(57)【要約】【課題】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。【解決手段】表面加工装置１に備えた加工手段３０は、ウェーハＷを保持する保持手段２０の保持面２１に対して垂直方向に延在する回転軸４９を軸としてバイト４４を周回させるバイト旋削手段４０と、周回するバイト４４の周回経路の内側においてその回転軸４９を軸として研磨パッド５３を回転させる研磨手段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間させる方向に相対的に移動させる進退手段６０とを備える。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、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Ｗを搬送する必要もなく、生産性が向上する。【選択図】図１
2016092281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２０９５６８号公報
【特許文献２】特開２００９−５４９２０号公報
【特許文献３】特開２００７−５９５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【発明の効果】
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【符号の説明】
【００６４】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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