CN110103131B - 磨削研磨装置和磨削研磨方法 - Google Patents

Abstract

提供磨削研磨装置和磨削研磨方法，消除在磨削研磨装置中利用不同机构进行水封形成和保持工作台的冷却而导致装置结构大且复杂的情况。磨削研磨装置(1)具有保持单元(5)、磨削单元(30、31)和研磨单元(4)，保持单元具有多孔板(50)和框体(51)，多孔板具有晶片保持面，框体具有使保持面露出并对多孔板进行收纳的凹部(511a)，框体具有：吸引路(510)，其将框体的下表面(511b)与凹部底面连通，并使下表面侧与吸引源(59)连接；和连通路，其将下表面与凹部外侧的上表面连通，并使下表面侧与水提供源(57)连接，磨削研磨装置具有单元(9)，该单元对从连通路在上表面上开口而得的喷出口喷出水而在晶片与保持面之间形成水封的情况下的水量和对保持单元进行冷却的情况下的水量进行控制。

Description

磨削研磨装置和磨削研磨方法

技术领域

本发明涉及磨削研磨装置和磨削研磨方法，是对半导体晶片等被加工物实施磨削研磨加工的装置和方法。

背景技术

以往，有如下的磨削研磨装置：对于外周侧翘曲的晶片在将其保持于保持工作台的状态下进行磨削，并对磨削后的晶片进行研磨。在这样的磨削研磨装置中，为了利用保持工作台在无真空泄漏的状态下对存在翘曲的晶片进行吸引保持，从水提供单元经由喷嘴对晶片的外周提供水，形成水封。

并且，为了确保所形成的水封在保持工作台从将晶片相对于磨削研磨装置上的保持工作台搬入搬出的搬入搬出区域移动至对晶片进行磨削加工的磨削加工区域的期间不被破坏，在保持工作台的附近具有水提供单元和喷嘴。

在形成水封且使保持工作台移动至磨削加工区域而对晶片进行了磨削之后，保持工作台移动至研磨加工区域而对晶片实施研磨加工。这里，在研磨加工中，产生大量的加工热，因此需要设置对保持工作台进行冷却的机构(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特许6166958号公报

在以往的磨削研磨装置中，分别具有形成水封的喷嘴机构以及对研磨中的保持工作台进行冷却的冷却机构，因此存在装置结构大且复杂的问题。

由此，在磨削研磨装置中，在下述方面存在要解决的课题：由于利用不同机构进行水封的形成和保持工作台的冷却，从而装置结构大且复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供磨削研磨装置和磨削研磨方法，是对半导体晶片等被加工物实施磨削研磨加工的装置和方法。

用于解决上述课题的本发明是磨削研磨装置，其具有：保持单元，其具有对晶片进行保持的保持面；磨削单元，其利用磨削磨具对该保持单元所保持的晶片进行磨削；以及研磨单元，其利用研磨垫对该保持单元所保持的晶片进行研磨，其中，该保持单元具有：多孔板，其具有对晶片进行保持的保持面；以及框体，其具有使该保持面露出并对该多孔板进行收纳的凹部，该框体具有：吸引路，其将该框体的下表面与该凹部的底面连通，并使下表面侧与吸引源连接；以及连通路，其将该下表面与该凹部外侧的上表面连通，并使该下表面侧与水提供源连接，该磨削研磨装置具有控制单元，该控制单元对从喷出口喷出水而在该晶片与该保持面之间形成水封的情况下的第一水量和对该保持单元进行冷却的情况下的第二水量进行控制，其中，该喷出口是该连通路在该上表面上开口而得的。

优选所述框体具有：第一框体，其具有所述凹部，并具有第一连通路，该第一连通路将所述下表面与该第一框体的外侧面连通；以及第二框体，其围绕该第一框体的外侧面，并具有第二连通路，该第二连通路将该第二框体的内侧面与所述上表面连通且与该第一连通路连接。

用于解决上述课题的本发明是磨削研磨方法，使用所述磨削研磨装置，将晶片保持于所述保持单元而对该晶片进行磨削研磨，其中，该磨削研磨方法具有如下的工序：保持工序，按照所述第一水量从所述喷出口提供水，在载置于所述保持面上的晶片与该保持面之间形成水封而对晶片进行保持；磨削准备工序，使形成有该水封的该保持单元移动至由所述磨削单元对晶片进行磨削的规定的磨削加工位置；磨削工序，利用所述磨削磨具对该保持单元所保持的晶片进行磨削；研磨准备工序，在磨削工序之后，使该保持单元移动至由所述研磨单元对晶片进行研磨的规定的研磨加工位置；以及研磨加工工序，按照比该第一水量少的所述第二水量向所述连通路输水，一边从该喷出口喷出水而对该保持单元进行冷却一边利用该研磨垫对晶片进行研磨。

对于本发明的磨削研磨装置，保持单元具有：多孔板，其具有对晶片进行保持的保持面；以及框体，其具有使保持面露出并对多孔板进行收纳的凹部，框体具有：吸引路，其将框体的下表面与凹部的底面连通，并使下表面侧与吸引源连接；以及连通路，其将下表面与凹部外侧的上表面连通，并使下表面侧与水提供源连接，该磨削研磨装置具有控制单元，该控制单元对从喷出口喷出水而在晶片与保持面之间形成水封的情况下的第一水量和对保持单元进行冷却的情况下的第二水量进行控制，其中，该喷出口是连通路在该上表面上开口而得的，因此不利用不同的机构进行水封的形成和保持单元的冷却，仅通过控制单元对提供至连通路的水的量进行调整，便能够进行用于在无真空泄漏的状态下对翘曲的晶片进行吸引保持的磨削时的水封的形成以及进一步对磨削后的晶片进行研磨时的保持单元的适当的冷却，因此装置结构不会大且复杂。

使用所述磨削研磨装置实施的本发明的磨削研磨方法具有如下的工序：保持工序，按照第一水量从所述喷出口提供水，在载置于保持面上的晶片与保持面之间形成水封而对晶片进行保持；磨削准备工序，使形成有水封的保持单元移动至由磨削单元对晶片进行磨削的规定的磨削加工位置；磨削工序，利用磨削磨具对保持单元所保持的晶片进行磨削；研磨准备工序，在磨削工序之后，使保持单元移动至由研磨单元对晶片进行研磨的规定的研磨加工位置；以及研磨加工工序，按照比第一水量少的第二水量向连通路输水，一边从喷出口喷出水而对保持单元进行冷却一边利用研磨垫对晶片进行研磨，因此不利用不同的机构进行水封的形成和保持单元的冷却，仅通过控制单元将提供至连通路的水的量调整为第一水量和第二水量，便能够进行用于在无真空泄漏的状态下对翘曲的晶片进行吸引保持的磨削时的水封的形成以及进一步对磨削后的晶片进行研磨时的保持单元的适当的冷却。

附图说明

图1是示出磨削研磨装置的一例的立体图。

图2是示出保持单元的构造的一例的剖视图。

图3是示出利用磨削磨具对保持单元所保持的晶片进行磨削的状态的剖视图。

图4是示出利用研磨垫对保持单元所保持的晶片进行研磨的状态的剖视图。

标号说明

1：磨削研磨装置；10：第一装置基座；A：搬入搬出区域；150：第一盒载置部；150a：第一盒；151：第二盒载置部；151a：第二盒；152：暂放区域；153：对位单元；154a：装载臂；154b：卸载臂；155：机器人；156：清洗单元；11：第二装置基座；B：加工区域；12：第一柱；20：粗磨削进给单元；30：粗磨削单元；13：第二柱；21：精磨削进给单元；31：精磨削单元；14：第三柱；24：Y轴方向移动单元；25：研磨进给单元；4：研磨单元；6：转台；5：保持单元；50：多孔板；50a：保持面；51：框体；53：旋转罩；511：第一框体；511a：凹部；511b：第一框体的下表面；511f：第一连通路；512：第二框体；512f：第二连通路；55：旋转接头；56：旋转单元；560：主轴；560a：提供路；560b：主轴吸引路；57：水提供源；571：配管；572：流量调整阀；59：吸引源；70：容器罩；71、72：加工室；9：控制单元。

具体实施方式

图1所示的磨削研磨装置1是如下的装置：其具有粗磨削单元30、精磨削单元31和研磨单元4，通过粗磨削单元30和精磨削单元31对任意的保持单元5所保持的晶片W进行磨削，并且通过研磨单元4对晶片W进行研磨。

磨削研磨装置1例如构成为在第一装置基座10的后方(+Y方向侧)连结有第二装置基座11。第一装置基座10上成为进行晶片W的搬入搬出等的搬入搬出区域A。第二装置基座11上成为通过粗磨削单元30、精磨削单元31或研磨单元4对保持单元5所保持的晶片W进行加工的加工区域B。

图1所示的晶片W例如是由硅母材等构成的圆形板状的半导体晶片，在图1中朝向下方的晶片W的正面Wa上形成有多个器件，并粘贴有未图示的保护带进行保护。晶片W的背面Wb作为实施磨削加工和研磨加工的被加工面。

在第一装置基座10的正面侧(-Y方向侧)设置有第一盒载置部150和第二盒载置部151，在第一盒载置部150载置有对加工前的晶片W进行收纳的第一盒150a，在第二盒载置部151载置有对加工后的晶片W进行收纳的第二盒151a。

在第一盒150a的开口的后方配设有机器人155，其将加工前的晶片W从第一盒150a搬出，并且将加工后的晶片W搬入至第二盒151a。在与机器人155相邻的位置设置有暂放区域152，在暂放区域152配设有对位单元153。对位单元153利用能够缩小直径的对位销将从第一盒150a搬出且载置于暂放区域152的晶片W对位(定心)于规定的位置。

在与对位单元153相邻的位置配置有装载臂154a，其在对晶片W进行保持的状态下旋转。装载臂154a对在对位单元153中进行了对位的晶片W进行保持，并将晶片W搬送至配设在加工区域B内的任意的保持单元5。在装载臂154a的旁边设置有卸载臂154b，其在对加工后的晶片W进行保持的状态下旋转。在靠近卸载臂154b的位置配置有单片式的清洗单元156，其对通过卸载臂154b搬送的加工后的晶片W进行清洗。通过清洗单元156进行了清洗的晶片W通过机器人155搬入至第二盒151a。

在第二装置基座11上的后方(+Y方向侧)竖立设置有第一柱12，在第一柱12的前表面上配设有粗磨削进给单元20。粗磨削进给单元20包含：滚珠丝杠200，其具有铅垂方向(Z轴方向)的轴心；一对导轨201，它们配设成与滚珠丝杠200平行；电动机202，其与滚珠丝杠200连结，使滚珠丝杠200转动；升降板203，其内部的螺母与滚珠丝杠200螺合，升降板203的侧部与导轨201滑动接触；以及支托204，其与升降板203连结，对粗磨削单元30进行保持，当电动机202使滚珠丝杠200转动时，与此相伴，升降板203被导轨201引导而在Z轴方向上往复移动，支承于支托204的粗磨削单元30也在Z轴方向上往复移动。

粗磨削单元30具有：主轴300，其轴向是铅垂方向(Z轴方向)；壳体301，其将主轴300支承为能够旋转；电动机302，其对主轴300进行旋转驱动；圆形状的安装座303，其与主轴300的下端连接；以及磨削磨轮304，其以能够装卸的方式与安装座303的下表面连接。并且，磨削磨轮304具有：磨轮基台304a；以及大致长方体形状的多个粗磨削磨具304b，它们呈环状配设于磨轮基台304a的底面上。粗磨削磨具304b例如是磨具中所含的磨粒较大的磨具。

例如在主轴300的内部形成有沿Z轴方向延伸的磨削水流路，未图示的磨削水提供单元与该磨削水流路连通。从磨削水提供单元对主轴300提供的磨削水从磨削水流路的下端的开口朝向粗磨削磨具304b向下方喷出，到达粗磨削磨具304b与晶片W的接触部位。

另外，在第二装置基座11上的后方，与第一柱12在X轴方向上并列而竖立设置有第二柱13，在第二柱13的前表面上配设有精磨削进给单元21。精磨削进给单元21与粗磨削进给单元20同样地构成，能够将精磨削单元31在Z轴方向上进行磨削进给。精磨削单元31具有磨具中所含的磨粒较小的精磨削磨具314b，其他结构与粗磨削单元30相同。

在第二装置基座11上的一侧(-X方向侧)竖立设置有第三柱14，在第三柱14的前表面上配设有Y轴方向移动单元24。Y轴方向移动单元24包含：滚珠丝杠240，其具有Y轴方向的轴心；一对导轨241，它们配设成与滚珠丝杠240平行；电动机242，其使滚珠丝杠240转动；以及可动板243，其内部的螺母与滚珠丝杠240螺合，可动板243的侧部与导轨241滑动接触。并且，当电动机242使滚珠丝杠240转动时，与此相伴，可动板243被导轨241引导而在Y轴方向上移动，配设于可动板243上的研磨单元4随着可动板243的移动而在Y轴方向上移动。

在可动板243上配设有研磨进给单元25，其使研磨单元4在相对于保持单元5接近或远离的Z轴方向上升降。研磨进给单元25包含：滚珠丝杠250，其具有铅垂方向的轴心；一对导轨251，它们配设成与滚珠丝杠250平行；电动机252，其与滚珠丝杠250连结，使滚珠丝杠250转动；升降板253，其内部的螺母与滚珠丝杠250螺合，升降板253的侧部与导轨251滑动接触；以及支托254，其与升降板253连结，对研磨单元4进行保持，当电动机252使滚珠丝杠250转动时，升降板253被导轨251引导而在Z轴方向上移动，支承于支托254的研磨单元4也在Z轴方向上移动。

研磨单元4例如包含：主轴40，其轴向是铅垂方向；壳体41，其将主轴40支承为能够旋转；电动机42，其对主轴40进行旋转驱动；圆形板状的安装座43，其固定于主轴40的下端；以及圆形的研磨垫44，其以能够装卸的方式安装于安装座43的下表面上。研磨垫44例如由毛毡等无纺布构成，在其中央部分形成有供浆料(包含游离磨粒的研磨液)进行通液的贯通孔。研磨垫44的直径为与安装座43的直径相同程度的大小，另外，研磨垫44的直径比保持单元5的直径大。

在主轴40的内部形成有沿轴向延伸的浆料流路，未图示的浆料提供单元与该浆料流路连通。从浆料提供单元对主轴40提供的浆料从浆料流路的下端的开口朝向研磨垫44喷出，通过研磨垫44的贯通孔，到达研磨垫44与晶片W的接触部位。

如图1所示，在第二装置基座11上配设有转台6，在转台6的上表面上，例如沿周向隔开等间隔地配设有四个保持单元5。在转台6的中心配设有用于使转台6自转的未图示的旋转轴，能够使转台6以旋转轴为中心绕Z轴方向的轴心进行自转。通过转台6进行自转，能够使四个保持单元5公转而将保持单元5从暂放区域152的附近起依次定位于粗磨削单元30的下方、精磨削单元31的下方以及研磨单元4的下方。

如图2所示，保持单元5例如其外形是圆形板状，其具有：多孔板50，其具有对晶片W进行保持的保持面50a；以及框体51，其具有使保持面50a露出而对多孔板50进行收纳的凹部511a。例如框体51包含：第一框体511，其具有上述凹部511a，并具有将第一框体511的下表面511b与外侧面511c连通的第一连通路511f；以及第二框体512，其围绕第一框体511的外侧面511c，具有将内侧面512d与上表面512a连通且与第一连通路511f连接的第二连通路512f。

多孔板50嵌合于第一框体511的圆形的凹部511a。第一框体511的上表面例如形成有一阶环状的阶梯差，从而外周侧的区域变低一阶，从外侧下方倾斜方向喷射的水能够按照描绘抛物线的方式到达第一框体511的上表面。

框体51具有吸引路510，该吸引路510将第一框体511的下表面511b与凹部511a的底面连通，并使下表面511b侧与真空发生装置等吸引源59连接。吸引路510的一端侧(上端侧)例如在凹部511a的底面在多个部位开口。吸引路510例如在第一框体511内向下方延伸，其另一端在第一框体511的下表面511b的中央区域开口。

第一连通路511f在第一框体511内沿周向隔开等间隔地形成有多个，各第一连通路511f的一端分别在外侧面511c开口。各第一连通路511f例如从外侧面511c朝向第一框体511的中心水平延伸，进而向下方延伸，其另一端在第一框体511的下表面511b的中央区域开口。

如图2所示，保持单元5通过配设于保持单元5的下方的旋转单元56而能够在转台6上旋转。旋转单元56例如是带轮机构，其具有：主轴560，其轴向是Z轴方向，其上端与保持单元5的第一框体511的下表面511b连接；以及电动机561，其是使保持单元5以保持单元5的中心为轴进行旋转的驱动源。在电动机561的电动机轴上安装有主动带轮562，在主动带轮562上安装有环形带563。在主轴560的上端侧安装有从动带轮564，环形带563也卷绕于该从动带轮564。电动机561对主动带轮562进行旋转驱动，从而环形带563随着主动带轮562的旋转进行转动，环形带563进行转动从而从动带轮564和主轴560进行旋转。

在主轴560的内部形成有与吸引路510连通的主轴吸引路560b。主轴吸引路560b的上端侧与吸引路510的另一端的开口相连。在主轴560连接有旋转接头55，其将吸引源59产生的吸引力和后述的水提供源57所提供的水无遗漏地移送至旋转的主轴560。主轴吸引路560b在主轴560内沿轴向延伸，其下端侧经由旋转接头55而与吸引源59连通。

在主轴560的内部形成有多个与各第一连通路511f连通的提供路560a。各提供路560a的上端侧与各第一连通路511f的另一端的开口相连。提供路560a在主轴560内沿轴向延伸，其下端侧经由旋转接头55和配管571而与由泵等构成的水提供源57连通。

第二框体512具有圆环状的外形，在其内侧面512d与第一框体511的外侧面511c抵接的状态下，第二框体512通过未图示的固定螺栓等固定于第一框体511。另外，第二框体512也可以与第一框体511一体地形成。

第二连通路512f在第二框体512内沿周向隔开等间隔地形成有多个，在内侧面512d开口的各第二连通路512f的一端分别与第一连通路511f连通。在位于第一框体511的凹部511a的外侧的第二框体512的上表面512a上，各第二连通路512f的另一端作为喷射水的喷出口，沿周向隔开等间隔地开口。

通过形成于上述第一框体511的第一连通路511f和形成于第二框体512的第二连通路512f而在框体51中形成连通路，该连通路将第一框体511的下表面511b与凹部51a外侧的第二框体512的上表面512a连通且使下表面511b侧与水提供源57连接。

如图2所示，第二装置基座11上被容器罩70覆盖，图1所示的搬入搬出区域A相对于容器罩70露出在外部。在容器罩70内部的空间中，利用未图示的分隔板分隔而形成有多个加工室，该分隔板例如在转台6的上表面上按照对四个保持单元5之间进行划分的方式配设。即，在容器罩70的内部至少形成有：在实施粗磨削加工时对保持单元5和粗磨削单元30的磨削磨轮304进行收纳的加工室71；在实施精磨削加工时对保持单元5和精磨削单元31的磨削磨轮304进行收纳的未图示的加工室；以及在实施研磨加工时对保持单元5和研磨垫44进行收纳的加工室72(参照图4)。通过转台6的旋转，保持单元5能够在各加工室之间移动。另外，通过具有未图示的分隔板，从而例如粗磨削加工中所使用的磨削水或所产生的磨削屑等不会从加工室71流入至要实施研磨加工的加工室72。

例如在各保持单元5的周围配设有旋转罩53。旋转罩53具有：侧壁部530，其竖立设置于转台6的上表面；以及顶板部531，其从侧壁部530的上端向保持单元5的中心侧延伸。保持单元5的保持面50a成为从顶板部531的圆形的开口向上方突出的状态。例如也可以对顶板部531的前端的延伸位置和前端形状以及第二框体512的上表面512a上的第二连通路512f的喷出口的位置进行调整，从而能够对从喷出口喷射的水的移动方向、速度等进行调整。

如图1、图2所示，磨削研磨装置1具有控制单元9，控制单元9由CPU和存储器等存储元件构成，进行装置整体的控制。控制单元9通过未图示的布线而与粗磨削进给单元20、Y轴方向移动单元24和旋转单元56等电连接，在控制单元9的控制下，对基于粗磨削进给单元20的粗磨削单元30的上下方向的移动动作、研磨加工时的基于Y轴方向移动单元24的研磨单元4的Y轴方向上的往复动作以及基于旋转单元56的保持单元5的旋转动作等进行控制。

例如在将水提供源57与主轴560的提供路560a相连的配管571上配设有未图示的流量调整阀572(例如电磁比例控制阀)，该流量调整阀572与控制单元9电连接。控制单元9使发送至流量调整阀572的控制信号增减而使阀的节流可变，从而能够对从配管571在第二连通路512f中流动的水的流量进行调整。即，控制单元9能够对从喷出口喷出水而在晶片W与保持面50a之间形成水封的情况下的水量(第一水量)和在研磨加工时对保持单元5进行冷却的情况下的水量(第二水量)进行控制，其中，该喷出口是第二连通路512f在第二框体512的上表面512a上开口而得的。

另外，基于控制单元9的上述水量的控制并不限于本实施方式所示那样的借助对于流量调整阀572的控制信号的增减而进行的例子，也可以通过由控制单元9对水提供源57进行直接控制而进行。

以下，对使用上述图1所示的磨削研磨装置1对晶片W实施磨削加工和研磨加工的情况下的各工序进行说明。

(1)保持工序

首先，使图1所示的转台6自转，从而使未载置晶片W的状态的保持单元5公转，将保持单元5移动至装载臂154a的附近。机器人155从第一盒150a中拉出一张晶片W，将晶片W移动至暂放区域152。接着，在通过对位单元153对晶片W进行定心之后，装载臂154a将定心后的晶片W移动至保持单元5上。并且，如图2所示，按照使保持单元5的中心与晶片W的中心大致一致的方式将晶片W在背面Wb朝上的状态下载置于保持面50a上。在图2中，虚线所示的载置于保持面50a的状态的晶片W例如其整体弯曲成中凹状，即，具有从晶片W的背面Wb的外周侧的区域朝向中央的区域而慢慢降低那样的翘曲。

接着，水提供源57将水送出至配管571。该水通过配管571、旋转接头55、主轴560的各提供路560a以及第一框体511的第一连通路511f而从第二框体512的第二连通路512f的喷出口喷出。另外，控制单元9对流量调整阀572进行调节，将从该喷出口喷出的水的量调整为在晶片W与保持面50a之间形成水封的情况下的第一水量(例如3L/分钟～5L/分钟)。

如图2所示，从喷出口喷出的水例如按照从保持面50a的外侧斜下方描绘抛物线的方式到达虚线所示的晶片W的翘曲的外周缘与保持面50a的间隙。其结果是，通过水封将晶片W的翘曲的外周缘与保持面50a之间的间隙封住。在该状态下，吸引源59进行动作而产生的吸引力通过主轴560的主轴吸引路560b和第一框体511的吸引路510而传递至多孔板50的保持面50a，从而保持单元5在保持面50a上在无真空泄漏的状态下对晶片W(实线所示的晶片W)进行吸引保持。

(2)粗磨削准备工序

接着，将形成有水封的保持单元5移动至粗磨削单元30对晶片W进行磨削的规定的磨削加工位置。即，图1、图2所示的转台6从+Z方向观察向逆时针方向自转，从而使形成有水封且在无真空泄漏的状态下对晶片W进行吸引保持的状态的保持单元5公转并收纳于图2所示的加工室71内，另外，对粗磨削单元30的粗磨削磨具304b与保持单元5所保持的晶片W进行对位。对位例如按照使粗磨削磨具304b的旋转轨迹通过晶片W的旋转中心的方式来进行。当该转台6自转时，停止保持单元5的主轴560的旋转。或者，也可以相对于转台6的旋转方向向反方向旋转。

(3)粗磨削工序

如图3所示，随着通过电动机302使主轴300按照规定的旋转速度旋转，粗磨削磨具304b进行旋转。另外，粗磨削单元30通过粗磨削进给单元20向-Z方向进给，通过使旋转的粗磨削磨具304b与保持单元5所保持的晶片W的背面Wb抵接而进行磨削加工。另外，随着旋转单元56使保持单元5按照规定的旋转速度(例如300rpm～500rpm)进行旋转，保持面50a上所保持的晶片W也进行旋转，因此粗磨削磨具304b进行晶片W的整个背面Wb的粗磨削加工。在粗磨削加工中，也从第二连通路512f的喷出口按照第一水量(例如3L/分钟～5L/分钟)喷出水，维持水封的形成。另外，未图示的磨削水提供单元将磨削水通过主轴300中的磨削水流路而提供至粗磨削磨具304b与晶片W的背面Wb的接触部位，对接触部位进行冷却、清洗。

(4)精磨削准备工序

将晶片W粗磨削至即将达到完工厚度，然后粗磨削进给单元20使粗磨削单元30上升而远离晶片W。图1、图3所示的转台6从+Z方向观察向逆时针方向旋转，将形成有水封且在无真空泄漏的状态下对晶片W进行吸引保持的保持单元5移动至精磨削单元31的下方。另外，在通过粗磨削消除了晶片W的翘曲的情况下，精磨削准备工序也可以在停止从水提供源57对保持单元5提供水而解除水封的状态下进行。

(5)精磨削工序

在进行了图1所示的精磨削单元31的精磨削磨具314b与保持单元5所吸引保持的晶片W的对位之后，精磨削单元31通过精磨削进给单元21向下方进给，使旋转的精磨削磨具314b与晶片W的背面Wb抵接，并且随着保持单元5的旋转，保持面50a所保持的晶片W进行旋转，从而对晶片W的整个背面Wb进行精磨削。另外，磨削水提供至精磨削磨具314b与晶片W的接触部位，对接触部位进行冷却、清洗。

(6)研磨准备工序

在使精磨削磨具314b远离被磨削至完工厚度且进一步提高了背面Wb的平坦性的晶片W之后，使图1所示的转台6从+Z方向观察向逆时针方向自转，从而使保持着精磨削后的晶片W的保持单元5公转并收纳于图4所示的加工室72内，将保持单元5定位于研磨单元4对晶片W进行研磨的规定的研磨加工位置。晶片W相对于研磨单元4的研磨垫44的对位例如如图4所示那样按照使研磨垫44与晶片W的整个背面Wb抵接的方式进行。

(7)研磨加工工序

如图4所示，随着通过电动机42对主轴40进行旋转驱动，研磨垫44进行旋转。另外，研磨单元4通过研磨进给单元25向-Z方向进给，使研磨垫44与晶片W的背面Wb抵接而进行研磨加工。另外，随着旋转单元56使保持单元5按照规定的旋转速度(例如800rpm)进行旋转，保持面50a上所保持的晶片W也进行旋转，因此研磨垫44进行晶片W的整个背面Wb的研磨加工。另外，研磨加工中对研磨垫44与晶片W的背面Wb的接触部位提供浆料。

在研磨加工中，在未使研磨单元4在晶片W的面方向(水平方向)上移动的情况下，有时在背面Wb上形成条纹图案，这成为降低晶片W的抗弯强度的主要原因。因此，在研磨加工中，Y轴方向移动单元24使研磨单元4在Y轴方向上往复移动而使研磨垫44在晶片W的背面Wb上沿Y轴方向滑动。

当开始进行使用浆料的研磨加工(所谓CMP)时，会对保持单元5施加大量的加工热，因此水提供源57将水送出至配管571。该水通过主轴560的各提供路560a和第一框体511的第一连通路511f而从第二框体512的第二连通路512f的喷出口喷出，因此从内部对保持单元5进行冷却。另外，控制单元9对流量调整阀572进行调节，将通过第一连通路511f和第二连通路512f的水量调整成比之前形成水封时的第一水量(例如3L/分钟～5L/分钟)少的第二水量(例如1L/分钟)。

进行了水量的调整而从第二连通路512f的喷出口喷出的水与形成水封时不同，不具有到达保持面50a的势头。另外，保持单元5的旋转速度(例如800rpm)设定得比实施磨削加工时的旋转速度(例如300rpm～500rpm)快，因此施加至保持单元5的离心力比磨削加工时大，其结果是，从第二连通路512f的喷出口喷出的水朝向远离保持面50a的径向外侧流下。这样，对保持单元5进行冷却而从第二连通路512f的喷出口喷出的水不到达保持面50a，因此水也不会进入至研磨垫44与晶片W的背面Wb的接触部位(加工点)，在加工点不会产生浆料变淡等不良情况。

例如当如本实施方式那样在保持单元5的周围配设有旋转罩53时，即使是在从第二连通路512f的喷出口喷出而朝向远离保持面50a的径向外侧的水向上方溅起的情况下，也能够通过顶板部531防止水附着于研磨垫44的下表面上。该水例如通过旋转罩53的侧壁部530等被引导至未图示的排水口等。

在完成了一张晶片W的研磨之后，通过研磨进给单元25使研磨单元4向+Z方向移动而远离研磨加工完成的晶片W。另外，停止保持单元5的旋转，使转台6从+Z方向观察向逆时针方向自转，从而使对研磨加工后的晶片W进行保持的保持单元5公转，将保持单元5移动至图1所示的卸载臂154b的附近。另外，停止从水提供源57对保持单元5提供水。

接着，卸载臂154b对保持单元5上所吸引保持的实施了研磨加工的晶片W进行吸引保持，并且停止吸引源59的吸引，解除保持单元5对晶片W的吸引保持。卸载臂154b将晶片W从保持单元5搬送至清洗单元156，利用清洗单元156进行晶片W的清洗。进行了清洗的晶片W通过机器人155收纳至第二盒151a内。

本发明的磨削研磨装置1中，保持单元5具有：多孔板50，其具有对晶片W进行保持的保持面50a；以及框体51，其具有使保持面50a露出而对多孔板50进行收纳的凹部511a，框体51具有：吸引路510，其将第一框体511的下表面511b与凹部511a的底面连通，并使下表面511b侧与吸引源59连接；以及连通路(第一连通路511f和第二连通路512f)，其将第一框体511的下表面511b与凹部511a外侧的上表面512a连通，并使下表面511b侧与水提供源57连接，该磨削研磨装置1具有控制单元9，其对从喷出口喷出水而在晶片W与保持面50a之间形成水封的情况下的第一水量和对保持单元5进行冷却的情况下的第二水量进行控制，其中，该喷出口是第二连通路512f在上表面512a上开口而得的，因此，磨削研磨装置1未利用不同的机构进行水封的形成和保持单元5的冷却，仅通过控制单元9对提供至连通路的水的量进行调整，便能够进行用于在无真空泄漏的状态下对翘曲的晶片W进行吸引保持的磨削时的水封的形成和进一步对磨削后的晶片W进行研磨时的保持单元5的适当的冷却，因此装置结构不会大且复杂。

使用磨削研磨装置1而实施的本发明的磨削研磨方法具有如下的工序：保持工序，按照第一水量从框体51的喷出口提供水，在载置于保持面50a上的晶片W与保持面50a之间形成水封而对晶片W进行保持；磨削准备工序，将形成有水封的保持单元5移动至由粗磨削单元30、精磨削单元31对晶片W进行磨削的规定的磨削加工位置；磨削工序，利用粗磨削磨具304b、精磨削磨具314b对保持单元5所保持的晶片W进行磨削；研磨准备工序，在磨削工序之后，将保持单元5移动至由研磨单元4对晶片W进行研磨的规定的研磨加工位置；以及研磨加工工序，按照比第一水量少的第二水量向连通路(第一连通路511f和第二连通路512f)输水，一边从喷出口喷出水而对保持单元5进行冷却一边利用研磨垫44对晶片W进行研磨，因此未利用不同的机构进行水封的形成和保持单元5的冷却，仅通过控制单元9将提供至连通路的水的量调整为第一水量和第二水量，便能够进行用于在无真空泄漏的状态下对翘曲的晶片W进行吸引保持的磨削时的水封的形成以及进一步对磨削后的晶片W进行研磨时的保持单元5的适当的冷却。

另外，本发明的磨削研磨方法并不限于上述实施方式，另外，对于附图所图示的磨削研磨装置1的各结构，也不限于此，可以在能够发挥本发明的效果的范围内进行适当地变更。

Claims (3)

1.一种磨削研磨装置，其具有：

保持单元，其具有对晶片进行吸引保持的保持面；

磨削单元，其利用磨削磨具对该保持单元所吸引保持的晶片进行磨削；以及

研磨单元，其利用研磨垫对该保持单元所吸引保持的磨削后的晶片进行研磨，

其中，

该保持单元具有：

多孔板，其具有对晶片进行吸引保持的保持面；以及

框体，其具有使该保持面露出并对该多孔板进行收纳的凹部，

该框体具有：

吸引路，其将该框体的下表面与该凹部的底面连通，并使下表面侧与吸引源连接；以及

连通路，其将该下表面与该凹部外侧的上表面连通，并使该下表面侧与水提供源连接，

该磨削研磨装置具有控制单元，该控制单元对从喷出口喷出水而在通过该水将载置于该保持面的该晶片的下表面的外周侧区域与该保持面之间的间隙封住之后、在该保持面所吸引保持的晶片的外周缘的外侧由该水形成水封而防止晶片的外周缘与该保持面之间的真空泄漏的情况下的第一水量和在对晶片进行研磨时使该水以不到达该保持面的方式对该保持单元进行冷却的情况下的第二水量进行控制，其中，该喷出口是该连通路在该上表面上开口而得的。

2.根据权利要求1所述的磨削研磨装置，其中，

所述框体具有：

第一框体，其具有所述凹部，并具有第一连通路，该第一连通路将所述下表面与该第一框体的外侧面连通；以及

第二框体，其围绕该第一框体的外侧面，并具有第二连通路，该第二连通路将该第二框体的内侧面与所述上表面连通且与该第一连通路连接。

3.一种磨削研磨方法，使用权利要求1或2所述的磨削研磨装置，将晶片吸引保持于所述保持单元而对该晶片进行磨削研磨，其中，

该磨削研磨方法具有如下的工序：

保持工序，按照所述第一水量从所述喷出口提供水，在通过该水将载置于所述保持面上的晶片的下表面的外周侧区域与该保持面之间的间隙封住之后，将所述吸引源产生的吸引力传递到该保持面而对晶片进行吸引保持，在晶片的外周缘的外侧由该水形成水封而防止晶片的外周缘与该保持面之间的真空泄漏；

磨削准备工序，使形成有该水封的该保持单元移动至由所述磨削单元对晶片进行磨削的规定的磨削加工位置；

磨削工序，利用所述磨削磨具对该保持单元所保持的晶片进行磨削；

研磨准备工序，在磨削工序之后，使该保持单元移动至由所述研磨单元对晶片进行研磨的规定的研磨加工位置；以及

研磨加工工序，按照比该第一水量少的所述第二水量向所述连通路输水，一边从该喷出口喷出该水而使该水以不到达该保持面的方式对该保持单元进行冷却一边利用该研磨垫对晶片进行研磨。

Images