FR2789338A1 - Appareil de polissage de tranches et procede de fabrication de tranches - Google Patents
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Abstract
L'appareil permet d'améliorer l'uniformité du polissage de surfaces de tranches (W). Une tête (H1 ) de maintien d'une tranche (W) comprend un corps de tête (1), un diaphragme (2) tendu à l'intérieur du corps de tête (1), un support (3) fixé au diaphragme (2) pouvant être déplacé dans la direction de l'axe (L) de la tête (H1 ) tout en retenant la tranche (W), une bague de retenue (4) disposée concentriquement autour du support (3) et fixée au diaphragme (2) pouvant être déplacée dans la direction de l'axe (L) de tête, et une plaque mince (10) disposée de façon à faire saillie depuis le corps de tête (1) en suivant une surface du diaphragme (2). Grâce à la plaque mince (10), on empêche qu'une force de pression excessive n'agisse sur la bague de retenue (4) depuis le diaphragme (2), et on empêche un polissage excessif de la tranche au niveau de la périphérie.Application au polissage de tranches de silicium utilisées pour la fabrication de semi-conducteurs.
Description
La présente invention se rapporte à un appareil de polissage de plaquettes
ou tranches et à un procédé de fabrication de tranches qui sont employés dans un processus de production de semiconducteurs pour polir des surfaces de tranches de semiconducteur. Récemment, avec les motifs plus fins résultant d'une densité d'intégration accrue des dispositifs à semiconducteurs, il est devenu plus important de polir les surfaces des tranches de semiconducteur de façon aussi plate que possible pendant un processus de production de sorte que, en particulier, des motifs fins d'une structure multicouche puissent être formés de façon facile et fiable. Dans de telles situations, l'attention s'est concentrée sur le procédé de polissage chimique et mécanique (CMP) qui peut permettre un degré plus élevé de
planéité lors d'un polissage de films de surface.
Le procédé CMP est un procédé destiné à polir et à rendre planes des surfaces de tranches par voie chimique et mécanique avec, par exemple, une solution alcaline utilisant SiO2 en tant qu'abrasif, une solution neutre utilisant SeO2, ou une solution acide utilisant A1203. Un exemple d'appareils de polissage de tranches destinés à mettre en oeuvre le procédé CMP est représenté, à titre
d'exemple, sur la figure 11.
En se référant à la figure 11, un appareil de polissage de tranches 100 comprend une tête de maintien de tranche 101 destinée à maintenir une tranche W devant être polie, et un patin de polissage 102 collé sur une surface supérieure générale d'un plateau 103 sous la forme d'un disque. Plusieurs exemplaires de la tête de maintien de tranche 101 sont montés sur le côté inférieur d'un carrousel 104 qui sert de mécanisme d'entraînement de têtes. Chaque tête de maintien de tranche 101 est montée à rotation sur un axe 111 et est mise en rotation sur le patin de polissage 102 d'une manière planétaire. A ce propos, le centre du plateau 103 et le centre autour duquel les têtes de maintien de tranche 101 tournent,
peuvent être décalés l'un par rapport à l'autre.
Le plateau 103 est monté horizontalement au centre d'une base 105 et peut tourner autour de son axe au moyen d'un mécanisme d'entraînement de plateau disposé à l'intérieur de la base 105. Des montants 107 sont disposés sur le côté de la base 105, et une plaque de montage supérieure 109 destinée à supporter un mécanisme d'entraînement de carrousel 110 est disposée entre les montants 107. Le mécanisme d'entraînement de carrousel a pour fonction de faire tourner le carrousel 104,
disposé au-dessous du mécanisme 110, autour de son axe.
Des organes de butée 112 sont disposés sur la base de façon à faire saillie vers le haut à partir de la base 105, et des mécanismes d'ajustement d'espacement 113 sont disposés sur les extrémités supérieures respectives des organes de butée 112. Au-dessus des organes de butée 112, des organes de contre-butée 114 sont disposés en regard. Les organes de contre-butée 114 sont fixés sur la plaque de montage supérieure 109 et font saillie vers le bas à partir de celle-ci. Les organes de butée 112 et les organes de contre-butée 114 sont amenés en contact les uns avec les autres tandis que les mécanismes d'ajustement d'espacement 113 sont actionnés de façon à ajuster la distance entre les têtes de maintien de tranche 101 et le patin de polissage 102 à une valeur appropriée. Les tranches W maintenues sur les têtes de maintien de tranche 101 sont ainsi amenées en contact avec la surface du patin de polissage 102. Le carrousel 104 et le plateau 103 sont alors mis en rotation afin de polir les tranches W. Comme indiqué sur la figure 12, les têtes de maintien de tranche 101 comprennent chacune un corps de tête 121 constitué d'une plaque supérieure 121a et d'une paroi périphérique tubulaire 121b fixée à la périphérie externe de la plaque supérieure 121a, un diaphragme 122 fait d'un matériau élastique tel que du caoutchouc et tendu à l'intérieur du corps de tête 121, un support en forme de disque 123 fixé sur la surface inférieure du diaphragme 122, une bague de retenue annulaire 124 disposée entre la périphérie externe du support 123 et la paroi périphérique 121b en relation concentrique, de petits interstices étant laissés relativement à ceux-ci, et un mécanisme de régulation de pression 125 destiné à réguler la pression dans une chambre de fluide 126
définie entre le corps de tête 121 et le diaphragme 122.
Le diaphragme 122 est maintenu entre la paroi périphérique 12lb et une bague de fixation de diaphragme 127, et il est fixé au corps de tête 121 par des vis 127a serrées dans la paroi périphérique 121b depuis le dessus
de la bague de fixation de diaphragme 127.
Le support 123 est disposé sur la face inférieure du diaphragme 122, et une bague de fixation de support 128 est disposée sur la face supérieure du diaphragme 122, le diaphragme 122 étant maintenu entre le support 123 et la bague de fixation de support 128. Le support 123 est fixé au diaphragme 122 par des vis 128a serrées dans le support 123 depuis le dessus de la bague de fixation de
support 128.
La bague de retenue 124 de forme annulaire est montée dans une rainure circulaire définie entre la paroi périphérique 121b et la périphérie externe du support 123 de sorte que la bague de retenue 124 soit positionnée en relation concentrique par rapport à la paroi périphérique 121b et au support 123, tandis que de petits interstices sont ménagés relativement à la surface interne de la paroi périphérique 121b et relativement à la surface périphérique externe du support 123. En outre, une bague de fixation de bague de retenue 129 est disposée sur la face supérieure du diaphragme 122, le diaphragme 122 étant maintenu entre la bague de retenue 124 et la bague de fixation de bague de retenue 129. La bague de retenue 124 est fixée au diaphragme 122 par des vis 129a serrées dans la bague de retenue 124 depuis le dessus de la bague de fixation de bague de retenue 129. La bague de retenue 124 est d'une structure en deux éléments comprenant une partie supérieure faite de métal dans laquelle les vis 129a sont serrées, et une partie inférieure faite de résine qui est amenée en contact avec le patin de
polissage 102.
La tranche W est polie par l'appareil de polissage comprenant la tête de maintien de tranche décrite ci-dessus, comme suit. Tout d'abord, la tranche W est collée sur une feuille S d'attraction de tranche, qui est disposée sur le côté de dessous du support 123, de façon
à s'encastrer à l'intérieur de la bague de retenue 124.
Ensuite, la surface de la tranche W orientée vers le bas est amenée en contact avec le patin de polissage 102 collé sur la surface supérieure du plateau 103, et est polie par la rotation de la tête de maintien de tranche pendant qu'une suspension liquide contenant un abrasif de
polissage est introduite.
Au cours de l'opération ci-dessus, le support 123 et la bague de retenue 124 sont supportés par une structure flottante de sorte qu'ils peuvent se déplacer de façon indépendante dans le sens vertical par une déformation élastique du diaphragme 122. De ce fait, les forces de pression du support 123 et de la bague de retenue 124 contre le patin de polissage 102 varient suivant la pression dans la chambre de fluide 126 qui est régulée
par le mécanisme de régulation de pression 125.
Une extrémité inférieure de la bague de retenue 124 fait saillie vers le bas du support 123 et maintient la périphérie externe de la tranche W collée sur la surface inférieure du support 123. Cet agencement a pour objet non seulement d'empêcher la tranche W de se détacher du support 123 pendant le processus de polissage, mais également d'empêcher que la zone périphérique externe de la tranche W soit plus polie que la zone centrale de celle-ci, en entourant la tranche W par la bague de retenue 124 et en positionnant la surface d'extrémité inférieure de la bague de retenue 124 au même niveau que la surface inférieure (surface polie) de la tranche W. Dans l'appareil 100 de polissage de tranches décrit ci- dessus dans lequel les tranches W sont polies par le patin de polissage 102 par les rotations des têtes de maintien de tranche 101 et du plateau 103, un polissage uniforme des tranches W est obtenu en remplissant une condition telle que la vitesse relative, à laquelle la surface polie de la tranche W et le patin de polissage 102 tournent tout en étant en contact l'un avec l'autre, soit uniforme dans un plan (appelée ci-après "condition d'uniformité de vitesse dans un même plan"). En supposant que la vitesse angulaire de la tête de maintien de tranche 101 est Rh, que la vitesse angulaire du plateau 103 est Rp, et que la vitesse angulaire du carrousel 104 est Rc, la condition d'uniformité de vitesse dans un même plan est exprimée par la relation suivante et est satisfaite lorsque la relation suivante est vérifiée: Rp = Rh + Rc (1) En polissant la tranche W dans les conditions ci-dessus, la tranche W est polie de façon uniforme lorsque l'appareil présente une construction idéale. De même, dans les conditions ci-dessus, à la fois la tranche W et la tête de maintien de tranche 101 ne sont pas soumises à des forces de rotation. Par conséquent, aucune torsion dans le sens de la rotation n'apparaît dans le
diaphragme qui est un composant de la tête.
Cependant, selon l'environnement de polissage, par exemple la précision des pièces constituant l'appareil et de l'assemblage des pièces ou du matériau du patin de polissage 102, le patin de polissage 102 est localement soulevé (appelé ci-après "déformation ondulatoire") dans une partie T vers l'intérieur de la position à laquelle le patin de polissage 102 entre en contact avec la bague de retenue 124, comme indiqué sur la figure 13, et il arrive souvent que la tranche W ne soit pas polie de façon uniforme même dans la condition uniforme de vitesse dans un même plan. La partie soulevée T du patin de polissage 102 polit de façon excessive un bord périphérique externe G de la tranche W, et soulève un problème de diminution d'uniformité dans le polissage de la surface de la tranche W. A l'inverse, selon l'environnement de polissage, la zone centrale de la tranche W est parfois polie de façon préférentielle. Dans un tel cas, on tente également de polir la tranche W dans une situation ou condition o la vitesse dans un même plan n'est pas uniforme. La condition de vitesse dans le même plan non-uniforme signifie une condition de vitesse telle que la relation (1) ci-dessus n'est pas vérifiée. En général, si la vitesse dans un même plan n'est pas uniforme, la zone périphérique externe de la tranche W est susceptible d'être polie de façon préférentielle. Rendre la vitesse dans un même plan non-uniforme est de ce fait efficace lorsqu'un état de polissage de la tranche W dans la condition uniforme de vitesse dans un même plan procure un taux de polissage inférieur dans la zone périphérique externe de la tranche W à celui dans la zone centrale de celle-ci, c'est-à-dire, lorsque la zone centrale de la tranche W est susceptible d'être polie de façon préférentielle. Il résulte du polissage de la tranche W dans la condition de non-uniformité de vitesse dans un même plan sur la base des considérations ci-dessus, cependant, qu'une tête classique n'a pas développé une telle tendance à ce que la surface périphérique externe de la tranche W soit polie de façon préférentielle. Ceci peut être attribué au fait que le diaphragme est tordu en raison des forces de rotation engendrées à la vitesse non-uniforme dans un même plan, et que le polissage devient instable. De même, dans un stade de transition dans lequel les rotations des composants respectifs n'atteignent pas toujours des états stables dans une
période initiale du polissage, la condition de non-
uniformité de vitesse dans un même plan se produit nécessairement et le polissage devient instable pendant
le stade de transition.
Au vu de l'état de la technique présenté ci-dessus, un but de la présente invention consiste à réaliser un appareil de polissage de tranches ainsi qu'un procédé de fabrication de tranches qui puissent améliorer
l'uniformité du polissage de surfaces de tranches.
En vue d'atteindre le but ci-dessus, la présente invention réalise un appareil de polissage de tranches comprenant un plateau incluant un patin de polissage collé à une surface de celui-ci, et une tête de maintien de tranche destinée à maintenir une tranche devant être polie et à amener une première surface de la tranche jusqu'au contact du patin de polissage, en polissant ainsi la tranche et en faisant tourner séparément la tête de maintien de tranche et le plateau, la tête de maintien de tranche comprenant un corps de tête constitué d'une plaque supérieure et d'une paroi périphérique tubulaire disposée au- dessous d'une périphérie externe de la plaque supérieure, un diaphragme tendu à l'intérieur du corps de tête perpendiculairement à l'axe de la tête, un mécanisme de régulation de pression destiné à réguler la pression d'un fluide remplissant une chambre de fluide définie entre le diaphragme et le corps de tête, un support fixé au diaphragme en vue de pouvoir être déplacé dans la direction de l'axe de tête en même temps que le diaphragme, et maintenant l'autre surface de la tranche devant être polie, une bague de retenue disposée concentriquement entre une surface interne de la paroi périphérique et une surface périphérique externe du support, et fixée au diaphragme en vue de pouvoir être déplacée dans la direction de l'axe de tête en même temps que le diaphragme, la bague de retenue étant amenée jusqu'au contact du patin de polissage durant le polissage, une plaque mince annulaire disposée en contact avec au moins une partie du diaphragme, et un premier dispositif de fixation (une bague de fixation du diaphragme et des vis) destiné à fixer la plaque mince au corps de tête tandis que la plaque mince fait saillie depuis le corps de tête suivant une surface du diaphragme. Avec la présente invention, du fait que la plaque mince est disposée en contact avec une partie du diaphragme, une déformation du diaphragme dans la direction axiale (verticale) peut être limitée. De ce fait, une force de pression agissant sur la bague de retenue depuis le diaphragme peut être réduite. Une réduction de la force de pression agissant sur la bague de retenue permet qu'une force de pression agissant sur le patin de polissage en provenance de la bague de retenue soit réduite. Il en résulte que lorsque le patin de polissage est fait d'un matériau mou et est susceptible de provoquer une déformation ondulatoire, par exemple, la déformation ondulatoire peut être empêchée en disposant la plaque mince sur le corps de tête, et la surface de tranche peut être empêchée d'être polie de
façon excessive au niveau d'un bord périphérique externe.
De préférence, la plaque mince est fixée par un second dispositif de fixation (une bague et des vis de fixation de support) et un troisième dispositif de fixation (une bague et des vis de fixation de bague de retenue) respectivement sur le support et la bague de retenue, le diaphragme étant maintenu entre ceux-ci. Avec cette caractéristique, une torsion du diaphragme dans le sens de rotation de la tête peut être diminuée tandis qu'une déformation du diaphragme dans la direction verticale est limitée. Par conséquent, la surface de
tranche est polie de façon uniforme.
De préférence, un certain nombre de trous sont formés dans la plaque mince selon une distribution annulaire, chacun des trous s'étendant, à partir du côté du centre dans le plan de la plaque mince, vers l'extérieur, dans le sens de rotation de la tête. Avec cette caractéristique, les parties de liaison entre des trous adjacents sont fléchissables. De ce fait, la plaque mince peut être déformée de façon élastique et le diaphragme est libre de se dilater et de se contracter de façon élastique. Il en résulte que des déplacements (flottement) du support et de la bague de retenue dans la direction axiale peuvent être contenus de manière qu'ils ne provoquent pas la déformation ondulatoire. De même, une torsion agissant sur le diaphragme dans le sens de rotation est réduite, quand la tranche retenue sur la tête de maintien de tranche est mise en rotation tout en venant en contact avec le patin de polissage. Il en résulte que la surface de la tranche peut être polie uniformément. De préférence, les trous sont formés radialement vers l'intérieur et vers l'extérieur du troisième dispositif de fixation suivant une distribution annulaire sur chaque côté. Avec cette caractéristique, une
déformation élastique de la plaque mince est stabilisée.
De ce fait, une dilatation et une contraction élastiques du diaphragme sont maintenues de façon sûre, et des déplacements du support et de la bague de retenue dans la direction axiale peuvent être contenus de manière qu'ils ne provoquent pas de déformation ondulatoire. De même, une torsion agissant sur le diaphragme dans le sens de rotation est réduite quand la tranche maintenue sur la tête de maintien de tranche est mise en rotation tout en venant en contact avec le patin de polissage. Il en résulte qu'un polissage stable de la tranche peut être
obtenu.
De préférence, les trous formés radialement vers l'intérieur du troisième dispositif de fixation sont positionnés au-dessus d'un interstice entre le support et la bague de retenue, et des trous formés radialement vers l'extérieur du troisième dispositif de fixation sont positionnés au-dessus d'un interstice entre la bague de retenue et la paroi périphérique du corps de tête. Avec cette caractéristique, une déformation élastique de la plaque mince dans des zones comprenant les trous et les
alentours est maintenue avec une certaine stabilité.
De préférence, les trous sont formés de façon à présenter une largeur dans le sens de rotation de la tête supérieure à la largeur d'une partie de liaison entre deux trous adjacents parmi les trous. Avec cette caractéristique, la partie de liaison est plus facile à fléchir. De ce fait, une dilatation et une contraction élastiques du diaphragme sont plus facilement contenues, et la surface de la tranche peut être polie uniformément,
un effet de flottement satisfaisant étant développé.
De préférence, le diaphragme et la plaque mince sont fixés l'un à l'autre, une entretoise étant intercalée entre ceux-ci. Avec cette caractéristique, le diaphragme et la plaque mince sont accouplés d'une manière plus stable, et la plaque mince peut être empêchée de se
déformer lorsqu'elle est fixée au diaphragme.
En outre, la présente invention fournit un procédé de fabrication de tranches comprenant les étapes consistant à maintenir une tranche devant être polie sur une tête de maintien de tranche installée dans l'appareil de polissage de tranches conforme à l'une quelconque des caractéristiques décrites ci-dessus, et à polir la tranche tandis que celle-ci est pressée contre un patin de polissage, en formant ainsi une tranche polie. Avec ce procédé, la tranche est polie avec suppression, à la fois d'une déformation ondulatoire et d'une torsion agissant sur le diaphragme dans le sens de rotation. Il en résulte que la surface polie de la tranche peut présenter une
finition uniforme.
Au dessin annexé, donné seulement à titre
d'exemple:
La figure 1 est une vue latérale en coupe d'une tête de maintien de tranche, représentant un premier mode de réalisation d'un appareil de polissage de tranches de la présente invention, La figure 2 est une vue agrandie d'une partie principale autour d'une bague de retenue représentée sur la figure 1, Les figures 3A et 3B sont des vues agrandies destinées à expliquer les états de déplacement de la bague de retenue, La figure 4 est une vue latérale en coupe d'une tête de maintien de tranche, représentant un second mode de réalisation de l'appareil de polissage de tranches de la présente invention, La figure 5 est une vue agrandie d'une partie de la tête de la figure 4, autour d'une plaque mince, La figure 6 est une vue en plan d'un premier mode de réalisation de la plaque mince, La figure 7 est une vue en plan d'un autre mode de réalisation de la plaque mince, Les figures 8A et 8B sont des graphes destinés à expliquer les résultats obtenus lors du polissage d'une tranche avec une tête de maintien de tranche d'un appareil de polissage de tranches conforme à la technique antérieure, Les figures 9A et 9B sont des graphes destinés à expliquer les résultats obtenus lors du polissage d'une tranche avec la tête de maintien de tranche de l'appareil de polissage de tranches conforme à la présente invention, Les figures 10A et 10B sont des graphes destinés à expliquer les résultats du polissage de tranches obtenus lorsque la tête de maintien de tranche de l'appareil de polissage de tranches conforme à la présente invention est appliquée à un exemple pratique pour lequel une application efficace de la présente invention est attendue, La figure 11 est une vue simplifiée destinée à expliquer l'intégralité d'un appareil de polissage de tranches caractéristique, La figure 12 est une vue latérale en coupe d'une tête de maintien de tranche classique, et La figure 13 est une illustration destinée à expliquer un problème dans la tête de maintien de tranche classique. On décrit ci-dessous un appareil de polissage de tranches et un procédé de fabrication de tranches conformes à un premier mode de réalisation de la présente invention en faisant référence aux dessins. La figure 1 est une vue latérale en coupe d'une tête de maintien de tranche, représentant le premier mode de réalisation de l'appareil de polissage de tranches de la présente invention. La figure 2 est une vue agrandie d'une partie
principale autour d'une bague de retenue.
Une tête Hi de maintien de tranche illustrée est montée, par exemple, sur le carrousel 104 représenté sur
la figure 11.
En se référant aux figures 1 et 2, la tête H1 de maintien de tranche comprend un corps de tête 1 constitué d'une plaque supérieure la et d'une paroi périphérique tubulaire lb, un diaphragme 2 tendu à l'intérieur du corps de tête 1 perpendiculairement à l'axe L de la tête, un support 3 fixé sur une surface inférieure du diaphragme 2 et étant susceptible de maintenir une tranche W devant être polie sur le côté du dessous de celui-ci, et une bague de retenue 4 disposée entre la périphérie externe du support 3 et la paroi périphérique lb en relation concentrique par rapport à la paroi périphérique lb. En outre, une chambre de fluide 15 est définie entre le corps de tête 1 et le diaphragme 2, et un mécanisme de régulation de pression 5 est relié à la chambre de fluide 15. Le mécanisme de régulation de pression 5 fournit de l'air sous pression (fluide) à la chambre de fluide 15 en vue de réguler la pression dans la chambre de fluide 15, en déformant ainsi le diaphragme 2 dans la direction de l'axe de tête L. Le corps de tête 1 est constitué de la plaque supérieure la en forme de disque et de la paroi périphérique tubulaire lb disposée sous la périphérie externe de la plaque supérieure la de façon à s'étendre vers le bas depuis celle- ci. Un évidement lc comportant une ouverture circulaire est formé dans la surface inférieure de la plaque supérieure la. La plaque supérieure la est fixée de façon coaxiale à un arbre 6 qui est relié au carrousel 104, et un passage d'écoulement 6a communiquant avec le mécanisme de régulation de pression 5 est formé afin de s'étendre à travers l'arbre 6. Une partie étagée ld est formée au niveau d'une extrémité inférieure de la paroi périphérique lb afin de faire saillie radialement vers l'intérieur sur toute sa circonférence, et une partie de rebord annulaire le est formée au- dessous de la partie étagée ld afin de faire saillie radialement vers
l'intérieur à partir de celle-ci.
Le diaphragme 2 prend la forme d'un disque fait d'un matériau élastique tel qu'un caoutchouc renforcé de fibres et est placé sur la partie étagée ld de la paroi périphérique lb. Le diaphragme 2 est maintenu entre la partie étagée ld et une bague de fixation de diaphragme 7, et est fixé au corps de tête 1 par des vis 7a serrées dans la partie étagée ld depuis le dessus de la bague de fixation de diaphragme 7. Quand il est fixé, le diaphragme 2 est tendu de façon à recouvrir ou fermer
l'évidement lc.
Le support 3 prend la forme d'un disque présentant une certaine épaisseur et fait d'un matériau à rigidité élevée tel qu'un matériau céramique. Le support 3 est disposé en contact avec la surface inférieure du diaphragme 2 en relation concentrique par rapport au corps de tête 1. Une bague de fixation de support 8 est disposée sur la face supérieure du diaphragme 2, le diaphragme 2 étant maintenu entre le support 3 et la bague de fixation de support 8. Le support 3 est fixé au diaphragme 2 par des vis 8a serrées dans le support 3
depuis le dessus de la bague de fixation de support 8.
Une feuille d'attraction de tranche S est collée à la surface inférieure du support 3 en vue d'attirer et de maintenir la tranche W devant être polie. La feuille d'attraction de tranche S est faite d'un matériau présentant une propriété d'absorption de l'eau, tel qu'une étoffe non tissée et attire la tranche par la tension superficielle développée lorsqu'elle absorbe de
l'eau.
Comme indiqué sur la figure 2, la bague de retenue 4 est adaptée à une rainure circulaire définie entre la paroi périphérique annulaire lb et la périphérie externe du support 3 de sorte que la bague de retenue 4 soit positionnée en relation concentrique par rapport à la paroi périphérique lb et au support 3 tandis que de petits interstices sont ménagés relativement à la surface interne de la paroi périphérique lb et relativement à la surface périphérique externe du support 3. En outre, une bague de fixation de bague de retenue 9 est disposée sur la face supérieure du diaphragme 2, le diaphragme 2 étant maintenu entre la bague de retenue 4 et la bague de fixation de bague de retenue 9. La bague de retenue 4 est fixée au diaphragme 2 par des vis 9a serrées dans la bague de retenue 4 depuis le dessus de la bague de
fixation de bague de retenue 9.
La bague de retenue 4 est d'une structure en deux parties comprenant une partie supérieure faite de métal dans laquelle les vis 9a sont serrées, et une partie inférieure faite de résine qui est amenée en contact avec un patin de polissage 102. La bague de retenue 4 présente une surface d'extrémité supérieure 4a destinée à maintenir le diaphragme 2 entre elle-même et la bague de fixation de bague de retenue 9, et présente une surface d'extrémité inférieure 4b amenée en contact avec le patin de polissage 102. Les deux surfaces d'extrémité supérieure et inférieure 4a, 4b sont formées de façon à être à plat perpendiculairement à l'axe L, de la tête quand la bague de retenue 4 est fixée à cette tête H. de
maintien de tranche.
Une plaque mince annulaire (entretoise) 10 est disposée concentriquement à la paroi périphérique lb, et est intercalée entre la partie étagée ld formée au niveau de l'extrémité inférieure de la paroi périphérique lb et le diaphragme 2 placé sur la partie étagée ld. La plaque mince 10 est vissée de façon fixe en place, en même temps que le diaphragme 2. Un bord périphérique interne de la plaque mince 10 fait saillie radialement vers l'intérieur de la partie étagée ld de la paroi périphérique lb en suivantla surface inférieure du diaphragme 2 afin de former une partie de collerette 10a. Ainsi, le diaphragme 2 comporte une zone déformable plus petite que celle que
l'on observe en l'absence de la plaque mince 10.
De même, entre la bague de retenue 4 et le diaphragme 2, une plaque mince annulaire 11 est intercalée en relation concentrique par rapport à la paroi périphérique lb et est vissée de façon fixe au diaphragme 2 en même temps que la bague de retenue 4. En outre, entre le support 3 et le diaphragme 2, une plaque mince en forme de disque 12 est intercalée en relation concentrique par rapport à la paroi périphérique lb et est fixée au diaphragme 2 par des vis en même temps que
le support 3.
Les plaques minces 11, 12 servent à compenser la différence de niveau de positionnement de la bague de retenue 4 et du support 3 qui apparaît en raison de l'installation de la plaque mince 10. Si les épaisseurs de la bague de retenue 4 et du support 3 sont augmentées d'une valeur correspondant à l'épaisseur de la plaque mince 10 au préalable, on peut se dispenser des plaques
minces 11, 12.
Au cours de la fabrication de tranches, la tranche W est polie par l'appareil de polissage comprenant la tête
de maintien de tranche H1 décrite ci-dessus, comme suit.
Tout d'abord, la tranche W est collée à la feuille d'attraction de tranche S de façon à se placer de façon
encastrée à l'intérieur de la bague de retenue 4.
Ensuite, la surface de la tranche W exposée face vers le bas est amenée en contact avec le patin de polissage 102 collé sur la surface supérieure d'un plateau 103, et est polie par rotation de la tête de maintien de tranche Hi tandis qu'une suspension contenant un abrasif de polissage est introduite. Le matériau du patin de polissage 102 peut être l'un quelconque des matériaux qui sont utilisés de façon classique pour le polissage de tranches. Des exemples de matériaux pouvant être utilisés comprennent un patin de type velours formé en imprégnant une résine molle telle qu'une résine de polyuréthane dans une étoffe non tissée faite de polyester ou analogue, un patin de type suédine formé en appliquant une couche de mousse de résine faite de mousse de polyuréthane, par exemple, sur un matériau de base comprenant une étoffe non tissée faite de polyester ou analogue, et une feuille de mousse de résine faite de polyuréthane moussé de façon
indépendante ou analogue.
Dans l'opération ci-dessus, du fait que le support 3 et la bague de retenue 4 sont supportés par une structure flottante, ils sont déplacés de façon indépendante dans le sens vertical par une déformation élastique du diaphragme 2 et sont pressés en direction du patin de polissage 102. Les forces de pression agissant sur le support 3 et la bague de retenue 4 sont proportionnelles à la surface de portée de pression du diaphragme 2, qui
est déformé de façon élastique par la pression du fluide.
Cependant, le diaphragme 2 peut être déformé élastiquement dans une zone s'étendant à l'intérieur du corps de tête 1, et les zones de portée de pression du support 3 et de la bague de retenue 4 sont distribuées selon les surfaces respectives de leurs parties fixées au
diaphragme 2.
Plus particulièrement, on suppose ici que la distance depuis l'axe L de la tête H1 jusqu'à la partie étagée ld est X, la distance depuis l'axe L de la tête H, jusqu'à l'interstice entre le support 3 et la bague de retenue 4 est Y, et la pression dans la chambre de fluide est P. Lorsque l'entretoise 10 n'est pas intercalée comme représenté sur la figure 3A, la surface de portée de pression du diaphragme 2 qui participe au développement de la force agissant en vue de presser la bague de retenue 4 vers le bas à l'aide de la pression P est constituée par une partie de surface de largeur
X - Y.
Par contre, lorsque l'entretoise 10 est intercalée comme représenté sur la figure 3B, la surface de portée de pression du diaphragme 2 qui participe au développement d'une force agissant en vue de presser la bague de retenue 4 vers le bas à l'aide de la pression P est constituée par une partie de surface de largeur (X - K) - Y en prenant pour hypothèse que la largeur sur laquelle la partie de collerette 10a fait saillie radialement vers l'intérieur à partir de la partie étagée ld est K. Par conséquent, il est entendu que l'installation de l'entretoise 10 réduit la surface de portée de pression du diaphragme 2, qui participe au développement d'une force agissant en vue de presser la bague de retenue 4 vers le bas, d'une valeur correspondant à la largeur K en saillie de la partie de
collerette 10a.
Du fait que les niveaux de la bague de retenue 4 et de la partie étagée ld sont habituellement ajustés de façon à positionner la bague de retenue 4 à un niveau inférieur et qu'une force de pression vers le bas est imposée sur le diaphragme 2 à tout instant, l'effet mentionné ci-dessus consistant à réduire la surface de portée de pression concernée en limitant simplement la
déformation vers le bas du diaphragme 2 peut être obtenu.
En outre, en plaçant une autre plaque mince, qui présente la même largeur faisant saillie que celle de la plaque mince inférieure 10, sur la face supérieure du diaphragme 2 et en limitant la déformation du diaphragme 2 à la fois dans les directions vers le haut et vers le bas, l'effet consistant à réduire la force pressant la bague de retenue 4 vers le bas peut être obtenu avec une certaine stabilité même lorsque le diaphragme 2 est déplacé
accidentellement vers le haut.
Ainsi, l'installation de la plaque mince 10 rend possible de réduire uniquement la surface de portée de pression du diaphragme 2 associée à la bague de retenue 4 et de réduire la force de pression agissant uniquement depuis la bague de retenue 4 vers le patin de polissage 102 tandis que la surface de portée de pression du diaphragme 2 associée au support 3 est maintenue inchangée. Il en résulte qu'on peut empêcher le patin de polissage 102 de provoquer une déformation ondulatoire, et qu'on peut empêcher un polissage excessif de la
tranche W au niveau de son bord périphérique externe.
En outre, en préparant plusieurs types de plaques minces 10 présentant des largeurs K de saillie différentes et en sélectionnant une plaque appropriée parmi les plaques minces 10 suivant le matériau du patin de polissage 102 et d'autres conditions, on accroît l'universalité d'emploi de la tête Hl de maintien de tranche. Ensuite, un appareil de polissage de tranches ainsi qu'un procédé de fabrication de tranches conformes à un second mode de réalisation de la présente invention seront décrits en faisant référence aux figures 4, 5 et 6. La figure 4 est une vue latérale en coupe d'une tête H2 de maintien de tranche, représentant le second mode de réalisation de l'appareil de polissage de tranches de la présente invention. La figure 5 est une vue agrandie d'une partie de la figure 4, autour de la plaque mince, et la figure 6 est une vue en plan illustrant un premier
mode de réalisation de la plaque mince.
En se référant aux figures 4 et 5, la tête H2 de maintien de tranche comprend un corps de tête 22 constitué d'une plaque supérieure 23 et d'une paroi périphérique tubulaire 24, un diaphragme 25 fait d'un matériau élastique et tendu à l'intérieur du corps de tête 22, un support en forme de disque 26 fixé à la surface inférieure du diaphragme 25, une bague de retenue annulaire 27 disposée entre la surface interne de la paroi périphérique 24 et la surface périphérique externe du support 26 en relation concentrique, et une plaque mince annulaire 20 disposée sur la face supérieure du
diaphragme 25.
La plaque supérieure 23 est fixée de façon coaxiale à un arbre 29 qui est relié à un carrousel, et un passage d'écoulement 29a est formé de façon à s'étendre à travers l'arbre 29 dans le sens vertical. Une partie filetée mâle 28 est formée sur la surface de circonférence externe de l'arbre 29. Une partie étagée 24a est formée au niveau de l'extrémité inférieure de la paroi périphérique 24 afin de faire saillie radialement vers l'intérieur tout le long de sa circonférence, et une partie de rebord annulaire 30 est formée au-dessous de la partie étagée 24a afin de faire saillie radialement vers l'intérieur
depuis celle-ci.
Le diaphragme 25 est en forme de disque ou de plaque annulaire faite d'un matériau élastique tel qu'un caoutchouc renforcé de fibres. Une chambre de fluide 34 est définie au-dessus du diaphragme 25 et est mise en communication avec le passage d'écoulement 29a formé de façon à s'étendre à travers l'arbre 29. En introduisant de l'air ou tout autre fluide approprié quelconque vers l'espace interne de la chambre de fluide 34 à partir d'un mécanisme de régulation de pression 40 par l'intermédiaire du passage d'écoulement 29a, la pression
dans la chambre de fluide 34 est régulée.
Comme avec le premier mode de réalisation, le support 26 est en forme de disque présentant une certaine épaisseur et fait d'un matériau à rigidité élevée tel qu'un matériau céramique. Une feuille S d'attraction de tranche est collée à la surface inférieure du support 26 en vue d'attirer et de maintenir une tranche W devant être polie. En outre, la bague de retenue annulaire 27 est disposée entre la surface interne de la paroi périphérique 24 et la surface périphérique externe du support 26 de sorte que la bague de retenue 27 soit positionnée en relation concentrique par rapport à la paroi périphérique 24 et au support 26 tandis que de petits interstices sont ménagés relativement à la surface interne de la paroi périphérique 24 et relativement à la surface périphérique externe du support 26. La bague de retenue 27 présente une surface d'extrémité supérieure et
une surface d'extrémité inférieure toutes deux planes.
La plaque mince 20 disposée sur la face supérieure du diaphragme 25 est faite d'un matériau rigide tel que de l'acier inoxydable, par exemple, et présente une forme annulaire. Une partie périphérique interne de la plaque mince 20 est fixée au support 26 par une bague 32 et des vis 32a de fixation de support, qui servent de moyen de fixation, le diaphragme 25 étant maintenu entre la plaque mince 20 et le support 26. En outre, une entretoise de support 41a est intercalée entre le diaphragme 25 et la plaque mince 20 pour empêcher une déformation de la plaque mince 20 qui pourrait se produire si la plaque mince 20 était fixée directement à la surface supérieure
du diaphragme 25.
De manière identique, une partie intermédiaire radiale de la plaque mince 20 était fixée à la bague de retenue 27 par une bague 33 et des vis 33a de fixation de bague de retenue, qui servent de moyen de fixation, le diaphragme 25 étant maintenu entre la plaque mince 20 et la bague de retenue 27. De même, la partie périphérique externe de la plaque mince 20 est fixée à la partie étagée 24a sur la surface interne de la paroi périphérique 24 par une bague 31 et des vis 31a de fixation de diaphragme, qui servent de moyen de fixation, le diaphragme 25 étant maintenu entre la plaque mince 20 et la partie étagée 24a. En outre, des entretoises 41b 41c sont intercalées respectivement entre le diaphragme 25 et la partie intermédiaire radiale d'une part, entre le diaphragme et la partie périphérique externe de la plaque mince 20 d'autre part, au niveau desquelles entretoises la plaque mince 20 est fixée respectivement par les vis 33a de fixation de bague de retenue et les vis 31a de fixation de diaphragme, en empêchant ainsi une déformation de la plaque mince 20 qui pourrait se produire si la plaque mince 20 était fixée directement à
la surface supérieure du diaphragme 25.
Une partie étagée annulaire 51 est formée au niveau d'une extrémité supérieure de la bague 32 de fixation de support, et est positionnée de façon à pouvoir venir en prise avec une partie étagée 38a formée à l'extrémité inférieure d'un boulon d'arrêt 38 qui est inséré verticalement vers le bas depuis le dessus de la plaque supérieure 23 et fixé en place par un écrou 39 et une entretoise 39a. De ce fait, même lorsque le diaphragme 25 est fléchi vers le bas en raison du poids mort du support 26 et de la pression dans la chambre de fluide 34 sur la tête de maintien de tranche H2 qui est élevée par exemple, par un mécanisme de levage et d'abaissement, le diaphragme 25 est empêché de subir des forces excessives du fait de la venue en prise entre la partie étagée 51 et
la partie étagée 38a.
Une partie étagée 27a est formée sur la surface périphérique externe de la bague de retenue 27 et est positionnée de façon à pouvoir venir en prise avec la partie de rebord 30. De ce fait, même lorsque le diaphragme 25 est fléchi localement vers le bas en raison du poids mort de la bague de retenue 27 et de la pression dans la chambre de fluide 34 sur la tête H2 de maintien de tranche qui est élevée par le mécanisme de levage et d'abaissement, le diaphragme 25 est empêché de subir des forces excessives du fait de la venue en prise entre la
partie étagée 27a et la partie de rebord 30.
En outre, le support 26 et la bague de retenue 27 sont chacun supportés par une structure flottante de façon qu'ils puissent être déplacés de façon indépendante dans la direction de l'axe L de la tête par une
déformation élastique du diaphragme 25.
Comme indiqué sur la figure 6, la plaque mince 20 est de forme annulaire, et comporte un certain nombre de trous 42 qui sont distribués annulairement, chacun des trous 42 s'étendant depuis le côté du centre dans le plan de la plaque mince vers l'extérieur dans le sens de rotation de la plaque mince 20 (ou de la tête H2 de maintien de tranche). Les trous 42 comprennent des trous intérieurs 42a distribués annulairement pour se positionner radialement vers l'intérieur de trous 33b destinés aux vis 33a de fixation de bague de retenue par lesquelles la plaque mince 20 est fixée à la bague de retenue 27, c'est- à-dire pour se positionner entre des trous 33b destinés aux vis 33a de fixation de bague de retenue et des trous 32b destinés aux vis 32a de fixation de support, et des trous extérieurs 42b distribués annulairement, pour se positionner radialement vers l'extérieur des trous 33b destinés aux vis 33a de fixation de bague de retenue, c'est-à- dire, pour se positionner entre les trous 33b destinés aux vis 33a de fixation de bague de retenue et des trous 31b destinés
aux vis 31a de fixation de diaphragme.
En outre, les trous intérieurs 42a sont positionnés pratiquement audessus d'un interstice 52a, représenté sur la figure 5, entre le support 26 et la bague de retenue 27, alors que les trous extérieurs 42b sont positionnés pratiquement au-dessus d'un interstice 52b, représenté sur la figure 5, entre la bague de retenue 27
et la paroi périphérique 24.
Les trous intérieurs 42a présentent chacun la forme d'un rectangle déformé et allongé dans le sens de rotation de la tête H2 de maintien de tranche, indiqué par une flèche yl. Egalement, les trous intérieurs 42a sont distribués avec un pas angulaire constant de sorte qu'une partie de liaison 43a entre des trous adjacents 42a présente une largeur plus petite que la largeur h. de
chaque trou 42a dans le sens de rotation.
Par contre, les trous extérieurs 42b présentent chacun pratiquement une forme triangulaire effilée qui s'allonge dans le sens de rotation de la tête H2 de maintien de tranche, indiqué par la flèche yl. Une première extrémité de la forme triangulaire correspondant au sommet est positionnée du côté radialement intérieur, et l'autre extrémité de la forme triangulaire correspondant à la base est positionnée du côté radialement extérieur. De même, les trous extérieurs 42b sont distribués circulairement avec un pas constant de sorte qu'une partie de liaison 43b entre des trous adjacents 42b présente une largeur plus petite que la
largeur h2 de chaque trou 42b dans le sens de rotation.
La tête H2 de maintien de tranche présentant la conception décrite ci-dessus est reliée au carrousel en vissant la partie filetée mâle 28 de l'axe 29. La tranche W est polie en utilisant la tête H2 de maintien de tranche comme suit. Tout d'abord, la tranche W est collée à la feuille S d'attraction de tranche collée à la surface inférieure du support 26. Ensuite, la surface de la tranche W exposée face vers le bas est amenée en contact avec le patin de polissage 102 collé à la surface supérieure d'un plateau 103 tandis que la tranche W est retenue au niveau de sa périphérie externe par la bague
de retenue 27.
Ensuite, de l'air ou tout autre fluide approprié quelconque est introduit dans le passage d'écoulement 29a à partir d'un mécanisme de régulation de pression 40. Le fluide introduit s'écoule jusque dans la chambre de fluide 34 afin de réguler la pression dans la chambre de fluide 34. Le support 26 et la bague de retenue 27 sont supportés sur le diaphragme 25 par une structure flottante de sorte qu'ils sont déplacés de façon indépendante dans le sens vertical. Les forces de pression agissant contre le patin de polissage 102 à partir du support 26 et de la bague de retenue 27 peuvent être ajustées selon la pression dans la chambre de fluide 34. Au cours de l'opération ci-dessus, du fait que la plaque mince 20 comporte les trous intérieurs 42a et les trous extérieurs 42b qui sont distribués annulairement et sont positionnés respectivement au-dessus de l'interstice
52a entre le support 26 et la bague de retenue 27 et au-
dessus de l'interstice 52b entre la bague de retenue 27 et la paroi périphérique 24 du corps de tête 22, la plaque mince 20 peut être déformée de façon élastique dans la direction de l'axe de tête L. De ce fait, un fléchissement du support 26 et de la bague de retenue 27 fixés au diaphragme 25 dans la direction de l'axe L de la tête, c'est-à-dire, un effet de flottement procuré par
ceux-ci, n'est pas empêché.
En outre, du fait que les trous intérieurs 42a et les trous extérieurs 42b sont formés de façon à présenter les largeurs h, h2 dans le sens de rotation, plus grandes que les largeurs des parties de liaison 43a, 43b entre les trous adjacents respectifs, une déformation élastique de la plaque mince 20 dans la direction de l'axe de tête L peut être plus facilement obtenue. De ce fait, un effet de flottement stable peut être procuré au support 26 et à
la bague de retenue 27.
Ensuite, le plateau 103 est mis en rotation et la tête H2 de maintien de tranche est mise en rotation d'une manière planétaire tandis que les forces de pression imposées contre le patin de polissage 102 depuis le support 26 et la bague de retenue 27 sont ajustées. Dans le même temps, un abrasif de polissage est introduit depuis un moyen d'alimentation en abrasif de polissage (non représenté) sur la surface du patin de polissage 102 et sur la surface polie de la tranche W, en polissant ainsi la tranche W. Lorsque la tranche W est en cours de polissage alors que la vitesse dans un plan n'est pas uniforme, la différence de vitesse entre la tranche polie W et le patin de polissage 102 n'est pas constante dans le plan de la tranche, c'est-à-dire le plan dans lequel la tranche W est située. De ce fait, des forces de rotation sont imposées non seulement sur le support 26 maintenant
la tranche W, mais également sur la bague de retenue 27.
De façon correspondante, le diaphragme 25 se tord relativement au corps de tête 22, mais la torsion agissant sur le diaphragme 25 est réduite par la présence de la plaque mince 20 qui est fixée au support 26, à la bague de retenue 27 et à la paroi périphérique 24 du
corps de tête 22.
En outre, du fait que les trous intérieurs 42a et les trous extérieurs 42b sont formés de façon à s'allonger vers l'extérieur à partir du côté du centre dans le sens de rotation de la tête H2 de maintien de tranche, la torsion agissant sur le diaphragme 27 peut être abaissée de façon sûre même lorsque la tête H2 de
maintien de tranche est forcée à tourner.
Ainsi, avec ce mode de réalisation, la plaque mince annulaire 20 est disposée sur la surface supérieure du diaphragme 25, et la plaque mince 20 est fixée au support 26, à la bague de retenue 27 et à la paroi périphérique 24 du corps de tête 22. Par conséquent, la torsion agissant sur le diaphragme 25 dans le sens de rotation est abaissée par la plaque mince 20 et le polissage de tranche W s'opère dans des conditions sensiblement
stables.
Du fait que les trous 42 sont distribués annulairement dans la plaque mince 20 de façon à réaliser une structure de liaison, la plaque mince 20 peut être déformée de façon élastique dans la direction de l'axe L de la tête. De ce fait, le support 26 et la bague de retenue 27 fixés au diaphragme 25 peuvent fléchir dans la
direction de l'axe L de la tête.
D'autre part, pendant la rotation de la tête H2 de maintien de tranche, la torsion agissant sur le diaphragme 25 dans le sens de rotation est réduite et un
polissage stable de la tranche W peut être obtenu.
En outre, du fait que les trous intérieurs 42a et les trous extérieurs 42b sont formés de façon à présenter les largeurs h1, h2 dans le sens de rotation plus grandes que les largeurs des parties de liaison 43a, 43b entre les trous adjacents respectifs, une déformation élastique de la plaque mince 20 dans la direction de l'axe L de la tête peut être plus facilement obtenue. En d'autres termes, en augmentant la surface occupée par les trous 42 par rapport à la surface globale de la plaque mince 20 sans dégrader l'abaissement de la torsion du diaphragme , l'effet de flottement du support 26 et de la bague de retenue 27 tous deux fixés au diaphragme 25 peut être développé avec une certaine stabilité, et un polissage de
haute précision de la tranche W peut être obtenu.
Les trous 42 dans la plaque mince 20 peuvent être formés comme indiqué sur la figure 7. Plus particulièrement, dans une plaque mince 20' représentée sur la figure 7, des trous intérieurs 42c et des trous extérieurs 42d présentent des largeurs h3, h4 dans le sens de rotation plus grandes que les largeurs hl, h2 des trous intérieurs et extérieurs 42a, 42b dans la plaque mince 20 représentée sur la figure 6. En outre, les trous intérieurs et extérieurs 42c, 42d sont formés de façon à s'étendre radialement vers l'extérieur à partir du côté du centre de la plaque mince 20' dans le sens de rotation de la tête H2 de maintien de tranche (indiqué par une flèche y2). En d'autres termes, les trous 42c, 42d sont chacun pratiquement en forme de parallélogramme, les petits côtés étant espacés l'un de l'autre dans le sens de rotation de la tête H2 de maintien de tranche. En outre, les trous intérieurs et extérieurs 42c, 42d sont formés de façon à présenter les largeurs h3, h4 dans le sens de rotation plus grandes que les largeurs des parties de liaison 43c, 43d entre les trous adjacents respectifs. Ainsi, un avantage similaire à celui décrit cidessus peut également être obtenu même lorsque le nombre et la dimension des trous formés dans la plaque mince
sont modifiés.
Il convient de noter que la tranche W peut être polie tout en mesurant la résistance de polissage par un capteur, tel qu'une jauge de contrainte, fixé à la plaque
mince 20 (20').
Ensuite, une description sera faite du fait que
l'appareil de polissage de tranches de la présente invention permet un polissage préférentiel d'une zone périphérique externe de la tranche dans la condition de non-uniformité de vitesse dans un même plan, ce qui n'a pas été obtenu dans la technique antérieure, en faisant référence aux figures 8, 9 et 10. Dans chacun des graphes représentés sur les figures 8, 9 et 10, l'axe vertical représente la vitesse de polissage de la tranche W, et l'axe horizontal représente la distance depuis le centre de la tranche W. Par ailleurs, une tête de maintien de tranche classique signifie une tête de maintien de tranche présentant la même conception que la tête H2 de maintien de tranche conforme à la présente invention à l'exception
de la plaque mince 20.
Les figures 8A et 8B représentent des résultats expérimentaux obtenus lors d'un polissage de la tranche W avec la tête de maintien de tranche classique. Dans la condition d'uniformité de vitesse dans un même plan, comme indiqué sur la figure 8A, la tranche W peut être polie de façon uniforme. Lors d'un polissage de la tranche W dans la condition de nonuniformité de vitesse dans un même plan, on s'attend, sur la base de cette considération à ce que seule une zone périphérique externe de la tranche W soit polie de façon préférentielle. En pratique, cependant, la tranche W est excessivement polie à la fois dans la zone périphérique externe et la zone centrale de celle-ci comme indiqué sur la figure 8B, et une surface polie souhaitée ne peut pas
être obtenue.
Les figures 9A et 9B représentent des résultats expérimentaux obtenus lors d'un polissage de la tranche W avec la tête de maintien de tranche (tête à compensation
de couple) comprenant la plaque mince 20 montée en place.
Dans la condition d'uniformité de vitesse dans un même plan, comme indiqué sur la figure 9A, la tranche W peut être polie de façon uniforme en conformité avec la théorie comme dans le cas de l'utilisation de la tête de maintien de tranche non munie de la plaque mince 20. En outre, lors d'un polissage de la tranche W dans la condition de non-uniformité de vitesse dans un même plan, la feuille mince 20 étant montée en place, il s'avère, comme indiqué sur la figure 9B, que seule la zone périphérique externe de la tranche W est polie de façon préférentielle comme on s'y attendait sur la base de cette considération. Ceci signifie que la torsion du diaphragme est abaissée par la présence de la plaque
mince 20 et qu'ainsi le polissage est stabilisé.
En tant qu'exemple pratique d'application, les figures 10A et 0lB représentent des résultats expérimentaux obtenus lors de l'utilisation de la tête H2 de maintien de tranche destinée à l'appareil de polissage de tranches conforme à la présente invention, dans le cas o la vitesse de polissage dans la zone périphérique externe de la tranche W est inférieure à celle dans la zone centrale de celle-ci même dans la condition d'uniformité de vitesse dans un même plan en raison
d'influences imposées par des composants de l'appareil.
La figure 10A représente le résultat d'un polissage obtenu lorsque la tranche W est polie dans la condition de non-uniformité de vitesse dans un même plan en utilisant la tête H2 de maintien de tranche, la feuille mince 20 étant montée en place. On s'aperçoit d'après la figure 10A que la vitesse de polissage dans la zone périphérique externe de la tranche W est inférieure à celle dans la zone centrale de celle-ci. Par contre, lors
d'un polissage de la tranche W dans la condition de non-
uniformité de vitesse dans un même plan, la tranche W est polie pratiquement uniformément et une surface polie souhaitée peut être obtenue, comme indiqué par la figure 10B, du fait que la zone périphérique externe de la
tranche W est polie de façon préférentielle.
Comme cela est évident d'après la description ci-
dessus, une tendance telle que la zone périphérique externe de la tranche W est polie de façon préférentielle lors d'un polissage de la tranche W dans la condition de non-uniformité de vitesse dans un même plan, laquelletendance n'a pas été obtenue dans la technique antérieure, peut être obtenue en disposant la plaque mince 20 sur la surface supérieure du diaphragme 25 de la tête de maintien de tranche de sorte qu'une torsion du diaphragme est réduite. Par conséquent, même dans le cas de l'utilisation d'un appareil présentant une tendance telle que la zone centrale de la tranche W est polie de façon préférentielle même dans la condition d'uniformité de vitesse dans un même plan, une surface polie de façon uniforme souhaitée peut être obtenue par la mise en oeuvre de l'appareil dans la condition de non-uniformité
de vitesse dans un même plan.
L'appareil de polissage de tranches et le procédé de fabrication de tranches de la présente invention
permettent d'obtenir les avantages suivants.
Conformément à la présente invention, du fait que la plaque mince est disposée en contact avec une partie du diaphragme, une déformation du diaphragme dans la direction axiale (verticale) peut être limitée. De ce fait, une force de pression agissant sur la bague de retenue depuis le diaphragme peut être réduite. La réduction de la force de pression agissant sur la bague de retenue permet qu'une force de pression agissant sur le patin de polissage depuis la bague de retenue soit réduite. Il en résulte que lorsque le patin de polissage est fait d'un matériau mou et est susceptible de provoquer une déformation ondulatoire, par exemple, on peut empêcher la déformation ondulatoire en disposant la plaque mince sur le corps de tête et on peut empêcher que la surface de tranche soit excessivement polie au niveau
du bord périphérique externe.
Du fait que la plaque mince est fixée par les moyens de fixation (c'est-à-dire un second dispositif de fixation et un troisième dispositif de fixation) respectivement au support et à la bague de retenue, le diaphragme étant maintenu entre ceux-ci, on réduit une torsion du diaphragme dans le sens de rotation de la tête tandis qu'on limite la déformation du diaphragme dans le sens vertical. Par conséquent, la surface de tranche est
polie de façon uniforme.
Un certain nombre de trous sont distribués annulairement dans la plaque mince, chacun des trous s'étendant depuis le côté du centre dans le plan de la plaque mince vers l'extérieur dans le sens de rotation de la tête, de sorte que les parties de liaison entre des trous adjacents puissent fléchir. De ce fait, la plaque mince peut être déformée de façon élastique et une dilatation ainsi qu'une contraction élastiques du diaphragme sont maintenues. Il en résulte que les déplacements (flottement) du support et de la bague de retenue dans la direction axiale peuvent être maintenus de manière qu'ils ne provoquent pas de déformation ondulatoire. De même, une torsion agissant sur le diaphragme dans le sens de rotation est réduite dans un état o la tranche maintenue sur la tête de maintien de tranche est mise en rotation tout en étant en contact avec le patin de polissage. Il en résulte que la tranche
peut être polie uniformément.
Du fait que les trous sont formés radialement vers l'intérieur et vers l'extérieur du troisième dispositif de fixation suivant une distribution annulaire de chaque côté, on stabilise une déformation élastique de la plaque mince. De ce fait, la dilatation et la contraction élastiques du diaphragme sont maintenues de façon sûre, et les déplacements du support et de la bague de retenue dans la direction axiale peuvent être maintenus de manière qu'ils ne provoquent pas de déformation ondulatoire. De même, la torsion agissant sur le diaphragme dans le sens de rotation quand la tranche montée sur la tête de maintien de tranche est mise en rotation tout en étant en contact avec le patin de polissage est réduite. Il en résulte qu'un polissage
stable de la tranche peut être obtenu.
Les trous formés radialement vers l'intérieur du
troisième dispositif de fixation sont positionnés au-
dessus d'un interstice entre le support et la bague de retenue, et les trous formés radialement vers l'extérieur
du troisième dispositif de fixation sont positionnés au-
dessus d'un interstice entre la bague de retenue et la paroi périphérique du corps de tête. De ce fait, une déformation élastique de la plaque mince dans des zones comprenant les trous et leurs environs est maintenue
stable.
Du fait que les trous sont formés de façon à présenter une largeur dans le sens de rotation de la tête plus grande que la largeur de la partie de liaison entre deux trous adjacents parmi les trous, la partie de liaison fléchit facilement. De ce fait, une dilatation et une contraction élastiques du diaphragme sont maintenues plus facilement, et la tranche peut être polie uniformément par le développement d'un effet de
flottement satisfaisant.
Du fait que le diaphragme et la plaque mince sont fixés l'un à l'autre, une entretoise étant intercalée entre ceux-ci, le diaphragme et la plaque mince sont accouplés d'une manière plus stable, et la plaque mince peut être empêchée de se déformer lorsqu'elle est fixée
au diaphragme.
Claims (8)
1. Appareil de polissage de tranches comprenant un plateau (103) incluant un patin de polissage (102) collé à une surface de celui-ci, et une tête (Hi; H2) de maintien de tranche destinée à maintenir une tranche (W) devant être polie et à amener une première surface de ladite tranche (W) jusqu'au contact dudit patin (102) de polissage, en polissant ainsi ladite tranche (W) en faisant tourner séparément ladite tête (Hi; H2) de maintien de tranche et ledit plateau (103), ladite tête (Hl; H2) de maintien de tranche comprenant: un corps de tête (1; 22) constitué d'une plaque supérieure (la; 23) et d'une paroi périphérique tubulaire (lb; 24) disposée au-dessous d'une périphérie externe de ladite plaque supérieure (la; 23); un diaphragme (2; 25) tendu à l'intérieur dudit corps de tête (1) perpendiculairement à l'axe (L) de la tête; un mécanisme de régulation de pression (5; 40) destiné à réguler une pression d'un fluide remplissant une chambre de fluide (15; 34) définie entre ledit diaphragme (2; 25) et ledit corps de tête (1; 22); un support (3; 26) fixé audit diaphragme (2; 25) en vue de pouvoir être déplacé dans la direction de l'axe (L) de la tête en même temps que ledit diaphragme (2; ), et maintenant l'autre surface de ladite tranche (W) devant être polie; une bague de retenue (4; 27) disposée concentriquement entre une surface interne de ladite paroi périphérique (lb; 24) et une surface périphérique externe dudit support (3; 26), et fixée audit diaphragme (2; 25) en vue de pouvoir être déplacée dans la direction de l'axe de la tête en même temps que ledit diaphragme (2; 25), ladite bague de retenue (4; 27) étant amenée jusqu'au contact dudit patin (102) de polissage durant un polissage; ladite tête (Hi; H2) étant caractérisée en ce qu'elle comprend: une plaque mince annulaire (10; 20; 20') disposée en contact avec au moins une partie dudit diaphragme (2; 25); et un dispositif de fixation (7, 7a; 31, 31a) destiné à fixer ladite plaque mince (10; 20; 20') audit corps de tête tandis que ladite plaque mince (10; 20; 20') fait saillie depuis ledit corps de tête (1; 22) en
suivant une surface dudit diaphragme (2; 25).
2. Appareil de polissage de tranches selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un second dispositif de fixation (32, 32a) et un troisième dispositif de fixation (33, 33a) destinés à fixer ladite plaque mince (20; 20') respectivement audit support (26) et à ladite bague de retenue (27), ledit
diaphragme (25) étant maintenu entre ceux-ci.
3. Appareil de polissage de tranches selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que des trous (42a, 42b, 42c, 42d) sont distribués annulairement dans ladite plaque mince (20; 20'), chacun desdits trous (42a, 42b, 42c, 42d) s'étendant depuis le côté du centre dans un plan de la plaque mince vers l'extérieur dans le
sens de rotation de ladite tête.
4. Appareil de polissage de tranches selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits trous (42a, 42b, 42c, 42d) sont formés radialement vers l'intérieur et vers l'extérieur dudit troisième dispositif de fixation (33, 33a) suivant une distribution
annulaire, de chaque côté.
5. Appareil de polissage de tranches selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits trous (42a; 42c) formés radialement vers l'intérieur dudit
troisième dispositif de fixation sont positionnés au-
dessus d'un interstice (52a) entre ledit support (26) et ladite bague de retenue (27), et en ce que lesdits trous (42b; 42d) formés radialement vers l'extérieur dudit troisième dispositif de fixation (33, 33a) sont positionnés au-dessus d'un interstice (52b) entre ladite bague de retenue (27) et ladite paroi périphérique dudit
corps de tête (22).
6. Appareil de polissage de tranches selon l'une
quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce
que lesdits trous (42a, 42b, 42c, 42d) sont formés de façon à présenter une largeur (hz, h2, h3, h4) dans le sens de rotation de ladite tête (Hl, H2) plus grande qu'une largeur d'une partie de liaison entre deux trous
adjacents parmi lesdits trous (42a, 42b, 42c, 42d).
7. Appareil de polissage de tranches selon l'une
quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce
que ledit diaphragme (25) et ladite plaque mince (20; 20') sont fixés l'un à l'autre, une entretoise étant
intercalée entre ceux-ci.
8. Procédé de fabrication de tranches (W) comprenant les étapes consistant à maintenir une tranche (W) devant être polie sur une tête de maintien de tranche (H1, H2) installée dans l'appareil de polissage de tranches selon
l'une quelconque des revendications 1 à 7, et à polir
ladite tranche (W) tandis que ladite tranche (W) est pressée contre un patin de polissage (102), en fabriquant
ainsi une tranche polie.
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