DE10137862A1 - Method to load double-sided polishing machine for polishing silicon wafers - Google Patents

Method to load double-sided polishing machine for polishing silicon wafers

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DE10137862A1
DE10137862A1 DE2001137862 DE10137862A DE10137862A1 DE 10137862 A1 DE10137862 A1 DE 10137862A1 DE 2001137862 DE2001137862 DE 2001137862 DE 10137862 A DE10137862 A DE 10137862A DE 10137862 A1 DE10137862 A1 DE 10137862A1
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rotor
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polishing
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Dieter Seifert
Ludwig Pichlmeier
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Wacker Siltronic AG
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Abstract

The method involves preparing and selecting rotating discs (5) and silicon wafers (4) to be polished in a preparation station. The rotating discs are positioned in an adjusting device and selected work pieces are positioned on the rotating discs at the assigned thickness area, until all of the rotating discs have been loaded. The loaded rotating discs are then positioned on a polishing plate (2,3) of the polishing machine. Independent claims are included for a device to prepare a double-sided polishing machine for loading and for a double-sided polishing machine.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beladen einer Doppelseiten-Poliermaschine mit scheibenförmigen Werkstücken, z. B. mit Halbleiterscheiben wie Siliciumscheiben oder mit Siliciumcarbidscheiben.The invention relates to a method and an apparatus for Loading a double-sided polishing machine with disk-shaped ones Workpieces, e.g. B. with semiconductor wafers such as silicon wafers or with silicon carbide discs.

Halbleiterscheiben aus Silicium, die vor allem als Substrate für die Herstellung von modernen mikroelektronischen Bauelemen­ ten Verwendung finden, müssen eine Fülle von Anforderungen er­ füllen, die in relativ engem Rahmen spezifiziert sind. Derarti­ ge Anforderungen sind beispielsweise die Ebenheit der Silicium­ scheiben, ihre Oberflächenrauhigkeit sowie der Häufigkeit von Oberflächenfehlern. Um die Qualitätsparameter erfüllen zu kön­ nen, ist nach dem Stand der Technik mindestens ein Polierpro­ zess erforderlich.Semiconductor wafers made of silicon, mainly as substrates for the production of modern microelectronic components a wide range of requirements must be met fill that are specified in a relatively narrow range. Derarti Requirements are, for example, the flatness of the silicon discs, their surface roughness and the frequency of Surface defects. To be able to meet the quality parameters NEN, is at least one polishing pro according to the prior art process required.

Die Politur wird dabei im Allgemeinen als chemisch-mechanisches Verfahren ausgeführt. Es sind Verfahren zum gleichzeitigen Po­ lieren von Vorder- und Rückseite von Siliciumscheiben nach dem Doppelseiten-Polierverfahren bekannt, die insbesondere zur technischen Fertigung von Halbleiterscheiben mit Durchmessern von 200 mm oder größer zunehmend Verbreitung finden. Die Halb­ leiterscheiben werden dabei in Läuferscheiben ("carrier"), die über mehrere geeignet dimensionierte Aussparungen verfügen, auf einer durch die Maschinen- und Prozessparameter vorbestimmten Bahn zwischen zwei rotierenden, mit Poliertuch belegten Polier­ tellern in Gegenwart eines Poliermittels bewegt und dadurch un­ ter Erzeugung einer hohen Planparallelität und Oberflächengüte poliert.The polish is generally considered chemical-mechanical Procedure executed. They are procedures for simultaneous buttocks the front and back of silicon wafers after Double-sided polishing process known, in particular for technical production of semiconductor wafers with diameters of 200 mm or larger are becoming increasingly widespread. The half conductor disks are in carrier disks, the have several suitably dimensioned cutouts one predetermined by the machine and process parameters Track between two rotating polishing cloths plates in the presence of a polishing agent and thereby un ter generation of high plane parallelism and surface quality polished.

Die Läuferscheiben einer derartigen Doppelseiten-Poliermäschi­ ne, wie sie in DE 195 47 086 offenbart wurde, sind mit einer äußeren Zahnung versehen. Diese greift gleichzeitig in einen äußeren und einen inneren Stift- oder Zahnkranz ein, die mit dem Maschinenrahmen verbunden sind. Wird mindestens einer der Stift- oder Zahnkränze angetrieben, werden die Läuferscheiben drehend zwischen den Poliertellern bewegt. Die in den Ausspa­ rungen der Läuferscheiben liegenden Siliciumscheiben führen da­ durch eine zykloidische Bewegung aus, die der Drehung der Po­ lierteller überlagert ist.The rotor disks of such a double-sided polishing machine ne, as disclosed in DE 195 47 086, are with a outer teeth. This engages in one at the same time outer and an inner pin or ring gear that with are connected to the machine frame. If at least one of the Pin or toothed rings are driven, the rotor disks  rotating between the polishing plates. The in the Ausspa The silicon wafers on the rotor discs lead there by a cycloidal movement, which is the rotation of the Po plate is overlaid.

Die Be- und Entladung der Doppelseiten-Poliermaschine erfolgt nach dem Stand der Technik in der Regel manuell. Für die Entla­ dung wurde in der DE 100 07 389 mittlerweile ein automatisier­ tes Verfahren mit einer dazu verwendeten Vorrichtung angegeben. Die manuelle Beladung hat den Nachteil, dass die Werkstücke fehlerhaft in die Öffnungen der Läuferscheiben eingelegt werden können. Dies kann zu Scheibenbruch und großen Folgeschäden füh­ ren. Außerdem ist die Zuordnung von Läuferscheibe und Werkstück nicht eindeutig festgelegt und nicht automatisch dokumentiert. Das verhindert eine ununterbrochene Verfolgung der Werkstück­ prozessierung ("material tracking").The double-sided polishing machine is loaded and unloaded according to the state of the art, usually manually. For the discharge dung has meanwhile been automated in DE 100 07 389 specified method with a device used for this purpose. The manual loading has the disadvantage that the workpieces incorrectly inserted into the openings of the rotor disks can. This can lead to broken windows and major consequential damage ren. In addition, the assignment of the rotor disc and workpiece not clearly defined and not automatically documented. This prevents the workpiece from being tracked continuously processing ("material tracking").

Wenn die Dickenabweichungen zwischen den Werkstücken groß sind, kann die Geometrie der polierten Scheiben beeinträchtigt wer­ den. Bei sehr hohen Anforderungen an die Geometrie ist dahe r eine Sortierung der Scheiben erforderlich, bei der eine kleine Dickenstreuung pro Polierfahrt einzuhalten ist. Außerdem ist bei hohen Geometrieanforderungen die Dicke der Läuferscheibe und die durch den Polierprozess zu erreichende Dicke der Werkstücke aufeinander abzustimmen. Bei manuellem Beladen kön­ nen große Verluste durch ungenügende Abstimmung oder durch Ver­ wechslungen entstehen, aber auch dadurch, dass im jeweiligen Dickenbereich nicht die für eine Polierfahrt erforderliche Werkstückzahl (z. B. 15 Siliciumscheiben) vorhanden ist, so dass die restlichen Werkstücke dieses Dickenbereichs verworfen werden müssen.If the thickness deviations between the workpieces are large, the geometry of the polished discs can be affected the. If there are very high demands on the geometry, there is r a sorting of the slices is necessary, with a small Thickness variation per polishing run must be observed. Besides, is the thickness of the rotor disc for high geometry requirements and the thickness of the polishing process To coordinate workpieces. With manual loading large losses due to insufficient coordination or through ver changes arise, but also because in each Thickness range not that required for a polishing run Number of workpieces (e.g. 15 silicon wafers) is present, see above that the remaining workpieces of this thickness range are discarded Need to become.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, das bzw. die eine Zeit- und kostensparende Beladung einer Doppelseiten-Poliermaschine mit scheibenförmigen Werkstücken sowie eine automatische Schei­ benverfolgung erlaubt. Außerdem sollte sichergestellt werden, dass die Beladung der Poliermaschine mit Werkstücken im zuläs­ sigen Dickenbereich erfolgt und Scheibenverluste minimiert wer­ den.The invention was therefore based on the object of a method and to provide a device that allows a time and cost-saving loading of a double-sided polishing machine with disc-shaped workpieces and an automatic disc tracking allowed. It should also ensure that the loading of the polishing machine with workpieces in the  thickness range and slice losses are minimized the.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Beladen einer Doppelseiten-Poliermaschine, umfassend folgende Schritte:
This object is achieved by a method for loading a double-sided polishing machine, comprising the following steps:

  • a) Bereitstellung und Auswahl von Läuferscheiben und zu polie­ renden Werkstücken in einer Vorbereitungsstation,a) Provision and selection of rotor disks and polie workpieces in a preparation station,
  • b) Positionieren der Läuferscheibe in einer Justiervorrichtung,b) positioning the rotor disk in an adjusting device,
  • c) Bestücken der Läuferscheibe in der Justiervorrichtung mit den ausgewählten Werkstücken im zugehörigen Dickenbereich,c) Equipping the rotor disk in the adjustment device with the selected workpieces in the associated thickness range,
  • d) Wiederholung der Schritte b) und c), bis alle Läuferscheiben einer Polierfahrt bestückt sind,d) Repeat steps b) and c) until all rotor disks are equipped with a polishing run,
  • e) Auflegen der Läuferscheiben mit den eingelegten Werkstücken auf den Polierteller der Poliermaschine.e) Placing the rotor disks with the inserted workpieces onto the polishing plate of the polishing machine.

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird des Weiteren gelöst durch eine Vorrichtung für die Vorbereitung der Beladung einer Doppelseiten-Poliermaschine, umfassend
The object on which the invention is based is further achieved by a device for preparing the loading of a double-sided polishing machine, comprising

  • a) eine Eingabestation für die Werkstücke,a) an input station for the workpieces,
  • b) einen Werkstückspeicher,b) a workpiece storage,
  • c) eine Eingabestation für die Läuferscheiben,c) an input station for the rotor disks,
  • d) einen Läuferscheibenspeicher,d) a rotor disk storage,
  • e) eine Justiervorrichtung für die Bestückung der Läuferschei­ ben mit den Werkstücken unde) an adjusting device for equipping the rotor track ben with the workpieces and
  • f) eine Steuerung mit Datenspeicher für die geometrischen Daten der Werkstücke und der Läuferscheiben, wobei die Steuerung die optimale Auswahl und Belegung der Läuferscheiben mit Werkstü­ cken ermittelt und veranlasst.f) a controller with data storage for the geometric data of the workpieces and the rotor disks, with the control the optimal selection and assignment of the rotor disks with a workpiece determined and initiated.

Die Auswahl und Bestückung der Läuferscheiben erfolgt in einer Vorbereitungsstation. Für diesen Zweck werden erfindungsgemäß sowohl Läuferscheiben als auch Werkstücke in der Vorbereitungs­ station gelagert. Die vorteilhafte Zuordnung von Werkstücken und Läuferscheiben kann vor allem auf Grund der bekannten Dicke der Werkstücke und der Läuferscheiben und mit Hilfe von Aus­ wahlkriterien erfolgen. The rotor disks are selected and equipped in one Preparation station. For this purpose, the invention both rotor disks and workpieces in the preparation station stored. The advantageous assignment of workpieces and rotor disks can mainly because of the known thickness of the workpieces and the rotor disks and with the help of Aus selection criteria.  

In der Vorbereitungsstation ist eine Justiervorrichtung ange­ ordnet, in der die justierten Läuferscheiben mit den Werkstü­ cken bestückt werden. Die Justiervorrichtung enthält mehrere Justiertische zur Aufnahme von Läuferscheiben mit Aussparungen für scheibenförmige Werkstücke. Die Justiertische werden bevor­ zugt horizontal an einem Paternoster-Getriebe angeordnet, so dass sich der zu beladende Justiertisch beim Beladevorgang in einer definierten, leicht zugänglichen Beladeposition befindet. Es ist aber auch eine Justiervorrichtung mit festen oder beweg­ lichen Fächern möglich.An adjustment device is attached in the preparation station arranges in which the adjusted rotor disks with the workshop equipped. The adjustment device contains several Adjustment tables for receiving rotor disks with cutouts for disc-shaped workpieces. The adjustment tables are before moves horizontally on a paternoster gear, so that the adjustment table to be loaded is in a defined, easily accessible loading position. But it is also an adjustment device with fixed or moving subjects possible.

Die Justiervorrichtung ist vorteilhaft so gestaltet, dass sie nach dem Bestücken der Läuferscheiben einer Polierfahrt zur Po­ liermaschine bewegt werden kann. In diesem Fall wird die Jus­ tiervorrichtung als Justier-Transportvorrichtung bezeichnet. Anderenfalls ist eine zusätzliche Transportvorrichtung vorzuse­ hen, in welche die bestückten Läuferscheiben überführt werden.The adjustment device is advantageously designed so that it after equipping the rotor disks a polishing run to the Po machine can be moved. In this case, the Jus Animal device referred to as adjustment transport device. Otherwise an additional transport device must be used into which the equipped rotor disks are transferred.

Die automatische Beladung der Poliermaschine mit den bestückten Läuferscheiben erfolgt durch eine Beladevorrichtung. Die Bela­ devorrichtung besteht aus der Justier-Transportvorrichtung bzw. nur der Transportvorrichtung, falls die Justiervorrichtung nicht transportiert wird, und dem Belademechanismus. Die Jus­ tier-Transportvorrichtung bzw. die Transportvorrichtung wird vor dem Beladevorgang an der Poliermaschine angedockt, um die genaue Belegung des Poliertellers zu ermöglichen. Bei der Bela­ dung des Poliertellers werden bevorzugt die einzelnen bestück­ ten Läuferscheiben nacheinander aufgelegt, wobei die Läufer­ scheibe und die eingelegten Werkstücke gemeinsam durch den Be­ lademechanismus bewegt werden.The automatic loading of the polishing machine with the loaded ones Rotor disks are carried out by a loading device. The Bela device consists of the adjustment transport device or only the transport device, if the adjustment device is not transported, and the loading mechanism. The Jus animal transport device or the transport device docked to the buffing machine before loading to enable exact allocation of the polishing plate. At the Bela the individual plates are preferred ten rotor disks placed one after the other, the runners disc and the inserted workpieces together through the loading loading mechanism to be moved.

Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens zum automatischen Beladen einer Doppel­ seitenpoliermaschine mit Siliciumscheiben sowie die dazu einge­ setzte Vorrichtung anhand der Fig. 1 und 2 beschrieben: A preferred embodiment of the method according to the invention for automatically loading a double-side polishing machine with silicon wafers and the device used for this purpose are described below with reference to FIGS . 1 and 2:

Fig. 1 zeigt in vereinfachter Darstellung die Draufsicht einer Doppelseiten-Poliermaschine, die mit einer erfindungsgemäßen Beladevorrichtung ausgerüstet ist. Fig. 1 shows a simplified representation of the top view of a double-side polishing machine which is equipped with a loading device according to the invention.

Fig. 2 zeigt in vereinfachter Darstellung die Draufsicht auf die zugehörige Vorbereitungsstation mit der Eingabestation und dem Speicher für die Siliciumscheiben, mit der Eingabestation und dem Speicher für die Läuferscheiben und mit der Justier- Transportvorrichtung. Fig. 2 shows a simplified representation of the top view of the associated preparation station with the input station and the memory for the silicon wafers, with the input station and the memory for the rotor disks and with the adjustment transport device.

Fig. 1 zeigt die Doppelseiten-Poliermaschine 1 in einem Zu­ stand, in dem der obere Polierteller 2 (strichpunktiert ge­ zeichnet) angehoben und um eine senkrechte Achse gegenüber dem unteren Polierteller 3 für die Ent- und Beladung geschwenkt ist. In diesem Zustand kann die Entladung der polierten Silici­ umscheiben (Werkstücke) 4 und der Läuferscheiben 5 sowie die neuerliche Beladung des unteren Poliertellers erfolgen. Um die Ent- und Beladung durchführen zu können, wird am Ende der Poli­ tur mit Hilfe der Maschinensteuerung dafür gesorgt, dass sich die Läuferscheiben an den dafür vorgesehenen Positionen befin­ den. Dies ist beispielsweise mit der in DE 195 47 086 offenbar­ ten Doppelseiten-Poliermaschine möglich. Fig. 1 shows the double-sided polishing machine 1 in a state in which the upper polishing plate 2 (dash-dotted lines) is raised and pivoted about a vertical axis relative to the lower polishing plate 3 for the loading and unloading. In this state, the unloading of the polished silicon discs (workpieces) 4 and the rotor discs 5 as well as the new loading of the lower polishing plate can take place. In order to be able to carry out the unloading and loading, at the end of the polishing the machine control ensures that the rotor disks are in the designated positions. This is possible, for example, with the double-sided polishing machine disclosed in DE 195 47 086.

Die Entladung der polierten Werkstücke 4 erfolgt beispielsweise mit dem in der DE 100 07 389 beschriebenen Entladeautomaten. Dieser entnimmt gleichzeitig alle in den Aussparungen einer Läuferscheibe 5 liegenden Scheiben 4 mit Hilfe eines Vakuum­ greifers.The polished workpieces 4 are unloaded, for example, using the automatic unloading device described in DE 100 07 389. At the same time, this removes all the disks 4 lying in the recesses of a rotor disk 5 with the aid of a vacuum gripper.

Nach der Entnahme der Siliciumscheiben 4 werden die Läufer­ scheiben 5 durch den Antrieb des Stift- oder Zahnkranzes um ei­ ne Position weitergedreht, so dass die nächste Läuferscheibe sich an der Position befindet, an der die in den Aussparungen liegenden Siliciumscheiben 4 von dem Vakuumgreifer aufgenommen werden können. Gleichzeitig gelangt die erste leere Läufer­ scheibe in die Position, in der sie durch einen Läuferscheiben­ greifer 6 vom unteren Polierteller 3 entnommen werden kann. Der Läuferscheibengreifer 6 ist vorzugsweise an einem Schwenkarm 7 befestigt, so dass die Entladung mit geringem Aufwand durch ei­ ne Hub-Schwenk-Bewegung erfolgen kann. Der Läuferscheibengrei­ fer 6 wird bevorzugt durch Anlegen von Vakuum betrieben, durch das die Läuferscheibe an den Greifer angesaugt wird. Die Ent­ nahme der Läuferscheiben 5 erfolgt bevorzugt im Takt der Ent­ nahme der scheibenförmigen Werkstücke 4, wobei sie im Takt ent­ sprechend verschoben ist.After the removal of the silicon wafers 4 , the rotor wafers 5 are rotated further by ei ne position by the drive of the pin or toothed ring, so that the next rotor wafer is at the position at which the silicon wafers 4 lying in the recesses are picked up by the vacuum gripper can. At the same time, the first empty rotor disc arrives in the position in which it can be removed from the lower polishing plate 3 by a rotor disc gripper 6 . The rotor disc gripper 6 is preferably attached to a swivel arm 7 , so that the unloading can be carried out with little effort by a lifting-swiveling movement. The rotor disc gripper 6 is preferably operated by applying a vacuum through which the rotor disc is sucked onto the gripper. The removal of the rotor disks 5 is preferably carried out in time with the removal of the disk-shaped workpieces 4 , whereby it is shifted accordingly in time.

Die Läuferscheiben werden im Allgemeinen nach der Entnahme ge­ reinigt, getrocknet und kontrolliert, wobei auch ihre Dicke er­ mittelt wird. Diese Maßnahmen können ganz oder teilweise in der Vorbereitungsstation erfolgen oder in gesonderten Vorrichtun­ gen. In Fig. 1 und 2 sind diese Vorrichtungen zur Vereinfachung nicht eingezeichnet. Nach der Entladung der Poliermaschine kann die erneute Beladung erfolgen, oder es wird vorher ein Präpara­ tionsprozess vorgenommen.The rotor disks are generally cleaned, dried and checked after removal, and their thickness is also averaged. These measures can be carried out in whole or in part in the preparation station or in separate devices. In FIGS. 1 and 2, these devices are not shown for simplification. After the polishing machine has been unloaded, it can be loaded again or a preparation process is carried out beforehand.

Beim Beladen der Doppelseitenpoliermaschine werden nach dem An­ docken der Justier-Transportvorrichtung 8 an der Andockstelle 9 der Poliermaschine folgende Vorgänge durchgeführt: Der Belade­ mechanismus 11 mit dem drehbaren Läuferscheiben- und Werkstück- Greifer 10 nimmt die Läuferscheibe 5 zusammen mit den Silicium­ scheiben 4 vom Justiertisch 12a der Justier-Transportvorrich­ tung 8 auf und legt sie auf den unteren Polierteller 3 ab. Der Belademechanismus ist als Hub-Schwenkarm ausgebildet, der mit Vakuumgreifern für die Läuferscheiben und die Siliciumscheiben ausgestattet ist. Der Belademechanismus wird durch die Steue­ rung und durch Sensoren so bewegt, dass die Läuferscheibe mit ihrer Verzahnung mit der Verzahnung der Poliermaschine zusam­ menpasst und an der gewünschten Stelle abgelegt wird. Die Posi­ tionen der Läuferscheiben und der Siliciumscheiben werden re­ gistriert. Aus den Anfangspositionen und den kinematischen Be­ triebsparametern der Poliermaschine können die Positionen am Ende der Polierfahrt ermittelt werden. Durch Markierungen an den Läuferscheiben und durch Sensoren zur Erkennung der Markie­ rungen können diese Endpositionen ebenfalls ermittelt werden. Somit ist die durchgängige Verfolgung der Siliciumscheiben und der Läuferscheiben möglich. When loading the double-sided polishing machine after docking the adjustment transport device 8 at the docking point 9 of the polishing machine, the following operations are carried out: The loading mechanism 11 with the rotatable rotor disk and workpiece gripper 10 takes the rotor disk 5 together with the silicon disks 4 from the adjustment table 12 a of the Justier-Transportvorrich device 8 and places it on the lower polishing plate 3 . The loading mechanism is designed as a lifting swivel arm that is equipped with vacuum grippers for the rotor disks and the silicon disks. The loading mechanism is moved by the control and sensors in such a way that the rotor disc with its toothing matches the toothing of the polishing machine and is deposited at the desired location. The positions of the rotor disks and the silicon disks are registered. The positions at the end of the polishing run can be determined from the starting positions and the kinematic operating parameters of the polishing machine. These end positions can also be determined by markings on the rotor disks and sensors for recognizing the markings. This enables continuous tracking of the silicon wafers and the rotor wafers.

Während des Weitertaktens des Poliertellers wird der nächste Justiertisch der Justier-Transportvorrichtung 8 in die Entnah­ meposition gebracht. In Fig. 1 sind bei der Justier-Transport­ vorrichtung zwei Justiertische 12a und 12b eingezeichnet. Die Justiertische befinden sich auf einem Paternoster-Getriebe (nicht in den Figuren dargestellt), an dem sie in horizontaler Lage umlaufend bewegt werden können, so dass alle Justiertische einer Polierfahrt in die Entnahmeposition 12a gebracht und nacheinander auf den Polierteller überführt werden können.During the Next clocking the polishing disc is the alignment transport device placed next adjustment table 8 in the Entnah meposition. In Fig. 1, two adjustment tables 12 a and 12 b are located in the Justier-Transport device. The adjustment tables are located on a paternoster gear (not shown in the figures), on which they can be moved all around in a horizontal position, so that all adjustment tables of a polishing run can be brought into the removal position 12 a and transferred one after the other onto the polishing plate.

Die Läuferscheiben sind in der bevorzugten Ausführungsform auf Justiertischen auf einem Paternoster-Getriebe angeordnet. Die Läuferscheiben auf den Justiertischen können jedoch beispiels­ weise auch in Fächern oder auf einem Lift angeordnet sein. Mit dem Paternoster-Getriebe ist die Beladung der Maschine mit ei­ ner einfachen Hub-Schwenk-Bewegung und einer Drehbewegung des Greifers möglich, weil jeder Justiertisch in die gleiche Posi­ tion gebracht werden kann. Im anderen Fall verlangt der Belade- und Entladevorgang gegebenenfalls aufwendigere Handlingsein­ richtungen bzw. Roboter. Diese sind hier nicht näher beschrie­ ben, können aber mit dem Stand der Technik realisiert werden.The rotor disks are on in the preferred embodiment Adjustment tables arranged on a paternoster gear. The However, rotor disks on the adjustment tables can, for example can also be arranged in compartments or on a lift. With the Paternoster gearbox is the loading of the machine with egg ner simple stroke-swivel movement and a rotary movement of the Possible because each adjustment table is in the same position tion can be brought. In the other case, the loading and unloading may be more complex handling directions or robots. These are not described in more detail here ben, but can be realized with the prior art.

Fig. 2 zeigt vereinfacht eine mögliche Vorbereitungsstation 13, in der die Bereitstellung der Justiertische mit den Läufer­ scheiben und den Siliciumscheiben in der Justier-Transportvor­ richtung erfolgt. Fig. 2 shows in simplified form a possible preparation station 13 , in which the provision of the adjustment tables with the rotor disks and the silicon wafers takes place in the Justier-Transportvor direction.

Die Läuferscheiben werden bevorzugt im vorbereiteten Zustand auf Justiertischen 12 liegend mit einer Läuferscheiben- Transportvorrichtung 19 zur Andockstelle 20 der Vorbereitungs­ station 13 gebracht. Bevorzugt ist eine genaue Positionierung der Läuferscheibe auf dem Justiertisch 12 mit Hilfe mechani­ scher Anschläge 18. Die Läuferscheibe wird allein oder zusammen mit dem Justiertisch in das Läuferscheibenlager 21 überführt. Das Lager ist bevorzugt als Lagerpaternoster ausgeführt, in dem die Läuferscheiben auf Justiertischen horizontal aufbewahrt werden. The rotor disks are preferably brought in the prepared state lying on adjustment tables 12 with a rotor disk transport device 19 to the docking station 20 of the preparation station 13 . An exact positioning of the rotor disk on the adjustment table 12 with the aid of mechanical stops 18 is preferred. The rotor disk is transferred to the rotor disk bearing 21 alone or together with the adjustment table. The bearing is preferably designed as a paternoster bearing in which the rotor disks are stored horizontally on adjustment tables.

Die Daten der Läuferscheiben, insbesondere ihre Dicke, wird von der Steuerung der Vorbereitungsstation registriert. Die Reini­ gung, Kontrolle und Dickenmessung der Läuferscheiben kann au­ ßerhalb oder in der Vorbereitungsstation erfolgen. In Fig. 2 sind die dafür nötigen Einrichtungen nicht eingezeichnet.The data of the rotor disks, in particular their thickness, is registered by the control of the preparation station. The rotor discs can be cleaned, checked and measured for thickness outside or in the preparation station. The facilities required for this are not shown in FIG. 2.

Zur Bestückung der Läuferscheiben einer Polierfahrt mit den Si­ liciumscheiben werden die gewählten Läuferscheiben allein oder mit den Justiertischen aus dem Lager 21 entnommen und auf der Beladeposition des Paternoster-Getriebes der Justier-Transport­ vorrichtung 8 abgelegt. In Fig. 2 befindet sich ein Justier­ tisch 12c in der Bestückungsposition. Ein weiterer Justiertisch 12d ist vorher belegt worden und wurde anschließend mit dem Pa­ ternostergetriebe der Justier-Transportvorrichtung aus der Be­ stückungsposition bewegt.To equip the rotor disks of a polishing run with the silicon wafers, the selected rotor disks are removed from the bearing 21 alone or with the adjustment tables and placed on the loading position of the paternoster transmission of the adjustment transport device 8 . In Fig. 2 there is an adjustment table 12 c in the loading position. Another adjustment table 12 d was previously occupied and was then moved from the loading position with the pa ternoster gear of the adjustment transport device.

Das Lager 14 für die Werkstücke (Siliciumscheiben) besteht be­ vorzugt aus mehreren Lagereinheiten, in denen die Werkstücke ü­ bereinander und/oder nebeneinander in Fächern ("slots") ange­ ordnet sind, um eine genügend große Zahl von Werkstücken mit geringem Platzbedarf unterbringen zu können. In Fig. 2 sind nur drei Werkstücke in nebeneinander liegenden Fächern gezeichnet.The camp 14 for the workpieces (silicon wafers) consists preferably of several storage units in which the workpieces are arranged one above the other and / or side by side in compartments ("slots") in order to be able to accommodate a sufficiently large number of workpieces with a small space requirement , In Fig. 2 only three workpieces are drawn in adjacent compartments.

Ein Roboter 15 entnimmt eine zu polierende Siliciumscheibe 4 aus dem Werkstücklager 14 mit Hilfe eines Greifers 16. Für die Entnahme der Scheiben aus dem Werkstücklager mit eng nebenein­ ander gelagerten Werkstücken ist ein dünner Greifer geeignet, während sich für die Bestückung der Läuferscheiben ein Vakuum­ greifer besser eignet. Daher ist es bevorzugt, zwei Roboter einzusetzen. Die Siliciumscheibe wird dabei mit einem Roboter 15 mit einem Randgreifer aus dem Lager entnommen und auf einer Zwischenablage 17 abgelegt. Anschließend nimmt ein zweiter Ro­ boter 22 mit dem Vakuumgreifer die Siliciumscheibe auf und setzt sie in die vorgesehene Öffnung der Läuferscheibe in der Bestückungsposition 12c ein. Die Zwischenablage 17 kann so aus­ gebildet werden, dass die für eine Läuferscheibe bestimmten Si­ liciumscheiben so abgelegt werden, dass sie anschließend gleichzeitig mit einem Vakuumgreifer aufgenommen und in die Läuferscheibe eingesetzt werden können. Es ist aber auch mög­ lich, den Roboter 15 mit zwei Greifern auszustatten, so dass er auch die Funktion des Roboters 22 übernehmen kann.A robot 15 removes a silicon wafer 4 to be polished from the workpiece storage 14 with the aid of a gripper 16 . A thin gripper is suitable for removing the disks from the workpiece store with workpieces stored closely next to each other, while a vacuum gripper is more suitable for loading the rotor disks. It is therefore preferred to use two robots. The silicon wafer is removed from the warehouse with a robot 15 with an edge gripper and placed on an intermediate storage 17 . Subsequently, a second Ro robot 22 takes up the silicon wafer with the vacuum gripper and inserts it into the intended opening of the rotor disk in the loading position 12 c. The intermediate storage 17 can be formed in such a way that the silicon disks intended for a rotor disk are deposited in such a way that they can subsequently be picked up at the same time with a vacuum gripper and inserted into the rotor disk. But it is also possible to equip the robot 15 with two grippers so that it can also take over the function of the robot 22 .

Nach dem Bestücken der Läuferscheibe wird der nächste Justier­ tisch in die Beladeposition gebracht, indem entweder der Justiertisch mit der Läuferscheibe aus dem Lager 21 genommen wird, oder es wird nur die Läuferscheibe aus dem Lager 21 entnommen, wenn die Justiertische in der Justier-Transportstation verblei­ ben. Der Vorgang wiederholt sich, bis sich alle Läuferscheiben und die darin justierten zu polierenden Werkstücke für minde­ stens eine Polierfahrt in der Justier-Transportstation befinden. In Fig. 2 ist der Belademechanismus 11, der in Fig. 1 mit der Justier-Transportvorrichtung verbunden ist, nicht eingezeich­ net. Falls er an der Justier-Transportvorrichtung verbleibt, ist er so zu platzieren und die Vorbereitungsstation 13 ist so einzurichten, dass der Belademechanismus die Funktionen der Vorbereitungsstation nicht beeinträchtigt.After loading the rotor disk, the next adjustment table is brought into the loading position either by taking the adjustment table with the rotor disk out of the bearing 21 , or only the rotor disk is removed from the bearing 21 if the adjustment tables remain in the adjustment transport station ben. The process is repeated until all the rotor disks and the workpieces to be polished adjusted therein are in the adjustment transport station for at least one polishing run. In Fig. 2, the loading mechanism 11 , which is connected in Fig. 1 with the justifying transport device, is not shown net. If it remains on the adjustment transport device, it is to be placed and the preparation station 13 is to be set up in such a way that the loading mechanism does not impair the functions of the preparation station.

In Fig. 2 ist eine Werkstück-Eingabestation 23 dargestellt, aus der die Beladung des Werkstück-Lagers 14 mit Hilfe des Roboters 15 erfolgt. Bei der Beladung des Lagers werden die Daten der Werkstücke, insbesondere die Daten für die Identifikation des Werkstücks und seine Dicke, in den Datenspeicher der Vorberei­ tungsstation eingegeben.In FIG. 2, a workpiece input station 23 is shown from which takes place the loading of the workpiece-bearing 14 by means of the robot 15 °. When loading the warehouse, the data of the workpieces, in particular the data for the identification of the workpiece and its thickness, are entered into the data memory of the preparation station.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, die Zusammenstel­ lung der Läuferscheiben und der Werkstücke optimal zu gestal­ ten. Hierzu wird durch die Steuerung, den Datenspeicher und ein Optimierungsprogramm mit den Daten der Werkstücke und der Läu­ ferscheiben die günstigste Kombination aus Werkstücken und Läu­ ferscheiben für die Polierfahrten ermittelt.The method according to the invention enables the compilation optimal design of the rotor disks and the workpieces For this purpose, the controller, the data memory and a Optimization program with the data of the workpieces and the Läu the cheapest combination of workpieces and läu heels determined for the polishing runs.

Für die Optimierung können folgende Kriterien dienen:
The following criteria can be used for optimization:

  • a) Der Dickenunterschied zwischen den Werkstücken in einer Läu­ ferscheibe ist kleiner als eine vorgegebene Toleranz. a) The difference in thickness between the workpieces in one run heel is smaller than a given tolerance.  
  • b) Der Unterschied zwischen der vorgesehenen Dicke der Werkstüc­ ke am Ende der Polierfahrt und der Dicke der Läuferscheibe liegt im vorgegebenen Bereich.b) The difference between the intended thickness of the workpiece ke at the end of the polishing run and the thickness of the rotor lies in the specified range.
  • c) Der Dickenunterschied zwischen benachbarten Läuferscheiben ist kleiner als eine vorgegebene Toleranz.c) The difference in thickness between adjacent rotor disks is less than a given tolerance.

Auf Grund der Anforderungen stellt die Steuerung der Vorberei­ tungsstation aus den Vorräten an Werkstücken und Läuferscheiben eine vorteilhafte Kombination für die Polierfahrten zusammen. Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass eine Optimierung aus einem großen Vorrat an Läuferscheiben und Werkstücken erfolgen kann, wenn die Lagerplätze der Vorberei­ tungsstation entsprechend belegt sind. Die Optimierung kann im Voraus für eine größere Zahl von Polierfahrten erfolgen, insbe­ sondere für ein ganzes Fertigungslos oder für mehrerer Ferti­ gungslose. Zur Optimierung können bekannte Optimierungsprogram­ me verwendet werden. Das Optimierungsprogramm kann nicht nur für die Einhaltung der genannten Kriterien a) bis c) sorgen, sondern es ist auch möglich, die bestmögliche Kombination von Werkstücken und Läuferscheiben der gegebenen Dickenverteilungen zu finden, d. h. die gegebenen Toleranzen nicht nur einzuhal­ ten, sondern diejenige Kombination von Werkstücken und Läufer­ scheiben zu finden, mit der die präzisesten Polierergebnisse erzielt werden. Außerdem kann mit dem Optimierungsprogramm die Lagerhaltung der Läuferscheiben optimiert werden, d. h. es kön­ nen Läuferscheiben mit der vorteilhaftesten Dicke beschafft werden.Based on the requirements, the control prepares the preparation station from the stocks of workpieces and rotor disks an advantageous combination for the polishing trips together. A particular advantage of the invention is that a Optimization from a large stock of rotor disks and Workpieces can be made when the storage spaces are being prepared station are appropriately occupied. The optimization can be done in Be done in advance for a larger number of polishing runs, esp especially for an entire production lot or for several productions supply loose. Known optimization programs can be used for optimization me can be used. The optimization program can not only ensure compliance with the aforementioned criteria a) to c), but it is also possible to get the best possible combination of Workpieces and rotor disks of the given thickness distributions to find d. H. not only to comply with the given tolerances but the combination of workpieces and runners to find discs with the most precise polishing results be achieved. In addition, with the optimization program Warehousing of the rotor disks are optimized, d. H. it can procured rotor discs with the most advantageous thickness become.

Durch die Automatisierung der Handhabung von Werkstücken und Läuferscheiben ist eine deutliche Reduktion der Beladezeit bei gleichzeitig hoher Präzision des Polierprozesses möglich. Ma­ schinenstillstandszeiten können deutlich verringert werden. Des Weiteren kann durch die Automatisierung eine lückenlose Verfol­ gung der Werkstücke und der Läuferscheiben im Sinne eines "ma­ terial tracking" realisiert werden. Außerdem wird der Verlust von Werkstücken minimiert, der bei der Zusammenstellung der Werkstücke für eine Polierfahrt auftritt. Die Auswahl der Werk­ stücke für die Polierfahrten kann so erfolgen, dass Scheiben mit hoher Dringlichkeit bevorzugt werden. Dadurch ist eine Op­ timierung der Durchlaufzeit beim Doppelseiten-Polierprozess möglich.By automating the handling of workpieces and Carrier discs is a significant reduction in the loading time high precision of the polishing process possible at the same time. Ma machine downtimes can be significantly reduced. Of Automation can also ensure complete tracking the workpieces and the rotor disks in the sense of a "ma terial tracking ". In addition, the loss of workpieces minimized when compiling the Workpieces for a polishing run occurs. The selection of the work pieces for the polishing runs can be made so that disks  be preferred with high urgency. This makes an op Timing of the throughput time in the double-sided polishing process possible.

Die Vorbereitungsstation kann für mehrere Poliermaschinen die­ nen. Die in der Vorbereitungsstation gespeicherten Daten über die Werkstücke und die Läuferscheiben und über die Zuordnung in der Justier-Transportvorrichtung sind auf die Geräte übertrag­ bar, die für die weitere Zusammenstellung und Prozessierung der Werkstücke dienen. Dadurch ist die einfache Zusammenstellung der zusammengehörigen Scheiben in den Horden und eine einfache und lückenlose Materialverfolgung möglich.The preparation station can be used for several polishing machines NEN. The data stored in the preparation station about the workpieces and the rotor disks and the assignment in the adjustment transport device are transferred to the devices bar for the further compilation and processing of the Serve workpieces. This makes the simple compilation of related disks in the hordes and a simple one and complete material tracking possible.

Die Erfindung ist auf alle scheibenförmigen Werkstücke anwend­ bar, die doppelseitenpoliert werden. Dies trifft beispielsweise auf Siliciumscheiben, aber auch auf Scheiben aus anderen Halb­ leitermaterialien oder Siliciumcarbid-Scheiben zu. Eine Anwen­ dung beim Läppen scheibenförmiger Werkstücke ist ebenfalls mög­ lich.The invention is applicable to all disc-shaped workpieces bar, which are polished on both sides. This is the case, for example on silicon wafers, but also on wafers from other half conductor materials or silicon carbide wafers. An application is also possible when lapping disc-shaped workpieces Lich.

Claims (13)

1. Verfahren zum Beladen einer Doppelseiten-Poliermaschine, umfassend folgende Schritte:
  • a) Bereitstellung und Auswahl von Läuferscheiben und zu po­ lierenden Werkstücken in einer Vorbereitungsstation,
  • b) Positionieren der Läuferscheibe in einer Justiervorrich­ tung,
  • c) Bestücken der Läuferscheibe in der Justiervorrichtung mit den ausgewählten Werkstücken im zugehörigen Dickenbe­ reich,
  • d) Wiederholung der Schritte b) und c), bis alle Läufer­ scheiben einer Polierfahrt bestückt sind,
  • e) Auflegen der Läuferscheiben mit den eingelegten Werkstü­ cken auf den Polierteller der Poliermaschine.
1. A method for loading a double-sided polishing machine, comprising the following steps:
  • a) provision and selection of rotor disks and workpieces to be polished in a preparation station,
  • b) positioning the rotor disk in an adjusting device,
  • c) equipping the rotor in the adjusting device with the selected workpieces in the associated thickness range,
  • d) repeating steps b) and c) until all the rotor disks of a polishing run have been fitted,
  • e) Place the rotor disks with the inserted work pieces on the polishing plate of the polishing machine.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ei­ ne Läuferscheibe auf einen Justiertisch gelegt wird und an­ schließend mit zu polierenden scheibenförmigen Werkstücken beladen wird, wobei diese Schritte wiederholt werden, bis alle für eine Polierfahrt benötigten Läuferscheiben auf je­ weils einem Justiertisch liegen und mit zu polierenden scheibenförmigen Werkstücken beladen sind.2. The method according to claim 1, characterized in that egg ne rotor disk is placed on an adjustment table and on closing with disc-shaped workpieces to be polished is loaded, these steps being repeated until all rotor disks required for a polishing run on each because of an adjustment table and to be polished disk-shaped workpieces are loaded. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Läuferscheiben nach bestimmten Aus­ wahlkriterien aus einem Vorrat an Läuferscheiben ausgewählt werden.3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized ge indicates that the rotor disks after certain off Selection criteria selected from a stock of rotor disks become. 4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zu polierenden scheiben­ förmigen Werkstücke nach bestimmten Auswahlkriterien aus einem Vorrat an Werkstücken ausgewählt werden.4. The method according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the discs to be polished shaped workpieces according to certain selection criteria a stock of workpieces can be selected. 5. Verfahren nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Dicke der Läuferscheiben und/oder der Werkstücke das Auswahlkriterium ist. 5. The method according to claim 3 or claim 4, characterized records that the thickness of the rotor disks and / or the Workpieces is the selection criterion.   6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dickenunterschied zwischen den Werkstücken in einer Läufer­ scheibe kleiner ist als eine vorgegebene Toleranz.6. The method according to claim 5, characterized in that the Thickness difference between the workpieces in one runner disc is smaller than a specified tolerance. 7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterschied zwischen der vorgesehenen Dicke der Werkstücke am Ende der Polierfahrt und der Dicke der Läuferscheibe in einem vorgegebenen Bereich liegt.7. The method according to claim 5, characterized in that the Difference between the intended thickness of the workpieces at the end of the polishing run and the thickness of the rotor disc in is within a predetermined range. 8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dickenunterschied zwischen benachbarten Läuferscheiben kleiner ist als eine vorgegebene Toleranz.8. The method according to claim 5, characterized in that the Difference in thickness between adjacent rotor disks is smaller than a predetermined tolerance. 9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Position jedes Werkstücks während des gesamten Verfahrens bekannt ist, so dass eine lückenlose Materialverfolgung möglich ist.9. The method according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that the position of each workpiece is known throughout the process, so a seamless material tracking is possible. 10. Vorrichtung für die Vorbereitung der Beladung einer Doppel­ seiten-Poliermaschine, umfassend
  • a) eine Eingabestation für die Werkstücke,
  • b) einen Werkstückspeicher,
  • c) eine Eingabestation für die Läuferscheiben
  • d) einen Läuferscheibenspeicher,
  • e) eine Justiervorrichtung für die Bestückung der Läufer­ scheiben mit den Werkstücken und
  • f) eine Steuerung mit Datenspeicher für die geometrischen Daten der Werkstücke und der Läuferscheiben, wobei die Steuerung die optimale Auswahl und Belegung der Läufer­ scheiben mit Werkstücken ermittelt und veranlasst.
10. Device for preparing the loading of a double-sided polishing machine, comprising
  • a) an input station for the workpieces,
  • b) a workpiece storage,
  • c) an input station for the rotor disks
  • d) a rotor disk storage,
  • e) an adjusting device for equipping the rotor with the workpieces and
  • f) a controller with data storage for the geometric data of the workpieces and the rotor disks, the controller determining and initiating the optimal selection and assignment of the rotor disks with workpieces.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Justiervorrichtung mit einem Paternoster-Getriebe aus­ gestattet ist.11. The device according to claim 10, characterized in that the adjustment device with a paternoster gear is permitted. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Läuferscheibenspeicher mit einem Paternoster-Getriebe ausgestattet ist.12. The device according to one of claims 10 or 11, characterized characterized that the rotor disk memory with a  Paternoster gear is equipped. 13. Doppelseiten-Poliermaschine, gekennzeichnet durch eine An­ dockvorrichtung für eine Justier-Transportvorrichtung oder eine Transportvorrichtung für mehrere mit zu polierenden Werkstücken belegte Läuferscheiben.13. Double-sided polishing machine, characterized by an Docking device for an adjustment transport device or a transport device for several to be polished Carrier disks covered with workpieces.
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