JP2021181148A - 基板処理装置、研磨ヘッド、及び基板処理方法 - Google Patents

基板処理装置、研磨ヘッド、及び基板処理方法 Download PDF

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Abstract

【課題】基板の周縁部に堆積した不要な膜などの強固な付着物を効果的に除去する、技術を提供する。【解決手段】基板処理装置１は、保持部１２と、回転部１３と、研磨ヘッド２０と、ホルダ３０と、を備える。前記保持部は、ベベルと端面とを周縁部Ｗａに含む基板Ｗを保持する。前記回転部１３は、前記保持部１２を回転させる。前記研磨ヘッド２０は、前記保持部１２に保持されている前記基板Ｗの前記周縁部Ｗａに当接され、前記基板Ｗの前記周縁部Ｗａを研磨する。前記ホルダ３０は、前記研磨ヘッド２０が取付けられる。【選択図】図１

Description

本開示は、基板処理装置、研磨ヘッド、及び基板処理方法に関する。
特許文献１に記載の基板洗浄装置は、基板の周縁部を洗浄するスポンジ状の樹脂からなるブラシを含む。ブラシは、基板の周縁部に付着した付着物を除去する。
特開２０１２−１８２５０７号公報
本開示の一態様は、基板の周縁部に堆積した不要な膜などの強固な付着物を効果的に除去する、技術を提供する。
本開示の一態様に係る基板処理装置は、保持部と、回転部と、研磨ヘッドと、ホルダと、を備える。前記保持部は、ベベルと端面とを周縁部に含む基板を保持する。前記回転部は、前記保持部を回転させる。前記研磨ヘッドは、前記保持部に保持されている前記基板の前記周縁部に当接され、前記基板の前記周縁部を研磨する。前記ホルダは、前記研磨ヘッドが取付けられる。
本開示の一態様によれば、基板の周縁部に堆積した不要な膜などの強固な付着物を効果的に除去できる。
図１は、一実施形態に係る基板処理装置を示す断面図である。 図２は、基板の周縁部の一例を示す断面図である。 図３は、基板の周縁部の変形例を示す断面図である。 図４は、移動機構の一例を示す断面図である。 図５（Ａ）は取付け具の一例を示す断面図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 図６（Ａ）は一実施形態に係る研磨ヘッドを側方から見た図であり、図６（Ｂ）は図６（Ａ）に示す研磨ヘッドを下方から見た図である。 図７（Ａ）は図２に示す第１ベベルの研磨の一例を示す断面図であり、図７（Ｂ）は図２に示す端面の研磨の一例を示す断面図である。 図８（Ａ）は図３に示す第１ベベルの研磨の一例を示す断面図であり、図８（Ｂ）は図３に示す端面の研磨の一例を示す断面図である。 図９は、一実施形態に係る基板処理装置の制御装置の構成要素を機能ブロックで示す図である。 図１０は、一実施形態に係る基板処理方法を示すフローチャートである。 図１１は、一実施形態に係る基板処理方法を示すタイミングチャートである。 図１２（Ａ）は第１変形例に係る研磨ヘッドを側方から見た図であり、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）に示す研磨ヘッドを下方から見た図である。 図１３（Ａ）は第２変形例に係る研磨ヘッドを側方から見た図であり、図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）に示す研磨ヘッドを下方から見た図である。 図１４（Ａ）は第３変形例に係る研磨ヘッドを側方から見た図であり、図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）に示す研磨ヘッドを下方から見た図である。
以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略することがある。
先ず、図１を参照して、基板処理装置１について説明する。基板処理装置１は、基板Ｗを処理する。基板Ｗは、本実施形態ではシリコンウェハであるが、化合物半導体ウェハ、又はガラス基板であってもよい。基板Ｗの表面には、電子回路などのデバイスが形成され、導電膜、絶縁膜、又はフォトレジスト膜などが形成される。複数の膜が形成されてもよい。基板処理装置１は、基板Ｗを内部に収容する処理容器１１と、基板Ｗを保持する保持部１２と、保持部１２を回転させる回転部１３とを有する。
処理容器１１は、不図示のゲートと、ゲートを開閉する不図示のゲートバルブとを有する。基板Ｗは、ゲートを介して処理容器１１の内部に搬入され、処理容器１１の内部にて処理され、その後、ゲートを介して処理容器１１の外部に搬出される。
保持部１２は、例えば基板Ｗを水平に保持する。保持部１２は、基板Ｗのデバイスが形成される面を上に向けて、基板Ｗの上面の中心が回転軸１４の回転中心線と一致するように、基板Ｗを水平に保持する。保持部１２は、本実施形態では真空チャックであるが、メカニカルチャックまたは静電チャックなどであってもよい。保持部１２は、回転可能なスピンチャックであればよい。
回転部１３は、例えば、鉛直な回転軸１４と、回転軸１４を回転させる回転モータ１５と、を含む。回転モータ１５の回転駆動力は、タイミングベルト又はギヤなどの回転伝達機構を介して、回転軸１４に伝達されてもよい。回転軸１４が回転させられると、保持部１２も回転させられる。
基板処理装置１は、基板Ｗに供給された洗浄液等を回収するカップ１７を有する。カップ１７は、保持部１２に保持されている基板Ｗの周縁を囲み、基板Ｗの周縁から飛散する洗浄液等を受ける。カップ１７は、本実施形態では回転軸１４と共に回転しないが、回転軸１４と共に回転してもよい。
カップ１７は、水平な底壁１７ａと、底壁１７ａの周縁から上方に延びる外周壁１７ｂと、外周壁１７ｂの上端から外周壁１７ｂの径方向内側に向けて斜め上方に延びる傾斜壁１７ｃと、を含む。底壁１７ａには、カップ１７の内部に溜まった液体を排出する排液管１７ｄと、カップ１７の内部に溜まった気体を排出する排気管１７ｅとが設けられる。
基板処理装置１は、研磨ヘッド２０を備える。研磨ヘッド２０は、保持部１２に保持されている基板Ｗの周縁部Ｗａに当接され、基板Ｗの周縁部Ｗａを研磨する。基板Ｗの周縁部Ｗａに堆積した不要な膜などの強固な付着物を研磨ヘッド２０で削り落とすことができる。よって、スポンジ状のブラシで基板Ｗの周縁部Ｗａを洗浄する場合に比べて、付着物を効果的に除去できる。
基板Ｗの周縁部Ｗａは、例えば、図２に示すように、第１ベベルＷａ１と、第２ベベルＷａ２と、端面Ｗａ３とを含む。第１ベベルＷａ１は、基板Ｗの上面の周縁から、基板Ｗの径方向外方に向かうほど下方に傾斜する。一方、第２ベベルＷａ２は、基板Ｗの下面の周縁から、基板Ｗの径方向外方に向かうほど上方に傾斜する。端面Ｗａ３は、第１ベベルＷａ１と第２ベベルＷａ２との間に形成され、垂直に形成される。端面Ｗａ３は、アペックス（Ａｐｅｘ）とも呼ばれる。
図２に示すように、断面視にて、第１ベベルＷａ１と、第２ベベルＷａ２と、端面Ｗａ３とは、それぞれ、直線状である。但し、図３に示すように、断面視にて、第１ベベルＷａ１と、第２ベベルＷａ２と、端面Ｗａ３とは、それぞれ、曲線状であってもよい。研磨ヘッド２０は、第１ベベルＷａ１及び端面Ｗａ３の少なくとも１つを研磨する。
研磨ヘッド２０は、例えば、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、研磨砥粒を含む研磨シート２１と、研磨シート２１が固定される平坦面を含む研磨ブロック２２と、を備える。研磨シート２１は、例えば、ダイヤモンド砥粒等の研磨砥粒を樹脂で固めた研磨材層と、研磨材層を支持する樹脂フィルムとを有する。研磨材層は、目詰まりを抑制すべく、表面に凹凸パターンを有してもよい。研磨ブロック２２は、硬質樹脂、例えばＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）で形成される。
研磨シート２１は、研磨ブロック２２の平坦面に固定され、基板Ｗの周縁部Ｗａに当接される。研磨シート２１が平坦面に固定される場合、研磨シート２１が曲面に固定される場合とは異なり、研磨シート２１を変形させずにそのまま固定できる。従って、硬さの硬い研磨シート２１を使用でき、付着物を効果的に除去できる。
研磨ブロック２２は、例えば、角錐体２３を有する。角錐体２３は、下方に向けて先細り状である。角錐体２３は、複数の角錐面２３ａと、水平な上面２３ｂと、水平な下面２３ｃとを含む。このように、角錐体２３は、錐体の先端を取り除いた錘台であってもよい。角錐面２３ａは、斜め下向きに配置される。研磨シート２１は、角錐体２３の角錐面２３ａに固定され、図７（Ａ）又は図８（Ａ）に示すように、基板Ｗの第１ベベルＷａ１を研磨する。
また、研磨ブロック２２は、角柱体２４を有してもよい。角柱体２４は、例えば角錐体２３の上に配置される。角柱体２４は、複数の側面２４ａと、水平な上面２４ｂと、水平な下面２４ｃとを含む。側面２４ａは、鉛直に配置される。角柱体２４の下面２４ｃと、角錐体２３の上面２３ｂとは、同一の形状及び同一の寸法であるが、異なる形状又は異なる寸法であってもよい。研磨シート２１は、角柱体２４の側面２４ａに固定され、図７（Ｂ）又は図８（Ｂ）に示すように、基板Ｗの端面Ｗａ３を研磨する。
更に、研磨ブロック２２は、円柱体２５（図５（Ａ）等参照）を有してもよい。円柱体２５は、角柱体２４の上に配置される。円柱体２５がホルダ３０に取付けられる。なお、円柱体２５が無い場合、角柱体２４がホルダ３０に取付けられる。また、角柱体２４も無い場合、角錐体２３がホルダ３０に取付けられる。
ホルダ３０は、硬質樹脂、例えばＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）で形成される。ホルダ３０は、後述するように回転可能であってもよい。研磨ブロック２２は、ホルダ３０と共に回転させられる。
研磨シート２１が研磨ブロック２２の平坦面に固定される場合、基板Ｗの研磨中には、研磨ブロック２２が回転しないように、ホルダ３０の回転が止められる。基板Ｗの研磨中にホルダ３０を回転停止する目的は、基板Ｗの回転中心と研磨シート２１との距離を一定に維持するためである。
角錐体２３は、例えば図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように正四角錐であって、ホルダ３０の回転中心線Ｒを中心に回転対称に配置される複数の角錐面２３ａを含む。角錐体２３は、正多角錐であればよく、例えば図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示すように正三角錐であってもよい。
研磨シート２１は、複数の角錐面２３ａに固定され、ホルダ３０の回転中心線Ｒを中心に回転対称に配置される。一の研磨シート２１が摩耗し、その寿命が尽きた場合に、研磨ヘッド２０を交換しなくても、ホルダ３０を回転すれば、別の研磨シート２１で基板Ｗの第１ベベルＷａ１を研磨でき、第１ベベルＷａ１に当てる研磨シート２１を切換できる。
また、角柱体２４は、例えば図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように正四角柱であって、ホルダ３０の回転中心線Ｒを中心に回転対称に配置される複数の側面２４ａを含む。角柱体２４は、正多角柱であればよく、例えば図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示すように正三角柱であってもよい。
研磨シート２１は、複数の側面２４ａに固定され、ホルダ３０の回転中心線Ｒを中心に回転対称に配置される。一の研磨シート２１が摩耗し、その寿命が尽きた場合に、研磨ヘッド２０を交換しなくても、ホルダ３０を回転すれば、別の研磨シート２１で基板Ｗの端面Ｗａ３を研磨でき、端面Ｗａ３に当てる研磨シート２１を切換できる。
なお、研磨ブロック２２は、正多角錘及び正多角柱等を有しなくてもよい。例えば図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に示すように、研磨ブロック２２は、四角柱の一対の側面を斜めに傾けたくさび状体２６を有してもよい。くさび状体２６は、ホルダ３０の回転中心線Ｒを中心に回転対称に配置される一対のテーパ面２６ａを含む。一対のテーパ面２６ａは、下方に向けて先細り状であり、斜め下向きである。
研磨シート２１は、一対のテーパ面２６ａに固定され、ホルダ３０の回転中心線Ｒを中心に回転対称に配置される。一の研磨シート２１が摩耗し、その寿命が尽きた場合に、研磨ヘッド２０を交換しなくても、ホルダ３０を回転すれば、別の研磨シート２１で基板Ｗの第１ベベルＷａ１を研磨でき、第１ベベルＷａ１に当てる研磨シート２１を切換できる。
図１３（Ｂ）に示すように、研磨シート２１は、角柱体２４の一対の側面２４ａにのみ固定されてもよく、残りの一対の側面２４ａには固定されなくてもよい。角柱体２４の研磨シート２１が固定される側面２４ａと、くさび状体２６の研磨シート２１が固定されるテーパ面２６ａとは、ホルダ３０の回転中心線Ｒの周りに同じ角度で配置される。ホルダ３０の回転を止めた状態で、基板Ｗの第１ベベルＷａ１と端面Ｗａ３とを相次いで研磨できる。
なお、研磨ブロック２２は、研磨シート２１が固定される平坦面を１つ以上有していればよく、複数有していなくてもよい。上記の通り、研磨シート２１が平坦面に固定される場合、硬さの硬い研磨シート２１を使用でき、付着物を効果的に除去できる。従って、複数の平坦面が、ホルダ３０の回転中心線Ｒを中心に回転対称に配置されなくてもよい。
例えば図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）に示すように、研磨ブロック２２は、四角柱の一つの側面を斜めに傾けた立体２７を有してもよい。この立体２７は、斜め下向きの傾斜面２７ａを含む。その傾斜面２７ａに研磨シート２１が形成される。
図１４（Ｂ）に示すように、研磨シート２１は、角柱体２４の一つの側面２４ａにのみ固定されてもよく、残りの３つの側面２４ａには固定されなくてもよい。角柱体２４の研磨シート２１が固定される側面２４ａと、立体２７の研磨シート２１が固定される傾斜面２７ａとは、ホルダ３０の回転中心線Ｒの周りに同じ角度で配置される。ホルダ３０の回転を止めた状態で、基板Ｗの第１ベベルＷａ１と端面Ｗａ３とを相次いで研磨できる。
研磨ヘッド２０は、研磨シート２１と研磨ブロック２２との間に配置される可撓性シート２８を更に備えてもよい。可撓性シート２８は、スポンジ状の樹脂で形成され、例えばＰＶＡ（ポリビニルアルコール）スポンジで形成される。可撓性シート２８は、基板Ｗの周縁部Ｗａの形状に倣って変形し、基板Ｗの周縁部Ｗａに研磨シート２１を密着させる。
基板処理装置１は、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、研磨ヘッド２０が取付けられるホルダ３０を備える。例えば、ホルダ３０の下面に、研磨ブロック２２が取付けられる。ホルダ３０の下面には凹部３１が形成され、研磨ブロック２２の上面には凸部２９が設けられ、凸部２９と凹部３１とが嵌合される。
基板処理装置１は、研磨ヘッド２０をホルダ３０に交換可能に取付ける取付け具３５を備える。取付け具３５は、例えばセットスクリュであり、ホルダ３０のスクリュ穴３２にねじ込まれ、凸部２９の四角柱２９ａの側面に押し当てられる。四角柱２９ａは、円柱に比べて、回転ズレを抑制できる。従って、研磨ヘッド２０の回転ズレを抑制できる。
研磨ヘッド２０の凸部２９は、四角柱２９ａの他に、四角柱２９ａの上端に設けられる円盤状の上フランジ２９ｂと、四角柱２９ａの下端に設けられる円盤状の下フランジ２９ｃとを有する。上フランジ２９ｂの直径と、下フランジ２９ｃの直径とは、それぞれ、凹部３１の直径よりも小さい。
研磨ヘッド２０の交換では、先ず、セットスクリュを凹部３１から退出させる。次いで、ホルダ３０の凹部３１から、使用済みの研磨ヘッド２０の凸部２９を引き抜く。その後、未使用の研磨ヘッド２０の凸部２９を、ホルダ３０の凹部３１に嵌め込む。続いて、セットスクリュをねじ込み、凸部２９の四角柱２９ａの側面に押し当てる。
基板処理装置１は、図４に示すように、ホルダ３０を研磨位置と待機位置との間で移動させる移動機構４０を備える。研磨位置は、図１に示すように、研磨ヘッド２０を基板Ｗの周縁部Ｗａに当接させる位置である。待機位置は、図示しないが、基板Ｗの搬入出時に基板Ｗと研磨ヘッド２０の干渉を防止する位置である。待機位置は、研磨位置よりも、基板Ｗの径方向外方に設定される。
移動機構４０は、図４に示すように、ホルダ３０を水平方向に移動させる水平移動部４１を有する。水平移動部４１は、例えば、鉛直な回転軸４１ａと、回転軸４１ａの軸受４１ｂと、回転軸４１ａを回転させるモータ４１ｃとを含む。回転軸４１ａとホルダ３０とは、水平なアーム５０を介して連結される。アーム５０は、回転軸４１ａの上端に固定される。回転軸４１ａがモータ４１ｃによって回転させられると、ホルダ３０が回転軸４１ａを中心に旋回させられる。
水平移動部４１は、保持部１２に保持されている基板Ｗの径方向に、ホルダ３０を移動させる。なお、図示しないが、水平移動部４１は、水平なガイドレールと、ガイドレールの長手方向にアーム５０を移動させるモータと、モータの回転運動をアーム５０の直線運動に変換するボールねじとを含んでもよい。アーム５０が移動させられると、ホルダ３０が移動させられる。
移動機構４０は、ホルダ３０を鉛直方向に移動させる鉛直移動部４２を有する。鉛直移動部４２は、例えば、昇降盤４２ａと、昇降盤４２ａを昇降させるモータ４２ｂと、モータ４２ｂの回転運動を昇降盤４２ａの直線運動に変換するボールねじ４２ｃとを含む。昇降盤４２ａは、水平移動部４１のモータ４１ｃを保持すると共に、回転軸４１ａの軸受け４１ｃを保持する。昇降盤４２ａを昇降させると、アーム５０が昇降され、その結果、ホルダ３０が昇降される。
基板処理装置１は、ホルダ３０を回転させる回転機構４５を備えてもよい。一の研磨シート２１が摩耗し、その寿命が尽きた場合に、ホルダ３０を自動で回転でき、別の研磨シート２１で基板Ｗを研磨でき、基板Ｗに当てる研磨シート２１を切換できる。
回転機構４５は、例えば、鉛直な回転軸４５ａと、回転軸４５ａの軸受４５ｂと、回転軸４５ａを回転させるモータ４５ｃとを含む。モータ４５ｃの回転運動は、駆動プーリ４５ｄと、タイミングベルト４５ｅと、従動プーリ４５ｆとを介して回転軸４５ａに伝達される。ホルダ３０は、回転軸４５ａと同軸的に配置され、回転軸４５ａと共に回転させられる。ホルダ３０の回転軸４５ａが、ホルダ３０の回転中心線Ｒである。
アーム５０は、例えば角筒状であって、その内部に、モータ４５ｃと、駆動プーリ４５ｄと、タイミングベルト４５ｅと、従動プーリ４５ｆとを収容する。また、アーム５０は、回転軸４５ａの軸受４５ｂを保持する。回転軸４５ａは、アーム５０から下方に突出しており、その下端にてホルダ３０を保持する。回転軸４５ａは、例えば、従動プーリ４５ｆが装着される軸４５ａ１と、ホルダ３０が装着される軸４５ａ２とを含む。
基板処理装置１は、図１に示すように、保持部１２に保持されている基板Ｗに洗浄液を供給する液供給部６０を備える。洗浄液は、特に限定されないが、例えばＤＩＷ（脱イオン水）である。洗浄液は、研磨屑等のパーティクルを洗い流し、パーティクルの付着を抑制する。また、洗浄液は、基板Ｗと研磨ヘッド２０との摩擦熱による温度上昇を抑制する。
液供給部６０は、基板Ｗの周縁部Ｗａに向けて洗浄液を吐出する第１ノズル６１を含む。第１ノズル６１は、基板Ｗの上方から、基板Ｗの第１ベベルＷａ１に洗浄液を供給する。第１ノズル６１は、移動機構４０によってホルダ３０と共に移動させられる。第１ノズル６１は、例えばアーム５０の下面に固定されるブラケット５１によって保持される。第１ノズル６１は、ホルダ３０と共に移動させられるので、基板Ｗの搬入出時に基板Ｗと第１ノズル６１の干渉を防止でき、また、基板Ｗの研磨時に研磨ヘッド２０に向けて洗浄液を供給できる。
液供給部６０は、第２ノズル６２を有してもよい。第２ノズル６２は、回転する基板Ｗの上面中心の真上から、基板Ｗの上面中心に洗浄液を供給する。洗浄液は、遠心力によって基板Ｗの上面全体に濡れ広がり、パーティクルを洗い流し、基板Ｗの上面周縁から振り切られる。第２ノズル６２は、基板Ｗの上面中心の真上のセンター位置と、基板Ｗの搬入出時に基板Ｗと第２ノズル６２の干渉を防止する待機位置との間で移動する。
また、液供給部６０は、第３ノズル６３を有してもよい。第３ノズル６３は、基板Ｗの下方から、基板Ｗの第２ベベルＷａ２に洗浄液を供給し、パーティクルが基板Ｗの下面に回り込むのを抑制する。第３ノズル６３は、第１ノズル６１及び第２ノズル６２とは異なり、基板Ｗとは干渉しないので、移動しなくてもよい。第３ノズル６３は、カップ１７に対して固定される。
基板処理装置１は、制御部９０を備える。制御部９０は、例えばコンピュータであり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）９１と、メモリ等の記憶媒体９２と、を備える。記憶媒体９２には、基板処理装置１において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部９０は、記憶媒体９２に記憶されたプログラムをＣＰＵ９１に実行させることにより、基板処理装置１の動作を制御する。
次に、図９を参照して、制御部９０の機能について説明する。なお、図９に図示される各機能ブロックは概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。各機能ブロックの全部又は一部を、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することが可能である。各機能ブロックにて行われる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵにて実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現されうる。制御部９０は、例えば、回転要否判断部９３と、報知制御部９４と、回転制御部９５と、変更要否判断部９６と、移動制御部９７とを有する。
回転要否判断部９３は、ホルダ３０の回転による研磨シート２１の切換の要否を判断する。回転要否判断部９３は、研磨シート２１の摩耗量を監視する。研磨シート２１の摩耗量は、例えば、研磨シート２１の使用回数及び使用時間の少なくとも１つで表される。使用回数は、研磨した基板Ｗの合計枚数である。使用時間は、基板Ｗと接触した合計時間である。回転要否判断部９３は、研磨シート２１の摩耗量を監視し、摩耗量が設定値に達すると、ホルダ３０の回転が必要であり、基板Ｗの周縁部Ｗａに当てる研磨シート２１の切換が必要であると判断する。
報知制御部９４は、回転要否判断部９３の判断結果に応じてホルダ３０の回転を促す報知制御を行う。回転要否判断部９３がホルダ３０の回転が必要であると判断すると、報知制御部９４は表示装置又は音響装置等の報知装置を作動させ、報知装置がホルダ３０の回転を促す画像又は音を出力する。一の研磨シート２１が摩耗し、その寿命が尽きた場合に、ホルダ３０を手動で回転でき、別の研磨シート２１で基板Ｗを研磨できる。
回転制御部９５は、ホルダ３０の回転機構４５を制御する。例えば、回転制御部９５は、基板Ｗの研磨中にホルダ３０の回転を停止する。また、回転制御部９５は、回転要否判断部９３の判断結果に応じてホルダ３０を回転させる。回転要否判断部９３がホルダ３０の回転が必要であると判断すると、回転制御部９５がホルダ３０を回転させる。一の研磨シート２１が摩耗し、その寿命が尽きた場合に、ホルダ３０を自動で回転でき、別の研磨シート２１で基板Ｗを研磨できる。
変更要否判断部９６は、ホルダ３０の研磨位置の変更の要否を判断する。変更要否判断部９６は、一枚の研磨シート２１を複数の管理領域に分けて管理し、管理領域ごとに摩耗量を監視する。複数の管理領域から選ばれる１つの管理領域が、基板Ｗの周縁部Ｗａに当接される。変更要否判断部９６は、基板Ｗに当てる管理領域の摩耗量を監視し、摩耗量が設定値に達すると、基板Ｗに当てる管理領域の切換が必要であり、研磨位置の変更が必要であると判断する。
移動制御部９７は、ホルダ３０の移動機構４０を制御する。例えば、移動制御部９７は、ホルダ３０を研磨位置と待機位置との間で移動させる。また、移動制御部９７は、変更要否判断部９６の判断結果に応じて研磨位置を変更する。変更要否判断部９６が研磨位置の変更が必要であると判断すると、移動制御部９７が研磨位置を変更する。一の管理領域が摩耗し、その寿命が尽きた場合に、研磨シート２１を切換えなくても、研磨位置を変更すれば、別の管理領域で基板Ｗを研磨でき、研磨シート２１の全体を無駄なく使用できる。
一枚の研磨シート２１の全ての管理領域の摩耗量が設定値に達すると、回転要否判断部９３がホルダ３０の回転が必要であると判断する。最終的に、回転対称に配置される複数枚の研磨シート２１の全ての管理領域の摩耗量が設定値に達すると、研磨ヘッド２０の交換が行われる。
次に、図１０及び図１１を参照して、基板処理方法について説明する。図１０に図示されるステップＳ１〜Ｓ５は、制御部９０による制御下で実施される。
先ず、Ｓ１では、不図示の搬送装置が、基板Ｗを処理容器１１の内部に搬入する。搬送装置は、保持部１２に基板Ｗを載置した後、処理容器１１の内部から退出する。保持部１２は、基板Ｗを搬送装置から受け取り、基板Ｗを保持する。
Ｓ１の後、Ｓ２の前に、図１１に示すように、回転部１３が、保持部１２を回転させ、基板Ｗを回転させる。また、第２ノズル６２が、待機位置Ｐ２からセンター位置Ｐ３まで移動させられ、続いて基板Ｗの上面中心に洗浄液を供給する。また、第３ノズル６３が、基板Ｗの下方から基板Ｗの周縁部Ｗａに洗浄液を供給する。更に、移動機構４０が、ホルダ３０を待機位置Ｐ０から研磨位置Ｐ１まで移動させる。移動機構４０は、ホルダ３０と共に第１ノズル６１をも移動させる。
次に、Ｓ２では、移動機構４０がホルダ３０を研磨位置Ｐ１に停止した状態で、研磨ヘッド２０が基板Ｗの周縁部Ｗａに当接され、基板Ｗの周縁部Ｗａを研磨する。その間、第１ノズル６１が、基板Ｗの上方から基板Ｗの周縁部Ｗａに洗浄液を供給する。洗浄液がカップ１７に回収される限り、図１１に示すように、ホルダ３０が研磨位置Ｐ１に到着する前から、第１ノズル６１が研磨ヘッド２０に洗浄液を供給してもよい。
Ｓ２では、第１ベベルＷａ１の研磨と、端面Ｗａ３の研磨とが順番に行われてもよい。その順番は特に限定されず、第１ベベルＷａ１の研磨が先に行われてもよいし、端面Ｗａ３の研磨が先に行われてもよい。第１ベベルＷａ１の研磨と、端面Ｗａ３の研磨とで、別々に研磨位置Ｐ１が設定される。
Ｓ２の後、Ｓ３の前に、図１１に示すように、移動機構４０が、ホルダ３０を待機位置Ｐ０から研磨位置Ｐ１に向けて移動させる。その結果、研磨ヘッド２０が、基板Ｗの周縁部Ｗａから離れる。その後、第１ノズル６１が洗浄液の吐出を停止する。また、Ｓ２の後、Ｓ３の前に、回転部１３が、保持部１２の回転数を、第１回転数Ｒ１から第２回転数Ｒ２まで大きくする。
次に、Ｓ３では、第２ノズル６２が基板Ｗの上面中心に洗浄液を供給すると共に、第３ノズル６３が基板Ｗの下方から基板Ｗの周縁部Ｗａに洗浄液を供給し、基板Ｗに付着したパーティクルを洗い流す。Ｓ３では、Ｓ２に比べて基板Ｗの回転数が大きいので、遠心力が大きく、パーティクルが洗い流されやすい。但し、Ｓ３とＳ２とで、基板Ｗの回転数は同じであってもよい。
Ｓ３の後、Ｓ４の前に、図１１に示すように、第２ノズル６２が、洗浄液の吐出を停止し、センター位置Ｐ３から待機位置Ｐ２に向けて移動させられる。また、第３ノズル６３が、洗浄液の吐出を停止する。また、Ｓ３の後、Ｓ４の前に、回転部１３が、保持部１２の回転数を、第２回転数Ｒ２から第３回転数Ｒ３まで大きくする。
次に、Ｓ４では、回転部１３が、基板Ｗを回転させ、基板Ｗに残る洗浄液を振り切り、基板Ｗを乾燥する。Ｓ４では、Ｓ３に比べて基板Ｗの回転数が大きいので、遠心力が大きく、乾燥が進みやすい。但し、Ｓ４とＳ３とで、基板Ｗの回転数は同じであってもよい。
Ｓ４の後、Ｓ５の前に、図１１に示すように、回転部１３が、基板Ｗの回転を停止する。
最後に、Ｓ５では、保持部１２が基板Ｗの保持を解除し、続いて不図示の搬送装置が保持部１２から基板Ｗを受け取り、受け取った基板Ｗを処理容器１１の外部に搬出する。その後、今回の処理が終了させられる。
基板Ｗの搬出後、次の基板Ｗの搬入前に、変更要否判断部９６がホルダ３０の研磨位置Ｐ１の変更の要否を判断する。変更要否判断部９６が研磨位置Ｐ１の変更が必要であると判断すると、移動制御部９７が研磨位置Ｐ１を変更する。変更後の研磨位置Ｐ１は、記憶媒体９２に記憶され、次の基板Ｗの研磨時に読み出して用いられる。
また、基板Ｗの搬出後、次の基板Ｗの搬入前に、回転要否判断部９３がホルダ３０の回転による研磨シート２１の切換の要否を判断する。回転要否判断部９３がホルダ３０の回転が必要であると判断すると、回転制御部９５がホルダ３０を回転させる。或いは、回転要否判断部９３がホルダ３０の回転が必要であると判断すると、報知制御部９４はホルダ３０の回転を促す画像又は音を出力する。後者の場合、ホルダ３０の回転が実施されるまで、次の基板Ｗの搬入が禁止される。
以上、本開示に係る基板処理装置、研磨ヘッド及び基板処理方法の実施形態等について説明したが、本開示は上記実施形態等に限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、及び組み合わせが可能である。それらについても当然に本開示の技術的範囲に属する。
１ 基板処理装置
１２ 保持部
１３ 回転部
２０ 研磨ヘッド
３０ ホルダ

Claims (18)

  1. ベベルと端面とを周縁部に含む基板を保持する保持部と、
    前記保持部を回転させる回転部と、
    前記保持部に保持されている前記基板の前記周縁部に当接され、前記基板の前記周縁部を研磨する研磨ヘッドと、
    前記研磨ヘッドが取付けられるホルダと、を備える、基板処理装置。
  2. 前記研磨ヘッドは、研磨砥粒を含む研磨シートと、前記研磨シートが固定される平坦面を含む研磨ブロックと、を備え、
    前記研磨シートは、前記研磨ブロックの前記平坦面に固定され、前記基板の前記周縁部に当接される、請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記研磨ブロックは、角錐体を有し、
    前記角錐体は、前記平坦面である角錐面を含み、
    前記研磨シートは、前記角錐体の前記角錐面に固定され、前記基板の前記ベベルを研磨する、請求項２に記載の基板処理装置。
  4. 前記研磨ブロックは、角柱体を有し、
    前記角柱体は、前記平坦面である側面を含み、
    前記研磨シートは、前記角柱体の前記側面に固定され、前記基板の前記端面を研磨する、請求項２又は３に記載の基板処理装置。
  5. 前記ホルダは、回転可能であって、前記基板の研磨中には回転停止され、
    前記研磨ブロックは、前記ホルダの回転中心線を中心に回転対称に配置される複数の前記平坦面を有し、
    前記研磨シートは、複数の前記平坦面に固定され、前記ホルダの前記回転中心線を中心に回転対称に配置される、請求項２〜４のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  6. 前記ホルダの回転による前記研磨シートの切換の要否を判断する回転要否判断部と、
    前記回転要否判断部の判断結果に応じて前記ホルダの回転を促す報知制御を行う報知制御部と、を備える、請求項５に記載の基板処理装置。
  7. 前記回転中心線を中心に前記ホルダを回転させる回転機構と、
    前記回転機構を制御する回転制御部と、
    前記ホルダの回転による前記研磨シートの切換の要否を判断する回転要否判断部と、を備え、
    前記回転制御部は、前記回転要否判断部の判断結果に応じて前記ホルダを回転させる、請求項５に記載の基板処理装置。
  8. 前記ホルダを、前記研磨ヘッドを前記基板の前記周縁部に当接させる研磨位置と、前記基板の搬入出時に前記基板と前記ホルダの干渉を防止する待機位置との間で移動させる移動機構と、
    前記移動機構を制御する移動制御部と、
    前記ホルダの前記研磨位置の変更の要否を判断する変更要否判断部と、を備え、
    前記移動制御部は、前記変更要否判断部の判断結果に応じて前記ホルダの前記研磨位置を変更する、請求項２〜７のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  9. 前記研磨ヘッドは、前記研磨シートと前記研磨ブロックとの間に配置される可撓性シートを更に備える、請求項２〜８のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  10. 前記研磨ヘッドを前記ホルダに交換可能に取付ける取付け具を備える、請求項１〜９のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  11. 前記保持部に保持されている前記基板に洗浄液を供給する液供給部を備え、
    前記液供給部は、前記基板の前記周縁部に向けて前記洗浄液を吐出するノズルを含み、
    前記ノズルは、前記ホルダと共に移動させられる、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  12. ベベルと端面とを周縁部に含む基板の前記周縁部を研磨する研磨ヘッドであって、
    研磨砥粒を含む研磨シートと、
    前記研磨シートが固定される平坦面を含む研磨ブロックと、を備え、
    前記研磨シートは、前記研磨ブロックの前記平坦面に固定され、前記基板の前記周縁部に当接される、研磨ヘッド。
  13. 前記研磨ブロックは、角錐体を有し、
    前記角錐体は、前記平坦面である角錐面を含み、
    前記研磨シートは、前記角錐体の前記角錐面に固定され、前記基板の前記ベベルを研磨する、請求項１２に記載の研磨ヘッド。
  14. 前記研磨ブロックは、角柱体を有し、
    前記角柱体は、前記平坦面である側面を含み、
    前記研磨シートは、前記角柱体の前記側面に固定され、前記基板の前記端面を研磨する、請求項１２又は１３に記載の研磨ヘッド。
  15. 前記研磨ブロックは、回転可能なホルダに取付けられ、前記ホルダの回転中心線を中心に回転対称に配置される複数の前記平坦面を有し、
    前記研磨シートは、複数の前記平坦面に固定され、前記ホルダの前記回転中心線を中心に回転対称に配置される、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の研磨ヘッド。
  16. 前記研磨シートと前記研磨ブロックとの間に配置される可撓性シートを更に備える、請求項１２〜１５のいずれか１項に記載の研磨ヘッド。
  17. ベベルと端面とを周縁部に含む基板を回転させることと、
    前記基板の前記周縁部に研磨ヘッドを当接させ、前記基板の前記周縁部を前記研磨ヘッドで研磨することと、を有する、基板処理方法。
  18. 前記研磨ヘッドは、研磨砥粒を含む研磨シートと、前記研磨シートが固定される平坦面を含む研磨ブロックと、を備え、
    前記研磨シートは、前記研磨ブロックの前記平坦面に固定され、前記基板の前記周縁部に当接される、請求項１７に記載の基板処理方法。
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