DE3319327A1

DE3319327A1 - Aufnahmevorrichtung fuer duenne scheibchenfoermige werkstuecke

Info

Publication number: DE3319327A1
Application number: DE19833319327
Authority: DE
Inventors: Lawrence 60056 Mount Prospect Ill. Day
Original assignee: General Signal Corp
Current assignee: SPX Corp
Priority date: 1982-06-01
Filing date: 1983-05-27
Publication date: 1983-12-01
Also published as: JPH0234736B2; JPS5930632A; DE8315632U1

Description

BESCHREIBUNG
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufnehmen dünner scheibchenförmiger Werkstücke (Wafer), die einer Feinbearbeitung unterzogen werden, insbesondere mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
Bei herkömmlichen Maschinen zur Feinbearbeitung scheibchenförmiger Werkstücke (Wafer) durch Schleifen o. dgl. werden die Werkstücke entweder einzeln in einem Werkstückhalter oder bei der Feinbearbeitung ganzer Sätze in in entsprechend vielen Ausnehmungen einer Formplatte (Template) relativ zu einer rotierenden Läppscheibe stationär festgehalten. Zur Aufnahme der lichtgeätzten, flachgeätzten, geschliffenen oder gesägten Werkstück-Rückseite war eine zusammengesetzte und etwa 0,5mm bis imm dicke elastische Unterstützung erforderlich, welche an der Wafer-Aufnahme oder der Formplatte der Feinbearbeitungsmaschine festgeklebt war. Derartige Unterstützungen waren infolge ihrer Dicke und Elastizität die Ursache für eine mehr oder weniger mangelhafte Oberflächenebenheit der polierten Wafer, es gab viel Ausschuß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Produktionsergebnisse bei der Feinbearbeitung scheibchenförmiger Werkstücke durch Schaffung einer entsprechenden Aufnahmevorrichtung zu verbessern.
Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe ist kurz gefaßt im Patentanspruch 1 angegeben.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.
Der Grundgedanke der Erfindung geht dahin, die Werkstückaufnahmefläche der Aufnahmevorrichtung - egal ob es sich um Einzelaufnahmefutter oder um Formplatten zur Aufnahme ganzer Werkstücksätze handelt - mit einer gleichförmigen aufgespritzten gummiartigen Beschichtung zu belegen. Damit sind die bisher üblichen polsterartigen Unterstützungen mit allen ihren Nachteilen überflüssig geworden Durch entsprechendes Mehrfach-Aufspritzen der neuartigen Beschichtung kann gewünschte Schichtdicke im Bereich zwischen 0,025mm und etwa 0,125mm nach Belieben gewählt werden. Die erfindungsgemäße Beschichtung hat so gute Unterstützungseigenschaften, daß darauf sehr genaue und plane scheibchenförmige Werkstücke ohne Ausschuß produzierbar sind.
Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten werden nachstehend unter Bezug auf eine Zeichnung in beispielsweiser Ausfu#hrungsform näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Teil-Perspektivansicht einer Feinbearbeitungsmaschine, Fig. 2, 3, 4 und 5 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Aufnahmefutters für dünne scheibchenförmige Werkstücke, in je einer Perspektiv-, Schnitt-, Drauf- und Bodenansicht dargestellt, und Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel einer zur Feinbearbeitung ganzer Werkstück-Satze geeigneten erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtung.
Die erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtungen sind zur Verwendung beispielsweise in einer in Fig. 1 in Teilansicht dargestellten Feinbearbeitungsmaschine 10 für dünne scheibchenförmige Werkstücke. vorgesehen, welche einen auf einer Grundplatte 11 aufliegenden horizontalen Kranz 12 mit zw(:i darin aufrecht stehend verankerten sowie je einen Ausleger 15 tragenden Säulen 14 aufweist. Innerhalb des Kranzes 12 befindet sich eine drehbare Läppscheibe 13 zur polierenden Bearbeitung. Die Erfindung bezieht sich nicht auf diese Elemente der Maschine 10, sie werden nur als Ilintergrundinformation erwähnt.
Gemäß Fig. 1 ist an jedem der Ausleger 15 eine nach unten ragende und an ihrem unteren Ende jeweils eine kreisrunde Druckplatte 17 tragende Spindel 16 befestigt. Am Rand jeder Druckplatte 17 sind mehrere Positionierstifte 18 verschiebbar geführt und gehalten, deren konisch ausgebildetes unteres Ende 19 in jeweils eine entsprechend geformte Zentralausnehmung 20 in der Oberwand 21 (s. Fig. 3) eines in Fig. 2 bis 5 dargestellten erfindungsgemäßen Aufnahmefutters 22 für scheibchenförmige Werkstücke (Wafer) einführbar ist.
Am äußeren Umfang des Aufnahmefutters 22 ist mittels einer einstellbaren bandförmigen Klemmschelle 24 aus Edelstahl ein geschlitzter Haltering 23 umfassend festgehalten.
Im Betriebsfall wird der geschlitzte Haltering 23 so justiert, daß dessen ringförmige Unterkante 25, von der ein unter der Aufnahmevorrichtung 22 positioniertes scheibchenförmiges Werkstück aus Siliziummaterial eingefaßt und gehalten wird, um die Hälfte der Uberstandweite des zu polierenden Werkstücks über die untere Oberfläche des Aufnahmefutters 22 hinausragt.
Es ist notwendig, das Werkstück mit einer festen aber ausgleichenden Vertikalkraft über die Aufnahmevorrichtung 22 und die Positionierstifte 18 auf die rotierende Läppscheibe 13 zu drücken.
Die untere Oberfläche ist zwecks Bildung einer schützenden festen und dennoch elastischen Auflage für die nicht zu bearbeitende Oberfläche des Werkstücks mit einer entsprechend zusammengesetzten gummiartigen Kunststoffschicht 26 spritzbeschichtet, deren Dicke je nach der Art der zu bearbeitenden Werkstücke in dem Bereich von etwa 0,025mm bis 0,125mm wählbar ist. Diese erfindungsgemäß verwendete aufgespritzte Kunststoffschicht 26 erübrigt die früher notwendige separate elastische Unterstützung, sie zeichnet sich durch gleichförmigen Auftrag aus und kann gegebenenfalls nach Beschädigung durch rauhe Werkstück-Rückseiten auf gewünschte Ebenheit nachgearbeitet werden. Im Gegensatz dazu mußten beim Stand der Technik beschädigte elastische Unterstützungen entfernt und durch neue ersetzt werden.
Die aufgespritzte gummiartige Kunststoffscilicllt 26 bildet eine optimal ebene Werkstück-Unterstützungsfläche, so daß darauf korrekt plane fertigbearbeitete Wafer herstellbar sind.
In Fig. 5 ist das Aufnahmefutter 22 insofern abgewandelt, als in deren freiliegende untere Oberfläche 27 zur Erzielung einer besseren Oberflächenhaftwirkung gegenüber der eine feste und doch elastische Abstützung für die zu polierenden Wafer bildenden aufgespritzten Kunststoffschicht 26 mehrere konzentrische V-förmige Rillen 28 eingearbeitet sind.
Die Erfindung bezieht sich nicht nur auf Einzel-Aufnahmefutter gemäß Fig. 2 bis 5 sondern auch auf Mehrfach-Aufnahmevorrichtungen zur Feinbearbeitung ganzer Sätze von Werkstücken, siehe Fig. 6. Auf der Unterseite einer mehrere Aussparungen 30 zur Aufnahme je einer Wafer aufweisende Formplatte 29 ist mittels einer mit den Aussparungen 30 entsprechenden Durchbrüchen 32 versehenen Elebeschicht 31 (ggf. doppelseitige Klebefolie) eine auf der zugekehrten Oberfläche 34 mit einer aufgespritzten gummiartigen Kunststoffschicht belegte Auflageplatte 33 befestigt. Sm Betrieb befindet sich eine solche Mehrfach-Aufnahmevorrichtung normalerweise stationär unterhalb einer rotierenden Läppscheibe. Sie ist bezüglich ihrer Betriebseigenschaften und des erzielbaren Arbeitsergebnisses weitgehend dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel ähnlich.
Unter bestimmten Umständen kann es erwünscht und vorteilhaft sein, die über die doppelseitige Klebeschicht an der Formplatte befestigte und mit der aufgespritzten gummiartigen Kunststoffschicht belegte Auflageplatte 33 aus Mylar herzustellen, weil sich von diesem Material die Kunststoffschicht leicht entfernen und, falls erwünscht, erneuern läßt.

Claims

Aufnahmevorrichtung für dünne scheibchenförmige Werkstücke Priorität: 1. Juni 1982, USA, U.S. Application No. 383532/1982 PATENTANSPRUCHE 1. Aufnahmevorrichtung für dünne scheibchenförmige Werkstücke (Wafer) in einer eine zu bearbeitende Werkstückoberfläche zu einer drehenden Feinschleifscheibe o. dgl. freilegenden Position, mit einem Aufnahmeelement zum Positionieren eines zu bearbeitenden Werkstücks, d a d u r c h g e k e n n z e j c h n e t , daß - das Aufnahmeelement (22) einen kreisförmigen Aufnahmeabschnitt, in dem ein zu bearbeitendes dünnes Werkstück mittels einer Halterung (23, 24) fixierbar ist, aufweist und - eine horizontal sowie planparallel zu der Feinschleifscheibe angeordnete geschliffene Fläche (z.B. 27) des Aufnahmeelements (22) mit einer festen und dabei @las@ischen Auflageschicht(26) @@@ ein w@@@@@@ück beschichtet ist, auf der die eine Oberfläche des dünnen scheibchenförmigen Werkstücks während der Bearbeitung seiner gegenüberliegenden Oberfläche durch die rotierende Feinschleifscheibe (z.B. 13) aufliegt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageschicht (26) durch deckendes Aufspritzen eines entsprechenden Materials auf die geschliffene Fläche (27; 34) des Aufnahmeelements (22; 33) gebildet ist.
3. vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageschicht (26) zur Werkstückunterstützung durch Auftragen eines plastizierten gummiartigen Materials zu einer etwa 0,025mm bis etwa O,125mm dicken Schicht auf die geschliffene Fläche (27; 34) des Aufnahmeelements (22; 33) gebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das plastizierte gummiartige Material durch Aufspritzen aufgetragen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageschicht auf der geschliffenen Fläche (34) des Aufnahmeelements (33) so ausgebildet ist, daß darauf mehrere dünne scheibchenförmige Werkstücke aufnehmbar sind (z.B. Fig. 6).
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageschicht eine aufgespritzte gummiartige Kunststoffschicht ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstück-Auflageschicht (z.B. 26) eine dünne Mylar-Lage enthält, die auf der einen Oberfläche mit einem gummiartigen Kunststoffmaterial spritzbeschichtet ist und auf der entgegengesetzten Oberfläche ein Klebemittel zu ihrer lösbaren Anbringung auf dem Aufnahmeelement (z.B. 22) trägt.