DE1798139A1

DE1798139A1 - Vorrichtung zum Polieren von Proben

Info

Publication number: DE1798139A1
Application number: DE19681798139
Authority: DE
Inventors: Helmut Roese
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1968-08-29
Filing date: 1968-08-29
Publication date: 1971-11-04

Description

"Vorrichtung zum Polieren von Proben" Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Polieren von Proben, insbesondere von solchen mit Halbleiter-und Metalloberflächen, bestehend aus einem vorzugsweise horizontal rotierenden, mit einer Polierfläche versehenen Drehteller und einer an der Polierfläche aufliegenden Probenhalterung, die gegenüber dem Drehteller eine Relativbewegung ausführt.
Bei der Herstellung miniaturisierter Haibleiterbauelemente nach der Planartechnik oder bei der Erzeugung integrierter Fostkörperschaltkreise werden als Substratmaterialien extrem ebene, sörungsfreie Halbleiteroberflächen mit Mikrorauhigkeiten kleiner 0,01 um benötigt. Ähnliche optimale Oberflächengüten sind auch bei Metallen erforderlieh, die als Träger für miniaturisierte magnetische Dünnschichtspeicher verwendet werden. Das gleiche gilt tür die Ausgangsoberflächen zahlreieher anderer Materialien, die man zur Herstellung magnetischer, elektrischer und optischer Bauelemente einsetzt, Immer, wenn dünnste funktionslle Schichten abgeschieden werden, muß die substratrauhigkeit noch eine Größenordnung unter der Schichtdicke liegen.
Zur Oberflächenpolitur von Halbleitern und Metallen stehen verschiedene maschinelle und manuelle Polierprozesse zur Verfügung, die konsekutiv mit chemischen Ätzsohritten kombiniert werden können. Es sind Polier- und Läpplaschinen mit rotierendem Drehteller, auf dem das Poliergut starr aufgesetzt ist, bekannt. Hierbei erhalt man eine gleichbleibende Poliereinrichtung, die durch Bildung von Polierriefen meist zu mangelhaften Oberflächen führt. Diene Maschinen hat man durch Einrichtungen ergänzt, mit darin Hilfe das Poliergut zusätzlich mit oder gegen die Drehrichtung des Drehtellers in Rotation versetzt wird. Mit den üblichen maschinellen Behandlungsverfahren lassen sich zwar in kurzer Zeit und meist auch bedienungsfrei guts Oberflächen herstellen, sie reichen jedoch an die Qualität handpolierter Oberflächen nicht heran. Die hohe Qualität der Handpolitur ist bedingt durch gleichmäßig vor- und rüekwärts gleitende Handbewegungen auf dem Drehteller der Poliermaschiene. Dabei werden Unebenheiten des Drehtellers oder des Poliertuches durch Finger und Handgelenk unbewußt und elastisch abgefangen. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist jedoch, daß es nicht arbeitsökonomisch ist, da eine Person ständig gebunden wird.
Der erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatisch arbeitende mechanische Vorrichtung zum Polieren von Proben zu entwickeln, die in ihrem Bewegungsablauf die Handpolitur sinuliert und somit die Vorteile der maschinellen und manuellen Methoden in sich vereinigt. Unter Probe oll ganz allgemein das zu polierende Gut verstanden werden.
Bei einer Vorrichtung der eingangs angegebenen Art besteht die Erfindung darin, daß die Probenhalterung federnd an der Polierfläche des Drehtellers aufliegt und die Relativbewegung der Probenhalterung aus einer periodischen bewegung in der Ebene des Drehtellers und einer gegenüber der Drehbewegung des Drehtellers langsamen Drehbewegung besteht.
Kit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird in vorteilhafter eis neben der üblichen Rotationsbewegung des Drehtellers eine kontinuierliche Hin- und Herbewegung und zusätzlich eine Drehbewegung der Probenhalterung durchgeführt, so daß die zu polierenden Proben laufend ibre Lage und ihrem Bearbeitungswinkel ändern. Die federnd elastische Aufhängung der Probenhalterung ist in ihrer Wirkungsweise vergleichbar mit der Handhalterung. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden bei den Proben Oberflächengüten erzielt, wie sie bisher in dieser Qualität nur mittels mühsamer Handpolitur realisierbar waren.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines AusfUhuunNs beispiels gemäß den Fig. 1 und 2 näher erläutert.
Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, um die Polierscheibe 13 mit den darunter angeordneten Proben in einem vorgegebenen Rhythmus über den Drehteller 14 gleiten zu lassen. Durch den Arbeitshub eines doppelt wirkenden Pneumatik-zylinders 1 wird zunächst ein Führungsschlitten in Bewegung gesetzt.
Auf ihm sitzt die Halterung für die Polierscheibe 13. Sie besteht aus dem Polierkopfträger 3 und er Spindel 8 mit ihren sechs einzeln aufgehängten Federbeinen. Diese haben die Aufgabe, die Polierscheibe elastisch und defensiv zu haltern und zu führen. Nach Anheben der Spindel 8 ist die Polierscheibe rasch und mühelos austauschbar. Die Umsteuerung des Zylinders erfolgt zweckmäßig beim Auflaufen des Führungsschlittens gegen die pneumatischen Endtaster 4 und 5. Durch Verschieben dieser Endtaster kann Je nach Erfordernis eine Verminderung bzw. Vergrößerung des Zylinderhubes und damit eine Veränderung des Arbeitaweges bewirkt werden. Die Kolbengeschwindigkeit ist durch die Ventile 6 und 7 stufenlos regelbar. Das jeweils benötigte Polier@ittel kann aus einer fest installierten Tropfflsche 12 euf den Drehteller gebracht werden. Verbrauchtes Poliermittel wird zweckmäßig nach unten abgeführt.
Um eine möglichst gleichmäßige Abtragung der Proben zu erzielen, wird die elastisch geführte Polierscheibe 13 in regelmäßigen Zeitabständen zusätzlich in eine andere Kraisposition geführt. An der drehbar gelagerten Spindel 8 wird zu diesem Zwecken einfach wirkender Zylinder 9 angebracht, der eine Bremsbacke gegen die Spindel drückt und diese zunächst in einer Stellung festhält Mit eine Zeitschaltrelais 10 wird dann je nach Vorwahl alle zwei bis fünf Minuten ein Impuls (Impulsdauer z. B. 1/5 Sek.) an das Magnetventil 11 gegeben, welches seinerseits den Zylinder 9 entlastet und damit die Bremsbacke freigibt. Jetzt wird die Polierscheibe vom Drehteller für einen kurzen Zeitraum mitgedreht. Die Probe, z B. Halbleiterscheibe, liegt bei erneuter Verriegelung dann auf einem anderen Punkt der freisposition. In Bild 3 ist di. Stellung einer willkürlich herausgegriffenen Probe vor, während und nach der Positionsänderung gezeigt.

Claims

Patsntansprüche i) Vorrichtung zum Polieren von Proben insbesondere von solchen mit Halbleiter-und Metalloberflächen, bestehend aus einem vorzugsweise horizontal rotierenden, mit einer Polierfläche versehenen Drehteller und einer auf der Polierfläche aufliegenden Probenhalterung, die gegenüber dem Drehteller eine RelativLewegung ausführt, dadurch gekennzciclinot, daß die Probenhalterung fodernd an der Polierfläche des Drehtallers aufliegt und die Relativbewegung der Probenhaltcrung aus einer kontinuierlichen Hin- und Herbewegung senkrecht zur Drehachse des Drehtellers und einer gegenüber der Drehbewegung des Drehtellers langsamen Drehbewegung besteht.
2) Vorrichtung nach Anspruch 1. dadwrch gekennzeichnet, daß die langsame Drehbewegung intermittierend erfolgt.
3) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennsalahest. daß eine periodisch lösbare Sperre eine durch die @@@@ gung des Drehtellers hervorgerufene Rotation des obenhalters zaläßt.

L e e r e lt e