JP2016092281A - Surface machining device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve productivity when turning by a tool and CMP or dry-polishing are performed on a wafer.SOLUTION: Machining means 30 provided on a surface machining device 1 is equipped with tool turning means 40 circulating a tool 44 about a rotation shaft 49 extending in a vertical direction to a holding surface 21 of holding means 20 holding a wafer W; polishing means 50 for rotating a polishing pad 53 about the rotation shaft 49 in the inside of a circulation path of the circulating tool 44; and advancing/retracting means 60 for relatively moving the tool 44 and the polishing pad 53 in directions coming close to or separating from the holding surface 21. Either one of the tool 44 or the polishing pad 53 can be selectively acted on a surface W1 of the wafer W to be machined, and turning machine by the tool 44 and polishing machine by the polishing pad 53 are enabled by one device. Therefore, it is not necessary to carry the wafer W between devices, and productivity is improved.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ウェーハの表面に対してバイトによる旋削加工及び研磨加工を施す機能を有する表面加工装置に関する。   The present invention relates to a surface processing apparatus having a function of performing turning and polishing with a cutting tool on a surface of a wafer.

ICなどのデバイスは、ウェーハの表面上に作りこまれるため、ウェーハ表面に凹凸があると、ウェーハ表面に薄膜を形成する工程での被覆性が悪化し、配線の断線により歩留まりが低下したり、配線膜に段差が発生して信頼性が低下したりするといった問題が生じる。また、ウェーハ表面に凹凸があると、リソグラフィ工程において、フォトレジスト膜厚差が生じたり、露光時に焦点距離が変動したりするため、微細パターンの解像が困難となる。特に、ロジック系ICでは、多層配線が必要となるため、表面の段差の平坦化精度が求められる。そこで、デバイスが作りこまれる前のウェーハは、その表面が研磨されて平坦化される。   Since devices such as ICs are built on the surface of the wafer, if there are irregularities on the wafer surface, the coverage in the process of forming a thin film on the wafer surface will deteriorate, and the yield will decrease due to the disconnection of wiring, There arises a problem that a step is generated in the wiring film and reliability is lowered. In addition, if the wafer surface is uneven, a difference in photoresist film thickness occurs in the lithography process, and the focal length varies during exposure, which makes it difficult to resolve a fine pattern. In particular, since logic ICs require multilayer wiring, the leveling accuracy of the surface step is required. Therefore, the surface of the wafer before the device is built is polished and flattened.

貫通電極であるTSV(Through Silicon Via)を有するTSVウェーハでは、裏面を研削及びCMP(化学機械研磨)により平坦化し、表面側に露出した貫通電極をCMPにより平坦化しているが、近年は、貫通電極がアルミ配線から銅配線に切り替えられていることから、バイトによる旋削とCMPとによって貫通電極を平坦化している。CMPによりウェーハの表面を研磨する技術については、例えば特許文献1に記載されている。バイトによる旋削を行う装置は、例えば特許文献2,3に記載されている。   In a TSV wafer having TSV (Through Silicon Via) as a through electrode, the back surface is flattened by grinding and CMP (chemical mechanical polishing), and the through electrode exposed on the front side is flattened by CMP. Since the electrode is switched from the aluminum wiring to the copper wiring, the through electrode is flattened by turning with a cutting tool and CMP. A technique for polishing the surface of a wafer by CMP is described in Patent Document 1, for example. Devices that perform turning with a cutting tool are described in Patent Documents 2 and 3, for example.

また、抵抗、サイリスタ、インダクタのような、金属と樹脂とが含まれるものについては、研削による平坦化では研削砥石に目詰まりが生じやすいため、バイトによる旋削を行った後、ドライポリッシュ(薬剤を使用しない乾式の研磨)により鏡面仕上げをしている。   Also, for those containing metals and resins, such as resistors, thyristors, and inductors, crushing of the grinding wheel tends to be clogged with flattening by grinding. Mirror finish by dry polishing (not used).

特開2012−209568号公報JP 2012-209568 A 特開2009−54920号公報JP 2009-54920 A 特開2007−59524号公報JP 2007-59524 A

しかし、バイトによる旋削とCMP又はドライポリッシュとは、別々の装置において行われているため、装置間でウェーハを搬送しなければならず、生産性が低いという問題がある。   However, since turning with a tool and CMP or dry polishing are performed in different apparatuses, there is a problem in that the wafers must be transferred between the apparatuses and productivity is low.

本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、ウェーハに対してバイトによる旋削とCMP又はドライポリッシュとを施す場合において、生産性を向上させることを課題とする。   The present invention has been considered in view of such problems, and it is an object of the present invention to improve productivity when turning a wafer with a cutting tool and CMP or dry polishing.

本発明は、ウェーハの裏面を保持する保持面を有する保持手段と、保持手段によって保持されるウェーハの表面に対するバイトによる旋削加工と研磨パッドによる研磨加工とを可能とする加工手段と、保持手段を加工手段による加工位置に少なくとも位置付ける加工移動手段と、を備える表面加工装置であって、加工手段は、保持面に対して垂直方向に延在する回転軸を軸として該バイトを周回させるバイト加工手段と、バイト加工手段が周回させるバイトの周回軌道よりも小さい外径を有する研磨パッドを、回転軸を軸として回転させる研磨手段と、バイトと研磨パッドとを保持面に対して接近及び離間させる方向に相対的に移動させる進退手段と、バイトを用いた旋削加工時は、研磨パッドをバイトよりも保持面から離間する方向に移動させ、研磨パッドを用いた研磨加工時は、バイトを研磨パッドよりも保持面から離間する方向に移動させるように、進退手段を制御する切換制御部と、を備える。   The present invention includes a holding unit having a holding surface for holding the back surface of a wafer, a processing unit that enables turning with a cutting tool and polishing with a polishing pad on the surface of the wafer held by the holding unit, and a holding unit. A machining device comprising: machining moving means positioned at least at a machining position by the machining means, wherein the machining means rotates the cutting tool around a rotation axis extending in a direction perpendicular to the holding surface. And a polishing means for rotating a polishing pad having an outer diameter smaller than the circular orbit of the cutting tool rotated by the cutting tool, and a direction in which the cutting tool approaches and separates the cutting tool from the holding surface. Move the polishing pad in a direction away from the holding surface rather than the cutting tool when turning using the cutting tool and the tool that moves relative to the tool. It was, during the polishing process using a polishing pad so as to move in a direction away from the holding surface than the polishing pad bytes, and a switching control unit for controlling the moving means.

バイト加工手段と研磨手段とは、バイトを回転させるバイト回転手段と研磨パッドを回転させるパッド回転手段とを個別に備え、バイト回転手段の回転軸と、パッド回転手段の回転軸とを、同一軸線上に有する構成としてもよい。   The tool processing means and the polishing means are individually provided with a tool rotating means for rotating the tool and a pad rotating means for rotating the polishing pad, and the rotating shaft of the tool rotating means and the rotating shaft of the pad rotating means are on the same axis. It is good also as a structure which has on a line.

本発明に係る表面加工装置は、切換制御部による制御の下で、進退手段がバイトと研磨パッドとを保持面に対して接近及び離間させる方向に相対的に移動させることができるため、バイトと研磨パッドとのいずれか一方を選択的にウェーハの表面に作用させて加工することができる。したがって、1つの装置でバイトによる切削加工と研磨パッドによる研磨加工とが可能となり、装置間でウェーハを搬送する必要もなく、生産性が向上する。   In the surface processing apparatus according to the present invention, the advancing / retreating means can relatively move the cutting tool and the polishing pad in the direction of approaching and separating from the holding surface under the control of the switching control unit. Any one of the polishing pads can be selectively applied to the surface of the wafer for processing. Accordingly, cutting with a cutting tool and polishing with a polishing pad can be performed with one apparatus, and it is not necessary to transfer a wafer between apparatuses, thereby improving productivity.

また、バイト加工手段と研磨手段とが、バイトを回転させるバイト回転手段と研磨パッドを回転させるパッド回転手段とを個別に備え、バイト回転手段の回転軸とパッド回転手段の回転軸とを同一軸線上に有する構成とすると、バイトによる旋削加工中は研磨パッドを回転させずに済み、研磨パッドによる研磨加工中はバイトを回転させずに済むため、回転中の工具(バイト又は研磨パッド)が、他方の工具の回転による振動の影響を受けることがない。   Further, the cutting tool processing means and the polishing means are individually provided with a cutting tool rotating means for rotating the cutting tool and a pad rotating means for rotating the polishing pad, and the rotating shaft of the cutting tool rotating means and the rotating shaft of the pad rotating means are the same axis. If it is configured to be on the line, it is not necessary to rotate the polishing pad during turning with the cutting tool, and it is not necessary to rotate the cutting tool during polishing with the polishing pad, so the rotating tool (biting tool or polishing pad) It is not affected by the vibration caused by the rotation of the other tool.

第1実施形態の表面加工装置において研磨加工可能な状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which can be grind | polished in the surface processing apparatus of 1st Embodiment. 第1実施形態の表面加工装置においてウェーハを研磨する状態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state which grind | polishes a wafer in the surface processing apparatus of 1st Embodiment. 第1実施形態の表面加工装置において旋削加工可能な状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which can be turned in the surface processing apparatus of 1st Embodiment. 第1実施形態の表面加工装置においてウェーハを旋削する状態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state which turns a wafer in the surface processing apparatus of 1st Embodiment. 第2実施形態の表面加工装置においてウェーハを旋削する状態を略示的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the state which turns a wafer in the surface processing apparatus of 2nd Embodiment. 第2実施形態の表面加工装置においてウェーハを研磨する状態を略示的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the state which grind | polishes a wafer in the surface processing apparatus of 2nd Embodiment. 第3実施形態の表面加工装置においてウェーハを旋削する状態を略示的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the state which turns a wafer in the surface processing apparatus of 3rd Embodiment. 第3実施形態の表面加工装置においてウェーハを研磨する状態を略示的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the state which grind | polishes a wafer in the surface processing apparatus of 3rd Embodiment.

1 第1実施形態
図1に示す表面加工装置1は、ウェーハの裏面W2を保持する保持面21を有する保持手段20と、保持手段20によって保持されるウェーハWの表面W1に対してバイト44による旋削加工と研磨パッド53による研磨加工とを可能とする加工手段30と、保持手段20を加工手段30による加工位置27に少なくとも位置付ける加工移動手段22とを備えている。
1 First Embodiment A surface processing apparatus 1 shown in FIG. 1 includes a holding unit 20 having a holding surface 21 for holding a back surface W2 of a wafer, and a cutting tool 44 with respect to the surface W1 of the wafer W held by the holding unit 20. Processing means 30 that enables turning and polishing with the polishing pad 53, and processing movement means 22 that positions the holding means 20 at least at a processing position 27 by the processing means 30 are provided.

保持手段20は、加工移動手段22によって駆動されて表面研磨装置1の前後方向(Y軸方向)に移動可能となっている。加工移動手段22は、Y軸方向の軸心を有するボールネジ23と、ボールネジ23を回動させるモータ24と、ボールネジ24と平行に配設された一対のガイドレール25と、ボールネジ24に螺合するナットを内部に有するとともに下部がガイドレール25に摺接する移動基台26とを備えており、モータ24がボールネジ23を回動させることにより移動基台26がガイドレール25にガイドされてY軸方向に移動する構成となっている。移動基台26には保持手段20が固定されており、移動基台26がY軸方向に移動すると、保持手段20も同方向に移動する。加工移動手段22は、保持手段20をY軸方向に移動させて加工位置27に位置付けることができる。   The holding unit 20 is driven by the processing moving unit 22 and can move in the front-rear direction (Y-axis direction) of the surface polishing apparatus 1. The processing movement means 22 is screwed into the ball screw 24, a ball screw 23 having an axis in the Y-axis direction, a motor 24 for rotating the ball screw 23, a pair of guide rails 25 arranged in parallel to the ball screw 24, and the ball screw 24. A moving base 26 having a nut inside and a lower part slidably contacting the guide rail 25 is provided. When the motor 24 rotates the ball screw 23, the moving base 26 is guided by the guide rail 25 and is in the Y-axis direction. It is configured to move to. The holding means 20 is fixed to the moving base 26. When the moving base 26 moves in the Y-axis direction, the holding means 20 also moves in the same direction. The processing moving means 22 can move the holding means 20 in the Y-axis direction and position it at the processing position 27.

加工手段30は、バイト加工手段40と、研磨手段50と、バイト44と研磨パッド53とを保持面21に対して接近及び離反する方向に相対的に進退させる進退手段60とを備えている。   The processing means 30 includes a cutting tool means 40, a polishing means 50, and an advancing / retracting means 60 that relatively moves the cutting tool 44 and the polishing pad 53 forward and backward in a direction approaching and moving away from the holding surface 21.

バイト加工手段40は、Z軸方向の軸心を有する第1スピンドル41と、第1スピンドル41の下部に連結されたマウント42と、マウント42に取り付けられた基台43と、基台43の下部に取り付けられたバイト44と、基台43を回転させてバイト44を周回させるバイト回転手段45とを備えている。   The cutting tool means 40 includes a first spindle 41 having an axis in the Z-axis direction, a mount 42 coupled to the lower part of the first spindle 41, a base 43 attached to the mount 42, and a lower part of the base 43 And a cutting tool rotating means 45 that rotates the base 43 to rotate the cutting tool 44.

バイト回転手段45は、モータ46と、モータ46によって駆動されてZ軸方向の回転軸を中心に回転する軸部47と、軸部47と第1スピンドル41とに巻回された駆動ベルト48とを備えている。バイト回転手段45では、モータ46が軸部47を回転させると、駆動ベルト48によってその回転力が第1スピンドル41に伝達され、保持手段20の保持面21に対して垂直な方向に延在する回転軸49を軸としてバイト44を周回させることができる。   The bite rotation means 45 includes a motor 46, a shaft portion 47 that is driven by the motor 46 and rotates around a rotation axis in the Z-axis direction, and a drive belt 48 wound around the shaft portion 47 and the first spindle 41. It has. In the tool rotation means 45, when the motor 46 rotates the shaft portion 47, the rotational force is transmitted to the first spindle 41 by the drive belt 48 and extends in a direction perpendicular to the holding surface 21 of the holding means 20. The cutting tool 44 can be rotated around the rotating shaft 49.

研磨手段50は、Z軸方向の軸心を有する第2スピンドル51と、第2スピンドル51に連結されたマウント52と、マウント52に取り付けられた研磨パッド53と、第2スピンドル51を回転させるモータからなるパッド回転手段54と、第2スピンドル51にスラリーを流入させるスラリー供給口55とから構成されている。研磨パッド53は、バイト44の周回軌道よりも小さい外径を有している。研磨パッド53としては、例えば、樹脂、不織布、ウレタンフォームなどが用いられる。研磨パッド53の下面は、研磨対象のウェーハWの表面W1の面積よりも大きな面積を有することが好ましい。   The polishing means 50 includes a second spindle 51 having an axis in the Z-axis direction, a mount 52 connected to the second spindle 51, a polishing pad 53 attached to the mount 52, and a motor that rotates the second spindle 51. And a slurry supply port 55 through which the slurry flows into the second spindle 51. The polishing pad 53 has an outer diameter smaller than the circular orbit of the cutting tool 44. As the polishing pad 53, for example, resin, nonwoven fabric, urethane foam or the like is used. The lower surface of the polishing pad 53 preferably has an area larger than the area of the surface W1 of the wafer W to be polished.

パッド回転手段54は、バイト回転手段45が周回させるバイト44の周回経路の内側において、バイト回転手段45と共通の回転軸49を軸として研磨パッド53を回転させることができる。   The pad rotating means 54 can rotate the polishing pad 53 around the rotating shaft 49 common to the cutting tool rotating means 45 inside the rotation path of the cutting tool 44 rotated by the cutting tool rotating means 45.

進退手段60は、Z軸方向の軸心を有するボールネジ61と、ボールネジ61と平行に配設された一対のガイドレール62と、ボールネジ61を回動させるモータ63と、ボールネジ61に螺合するナットを内部に有するとともに側部がガイドレール62に摺接する昇降部64とを備え、モータ63がボールネジ61を回動させることにより、昇降部64をガイドレール62に沿って昇降させることができる。昇降部64は、パッド回転手段54を保持しており、昇降部64が昇降することによりパッド回転手段54を昇降させることができる。すなわち、進退手段60は、パッド回転手段54を昇降させることにより、バイト回転45とパッド回転手段54とを保持手段20の保持面21に対して接近及び離間させる方向に相対的に移動させる。モータ63には切換制御部65が接続されており、進退手段60は、切換制御部65による制御によって、パッド回転手段54を昇降させることができる。   The advancing / retracting means 60 includes a ball screw 61 having an axis in the Z-axis direction, a pair of guide rails 62 arranged in parallel to the ball screw 61, a motor 63 for rotating the ball screw 61, and a nut screwed to the ball screw 61. And a lift part 64 whose side part is in sliding contact with the guide rail 62. The motor 63 rotates the ball screw 61 so that the lift part 64 can be lifted and lowered along the guide rail 62. The elevating unit 64 holds the pad rotating means 54, and the pad rotating means 54 can be moved up and down as the elevating unit 64 moves up and down. That is, the advancing / retracting means 60 moves the pad rotating means 54 and the pad rotating means 54 relatively in the direction of approaching and separating from the holding surface 21 of the holding means 20 by moving the pad rotating means 54 up and down. A switching control unit 65 is connected to the motor 63, and the advance / retreat means 60 can move the pad rotating means 54 up and down under the control of the switching control unit 65.

加工手段30は、加工送り手段70によって駆動されてZ軸方向に昇降可能となっている、加工送り手段70は、Z軸方向の軸心を有するボールネジ71と、ボールねじ71と平行に配設された一対のガイドレール72と、ボールネジ71を回動させるモータ73と、ボールネジ71に螺合するナットを内部に有するとともに側部がガイドレール72に摺接する昇降部74とを備え、モータ73がボールネジ71を回動させることにより、昇降部74をガイドレール72に沿って昇降させることができる。昇降部74は、加工手段30全体、すなわちバイト加工手段40と研磨手段50と進退手段60とを保持しており、昇降部74が昇降することにより、バイト加工手段40と研磨手段50と進退手段60とを昇降させることができる。   The machining means 30 is driven by the machining feed means 70 and can be moved up and down in the Z-axis direction. The machining feed means 70 is disposed in parallel with the ball screw 71 having an axis in the Z-axis direction and the ball screw 71. A pair of guide rails 72, a motor 73 that rotates the ball screw 71, and a lifting part 74 that has a nut that is screwed into the ball screw 71 and whose side part is in sliding contact with the guide rail 72. By rotating the ball screw 71, the elevating part 74 can be raised and lowered along the guide rail 72. The lifting unit 74 holds the entire processing unit 30, that is, the cutting tool unit 40, the polishing unit 50, and the advancing / retreating unit 60, and when the lifting unit 74 moves up and down, the cutting unit 40, the polishing unit 50, and the advancing / retracting unit 60 can be moved up and down.

図2に示すように、モータ46に連結された軸部47には、駆動プーリ49aが固定されている。一方、第1スピンドル41の外周には従動プーリ49bが固定されており、駆動プーリ49aと従動プーリ49bとにわたり駆動ベルト48が巻回されている。第1スピンドル41は、その外周側に配設された軸受41aによって回転可能に支持されており、モータ46が軸部47を回転させることにより、駆動プーリ49a、駆動ベルト48及び従動プーリ49bを介して第1スピンドル41を回転させることができる。   As shown in FIG. 2, a drive pulley 49 a is fixed to the shaft portion 47 connected to the motor 46. On the other hand, a driven pulley 49b is fixed to the outer periphery of the first spindle 41, and a driving belt 48 is wound around the driving pulley 49a and the driven pulley 49b. The first spindle 41 is rotatably supported by a bearing 41a disposed on the outer peripheral side thereof. When the motor 46 rotates the shaft portion 47, the first spindle 41 passes through the driving pulley 49a, the driving belt 48, and the driven pulley 49b. Thus, the first spindle 41 can be rotated.

バイト44は、研磨パッド53の外周側に配置されている。第1スピンドル41が回転すると、バイト44は、研磨パッド53の外周側において、研磨パッド53の外周円よりも大きな円を描いて周回する。   The cutting tool 44 is disposed on the outer peripheral side of the polishing pad 53. When the first spindle 41 rotates, the cutting tool 44 circulates in a circle larger than the outer circumferential circle of the polishing pad 53 on the outer circumferential side of the polishing pad 53.

第1スピンドル41と第2スピンドル51との間には軸受51aが介在しており、軸受51aは、第2スピンドル51を回転可能に支持している。第2スピンドル51の内部には、上端がスラリー供給口55において開口し下端がスラリー吐出口56において開口するスラリー流通路57が形成されている。スラリー吐出口56は、リング状に形成された研磨パッド53の内周側において開口している。   A bearing 51a is interposed between the first spindle 41 and the second spindle 51, and the bearing 51a supports the second spindle 51 in a rotatable manner. Inside the second spindle 51, a slurry flow passage 57 having an upper end opened at the slurry supply port 55 and a lower end opened at the slurry discharge port 56 is formed. The slurry discharge port 56 is opened on the inner peripheral side of the polishing pad 53 formed in a ring shape.

図1に示すように、加工対象のウェーハWは、加工される表面W1が上方に露出した状態で、裏面W2側が保持手段20の保持面21に保持される。そして、加工移動手段22が保持手段20をY軸方向に移動させ、ウェーハWを加工位置27に位置付ける。ウェーハWは、例えば、TSV(Through Silicon Via)を有するTSVウェーハなどがある。   As shown in FIG. 1, the wafer W to be processed is held on the holding surface 21 of the holding means 20 on the back surface W <b> 2 side with the surface W <b> 1 to be processed exposed upward. Then, the processing moving means 22 moves the holding means 20 in the Y-axis direction and positions the wafer W at the processing position 27. An example of the wafer W is a TSV wafer having TSV (Through Silicon Via).

次に、図3及び図4に示すように、切換制御部65による制御の下で、進退手段60が研磨パッド53を上昇させ、研磨パッド53をバイト44よりも保持面21から離れる位置に離間させ、研磨パッド53の下面よりもバイト44の下端の方が下方に位置する状態とする。   Next, as shown in FIGS. 3 and 4, under the control of the switching control unit 65, the advancing / retreating means 60 raises the polishing pad 53, and the polishing pad 53 is separated to a position farther from the holding surface 21 than the cutting tool 44. The lower end of the cutting tool 44 is positioned below the lower surface of the polishing pad 53.

そして、加工送り手段70が加工手段30全体を下降させ、バイト44の下端を、ウェーハWの表面W1側の所定高さに位置付ける。その後、バイト回転手段45がバイト44を周回させるとともに、加工移動手段22が保持手段20をY軸方向に送っていく。そうすると、バイト44の下端がウェーハWの表面W1を削りとっていき、表面W1が旋削される。表面W1全体が旋削されると、加工送り手段70が加工手段30全体を上昇させ、バイト44をウェーハWの表面W1から上方に離間させて旋削加工を終了する。かかる旋削加工により、ウェーハWが例えばTSVウェーハである場合は、TSVの先端の高さを揃えることができる。なお、バイト44による旋削加工中、パッド回転手段54は、研磨パッド53を回転させない。   Then, the processing feed means 70 lowers the entire processing means 30 and positions the lower end of the cutting tool 44 at a predetermined height on the surface W1 side of the wafer W. Thereafter, the tool rotating means 45 rotates the tool 44, and the processing moving means 22 sends the holding means 20 in the Y-axis direction. Then, the lower end of the cutting tool 44 cuts the surface W1 of the wafer W, and the surface W1 is turned. When the entire surface W1 is turned, the processing feed means 70 raises the entire processing means 30, and the cutting tool 44 is spaced apart from the surface W1 of the wafer W to finish the turning process. By this turning process, when the wafer W is a TSV wafer, for example, the height of the tip of the TSV can be made uniform. Note that the pad rotating means 54 does not rotate the polishing pad 53 during turning with the cutting tool 44.

次に、加工移動手段22が保持手段20をY軸方向に移動させ、ウェーハWを研磨パッド53の下方に位置付ける。そして、切換制御部65による制御の下で進退手段60が研磨パッド53を下降させることにより、図1及び図2に示すように、バイト44を研磨パ
ッド53よりも保持面21から離れる位置に離間させ、研磨パッド53の下面がバイト44の下端よりも下方に位置する状態とする。
Next, the processing moving means 22 moves the holding means 20 in the Y-axis direction, and positions the wafer W below the polishing pad 53. The advance / retreat means 60 lowers the polishing pad 53 under the control of the switching control unit 65, so that the cutting tool 44 is moved away from the holding surface 21 more than the polishing pad 53, as shown in FIGS. In this state, the lower surface of the polishing pad 53 is positioned below the lower end of the cutting tool 44.

そして、その状態で、パッド回転手段54が研磨パッド53を回転させながら、加工送り手段70が加工手段30を下降させることで研磨パッド53を下降させ、回転する研磨パッド53をウェーハWの表面W1に接触させて押圧し、表面W1を研磨する。研磨中は、スラリー供給口55からスラリーを流入させ、図2に示したスラリー吐出口56からスラリーを吐出させることにより、研磨パッド53とウェーハWの表面W1との間にスラリーを供給し、化学機械研磨(CMP)を行う。スラリーとしては、例えば、シリカ(SiO2)、アルミナ(Al2O3)、セリア(CeO2)、酸化マンガン(Mn2O3)などが用いられる。 In this state, while the pad rotating means 54 rotates the polishing pad 53, the processing feeding means 70 lowers the processing means 30 to lower the polishing pad 53, and the rotating polishing pad 53 is moved to the surface W1 of the wafer W. The surface W1 is polished by contacting and pressing. During polishing, the slurry is supplied from the slurry supply port 55 and discharged from the slurry discharge port 56 shown in FIG. 2, whereby the slurry is supplied between the polishing pad 53 and the surface W1 of the wafer W, Mechanical polishing (CMP) is performed. As the slurry, for example, silica (SiO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), ceria (CeO 2 ), manganese oxide (Mn 2 O 3 ), or the like is used.

研磨中は、加工移動手段22が保持手段20をY軸方向に前後運動させることが好ましい。なお、表面加工装置1に、スラリー供給口55、スラリー吐出口56及びスラリー流通路57を備えず、スラリーを供給せずに行う研磨であるドライポリッシュにより表面W1を加工することも可能である。   During polishing, it is preferable that the processing moving means 22 moves the holding means 20 back and forth in the Y-axis direction. The surface processing apparatus 1 does not include the slurry supply port 55, the slurry discharge port 56, and the slurry flow passage 57, and the surface W1 can be processed by dry polishing that is polishing performed without supplying slurry.

このようにして表面W1が研磨された後は、加工送り手段70が加工手段30を上昇させて研磨パッド53及びバイト44をウェーハWから離間させ、加工を終了する。かかる研磨加工により、ウェーハWが例えばTSVウェーハである場合は、TSVの先端を平坦化することができる。なお、研磨パッド53による旋削加工中、バイト回転手段45は、バイト44を回転させない。   After the surface W1 is thus polished, the processing feed means 70 raises the processing means 30 to separate the polishing pad 53 and the cutting tool 44 from the wafer W, and the processing ends. By this polishing process, when the wafer W is, for example, a TSV wafer, the tip of the TSV can be flattened. During the turning process with the polishing pad 53, the tool rotating means 45 does not rotate the tool 44.

以上のように、表面加工装置1には、バイト加工手段30と研磨手段40とを備え、進退手段60がバイト44と研磨パッド53とを保持面21に対して接近及び離間させる方向に相対的に移動させることができるため、バイト44と研磨パッド53とのいずれか一方を選択的にウェーハWの表面W1に作用させて加工することができる。したがって、1つの装置でバイト44による旋削加工と研磨パッド53による研磨加工とが可能となり、装置間でウェーハを搬送する必要もなく、生産性が向上する。また、バイト回転手段45及びパッド回転手段54は、バイト44と研磨パッド53とを共通の回転軸49を軸として回転させるため、装置構成をコンパクトにすることができる。さらに、バイト加工手段40と研磨手段50とが、バイト44を回転させるバイト回転手段45と研磨パッド53を回転させるパッド回転手段54とを個別に備え、バイト回転手段45の回転軸とパッド回転手段54の回転軸とを同一軸線上に有する構成としているため、バイト44による旋削加工中は研磨パッド53を回転させずに済み、研磨パッド53による研磨加工中はバイト44を回転させずに済むため、回転中の工具(バイト44又は研磨パッド53)が、他方の工具の回転による振動の影響を受けることがない。   As described above, the surface processing apparatus 1 includes the cutting tool 30 and the polishing means 40, and the advancing / retreating means 60 is relative to the direction in which the cutting tool 44 and the polishing pad 53 approach and separate from the holding surface 21. Therefore, any one of the cutting tool 44 and the polishing pad 53 can be selectively applied to the surface W1 of the wafer W for processing. Therefore, turning with the cutting tool 44 and polishing with the polishing pad 53 can be performed with one apparatus, and there is no need to transfer a wafer between apparatuses, thereby improving productivity. Further, since the cutting tool rotating means 45 and the pad rotating means 54 rotate the cutting tool 44 and the polishing pad 53 around the common rotating shaft 49, the apparatus configuration can be made compact. Further, the cutting tool means 40 and the polishing means 50 are individually provided with a cutting tool rotating means 45 for rotating the cutting tool 44 and a pad rotating means 54 for rotating the polishing pad 53. The rotating shaft of the cutting tool rotating means 45 and the pad rotating means are provided. Since the rotation axis of 54 is on the same axis, the polishing pad 53 does not need to be rotated during the turning process with the cutting tool 44, and the cutting tool 44 does not have to be rotated during the polishing process with the polishing pad 53. The rotating tool (the cutting tool 44 or the polishing pad 53) is not affected by vibration due to the rotation of the other tool.

なお、上記第1実施形態では、進退手段60がパッド回転手段54を昇降させる構成としたが、進退手段60は、バイト回転手段45を昇降させる構成としてもよいし、バイト回転手段45とパッド回転手段54との双方を昇降させる構成としてもよい。また、加工対象のウェーハは、TSVウェーハには限られない。   In the first embodiment, the advancing / retreating means 60 is configured to move the pad rotating means 54 up and down, but the advancing / retreating means 60 may be configured to move the tool rotating means 45 up and down, or the tool rotating means 45 and the pad rotating means. It is good also as a structure which raises / lowers both of the means 54. FIG. Further, the wafer to be processed is not limited to a TSV wafer.

2 第2実施形態
図5に示す表面加工装置10は、図1〜4に示した表面加工装置1と同様に、ウェーハの表面に対してバイトによる旋削加工と研磨パッドによる研磨加工とを行う装置である。表面加工装置10において、表面加工装置1と同様に構成される部位については共通の符号を付し、その詳細な説明は省略することとする。
2 Second Embodiment A surface processing apparatus 10 shown in FIG. 5 is an apparatus that performs turning with a cutting tool and polishing with a polishing pad on the surface of a wafer, similarly to the surface processing apparatus 1 shown in FIGS. It is. In the surface processing apparatus 10, portions that are configured in the same manner as the surface processing apparatus 1 are denoted by common reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

表面加工装置10は、ウェーハの裏面W2を保持する保持面21を有する保持手段20と、保持手段20によって保持されるウェーハWの表面W1に対してバイト161による旋削加工と研磨パッド171による研磨加工とを可能とする加工手段8とを備えている。なお、保持手段20は、図1に示した加工移動手段22と同様の機構により、加工手段8による加工位置に位置付けされる。   The surface processing apparatus 10 includes a holding unit 20 having a holding surface 21 that holds the back surface W2 of the wafer, a turning process with a cutting tool 161 on a surface W1 of the wafer W held by the holding unit 20, and a polishing process with a polishing pad 171. And processing means 8 that enable the above. The holding means 20 is positioned at a processing position by the processing means 8 by a mechanism similar to the processing movement means 22 shown in FIG.

加工手段8は、保持面21に対して垂直方向に延在する方向の回転軸を有するスピンドル11と、スピンドル11を回転可能に支持するスピンドルハウジング12と、スピンドル11の上端に接続されたモータ13と、スピンドル11の下端にマウント14を介して同心円状に装着された旋削工具16と研磨工具17とを備えている。   The processing means 8 includes a spindle 11 having a rotation axis extending in a direction perpendicular to the holding surface 21, a spindle housing 12 that rotatably supports the spindle 11, and a motor 13 connected to the upper end of the spindle 11. And a turning tool 16 and a polishing tool 17 mounted concentrically on the lower end of the spindle 11 via a mount 14.

旋削工具16は、環状の第1の基台160と、第1の基台160の下部に取り付けられたバイト161とにより構成されている。一方、研磨工具17は、第1の基台160の内径よりも小さい外径を有する円板状の第2の基台170と、第2の基台170の下面に固着された研磨パッド171とから構成されている。   The turning tool 16 includes an annular first base 160 and a cutting tool 161 attached to the lower portion of the first base 160. On the other hand, the polishing tool 17 includes a disk-shaped second base 170 having an outer diameter smaller than the inner diameter of the first base 160, and a polishing pad 171 fixed to the lower surface of the second base 170. It is composed of

マウント14は、第1の基台160を装着するための第1の装着部140と、第2の基台170を装着するための第2の装着部141と、第1の装着部140と第2の装着部141とを相対的に保持手段20の保持面21に対して接近及び離間する方向に移動させる進退手段15と備えている。   The mount 14 includes a first mounting portion 140 for mounting the first base 160, a second mounting portion 141 for mounting the second base 170, the first mounting portion 140, and the first mounting portion 140. The second mounting portion 141 and the advancing / retracting means 15 for moving the mounting portion 141 in a direction approaching and separating from the holding surface 21 of the holding means 20 are provided.

進退手段15は、第1の装着部140の下方に配設されており、チャックテーブル4に対して接近及び離間する方向に移動するピストン150と、ピストン150を囲繞しピストン150の上下方向の移動を案内するシリンダ151とを備えている。このピストン150には、第2の装着部141が接続されている。   The advancing / retracting means 15 is disposed below the first mounting portion 140, moves in a direction approaching and separating from the chuck table 4, and surrounds the piston 150, and moves the piston 150 in the vertical direction. And a cylinder 151 for guiding. A second mounting portion 141 is connected to the piston 150.

第2の装着部141は、その外周縁に略直角に折り曲げられた当接部141aが形成されており、当接部141aには、スピンドル11の回転にともない回転可能な回転伝達部142が連接されている。回転伝達部142は、例えばピンによって構成されている。   The second mounting portion 141 is formed with a contact portion 141a bent at a substantially right angle on the outer peripheral edge thereof, and a rotation transmission portion 142 that can rotate as the spindle 11 rotates is connected to the contact portion 141a. Has been. The rotation transmission part 142 is comprised by the pin, for example.

第1の装着部140の下方側には、第2の装着部141及び研磨工具17を収容できるスペースが形成されており、そのスペースの最外周部分に当接部141aが上下方向に摺動できる溝18が形成されている。   A space that can accommodate the second mounting portion 141 and the polishing tool 17 is formed on the lower side of the first mounting portion 140, and the contact portion 141a can slide in the vertical direction on the outermost peripheral portion of the space. A groove 18 is formed.

溝18の一端(上端)には、第1の位置決め部19aが形成されており、当接部141aが第1の位置決め部19aに当接することで研磨パッド171よりもバイト161を下方に突出させて旋削工具16を所望の位置に位置決めすることができる。一方、溝18の他端(下端)には、第2の位置決め部19bが形成されており、当接部141aが第2の位置決め部19bに当接することでバイト161よりも研磨パッド171を下方に突出させて研磨工具17を所望の位置に位置決めすることができる。   A first positioning portion 19a is formed at one end (upper end) of the groove 18, and the contact portion 141a contacts the first positioning portion 19a so that the cutting tool 161 protrudes downward from the polishing pad 171. Thus, the turning tool 16 can be positioned at a desired position. On the other hand, a second positioning portion 19b is formed at the other end (lower end) of the groove 18, and the abutting portion 141a contacts the second positioning portion 19b so that the polishing pad 171 is positioned below the cutting tool 161. Thus, the polishing tool 17 can be positioned at a desired position.

スピンドル11及びマウント14の内部には、エアー供給源85とシリンダ151とを連通させる第1の流路81と第2の流路83とが形成されている。第1の流路81の一端には、シリンダ151の側方側からエアーを供給する第1の供給口82が形成されている。また、第2の流路83の一端には、シリンダ151の上方側からエアーを供給する第2の供給口84が形成されている。   A first flow path 81 and a second flow path 83 are formed inside the spindle 11 and the mount 14 to communicate the air supply source 85 and the cylinder 151. A first supply port 82 for supplying air from the side of the cylinder 151 is formed at one end of the first flow path 81. A second supply port 84 that supplies air from above the cylinder 151 is formed at one end of the second flow path 83.

第1の流路81及び第2の流路83とエアー供給源80との間には、シリンダ151内におけるピストン150の進行方向を切り換える切換制御部86が配設されている。切換制御部86は、第1の供給口82または第2の供給口84のいずれか一方をエアーの供給先に切り換える切換バルブ860と、回転するスピンドル11の内部にエアーを供給するためのロータリージョイント861とを備えている。そして、切換制御部86の制御によって第1の供給口82にエアーを供給すると、シリンダ151内でピストン150を保持手段20に対して離間する方向に移動させることができる。また、切換制御部86の制御によって第2の供給口84にエアーを供給すると、シリンダ151内でピストン150を保持手段20に対して接近する方向に移動させることができる。   Between the first flow path 81 and the second flow path 83 and the air supply source 80, a switching control unit 86 for switching the traveling direction of the piston 150 in the cylinder 151 is disposed. The switching control unit 86 includes a switching valve 860 that switches one of the first supply port 82 and the second supply port 84 to an air supply destination, and a rotary joint for supplying air into the rotating spindle 11. 861. When air is supplied to the first supply port 82 under the control of the switching control unit 86, the piston 150 can be moved away from the holding means 20 in the cylinder 151. Further, when air is supplied to the second supply port 84 under the control of the switching control unit 86, the piston 150 can be moved in the direction of approaching the holding means 20 in the cylinder 151.

次に、表面加工装置10によって、ウェーハWの表面W1に対し、バイト161による旋削加工及び研磨パッド171による研磨加工を施す動作例について説明する。   Next, an operation example in which the surface processing apparatus 10 performs a turning process with the cutting tool 161 and a polishing process with the polishing pad 171 on the surface W1 of the wafer W will be described.

図5に示すように、加工対象のウェーハWは、加工される表面W1が上方に露出した状態で、裏面W2側が保持手段20の保持面21に保持される。続いて、保持手段20を回転させながら、保持手段20をY軸方向に移動させる。   As shown in FIG. 5, the wafer W to be processed is held by the holding surface 21 of the holding means 20 on the back surface W <b> 2 side with the surface W <b> 1 to be processed exposed upward. Subsequently, the holding means 20 is moved in the Y-axis direction while rotating the holding means 20.

次いで、切換バルブ860においてエアー供給源85と第1の供給口82とを連通させる。これにより、第1の流路81にエアーが流入して第1の供給口82からシリンダ151の内部にエアーを供給し、シリンダ151内に供給されたエアーによってピストン150を保持手段20に対して離間する方向に移動させる。ピストン150の移動にともない、当接部141aが第1の位置決め部19aに当接するまで第2の装着部141が上昇し、研磨パッド171の下面よりもバイト161の下端を下方に突出させ、ウェーハWに対して旋削加工可能な旋削工具16を位置決めする。   Next, the air supply source 85 and the first supply port 82 are communicated with each other at the switching valve 860. As a result, air flows into the first flow path 81 to supply air into the cylinder 151 from the first supply port 82, and the piston 150 is held against the holding means 20 by the air supplied into the cylinder 151. Move in the direction of separation. As the piston 150 moves, the second mounting portion 141 rises until the abutting portion 141a abuts on the first positioning portion 19a, and the lower end of the cutting tool 161 protrudes downward from the lower surface of the polishing pad 171. A turning tool 16 capable of turning with respect to W is positioned.

そして、図1に示した加工送り手段70が加工手段8全体を下降させ、バイト161の下端を、ウェーハWの表面W1側の所定高さに位置付ける。その後、モータ131がスピンドル11を回転させてバイト161を周回させるとともに、図1に示した加工移動手段22が保持手段20をY軸方向に送っていく。そうすると、バイト161の下端がウェーハWの表面W1を削りとっていき、表面W1が旋削される。表面W1全体が旋削されると、加工送り手段70が加工手段8全体を上昇させ、バイト161をウェーハWの表面W1から上方に離間させて旋削加工を終了する。かかる旋削加工により、ウェーハWが例えばTSVウェーハである場合は、TSVの先端の高さを揃えることができる。   1 lowers the entire processing unit 8 and positions the lower end of the cutting tool 161 at a predetermined height on the surface W1 side of the wafer W. Thereafter, the motor 131 rotates the spindle 11 to rotate the cutting tool 161, and the processing moving means 22 shown in FIG. 1 sends the holding means 20 in the Y-axis direction. Then, the lower end of the cutting tool 161 scrapes the surface W1 of the wafer W, and the surface W1 is turned. When the entire surface W1 is turned, the processing feed means 70 raises the entire processing means 8, and the cutting tool 161 is spaced apart from the surface W1 of the wafer W to finish the turning process. By this turning process, when the wafer W is a TSV wafer, for example, the height of the tip of the TSV can be made uniform.

旋削加工を実施した後、図6に示すように、切換制御部86によって切換バルブ860を動作させてエアー供給源85と第2の供給口84とを連通させる。これにより、第2の流路83にエアーが流入して第2の供給口84からシリンダ151の内部にエアーを供給し、シリンダ151内に供給されたエアーによってピストン150を保持手段20に対して接近する方向に移動させる。ピストン150の移動にともない、第2の装着部141を下降させて第2の装着部141の当接部141aが第2の位置決め部19bに当接することにより、バイト161の下端よりも研磨パッド171の下面を下方に突出させ、ウェーハWに対して研磨加工可能な位置に研磨工具17を位置決めする。   After turning, as shown in FIG. 6, the switching control unit 86 operates the switching valve 860 to cause the air supply source 85 and the second supply port 84 to communicate with each other. As a result, air flows into the second flow path 83 to supply air into the cylinder 151 from the second supply port 84, and the piston 150 is held against the holding means 20 by the air supplied into the cylinder 151. Move in the direction of approach. As the piston 150 moves, the second mounting portion 141 is lowered and the contact portion 141a of the second mounting portion 141 contacts the second positioning portion 19b, so that the polishing pad 171 is lower than the lower end of the cutting tool 161. The polishing tool 17 is positioned at a position where polishing can be performed on the wafer W.

次いで、保持手段20を回転させるとともに、スピンドル11を所定の回転速度で回転させることにより、回転伝達部142を通じて研磨工具17を回転させる。続いて、図1に示した加工送り手段70によって加工手段8をウェーハWに接近する方向に下降させ、回転する研磨パッド171をウェーハWの表面Waに接触させて押圧し、研磨加工を行う。   Next, while rotating the holding means 20 and rotating the spindle 11 at a predetermined rotation speed, the polishing tool 17 is rotated through the rotation transmission unit 142. Subsequently, the processing means 8 is lowered in the direction approaching the wafer W by the processing feeding means 70 shown in FIG. 1, the rotating polishing pad 171 is pressed against the surface Wa of the wafer W, and polishing processing is performed.

このようにして表面W1が研磨された後は、加工送り手段70が加工手段8を上昇させて研磨パッド171及びバイト161をウェーハWから離間させ、加工を終了する。かかる研磨加工により、ウェーハWが例えばTSVウェーハである場合は、TSVの先端を平坦化することができる。   After the surface W1 is thus polished, the processing feed means 70 raises the processing means 8 to separate the polishing pad 171 and the cutting tool 161 from the wafer W, and the processing ends. By this polishing process, when the wafer W is, for example, a TSV wafer, the tip of the TSV can be flattened.

3 第3実施形態
図7に示す表面加工装置10aは、図1〜4に示した表面加工装置1及び図5,6に示した表面加工装置10と同様に、ウェーハの表面に対してバイトによる旋削加工と研磨パッドによる研磨加工とを行う装置である。表面加工装置10aにおいて、表面加工装置1,10と同様に構成される部位については共通の符号を付し、その詳細な説明は省略することとする。
3 Third Embodiment A surface processing apparatus 10a shown in FIG. 7 uses a cutting tool for the surface of a wafer, like the surface processing apparatus 1 shown in FIGS. 1 to 4 and the surface processing apparatus 10 shown in FIGS. It is an apparatus that performs turning and polishing with a polishing pad. In the surface processing apparatus 10a, portions that are configured in the same manner as the surface processing apparatuses 1 and 10 are denoted by common reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

表面加工装置10aは、ウェーハの裏面W2を保持する保持面21を有する保持手段20と、保持手段20によって保持されるウェーハWの表面W1に対してバイト161による旋削加工と研磨パッド171による研磨加工とを可能とする加工手段9とを備えている。なお、保持手段20は、図1に示した加工移動手段22と同様の機構により、加工手段9による加工位置に位置付けされる。   The surface processing apparatus 10a includes a holding unit 20 having a holding surface 21 for holding the back surface W2 of the wafer, a turning process by a cutting tool 161 on a surface W1 of the wafer W held by the holding unit 20, and a polishing process by a polishing pad 171. And processing means 9 that enable the above. The holding means 20 is positioned at a machining position by the machining means 9 by a mechanism similar to the machining movement means 22 shown in FIG.

加工手段9は、保持面21に対して垂直方向に延在する方向の回転軸を有するスピンドル11と、スピンドル11を回転可能に支持するスピンドルハウジング12と、スピンドル11の上端に接続されたモータ13と、スピンドル11の下端にマウント90を介して同心円状に装着された旋削工具16と研磨工具17とを備えている。   The processing means 9 includes a spindle 11 having a rotation axis extending in a direction perpendicular to the holding surface 21, a spindle housing 12 that rotatably supports the spindle 11, and a motor 13 connected to the upper end of the spindle 11. And a turning tool 16 and a polishing tool 17 mounted concentrically on the lower end of the spindle 11 via a mount 90.

旋削工具16は、環状の第1の基台160と、第1の基台160の下部に取り付けられたバイト161とにより構成されている。一方、研磨工具17は、第1の基台160の内径よりも小さい外径を有する円板状の第2の基台170と、第2の基台170の下面に固着された研磨パッド171とから構成されている。   The turning tool 16 includes an annular first base 160 and a cutting tool 161 attached to the lower portion of the first base 160. On the other hand, the polishing tool 17 includes a disk-shaped second base 170 having an outer diameter smaller than the inner diameter of the first base 160, and a polishing pad 171 fixed to the lower surface of the second base 170. It is composed of

マウント90は、第1の基台160を装着するための第1の装着部900と、第2の基台170を装着するための第2の装着部901と、第1の装着部900と第2の装着部901とを相対的に保持手段20の保持面21に対して接近及び離間する方向に移動させる進退手段91と備えている。   The mount 90 includes a first mounting portion 900 for mounting the first base 160, a second mounting portion 901 for mounting the second base 170, the first mounting portion 900, and the first mounting portion 900. And an advancing / retracting means 91 for moving the second mounting portion 901 relative to and away from the holding surface 21 of the holding means 20.

第2の装着部901の上部には、第1の位置決め部93が形成されており、第1の装着部900の下面900aが第1の位置決め部93に接触することにより、研磨パッド171の下面よりもバイト161の下端を下方に突出させて位置決めすることが可能となっている。一方、スピンドル11の下端には、第2の位置決め部94が形成されており、第1の装着部900の上面900bが第2の位置決め部94に接触することにより、バイト161の下端よりも研磨パッド171の下面を突出させて位置決めすることが可能となっている。   A first positioning part 93 is formed on the upper part of the second mounting part 901, and the lower surface 900 a of the first mounting part 900 comes into contact with the first positioning part 93, whereby the lower surface of the polishing pad 171. It is possible to position the lower end of the cutting tool 161 by projecting it downward. On the other hand, a second positioning portion 94 is formed at the lower end of the spindle 11, and the upper surface 900 b of the first mounting portion 900 comes into contact with the second positioning portion 94, thereby polishing more than the lower end of the cutting tool 161. The bottom surface of the pad 171 can be positioned and projected.

進退手段91は、第2の装着部901の内部に配設されており、エアー供給源85aから送られるエアーによって保持手段20に対して接近及び離間する方向に移動するピストン910と、ピストン910を囲繞しピストン910の上下方向の移動を案内するシリンダ911とを備えている。ピストン910には、スピンドル11の回転にともなって回転可能であるとともに第1の装着部900を支持する回転伝達部92が連結されている。シリンダ911内でピストン910が上下方向に移動することにより、回転伝達部92が第2の装着部901に形成された貫通孔902を貫通して旋削工具16を昇降させることができる。   The advancing / retreating means 91 is disposed inside the second mounting portion 901, and includes a piston 910 that moves in a direction toward and away from the holding means 20 by air sent from the air supply source 85a, and a piston 910. And a cylinder 911 for guiding the vertical movement of the piston 910. The piston 910 is connected to a rotation transmission portion 92 that can rotate with the rotation of the spindle 11 and supports the first mounting portion 900. When the piston 910 moves in the vertical direction within the cylinder 911, the rotation transmitting portion 92 can pass up and down the turning tool 16 through the through hole 902 formed in the second mounting portion 901.

スピンドル11及びマウント90の内部には、エアー供給源25aとシリンダ911とを連通させる第1の流路81aと第2の流路83aとが形成されている。第1の流路81aの一端には、シリンダ911の下方側からエアーを供給する第1の供給口82aが形成されている。また、第2の流路83aの一端には、シリンダ911の上方側からエアーを供給する第2の供給口84aが形成されている。第1の流路81a及び第2の流路83aとエアー供給源85aとの間には、加工手段10と同様に、シリンダ911内でピストン910の進行方向を切り換える切換制御部86aが配設されている。切換制御部86aは、第1の供給口82aまたは第2の供給口84aのいずれか一方をエアーの供給先に切り換える切換バルブ860aと、回転するスピンドル11の内部にエアーを供給するためのロータリージョイント861aとを備えている。   Inside the spindle 11 and the mount 90, a first flow path 81a and a second flow path 83a for communicating the air supply source 25a and the cylinder 911 are formed. A first supply port 82a that supplies air from the lower side of the cylinder 911 is formed at one end of the first flow path 81a. In addition, a second supply port 84a that supplies air from above the cylinder 911 is formed at one end of the second flow path 83a. Between the first flow path 81a and the second flow path 83a and the air supply source 85a, a switching control unit 86a for switching the advancing direction of the piston 910 in the cylinder 911 is disposed as in the processing means 10. ing. The switching control unit 86a includes a switching valve 860a that switches one of the first supply port 82a and the second supply port 84a to an air supply destination, and a rotary joint for supplying air to the inside of the rotating spindle 11. 861a.

旋削工具16を用いてウェーハWに対して旋削加工を行う際には、図7に示すように、切換制御部86aが切換バルブ860を動作させてエアー供給源85aと第2の供給口84aとを連通させる。これにより、第2の流路83aにエアーが流入して第2の供給口84aからシリンダ911の内部にエアーを供給し、シリンダ911内に供給されたエアーによってピストン910を保持手段20に対して接近する方向に移動させる。ピストン910の移動にともない、第1の装着部900の下面900aが第1の位置決め部93に接触するまで回転伝達部92とともに第1の装着部900を降下させることにより、研磨パッド171の下面よりもバイト161の下端を下方に突出させ、ウェーハWに対して旋削加工可能な位置に旋削工具16を位置決めする。その後、加工手段9aは、上記した加工手段8と同様の動作によってウェーハWに対してバイトによる旋削を行う。   When turning the wafer W using the turning tool 16, as shown in FIG. 7, the switching control unit 86a operates the switching valve 860 so that the air supply source 85a, the second supply port 84a, To communicate. As a result, air flows into the second flow path 83a to supply air into the cylinder 911 from the second supply port 84a, and the piston 910 is moved to the holding means 20 by the air supplied into the cylinder 911. Move in the direction of approach. As the piston 910 moves, the first mounting portion 900 is lowered together with the rotation transmitting portion 92 until the lower surface 900 a of the first mounting portion 900 comes into contact with the first positioning portion 93. Also, the lower end of the cutting tool 161 is protruded downward, and the turning tool 16 is positioned at a position where turning can be performed on the wafer W. Thereafter, the processing means 9a performs turning with a cutting tool on the wafer W by the same operation as the processing means 8 described above.

研磨工具17を用いて、旋削加工されたウェーハWに対して研磨加工を行う際には、図8に示すように、切換制御部86aが切換バルブ260を動作させてエアー供給源85aと第1の供給口82aとを連通させる。これにより、第1の流路81aにエアーが流入して第1の供給口82aからシリンダ911の内部にエアーを供給し、シリンダ911内に供給されたエアーによってピストン910を保持手段20に対して離間する方向に移動させる。ピストン910の移動にともない、第1の装着部900の上面900bが第2の位置決め部94に接触するまで回転伝達部92とともに第1の装着部900を上昇させることにより、バイト161の下端よりも研磨パッド171の下面を下方に突出させ、ウェーハWに対して研磨加工可能な位置に研磨工具17を位置決めする。その後、加工手段9は、上記した加工手段8と同様の動作によってウェーハWを研磨する。   When performing polishing on the wafer W that has been turned by using the polishing tool 17, the switching control unit 86a operates the switching valve 260 to connect the air supply source 85a and the first one as shown in FIG. Communication port 82a. As a result, air flows into the first flow path 81a to supply air into the cylinder 911 from the first supply port 82a, and the air supplied into the cylinder 911 moves the piston 910 to the holding means 20. Move in the direction of separation. As the piston 910 moves, the first mounting portion 900 is raised together with the rotation transmitting portion 92 until the upper surface 900b of the first mounting portion 900 comes into contact with the second positioning portion 94. The lower surface of the polishing pad 171 is protruded downward, and the polishing tool 17 is positioned at a position where polishing with respect to the wafer W can be performed. Thereafter, the processing means 9 polishes the wafer W by the same operation as the processing means 8 described above.

上記いずれの実施形態においても、バイトと研磨パッドとは、加工手段においてそれぞれ個別に装着されているため、バイトまたは研磨パッドを個別に交換することが可能となっている。   In any of the above embodiments, since the cutting tool and the polishing pad are individually mounted in the processing means, it is possible to replace the cutting tool or the polishing pad individually.

なお、バイトの周回軌道と研磨パッドの外側面との間に、円筒状のカバーを配設すれば、バイトによる旋削加工によって生じた屑が研磨パッドに付着するのを防止することができるとともに、研磨パッドによる研磨加工によって生じた屑がバイトに付着するのを防止することができる。   In addition, if a cylindrical cover is disposed between the circular orbit of the cutting tool and the outer surface of the polishing pad, it is possible to prevent debris generated by turning by the cutting tool from adhering to the polishing pad, It is possible to prevent debris generated by the polishing process using the polishing pad from adhering to the cutting tool.

1,10,10a:表面加工装置
20:保持手段 21:保持面
22:加工移動手段 23:ボールネジ 24:モータ 25:ガイドレール
26:移動基台 27:加工位置
30:加工手段
40:バイト加工手段 41:第1スピンドル 42:マウント 43:基台
44:バイト
45:バイト回転手段 46:モータ 47:軸部 48:駆動ベルト 49:回転軸
49a:駆動プーリ 49b:従動プーリ
50:研磨手段 51:第2スピンドル 52:マウント 53:研磨パッド
54:パッド回転手段 55:スラリー供給口 56:スラリー吐出口
57:スラリー流通路
60:進退手段 61:ボールネジ 62:ガイドレール 63:モータ 64:昇降部
70:加工送り手段 71:ボールネジ 72:ガイドレール 73:モータ
74:昇降部
8,9:加工手段
11:スピンドル 12:スピンドルハウジング 13:モータ
14:マウント 140:第1の装着部 141:第2の装着部 141a:当接部
142:回転伝達部
15:進退手段 150:ピストン 151:シリンダ
16:旋削工具 160:第1の基台 161:バイト
17:研磨工具 170:第2の基台 171:研磨パッド
18:溝 19a:第1の位置決め部 19b:第2の位置決め部
81,81a:第1の流路 82,82a:第1の供給口
83,83a:第2の流路 84,84a:第2の供給口
85,85:エアー供給源
86,86a:切換制御部 860:切換バルブ 861:ロータリージョイント
90:マウント 900:第1の装着部 901:第2の装着部 902:貫通孔
91:進退手段 910:ピストン 911:シリンダ
92:回転伝達部 93:第1の位置決め部 94:第2の位置決め部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 10, 10a: Surface processing apparatus 20: Holding means 21: Holding surface 22: Processing moving means 23: Ball screw 24: Motor 25: Guide rail 26: Moving base 27: Processing position 30: Processing means 40: Tool processing means 41: first spindle 42: mount 43: base 44: bite 45: bite rotating means 46: motor 47: shaft portion 48: driving belt 49: rotating shaft 49a: driving pulley 49b: driven pulley 50: polishing means 51: first 2 spindle 52: mount 53: polishing pad 54: pad rotating means 55: slurry supply port 56: slurry discharge port 57: slurry flow passage 60: advance / retreat means 61: ball screw 62: guide rail 63: motor 64: lifting part 70: processing Feeding means 71: Ball screw 72: Guide rail 73: Motor 74: Lifting unit 8, 9: Processing hand Stage 11: Spindle 12: Spindle housing 13: Motor 14: Mount 140: First mounting portion 141: Second mounting portion 141a: Abutment portion 142: Rotation transmission portion 15: Advance / retreat means 150: Piston 151: Cylinder 16: Turning tool 160: first base 161: bite 17: polishing tool 170: second base 171: polishing pad 18: groove 19a: first positioning portion 19b: second positioning portion 81, 81a: first , 82a: first supply port 83, 83a: second flow channel 84, 84a: second supply port 85, 85: air supply source 86, 86a: switching controller 860: switching valve 861: Rotary joint 90: mount 900: first mounting portion 901: second mounting portion 902: through hole 91: advance / retreat means 910: piston 911: cylinder 9 2: Rotation transmission unit 93: First positioning unit 94: Second positioning unit

Claims (2)

ウェーハの裏面を保持する保持面を有する保持手段と、該保持手段によって保持されるウェーハの表面に対するバイトによる旋削加工と研磨パッドによる研磨加工とを可能とする加工手段と、該保持手段を該加工手段による加工位置に少なくとも位置付ける加工移動手段と、を備える表面加工装置であって、
該加工手段は、
該保持面に対して垂直方向に延在する回転軸を軸として該バイトを周回させるバイト加工手段と、
該バイト加工手段が周回させる該バイトの周回軌道よりも小さい外径を有する研磨パッドを、該回転軸を軸として回転させる研磨手段と、
該バイトと該研磨パッドとを該保持面に対して接近及び離間させる方向に相対的に移動させる進退手段と、
該バイトを用いた旋削加工時は、該研磨パッドを該バイトよりも該保持面から離間する方向に移動させ、該研磨パッドを用いた研磨加工時は、該バイトを該研磨パッドよりも該保持面から離間する方向に移動させるように、該進退手段を制御する切換制御部と、
を備えた表面加工装置。
Holding means having a holding surface for holding the back surface of the wafer, processing means for enabling turning with a cutting tool and polishing with a polishing pad on the surface of the wafer held by the holding means, and processing the holding means with the processing A surface moving device comprising at least a processing moving means positioned at a processing position by the means,
The processing means includes
A bite machining means for rotating the bite around a rotation axis extending in a direction perpendicular to the holding surface;
A polishing means for rotating a polishing pad having an outer diameter smaller than a circular orbit of the cutting tool rotated by the cutting tool, about the rotation axis;
Advancing and retreating means for moving the cutting tool and the polishing pad relative to each other in a direction of approaching and separating from the holding surface;
When turning using the cutting tool, the polishing pad is moved in a direction away from the holding surface than the cutting tool. When polishing using the polishing pad, the cutting tool is held more than the polishing pad. A switching control unit for controlling the advance / retreat means so as to move in a direction away from the surface;
Surface processing equipment with
前記バイト加工手段と前記研磨手段とは、前記バイトを回転させるバイト回転手段と前記研磨パッドを回転させるパッド回転手段とを個別に備え、
該バイト回転手段の回転軸と、該パッド回転手段の回転軸とを、同一軸線上に有する
請求項1に記載の表面加工装置。
The cutting tool processing means and the polishing means individually include a cutting tool rotating means for rotating the cutting tool and a pad rotating means for rotating the polishing pad,
The surface processing apparatus of Claim 1 which has the rotating shaft of this cutting tool rotating means, and the rotating shaft of this pad rotating means on the same axis line.
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