晶片的加工方法与流程

本发明涉及对晶片进行加工的晶片的加工方法。

背景技术：

通常，对于在表面形成了半导体器件的由硅等构成的半导体晶片、或形成了光器件的由蓝宝石、sic(碳化硅)等构成的光器件晶片等各种晶片，将背面侧用磨削磨具进行磨削使其薄化后(例如参见专利文献1)，对背面进行研磨。作为这种对晶片进行加工的加工装置，已知有下述的加工装置，其具有分别保持晶片的多个卡盘工作台、配设多个卡盘工作台的旋转工作台、以及分别设置于卡盘工作台的上方的粗磨削用的磨削单元、精磨削用的磨削单元和研磨单元，以粗磨削、精磨削、研磨这样的顺序对1片晶片连续进行加工。

在这种加工装置中，为了抑制加工后的晶片的厚度偏差，对卡盘工作台的旋转轴相对于精磨削用的磨削单元的倾角进行调整。多个卡盘工作台分别在支承卡盘工作台的部件(基座部、多孔部)的高度或形状方面存在个体差异。因此，对于每个卡盘工作台，有时会产生旋转轴的倾角不同的状态。与之相对，在进行最终加工的研磨用的研磨单元中，以往并未对卡盘工作台的旋转轴的倾角进行调整。

其原因在于，(1)进行研磨的量很微小，为数um；(2)由于研磨垫为比磨削用磨轮更柔软的原材料，因而即使保持晶片的卡盘工作台的旋转轴的倾角在每个卡盘工作台中稍有不同，在将研磨垫抵压在晶片上进行磨削时，研磨垫也会发生变形而被抵压在晶片上来进行研磨；(3)即使发生研磨不良，也是不会影响品质的范围。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-119123号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

但是，近年来，研磨垫的材质呈多样化，也存在具有无法追从卡盘工作台的旋转轴的倾角而发生变形的硬度的研磨垫。在使用这种研磨垫进行研磨加工的情况下，由于卡盘工作台的旋转轴的倾角不同，具有在晶片的加工面会产生干扰品质的未加工区域或焦糊等研磨不良的问题。另外，即使在对品质无影响的情况下，出于美观性差的原因，也希望消除加工面的未加工区域或焦糊。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种晶片的加工方法，其实现了晶片研磨不良的降低。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题、实现目的，本发明提供一种晶片的加工方法，其是利用加工装置将该晶片薄化至规定厚度的晶片的加工方法，该加工装置至少具备：可旋转地保持晶片的卡盘工作台、对该晶片进行磨削的磨削单元、对通过该磨削单元磨削后的晶片进行研磨的研磨单元、配设有多个该卡盘工作台且能够旋转的旋转工作台、以及驱动控制各构成要素的控制部，该方法的特征在于，该卡盘工作台至少具备：保持该晶片的保持面、通过该保持面的中心的旋转轴、以及调整该旋转轴的倾角的倾角调整单元，该方法具备下述步骤：规定值设定步骤，将该旋转轴相对于该研磨单元的适当的倾角设定为规定值；磨削步骤，将该卡盘工作台所保持的晶片利用该磨削单元进行磨削；研磨准备步骤，使该旋转工作台进行旋转，将在该磨削步骤中磨削后的晶片定位在该研磨单元的下方；旋转轴调整步骤，该控制部驱动该倾角调整单元，将位于该研磨单元的下方的该卡盘工作台的该旋转轴的倾角调整为该规定值；以及研磨步骤，利用该研磨单元对该晶片进行研磨。

根据该构成，事先设定卡盘工作台的旋转轴相对于研磨单元的适当的倾角的规定值，因而能够在研磨开始前调整卡盘工作台的旋转轴的倾角，能够防止晶片的研磨不良。

另外，也可以是，在该规定值设定步骤中，对于作为研磨对象的晶片的类别以及该研磨单元所具备的研磨垫的类别的各种组合的每一种模式，事先基于实验设定该旋转轴的倾角的规定值，在选择该晶片的类别和该研磨垫的类别时，在该旋转轴调整步骤中，控制部将该旋转轴的倾角调整为与相应的模式相对应的规定值。

发明效果

根据本发明，事先设定卡盘工作台的旋转轴相对于研磨单元的适当的倾角的规定值，因而能够在研磨开始前调整卡盘工作台的旋转轴的倾角，能够防止晶片的研磨不良。

附图说明

图1是本实施方式的晶片的加工方法的加工对象的晶片的立体图。

图2是在本实施方式的晶片的加工方法中使用的磨削研磨装置的构成例的立体图。

图3是示出图2所示的磨削研磨装置的研磨组件、卡盘工作台和倾角调整机构的侧视图。

图4是示出构成图3所示的倾角调整机构的位置调整组件的配置例的俯视图。

图5是示出卡盘工作台相对于研磨组件倾斜的状态的示意图。

图6是示出本实施方式的晶片的加工方法的过程的流程图。

具体实施方式

参照附图对用于实施本发明的方式(实施方式)进行详细说明。本发明并不受以下实施方式中记载的内容的限定。另外，以下记载的构成要素中包括本领域技术人员能够容易想到的内容、实质上相同的内容。进而，以下记载的构成可以适宜地组合。另外，可以在不脱离本发明要点的范围内对构成进行各种省略、置换或变更。

基于附图对本实施方式的晶片的加工方法进行说明。图1是本实施方式的晶片的加工方法的加工对象的晶片的立体图。图2是在本实施方式的晶片的加工方法中使用的磨削研磨装置的构成例的立体图。图3是示出图2所示的磨削研磨装置的研磨组件、卡盘工作台和倾角调整机构的侧视图。图4是示出构成图3所示的倾角调整机构的位置调整组件的配置例的俯视图。图5是示出卡盘工作台相对于研磨组件倾斜的状态的示意图。

本实施方式的晶片的加工方法是对图1所示的晶片200的背面201进行磨削和研磨的加工方法，该方法将晶片200薄化至规定的完工厚度。作为本实施方式的晶片的加工方法的加工对象的晶片200为以硅为母材的圆板状的半导体晶片或以蓝宝石、sic(碳化硅)等为母材的光器件晶片。如图1所示，晶片200在由形成在表面202的格子状的分割预定线203划分出的多个区域形成有器件204。对于晶片200，如图2所示，以在表面202粘贴有保护部件205的状态利用磨削研磨装置1对背面201实施磨削，薄化至规定的厚度后，对该背面201实施研磨。保护部件205形成为与晶片200相同尺寸的圆板状，由具有可挠性的合成树脂构成。

如图2所示，磨削研磨装置1主要具备：装置主体2、粗磨削组件(磨削单元)3、精磨削组件(磨削单元)4、研磨组件(研磨单元)5、研磨组件移动机构6、加工液供给组件7、设置在旋转工作台8上的例如4个卡盘工作台9(9a～9d)、盒11、12、对位工作台13、搬运臂15、机器人拾取器16、旋转清洗装置17、以及控制装置(控制部)100。

粗磨削组件3通过一边使安装在主轴3a的下端的粗磨削磨轮3b旋转一边对卡盘工作台9所保持的晶片200的背面201进行按压而对该晶片200的背面201进行粗磨削加工。同样地，精磨削组件4通过一边使安装于主轴4a的精磨削磨轮4b旋转一边对上述粗磨削后的晶片200的背面201进行按压而对该晶片200的背面201进行精磨削加工。

如图3所示，研磨组件5具备借助研磨安装座5c安装在主轴5a的下端的研磨垫5b。研磨垫5b与主轴5a一起以通过该研磨垫5b的中心的在图3中由单点划线表示的旋转轴53为中心进行旋转，同时对卡盘工作台9所保持的精磨削加工后的晶片200的背面201进行按压，从而对该晶片200的背面201进行研磨加工。研磨垫5b追从作为研磨对象的晶片200的形状而发生变形，研磨垫5b的下表面与晶片200的背面201接触而成为该背面201的研磨面。

如图2所示，研磨组件移动机构6能够使研磨组件5沿水平方向(研磨垫5b的径向、在图2中为x轴方向)和垂直方向(主轴5a的轴向、在图2中为z轴方向)移动。加工液供给组件7在研磨加工时向磨削加工后的晶片200的背面201选择性地供给研磨液和清洗液。该加工液供给组件7经由加工液供给路72与研磨组件5的上端部连结，向研磨组件5供给研磨液或清洗液。

旋转工作台8为设置于装置主体2的上表面的圆盘状的工作台，其设置成在水平方向上可旋转，在规定的时机被旋转驱动。例如4个卡盘工作台9(9a～9d)以例如90度的相位角等间隔地配设在该旋转工作台8上。

如图3所示，卡盘工作台9具备：隔着保护部件205对晶片200的表面202侧进行保持的保持面91、通过保持面91的中心的在图3中以单点划线表示的旋转轴92、以及使该旋转轴92相对于铅垂方向倾斜的倾角调整机构(倾角调整单元)40。卡盘工作台9为在保持面91具备真空卡盘的卡盘工作台结构，其对载置于保持面91的晶片200进行真空吸附并保持。

如图5中详细示出，保持面91形成为外周部91b比中心91a稍低的圆锥状。即，保持面91形成为以中心91a为顶点的圆锥面，其形成为具有从中心91a朝向外周部91b下降的倾斜的斜面。卡盘工作台9使加工对象的晶片200仿形于保持面91的圆锥面而进行保持。需要说明的是，图5夸张示出了保持面91的圆锥面的倾斜，但保持面91的圆锥面的倾斜实际上为肉眼无法识别的程度的轻微倾斜。

倾角调整机构40被安装于各卡盘工作台9。倾角调整机构40用于变更(调整)旋转轴92相对于铅垂方向(z方向)的倾角θ(图5)。如图3所示，倾角调整机构40具备支承台22、以及与支承台22连结的位置调整组件23。支承台22具备：形成为圆筒状的支承筒部220，其借助未图示的轴承将卡盘工作台9支承为可自由旋转；以及凸缘部221，其从支承筒部220进行扩径。倾角调整机构40通过调整凸缘部221的倾角来调整旋转轴92的倾角θ。

如图4所示，位置调整组件23沿着凸缘部221的圆弧等间隔地设置2个以上。在本实施方式中，倾角调整机构40以120度间隔配置有2个位置调整组件23、以及固定凸缘部221的固定部23a，但在本发明中，也可以配置3个以上位置调整组件23。

如图3所示，位置调整组件23具备：固定于旋转工作台8的筒部230、贯通筒部230的轴231、与轴231的下端连结的驱动部232、以及在轴231的上端固定于凸缘部221的固定部233。驱动部232具备使轴231旋转的电动机232a、以及减弱轴231的旋转速度并固定于旋转工作台8的减速机232b。

固定部233设置有与形成于轴231的上端部的未图示的外螺纹螺合的未图示的内螺纹。在位置调整组件23中，电动机232a藉由减速机232b使轴231绕着轴心旋转，从而调整旋转轴92的倾角θ。另外，在旋转工作台8安装有使卡盘工作台9以旋转轴92为中心旋转的电动机24。

卡盘工作台9在磨削时和研磨时利用电动机24以旋转轴92为中心进行旋转驱动。如图2所示，这样的卡盘工作台9通过旋转工作台8的旋转而依搬入搬出区域a、粗磨削区域b、精磨削区域c、研磨区域d的顺序移动并循环。

盒11、12为具有多个槽的晶片200用的容纳器。一个盒11容纳磨削研磨前的晶片200，另一个盒12容纳研磨加工后的晶片200。对位工作台13是用于临时放置从盒11中取出的晶片200并进行其中心对位的工作台。

搬运臂15构成为可在水平方向(y轴方向)移动，其搬运载置于对位工作台13的磨削研磨前的晶片200并将其载置于位于搬入搬出区域a的卡盘工作台9a上。另外，搬运臂15搬运载置于位于搬入搬出区域a的卡盘工作台9a的研磨后的晶片200并将其载置于旋转清洗装置17的旋转工作台上。

机器人拾取器16具备晶片保持部(例如u型手)16a，利用该晶片保持部16a吸附保持并搬运晶片200。具体地说，机器人拾取器16将磨削研磨前的晶片200从盒11搬运到对位工作台13。另外，将研磨后的晶片200从旋转清洗装置17搬运到盒12中。旋转清洗装置17对研磨后的晶片200进行清洗，除去附着于磨削和研磨后的加工面的磨削屑或研磨屑等污染物。

控制装置100分别控制构成磨削研磨装置1的上述构成要素。即，控制装置100使磨削研磨装置1执行对于晶片200的磨削研磨动作。控制装置100为能够执行计算机程序的计算机。控制装置100具有：运算处理部101，其具有cpu(中央处理器，centralprocessingunit)之类的微处理器；存储部102，其具有rom(只读存储器，readonlymemory)或ram(随机存取存储器，randomaccessmemory)之类的存储器；以及输入输出接口装置。运算处理部101在ram上执行存储在rom中的计算机程序，生成用于控制磨削研磨装置1的控制信号，所生成的控制信号借助输入输出接口装置输出到磨削研磨装置1的各构成要素中。

另外，在本实施方式的存储部102中存储有数据库103，该数据库103设定了在进行研磨加工时卡盘工作台9的旋转轴92相对于研磨组件5的倾角θ的规定值。在该数据库103中，例如对于晶片200的类别(材质、尺寸)与研磨垫5b的类别(例如，研磨垫5b的原材料或硬度、研磨垫5b有无磨粒或磨粒的种类)的各种组合的每一种模式，设定了适当的倾角θ的规定值。该规定值如下设定：准备多个精磨削后的晶片200，对于这些晶片200，事先进行一边对于上述每种模式变更旋转轴92的倾角θ一边进行研磨的实验，分别观察研磨后的状态，由此来设定该规定值。

另外，在像本实施方式这样多个(4个)卡盘工作台9(9a～9d)与旋转工作台8一起旋转的构成中，由于也会产生卡盘工作台9a～9d的个体差异，因而优选将上述实验置于实机(卡盘工作台9a～9d)来进行，在数据库103中预先存储卡盘工作台9a～9d的编号。另外还可以在数据库103中追加对于晶片200进行研磨加工的条件(化学机械研磨或吸杂层加工等)。在该构成中，由于事先根据各种模式设定卡盘工作台9的倾角θ的规定值，因而在实际的研磨步骤中，选择与相应的模式相对应的规定值来驱动卡盘工作台9的位置调整组件23即可。因此，即使改变研磨对象的晶片200或研磨垫5b的类别，也能够进行适当的研磨加工，能够防止研磨不良的发生。

接下来，对本实施方式的晶片的加工方法进行说明。图6是示出晶片的加工方法的过程的流程图。首先将卡盘工作台9的旋转轴92相对于研磨组件5的适当的倾角θ设定为规定值(步骤s1：规定值设定步骤)。该规定值设定步骤在实际的晶片200的加工之前进行。例如，原材料或尺寸不同而存在多种作为研磨对象的晶片200，原材料或硬度、或者有无磨粒、磨粒的种类不同而存在多种研磨垫5b。

作业者制作多种(类别)的晶片200与研磨垫5b的组合模式。之后，对于每一种组合模式，进行一边变更卡盘工作台9的旋转轴92相对于研磨组件5的倾角θ一边对卡盘工作台9的保持面91所保持的多个晶片200进行研磨加工的实验。之后判断研磨后的加工状态是否良好，将能够以适当的(最佳的)加工状态进行了研磨加工的倾角θ与晶片200和研磨垫5b的组合模式一起存储在数据库103中。

该操作按照所使用的晶片和研磨垫的组合数量事先执行，将该适当的(最佳的)倾角θ与组合模式一起存储在数据库103中。此处，在像本实施方式所使用的磨削研磨装置1那样使多个(4个)卡盘工作台9(9a～9d)与旋转工作台8一起旋转的构成中，由于也会产生卡盘工作台9a～9d的个体差异，因而优选对于每个卡盘工作台9a～9d进行上述实验，在数据库103中一并预先存储卡盘工作台9a～9d的编号。另外，在对于晶片200的研磨加工的条件存在多个的情况下，优选在数据库103中追加各条件(例如，化学机械研磨或吸杂层加工等)。

事先进行上述的规定值设定步骤，基于在该规定值设定步骤中设定的规定值执行磨削研磨加工。在开始该磨削研磨加工时，选择作为加工对象的晶片200的类别或设置于研磨组件5的研磨垫5b的类别进行登记。

接着，将晶片200保持于卡盘工作台9的保持面91(步骤s2：保持步骤)。晶片200在表面202侧粘贴有保护部件205，背面201侧朝向上方，在旋转工作台8的搬入搬出区域a保持于卡盘工作台9的保持面91。

接着，对卡盘工作台9所保持的晶片200实施粗磨削和精磨削加工(步骤s3：磨削步骤)。卡盘工作台9所保持的晶片200通过旋转工作台8的旋转而移动至粗磨削区域b。在该粗磨削区域b中，在卡盘工作台9旋转的状态下使粗磨削组件3的粗磨削磨轮3b一边旋转一边下降，使旋转的粗磨削磨轮3b与晶片200的背面201接触，进行薄化至规定厚度的粗磨削。粗磨削结束后，使旋转工作台8进一步旋转，从而保持粗磨削后的晶片200的卡盘工作台9通过旋转工作台8的旋转而移动至精磨削区域c。在该精磨削区域c中，在卡盘工作台9旋转的状态下使精磨削组件4的精磨削磨轮4b一边旋转一边下降，使旋转的精磨削磨轮4b与晶片200的背面201接触，进行薄化至规定的完工厚度的精磨削。这种情况下，卡盘工作台9的旋转轴92调整为与精磨削加工相应地设定的倾角，使得精磨削磨轮4b总是与晶片200的背面201的旋转中心接触。

接着，保持精磨削后的晶片200的卡盘工作台9通过旋转工作台8的旋转而移动至研磨区域d，定位在研磨组件5的下方(步骤s4：研磨准备步骤)。之后，接着驱动倾角调整机构40，将位于研磨组件5的下方的卡盘工作台9的旋转轴92的倾角调整为规定值(步骤s5：旋转轴调整步骤)。控制装置100的运算处理部101从存储部102的数据库103中读取与加工开始时登记的晶片200和研磨垫5b的种类的组合模式相应的倾角θ的规定值，将卡盘工作台9的旋转轴92的倾角θ调整为该规定值。由此能够将卡盘工作台9的旋转轴92的倾角θ调整为与晶片200和研磨垫5b的组合模式相应的适当的倾角。此处，运算处理部101识别移动到研磨区域d的卡盘工作台9为4个卡盘工作台9a～9d中的哪一个。因此，在数据库103中也一并存储着卡盘工作台9a～9d的个体差异的情况下，读取与位于研磨区域d的卡盘工作台9a～9d相对应的倾角θ的规定值。由此能够考虑卡盘工作台9a～9d的个体差异，将卡盘工作台9的旋转轴92的倾角θ调整为更适当的倾角。

接着，利用研磨组件5对晶片200进行研磨(步骤s6：研磨步骤)。将卡盘工作台9的旋转轴92的倾角θ调整为规定值之后，使该卡盘工作台9旋转。在该状态下，使研磨组件5的研磨垫5b一边旋转一边下降，使旋转的研磨垫5b与晶片200的背面201接触，进行研磨。这种情况下，从加工液供给组件7供给加工液，因而能够利用研磨垫5b和加工液对晶片200的背面201进行化学机械研磨(cmp研磨)。另外，也可以进行在不使用加工液的条件下进行研磨的干式抛光。

如上所述，本实施方式的晶片的加工方法具备下述步骤：规定值设定步骤s1，将卡盘工作台9的旋转轴92相对于研磨组件5的适当的倾角θ设定为规定值；磨削步骤s3，将卡盘工作台9所保持的晶片200利用粗磨削组件3和精磨削组件4进行磨削；研磨准备步骤s4，使旋转工作台8进行旋转，将在磨削步骤s3中磨削后的晶片200定位在研磨组件5的下方；旋转轴调整步骤s5，利用控制装置100驱动倾角调整机构40，将位于研磨组件5的下方的卡盘工作台9的旋转轴92的倾角θ调整为上述的规定值；以及研磨步骤s6，利用研磨组件5对晶片200进行研磨，因而通过事先设定卡盘工作台9的旋转轴92相对于研磨组件5的适当的倾角θ的规定值，能够在研磨开始前调整卡盘工作台9的旋转轴92的倾角，能够防止晶片200的研磨不良。

另外，根据本实施方式，在规定值设定步骤s1中，对于作为研磨对象的晶片200的类别以及研磨组件5所具备的研磨垫5b的类别的各种组合的每一种模式，事先基于实验设定卡盘工作台9的旋转轴92的倾角θ的规定值，在选择晶片200的类别和研磨垫5b的类别时，在旋转轴调整步骤s5中，控制装置100将旋转轴92的倾角θ调整为与相应的模式相对应的规定值，因而即使变更晶片200或研磨垫5b的情况下，也能够通过调整为适当的旋转轴92的倾角θ而良好地保持晶片200的研磨状态。

需要说明的是，根据上述本实施方式的加工方法，可得到以下的研磨装置。

(附录1)

一种研磨装置，其至少具备：

可旋转地保持晶片的卡盘工作台；

对该卡盘工作台所保持的晶片进行研磨的研磨单元；以及

驱动控制各构成要素的控制部，

该加工装置的特征在于，

该卡盘工作台具备倾角调整单元，其对通过保持该晶片的保持面的中心的旋转轴的倾角进行调整，

该控制部具备：

存储部，其存储该旋转轴的倾角的规定值，该旋转轴的倾角的规定值是对于作为研磨对象的晶片的类别以及该研磨单元所具备的研磨垫的类别的各种组合的每一种模式，事先基于实验进行设定的；以及

运算处理部，

其在选择了该晶片的类别和该研磨垫的类别的情况下，

驱动该倾角调整单元，将位于该研磨单元的下方的该卡盘工作台的该旋转轴的倾角调整为与相应的模式相对应的规定值。

对于上述研磨装置，与本实施方式的加工方法同样地，事先设定卡盘工作台9的旋转轴92相对于研磨组件5的适当的倾角θ的规定值，因而能够在研磨开始前适当地调整卡盘工作台9的旋转轴92的倾角，能够防止晶片200的研磨不良。

需要说明的是，本发明并不限于上述实施方式。即，可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形来实施。

符号说明

1磨削研磨装置(研磨装置)

2装置主体

3粗磨削组件(磨削单元)

3a主轴

3b粗磨削磨轮

4精磨削组件(磨削单元)

4a主轴

4b精磨削磨轮

5研磨组件(研磨单元)

5a主轴

5b研磨垫

5c研磨安装座

7加工液供给组件

8旋转工作台

9、9a、9b、9c、9d卡盘工作台

22支承台

23位置调整组件

23a固定部

24电动机

40倾角调整机构(倾角调整单元)

91保持面

91a中心

91b外周部

92旋转轴

100控制装置(控制部)

101运算处理部

102存储部

103数据库

200晶片

201背面

202表面

203分割预定线

204器件

205保护部件