CN1684800A

CN1684800A - 研磨装置、研磨头及研磨方法

Info

Publication number: CN1684800A
Application number: CN03823068.2A
Authority: CN
Inventors: 北桥正光; 龟井利之; 武田英俊; 德永祐之; 田尻知朗
Original assignee: Komatsu Electronic Metals Co Ltd
Current assignee: Sheng Hi Tech Co
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2003-09-26
Publication date: 2005-10-19
Anticipated expiration: 2023-09-26
Also published as: US20090156101A1; CN100400236C; US20060057942A1; US7654883B2; WO2004028743A1; TWI243083B; DE10393369T5; TW200408497A; US7507148B2; JPWO2004028743A1; JP4490822B2

Abstract

本发明提供一种研磨装置、研磨头及研磨方法。具有在表面贴附了研磨布(25)的平台(24)、保持晶片(30)的一面并使之与研磨布(25)接触的卡盘(19)、被成同心状地配置于卡盘(19)的外周的圆环状的固定环(23)。固定环(23)可以相对于卡盘(19)摆动及上下移动，在粗研磨工序中利用固定环(23)推压研磨布(25)，在精研磨工序中，使固定环(23)向上方退避，防止粗磨粒进入精研磨台架中，用相同的研磨头连续地进行粗研磨和精研磨。这样，就不会将粗研磨的粗磨粒带入精研磨台架，可以通过用相同的研磨头连续地进行粗研磨和精研磨而实现装置的成本降低。

Description

研磨装置、研磨头及研磨方法

技术领域

本发明涉及半导体晶片和液晶基板等的制造，特别涉及用于研磨半导体晶片或液晶基板等具有平坦面的被研磨物的表面的装置、研磨头及其研磨方法。

本申请中，所谓精研磨是指晶片制造的研磨工序当中的最终的研磨工序，所谓粗研磨是指精研磨以外的研磨工序。

背景技术

图7是表示以往的一般的镜面晶片的制造工序的流程图。基于该图，对作为制作半导体器件用的原料晶片而使用的镜面晶片的一般的制造方法的概略情况进行说明。

首先，利用切克拉斯基法(CZ法)或悬浮区溶法(FZ法)等使单晶的锭材生长(STEP101)。生长后的单晶锭材由于外周形状椭圆(不正)，因此其后在外形磨削工序(STEP102)中利用外圆磨床等对锭材的外周进行磨削，调整锭材的外周形状。将其在切片工序(STEP103)中利用线锯等切片而加工为500～1000μm左右的圆板状的晶片，进而在倒角工序(STEP104)中进行晶片外周的倒角加工。

其后，利用平面磨削及/或抛光进行平坦化加工(STEP105)，在蚀刻处理工序(STEP106)中实施化学研磨处理。继而，在对晶片表面进行了粗研磨(STEP107)、精研磨(STEP108)后，实施晶片清洗(STEP109)，形成镜面晶片。

为了在经过此种工序获得的镜面晶片的表面上形成电路而制作半导体器件，在近年的高精度的器件制作中要求极高的平面度。当晶片的表面平面度较低时，由于在光刻工序的曝光时透镜焦点局部地不一致，因此就会产生难以形成电路的微细图案的问题。另外，不仅是半导体晶片，而且在液晶基板等具有平坦面的被研磨材料中，也要求使表面平坦。

为了制造此种具有极高平面度的晶片，晶片的研磨就非常重要。一般来说，作为进行研磨的研磨装置，广泛知晓以下的装置，其具有：在表面贴附有研磨用的布(cloth)的圆板状的平台、保持要研磨的晶片的一面并将晶片的另一面向研磨布推靠的晶片卡盘，并向晶片和研磨布之间供给料浆，通过使晶片和平台相对旋转来进行研磨。

另外，由于研磨布具有弹性，因此当在仅将晶片向研磨布推靠而进行研磨时，晶片就会略微地陷入研磨布中。这样，由于来自研磨布的弹性应力集中在晶片的边缘，因此与晶片中心部相比，在外周部施加在晶片上的压力变大，从而产生晶片外周部被过度研磨的问题。

为了解决该问题，有如下的装置，即，在晶片卡盘的外周成同心状地配置圆环状的挤压环，利用挤压环以任意的压力挤压研磨布而抑制晶片外周部的研磨布的变形，防止过度的研磨。例如，在美国专利6,350,346号中，公布有如图8所示的研磨装置。该研磨装置在晶片卡盘51的外侧设有挤压环52，晶片卡盘51和挤压环52可以相对地旋转，可以各自独立地控制加压力。另外，挤压环52可以相对于顶环53垂直地移动。

但是，与研磨布54完全平行地制成挤压环52在现实中非常困难。特别是在该构成中，由于挤压环52仅可以垂直地移动，因此挤压环52和研磨布54就不会完全平行，在研磨中，在挤压环表面上产生的压力中就会出现分布不均，从而有晶片周边部的平面度恶化，或晶片研磨形状发生侧偏的情况。

发明内容

本申请的发明是为了解决如上所述的问题而提出的，其目的之一在于，提供防止晶片周边部的平面度的恶化并且晶片研磨形状不侧偏的晶片研磨装置及其研磨方法。

另外，本申请的发明的目的之二在于，不会使粗研磨的粗磨粒进入精研磨台架，通过用相同的研磨头连续地进行粗研磨和精研磨而实现装置的成本降低。

另外，本申请的发明的目的之三在于，防止由固定环的加工精度引起的晶片平面度的恶化。

为了实现所述目的，本申请的发明之一是具有：具备研磨布的平台、保持被研磨物并使所述被研磨物与所述研磨布接触的卡盘、配置于所述卡盘的外周的固定环，并利用所述平台和所述卡盘的相对运动，用所述研磨布研磨所述被研磨物的研磨装置，其特征是，所述固定环和所述卡盘可以相互独立地摆动。

另外，本发明之二是具有：具备研磨布的平台、保持被研磨物并使所述被研磨物与所述研磨布接触的卡盘、配置于所述卡盘的外周的固定环，并利用所述平台和所述卡盘的相对运动用所述研磨布研磨所述被研磨物的研磨装置，其特征是，所述固定环相对于所述卡盘可以上下移动，并且可以摆动。

另外，本发明之三是在本发明之一或之二中，具有如下的特征，即，设有能够实现所述摆动的1个或多个游隙。

另外，本发明之四是在本发明之一到之三的任意一个发明中，具有如下的特征，即，在所述卡盘和所述固定环总是保持一定范围的间隙的同时进行研磨加工。

另外，本发明之五是在本发明之四中，具有如下的特征，即，所述间隙的范围为0.5mm～2.0mm。

另外，本发明之六是在本发明之四或之五中，具有如下的特征，即，所述卡盘的中心和所述被研磨物的中心的距离在0.5mm以内。

另外，本发明之七是在本发明之一到之六的任意一个发明中，具有如下的特征，即，所述固定环可以相对于所述卡盘旋转。

另外，本发明之八是一边将保持于卡盘上的被研磨物向研磨布推压，一边在使研磨液夹隔于所述被研磨物和所述研磨布之间的状态下，利用所述卡盘和平台的相对运动，用所述研磨布研磨所述被研磨物的晶片研磨方法，其特征是，具有可以上下移动地配置在所述卡盘的外周的固定环，并与研磨工序对应地设定向所述研磨布推压的所述固定环的推压力。

另外，本发明之九是在本发明之八中，具有如下的特征，即，粗研磨工序中，在利用所述固定环推压所述研磨布的状态下研磨，在精研磨工序中，在使所述固定环退离所述研磨布的状态下研磨。

另外，本发明之十是至少具有粗研磨工序和精研磨工序的晶片制造方法，其特征是，使用具有保持被研磨物并使之与研磨布接触的卡盘、和可以上下移动地配置在所述卡盘的外周的固定环的研磨头，在所述粗研磨工序中，在利用所述固定环推压所述研磨布的状态下研磨，在所述精研磨工序中，在使所述固定环退离所述研磨布的状态下进行研磨，从而将所述粗研磨工序和所述精研磨工序用相同的研磨头进行。

根据如上所述的本发明，由于所述固定环和所述卡盘可以独立地以合适的压力加压，并且可以相互摆动，因此就可以在用于形成平面度的粗研磨中提高晶片周边部的平面度，从而可以获得没有晶片研磨形状的侧偏的晶片研磨装置及其研磨方法。

另外，根据本发明，由于在粗研磨工序中，在利用所述固定环推压所述研磨布的状态下研磨，在精研磨工序中，在使所述固定环退离所述研磨布的状态下研磨，因此粗研磨的粗磨粒就不会进入精研磨台架。另外，通过将粗研磨和精研磨利用相同的研磨头连续地进行，就可以实现装置的成本降低。

另外，根据本发明，由于所述固定环可以相对于所述晶片卡盘相对地旋转，因此就可以利用该旋转机构，防止由所述固定环的加工精度引起的晶片平面度的恶化，防止所述固定环的偏磨损等。

附图说明

图1是实施方式1的晶片研磨装置的整体构成图。

图2是实施方式1的第1台架3或第2台架4的管道加压型研磨头11的纵剖面图。

图3是实施方式1的第3台架5的管道加压型研磨头11的纵剖面图。

图4是实施方式2的第1台架3或第2台架4的波纹管加压型研磨头40的纵剖面图。

图5是实施方式2的第3台架5的波纹管加压型研磨头40的纵剖面图。

图6A表示使用没有固定环的以往的晶片研磨装置研磨晶片时的情况，是将研磨前的原材料晶片的SFQR表示在横轴中，将研磨后的晶片的SFQR表示在纵轴中的图表，图6B表示使用本申请发明的晶片研磨装置研磨晶片时的情况，是将研磨前的原材料晶片的SFQR表示在横轴中，将研磨后的晶片的SFQR表示在纵轴中的图表，图6C是在本申请发明的晶片研磨装置中，将固定环和晶片间的距离表示在横轴中，将研磨后的晶片的SFQR表示在纵轴中的图表。

图7是表示半导体晶片的制造方法的概略情况的流程图。

图8是表示以往技术的晶片研磨装置的一个例子的概略图。

图9是表示使本发明的实施方式3的串联双重气囊方式的研磨头60的固定环下降的状态的纵剖面图。

图10是表示使实施方式3的串联双重气囊方式的研磨头60的固定环上升的状态的纵剖面图。

图11是详细表示实施方式4的气缸+气囊方式的研磨头90的固定环的局部纵剖面图。

图12是表示使实施方式4的气缸+气囊方式的研磨头90的固定环下降的状态的局部纵剖面图。

图13是表示使本发明的实施方式4的气缸+气囊方式的研磨头90的固定环上升的状态的局部纵剖面图。

具体实施方式

下面将参照附图对本申请的晶片研磨装置进行详细说明。但是，以下的实施方式中所记述的构成部件的材质、尺寸、形状等，如果没有特别限定的描述，则不是将本发明的范围限定于此的意思，而只不过是单纯的说明例而已。另外，以下的实施方式中，虽然作为具体例对研磨硅晶片的情况进行了说明，但是本发明并不限定于此，当然对于各种半导体基板或液晶玻璃基板等薄板状体都可以适用。

[实施方式1]

首先，使用图1至图3对实施方式1进行说明。图1是本发明的晶片研磨装置的整体构成图，图2是本实施方式的第1台架3或第2台架4的气囊加压型研磨头11的纵剖面图，图3是本实施方式的第3台架5的气囊加压型研磨头11的纵剖面图。

首先，参照图1对晶片研磨装置的整体的构成进行简单的说明。图1是具备本发明的研磨头11的研磨装置1的俯视图，由第1～3台架3、4、5和晶片的装载/卸载台架2构成。

第1台架3和第2台架4处于粗研磨工序，第3台架5处于精研磨工序，粗研磨工序中，负责除去在前面工序中对晶片表面造成的加工损伤和形成晶片平面度，精研磨工序中，负责除去在粗研磨工序中造成的加工损伤和维持晶片平面度。粗研磨工序被分为2个工序的原因是由于粗研磨中花费的时间和精研磨中花费的时间的关系，考虑总的生产量而设计的。

在研磨装置1的中央上部具备十字形的研磨头支撑部6，研磨头支撑部6被以垂直轴为中心在水平面内自由旋转地设置。在研磨头支撑部6的头端分别使研磨头11垂直向下地各设有2个，合计设有8个研磨头11。

图2及图3是固定于研磨头支撑部6的头端的研磨头11及配置于其下的平台24的纵剖面图，虽然为了说明上的方便，仅表示了1个研磨头11及平台24的左半部分，但是相对于中心线在右侧也具备对称的构造。第1～第3台架3、4、5的平台24为圆板形，被水平保持，如图2所示，在第1及第2台架3、4上，在平台24的上面贴附有粗研磨用布25，如图3所示，在第3台架5上，在上面上贴附有精研磨用布26。

由于为了提高研磨效率，使研磨粒的分布均匀十分重要，因此在粗研磨用布25和精研磨用布26的材质中使用气泡均匀地分散的聚氨酯等发泡材料，使气泡作为磨粒的保持部位发挥作用。在平台24的下部，垂直地连接转轴27，转轴27与未图示的平台旋转马达的旋转轴连接。平台24通过驱动该平台旋转马达，以转轴27为中心在水平面内旋转。在平台24的中央上方设有未图示的研磨液供给喷嘴，研磨液供给喷嘴与未图示的研磨液供给罐连接。

在各台架3～5中，利用2个研磨头11对2片晶片30同时进行研磨加工，在研磨加工结束后被依次送向下一个工序而继续进行研磨加工。这种情况下，在装载/卸载台架2上设有可以喷射水射流的喷嘴，以在从第2台架4的粗研磨工序向第3台架5的精研磨工序移动之前，能够向装载/卸载台架2移动而对在粗研磨工序中附着在研磨头11上的磨粒进行水洗。

下面，将参照图2对本实施方式的管道加压型研磨头11进行详细说明。研磨头11由轴28、框架29、气囊15、晶片卡盘19、保持器框架(retainerframe)36及固定环23等构成。图中，符号28为圆筒状的中空轴，在该轴28的外周配置有框架29。框架29以90°的间隔具有从轴28的中心轴成放射状地穿设的4个阴螺纹部29a，穿过该阴螺纹部29a从外侧旋入螺栓29c，将框架29固定在轴28上。

在框架29的下端部固定有圆板形状的片簧及片橡胶，将由片橡胶和框架29分隔出的空洞部作为空气室16，形成气囊15。此外，在气囊15的下面固定有圆板状的晶片卡盘19。晶片卡盘19为多孔陶瓷板的硬质卡盘底板(chuck base)，其中央上部借助贯穿气囊15的真空配管32与真空泵56连接。

另一方面，框架29在上面的外周部上，具有沿垂直方向延伸的圆筒状的突起部和在该突起部上继续向外周水平方向突出而形成的凸缘部。在凸缘部的正下方，具备圆圈状的气囊17，另外在其下方相隔30°地具备12个压缩弹簧18。此外，在该气囊17和压缩弹簧18之间夹隔支撑有保持器框架36。

保持器框架36为截面コ字形的圆环状构件，在下面具备固定环23。保持器框架36在上部具有沿内周水平方向突出而形成的凸缘部。在该凸缘部上按照相对于框架29的圆筒状的突起部的外表面留有给定的游隙的方式形成有贯穿孔。该凸缘部被压缩弹簧18从下方推靠，并由气囊17从上方推压而支撑。

气囊17由于为圆圈状的一根管子，因此内部的气压在管道的外表面上均匀地分布。由此，例如即使在从图2的保持器框架36的右侧向气囊17的局部施加向上方推起的偏置载荷的情况下，该偏置载荷也会在气囊17内被均匀化，产生从气囊17的左侧将保持器框架36向下方推下的力。其结果是，保持器框架36相对于框架29摆动，可以相对于研磨布25、26的表面调心。

另外，为了形成像这样可以使保持器框架36摆动及调心的构成，就需要保持保持器框架36和晶片卡盘19的最低间隙的机构。由此，在保持器框架36的中间腰部沿纵向2个位置上设有球塞21，相对于旋转轴间隔45°地合计设有16个。沿纵向2个位置上设置球塞21的原因是，即使球塞21随着保持器框架36的升降而升降，任意一个球塞21也可以发挥保持框架29和保持器框架36的最低间隔的作用。另外，通过设置保持该最低间隙的机构，就可以防止以给定的位置精度安装在晶片卡盘19上的晶片与固定环23接触的情况。

另外，在保持器框架36的中腰下部具备滚珠轴承22，在位于滚珠轴承22的下侧的保持器框架36的下面，固定有圆环状的固定环23。固定环23在与所吸附的晶片近似相同外径的晶片卡盘19的外周部之间留有0.5～2.0mm左右的间隙，被与晶片卡盘19大致成同心状地水平配置。固定环23利用滚珠轴承22可以相对于保持器框架36顺利地旋转，相对于晶片卡盘19相对旋转。利用该旋转机构，就可以防止由固定环23的加工精度引起的晶片平面度的恶化、固定环23的偏磨损及固定环23上产生的剪切力的发生(扭曲)。

气囊17借助保持器加压配管31与电动空气调节器R连接，空气室16借助晶片加压配管33与电动空气调节器W连接。在电动空气调节器R之前连接有压缩空气泵57，在电动空气调节器W之前连接有压缩空气泵58。

另一方面，虽然未图示，但是轴28的上部在其外周部设有同步滑轮。此外，同步滑轮借助同步皮带与设于研磨头旋转用马达上的同步滑轮连接。而且，轴28的上端部和研磨头旋转用马达的基部，与固定于研磨头支撑部6上的气缸连接，使研磨头11可以上下移动。

本实施方式中，虽然作为晶片卡盘19使用了由多孔陶瓷板制成的硬质卡盘底板，但是也可以将销卡盘(pin chuck)、环卡盘(ring chuck)或孔卡盘(hole chuck)作为晶片卡盘19使用。另外，本实施方式中，虽然将球塞21间隔45°地形成16个，将压缩弹簧18间隔30°地形成12个，但是球塞21或压缩弹簧18的数目并不限定于此，只要是在可以发挥所需的功能的范围内，也可以更多或更少。

下面，将使用图1至图3对利用具有所述的构成的晶片研磨装置1研磨晶片30的方法进行说明。

在装载/卸载台架2中，利用晶片搬入装置7使未研磨的晶片30向研磨头11的晶片卡盘19的正下方移动。然后，通过真空泵56进行抽气，借助真空配管32将多孔陶瓷板内部设为负压，使未研磨晶片30吸附在晶片卡盘19的下面。此时，按照使晶片卡盘19的中心和未研磨晶片30的中心的距离处于0.5mm以内的方式对齐位置而吸附。当进行未研磨晶片30的装载时，研磨头支撑部6向右旋转90°，使吸附了未研磨晶片的研磨头11向第1台架3移动。

然后，驱动电动空气调节器W，从压缩空气泵58经过晶片加压配管33向空气室16内供给压缩空气，利用空气室16内的空气以5g/mm²的压力保持均匀地推压气囊15的整体的状态。其后，通过驱动研磨头旋转用马达和平台旋转用马达，使研磨头11和平台24相对旋转，利用研磨液供给喷嘴供给研磨液。在该状态下驱动未图示的气缸，使研磨头11下降至晶片30与粗研磨用布25接触。

晶片30全面受到5g/mm²的均匀的压力而被向粗研磨用布25推压，被研磨面被研磨得平坦。由于气囊15由片橡胶和片簧形成，因此晶片卡盘19就可以与粗研磨用布25的表面的变形匹配地摆动及调心。所以，晶片30就总是相对于粗研磨用布25的表面保持平行状态，并且遍布晶片整体地以均匀的压力被向粗研磨用布25推压。

在进行所述的粗研磨工序期间，驱动电动空气调节器R，从压缩空气泵57经过保持器加压配管31向气囊17供给压缩空气。这样，气囊17鼓胀，反抗压缩弹簧18而将保持器框架36向下方推靠，将固定环23向粗研磨用布25推压。保持器框架36由于被气囊17和压缩弹簧18支撑，因此保持器框架36及固定环23与晶片19独立地摆动，从而可以在粗研磨用布25的表面调心。

所以，固定环23就总是相对于粗研磨用布25保持平行状态，并且遍布固定环23的整体地以均匀的压力被向粗研磨用布25推压。此时，最好调整向气囊17供给的压缩空气的压力，使固定环加压力达到与晶片加压力相同的5g/mm²。通过使固定环加压力与晶片加压力相等，就可以抑制晶片30的外周部的粗研磨用布25的变形，防止过度研磨。另外，也可以根据研磨后的晶片30的精加工形状，调整固定环加压力。

通过像这样利用电动空气调节器W调整所供给的空气压，就可以调整晶片加压力，通过利用电动空气调节器R调整所供给的空气压，就可以调整保持器加压力。所以，晶片加压力和保持器加压力就可以独立地设定为任意的加压力。另外，由于如前所述，晶片卡盘19和固定环23具有分别独立的自动调心功能，因此就分别总是与粗研磨用布25的研磨面平行。

另外，在保持器框架36的内侧由于设有球塞21，因此就可以将固定环23和晶片卡盘19之间的间隙设定为一定范围以下。本实施方式中，间隙在0.5mm～2.0mm时，可以获得最为良好的研磨效果。当间隙在2.0mm以上时，研磨后的晶片的平面度变差。

所以，将固定环23和晶片卡盘19之间的间隙以标准状态设为1.0mm，并且将球塞21的滚珠部和框架29的间隙设定为0.1mm，将球塞21的弹簧的行程设定为0.4mm。这样，即使固定环23和晶片卡盘19摆动，间隙也会在0.5mm～1.5mm的范围内的变动而稳定。

作为粗研磨工序的研磨液，可以使用混合了SiC、SiO等直径12nm左右的粗研磨用磨粒和水性或油性的液体的料浆等。像这样在供给研磨液的同时，使研磨头11和平台24相对旋转，进行5分钟的晶片30的粗研磨。

粗研磨结束后，驱动气缸，使研磨头11上升，将研磨头支撑部6向右旋转90°，使研磨头11向第2台架4移动。

当研磨头11向第2台架4移动时，与第1台架3的作用相同地，研磨头11下降，研磨晶片30。在加工条件中与第1台架3的作用不同之处是，将晶片加压力和保持器加压力分别设为2g/mm²，以及将研磨时间设为2分钟。

粗研磨结束后，驱动气缸，使研磨头11上升，使研磨头支撑部6向左旋转180°，使研磨头11向装载/卸载台架2移动。

当研磨头11向装载/卸载台架2移动后，为了使粗研磨用的磨粒不进入精研磨的台架，利用从喷嘴喷射的水射流，对附着在晶片30的被研磨面及固定环23上的磨粒用纯水或臭氧水清洗大约10秒。

研磨头11的清洗结束后，研磨头支撑部6向左旋转90°，使研磨头11向第3台架5移动。

由于晶片加压力为较低的1g/mm²，因此晶片30基本上不会陷入精研磨用布26中。所以，来自精研磨用布26的弹性应力不会集中在晶片30的边缘，不会产生晶片外周部被过度研磨之类的问题。另外，由于研磨留量较少，因此就不需要使用固定环23。

所以，本实施方式中，在向第3台架5的移动中去掉气囊17的压力，利用弹簧18的反作用力使固定环23向上方退避。该移动量设定为大约5mm。这是为了使附着在固定环23上的粗研磨用的磨粒不进入精研磨的台架。

如果研磨头11向第3台架5移动后，则驱动电动空气调节器W，从压缩空气泵58经过晶片加压配管33向空气室16供给压缩空气，保持空气室16内的空气以1g/mm²的压力均匀地推压气囊15的整体的状态。其后，通过驱动研磨头旋转用马达和平台旋转用马达，使研磨头11和平台24相对旋转，利用研磨液供给喷嘴供给研磨液。在该状态下驱动未图示的气缸，使研磨头11下降至晶片30接触到精研磨用布26。

晶片30在全面上受到1g/mm²的均匀的压力而被向精研磨用布26推压，被研磨面被精研磨。由于气囊15由橡胶和片簧形成，因此晶片卡盘19摆动，可以与精研磨用布26的表面形状匹配地调心。所以，晶片30就总是保持与精研磨用布26平行的状态，并且遍布晶片整体地以均匀的压力向精研磨用布26推压。

作为精研磨工序的研磨液，可以使用混合了SiC、SiO等直径5～500nm左右的精研磨用磨粒和水性或油性的液体的料浆等。像这样在供给研磨液的同时，使研磨头11和平台24相对旋转，进行5分钟的晶片30的精研磨。

精研磨结束后，驱动气缸，使研磨头11上升，将研磨头支撑部6向右旋转90°，使研磨头11向装载/卸载台架2移动。

使装载/卸载台架2向研磨头11移动的同时，使晶片搬出装置8的未图示的搬出用手柄向晶片卡盘19的正下方移动。然后，当停止真空泵56时，晶片19的吸附力就会消失，吸附在晶片卡盘19上的晶片30被放置在晶片搬出用手柄上，其后，由晶片搬出装置8搬出。利用以上操作即结束晶片30的研磨工序。

[实施方式2]

下面将使用图4及图5对实施方式2进行说明。图4是本发明的实施方式2的第1台架3或第2台架4的波纹管加压型研磨头40的纵剖面图，图5是本实施例的第3台架5的波纹管加压型研磨头40的纵剖面图。

本实施方式的整体构成由于与图1所示的实施方式1的整体构成相同，因此参照图4，仅对成为不同点的研磨头40的构成进行说明。图4是固定于研磨头支撑部6的头端的研磨头40及配置于其下方的平台24的纵剖面图，虽然为了说明上的方便，仅表示有1个研磨头40及平台24的左半部分，但是相对于中心线在右侧也具有对称的构造。

本实施方式的波纹管加压型研磨头40由轴28、框架47、波纹管45、46、晶片卡盘19、导引销41、44、滚珠轴承42及固定环43等构成。图中，符号28为圆筒状的中空轴，在该轴28的外周固定有框架47。框架47分别以90°的间隔具有从中心轴成放射状被穿设的4个阴螺纹部47a，从该阴螺纹部47a的外侧旋入螺栓47c，将框架47固定在轴28上。

在框架47的外周下面，固定安装有作为圆环状的薄板的上部保持器框架50a。在该上部保持器框架50a的下面，成同心圆状地垂直向下固定有2片圆筒状的波纹管45，波纹管45的下端被固定在作为圆环状的薄板的下部保持器框架50b的上面。此外，由2片波纹管45和上部保持器框架50a及下部保持器框架50b围成的圆环状的密闭的空间成为空气室48。

在下部保持器框架50b的下面，还具备滚珠轴承42，在滚珠轴承42之下固定有圆环状的固定环43。固定环43在与所吸附的晶片大致相同外径的晶片卡盘19的外周部之间仅留有少量的间隙，被与晶片卡盘19大致成同心状地水平配置。固定环43形成可以利用滚珠轴承42相对于晶片卡盘19顺利地相对旋转的构成。利用由该滚珠轴承42形成的旋转机构，就可以防止由固定环43的加工精度引起的晶片平面度的恶化、固定环43的偏磨损及固定环43上产生的剪切力的发生(扭曲)。

另外，固定环43被波纹管45悬吊保持，该波纹管45由于以哈斯特洛伊合金制成，可以伸缩，因此固定环43可以相对于框架47摆动。另外，由于像这样形成了可以摆动固定环43的构成，因此为了将固定环43和晶片卡盘19的间隙的变动保持在一定的范围，在上部保持器框架50a上垂直向下地各自间隔60°地固定有6个圆柱状的导引销41，在下部保持器框架50b的上面各自间隔60°地固定有6个由被折曲成L字形的板材制成的导引销受件38。在导引销受件38上，为了将摆动保持在一定范围，设有相对于导引销41具有给定的游隙的贯穿孔，在该贯穿孔中插穿导引销41。

另一方面，在内周侧的波纹管45的更靠内侧，在框架47的下端部垂直向下地固定有圆筒状的波纹管46，在波纹管46的下端固定有晶片卡盘19。此外，由波纹管46及晶片卡盘19所围成的被密闭了的空间成为空气室49。

在该波纹管46之内，从框架47垂直向下地各自相隔60°地固定有6根圆柱状的导引销44，从晶片卡盘19垂直向上地各自相隔60°地固定有6条由近似L字形的板材制成的导引销受件39。在导引销受件39上，为了将摆动保持在一定范围，设有相对于导引销44具有给定的游隙的贯穿孔，在该贯穿孔中插穿有导引销44。

另外，晶片卡盘19为由多孔陶瓷板制成的硬质卡盘底板，将其中央上部借助真空配管32与真空泵56连接。

形成于2片波纹管45之间的空气室48借助保持器加压配管31与电动空气调节器R连接，空气室49借助晶片加压配管33与电动空气调节器W连接。在电动空气调节器R之前连接有压缩空气泵57，在电动空气调节器W之前连接有压缩空气泵58。

虽然未图示，但是轴28的上部在其外周部设有同步滑轮。此外，同步滑轮借助同步皮带与设于研磨头旋转用马达上的同步滑轮连接。而且，将轴28的上端部和研磨头旋转用马达的基部与固定于研磨头支撑部6上的气缸连接，使研磨头11可以上下移动。

本实施方式中，虽然作为晶片卡盘19使用了由多孔陶瓷板制成的硬质卡盘底板，但是也可以将销卡盘或孔卡盘作为晶片卡盘19使用。另外，虽然导引销41、44间隔60°地各设置了6个，但是导引销41、44的数目只要是在可以发挥所需的功能的范围内，也可以多于或少于6个。

下面，将使用图1和图4、5对利用具有所述的研磨头40的研磨装置1研磨晶片30的方法进行说明。图1中，将研磨头11置换为本实施方式的研磨头40而进行说明。

在装载/卸载台架2中，利用晶片搬入装置7使未研磨的晶片30向研磨头40的晶片卡盘19的正下方移动。然后，真空泵56通过进行抽气，借助真空配管32将多孔陶瓷板内部设为负压，使未研磨晶片30吸附在晶片卡盘19上。此时，按照使晶片卡盘19的中心和未研磨晶片30的中心的距离处于0.5mm以内的方式对齐位置而吸附。当利用该动作进行未研磨晶片30的装载时，研磨头支撑部6向右旋转90°，使研磨头40向第1台架3移动。

然后，如图4所示，驱动电动空气调节器W，从压缩空气泵58经过晶片加压配管33向空气室49内供给压缩空气，空气室49内的空气以5g/mm²的压力保持均匀地推压晶片卡盘19的整体的状态。其后，通过驱动研磨头旋转用马达和平台旋转用马达，使研磨头40和平台24相对旋转，利用研磨液供给喷嘴供给研磨液。在该状态下驱动未图示的气缸，使研磨头40下降至晶片30与粗研磨用布25接触。晶片30全面受到5g/mm²的均匀的压力而被向粗研磨用布25推压，被研磨面被研磨得平坦。

由于波纹管46由哈斯特洛伊合金等制成，可以伸缩，因此晶片卡盘19就可以摆动，可以与粗研磨用布25的表面形状匹配地调心。所以，晶片30就总是相对于粗研磨用布25保持平行状态，并且遍布晶片整体地以均匀的压力被向粗研磨用布25推压。

在进行所述的粗研磨工序期间，驱动电动空气调节器R，从压缩空气泵57经过保持器加压配管31向空气室48供给压力高于大气压的压缩空气，利用空气室48的压力保持下部保持器框架50b以5g/mm²的压力将固定环43向粗研磨用布25推压的状态。像这样通过使固定环加压力与晶片加压力相等，就可以抑制晶片30的外周部的粗研磨用布25的变形，从而可以防止过度研磨。另外，也可以根据研磨后的晶片30的精加工形状，调整固定环加压力。

这里，固定环43由于被波纹管45悬吊在框架47上，因此固定环43就可以与晶片卡盘19独立地摆动，从而可以与晶片卡盘19的调心独立地，与研磨用布25的表面形状匹配地调心。

所以，固定环43就总是保持与粗研磨用布25平行的状态，并且遍布固定环43的整体地以均匀的压力向粗研磨用布25推压。由于通过像这样利用电动空气调节器W调整向空气室49供给的空气压，就可以调整晶片加压力，通过利用电动空气调节器R调整向空气室48供给的空气压，就可以调整保持器加压力，因此晶片加压力和保持器加压力就可以独立地设定为任意的加压力。另外，由于如前所述，晶片卡盘19和固定环43具有分别独立的自动调心功能，因此就分别总是与粗研磨用布25平行。

另外，在研磨头40上设有导引销41、44，将固定环43和晶片卡盘19之间的问隙设定为一定范围以下。本实施方式中，也是在间隙为0.5mm～2.0mm时，可以获得最为良好的研磨效果。当间隙在2.0mm以上时，研磨后的晶片的平面度变差。所以，按照使固定环43和晶片卡盘19之间的间隙处于0.5mm～2.0mm的范围内的方式，设定形成于导引销受件38、39上的贯穿孔的孔径。

作为粗研磨工序的研磨液，可以使用混合了SiC、SiO等直径12nm左右的粗研磨用磨粒和水性或油性的液体的料浆等。像这样在供给研磨液的同时，使研磨头40和平台24相对旋转，进行5分钟的晶片30的粗研磨。

粗研磨结束后，驱动气缸，使研磨头40上升，将研磨头支撑部6向右旋转90°，使研磨头40向第2台架4移动。

当研磨头40向第2台架4移动后，与第1台架3相同地，研磨头40下降，研磨晶片30。在加工条件中与第1台架3不同的点是，将晶片加压力和保持器加压力设为2g/mm²，以及将研磨时间设为2分钟。

粗研磨结束后，驱动气缸，使研磨头40上升，将研磨头支撑部6向左旋转180°，使研磨头40向装载/卸载台架2移动。

当研磨头40向装载/卸载台架2移动后，为了使粗研磨用的磨粒不进入精研磨的台架，利用从喷嘴喷射的水射流，对附着在研磨头11上的磨粒用纯水或臭氧水清洗大约10秒。

研磨头40的清洗结束后，研磨头支撑部6向左旋转90°，使研磨头40向第3台架5移动。

这里，在精研磨工序中，由于晶片加压力为较低的1g/mm²，因此晶片30基本上不会陷入精研磨用布26中。所以，来自精研磨用布26的弹性应力不会集中在晶片30的边缘，不会产生晶片外周部被过度研磨之类的问题。另外，由于研磨留量也较少，因此就不需要使用固定环43。所以，在向第3台架5的移动中去掉空气室48的压力，使固定环43向上方退避。该移动量设定为5mm。这是为了使附着在固定环43上的粗研磨用的磨粒不进入精研磨的台架。

当研磨头40向第3台架5移动后，驱动电动空气调节器W，从压缩空气泵58经过晶片加压配管33向空气室49供给压力高于大气压的压缩空气，保持空气室49内的空气以1g/mm²的压力均匀地推压晶片卡盘19的整体的状态。其后，通过驱动研磨头旋转用马达和平台旋转用马达，使研磨头40和平台24相对旋转，利用研磨液供给喷嘴供给研磨液。在该状态下驱动未图示的气缸，使研磨头40下降至晶片30接触到精研磨用布26。晶片30在全面上受到1g/mm²的均匀的压力而被向精研磨用布26推压，被研磨面被精研磨。

由于波纹管46由可以伸缩的哈斯特洛伊合金制成，因此晶片卡盘19可以摆动，并可以与精研磨用布26的表面形状匹配地调心。所以，晶片30就总是与精研磨用布26平行，并且遍布晶片整体地以均匀的压力向精研磨用布26推压。

作为精研磨工序的研磨液，可以使用混合了SiC、SiO等直径5～500nm左右的精研磨用磨粒和水性或油性的液体的料浆等。像这样在供给研磨液的同时，使研磨头40和平台24相对旋转，进行5分钟的晶片30的精研磨。

精研磨结束后，驱动气缸，使研磨头40上升，将研磨头支撑部6向右旋转90°，使研磨头40向装载/卸载台架2移动。

使装载/卸载台架2向研磨头40移动的同时，使晶片搬出装置8的未图示的搬出用手柄向晶片卡盘19的正下方移动。然后，当停止真空泵56时，晶片19的吸附力就会消失，吸附在晶片卡盘19上的晶片30被放置在晶片搬出用手柄上。利用以上操作即结束晶片30的研磨工序。

所述实施方式1及2的图1中所示的研磨装置1可以在各台架3～5中并行地进行晶片30的研磨，由于在第1台架3及第2台架4中进行晶片30的粗研磨期间，可以在第3台架5上进行精研磨，因此作业效率也良好。

另外，在研磨装置1中，虽然为了防止晶片30的侧偏等，使研磨头40和平台24双方旋转而研磨晶片30，但是也可以仅旋转任意一方而进行研磨。

虽然在所述的实施方式1中，作为气囊15的材料采用了片橡胶和片簧，在实施方式2中，作为波纹管45、46的材料采用了作为金属的一种的哈斯特洛伊合金，但是并不限定于此，只要是可以因气体压力等流体压力而弹性变形的材料，也可以采用塑料或其他的材料。而且，也可以取代气囊15，使用利用气体压力弹性变形的薄片。

另外，关于晶片30的材质及大小，在实施本发明时没有任何限制，对于现在所制造的口径的硅、GaAs、GaP、InP等半导体晶片30当然可以适用本发明，对于将来可能制造的非常大的晶片30，也可以适用本发明。

[实施方式3]

下面，使用图9及图10对实施方式3进行说明。图9及图10是本发明的实施方式3的串联双重气囊方式的研磨头60的纵剖面图。图9表示使保持器(retainer)下降的状态，图10表示使保持器上升的状态。

本实施方式的串联双重气囊方式的研磨头60由轴68、框架69、晶片卡盘19、保持器框架66及固定环23等构成。图中，符号68为圆筒状的中空轴，该轴68的外周上固定有框架69。

在固定环23之上利用螺栓71紧固有圆环状的保持器固定台70。保持器固定台70被螺栓72还紧固在保持器框架66上。在保持器固定台70和保持器框架66之间，伸展有具有柔性的片簧74和片橡胶73，由保持器框架66和片橡胶73形成成为密闭空间的第2气囊75。在第2气囊75上连接有穿过轴68内的晶片加压配管76，从晶片加压配管76的供给口76a向第2气囊75内供给压缩空气。

在片簧74的中央下面固定有晶片卡盘19。晶片卡盘19通过从片橡胶73之上穿过插台77而旋入螺栓78，在利用插台77和晶片卡盘19夹入成片状伸展的片簧74及片橡胶73的状态下被固定。在插台77的外周设有凸缘状的机械制动块77a，在晶片卡盘19相对于保持器框架66下降时与保持器框架66锁合，作为显示行程终点的制动块发挥作用。

在晶片卡盘19的中央上部安装有排气塞82。排气塞82与穿过轴68内的排气管79连接，通过用排气管79进行排气，来进行晶片卡盘19内的减压。在该减压状态下，晶片就被真空吸附在形成于晶片卡盘19的下面的吸附面上。

在保持器框架66和框架69之间，伸展有由具有柔性的材质制成的圆板状的板材80。在由框架69和板材80及保持器框架66围成的密闭空间中形成有第1气囊81。从轴68的中空孔68a向第1气囊81内供给压缩空气。在保持器框架66上，按照与框架69锁合的方式设有凸缘状的机械制动块66a在保持器框架66相对于框架69下降时，作为显示行程终点的制动块发挥作用。

像这样，在本实施方式的研磨头60中，第1气囊81和第2气囊75在被重合的状态下被串联配置。

下面，对本实施方式的研磨头60的动作进行说明。当从轴68的中空孔68a供给压缩空气，向第1气囊81施加载荷P1时，在保持器框架66上就会加上载荷，晶片卡盘19和固定环23一体化地下降。此时，当从晶片加压配管76供给压缩空气，在第2气囊75上加上载荷P2时，在晶片卡盘19上就会加上载荷P2，在固定环23上加上载荷P3(＝P1-P2)。

图10表示使固定环23上升的状态。根据本实施方式的串联双重构造，通过使第2气囊内的载荷P2大于第1气囊内的载荷P1，就可以使固定环23上升。

例如在粗研磨时将卡盘载荷设为0.03MPa，将保持器载荷设定为0.03MPa时，只要将第1气囊81内的载荷P1设定为0.043MPa，将第2气囊75内的载荷P2设定为0.03MPa即可。此时，机械制动块77a由于如图9所示，与保持器框架66锁合，因此就不会作为制动块发挥作用，另外，将板材80、片簧74、片橡胶73除去，插台77、框架69及保持器框架66被相互具有给定的游隙地配置，晶片卡盘19和固定环23就可以独立地摆动。

另外，为了在精研磨时不会将粗研磨的磨粒带入精研磨台架，就需要在使固定环相对于精研磨用布浮起的同时进行研磨。例如在精研磨时将卡盘载荷设定为0.015MPa，将保持器载荷设定为0.00MPa(浮起的状态)时，只要将第1气囊81内的载荷P1设定为0.015MPa，将第2气囊75内的载荷P2设定为0.020MPa即可。

当第2气囊75内的载荷P2大于第1气囊81内的载荷P1时，就会如图10所示，晶片卡盘19相对于保持器框架66下降至行程终点。此时，由于晶片卡盘19处于被机械制动块77a与保持器框架66锁合的状态，因此第2气囊75的加压力就会转变为内力，而不会参与卡盘加压。其结果是，由于在晶片卡盘19上仅加有第1气囊81的载荷P1，因此通过自由地设定载荷P1就可以容易地控制卡盘载荷。

根据本实施方式，由于利用被串联配置的2个气囊，晶片卡盘19和固定环23独立地摆动，因此就可以防止晶片周边部的平面度恶化或晶片研磨形状侧偏的情况。

另外，通过将保持器加压机构和卡盘加压机构串联配置，就可以缩小研磨头的外形。其结果是，由于可以缩小研磨装置的设置面积，因此就可以降低运行成本。另外，由于可以使研磨头小型·轻量化，因此就可以大幅度地缩短研磨头的更换时间。

而且，在图9及图10的研磨头60中，虽然未设有使固定环23相对于晶片卡盘19独立地旋转的机构，但是也可以在保持器固定台70和固定环23之间，设置用于使固定环23和晶片卡盘19独立地旋转的轴承机构。另外，研磨头60的旋转机构既可以是设于轴68的上部的使包括轴68的轴以下整体旋转的机构，另外也可以是轴68不旋转而晶片卡盘19与框架69一起旋转的机构。

[实施方式4]

下面，将使用图11至图13对实施方式4进行说明。图11至图13是本发明的实施方式4的气缸+气囊方式的研磨头90的局部纵剖面图。图11表示研磨头90的详细的纵剖面图，图12表示使保持器下降的状态，图13表示使保持器上升的状态。

本实施方式的气缸+气囊方式的研磨头90由轴91、晶片卡盘19、保持器框架92及固定环23等构成。图中，符号91为圆筒状的中空轴，在该轴91的外周设有保持器框架92。

在轴91的外周面上固定有球面轴承93的内周面，在球面轴承93的外周面上固定有保持器框架92。轴91和保持器框架92被按照可以利用球面轴承93顺利地摆动的方式结合。

在固定环23之上利用螺栓71紧固有圆环状的保持器固定台70。保持器固定台70又被螺栓72紧固连接在保持器框架92上。保持器固定台70和保持器框架92之间，伸展有具有柔性的片簧74和片橡胶73，由保持器框架92和片橡胶73形成成为密闭空间的气囊94。从轴91的中空孔91a向气囊94内供给压缩空气。

在片簧74的中央下面固定有晶片卡盘19。晶片卡盘19通过从片橡胶73之上穿过插台77而旋入螺栓78，在利用插台77和晶片卡盘19夹入成片状伸展的片簧74及片橡胶73的状态下被固定。在插台77的外周设有凸缘状的机械制动块77a，在晶片卡盘19相对于保持器框架92下降时与保持器框架92锁合，作为显示行程终点的制动块发挥作用。

而且，除去片簧74和片橡胶73，插台77和保持器框架92被相互具有给定的游隙地配置，晶片卡盘19和保持器框架92可以独立地摆动。

在插台77上连接有穿过轴91内的排气管79，通过用排气管79进行排气，来进行晶片卡盘19内的减压。在该减压状态下，晶片就被真空吸附在形成于晶片卡盘19的下面的吸附面上。

轴91在其上部还与气缸95连接。气缸95可以使用油压气缸等流体气缸或液体气缸或者空气气缸等气体气缸。利用气缸95的作用，轴91与保持器框架92及晶片卡盘19一起进行上下动作。

像这样，在本实施方式的研磨头90中，气囊94和气缸95在被重合的状态下被串联配置。

下面将使用图12及图13对本实施方式的研磨头90的动作进行说明。如图12所示，当利用气缸95向轴加上载荷P1时，就会在保持器框架92上加上载荷，晶片卡盘19和固定环23一体化地下降。此时，当从图11所示的轴91的中空孔91a供给压缩空气，在气囊94上加上载荷P2时，在晶片卡盘19上就会加上载荷P2，在固定环23上加上载荷P3(＝P1-P2)。

图13表示使固定环23上升的状态。根据本实施方式的气缸+气囊方式，通过使气囊94内的载荷P2大于气缸95内的载荷P1，就可以使固定环23上升。

当使气囊94内的载荷P2大于气缸95的载荷P1时，如图13所示，晶片卡盘19就会相对于保持器框架92下降至行程终点。此时，由于晶片卡盘19处于被机械制动块77a与保持器框架92锁合的状态，因此气囊94的加压力就会转变为内力，而不会参与卡盘加压。其结果是，由于在晶片卡盘19上仅加有气缸95的载荷P1，因此通过自由地设定载荷P1就可以容易地控制卡盘载荷。

根据本实施方式，由于利用被自由摆动地与轴91连接的保持器框架92、相对于保持器框架92被自由摆动地安装的晶片卡盘19，使晶片卡盘19和固定环23独立地摆动，因此就可以防止晶片周边部的平面度恶化或晶片研磨形状侧偏的情况。

而且，在图11至图13的研磨头90中，虽然未设有使固定环23相对于晶片卡盘19独立地旋转的机构，但是也可以在保持器固定台70和固定环23之间，设置用于使固定环23和晶片卡盘19独立地旋转的轴承机构。另外，研磨头90的旋转机构既可以是设于轴91的上部的使包括轴91的轴以下整体旋转的机构，另外也可以是轴91不旋转而晶片卡盘19与保持器框架92一起旋转的机构。

在所述的实施方式1～4中，虽然使用圆环状的例子对固定环进行了说明，但是固定环并不限定于此，也可以是将由多个块体构成的环沿着保持器框架成环状地固定的结构。另外，固定环的下面既可以是平坦的，也可以设有多条槽。

另外，在所述的实施方式1～4中，也可以在精研磨工序中不使固定环退避，而将保持器加压力设为小于粗研磨工序的保持器加压力的加压力，例如设为与晶片加压力相同程度。这样的话，就可以不使在粗研磨工序中形成的晶片平面度恶化地进行精研磨工序。

即，在本发明的精研磨工序中，既可以使固定环退避，也可以减弱固定环的加压力而使用。

像这样，本申请发明并不限于所述实施方式，关于固定环、晶片卡盘的支撑方法或晶片的研磨方法、被研磨物等，只要在发明的主旨范围内，可以添加各种的应用、变形。

[实施数据]

以下对于使用没有固定环的以往的晶片研磨装置研磨晶片时和使用本申请发明的晶片研磨装置研磨晶片时的效果，将参照图6A～C进行具体说明。

作为比较晶片的平面度时的基准，使用副平面度SFQR。SFQR是从晶片中取样多个给定尺寸的四边形，对于各样品求出与所需的晶片厚度的差，通过算出各样品的平均值来求得。

其结果示于图6A，将使用没有固定环的以往的晶片研磨装置研磨晶片时的研磨前的原材料晶片的SFQR在横轴中表示，将研磨后的晶片的SFQR在纵轴中表示。从该图可以清楚看到，与原材料晶片相比，研磨后晶片的平面度反而恶化。这是因为，由于没有固定环，晶片的外周部平面度恶化。

与之相反，图6B是将使用本申请发明的晶片研磨装置研磨晶片时的研磨前的原材料晶片的SFQR在横轴中表示，将研磨后的晶片的SFQR在纵轴中表示的图。从该图可以清楚看到，原材料晶片的平面度在研磨后被维持。这是因为，利用固定环，可以维持晶片的外周部平面度。

另一方面，图6C是在本申请发明的晶片研磨装置中，将固定环和晶片间的距离在横轴中表示，将研磨后的晶片的SFQR在纵轴中表示的图。根据该图表可以看到，固定环和晶片间的距离最优选设为0.5mm～2.0mm。

如上所述，根据本发明的晶片研磨装置，由于晶片卡盘和固定环可以独立地以合适的压力加压，因此就可以在用于形成平面度的粗研磨中提高晶片周边部的平面度。

另外，根据本发明的晶片研磨装置，由于在精研磨中使固定环退离研磨面，因此就可以防止由粗研磨磨粒的带入造成的精加工台架的污染。所以，由于可以将精研磨工序和粗研磨工序用相同的研磨头连续地进行，因此就能够实现装置的成本降低。

另外，在本申请发明的实施方式1中，固定环的退避机构由于利用弹簧等机械地实现，因此即使保持器加压配管断线，固定环也可以向退避位置移动，不会污染精研磨的台架。

另外，由于在以往技术的晶片研磨装置中固定环无法摆动，因此晶片周边部的平面度就会恶化或晶片研磨形状就会侧偏，但是本发明的晶片研磨装置中，由于晶片卡盘和固定环独立地摆动，因此就不会产生此种问题。

另外，根据本发明的晶片研磨装置，通过晶片卡盘和固定环相对地旋转，就可以防止由保持器构件的加工精度引起的晶片平面度的恶化。

另外，根据本发明的晶片研磨装置，能够将单片研磨装置的精研磨工序和粗研磨工序用公共的研磨头来加工，从而可以大幅度地减少研磨工序的时间。

另外，根据本发明的晶片研磨装置，以给定的位置精度安装在晶片卡盘上的晶片在摆动中不会与固定环接触，可以避免对晶片边缘的机械的损伤。

(工业上的利用可能性)

本发明可以用于对半导体晶片及液晶基板等的表面进行平坦化镜面研磨的领域中。

Claims

1.一种研磨装置，其具有：具备研磨布的平台、保持被研磨物并使所述被研磨物与所述研磨布接触的卡盘、和配置于所述卡盘的外周的固定环，并利用所述平台和所述卡盘的相对运动，用所述研磨布研磨所述被研磨物，其特征是，所述固定环和所述卡盘可以相互独立地摆动。

2.一种研磨装置，其具有：具备研磨布的平台、保持被研磨物并使所述被研磨物与所述研磨布接触的卡盘、和配置于所述卡盘的外周的固定环，并利用所述平台和所述卡盘的相对运动，用所述研磨布研磨所述被研磨物，其特征是，所述固定环相对于所述卡盘可以上下移动，并且可以摆动。

3.根据权利要求1或2所述的研磨装置，其特征是，设有能够实现所述摆动的1个或多个游隙。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的研磨装置，其特征是，在所述卡盘和所述固定环总是保持一定范围的间隙的同时进行研磨加工。

5.根据权利要求4所述的研磨装置，其特征是，所述间隙的范围为0.5mm～2.0mm。

6.根据权利要求4或5所述的研磨装置，其特征是，所述卡盘的中心和所述被研磨物的中心的距离在0.5mm以内。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的研磨装置，其特征是，所述固定环可以相对于所述卡盘旋转。

8.一种研磨方法，是一边将保持于卡盘上的被研磨物向研磨布推压，一边在使研磨液夹隔于所述被研磨物和所述研磨布之间的状态下，利用所述卡盘和平台的相对运动，用所述研磨布研磨所述被研磨物的晶片研磨方法，其特征是，具有可以上下移动地配置在所述卡盘的外周的固定环，并与研磨工序对应地设定向所述研磨布推压的所述固定环的推压力。

9.根据权利要求8所述的研磨方法，其特征是，在粗研磨工序中，在利用所述固定环推压所述研磨布的状态下研磨，在精研磨工序中，在使所述固定环退离所述研磨布的状态下研磨。

10.一种晶片制造方法，是至少具有粗研磨工序和精研磨工序的晶片制造方法，其特征是，使用具有保持被研磨物并使之与研磨布接触的卡盘、和可以上下移动地配置在所述卡盘的外周的固定环的研磨头，在所述粗研磨工序中，在利用所述固定环推压所述研磨布的状态下研磨，在所述精研磨工序中，在使所述固定环退离所述研磨布的状态下进行研磨，从而用相同的研磨头进行所述粗研磨工序和所述精研磨工序。