DE19961106C2 - Haltevorrichtung zum mechanischen Bearbeiten einer ebenen Platte, Verwendung der Haltevorrichtung und ebene Platte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung zum mechanischen Bearbeiten mindestens einer ebenen Platte mit einem bestimm­ ten Plattendurchmesser und einer bestimmten Plattendicke, wo­ bei ein Anlagekörper mit einer ebenen Anlagefläche für die Platte und ein Haltering zum Halten der Platte an der Anlage­ fläche vorhanden sind und der Haltering und der Anlagekörper derart einen Formschluß bilden, daß der Haltering die Anlage­ fläche um eine Höhe überragt, die im wesentlichen die Plat­ tendicke der Plätte ist. Neben der Haltevorrichtung werden eine Verwendung der Haltevorrichtung und eine bestimmte ebene Platte angegeben.

Eine Haltevorrichtung der genannten Art geht aus EP 0 787 562 A1 und EP 09 40 221 A2 hervor. Die Haltevorrichtung wird zum beiseitigen Polieren der Oberflächen der ebenen Platte be­ nutzt. Der Haltering weist einen Innendurchmesser auf, der dem Plattendurchmesser der ebenen Platte entspricht. Zum Po­ lieren wird die Platte in den Haltering eingelegt und der Haltering mit der Platte und die Anlagefläche lateral gegen­ einander bewegt. Die Anlagefläche weist einen Flächendurch­ messer auf, der wesentlich größer ist, als der Plattendurch­ messer der ebene Platte und der Innendurchmesser des Halte­ rings.

Eine Haltevorrichtung für eine ebene Platte ist auch aus EP 0 660 377 A1 bekannt. Bei dieser Haltevorrichtung erfolgt ein Halten der Platte durch Ansaugen einer ebenen Haltefläche der Platte an die Anlagefläche des Anlagekörpers. Dazu weist der Anlagekörper in der Anlagefläche mindestens eine Ansaugöff­ nung auf. Durch die Ansaugöffnung wird ein Ansaugdruck auf die Haltefläche der Platte ausgeübt. Die Haltevorrichtung wird zum Halten einer Platte in Form eines Siliziumwafers verwendet.

Die Haltevorrichtung eignet sich zum Aufnehmen und Transpor­ tieren einer Platte, die stabil genug sind, um dem Ansaug­ druck durch die Ansaugöffnung standzuhalten. Bei einem mecha­ nischen Bearbeiten der Platte während des Haltens, beispiels­ weise einem Abschleifen oder Polieren einer der Haltefläche der Platte abgekehrten Bearbeitungsfläche der Platte, wirkt auf die Platte zum Ansaugdruck eine zusätzliche Kraft. Dieser zusätzlichen Kraft muß die Platte ebenfalls standhalten. Die Platte soll während des mechanischen Bearbeitens keinen Bruch erleiden, also heil bleiben. Dies gelingt beispielsweise da­ durch, daß die Platte selbst eine dafür notwendige Bruchsta­ bilität aufweist. Die Bruchstabilität ist beispielsweise durch ein Material der Platte, eine Form und/oder eine Abmes­ sung der Platte bestimmt.

Das Material der Platte zeichnet sich beispielsweise durch eine bestimmte Duktilität aus. Die Duktilität ist ein Maß für eine Fähigkeit des Materials, ohne Bruch plastisch verformt zu werden. Ein duktiles Material wie Silizium weist eine hohe Duktilität auf, dagegen weist ein sprödes Material wie ein keramischer Werkstoff eine niedrige Duktilität auf. Die Ab­ messung der Platte ist beispielsweise die Plattendicke oder der Plattendurchmesser. Je höher die Duktilität des Materials der Platte ist, desto größer kann der Plattendurchmesser und desto kleiner die Plattendicke gewählt werden, um die Platte ohne Bruch halten und mechanisch bearbeiten zu können.

Aus EP 0 660 377 A1 geht neben dem Halten und Transportieren eines Siliziumwafers mit Hilfe der Haltevorrichtung das Po­ lieren einer Bearbeitungsfläche eines Siliziumwafers hervor. Dazu wird der Siliziumwafer auf einen Untergrund geklebt. Der Kleber sorgt dafür, daß der Siliziumwafer während des Polie­ rens auf dem Untergrund gehalten wird. Dieses Verfahren eig­ net sich für solche Platten, die selbst eine hohe Bruchstabilität aufweisen. Darüber hinaus muß, um einen beidseitig po­ lierten Siliziumwafer zu erhalten, der Siliziumwafer mit Hil­ fe eines organischen Lösungsmittels vom Untergrund entfernt werden. Danach wird der Siliziumwafer mit der schon polierten Fläche auf den Untergrund geklebt und die bisher unpolierte Fläche des Siliziumwafers poliert. Sowohl das Halten einer Platte mit der bekannten Haltevorrichtung als auch das be­ kannte Verfahren zum mechanischen Bearbeiten einer Bearbei­ tungsfläche einer Platte sind kompliziert und stellen eine hohe Anforderung an die Bruchstabilität der Platte.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Haltevorrichtung an­ zugeben, mit der ein Halten einer Platte und ein mechanisches Bearbeiten einer Bearbeitungsfläche einer Platte einfach und nahezu unabhängig von einer Bruchstabilität der Platte durch­ geführt werden kann.

Zur Lösung der Aufgabe wird eine Haltevorrichtung zum mecha­ nischen Bearbeiten mindestens einer ebenen Platte mit einem bestimmten Plattendurchmesser und einer bestimmten Plattendi­ cke angegeben, wobei ein Anlagekörper mit einer ebenen Anla­ gefläche für die Platte und ein Haltering zum Halten der Platte an der Anlagefläche vorhanden sind und der Haltering und der Anlagekörper derart einen Formschluß bilden, daß der Haltering die Anlagefläche um eine Höhe überragt, die im we­ sentlichen die Plattendicke der Platte ist. Die Haltevorrich­ tung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche einen Flächendurchmesser aufweist, der im wesentlichen der Platten­ durchmesser der Platte ist und der Haltering die Anlagefläche umgrenzt, wobei der Haltering einen Innendurchmesser aufweist, der im wesentlichen der Flä­ chendurchmesser der Anlagefläche ist.

Die Platte ist ein großflächiges Werkstück. Sie zeichnet sich durch eine geringe Plattendicke im Vergleich zum Plattendurchmesser aus. Mehrere Plattendurchmesser der Platte bestimmen eine Form bzw. eine Grundfläche der Platte. Die Form der Platte ist beliebig. Sie kann eckig (rechteckig, quadratisch, vieleckig) und/oder rund (kreisrund, elliptisch) sein. Eine ebene Platte zeichnet sich dadurch aus, daß sie zwei nahezu planparallele Flächen aufweist. Diese Flächen sind durch die Plattendicke voneinander getrennt. Die Flä­ chennormalen der planparallelen Flächen sind im wesentlichen zueinander parallel, aber einander entgegengerichtet. Eine Abweichung von einer Planparallelität ist möglich. Eine Plat­ te aus einem keramischen Werkstoff oder aus Glas kann her­ stellungsbedingt eine bestimmte Welligkeit aufweisen. Ein Ausmaß der Welligkeit ist aber so gering, daß von planparal­ lelen Flächen gesprochen werden kann.

Eine Platte zeichnet sich neben den genannten Flächen durch eine Seitenfläche aus. Die Seitenfläche und die planparalle­ len Flächen sind über eine Kante miteinander verbunden und bilden die Oberfläche der Platte.

Beispielsweise stehen die Flächennormalen der planparallelen Flächen und eine Flächennormale der Seitenfläche im wesentlichen zueinander senkrecht. Eine Abweichung einer senkrechten Anordnung ist ebenso denkbar.

Zum Halten der Platte ist eine ebene Anlagefläche mit einem Flächendurchmesser vorhanden, der im wesentlichen der Flächendurchmesser der Platte ist. Dies bedeutet insbesondere, daß die Anlagefläche die gleiche Form wie die Platte aufweist. Die Anlagefläche hat die gleiche Form einer Grundfläche der Platte. Die Grundfläche ist bevorzugt eine Haltefläche der Platte, die mit der Anlagefläche des Anlagekörpers in Kontakt gebracht wird. Die Grund- bzw. Haltefläche ist durch den Plattendurchmesser bestimmt. Der Plattendurchmesser ist beispielsweise eine Kantenlänge einer rechteckigen Platte.

Die Anlagefläche ist eben. Dadurch wird ein besonders günstiger Kontakt zwischen der Anlagefläche und der Haltefläche der Platte hergestellt. Beispielsweise erfolgt das Halten durch Ausüben eines Drucks auf die Platte in Richtung der Anlagefläche. Ebenso wird beim Polieren oder Läppen der Bearbeitungsfläche der Platte ein Druck auf die Platte ausgeübt. Durch den Druck wird die Platte gegen die Anlagefläche gedrückt. Dadurch, daß die Platte und die Anlagefläche eben sind, verteilt sich die beim Halten und/oder Polieren auf die Platte auswirkende Kraft auf die gesamte Platte. In der Platte kommt es zu nahezu keiner mechanischen Spannung, die zu einem Bruch der Platte führen könnte.

Der Haltering weist einen Innendurchmesser auf, der dem Flächendurchmesser der Anlagefläche entspricht. Der Haltering weist somit nahezu eine inverse Form der Form der Anlagefläche bzw. der Platte auf. Der Haltering und der Anlagekörper bilden darüber hinaus einen Formschluß. Dies bedeutet beispielsweise, daß der Haltering in eine Ebene, die durch die Anlagefläche bestimmt ist, in dem Anlagekörper versenkt ist. Haltering und Anlagekörper sind quasi ineinander gesteckt. Denkbar ist auch, daß der Haltering den Anlagekörper formschlüssig umgibt.

Der Haltering überragt die Anlagefläche um etwa die Plattendicke. Durch diese Anordnung entsteht ein Halteraum, der durch die Anlagefläche und eine Innenfläche des Halterings mit der Höhe der Plattendicke begrenzt ist. In diesen Raum kann die Platte paßgenau eingesetzt werden. Die Platte und die Haltevorrichtung mit Anlagefläche und Haltering bilden einen Formschluß. Der Formschluß ist dabei eine Passung. Dies bedeutet, daß eine bestimmte, tolerierbare Abweichung (Toleranz) von einem exakten Formschluß zulässig ist.

Bei der vorliegenden Haltevorrichtung ist es nicht nötig, daß die Platte selbst eine bestimmte Bruchstabilität aufweist, um gehalten und/oder mechanische bearbeitet werden zu können. Die Haltevorrichtung unterstützt die Bruchstabilität der Platte.

In einer besonderen Ausgestaltung sind der Haltering und der Anlagekörper nicht nur formschlüssig, sondern auch reibschlüssig miteinander verbunden. Dies gelingt beispielsweise dadurch, daß der Haltering und der Anlagekörper durch mindestens eine Schraube oder ein anderes damit vergleichbares Befestigungsmittel miteinander verbunden sind. Beispielsweise kann nach dem Halten und/oder mechanischen Bearbeiten der Platte die Schraube gelöst werden. Haltering und Anlagekörper werden voneinander getrennt und die Platte kann sehr leicht von der Anlagefläche entfernt werden. Denkbar ist aber auch, daß Haltering und Anlagekörper mit Hilfe eines Klebers reibschlüssig verbunden sind.

In einer besonderen Ausgestaltung weist die Platte einen Stoff auf, der aus der Gruppe glasartiger und/oder keramischer Werkstoffe ausgewählt ist. Ein derartiger Werkstoff zeichnet sich durch eine geringe Duktilität und/oder hohe Sprödigkeit aus. Unter mechanischer Belastung kann es leicht zu einem Sprödbruch der Platte kommen. Ein Sprödbruch ist insbesondere dann möglich, wenn die Platte eine Kante und/oder Ecke aufweist. Beispielsweise kann eine Kante oder eine Ecke der Platte leicht unter mechanischer Belastung abbrechen. Dadurch, daß die Platte und die Haltevorrichtung einen Formschluß bzw. eine Passung bilden, wird die Platte insbesondere an Ecken und Kanten stabilisiert.

In einer besonderen Ausgestaltung ist der Plattendurchmesser aus einem Bereich von einschließlich 100 mm bis einschließlich 1000 mm ausgewählt. Beispielsweise ist der Plattendurchmesser eine Kantenlänge einer quadratischen Platte mit einer Grundfläche von 200 × 200 mm² oder die Kantenlänge einer rechteckigen Platte mit einer Grundfläche von 200 × 500 mm². In einer weiteren Ausgestaltung ist die Plattendicke aus einem Bereich von einschließlich 0,3 mm bis einschließlich 2 mm ausgewählt. Dies trifft insbesondere auch auf Platten aus einem keramischen und/oder glasartigen Werkstoff zu.

In einer weiteren Ausgestaltung weichen der Plattendurchmesser und/oder der Flächendurchmesser und/oder der Innendurchmesser höchstens durch eine Toleranz voneinander ab, die aus dem Bereich von einschließlich 0,1 mm bis einschließlich 1 mm ausgewählt ist. Es ist ein nicht exakt formschlüssiger Kontakt der Platte mit der Anlagefläche bzw. mit dem Haltering vorhanden. Platte, Anlagefläche und Haltering bilden eine Passung. Die Passung erleichtert beispielsweise das Einpassen und/oder Entfernen der Platte aus dem Halteraum.

Bezüglich der Anlagefläche ist ebenfalls eine Toleranz zulässig. Die Anlagefläche kann herstellungsbedingt eine gewisse Rauheit aufweisen. Insbesondere weist die Anlagefläche eine maximale Rauhtiefe von 2 µm auf. Die Rauhtiefe ist definiert als Abstand entlang einer Flächennormalen der Anlagefläche zwischen einem höchsten und einem niedrigsten Punkt der Anlagefläche.

In einer besonderen Ausgestaltung weist die Anlagefläche und/oder eine Innenfläche des Halterings eine Beschichtung auf. Durch die Beschichtung wird verhindert, daß durch ein Einsetzen in und Herausnehmen der Platte aus der Haltevorrichtung die Platte und/oder die Haltevorrichtung mechanisch beschädigt wird. Beispielsweise könnte die Oberfläche der Platte oder die Anlagefläche des Anlagekörpers zerkratzt werden. Bei einer Anlagefläche aus Metall könnte es zu einem Metallabrieb kommen. Die Rauhtiefe der Anlagefläche würde sich dabei erhöhen.

In einer besonderen Ausgestaltung weist die Anlagefläche und/oder die Innenfläche des Halterings und/oder die Beschichtung einen Stoff auf, der aus der Gruppe Kunststoff, Nitridverbindung und/oder Oxidverbindung ausgewählt ist. Die Nitridverbindung und die Oxidverbindung können sehr hart sein. Dadurch kann die Anlagefläche nur schwer zerkratzt werden. Die Rauhtiefe der Anlagefläche ändert sich nicht, sie bleibt erhalten.

Der Kunststoff kann, wie eine der genannten Verbindungen, hart sein. Der Kunststoff kann aber auch derart elastisch sein, daß in Folge einer Kraft, die mittelbar über die Platte auf den Kunststoff wirkt, der Kunststoff reversibel (elastisch) verformt wird. Die Rauhtiefe der Anlagefläche ändert sich nicht und bleibt erhalten.

Insbesondere ist der Kunststoff gegenüber einem organischen Lösungsmittel beständig. Dadurch ist es möglich, daß mit Hilfe der Haltevorrichtung die Platte bzw. eine Bearbeitungsfläche der Platte unter Verwendung des organischen Lösungsmittels bearbeitet wird. Beim Polieren und/oder Läppen ist beispielsweise ein festes Poliermittel in einem Lösungsmittel oder einem Lösungsmittelgemisch dispergiert. Die Anlagefläche des Anlagekörpers oder die Innenfläche des Halterings werden von dem Lösungsmittel nicht angegriffen. Sie bleiben erhalten. Ein besonders geeigneter Kunststoff ist Polytetrafluorethylen.

Im übrigen ist es auch denkbar, daß der Anlagekörper und/oder der Haltering gänzlich aus einem der für die Beschichtung genannten Stoffe besteht. Beispielsweise ist der Haltering ein Ring aus Polytetrafluorethylen.

In einer besonderen Ausgestaltung weist der Haltering mindestens zwei Teile auf. Die zwei Teile können zwei Ringe sein, die ineinandergesteckt werden. Beispielsweise besteht der Haltering aus einem Innenring und einem den Innenring formschlüssig umgebenden Außenring. Der Innenring besteht beispielsweise aus Kunststoff und der Außenring aus einem die Stabilität des Halterings erhöhenden Werkstoff.

Denkbar ist auch, daß der Ring aus zwei Halbringen besteht. Die Halbringe können miteinander in Kontakt stehen. Sie können aber auch durch einen Spalt voneinander getrennt sein. Dadurch ist die Innenfläche des Halterings aus zwei voneinander getrennten Innenflächen der Halbringe aufgebaut.

Insbesondere besteht der Ring aus mindestens zwei übereinander zu einem Stapel anzuordnenden Einzelringen. Ein Einzelring ist beispielsweise ein Zwischenring des Halteringes. Mit Hilfe des Zwischenrings ist es möglich, die Höhe, um die der Haltering die Anlagefläche überragt, an die Plattendicke der Platte anzupassen.

Möglich ist auch, daß der Haltering und/oder der Anlagekörper mindestens einen Steg aufweist, der den Halteraum in mindestens zwei Teilräume aufteilt. In jedem der Teilräume kann eine Platte angeordnet werden. Dadurch ist es möglich, gleichzeitig mehrere Platten zu halten und mechanisch zu bearbeiten. Der Steg ist vorteilhaft so ausgestaltet, daß er eine ähnliche Stabilität aufweist, wie der Haltering. Dazu kann der Steg in der Auflagefläche versenkt sein. Er bildet genauso wie der Haltering selbst mit dem Anlagekörper einen Formschluß. Der Steg kann ein Teil des Halterings sein, der mit einem anderen Teil des Halterings zum Halten der Platte in Kontakt steht. Denkbar ist auch, daß der Steg ein Teil des Anlagekörpers ist, der aus der Anlagefläche herausragt.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Anlagefläche eine Vielzahl von Einzelanlageflächen auf. Die Einzelanlageflächen sind voneinander getrennt und über die gesamte Anlagefläche des Anlagekörpers verteilt. Insbesondere sind die Einzelanlageflächen gleichmäßig verteilt. Dadurch wird ein ähnlicher Effekt erreicht, wie bei einer ebenen Anlagefläche. Eine mechanische Kraft, die auf die Platte ausgeübt wird, verteilt sich über die gesamte Platte und wirkt überall nahezu gleich.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Vorrichtung zum mechanischen Bearbeiten einer Bearbeitungsfläche einer Platte verwendet. Dabei wird vor dem mechanischen Bearbeiten der Bearbeitungsfläche ein Kontakt zwischen einer der Bearbeitungsfläche abgekehrten Haltefläche der Platte und der Anlagefläche des Anlagekörpers hergestellt.

Die Platte wird in dem Halteraum angeordnet, der durch die Anlagefläche des Anlagekörpers und die Innenfläche des Halterings bestimmt ist. Dadurch, daß der Plattendurchmesser der Platte, der Flächendurchmesser der Anlagefläche und der Innendurchmesser des Halterings ungefähr gleich sind, ist ein paßgenaues Einsetzen der Platte in den Halteraum möglich. Dabei bilden Anlagekörper, Haltering und Platte zusammen eine Passung. Wie oben angedeutet ist eine Abweichung (Toleranz) von einem formschlüssigen Kontakt in gewissen Grenzen möglich.

In einer besonderen Ausgestaltung wird zum Herstellen des Kontaktes mit Hilfe eines Stoffes ein Stoffschluß zwischen der Haltefläche der Platte und der Anlagefläche des Anlagekörpers hergestellt. Unter Stoffschluß wird ein durch einen Stoff mittelbar hergestellter Kontakt zwischen der Haltefläche der Platte und der Anlagefläche des Anlagekörpers verstanden. Insbesondere wird für den Stoffschluß ein Stoff verwendet, der aus der Gruppe Wasser und/oder organische Verbindung ausgewählt ist. Die organische Verbindung ist beispielsweise ein Kleber oder ein organisches Lösungsmittel. Ein Stoffschluß durch Wasser erfolgt durch eine adhäsive Kraft des Wassers auf die Haltefläche und die Anlagefläche. Beispielsweise wird vor einem Anordnen der Platte auf die Haltefläche und/oder Anlagefläche Wasser gegeben. Nach dem Auflegen der Platte auf die Anlagefläche bildet sich ein Wasserfilm. Der Wasserfilm führt zu dem Stoffschluß. Der Stoffschluß mit Wasser ist besonders vorteilhaft, da er zum Halten der Platte genügend stark ist. Der Stoffschluß ist aber nicht dauerhaft und kann leicht gelöst werden. Die adhäsiven Kräfte können leicht überwunden werden.

In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung wird als mechanischen Bearbeiten Polieren und/oder Läppen durchgeführt. Beim Polieren bzw. Läppen wird das Poliermittel beispielsweise in einem Lösungsmittel dispergiert. Das Lösungsmittel ist beispielsweise Wasser. Denkbar ist auch ein organisches Lösungsmittel wie ein Alkohol oder ein Lösungsmittelgemisch. Durch einen eventuell vorhandenen Spalt zwischen der Seitenfläche der Platte und der Innenfläche des Halterings (Passung) kann das Lösungsmittel zwischen die Anlagefläche und die Haltefläche gelangen. Dadurch wird der Stoffschluß zwischen Platte und Anlagefläche bzw. Platte und Haltering erzeugt und/oder verstärkt. Die Platte wird gehalten.

Beim Polieren und Läppen wird eine Kraft bzw. ein Druck auf die Platte ausgeübt. Diese Kraft wirkt nahezu senkrecht zur Bearbeitungsfläche und damit senkrecht zur Haltefläche. Beim Polieren weist die Kraft aber auch eine Komponente auf, die senkrecht zur Flächennormale der Bearbeitungsfläche in Richtung der Innenfläche des Halterings wirkt. Beim Polieren kann dadurch die Platte gegen den Haltering gedrückt werden. Dadurch, daß die Platte nahezu formschlüssig mit dem Haltering verbunden ist, kommt es zu nahezu keiner mechanischen Spannung in der Platte. Dieser Effekt wird durch eine geeignete Beschichtung der Innenfläche des Halterings verstärkt. Es besteht kaum die Gefahr, daß eine Ecke und/oder Kante der Platte beim Polieren bricht.

Dadurch, daß der Haltering in dem Anlagekörper versenkt ist (Formschluß), verfügt der Haltering über eine größere Höhe als die Platte. Die größere Höhe und eine damit verbundene größere Masse des Halterings tragen zur Stabilität des Halterings bei. Der Haltering ist in der Lage, einer beim Polieren auftretenden Kraft in Richtung des Halterings standzuhalten.

Beim Polieren oder Läppen wird das Ziel verfolgt, eine Rauhtiefe der Bearbeitungsfläche der Platte zu verringern. Dazu verfügt der Halteraum über eine Höhe, die ungefähr der Plattendicke der Platte entspricht. Denkbar ist auch, daß die Plattendicke etwas größer ist, als die Höhe des Halteraums. Die Platte steht nach dem Einsetzen in den Halteraum geringfügig über den Haltering hinaus, wobei die Bruchstabilität der Platte groß genug ist, so daß es beim Polieren zu keinem Bruch insbesondere an den Ecken und Kanten der Platte kommt.

Die Platte kann aber nicht nur eine unerwünscht hohe Rauhtie­ fe aufweisen. Bei Platten insbesondere aus keramischem und/oder glasartigem Werkstoff ist es möglich, daß die Flä­ chen der Platte herstellungsbedingt eine unerwünschte Wellig­ keit aufweisen. Die Welligkeit kann zu einer Schwankung der Plattendicke führen. Deshalb kann es notwendig sein, die Be­ arbeitungsfläche der Platte abzuschleifen, um auf diese Weise nahezu planparallele Flächen herzustellen. Auch dazu ist die beschriebene Haltevorrichtung geeignet. Die Welligkeit der Platte tritt dabei in einem solchen Maße auf, daß die Bruch­ stabilität der Platte mit Hilfe der Haltevorrichtung gewähr­ leistet ist (unter einem Druck, der beim Schleifen auf die Platte wirkt).

Mit Hilfe der Haltevorrichtung können sehr leicht beide Flä­ chen einer Platte mechanisch bearbeitet werden. Dazu dient eine der Flächen der Platte als Haltefläche. Mit dieser Flä­ che wird die Platte auf die Anlagefläche des Anlagekörpers gelegt. Die andere Fläche fungiert als Bearbeitungsfläche und wird mechanisch bearbeitet. Danach wird die Platte aus dem Halteraum entfernt und umgedreht in den Halteraum mit der zu­ vor bearbeiteten Fläche auf die Anlagefläche gelegt. Die Flä­ che, die zunächst als Haltefläche diente, kann nun mechanisch bearbeitet werden. Mit Hilfe der Haltevorrichtung können bei­ de Flächen leicht und schonend bearbeitet werden. Ein Kleben und Lösen des Klebers ist nicht nötig. Ein schonendes Bear­ beiten erfolgt insbesondere mit Hilfe der Beschichtung der Auflagefläche. Dadurch kann eine schon polierte Fläche der Platte als Haltefläche dienen, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Haltefläche zerkratzt wird und somit eine durch das Polieren erzielte Rauhtiefe wieder erhöht wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Platte mit einem keramischen und/oder glasartigen Werkstoff, herge­ stellt mit einer zuvor beschriebenen Haltevorrichtung, ange­ geben mit einem Plattendurchmesser, der aus einem Bereich ausgewählt ist von einschließlich 100 mm bis einschließlich angegeben mit einem Plattendurchmesser, der aus einem Bereich ausgewählt ist von einschließlich 100 mm bis einschließlich 1000 mm, einer Plattendicke, die aus einem Bereich ausgewählt ist von einschließlich 0,3 mm bis einschließlich 2 mm und einer Rauhtiefe einer Fläche der Platte, die aus dem Bereich ausgewählt ist zwischen einschließlich 2 nm bis einschließlich 20 nm. Diese Platte wird insbesondere unter Zuhilfenahme der zuvor beschriebenen Haltevorrichtung hergestellt. Das keramische Material ist beispielsweise Aluminiumoxid oder Zirkoniumoxid.

Zusammengefaßt ergeben sich mit der Erfindung folgende Vorteile:

• - Die Haltevorrichtung für eine ebene Platte führt zu einer Erhöhung der Bruchstabilität der Platte. Dadurch können Platten mit beliebiger Form aus einem spröden Material sicher gehalten werden.
• - Die Platte kann eine Fläche von bis zu 1000 × 1000 mm² aufweisen bei einer Plattendicke von 0,3 mm bis 2 mm. Ecken und Kanten sind beim Halten und mechanischen Bearbeiten kein Problem. Sie sind mit Hilfe der Haltevorrichtung gegenüber Bruch stabilisiert.
• - Die Haltevorrichtung ermöglicht ein einfaches und schonendes mechanisches Bearbeiten beider planparaller Flächen einer Platte. Es müssen dabei keine organischen Lösungsmittel zum Entfernen eines Klebers verwendet werden.
• - Zum mechanischen Bearbeiten der Platte braucht eine Eigenschaft eines Klebers, beispielsweise eine Lösungsmittelbeständigkeit, nicht berücksichtigt werden.
• - Die Haltevorrichtung kann leicht verändert werden, um Platten unterschiedlicher Größe und Form halten und bearbeiten zu können.
• - Es können mehrere Platten gleichzeitig gehalten und mechanisch bearbeitet werden.

Anhand mehrerer Ausführungsbeispiele und der dazugehörigen Figuren wird im folgenden eine Haltevorrichtung einer ebenen Platte vorgestellt. Die Figuren sind schematisch und stellen keine maßstabsgetreuen Abbildungen dar.

Fig. 1 zeigt eine Haltevorrichtung im Querschnitt mit einer Platte.

Fig. 2 zeigt eine Haltevorrichtung von oben.

Fig. 3a und 3b zeigen eine Platte im Querschnitt und in Aufsicht.

Fig. 4, 5 und 6 zeigen jeweils eine Haltevorrichtung mit einem mehrteiligem Haltering in unterschiedlichen Perspektiven.

Fig. 7 zeigt eine Haltevorrichtung mit zwei Halteräumen, die durch einen Steg des Halterings voneinander getrennt sind.

Fig. 8 zeigt einen Ausschnitt der Haltevorrichtung mit Platte im Querschnitt.

Fig. 9 zeigt einen Ausschnitt einer Anlagefläche mit einer Vielzahl von Einzelanlageflächen in Aufsicht.

Fig. 10 zeigt einen Ausschnitt einer Anlagefläche im Querschnitt

Beispiel 1

Die Haltevorrichtung 1 ist geeignet zum Polieren einer Bearbeitungsfläche einer ebenen Platte 2 mit einer quadratischen Grundfläche. Die Platte 2 weist eine Plattendicke 21 von 0,3 mm auf. Der Plattendurchmesser 22 ist eine Kantenlänge der Platte 2 mit 200 mm. Die Platte 2 besteht aus Zirkoniumoxid.

Die Haltevorrichtung 1 besteht aus einem Anlagekörper 3 mit einer Anlagefläche 31 und einem Haltering 4 mit Innenfläche 41 (Fig. 1). Anlagefläche 31 und Innenfläche 41 weisen eine Beschichtung 35 und 45 aus Polytetrafluorethylen auf (Fig. 8). Die Beschichtung 35 und 45 verfügt über eine Rauhtiefe 10 von 2 µm (Fig. 10). Der Anlagekörper 3 ist auf einem Metallteller 5 angebracht. Der Metallteller 5 dient einer Führung der Haltevorrichtung 1 in einem Abrichtring einer Polieranlage.

Der Flächendurchmesser 32 der Anlagefläche 31 und der Plattendurchmesser 22 der Platte 2 sind im wesentlichen gleich. Das bedeutet, daß die Anlagefläche 31 ebenfalls eine quadratische Grundfläche aufweist mit einer Kantenlänge von etwa 200 mm. Die Anlagefläche 31 ist vom Haltering 4 umgrenzt. Der Haltering 4 verfügt über einen Innendurchmesser 42, der im wesentlichen dem Flächendurchmesser 32 der Anlagefläche 31 entspricht. Anlagekörper 3 und Haltering 4 bilden eine Formschluß 8. Der Formschluß ist eine Passung 81 mit einer Toleranz 82 von 0,5 mm. Darüber hinaus sind Anlagekörper 3 und Haltering 4 mit Hilfe von Schrauben 9 reibschlüssig und miteinander verbunden. Durch Lösen der Schrauben 9 können Anlagekörper 3 und Haltering 4 leicht voneinander getrennt werden.

Die Innenfläche 41 des Halterings 4 und die Anlagefläche 31 des Anlagekörpers 3 umgrenzen einen Halteraum 6 mit einer quadratischen Grundfläche, die eine Kantenlänge von 200 mm aufweist. In diesen Halteraum 6 wird die Platte 2 paßgenau angeordnet. Platte 2 und die Haltevorrichtung 1 bestehend aus dem Anlagekörper 3 und dem Haltering 4 bilden einen Formschluß 8 bzw. eine Passung 81. Die Toleranz 82 beträgt 0,5 mm. Zum Halten wird zwischen der Haltefläche 23 der Platte 2 und der Anlagefläche 31 des Anlagekörpers 3 ein Wasserfilm 7 erzeugt. Durch Adhäsion entsteht ein reibschlüssiger Kontakt zwischen der Platte 2 und der Anlagefläche 31. Durch diesen Kontakt wird die Platte gehalten (vgl. Fig. 8).

Die Haltevorrichtung 1 mit der Platte 2 wird in eine Polieranlage eingeführt. Dabei wird die zur Haltefläche 23 parallele Bearbeitungsfläche 24 der Platte 2 mechanisch poliert, wobei eine Rauhtiefe 10 der Platte 2 von 5 nm erreicht wird.

Nach Beendigung des Polierens werden die Schrauben 9 gelöst und der Haltering 4 vom Anlagekörper 3 und von der Platte 2 getrennt. Nun kann die Platte 2 einfach von der Anlagefläche 31 entfernt werden. Im nächsten Schritt wird die Platte 2 umgedreht und mit der polierten Fläche 24 auf der Anlagefläche 31 gehalten. Es kann die Fläche 23 der Platte 2, die zunächst als Haltefläche diente, mechanisch poliert werden.

Beispiel 2

Im Gegensatz zum vorhergehenden Beispiel übernimmt der Anlagekörper 3 zusätzlich die Aufgabe des Metalltellers 5. Der Anlagekörper dient neben dem Halten der Platte 2 der Führung der Haltevorrichtung in einem Abrichtring einer Polieranlage (vergleiche Fig. 4 und 5).

Beispiel 3

Im Unterschied zu den vorangegangenen Beispielen besteht der Haltering 4 aus zwei Teilen 43 und 44.

In einer Ausführungsform sind beiden Teile zwei übereinander gestapelte formschlüssig miteinander verbundene Ringe 43 und 44 (Fig. 4). Der Ring 44 dient als Zwischenring einer Einstellung der Höhe 61 des Halteraums 6. Nur der Ring 43 weist die Innenfläche 41 des Halterings 4 auf.

In einer anderen Ausführungsform sind die Teile ein Innenring 43 und ein den Innenring 43 formschlüssig umschließender Außenring 44 (Fig. 5). Der Innenring 43 weist die Innenfläche 42 des Halterings 4 auf.

In einer nächsten Ausführungsform sind die Teile zwei Halbringe 43 und 44, die zusammengesetzt den Haltering 4 ergeben (Fig. 6). In diesem Fall weisen beide Halbringe 43 und 44 zusammen die Innenfläche 41 auf.

Weitere Ausführungsformen ergeben sich dadurch, daß der Haltering 4 aus mehr als zwei Teilen besteht.

Beispiel 4

Im Unterschied zu den vorangegangenen Beispielen bzw. Ausführungsformen weist der Haltering 4 einen Steg 46 auf. Durch den Steg 46 verfügt die Haltevorrichtung 1 über zwei Halteräume 62 und 63. Der Steg 46 weist die Innenfläche 41 auf. Dadurch können zwei Platten 2 mit einer entsprechenden Abmessung gehalten und poliert werden.

Beispiel 5

Die hier ausgewählte Ausführungsform unterscheidet sich von der vorangegangenen durch die Form der Anlagefläche 31. Sie besteht aus einer Vielzahl von einander getrennter Einzelanlageflächen 33 (Fig. 9).

Beispiel 6

Weitere Beispiele und Ausführungsformen ergeben sich dadurch, daß als keramischer Werkstoff der Platte 2 Aluminiumoxid verwendet wird. Die Platte 2 verfügt über eine Grundfläche von 200 × 500 mm². Nach dem Polieren beträgt die Rauhtiefe 5 nm.

Claims (17)

1. Haltevorrichtung zum mechanischen Bearbeiten mindestens einer ebenen Platte (2) mit einem bestimmten Platten­ durchmesser (22) und einer bestimmten Plattendicke (21), wobei
ein Anlagekörper (3) mit einer ebenen Anlagefläche (31) für die Platte (2) und
ein Haltering (4) zum Halten der Platte (2) an der Anla­ gefläche (31) vorhanden sind und
der Haltering (4) und der Anlagekörper (3) derart einen Formschluß (8, 81) bilden, daß der Haltering (4) die An­ lagefläche (31) um eine Höhe (61) überragt, die im we­ sentlichen die Plattendicke (21) der Platte (2) ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Anlagefläche (31) einen Flächendurchmesser (32) auf­ weist, der im wesentlichen der Plattendurchmesser (22) der Platte (2) ist und
der Haltering (4) die Anlagefläche (31) umgrenzt, wobei
der Haltering (4) einen Innendurchmesser (42) aufweist, der im wesentlichen der Flächendurchmesser (32) der An­ lagefläche (3) ist.

2. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Haltering (4) und der Anlagekörper (3) reibschlüssig miteinander verbunden sind.

3. Haltevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Plat­ te (2) einen Stoff aufweist, der aus der Gruppe glasar­ tiger und/oder keramischer Werkstoff ausgewählt ist.

4. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Plattendurchmesser (22) ausgewählt ist aus einem Be­ reich von einschließlich 100 bis einschließlich 1000 mm.

5. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Plattendicke (21) ausgewählt ist aus dem Bereich von einschließlich 0,3 bis einschließlich 2 mm.

6. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Plattendurchmesser (22) und/oder der Flächendurch­ messer (32) und/oder der Innendurchmesser (42) höchstens durch eine Toleranz (82) voneinander abweichen, die aus dem Bereich von 0,1 bis einschließlich 1 mm ausgewählt ist.

7. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Anlagefläche (31) eine maximale Rauhtiefe (10) von 2 µm aufweist.

8. Haltevorrichtung, nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wo­ bei die Anlagefläche (31) und/oder eine Innenfläche (41) des Halterings eine Beschichtung (35, 45) aufweisen.

9. Haltevorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Anlagefläche (31) und/oder die Innenfläche (41) und/oder die Be­ schichtung (35, 45) einen Stoff aufweisen, der aus der Gruppe Kunststoff, Nitridverbindung und/oder Oxidverbin­ dung ausgewählt ist.

10. Haltevorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Kunststoff Polytetrafluoethylen ist.

11. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wo­ bei der Haltering (4) mindestens zwei Teile (43, 44) aufweist.

12. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wo­ bei die Anlagefläche (31) eine Vielzahl von Einzelanla­ geflächen (33) aufweist.

13. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zum mechanischen Bearbeiten einer Bearbeitungs­ fläche (24) mindestens einer Platte (2), wobei vor dem mechanischen Bearbeiten der Bearbeitungsfläche (23) ein Kontakt zwischen einer der Bearbeitungsfläche (23) abge­ kehrten Haltefläche (24) der Platte (2) und der Anlage­ fläche (31) des Anlagekörpers (3) hergestellt wird.

14. Verwendung nach Anspruch 13, wobei zum Herstellen des Kontakts mit Hilfe eines Stoffs ein Stoffschluß (7) zwi­ schen der Haltefläche (24) der Platte (2) und der Anla­ gefläche (31) des Anlagekörpers (3) hergestellt wird.

15. Verwendung nach Anspruch 14, wobei für den Stoffschluß (7) ein Stoff verwendet wird, der aus der Gruppe Wasser und/oder organische Verbindung ausgewählt ist.

16. Verwendung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei als mechanisches Bearbeiten Polieren und/oder Läppen durch­ geführt wird.

17. Platte (2) mit einem keramischen und/oder glasartigen Werkstoff, hergestellt mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit
einem Plattendurchmesser (22), der aus einem Bereich ausgewählt ist von einschließlich 100 mm bis einschließ­ lich 1000 mm
einer Plattendicke (21), die aus einem Bereich ausge­ wählt ist von einschließlich 0,3 mm bis einschließlich 2 mm und
einer Rauhtiefe (10) einer Fläche (23, 24) der Platte (2), die aus dem Bereich ausgewählt ist zwischen ein­ schließlich 2 nm bis einschließlich 20 nm.