CN112008595A - 一种晶圆研磨装置及研磨方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及晶圆制备技术领域，尤其涉及一种晶圆研磨装置及研磨方法，包括沿晶圆的工艺流程方向依次设置的上下料机构、定心机构、研磨机构以及清洗机构，本发明的晶圆研磨装置在晶圆粗磨前先定心，确定晶圆的圆心位置，提供研磨的精度，并且两片晶圆可以同时进行粗磨和精磨工序，提升研磨的效率，再者，研磨后通过吹气组件将附着在晶圆上的磨屑吹走，并且通过转动驱动组件驱使清洗台转动，通过离心力作用将晶圆上的水渍甩干，保证晶圆研磨的表面干净。

Description

一种晶圆研磨装置及研磨方法

技术领域

本发明涉及晶圆制备技术领域，尤其涉及一种晶圆研磨装置及研磨方法。

背景技术

晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅芯片，晶圆是生产集成电路所用的载体，一般意义晶圆多指单晶硅圆片。晶圆是最常用的半导体材料，按其直径分为4英寸、5英寸、6英寸、8英寸等规格，近来发展出12英寸甚至研发更大规格。晶圆越大，同一圆片上可生产的IC就越多，可降低成本。在晶圆的正面进行集成电路加工工艺后，会对该晶圆的背面进行减薄，以便进行其他的背面的工艺，在一个典型的应用中，在完成集成电路加工工艺后，利用晶圆级封装技术将不同的晶圆堆叠键合在一起，并从晶圆的背面实现减薄，减薄去除厚度达到晶圆厚度的90％以上，需要通过研磨设备实现快速减薄，而现有的晶圆研磨设备大多存在着质量不稳定，容易造成芯片损坏，以及晶圆减薄后表面平整度、粗糙度不足的问题，导致产品良率低，生产成本居高不下。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种晶圆研磨装置，可稳定减薄晶圆厚度，提升产品的良率，降低生产成本。

本发明还提供一种采用上述晶圆研磨装置所实现的晶圆研磨方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：一种晶圆研磨装置，包括沿晶圆的工艺流程方向依次设置的上下料机构、定心机构、研磨机构以及清洗机构，其中：所述上下料机构包括料台以及第一机械手，所述第一机械手用于将待加工的晶圆移送至所述定心机构上以及将已加工的晶圆自所述清洗机构移送至所述料台上；所述定心机构包括定心台、驱动组件以及沿周向设置在所述定心台上的三个定心爪，所述驱动组件用于驱使所述定心爪朝向远离或靠近所述定心台的圆心方向移动；所述研磨机构包括基座以及设置在所述基座上的三个研磨台，，所述基座的上方还设置有粗磨组件以及精磨组件，三个所述研磨台能够依次转动至粗磨组件以及精磨组件的下方；所述清洗机构包括清洗台以及设置在所述研磨机构一侧的吹气组件，所述吹气组件自下而上设置，并且所述清洗台连接有转动驱动组件，所述清洗台的周侧设置有喷水枪。

进一步地，所述定心爪上靠近所述定心台的圆心方向的工作面为弧面，并且所述工作面自上而下朝向所述定心台的圆心方向倾斜。

进一步地，三个所述定心爪沿所述定心台的周向均布，并且所述定心台上位于相邻两个所述定心爪之间的位置设置有检测传感器。

进一步地，所述基座上对应所述粗磨组件和所述精磨组件的位置均设置有第一转动驱动机构，所述第一转动驱动机构与所述研磨台可分离连接。

进一步地，所述研磨台包括呈环形的固定板、设置在所述固定板底部的转动板以及与所述转动板固定连接的研磨板，所述研磨板上开设有若干个负压孔，所述研磨板盖设在所述固定板上并且与所述固定板之间形成负压腔，所述负压腔外接有负压管。

进一步地，所述转动板的底部设置有连接轴，所述连接轴与所述第一转动驱动机构的输出端离合连接。

进一步地，所述研磨机构还包括转盘，三个所述研磨台沿周向均布在所述转盘上，所述转盘自转以驱使所述研磨台转动至粗磨组件或精磨组件的下方。

进一步地，所述粗磨组件和/或所述精磨组件包括机架以及设置在所述机架上的研磨头，所述机架连接有竖向驱动机构，所述研磨头连接有转动主轴。

进一步地，所述研磨头包括呈盘状的本体以及设置在所述本体外边缘上的研磨部。

进一步地，所述研磨头倾斜设置。

进一步地，所述转动主轴为中空的轴构件，并且所述转动主轴的内壁设置有第一磁铁部，所述研磨头连接有转动从动轴，所述转动从动轴的一端穿过静压气体轴承并且容置在所述转动主轴内，所述静压气体轴承的端部设置有至少一个倾斜调整机构，所述转动从动轴的外壁上设置有与所述第一磁铁部相配合的第二磁铁部。

进一步地，所述静压气体轴承包括轴承壳体以及设置在所述轴承壳体内部的中空轴，所述中空轴套接在所述转动从动轴上，所述轴承壳体的上端面设置有推力板，所述推力板与所述倾斜调整机构连接。

进一步地，所述清洗台的周侧设置有挡板，所述喷水枪设置在所述挡板的内壁上并且朝向所述清洗台的中心。

本发明还提供一种晶圆研磨方法，包括如下步骤：

定心，将待加工的晶圆放到定心机构上测量晶圆的中心位置；

粗磨，研磨头自晶圆的C点切入，自晶圆的B点切出并在晶圆的表面形成CB粗磨痕迹；

精磨，研磨头自晶圆的B点切入，自晶圆的A点切出并在晶圆的表面形成BA精磨痕迹；

清洗，采用水冲洗晶圆的表面，并且晶圆自转以通过离心力甩干水渍。

本发明的有益效果有：本发明的晶圆研磨装置在晶圆粗磨前先定心，确定晶圆的圆心位置，提供研磨的精度，并且两片晶圆可以同时进行粗磨和精磨工序，提升研磨的效率，再者，研磨后通过吹气组件将附着在晶圆上的磨屑吹走，并且通过转动驱动组件驱使清洗台转动，通过离心力作用将晶圆上的水渍甩干，保证晶圆研磨的表面干净。

本发明的研磨方法在粗磨时研磨头自C点切入，沿CB弧线进行磨削作业，并在晶圆表面形成若干道顺时针方向的弧线痕迹，而在精磨时研磨头自B点切入，沿BA弧线进行磨削作业，并在晶圆表面形成若干道逆时针方向的弧线痕迹，也就是精磨的磨削痕迹与粗磨的磨削痕迹相反，能够保证晶圆减薄后表面平整度和粗糙度，同时提升磨削的效率，降低生产成本。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施例的晶圆研磨装置的结构示意图；

图2是本发明实施例的研磨台的结构示意图；

图3是本发明实施例的精磨组件或粗磨组件的结构示意图；

图4是本发明实施例的清洗机构的结构示意图；

图5是本发明实施例的晶圆粗磨后的磨削痕迹示意图；

图6本发明实施例的晶圆精磨后的磨削痕迹示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1至图4所示的一种晶圆研磨装置，其包括沿晶圆的工艺流程方向依次设置的上下料机构、定心机构、研磨机构以及清洗机构，其中：

参照图1所示，所述上下料机构包括料台110以及第一机械手120，该料台110用于放置待加工的晶圆和已加工的晶圆，该料台110上设置有若干个上下间隔的支撑板，第一机械手120可以采用行业内的常规设计和型号，其可以是常规的六轴机械手，其通常是采用板状结构，并且板状结构的机械手上开设有若干个吸附孔，可以通过吸附的方式将晶圆吸附在机械手上并通过机械手将待加工的晶圆从料台110移送至定心机构上或者是将已加工的晶圆从清洗机构中移送至料台110上。

参照图1所示，所述定心机构包括定心台210、驱动组件以及沿周向设置在定心台210上的三个定心爪220，所述驱动组件用于驱使所述定心爪220朝向远离或靠近定心台210的圆心方向移动，具体的，定心爪220设置在定心台210内并且自定心台210的上端面凸起，驱动组件可以是水平设置的电动推杆，并且定心台210上设置有朝向圆心的至少一根导向杆，驱动组件能够驱使定心爪220沿导向杆朝向靠近定心台210的圆心或者是远离定心台210的圆心的方向移动。

参照图1所示，所述研磨机构包括基座310以及设置在基座310上的三个研磨台330，基座310的上方还设置有粗磨组件340以及精磨组件350，并且粗磨组件340与精磨组件350沿基座310的周向分布，需要说明的是，三个研磨台330沿周向均布在基座310上，基座310呈圆形并且三个研磨台330能够沿着基座310的圆心转动依次转动至粗磨组件340以及精磨组件350的下方；需要说明的是，研磨台330能够带动晶圆自转，晶圆自转可以是逆时针转动也可以是顺时针转动，而精磨组件350与粗磨组件340可以采用相同的结构设计，并且精磨组件350与粗磨组件340之间的结构区别点在于研磨片的目数不同，以及在使用时精磨组件350的转速高于粗磨组件340的转速，这样设计的目的在于降低设备的设计和制造成本；需要说明的是，在定心机构与研磨机构之间还设置有第二机械手(图未示)，该第二机械手可以为行业内常规的设计与型号，该第二机械手用于将已定心的待加工晶圆移送至研磨台330上，该第二机械手可以是常规的六轴机械手，并且抓取端呈板状，板状抓取端上设置有若干个吸附孔。

参照图1所述，所述清洗机构包括清洗台420以及设置在所述研磨机构一侧的吹气组件410，所述吹气组件410自下而上设置，并且所述清洗台420连接有转动驱动组件450，所述清洗台420的周侧设置有喷水枪430；需要说明的是，在研磨机构与清洗机构之间还设置有第三机械手(图未示)，该第三机械手可以为行业内常规的设计与型号，该第三机械手用于将已研磨的晶圆移送至清洗台420上进行清洗作业，并且在第三机械手移送已研磨的晶圆过程中经过吹气组件410的下方，通过吹气组件410将晶圆下表面的磨屑吹除，避免晶圆上靠近清洗台420的一面附着磨屑而无法水平放置在清洗台420上，并且第三机械手将已研磨的晶圆放在清洗台420上，清洗台420通过转动驱动组件450实现自转，喷水枪430对晶圆的表面进行喷水冲洗作业，并且晶圆自转而通过离心力将附着在晶圆表面的水渍甩干，从而保证清洗效果和晶圆表面干净无水渍。

在一些实施例中，所述定心爪220上靠近所述定心台210的圆心方向的工作面为弧面，并且所述工作面自上而下朝向所述定心台210的圆心方向倾斜，其目的在于保证晶圆能够放置在三个定心爪220之间，并且通过驱动组件驱使三个定心爪220靠近或远离定心台210的圆心而使得晶圆的圆心与定心台210的圆心重合，在一些实施例中，三个定心爪220分别连接三个电动推杆，也就是三个定心爪220独立运动，从而可以保证晶圆能够在三个定心爪220的配合驱动下水平放置并且与定心台210同心，需要说明的是，在上述实施例中，驱动组件可以是常规的电动推杆。

在一些实施例中，定心台210呈圆形，并且三个定心爪220沿圆形的定心台210周向均布，定心台210上位于相邻两个定心爪220之间的位置设置有检测传感器230，该检测传感器230可以是光电传感器，并且检测传感器230能够检测定心台210的上端面至晶圆下端面之间的距离；具体的，三个检测传感器230沿定心台210的周向均布，三个检测传感器230之间形成的圆的直径等于或略大于晶圆的直径，并且三个检测传感器230之间形成的圆与定心台210同心，如三个检测传感器230之间形成的圆的直径大于或等于晶圆的直径的1.0倍并且小于或等于晶圆的直径的1.05倍，在定心操作中，第一机械手120将待加工的晶圆放置到定心台210上并且通过三个定心爪220支撑，此时起码有两个检测传感器230能够检测到晶圆的下端面，并且比较该两个检测传感器230检测到的距离值进而调整定心爪220相近靠近或远离定心台210的圆心，从而保证两个检测传感器230检测到的距离值相同，从而判定待加工的晶圆水平放置；三个定心爪220再联动至三个检测传感器230均能够检测到晶圆的下端面或均没有检测到晶圆的下端面，从而确定晶圆与定心台210同心，如，其中两个检测传感器230检测到晶圆，另外一个检测传感器230检测不到晶圆，则可以控制两个检测到晶圆的检测传感器230之间的定心爪220朝向靠近定心台210的圆心方向移动，而另外两个定心爪220朝向远离定心台210的圆形方向移动，从而可以将晶圆移送至定心台210的中心，至三个检测传感器230均检测到晶圆(三个检测传感器230之间形成的圆的直径等于晶圆的直径)时，可判定晶圆与定心台210同心，进而可以定位晶圆的圆心，使得第二机械手能够准确地将待加工晶圆从定心台210上移送到研磨台330上时，晶圆与研磨台330同心放置；而在另外一些实施例中，还可能是初始状态下仅有一个检测传感器230检测到晶圆，另外两个传感器检测不到晶圆，则可以控制该检测晶圆的相邻的两个定心爪220朝靠近定心台210的圆心方向移动，进而可以调整晶圆在定心台210上的位置；需要说明的是，该定心机构还包括控制组件，该控制组件可以采用行业内的常规设计，该控制组件通常包括可编程序控制器，并且三个检测传感器230以及三个驱动组件均与控制组件电连接。

在一些实施例中，参照图1至图3所示，所述基座310上对应粗磨组件340和精磨组件350的位置均设置有第一转动驱动机构338，第一转动驱动机构338与研磨台330可分离连接，并且第一转动驱动机构338用于驱使研磨台330自转；具体的，所述研磨台330包括呈环形的固定板331、设置在固定板331底部的转动板332以及与所述转动板332固定连接的研磨板333，转动板332的底部设置有连接轴337，连接轴337与第一转动驱动机构338的输出端离合连接，也就是连接轴337与第一转动驱动机构338的输出端分离时，研磨台330能够沿基座310的周向转动至下一个工位而避免研磨台330与第一转动驱动机构338发生干涉，具体的，连接轴337与第一转动驱动机构338之间可以通过联轴器连接，联轴器能够沿连接轴337或第一转动驱动机构338的输出端上下移动实现连接轴337与第一转动驱动机构338之间的分离与连接，进一步的，还可以是设置有常规的离合器，从而实现离合连接；而在另外一些实施例中，基座310上设置有转盘320以及转动电机，转动电机用于驱动转盘320自转，三个研磨台330沿周向设置在转盘320上并且随转盘320转动而依次转动至粗磨组件340或精磨组件350的下方，具体的，研磨台330可以在转盘320上平移一段距离，也就是固定板331压在转盘320上并且固定板331与转盘320之间设置有导向轮，并且转盘320上设置有能够容导向轮滑动的限位槽，而转盘320上还设置有用于驱使研磨台330水平移动的第一直线驱动机构，该第一直线驱动机构可以是常规的电动推杆，而连接轴337的下端呈半圆形套筒状，并且连接轴337的下端设有内花键或内齿，而第一转动驱动机构338的输出端设置有外花键或外齿，第一转动驱动机构338可以驱使连接轴337转动至能够沿限位槽水平移动，即第一直线驱动机构驱使研磨台330沿限位槽朝向远离第一转动驱动机构338方向移动时，连接轴337与转动驱动机的输出端可以水平分离而不发生干涉，从而使得研磨台330能够随转盘320转动至下一工位，如该研磨台330与位于粗磨组件340下方的第一转动驱动机构338分离后，随转盘320移动至精磨组件350处，并且可以通过第一直线驱动机构驱使该研磨台330沿限位槽向靠近第一转动驱动机构338方向移动至连接轴337与第一转动驱动机构338的输出端稳定啮合，导向轮位于限位槽的一端，进而可以保证在工作时研磨台330与转盘320相对固定；需要说明的是，上述所有实施例所述的第一转动驱动机构338均可以是常规的伺服电机。

所述研磨板333上开设有若干个负压孔334，所述研磨板333盖设在固定板331上并且与固定板331之间形成负压腔335，负压腔335外接有负压管336，在本实施例中，该负压管336为吸气管，第二机械手将已定心的待加工晶圆放置在研磨台330上，负压管336在研磨板333与固定板331之间形成负压腔335并通过负压孔334将待加工晶圆紧紧吸附在研磨板333上，避免在研磨操作中晶圆与研磨板333发生相对移动而影响研磨的精度。

在一些实施例中，参照图1所示，所述粗磨组件340和/或精磨组件350均固定在基座310的上方，在本实施例中，粗磨组件340与精磨组件350的结构大致相同，两者的区别点在于研磨片的目数不同，具体的，粗磨组件340或精磨组件350包括机架341以及设置在机架341上的研磨头342，该机架341连接有竖向驱动机构，并且研磨头342连接有转动主轴343。

在一些实施例中，参照图3所示，所述研磨头342倾斜设置，其目的在于，研磨头342与晶圆为点接触，进而能够提升研磨的稳定性，保证研磨的质量，避免晶圆外表面出现烧焦或破片的问题，同时晶圆随研磨台330自转，而研磨头342通过转动主轴343驱使而自转，研磨头342与晶圆相对运动从而在晶圆的表面形成弧线的研磨痕迹，并且研磨头342的转速与晶圆的转速不同，进而可以在晶圆的表明形成椭圆弧形的研磨痕迹；具体的，可以是机架341上设置有倾斜的安装孔，研磨头342穿过倾斜的安装孔并且沿倾斜的安装孔移动以靠近或远离研磨台330，这样的方式可以避免在使用过程中研磨头342相对研磨台330的倾斜角度发生变化，需要说明的是，该研磨头342还连接有第二直线驱动机构，该第二直线驱动机构可以是电动推杆，研磨头342通过第二直线驱动机构实现在倾斜的安装孔内移动以靠近或远离研磨台330；在另外一些实施例中，还可以是研磨头342连接有六轴机械手，通过六轴机械手实现以特定的倾斜角度进行研磨，这样的方式灵活多变，适用于不同要求的晶圆。

而在另外一些实施例中，参照图3所示，所述转动主轴343为中空的轴构件，并且转动主轴343的内壁设置有第一磁铁部344，而研磨头342连接有转动从动轴345，转动从动轴345的外壁上设置有与第一磁铁部344相配合的第二磁铁部348，转动从动轴345的一端穿过静压气体轴承并且容置在转动主轴343内，此时转动从动轴345与转动主轴343并不接触，静压气体轴承的端部设置有至少一个倾斜调整机构347，该倾斜调整机构347可以是常规的电动推缸，该电动推缸沿竖向朝下设置并且拉动静压气体轴承朝其中一个方向倾斜，从而实现研磨头342相对水平设置的研磨台330倾斜一定角度，具体的，倾斜调整机构347沿静压气体轴承的周向均布有三个或四个，其目的在于保证研磨头342能够相对水平面倾斜向任意方向倾斜；需要说明的是，转动主轴343可以通过皮带连接有第二转动驱动机构，也可以是通过齿轮啮合连接第二转动驱动机构，而该第二转动驱动机构可以是常规的伺服电机，通过第二转动驱动机构驱使转动主轴343转动，而转动主轴343通过第一磁铁部344与第二磁铁部348之间的磁力实现传递扭力，进而带动研磨头342转动，并且转动从动轴345设置在转动主轴343内而不与转动主轴343相接触，进而可以保证转动从动轴345能够相对转动主轴343倾斜设置。

而在另外一些实施例中，参照图3所示，所述静压气体包括轴承壳体3461以及设置在轴承壳体3461内部的中空轴3462，中空轴3462套接在转动从动轴345上，并且轴承壳体3461的上端面设置有推力板3463，倾斜调整机构347与推力板3463连接并推动静压气体轴承朝向某一方向倾斜，具体的，中空轴3462设置在轴承壳体3461内并且可相对轴承壳体3461转动，即中空轴3462与轴承壳体3461之间可以设置有滚珠或滚珠，倾斜调整机构驱使静压气体轴承倾斜时通过中空轴3462接触并驱使转动从动轴345倾斜，此时中空轴3462可随转动从动轴345转动。

在一些实施例中，该研磨头342包括呈盘状的本体以及设置在本体外边缘上的研磨部，其目的在于，本发明的晶圆研磨设备，研磨头342的外边缘接触晶圆从而实现研磨操作，研磨部可以采用研磨材料制成，而本体可以采用金属片或其他硬质合金制成，研磨头342作为消耗材料使用，这样的方式能够降低研磨头342的制造成本，从而降低生产成本。

在一些实施例中，参照图4所示，所述清洗台420的周侧设置有挡板440，喷水枪430设置在挡板440的内壁并且朝向清洗台420的中心，其目的在于避免清洗水溅出而污染车间环境，并且喷水枪430朝向清洗台420的中心从而保证喷出的清洗水通过离心力自晶圆的中心朝向外缘飞出，从而能够完全清洗晶圆的表面；需要说明的是，晶圆与清洗台420之间可以通过水的吸附力固定，也可以是清洗台420上开设有若干个吸附孔，从而将晶圆吸附固定在清洗台420上。

一种晶圆研磨方法，参照图5与图6所示，该研磨方法包括如下步骤：

定心，第一机械手120将待加工的晶圆放置到定心台210上并且通过三个定心爪220支撑，此时起码有两个检测传感器230能够检测到晶圆的下端面，并且可以比较该两个检测传感器230检测到的距离值进而调整定心爪220相近靠近或远离定心台210的圆心，从而保证两个检测传感器230检测到的距离值相同，从而判定待加工的晶圆水平放置，如，其中一个检测传感器230检测到的距离大于另外一个检测传感器230检测到的距离，则该两个检测传感器230之间的定心爪220朝向远离定心台210的圆心方向移动，而另外两个定心爪220则可以朝向靠近圆心的方向移动，需要说明的是，连接定心爪220的电动推杆的推力可以尽量小一点，以能够推动定心爪220移动即可，从而避免定心爪220夹坏晶圆，而在另外一些实施例中，定心爪220上设置有压力传感器，通过压力传感器检测定心爪220施加于晶圆上的压力，从而避免定心爪220压坏晶圆；三个定心爪220再联动至三个检测传感器230均能够检测到晶圆的下端面或均没有检测到晶圆的下端面，从而确定晶圆与定心台210同心，如，其中两个检测传感器230检测到晶圆，另外一个检测传感器230检测不到晶圆，则可以控制两个检测到晶圆的检测传感器230之间的定心爪220朝向靠近定心台210的圆心方向移动，而另外两个定心爪220朝向远离定心台210的圆形方向移动，从而可以将晶圆移送至定心台210的中心，至三个检测传感器230均检测到晶圆(三个检测传感器230之间形成的圆的直径等于晶圆的直径)时或者是三个检测传感器230均没有检测到晶圆(三个检测传感器230之间形成的圆的直径略大于晶圆的直径)时，可判定晶圆与定心台210同心，进而可以定位晶圆的圆心，使得第二机械手能够准确地将待加工晶圆从定心台210上移送到研磨台330上时，晶圆与研磨台330同心放置，；而在另外一些实施例中，还可能是初始状态下仅有一个检测传感器230检测到晶圆，另外两个传感器检测不到晶圆，则可以控制该检测晶圆的相邻的两个定心爪220朝靠近定心台210的圆心方向移动，进而可以调整晶圆在定心台210上的位置。

粗磨，第二机械手将定心后的待加工晶圆放置到其中一个研磨台330上，在此需要说明的是初始状态下研磨台330的圆心固定并已知，从而通过定心机构测定晶圆的中心后，即可通过第二机械手将晶圆移送至于研磨台330同心的位置，并且粗磨组件340上的研磨头342相对研磨台330倾斜一定角度，从而使得研磨头342在晶圆的表面形成自C点向B点的粗磨痕迹101，在此步骤中，晶圆随研磨台330自转，而研磨头342通过转动主轴343驱使而自转，研磨头342与晶圆相对运动从而在晶圆的表面形成弧线的研磨痕迹，并且研磨头342的转速与晶圆的转速不同，进而可以在晶圆的表明形成椭圆弧形的研磨痕迹，在本实施例中为了方便表述，可以以圆心沿逆时针将晶圆的各部分分隔分为第一象限、第二象限、第三象限以及第四象限，在粗磨步骤中，研磨头342接触晶圆的第四象限部分，进而可以沿顺时针方向在晶圆表面形成椭圆形粗磨痕迹101。

精磨，经过粗磨的晶圆随转盘320移动至精磨组件350的下方，并且精磨组件350上的研磨头342相对研磨台330倾斜一定的角度，从而使得研磨头342在晶圆的表面形成自B点向A点的精磨痕迹102，在此步骤中，晶圆随研磨台330自转，而研磨头342通过转动主轴343驱使而自转，研磨头342与晶圆相对运动从而在晶圆的表面形成弧线的研磨痕迹，并且研磨头342的转速与晶圆的转速不同，进而可以在晶圆的表明形成椭圆弧形的研磨痕迹，需要说明的是，为了形成BA弧线的精磨痕迹102，精磨组件350上的研磨头342接触晶圆的第一象限部分，进而可以沿逆时针方向在晶圆表面形成椭圆形精磨痕迹102；本发明的研磨方法使得粗磨的研磨痕迹与精磨的研磨痕迹相反，目的是为实现晶圆减薄后的高精度、高效率、无损伤、超光滑表面的加工质量。

清洗，经过精磨后的晶圆由第三机械手吸取并移送至清洗台420上，并且在移送过程中经过吹起组件的上方，通过吹起组件能够吹除附着在晶圆下表面的磨屑，避免晶圆相对清洗台420翘起而使得晶圆无法固定在清洗台420上，在清洗以及离心甩干过程中导致晶圆掉出而导致损坏晶圆或设备的问题；在此过程中，喷水枪430朝向晶圆的中心喷射并且晶圆一直随清洗台420转动，使得附着在晶圆上的磨屑随清洗水由离心作用去除，提升清洗的效率和清洗效果，并且在甩干过程中可以提升清洗台420的自转速率，从而保证能够将附着在晶圆上的水分甩干。

需要说明的是，在上述实施例中，粗磨组件340与精磨组件350的工作原理和结构大致相同，两者的区别点仅在于研磨头342相对研磨台330的倾斜方向和倾斜角度、研磨头342的目数、研磨头342的转速以及研磨台330的转速。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种晶圆研磨装置，其特征在于，包括沿晶圆的工艺流程方向依次设置的上下料机构、定心机构、研磨机构以及清洗机构，其中：

所述上下料机构包括料台以及第一机械手，所述第一机械手用于将待加工的晶圆移送至所述定心机构上以及将已加工的晶圆自所述清洗机构移送至所述料台上；

所述定心机构包括定心台以及沿周向设置在所述定心台上的三个定心爪，所述定心爪连接有驱动组件，所述驱动组件用于驱使所述定心爪朝向远离或靠近所述定心台的圆心方向移动；

所述研磨机构包括基座以及设置在所述基座上的三个研磨台，所述基座的上方还设置有粗磨组件以及精磨组件，三个所述研磨台能够依次转动至粗磨组件以及精磨组件的下方；

所述清洗机构包括清洗台以及设置在所述研磨机构一侧的吹气组件，所述吹气组件自下而上设置，并且所述清洗台连接有转动驱动组件，所述清洗台的周侧设置有喷水枪。

2.根据权利要求1所述的一种晶圆研磨装置，其特征在于，三个所述定心爪沿所述定心台的周向均布，并且所述定心台上位于相邻两个所述定心爪之间的位置设置有检测传感器。

3.根据权利要求1所述的一种晶圆研磨装置，其特征在于，所述基座上对应所述粗磨组件和所述精磨组件的位置均设置有第一转动驱动机构，所述第一转动驱动机构与所述研磨台可分离连接。

4.根据权利要求3所述的一种晶圆研磨装置，其特征在于，所述研磨台包括呈环形的固定板、设置在所述固定板底部的转动板以及与所述转动板固定连接的研磨板，所述研磨板上开设有若干个负压孔，所述研磨板盖设在所述固定板上并且与所述固定板之间形成负压腔，所述负压腔外接有负压管。

5.根据权利要求1所述的一种晶圆研磨装置，其特征在于，所述研磨机构还包括转盘，三个所述研磨台沿周向均布在所述转盘上，所述转盘自转以驱使所述研磨台转动至粗磨组件或精磨组件的下方。

6.根据权利要求1所述的一种晶圆研磨装置，其特征在于，所述粗磨组件和/或所述精磨组件包括机架以及设置在所述机架上的研磨头，所述机架连接有竖向驱动机构，所述研磨头连接有转动主轴。

7.根据权利要求6所述的一种晶圆研磨装置，其特征在于，所述研磨头倾斜设置。

8.根据权利要求6或7所述的一种晶圆研磨装置，其特征在于，所述转动主轴为中空的轴构件，并且所述转动主轴的内壁设置有第一磁铁部，所述研磨头连接有转动从动轴，所述转动从动轴的一端穿过静压气体轴承并且容置在所述转动主轴内，所述静压气体轴承的端部设置有至少一个倾斜调整机构，所述转动从动轴的外壁上设置有与所述第一磁铁部相配合的第二磁铁部。

9.根据权利要求8所述的一种晶圆研磨装置，其特征在于，所述静压气体轴承包括轴承壳体以及设置在所述轴承壳体内部的中空轴，所述中空轴套接在所述转动从动轴上，所述轴承壳体的上端面设置有推力板，所述推力板与所述倾斜调整机构连接。

10.一种晶圆研磨方法，其特征在于，包括如下步骤：

定心，将待加工的晶圆放到定心机构上测量晶圆的中心位置；

粗磨，研磨头自晶圆的C点切入，自晶圆的B点切出并在晶圆的表面形成CB粗磨痕迹；

精磨，研磨头自晶圆的B点切入，自晶圆的A点切出并在晶圆的表面形成BA精磨痕迹；

清洗，采用水冲洗晶圆的表面，并且晶圆自转以通过离心力甩干水渍。

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