JP2012179704A - Polishing tape, and polishing method and polishing device using the polishing tape - Google Patents

Polishing tape, and polishing method and polishing device using the polishing tape Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polishing tape that prevents damage to a polished surface and forms a mirror-finished surface.SOLUTION: The polishing tape includes a base material tape 2, and a polishing layer 3 formed on the base material tape 2. The base material tape 2 has a liquid permeable structure. The polishing layer 3 includes binder resin 4, and polishing particles 5 which have an average diameter of 0.02-5 μm and are dispersed in the binder resin 4. The polishing particles 5 are silica particles.

Description

本発明は、電子部品、光学部品、半導体ウエハなどの被研磨物の研磨に使用される研磨テープに関し、特に基板の周縁部を研磨する研磨装置に使用される研磨テープ、並びに該研磨テープを用いた研磨方法及び研磨装置に関するものである。   The present invention relates to a polishing tape used for polishing an object to be polished such as an electronic component, an optical component, or a semiconductor wafer, and more particularly to a polishing tape used in a polishing apparatus for polishing a peripheral portion of a substrate, and the polishing tape. The present invention relates to a polishing method and a polishing apparatus.

半導体デバイスの製造工程では、ウエハ上の種々の材料が膜状に繰り返し形成され、積層構造を形成する。この積層構造は、ウエハの表面のみならず、ウエハの周縁部にも形成される。ウエハの周縁部は、本来製品には使用されない領域であり、周縁部に形成された膜は除去することが必要とされる。これは、ウエハの搬送工程で膜が剥離してウエハ上のデバイス形成領域に付着し、歩留まりを低下させてしまうからである。このようなウエハの周縁部上の膜を除去するために、研磨テープを用いた研磨装置が使用されている。   In a semiconductor device manufacturing process, various materials on a wafer are repeatedly formed into a film shape to form a laminated structure. This laminated structure is formed not only on the surface of the wafer but also on the peripheral edge of the wafer. The peripheral edge of the wafer is an area that is not originally used for a product, and it is necessary to remove the film formed on the peripheral edge. This is because the film peels off and adheres to the device formation region on the wafer during the wafer transfer process, thereby reducing the yield. In order to remove the film on the peripheral edge of the wafer, a polishing apparatus using a polishing tape is used.

研磨テープは、基材テープと、該基材テープ上に形成された研磨層とを有する。研磨装置は、研磨テープの研磨層とウエハの周縁部とを摺接させることによりウエハの周縁部を研磨する。研磨層は、研磨粒子がバインダ樹脂中に分散され、研磨粒子としてはダイヤモンド砥粒がある。   The polishing tape has a base tape and a polishing layer formed on the base tape. The polishing apparatus polishes the peripheral portion of the wafer by bringing the polishing layer of the polishing tape into contact with the peripheral portion of the wafer. In the polishing layer, abrasive particles are dispersed in a binder resin, and the abrasive particles include diamond abrasive grains.

ダイヤモンド砥粒を有する研磨テープは、高い除去レートでウエハの周縁部上の膜を除去することができる。しかしながら、ダイヤモンド砥粒は硬度が高いために、最終的に露出するウエハの表面（通常はシリコンウエハの表面）に傷をつけてしまうおそれがある。このようなウエハの表面へのダメージは、その後の工程に悪影響を与え、製品の歩留まりを低下させてしまう。   A polishing tape having diamond abrasive grains can remove the film on the peripheral edge of the wafer at a high removal rate. However, since the diamond abrasive grains are high in hardness, there is a risk of scratching the finally exposed wafer surface (usually the silicon wafer surface). Such damage to the surface of the wafer adversely affects subsequent processes and reduces the product yield.

特開２００２−２３９９２１号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-239921 特開２００２−２５４３２５号公報JP 2002-254325 A 特開平１０−７１５７２号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-71572 特表２００４−５２６５８２号公報JP-T-2004-526582 特開２００６−１４２３８８号公報JP 2006-142388 A

本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたもので、被研磨面へのダメージが少なく、鏡面に仕上げることができる研磨テープ、並びに該研磨テープを用いた研磨方法及び研磨装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and provides a polishing tape that can be finished to a mirror surface with little damage to the surface to be polished, and a polishing method and a polishing apparatus using the polishing tape. The purpose is to do.

本発明の一態様は、基材テープと、前記基材テープの上に形成された研磨層とを有し、前記基材テープは、液体透過構造を有し、前記研磨層は、バインダ樹脂と、前記バインダ樹脂中に分散する平均直径０．０２μｍ〜５μｍの研磨粒子とを有し、前記研磨粒子はシリカ粒子である。   One embodiment of the present invention includes a base tape and a polishing layer formed on the base tape, the base tape has a liquid-permeable structure, and the polishing layer includes a binder resin and , And abrasive particles having an average diameter of 0.02 μm to 5 μm dispersed in the binder resin, and the abrasive particles are silica particles.

本発明に係るバインダ樹脂は、アルカリ水溶液に可溶であるのが好ましい。
本発明に係るバインダ樹脂は、有機溶剤に可溶であるのが好ましい。
本発明に係るバインダ樹脂は、純水に不溶であるのが好ましい。
本発明に係るバインダ樹脂は、酢酸ビニル重合体をベースとした樹脂であるのが好ましい。 The binder resin according to the present invention is preferably soluble in an alkaline aqueous solution.
The binder resin according to the present invention is preferably soluble in an organic solvent.
The binder resin according to the present invention is preferably insoluble in pure water.
The binder resin according to the present invention is preferably a resin based on a vinyl acetate polymer.

本発明の他の態様は、上記研磨テープと基板の周縁部とを摺接させて該周縁部を研磨する際、該研磨テープに液体を供給する研磨方法である。
この態様における研磨方法としては、前記研磨テープの裏面から該研磨テープに液体を供給するのが好ましい。
この態様におけるバインダ樹脂はアルカリ水溶液に可溶な素材であり、前記液体がアルカリ水溶液であるのが好ましい。
この態様における研磨方法としては、前記研磨テープをその長手方向に送りながら前記研磨テープと前記基板の周縁部とを摺接させるのが好ましい。
この態様における研磨方法としては、前記研磨テープと前記基板の周縁部との接触角度を研磨前又は研磨中に変化させるのが好ましい。
この態様における研磨方法としては、研磨中に前記基板を回転させながら該基板の中心部に研磨水を供給するのが好ましい。
前記研磨水は、純水又はアルカリ水溶液であるのが好ましい。 Another aspect of the present invention is a polishing method for supplying liquid to the polishing tape when the polishing tape and the peripheral edge of the substrate are brought into sliding contact with each other to polish the peripheral edge.
As a polishing method in this aspect, it is preferable to supply liquid to the polishing tape from the back surface of the polishing tape.
The binder resin in this embodiment is a material that is soluble in an alkaline aqueous solution, and the liquid is preferably an alkaline aqueous solution.
As a polishing method in this aspect, it is preferable to bring the polishing tape and the peripheral edge of the substrate into sliding contact with each other while feeding the polishing tape in the longitudinal direction.
As a polishing method in this aspect, it is preferable to change the contact angle between the polishing tape and the peripheral edge of the substrate before or during polishing.
As a polishing method in this aspect, it is preferable to supply polishing water to the center of the substrate while rotating the substrate during polishing.
The polishing water is preferably pure water or an alkaline aqueous solution.

本発明のさらに他の態様は、上記研磨テープと、基板を保持する基板保持機構と、前記研磨テープを前記基板の周縁部に摺接させる研磨ヘッドとを備えた研磨装置である。
この態様における研磨装置としては、前記研磨テープの裏面に液体を供給する液体供給部をさらに備えるのが好ましい。
この態様における研磨装置としては、前記研磨テープは請求項２記載の研磨テープであり、前記液体はアルカリ水溶液であるのが好ましい。 Still another aspect of the present invention is a polishing apparatus including the polishing tape, a substrate holding mechanism that holds a substrate, and a polishing head that slides the polishing tape on a peripheral portion of the substrate.
The polishing apparatus in this aspect preferably further includes a liquid supply unit that supplies liquid to the back surface of the polishing tape.
As a polishing apparatus in this aspect, the polishing tape is the polishing tape according to claim 2, and the liquid is preferably an alkaline aqueous solution.

本発明によれば、研磨粒子として、ダイヤモンド粒子よりも軟らかいシリカ粒子を用いているので、被研磨面が研磨粒子により傷つくことを防止することができる。研磨層にアルカリ水溶液を供給することで、バインダ樹脂が溶解し、これにより研磨粒子は遊離砥粒となり被研磨面へのダメージをさらに防止することができる。   According to the present invention, silica particles that are softer than diamond particles are used as the abrasive particles, so that the surface to be polished can be prevented from being damaged by the abrasive particles. By supplying the aqueous alkaline solution to the polishing layer, the binder resin is dissolved, whereby the abrasive particles become free abrasive grains, and damage to the surface to be polished can be further prevented.

図１（ａ）及び図１（ｂ）は、ウエハの周縁部を示す部分拡大断面図である。FIG. 1A and FIG. 1B are partially enlarged cross-sectional views showing the peripheral edge of the wafer. 本発明の一実施形態に係る研磨テープを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the polishing tape which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る研磨テープを使用した研磨装置の一例を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing an example of the polish device using the polish tape concerning one embodiment of the present invention. 図３に示す研磨装置の平面図である。FIG. 4 is a plan view of the polishing apparatus shown in FIG. 3. 研磨ヘッドの拡大図である。It is an enlarged view of a polishing head. 本発明の一実施形態に係る研磨テープを用いて研磨を行った実験結果を示すＳＥＭ画像である。It is a SEM image which shows the experimental result which grind | polished using the polishing tape which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
本明細書では、基板の周縁部をベベル部とニアエッジ部を含む領域と定義する。図１（ａ）及び図１（ｂ）は、基板の周縁部を示す部分拡大断面図であり、図１（ａ）はいわゆるストレート型の基板の断面図であり、図１（ｂ）はいわゆるラウンド型の基板の断面図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In this specification, the peripheral portion of the substrate is defined as a region including a bevel portion and a near edge portion. 1 (a) and 1 (b) are partial enlarged cross-sectional views showing the peripheral edge of the substrate, FIG. 1 (a) is a cross-sectional view of a so-called straight substrate, and FIG. It is sectional drawing of a round type board | substrate.

ベベル部とは、図１（ａ）の基板Ｗにおいては、基板Ｗの外周面に位置する上側傾斜部（上側ベベル部）Ｐ、下側傾斜部（下側ベベル部）Ｑ、及び側部（アペックス）Ｒからなる部分Ｂを指し、図１（ｂ）の基板Ｗにおいては、基板Ｗの外周面に位置する、断面が曲率を有する部分Ｂを指す。ニアエッジ部とは、ベベル部Ｂよりも径方向内側に位置する領域であって、かつデバイスが形成される領域Ｄよりも径方向外側に位置する平坦部Ｅ１，Ｅ２を指す。   In the substrate W of FIG. 1A, the bevel portion refers to an upper inclined portion (upper bevel portion) P, a lower inclined portion (lower bevel portion) Q, and side portions (on the outer peripheral surface of the substrate W). Apex) refers to a portion B made of R, and in the substrate W of FIG. 1B, refers to a portion B located on the outer peripheral surface of the substrate W and having a curved section. The near edge portion refers to flat portions E1 and E2 that are located on the radially inner side of the bevel portion B and located on the radially outer side of the region D where the device is formed.

図２は、本発明の一実施形態に係る研磨テープ１を示す断面図である。図２に示すように、研磨テープ１は、基材テープ２と、基材テープ２の上に形成されている研磨層３とを有している。基材テープ２は、液体を透過させる構造を有している。液体を透過させる構造としては、不織布、メッシュ、孔が形成されたＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）基材、発泡ウレタン、又はこれらの組み合わせがある。研磨層３は、基板や、電子部品、光学部品などの研磨対象物に摺接され、これにより該研磨対象物を研磨する。基板としては膜が形成されたウエハがある。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing the polishing tape 1 according to one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the polishing tape 1 has a base tape 2 and a polishing layer 3 formed on the base tape 2. The base tape 2 has a structure that allows liquid to pass therethrough. Examples of the structure that allows the liquid to permeate include a nonwoven fabric, a mesh, a PET (Polyethylene terephthalate) base material in which pores are formed, urethane foam, or a combination thereof. The polishing layer 3 is brought into sliding contact with a polishing object such as a substrate, an electronic component, or an optical component, thereby polishing the polishing object. As the substrate, there is a wafer on which a film is formed.

研磨層３は、基材テープ２の一方の表面を被覆するバインダ樹脂４と、バインダ樹脂４に保持された研磨粒子５とを有している。研磨粒子５は、平均直径０．０２μｍ〜５μｍのシリカ粒子がある。研磨粒子５はバインダ樹脂４中にほぼ均一に分散している。このバインダ樹脂４は、純水には溶けない一方、アルカリ水溶液又は各種有機溶剤に可溶な性質を有している。他の実施形態に係るバインダ樹脂４は、酢酸ビニル重合体をベースとした樹脂である。この酢酸ビニル重合体をベースとした樹脂は、純水には溶けず、アルカリ水溶液又は各種有機溶剤に可溶な性質を有している。このような樹脂としては、電気化学工業株式会社製デンカＡＳＲ（登録商標）がある。   The polishing layer 3 has a binder resin 4 that covers one surface of the base tape 2, and abrasive particles 5 held by the binder resin 4. The abrasive particles 5 include silica particles having an average diameter of 0.02 μm to 5 μm. The abrasive particles 5 are dispersed almost uniformly in the binder resin 4. The binder resin 4 is insoluble in pure water, but has a property soluble in an alkaline aqueous solution or various organic solvents. The binder resin 4 according to another embodiment is a resin based on a vinyl acetate polymer. This vinyl acetate polymer-based resin does not dissolve in pure water but has a property soluble in an alkaline aqueous solution or various organic solvents. As such a resin, Denka ASR (registered trademark) manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd. is available.

本実施形態に係る研磨テープ１の作成方法について説明する。バインダ樹脂を、有機溶剤としてのメタノールで徐々に溶解させ、液状のバインダ樹脂を作成する。この液状のバインダ樹脂に研磨粒子としてのシリカ粒子を加え、このシリカ粒子がバインダ樹脂中に均一に分散するように攪拌する。そして、シリカ粒子を含むバインダ樹脂を、汎用のテープ用マルチコーターにより基材テープの片面に塗布し、乾燥させる。これにより研磨層３が形成された研磨テープ１が完成される。   A method for producing the polishing tape 1 according to this embodiment will be described. The binder resin is gradually dissolved with methanol as an organic solvent to prepare a liquid binder resin. Silica particles as abrasive particles are added to the liquid binder resin and stirred so that the silica particles are uniformly dispersed in the binder resin. And the binder resin containing a silica particle is apply | coated to the single side | surface of a base-material tape with a multi-coater for general purpose tapes, and it is made to dry. Thereby, the polishing tape 1 on which the polishing layer 3 is formed is completed.

上記研磨テープ１を使用した研磨装置及び研磨方法について説明する。図３は、本発明の一実施形態に係る研磨テープ１を使用した研磨装置の一例を示す模式図であり、図４は図３に示す研磨装置の平面図である。この研磨装置は、基板としての膜が形成されたウエハの周縁部を研磨するのに好適に用いられる。図３及び図４に示すように、この研磨装置は、研磨対象物である基板Ｗを水平に保持し、回転させる基板保持機構１３を備えている。基板保持機構１３は、基板Ｗを真空吸着により保持する皿状の保持ステージ１４と、保持ステージ１４を回転させるモータ（図示せず）とを備えている。   A polishing apparatus and a polishing method using the polishing tape 1 will be described. FIG. 3 is a schematic view showing an example of a polishing apparatus using the polishing tape 1 according to one embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a plan view of the polishing apparatus shown in FIG. This polishing apparatus is suitably used for polishing the peripheral portion of a wafer on which a film as a substrate is formed. As shown in FIGS. 3 and 4, this polishing apparatus includes a substrate holding mechanism 13 that horizontally holds and rotates a substrate W that is an object to be polished. The substrate holding mechanism 13 includes a dish-like holding stage 14 that holds the substrate W by vacuum suction, and a motor (not shown) that rotates the holding stage 14.

基板保持機構１３に保持された基板Ｗの周縁部の近傍には研磨ヘッド組立体１１が配置されている。研磨ヘッド組立体１１の背面側にはテープ供給回収機構１２が設けられている。研磨ヘッド組立体１１とテープ供給回収機構１２とは隔壁２０によって隔離されている。隔壁２０の内部空間は研磨室２１を構成し、研磨ヘッド組立体１１及び保持ステージ１４は研磨室２１内に配置されている。一方、テープ供給回収機構１２は隔壁２０の外側（すなわち、研磨室２１の外）に配置されている。   A polishing head assembly 11 is disposed in the vicinity of the peripheral edge of the substrate W held by the substrate holding mechanism 13. A tape supply / recovery mechanism 12 is provided on the back side of the polishing head assembly 11. The polishing head assembly 11 and the tape supply / recovery mechanism 12 are separated by a partition wall 20. The internal space of the partition wall 20 constitutes a polishing chamber 21, and the polishing head assembly 11 and the holding stage 14 are disposed in the polishing chamber 21. On the other hand, the tape supply / recovery mechanism 12 is disposed outside the partition wall 20 (that is, outside the polishing chamber 21).

テープ供給回収機構１２は、上述した研磨テープ１を研磨ヘッド組立体１１に供給する供給リール２４と、基板Ｗの研磨に使用された研磨テープ１を回収する回収リール２５とを備えている。供給リール２４と回収リール２５は上下に配列されている。供給リール２４及び回収リール２５にはカップリング２７を介してモータＭ２がそれぞれ連結されている（図４には供給リール２４に連結されるカップリング２７とモータＭ２のみを示す）。これらのモータＭ２によって研磨テープ１には所定のテンションが付与されている。   The tape supply / recovery mechanism 12 includes a supply reel 24 that supplies the above-described polishing tape 1 to the polishing head assembly 11 and a recovery reel 25 that recovers the polishing tape 1 used for polishing the substrate W. The supply reel 24 and the recovery reel 25 are arranged vertically. A motor M2 is connected to the supply reel 24 and the recovery reel 25 via a coupling 27 (FIG. 4 shows only the coupling 27 and the motor M2 connected to the supply reel 24). A predetermined tension is applied to the polishing tape 1 by these motors M2.

研磨テープ１の一端は回収リール２５に取り付けられている。研磨ヘッド組立体１１に供給された研磨テープ１を回収リール２５が巻き取ることで研磨テープ１が回収される。研磨ヘッド組立体１１はテープ供給回収機構１２から供給された研磨テープ１を基板Ｗの周縁部に当接させるための研磨ヘッド３０を備えている。研磨テープ１は、その研磨層３（図２参照）が基板Ｗに向いた状態で研磨ヘッド３０を通過する。   One end of the polishing tape 1 is attached to the recovery reel 25. The polishing tape 1 is recovered by the recovery reel 25 winding up the polishing tape 1 supplied to the polishing head assembly 11. The polishing head assembly 11 includes a polishing head 30 for bringing the polishing tape 1 supplied from the tape supply / recovery mechanism 12 into contact with the peripheral edge of the substrate W. The polishing tape 1 passes through the polishing head 30 with the polishing layer 3 (see FIG. 2) facing the substrate W.

図３に示すように、テープ供給回収機構１２はガイドローラ３１，３２を有している。研磨ヘッド組立体１１に供給され、研磨ヘッド組立体１１から回収される研磨テープ１は、これらのガイドローラ３１，３２によってガイドされる。研磨テープ１は、隔壁２０に設けられた開口部２０ａを通してテープ供給回収機構１２の供給リール２４から研磨ヘッド３０へ供給され、使用された研磨テープ１は開口部２０ａを通って回収リール２５に回収される。基板保持機構１３の上方には、研磨水供給ノズル４０が配置されている。この研磨水供給ノズル４０からは、研磨水としての純水が基板Ｗの中心に供給されるようになっている。   As shown in FIG. 3, the tape supply and recovery mechanism 12 has guide rollers 31 and 32. The polishing tape 1 supplied to the polishing head assembly 11 and recovered from the polishing head assembly 11 is guided by these guide rollers 31 and 32. The polishing tape 1 is supplied to the polishing head 30 from the supply reel 24 of the tape supply / recovery mechanism 12 through the opening 20a provided in the partition wall 20, and the used polishing tape 1 is recovered to the recovery reel 25 through the opening 20a. Is done. A polishing water supply nozzle 40 is disposed above the substrate holding mechanism 13. From the polishing water supply nozzle 40, pure water as polishing water is supplied to the center of the substrate W.

図５は研磨ヘッド３０の拡大図である。この研磨ヘッド３０は、研磨テープ１を供給リール２４から回収リール２５へ送るテープ送り機構４２を備えている。このテープ送り機構４２は、研磨テープ１を２つのローラで挟みつつ、一方のローラをモータＭ３により回転させることにより、研磨テープ１をその長手方向に移動させるように構成されている。さらに、研磨ヘッド３０は複数のガイドローラ４３，４４，４５，４６，４７，４８，４９を有しており、これらのガイドローラは基板Ｗの接線方向と直交する方向に研磨テープ１が進行するように研磨テープ１をガイドする。基板Ｗに接している研磨テープ１の進行方向は下向きである。   FIG. 5 is an enlarged view of the polishing head 30. The polishing head 30 includes a tape feeding mechanism 42 that sends the polishing tape 1 from the supply reel 24 to the recovery reel 25. The tape feeding mechanism 42 is configured to move the polishing tape 1 in the longitudinal direction by rotating one of the rollers by a motor M3 while sandwiching the polishing tape 1 between two rollers. Further, the polishing head 30 has a plurality of guide rollers 43, 44, 45, 46, 47, 48, and 49, and these guide rollers advance the polishing tape 1 in a direction orthogonal to the tangential direction of the substrate W. Thus, the polishing tape 1 is guided. The traveling direction of the polishing tape 1 in contact with the substrate W is downward.

研磨ヘッド３０は、研磨ヘッド３０の前面において上下に配置された２つのガイドローラ４６，４７の間に渡された研磨テープ１の裏面側に配置されたバックパッド（加圧パッド）５０と、このバックパッド５０を基板Ｗに向かって移動させるエアシリンダ（駆動機構）５２とをさらに備えている。エアシリンダ５２へ供給する空気圧によって、研磨テープ１を基板Ｗに対して押圧する圧力が制御される。   The polishing head 30 includes a back pad (pressure pad) 50 disposed on the back surface side of the polishing tape 1 passed between two guide rollers 46 and 47 disposed above and below on the front surface of the polishing head 30, and An air cylinder (drive mechanism) 52 that moves the back pad 50 toward the substrate W is further provided. The pressure for pressing the polishing tape 1 against the substrate W is controlled by the air pressure supplied to the air cylinder 52.

バックパッド５０には、研磨テープ１の裏面から該研磨テープ１に研磨水としてのアルカリ水溶液を供給するための液体供給部５３が形成されている。この液体供給部５３は、研磨テープ１の進行方向において、研磨点（研磨テープ１と基板Ｗとの接点）よりも上流側に位置している。液体供給部５３はアルカリ水溶液供給源５５に連通している。液体供給部５３をバックパッド５０に隣接して設けてもよい。研磨中は、アルカリ水溶液供給源５５から液体供給部５３を介してアルカリ水溶液が研磨テープ１の裏面に供給されるようになっている。アルカリ水溶液は、研磨テープ１の基材テープ２を透過して表側の研磨層３に到達する。   The back pad 50 is formed with a liquid supply portion 53 for supplying an alkaline aqueous solution as polishing water to the polishing tape 1 from the back surface of the polishing tape 1. The liquid supply unit 53 is located upstream of the polishing point (contact point between the polishing tape 1 and the substrate W) in the traveling direction of the polishing tape 1. The liquid supply unit 53 communicates with the alkaline aqueous solution supply source 55. The liquid supply unit 53 may be provided adjacent to the back pad 50. During polishing, the alkaline aqueous solution is supplied from the alkaline aqueous solution supply source 55 to the back surface of the polishing tape 1 through the liquid supply unit 53. The alkaline aqueous solution passes through the base tape 2 of the polishing tape 1 and reaches the polishing layer 3 on the front side.

図４に示すように、研磨ヘッド３０はアーム６０の一端に固定され、アーム６０は、基板Ｗの接線に平行な軸Ｃｔまわりに回転自在に構成されている。アーム６０の他端はプーリーｐ１，ｐ２及びベルトｂ１を介してモータＭ４に連結されている。モータが時計回り及び反時計回りに所定の角度だけ回転することで、アーム６０が軸Ｃｔまわりに所定の角度だけ回転する。本実施形態では、モータＭ４、アーム６０、プーリーｐ１，ｐ２、及びベルトｂ１によって、研磨ヘッド３０を傾斜させるチルト機構が構成されている。このチルト機構により、研磨点（研磨テープ１と基板Ｗとの接点）を中心として研磨ヘッドを所定の角度だけ回転させることで、研磨テープ１と基板Ｗとの接触角度を変えることが可能となっている。研磨ヘッド３０のチルト動作は、研磨前又は研磨中に行われる。このチルト動作により、研磨テープ１は、基板Ｗのベベル部のみならず、ニアエッジ部も研磨することができる。   As shown in FIG. 4, the polishing head 30 is fixed to one end of an arm 60, and the arm 60 is configured to be rotatable around an axis Ct parallel to the tangent to the substrate W. The other end of the arm 60 is connected to the motor M4 via pulleys p1 and p2 and a belt b1. When the motor rotates clockwise and counterclockwise by a predetermined angle, the arm 60 rotates about the axis Ct by a predetermined angle. In this embodiment, the motor M4, the arm 60, the pulleys p1 and p2, and the belt b1 constitute a tilt mechanism that tilts the polishing head 30. By this tilt mechanism, the contact angle between the polishing tape 1 and the substrate W can be changed by rotating the polishing head by a predetermined angle around the polishing point (contact point between the polishing tape 1 and the substrate W). ing. The tilting operation of the polishing head 30 is performed before or during polishing. By this tilting operation, the polishing tape 1 can polish not only the bevel portion of the substrate W but also the near edge portion.

研磨ヘッド３０はチルト機構を介して移動台６１に連結されている。移動台６１は、ガイド６２及びレール６３を介してベースプレート６５に移動自在に連結されている。レール６３は、基板保持機構１３に保持された基板Ｗの半径方向に沿って直線的に延びており、移動台６１は基板Ｗの半径方向に沿って直線的に移動可能となっている。移動台６１にはベースプレート６５を貫通する連結板６６が取り付けられ、連結板６６にはリニアアクチュエータ６７がジョイント６８を介して取り付けられている。リニアアクチュエータ６７はベースプレート６５に直接又は間接的に固定されている。   The polishing head 30 is connected to the movable table 61 through a tilt mechanism. The moving table 61 is movably connected to the base plate 65 via a guide 62 and a rail 63. The rail 63 extends linearly along the radial direction of the substrate W held by the substrate holding mechanism 13, and the moving table 61 can move linearly along the radial direction of the substrate W. A connecting plate 66 penetrating the base plate 65 is attached to the moving table 61, and a linear actuator 67 is attached to the connecting plate 66 via a joint 68. The linear actuator 67 is fixed directly or indirectly to the base plate 65.

リニアアクチュエータ６７としては、エアシリンダや、モータとボールネジとの組み合わせなどを採用することができる。このリニアアクチュエータ６７、レール６３、ガイド６２によって、研磨ヘッド３０を基板Ｗの半径方向に沿って直線的に移動させる移動機構が構成されている。すなわち、移動機構はレール６３に沿って研磨ヘッド３０を基板Ｗへ近接及び離間させるように動作する。一方、テープ供給回収機構１２はベースプレート６５に固定されている。   As the linear actuator 67, an air cylinder, a combination of a motor and a ball screw, or the like can be employed. The linear actuator 67, the rail 63, and the guide 62 constitute a moving mechanism that linearly moves the polishing head 30 along the radial direction of the substrate W. That is, the moving mechanism operates so that the polishing head 30 approaches and separates from the substrate W along the rail 63. On the other hand, the tape supply / recovery mechanism 12 is fixed to the base plate 65.

図５はリニアアクチュエータ６７により研磨ヘッド３０を前進させて研磨テープ１を基板Ｗの周縁部の端面に当接させている状態を示す。この状態で、基板保持機構１３により基板Ｗを回転させることによって、研磨テープ１の研磨層３と基板Ｗの周縁部とを摺接させ、基板Ｗの周縁部を研磨する。研磨中は、テープ送り機構４２により所定の速度で研磨テープ１が送られ、常に新しい研磨層３が研磨に使用される。   FIG. 5 shows a state in which the polishing head 30 is advanced by the linear actuator 67 and the polishing tape 1 is brought into contact with the end face of the peripheral edge of the substrate W. In this state, by rotating the substrate W by the substrate holding mechanism 13, the polishing layer 3 of the polishing tape 1 and the peripheral portion of the substrate W are brought into sliding contact, and the peripheral portion of the substrate W is polished. During polishing, the tape 1 is fed at a predetermined speed by the tape feeding mechanism 42, and the new polishing layer 3 is always used for polishing.

研磨中は、研磨水供給ノズル４０から基板Ｗの中心に純水が供給され、同時に、研磨テープ１の裏面から該研磨テープ１にアルカリ水溶液が所定の流量で供給される。アルカリ水溶液は基材テープ２を透過して研磨層３に達し、研磨層３のバインダ樹脂４を溶解する。その結果、研磨点に到達する直前の研磨粒子５が遊離して、遊離砥粒となり、この遊離砥粒により基板Ｗの周縁部が研磨される。アルカリ水溶液は、他の各種有機溶剤であってもよい。この場合も、バインダ樹脂４が溶解し、研磨粒子５は遊離砥粒となる。研磨粒子５として使用されているシリカ粒子は、優れた遊離砥粒作用を有しているとともに、ダイヤモンド粒子に比べて軟らかいので、基板Ｗの被研磨面に与える傷を低減させることができる。ダイヤモンド粒子を用いた研磨テープに比べて、コストが低いという利点がある。   During polishing, pure water is supplied from the polishing water supply nozzle 40 to the center of the substrate W, and at the same time, an alkaline aqueous solution is supplied from the back surface of the polishing tape 1 to the polishing tape 1 at a predetermined flow rate. The alkaline aqueous solution permeates the base tape 2 to reach the polishing layer 3 and dissolves the binder resin 4 of the polishing layer 3. As a result, the abrasive particles 5 immediately before reaching the polishing point are liberated and become free abrasive grains, and the peripheral edge portion of the substrate W is polished by the free abrasive grains. The alkaline aqueous solution may be other various organic solvents. Also in this case, the binder resin 4 is dissolved, and the abrasive particles 5 become free abrasive grains. The silica particles used as the abrasive particles 5 have an excellent free abrasive action and are softer than the diamond particles, so that scratches on the surface to be polished of the substrate W can be reduced. There is an advantage that the cost is lower than that of a polishing tape using diamond particles.

アルカリ水溶液はバインダ樹脂４を溶解させるだけではなく、シリカ粒子による研磨を促進する効果も有する。したがって、純水を用いた従来の研磨に比べて、高い除去レートで基板Ｗを研磨することができる。研磨水供給ノズル４０から基板Ｗの中心に供給された純水は、基板Ｗの回転により広がって基板Ｗの表面全体を覆う。この純水の膜により、アルカリ水溶液や研磨粒子５が基板Ｗのデバイス形成領域に付着することが防止される。アルカリ水溶液や研磨粒子５の飛散を防止するためのカバーを基板Ｗの表面側に設ける必要がないので、研磨ヘッド３０のチルト角度（研磨テープ１と基板Ｗとの接触角度）を大きくすることができる。さらに、純水が研磨層３に付着しても、バインダ樹脂４は純水によっては溶解せず、研磨粒子５は遊離しないので、研磨粒子５によって基板Ｗが汚染されることがない。アルカリ水溶液や研磨粒子５の飛散を防止するためのカバーを設け、又は研磨水流量を調節することによって、研磨水供給ノズル４０から基板Ｗの中心に研磨水としてアルカリ水溶液を供給することもできる。   The alkaline aqueous solution not only dissolves the binder resin 4 but also has an effect of promoting polishing with silica particles. Therefore, the substrate W can be polished at a higher removal rate compared to conventional polishing using pure water. The pure water supplied to the center of the substrate W from the polishing water supply nozzle 40 spreads by the rotation of the substrate W and covers the entire surface of the substrate W. The pure water film prevents the alkaline aqueous solution or the abrasive particles 5 from adhering to the device formation region of the substrate W. Since it is not necessary to provide a cover for preventing scattering of the alkaline aqueous solution and the abrasive particles 5 on the surface side of the substrate W, the tilt angle of the polishing head 30 (contact angle between the polishing tape 1 and the substrate W) can be increased. it can. Further, even if pure water adheres to the polishing layer 3, the binder resin 4 is not dissolved by the pure water and the abrasive particles 5 are not liberated, so that the substrate W is not contaminated by the abrasive particles 5. By providing a cover for preventing scattering of the alkaline aqueous solution and abrasive particles 5 or adjusting the polishing water flow rate, the alkaline aqueous solution can be supplied as polishing water from the polishing water supply nozzle 40 to the center of the substrate W.

上述の研磨テープ１を用いて基板を研磨したときの実験結果について説明する。本実験では、基材テープ２としてポリエステル不織布（厚さ５２０μｍ）を使用した。バインダ樹脂４としては、酢酸ビニル重合体をベースとした樹脂としての電気化学工業株式会社製デンカＡＳＲ（登録商標）を使用し、研磨粒子として、平均粒径４０ｎｍのシリカ粒子を使用した。研磨層３は、上述の方法で作成した。デンカＡＳＲ、シリカ粒子、メタノールの配合割合は、３０ｇ：２５ｇ：８０ｇであった。   The experimental results when the substrate is polished using the above-described polishing tape 1 will be described. In this experiment, a polyester nonwoven fabric (thickness: 520 μm) was used as the base tape 2. As the binder resin 4, Denka ASR (registered trademark) manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd. as a resin based on a vinyl acetate polymer was used, and silica particles having an average particle diameter of 40 nm were used as abrasive particles. The polishing layer 3 was prepared by the method described above. The blending ratio of Denka ASR, silica particles, and methanol was 30 g: 25 g: 80 g.

基板の研磨は、粗研磨、中間仕上げ研磨、及び最終仕上げ研磨の三段階に分けて行った。粗研磨では、粒度＃４０００（粒径３μｍ）のダイヤモンド粒子を有する研磨テープを用い、中間仕上げ研磨では、粒度＃１００００（粒径０．５μｍ）のダイヤモンド粒子を有する研磨テープを用い、最終仕上げ研磨では、上述した本発明の一実施形態に係る研磨テープ１を用いた。最終仕上げ研磨の条件は以下の通りである。
基板：直径２００ｍｍのベアシリコンウエハ
アルカリ水溶液：アンモニア水溶液
アルカリ水溶液の濃度：３％
研磨時間：６０秒
基板回転速度：１０００ｒｐｍ
研磨圧：１２Ｎ
テープ送り速度：３０ｍｍ／ｍｉｎ
アルカリ水溶液の流量：０．１リットル／ｍｉｎ
研磨ヘッドの水平面からの角度：４５° The substrate was polished in three stages: rough polishing, intermediate finish polishing, and final finish polishing. In rough polishing, a polishing tape having diamond particles with a particle size of # 4000 (particle size of 3 μm) is used, and in intermediate finish polishing, polishing tape having diamond particles of a particle size of # 10000 (particle size of 0.5 μm) is used, and final polishing is performed. Then, the polishing tape 1 which concerns on one Embodiment of this invention mentioned above was used. The conditions for final finish polishing are as follows.
Substrate: Bare silicon wafer with a diameter of 200 mm Alkaline aqueous solution: Ammonia aqueous solution Alkaline aqueous solution concentration: 3%
Polishing time: 60 seconds Substrate rotation speed: 1000 rpm
Polishing pressure: 12N
Tape feed speed: 30 mm / min
Alkaline aqueous solution flow rate: 0.1 liter / min
Angle of polishing head from horizontal plane: 45 °

図６は、上述の条件の下で行った実験結果を示すＳＥＭ画像である。図６の番号「１」は粗研磨を示し、図６の番号「２」は中間仕上げ研磨を示し、図６の番号「３」は最終仕上げ研磨を示している。図６から、最終仕上げ研磨では、基板の表面にほとんど傷がついていないことが分かった。このように、本発明の実施形態に係る研磨テープ及び研磨方法を用いることにより、基板の表面にダメージを与えることなく基板を鏡面に仕上げることができた。   FIG. 6 is an SEM image showing the results of an experiment conducted under the above-described conditions. The number “1” in FIG. 6 indicates rough polishing, the number “2” in FIG. 6 indicates intermediate finish polishing, and the number “3” in FIG. 6 indicates final finish polishing. From FIG. 6, it was found that the surface of the substrate was hardly damaged in the final finish polishing. Thus, by using the polishing tape and the polishing method according to the embodiment of the present invention, it was possible to finish the substrate into a mirror surface without damaging the surface of the substrate.

１ 研磨テープ
２ 基材テープ
３ 研磨層
４ バインダ樹脂
５ 研磨粒子
１１ 研磨ヘッド組立体
１２ テープ供給回収機構
１３ 基板保持機構
１４ 保持ステージ
２０ 隔壁
２１ 研磨室
２４ 供給リール
２５ 回収リール
２７ カップリング
３０ 研磨ヘッド
３１，３２ ガイドローラ
４０ 研磨水供給ノズル
４２ テープ送り機構
４３〜４９ ガイドローラ
５０ 加圧パッド
５２ エアシリンダ（駆動機構）
５３ 液体供給部
５５ アルカリ水溶液供給源
６０ アーム
６１ 移動台
６２ ガイド
６３ レール
６５ ベースプレート
６６ 連結板
６７ リニアアクチュエータ
６８ ジョイント DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Polishing tape 2 Base tape 3 Polishing layer 4 Binder resin 5 Polishing particle 11 Polishing head assembly 12 Tape supply collection mechanism 13 Substrate holding mechanism 14 Holding stage 20 Partition 21 Polishing chamber 24 Supply reel 25 Recovery reel 27 Coupling 30 Polishing head 31, 32 Guide roller 40 Polishing water supply nozzle 42 Tape feed mechanism 43 to 49 Guide roller 50 Pressure pad 52 Air cylinder (drive mechanism)
53 Liquid supply unit 55 Alkaline aqueous solution supply source 60 Arm 61 Moving table 62 Guide 63 Rail 65 Base plate 66 Connecting plate 67 Linear actuator 68 Joint

Claims (15)

基材テープと、
前記基材テープの上に形成された研磨層とを有し、
前記基材テープは、液体透過構造を有し、
前記研磨層は、
バインダ樹脂と、
前記バインダ樹脂中に分散する平均直径０．０２μｍ〜５μｍの研磨粒子とを有し、
前記研磨粒子はシリカ粒子である研磨テープ。 A base tape;
A polishing layer formed on the base tape,
The base tape has a liquid permeable structure,
The polishing layer is
A binder resin;
Abrasive particles having an average diameter of 0.02 μm to 5 μm dispersed in the binder resin,
The abrasive tape, wherein the abrasive particles are silica particles. 前記バインダ樹脂がアルカリ水溶液に可溶な素材である請求項１記載の研磨テープ。   The polishing tape according to claim 1, wherein the binder resin is a material soluble in an alkaline aqueous solution. 前記バインダ樹脂が有機溶剤に可溶な素材である請求項１記載の研磨テープ。   The polishing tape according to claim 1, wherein the binder resin is a material soluble in an organic solvent. 前記バインダ樹脂が純水に不溶な素材である請求項２又は３に記載の研磨テープ。   The polishing tape according to claim 2 or 3, wherein the binder resin is a material insoluble in pure water. 前記バインダ樹脂が酢酸ビニル重合体をベースとした樹脂である請求項１記載の研磨テープ。   The polishing tape according to claim 1, wherein the binder resin is a resin based on a vinyl acetate polymer. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の研磨テープと基板の周縁部とを摺接させて該周縁部を研磨する際、該研磨テープに液体を供給する研磨方法。   A polishing method for supplying a liquid to the polishing tape when the polishing tape according to claim 1 is brought into sliding contact with the peripheral portion of the substrate to polish the peripheral portion. 前記研磨テープの裏面から該研磨テープに液体を供給する請求項６記載の研磨方法。   The polishing method according to claim 6, wherein a liquid is supplied to the polishing tape from the back surface of the polishing tape. 前記バインダ樹脂がアルカリ水溶液に可溶な素材であり、
前記液体はアルカリ水溶液である請求項６又は７に記載の研磨方法。 The binder resin is a material soluble in an alkaline aqueous solution,
The polishing method according to claim 6 or 7, wherein the liquid is an alkaline aqueous solution. 前記研磨テープをその長手方向に送りながら前記研磨テープと前記基板の周縁部とを摺接させる請求項６乃至８のいずれか一項に記載の研磨方法。   The polishing method according to any one of claims 6 to 8, wherein the polishing tape and the peripheral edge portion of the substrate are brought into sliding contact with each other while the polishing tape is fed in the longitudinal direction thereof. 前記研磨テープと前記基板の周縁部との接触角度を研磨前又は研磨中に変化させた請求項６乃至９のいずれか一項に記載の研磨方法。   The polishing method according to any one of claims 6 to 9, wherein a contact angle between the polishing tape and a peripheral edge portion of the substrate is changed before or during polishing. 研磨中に前記基板を回転させながら該基板の中心部に研磨水を供給する請求項６乃至１０のいずれか一項に記載の研磨方法。   The polishing method according to any one of claims 6 to 10, wherein polishing water is supplied to a central portion of the substrate while rotating the substrate during polishing. 前記研磨水は純水又はアルカリ水溶液である請求項１１記載の研磨方法。   The polishing method according to claim 11, wherein the polishing water is pure water or an alkaline aqueous solution. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の研磨テープと、
基板を保持する基板保持機構と、
前記研磨テープを前記基板の周縁部に摺接させる研磨ヘッドとを備えた研磨装置。 The abrasive tape according to any one of claims 1 to 5,
A substrate holding mechanism for holding the substrate;
A polishing apparatus comprising: a polishing head that slides the polishing tape against a peripheral edge of the substrate. 前記研磨テープの裏面に液体を供給する液体供給部をさらに備えた請求項１３記載の研磨装置。   The polishing apparatus according to claim 13, further comprising a liquid supply unit that supplies a liquid to a back surface of the polishing tape. 前記研磨テープは請求項２記載の研磨テープであり、
前記液体はアルカリ水溶液である請求項１４記載の研磨装置。 The polishing tape is the polishing tape according to claim 2,
The polishing apparatus according to claim 14, wherein the liquid is an alkaline aqueous solution.
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