐状の保護カバー４２で覆われるようになっている。基板Ｗの表面外周部を除く領域の該外周部との境界部は、基板Ｗの表面の、例えば素子形成領域と非形成領域との境界部付近である。
【００４１】
この例にあっては、保護リング４４は、ＰＶＡスポンジから構成され、保護リング４４の下端が基板ホルダ１０で保持された基板Ｗの表面に接触し、これによって、たとえ基板Ｗの表面外周部を研磨テープ２０で研磨している時に研磨テープ２０の表面に固着された研磨テープ２０の表面から砥粒が脱落しても、この脱落した砥粒や該砥粒を含む流体等が保護リング４４の内部に入り込まないようになっている。
【００４２】
このように、保護リング４４をＰＶＡスポンジで構成することにより、保護リング４４が基板Ｗに接触することで基板Ｗが傷付くことを防止し、しかも、純水等の流体を連続発泡体であるＰＶＡスポンジで吸水し、汚染した純水等が保護リング４４の内部に侵入することを発泡層で防止することができる。更に、ＰＶＡスポンジの内部より純水等の流体を外部に出すことで、汚染した液体の除去を推進することができる。
【００４３】
この例のように、基板Ｗの中央部を保護カバー４２で覆うことで、研磨テープ２０の表面から脱落した砥粒や該砥粒を含む流体等が、たとえミスト状になった状態でも、基板Ｗの上方から保護リング４４の内側に入り込むことを防止することができる。また、保護カバー４２を円錐状とすることで、保護カバー４２の上面に降り注いだ液体が一定量集まると、水滴となって保護カバー４２の上面に沿って流れるようにすることができる。
【００４４】
更に、保護カバー４２を挿通して延びる液体供給ノズル１４から基板Ｗの表面に純水等の流体を供給することで、基板Ｗの表面を該液体で保護することができる。なお、純水等の流体の消耗を抑えて装置のランニングコストを低減するため、保護カバー４２の内部に、流体の代わりに窒素等の気体を導入するようにしてもよい。
【００４５】
流体吹付けノズル４６は、流体吹付けノズル４６から吹き出されて基板Ｗと衝突した流体が基板Ｗの直径方向の外方に向かって流れるよう、基板ホルダ１０で保持された基板Ｗの表面に対し、下方に延びるに従って外方に向かうように傾斜して配置されている。そして、この流体吹付けノズル４６から基板ホルダ１０で保持した基板Ｗに向けて流体を吹付けることで、保護リング４４とほぼ同様に、たとえ基板Ｗの表面外周部を研磨テープ２０で研磨している時に研磨テープ２０の表面に固着された研磨テープ２０の表面から砥粒が脱落しても、この脱落した砥粒や該砥粒を含む液体を、流体吹付けノズル４６から吹付けられる流体で基板Ｗの外方に吹き出し、これによって、脱落した砥粒や該砥粒を含む液体が基板Ｗの中央部の、例えば素子形成領域に入り込むことを防止することができる。
【００４６】
この流体吹付けノズル４６から吹き出される液体として、純水が好ましく使用されるが、純水の代わりに、薬液、イオン水またはオゾン水等を使用しても良い。更に、空気や、窒素ガス等の汚染物の入ってない任意の気体を使用しても良い。
【００４７】
この例では、表面保護装置４０として、保護リング４４と、流体吹付けノズル４６とを備え、これによって、脱落した砥粒や該砥粒を含む液体が基板Ｗの中央部の、例えば素子形成領域に入り込むことをより完全に防止するようにしているが、保護リング４４と流体吹付けノズル４６の一方を備えるようにしてもよく、また研磨条件等に合せて、保護リング４４と流体吹付けノズル４６の一方を選択に使用するようにしても良い。
【００４８】
なお、脱落した砥粒や該砥粒を含む液体が基板Ｗの中央部の、例えば素子形成領域に入り込んでも問題が生じない場合や、入り込む恐れがない場合等には、表面保護装置４０を省略してもよい。
【００４９】
次に、この研磨装置によって、基板Ｗの表面外周部を研磨する時の動作について説明する。
先ず、基板ホルダ１０で基板Ｗを保持し、しかる後、基板Ｗの表面に保護リング４４の下端を当接させて基板Ｗの周辺部を除く中央部を保護カバー４２で覆う。この状態で、基板ホルダ１０で保持した基板Ｗを回転させながら、基板Ｗの表面に液体供給ノズル１４から純水等の液体を供給し、更に、必要に応じて、流体吹付けノズル４６から、基板ホルダ１０で保持した基板Ｗの表面外周部を除く領域の該外周部との境界部に向けて純水等の液体を吹付ける。
【００５０】
一方、研磨ヘッド１２にあっては、待避位置から、基板ホルダ１０で保持した基板Ｗの外周部上方の、研磨を開始したい位置に移動させる。そして、研磨テープ２０を一定速度で一定方向に走行させながら、押圧パッド２４を下降させ、設定した一定圧力で押圧パッド２４を介して研磨テープ２０の表面を基板Ｗに押圧し、これによって、基板Ｗと研磨テープ２０との間に相対速度差による摩擦力を生じさせて基板Ｗの外周部を研磨する。
【００５１】
この研磨時に、洗浄装置（コンディショニング）装置３０を作動させて研磨テープ２０の表裏両面に洗浄ブラシ３４の先端をそれぞれ接触させる。これによって、研磨テープ２０の表裏両面の洗浄ブラシ３４による洗浄と、研磨テープ２０の表面の洗浄ブラシ３４によるコンディショニング、つまり研磨テープ２０の表面に固着された砥粒の内、密着力が弱い砥粒の洗浄ブラシ３４による除去を行い、この洗浄装置３０を通過した研磨テープ２０が走行ローラ１８間を走行するようにする。
【００５２】
この研磨テープ２０による研磨を、研磨ヘッド１２を基板Ｗの直径方向の外方に向けて移動させながら行い、研磨ヘッド１２が基板Ｗの端部まで移動した時に、研磨を終了させる。これにより、研磨距離を任意に変更することができる。そして、研磨終了後、研磨テープ２０の走行を停止し、研磨ヘッド１２を上昇させて基の待避位置に戻し、流体供給ノズル１４からの流体の供給、液体吹付けノズル４６からの液体の吹付け、及び基板Ｗの回転を停止し、更に、基板Ｗの表面から保護リング４４を引き離した後、研磨後の基板Ｗを次工程に搬送する。
【００５３】
この研磨時における研磨テープ２０の走行速度は、例えば１〜５０ｍｍ／ｍｉｎで、基板Ｗに対する研磨テープ２０の押圧荷重は、例えば５〜２０Ｎである。また、基板Ｗの回転速度は、１００〜４００ｒｐｍで、研磨テープ２０として、例えば砥粒＃２０００以下（粒子径：９μｍ以上）のダイヤモンド粒子を固着したダイヤモンド粒子テープが使用される。
【００５４】
この研磨時に、液体供給ノズル１４から基板Ｗの表面に純水等の液体を供給して該表面を液体で覆うことで、基板Ｗの表面中央部の、例えば素子形成領域をゴミから保護することができる。この時に基板Ｗの表面に供給された液体は、ＰＶＡスポンジからなる保護リング４４の内部を通過して基板Ｗの外周部に達し、これによって、液体の存在下で基板Ｗの外周部の研磨テープ２０による研磨が行われる。また、基板Ｗの外周部に達した液体は、保護リング４４で堰き止められて、該保護リング４４の内部に流入することが阻止される。
【００５５】
この例によれば、研磨テープ２０の表面を洗浄ブラシ３４で洗浄しながら、研磨テープ２０の表面に固着された砥粒の内、密着力が弱い砥粒を研磨テーブル２０の表面から洗浄ブラシ３４で擦り落として除去し、これによって、研磨中に研磨テープ２０の表面から砥粒が脱落するのを極力防止することができる。しかも、研磨テープ２０の表裏両面を洗浄ブラシ３４で洗浄することで、よりクリーンな環境で研磨を行うことができる。
【００５６】
しかも、たとえ研磨中に研磨テープ２０の表面から砥粒が脱落し、この脱落した砥粒が液体供給ノズル１４から基板Ｗの表面に供給されて基板Ｗの外周部に達する液体に混入しても、この基板Ｗの外周部に達した液体は、保護リング４４で堰き止められて、該保護リング４４の内部に流入することが阻止され、更に、流体吹付けノズル４６から基板Ｗに向けて吹付けられる流体で基板Ｗの外方に吹き出される。これによって、基板Ｗの中央部の、例えば素子形成領域の表面が研磨テープ２０の表面から脱落した砥粒から保護される。
【００５７】
この例では、シリンダ３６を介して洗浄ブラシ３４の先端を研磨テープ２０に所定の圧力で押圧するようにしているが、洗浄ブラシ３４を回転させてもよく、また研磨テープ２０の幅方向または長さ方向に、ある一定幅で洗浄ブラシ３４を往復移動させてもよい。研磨テープに固着した砥粒の方が洗浄ブラシ自体より一般に硬度が高いため、洗浄ブラシ自体が磨耗していく状況においても、洗浄ブラシは平滑に磨耗され、洗浄ブラシ自体の平面度を変化させることなく使用することが可能となって、洗浄ブラシは長寿命な消耗品となる。
【００５８】
図示していないが、洗浄ブラシによる研磨テープの洗浄（コンディショニング）中に、洗浄ブラシを流体純水や薬液等の流体で洗浄して、常に清浄度を保つようにしても良い。また、洗浄ブラシによる研磨テープの洗浄（コンディショニング）を行っていない時に、洗浄ブラシを移動させ、カップなど容器に入れた純水や薬液等で洗浄したり、超音波等の振動で洗浄したりするようにしても良い。
【００５９】
研磨テープに流体を供給しながら、洗浄ブラシによる研磨テープの洗浄（コンディショニング）を行うようにしても良い。これにより、洗浄ブラシで研磨テープの表面から除去された砥粒を流体で浮かして不純物と共に流体で洗い流すことができる。この研磨テープに供給する流体として、酸性溶液を使用することで、研磨テープに付着しているメタル成分を洗い流して、基板に対するメタル汚染を極力無くすことができる。
【００６０】
なお、図５に示すように、ＰＶＡスポンジからなる保護リング４４の下端と基板ホルダ１０で保持した基板Ｗの表面との間に、基板Ｗの外周部に達した液体を堰き止めて内部への流入を阻止できる、例えば０．１〜１．０ｍｍ程度の隙間Ｓを設けた状態で、基板Ｗの外周部を研磨テープ２０で研磨するようにしてもよい。このように、保護リング４４の下端が基板Ｗに接触しないようにすることで、保護リング４４の寿命を飛躍的に延ばすことができる。
【００６１】
図６は、本発明の他の実施形態の研磨装置の要部を示す。この例の図１乃至図４に示す例と異なる点は、洗浄装置３０の代わりに、流体吹付け装置５０でコンディショニング装置を構成している点にある。この流体吹付け装置（コンディショニング装置）５０は、研磨テープ２０が内部を水平に走行するハウジング５２と、ハウジング５２の内部に位置して研磨テープ２０を挟んだ上下に配置された一対の流体吹付けノズル５４とを備えており、各流体吹付けノズル５４は、図示しない流体供給源から延び、内部にレギュレータ５６及びバルブ５８を設置した流体供給パイプ６０に接続されている。
【００６２】
ハウジング５２の底部には、ドレインまたは排気管６２が接続され、ハウジング５２の内部には、流体吹付けノズル５４から吹き出された流体の流れを規制する規制板６４が配置されている。この規制板６４は、流体として液体を使用した時には流体の飛散を防止する役割を、気体を使用した場合は気体の流れを整流するする役割を果たす。
【００６３】
この流体吹付け装置５０によれば、流体として、例えば空気を使用し、研磨テープ２０を挟んで上下に配置された一対の流体吹付けノズル５４から研磨テープ２０に向けて高圧空気を吹付けながら、研磨テープ２０を一方向に走行させることで、この例では、研磨テープ２０の表面の高圧空気によるコンディショニング（洗浄）と、研磨テープ２０の裏面の高圧空気による洗浄を同時に行うことができる。流体吹付けノズル５４からは、一定の圧力の高圧空気が一定の流量で吹付けられる。
【００６４】
つまり、研磨テープ２０の表裏両面は、流体吹付けノズル５４から吹付けられる高圧空気で洗浄され、更に、研磨テープ２０の表面にあっては、該表面に固着された砥粒の内、密着力が弱い砥粒が研磨テーブル２０の表面から流体吹付けノズル５４から吹付けられる高圧空気で吹き飛ばされて除去されてコンディショニングされる。
【００６５】
流体として、空気の他に、窒素ガス等の不純物の少ない任意のガスを、環境に合せて選択して使用しても良い。また流体吹付けノズル５４から高圧空気（または窒素ガス等）を吹付ける時、流体吹付けノズル５４と研磨テープ２０との距離を、洗浄能力が最適となるように管理することが好ましい。更に、流体吹付けノズル５４の位置を管理した上で、流体吹付けノズル５４を、研磨テープ２０の水平方向及び垂直方向に一定の範囲で往復運動させることが好ましく、これにより、広範囲に高圧空気（または窒素ガス等）を吹付けることができる。このことは、下記の流体吹付けノズル５４から液体を吹き出す場合にあっても同様である。
【００６６】
高圧空気（又は窒素ガス等）は、流体吹付けノズル５４から、例えば一定時間に亘って一定流量で研磨テープ２０に向けて吹付けられるが、断続的でもよい。このように高圧空気（又は窒素ガス等）を断続的に吹付けることにより、高圧空気（又は窒素ガス等）の使用量を削減させ、さらに、研磨テープ２０に力が不連続にかかるようにして、洗浄効果及び密着力が弱い砥粒等の除去効果を高めることができる。このことは、下記の流体吹付けノズル５４から液体を吹き出す場合にあっても同様である。
【００６７】
この流体吹付け装置５０の流体として、純水等の液体を使用しても良い。このように液体を使用し、研磨テープ２０を挟んで上下に配置された一対の流体吹付けノズル５４から研磨テープ２０に向けて高圧流体を吹付けながら、研磨テープ２０を一方向に走行させることで、研磨テープ２０の表面の高圧流体によるコンディショニング（洗浄）と、研磨テープ２０の裏面の高圧流体による洗浄を同時に行うことができる。流体吹付けノズル５４からは、一定の圧力の高圧流体が一定の流量で吹付けられる。
【００６８】
静電気によるゴミ等の付着も考慮して、流体としてイオン水を使用しても良く、ゴミの除去を考慮して、流体としてオゾン水を使用してもよい。また、密着力が弱い砥粒を除去することを考慮して、流体として薬液を使用しても良い。更に、流体として弱酸性の薬液を使用して、研磨テープ２０の表面に付着しているメタル成分を取り除くことにより、基板Ｗの表面にメタル成分が付着する可能性を低減させることができる。
【００６９】
流体を研磨テープに当てる際、流体自体を高圧力にすることで研磨テープ自体に負荷をかけることができ、密着力の弱い砥粒及び汚れを除去することが可能になる。また流体を吹き出す流体吹付けノズル５４の先端ノズル形状を、高い圧力で流体を吹き出すことが可能な丸い形状にしても良く、また広い範囲に拡げて液体を吹き出すことが可能な扇状にしてもよい。
【００７０】
なお、流体吹付け装置５０から吹き出される流体の温度を、例えば０〜９０℃まで管理することにより、研磨特性を管理し変化させることができる。つまり、流体の温度を０〜２０℃と低い側に変化させることにより、研磨テープ２０の砥粒を保持している樹脂系バインダの硬度を硬化させ砥粒の保持力を向上させて、基板Ｗの研磨速度を速めることができる。逆に２０〜９０℃と高温側に変化させることにより、研磨テープの砥粒を保持している樹脂系バインダの硬度を軟化させ砥粒の保持力を低下させて、基板Ｗの研磨速度を遅くすることができる。基板Ｗの研磨速度を遅くすることで、研磨によって生じる研磨痕の深さをより浅くすることができる。
【００７１】
また、研磨テープに超音波など微小な振動を与えた状態で、流体吹付けノズルから研磨テープに向けて流体を吹付けたり、超音波振動を与えた流体を使用したりしてもよく、これにより、研磨テープのより効果的な洗浄（コンディショニング）が可能となる。この場合、流体として酸溶液を使用してメタル洗浄を同時に行うようにしても良く、また、アルカリ洗浄水を使用して主にゴミ等の不純物の除去を行うようにしても良い。
【００７２】
図７は、本発明の更に他の実施形態の研磨装置のコンディショニング装置に使用される吸引装置７０を示す。図７に示す吸引装置７０は、図１乃至図４に示す研磨装置の洗浄装置３０の代わりに使用される。この吸引装置（コンディショニング装置）７０は、研磨テープ２０が内部を水平に走行するハウジング７２と、ハウジング７２の内部に位置して研磨テープ２０を挟んだ上下に配置された一対の吸引ヘッド７４とを備えており、各吸引ヘッド７４は、内部にバルブ７６を設置した吸引パイプ７８の一端に接続され、吸引パイプ７８の他端は、真空源に接続されている。
【００７３】
この吸引装置７０によれば、研磨テープ２０を挟んで上下に配置された一対の吸引ヘッド７４で研磨テープ２０の表裏両面をそれぞれ真空吸引しながら、研磨テープ２０を一方向に走行させることで、この例では、研磨テープ２０の表面の真空吸引によるコンディショニング（洗浄）と、研磨テープ２０の裏面の真空吸引による洗浄を同時に行うことができる。
【００７４】
つまり、研磨テープ２０の表裏両面は、吸引ヘッド７４の真空吸引によって洗浄され、更に、研磨テープ２０の表面にあっては、該表面に固着された砥粒の内、密着力が弱い砥粒が吸引ヘッド７４の真空吸引によって吸引され研磨テープ２０の表面から除去されてコンディショニングされる。
【００７５】
なお、図示しないが、研磨テープ２０の流れ方向に沿った吸引ヘッド７４の上流側に、研磨テープ２０の表面及び裏面にそれぞれ接触するブラシ等を設置し、研磨テープの表面及び裏面にブラシ等を擦り付けるようにすることが好ましく、これにより、研磨テープ２０の表面の真空吸引によるコンディショニング（洗浄）と、研磨テープ２０の裏面の真空吸引による洗浄をより効果的に行うことができる。
【００７６】
図８は、本発明の更に他の実施形態の研磨装置のコンディショニング装置の要部を示す。この例の図１乃至図４に示す例と異なる点は、洗浄装置３０の代わりに、粘着剤接触装置８０でコンディショニング装置を構成している点にある。この粘着剤接触装置（コンディショニング装置）８０は、表面に粘着性を有する粘着剤を塗布した一対の粘着ロール８２を有し、この両粘着ロール８２の間に研磨テープ２０を挟む込み、両粘着ロール８２の互いに同期した逆方向の回転に伴って研磨テープ２０が一方向に走行するようになっている。
【００７７】
この粘着剤接触装置８０によれば、粘着ロール８２の表面を研磨テープ２０の表面及び裏面にそれぞれ接触させつつ、粘着ロール８２を互いに同期させて逆方向に回転させて研磨テープ２０を一方向に走行させることで、この例では、研磨テープ２０の表面の粘着ロール８２によるコンディショニング（洗浄）と、研磨テープ２０の裏面の粘着ロール８２による洗浄を同時に行うことができる。
【００７８】
つまり、研磨テープ２０の表裏両面は、粘着ロール８２の表面に塗布した粘着性を有する粘着剤に接触し、ゴミ等が粘着剤の粘着力で粘着ロール８２に付着する粘着効果によって洗浄され、更に、研磨テープ２０の表面にあっては、該表面に固着された砥粒の内、密着力が弱い砥粒が、粘着剤の粘着力で粘着ロール８２に付着する粘着効果によって研磨テープ２０の表面から除去されてコンディショニングされる。
【００７９】
粘着ロール８２は、その粘着物自体の汚れを除去するため、必要な洗浄を、特にメタル汚染に繋がらないように酸洗浄等を実施した後に、研磨装置に取り付けられる。図示しないが、粘着ロール８２に超音波等の微小振動を付与する機構を付け、粘着ロール８２と研磨テープ２０と接触している箇所に振動による運動を追加することが好ましく、これにより、より密着力が弱い砥粒を研磨テープ２０から除去することができる。
【００８０】
なお、図９に示すように、３の粘着ロール８２を使用し、粘着ロール８２と研磨テープ２０とが互いに接触する接触面積がより広くなるように、粘着剤接触装置８０を構成してもよい。
【００８１】
なお、図示しないが、図１乃至図４に示す、洗浄ブラシ３４を有する洗浄装置３０の代わりに、洗浄ブラシ３４を砥石に置き換えた研磨装置を使用し、砥石を研磨テープの表裏両面に押付けて、研磨テープの表面の砥石研磨によるコンディショニング（洗浄）と、研磨テープの裏面の砥石研磨による洗浄とを同時に行うようにしても良い。
【００８２】
このように砥石を研磨テープに押付けるときは、押付ける力を管理することが必要となるが、この押付ける力は、例えばシリンダ等を使用することで容易に管理することができる。また、砥石の研磨テープとの接触面の平坦度を、研磨装置に取り付ける前に砥石表面の精度を計測して管理することで、研磨テープに局部的な圧力をかかることを防止できる。また、砥石を研磨装置に取り付け直前に、砥石に対する酸洗浄等の洗浄処理をすることにより、砥石から研磨テープへの逆汚染を防止し、また、酸洗浄により砥石のメタル成分を洗浄することができる。
【００８３】
また、砥石を、研磨テープに対して垂直または水平方向に、ある一定幅で往復移動させるようにしても良い。砥石を研磨テープに接触させる際、断続的に接触させるようにしても良く、これにより、研磨テープにかかる力を不連続にして、洗浄及び密着力が弱い砥粒の除去をより効果的に行うことができる。また、砥石を移動させることより、初期に管理した平坦度が研磨テープに接触して磨耗する状況となったとしても、砥石を研磨テープに均等に当てることにより、砥石が均等に磨耗され、平坦度も管理しながらの使用が可能となり、砥石の長期に亘る使用が可能となる。
【００８４】
また、砥石による研磨の際、砥石に流体を供給することが好ましく、これにより、密着力が弱かった砥粒を研磨テープの砥粒固定材であるバインダから砥石による研磨で除去して流体に浮かせ、この流体の流れで外部に除去することができる。この流体として酸性流体を使用することで、研磨テープの製造工程で研磨テープに付着したメタル成分を除去することができる。また、砥石に超音波など微小な振動を付与して砥石を研磨テープに接触させたり、逆に研磨テープに微小な振動を付与して砥石を接触させたりすることで、洗浄及び密着力が弱い砥粒の除去をより効果的に行うことができる。
【００８５】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００８６】
１０ 基板ホルダ
１２ 研磨ヘッド
１４ 流体供給ノズル
１８ 走行ローラ
２０ 研磨テープ
２４ 押圧パッド
３０ 洗浄装置（コンディショニング装置）
３４ 洗浄ブラシ
４０ 表面保護装置
４２ 保護カバー
４４ 保護リング
４６ 流体吹付けノズル
５０ 流体吹付け装置（コンディショニング装置）
５４ 流体吹付けノズル
７０ 吸引装置（コンディショニング装置）
７４ 吸引ヘッド
８０ 粘着剤接触装置（コンディショニング装置）
８２ 粘着ロール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハ等の基板を研磨する研磨装置及び研磨方法に関し、特に半導体ウェーハ表面に素子の一部を形成する半導体装置の製造工程で、半導体ウェーハの表面外周部や裏面外周部を研磨もしくは研削する研磨装置及び研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面に砥粒を固着した研磨テープを使用して、例えば半導体ウェーハの表面外周部（エッジ部乃至ベベル部）を研磨する場合、水平面内で回転中の半導体ウェーハの表面に純水を供給しながら、半導体ウェーハの表面外周部に研磨テープ表面を所定圧力で押付けることで、該外周部を研磨することが広く行われている。
【０００３】
ここに、半導体ウェーハのベベル部とは、図１０に示す半導体ウェーハＷにおいて、半導体ウェーハＷの上面及び下面の傾斜した上側傾斜部Ｐ及び下側傾斜部Ｑ、並びに半導体ウェーハＷの外周部の側面部ＲからなるＢ部分を指す。また、半導体ウェーハのエッジ部とは、図１０に示す半導体ウェーハＷにおいて、半導体ウェーハＷのベベル部Ｂの内側の境界と半導体デバイスが形成されている半導体ウェーハＷの上面Ｄとの間のＥ部分を指す。
【０００４】
例えば、シリコン基板の外周部（エッジ部乃至ベベル部）の研磨に際し、水平面内で回転中のシリコン基板の表面から外周部（研磨部）に純水を供給しながら、例えばセリア砥粒を固着した研磨テープを該外周部に押付けてシリコンの一部が露出するまで絶縁膜を研磨し、しかる後、セリア砥粒よりもシリコン基板に対する研磨能力の高いダイヤモンド砥粒を固着した研磨テープで更に研磨することが提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、出願人は、基板の平坦部を含む外周部を、その元の角度を維持しながら、研磨テープを使用して研磨できるようにした研磨装置を提案している（特許文献２参照）。
【０００６】
近年、２枚のシリコン基板（半導体素子が形成されたデバイス基板と支持基板）を熱処理等で貼合せる、いわゆる貼合せ法を用いて、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板を製造することが提案されている。このＳＯＩ基板は、例えば表面に半導体層（ＳＩＯ層）を有し表面外周部を予め研磨除去した第１シリコン基板（デバイス基板）と第２シリコン基板（支持基板）とを互いに表面を対向させ絶縁膜を介して貼合せた後、前記半導体層を残して前記第１シリコン基板（デバイス基板）の裏面を研磨またはエッチングで削り取って製造される（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２６３０２７号公報
【特許文献２】特開２００９−２０８２１４号公報
【特許文献３】特開平４−８５８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
研磨テープは消耗品であり、使用後の古い研磨テープは新たな研磨テープに取り換えられる。しかし、例えば研磨テープメーカが製造した研磨テープをそのまま使用して基板の研磨を行うと、研磨テープの表面に固着されている砥粒の粒径には一般にばらつきがあるため、特に大径の砥粒が研磨テープから脱落し易くなる。そして、研磨中に研磨テープから砥粒が脱落すると、この脱落した砥粒が研磨面に達して研磨面に大きな砥粒痕が生じる原因となる。
【０００９】
研磨中に研磨テープから砥粒が脱落することを完全に防止することは困難である。このため、例えば水平面内で回転中の半導体ウェーハの表面に純水を供給しながら、半導体ウェーハ表面の外周部に研磨テープ表面を押付けて該外周部を研磨しているときに、研磨テープから砥粒が脱落すると、半導体ウェーハの表面は純水で被覆されているだけであるため、この脱落した砥粒が半導体ウェーハの中心側に向けて移動して、半導体ウェーハの表面を被覆して純水が砥粒で汚染されてしまう。半導体ウェーハの回転速度が速くなれば速くなるほど、この純水の砥粒による汚染が進む。
【００１０】
例えば前述の表面に半導体層（ＳＩＯ層）を有し表面外周部を予め研磨除去したシリコン基板（デバイス基板）の該表面外周部の研磨除去を行う時に、前述のように、半導体ウェーハ（シリコン基板）の表面を被覆している純水が砥粒で汚染されると、半導体層（ＳＩＯ層）の砥粒による損傷に繋がってしまう。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みて為されたもので、研磨中に研磨テープから砥粒が脱落してしまうことを極力防止することができるようにした研磨装置及び研磨方法を提供することを第１の目的とする。
【００１２】
また、本発明は、たとえ基板の表面外周部を研磨中に研磨テープから砥粒が脱落したとしても、この脱落した砥粒が基板の中心部の素子形成領域等に入り込まないようにした研磨装置及び研磨方法を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に記載の発明は、表面に砥粒を固着した研磨テープを一方向に走行させつつ、該研磨テープ表面を基板表面に押圧して該基板表面を研磨する研磨ヘッドと、前記研磨テープの走行方向に沿った前記研磨ヘッドの上流側に配置され、研磨テープ表面から砥粒が研磨中に脱落するのを防止するように該表面を予めコンディショニングするコンディショニング装置とを有することを特徴とすることを特徴とする研磨装置である。
【００１４】
研磨テープ表面から研磨中に砥粒が脱落するのを防止するように該表面を予めコンディショニング装置でコンディショニングした研磨テープを研磨ヘッドに順次送ることで、例えば研磨テープメーカで製造された研磨テープをそのまま研磨装置に設置して研磨に使用することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、前記コンディショニング装置は、研磨テープ表面に擦り具を擦り付けて該表面を洗浄する洗浄装置からなることを特徴とする請求項１記載の研磨装置である。
【００１６】
このように、研磨テープ表面に擦り具を擦り付けて該表面を洗浄することで、研磨テープ表面を擦り具で洗浄しながら、研磨テープ表面に固着された砥粒の内、密着力が弱い砥粒を研磨テーブル表面から擦り具で擦り落として除去し、これによって、研磨中に研磨テープ表面から砥粒が脱落するのを極力防止することができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、前記擦り具は、洗浄ブラシからなることを特徴とする請求項２記載の研磨装置である。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、前記擦り具を洗浄する洗浄手段を有することを特徴とする請求項２または３記載の研磨装置である。
例えば、洗浄ブラシによる研磨テープのコンディショニング中に、洗浄ブラシを純水や薬液等の流体で洗浄することで、洗浄ブラシの清浄度を常に一定に保つことができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、前記コンディショニング装置は、研磨テープ表面に向けて流体を吹付ける流体吹付け装置からなることを特徴とする請求項１記載の研磨装置である。
これにより、研磨テープ表面に固着された砥粒の内、密着力が弱い砥粒を、研磨テープ表面に向けて吹付ける流体で吹き落として研磨テープ表面から除去することができる。流体としては、純水等の液体や、空気または窒素ガス等の不活性ガス等が挙げられる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、前記流体として、超音波振動させた流体を使用することを特徴とする請求項５記載の研磨装置である。
これにより、密着力が弱い砥粒の研磨テープ表面からの除去効果をより高めることができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、前記コンディショニング装置は、研磨テープ表面を吸引する吸引装置からなることを特徴とする請求項１記載の研磨装置である。
これにより、研磨テープ表面に固着された砥粒の内、密着力が弱い砥粒を、研磨テープ表面に作用する吸引力で吸引して研磨テープ表面から除去することができる。
【００２２】
請求項８に記載の発明は、前記コンディショニング装置は、研磨テープ表面に砥石を押付けて該表面を研磨する研磨装置からなることを特徴とする請求項１記載の研磨装置である。
これにより、研磨テープ表面に固着された砥粒の内、密着力が弱い砥粒を、研磨テープ表面を研磨することによって研磨テープ表面から除去することができる。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、前記コンディショニング装置は、研磨テープ表面に、表面に粘着性を有する粘着材を接触させる粘着材接触装置からなることを特徴とする請求項１記載の研磨装置である。
これにより、研磨テープ表面に固着された砥粒の内、密着力が弱い砥粒を、粘着材に付着させて研磨テープ表面から除去することができる。
【００２４】
請求項１０に記載の発明は、表面に砥粒を固着した研磨テープを一方向に走行させつつ、該研磨テープ表面を基板表面に押圧して該基板表面を研磨する研磨ヘッドと、前記研磨ヘッドで基板表面の外周部を研磨している時に研磨によって生じる異物から基板表面の中央部を保護する表面保護装置とを有すことを特徴とする研磨装置である。
【００２５】
これにより、たとえ研磨ヘッドの研磨テープで基板表面の外周部を研磨している時に研磨テープから砥粒が脱落しても、この脱落した砥粒が基板表面の中央部の、例えば素子形成領域内に入り込んでしまうことを防止することができる。
【００２６】
請求項１１に記載の発明は、前記表面保護装置は、基板表面の外周部を除く領域を前記異物の通過を防止するように包囲して保護する遮蔽具と、基板表面の外周部を除く領域の該外周部との境界部に向けて高圧流体を吹付ける流体吹付けノズルの少なくとも一方を有することを特徴とする請求項１０記載の研磨装置である。
【００２７】
請求項１２に記載の発明は、前記遮蔽具は、基板表面に接触するように配置されるＰＶＡスポンジからなることを特徴とする請求項１１記載の研磨装置である。
これにより、基板表面が遮蔽具（ＰＶＡスポンジ）で傷付いてしまうことを防止しつつ、脱落した砥粒が基板表面の中央部の、例えば素子形成領域内に入り込んでしまうことをより確実に防止することができる。
【００２８】
請求項１３に記載の発明は、研磨中に研磨テープ表面から砥粒が脱落するのを防止するように研磨テープ表面をコンディショニングし、前記コンディショニングした研磨テープ表面を基板表面に押圧して該基板表面を研磨することを特徴とする研磨方法である。
【００２９】
請求項１４に記載の発明は、基板表面の外周部を研磨している時に研磨によって生じる異物から基板表面の中央部を保護しながら、研磨テープ表面を基板表面の外周部に押圧して該外周部を研磨することを特徴とする研磨方法である。
【発明の効果】
【００３０】
研磨テープ表面から研磨中に砥粒が脱落するのを防止するように該表面を予めコンディショニングするようにした本発明によれば、研磨中に研磨テープ表面から砥粒が脱落することを極力防止して、基板をよりクリーンな状態で研磨することができる。
【００３１】
また、研磨ヘッドで基板表面の外周部を研磨している時に研磨によって生じる異物から基板表面の中央部を保護するようにした本発明によれば、たとえ研磨中に研磨テープから砥粒が脱落しても、この脱落した砥粒が基板中央部の、例えば素子形成領域に入り込んで、砥粒によって素子等が損傷してしまうことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態の研磨装置を示す概要図である。
【図２】図１に示す研磨装置の研磨ヘッド及び洗浄装置（コンディショニング装置）を拡大して示す拡大図である
【図３】図２に示す洗浄装置の該洗浄装置で研磨テープを洗浄している時の状態を示す図である。
【図４】図１に示す研磨装置の研磨時における一部を拡大して示す一部拡大図である。
【図５】図１に示す研磨装置の研磨時における他の例を示す一部拡大図である。
【図６】本発明の他の実施形態の研磨装置の要部を示す要部拡大図である。
【図７】本発明の更に他の実施形態の研磨装置における吸引装置（コンディショニング装置）を示す要部拡大図である。
【図８】本発明の更に他の実施形態の研磨装置の要部を示す要部拡大図である。
【図９】図８に示す研磨装置の粘着材接触装置（コンディショニング装置）の変形例を示す図である。
【図１０】半導体ウェーハのベベル部乃至エッジ部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。なお、以下の例では、表面に半導体素子を有する半導体ウェーハ等の基板の表面外周部を研磨して、例えば、前述の表面に半導体層（ＳＩＯ層）を有し表面外周部を予め研磨除去したシリコン基板（デバイス基板）を作製するようにした例を示す。
【００３４】
図１は、本発明の実施形態の研磨装置の概要を示す。図１に示すように、研磨装置は、表面（素子形成面）を上向きにして基板Ｗを着脱自在に吸着保持し回転させる基板ホルダ１０と、基板ホルダ１０で保持した基板Ｗの外周部の上方に配置されて該外周部を研磨する研磨ヘッド１２と、基板ホルダ１０で保持した基板Ｗの中心部上方に位置して基板Ｗの表面に純水等の流体を供給する流体供給ノズル１４とを有している。
【００３５】
研磨ヘッド１２は、図２に詳細に示すように、上下動及び水平動自在な支持板１６を備え、この支持板１６に一対の走行ローラ１８が所定間隔離間して配置されている。これにより、表面にダイヤモンドやセリア等の砥粒（研磨材）を固着した研磨テープ２０が、表面（砥粒固着面）を下向きにして走行ローラ１８間を一方向に水平に走行するように構成されている。この走行ローラ１８間に位置する研磨テープ２０の上方に位置して、昇降機構としてのシリンダ２２が下向きに配置され、このシリンダ２２のシリンダロッド２３に押圧パッド２４が固着されている。これによって、シリンダ２２を介して、押圧パッド２４を下降させることで、走行ローラ１８間に位置する研磨テープ２０の表面（下面）を、基板ホルダ１０で保持した基板Ｗの表面に所定の押圧力で押圧できるようになっている。
【００３６】
研磨テープ２０は、その走行方向に沿った研磨ヘッド１２の上流側で、一対のガイドローラ２６を介して水平に走行するように構成され、この水平方向走行部に、この例では、洗浄装置３０からなるコンディショニング装置が配置されている。この洗浄装置（コンディショニング装置）３０は、研磨テープ２０の表面から研磨中に砥粒が脱落するのを防止するように該表面を予めコンディショニングするためのもので、研磨テープ２０が内部を水平に走行するハウジング３２と、ハウジング３２の内部に位置して研磨テープ２０を挟んだ上下に配置された一対の洗浄ブラシ（擦り具）３４と、この各洗浄ブラシ３４をそれぞれ昇降させる昇降装置としてのシリンダ３６を備えている。
【００３７】
これによって、図３に示すように、研磨テープ２０を挟んで上下に配置された一対の洗浄ブラシ３４の先端を研磨テープ２０の表裏両面に所定の圧力でそれぞれ接触させ、この状態で、研磨テープ２０を一方向に走行させて、洗浄ブラシ３４を研磨テープ２０の表裏両面にそれぞれ擦り付けることで、この例では、研磨テープ２０の表面の洗浄ブラシ３４によるコンディショニング（洗浄）と、研磨テープ２０の裏面の洗浄ブラシ３４による洗浄を同時に行うようにしている。
【００３８】
つまり、研磨テープ２０の表裏両面は、洗浄ブラシ３４をそれぞれ擦り付けることによって洗浄され、更に、研磨テープ２０の表面にあっては、該表面に固着された砥粒の内、密着力が弱い砥粒が研磨テーブル２０の表面から洗浄ブラシ３４で擦り落とされて除去されてコンディショニングされる。このように、研磨テープ２０の表面に固着された砥粒の内、密着力が弱い砥粒を、研磨に先立って、研磨テーブル２０の表面から予め除去することで、研磨中に研磨テープ２０の表面から砥粒が脱落するのを極力防止することができる。しかも、研磨テープ２０の表裏両面を予め洗浄することで、研磨テープ２０による研磨をよりクリーンな環境で行うことができる。
【００３９】
研磨装置には、図１に示すように、研磨ヘッド１２で基板Ｗの表面外周部を研磨している時に研磨によって生じる異物から基板Ｗの表面中央部を保護する表面保護装置４０が備えられている。つまり、この表面保護装置４０は、図４に詳細に示すように、上方に突出する円錐状で、中心部に液体供給ノズル１４を挿通させた昇降自在な保護カバー４２の下端に連結した、遮蔽具としての保護リング４４と、基板Ｗの表面外周部を除く領域の該外周部との境界部に向けて流体を吹付ける流体吹付けノズル４６とを備えている。保護カバー４２は、例えば樹脂からなる剛体である。
【００４０】
保護リング（遮蔽具）４４の径は、基板Ｗの表面の、例えば素子形成領域の周囲を包囲する大きさに設定され、これによって、基板Ｗの表面の、例えば素子形成領域の上方は、円錐状の保護カバー４２で覆われるようになっている。基板Ｗの表面外周部を除く領域の該外周部との境界部は、基板Ｗの表面の、例えば素子形成領域と非形成領域との境界部付近である。
【００４１】
この例にあっては、保護リング４４は、ＰＶＡスポンジから構成され、保護リング４４の下端が基板ホルダ１０で保持された基板Ｗの表面に接触し、これによって、たとえ基板Ｗの表面外周部を研磨テープ２０で研磨している時に研磨テープ２０の表面に固着された研磨テープ２０の表面から砥粒が脱落しても、この脱落した砥粒や該砥粒を含む流体等が保護リング４４の内部に入り込まないようになっている。
【００４２】
このように、保護リング４４をＰＶＡスポンジで構成することにより、保護リング４４が基板Ｗに接触することで基板Ｗが傷付くことを防止し、しかも、純水等の流体を連続発泡体であるＰＶＡスポンジで吸水し、汚染した純水等が保護リング４４の内部に侵入することを発泡層で防止することができる。更に、ＰＶＡスポンジの内部より純水等の流体を外部に出すことで、汚染した液体の除去を推進することができる。
【００４３】
この例のように、基板Ｗの中央部を保護カバー４２で覆うことで、研磨テープ２０の表面から脱落した砥粒や該砥粒を含む流体等が、たとえミスト状になった状態でも、基板Ｗの上方から保護リング４４の内側に入り込むことを防止することができる。また、保護カバー４２を円錐状とすることで、保護カバー４２の上面に降り注いだ液体が一定量集まると、水滴となって保護カバー４２の上面に沿って流れるようにすることができる。
【００４４】
更に、保護カバー４２を挿通して延びる液体供給ノズル１４から基板Ｗの表面に純水等の流体を供給することで、基板Ｗの表面を該液体で保護することができる。なお、純水等の流体の消耗を抑えて装置のランニングコストを低減するため、保護カバー４２の内部に、流体の代わりに窒素等の気体を導入するようにしてもよい。
【００４５】
流体吹付けノズル４６は、流体吹付けノズル４６から吹き出されて基板Ｗと衝突した流体が基板Ｗの直径方向の外方に向かって流れるよう、基板ホルダ１０で保持された基板Ｗの表面に対し、下方に延びるに従って外方に向かうように傾斜して配置されている。そして、この流体吹付けノズル４６から基板ホルダ１０で保持した基板Ｗに向けて流体を吹付けることで、保護リング４４とほぼ同様に、たとえ基板Ｗの表面外周部を研磨テープ２０で研磨している時に研磨テープ２０の表面に固着された研磨テープ２０の表面から砥粒が脱落しても、この脱落した砥粒や該砥粒を含む液体を、流体吹付けノズル４６から吹付けられる流体で基板Ｗの外方に吹き出し、これによって、脱落した砥粒や該砥粒を含む液体が基板Ｗの中央部の、例えば素子形成領域に入り込むことを防止することができる。
【００４６】
この流体吹付けノズル４６から吹き出される液体として、純水が好ましく使用されるが、純水の代わりに、薬液、イオン水またはオゾン水等を使用しても良い。更に、空気や、窒素ガス等の汚染物の入ってない任意の気体を使用しても良い。
【００４７】
この例では、表面保護装置４０として、保護リング４４と、流体吹付けノズル４６とを備え、これによって、脱落した砥粒や該砥粒を含む液体が基板Ｗの中央部の、例えば素子形成領域に入り込むことをより完全に防止するようにしているが、保護リング４４と流体吹付けノズル４６の一方を備えるようにしてもよく、また研磨条件等に合せて、保護リング４４と流体吹付けノズル４６の一方を選択に使用するようにしても良い。
【００４８】
なお、脱落した砥粒や該砥粒を含む液体が基板Ｗの中央部の、例えば素子形成領域に入り込んでも問題が生じない場合や、入り込む恐れがない場合等には、表面保護装置４０を省略してもよい。
【００４９】
次に、この研磨装置によって、基板Ｗの表面外周部を研磨する時の動作について説明する。
先ず、基板ホルダ１０で基板Ｗを保持し、しかる後、基板Ｗの表面に保護リング４４の下端を当接させて基板Ｗの周辺部を除く中央部を保護カバー４２で覆う。この状態で、基板ホルダ１０で保持した基板Ｗを回転させながら、基板Ｗの表面に液体供給ノズル１４から純水等の液体を供給し、更に、必要に応じて、流体吹付けノズル４６から、基板ホルダ１０で保持した基板Ｗの表面外周部を除く領域の該外周部との境界部に向けて純水等の液体を吹付ける。
【００５０】
一方、研磨ヘッド１２にあっては、待避位置から、基板ホルダ１０で保持した基板Ｗの外周部上方の、研磨を開始したい位置に移動させる。そして、研磨テープ２０を一定速度で一定方向に走行させながら、押圧パッド２４を下降させ、設定した一定圧力で押圧パッド２４を介して研磨テープ２０の表面を基板Ｗに押圧し、これによって、基板Ｗと研磨テープ２０との間に相対速度差による摩擦力を生じさせて基板Ｗの外周部を研磨する。
【００５１】
この研磨時に、洗浄装置（コンディショニング）装置３０を作動させて研磨テープ２０の表裏両面に洗浄ブラシ３４の先端をそれぞれ接触させる。これによって、研磨テープ２０の表裏両面の洗浄ブラシ３４による洗浄と、研磨テープ２０の表面の洗浄ブラシ３４によるコンディショニング、つまり研磨テープ２０の表面に固着された砥粒の内、密着力が弱い砥粒の洗浄ブラシ３４による除去を行い、この洗浄装置３０を通過した研磨テープ２０が走行ローラ１８間を走行するようにする。
【００５２】
この研磨テープ２０による研磨を、研磨ヘッド１２を基板Ｗの直径方向の外方に向けて移動させながら行い、研磨ヘッド１２が基板Ｗの端部まで移動した時に、研磨を終了させる。これにより、研磨距離を任意に変更することができる。そして、研磨終了後、研磨テープ２０の走行を停止し、研磨ヘッド１２を上昇させて基の待避位置に戻し、流体供給ノズル１４からの流体の供給、液体吹付けノズル４６からの液体の吹付け、及び基板Ｗの回転を停止し、更に、基板Ｗの表面から保護リング４４を引き離した後、研磨後の基板Ｗを次工程に搬送する。
【００５３】
この研磨時における研磨テープ２０の走行速度は、例えば１〜５０ｍｍ／ｍｉｎで、基板Ｗに対する研磨テープ２０の押圧荷重は、例えば５〜２０Ｎである。また、基板Ｗの回転速度は、１００〜４００ｒｐｍで、研磨テープ２０として、例えば砥粒＃２０００以下（粒子径：９μｍ以上）のダイヤモンド粒子を固着したダイヤモンド粒子テープが使用される。
【００５４】
この研磨時に、液体供給ノズル１４から基板Ｗの表面に純水等の液体を供給して該表面を液体で覆うことで、基板Ｗの表面中央部の、例えば素子形成領域をゴミから保護することができる。この時に基板Ｗの表面に供給された液体は、ＰＶＡスポンジからなる保護リング４４の内部を通過して基板Ｗの外周部に達し、これによって、液体の存在下で基板Ｗの外周部の研磨テープ２０による研磨が行われる。また、基板Ｗの外周部に達した液体は、保護リング４４で堰き止められて、該保護リング４４の内部に流入することが阻止される。
【００５５】
この例によれば、研磨テープ２０の表面を洗浄ブラシ３４で洗浄しながら、研磨テープ２０の表面に固着された砥粒の内、密着力が弱い砥粒を研磨テーブル２０の表面から洗浄ブラシ３４で擦り落として除去し、これによって、研磨中に研磨テープ２０の表面から砥粒が脱落するのを極力防止することができる。しかも、研磨テープ２０の表裏両面を洗浄ブラシ３４で洗浄することで、よりクリーンな環境で研磨を行うことができる。
【００５６】
しかも、たとえ研磨中に研磨テープ２０の表面から砥粒が脱落し、この脱落した砥粒が液体供給ノズル１４から基板Ｗの表面に供給されて基板Ｗの外周部に達する液体に混入しても、この基板Ｗの外周部に達した液体は、保護リング４４で堰き止められて、該保護リング４４の内部に流入することが阻止され、更に、流体吹付けノズル４６から基板Ｗに向けて吹付けられる流体で基板Ｗの外方に吹き出される。これによって、基板Ｗの中央部の、例えば素子形成領域の表面が研磨テープ２０の表面から脱落した砥粒から保護される。
【００５７】
この例では、シリンダ３６を介して洗浄ブラシ３４の先端を研磨テープ２０に所定の圧力で押圧するようにしているが、洗浄ブラシ３４を回転させてもよく、また研磨テープ２０の幅方向または長さ方向に、ある一定幅で洗浄ブラシ３４を往復移動させてもよい。研磨テープに固着した砥粒の方が洗浄ブラシ自体より一般に硬度が高いため、洗浄ブラシ自体が磨耗していく状況においても、洗浄ブラシは平滑に磨耗され、洗浄ブラシ自体の平面度を変化させることなく使用することが可能となって、洗浄ブラシは長寿命な消耗品となる。
【００５８】
図示していないが、洗浄ブラシによる研磨テープの洗浄（コンディショニング）中に、洗浄ブラシを流体純水や薬液等の流体で洗浄して、常に清浄度を保つようにしても良い。また、洗浄ブラシによる研磨テープの洗浄（コンディショニング）を行っていない時に、洗浄ブラシを移動させ、カップなど容器に入れた純水や薬液等で洗浄したり、超音波等の振動で洗浄したりするようにしても良い。
【００５９】
研磨テープに流体を供給しながら、洗浄ブラシによる研磨テープの洗浄（コンディショニング）を行うようにしても良い。これにより、洗浄ブラシで研磨テープの表面から除去された砥粒を流体で浮かして不純物と共に流体で洗い流すことができる。この研磨テープに供給する流体として、酸性溶液を使用することで、研磨テープに付着しているメタル成分を洗い流して、基板に対するメタル汚染を極力無くすことができる。
【００６０】
なお、図５に示すように、ＰＶＡスポンジからなる保護リング４４の下端と基板ホルダ１０で保持した基板Ｗの表面との間に、基板Ｗの外周部に達した液体を堰き止めて内部への流入を阻止できる、例えば０．１〜１．０ｍｍ程度の隙間Ｓを設けた状態で、基板Ｗの外周部を研磨テープ２０で研磨するようにしてもよい。このように、保護リング４４の下端が基板Ｗに接触しないようにすることで、保護リング４４の寿命を飛躍的に延ばすことができる。
【００６１】
図６は、本発明の他の実施形態の研磨装置の要部を示す。この例の図１乃至図４に示す例と異なる点は、洗浄装置３０の代わりに、流体吹付け装置５０でコンディショニング装置を構成している点にある。この流体吹付け装置（コンディショニング装置）５０は、研磨テープ２０が内部を水平に走行するハウジング５２と、ハウジング５２の内部に位置して研磨テープ２０を挟んだ上下に配置された一対の流体吹付けノズル５４とを備えており、各流体吹付けノズル５４は、図示しない流体供給源から延び、内部にレギュレータ５６及びバルブ５８を設置した流体供給パイプ６０に接続されている。
【００６２】
ハウジング５２の底部には、ドレインまたは排気管６２が接続され、ハウジング５２の内部には、流体吹付けノズル５４から吹き出された流体の流れを規制する規制板６４が配置されている。この規制板６４は、流体として液体を使用した時には流体の飛散を防止する役割を、気体を使用した場合は気体の流れを整流するする役割を果たす。
【００６３】
この流体吹付け装置５０によれば、流体として、例えば空気を使用し、研磨テープ２０を挟んで上下に配置された一対の流体吹付けノズル５４から研磨テープ２０に向けて高圧空気を吹付けながら、研磨テープ２０を一方向に走行させることで、この例では、研磨テープ２０の表面の高圧空気によるコンディショニング（洗浄）と、研磨テープ２０の裏面の高圧空気による洗浄を同時に行うことができる。流体吹付けノズル５４からは、一定の圧力の高圧空気が一定の流量で吹付けられる。
【００６４】
つまり、研磨テープ２０の表裏両面は、流体吹付けノズル５４から吹付けられる高圧空気で洗浄され、更に、研磨テープ２０の表面にあっては、該表面に固着された砥粒の内、密着力が弱い砥粒が研磨テーブル２０の表面から流体吹付けノズル５４から吹付けられる高圧空気で吹き飛ばされて除去されてコンディショニングされる。
【００６５】
流体として、空気の他に、窒素ガス等の不純物の少ない任意のガスを、環境に合せて選択して使用しても良い。また流体吹付けノズル５４から高圧空気（または窒素ガス等）を吹付ける時、流体吹付けノズル５４と研磨テープ２０との距離を、洗浄能力が最適となるように管理することが好ましい。更に、流体吹付けノズル５４の位置を管理した上で、流体吹付けノズル５４を、研磨テープ２０の水平方向及び垂直方向に一定の範囲で往復運動させることが好ましく、これにより、広範囲に高圧空気（または窒素ガス等）を吹付けることができる。このことは、下記の流体吹付けノズル５４から液体を吹き出す場合にあっても同様である。
【００６６】
高圧空気（又は窒素ガス等）は、流体吹付けノズル５４から、例えば一定時間に亘って一定流量で研磨テープ２０に向けて吹付けられるが、断続的でもよい。このように高圧空気（又は窒素ガス等）を断続的に吹付けることにより、高圧空気（又は窒素ガス等）の使用量を削減させ、さらに、研磨テープ２０に力が不連続にかかるようにして、洗浄効果及び密着力が弱い砥粒等の除去効果を高めることができる。このことは、下記の流体吹付けノズル５４から液体を吹き出す場合にあっても同様である。
【００６７】
この流体吹付け装置５０の流体として、純水等の液体を使用しても良い。このように液体を使用し、研磨テープ２０を挟んで上下に配置された一対の流体吹付けノズル５４から研磨テープ２０に向けて高圧流体を吹付けながら、研磨テープ２０を一方向に走行させることで、研磨テープ２０の表面の高圧流体によるコンディショニング（洗浄）と、研磨テープ２０の裏面の高圧流体による洗浄を同時に行うことができる。流体吹付けノズル５４からは、一定の圧力の高圧流体が一定の流量で吹付けられる。
【００６８】
静電気によるゴミ等の付着も考慮して、流体としてイオン水を使用しても良く、ゴミの除去を考慮して、流体としてオゾン水を使用してもよい。また、密着力が弱い砥粒を除去することを考慮して、流体として薬液を使用しても良い。更に、流体として弱酸性の薬液を使用して、研磨テープ２０の表面に付着しているメタル成分を取り除くことにより、基板Ｗの表面にメタル成分が付着する可能性を低減させることができる。
【００６９】
流体を研磨テープに当てる際、流体自体を高圧力にすることで研磨テープ自体に負荷をかけることができ、密着力の弱い砥粒及び汚れを除去することが可能になる。また流体を吹き出す流体吹付けノズル５４の先端ノズル形状を、高い圧力で流体を吹き出すことが可能な丸い形状にしても良く、また広い範囲に拡げて液体を吹き出すことが可能な扇状にしてもよい。
【００７０】
なお、流体吹付け装置５０から吹き出される流体の温度を、例えば０〜９０℃まで管理することにより、研磨特性を管理し変化させることができる。つまり、流体の温度を０〜２０℃と低い側に変化させることにより、研磨テープ２０の砥粒を保持している樹脂系バインダの硬度を硬化させ砥粒の保持力を向上させて、基板Ｗの研磨速度を速めることができる。逆に２０〜９０℃と高温側に変化させることにより、研磨テープの砥粒を保持している樹脂系バインダの硬度を軟化させ砥粒の保持力を低下させて、基板Ｗの研磨速度を遅くすることができる。基板Ｗの研磨速度を遅くすることで、研磨によって生じる研磨痕の深さをより浅くすることができる。
【００７１】
また、研磨テープに超音波など微小な振動を与えた状態で、流体吹付けノズルから研磨テープに向けて流体を吹付けたり、超音波振動を与えた流体を使用したりしてもよく、これにより、研磨テープのより効果的な洗浄（コンディショニング）が可能となる。この場合、流体として酸溶液を使用してメタル洗浄を同時に行うようにしても良く、また、アルカリ洗浄水を使用して主にゴミ等の不純物の除去を行うようにしても良い。
【００７２】
図７は、本発明の更に他の実施形態の研磨装置のコンディショニング装置に使用される吸引装置７０を示す。図７に示す吸引装置７０は、図１乃至図４に示す研磨装置の洗浄装置３０の代わりに使用される。この吸引装置（コンディショニング装置）７０は、研磨テープ２０が内部を水平に走行するハウジング７２と、ハウジング７２の内部に位置して研磨テープ２０を挟んだ上下に配置された一対の吸引ヘッド７４とを備えており、各吸引ヘッド７４は、内部にバルブ７６を設置した吸引パイプ７８の一端に接続され、吸引パイプ７８の他端は、真空源に接続されている。
【００７３】
この吸引装置７０によれば、研磨テープ２０を挟んで上下に配置された一対の吸引ヘッド７４で研磨テープ２０の表裏両面をそれぞれ真空吸引しながら、研磨テープ２０を一方向に走行させることで、この例では、研磨テープ２０の表面の真空吸引によるコンディショニング（洗浄）と、研磨テープ２０の裏面の真空吸引による洗浄を同時に行うことができる。
【００７４】
つまり、研磨テープ２０の表裏両面は、吸引ヘッド７４の真空吸引によって洗浄され、更に、研磨テープ２０の表面にあっては、該表面に固着された砥粒の内、密着力が弱い砥粒が吸引ヘッド７４の真空吸引によって吸引され研磨テープ２０の表面から除去されてコンディショニングされる。
【００７５】
なお、図示しないが、研磨テープ２０の流れ方向に沿った吸引ヘッド７４の上流側に、研磨テープ２０の表面及び裏面にそれぞれ接触するブラシ等を設置し、研磨テープの表面及び裏面にブラシ等を擦り付けるようにすることが好ましく、これにより、研磨テープ２０の表面の真空吸引によるコンディショニング（洗浄）と、研磨テープ２０の裏面の真空吸引による洗浄をより効果的に行うことができる。
【００７６】
図８は、本発明の更に他の実施形態の研磨装置のコンディショニング装置の要部を示す。この例の図１乃至図４に示す例と異なる点は、洗浄装置３０の代わりに、粘着剤接触装置８０でコンディショニング装置を構成している点にある。この粘着剤接触装置（コンディショニング装置）８０は、表面に粘着性を有する粘着剤を塗布した一対の粘着ロール８２を有し、この両粘着ロール８２の間に研磨テープ２０を挟む込み、両粘着ロール８２の互いに同期した逆方向の回転に伴って研磨テープ２０が一方向に走行するようになっている。
【００７７】
この粘着剤接触装置８０によれば、粘着ロール８２の表面を研磨テープ２０の表面及び裏面にそれぞれ接触させつつ、粘着ロール８２を互いに同期させて逆方向に回転させて研磨テープ２０を一方向に走行させることで、この例では、研磨テープ２０の表面の粘着ロール８２によるコンディショニング（洗浄）と、研磨テープ２０の裏面の粘着ロール８２による洗浄を同時に行うことができる。
【００７８】
つまり、研磨テープ２０の表裏両面は、粘着ロール８２の表面に塗布した粘着性を有する粘着剤に接触し、ゴミ等が粘着剤の粘着力で粘着ロール８２に付着する粘着効果によって洗浄され、更に、研磨テープ２０の表面にあっては、該表面に固着された砥粒の内、密着力が弱い砥粒が、粘着剤の粘着力で粘着ロール８２に付着する粘着効果によって研磨テープ２０の表面から除去されてコンディショニングされる。
【００７９】
粘着ロール８２は、その粘着物自体の汚れを除去するため、必要な洗浄を、特にメタル汚染に繋がらないように酸洗浄等を実施した後に、研磨装置に取り付けられる。図示しないが、粘着ロール８２に超音波等の微小振動を付与する機構を付け、粘着ロール８２と研磨テープ２０と接触している箇所に振動による運動を追加することが好ましく、これにより、より密着力が弱い砥粒を研磨テープ２０から除去することができる。
【００８０】
なお、図９に示すように、３の粘着ロール８２を使用し、粘着ロール８２と研磨テープ２０とが互いに接触する接触面積がより広くなるように、粘着剤接触装置８０を構成してもよい。
【００８１】
なお、図示しないが、図１乃至図４に示す、洗浄ブラシ３４を有する洗浄装置３０の代わりに、洗浄ブラシ３４を砥石に置き換えた研磨装置を使用し、砥石を研磨テープの表裏両面に押付けて、研磨テープの表面の砥石研磨によるコンディショニング（洗浄）と、研磨テープの裏面の砥石研磨による洗浄とを同時に行うようにしても良い。
【００８２】
このように砥石を研磨テープに押付けるときは、押付ける力を管理することが必要となるが、この押付ける力は、例えばシリンダ等を使用することで容易に管理することができる。また、砥石の研磨テープとの接触面の平坦度を、研磨装置に取り付ける前に砥石表面の精度を計測して管理することで、研磨テープに局部的な圧力をかかることを防止できる。また、砥石を研磨装置に取り付け直前に、砥石に対する酸洗浄等の洗浄処理をすることにより、砥石から研磨テープへの逆汚染を防止し、また、酸洗浄により砥石のメタル成分を洗浄することができる。
【００８３】
また、砥石を、研磨テープに対して垂直または水平方向に、ある一定幅で往復移動させるようにしても良い。砥石を研磨テープに接触させる際、断続的に接触させるようにしても良く、これにより、研磨テープにかかる力を不連続にして、洗浄及び密着力が弱い砥粒の除去をより効果的に行うことができる。また、砥石を移動させることより、初期に管理した平坦度が研磨テープに接触して磨耗する状況となったとしても、砥石を研磨テープに均等に当てることにより、砥石が均等に磨耗され、平坦度も管理しながらの使用が可能となり、砥石の長期に亘る使用が可能となる。
【００８４】
また、砥石による研磨の際、砥石に流体を供給することが好ましく、これにより、密着力が弱かった砥粒を研磨テープの砥粒固定材であるバインダから砥石による研磨で除去して流体に浮かせ、この流体の流れで外部に除去することができる。この流体として酸性流体を使用することで、研磨テープの製造工程で研磨テープに付着したメタル成分を除去することができる。また、砥石に超音波など微小な振動を付与して砥石を研磨テープに接触させたり、逆に研磨テープに微小な振動を付与して砥石を接触させたりすることで、洗浄及び密着力が弱い砥粒の除去をより効果的に行うことができる。
【００８５】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００８６】
１０ 基板ホルダ
１２ 研磨ヘッド
１４ 流体供給ノズル
１８ 走行ローラ
２０ 研磨テープ
２４ 押圧パッド
３０ 洗浄装置（コンディショニング装置）
３４ 洗浄ブラシ
４０ 表面保護装置
４２ 保護カバー
４４ 保護リング
４６ 流体吹付けノズル
５０ 流体吹付け装置（コンディショニング装置）
５４ 流体吹付けノズル
７０ 吸引装置（コンディショニング装置）
７４ 吸引ヘッド
８０ 粘着剤接触装置（コンディショニング装置）
８２ 粘着ロール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に砥粒を固着した研磨テープを一方向に走行させつつ、該研磨テープ表面を基板表面に押圧して該基板表面を研磨する研磨ヘッドと、
前記研磨テープの走行方向に沿った前記研磨ヘッドの上流側に配置され、研磨テープ表面から研磨中に砥粒が脱落するのを防止するように該表面を予めコンディショニングするコンディショニング装置とを有することを特徴とすることを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
前記コンディショニング装置は、研磨テープ表面に擦り具を擦り付けて該表面を洗浄する洗浄装置からなることを特徴とする請求項１記載の研磨装置。
【請求項３】
前記擦り具は、洗浄ブラシからなることを特徴とする請求項２記載の研磨装置。
【請求項４】
前記擦り具を洗浄する洗浄手段を有することを特徴とする請求項２または３記載の研磨装置。
【請求項５】
前記コンディショニング装置は、研磨テープ表面に向けて流体を吹付ける流体吹付け装置からなることを特徴とする請求項１記載の研磨装置。
【請求項６】
前記流体として、超音波振動させた流体を使用することを特徴とする請求項５記載の研磨装置。
【請求項７】
前記コンディショニング装置は、研磨テープ表面を吸引する吸引装置からなることを特徴とする請求項１記載の研磨装置。
【請求項８】
前記コンディショニング装置は、研磨テープ表面に砥石を押付けて該表面を研磨する研磨装置からなることを特徴とする請求項１記載の研磨装置。
【請求項９】
前記コンディショニング装置は、研磨テープ表面に、表面に粘着性を有する粘着材を接触させる粘着材接触装置からなることを特徴とする請求項１記載の研磨装置。
【請求項１０】
表面に砥粒を固着した研磨テープを一方向に走行させつつ、該研磨テープ表面を基板表面に押圧して該基板表面を研磨する研磨ヘッドと、
前記研磨ヘッドで基板表面の外周部を研磨している時に研磨によって生じる異物から基板表面の中央部を保護する表面保護装置とを有すことを特徴とする研磨装置。
【請求項１１】
前記表面保護装置は、基板表面の外周部を除く領域を前記異物の通過を防止するように包囲して保護する遮蔽具と、基板表面の外周部を除く領域の該外周部との境界部に向けて流体を吹付ける流体吹付けノズルの少なくとも一方を有することを特徴とする請求項１０記載の研磨装置。
【請求項１２】
前記遮断具は、基板表面に接触するように配置されるＰＶＡスポンジからなることを特徴とする請求項１１記載の研磨装置。
【請求項１３】
研磨中に研磨テープ表面から砥粒が脱落するのを防止するように研磨テープ表面をコンディショニングし、
前記コンディショニングした研磨テープ表面を基板表面に押圧して該基板表面を研磨することを特徴とする研磨方法。
【請求項１４】
基板表面の外周部を研磨している時に研磨によって生じる異物から基板表面の中央部を保護しながら、研磨テープ表面を基板表面の外周部に押圧して該外周部を研磨することを特徴とする研磨方法。
【請求項１】
表面に砥粒を固着した研磨テープを一方向に走行させつつ、該研磨テープ表面を基板表面に押圧して該基板表面を研磨する研磨ヘッドと、
前記研磨テープの走行方向に沿った前記研磨ヘッドの上流側に配置され、研磨テープ表面から研磨中に砥粒が脱落するのを防止するように該表面を予めコンディショニングするコンディショニング装置とを有することを特徴とすることを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
前記コンディショニング装置は、研磨テープ表面に擦り具を擦り付けて該表面を洗浄する洗浄装置からなることを特徴とする請求項１記載の研磨装置。
【請求項３】
前記擦り具は、洗浄ブラシからなることを特徴とする請求項２記載の研磨装置。
【請求項４】
前記擦り具を洗浄する洗浄手段を有することを特徴とする請求項２または３記載の研磨装置。
【請求項５】
前記コンディショニング装置は、研磨テープ表面に向けて流体を吹付ける流体吹付け装置からなることを特徴とする請求項１記載の研磨装置。
【請求項６】
前記流体として、超音波振動させた流体を使用することを特徴とする請求項５記載の研磨装置。
【請求項７】
前記コンディショニング装置は、研磨テープ表面を吸引する吸引装置からなることを特徴とする請求項１記載の研磨装置。
【請求項８】
前記コンディショニング装置は、研磨テープ表面に砥石を押付けて該表面を研磨する研磨装置からなることを特徴とする請求項１記載の研磨装置。
【請求項９】
前記コンディショニング装置は、研磨テープ表面に、表面に粘着性を有する粘着材を接触させる粘着材接触装置からなることを特徴とする請求項１記載の研磨装置。
【請求項１０】
表面に砥粒を固着した研磨テープを一方向に走行させつつ、該研磨テープ表面を基板表面に押圧して該基板表面を研磨する研磨ヘッドと、
前記研磨ヘッドで基板表面の外周部を研磨している時に研磨によって生じる異物から基板表面の中央部を保護する表面保護装置とを有すことを特徴とする研磨装置。
【請求項１１】
前記表面保護装置は、基板表面の外周部を除く領域を前記異物の通過を防止するように包囲して保護する遮蔽具と、基板表面の外周部を除く領域の該外周部との境界部に向けて流体を吹付ける流体吹付けノズルの少なくとも一方を有することを特徴とする請求項１０記載の研磨装置。
【請求項１２】
前記遮断具は、基板表面に接触するように配置されるＰＶＡスポンジからなることを特徴とする請求項１１記載の研磨装置。
【請求項１３】
研磨中に研磨テープ表面から砥粒が脱落するのを防止するように研磨テープ表面をコンディショニングし、
前記コンディショニングした研磨テープ表面を基板表面に押圧して該基板表面を研磨することを特徴とする研磨方法。
【請求項１４】
基板表面の外周部を研磨している時に研磨によって生じる異物から基板表面の中央部を保護しながら、研磨テープ表面を基板表面の外周部に押圧して該外周部を研磨することを特徴とする研磨方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１７７８４２（Ｐ２０１１−１７７８４２Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４４８４６（Ｐ２０１０−４４８４６）
【出願日】平成２２年３月２日（２０１０．３．２）
【出願人】（００００００２３９）株式会社荏原製作所 (1,477)
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２日（２０１０．３．２）
【出願人】（００００００２３９）株式会社荏原製作所 (1,477)
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]