JP5006053B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板処理装置に関し、特に半導体ウエハ等の基板の周縁部を研磨する研磨ユニットを備えた基板処理装置に関するものである。本発明はまた、基板処理方法に関し、特に半導体ウエハ等の基板の周縁部を研磨する基板研磨方法に関するものである。

半導体デバイスの微細化及び高集積化が進むにつれて、パーティクルの管理が重要となる。このパーティクル管理上の問題として、半導体デバイスの製造工程中に半導体ウエハ等の基板（以下「ウエハ」と称す。）の周縁部（ベベル部及びエッジ部）に生じる表面荒れに起因する発塵の問題がある。

図１Ａおよび１Ｂに、ウエハＷの周縁部の部分拡大断面図を示す。図１Ａは、周縁部の断面が複数の直線部で構成されたいわゆるストレート型のウエハＷの断面図であり、図１Ｂは、周縁部の断面が曲線部で構成されたいわゆるラウンド型のウエハＷの断面図である。以下において、ウエハのベベル部とは、図１ＡのウエハＷにおいては、ウエハＷ外周部の上面及び下面から傾斜した上側傾斜部Ｐ及び下側傾斜部Ｑ、及びウエハＷ外周部の側面部ＲからなるＢ部分を指し、また図１ＢのウエハＷにおいては、ウエハＷ外周部の断面が曲率を有するＢ部分を指す。また図１Ａおよび１Ｂにおいて、ウエハのエッジ部とは、ウエハ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るウエハＷの上面Ｄとの間の領域Ｅの部分を指す。以下ウエハの周縁部というときは上記のベベル部Ｂ及びエッジ部Ｅを含むものとする。

また、以下でいうノッチとは、シリコンウエハなどの面方位を示すためにその外周部に形成されるＶ字型の切り込み（Ｖ字型ノッチ）や、直線状の切り込み（オリエンテーションフラット）のことをいい、これらはウエハの周縁部に設けられており、ウエハ周縁部のノッチ部が凹部状に切り込まれて形成されている。

ウエハの周縁部の研磨を行う研磨装置（周縁部研磨装置）がある。この研磨装置は、半導体デバイス形成前のウエハの外周形状を整形する用途に使われていたが、近年はそれ以外にも半導体デバイス形成工程でウエハの周縁部に付着し汚染源となる膜の除去に用いられたり、ディープトレンチ形成後にウエハの周縁部に形成される針状突起の剥離などのウエハの周縁部に発生する表面荒れの除去に用いられたりしている。このようにウエハの周縁部の付着物を事前に除去することで、ウエハを保持して移送する移送装置などを介して他のウエハが汚染されることを防止でき、またウエハ周縁部の表面荒れを事前に除去することで、ウエハ周縁部における形成物の剥離による発塵を防止することができる。

そして、このウエハの周縁部を研磨する研磨装置（研磨ユニット）と、ウエハの洗浄処理を行う洗浄ユニット、及び乾燥処理を行う乾燥ユニットなど一連の処理を行う各処理ユニットを設けてなる基板処理装置が実用化され、この基板処理装置でウエハの周縁部の研磨を含む一連の処理プロセスが行われている。この基板処理装置によれば、処理対象ウエハの周縁部を研磨し、該研磨したウエハを洗浄し乾燥する一連の処理を一度に同一の基板処理装置で行うことができるので、処理効率が良い。

ところで、上記の基板処理装置が備える研磨ユニットは、ウエハのベベル部を研磨するベベル研磨部やノッチ部を研磨するノッチ研磨部を具備し、研磨ユニット内で、ベベル研磨部やノッチ研磨部が研磨対象ウエハの周囲を囲む位置に設置されている。この基板処理装置による研磨処理効率を向上させるには、基板処理装置内に上記構成の研磨ユニットを複数台設置したり、研磨ユニットの配置構成を工夫したりする必要がある。

また従来、複数台の研磨ユニットを同一の基板処理装置に設置する場合は、主に各研磨ユニットにウエハを搬入出する搬送ロボットと各研磨ユニットとの取り合いから各研磨ユニットの配置を決定していた。そのため、作業者が研磨テープや研磨パッドの交換等を行なう際の各研磨ユニットのベベル研磨部やノッチ研磨部へのアクセスについては配慮がされておらず、これらの作業の効率が悪いという問題があった。この問題を解決するには、複数の研磨ユニットの研磨テープや研磨パッド等の消耗部品の交換や各部のメンテナンス等の作業が効率良く行なえる配置とすることが望ましい。

また、研磨ユニットによる研磨の際に、スラリーなどの研磨液や砥粒などが飛散すると、研磨ユニットの各部が汚染されたり、あるいは研磨対象のウエハが汚染されてその搬送先の各部などに汚染が広がってしまうことがある。そうすると、研磨ユニットや搬送ユニットなどの基板処理装置の各ユニットの頻繁な清掃が必要となり、メンテナンスの作業負担が大きくなってしまう。また、研磨ユニットや他のユニットの汚染された各部にアクセスして清掃作業をしなければならず作業効率が悪くなる。そのため、メンテンナンスの作業負担を軽減するためには、研磨の際に、研磨ユニットの各部やウエハができるだけ汚染されないようにすることが望ましい。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、第１の目的は、基板研磨の処理効率を向上させると共に、メンテナンスを短時間で効率良く行なえ、メンテンナンス負担を軽減できる基板処理装置を提供することにある。
本発明の第２の目的は、基板研磨の処理効率を向上させると共に、メンテナンスを短時間で効率良く行なえ、メンテンナンス負担を軽減できる基板研磨方法を提供することにある。
本発明の第３の目的は、基板研磨の処理効率を向上させると共に、メンテナンスを短時間で効率良く行なえ、メンテンナンス負担を軽減できる基板処理方法を提供することにある。

本発明の第１の態様によれば、半導体ウエハ等の基板の周縁部を研磨する少なくとも２台の研磨ユニット備えた基板処理装置であって、基板の周縁部に発生する表面荒れや基板の周縁部に付着し汚染源となる膜の除去に用いられることを特徴とする。前記２台の研磨ユニットは、前記基板の周縁部を研磨するベベル研磨部及び／又は前記基板のノッチ部を研磨するノッチ研磨部を備え、前記２台の研磨ユニットの間にメンテナンス用スペースが配設され、前記２台の研磨ユニットの前記ベベル研磨部及び／又は前記ノッチ研磨部が、前記メンテナンス用スペースに面した位置に配置され、前記メンテナンス用スペースから前記２台の研磨ユニットのベベル研磨部及び／又はノッチ研磨部にアクセスできる。

前記２台の研磨ユニットは各々前記メンテナンス用スペースに面した部分に開閉扉が設けられた筐体内に配置され、該開閉扉を開くことで前記メンテナンス用スペースから前記２台の研磨ユニットのベベル研磨部及び／又はノッチ研磨部にアクセスできるようにしてもよい。

上記構成により、作業者は、個々の研磨ユニットのベベル研磨部やノッチ研磨部に移動せずに、同一スペースで向きを変えるだけで２台の研磨ユニットのベベル研磨部やノッチ研磨部にアクセスできるので、研磨ユニットのベベル研磨部やノッチ研磨部のメンテナンス作業を短時間で効率良く行うことが可能となる。これにより、基板処理装置のメンテナンス性が向上する。

このように、基板処理装置における各ユニットの構成および各ユニットにおける部品の構成は、基板処理の効率を向上させるよう設計されている。作業者は共通のスペースから各ユニットへアクセスできるのでメンテナンス作業を短時間で効率良く行うことが可能となる。また、研磨時のユニットや基板の汚染を防止しメンテナンス作業の負担を削減することが可能となる。

前記ベベル研磨部は、研磨テープと、前記基板の周縁部に研磨テープを接触させるベベル研磨ヘッドと、該ベベル研磨ヘッドに研磨テープを供給し回収する研磨テープ供給回収機構とを備えてもよい。前記研磨テープ供給回収機構の前記研磨テープは前記スペースから研磨テープを交換可能としてもよい。前記ノッチ研磨部は、研磨テープと、前記基板のノッチ部に研磨テープを接触させるノッチ研磨ヘッドと、該ノッチ研磨ヘッドに研磨テープを供給し回収する研磨テープ供給回収機構とを備えてもよい。前記研磨テープ供給回収機構の前記研磨テープは前記スペースから研磨テープを交換可能としてもよい。

上記構成により、ベベル研磨部の研磨テープ供給回収機構又はノッチ研磨部の研磨テープ供給回収機構は、スペースから研磨テープを交換可能であるので、研磨ユニットの外部から短時間で効率良くメンテナンス作業を行なうことが可能となる。これにより、基板処理装置のメンテナンス性が向上する。

前記筐体は四方に側壁を有してもよい。前記筐体の第一の側壁側に前記ベベル研磨部又はノッチ研磨部のいずれか一方が配置されてもよい。前記筐体の第一の側壁が前記スペースに面して配置される。前記筐体の前記第一の側壁に隣接する前記筐体の第二の側壁側に前記ベベル研磨部又はノッチ研磨部のいずれかもう一方が配置されてもよい。前記筐体の前記第二の側壁が前記基板処理装置のハウジングに面して配置される。

上記構成により、研磨ユニット内の配置の無駄を無くすことができる。また、スペースやスペースに隣接する基板処理装置のハウジングからベベル研磨部又はノッチ研磨部にアクセスできるので、短時間で効率良くメンテナンスを行うことが可能となる。

前記筐体の前記第二の側壁に開閉扉が設けられると共に、前記基板処理装置の前記ハウジングの前記第二の側壁に面した部分に開閉扉が設けられてもよい。前記基板処理装置の前記ハウジングの前記開閉扉及び前記筐体の前記開閉扉を開くことで、前記基板処理装置の外部から前記ベベル研磨部又は前記ノッチ研磨部にアクセスできるように構成してもよい。

上記構成により、基板処理装置の外部から直接研磨ユニットのベベル研磨部又はノッチ研磨部の研磨テープ交換等のメンテナンスを行なうことができ、メンテナンス作業を短時間で効率良く行うことが可能となり、基板処理装置のメンテナンス性が向上する。

前記基板処理装置は、前記基板を前記研磨ユニットへ搬送する搬送装置をさらに備えてもよい。前記基板を前記研磨ユニットへ搬入出する搬入出口が前記筐体の前記第三の側壁に設けられてもよい。該搬入出口は前記搬送装置に面して配置される。前記搬入出口のためにシャッターが設けられている。上記構成により、基板の搬送が効率良く行なえ、基板処理装置のスループットを向上させることができる。

前記ベベル研磨部同士又は前記ノッチ研磨部同士は、その平面配置が前記メンテナンス
用スペースを挟んで互いに対称になるように設置されてもよい。研磨ユニットのベベル研
磨部又はノッチ研磨部の動作がメンテナンス用スペースを挟んで互いに対称な動作をするように設置されてもよい。

２台の研磨ユニットのベベル研磨部同士又はノッチ研磨部同士が、その平面配置がメンテナンス用スペースを挟んで互いに対称になるように設置されていると、各研磨ユニットのベベル研磨部同士又はノッチ研磨部同士をメンテナンスする際にその作業が行い易くなり、短時間で効率良くメンテナンスをすることができる。２台の研磨ユニットのベベル研磨部同士又はノッチ研磨部同士が、その平面配置がメンテナンス用スペースを挟んで互いに対称になるように設置されていると、各研磨ユニットに基板を搬入出する搬送装置の動作や処理対象の基板の位置決めもスペースを挟んで対象に設定すればよく、研磨ユニットへの基板の搬入出や研磨ユニット内の動作をスムーズに行なえると共に、研磨ユニット内におけるベベル研磨部又はノッチ研磨部の動作スペースの無駄を省くことができ、研磨ユニットを効率良く運転することが可能となる。

前記研磨ユニットは、前記ベベル研磨部及び／又はノッチ研磨部で研磨される前記基板を保持する基板保持テーブルを備えてもよい。前記研磨ユニットは、さらに前記基板保持テーブルを水平面内で直線移動させる基板保持テーブル水平移動機構を備えてもよい。

上記構成により、ベベル研磨部及び／又はノッチ研磨部による研磨の際に、これら基板保持テーブル揺動機構や基板保持テーブル水平移動機構で、基板保持テーブルで保持した基板を揺動あるいは直線移動させながら研磨することができ、基板の周縁部に所望の研磨を施すことが可能となる。また、基板保持テーブルを移動させることで、基板をベベル研磨部の位置からノッチ研磨部の位置まで移動させることもでき、ベベル研磨部及びノッチ研磨部による研磨がやり易くなる。

前記ベベル研磨部及び／又は前記ノッチ研磨部は、研磨テープの表面を前記基板の周縁部に摺接させて該基板を研磨するように構成されてもよい。前記研磨テープは、砥粒を分散させた化学的に不活性な樹脂材料をテープ基材の表面に塗布する研磨層を形成してもよい。

上記構成により、研磨液等との化学反応を防げるので、研磨対象の基板に砥粒が付着して汚染されたり、砥粒が飛散して研磨ユニットの各部に付着して汚染されることを防げ、研磨ユニットや基板処理装置の清掃などのメンテンナンス負担が軽減される。また、研磨対象の基板の品質の低下を防ぐことができる。

前記研磨ユニットは、前記ベベル研磨部及び／又はノッチ研磨部で研磨される前記基板を水平に保持する基板保持手段を備えてもよい。前記研磨ユニットは、さらに、前記基板保持手段に保持された基板の研磨位置付近に向けて純水、超純水、または脱イオン水の少なくとも１つを供給する第１の供給ノズルと、前記基板の上面の中央部付近に向けて純水、超純水、または脱イオン水の少なくとも１つを供給する第２の供給ノズルとを備えてもよい。

上記構成により、第２の供給ノズルから供給される純水が、水平に保持された基板の上面に広がって、該基板の上面に純水の膜が形成されることで、該基板が、研磨ユニット内の雰囲気や研磨屑によって汚染されることを防げると共に、基板による搬送先の二次汚染も防げるので、基板処理装置の清掃などのメンテンナンス負担が軽減される。また、第１の供給ノズルによって基板の研磨位置付近に純水が供給されると共に、第２の供給ノズルから供給された純水も基板の上面に広がって研磨位置付近に達するので、研磨部分からの研磨屑の飛散が防止されると共に研磨時の摩擦熱を奪うことができる。さらに、第１、第２の供給ノズルから基板に純水が供給されるので、基板自体や研磨ユニット内の各部の清浄度を保つことができる。さらに、第１、第２の供給ノズルから純水を供給するので、研磨層と基板との摩擦熱を奪うことができ、樹脂材料が軟化して研磨テープから砥粒が脱落することを防止できる。

本発明の第２の態様によれば、基板研磨の処理効率を向上させると共に、メンテナンスを短時間で効率良く行なえ、メンテンナンス負担を軽減できる基板研磨方法を提供する。この方法によれば、砥粒が化学的に不活性な樹脂材料に分散される。化学的に不活性な樹脂材料はテープ基材の表面に塗布され、研磨層を形成する研磨テープを用意する。前記研磨テープの前記研磨層の表面を、前記基板の周縁部に摺接させて該基板を研磨する。

上記方法によれば、研磨時に、研磨液等との化学反応で研磨テープから砥粒が脱落することを防げるので、研磨対象の基板に砥粒が付着して汚染されたり、砥粒が飛散して各部に付着して汚染されたりすることを防げ、装置の清掃などのメンテンナンス負担が軽減される。また、研磨対象の基板の品質の低下を防ぐことができる。

前記基板は、その表面に半導体デバイスを形成し該表面に多数の凹部を有してもよい。この場合、研磨液等との化学反応で研磨テープから砥粒が脱落することを防げるので、基板の凹部内に砥粒が入り込んでしまうことがなく、基板の品質が低下せずに済む。

前記研磨時に、前記基板に純水のみを供給してもよい。この場合、基板や装置内部などの清浄度を保つことができ、基板の搬送先の二次汚染も防げる。また、テープ基材の樹脂材料が化学反応により変質して砥粒が脱落するおそれがなく、研磨対象の基板に砥粒が付着して汚染されたり、砥粒が飛散して各部に付着して汚染されたりすることを防げ、装置の清掃などのメンテンナンス負担が軽減される。また、研磨中に純水を供給するので、研磨層と基板との摩擦熱を奪うことができ、樹脂材料が軟化して研磨テープから砥粒が脱落することを防止することができる。

本発明の第３の態様によれば、基板研磨の処理効率を向上させると共に、メンテナンスを短時間で効率良く行なえ、メンテンナンス負担を軽減できる基板研磨方法を提供する。この方法によれば、基板が、基板の周縁部を研磨するベベル研磨部及び基板のノッチ部を研磨するノッチ研磨部のいずれか一方に、移動機構によって移動される。
前記ベベル研磨部又はノッチ研磨部のいずれか一方で、前記基板の周縁部又はノッチ部の第一の研磨が行われる。前記基板に純水のみを供給して前記第一の研磨後前記基板の表面を覆う水膜が形成される。前記基板の表面に水膜を形成した状態で、前記移動機構によって前記基板を前記ベベル研磨部又はノッチ研磨部のいずれか他方へ移動させて配置する。前記ベベル研磨部又はノッチ研磨部の前記いずれか他方で、前記基板の周縁部又はノッチ部の第二の研磨が行われる。

上記方法によれば、研磨ユニット内の雰囲気や研磨屑によって汚染されることを防げ、基板の清浄度を保つことができる。また、基板の移送先のベベル研磨部又はノッチ研磨部の二次汚染も防げるので、ベベル研磨部又はノッチ研磨部における研磨に支障が生じない。さらに、研磨ユニット内の各部の清浄度も保つことができるので、清掃などのメンテンナンス負担が軽減される。

本発明の一参考例によれば、基板研磨の処理効率を向上させると共に、メンテナンスを短時間で効率良く行なえ、メンテンナンス負担を軽減できる基板処理方法を提供する。この方法によれば、少なくとも２台の研磨ユニットと、前記研磨ユニットに前記基板を搬送する搬送装置とを備えた基板処理装置を用いる。前記研磨ユニットはそれぞれ基板の周縁部を研磨するベベル研磨部及び基板のノッチ部を研磨するノッチ研磨部の少なくともいずれか一方を具備する。前記研磨ユニットのベベル研磨部又はノッチ研磨部の平面配置が前記搬送装置から見て互いに対称になるように配置される。前記搬送装置で、前記研磨ユニットにそれぞれ別の基板を搬送して、前記研磨ユニットで並行して前記それぞれ別の基板を研磨して前記それぞれ別の基板の周縁部の汚染除去及び／又は表面荒れの除去を行う。この場合、前記研磨ユニット内における前記ベベル研磨部又は前記ノッチ研磨部の動作が前記搬送装置から見て互いに対称な動作をしてもよい。

上記方法によれば、複数の基板を同時に研磨して基板処理装置における単位時間当たりの基板の処理数を多くでき、基板処理装置のスループットを向上させることができる。また、上記方法によれば、搬送装置でこれら各研磨ユニットにそれぞれ別の基板を搬送して各研磨ユニットで並行して各基板を研磨する処理をしても、各研磨ユニットへの基板の搬送や研磨ユニット内におけるベベル研磨やノッチ研磨などの動作がスムーズに行える。さらに、研磨ユニットのベベル研磨部やノッチ研磨部などの動作スペースの無駄を省くことができ、研磨ユニットを効率良く運転することができる。

本発明の他の参考例によれば、基板研磨の処理効率を向上させると共に、メンテナンスを短時間で効率良く行なえ、メンテンナンス負担を軽減できる基板処理方法を提供する。この方法によれば、少なくとも２台の研磨ユニットと、前記研磨ユニットに前記基板を搬送する搬送装置とを備えた基板処理装置を用いる。前記研磨ユニットは基板の周縁部を研磨するベベル研磨部及び基板のノッチ部を研磨するノッチ研磨部の少なくともいずれか一方を具備する。前記研磨ユニットのベベル研磨部又はノッチ研磨部の平面配置が前記搬送装置から見て互いに対称になるように配置し、前記搬送装置で、前記研磨ユニットに基板を連続して搬送して、前記研磨ユニットで前記基板を連続して研磨して前記基板の周縁部の汚染除去及び／又は表面荒れの除去を行う。この場合、前記研磨ユニット内における前記ベベル研磨部又は前記ノッチ研磨部の動作が前記搬送装置から見て互いに対称な動作をしてもよい。

上記方法によれば、各研磨ユニットでそれぞれ粗研磨処理と仕上げ研磨処理を分担して行うなど、各研磨ユニットを研磨目的に応じて使い分けて研磨することができるので、研磨対象の基板を目的とする形状等に効率良く仕上げることができる。また、上記方法によれば、搬送装置で、同一の基板を各研磨ユニットに順に搬送して、各研磨ユニットで該同一の基板を研磨する処理をしても、各研磨ユニットへの基板の搬送や研磨ユニット内におけるベベル研磨やノッチ研磨などの動作がスムーズに行える。さらに、研磨ユニットのベベル研磨部やノッチ研磨部などの動作スペースの無駄を省くことができ、研磨ユニットを効率良く運転することができる。

本発明の第４の態様によれば、基板研磨の処理効率を向上させると共に、メンテナンスを短時間で効率良く行なえ、メンテンナンス負担を軽減できる基板処理方法を提供する。この方法によれば、少なくとも２台の研磨ユニットと、前記研磨ユニットに前記基板を搬送する搬送装置とを備えた基板処理装置を用いる。前記研磨ユニットは、基板の周縁部を研磨するベベル研磨部及び基板のノッチ部を研磨するノッチ研磨部の少なくともいずれか一方を具備する。前記研磨ユニットのベベル研磨部又はノッチ研磨部の平面配置が前記搬送装置から見て互いに対称になるように配置される。次の２つの研磨処理もいずれか一方が選択的に行われる。第１の研磨処理においては、前記搬送装置で、前記少なくとも２台の研磨ユニットにそれぞれ別の基板を搬送して、前記少なくとも２台の研磨ユニットで並行して前記各基板を研磨して各基板の周縁部の汚染除去及び／又は表面荒れの除去が行われる。第２の研磨処理においては、前記搬送装置で、前記少なくとも２台の研磨ユニットに基板を連続して搬送して、前記少なくとも２台の研磨ユニットで前記基板を連続して研磨して前記基板の周縁部の汚染除去及び／又は表面荒れの除去が行われる。この場合、前記研磨ユニット内における前記ベベル研磨部又は前記ノッチ研磨部の動作が前記搬送装置から見て互いに対称な動作をしてもよい。

基板処理の目的に応じて、単位時間当たりの基板の処理数を多くして基板処理装置のスループットを向上させたり、各研磨ユニットを研磨目的に応じて使い分けて基板を目的とする形状等に効率良く仕上げたりすることができる。また、上記の処理のうちいずれかを選択的に行う際に、そのつど各処理を行う仕様に基板処理装置の配置構成を変更したりその動作設定を変更したりする必要がなくなり、簡単な手順で、上記の各処理を切り換えて行うことができるようになり、基板処理の効率が向上する。また、いずれの処理においても各研磨ユニットへの基板の搬送や研磨ユニット内におけるベベル研磨やノッチ研磨などの研磨の動作がスムーズに行えるようになる。

本発明の上述した、およびその他の目的、特徴、効果は、添付した図面を参照して以下に説明する好ましい実施形態の例によって明らかにされる。

以下、本発明の実施形態にかかる基板処理装置を図２乃至３６に基づいて詳細に説明する。図面を通して同一または相当する構成要素には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図２は、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置の全体構成を示す概略平面図である。図２に示す基板処理装置１は、ウエハ供給回収装置１０１を設置したロードアンロードポート１００と、ウエハを載置するウエハステージ３００及び／又はウエハ周縁部の形状、表面状態、欠陥部位の有無等の測定を行う測定ユニット３１０と、主にロードアンロードポート１００とウエハステージ３００又は測定ユニット３１０、又は下記する２次洗浄・乾燥ユニット６１０との間でウエハを搬送する第１搬送ロボット２００Ａと、ウエハ周縁部の研磨を行う第１研磨ユニット４００Ａ及び第２研磨ユニット４００Ｂの二台の研磨ユニットと、研磨後のウエハの洗浄を行う１次洗浄ユニット６００と、１次洗浄されたウエハの２次洗浄及び乾燥を行う２次洗浄・乾燥ユニット６１０と、主に第１、第２研磨ユニット４００Ａ，４００Ｂと１次洗浄ユニット６００と２次洗浄・乾燥ユニット６１０の各ユニット間でウエハを搬送する第２搬送ロボット２００Ｂを備えている。また、測定ユニット３１０によるウエハ周縁部の形状、表面状態、欠陥部位の有無等の測定結果に基づいて、第１、第２研磨ユニット４００Ａ，４００Ｂにおける研磨条件を決定する研磨条件決定手段（図示せず）を備えている。なお、図２において、符号４は電源及び制御装置であり、符号６はコントロールパネルである。ここでは、基板処理装置１内に設置された各処理装置の組立体（モジュール）をユニットと称す。以下、基板処理装置１が備える各ユニットの構成、及び各ユニットにおける処理工程を詳細に説明する。

基板処理装置１は、クリーンルーム２に設置されたハウジング３内に収納配置されており、クリーンルーム２の内部空間と基板処理装置１の内部空間がハウジング３の壁面によって区画されている。また基板処理装置１内は、第１搬送ロボット２００Ａが配置された搬送領域Ｆと、他の各ユニットが配置された処理領域Ｇからなる。そしてハウジング３の上部に設けられたエア供給ファン、ケミカルフィルタ、ＨＥＰＡ又はＵＬＰＡフィルタなどを有するファンユニット（図示せず）を介して清浄な空気が基板処理装置１内の空間に供給されるようになっている。ファンユニットは、通気ダクト（図示せず）を介して基板処理装置１の上部から空気を取り込み、フィルタを通過させた清浄な空気を下方に向けて供給する。一方、ハウジング３内の空気は、下部に設けた図示しない排気部から外部へ排出されるようになっており、ハウジング３内に清浄空気のダウンフローが形成される。これにより基板処理装置１内で搬送されるウエハ表面に清浄空気のダウンフローが形成され、ウエハの汚染が防止される。

１．ロードアンロードポート
ロードアンロードポート１００の構成を説明する。図２の基板処理装置１では、搬送領域Ｆに隣接する側壁３ａの外側にロードアンロードポート１００が設けられている。そして、ウエハカセット１０２を載置するロードアンロードステージとして、ＳＭＩＦ(Standard Mechanical Interface)ポッド、もしくはＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）１０１を用いている。ＳＭＩＦポッド又はＦＯＵＰ１０１は、ウエハカセット１０２を収納する容器状の隔壁を備えて構成され、内部に外部空間とは独立した環境を保つことができる密閉容器である。ロードアンロードポート１００は、ＳＭＩＦポッド又はＦＯＵＰ１０１が基板処理装置１の壁面３ａに外付けできるようになっており、該壁面３ａには開閉式のシャッター５が設置されている。ウエハを収容したウエハカセット１０２をＳＭＩＦポッド又はＦＯＵＰ１０１に載置すると、基板処理装置１のシャッター５とＳＭＩＦポッド又はＦＯＵＰ１０１の容器側面に設けたシャッター１０２ａとが開いて、開口部同士が連通した状態で基板処理装置１とウエハカセット１０２が一体化し、ウエハカセット１０２内のウエハを外部の雰囲気に曝すことなく基板処理装置１内に搬入できる状態となる。

一方、基板処理工程が終了するとシャッター５が閉じられて、ＳＭＩＦポッド又はＦＯＵＰ１０１は基板処理装置１と分離して別の処理工程へ自動もしくは手動で搬送されるため、ＳＭＩＦポッド又はＦＯＵＰ１０１の内部に汚染された空気が入り込まないようにする必要がある。そのため、ウエハがウエハカセット１０２に戻される直前に通過する搬送領域Ｆの上部には、ケミカルフィルタ（図示せず）が設置され、該ケミカルフィルタを通して清浄な空気のダウンフローが形成されるようになっている。尚、ウエハカセット１０２内のウエハを清浄に保つために、ＳＭＩＦポッド又はＦＯＵＰ１０１の密閉容器自体にケミカルフィルタやファンを設置し、容器内のクリーン度を維持するようにしてもよい。

基板処理装置１では、ＳＭＩＦポッド又はＦＯＵＰ１０１を２台並列に設置しているので、これら２台のＳＭＩＦポッド又はＦＯＵＰ１０１から並行してウエハを搬入搬出することができ、基板処理装置１の稼働率を向上させることができる。即ち、一方のＳＭＩＦポッド又はＦＯＵＰ１０１に搭載したウエハカセット１０２内のウエハを搬入した後、続けて他方のＳＭＩＦポッド又はＦＯＵＰ１０１に搭載したウエハカセット１０２内のウエハを搬入し、その間に空になった先のウエハカセット１０２を交換することで、基板処理装置１に連続してウエハを搬入し続けることが可能となる。

図３Ａはロードアンロードポート１００の他の構成例を示す正面図で、図３Ｂは図３Ａの側面図である。このロードアンロードポート１００−２は、ウエハカセット１０３を載置する板状のロードアンロードステージ１０４を具備している。ロードアンロードステージ１０４は、ウエハカセット１０３の下面の形状にあわせたブロック１０５による位置決め機構を有し、繰り返しウエハカセット１０３を載置しても常に同じ位置になるように構成されている。また、正しい位置にウエハカセット１０３が搭載された場合には、ボタン式のセンサ（図示せず）によりウエハカセット１０３の存在を検知する。また、ロードアンロードステージ１０４の上方には、ウエハ飛出し検知機構である透過型光センサ１０６が設置されており、ウエハカセット１０３内のウエハが飛び出した場合にこれを検知し、ウエハカセット１０３のスロットにウエハが正しく収納されているかを確認できるようになっている。ウエハの飛出しを検知した場合は、インターロックが作動し、第１搬送ロボット２００Ａや下記するウエハサーチ機構１０９等がロードアンロードステージ１０４に対してアクセスできないように制御する。

各ロードアンロードステージ１０４の下には、ダミーウエハステーション１０７が設置されている。ダミーウエハステーション１０７は、ウエハを各１枚以上載置することが可能であり、製品ウエハを処理する前に第１、第２研磨ユニット４００Ａ，４００Ｂの状態を安定した状態にするために使用するダミーウエハや、基板処理装置１の状態を確認するために搬送させる品質管理（ＱＣ）ウエハ等を入れる。ダミーウエハステーション１０７内には、ウエハ有無検知用のセンサ１０８が設置されており、ウエハの存在を確認することができる。また、ウエハ飛出し検知用のセンサを設けることもできるが、透過型光センサ１０６による飛出し検知機能を共有するようにしても良い。ダミーウエハステーション１０７へウエハを搭載するには、ウエハを収容したウエハカセット１０３を任意のロードアンロードステージ１０４に載置した後、ウエハをサーチして、ダミーウエハステーション１０７に送るウエハを決定しコントロールパネル６（図２参照）から指示することで、第１搬送ロボット２００Ａによって当該ウエハをウエハカセット１０３からダミーウエハステーション１０７へ移送する。あるいは、ロードアンロードステージ１０４にウエハカセット１０３が載置されていない場合には、ロードアンロードステージ１０４を持ち上げて手作業でダミーウエハステーション１０７にウエハを載置することもできる。

図３Ａおよび３Ｂに示すように、ロードアンロードステージ１０４の下部にはウエハサーチ機構１０９が設置されている。ウエハサーチ機構１０９は、駆動源（パルスモータ）１１０により上下にストローク可能な一対の支持部材１１１を備え、該一対の支持部材１１１の上端部にサーチセンサ１１２が取付けられている。このウエハサーチ機構１０９は、サーチ動作中以外は下降して図３Ａおよび３Ｂに示す位置に待機し、搬入出されるウエハカセット１０３などとの干渉が防止される。一対のサーチセンサ１１２は、図３Ｂに示すように、光線がウエハカセット１０３内を水平に貫通するように水平方向に対向する位置に配置される。

ウエハサーチ時には、ウエハサーチ機構１０９が上下動作して、サーチセンサ１１２がダミーウエハステーション１０７の下部からウエハカセット１０３の最終スロット上部まで往復し、ウエハによって光線が遮光された回数をカウントしてウエハの枚数をカウントすると共に、その位置を駆動源１１０のパルスモータのパルスから検知してウエハがあるスロットの位置を判断する。また、あらかじめウエハカセット１０３のスロット間隔を入力しておき、その間隔以上のパルス間でサーチセンサ１１２の光線が遮光された場合にはウエハが斜めに挿入されていることを検知するウエハ斜め検知機能も備えている。

図３Ｂに示すように、ウエハカセット１０３の開口部と基板処理装置１の間には、シリンダ１１３により上下に駆動されるシャッター１１４が配置され、ロードアンロードポート１００−２と基板処理装置１内を仕切っている。前記シャッター１１４は、第１搬送ロボット２００Ａがウエハカセット１０３に対してウエハを搬入出している場合を除き閉じられている。図３Ａに示すように、基板処理装置１の側壁３ａに対して複数台並設された各ロードアンロードステージ１０４の間が隔壁１１７で仕切られている。これにより、いずれかのウエハカセット１０３の交換作業中に隣のウエハカセット１０３が稼働中でも、作業者が誤ってこれに接触することを防止できる。また、図３Ｂに示すように、ロードアンロードポート１００−２の前面には扉１１５が設置され外部と仕切られている。扉１１５には、ロック機構（図示せず）と開閉判別用のセンサが設けられており、基板処理中には扉１１５をロックすることで、ウエハカセット１０３の保護と人体への危険を未然に防止している。また、扉１１５が一定時間開放された状態になっている場合はアラーム（警報）を発するようになっている。

ウエハカセット１０３をロードアンロードステージ１０４へ載置する方法としては、以下の２種類の方法がある。
（１）ウエハが収納されたウエハカセット１０３をそのままロードアンロードステージ１０４へ載置する方法である。これはクリーンルーム２のロードアンロードポート１００に面している空間が比較的清浄な状態にある場合、例えば、クラス１００以下の時に採られる手段である。なお、この場合には、ロードアンロードポート１００（１００−２）にフィルタファンユニット１１６を設置することで、ロードアンロードポート１００内のロードアンロードステージ１０４の周囲の雰囲気を清浄な状態に保つ必要がある。
（２）ウエハカセット１０３をクラス１００程度に清浄度が管理された収納箱の中に収納してクリーンルーム２内を搬送し、そのままロードアンロードステージ１０４へ載置する方法である。これはクリーンルーム２のロードアンロードポート１００に面した空間が比較的ダーティ（汚れた）な状態にある場合、例えば、クラス１０００以上の時に採られる方法である。

以下、ロードアンロードポート１００からウエハを搬入する前述の搬入動作（２）を説明する。
図４は、ロードアンロードポート１００の他の構成例を示す正面図である。このロードアンロードポート１００−３は、水平方向に設置した隔壁１２０によって上部空間１２１と下部空間１２２に仕切られている。ウエハを収納したウエハカセット１２３は、密閉した収納箱１２４に入れられて上部空間１２１に設けたロードアンロードステージ１２５上に載置される。収納箱１２４は、取外し可能な底板１２４ａを備え、搬送中は底板１２４ａが収納箱１２４の底部に密閉状態で固定されている。そして収納箱１２４がロードアンロードステージ１２５上に載置されると、ロック機構（図示せず）によりロードアンロードステージ１２５の載置板１２５ａに対して底板１２４ａが固定される。一方、載置板１２５ａと底板１２４ａが固定されると同時に、収納箱１２４の下端部がロードアンロードステージ１２５に対して密着固定されると共に、底板１２４ａの収納箱１２４に対する固定が解除され、底板１２４ａは載置板１２５ａと共に上下移動できる状態になる。

載置板１２５ａは昇降機構１２６に取付けられており、載置板１２５ａ上に底板１２４ａとウエハカセット１２３を載置した状態で昇降移動が可能になっている。載置板１２５ａと底板１２４ａとのロックが確認されると載置板１２５ａが下降し、ウエハカセット１２３を下部空間１２２へ導入する。ここで、上部空間１２１は、基板処理装置１外の空間と同程度に汚染された雰囲気であるが、下部空間１２２は基板処理装置１内と同様の清浄な状態に保たれている。従って、ウエハカセット１２３内のウエハをダーティな上部空間１２１の雰囲気に曝すことなく基板処理装置１内に搬入することができる。この場合、第１搬送ロボット２００Ａのハンドが下部空間１２２のウエハの高さ位置まで移動することで、ウエハを基板処理装置１内に搬入する。

２．第１搬送ロボット
次に、第１搬送ロボット２００Ａの構成を説明する。図５は、第１搬送ロボット２００Ａを示す側面図である。第１搬送ロボットは、図５に示すように水平面内で回転可能な回転機構を備えた基台２０１と、基台２０１の上面に設置された一対のハンドリング機構２０４ａ，２０４ｂを具備している。基台２０１は、上面の高さ位置を調節する上下移動機構も備えている。ハンドリング機構２０４ａ，２０４ｂは、伸縮可能なアーム機構２０２ａ，２０２ｂの先端部にウエハを保持する上下ハンド２０３ａ，２０３ｂを取り付けてなり、上下ハンド２０３ａ，２０３ｂは所定間隔で上下に配置されている。基台２０１の上下動作及び回転動作とアーム機構２０２ａ，２０２ｂの伸縮動作（水平方向移動）により、上下ハンド２０３ａ，２０３ｂが目標位置へ向けて自由に移動することができ、ウエハを所定位置に搬送可能になっている。

上ハンド２０３ａ及び下ハンド２０３ｂは共に真空ライン（図示せず）を備え、いずれも真空吸着ハンドとして使用することが可能である。あるいは、下ハンド２０３ｂはウエハを真空吸着する吸着型ハンドとし、上ハンド２０３ａはウエハの周縁部を保持する落し込み型ハンドとしてもよい。吸着型ハンドはウエハカセット１０２内のウエハの位置ずれに関係なく正確に搬送することができ、落し込み型ハンドは真空吸着のように異物を集めないのでウエハ裏面のクリーン度を保ち搬送することができる。少なくとも洗浄工程終了後のウエハの搬送には、落し込み型のハンドを使用するのが望ましい。この場合は、上ハンド２０３ａにセラミックス製薄型落し込みハンドを採用するとよい。該セラミック製薄型落し込みハンドは、特に２次洗浄・乾燥ユニット６１０からウエハを取り出してウエハカセット１０２に収納するまでの搬送工程に使用する。一方、下ハンド２０３ｂには、真空ラインを有してなるセラミックス製二股真空吸着ハンドを採用することができる。この下ハンド２０３ｂは、ウエハカセット１０２からのウエハの取出し及びウエハステージ３００又は測定ユニット３１０へのウエハの受渡しの搬送工程に使用するとよい。このように、上ハンド２０３ａと下ハンド２０３ｂを使い分けることで、洗浄後のクリーンなウエハを搬送する際に洗浄液や異物等の付着による汚染を防止できるようになっている。

３．第２搬送ロボット
次に、第２搬送ロボット２００Ｂの構成を説明する。図６は、第２搬送ロボット２００Ｂを示す斜視図である。図６において図５に示す第１搬送ロボット２００Ａと共通する部分には同一の符号を付してここではその詳細な説明は省略する。

第２搬送ロボット２００Ｂの上ハンド２０３ａ及び下ハンド２０３ｂは、共にウエハＷ周縁部を保持する落し込み型ハンドである。上ハンド２０３ａは濡れていないウエハＷを保持する搬送工程、具体的にはウエハステージ３００又は測定ユニット３１０から第１、第２研磨ユニット４００Ａ，４００Ｂ、１次洗浄ユニット６００までの搬送、及び２次洗浄・乾燥ユニット６１０からウエハステージ３００又は測定ユニット３１０までの搬送の２パターンで使用する。下ハンド２０３ｂは濡れているウエハＷを保持する搬送工程、即ち上記以外の搬送工程に使用する。このように濡れているウエハＷを下側にすることで、濡れていないウエハＷに洗浄液などが滴下し汚染されることを防止できる。

４．ウエハステージ及び／又は測定ユニット
ウエハステージ３００は、図２に示すように第１、第２搬送ロボット４００Ａ，４００Ｂの双方からアクセス可能な位置に設置され、ロードアンロードポート１００から搬送された処理前のウエハ、及び２次洗浄・乾燥ユニット６１０から搬送された処理後のウエハを一時的に載置し、次の搬送ロボットへ受け渡す載置台として用いるものである。このウエハステージ３００は、ウエハ周縁部を複数の載置ピン３０１で支持する構造である。なお、ウエハステージ３００にはウエハ有無検知用のセンサ（図示せず）を設置することもできる。

一方、ウエハステージ３００を設置する位置に、ウエハステージ３００に代えて処理前及び処理後のウエハの周縁部の形状等の測定を行う機能を備えた測定ユニット３１０を設置することもできる。この測定ユニット３１０の一例として、以下、ウエハの直径を測定する直径測定機構を備えた測定ユニットを説明する。

図７は、測定ユニット３１０の一例を示す概略斜視図である。また図８Ａは、測定ユニット３１０の概略平面図であり、図８Ｂは、図８ＡのＡ方向矢視図である。また、図９Ａは測定ユニット３１０が備える基板保持回転機構３６１の斜視図であり、図９Ｂは平面図である。なお、図７、図８Ａおよび８Ｂでは基板保持回転機構３６１の図示を省略している。測定ユニット３１０は、ウエハＷの外径寸法（直径）を計測する直径計測機構を備えたもので、計測したウエハＷの直径からウエハ側面（ベベル部側面）の研磨量を計測するものである。この測定ユニット３１０は、基板保持回転機構３６１と、該基板保持回転機構３６１で保持されたウエハＷの周縁部の所定位置の上下に設置した一対の投光装置３１２及び受光装置３１３からなるセンサ機構（レーザーセンサ）３１１を具備している。投光装置３１２はレーザー光を投光する装置である。

図９Ａおよび９Ｂに示す基板保持回転機構３６１は、測定ユニット３１０における測定時にウエハＷを保持し回転させる機構で、図９Ａおよび９Ｂに示すようにウエハＷ外周部を把持する複数の爪部３６２ａを備えた上段チャック（上段スピンチャック）３６２と，同じく複数本の爪部３６３ａを備えた下段チャック（下段スピンチャック）３６３を２段に設けている。上段チャック３６２と下段チャック３６３は同軸状に設置され、いずれも回転軸３６４周りに回転するようになっている。上段、下段チャック３６２，３６３の爪部３６２ａ，３６３ａはいずれも所定間隔で４本ずつ設けられており、図９Ｂに示すように上段、下段チャック３６２，３６３は上方から見て各々の爪部３６２ａ，３６３ａが互いに所定角度ずれた状態で上下に重ならないように設置されている。下段チャック３６３は、上段チャック３６２に対して上下方向に移動可能に取付けられている。また、上段チャック３６２及び下段チャック３６３を回転させる回転駆動機構（図示せず）、及びその一定速度での回転や角度を割り出しするインデックス機構（図示せず）が設けられている。

図１０Ａおよび１０Ｂを用いて基板保持回転機構３６１の動作を説明する。通常は、図１０Ａに示すように上段チャック３６２が測定対象ウエハＷを保持し回転することでウエハＷの測定を行うが、上段チャック３６２の回転により爪部３６２ａがウエハＷ周縁部の測定位置に重なる場合、その手前で、図１０Ｂに示すように下段チャック３６３が上昇してウエハＷを保持し、上段チャック３６２の爪部３６２ａのウエハＷに対する係合が外れるようになっている。その状態で上段チャック３６２及び下段チャック３６３が所定の角度回転することで、上段チャック３６２の爪部３６２ａが測定位置に重なることを回避することができる。そして上段チャック３６２の爪部３６２ａが測定位置を通過した後、下段チャック３６３を下降させることで再度上段チャック３６２によってウエハＷを保持することができる。このように動作することで、上段チャック３６２の爪部３６２ａが測定位置に重なることを防ぎ、ウエハＷ周縁部の全周の測定を行うことを可能としている。

一方、図７に示す測定ユニット３１０は、２組のセンサ機構３１１，３１１を備えており、各組のセンサ機構３１１，３１１は基板保持回転機構３６１に保持されたウエハＷの中心線上の対角位置にそれぞれ設置されている。各センサ機構３１１，３１１には、受光装置３１３，３１３で受光したレーザー光の光量を数値化して処理するデータ処理装置（図示せず）が接続されている。なお、受光装置３１３，３１３をウエハＷの上側に設置し、投光装置３１２，３１２をウエハＷの下側に設置してもよい。

センサ機構３１１，３１１は、図８Ｂに示すように、投光装置３１２，３１２からウエハＷ周縁部に向けて下向きに所定の幅寸法を持つ線状（面状）のレーザー光３１４，３１４を投光する。そしてこのレーザー光３１４が、ウエハＷ周縁部をウエハＷの半径方向に横断しその一部がウエハＷ周縁部の上面で遮断される。従って、レーザー光３１４，３１４のうちウエハＷによって遮断されずに外側を通過するものだけが受光装置３１３，３１３で受光される。この受光量をデータ処理装置で数値化することで、ウエハＷの外周部を通過したレーザー光３１４，３１４の幅寸法、即ち図８Ｂに示すＤ１，Ｄ２の寸法が計測される。測定対象ウエハの直径を求めるには、予め直径が分かっている基準ウエハ（図示せず）を用意しこれを計測することで、その場合のＤ１，Ｄ２の寸法を計測しておき、この基準ウエハにおけるＤ１，Ｄ２の寸法と測定対象ウエハにおけるＤ１，Ｄ２の寸法の差と、基準ウエハの直径とから測定対象ウエハの直径Ｄ_Wを算出する。

さらに、基板保持回転機構３６１の上段チャック３６２及び下段チャック３６３の回転角度を割り出しして、ウエハＷ周縁部の複数箇所の直径を測定することで、ウエハＷの全周における研磨量のばらつきなど、１点では得られない情報を得ることができる。また、基板保持回転機構３６１を回転させた状態で連続的にウエハの直径を計測することもできる。この方法によれば、直径の計測データを連続データとして得ることができるので、ウエハの真円度を算出することができる。

測定ユニットとしては、上記のほか、ウエハの周縁部の断面形状を測定する断面形状測定機構やウエハの周縁部の表面状態を測定する表面状態測定機構、又はウエハ周縁部の欠陥部位の検出をする欠陥検出機構等を設けた測定ユニットでもよいし、これら各測定機構のうち複数の測定機構を備えた測定ユニットでもよい。

図１１は、同一のスペースにウエハステージ３００と測定ユニット３１０を併設する場合の設置例を示す図である。図１１では、図示の都合上、測定ユニット３１０として基板保持回転機構３６１のみを示しその他の部分は図示を省略している。ウエハステージ３００と測定ユニット３１０はそれぞれ単独で設置することができるほか、測定ユニット３１０の上部にウエハステージ３００を併設することができる。この場合、図１１に示すように測定ユニット３１０を筐体３６６内に配置し、該筐体３６６の上面３６６ａにウエハステージ３００を設置する。このウエハステージ３００は、第１搬送ロボット２００Ａのハンドによって搬送されるウエハＷを一時的に仮置きして第２搬送ロボット２００Ｂのハンドに受け渡す用途に使用したり、測定ユニット３１０が先のウエハで占有されている場合に、後のウエハを待機させる待機台として使用することができる。一方、筐体３６６の側壁３６６ｂには開閉式のシャッター３６７が設けられている。該シャッター３６７を開くことで、第１又は第２搬送ロボット２００Ａ又は２００Ｂに保持されたウエハを筐体３６６内に搬入し、測定ユニット３１０の基板保持回転機構３６１に載置して測定を行うことができる。

このように測定ユニット３１０の上部にウエハステージ３００を設置することにより、共通のスペースに測定ユニット３１０とウエハステージ３００を設けることができ、基板処理装置１内のスペースを節約することができる。また、下記の基板処理装置１の処理パターンの説明で述べるように、ウエハを効率良く最適な搬送ルートで搬送することが可能となり、基板処理装置１のスループットを向上させることができる。

５．研磨ユニットの第１実施形態
次に第１、第２研磨ユニット４００Ａ，４００Ｂの構成を説明する。第１、第２研磨ユニット４００Ａ，４００Ｂは、図２で示すように各々の筐体内における構成部が、一点鎖線で示す中心線Ｌを軸として互いに対象となるように、すなわち、中心線Ｌが線対称の対称軸になるように配置されている点以外は相互に共通する構成を備えたユニットであるため、以下、第１、第２研磨ユニット４００Ａ，４００Ｂに共通の構成としての研磨ユニットを説明する。

図１２は、本発明の第１実施形態にかかる研磨ユニット４００−１の概略平面図であり、図１３はその概略側断面図あり、図１４は、図１３に示す断面に対して略直交する方向における概略側断面図である。これらの図に示すように研磨ユニット４００−１は、中央に研磨室４０１を形成すると共にその上部及び下部に複数の機械室を区画してなる筐体４０３と、研磨室４０１内でウエハを水平に保持しかつ回転する基板保持回転機構（基板保持機構）４１０と、ウエハのベベル部を研磨するベベル研磨部４５０と、ウエハのノッチ部を研磨するノッチ研磨部４８０の各部を備えている。

研磨ユニット４００−１の筐体４０３は、図１２に示すように研磨ユニット４００−１の略四方を囲む側壁を有しており、隣接した２箇所の側壁４０４，４０６の内側にそれぞれベベル研磨部４５０とノッチ研磨部４８０が配置されている。また、これらベベル研磨部４５０とノッチ研磨部４８０は、研磨室４０１内の基板保持回転機構４１０に保持されるウエハＷの周囲を囲む位置に配置されると共に、ベベル研磨部４５０のベベル研磨ヘッド４６０とノッチ研磨部４８０のノッチ研磨ヘッド４９０とが、ウエハＷの中心部に対して約９０度隔てた位置に配置されている。

また、研磨ユニット４００−１の前記２箇所の側壁４０４，４０６のうち、ベベル研磨ヘッド４６０側の側壁４０４には、メンテナンス用ハッチ（開閉扉）４０７が設けられ，ノッチ研磨ヘッド４９０側の側壁４０６には、メンテナンス用ハッチ（開閉扉）４０８が設けられている。メンテナンス用ハッチ４０７，４０８は、それぞれベベル研磨ヘッド４６０及びノッチ研磨ヘッド４９０に面している。作業者がメンテナンス用ハッチ４０７を開くことで、研磨ユニット４００−１の外部からベベル研磨ヘッド４６０にアクセスでき、メンテナンス用ハッチ４０８を開くことで、ノッチ研磨ヘッド４９０にアクセスすることができる。一方、研磨ユニット４００−１の他の側壁４０９には、ウエハＷを研磨室４０１に搬入出する搬入出口４０５が設けられ、該搬入出口４０５を覆うシャッター４０５ａ及び該シャッター４０５ａを駆動するエアシリンダ４０５ｂが設置されている。図１２に示す研磨ユニット４００−１では、ノッチ研磨ヘッド４９０が配置された側壁４０６に対向する側壁４０９に搬入出口４０５が設けられている。

基板保持回転機構４１０は、図１３及び図１４に示すように上面にウエハＷを水平に保持する基板保持テーブル４１１と、基板保持テーブル４１１の下面に連結された回転軸４１２を備えている。回転軸４１２は、その中間部付近で上部回転軸４１２ａと下部回転軸４１２ｂに分離しており、上部回転軸４１２ａと下部回転軸４１２ｂは互いに平行で水平方向に所定距離離間して配置されている。上部回転軸４１２ａは、支持体４１３ａの内周に軸受４１４ａを介して回転自在に取付けられている。また、上部回転軸４１２ａにはプーリ４１５ａが取付けられており、該プーリ４１５ａは支持体４１３ａに固定されたモータ４１６の回転軸に取付けられたプーリ４１７とタイミングベルト４１８で接続されており、モータ４１６を駆動することで上部回転軸４１２ａを回転させて基板保持テーブル４１１を回転させるようになっている。

一方、下部回転軸４１２ｂは支持体４１３ｂの内周面に固定された軸受４１４ｂによって回転自在に支持されている。また、下部回転軸４１２ｂにはプーリ４１５ｂが固定されており、このプーリ４１５ｂは支持体４１３ｂに固定されたモータ４１９の回転軸に取り付けたプーリ４２０にタイミングベルト４２１を介して接続されている。モータ４１９が駆動することで、プーリ４２０及びタイミングベルト４２１を介して下部回転軸４１２ｂを回転させることができる。モータ４１９を所定角度往復回転させれば、下部回転軸４１２ｂを中心として上部回転軸４１２ａを揺動させることができ、これにより上部回転軸４１２ａに連結された基板保持テーブル４１１を水平面内で揺動移動させる基板保持テーブル揺動機構４３９を構成している。なお、基板保持回転機構４１０の機械部分に処理液などが付着するのを防止するため、回転軸４１２や支持体４１３などを覆うカバー４３８が取付けられている。

支持体４１３ａと支持体４１３ｂは、板状部材４２２で互いに固定されている。また支持体４１３ｂは、水平方向移動機構（基板保持テーブル水平移動機構）４２３を介して研磨室４０１と機械室４０２の境界に設けられたベースプレート４０３ａに取付けられている。水平方向移動機構４２３は、ベースプレート４０３ａに対してリニアガイド４２４で一方向にスライド移動可能に取付けられた上プレート４２５と、該上プレート４２５に対してリニアガイド４２６によって上記方向に直交する方向に移動可能に取付けられた下プレート４２７を備えて構成されている。この水平方向移動機構４２３により、支持体４１３（４１３ａ，４１３ｂ）はベースプレート４０３ａに対して水平面内の互いに直行する２方向（Ｘ−Ｙ方向）に直線移動可能な状態となっており、いわゆるＸ−Ｙステージとして動作することができる。上プレート４２５及び下プレート４２７には、それぞれサーボモータ４２８，４２９及びボールネジ４３０，４３１が固定されており、サーボモータ４２８，４２９を駆動することで上プレート４２５及び下プレート４２７をそれぞれリニアガイド４２４，４２６に沿って平行移動させることができる。

基板保持テーブル４１１の上面には研磨パッド４３５が取付けられており、研磨パッド４３５の上面には溝部４３５ａが形成されている。研磨パッド４３５はウレタン系の弾性部材からなり、ウエハＷの裏面を傷付けることなくウエハＷを保持することができると共に、ウエハＷとの接触部を気密に保つ作用がある。溝部４３５ａは、基板保持テーブル４１１を介して上部回転軸４１２ａに形成された連通路４３２ａに連通している。上部回転軸４１２ａの連通路４３２ａと下部回転軸４１２ｂの連通路４３２ｂは、上部回転軸４１２ａにロータリージョイント４３３を介して接続された配管４３４で連通接続されている。また下部回転軸４１２ｂの連通路４３２ｂには真空ライン４３６及び圧縮空気供給ライン４３７が接続されている。したがって、真空ライン４３６から真空を供給することにより、研磨パッド４３５の溝部４３５ａに真空が形成され、基板保持テーブル４１１上に載置されたウエハＷが研磨パッド４３５の上面に真空吸着される。

また、基板保持回転機構４１０上方には基板受渡機構４４０が設置されている。基板受渡機構４４０は一対のアーム４４１，４４１を備え、アーム４４１，４４１には、ウエハＷのベベル部に対応した保持部４４１ａ，４４１ａが設けられている。アーム４４１，４４１は、図１２の矢印で示す方向に開閉可能で閉鎖位置と開放位置を取ることができ、閉鎖位置で保持部４４１ａ，４４１ａにウエハＷを狭持し、開放位置でウエハＷを放す。アーム４４１，４４１がウエハＷを狭持することでセンタリングが行われる。

ここで、研磨ユニット４００−１内には、基板保持回転機構４１０やベベル研磨部４５０やノッチ研磨部４８０などの各構成部に液体・気体（純水やガスなど）を供給する供給配管（図示せず）や、各構成部からの排液が流通する排液管などの各種配管（図示せず）が設置されている。これら各構成部に連通する配管は、図１３に示すベベル研磨部４５０側の側壁４０４の下部に設けた取り合い部４９５に集約されている。一方、図１３に示すように、研磨ユニット４００−１は、基板処理装置１の下部に敷設されたベース部１１上に設置されている。ベース部１１は、共に板状部材である上ベース１１ａと下ベース１１ｂの間に空間部１２が設けられた構成であり、空間部１２に、研磨ユニット４００や１次洗浄ユニット６００、２次洗浄・乾燥ユニット６１０など基板処理装置１の各ユニットに液体や気体（エア、Ｎ₂ガス、純水、薬液など）を供給する供給配管（図示せず）や、各ユニットから排出される排液が流通する排液管などの配管（図示せず）が設置されている。そして、図１３に示すように、空間部１２に設置した前記配管から分岐した供給配管４９７や排液管４９８が、研磨ユニット４００−１の取り合い部４９５に接続されており、取り合い部４９５を介して研磨ユニット４００−１内の配管に連結されている。

また、研磨ユニット４００−１には、各構成部のモータなどに電源を供給する電気ケーブル（図示せず）や各種センサなどに制御信号を送る制御信号ラインなどの配線（図示せず）が設置されている。これらの配線も取り合い部４９５に集約されて、取り合い部４９５に設置した電源・信号コネクタ４９６に接続されている。一方、ベース部１１の空間部１２には、基板処理装置１の電源及び制御装置４に接続された電気ケーブルや制御信号ラインなどの配線（図示せず）が配設されており、該配線から分岐した配線が、電源・信号コネクタ４９６に接続されるようになっている。このように、研磨ユニット４００−１の基板処理装置１に対する配管や配線の接続は、すべて側壁４０４に設けた取り合い部４９５を介して行なうようになっている。

図１３に示すように、ベベル研磨部４５０は、研磨テープ４５１をウエハＷのベベル部に押圧接触させるベベル研磨ヘッド４６０と、ベベル研磨ヘッド４６０に研磨テープ４５１を供給・回収する研磨テープ供給回収機構４５２を備えている。ベベル研磨ヘッド４６０は、基板保持テーブル４１１に面した位置に、研磨テープ４５１を掛ける一対の送りローラ４６１，４６１を備え、該一対の送りローラ４６１，４６１の間に研磨テープ４５１を張り渡してその研磨面４５１ａをウエハＷのベベル部に接触させるようになっている。また、送りローラ４６１，４６１間に掛け渡された研磨テープ４５１の背面側には基部４６２が設置されている。該基部４６２の研磨テープ４５１に当接する面には、弾性部材（図示せず）を取付けることもできる。基部４６２が研磨テープ４５１を背面から押す作用と研磨テープ４５１自体の張力とによって、研磨テープ４５１の研磨面４５１ａがウエハＷのベベル部のみ、あるいはウエハＷの周縁部（ベベル部及びエッジ部）に押圧接触される。

図１５は、ベベル研磨部４５０の構成を示す概略拡大平面図である。図１５に示すようにベベル研磨部４５０のベベル研磨ヘッド４６０は、クランク部材４７１を介して揺動機構４７０に連結されている。揺動機構４７０は、ベベル研磨ヘッド４６０の側面に取付けられたクランク部材４７１のクランク軸４７１ａに固定されたプーリ４７２とモータ４７３の回転軸４７３ａに固定されたプーリ４７４とがタイミングベルト４７５を介して接続されている。モータ４７３はプーリ４７４を一定の周期で正転及び反転させるように駆動可能であり、モータ４７３の回転によりベベル研磨ヘッド４６０がクランク部材４７１を介して上下方向に揺動する。クランク軸４７１ａは、基板保持テーブル４１１上のウエハＷ周縁部の接線方向に延伸しており、これによりベベル研磨ヘッド４６０はウエハＷの周縁部を中心としてウエハ面に対して上下方向に揺動（旋回・傾動）移動することができ、ウエハＷのベベル部に任意の角度から研磨テープ４５１を接触させることができる。

また揺動機構４７０には、ベベル研磨ヘッド４６０をウエハＷの接線方向に沿って往復移動させる往復移動機構４７６が連結されている。往復移動機構４７６としては、エアシリンダが好適に用いられる。この往復移動機構４７６は、揺動機構４７０及びクランク部材４７１をクランク軸４７１ａが延伸する方向に沿って往復移動させる。したがって、クランク部材４７１に連結されたベベル研磨ヘッド４６０は、ウエハＷの接線方向にそって往復移動（オシレーション動作）する。このように、揺動機構４７０と往復移動機構４７６が設けられているので、ベベル研磨ヘッド４６０はウエハＷの周縁部を中心として揺動しつつウエハＷの接線方向にそって往復移動する。

図１３に戻り、研磨テープ供給回収機構４５２は、研磨室４０１の上部であって側壁４０４に面した位置に配置された機械室４５６内に設置され、ベベル研磨ヘッド４６０に研磨テープ４５１を送る供給リール４５３ａと、ベベル研磨ヘッド４６０から研磨テープ４５１を回収する回収リール４５３ｂを具備している。研磨テープ４５１は、１インチ〜３インチ内の一定幅の帯状部材で長さが数十メートル程であり、円筒状の芯材４５４に巻き付けられている。この芯材４５４が供給リール４５３ａに取付けられて、研磨テープ４５１が研磨面４５１ａを外側に向けた状態でベベル研磨ヘッド４６０の一対の送りローラ４６１，４６１間に掛け渡されて、その先で回収リール４５３ｂに取り付けられている。回収リール４５３ｂには、モータ等の回転駆動機構（図示せず）が取付けられており、研磨テープ４５１に所定の引張力を付与しながら巻き取り回収することができる。ベベル部の研磨時には、磨耗した研磨テープ４５１が巻き取られて供給リール４５３ａから研磨テープ４５１が順次送られることで、ベベル研磨ヘッド４６０には常に新しい研磨面４５１ａが供給されるようになっている。

機械室４５６の側壁４０４側から上部にかけて、メンテナンス用ハッチ４５７が設けられている。このメンテナンス用ハッチ４５７を開けることで、研磨ユニット４００−１の外部から研磨テープ供給回収機構４５２にアクセスでき、研磨テープ４５１を供給リール４５３ａ及び回収リール４５３ｂごと交換したり、研磨テープ供給回収機構４５２のメンテナンスをしたりできるようになっている。

研磨テープ４５１は、砥粒を分散させた樹脂材料をテープ基材のいずれかの面に塗布して固化させることで研磨面４５１ａを形成したもので、砥粒には、例えばダイヤモンドやＳｉＣ等が用いられる。砥粒の種類及び粒度は、研磨するウエハの種類や要求される研磨の程度に応じて選択されるが、例えば、粒度♯４０００〜♯１１０００のダイヤモンドや、粒度♯４０００〜♯１００００のＳｉＣを用いることができる。また、研磨テープ４５１に代えて表面に粒状物を付着させていない帯状の研磨布等を用いてもよい。

なお、粒度の粗い研磨テープ４５１を装着してベベル部の側面を研磨すれば、ウエハの直径寸法を所望の寸法に形成することができる。また、異なる研磨ユニット４００−１でそれぞれ粗研磨と仕上げ研磨を行なう場合は、粗研磨を行なう研磨ユニット４００−１のベベル研磨部４５０に、低番手の研磨材（砥粒径が大きい粗い研磨剤）を塗布した研磨テープ４５１を装着し、仕上げ研磨を行なう研磨ユニット４００のベベル研磨部４５０に、高番手の研磨材（砥粒径が小さい細かい研磨材）を塗布した研磨テープ４５１を装着するようにして複数の研磨ユニット４００を使い分けると良い。

ここで、低番手の研磨材としては、例えば砥粒径が平均５μｍの粒度♯３０００程度の研磨材があり、高番手の研磨材としては、例えば砥粒径が平均０．２μｍの粒度♯２００００程度の研磨材がある。一般に粒度♯６０００程度を境として、これより粗い砥粒径の研磨材は形状整形用に用い、これより細かい砥粒径の研磨材は表面状態を整える仕上げ用として用いられる。

研磨テープ４５１の構成例をさらに詳述すると、テープ基材は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂製の厚さ数十μｍ程度の均一な帯状部材である。このテープ基材の片方の面に研磨作用を有する研磨層が形成されており、この研磨層は、前述したダイヤモンドなどからなる砥粒を樹脂材料で分散した塗料をテープ基材に塗布して、これを乾燥させて硬化させたものである。この研磨層は、厚さが数μｍ程度の均一な層をなし、その表面が研磨面４５１ａになっていて、この研磨面４５１ａには、分散した砥粒によって微小な凹凸が形成されている。

また、砥粒を分散する樹脂材料は、各種の樹脂成分を混合した複合樹脂材料で構成され、この樹脂材料の性質は、研磨テープメーカーの仕様によって様々であるが、硬化した後の樹脂材料は、水溶性がなく、研磨対象物の研磨中に生じる研磨面と研磨対象物との摩擦力で砥粒が離脱することがない程度の強度を備え、研磨時に発生する摩擦熱によっても樹脂材料が軟化せず砥粒が脱落しなことが必要である。また、硬化した後の樹脂材料は、化学的に不活性であることが必要で、特に、研磨中に供給される水（研磨水）によって濡れても化学的に不活性であることが必要である。すなわち、研磨テープの樹脂材料自体には化学的な研磨作用を備えていないことが望ましい。上記のような要件を満たす樹脂材料で砥粒が固定された研磨テープを用いてウエハＷを研磨すれば、研磨時に砥粒が容易に脱落してしまうことを防ぐことができる。なおここで樹脂材料が化学的に不活性であるとは、研磨中の温度や機械的な摺動下で樹脂材料が研磨対象物であるウエハ、砥粒、水などと化学反応しないことである。

図１６Ａ乃至１６Ｃは、ベベル研磨時のベベル研磨ヘッド４６０の動きを説明するための図である。ベベル研磨ヘッド４６０は、揺動機構４７０によってウエハ面に対して上下方向に所定角度傾斜した位置からベベル部の研磨部位に研磨テープ４５１の研磨面４５１ａを接触させることができる。したがって、図１６Ａに示すように、ベベル研磨ヘッド４６０をウエハ面に対して下方に所定角度傾けた状態で研磨することで、ベベル部の上側傾斜面を研磨でき、図１６Ｂに示すように、ベベル研磨ヘッド４６０を水平方向に向けることでベベル部の側面を研磨でき、図１６Ｃに示すように、ベベル研磨ヘッド４６０をウエハ面に対して上方に所定角度傾けた状態で研磨することで、ベベル部の下側傾斜面を研磨することができる。また、ベベル研磨ヘッド４６０の傾斜角度を微調整することにより、ベベル部の上下傾斜面や側面、及びそれらの境界部、さらにはエッジ部を所望の角度及び形状に研磨することができる。

図１７はノッチ研磨部４８０の構成を示す概略拡大平面図で、図１８はノッチ研磨ヘッド４９０の構成を示す概略側面図である。図１７及び図１８に示すようにノッチ研磨部４８０は、研磨テープ４８１をウエハＷのノッチ部に押圧接触させるノッチ研磨ヘッド４９０と、研磨テープ供給回収機構４８２とを備えている。またノッチ研磨ヘッド４９０には、ノッチ研磨ヘッド４９０を上下方向に移動させる上下移動機構５００、及びノッチ研磨ヘッド４９０を揺動移動させる揺動機構５１０が取付けられている。

揺動機構５１０は、モータ５１１による回転が伝達される回転軸５１２と、該回転軸５１２の端部に固定され該回転軸５１２を中心として揺動（回動）可能な第１支持板５１４とを具備して構成される。即ち、回転軸５１２の一端に取付板５１３を介して第１支持板５１４が固定されており、第１支持板５１４には第２支持板５１５及びノッチ研磨ヘッド４９０が取付けられている。回転軸５１２の他端には歯車５１７が固定され、該歯車５１７と噛み合うウォーム５１８の軸５１９が回転軸５１２と直行する方向に延伸して、その端部がモータ５１１の回転軸に連結されている。したがって、モータ５１１が回転するとその回転は、軸５１９からウォーム５１８及び歯車５１７を介して回転軸５１２の回転運動に変換されるようになっている。したがって、モータ５１１を所定角度の範囲内で正逆往復回転させることにより回転軸５１２を往復回転させ、該回転軸５１２を中心として第１支持板５１４を揺動させることができる。そして、回転軸５１２の軸心の延長上にノッチ研磨ヘッド４９０の研磨位置が位置しているので、ノッチ研磨ヘッド４９０をその研磨位置を中心として上下方向に揺動移動させることができる。

一方、上下移動機構５００は、第１支持板５１４に対してリニアガイド５１６を介して上下方向に移動可能に取り付けられた第２支持板５１５を具備してなる。第２支持板５１５にノッチ研磨ヘッド４９０が固定されている。そして図１８に示すように、第２支持板５１５の側部にヒンジ部５２０を介して連結棒５２１の一端が取り付けられている。一方、第１支持板５１４に固定されたモータ５２２の回転軸５２２ａが第１支持板５１４を貫通し、連結棒５２１の他端がこの回転軸５２２ａ端部の軸心から所定量偏心した位置に回動自在に取付けられている。これらヒンジ部５２０及び連結棒５２１と回転軸５２２ａとでクランク機構を構成している。モータ５２２が回転することで、上記クランク機構により第２支持板５１５が第１支持板５１４に対して上下方向に往復移動するようになっている。これにより第２支持板５１５に固定されたノッチ研磨ヘッド４９０をその研磨位置を中心として上下方向に往復移動させることができる。

図１４に戻り、ノッチ研磨ヘッド４９０は、基板保持回転機構４１０に保持されたウエハＷに対向する位置に設置された一対の送りローラ４９１，４９１を備え、該一対の送りローラ４９１，４９１の間に研磨テープ４８１を張り渡して、該研磨テープ４８１をウエハのベベル部に接触させるようになっており、研磨テープ４８１自体の張力によって、その研磨面４８１ａがウエハＷのノッチ部に押圧接触される。また、図１８に示すように研磨テープ供給回収機構４８２は、研磨室４０１の上部であって側壁４０６に面した位置に配置された機械室４５８内に設置され、ノッチ研磨ヘッド４９０に研磨テープ４８１を送る供給リール４８３ａと、ノッチ研磨ヘッド４９０から研磨テープ４８１を回収する回収リール４８３ｂを具備している。

研磨テープ４８１は、ベベル研磨部４５０に用いる研磨テープ４５１と同材質の研磨テープであり、その材質及び詳細構成は、上記の研磨テープ４５１と共通なのでここではその説明は省略する。研磨テープ４８１は、ウエハＷのノッチ部の形状に合わせた幅寸法に形成されている。この研磨テープ４８１は、研磨テープ４５１より幅寸法が小さく形成されている。研磨テープ４８１は、円筒状の芯材４８４に巻き付けられている。該芯材４８４が供給リール４８３ａに取付けられて、研磨面４８１ａを外側に向けた状態でノッチ研磨ヘッド４９０の一対の送りローラ４９１，４９１間に掛け渡され、その先で回収リール４８３ｂに取り付けられている。回収リール４８３ｂには、モータ等の回転駆動機構（図示せず）が取付けられており、研磨テープ４８１に所定の引張力を付与しながら巻き取り回収することができる。

機械室４５８の側壁４０６側から上部にかけて、メンテナンス用ハッチ４５９が設けられている。このメンテナンス用ハッチ４５９を開けることで、研磨ユニット４００−１の外部から研磨テープ供給回収機構４８２にアクセスでき、研磨テープ４８１を供給リール４８３ａや回収リール４８３ｂごと交換したり、研磨テープ供給回収機構４８２のメンテナンスをしたりできるようになっている。

ノッチ研磨ヘッド４９０を上下移動機構５００によって上下方向に往復移動させることで、研磨テープ４８１の研磨面４８１ａをウエハＷのノッチ部に摺接させて研磨することができる。またその際、下記するようにノッチ研磨ヘッド４９０を揺動機構５１０によって揺動させてウエハ面に対して上下方向に所定角度傾斜させ、その状態でウエハＷのノッチ部を研磨することができる。

図１９Ａ乃至１９Ｃは、ノッチ研磨時のノッチ研磨ヘッド４９０の動きを説明するための図である。ノッチ研磨ヘッド４９０は、揺動機構５１０によって、ウエハ面に対して上下方向に所定角度傾斜した位置からノッチ部に研磨テープ４８１を接触させて研磨することができる。即ち、図１９Ａに示すように、ノッチ研磨ヘッド４９０をウエハ面に対して下方に所定角度傾けた状態で研磨することで、ノッチ部の上側傾斜面に沿って研磨でき、図１９Ｂに示すように、ノッチ研磨ヘッド４９０を水平方向に向けることでノッチ部の側面に沿って研磨でき、図１９Ｃに示すように、ノッチ研磨ヘッド４９０をウエハ面に対して上方に所定角度傾けた状態で研磨することで、ノッチ部の下側傾斜面に沿って研磨できる。また、ノッチ研磨ヘッド４９０の傾斜角度を微調整すれば、ノッチ部の上側傾斜面・下側傾斜面や側面の境界部に沿った研磨をすることや、上側傾斜面・下側傾斜面や側面を所望の角度及び形状に研磨することなども可能となる。

一方、研磨ユニット４００にはノッチセンサ（図示せず）が設置されている。このノッチセンサは、直線光回帰型センサである。直線光回帰型センサは、投光部と受光部を同一部分に備えると共に、投光部から離間して設けられた反射部を備えたレーザーセンサからなる。投光部から出たレーザーは、ウエハのノッチ部を通過すると反射部まで到達し、反射部から反射して受光部に戻る。したがって投光部の直下をノッチ部が通過するときのみ、レーザーは反射部から反射して受光部に戻り、ノッチ部が検出される。そしてウエハＷを吸着した基板保持テーブル４１１が回転している状態で、ノッチセンサによりウエハＷのノッチ部が検出されると、基板保持テーブル４１１の回転が停止しウエハＷのノッチ部がノッチ研磨部４８０の研磨テープ４８１に位置合わせされるようになっている。

さらに、研磨ユニット４００は、図１３、１４に示すようにウエハＷ上面及び下面それぞれの研磨位置付近に超純水又は純水等の水（研磨水）を供給する研磨水供給ノズル（第１の供給ノズル）５２３，５２４を備えている。また、基板保持テーブル４１１の上方に、ウエハＷ上面の中央部付近に研磨水を供給する研磨水供給ノズル（第２の供給ノズル）５２５を備えている。ここでいうところの純水とは、半導体製造で利用される極度に清浄化された水をいい、研磨対象となるウエハの性状や処理状態によって、さらに純度の高い超純水や脱イオン水（ＤＩＷ）であっても良い。ベベル部及びノッチ部の研磨中に、研磨水供給ノズル５２３，５２４から研磨水を供給することで、研磨によって発生する粒子状の研摩屑がウエハＷ上面や下面へ付着することを防止できる。また、研磨部分を冷却することができると共に、研磨時の摩擦係数を下げることができる。一方、研磨水供給ノズル５２５から供給される研磨水は、ウエハＷの中央部付近に向かって供給されるが、基板保持回転機構４１０によって保持されたウエハＷは回転しているので、供給される研磨水がウエハＷの中央部付近から外周部に向かって流れてゆき、研磨屑をウエハＷの外周部の方へ押し流す作用がある。また研磨中のウエハＷは、基板保持回転機構４１０によって水平に保持されているので、研磨水がウエハＷの上面に広がってウエハＷ上面の全面を覆う水膜が形成される。これにより、研磨ユニット４００内の空間に浮遊する微細な塵埃がウエハＷの上面に落下しても、この水膜上に落ちて、常時供給されて外周部に向かって流れている研磨水と共にウエハＷの外周側に押し流され、塵埃がウエハＷの上面に付着しない。このように研磨水供給ノズル５２５から供給される研磨水は、塵埃をウエハＷの表面に付着させない作用も有する。一方、下面側の研磨水供給ノズル５２４はウエハＷ裏面の基板保持テーブル４１１より外周側に露出した部分に研磨水を供給するようになっている。ウエハＷの露出した部分の内側部分に研磨水を供給することにより、この場合も供給された研磨水がウエハＷの回転により外周部に向かって流れてゆき、研磨屑を外周部の方へ押し流すことができる。また、下記で詳述するように、研磨ユニット４００や搬送ロボット２００Ｂの各部などの汚染を防ぐには、ウエハＷに供給する上記の各研磨水には、超純水のみを用いることが望ましい。

研磨水供給ノズル５２３，５２４から供給される研磨水は、ウエハＷ上下面の汚染を防止するほか、研磨時に研磨屑の飛散を防止する作用と、研磨時の摩擦によって発生する熱を奪う冷却作用も有している。したがって供給する研磨水の温度を調節することにより、ウエハＷの研磨部位の熱を除去することができ、安定した状態で研磨を行なうことができる。

ベベル研磨部４５０によるウエハＷ周縁部の研磨終点は、研磨時間によって管理しても良いし、また、ウエハＷ周縁部の温度変化をモニタリングし、この温度変化に基づいて研磨終点を検出するようにしても良い。あるいは、研磨ユニット４００に研磨終点を検出する研磨終点検出部を設けることもできる。以下、研磨終点検出部の構成例を説明する。

図２０は、研磨終点検出部の構成例を示す概略側面図である。図２０に示す研磨終点検出部５３０−１は、ＣＣＤカメラからなる画像センサ５３１と、画像センサ５３１と検査対象物であるウエハＷとの間に配置されたリング照明５３２と、画像センサ５３１に接続され画像センサ５３１で得た画像を取り込み研磨終点に達したか否かを判断する制御部５３３を備えている。

この研磨終点検出部５３０−１においては、ウエハＷの周縁部の研磨中に、リング照明５３２によりウエハＷの周縁部を照らし、画像センサ５３１で得られた画像を制御部５３３に取り込み、制御部５３３によりウエハＷの周縁部の色の変化を観察して研磨終点を検出する。制御部５３３が研磨終点を検出すると、制御部５３３は研磨制御部（図示せず）に終点検出信号を送り、基板保持テーブル４１１を水平方向に移動させてウエハＷの周縁部を研磨テープ４８１から離間させると共に、基板保持テーブル４１１の回転を停止する。なお、研磨工程を開始する前に、ウエハＷの周縁部の形状（イニシャル形状）を画像センサを介して制御部５３３にストアしておき、このイニシャル形状を保つようにウエハＷの周縁部を研磨してもよい。イニシャル形状を決定する要素としては、ウエハＷ周縁部の傾斜角度、曲率、寸法などが挙げられる。また、画像センサ５３１を介してレファレンス用ウエハの周縁部の研磨仕上がり時の画像を参照画像として予め制御部５３３にストアしておき、画像センサ５３１によって研磨中に得られる画像を該参照画像と比較して研磨終点を検出してもよい。

図２１は、研磨終点検出部の他の構成例を示す概略側面図である。図２１に示す研磨終点検出部５３０−２は、基板保持テーブル４１１を回転させるモータ（サーボモータ）４１６に接続されたモータ用アンプ５３４と、モータ用アンプ５３４に接続されモータ用アンプ５３４で増幅された信号を取り込み研磨終点に達したか否かを判断する制御部５３５とを備えている。

この研磨終点検出部５３０−２においては、ウエハＷの周縁部の研磨中に、ウエハＷを真空吸着している基板保持テーブル４１１を所定角度で回転させているモータ４１６からの信号（例えば、モータ電流値）をモータ用アンプ５３４により増幅し、増幅された信号を制御部５３５に送る。制御部５３５においては、モータ用アンプ５３４からの信号によりモータ４１６の回転に必要なトルク値を検出し、このトルク値の変化を解析し研磨終点を検出する。制御部５３５が研磨終点を検出すると、制御部５３５は研磨制御部（図示せず）に終点検出信号を送り、基板保持テーブル４１１を水平方向に移動させてウエハＷの周縁部を研磨テープ４８１から離間させると共に、基板保持テーブル４１１の回転を停止する。なお、基板保持テーブル４１１の回転軸４１２にトルクゲージ（図示せず）を設置し、基板保持テーブル４１１の回転トルク値を直接検出してその変化を解析しても研磨終点を検出できる。なおこの場合、研磨終点時の回転トルク値の変動量を事前に計測し、予め制御部５３５に記憶させておき、この記憶させた値と測定値とを比較して研磨終点を検知してもよい。その他にも、基板保持テーブル４１１を水平方向に移動させるサーボモータ４２８，４２９の電流変化を解析することによって研磨終点を検出するようにしてもよい。

図２２Ａは、研磨終点検出部のさらに他の構成例を示す図であり、図２２Ｂは図２２Ａに示す研磨終点検出部５３０−３のフォトセンサ５３６の概略拡大図である。図２２Ａおよび図２２Ｂに示すように研磨終点検出部５３０−３は、投光部５３６ａと受光部５３６ｂを具備したフォトセンサ５３６と、フォトセンサ５３６に接続され該フォトセンサ５３６の受光部５３６ｂで受光した光を計測すると共に増幅する計測機アンプ５３７と、計測機アンプ５３７に接続され計測機アンプ５３７で増幅した信号を取り込み研磨終点に達したか否かを判断する制御部５３８とを備えている。

研磨終点検出部５３０−３においては、ウエハＷの周縁部の研磨中にフォトセンサ５３６の投光部５３６ａからウエハＷの周縁部に投光し、この周縁部から反射する散乱光を受光部５３６ｂにより受光する。そしてフォトセンサ５３６で受光した散乱光を計測機アンプ５３７で計測すると共に増幅し、この増幅された信号を制御部５３８に送る。制御部５３８においては、計測機アンプ５３７からの信号により散乱光を分析し、ウエハＷの周縁部の研磨状態の粗さ（荒れ）を評価し、研磨終点を検出する。

以上説明した各研磨終点検出部のうち、光学的に研磨終点を検出する研磨終点検出部は、ノッチ研磨部４８０におけるウエハＷのノッチ部の研磨終点の検出に用いることも可能である。

次に、研磨ユニット４００におけるウエハ周縁部の研磨工程について説明する。研磨ユニット４００の研磨対象物であるウエハＷは、表面に半導体デバイスが形成された半導体ウエハであり、直径２００ｍｍあるいは３００ｍｍのウエハである。エアシリンダ４０５ｂを作動してシャッター４０５ａを上昇させて搬入出口４０５を開き、第２搬送ロボット２００Ｂで研磨対象のウエハＷを搬入出口４０５から研磨室４０１に搬入して基板保持テーブル４１１の上方へ搬送する。この状態でアーム４４１，４４１が互いに近接すると、アーム４４１、４４１の保持部４４１ａ，４４１ａがウエハＷ周縁部に当接してこれを挟持し、ウエハＷが基板保持テーブル４１１に対してセンタリングされる。その後、ウエハＷを挟持したアーム４４１，４４１が下降して、ウエハＷは基板保持テーブル４１１の上面に配置される。そして、真空ライン４３６により連通路４３２ｂに真空を供給し基板保持テーブル４１１の上面にウエハＷを吸着保持させる。その状態でアーム４４１，４４１が左右に開いてウエハＷを離し、該アーム４４１，４４１は上昇して所定の待機位置で待機する。そして、モータ４１６を駆動させることで基板保持テーブル４１１と共にウエハＷを回転させる。

ウエハＷのベベル部の研磨を行なうには、ベベル研磨部４５０の研磨テープ供給回収機構４５２を駆動して研磨テープ４５１をベベル研磨ヘッド４６０へ繰り出し、未使用の研磨面４５１ａを送りローラ４６１，４６１の間に位置させる。そして、基板保持回転機構４１０の水平方向移動機構４２３で、ウエハＷをベベル研磨ヘッド４６０の方へ移動させてベベル研磨部４５０による研磨位置に配置して、回転するウエハＷのベベル部を研磨テープ４５１に摺接させて研磨する。また、研磨の際にベベル研磨部４５０の揺動機構４７０を駆動して、ベベル研磨ヘッド４６０を研磨位置を中心に揺動移動させる。これによりウエハＷのベベル部のみならずエッジ部も同時に研磨できる。さらに、ベベル研磨部４５０の往復移動機構４７６を駆動して、ベベル研磨ヘッド４６０をウエハＷの接線方向に沿って往復移動させながら研磨することもできる。

あるいは、ベベル研磨部４５０の揺動機構４７０や往復移動機構４７６を駆動する代わりに、基板保持回転機構４１０に設けた揺動機構によってウエハＷを研磨位置を中心に揺動移動させて研磨することもできるし、基板保持回転機構４１０に設けた水平方向移動機構４２３によってウエハＷを研磨位置の接線方向に往復移動させて研磨することもできる。なお、基板保持回転機構４１０でウエハＷを回転させながら研磨する場合は、基板保持回転機構４１０を往復移動させずに研磨することも可能である。

一方、ウエハＷのノッチ部を研磨するには、水平方向移動機構４２３でウエハＷをノッチ研磨部４８０による研磨位置に配置する。そして基板保持回転機構４１０に保持されたウエハＷを回転させながらノッチセンサによりウエハＷのノッチ部を検出し、該ノッチ部をノッチ研磨部４８０の研磨テープ４８１に対向する位置に位置合わせする。そして、基板保持回転機構４１０の水平方向移動機構４２３で、ウエハＷのノッチ部をノッチ研磨ヘッド４９０の方へ移動させて追い込み、ノッチ部を研磨テープ４８１に当接させる。その状態で、ノッチ研磨部４８０の上下移動機構５００によりノッチ研磨ヘッド４９０を上下方向に繰り返し移動させて、研磨テープ４８１をウエハＷのノッチ部に摺接させることでノッチ部を研磨する。また研磨の際に、ノッチ研磨部４８０の揺動機構５１０によりノッチ研磨ヘッド４９０を揺動移動させてウエハ面に対して所定角度傾けた状態にして研磨することで、ノッチ部の上端部及び下端部を研磨したり、ノッチ部を所望の角度に研磨することができる。

ここで、研磨対象のウエハが、表面に半導体デバイスが形成されたウエハである場合は、その表面にサブミクロンレベルの微小な凹凸が形成されていることがある。このようなウエハを研磨する際に、研磨テープから砥粒が脱落すると、脱落した砥粒がウエハ表面の凹部内に入り込んでしまい、研磨後の洗浄処理工程でウエハを洗浄してもこの凹部に入った砥粒を十分に落とすことができない。しかし、研磨ユニット４００−１では、上述した材質及び構成の研磨テープを４５１や研磨テープ４８１を用いて、これら研磨テープ４５１や研磨テープ４８１の研磨層（研磨面４５１ａ，４８１ａ）をウエハＷの周縁部（ベベル部、ノッチ部）の研磨位置に摺接させて研磨するので、砥粒が容易に脱落せず、ウエハＷの凹部内に砥粒が入り込んでしまうおそれがない。特に、研磨テープの樹脂材料が水に曝されても砥粒が容易に脱落しないので、ウエハＷの表面に超純水である研磨水を供給しながら研磨しても、砥粒が脱落してウエハＷの凹部内に入り込んでしまうおそれがない。

研磨ユニット４００−１による研磨では、研磨中に、研磨水供給ノズル５２３，５２４，５２５からウエハＷの表面に超純水である研磨水を供給しながら研磨を行なうので、上記したように基板保持回転機構４１０によって水平に保持されて回転するウエハＷの表面に超純水が広がる。これにより、ウエハＷの表面の全体を覆い該表面を保護する作用と、研磨テープ４５１，４８１の研磨層とウエハＷとが擦れることによって発生する摩擦熱を奪う作用とがある。なお、ウエハＷの表面を保護するために供給する超純水と、研磨中の発熱を奪い冷却するために供給する超純水とは、別々の系統から供給してもよい。

また、ウエハＷの研磨時に純水以外のスラリー等を供給して研磨すると、研磨後に、搬送ロボット２００ＢでウエハＷを研磨ユニット４００−１から他の研磨ユニットや一次洗浄ユニット６００などに搬送する際に、ウエハＷに付着したスラリー等によって搬送ロボット２００Ｂのハンドなどが汚染されてしまうという問題がある。しかしながら、研磨ユニット４００−１で、研磨の際に供給する研磨水にスラリー等を用いず超純水のみを用いれば、研磨後のウエハＷによって搬送ロボット２００Ｂのハンドや搬送先の他のユニットなどの各部が汚染されることがない。

また、研磨ユニット４００−１による研磨時にスラリーを供給すると、研磨ユニット４００−１のベベル研磨ヘッド４８０やノッチ研磨ヘッド４９０および研磨ユニット４００−１内の各部がスラリーで汚染されてしまう。そうすると、研磨ユニット４００−１の洗浄、すなわちメンテナンスの際に、作業員がメンテナンスハッチ４０７，４０８からだけでなく各方向から研磨ユニット４００−１にアクセスしなければならならず、メンテンナンスの作業負担が大きくなるが、研磨時に超純水のみを供給すれば、研磨ユニット４００−１の各部が汚染されることがないので、汚染部分の洗浄作業が不要となり、作業員がメンテナンスハッチ４０７，４０８のみからアクセスしてメンテナンスすればよく、その作業負担が軽減される。

さらに、ウエハＷをベベル研磨部４５０の位置に配置して該ベベル研磨部４５０でウエハＷの周縁部の研磨をした後、水平方向移動機構４２３でベベル研磨部４５０の位置からノッチ研磨部４８０の位置にウエハＷを移動させる際に、該ウエハＷの表面に研磨水供給ノズル５２５から超純水を供給し続けて移送することができる。あるいはこれとは逆に、ノッチ研磨部４８０の位置からベベル研磨部４５０の位置にウエハＷを移動させる際にもウエハＷの表面に超純水を供給しながら移送することができる。これによれば、ウエハＷが移動する際に、その表面が水膜で覆われて移動するので、研磨ユニット４００−１内の雰囲気や研磨屑によって汚染されることを防げ、ウエハＷの清浄度を保つことができる。また、ウエハの移送先のベベル研磨部４５０又はノッチ研磨部４８０の二次汚染も防げるので、ベベル研磨部４５０又はノッチ研磨部４８０における研磨に支障が生じない。さらに、研磨ユニット４００−１内の各部の清浄度も保つことができるので、清掃などのメンテンナンス負担が軽減される。

研磨中は、研磨室４０１に接続された真空ライン（図示せず）によって研磨室４０１を真空排気し、研磨室４０１内部の圧力（気圧）を研磨室４０１外部の圧力（気圧）よりも低くすることが望ましい。これにより、研磨室４０１内に飛散した研磨粉やパーティクルを外部に排出させることができ、研磨室４０１内をクリーンな状態に維持することができると共に、高い清浄度が求められる領域に研磨粉が流入してしまうことを防止できる。研磨終点検出部がウエハＷの研磨終点を検出したら、ベベル研磨部４５０あるいはノッチ研磨部４８０による研磨を終了する。総ての研磨が終了すると、アーム４４１，４４１が待機位置から下降してウエハＷを把持すると共に、基板保持回転機構４１０の真空吸着が解除される。そしてウエハＷを把持したアーム４４１，４４１が所定位置まで上昇して、シャッター４０５ａが開き第２搬送ロボット２００Ｂのハンドが研磨室４０１に入り込み、アーム４４１，４４１に把持されたウエハＷを受け取って研磨室４０１から搬出する。

６．研磨ユニットの第２実施形態
次に、研磨ユニット４００の他の実施形態を説明する。図２３は本発明の第２実施形態による研磨ユニット４００−２の概略平面図であり、図２４は図２３に示す研磨ユニット４００−２の一部を示す概略側断面図である。以下、研磨ユニット４００−２において研磨ユニット４００−１と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。また、研磨ユニット４００−２について下記で説明する事項以外の事項は、研磨ユニット４００−１と同じである。

研磨ユニット４００−２は、ウエハを保持し回転する基板保持回転機構５５０と、ウエハのセンタリング及び受渡しを行う基板受渡機構５６５と、ウエハのベベル部を研磨するベベル研磨部５６０と、ウエハのノッチ部を研磨するノッチ研磨部５８０及びウエハのノッチ部を検出するノッチセンサ（図示せず）を備えている。

図２４に示すように、基板保持回転機構５５０は、ウエハＷを真空吸着する真空吸着用の溝部５５１ａを上面に備えてなる基板保持テーブル５５１と、基板保持テーブル５５１を支持し回転する回転軸５５２で構成される。回転軸５５２には回転駆動装置５５３が取付けられており、該回転駆動装置５５３により基板保持テーブル５５１及び回転軸５５２が一体に回転するようになっている。基板保持テーブル５５１の溝部５５１ａは、基板保持テーブル５５１に形成された連通路５５１ｂに連通し、この連通路５５１ｂは回転軸５５２に形成された連通路５５２ａに連通している。そして連通路５５２ａには真空ライン５５４及び圧縮空気供給ライン５５５が接続されている。また基板保持テーブル５５１及び回転軸５５２は昇降機構（図示せず）に連結されており、ウエハＷ授受の際に基板保持テーブル５５１が上昇して、基板受渡機構５６５との間でウエハＷを受取り又は受渡すようになっている。また、基板保持テーブル５５１には研磨パッド４３５が貼付されている。

一方、基板保持回転機構５５０の上方に配置された基板受渡機構５６５は、一対のアーム５６６，５６６を備え、各アーム５６６，５６６にはウエハＷのベベル部に対応した凹状の面を有した複数のコマ５６７，５６７が固定されている。アーム５６６，５６６は開閉可能で閉鎖位置と開放位置を取ることができ、閉鎖位置でコマ５６７，５６７によってウエハＷを狭持し開放位置でウエハＷを放す。アーム５６６，５６６がウエハＷを狭持することでセンタリングが行われる。

基板保持回転機構５５０は、基板受渡機構５６５からウエハＷを受け取った後、所定位置まで下降するようになっている。その後、真空ライン５５４から真空を供給することにより、基板保持テーブル５５１の上面に載置されたウエハＷを真空吸着して保持する。そして回転駆動装置５５３を駆動することにより、ウエハＷを所定の回転速度で回転させるようになっている。

図２５は、ベベル研磨部５６０の全体構成を示す概略側面図であり、図２６はベベル研磨ヘッド５７０を示す部分拡大図であり、図２７Ａは研磨時のベベル研磨ヘッドの状態を示す模式図であり、図２７Ｂは図２７ＡのＸ方向矢視図である。図２５及び図２６に示すように、ベベル研磨部５６０は、研磨テープ５６１をウエハＷのベベル部に押圧して研磨するベベル研磨ヘッド５７０を備えている。ベベル研磨ヘッド５７０は、２つの突出部５７１ａ，５７１ｂを有する支持部５７１と、この突出部５７１ａ，５７１ｂの端部の間に張設された弾性ゴム等からなる弾性部材５７２を具備している。ベベル研磨ヘッド５７０は、移動機構（図示せず）によりウエハＷの径方向に移動可能となっている。また、支持部５７１の基部５７１ｃにはエアシリンダ５７３が連結されている。エアシリンダ５７３の駆動により、支持部５７１ｃがウエハＷの中心方向に移動されると、図２７Ａに示すように、研磨テープ５６１が弾性部材５７２によってウエハＷのベベル部に押圧される。なお、支持部５７１の突出部５７１ａ，５７１ｂの間の距離を可変にする機構を設けてもよい。一方、研磨テープ５６１は、カセットテープカートリッジ（図示せず）に収容されており、図２５に示すカセットテープカートリッジ内の巻き取りリールＲＡ及び送り出しリールＲＢによって、所定の張力が与えられた状態で巻き取られるようになっている。

次に、図２８はノッチ研磨部５８０の全体構成を示す概略側面図であり、図２９はノッチ研磨部５８０の駆動機構を示す概略側面図である。また、図３０Ａは図２９のＹ方向矢視図であり、図３０Ｂは研磨テープ５８１をウエハＷのノッチ部に押圧する弾性体ローラ５８２の側面図である。図２８および図２９に示すように、ノッチ研磨部５８０は、研磨テープ５８１をウエハＷのノッチ部に押圧するための弾性体ローラ５８２を備えている。弾性体ローラ５８２は支持アーム５８３により回転可能に支持されており、支持アーム５８３の後端には歯車５８４が固定されている。図３０Ａ及び３０Ｂに示すように、弾性体ローラ５８２はシリコンゴム等からなる円盤状部材で、外周部５８２ａが先細状（テーパ状）に尖って形成されている。すなわち、弾性体ローラ５８２の外周部５８２ａがウエハＷのノッチ部Ｎに対応したテーパ状でノッチ部Ｎに嵌るようになっている。

前記歯車５８４にはラック５８５が噛み合っており、このラック５８５はＬ字形状の支持部材５８６に固定されている。そして、支持部材５８６はエアシリンダ５８７のロッド５８７ａに連結されている。また前記支持アーム５８３は、支持フレーム５８８に回転軸５８９によって回転可能に支持されており、前記エアシリンダ５８７の上端は支持フレーム５８８に固定されている。また、装置のベース等の固定部に固定された固定フレーム５９９には、エアシリンダ５９０が固定されており、このエアシリンダ５９０のロッド５９０ａには前記支持フレーム５８８が固定されている。一方、研磨テープ５８１は、カセットテープカートリッジ（図示せず）に収容されており、図２８に示すようにカセットテープカートリッジ内の巻き取りリールＲＡおよび送り出しリールＲＢによって、所定の張力が与えられた状態で巻き取られるようになっている。

図２８に示すように、巻き取りリールＲＡと送り出しリールＲＢとの間には、研磨時に研磨テープ５８１を往復移動させるためのテープ駆動機構５９１が設置されている。テープ駆動機構５９１は、サーボモータ（図示せず）に連結されて軸５９２の回りに回転可能な歯車５９３と、歯車５９３の上下に配設され、歯車５９３に噛み合ってそれぞれ回転する上下一対の歯車５９４，５９４と、上下一対の歯車５９４，５９４を支持する支持レバー５９５とを備えている。この構成において、サーボモータにより歯車５９３が回転すると、上下一対の歯車５９４，５９４は回転すると共に歯車５９３の円周上を転動することになり、この結果、支持レバー５９５が軸５９２を中心として揺動することになる。支持レバー５９５には、上下一対の支持ローラ５９６，５９６が設置されており、この支持ローラ５９６，５９６には研磨テープ５８１が巻回されている。なお、図２８においては、上下一対の歯車５９４，５９４と上下一対の支持ローラ５９６，５９６は同一部材を示しているが、歯車５９４は支持ローラ５９６および支持レバー５９５の奥側に配置されており、図２８上は現れない。

サーボモータにより歯車５９３が反時計回りに回転すると、上下一対の歯車５９４，５９４は時計回りに回転し、支持レバー５９５が軸５９２を中心として反時計回りに揺動する。そして、研磨テープ５８１は巻き取りリールＲＡ側に引っ張られる。また、サーボモータにより歯車５９３が時計回りに回転すると、上下一対の歯車５９４，５９４は反時計回りに回転し、支持レバー５９５が軸５９２を中心として時計回りに揺動する。そして、研磨テープ５８１は送り出しリールＲＢ側に引っ張られる。このとき、研磨テープ５８１の往復動のストロークは、上部側および下部側に設けられたアイドルローラ５９７ａ，５９７ｂにより吸収される。このアイドルローラ５９７ａ，５９７ｂは、それぞれ矢印方向に移動可能である。なお、上下のアイドルローラ５９７ａ，５９７ｂは、引っ張りコイルバネからなる上部テンション５９８ａと下部テンション５９８ｂによりそれぞれ付勢されている。サーボモータにより研磨テープ５８１が上下に往復運動をしているときには、巻き取りリールＲＡおよび送り出しリールＲＢはロック機構によりロックされている。サーボモータにより、研磨テープ５８１を上下に往復運動させているので、被研磨面と研磨テープ５８１との間の相対速度の調整が可能になり、研磨速度の調整も簡易に行うことができる。

ノッチ研磨部５８０でウエハのノッチ部を研磨する工程を説明する。ノッチセンサにより、ウエハＷのノッチ部がノッチ研磨部５８０の弾性体ローラ５８２と位置合わせされると、ノッチ研磨部５８０の動作が開始される。ノッチ研磨部５８０においては、エアシリンダ５８７が作動してロッド５８７ａが上方に移動すると、支持部材５８６に固定されたラック５８５も上方に移動し、歯車５８４が反時計方向に回転する。この結果、支持アーム５８３が回転軸５８９を中心に下方に旋回し、弾性体ローラ５８２は下方の位置に移動する。一方、エアシリンダ５８７を作動させてロッド５８７ａを下方に移動させると、支持部材５８６に固定されたラック５８５も下方に移動し、歯車５８４が時計方向に回転する。この結果、支持アーム５８３が回転軸５８９を中心に上方に旋回し、弾性体ローラ５８２は上方の位置に移動する。なお、エアシリンダ５８７は、ロッド５８７ａが上方位置、下方位置、中間位置の３位置をとることができるエアシリンダである。一方、エアシリンダ５９０を作動させることにより、支持フレーム５８８を前進させ、弾性体ローラ５８２をウエハＷに向かって移動させる。これにより、研磨テープ５８１が弾性体ローラ５８２によってウエハＷのノッチ部Ｎに押圧される。

このとき、ウエハＷは基板保持テーブル５５１に真空吸着されており、基板保持テーブル５５１の回転は停止され静止状態にある。そして、サーボモータを駆動してテープ駆動機構５９１の支持レバー５９５を揺動させることにより、研磨テープ５８１を上下に往復移動させる。これにより、ウエハＷのノッチ部と研磨テープ５８１が摺接してウエハＷのノッチ部の研磨が行われる。このときの研磨テープ５８１をノッチ部に押圧する圧力は、エアシリンダ５９０へ供給する圧縮空気の圧力を適宜調節することにより調節可能である。またこのとき研磨水供給ノズル５２３，５２４からウエハＷのノッチ部と研磨テープ５８１の接触部に研磨水が供給され、ウエハＷのノッチ部が湿式研磨される。摩耗した研磨テープ５８１は研磨レートが低下する前に巻き取られ、新しい研磨テープ５８１がウエハＷに接触するようになっている。

図３１Ａ乃至３１ＣはウエハＷのノッチ部を研磨する際のノッチ研磨部５８０とウエハＷとの関係を示す模式図であり、図３１Ａはノッチ部の上縁部を研磨する場合を示す図、図３１Ｂはノッチ部の側面を研磨する場合を示す図、図３１Ｃはノッチ部の下端部を研磨する場合を示す図である。ウエハＷのノッチ部Ｎの上縁部を研磨する場合は、ノッチ研磨部５８０におけるエアシリンダ５８７のロッド５８７ａを下方位置に駆動し歯車５８４を時計方向に回転させ、支持アーム５８３を回転軸５８９を中心に上方に旋回させ、弾性体ローラ５８２を上方の位置に移動させる。そして、エアシリンダ５９０を作動させて支持フレーム５８８を前進させ（図３０参照）、弾性体ローラ５８２をウエハＷに向かって移動させる。これにより、図３１Ａに示すように、研磨テープ５８１が弾性体ローラ５８２によってウエハＷのノッチ部Ｎの上縁部に押圧され、研磨テープ５８１を上下に往復移動させてノッチ部Ｎの上縁部の研磨が行われる。

ウエハＷのノッチ部の側面を研磨する場合は、エアシリンダ５８７のロッド５８７ａを中間位置に駆動し支持アーム５８３の姿勢を略水平の状態に保ち、エアシリンダ５９０を作動させて支持フレーム５８８を前進させ（図３０参照）、弾性体ローラ５８２をウエハＷに向かって移動させる。これにより、図３１Ｂに示すように、研磨テープ５８１が弾性体ローラ５８２によってウエハＷのノッチ部Ｎの半径方向の外周縁に押圧され、研磨テープ５８１を上下に往復移動させてノッチ部Ｎの半径方向の外周縁の研磨が行われる。

ウエハＷのノッチ部の下縁部を研磨する場合は、エアシリンダ５８７のロッド５８７ａを上方位置に駆動し歯車５８４を反時計方向に回転させ、支持アーム５８３を回転軸５８９を中心に下方に旋回させ、弾性体ローラ５８２を下方の位置に移動させる。そして、エアシリンダ５９０を作動させて支持フレーム５８８を前進させ（図３０参照）、弾性体ローラ５８２をウエハＷに向かって移動させる。これにより、図３１Ｃに示すように、研磨テープ５８１が弾性体ローラ５８２によってウエハＷのノッチ部Ｎの下縁部に押圧され、研磨テープ５８１を上下に往復移動させてノッチ部Ｎの下縁部の研磨が行われる。

このようにノッチ研磨部５８０によれば、ウエハのノッチ部Ｎにおける上縁部、外周縁部、下縁部の全面を研磨することができ、ノッチ部の形状に合った理想的な研磨ができる。

７．第１、第２研磨ユニットの配置構成
次に、基板処理装置１における第１、第２研磨ユニット４００Ａ，４００Ｂの配置構成について説明する。図２に示すように、互いに同一の構成部を備える第１、第２研磨ユニット４００Ａ，４００Ｂは、基板処理装置１のハウジング３の角部３ｅを挟んでその両側に設置されると共に、互いの内部装置の平面上配置が、両研磨ユニット４００Ａ，４００Ｂの間の中間線Ｌに対して略線対称配置になる状態で設置されている。即ち、第２研磨ユニット４００Ｂは、第１研磨ユニット４００Ａの平面配置が中間線Ｌを軸として反転した平面配置を備えている。具体的には、第１研磨ユニット４００Ａと第２研磨ユニット４００Ｂの筐体４０３Ａ，４０３Ｂの形状、及び基板保持回転機構４１０Ａ，４１０Ｂ、ベベル研磨部４５０Ａ，４５０Ｂ、ノッチ研磨部４８０Ａ，４８０Ｂ、基板受渡機構４４０Ａ，４４０Ｂ等の互いに同一構成の各部同士が中間線Ｌに対して線対称に配置されている。さらにベベル研磨部４５０Ａ，４５０Ｂやノッチ研磨部４８０Ａ，４８０Ｂ等については、その水平面内における動作方向も中間線Ｌに対して互いに対称な方向になっている。即ち、ベベル研磨時のウエハＷの回転方向も、第１研磨ユニット４００Ａと第２研磨ユニット４００Ｂとで互いに逆方向に回転するようにプログラムされている。

また、第１、第２研磨ユニット４００Ａ，４００Ｂは、第２搬送ロボット２００Ｂが設置されている基板処理装置１の中央部付近を囲むように設置されており、第１、第２研磨ユニット４００Ａ，４００Ｂの搬入出口４０５Ａ，４０５Ｂがそれぞれ第２搬送ロボット２００Ｂに面している。このような配置により、第２搬送ロボット２００Ｂから第１、第２研磨ユニット４００Ａ，４００Ｂのいずれにもアクセスすることが可能である。また第２搬送ロボット２００Ｂは、中間線Ｌの略延長上に設置されているので、第２搬送ロボット２００Ｂ側から見た配置が第１、第２研磨ユニット４００Ａ，４００Ｂの構成部で互いに対称となっている。即ち第２搬送ロボット２００Ｂから見て、第１研磨ユニット４００Ａのベベル研磨部４５０Ａは搬入出口４０５Ａの左側に位置し、第２研磨ユニット４００Ｂのベベル研磨部４５０Ｂは搬入出口４０５Ｂの右側に位置している。

一方、第１、第２研磨ユニット４００Ａ，４００Ｂによって挟まれた基板処理装置１の角部３ｅの前には、基板処理装置１の外部から作業者が立ち入ることが可能なメンテナンス用のメンテナンス用スペース７が設けられている。このメンテナンス用スペース７は、平面形状が略矩形状の空間で、第１研磨ユニット４００Ａのベベル研磨部４５０Ａが配置された側壁４０４Ａと第２研磨ユニット４００Ｂのベベル研磨部４５０Ｂが配置された側壁４０４Ｂにそれぞれ対向する２辺と、基板処理装置１の角部３ｅを挟む側壁３ｂ，３ｃにそれぞれ対向する２辺とに囲まれている。また側壁３ｂのメンテナンス用スペース７に面した位置には、作業者が基板処理装置１の外部からメンテナンス用スペース７に出入り可能な出入口８が設けられている。

即ち、メンテナンス用スペース７は、第１、第２研磨ユニット４００Ａ，４００Ｂの側壁４０４Ａ，４０４Ｂに設けたメンテナンス用ハッチ４０７Ａ，４０７Ｂに面しており、作業者がこのメンテナンス用スペース７に立ち入ることで、メンテナンス用ハッチ４０７Ａ，４０７Ｂを開けてベベル研磨部４５０Ａ，４５０Ｂにアクセスし、研磨テープや研磨パッドの交換作業を行うことができるようになっている。このように同一のメンテナンス用スペース７から第１、第２研磨ユニット４００Ａ，４００Ｂのベベル研磨部４５０Ａ，４５０Ｂにアクセスすることができるので、一度に両方のベベル研磨部４５０Ａ，４５０Ｂの研磨テープ等を交換することができる。

また、メンテナンス用スペース７は、第１研磨ユニット４００Ａ、第２研磨ユニット４００Ｂ各々の研磨テープ供給回収機構４５２を収容する機械室４５６（図１３参照）のメンテナンス用ハッチ４５７に面しているので、研磨テープ４５１をリールごと交換する場合にも、メンテナンス用スペース７からメンテナン用スハッチ４５７を開くことで、容易にその作業を行なうことができる。さらに、基板処理装置１と第１研磨ユニット４００Ａ、第２研磨ユニット４００Ｂ各々との間で配管や配線を接続する取り合い部４９５（図１３参照）もメンテナンス用スペース７に面した位置にあるので、メンテナンス用スペース７から配管や配線の接続作業を行なうことができ、作業が行い易くなる。これらによって、第１，第２研磨ユニット４００Ａ，４００Ｂのメンテナンス作業を短時間で効率良く行うことが可能となり、基板処理装置１のメンテナンス性が向上する。

また、第１研磨ユニット４００Ａと第２研磨ユニット４００Ｂの取り合い部４９５同士を、メンテナンス用スペース７に面した位置に集中して配置したので、基板処理装置１の配管から各研磨ユニット４００Ａ，４００Ｂへ分岐する配管の長さが短くて済み、配管を流通する液体や気体の圧力損失を少なくできるので、分岐する配管を細い配管として取り回しの良い配管接続をすることが可能となる。

一方、第１研磨ユニット４００Ａのノッチ研磨部４８０Ａは、側壁４０６Ａ側に配置され、該側壁４０６Ａは基板処理装置１の側壁３ｃに面して配置されている。そして側壁４０６Ａにはメンテナンス用ハッチ４０８Ａが設けられ、さらに側壁３ｃの側壁４０６に対向する位置にもメンテナンス用ハッチ１０が設けられている。従って、外部から基板処理装置１のメンテナンス用ハッチ１０を開き、さらに第１研磨ユニット４００Ａのメンテナンス用ハッチ４０８Ａを開くことで、ノッチ研磨部４８０Ａにアクセスしてそのメンテナンスをすることができる。

また、第２研磨ユニット４００Ｂのノッチ研磨部４８０Ｂは、側壁４０６Ｂ側に配置され、該側壁４０６Ｂは基板処理装置１の側壁３ｂに面して配置されている。そして側壁４０６Ｂにはメンテナンス用ハッチ４０８Ｂが設けられ、さらに側壁３ｂの側壁４０６Ｂに対向する位置にもメンテナンス用ハッチ９が設けられている。従って、外部から基板処理装置１のメンテナンス用ハッチ９を開き、さらに第２研磨ユニット４００Ｂのメンテナンス用ハッチ４０８Ｂを開くことで、ノッチ研磨部４８０Ｂにアクセスしてそのメンテナンスをすることができる。

また、第１，第２研磨ユニット４００Ａ，４００Ｂそれぞれの機械室４５８（図１４参照）のメンテナンス用ハッチ４５９が、側壁３ｂと側壁３ｃに面しているので、側壁３ｂ又は３ｃのメンテナンス用ハッチ９又は１０を開いて、さらにメンテナンス用ハッチ４５９を開けば、第１研磨ユニット４００Ａ又は第２研磨ユニット４００Ｂの研磨テープ供給回収機構４８２にアクセスでき、研磨テープ４８１をリールごと交換する場合にも容易にその作業を行なうことができる。このように、ノッチ研磨部４８０Ａ，４８０Ｂの研磨テープの交換等のメンテナンス作業は、基板処理装置１の外部から行なうことができるので、作業者が基板処理装置１内に立ち入る手間が省け、メンテナンスの利便性が向上する。

図３２は、基板処理装置の研磨ユニット４００Ａ，４００Ｂの配置の他の例を示す概略平面図である。図３２に示す基板処理装置１−２は、図２に示す基板処理装置１の研磨ユニット４００Ａ，４００Ｂに対してベベル研磨部４５０Ａ，４５０Ｂとノッチ研磨部４８０Ａ，４８０Ｂの配置を互いに逆にしたものであり、各研磨ユニット４００Ａ，４００Ｂのメンテナンス用スペース７に面した側壁４０４Ａ，４０４Ｂ側に、ノッチ研磨部４８０Ａ，４８０Ｂを配置している。この場合は、メンテナンス用スペース７から第１、第２研磨ユニット４００Ａ，４００Ｂのノッチ研磨部４８０Ａ，４８０Ｂにアクセスすることが可能となる。また、これ以外にも図示は省略するが、研磨ユニット４００Ａのメンテナンス用スペース７に面した側壁４０４Ａ側にベベル研磨部４５０Ａを配置すると共に研磨ユニット４００Ｂのメンテナンス用スペース７に面した側壁４０４Ｂ側にノッチ研磨部４８０Ｂを配置したり、あるいはこれとは逆に、研磨ユニット４００Ａのメンテナンス用スペース７に面した側壁４０４Ａ側にノッチ研磨部４８０Ａを配置すると共に研磨ユニット４００Ｂのメンテナンス用スペース７に面した側壁４０４Ｂ側にベベル研磨部４５０Ｂを配置して、各研磨ユニット４００Ａ，４００Ｂのベベル研磨部４５０とノッチ研磨部４８０とが互いにメンテナンス用スペース７に面して配置されるように設置することもできる。なおその場合は、研磨ユニット４００Ａ，４００Ｂの側壁４０６Ａ，４０６Ｂ側には、ベベル研磨部４５０とノッチ研磨部４８０のいずれを配置してもよい。さらには、研磨ユニット４００Ａのメンテナンス用スペース７に面した側壁４０４Ａ側に、ベベル研磨部４５０Ａとノッチ研磨部４８０Ａの両方を配置したり、研磨ユニット４００Ｂのメンテナンス用スペース７に面した側壁４０４Ｂ側に、ベベル研磨部４５０Ｂとノッチ研磨部４８０Ｂの両方を配置したりすることもできる。このように研磨ユニット４００の一の側壁側に、ベベル研磨ユニット４５０とノッチ研磨ユニット４８０の両方を設置することも可能である。これによれば、一の側壁に設けたメンテナンス用ハッチから、ベベル研磨部４５０とノッチ研磨部４８０の両方にアクセスできるので、研磨テープの交換等のメンテナンスがさらに行い易くなる。

８．１次洗浄ユニット
次に、１次洗浄ユニット６００の構成を説明する。図３３は１次洗浄ユニット６００を示す概略斜視図である。図３３に示すように、１次洗浄ユニット６００は、ウエハＷの周縁部を保持する複数のスピンドル（回転機構を具備する保持部材）６０１と、スピンドル６０１に保持されたウエハＷの上下位置に設置した一対のロール型の洗浄部材（ロールスポンジ）６０２ａ，６０２ｂを備えたいわゆるロール／ロール（Ｒ／Ｒ）型の低速回転型洗浄ユニットである。図３３に示すように、スピンドル６０１は、保持するウエハＷを取り囲む位置に複数本（図では６本）設置されており、各々のスピンドル６０１は駆動機構（図示せず）によりウエハＷに対して外方及び内方に移動自在に設置されている。また各スピンドル６０１の側面の上端部近傍には保持溝６０１ａが形成されており、ウエハＷの外周部をこの保持溝６０１ａに係合させてウエハＷを保持する。またスピンドル６０１は回転機構（図示せず）により回転自在に構成されており、各スピンドル６０１が一定方向に回転することによって保持されたウエハＷが回転するようになっている。

一対の洗浄部材６０２ａ，６０２ｂは各々駆動機構６０３ａ，６０３ｂに取付けられており、駆動機構６０３ａ，６０３ｂによって洗浄部材６０２ａ，６０２ｂが各々軸心周りに自転すると共に上下方向に移動可能になっている。洗浄部材６０２ａ，６０２ｂは上下移動することによって洗浄時にウエハＷの上下面に接触する一方、ウエハＷの搬入出時には上方及び下方に退避可能となっている。一方、ウエハＷの上面（表面）にエッチング液（薬液）を供給する薬液供給ノズル６０４及び洗浄液（純水）を供給する洗浄液供給ノズル６０５と、ウエハＷの下面（裏面）にエッチング液（薬液）を供給する薬液供給ノズル６０６及び洗浄液を供給する洗浄液供給ノズル６０７が設置されている。

１次洗浄ユニット６００による洗浄工程について説明する。ウエハＷが１次洗浄ユニット６００に搬送されると、スピンドル６０１がウエハＷを保持して回転させると共に、上下の洗浄部材６０２ａ，６０２ｂがそれぞれ下方及び上方に移動してウエハＷの上下面に接触する。この状態で、洗浄部材６０２ａ，６０２ｂが自転しながらウエハＷの上下面に摺接すると共に、洗浄液供給ノズル６０５からウエハＷ上面及び下面に洗浄水を供給することによって、ウエハＷの上下面を全面に亘ってスクラブ洗浄する。

スクラブ洗浄後、洗浄部材６０２ａ，６０２ｂを上方及び下方に待避させ、薬液供給ノズル６０４、６０６からそれぞれウエハＷの上面、下面にエッチング液を供給し、ウエハＷの上下面のエッチング（化学的洗浄）を行い、残留する金属イオンを除去する。なおこのとき、必要に応じてスピンドル６０１によるウエハＷの回転速度を変化させる。その後、洗浄液供給ノズル６０５，６０７からウエハＷの上面、下面に洗浄液（純水）を供給し、所定時間の純水置換を行ってエッチング液を除去する。このときも必要に応じてウエハＷの回転速度を変化させる。

９．２次洗浄・乾燥ユニット
２次洗浄・乾燥ユニット６１０の構成を説明する。図３４は、２次洗浄・乾燥ユニット６１０である洗浄機能付きスピン乾燥ユニットの構成例を示す図である。図３４に示す洗浄機能付きスピン乾燥ユニット６１０は、基板保持回転機構６１１と、ペンシル型洗浄機構６１４と、洗浄液供給ノズル６１９を備えて構成されている。基板保持回転機構６１１は、ウエハＷの外周部を数箇所で挟持する爪部６１２ａを備えた保持部６１２と、該保持部６１２の下部に連接された回転軸６１３と、回転軸６１３に連結された回転駆動機構（図示せず）からなり、保持したウエハＷを所定の回転数で回転させることができる。なおこの基板保持回転機構６１１は、ウエハＷを授受する際に爪部６１２ａを開閉する開閉機構（図示せず）を備えている。

ペンシル型洗浄機構６１４は、シャフト６１５に一端が支持された揺動アーム６１６を具備し、該揺動アーム６１６の他端にウエハＷの洗浄面（上面）に向かって鉛直下方に突出する回転軸６１７を設け、該回転軸６１７の下端に多孔質のＰＶＦ製スポンジ等で構成された洗浄部材６１８を取り付けて構成される。この洗浄部材６１８を構成する材料は、発泡ポリウレタンとすることも可能である。シャフト６１５は、駆動機構（図示せず）により上下に昇降すると共に回動でき、シャフト６１５の回動により揺動アーム６１６は揺動し、洗浄部材６１８がウエハＷ上面に当接する洗浄位置と、ウエハＷ上方から離間した退避位置との間で移動することができる。更に、回転軸６１７の回転により、洗浄部材６１８がウエハＷの洗浄時に回転する。一方、洗浄液供給ノズル６１９は、ウエハＷ上面に向けて洗浄液を供給するように構成されている。ウエハＷの下側にもウエハＷの下面に向けて洗浄液を供給する洗浄液供給ノズル（図示せず）を設置することができる。

２次洗浄・乾燥ユニット６１０で行う洗浄・乾燥工程について説明する。２次洗浄・乾燥ユニット６１０にウエハＷが搬入されると、基板保持回転機構６１１でウエハＷを保持し、１００〜５００ｒｐｍ程度の低速で回転させる。そして、洗浄液供給ノズル６１９からウエハＷ上面に洗浄液を供給しながら、揺動アーム６１６をウエハＷ上面の全面に亘って揺動させて、洗浄部材６１８をウエハＷ上面に接触・走査させてスクラブ洗浄を行う。スクラブ洗浄が終了すると、揺動アーム６１６を待機位置に移動させて格納する。その後、基板保持回転機構６１１の回転数を上げて、ウエハＷを１５００〜５０００ｒｐｍ程度で高速回転させてウエハＷのスピン乾燥を行なう。なおこのとき、ガス供給ノズル（図示せず）から必要に応じて清浄な不活性ガスを供給しながらスピン乾燥を行っても良い。上記では洗浄部材６１８でスクラブ洗浄を行う例を説明したが、スクラブ洗浄の代わりに洗浄液供給ノズル６１９から超音波加振された純水を供給することで、ウエハＷ表面に付着したパーティクルの除去を行なういわゆる非接触洗浄を施すこともできる。

１０．基板処理パターン
次に、基板処理装置１での処理におけるウエハ搬送パターンを説明する。図３５および図３６はウエハ搬送パターンを説明するフロー図である。図３５および図３６において、ＣＬ１〜ＣＬ４はそれぞれ第１研磨ユニット４００Ａ、第２研磨ユニット４００Ｂ、１次洗浄ユニット６００、２次洗浄・乾燥ユニット６１０を示すものとする。第１搬送パターン（ａ）では、まずＣＭＰ工程やＣｕ成膜工程を終えたウエハが収容されたウエハカセット１０２がロードアンロードポート１００に載置されると、第１搬送ロボット２００Ａによって、ウエハカセット１０２からウエハが取り出されて測定ユニット３１０へ搬送される。測定ユニット３１０で、研磨前のウエハの直径、周縁部の断面形状、表面状態などの必要なデータが測定される。一方、研磨前のウエハを測定する必要がない場合は、測定ユニット３１０へ搬送する代わりにウエハステージ３００へ搬送すればよい。測定を終えたウエハは、第２搬送ロボット２００Ｂによって測定ユニット３１０から第１研磨ユニット４００Ａへ搬送される。第１研磨ユニット４００Ａでウエハ周縁部（ベベル部及びノッチ部）の研磨が行なわれる。第１研磨ユニット４００Ａでの研磨を終えたウエハは、第２搬送ロボット２００Ｂで、第２研磨ユニット４００Ｂへ搬送され、さらに研磨が行なわれる。第２研磨ユニット４００Ｂでの研磨を終えたウエハは、第２搬送ロボット２００Ｂによって１次洗浄ユニット６００へ搬送され、１次洗浄が行われる。１次洗浄ユニット６００で洗浄されたウエハは、第２搬送ロボット２００Ｂで２次洗浄・乾燥ユニット６１０へ搬送され、２次洗浄・乾燥処理がされる。乾燥処理を終えたウエハは、第１、第２搬送ロボット２００Ａ，２００Ｂのいずれかにより測定ユニット３１０へ搬送されて処理後の測定が行なわれる。なお処理後のウエハを測定する必要がない場合は、２次洗浄・乾燥ユニット６１０からウエハステージ３００へ搬送する。その後、第１搬送ロボット２００Ａにより測定ユニット３１０又はウエハステージ３００からウエハカセット１０２へ搬送する。あるいは、第１搬送ロボット２００Ａによって２次洗浄・乾燥ユニット６１０から直接元のウエハカセット１０２に戻すこともできる。

第１処理パターンのように、第１研磨ユニット４００Ａと第２研磨ユニット４００Ｂで同一のウエハを続けて研磨するいわゆるシリアル処理を行う場合は、第１研磨ユニット４００Ａで、ウエハの周縁部の汚染除去や針状突起の剥離を目的とする荒研磨処理を行った後、第２研磨ユニット４００Ｂでその仕上げ研磨処理を行なう、というように第１、第２研磨ユニット４００Ａ，４００Ｂを研磨目的に応じて使い分けることができる。

第２搬送パターン（ｂ）では、ウエハカセット１０２がロードアンロードポート１００に載置されると、第１搬送ロボット２００Ａによってウエハカセット１０２からウエハが取り出されて測定ユニット３１０又はウエハステージ３００へ搬送される。測定ユニット３１０へ搬送された場合は、研磨前のウエハの直径、周縁部の断面形状、表面状態のうち必要なデータが測定される。次にウエハは、第２搬送ロボット２００Ｂによって測定ユニット３１０又はウエハステージ３００から第１研磨ユニット４００Ａへ搬送される。第１研磨ユニット４００Ａでウエハの周縁部（ベベル部及びノッチ部）の研磨が行なわれる。第１研磨ユニット４００Ａでの研磨を終えたウエハは、第２搬送ロボット２００Ｂによって１次洗浄ユニット６００へ搬送され、１次洗浄が行われる。１次洗浄ユニット６００で洗浄されたウエハは、第２搬送ロボット２００Ｂで２次洗浄・乾燥ユニット６１０へ搬送され、２次洗浄・乾燥処理が行われる。乾燥処理を終えたウエハは、第１又は第２搬送ロボット２００Ａ又は２００Ｂにより測定ユニット３１０又はウエハステージ３００へ搬送された後、第１搬送ロボット２００Ａでウエハカセット１０２へ戻されるか、あるいは第１搬送ロボット２００Ａで２次洗浄・乾燥ユニット６１０から直接元のウエハカセット１０２に戻される。

第３搬送パターン（ｃ）は、第２搬送パターン（ｂ）において、第２搬送ロボット２００Ｂで測定ユニット３１０又はウエハステージ３００から第１研磨ユニット４００Ａへ搬送する代わりに、第２研磨ユニット４００Ｂに搬送して研磨するものである。この場合、先に搬送されたウエハを第２搬送パターン（ｂ）で搬送して第１研磨ユニット４００Ａで研磨する間に、次に処理すべきウエハを第３搬送パターン（ｃ）で搬送して第２研磨ユニット４００Ｂで研磨することができる。このような処理、即ち第１研磨ユニット４００Ａと第２研磨ユニット４００Ｂにより異なるウエハを並行して研磨するいわゆるパラレル処理によれば、単位時間当たりのウエハの処理数を多くすることができ、基板処理装置１のスループットが向上し、その稼働率を向上させることができる。なお、パラレル処理を行う場合は、第１、第２研磨ユニット４００Ａ，４００Ｂに装着する研磨テープは、第１、第２研磨ユニット４００Ａ，４００Ｂで互いに同一の粒度の研磨テープとする。この研磨テープとしては、例えば粒度♯６０００〜♯８０００程度の研磨テープがある。

第４搬送パターン（ｄ）では、第１搬送ロボット２００Ａによって、ウエハカセット１０２からウエハが取り出されて測定ユニット３１０又はウエハステージ３００へ搬送される。次にウエハは、第２搬送ロボット２００Ｂによって測定ユニット３１０又はウエハステージ３００から第１研磨ユニット４００Ａへ搬送される。第１研磨ユニット４００Ａでウエハの周縁部（ベベル部及びノッチ部）の研磨が行なわれる。第１研磨ユニット４００Ａでの研磨を終えたウエハは、第２搬送ロボット２００Ｂで２次洗浄・乾燥ユニット６１０へ搬送され、洗浄・乾燥処理が行われる。乾燥処理を終えたウエハは、第１又は第２搬送ロボット２００Ａ又は２００Ｂにより測定ユニット３１０又はウエハステージ３００へ搬送された後、第１搬送ロボット２００Ａでウエハカセット１０２へ戻されるか、あるいは第１搬送ロボット２００Ａで２次洗浄・乾燥ユニット６１０から直接元のウエハカセット１０２に戻される。

第５搬送パターン（ｅ）は、第４搬送パターン（ｄ）において、第２搬送ロボット２００Ｂによって測定ユニット３１０又はウエハステージ３００から第１研磨ユニット４００Ａへ搬送する代わりに、第２研磨ユニット４００Ｂに搬送して研磨するものである。この際、先に搬送されたウエハを第４搬送パターン（ｄ）で搬送し第１研磨ユニット４００Ａで研磨している間に、次に処理すべきウエハを第５搬送パターン（ｅ）で搬送して、第２研磨ユニット４００Ｂで研磨するパラレル処理を行うことができる。

第６搬送パターン（ｆ）では、第１搬送ロボット２００Ａによって、ウエハカセット１０２からウエハが取り出されて測定ユニット３１０又はウエハステージ３００へ搬送される。次にウエハは、第２搬送ロボット２００Ｂによって１次洗浄ユニット６００へ搬送され、１次洗浄が行われる。１次洗浄ユニット６００で洗浄されたウエハは、第２搬送ロボット２００Ｂで２次洗浄・乾燥ユニット６１０へ搬送され、２次洗浄・乾燥処理が行われる。乾燥処理を終えたウエハは、第１又は第２搬送ロボット２００Ａ又は２００Ｂにより測定ユニット３１０又はウエハステージ３００へ搬送された後、第１搬送ロボット２００Ａでウエハカセット１０２へ戻されるか、あるいは第１搬送ロボット２００Ａで２次洗浄・乾燥ユニット６１０から直接元のウエハカセット１０２に戻される。

第７搬送パターン（ｇ）では、第１搬送ロボット２００Ａによって、ウエハカセット１０２からウエハが取り出されて測定ユニット３１０又はウエハステージ３００へ搬送される。次にウエハは、第２搬送ロボット２００Ｂによって測定ユニット３１０又はウエハステージ３００から２次洗浄・乾燥ユニット６１０へ搬送され、洗浄・乾燥処理が行われる。乾燥処理を終えたウエハは、第１又は第２搬送ロボット２００Ａ又は２００Ｂにより測定ユニット３１０又はウエハステージ３００へ搬送された後、第１搬送ロボット２００Ａでウエハカセット１０２へ戻されるか、あるいは第１搬送ロボット２００Ａで２次洗浄・乾燥ユニット６１０から直接元のウエハカセット１０２に戻される。

基板処理装置１では、上記のパラレル処理とシリアル処理のいずれも行うことができ、ウエハの研磨目的に応じて第１、第２研磨ユニット４００Ａ，４００Ｂに装着する研磨テープの番手とその運転条件を適宜選択することで、第１、第２研磨ユニット４００Ａ，４００Ｂを使い分け、処理対象のウエハに最適な研磨処理を施すことが可能である。なお上記の各処理パターンでは、先に搬送されたウエハによって測定ユニット３１０が占有されている場合、次に搬送されるウエハを、ウエハステージ３００に一時的に載置することで順番待ちをすることが可能であるため、効率良くウエハを搬送することができる。

また、処理前・処理後の２回ともウエハの測定を行う場合、測定ユニット３１０が研磨前のウエハの測定で占有されていても、ウエハステージ３００を設けているので、２次洗浄・乾燥ユニット６１０で乾燥処理を終えたウエハをウエハステージ３００に一時退避させておくことができる。これにより２次洗浄・乾燥ユニット６１０を空けることができるので、続けて次のウエハの洗浄・乾燥処理をすることができ、基板処理装置１のスループットを向上させることができる。

また、上記の各処理パターンのウエハ搬送においては、測定ユニット３１０、第１、第２研磨ユニット４００Ａ，４００Ｂ、１次洗浄ユニット６００、２次洗浄・乾燥ユニット６１０の各ユニットごとの処理の所要時間に応じてウエハを搬送するタイミングを適宜調整することで、ウエハを基板処理装置１内でスムーズに搬送して処理を行なうようにすれば、基板処理装置１のスループットをより向上させることができる。

なお直接明細書及び図面に記載のない何れの形状や材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。例えば、上記実施形態では、研磨ユニットとして基板の周縁部を研磨するベベル研磨部とノッチ研磨部を備えてなる研磨ユニットを説明したが、基板処理装置が備える研磨ユニットはこれ以外にも、例えば、研磨テーブル上の研磨面に研磨液を供給しながらウエハの表面を該研磨面に押圧して研磨するＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）ユニットなどでもよい。また、上記実施形態では研磨ユニットを２台備えた基板処理装置を説明したが、研磨ユニットは３台以上設置することも可能である。

以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。

本発明は、半導体ウエハ等の基板の周縁部を研磨する研磨ユニット備えた基板処理装置に利用可能である。

図１Ａは、ストレート型のウエハの周縁部を示す断面図である。 図１Ｂは、ラウンド型のウエハの周縁部を示す断面図である。 図２は、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置の構成を示す概略平面図である。 図３Ａは、図２に示す基板処理装置のロードアンロードポートの構成例を示す正面図である。 図３Ｂは、図３Ａの側面図である。 図４は、図２に示す基板処理装置のロードアンロードポートの他の構成例を示す概略図である。 図５は、図２に示す基板処理装置の第１搬送ロボットの構成を示す概略側面図である。 図６は、図２に示す基板処理装置の第２搬送ロボットの構成を示す概略斜視図である。 図７は、図２に示す基板処理装置の測定ユニットの一例を示す概略斜視図である。 図８Ａは、図７に示す測定ユニットの一例を示す概略平面図である。 図８Ｂは、図８Ａの側面図である。 図９Ａは、図７に示す測定ユニットが備える基板保持回転機構の構成を示す概略斜視図である。 図９Ｂは、基板保持回転機構の構成を示す概略平面図である。 図１０Ａは、上段チャックでウエハを保持する基板保持回転機構を示す図である。 図１０Ｂは、下段チャックでウエハを保持する基板保持回転機構を示す図である。 図１１は、図２に示す基板処理装置の測定ユニットとウエハステージを併設する場合の設置例を示す図である。 図１２は、本発明の第１実施形態にかかる研磨ユニットの概略平面図である。 図１３は、図１２の概略側断面図である。 図１４は、図１３に示す断面に対して略直交する方向における概略側断面図である。 図１５は、図２に示す研磨ユニットのベベル研磨部を示す概略拡大平面図である。 図１６Ａ乃至１６Ｃは、図１５に示すベベル研磨時のベベル研磨ヘッドの動きを説明するための図である。 図１７は、図１２に示す研磨ユニットのノッチ研磨部を示す概略拡大平面図である。 図１８は、図１７に示すノッチ研磨部のノッチ研磨ヘッドの構成を示す概略側面図である。 図１９Ａは、図１８に示すノッチ研磨ヘッドの動きを説明するための図である。 図１９Ｂは、図１８に示すノッチ研磨ヘッドの動きを説明するための図である。 図１９Ｃは、図１８に示すノッチ研磨ヘッドの動きを説明するための図である。 図２０は、研磨ユニットにおける研磨終点検出部の構成例を示す概略側面図である。 図２１は、研磨ユニットにおける研磨終点検出部の他の構成例を示す概略側面図である。 図２２Ａは、研磨終点検出部のさらに他の構成例を示す図である。 図２２Ｂは、図２２Ａに示す研磨終点検出部のフォトセンサの概略拡大図である。 図２３は、本発明の第２実施形態にかかる研磨ユニットの概略平面図である。 図２４は、図２３に示す研磨ユニットの一部を示す概略側断面図である。 図２５は、図２３に示すベベル研磨部の全体構成を示す概略側面図である。 図２６は、図２５に示すベベル研磨部のベベル研磨ヘッドを示す部分拡大図である。 図２７Ａは、研磨時の図２６に示すベベル研磨ヘッドの状態を示す模式図である。 図２７Ｂは、図２７ＡのＸ方向矢視図である。 図２８は、図２３に示す研磨ユニットのノッチ研磨部の全体構成を示す概略側面図である。 図２９は、図２８に示すノッチ研磨部の駆動機構を示す概略側面図である。 図３０Ａは、図２９のＹ方向矢視図である。 図３０Ａは、図２８に示すノッチ研磨部の弾性体ローラの側面図である。 図３１Ａは、ウエハのノッチ部を研磨する際のノッチ研磨部とウエハとの関係を示す模式図である。 図３１Ｂは、ウエハのノッチ部を研磨する際のノッチ研磨部とウエハとの関係を示す模式図である。 図３１Ｃは、ウエハのノッチ部を研磨する際のノッチ研磨部とウエハとの関係を示す模式図である。 図３２は、図２に示す基板処理装置の研磨ユニットの各構成部の配置の他の例を示す概略平面図である。 図３３は、図２に示す基板処理装置の１次洗浄ユニットを示す概略斜視図である。 図３４は、図２に示す基板処理装置の２次洗浄機能を備えたスピン乾燥ユニットを示す概略斜視図である。 図３５は、基板処理装置におけるウエハ搬送パターンを説明するフロー図である。 図３６は、基板処理装置におけるウエハ搬送パターンを説明するフロー図である。

Claims (14)

1. 研磨ユニットを少なくとも２台備え、
   前記２台の研磨ユニットは、前記基板の周縁部を研磨するベベル研磨部及び／又は前記基板のノッチ部を研磨するノッチ研磨部を備え、
   前記２台の研磨ユニットの間にメンテナンス用スペースが配設され、
   前記２台の研磨ユニットの前記ベベル研磨部及び／又は前記ノッチ研磨部が、前記メンテナンス用スペースに面した位置に配置され、前記メンテナンス用スペースから前記２台の研磨ユニットのベベル研磨部及び／又はノッチ研磨部にアクセスできることを特徴とする基板処理装置。
2. 請求項１に記載の基板処理装置において、
   前記２台の研磨ユニットは各々前記メンテナンス用スペースに面した部分に開閉扉が設けられた筐体内に配置され、
   該開閉扉を開くことで前記メンテナンス用スペースから前記２台の研磨ユニットのベベル研磨部及び／又はノッチ研磨部にアクセスできることを特徴とする基板処理装置。
3. 請求項１又は２に記載の基板処理装置において、
   前記ベベル研磨部は、
   （i）研磨テープと、
   （ii）前記基板の周縁部に研磨テープを接触させるベベル研磨ヘッドと、
   （iii）該ベベル研磨ヘッドに研磨テープを供給し回収する研磨テープ供給回収機構とを備え、前記研磨テープ供給回収機構の前記研磨テープは前記スペースから研磨テープを交換可能であり、
   前記ノッチ研磨部は、
   （i）研磨テープと、
   （ii）前記基板のノッチ部に研磨テープを接触させるノッチ研磨ヘッドと、
   （iii）該ノッチ研磨ヘッドに研磨テープを供給し回収する研磨テープ供給回収機構とを備え、前記研磨テープ供給回収機構の前記研磨テープは前記スペースから研磨テープを交換可能であることを特徴とする基板処理装置。
4. 請求項２に記載の基板処理装置において、
   前記筐体は四方に側壁を有し、
   前記筐体の第一の側壁側に前記ベベル研磨部又はノッチ研磨部のいずれか一方が配置され、前記筐体の第一の側壁が前記スペースに面して配置され、
   前記筐体の前記第一の側壁に隣接する前記筐体の第二の側壁側に前記ベベル研磨部又はノッチ研磨部のいずれかもう一方が配置され、前記筐体の前記第二の側壁が前記基板処理装置のハウジングに面して配置されていることを特徴とする基板処理装置。
5. 請求項４に記載の基板処理装置において、
   前記筐体の前記第二の側壁に開閉扉が設けられると共に、前記基板処理装置の前記ハウジングの前記第二の側壁に面した部分に開閉扉が設けられ、
   前記基板処理装置の前記ハウジングの前記開閉扉及び前記筐体の前記開閉扉を開くことで、前記基板処理装置の外部から前記ベベル研磨部又は前記ノッチ研磨部にアクセスできるように構成したことを特徴とする基板処理装置。
6. 請求項４又は５に記載の基板処理装置において、
   前記基板を前記研磨ユニットへ搬送する搬送装置をさらに備え、
   前記基板を前記研磨ユニットへ搬入出する搬入出口が前記筐体の前記第三の側壁に設けられ、該搬入出口は前記搬送装置に面して配置され、
   前記搬入出口のためにシャッターが設けられていることを特徴とする基板処理装置。
7. 請求項１に記載の基板処理装置において、
   前記少なくとも２台の研磨ユニットの前記ベベル研磨部同士又は前記ノッチ研磨部同士は、その平面配置が前記メンテナンス用スペースを挟んで互いに対称になるように設置されていることを特徴とする基板処理装置。
8. 請求項７に記載の基板処理装置において、
   前記少なくとも２台の研磨ユニットの前記ベベル研磨部同士又は前記ノッチ研磨部同士は、その平面内における動作が前記スペースを挟んで互いに対称な動作をするように設置されていることを特徴とする基板処理装置。
9. 請求項１に記載の基板処理装置において、
   前記各研磨ユニットは、
   （i）前記ベベル研磨部及び／又はノッチ研磨部の少なくともいずれか一方で研磨される前記基板を保持する基板保持テーブルと、
   （ii）該基板保持テーブルを水平面で揺動させる揺動機構又は前記基板保持テーブルを水平面内で直線移動させる基板保持テーブル水平移動機構の少なくともいずれか一方を備えたことを特徴とする基板処理装置。
10. 請求項１に記載の基板処理装置において、
    前記ベベル研磨部及び／又は前記ノッチ研磨部は、研磨テープの表面を前記基板の周縁部に摺接させて該基板を研磨するように構成され、
    前記各研磨ユニットの前記ベベル研磨部及び／又はノッチ研磨部に、砥粒を分散させた化学的に不活性な樹脂材料をテープ基材の表面に塗布することで研磨層を形成する研磨テープを設置したことを特徴とする基板処理装置。
11. 請求項１０に記載の基板処理装置において、
    前記各研磨ユニットは、
    （i）前記ベベル研磨部及び／又はノッチ研磨部の少なくともいずれか一方で研磨される前記基板を水平に保持する基板保持手段と、
    （ii）前記基板保持手段に保持された基板の研磨位置付近に向けて純水、超純水、または脱イオン水の少なくとも１つを供給する第１の供給ノズルと、
    （iii）前記基板の上面の中央部付近に向けて純水、超純水、または脱イオン水の少なくとも１つを供給する第２の供給ノズルとを備えたことを特徴とする基板処理装置。
12. 基板を、基板の周縁部を研磨するベベル研磨部及び基板のノッチ部を研磨するノッチ研磨部に、移動機構によって移動させる基板研磨方法であって、
    前記ベベル研磨部又はノッチ研磨部のいずれか一方で、前記基板の周縁部又はノッチ部の第一の研磨を行い、
    前記基板に純水のみを供給して前記第一の研磨後前記基板の表面を覆う水膜を形成し、
    前記基板の表面に水膜を形成した状態で、前記移動機構によって前記基板を前記ベベル研磨部又はノッチ研磨部のいずれか他方へ移動させて配置し、
    前記ベベル研磨部又はノッチ研磨部の前記いずれか他方で、前記基板の周縁部又はノッチ部の第二の研磨を行うことを特徴とする基板研磨方法。
13. 基板の周縁部を研磨するベベル研磨部及び基板のノッチ部を研磨するノッチ研磨部の少なくともいずれか一方を具備する少なくとも２台の研磨ユニットと、前記少なくとも２台の研磨ユニットに前記基板を搬送する搬送装置とを備えた基板処理装置における基板処理方法であって、
    前記少なくとも２台の研磨ユニットの前記ベベル研磨部又は前記ノッチ研磨部の平面配置が前記搬送装置から見て互いに対称になるように配置し、
    （i）前記搬送装置で、前記少なくとも２台の研磨ユニットにそれぞれ別の基板を搬送して、前記少なくとも２台の研磨ユニットで並行して前記各基板を研磨して各基板の周縁部の汚染除去及び／又は表面荒れの除去を行うか、
    （ii）前記搬送装置で、前記少なくとも２台の研磨ユニットに基板を連続して搬送し
    て、前記少なくとも２台の研磨ユニットで前記基板を連続して研磨して前記基板の周縁部
    の汚染除去及び／又は表面荒れの除去を行うか、
    を含む２つの研磨処理もいずれか一方を選択的に行うことを特徴とする基板処理方法。
14. 請求項１３に記載の基板処理方法において、前記少なくとも２台の研磨ユニット内における前記ベベル研磨部又は前記ノッチ研磨部の動作が前記搬送装置から見て互いに対称な動作をすることを特徴とする基板処理方法。

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