DE102013103987B4 - Vorrichtung zur gleichzeitigen planen Bearbeitung von mehreren Substraten - Google Patents

Vorrichtung zur gleichzeitigen planen Bearbeitung von mehreren Substraten Download PDF

Info

Publication number
DE102013103987B4
DE102013103987B4 DE102013103987.1A DE102013103987A DE102013103987B4 DE 102013103987 B4 DE102013103987 B4 DE 102013103987B4 DE 102013103987 A DE102013103987 A DE 102013103987A DE 102013103987 B4 DE102013103987 B4 DE 102013103987B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
substrates
tool
substrate
substrate surfaces
tool surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102013103987.1A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102013103987A1 (de
Inventor
Patentinhaber gleich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE102013103987.1A priority Critical patent/DE102013103987B4/de
Publication of DE102013103987A1 publication Critical patent/DE102013103987A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102013103987B4 publication Critical patent/DE102013103987B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B7/00Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
    • B24B7/04Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor involving a rotary work-table
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/27Work carriers
    • B24B37/30Work carriers for single side lapping of plane surfaces

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

Vorrichtung zur gleichzeitigen Bearbeitung von drei oder mehr Substraten (3) zur Herstellung von planen Substratoberflächen (6), wobei die Vorrichtung (1) zumindest ein Werkzeug (2) mit einer Werkzeugoberfläche (5) zur Bearbeitung der Substratoberflächen (6) und zumindest eine Halteeinrichtung zur Haltung der Substrate auf der Werkzeugoberfläche (5) aufweist, so dass die zu bearbeitenden Substratoberflächen (6) an der Werkzeugoberfläche (5) anliegen und die Substrate auf einer gemeinsamen Kreisbahn (4) über die Werkzeugoberfläche (5) geführt werden können, dadurch gekennzeichnet, dass die Substrate (3) in unregelmäßigen Abständen (8) voneinander, bezogen auf die Kreisbahn (4), angeordnet sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur gleichzeitigen Bearbeitung von drei oder mehr Substraten (3) zur Herstellung von planen Substratoberflächen (6), wobei die Vorrichtung (1) zumindest ein Werkzeug (2) mit einer Werkzeugoberfläche (5) zur Bearbeitung der Substratoberflächen (6) und zumindest eine Halteeinrichtung zur Haltung der Substrate auf der Werkzeugoberfläche (5) aufweist, so dass die zu bearbeitenden Substratoberflächen (6) an der Werkzeugoberfläche (5) anliegen und die Substrate auf einer gemeinsamen Kreisbahn (4) über die Werkzeugoberfläche (5) geführt werden können. Die Vorrichtung dient insbesondere dem gleichzeitigen, hochpräzisen Plan-Bearbeiten von mehreren Substraten.
  • Aus dem Stand der Technik sind hinreichend Anlagen für die plane Präzisionsbearbeitung von Werkstücken, die auch als Hochgenauigkeits-Bearbeitungsmaschinen oder als Hochgenauigkeitsmaschinen bezeichnet werden, bekannt. Dabei existiert, wie in 1 gezeigt ist, zumeist ein im Verhältnis zu den Werkstücken 103 sehr großes Werkzeug 102, das meist in Form einer rotierenden Scheibe ausgebildet ist. Das Werkzeug 102 weist vorteilhafterweise eine vertikale Drehachse A auf. Das Werkzeug ist in einem Rahmen bzw. Maschinenbett aufgenommen (nicht gezeigt). Wie in 2 gezeigt, werden auf das Werkzeug 102 die Werkstücke 103 aufgelegt und in entsprechenden Halteeinrichtungen (nicht gezeigt) gehalten. Typischerweise werden die Werkstücke mittels der Halteeinrichtungen in regelmäßigen Abständen zueinander auf dem Werkzeug angeordnet (siehe 3). Die Bearbeitungskraft wird durch das Eigengewicht der Werkstücke oder durch eine zusätzliche, externe Kraft aufgebracht. Es können auch zwei Werkzeuge vorhanden sein, wobei sich dann die Werkstücke zwischen beiden Werkzeugen befinden und die beiden Werkzeuge eine Relativbewegung zueinander ausführen. Das Werkstück wird auch als Substrat bezeichnet.
  • Die Bearbeitung des Werkstückes selbst findet durch Relativbewegungen (Pfeil B in den 1 bis 3) zwischen dem oder den Werkzeugen 102 und den Werkstücken 103 statt. Dies alles ist hinreichend untersucht und für viele Anwendungen ausreichend. Nachteilig ist die Tatsache, dass sich die Werkzeuge durch den Bearbeitungsprozess verändern. Wenn die dabei herrschenden Bedingungen bekannt sind, stellt dies kein Problem dar, weil dann in der Produktion mit Gegenmaßnahmen reagiert werden kann. Es gibt aber auch Einflüsse, welche schwer zu erfassen sind. Diese lassen sich nur durch aufwendige und zusätzliche Messzyklen erfassen und in Grenzen halten. Die Beseitigung oder Minderung dieser Einflüsse würde zu einer Erhöhung der Qualität der Bearbeitung und zur Einsparung von Arbeitszeit führen.
  • Allerdings besteht das Problem, dass mit zunehmender Anforderung an die Genauigkeit der Bearbeitung auch die Anforderungen an die Werkzeugmaschinen steigen. Dabei werden Probleme sichtbar, welche bislang nicht aufgefallen sind oder in ihren Auswirkungen bzw. Erscheinungen vernachlässigbar waren. Eines dieser Probleme ist eine „Längswelligkeit“ der Werkzeuge, eine in Bearbeitungsrichtung, d. h. der Drehrichtung der Werkzeuge, auftretende Welligkeit, welche sich bei Hochpräzisionsbearbeitungen in den bearbeiteten Werkstücken nachweisen lässt. 5 zeigt einen Schnitt durch das in 4 gezeigte kreisrunde Werkzeug 102 entlang der mittigen Bearbeitungsbahn, die eine Kreisbahn ist, in Bearbeitungsrichtung.
  • Aus US 2003/0049997 A1 und US 2009/0270015 A1 sind Vorrichtungen zum Polieren von Substraten bekannt, bei denen mehrere Polierwerkzeuge eingesetzt werden. Aus US 2005/0245181 A1 ist eine Vorrichtung zum Polieren von Substraten bekannt, die einen Polierkopf aufweist, in den Elemente zum Dämpfen von Vibrationen eingesetzt werden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere eine Vorrichtung zur gleichzeitigen Bearbeitung von mehreren Substraten unter Herstellung planer Substratoberflächen angegeben werden, die – ohne die Kosten für eine derartige Vorrichtung zu steigern – verbesserte Eigenschaften aufweist, insbesondere eine erhebliche Steigerung der Präzision, eine wesentliche Zeiteinsparung und eine verlängerte Lebensdauer der Werkzeuge.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindungen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.
  • Nach Maßgabe der Erfindung ist eine Vorrichtung zur gleichzeitigen Bearbeitung von drei oder mehr Substraten unter Herstellung von planen Substratoberflächen vorgesehen, wobei die Vorrichtung zumindest ein Werkzeug mit einer Werkzeugoberfläche zur Bearbeitung der Substratoberflächen und zumindest eine Halteeinrichtung zur Haltung der Substrate auf der Werkzeugoberfläche aufweist, so dass die zu bearbeitenden Substratoberflächen an der Werkzeugoberfläche anliegen und die Substrate auf einer gemeinsamen Kreisbahn über die Werkzeugoberfläche geführt werden können.
  • Dabei ist vorgesehen, dass die Substrate in unregelmäßigen Abständen voneinander, bezogen auf die Kreisbahn, angeordnet sind.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung zumindest drei Halteeinrichtungen auf, wobei jede der Halteeinrichtungen ein Substrat aufnehmen kann, so dass die zu bearbeitende Substratoberfläche an der Werkzeugoberfläche anliegt, wobei die Halteeinrichtungen so angeordnet sind, dass die Substrate auf der gemeinsamen Kreisbahn über die Werkzeugoberfläche geführt werden. Dabei sind die Substrate mittels der Halteeinrichtungen in unregelmäßigen Abständen voneinander, bezogen auf die Kreisbahn, angeordnet.
  • Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine deutliche Verbesserung der Eigenschaften gegenüber bekannten Hochgenauigkeits-Bearbeitungsmaschinen erreicht. Dazu gehören insbesondere eine erhebliche Steigerung der Genauigkeit der Bearbeitung sowie eine wesentliche Zeiteinsparung, da die Ausbildung der Längswelligkeit des Werkzeuges verhindert oder wesentlich gemindert wird. Das alles wird erreicht, ohne die Kosten gegenüber bekannten Hochgenauigkeits-Bearbeitungsmaschinen zu steigern, weil keine zusätzlichen Komponenten erforderlich sind. Die Lebensdauer der Werkzeuge wird erhöht, da die Zyklen zwischen einer Abrichtung oder Nacharbeitung des Werkzeuges deutlich verlängert werden können. Der Verschleiß ist daher geringer. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist eine Hochgenauigkeits-Bearbeitungsmaschine, deren Genauigkeit gegenüber bekannten Maschinen dieser Art gesteigert ist. Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung können plane Substratoberflächen mit einer Genauigkeit im Submikronbereich hergestellt werden.
  • Die Erfindung beruht auf folgenden Überlegungen: Die aus dem Stand der Technik bekannten Hochgenauigkeits-Bearbeitungsmaschinen für die gleichzeitige Bearbeitung von mehreren planen Substraten besitzen zumeist eine gerade Anzahl von Bearbeitungsstationen, beispielsweise vier Bearbeitungsstationen, wie dies in 3 gezeigt ist. Dies stellt eine hohe Symmetrie dar. Die Gründe für eine solche Auslegung sind nachvollziehbar. Symmetrische Anordnungen lassen sich leicht technisch überblicken und herstellen. Die Symmetrie in den betreffenden Hochgenauigkeits-Bearbeitungsmaschinen setzt sich darüber hinaus in den weiteren Komponenten fort: den Werkzeugaufnahmen, der Lagerung, dem Gestell, den Gegenwerkzeugen usw. Betrachtet man einen mechanischen Aufbau aus schwingungsdynamischer Sicht, so ist festzustellen, dass mechanische Strukturen niemals ideal steif oder fest sind, sondern Verformungen unterworfen sind. Werden nun die Anforderungen immer höher gesteckt, müssen die Grenzen des Standes der Technik mit zumindest Anpassungen, zumeist aber neuen Lösungsansätzen weiter hinaus geschoben werden. Wird die Hochgenauigkeits-Bearbeitungsmaschine als Schwingungssystem weiter betrachtet, so fällt auf, dass in den meisten Fällen Schwingungsformen n-ten Grades existieren, welche mit dem symmetrischen Aufbau der untersuchten Strukturen harmonieren, d. h. welche durch ebendiesen Aufbau verstärkt werden. Auf jeden Fall aber sind Schwingungsformen immer gleichmäßig umlaufend, d.h. die Winkelabstände zwischen den Schwingformen (Wellen) sind gleichmäßig am Umfang verteilt (in gerader oder ungerader Anordnung, je nach Schwingform). Dies bedeutet, dass die erfindungsgemäß vorgesehene ungleichmäßige Anordnung der Halteeinrichtungen und mit ihnen der zu bearbeitenden Substrate diesem Effekt entgegenwirkt oder diesen ganz beseitigt. Es ist allerdings nicht immer möglich, diesen Effekt vollständig zu beseitigen, weil auch der Aufbau der Gesamtmaschine Einfluss auf das Gesamtergebnis besitzen kann.
  • Bei den Substraten handelt es sich um Werkstücke, die zumindest eine Oberfläche, die Substratoberfläche, aufweisen, die mit dem Werkzeug einer planen Bearbeitung unterzogen werden soll. Typischerweise sind die Substrate flächige Substrate. Die Substratoberflächen der Substrate sollten großflächig sein. Sind die Substratoberflächen großflächig, so werden die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung in besonders ausgeprägtem Maße realisiert. Vorzugsweise weist die Substratoberfläche in wenigstens einer Flächenrichtung eine Ausdehnung von 10 cm oder mehr, stärker bevorzugt von 20 cm oder mehr und noch stärker bevorzugt von 100 cm oder mehr auf. Vorzugsweise weist die Substratoberfläche Ausdehnungen von 10 cm × 10 cm oder mehr, stärker bevorzugt 20 cm × 20 cm oder mehr und besonders bevorzugt 100 cm × 100 cm oder mehr auf. Vorzugsweise haben alle Substrate, die zur selben Zeit auf einem Werkzeug der erfindungsgemäßen Vorrichtung aufliegen, die gleichen Abmessungen.
  • Auch wenn diese Substrate im Sinne der vorliegenden Erfindung „großflächige Substrate“ sind, so sollte die Werkzeugoberfläche des Werkzeuges die Ausdehnung der zu bearbeitenden Substratoberfläche erheblich übersteigen. Beispielsweise kann die Werkzeugoberfläche die Summe der Substratoberfläche aller Substrat, die auf dem Werkzeug gleichzeitig gehalten werden, um das 3- bis 20fache, bevorzugt um das 5- bis 10fache übersteigen.
  • Beispiele für Substrate sind Werkstücke aus Metall, Keramik oder Glas, wobei die Aufzählung nicht abschließend ist. Ein Beispiel für ein solches Werkstück sind Industriespiegel.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Substrate in unregelmäßigen Abständen voneinander, bezogen auf die Kreisbahn (die auch als Bearbeitungsbahn bezeichnet wird), angeordnet sind. Dabei ist es ausreichend, wenn sich der Abstand zwischen zwei benachbarten Substraten von zumindest einem anderen Abstand zwischen zwei Substraten, die einander benachbart liegen, unterscheidet. In einer Ausführungsform der Erfindung unterscheidet der Abstand zwischen zwei benachbarten Substraten sich von allen anderen Abständen zwischen zwei Substraten, die einander benachbart liegen.
  • Zweckmäßigerweise wird der Abstand zwischen benachbarten Substraten in Bezug auf die geometrischen Flächenschwerpunkte der Substratoberflächen, die bearbeitet werden sollen, bestimmt. Der Flächenschwerpunkt bei kreisförmigen Substratoberflächen ist deren Mittelpunkt. Die Flächenschwerpunkte der Substrate liegen auf einer Kreisbahn, der Bearbeitungsbahn, auf der die Substrate relativ zu dem Werkzeug bewegt werden. Die Bearbeitungsbahn ist vorzugsweise konzentrisch zur Drehachse des Werkzeuges.
  • Die Lage der Substrate auf der Werkzeugoberfläche kann durch deren Winkel gekennzeichnet werden, der im Folgenden auch als Abstandswinkel bezeichnet wird. Die Scheitelpunkte der Abstandswinkel liegen auf der Drehachse, um die das Werkzeug rotiert. Der erste Schenkel eines Abstandswinkels verläuft durch den Flächenschwerpunkt eines ersten Substrates und der zweite Schenkel durch den Flächenschwerpunkt eines benachbarten Substrates. Die Abstandswinkel zwischen zwei benachbarten Substraten sollten sich von zumindest einem anderen Abstandwinkel zwischen zwei Substraten, die einander benachbart liegen, um wenigstens 1 Grad, bevorzugt wenigstens 3 Grad und besonders bevorzugt wenigstens 5 Grad unterscheiden. Alternativ sollten sich die Abstandswinkeln zwischen zwei Substraten, die einander benachbart liegen, von zumindest einem anderen Abstandswinkel zwischen zwei Substraten, die einander benachbart liegen, um wenigstens 2 Grad, bevorzugt wenigstens 5 Grad und besonders bevorzugt wenigstens 10 Grad unterscheiden.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung unterscheiden sich die Abstandswinkel zwischen zwei benachbarten Substraten von allen anderen Abstandwinkeln zwischen zwei Substraten, die einander benachbart liegen, um wenigstens 1 Grad, bevorzugt wenigstens 3 Grad und besonders bevorzugt wenigstens 5 Grad. Alternativ sollten sich die Abstandswinkeln zwischen zwei Substraten, die einander benachbart liegen, von allen anderen Abstandswinkeln zwischen zwei Substraten, die einander benachbart liegen, um wenigstens 2 Grad, bevorzugt wenigstens 5 Grad und besonders bevorzugt wenigstens 10 Grad unterscheiden.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Zahl der Substrate drei oder mehr beträgt. Vorzugsweise ist die Zahl der Substrate eine ungerade Zahl. Ist die Zahl der Substrate eine gerade Zahl, so ist die Zahl 4 oder größer.
  • Die Geschwindigkeit, mit der die Substrate relativ zu der Werkzeugoberfläche auf einer gemeinsamen Kreisbahn über das Werkzeug geführt werden, liegt vorzugsweise in einem Bereich von 2 bis 100 Umdrehungen/min. Dabei hängt die Geschwindigkeit vom Durchmesser des Werkzeuges ab. Die erfindungsgemäße Vorrichtung sollte nicht als sogenannter Schnellläufer betrieben werden, auch wenn dies nicht vollkommen ausgeschlossen ist.
  • Das Werkzeug kann um eine vertikale Drehachse rotieren. Bei dem Werkzeug kann es sich um eine Scheibe handeln, die um eine vertikale Drehachse rotiert. Eine solche Scheibe wird im Folgenden auch als „rotierende Scheibe“ bezeichnet.
  • Vorzugsweise verläuft die Kreisbahn, auf der die Substrate über das Werkzeug geführt werden, koaxial zu der vertikalen Drehachse des Werkzeuges, beispielsweise der Scheibe.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung ein zweites Werkzeug mit einer Werkzeugoberfläche zur Bearbeitung von Substratoberflächen aufweist, wobei die zumindest eine Halteeinrichtung die Substrate jeweils so aufnimmt, dass jeweils eine erste zu bearbeitende Substratoberfläche eines Substrates an der Werkzeugfläche des ersten Werkzeuges und eine zweite zu bearbeitende Substratoberfläche dieses Substrates an der Werkzeugfläche des zweiten Werkzeuges anliegt. Auf diese Weise können die Oberseite und die Unterseite eines flächigen Substrates gleichzeitig bearbeitet werden. Vorzugsweise ist auch das zweite Werkzeug eine rotierende Scheibe mit einer vertikalen Drehachse. Dabei sollten die vertikalen Drehachsen beider Werkzeuge auf einer Achse liegen.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere für Planschleifverfahren, Nanoschleifen und Planpolieren geeignet.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen, die die Erfindung nicht einschränken sollen, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen
  • 1 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zur planen Bearbeitung von Substraten nach dem Stand der Technik;
  • 2 eine schematische Draufsicht auf die in 1 gezeigte Vorrichtung zur planen Bearbeitung von Substraten nach dem Stand der Technik;
  • 3 eine weitere schematische Draufsicht auf die in 1 gezeigte Vorrichtung, wobei zusätzlich die Winkel, in der die Substrate auf der Bearbeitungsbahn angeordnet sind, eingezeichnet sind;
  • 4 eine schematische Draufsicht auf ein Werkzeug, das als Teil einer Vorrichtung zur planen Bearbeitung von Substraten nach dem Stand der Technik dient;
  • 5 eine Schnittdarstellung entlang Schnittlinie A-A in 4 mit überhöht dargestelltem Wellenprofil;
  • 6 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur planen Bearbeitung von Substraten;
  • 7 eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur planen Bearbeitung einer geraden Zahl von Substraten;
  • 8 eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur planen Bearbeitung einer ungeraden Zahl von Substraten; und
  • 9 eine schematische Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur planen Bearbeitung einer geraden Zahl von Substraten.
  • Die in 6 gezeigte Vorrichtung 1 zeigt zur Vereinfachung der Darstellung nur ein Werkzeug 2, auf dem ein Substrat 3 aufliegt, wobei in 6 nur eines von mehreren Substraten 3, die auf dem Werkzeug 2 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 aufliegen, gezeigt ist. Es ist in den 7 bis 9 zu erkennen, dass auf dem Werkzeug 2 mehrere Substrate 3 aufliegen, die dort von einer oder mehreren Halteeinrichtungen (nicht gezeigt) gehalten werden. Die Halteeinrichtungen sorgen dafür, dass die Substrate mit ihrer Substratoberflächen, die mit dem Werkzeug 2 einer Planbearbeitung unterzogen werden sollen, auf der Werkzeugoberfläche 5 gehalten werden. Bei den Halteeinrichtungen, wie auch bei allen anderen Einrichtungen, einschließlich des Werkzeuges 2, der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, kann es sich um herkömmliche und dem Fachmann bekannte Einrichtungen handeln. Die erfindungsgemäße Vorrichtung unterscheidet sich von bekannten Vorrichtungen des Standes der Technik durch die Anordnung der Substrate auf dem Werkzeug.
  • Bei den in den 7 bis 9 gezeigten Draufsichten auf erfindungsgemäße Vorrichtungen sind ebenfalls nur das Werkzeug 2 und mehrere Substrate 3 gezeigt. Zu erkennen ist, dass die Substrate 3 in unregelmäßigen Abständen voneinander, bezogen auf die Bearbeitungsbahn 4, angeordnet sind. Dabei werden die Substrate 3 von Halteeinrichtungen gehalten und entlang der Bearbeitungsbahn 4, die eine Kreisbahn ist, in einer Relativbewegung über die Werkzeugoberfläche 5 geführt.
  • Es ist in den 6 bis 9 zu erkennen, dass das Werkzeug 2 eine Scheibe ist, die um eine vertikale Achse A rotieren kann (Pfeil B). Das Werkzeug 2 weist eine Werkzeugoberfläche 5 auf, bei der es sich um die Flächenseite der Scheibe handelt, auf der die Substrate 3 mit ihren Substratoberflächen 6 aufliegen und die dem Boden abgewandt ist.
  • In den 7 bis 9 sind Anordnungen von zylinderförmigen Subtraten 3 auf einem scheibenförmigen Werkzeug 2 gezeigt. Die Formschwerpunkte 7 der Substratoberflächen 6 liegen auf der kreisförmigen Bearbeitungsbahn 4.
  • In 7 befinden sich vier Substrate 3 zur gleichzeitigen Bearbeitung auf dem Werkzeug 2. Dabei haben benachbarte Substrate 3 im Uhrzeigersinn folgende Abstände, angegeben als Abstandswinkel 8, zueinander: 96°, 70°, 100° und 94°. Die Summe der Abstandswinkel ist 360°. In dieser Ausführungsform ist die Zahl der Substrate eine gerade Zahl. Die Substrate sind in unregelmäßigen Abständen zueinander angeordnet, weil sich alle Abstandswinkel voneinander unterscheiden. Die minimale Differenz zwischen zwei Abständen beträgt 2 Grad.
  • Es können selbstverständlich andere Abstandswinkel gewählt werden, solang nicht alle Abstandswinkel gleich sind. In einer Abwandlung zu der in 7 gezeigten Anordnung mit vier Substraten weisen benachbarte Substrate 3 im Uhrzeigersinn folgende Abstände, angegeben als Abstandswinkel 8, zueinander auf: 91°, 92°, 93° und 84°. Die Summe der Abstandswinkel ist 360°. In dieser Ausführungsform ist die Zahl der Substrate eine gerade Zahl. Die Substrate sind in unregelmäßigen Abständen zueinander angeordnet, weil sich alle Abstandswinkel voneinander unterscheiden. Die minimale Differenz zwischen zwei Abständen beträgt 2 Grad.
  • In 9 befinden sich ebenfalls vier Substrate 3 zur gleichzeitigen Bearbeitung auf dem Werkzeug 2. Dabei haben benachbarte Substrate 3 im Uhrzeigersinn folgende Abstände, angegeben als Abstandswinkel 8, zueinander: 92°, 88°, 88° und 92°. Die Summe der Abstandswinkel ist 360°. In dieser Ausführungsform ist die Zahl der Substrate eine gerade Zahl. Die Substrate sind in unregelmäßigen Abständen zueinander angeordnet, weil sich ein Abstandswinkel, beispielsweise Abstandwinkel α2, von zumindest einem anderen Abstandwinkel, beispielsweise Abstandwinkel α3, unterscheidet. Es existieren zwei gleiche Abstandwinkel α2, die sich um einen Differenzwinkel α1 von den beiden anderen Abstandwinkeln α3 unterscheiden.
  • Die bestmöglichste Variante zur Anordnung der Substrate kann dabei auf den speziellen Maschinentyp abgestimmt werden. Beide Varianten eignen sich besonders für vorhandene Anlagen, da sich diese Änderungen an den bestehenden Anlagen in der Regel einfach und ohne hohe Kosten umsetzen lassen.
  • In 8 befinden sich fünf Substrate 3 zur gleichzeitigen Bearbeitung auf dem Werkzeug 2. Dabei haben benachbarte Substrate 3 im Uhrzeigersinn folgende Abstände, angegeben als Abstandwinkel 8, zueinander: 74°, 75°, 72°, 66° und 73°. Die Summe der Abstandswinkel ist 360°. In dieser Ausführungsform ist die Zahl der Substrate eine ungerade Zahl. Die Substrate sind in unregelmäßigen Abständen zueinander angeordnet, weil sich alle Abstandswinkel voneinander unterscheiden. Die minimale Differenz zwischen zwei Abständen beträgt 1 Grad. Mit der in 8 gezeigten Variante werden Welleneffekte in der Bearbeitungsrichtung, insbesondere die Längswelligkeit, durch die Werkzeuge vermieden, zumindest aber sehr stark gemindert.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Vorrichtung
    2
    Werkzeug
    3
    Substrat
    4
    Bearbeitungsbahn
    5
    Werkzeugoberfläche
    6
    Substratoberfläche
    7
    Formschwerpunkt
    8
    Abstandswinkel
    101
    Vorrichtung (Stand der Technik)
    102
    Werkzeug
    103
    Substrat
    104
    Bearbeitungsbahn

Claims (9)

  1. Vorrichtung zur gleichzeitigen Bearbeitung von drei oder mehr Substraten (3) zur Herstellung von planen Substratoberflächen (6), wobei die Vorrichtung (1) zumindest ein Werkzeug (2) mit einer Werkzeugoberfläche (5) zur Bearbeitung der Substratoberflächen (6) und zumindest eine Halteeinrichtung zur Haltung der Substrate auf der Werkzeugoberfläche (5) aufweist, so dass die zu bearbeitenden Substratoberflächen (6) an der Werkzeugoberfläche (5) anliegen und die Substrate auf einer gemeinsamen Kreisbahn (4) über die Werkzeugoberfläche (5) geführt werden können, dadurch gekennzeichnet, dass die Substrate (3) in unregelmäßigen Abständen (8) voneinander, bezogen auf die Kreisbahn (4), angeordnet sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahl der Substrate (3) eine ungerade Zahl ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahl der Substrate (3) eine gerade Zahl größer oder gleich 4 ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (2) eine rotierende Scheibe mit vertikaler Drehachse ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreisbahn (4), auf der die Substrate (3) über die Werkzeugoberfläche geführt werden, koaxial zu der vertikalen Drehachse (A) verläuft.
  6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein zweites Werkzeug mit einer Werkzeugoberfläche zur Bearbeitung von Substratoberflächen aufweist, wobei die zumindest eine Halteeinrichtung die Substrate (3) jeweils so aufnimmt, dass jeweils eine erste zu bearbeitende Substratoberfläche eines Substrates (3) an der Werkzeugfläche des ersten Werkzeuges und eine zweite zu bearbeitende Substratoberfläche dieses Substrates (3) an der Werkzeugfläche des zweiten Werkzeuges anliegt.
  7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Werkzeug eine rotierende Scheibe mit einer vertikalen Drehachse ist und die vertikalen Drehachsen beider Werkzeuge auf einer Achse liegen.
  8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Substratoberflächen (6) der Substrate (3) in wenigstens einer Flächenrichtung eine Ausdehnung von 10 cm oder mehr aufweist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugoberfläche (5) die Summe der Substratoberflächen (6) aller Substrate (3), die auf dem Werkzeug (2) gleichzeitig gehalten werden, um das 3- bis 20fache übersteigt.
DE102013103987.1A 2013-04-19 2013-04-19 Vorrichtung zur gleichzeitigen planen Bearbeitung von mehreren Substraten Expired - Fee Related DE102013103987B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013103987.1A DE102013103987B4 (de) 2013-04-19 2013-04-19 Vorrichtung zur gleichzeitigen planen Bearbeitung von mehreren Substraten

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013103987.1A DE102013103987B4 (de) 2013-04-19 2013-04-19 Vorrichtung zur gleichzeitigen planen Bearbeitung von mehreren Substraten

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102013103987A1 DE102013103987A1 (de) 2014-11-06
DE102013103987B4 true DE102013103987B4 (de) 2015-03-26

Family

ID=51727307

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102013103987.1A Expired - Fee Related DE102013103987B4 (de) 2013-04-19 2013-04-19 Vorrichtung zur gleichzeitigen planen Bearbeitung von mehreren Substraten

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102013103987B4 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110587470B (zh) * 2019-04-09 2023-07-04 厦门钨业股份有限公司 一种夹具

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030049997A1 (en) * 2001-09-10 2003-03-13 Jeong In Kwon Chemical mechanical polishing tool, apparatus and method
US20050245181A1 (en) * 2000-09-08 2005-11-03 Applied Materials, Inc. Vibration damping during chemical mechanical polishing
US20090270015A1 (en) * 2008-04-25 2009-10-29 Applied Materials, Inc. High throughput chemical mechanical polishing system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050245181A1 (en) * 2000-09-08 2005-11-03 Applied Materials, Inc. Vibration damping during chemical mechanical polishing
US20030049997A1 (en) * 2001-09-10 2003-03-13 Jeong In Kwon Chemical mechanical polishing tool, apparatus and method
US20090270015A1 (en) * 2008-04-25 2009-10-29 Applied Materials, Inc. High throughput chemical mechanical polishing system

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013103987A1 (de) 2014-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112012004124T5 (de) Verfahren zur Bearbeitung von Wafern
EP2688710A1 (de) Schleifmaschinen-einrichtung mit schwenklagerung einer schleifspindeleinheit und verfahren zum verschwenken einer schleifspindeleinheit an einer schleifmaschine
DE202011050483U1 (de) Positionseinstellmechanismus für Schleifscheiben
EP1840242A1 (de) Vakuumtransportvorrichtung mit beweglicher Führungsschiene
DE19980562B4 (de) Glättmaschine
DE202014105950U1 (de) Vorrichtung zum Durchführen von Schweissarbeiten
DE102015002140A1 (de) Ausgleichseinrichtung und mit solcher Ausgleichseinrichtung ausgestattete Aufspanneinrichtung für Werkstücke
DE102013103987B4 (de) Vorrichtung zur gleichzeitigen planen Bearbeitung von mehreren Substraten
DE112016004607T5 (de) Trägerring, Schleifvorrichtung und Schleifverfahren
DE2449364A1 (de) Stellelement
DE19709924C2 (de) Vorrichtung zum Abstützen von kegeligen Rotationskörpern in Maschinen zur Bearbeitung oder Prüfung der Rotationsflächen
DE10001480B4 (de) Verfahren zum Herstellen eines hochpräzisen Mehrscheiben-Schleifmodules und nach diesem Verfahren hergestelltes Mehrscheiben-Schleifmodul
EP2541738A2 (de) Montagevorrichtung sowie Maschinenanordnung mit einer solchen Montagevorrichtung
DE102018119477B4 (de) Spindelanordnung für eine Werkzeugmaschine
EP3570704B1 (de) Werkzeug zur bearbeitung von oberflächen, kantenbereichen und konturen
EP1384907A2 (de) Vorrichtung zur gegenseitigen drehbaren Lagerung zweier Platten
DE2533261B2 (de) Fräser zur Bearbeitung von Kugelflachen
DE1284695B (de) Anordnung zur Lagerung von Leerlaufscheiben
DE202022106012U1 (de) Führungsschiene und Vorrichtung zum Bearbeiten derselben
DE19526460C1 (de) Vorrichtung zur Herstellung einer Nut
DE102020114006A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Honen von Tonnenrollen
DE102004003583B4 (de) Verfahren und Werkzeugkopf zum spanabhebenden Bearbeiten von paarweise symmetrischen, optisch wirksamen Oberflächen, insbesondere von Oberflächen von Gleitsicht-Brillengläsern
DE202018000938U1 (de) Werkzeughalter und Werkzeugmaschine mit dem Werkzeughalter
DE102018001415A1 (de) Werkzeughalter und Werkzeugmaschine mit dem Werkzeughalter
DE202014101969U1 (de) Linearführungssystem mit Toleranzausgleich

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee