WO2023167001A1

WO2023167001A1 - 研磨ヘッドおよび研磨装置

Info

Publication number: WO2023167001A1
Application number: PCT/JP2023/005452
Authority: WO
Inventors: 誠柏木; 真於藤澤
Original assignee: 株式会社荏原製作所
Priority date: 2022-03-01
Filing date: 2023-02-16
Publication date: 2023-09-07
Also published as: TW202408722A; JP2023127050A

Abstract

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ものである。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ものである。基板（Ｗ）を研磨するための研磨ヘッド（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）を保持する押圧部材ホルダ（３０）と、押圧部材ホルダ（３０）に連結され、押圧部材（１２）に押圧力を付与するアクチュエータ（１５）を備える。押圧部材（１２）は、両端（１２ａ）を有する棒形状であり、押圧部材（１２）は、押圧部材ホルダ（３０）の押圧面（３０ａ）に形成されている溝（５０）に嵌合している。

Description

研磨ヘッドおよび研磨装置

　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。

　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。

　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。

　そこで、図２１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２１は、従来の研磨装置の上面図であり、図２２は図２１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で示す方向に進行する。

　複数の研磨ヘッド５０５はウェーハＷの直径方向に配列されており、これらの研磨ヘッド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。

　図２３は、研磨ヘッド５０５の斜視図である。図２３に示すように、研磨ヘッド５０５は、研磨テープ５０２をウェーハＷの裏面に押し付ける押圧リング５１２を有している。押圧リング５１２は、シリコーンゴムなどの弾性材料から構成されている。押圧リング５１２は、テンションが加えられた状態で押圧リングホルダ５１３に嵌め込まれている。押圧リング５１２は、研磨テープ５０２をウェーハＷに向かって押し上げ、研磨テープ５０２は、押圧リング５１２からの押圧力を受けてウェーハＷを研磨することができる。

特開２０２１－１２２８９５号公報

　しかしながら、押圧リング５１２は、弾性を有しているために、押圧リング５１２を引き伸ばして押圧リングホルダ５１３に掛けるとき、図２４の点線で示すように、やや変形する。この押圧リング５１２の変形のため、目標の有効研磨範囲ＰＲ１に比べて、実際の有効研磨範囲ＰＲ２が小さくなってしまう。結果として、研磨テープ５０２はウェーハＷの目標領域を均一に研磨できないことがあった。

　そこで、本発明は、押圧部材で研磨テープをウェーハなどの基板に対して均一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。

　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、前記押圧部材を保持する押圧部材ホルダと、前記押圧部材ホルダに連結され、前記押圧部材に押圧力を付与するアクチュエータを備え、前記押圧部材は、両端を有する棒形状であり、前記押圧部材は、前記押圧部材ホルダの押圧面に形成されている溝に嵌合している、研磨ヘッドが提供される。

　一態様では、前記溝の両側壁は、互いに平行である。
　一態様では、前記溝は、前記押圧部材の幅よりも小さい第１幅を有する第１部分と、前記第１幅よりも大きい第２幅を有する第２部分を有し、前記押圧部材は前記第１部分に挟まれている。
　一態様では、前記第１部分は、前記押圧部材の少なくとも一方側に配置されたスペーサを含む。
　一態様では、前記スペーサは、前記押圧部材ホルダに着脱可能な板材である。
　一態様では、前記押圧部材ホルダは、前記溝の内側に向かって突出する突出部を有しており、前記スペーサは前記突出部から構成されている。
　一態様では、前記研磨ヘッドは、前記押圧部材の両端に配置された押圧部材ストッパをさらに備えている。

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

　本発明によれば、押圧部材は両端を有する棒形状であるので、押圧部材を押圧部材ホルダに取り付けるときに、押圧部材にはその長手方向にテンションが発生しない。したがって、押圧部材は実質的に変形せず、目標の有効研磨範囲を研磨することを可能とし、研磨テープを基板に対して均一に押し付けることができる。

　また、押圧部材は溝の第１部分に挟まれているので、幅の狭い第１部分に保持された押圧部材の部位は、幅の広い第２部分に保持された押圧部材の部位に比べて、研磨テープを基板に押し付けたときに変形しにくい。結果として、研磨テープは、第１部分に保持された押圧部材の部位からの押付力を受けて、高い研磨レートで基板を研磨することができる。さらに、第１部分の位置および長さにより、研磨レートの分布を調整することが可能となり、結果として、均一な研磨プロファイルを達成することができる。

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１に示す研磨ヘッドの断面図である。押圧部材および押圧部材ストッパを押圧部材ホルダから取り外した状態を示す図である。溝の一実施形態を示す上面図である。図４のＡ－Ａ線断面図である。図４のＢ－Ｂ線断面図である。溝に嵌め込まれた押圧部材の一実施形態を示す上面図である。図７のＣ－Ｃ線断面図である。図７のＤ－Ｄ線断面図である。図１０Ａは、溝の第１部分がない研磨ヘッドを用いた場合の研磨プロファイルの一例を示す図である。図１０Ｂは、溝の第１部分がある図７の研磨ヘッドを用いた場合の研磨プロファイルの一例を示す図である。スペーサが押圧部材の一方側にのみ配置された研磨ヘッドの一実施形態を示す上面図である。溝の第１部分と第２部分の他の実施形態を示す図である。溝の第１部分と第２部分のさらに他の実施形態を示す図である。２つの溝および２つの押圧部材を備えた研磨ヘッドの一実施形態を示す上面図である。溝の他の実施形態を示す上面図である。図１５のＥ－Ｅ線断面図である。図１５のＦ－Ｆ線断面図である。研磨装置の一実施形態を示す側面図である。図１８に示す研磨装置の上面図である。湾曲した溝および押圧部材を備えた研磨ヘッドの一実施形態を示す上面図である。従来の研磨装置の上面図である。図２１に示す従来の研磨装置の側面図である。従来の研磨ヘッドの斜視図である。押圧リングが変形する様子を説明する図である。

　以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、研磨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。

　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としての押圧部材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。

　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。押圧部材ホルダ３０は、その押圧面３０ａに溝５０を有しており、押圧部材１２は溝５０に嵌め込まれている。押圧部材ホルダ３０は、押圧面３０ａの両側から外側に向かって下方に傾斜する傾斜面３０ｂ，３０ｃを有する。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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、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。

　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。

　図１に示すように、押圧部材１２は、両端１２ａを有する棒形状を有しており、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。本実施形態では、押圧部材１２は、研磨テープ２の進行方向Ｚに対して斜めにかつ直線状に延びている。

　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。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、研磨テープ２をウェーハＷに押し付けるための複数の押圧部材１２が設けられてもよい。他の例では、押圧部材１２は、直線状に延びる形状に代えて、湾曲した形状であってもよい。

　本実施形態の研磨ヘッド１０は、押圧部材１２の両端に配置された２つの押圧部材ストッパ４５を備えている。これら押圧部材ストッパ４５は、押圧部材ホルダ３０にねじ４６により取り外し可能に固定されている。押圧部材ストッパ４５は、樹脂または金属などの硬質の材料から構成されている。押圧部材ストッパ４５は、押圧部材１２の長手方向における押圧部材１２の位置決めをする機能を有する。

　図１に示すように、ウェーハＷの研磨中は、研磨テープ２は矢印Ｚで示すように、研磨テープ２の長手方向に所定の速度で送られる。本実施形態の押圧部材１２は、研磨テープ２の長手方向（進行方向Ｚ）に対して斜めに延びている。ウェーハＷを研磨するときは、押圧部材１２は研磨テープ２をその裏側からウェーハＷに対して押し付ける。

　図３は、押圧部材１２および押圧部材ストッパ４５を押圧部材ホルダ３０から取り外した状態を示す図である。押圧部材ホルダ３０の押圧面（本実施形態では上面）３０ａは、押圧部材１２が嵌合する溝５０を有している。溝５０は、押圧部材１２と同じ長さか、あるいは押圧部材１２よりも長い。本実施形態では、溝５０の長さは、押圧部材１２の長さと同じである。本明細書において、「同じ」とは完全に同じであることのみならず、技術常識の範囲内で実質的に同じであることを含む。

　押圧部材１２は、溝５０に嵌合されることで押圧部材ホルダ３０に取り付けられる。押圧部材１２は、接着剤などで押圧部材ホルダ３０に固定されていなく、図３に示すように、押圧部材ホルダ３０から取り外し可能である。

　本実施形態によれば、押圧部材１２はその両端１２ａを有する棒形状を有しているので、押圧部材１２を押圧部材ホルダ３０に取り付けるときに、押圧部材１２にはその長手方向にテンションが発生しない。したがって、押圧部材１２は実質的に変形せず、研磨テープ２をウェーハＷに対して均一に押し付けることができる。

　図４は溝５０の一実施形態を示す上面図であり、図５は図４のＡ－Ａ線断面図であり、図６は図４のＢ－Ｂ線断面図である。溝５０は、押圧部材ホルダ３０の押圧面３０ａに形成されており、押圧部材ホルダ３０の一側面から他側面まで延びている。図５および図６に示すように、溝５０は、押圧部材ホルダ３０の押圧面３０ａに形成された２つの側壁５１と、これら側壁５１の間に位置する底面５２から構成されており、両側壁５１は平坦であり、互いに平行である。本実施形態の溝５０の断面は、矩形状である。溝５０の両側壁５１が互いに平行であれば、溝５０の底面５２は平坦でなくてもよい。

　溝５０は、押圧部材１２の幅よりも小さい第１幅Ｄ１を有する第１部分５０Ａと、第１幅Ｄ１よりも大きい第２幅Ｄ２を有する第２部分５０Ｂを有する。第１部分５０Ａは、押圧部材１２の中央に位置し、第２部分５０Ｂは押圧部材１２の両端に位置している。第１部分５０Ａは、２つの第２部分５０Ｂの間に位置している。

　図５に示すように、第１部分５０Ａは、押圧部材１２の両側に配置されたスペーサ５５を含む。第１部分５０Ａを構成する両側壁５１は、スペーサ５５から構成されている。本実施形態のスペーサ５５は、押圧部材ホルダ３０に着脱可能に取り付けられた板材（例えばシム）から構成されている。これらスペーサ５５は、溝５０の第１部分５０Ａを構成し、押圧部材１２の両側に接触している。スペーサ５５の位置、厚さ、長さは変更可能である。したがって、溝５０の第１部分５０Ａの位置、幅、長さも変更可能である。スペーサ５５は、樹脂または金属などから構成されている。

　図６に示すように、第２部分５０Ｂを構成する両側壁５１は、押圧部材ホルダ３０の表面から構成されている。溝５０の第２部分５０Ｂの幅Ｄ２は、図５に示す溝５０の第１部分５０Ａの幅Ｄ１よりも大きい。

　図７は溝５０に嵌め込まれた押圧部材１２の一実施形態を示す上面図であり、図８は図７のＣ－Ｃ線断面図であり、図９は図７のＤ－Ｄ線断面図である。溝５０の第１部分５０Ａの幅Ｄ１は、溝５０に嵌め込まれる前の押圧部材１２の幅よりも小さい。したがって、弾性材料から構成される押圧部材１２は、溝５０の第１部分５０Ａに挟まれ、第１部分５０Ａによって保持される。一方、溝５０の第２部分５０Ｂの幅Ｄ２は、溝５０に嵌め込まれる前の押圧部材１２の幅よりわずかに大きい。したがって、押圧部材１２は第２部分５０Ｂには保持されない。ただし、第２部分５０Ｂの幅Ｄ２が第１部分５０Ａの幅Ｄ１よりも大きければ、第２部分５０Ｂの幅Ｄ２は押圧部材１２の幅と同じか、または押圧部材１２の幅よりも小さくてもよい。

　押圧部材１２は溝５０の第１部分５０Ａに挟まれているので、幅の狭い第１部分５０Ａに保持された押圧部材１２の部位は、幅の広い第２部分５０Ｂに保持された押圧部材１２の部位に比べて、研磨テープ２をウェーハＷに押し付けたときに変形しにくい。結果として、研磨テープ２は、第１部分５０Ａに保持された押圧部材１２の部位からの押付力を受けて、高い研磨レートでウェーハＷを研磨することができる。さらに、第１部分５０Ａの位置および長さにより、研磨レートの分布を調整することが可能となり、結果として、均一な研磨プロファイルを達成することができる。

　図１０Ａは、溝５０の第１部分５０Ａがない研磨ヘッド１０を用いた場合の研磨プロファイルの一例を示す図であり、図１０Ｂは、溝５０の第１部分５０Ａがある図７の研磨ヘッド１０を用いた場合の研磨プロファイルの一例を示す図である。図１０Ａに示すように、押圧部材１２の中央に対応する領域の研磨レートは、押圧部材１２の両端に対応する領域の研磨レートよりも低い。これに対し、図１０Ｂに示す研磨プロファイルでは、押圧部材１２の全長に亘って研磨レートはほぼ均一である。このように、幅の狭い第１部分５０Ａを構成するスペーサ５５を研磨レートが低い領域に配置することで、均一な研磨レートを達成することができる。

　図４乃至図９を参照して説明した実施形態では、スペーサ５５は押圧部材１２の両側に配置されているが、一実施形態では、図１１に示すように、スペーサ５５は、押圧部材１２の一方側にのみ配置されてもよい。この場合でも、溝５０の第１部分５０Ａの幅は、押圧部材１２の幅よりも小さく、かつ溝５０の第２部分５０Ｂの幅よりも小さい。押圧部材１２は溝５０の第１部分５０Ａに挟まれるので、幅の狭い第１部分５０Ａに保持された押圧部材１２の部位は、幅の広い第２部分５０Ｂに保持された押圧部材１２の部位に比べて、研磨テープ２をウェーハＷに押し付けたときに変形しにくい。

　図１２および図１３は、溝５０の第１部分５０Ａと第２部分５０Ｂの他の実施形態を示す図である。図１２に示す実施形態では、溝５０の第２部分５０Ｂは押圧部材１２の中央に位置し、溝５０の２つの第１部分５０Ａは押圧部材１２の両端に位置している。第１部分５０Ａを構成するスペーサ５５は押圧部材１２の両端に接触している。図１３に示す実施形態では、溝５０の第１部分５０Ａおよび第２部分５０Ｂは、押圧部材１２の両端に位置している。すなわち、溝５０の第１部分５０Ａを構成するスペーサ５５は、押圧部材１２の一端に接触し、溝５０の第２部分５０Ｂは押圧部材１２の他端に位置している。

　図１４に示すように、研磨ヘッド１０は、２つの溝５０、およびこれら溝５０にそれぞれ嵌め込まれた２つの押圧部材１２を備えてもよい。各溝５０および各押圧部材１２の構成は、図４乃至図９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。図１１乃至図１３を参照して説明した変形例は、図１４に示す本実施形態にも適用可能である。

　図１５は溝５０の他の実施形態を示す上面図であり、図１６は図１５のＥ－Ｅ線断面図であり、図１７は図１５のＦ－Ｆ線断面図である。特に説明しない本実施形態の構成は、図４乃至図９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。この実施形態では、溝５０の第１部分５０Ａを構成するスペーサ５５は、溝５０の内側に向かって突出する、押圧部材ホルダ３０の突出部から構成されている。第１部分５０Ａの幅Ｄ１と、押圧部材１２の幅と、第２部分５０Ｂの幅Ｄ２との関係は、図４乃至図９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。図１１乃至図１３を参照して説明した変形例は、図１５乃至図１７に示す本実施形態にも適用可能である。

　図１８は、研磨装置の一実施形態を示す側面図であり、図１９は、図１８に示す研磨装置の上面図である。図１８および図１９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２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。

　研磨ヘッド１０Ａ，１０Ｃは、図１４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７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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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３ａ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。

　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。

　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、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。

　上述した押圧部材１２および溝５０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、上述した押圧部材１２および溝５０の実施形態はウェーハのエッジ部を研磨するための研磨ヘッドにも適用可能である。例えば、図２０に示すように、押圧部材１２および溝５０は、ウェーハＷのエッジ部に沿って湾曲してもよい。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。

　上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。

　本発明は、ウェーハなどの基板に研磨テープを押し付けるための研磨ヘッドに利用可能である。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利用可能である。

　Ｗ　　　ウェーハ
　２，２Ａ，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
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
３０ａ　　押圧面
３０ｂ，３０ｃ　　傾斜面
３２　　　ボールスプラインナット
３８　　　スカート
４５　　　押圧部材ストッパ
４６　　　ねじ
５０　　　溝
５０Ａ　　第１部分
５０Ｂ　　第２部分
５１　　　側壁
５２　　　底面
５５　　　スペーサ
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
Ｄ１　　　第１幅
Ｄ２　　　第２幅

Claims

　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、
　前記押圧部材を保持する押圧部材ホルダと、
　前記押圧部材ホルダに連結され、前記押圧部材に押圧力を付与するアクチュエータを備え、
　前記押圧部材は、両端を有する棒形状であり、
　前記押圧部材は、前記押圧部材ホルダの押圧面に形成されている溝に嵌合している、研磨ヘッド。
　前記溝の両側壁は、互いに平行である、請求項１に記載の研磨ヘッド。
　前記溝は、前記押圧部材の幅よりも小さい第１幅を有する第１部分と、前記第１幅よりも大きい第２幅を有する第２部分を有し、前記押圧部材は前記第１部分に挟まれている、請求項１または２に記載の研磨ヘッド。
　前記第１部分は、前記押圧部材の少なくとも一方側に配置されたスペーサを含む、請求項３に記載の研磨ヘッド。
　前記スペーサは、前記押圧部材ホルダに着脱可能な板材である、請求項４に記載の研磨ヘッド。
　前記押圧部材ホルダは、前記溝の内側に向かって突出する突出部を有しており、前記スペーサは前記突出部から構成されている、請求項４に記載の研磨ヘッド。
　前記押圧部材の両端に配置された押圧部材ストッパをさらに備えている、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の研磨ヘッド。
　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７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。