KR20160055056A - Apparatus for processing surface - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a device for processing a surface capable of improving productivity when turning. CMP, or dry polish processes are performed on a wafer by using bites. A process unit (30) prepared in the device (1) for processing the surface comprises: a bite processing unit (40) which winds bites (44) about a rotation axis (49) which is vertically extended for a maintenance side (21) of a maintenance unit (20) maintaining the wafer (W); a polishing unit (50) which rotates a polishing pad (53) about the rotation axis (49) inside a winding path of a bite (44); and a forward/backward moving unit (60) which moves the bite (44) and the polishing pad (53) to approach and to be separated from the maintenance side (21). The present invention processes the wafer (W) by selectively applying either the bite (44) or the polishing pad (53) to the surface (W1) of the wafer (W). The present invention is provided to perform a turning process by the bite (44), and a polishing process by the polishing pad (53) with one device, thereby improving productivity without transferring the wafer (W) between devices.

Description

표면 가공 장치{APPARATUS FOR PROCESSING SURFACE}[0001] APPARATUS FOR PROCESSING SURFACE [0002]

본 발명은, 웨이퍼의 표면에 대하여 바이트에 의한 선삭 가공 및 연마 가공을 하는 기능을 갖는 표면 가공 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface machining apparatus having a function of turning and polishing a surface of a wafer by a bite.

IC 등의 디바이스는 웨이퍼의 표면 상에 장치되기 때문에, 웨이퍼 표면에 요철이 있으면, 웨이퍼 표면에 박막을 형성하는 공정에서의 피복성이 악화되고, 배선의 단선에 의해 수율이 저하되거나, 배선막에 단차가 발생하여 신뢰성이 저하되거나 하는 등의 문제가 생긴다. 또한, 웨이퍼 표면에 요철이 있으면, 리소그래피 공정에 있어서, 포토레지스트막 두께차가 생기거나 노광시에 초점 거리가 변동하거나 하기 때문에, 미세 패턴의 해상이 어려워진다. 특히, 논리계 IC에서는 다층 배선이 필요해지기 때문에, 표면의 단차의 평탄화 정밀도가 요구된다. 따라서, 디바이스가 장치되기 전의 웨이퍼는, 그 표면이 연마되어 평탄화된다. Since devices such as ICs are mounted on the surface of a wafer, if the surface of the wafer has irregularities, the coating property in the step of forming a thin film on the wafer surface is deteriorated, the yield is lowered due to disconnection of the wirings, There arises a problem that a step is generated and reliability is lowered. Further, if there is unevenness on the surface of the wafer, resolution of the fine pattern becomes difficult because the photoresist film thickness difference occurs in the lithography process or the focal distance changes during exposure. Particularly, in the logic IC, since multilayer wiring is required, flattening precision of the step on the surface is required. Therefore, the surface of the wafer before the device is mounted is polished and planarized.

관통 전극인 TSV(Through Silicon Via)를 갖는 TSV 웨이퍼에서는, 이면을 연삭 및 CMP(화학 기계 연마)에 의해 평탄화하고, 표면측에 노출된 관통 전극을 CMP에 의해 평탄화하고 있지만, 최근에는 관통 전극이 알루미늄 배선으로부터 구리 배선으로 전환되고 있기 때문에, 바이트에 의한 선삭과 CMP에 의해 관통 전극을 평탄화하고 있다. CMP에 의해 웨이퍼의 표면을 연마하는 기술에 관해서는, 예컨대 특허문헌 1에 기재되어 있다. 바이트에 의한 선삭을 행하는 장치는, 예컨대 특허문헌 2, 3에 기재되어 있다. In a TSV wafer having a through silicon via (TSV) as a penetrating electrode, the back surface is planarized by grinding and CMP (chemical mechanical polishing), and the penetrating electrode exposed on the surface side is planarized by CMP. Since the aluminum wiring is switched to the copper wiring, the penetrating electrode is planarized by turning using a bite and CMP. A technique for polishing the surface of a wafer by CMP is disclosed in, for example, Patent Document 1. [ An apparatus for performing turning by a byte is described in, for example, Patent Documents 2 and 3. [

또한, 저항, 사이리스터, 인덕터와 같은 금속과 수지가 포함되는 것에 관해서는, 연삭에 의한 평탄화에서는 연삭 지석에 로딩이 생기기 쉽기 때문에, 바이트에 의한 선삭을 행한 후, 드라이 폴리쉬(약제를 사용하지 않는 건식 연마)에 의해 경면 마무리를 하고 있다. In addition, since the metal and resin such as the resistor, the thyristor and the inductor are included in the grinding stone, the grinding stone is likely to be loaded in the grinding process. Therefore, after turning by the bite, Polishing).

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2012-209568호 공보Patent Document 1: Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2012-209568 특허문헌 2 : 일본 특허 공개 제2009-54920호 공보Patent Document 2: JP-A-2009-54920 특허문헌 3 : 일본 특허 공개 제2007-59524호 공보Patent Document 3: JP-A-2007-59524

그러나, 바이트에 의한 선삭과 CMP 또는 드라이 폴리쉬는, 별개의 장치에 있어서 행해지고 있기 때문에, 장치 사이에서 웨이퍼를 반송해야 하며, 생산성이 낮다고 하는 문제가 있다. However, since turning by byte and CMP or dry polishing are performed in separate apparatuses, there is a problem that the wafer must be transported between apparatuses, resulting in low productivity.

본 발명은, 이러한 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 웨이퍼에 대하여 바이트에 의한 선삭과 CMP 또는 드라이 폴리쉬를 하는 경우에 있어서, 생산성을 향상시키는 것을 과제로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to improve the productivity in the case of turning the wafer by bite and CMP or dry polishing.

본 발명은, 웨이퍼의 이면을 유지하는 유지면을 갖는 유지 수단과, 유지 수단에 의해 유지되는 웨이퍼의 표면에 대한 바이트에 의한 선삭 가공과 연마 패드에 의한 연마 가공을 가능하게 하는 가공 수단과, 유지 수단을 가공 수단에 의한 가공 위치에 적어도 위치 부여하는 가공 이동 수단을 구비하는 표면 가공 장치로서, 가공 수단은, 유지면에 대하여 수직 방향으로 연장되는 회전축을 축으로 하여 그 바이트를 주회시키는 바이트 가공 수단과, 바이트 가공 수단이 주회시키는 바이트의 주회 궤도보다 작은 외경을 갖는 연마 패드를, 회전축을 축으로 하여 회전시키는 연마 수단과, 바이트와 연마 패드를 유지면에 대하여 접근 및 이격시키는 방향으로 상대적으로 이동시키는 진퇴 수단과, 바이트를 이용한 선삭 가공시에는, 연마 패드를 바이트보다 유지면으로부터 이격되는 방향으로 이동시키고, 연마 패드를 이용한 연마 가공시에는, 바이트를 연마 패드보다 유지면으로부터 이격되는 방향으로 이동시키도록, 진퇴 수단을 제어하는 전환 제어부를 구비한다. The present invention relates to a polishing apparatus comprising holding means having a holding surface for holding a back surface of a wafer, machining means for turning the surface of the wafer held by the holding means by a cutting tool and polishing the surface by a polishing pad, And a processing means for at least positioning the means at a machining position by the machining means, wherein the machining means is a machining means having a cutting means A polishing means for rotating the polishing pad having an outer diameter smaller than the circumference orbit of the bite to be rotated by the bite machining means about an axis of rotation and a bending means for relatively moving the bite and the polishing pad toward and away from the holding surface When turning and turning by means of a bite, So as to move in a direction away from the surface and, at the time of the polishing process using a polishing pad, moving the byte in a direction away from the holding surface than the polishing pad, and a switch control unit for controlling the advance and retreat means.

바이트 가공 수단과 연마 수단은, 바이트를 회전시키는 바이트 회전 수단과 연마 패드를 회전시키는 패드 회전 수단을 개별적으로 구비하고, 바이트 회전 수단의 회전축과 패드 회전 수단의 회전축을 동일 축선 상에 갖는 구성으로 해도 좋다. The bite processing means and the polishing means may be configured such that the bite rotating means for rotating the bite and the pad rotating means for rotating the polishing pad are individually provided and the rotating shaft of the bite rotating means and the rotating shaft of the pad rotating means are coaxial good.

본 발명에 따른 표면 가공 장치는, 전환 제어부에 의한 제어하에서, 진퇴 수단이 바이트와 연마 패드를 유지면에 대하여 접근 및 이격시키는 방향으로 상대적으로 이동시킬 수 있기 때문에, 바이트와 연마 패드 중 어느 하나를 선택적으로 웨이퍼의 표면에 작용시켜 가공할 수 있다. 따라서, 하나의 장치로 바이트에 의한 절삭가공과 연마 패드에 의한 연마 가공이 가능해져, 장치 사이에서 웨이퍼를 반송할 필요도 없고 생산성이 향상된다. The surface machining apparatus according to the present invention is capable of relatively moving the bite and the polishing pad in the direction of approaching and separating the bite and the polishing pad under the control of the switching control unit, And selectively acting on the surface of the wafer. Therefore, it is possible to perform a cutting process by the bite and a polishing process by the polishing pad with one apparatus, and there is no need to carry the wafer between the devices, and the productivity is improved.

또한, 바이트 가공 수단과 연마 수단이, 바이트를 회전시키는 바이트 회전 수단과 연마 패드를 회전시키는 패드 회전 수단을 개별적으로 구비하고, 바이트 회전 수단의 회전축과 패드 회전 수단의 회전축을 동일 축선 상에 갖는 구성으로 하면, 바이트에 의한 선삭 가공중에는 연마 패드를 회전시키지 않아도 되고, 연마 패드에 의한 연마 가공중에는 바이트를 회전시키지 않아도 되기 때문에, 회전중인 공구(바이트 또는 연마 패드)가 다른 공구의 회전에 의한 진동의 영향을 받지 않는다.The bite machining means and the grinding means are provided separately with the bite rotating means for rotating the bite and the pad rotating means for rotating the polishing pad and the rotating shaft of the bite rotating means and the rotating shaft of the pad rotating means are formed on the same axis , It is not necessary to rotate the polishing pad during turning by the bite, and the bite does not need to be rotated during the polishing by the polishing pad, so that the rotating tool (bite or polishing pad) It is not affected.

도 1은 제1 실시형태의 표면 가공 장치에 있어서 연마 가공 가능한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 2는 제1 실시형태의 표면 가공 장치에 있어서 웨이퍼를 연마하는 상태를 나타내는 종단면도이다.
도 3은 제1 실시형태의 표면 가공 장치에 있어서 선삭 가공 가능한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 4는 제1 실시형태의 표면 가공 장치에 있어서 웨이퍼를 선삭하는 상태를 나타내는 종단면도이다.
도 5는 제2 실시형태의 표면 가공 장치에 있어서 웨이퍼를 선삭하는 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 6은 제2 실시형태의 표면 가공 장치에 있어서 웨이퍼를 연마하는 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 7은 제3 실시형태의 표면 가공 장치에 있어서 웨이퍼를 선삭하는 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 8은 제3 실시형태의 표면 가공 장치에 있어서 웨이퍼를 연마하는 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이다. Fig. 1 is a perspective view showing a state in which the surface machining apparatus of the first embodiment is capable of polishing. Fig.
2 is a longitudinal sectional view showing a state in which a wafer is polished in the surface finishing apparatus according to the first embodiment.
Fig. 3 is a perspective view showing a state in which turning of the surface machining apparatus of the first embodiment is possible. Fig.
4 is a longitudinal sectional view showing a state in which the wafer is turned in the surface finishing apparatus of the first embodiment.
5 is a cross-sectional view schematically showing a state in which the wafer is turned in the surface finishing apparatus of the second embodiment.
6 is a cross-sectional view schematically showing a state in which a wafer is polished in the surface finishing apparatus according to the second embodiment.
7 is a cross-sectional view schematically showing a state in which the wafer is turned in the surface finishing apparatus of the third embodiment.
8 is a cross-sectional view schematically showing a state in which a wafer is polished in the surface finishing apparatus according to the third embodiment.

1. 제1 실시형태1. First Embodiment

도 1에 나타내는 표면 가공 장치(1)는, 웨이퍼의 이면(W2)을 유지하는 유지면(21)을 갖는 유지 수단(20)과, 유지 수단(20)에 의해 유지되는 웨이퍼(W)의 표면(W1)에 대하여 바이트(44)에 의한 선삭 가공과 연마 패드(53)에 의한 연마 가공을 가능하게 하는 가공 수단(30)과, 유지 수단(20)을 가공 수단(30)에 의한 가공 위치(27)에 적어도 위치 부여하는 가공 이동 수단(22)을 구비하고 있다. The surface machining apparatus 1 shown in Fig. 1 comprises a holding means 20 having a holding surface 21 for holding a back surface W2 of a wafer and a holding means 20 for holding the surface of the wafer W held by the holding means 20 A machining means 30 for turning the workpiece W1 by the cutting tool 44 and polishing the workpiece by the polishing pad 53 and the holding means 20 by means of the machining means 30 (22) that positions at least the workpiece (22) on the workpiece (22).

유지 수단(20)은, 가공 이동 수단(22)에 의해 구동되어 표면 가공 장치(1)의 전후 방향(Y축 방향)으로 이동 가능하게 되어 있다. 가공 이동 수단(22)은, Y축 방향의 축심을 갖는 볼나사(23)와, 볼나사(23)를 회동시키는 모터(24)와, 볼나사(23)와 평행하게 배치된 한쌍의 가이드 레일(25)과, 볼나사(23)에 나사 결합하는 너트를 내부에 가짐과 함께 하부가 가이드 레일(25)에 슬라이딩 접촉하는 이동 베이스(26)를 구비하고 있고, 모터(24)가 볼나사(23)를 회동시킴으로써 이동 베이스(26)가 가이드 레일(25)에 가이드되어 Y축 방향으로 이동하는 구성으로 되어 있다. 이동 베이스(26)에는 유지 수단(20)이 고정되어 있어, 이동 베이스(26)가 Y축 방향으로 이동하면 유지 수단(20)도 같은 방향으로 이동한다. 가공 이동 수단(22)은, 유지 수단(20)을 Y축 방향으로 이동시켜 가공 위치(27)에 위치 부여할 수 있다. The holding means 20 is driven by the machining moving means 22 so as to be movable in the front-rear direction (Y-axis direction) of the surface machining apparatus 1. The processing and moving means 22 includes 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 23 arranged in parallel with the ball screw 23, And a moving base 26 having a nut that is threadedly engaged with the ball screw 23 and sliding contact with the lower portion of the guide rail 25. The motor 24 is a ball screw 23 so that the moving base 26 is guided by the guide rails 25 and moves in the Y-axis direction. 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 machining and moving means 22 can move the holding means 20 in the Y-axis direction and position it in the machining position 27. [

가공 수단(30)은, 바이트 가공 수단(40)과, 연마 수단(50)과, 바이트(44)와 연마 패드(53)를 유지면(21)에 대하여 접근 및 이반하는 방향으로 상대적으로 진퇴시키는 진퇴 수단(60)을 구비하고 있다. The machining means 30 relatively moves the workpiece 30 in the direction of approaching and separating the cutting tool 40, the grinding means 50, the cutting tool 44 and the polishing pad 53 from the holding surface 21 And the advancing and retracting means 60 are provided.

바이트 가공 수단(40)은, Z축 방향의 축심을 갖는 제1 스핀들(41)과, 제1 스핀들(41)의 하부에 연결된 마운트(42)와, 마운트(42)에 부착된 베이스(43)와, 베이스(43)의 하부에 부착된 바이트(44)와, 베이스(43)를 회전시켜 바이트(44)를 주회시키는 바이트 회전 수단(45)을 구비하고 있다. The bite processing means 40 includes a first spindle 41 having a central axis in the Z axis direction, a mount 42 connected to the lower portion of the first spindle 41, a base 43 attached to the mount 42, A bite 44 attached to a lower portion of the base 43 and a bite rotating means 45 for rotating the bite 43 to rotate the bite 44.

바이트 회전 수단(45)은, 모터(46)와, 모터(46)에 의해 구동되어 Z축 방향의 회전축을 중심으로 회전하는 축부(47)와, 축부(47)와 제1 스핀들(41)에 권취된 구동 벨트(48)를 구비하고 있다. 바이트 회전 수단(45)에서는, 모터(46)가 축부(47)를 회전시키면, 구동 벨트(48)에 의해 그 회전력이 제1 스핀들(41)에 전달되고, 유지 수단(20)의 유지면(21)에 대하여 수직인 방향으로 연장되는 회전축(49)을 축으로 하여 바이트(44)를 주회시킬 수 있다. The bite rotating means 45 includes a motor 46, a shaft portion 47 which is driven by the motor 46 and rotates about a rotation axis in the Z-axis direction, a shaft portion 47 which rotates about the shaft portion 47 and the first spindle 41 And a wound drive belt 48. In the bite rotating means 45, when the motor 46 rotates the shaft portion 47, the rotational force of the motor 46 is transmitted to the first spindle 41 by the drive belt 48, The bite 44 can be rotated about the axis of rotation 49 extending in the direction perpendicular to the direction of the arrows 21.

연마 수단(50)은, Z축 방향의 축심을 갖는 제2 스핀들(51)과, 제2 스핀들(51)에 연결된 마운트(52)와, 마운트(52)에 부착된 연마 패드(53)와, 제2 스핀들(51)을 회전시키는 모터로 이루어진 패드 회전 수단(54)과, 제2 스핀들(51)에 슬러리를 유입시키는 슬러리 공급구(55)로 구성되어 있다. 연마 패드(53)는, 바이트(44)의 주회 궤도보다 작은 외경을 갖고 있다. 연마 패드(53)로는, 예컨대 수지, 부직포, 우레탄폼 등이 이용된다. 연마 패드(53)의 하면은, 연마 대상의 웨이퍼(W)의 표면(W1)의 면적보다 큰 면적을 갖는 것이 바람직하다. 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, A pad rotating means 54 composed of a motor for rotating the second spindle 51 and a slurry supply port 55 for introducing the slurry into the second spindle 51. The polishing pad 53 has an outer diameter smaller than the circumference orbit of the bite 44. As the polishing pad 53, for example, a resin, a nonwoven fabric, a 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.

패드 회전 수단(54)은, 바이트 회전 수단(45)이 주회시키는 바이트(44)의 주회 경로의 내측에 있어서, 바이트 회전 수단(45)과 공통의 회전축(49)을 축으로 하여 연마 패드(53)를 회전시킬 수 있다. The pad rotating means 54 rotates around the rotary shaft 49 common to the bite rotating means 45 on the inner side of the rotating path of the bite 44 to be rotated by the bite rotating means 45, Can be rotated.

진퇴 수단(60)은, Z축 방향의 축심을 갖는 볼나사(61)와, 볼나사(61)와 평행하게 배치된 한쌍의 가이드 레일(62)과, 볼나사(61)를 회동시키는 모터(63)와, 볼나사(61)에 나사 결합하는 너트를 내부에 가짐과 함께 측부가 가이드 레일(62)에 슬라이딩 접촉하는 승강부(64)를 구비하고, 모터(63)가 볼나사(61)를 회동시킴으로써 승강부(64)를 가이드 레일(62)을 따라서 승강시킬 수 있다. 승강부(64)는 패드 회전 수단(54)을 유지하고 있고, 승강부(64)가 승강함으로써 패드 회전 수단(54)을 승강시킬 수 있다. 즉, 진퇴 수단(60)은, 패드 회전 수단(54)을 승강시킴으로써, 바이트 회전(45)과 패드 회전 수단(54)을 유지 수단(20)의 유지면(21)에 대하여 접근 및 이격시키는 방향으로 상대적으로 이동시킨다. 모터(63)에는 전환 제어부(65)가 접속되어 있고, 진퇴 수단(60)은, 전환 제어부(65)에 의한 제어에 의해 패드 회전 수단(54)을 승강시킬 수 있다. The advancing / retreating means 60 includes a ball screw 61 having a central axis in the Z-axis direction, a pair of guide rails 62 arranged in parallel with the ball screw 61, and a motor And a lifting portion 64 having a side in which the side portion is in sliding contact with the guide rail 62. The motor 63 has a ball screw 61, The elevating portion 64 can be moved up and down along the guide rail 62. [ The elevating portion 64 holds the pad rotating means 54 and the elevating portion 64 is raised and lowered so that the pad rotating means 54 can be moved up and down. That is, the advancing / retreating means 60 moves the pad rotating means 54 and the pad rotating means 54 toward and away from the holding surface 21 of the holding means 20 by moving the pad rotating means 54 up and down . The motor 63 is connected to the switching control section 65 and the advancing / retracting means 60 can lift the pad rotating means 54 under the control of the switching control section 65. [

가공 수단(30)은, 가공 이송 수단(70)에 의해 구동되어 Z축 방향으로 승강 가능하게 되어 있다. 가공 이송 수단(70)은, Z축 방향의 축심을 갖는 볼나사(71)와, 볼나사(71)와 평행하게 배치된 한쌍의 가이드 레일(72)과, 볼나사(71)를 회동시키는 모터(73)와, 볼나사(71)에 나사 결합하는 너트를 내부에 가짐과 함께 측부가 가이드 레일(72)에 슬라이딩 접촉하는 승강부(74)를 구비하고, 모터(73)가 볼나사(71)를 회동시킴으로써, 승강부(74)를 가이드 레일(72)을 따라서 승강시킬 수 있다. 승강부(74)는, 가공 수단(30) 전체, 즉 바이트 가공 수단(40)과 연마 수단(50)과 진퇴 수단(60)을 유지하고 있어, 승강부(74)가 승강함으로써, 바이트 가공 수단(40)과 연마 수단(50)과 진퇴 수단(60)을 승강시킬 수 있다. The machining means 30 is driven by the machining and conveying means 70 to be able to move up and down in the Z-axis direction. The processing and transfer means 70 includes a ball screw 71 having an axis in the Z-axis direction, a pair of guide rails 72 disposed in parallel with the ball screw 71, And a lifting portion 74 having a nut and a side portion slidingly contacting the guide rail 72. The motor 73 has a ball screw 71 The elevating portion 74 can be moved up and down along the guide rail 72. [ The elevating portion 74 holds the entire processing means 30, that is, the bite processing means 40, the grinding means 50 and the advancing / retreating means 60, (40), the polishing means (50), and the advancing / retreating means (60).

도 2에 나타낸 바와 같이, 모터(46)에 연결된 축부(47)에는 구동 풀리(49a)가 고정되어 있다. 한편, 제1 스핀들(41)의 외주에는 종동 풀리(49b)가 고정되어 있고, 구동 풀리(49a)와 종동 풀리(49b)에 걸쳐 구동 벨트(48)가 권취되어 있다. 제1 스핀들(41)은, 그 외주측에 배치된 베어링(41a)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있고, 모터(46)가 축부(47)를 회전시킴으로써, 구동 풀리(49a), 구동 벨트(48) 및 종동 풀리(49b)를 통해 제1 스핀들(41)을 회전시킬 수 있다. As shown in Fig. 2, a drive pulley 49a is fixed to the shaft portion 47 connected to the motor 46. As shown in Fig. A driven pulley 49b is fixed to the outer periphery of the first spindle 41 and a drive belt 48 is wound around the drive pulley 49a and the driven pulley 49b. The first spindle 41 is rotatably supported by a bearing 41a disposed on the outer peripheral side of the first spindle 41. The motor 46 rotates the shaft portion 47 to rotate the drive pulley 49a and the drive belt 48 And the driven pulley 49b to rotate the first spindle 41.

바이트(44)는, 연마 패드(53)의 외주측에 배치되어 있다. 제1 스핀들(41)이 회전하면, 바이트(44)는, 연마 패드(53)의 외주측에 있어서 연마 패드(53)의 외주원보다 큰 원을 그려 주회한다. The bite 44 is disposed on the outer peripheral side of the polishing pad 53. When the first spindle 41 rotates, the cutting tool 44 draws a circle larger than the outer circumferential circle of the polishing pad 53 on the outer circumferential side of the polishing pad 53.

제1 스핀들(41)과 제2 스핀들(51) 사이에는 베어링(51a)이 개재되어 있고, 베어링(51a)은 제2 스핀들(51)을 회전 가능하게 지지하고 있다. 제2 스핀들(51)의 내부에는, 상단이 슬러리 공급구(55)에 있어서 개구되고 하단이 슬러리 토출구(56)에 있어서 개구된 슬러리 유통로(57)가 형성되어 있다. 슬러리 토출구(56)는, 링형으로 형성된 연마 패드(53)의 내주측에 있어서 개구되어 있다. A bearing 51a is interposed between the first spindle 41 and the second spindle 51 and the bearing 51a rotatably supports the second spindle 51. [ A slurry flow path 57 is formed in the second spindle 51 with an upper end opened in the slurry supply port 55 and a lower end opened in the slurry discharge port 56. The slurry discharge port 56 is opened on the inner peripheral side of the polishing pad 53 formed in a ring shape.

도 1에 나타낸 바와 같이, 가공 대상인 웨이퍼(W)는, 가공되는 표면(W1)이 상측에 노출된 상태로, 이면(W2)측이 유지 수단(20)의 유지면(21)에 유지된다. 그리고, 가공 이동 수단(22)이 유지 수단(20)을 Y축 방향으로 이동시키고, 웨이퍼(W)를 가공 위치(27)에 위치 부여한다. 웨이퍼(W)는, 예컨대 TSV(Through Silicon Via)를 갖는 TSV 웨이퍼 등이 있다. As shown in Fig. 1, the wafer W to be processed is held on the holding surface 21 of the holding means 20 with the back surface W2 side in a state in which the surface W1 to be processed is exposed on the upper side. Then, the machining moving means 22 moves the holding means 20 in the Y-axis direction, and positions the wafer W at the machining position 27. The wafer W may be, for example, a TSV wafer having a through silicon via (TSV).

다음으로, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 전환 제어부(65)에 의한 제어하에서, 진퇴 수단(60)이 연마 패드(53)를 상승시키고, 연마 패드(53)를 바이트(44)보다 유지면(21)으로부터 멀어지는 위치로 이격시켜, 연마 패드(53)의 하면보다 바이트(44)의 하단쪽이 하측에 위치하는 상태로 한다. Next, as shown in Figs. 3 and 4, under the control of the switching control section 65, the advancing / retreating means 60 raises the polishing pad 53 and holds the polishing pad 53 more than the bite 44 So that the lower end of the bite 44 is positioned lower than the lower surface of the polishing pad 53. [

그리고, 가공 이송 수단(70)이 가공 수단(30) 전체를 하강시켜, 바이트(44)의 하단을 웨이퍼(W)의 표면(W1)측의 미리 정해진 높이에 위치 부여한다. 그 후, 바이트 회전 수단(45)이 바이트(44)를 주회시킴과 함께, 가공 이동 수단(22)이 유지 수단(20)을 Y축 방향으로 보내어 간다. 그렇게 하면, 바이트(44)의 하단이 웨이퍼(W)의 표면(W1)을 깎아내어 가고, 표면(W1)이 선삭된다. 표면(W1) 전체가 선삭되면, 가공 이송 수단(70)이 가공 수단(30) 전체를 상승시켜, 바이트(44)를 웨이퍼(W)의 표면(W1)으로부터 상측으로 이격시키고, 선삭 가공을 종료한다. 이러한 선삭 가공에 의해, 웨이퍼(W)가 예컨대 TSV 웨이퍼인 경우는, TSV의 선단의 높이를 일정하게 할 수 있다. 또, 바이트(44)에 의한 선삭 가공중, 패드 회전 수단(54)은 연마 패드(53)를 회전시키지 않는다. The processing transfer means 70 moves down the entire processing means 30 so that the lower end of the bite 44 is positioned at a predetermined height on the side of the surface W1 of the wafer W. [ Thereafter, the bite rotating means 45 revolves the bite 44 and the machining moving means 22 sends the holding means 20 in the Y-axis direction. Then, the lower end of the bite 44 carves out the surface W1 of the wafer W, and the surface W1 is turned. When the entire surface W1 is turned, the machining transfer means 70 raises the entire machining means 30 to separate the bite 44 from the surface W1 of the wafer W upward, do. By this turning, when the wafer W is, for example, a TSV wafer, the height of the tip of the TSV can be made constant. During the turning process by the bite 44, the pad rotating means 54 does not rotate the polishing pad 53.

다음으로, 가공 이동 수단(22)이 유지 수단(20)을 Y축 방향으로 이동시키고, 웨이퍼(W)를 연마 패드(53)의 하측에 위치 부여한다. 그리고, 전환 제어부(65)에 의한 제어하에서 진퇴 수단(60)이 연마 패드(53)를 하강시킴으로써, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 바이트(44)를 연마 패드(53)보다 유지면(21)으로부터 멀어지는 위치로 이격시켜, 연마 패드(53)의 하면이 바이트(44)의 하단보다 하측에 위치하는 상태로 한다. Next, the machining moving means 22 moves the holding means 20 in the Y-axis direction, and positions the wafer W on the lower side of the polishing pad 53. The advance / retreat means 60 moves the polishing pad 53 downward under the control of the switching control section 65 to move the cutting tool 44 from the holding surface 21 so that the lower surface of the polishing pad 53 is located below the lower end of the cutting tool 44. [

그리고, 그 상태로, 패드 회전 수단(54)이 연마 패드(53)를 회전시키면서, 가공 이송 수단(70)이 가공 수단(30)을 하강시킴으로써 연마 패드(53)를 하강시키고, 회전하는 연마 패드(53)를 웨이퍼(W)의 표면(W1)에 접촉시켜 압박하여, 표면(W1)을 연마한다. 연마중에는, 슬러리 공급구(55)로부터 슬러리를 유입시키고, 도 2에 나타낸 슬러리 토출구(56)로부터 슬러리를 토출시킴으로써, 연마 패드(53)와 웨이퍼(W)의 표면(W1) 사이에 슬러리를 공급하여 화학 기계 연마(CMP)를 행한다. 슬러리로는, 예컨대 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3), 산화세륨(CeO2), 산화망간(Mn2O3) 등이 이용된다. In this state, the polishing pad 53 is lowered by lowering the processing means 30 by the processing and transfer means 70 while the pad rotating means 54 rotates the polishing pad 53, The polishing cloth 53 is brought into contact with the surface W1 of the wafer W and pressed to polish the surface W1. The slurry is supplied from the slurry supply port 55 and the slurry is discharged from the slurry discharge port 56 shown in Fig. 2 to supply the slurry between the polishing pad 53 and the surface W1 of the wafer W To perform chemical mechanical polishing (CMP). As the slurry, for example, silica (SiO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), cerium oxide (CeO 2 ), manganese oxide (Mn 2 O 3 ) and the like are used.

연마중에는, 가공 이동 수단(22)이 유지 수단(20)을 Y축 방향으로 전후 운동시키는 것이 바람직하다. 또, 표면 가공 장치(1)에, 슬러리 공급구(55), 슬러리 토출구(56) 및 슬러리 유통로(57)를 구비하지 않고, 슬러리를 공급하지 않고 행하는 연마인 드라이 폴리쉬에 의해 표면(W1)을 가공하는 것도 가능하다. During polishing, it is preferable that the machining and moving means 22 move the holding means 20 back and forth in the Y-axis direction. The surface W1 is formed by the dry polishing which is performed without polishing the slurry supply port 55, the slurry discharge port 56 and the slurry flow passage 57, .

이와 같이 하여 표면(W1)이 연마된 후에는, 가공 이송 수단(70)이 가공 수단(30)을 상승시켜, 연마 패드(53) 및 바이트(44)를 웨이퍼(W)로부터 이격시키고, 가공을 종료한다. 이러한 연마 가공에 의해, 웨이퍼(W)가 예컨대 TSV 웨이퍼인 경우는, TSV의 선단을 평탄화할 수 있다. 또, 연마 패드(53)에 의한 선삭 가공중, 바이트 회전 수단(45)은 바이트(44)를 회전시키지 않는다. After the surface W1 is polished in this manner, the processing and transfer means 70 moves the processing means 30 upward to move the polishing pad 53 and the cutting tool 44 away from the wafer W, And terminates. By this polishing, when the wafer W is a TSV wafer, for example, the tip of the TSV can be flattened. During the turning operation by the polishing pad 53, the bite rotating means 45 does not rotate the bite 44.

이상과 같이, 표면 가공 장치(1)에는, 바이트 가공 수단(30)과 연마 수단40을 구비하고, 진퇴 수단(60)이 바이트(44)와 연마 패드(53)를 유지면(21)에 대하여 접근 및 이격시키는 방향으로 상대적으로 이동시킬 수 있기 때문에, 바이트(44)와 연마 패드(53) 중 어느 하나를 선택적으로 웨이퍼(W)의 표면(W1)에 작용시켜 가공할 수 있다. 따라서, 하나의 장치로 바이트(44)에 의한 선삭 가공과 연마 패드(53)에 의한 연마 가공이 가능해져, 장치 사이에서 웨이퍼를 반송할 필요도 없고 생산성이 향상된다. 또한, 바이트 회전 수단(45) 및 패드 회전 수단(54)은, 바이트(44)와 연마 패드(53)를 공통의 회전축(49)을 축으로 하여 회전시키기 때문에, 장치 구성을 컴팩트하게 할 수 있다. 또한, 바이트 가공 수단(40)과 연마 수단(50)이, 바이트(44)를 회전시키는 바이트 회전 수단(45)과 연마 패드(53)를 회전시키는 패드 회전 수단(54)을 개별적으로 구비하고, 바이트 회전 수단(45)의 회전축과 패드 회전 수단(54)의 회전축을 동일 축선 상에 갖는 구성으로 하고 있기 때문에, 바이트(44)에 의한 선삭 가공중에는 연마 패드(53)를 회전시키지 않아도 되고, 연마 패드(53)에 의한 연마 가공중에는 바이트(44)를 회전시키지 않아도 되므로, 회전중인 공구(바이트(44) 또는 연마 패드(53))가 다른 공구의 회전에 의한 진동의 영향을 받지 않는다. As described above, the surface machining apparatus 1 is provided with the bite processing means 30 and the polishing means 40, and the advancing / retreating means 60 is provided with the bite 44 and the polishing pad 53 on the holding surface 21 The bite 44 and the polishing pad 53 can be selectively applied to the surface W1 of the wafer W because the wafer W can relatively move in the direction of approaching and separating the wafer W. [ Therefore, it is possible to carry out turning by the bite 44 and polishing by the polishing pad 53 with one apparatus, and there is no need to carry the wafer between the apparatuses, and the productivity is improved. The bite rotating means 45 and the pad rotating means 54 rotate the bite 44 and the polishing pad 53 about the common rotary shaft 49 so that the device configuration can be made compact . The bite processing means 40 and the polishing means 50 are provided separately with the bite rotating means 45 for rotating the bite 44 and the pad rotating means 54 for rotating the polishing pad 53, The polishing pad 53 does not need to be rotated during the turning process by the cutting tool 44 and the abrasive pad 53 is not required to be rotated during the turning operation by the cutting tool 44. Therefore, The rotary tool (the cutting tool 44 or the polishing pad 53) is not affected by the vibration caused by the rotation of the other tool, since the rotary tool 44 does not need to be rotated during the polishing by the pad 53. [

또, 상기 제1 실시형태에서는, 진퇴 수단(60)이 패드 회전 수단(54)을 승강시키는 구성으로 했지만, 진퇴 수단(60)은, 바이트 회전 수단(45)을 승강시키는 구성으로 해도 좋고, 바이트 회전 수단(45)과 패드 회전 수단(54)의 쌍방을 승강시키는 구성으로 해도 좋다. 또한, 가공 대상인 웨이퍼는 TSV 웨이퍼에 한정되지 않는다. Although the advancing / retreating means 60 is configured to raise and lower the pad rotating means 54 in the first embodiment, the advancing / retreating means 60 may be configured to raise / lower the bite rotating means 45, Both of the rotating means 45 and the pad rotating means 54 may be moved up and down. Further, the wafer to be processed is not limited to the TSV wafer.

2. 제2 실시형태2. Second Embodiment

도 5에 나타내는 표면 가공 장치(10)는, 도 1∼4에 나타낸 표면 가공 장치(1)와 마찬가지로, 웨이퍼의 표면에 대하여 바이트에 의한 선삭 가공과 연마 패드에 의한 연마 가공을 행하는 장치이다. 표면 가공 장치(10)에 있어서, 표면 가공 장치(1)와 동일하게 구성되는 부위에 관해서는 공통의 부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략하는 것으로 한다. The surface machining apparatus 10 shown in Fig. 5 is a device for performing turning by bite and polishing by a polishing pad on the surface of a wafer, similarly to the surface machining apparatus 1 shown in Figs. In the surface machining apparatus 10, parts that are the same as those of the surface machining apparatus 1 are denoted by common reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted.

표면 가공 장치(10)는, 웨이퍼의 이면(W2)을 유지하는 유지면(21)을 갖는 유지 수단(20)과, 유지 수단(20)에 의해 유지되는 웨이퍼(W)의 표면(W1)에 대하여 바이트(161)에 의한 선삭 가공과 연마 패드(171)에 의한 연마 가공을 가능하게 하는 가공 수단(8)을 구비하고 있다. 또, 유지 수단(20)은, 도 1에 나타낸 가공 이동 수단(22)과 동일한 기구에 의해, 가공 수단(8)에 의한 가공 위치에 위치 부여된다. The surface machining apparatus 10 includes a holding means 20 having a holding surface 21 for holding a back surface W2 of a wafer and a holding means 20 for holding the surface W1 of the wafer W held by the holding means 20 And a machining means 8 for turning the workpiece by the cutting tool 161 and polishing the workpiece by the polishing pad 171. The holding means 20 is positioned at a machining position by the machining means 8 by the same mechanism as the machining moving means 22 shown in Fig.

가공 수단(8)은, 유지면(21)에 대하여 수직 방향으로 연장되는 방향의 회전축을 갖는 스핀들(11)과, 스핀들(11)을 회전 가능하게 지지하는 스핀들 하우징(12)과, 스핀들(11)의 상단에 접속된 모터(13)와, 스핀들(11)의 하단에 마운트(14)를 통해 동심원형으로 장착된 선삭 공구(16)와 연마 공구(17)를 구비하고 있다. 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 for rotatably supporting the spindle 11, And a polishing tool 17 and a turning tool 16 mounted concentrically through the mount 14 at the lower end of the spindle 11. The motor 13 is connected to the upper end of the spindle 11,

선삭 공구(16)는, 고리형의 제1 베이스(160)와, 제1 베이스(160)의 하부에 부착된 바이트(161)에 의해 구성되어 있다. 한편, 연마 공구(17)는, 제1 베이스(160)의 내경보다 작은 외경을 갖는 원판형의 제2 베이스(170)와, 제2 베이스(170)의 하면에 고착된 연마 패드(171)로 구성되어 있다. The turning tool 16 is constituted by a ring-shaped first base 160 and a bite 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 Consists of.

마운트(14)는, 제1 베이스(160)를 장착하기 위한 제1 장착부(140)와, 제2 베이스(170)를 장착하기 위한 제2 장착부(141)와, 제1 장착부(140)와 제2 장착부(141)를 상대적으로 유지 수단(20)의 유지면(21)에 대하여 접근 및 이격되는 방향으로 이동시키는 진퇴 수단(15)을 구비하고 있다. 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, a first mounting portion 140, 2 mounting portion 141 relatively to the holding surface 21 of the holding means 20 in the direction in which the mounting portion 141 approaches and separates from the holding surface 21 of the holding means 20. [

진퇴 수단(15)은, 제1 장착부(140)의 하측에 배치되어 있고, 척테이블(4)에 대하여 접근 및 이격되는 방향으로 이동하는 피스톤(150)과, 피스톤(150)을 둘러싸고 피스톤(150)의 상하 방향의 이동을 안내하는 실린더(151)를 구비하고 있다. 이 피스톤(150)에는 제2 장착부(141)가 접속되어 있다. The advancing / retracting means 15 includes a piston 150 disposed below the first mounting portion 140 and moving in a direction to approach and away from the chuck table 4, a piston 150 And a cylinder 151 for guiding the movement in the up and down direction. A second mounting portion 141 is connected to the piston 150.

제2 장착부(141)는, 그 외주 가장자리에 대략 직각으로 절곡된 접촉부(141a)가 형성되어 있고, 접촉부(141a)에는, 스핀들(11)의 회전에 따라서 회전 가능한 회전 전달부(142)가 이어져 있다. 회전 전달부(142)는, 예컨대 핀에 의해 구성되어 있다. The second mounting portion 141 has a contact portion 141a that is bent at a substantially right angle to the outer peripheral edge of the second mounting portion 141. A rotation transmitting portion 142 rotatable in accordance with the rotation of the spindle 11 is connected to the contact portion 141a have. The rotation transmitting portion 142 is constituted by, for example, a pin.

제1 장착부(140)의 하측에는, 제2 장착부(141) 및 연마 공구(17)를 수용할 수 있는 스페이스가 형성되어 있고, 그 스페이스의 최외주 부분에 접촉부(141a)가 상하 방향으로 슬라이딩할 수 있는 홈(18)이 형성되어 있다. A space for accommodating the second mounting portion 141 and the polishing tool 17 is formed on the lower side of the first mounting portion 140. The contact portion 141a is slid in the up and down direction at the outermost peripheral portion of the space A groove 18 is formed.

홈(18)의 일단(상단)에는 제1 위치 결정부(19a)가 형성되어 있고, 접촉부(141a)가 제1 위치 결정부(19a)에 접촉함으로써 연마 패드(171)보다 바이트(161)를 하측으로 돌출시켜 선삭 공구(16)를 원하는 위치에 위치 결정할 수 있다. 한편, 홈(18)의 타단(하단)에는 제2 위치 결정부(19b)가 형성되어 있고, 접촉부(141a)가 제2 위치 결정부(19b)에 접촉함으로써 바이트(161)보다 연마 패드(171)를 하측으로 돌출시켜 연마 공구(17)를 원하는 위치에 위치 결정할 수 있다. A first positioning portion 19a is formed at one end (upper end) of the groove 18 so that the contact portion 141a comes into contact with the first positioning portion 19a, So that the turning tool 16 can be positioned at a desired position. On the other hand, the second positioning portion 19b is formed at the other end (lower end) of the groove 18, and the contact portion 141a contacts the second positioning portion 19b, Can be projected downward and the polishing tool 17 can be positioned at a desired position.

스핀들(11) 및 마운트(14)의 내부에는, 에어 공급원(85)과 실린더(151)를 연통시키는 제1 유로(81)와 제2 유로(83)가 형성되어 있다. 제1 유로(81)의 일단에는, 실린더(151)의 측방으로부터 에어를 공급하는 제1 공급구(82)가 형성되어 있다. 또한, 제2 유로(83)의 일단에는, 실린더(151)의 상측으로부터 에어를 공급하는 제2 공급구(84)가 형성되어 있다. A first flow path 81 and a second flow path 83 for communicating the air supply source 85 and the cylinder 151 are formed inside the spindle 11 and the mount 14. At one end of the first flow path 81, a first supply port 82 for supplying air from the side of the cylinder 151 is formed. A second supply port 84 for supplying air from the upper side of the cylinder 151 is formed at one end of the second flow path 83.

제1 유로(81) 및 제2 유로(83)와 에어 공급원(80)의 사이에는, 실린더(151) 내에서의 피스톤(150)의 진행 방향을 전환하는 전환 제어부(86)가 배치되어 있다. 전환 제어부(86)는, 제1 공급구(82) 또는 제2 공급구(84) 중 어느 하나를 에어의 공급선으로 전환하는 전환 밸브(860)와, 회전하는 스핀들(11)의 내부에 에어를 공급하기 위한 로터리 조인트(861)를 구비하고 있다. 그리고, 전환 제어부(86)의 제어에 의해 제1 공급구(82)에 에어를 공급하면, 실린더(151) 내에서 피스톤(150)을 유지 수단(20)에 대하여 이격하는 방향으로 이동시킬 수 있다. 또한, 전환 제어부(86)의 제어에 의해 제2 공급구(84)에 에어를 공급하면, 실린더(151) 내에서 피스톤(150)을 유지 수단(20)에 대하여 접근하는 방향으로 이동시킬 수 있다. A switching control section 86 for switching the advancing direction of the piston 150 in the cylinder 151 is disposed between the first and second flow paths 81 and 83 and the air supply source 80. The switching control section 86 is provided with a switching valve 860 for switching either the first supply port 82 or the second supply port 84 to the air supply line and a switching valve 860 for switching the air flow into the rotating spindle 11 And a rotary joint 861 for feeding. When the air is supplied to the first supply port 82 under the control of the switching control section 86, the piston 150 can be moved in the direction in which the piston 150 is separated from the holding means 20 in the cylinder 151 . When the air is supplied to the second supply port 84 under the control of the switching control section 86, the piston 150 can be moved in the direction in which the piston 150 approaches the holding means 20 in the cylinder 151 .

다음으로, 표면 가공 장치(10)에 의해, 웨이퍼(W)의 표면(W1)에 대하여, 바이트(161)에 의한 선삭 가공 및 연마 패드(171)에 의한 연마 가공을 하는 동작예에 관해 설명한다. Next, a description will be given of an operation example of turning the surface W1 of the wafer W by the bobbin 161 and polishing the wafer W by the polishing pad 171 by the surface machining apparatus 10 .

도 5에 나타낸 바와 같이, 가공 대상인 웨이퍼(W)는, 가공되는 표면(W1)이 상측에 노출한 상태로, 이면(W2)측이 유지 수단(20)의 유지면(21)에 유지된다. 계속해서, 유지 수단(20)을 회전시키면서 유지 수단(20)을 Y축 방향으로 이동시킨다. As shown in Fig. 5, the wafer W to be processed is held on the holding surface 21 of the holding means 20 with the surface W1 to be processed exposed on the upper side and the back surface W2 side. Subsequently, the holding means 20 is moved in the Y-axis direction while the holding means 20 is rotated.

이어서, 전환 밸브(860)에 있어서 에어 공급원(85)과 제1 공급구(82)를 연통시킨다. 이에 따라, 제1 유로(81)에 에어가 유입되어 제1 공급구(82)로부터 실린더(151)의 내부에 에어를 공급하고, 실린더(151) 내에 공급된 에어에 의해 피스톤(150)을 유지 수단(20)에 대하여 이격되는 방향으로 이동시킨다. 피스톤(150)의 이동에 따라서, 접촉부(141a)가 제1 위치 결정부(19a)에 접촉할 때까지 제2 장착부(141)가 상승하고, 연마 패드(171)의 하면보다 바이트(161)의 하단을 하측으로 돌출시켜, 웨이퍼(W)에 대하여 선삭 가공 가능한 선삭 공구(16)를 위치 결정한다. Subsequently, the air supply source 85 and the first supply port 82 are communicated with each other in the switching valve 860. The air is supplied to the inside of the cylinder 151 from the first supply port 82 and the piston 150 is maintained by the air supplied into the cylinder 151 In the direction away from the means (20). The second mounting portion 141 rises until the contact portion 141a comes into contact with the first positioning portion 19a in accordance with the movement of the piston 150, The lower end is projected downward to position the turning tool 16 capable of turning with respect to the wafer W.

그리고, 도 1에 나타낸 가공 이송 수단(70)이 가공 수단(8) 전체를 하강시켜, 바이트(161)의 하단을 웨이퍼(W)의 표면(W1)측의 미리 정해진 높이에 위치 부여한다. 그 후, 모터(131)가 스핀들(11)을 회전시켜 바이트(161)를 주회시킴과 함께, 도 1에 나타낸 가공 이동 수단(22)이 유지 수단(20)을 Y축 방향으로 보내어 간다. 그렇게 하면, 바이트(161)의 하단이 웨이퍼(W)의 표면(W1)을 깎아내어 가고, 표면(W1)이 선삭된다. 표면(W1) 전체가 선삭되면, 가공 이송 수단(70)이 가공 수단(8) 전체를 상승시켜, 바이트(161)를 웨이퍼(W)의 표면(W1)으로부터 상측으로 이격시키고, 선삭 가공을 종료한다. 이러한 선삭 가공에 의해, 웨이퍼(W)가 예컨대 TSV 웨이퍼인 경우는, TSV의 선단의 높이를 일정하게 할 수 있다. The processing transfer means 70 shown in Fig. 1 moves down the entire processing means 8 to position the lower end of the bite 161 at a predetermined height on the side of the surface W1 of the wafer W. Thereafter, the motor 131 rotates the spindle 11 to rotate the bite 161, and the machining moving means 22 shown in Fig. 1 sends the holding means 20 in the Y axis direction. Then, the lower end of the bite 161 carves out the surface W1 of the wafer W, and the surface W1 is turned. When the entire surface W1 is turned, the machining transfer means 70 raises the entire machining means 8 to separate the bite 161 from the surface W1 of the wafer W upward, do. By this turning, when the wafer W is, for example, a TSV wafer, the height of the tip of the TSV can be made constant.

선삭 가공을 실시한 후, 도 6에 나타낸 바와 같이, 전환 제어부(86)에 의해 전환 밸브(860)를 동작시켜 에어 공급원(85)과 제2 공급구(84)를 연통시킨다. 이에 따라, 제2 유로(83)에 에어가 유입되어 제2 공급구(84)로부터 실린더(151)의 내부에 에어를 공급하고, 실린더(151) 내에 공급된 에어에 의해 피스톤(150)을 유지 수단(20)에 대하여 접근하는 방향으로 이동시킨다. 피스톤(150)의 이동에 따라서, 제2 장착부(141)를 하강시켜 제2 장착부(141)의 접촉부(141a)가 제2 위치 결정부(19b)에 접촉함으로써, 바이트(161)의 하단보다 연마 패드(171)의 하면을 하측으로 돌출시켜, 웨이퍼(W)에 대하여 연마 가공 가능한 위치에 연마 공구(17)를 위치 결정한다. 6, the switching control section 86 operates the switching valve 860 so as to communicate the air supply source 85 and the second supply port 84 with each other. The air is supplied to the inside of the cylinder 151 from the second supply port 84 and the piston 150 is maintained by the air supplied into the cylinder 151 In the direction of approach to the means (20). The contact portion 141a of the second mounting portion 141 is brought into contact with the second positioning portion 19b in accordance with the movement of the piston 150 so that the abutting portion 141a of the second mounting portion 141 is abraded The lower surface of the pad 171 is projected downward and the polishing tool 17 is positioned at a position where the wafer W can be polished.

이어서, 유지 수단(20)을 회전시킴과 함께, 스핀들(11)을 미리 정해진 회전 속도로 회전시킴으로써, 회전 전달부(142)를 통하여 연마 공구(17)를 회전시킨다. 계속해서, 도 1에 나타낸 가공 이송 수단(70)에 의해 가공 수단(8)을 웨이퍼(W)에 접근하는 방향으로 하강시키고, 회전하는 연마 패드(171)를 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 접촉시켜 압박하여, 연마 가공을 행한다. Then the holding means 20 is rotated and the grinding tool 17 is rotated through the rotation transmitting portion 142 by rotating the spindle 11 at a predetermined rotational speed. Subsequently, the processing means 8 shown in Fig. 1 is lowered in the direction of approaching the wafer W, and the rotating polishing pad 171 is moved to the surface Wa of the wafer W, So as to perform polishing.

이와 같이 하여 표면(W1)이 연마된 후에는, 가공 이송 수단(70)이 가공 수단(8)을 상승시켜, 연마 패드(171) 및 바이트(161)를 웨이퍼(W)로부터 이격시키고, 가공을 종료한다. 이러한 연마 가공에 의해, 웨이퍼(W)가 예컨대 TSV 웨이퍼인 경우는, TSV의 선단을 평탄화할 수 있다. After the surface W1 is polished in this manner, the processing and transfer means 70 moves the processing means 8 upward to move the polishing pad 171 and the bite 161 away from the wafer W, And terminates. By this polishing, when the wafer W is a TSV wafer, for example, the tip of the TSV can be flattened.

3. 제3 실시형태3. Third Embodiment

도 7에 나타내는 표면 가공 장치(10a)는, 도 1∼4에 나타낸 표면 가공 장치(1) 및 도 5, 6에 나타낸 표면 가공 장치(10)와 마찬가지로, 웨이퍼의 표면에 대하여 바이트에 의한 선삭 가공과 연마 패드에 의한 연마 가공을 행하는 장치이다. 표면 가공 장치(10a)에 있어서, 표면 가공 장치(1, 10)와 동일하게 구성되는 부위에 관해서는 공통의 부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략하는 것으로 한다. The surface machining apparatus 10a shown in Fig. 7 is similar to the surface machining apparatus 1 shown in Figs. 1 to 4 and the surface machining apparatus 10 shown in Figs. 5 and 6 except that the surface of the wafer is subjected to turning And a polishing pad using a polishing pad. In the surface finishing apparatus 10a, the same constituent elements as those of the surface finishing apparatuses 1 and 10 are denoted by the same reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted.

표면 가공 장치(10a)는, 웨이퍼의 이면(W2)을 유지하는 유지면(21)을 갖는 유지 수단(20)과, 유지 수단(20)에 의해 유지되는 웨이퍼(W)의 표면(W1)에 대하여 바이트(161)에 의한 선삭 가공과 연마 패드(171)에 의한 연마 가공을 가능하게 하는 가공 수단(9)을 구비하고 있다. 또, 유지 수단(20)은, 도 1에 나타낸 가공 이동 수단(22)과 동일한 기구에 의해, 가공 수단(9)에 의한 가공 위치에 위치 부여된다. The surface machining apparatus 10a includes a holding means 20 having a holding surface 21 for holding a back surface W2 of the wafer and a holding means 20 for holding the surface W1 of the wafer W held by the holding means 20 And a machining means (9) for turning the workpiece by the cutting tool (161) and polishing the workpiece by the polishing pad (171). The holding means 20 is positioned at a machining position by the machining means 9 by the same mechanism as the machining moving means 22 shown in Fig.

가공 수단(9)은, 유지면(21)에 대하여 수직 방향으로 연장되는 방향의 회전축을 갖는 스핀들(11)과, 스핀들(11)을 회전 가능하게 지지하는 스핀들 하우징(12)과, 스핀들(11)의 상단에 접속된 모터(13)와, 스핀들(11)의 하단에 마운트(90)를 통해 동심원형으로 장착된 선삭 공구(16)와 연마 공구(17)를 구비하고 있다. 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 for rotatably supporting the spindle 11, And a polishing tool 17 and a turning tool 16 concentrically mounted on the lower end of the spindle 11 through a mount 90. The motor 13 is connected to the upper end of the spindle 11,

선삭 공구(16)는, 고리형의 제1 베이스(160)와, 제1 베이스(160)의 하부에 부착된 바이트(161)에 의해 구성되어 있다. 한편, 연마 공구(17)는, 제1 베이스(160)의 내경보다 작은 외경을 갖는 원판형의 제2 베이스(170)와, 제2 베이스(170)의 하면에 고착된 연마 패드(171)로 구성되어 있다. The turning tool 16 is constituted by a ring-shaped first base 160 and a bite 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 Consists of.

마운트(90)는, 제1 베이스(160)를 장착하기 위한 제1 장착부(900)와, 제2 베이스(170)를 장착하기 위한 제2 장착부(901)와, 제1 장착부(900)와 제2 장착부(901)를 상대적으로 유지 수단(20)의 유지면(21)에 대하여 접근 및 이격되는 방향으로 이동시키는 진퇴 수단(91)을 구비하고 있다. 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, a first mounting portion 900, 2 mounting portion 901 relatively to the holding surface 21 of the holding means 20 in the direction in which the mounting portion 901 approaches and separates from the holding surface 21 of the holding means 20. [

제2 장착부(901)의 상부에는 제1 위치 결정부(93)가 형성되어 있고, 제1 장착부(900)의 하면(900a)이 제1 위치 결정부(93)에 접촉함으로써, 연마 패드(171)의 하면보다 바이트(161)의 하단을 하측으로 돌출시켜 위치 결정하는 것이 가능하게 되어 있다. 한편, 스핀들(11)의 하단에는 제2 위치 결정부(94)가 형성되어 있고, 제1 장착부(900)의 상면(900b)이 제2 위치 결정부(94)에 접촉함으로써, 바이트(161)의 하단보다 연마 패드(171)의 하면을 돌출시켜 위치 결정하는 것이 가능하게 되어 있다. The first positioning portion 93 is formed on the upper portion of the second mounting portion 901 and the lower surface 900a of the first mounting portion 900 is brought into contact with the first positioning portion 93 so that the polishing pad 171 The lower end of the bite 161 can be projected downward to be positioned. The second positioning portion 94 is formed at the lower end of the spindle 11. The upper surface 900b of the first mounting portion 900 contacts the second positioning portion 94 so that the bite 161 is formed, The lower surface of the polishing pad 171 can protrude from the lower end of the polishing pad 171.

진퇴 수단(91)은 제2 장착부(901)의 내부에 배치되어 있고, 에어 공급원(85a)으로부터 보내지는 에어에 의해 유지 수단(20)에 대하여 접근 및 이격되는 방향으로 이동하는 피스톤(910)과, 피스톤(910)을 둘러싸고 피스톤(910)의 상하 방향의 이동을 안내하는 실린더(911)를 구비하고 있다. 피스톤(910)에는, 스핀들(11)의 회전에 따라서 회전 가능함과 함께 제1 장착부(900)를 지지하는 회전 전달부(92)가 연결되어 있다. 실린더(911) 내에서 피스톤(910)이 상하 방향으로 이동함으로써, 회전 전달부(92)가 제2 장착부(901)에 형성된 관통 구멍(902)을 관통하여 선삭 공구(16)를 승강시킬 수 있다. The advancing / retracting means 91 is disposed inside the second mounting portion 901 and includes a piston 910 which moves in a direction to approach and separate from the holding means 20 by air sent from the air supply source 85a, And a cylinder 911 surrounding the piston 910 and guiding the movement of the piston 910 in the up and down direction. The rotation transmitting portion 92 for supporting the first mounting portion 900 is rotatably connected to the piston 910 in accordance with the rotation of the spindle 11. The piston 910 moves up and down in the cylinder 911 so that the rotation transmitting portion 92 can pass through the through hole 902 formed in the second mounting portion 901 to lift the turning tool 16 .

스핀들(11) 및 마운트(90)의 내부에는, 에어 공급원(25a)과 실린더(911)를 연통시키는 제1 유로(81a)와 제2 유로(83a)가 형성되어 있다. 제1 유로(81a)의 일단에는, 실린더(911)의 하측으로부터 에어를 공급하는 제1 공급구(82a)가 형성되어 있다. 또한, 제2 유로(83a)의 일단에는, 실린더(911)의 상측으로부터 에어를 공급하는 제2 공급구(84a)가 형성되어 있다. 제1 유로(81a) 및 제2 유로(83a)와 에어 공급원(85a)의 사이에는, 가공 수단(10)과 마찬가지로, 실린더(911) 내에서 피스톤(910)의 진행 방향을 전환하는 전환 제어부(86a)가 배치되어 있다. 전환 제어부(86a)는, 제1 공급구(82a) 또는 제2 공급구(84a) 중 어느 하나를 에어의 공급선으로 전환하는 전환 밸브(860a)와, 회전하는 스핀들(11)의 내부에 에어를 공급하기 위한 로터리 조인트(861a)를 구비하고 있다. A first flow path 81a and a second flow path 83a for communicating the air supply source 25a and the cylinder 911 are formed in the spindle 11 and the mount 90. [ A first supply port 82a for supplying air from the lower side of the cylinder 911 is formed at one end of the first flow path 81a. A second supply port 84a for supplying air from the upper side of the cylinder 911 is formed at one end of the second flow path 83a. A switching control unit (not shown) for switching the proceeding direction of the piston 910 in the cylinder 911 is provided between the first flow path 81a and the second flow path 83a and the air supply source 85a, 86a. The switching control section 86a is provided with a switching valve 860a for switching either the first supply port 82a or the second supply port 84a to the air supply line, And a rotary joint 861a for feeding.

선삭 공구(16)를 이용하여 웨이퍼(W)에 대하여 선삭 가공을 행할 때에는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 전환 제어부(86a)가 전환 밸브(860)를 동작시켜 에어 공급원(85a)과 제2 공급구(84a)를 연통시킨다. 이에 따라, 제2 유로(83a)에 에어가 유입되어 제2 공급구(84a)로부터 실린더(911)의 내부에 에어를 공급하고, 실린더(911) 내에 공급된 에어에 의해 피스톤(910)을 유지 수단(20)에 대하여 접근하는 방향으로 이동시킨다. 피스톤(910)의 이동에 따라서, 제1 장착부(900)의 하면(900a)이 제1 위치 결정부(93)에 접촉할 때까지 회전 전달부(92)와 함께 제1 장착부(900)를 강하시킴으로써, 연마 패드(171)의 하면보다 바이트(161)의 하단을 하측으로 돌출시켜, 웨이퍼(W)에 대하여 선삭 가공 가능한 위치에 선삭 공구(16)를 위치 결정한다. 그 후, 가공 수단(9a)은, 상기 가공 수단(8)과 동일한 동작에 의해 웨이퍼(W)에 대하여 바이트에 의한 선삭을 행한다. 7, when the turning tool 16 is used to turn the wafer W, the switching control section 86a operates the switching valve 860 to turn the air supply source 85a and the second supply Thereby communicating the sphere 84a. The air is supplied to the second flow path 83a to supply air into the cylinder 911 from the second supply port 84a and the piston 910 is maintained by the air supplied into the cylinder 911 In the direction of approach to the means (20). The first mounting portion 900 is lowered together with the rotation transmitting portion 92 until the lower surface 900a of the first mounting portion 900 contacts the first positioning portion 93 in accordance with the movement of the piston 910 The lower end of the bite 161 protrudes downward relative to the lower surface of the polishing pad 171 and the turning tool 16 is positioned at a position at which the wafer W can be turned with respect to the wafer W. [ Thereafter, the machining means 9a carries out turning by the bite with respect to the wafer W by the same operation as that of the machining means 8. [

연마 공구(17)를 이용하여, 선삭 가공된 웨이퍼(W)에 대하여 연마 가공을 행할 때에는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 전환 제어부(86a)가 전환 밸브(260)를 동작시켜 에어 공급원(85a)과 제1 공급구(82a)를 연통시킨다. 이에 따라, 제1 유로(81a)에 에어가 유입되어 제1 공급구(82a)로부터 실린더(911)의 내부에 에어를 공급하고, 실린더(911) 내에 공급된 에어에 의해 피스톤(910)을 유지 수단(20)에 대하여 이격되는 방향으로 이동시킨다. 피스톤(910)의 이동에 따라서, 제1 장착부(900)의 상면(900b)이 제2 위치 결정부(94)에 접촉할 때까지 회전 전달부(92)와 함께 제1 장착부(900)를 상승시킴으로써, 바이트(161)의 하단보다 연마 패드(171)의 하면을 하측으로 돌출시켜, 웨이퍼(W)에 대하여 연마 가공 가능한 위치에 연마 공구(17)를 위치 결정한다. 그 후, 가공 수단(9)은, 상기 가공 수단(8)과 동일한 동작에 의해 웨이퍼(W)를 연마한다. 8, the switching control unit 86a operates the switching valve 260 to supply the air to the air supply source 85a, as shown in Fig. 8, when polishing the turned wafer W using the polishing tool 17. [ And the first supply port 82a. The air is supplied to the inside of the cylinder 911 from the first supply port 82a by the air flowing into the first flow path 81a and the piston 910 is maintained by the air supplied into the cylinder 911 In the direction away from the means (20). The first mounting portion 900 is moved upward together with the rotation transmitting portion 92 until the upper surface 900b of the first mounting portion 900 contacts the second positioning portion 94 in accordance with the movement of the piston 910. [ The lower surface of the abrasive pad 171 protrudes downward beyond the lower end of the bite 161 to position the abrasive tool 17 at a position at which the wafer W can be polished. Thereafter, the machining means 9 polishes the wafer W by the same operation as that of the machining means 8.

상기 모든 실시형태에 있어서, 바이트와 연마 패드는 가공 수단에 있어서 각각 개별적으로 장착되어 있기 때문에, 바이트 또는 연마 패드를 개별적으로 교환하는 것이 가능하게 되어 있다. In all of the above embodiments, since the bite and the polishing pad are individually mounted in the processing means, it is possible to individually replace the bite or the polishing pad.

또, 바이트의 주회 궤도와 연마 패드의 외측면 사이에 원통형의 커버를 배치하면, 바이트에 의한 선삭 가공에 의해 생긴 잔해가 연마 패드에 부착되는 것을 방지할 수 있음과 함께, 연마 패드에 의한 연마 가공에 의해 생긴 잔해가 바이트에 부착되는 것을 방지할 수 있다. In addition, by disposing a cylindrical cover between the main circuit track of the byte and the outer surface of the polishing pad, it is possible to prevent the debris generated by turning by the cutting tool from adhering to the polishing pad, It is possible to prevent debris from being adhered to the bite.

1, 10, 10a : 표면 가공 장치 20 : 유지 수단
21 : 유지면 22 : 가공 이동 수단
23 : 볼나사 24 : 모터
25 : 가이드 레일 26 : 이동 베이스
27 : 가공 위치 30 : 가공 수단
40 : 바이트 가공 수단 41 : 제1 스핀들
42 : 마운트 43 : 베이스
44 : 바이트 45 : 바이트 회전 수단
46 : 모터 47 : 축부
48 : 구동 벨트 49 : 회전축
49a : 구동 풀리 49b : 종동 풀리
50 : 연마 수단 51 : 제2 스핀들
52 : 마운트 53 : 연마 패드
54 : 패드 회전 수단 55 : 슬러리 공급구
56 : 슬러리 토출구 57 : 슬러리 유통로
60 : 진퇴 수단 61 : 볼나사
62 : 가이드 레일 63 : 모터
64 : 승강부 70 : 가공 이송 수단
71 : 볼나사 72 : 가이드 레일
73 : 모터 74 : 승강부
8, 9 : 가공 수단 11 : 스핀들
12 : 스핀들 하우징 13 : 모터
14 : 마운트 140 : 제1 장착부
141 : 제2 장착부 141a : 접촉부
142 : 회전 전달부 15 : 진퇴 수단
150 : 피스톤 151 : 실린더
16 : 선삭 공구 160 : 제1 베이스
161 : 바이트 17 : 연마 공구
170 : 제2 베이스 171 : 연마 패드
18 : 홈 19a : 제1 위치 결정부
19b : 제2 위치 결정부 81, 81a : 제1 유로
82, 82a : 제1 공급구 83, 83a : 제2 유로
84, 84a : 제2 공급구 85, 85 : 에어 공급원
86, 86a : 전환 제어부 860 : 전환 밸브
861 : 로터리 조인트 90 : 마운트
900 : 제1 장착부 901 : 제2 장착부
902 : 관통 구멍 91 : 진퇴 수단
910 : 피스톤 911 : 실린더
92 : 회전 전달부 93 : 제1 위치 결정부
94 : 제2 위치 결정부1, 10, 10a: Surface machining device 20: Holding means
21: holding surface 22: machining moving means
23: ball screw 24: motor
25: guide rail 26: moving base
27: machining position 30: machining means
40: Byte processing means 41: First spindle
42: mount 43: base
44: Byte 45: Byte rotation means
46: motor 47:
48: drive belt 49:
49a: drive pulley 49b: driven pulley
50: polishing means 51: second spindle
52: Mount 53: Polishing pad
54: Pad rotating means 55: Slurry supply port
56: Slurry outlet port 57: Slurry flow path
60: advancing / retreating means 61: ball screw
62: guide rail 63: motor
64: elevating part 70:
71: ball screw 72: guide rail
73: motor 74:
8, 9: machining means 11: spindle
12: spindle housing 13: motor
14: mount 140: first mounting portion
141: second mounting portion 141a:
142: rotation transmitting portion 15: retracting means
150: piston 151: cylinder
16: turning tool 160: first base
161: Byte 17: Abrasive tool
170: second base 171: polishing pad
18: groove 19a: first positioning portion
19b: second positioning portion 81, 81a:
82, 82a: first supply port 83, 83a: second flow path
84, 84a: second supply port 85, 85: air supply source
86, 86a: Switching control section 860: Switching valve
861: Rotary joint 90: Mount
900: first mounting portion 901: second mounting portion
902: Through hole 91: Retraction means
910: Piston 911: Cylinder
92: rotation transmitting portion 93: first positioning portion
94: second positioning portion

Claims (2)

웨이퍼의 이면을 유지하는 유지면을 갖는 유지 수단과, 상기 유지 수단에 의해 유지되는 웨이퍼의 표면에 대한 바이트에 의한 선삭 가공과 연마 패드에 의한 연마 가공을 가능하게 하는 가공 수단과, 상기 유지 수단을 상기 가공 수단에 의한 가공 위치에 적어도 위치 부여하는 가공 이동 수단을 구비하는 표면 가공 장치로서,
상기 가공 수단은,
상기 유지면에 대하여 수직 방향으로 연장되는 회전축을 축으로 하여 상기 바이트를 주회시키는 바이트 가공 수단과,
상기 바이트 가공 수단이 주회시키는 상기 바이트의 주회 궤도보다 작은 외경을 갖는 연마 패드를, 상기 회전축을 축으로 하여 회전시키는 연마 수단과,
상기 바이트와 상기 연마 패드를 상기 유지면에 대하여 접근 및 이격시키는 방향으로 상대적으로 이동시키는 진퇴 수단과,
상기 바이트를 이용한 선삭 가공시에는, 상기 연마 패드를 상기 바이트보다 상기 유지면으로부터 이격되는 방향으로 이동시키고, 상기 연마 패드를 이용한 연마 가공시에는, 상기 바이트를 상기 연마 패드보다 상기 유지면으로부터 이격되는 방향으로 이동시키도록, 상기 진퇴 수단을 제어하는 전환 제어부를 구비한 표면 가공 장치. A holding means having a holding surface for holding a back surface of the wafer; a machining means for turning the wafer on the surface of the wafer held by the holding means and enabling polishing by the polishing pad; And a machining moving means for at least positioning the machining position by the machining means,
Wherein the processing means comprises:
A cutting means for rotating the cutting tool about an axis of rotation extending in a direction perpendicular to the holding surface,
A polishing means for rotating a polishing pad having an outer diameter smaller than the main track of the bite which is rotated by the bite machining means about the rotation axis,
Retracting means for relatively moving the bite and the polishing pad in a direction of approaching and separating the holding surface,
Wherein the polishing pad is moved in a direction away from the holding surface in turning at the time of turning using the bite, and at the time of polishing using the polishing pad, the bite is spaced from the holding surface And a switching control section for controlling the advancing / retracting means so as to move the workpiece in the direction of the workpiece. 제1항에 있어서, 상기 바이트 가공 수단과 상기 연마 수단은, 상기 바이트를 회전시키는 바이트 회전 수단과 상기 연마 패드를 회전시키는 패드 회전 수단을 개별적으로 구비하고,
상기 바이트 회전 수단의 회전축과 상기 패드 회전 수단의 회전축을 동일 축선 상에 갖는 것인 표면 가공 장치. 2. The polishing apparatus according to claim 1, wherein the bite processing means and the polishing means individually include a bite rotating means for rotating the bite and a pad rotating means for rotating the bite pad,
Wherein the rotary shaft of the bite rotating means and the rotary shaft of the pad rotating means are coaxial with each other.
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