TW200914199A - Workpiece carrier - Google Patents

Description

200914199 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於以平面硏磨裝置將半導體晶圓或磁碟基 板、光碟基板、或玻璃碟片基板之類之呈圓板狀或角板狀 的工件進行硏磨加工時，用在保持該等工件的工件載具。 【先前技術】 當以例如擦磨（rubbing)裝置或拋光（polishing)裝 置等平面硏磨裝置對於上述之各種工件的表面進行硏磨加 工時，對於該工件的保持係使用如第1 3圖所示的工件載 具1。該工件載具1係呈圓板形，在外周具有齒輪2，並 且具有1個以上的工件保持孔3，因此在該工件保持孔3 內嵌合並保持工件W的狀態下，如第1 4圖所示，使外周 的齒輪2與平面硏磨裝置的太陽齒輪（sun gear) 4與內 齒輪（internal gear ) 5相咬合而配設在上固定板6與下固 定板7之間，一面利用上述太陽齒輪4與內齒輪5使該工 件載具1自轉及公轉，一面將該工件載具1所保持的工件 W藉由上下的固定板6、7進行硏磨加工。 上述工件載具1通常係由不銹鋼或SK鋼等硬質的金 屬素材所形成。因此，工件 W進行硏磨加工時，若該工 件接觸到工件保持孔3的內周，會有受到損傷而形成爲不 良品之虞。 因此，自以往以來，例如專利文獻1至4之記載所示 ，在工件保持孔的內周安裝呈環狀的軟質插入件，使工件 -4- 200914199 的外周接觸該插入件的各種工件載具已被提出。 但是，如第1 5圖所示，專利文獻1所記載的工件載 具係在於該工件載具1的厚度方向具有平坦的內周面3a 的圓形工件保持孔3的內部，嵌合在厚度方向具有平坦的 外周面8a的圓環狀插入件（薄板保持部）8，利用接著劑 等固接該插入件8的外周面8a與工件保持孔3的內周面 3a，由於接著平坦的圓周面彼此，因此藉由工件硏磨時的 作用力使該等的接著部分剝離，使插入件8傾斜或在工件 保持孔3的軸線方向位置偏移，而有易於脫落的缺點。 此外，專利文獻2及專利文獻3所記載的係如第16 圖所示，將圓形的工件保持孔3的內周面3a形成在凹狀 曲面，藉由在該凹狀曲面部嵌合接著外周面8a呈突狀曲 面的環狀插入件（緩衝材）8而予以固定，但是由於爲平 滑的曲面彼此的接著，因此插入件8會沿著上述曲面狀的 內周面3 a而位置偏移，最後導致脫落。 另一方面，專利文獻4所記載的工件載具係如第17 圖所示，在設在金屬板la的工件保持孔（貫穿孔）3的口 緣的一部分或全部形成倒角部分3b，利用插入件（樹脂成 型層積物）8被覆該工件保持孔3的周邊部與內周部，因 此在上述倒角部分3 b中，插入件8係在由外側包覆工件 保持孔3之孔緣部分的狀態下予以被覆。換言之，形成爲 在插入件8的外周的角溝8b內嵌合工件保持孔3之呈角 形的孔緣3 c的形式。因此，與上述引用文獻1至3之記 載相比較，較難以產生插入件8的位置偏移，在脫落防止 -5- 200914199 方面較爲有效。 但是，該專利文獻4所記載的工件載具1係由插入件 8由外側覆蓋金屬板1 a的倒角部分3b，因此由該插入件8 之上述金屬板1 a延出至工件保持孔3的內側，於載具的 上下面所露出的部分8c的露出寬度Η必定變大，在工件 W進行硏磨加工時’如第18圖所示，比金屬板la更爲軟 質的該插入件8因上下的固定板而受到硏磨而易於磨損。 接著，如上所示當插入件8磨損時，工件W之端部的硏 磨量會變多，容易在該端部中產生平面度降低之「面下垂 」的現象。 (專利文獻1)日本特開2003-305637號公報 (專利文獻2)日本特開2000-288922號公報 (專利文獻3)日本特開2006-68895號公報 (專利文獻4)日本特開2002-18708號公報 【發明內容】 (發明所欲解決之課題） 因此，本發明的目的在解決工件載具中之上述習知的 問題，提供一種：設在工件保持孔之內周部分的插入件難 以產生位置偏移或脫落等’並且防止該插入件進行工件硏 磨加工時的磨損，防止隨著該插入件的磨損以致工件外周 部的面下垂的工件載具。 (解決課題之手段） -6 - 200914199 爲了達成上述目的，藉由本發明，係在金屬製的載具 基板設置用以形成工件保持孔的開口，在該開口的內周固 定比載具基板更爲軟質的插入件，將該插入件的內側形成 爲上述工件保持孔的工件載具，其特徵爲：在上述開口內 周的至少一部分，朝該開口的圓周方向延伸設置在溝壁具 有角部的角溝形的扣止溝，並且在上述插入件之外周的至 少一部分，朝該插入件的圓周方向延伸設置具備有適合於 上述扣止溝之角部的角部的角形剖面的扣止突條，將該扣 止突條嵌合、扣止在上述扣止溝內，藉此將上述插入件固 定在載具基板。 在本發明中，上述扣止溝及扣止突條的剖面形狀係以 v字形、梯形、3字形之任一者爲宜。 在本發明中，亦可將上述載具基板之開口的口緣隔著 預定間隔切割成凹狀，藉此在該開口的內周形成有複數個 凹部、及介在於相鄰接之凹部間的突出部，此外，在上述 插入件的外周係形成有：嵌合在上述凹部的複數個凸部； 介在於相鄰接的凸部間且供上述突出部嵌合的凹陷部，在 彼此相嵌合的凹部與凸部及/或突出部與凹陷部形成有上 述扣止溝與扣止突條。 (發明之效果） 藉由本發明，由於使形成在插入件之外周的角形的扣 止突條嵌合、扣止在形成於載具基板之開口之內周的角溝 形的扣止溝，因此該插入件相對於載具基板的扣止力較大 200914199 ，難以產生沿著將圓弧狀扣止溝與扣止突條組合而 知品之類的扣止溝而滑動。結果，確實防止因工件 磨加工時的作用力以致插入件的位置偏移或脫落等 而且，由於上述插入件在外周具有扣止突條， 插入件的內外徑方向寬度較寬，該扣止突條係藉由 上述扣止溝而以載具基板由兩側予以覆蓋，因此該 之延伸於上述開口之內周端更爲內側而在載具的上 露出的露出寬度較窄，因此，防止工件硏磨加工時 件的磨損，亦具有防止隨著該插入件的磨損所引起 外周部的面下垂的優點。 【實施方式】 第1圖係顯示本發明之工件載具之一實施形態 工件載具1 0係呈圓板形，在外周具有齒輪1 1，並 具面內具有呈圓形之1個以上的工件保持孔12，因 1 4圖所示之周知例相同地，在使圓形的工件W嵌 在上述工件保持孔1 2內的狀態下，使外周的齒輪] 在平面硏磨裝置的太陽齒輪4與內齒輪5而介在於 板6與下固定板7之間，一面以上述太陽齒輪4與 5使該工件載具10自轉及公轉，一面藉由上下固定 7來將上述工件W進行硏磨加工。 由第2圖可知，上述工件載具10係在由不銹: 鋼或欽等硬質金屬板所構成之圓形載具基板1 3的 成上述齒輪11，並且在該載具基板13的板面內形 成之習 進行硏 〇 即使該 嵌合在 插入件 下面所 之插入 之工件 者。該 且在載 此與第 合保持 I咬合 上固定 內齒輪 板6、 鋼、SK 外周形 成用以 -8- 200914199 形成上述工件保持孔12的開口 14，在該開口 14的內周， 固定與工件w的外周接觸的中空狀（環狀）插入件15, 且將該插入件1 5的內側形成爲上述工件保持孔1 2。 上述插入件15係以比上述載具基板13更爲軟質的合 成樹脂等素材所形成，緩衝式接觸工件W的外周者，在 圖示之例中，其厚度係形成爲與上述載具基板13的厚度 相等（參照第4圖）。但是，上述插入件1 5的厚度可形 成爲比載具基板13的厚度爲厚，亦可形成爲較薄。 上述插入件1 5之對於載具基板i 3的安裝係以藉由射 出成形來進行爲宜。以其方法而言，係有將合成樹脂沿著 上述載具基板1 3之開口 1 4的內周以環狀進行射出成形， 藉此將上述插入件15在其成形的同時安裝在該載具基板 1 3的方法、或在將合成樹脂以板狀射出成形在上述開口 1 4之內部全體之後’將該合成樹脂板鑽孔成環狀，藉此形 成上述插入件1 5及工件保持孔1 2的方法等。如上所示將 插入件15在進行射出成形的同時安裝在載具基板13的方 法係如上述專利文獻4之記載所示爲眾所周知的技術，因 此省略詳細説明之。 由於將上述插入件15強固地固定在載具基板13，因 此由第2圖及第3圖可知，形成有：在上述開口 14的內 周，將該開口 1 4的口緣隔著一定間隔切成凹狀，藉此以 等間隔位於該開口 1 4的圓周方向的複數個凹部1 8 ;及介 在於相鄰接之凹部18、18間的複數個突出部19。接著， 由第4圖及第5圖亦可知，在上述突出部19的內周面， -9- 200914199 在溝內的一部分具有角部2 2 a的角溝形扣止溝2 2係朝上 述開口 14的圓周方向延伸設置。 如上所示對於形成有凹部1 8與突出部1 9的開口 1 4， 對上述插入件1 5進行射出成形，藉此在該插入件1 5的外 周係在該插入件15的圓周方向交替形成有：嵌合於上述 凹部18的複數個凸部20及上述突出部19所嵌合的複數 個凹陷部2 1 ’並且在上述凹陷部21的外周面，以朝該插 入件15的圓周方向延伸設置具備有適於上述扣止溝22之 角部的角部2 3 a的角形剖面的扣止突條2 3，藉由該扣止突 條2 3嵌合、扣止在上述扣止溝22，使該插入件1 5以強固 地固定在上述載具基板1 3之開口 1 4的內周部分的狀態下 予以安裝。 在圖示之例中，上述載具基板13中之凹部18的內周 面1 8a與插入件1 5中之凸部20的外周面20a係分別如第 6圖所示在該載具基板13及插入件15的厚度方向形成爲 筆直的面’在該等面並未形成有如上所述的扣止溝22或 扣止突條2 3。 但是’在該等凹部i 8的內周面1 8 a與凸部2 0的外周 面20a亦可同時地形成上述扣止溝22與扣止突條23。或 者亦可在該等凹部18與凸部20形成扣止溝22與扣止突 條2 3 ’來取代在上述突出部1 9與凹陷部2 1設置扣止溝 2 2與扣止突條2 3。 上述扣止溝2 2係呈剖面V字形者，具有彼此逆向且 呈內部狹窄狀傾斜的2個側壁2 2 b、2 2 b，在該等側壁2 2 b -10- 200914199 、22b相交的溝底部分形成有上述角部22a。因此，上述 扣止突條23亦呈剖面V字形，具有彼此逆向且呈前端狹 窄狀傾斜的2個側壁23b、23b，在該等側壁相交的前端部 分形成有上述角部23a。此時，上述扣止溝22及扣止突條 2 3的剖面形狀可如第4圖及第5圖所示呈對稱形，亦可呈 非對稱形。 此外，上述扣止溝22係將其溝口部分的最大溝寬形 成爲與載具基板13的厚度相等，扣止突條23亦將其基端 部的最大突條厚度形成爲與插入件1 5的厚度相等，但是 如第7圖所示，上述扣止溝2 2的最大溝寬及扣止突條2 3 的最大突條厚度亦可小於載具基板1 3及插入件1 5的厚度 〇 上述插入件1 5亦可藉由鑽孔加工或衝壓成形或射出 成形等適當製法形成爲獨立的構件，嵌入上述載具基板13 之開口 14的內周，藉由接著劑予以固定。此時，該插入 件15亦可以可更換的方式予以安裝。 其中，若將插入件1 5如上所述與射出成形同時固定 在載具基板1 3，該插入件1 5亦可在產生磨損或破損的情 形下進行更換。其更換係藉由在去除舊的插入件之後，將 新的插入件與射出成形同時固定在載具基板1 3而進行。 如上述所形成的工件載具1 0係使形成在插入件1 5之 外周面的角形剖面的扣止突條23嵌合、扣止在形成在載 具基板1 3之開口 14的內周面的角溝形的扣止溝22，藉此 將該插入件1 5安裝在載具基板1 3，因此插入件1 5對於該 -11 - 200914199 載具基板1 3的扣止力較大，難以發生沿著將圓弧狀的扣 止溝與扣止突條組合而成的習知品之類的扣止溝滑動的情 形。因此，確實地防止工件進行硏磨加工時的作用力而造 成插入件1 5脫落等。 而且，上述插入件1 5係可縮小在載具基板1 3之開口 14的更爲內側延伸而在載具的上下面露出的露出寬度，因 此難以發生在工件進行硏磨加工時因與上下固定板接觸而 造成的磨損。亦即，在該插入件1 5的外周形成上述扣止 突條23，藉此該插入件1 5之內外徑方向的外觀的構件寬 度即使較大，該扣止突條23係藉由嵌合在載具基板1 3的 扣止溝22內而由載具基板1 3以兩側予以覆蓋，因此實際 上由載具基板1 3所露出的插入件的露出寬度會變小。接 著’如上所示插入件1 5的露出寬度變小而難以磨損的結 果，因該插入件1 5磨損而使工件端部的硏磨量變多，而 難以產生平面度降低之「面下垂」的現象。 在上述實施形態中，形成在載具基板1 3的扣止溝2 2 及形成在插入件1 5的扣止突條2 3係具有V字形的剖面形 狀，但是該等剖面形狀若爲彼此互相適合的角形剖面形狀 ，即可爲除此以外的形狀，例如可形成爲如第8圖至第i 〇 圖所示之剖面形狀。 第8圖所不之工件載具1〇係扣止溝22及扣止突條23 分別具有大致梯形的剖面形狀。亦即，上述扣止溝2 2係 具有彼此反向而且呈內部狹窄狀傾斜的2個側壁22b、22b :及將該等側壁彼此相連結的平坦的底壁22c，在該等側 -12- 200914199 壁22b、22b與底壁22c相交叉的部分形成有： 。同樣地，上述扣止突條2 3亦具有彼此反向 狹窄狀傾斜的2個側壁2 3 b、2 3 b ;及將該等側 結的平坦的端壁2 3 c，在該等側壁2 3 b、2 3 b與 交叉的部分形成有2個角部2 3 a。 此時亦與第7圖所示之例相同地，可將上 的最大溝寬及扣止突條23之最大突條厚度形 具基板13及插入件15的厚度。 此外，第9圖所示之工件載具1 0係扣止為 突條23具有大致ri字形的剖面形狀者，上述手丨 具有保持一定間隔而彼此平行延伸的2個側壁 及將該等側壁彼此相連結的平坦的底壁2 2 c， 22 d、22d與底壁22c相交叉的部分形成有2個 上述扣止突條23亦具有彼此平行延伸的2個 23d及平坦的端壁23c，在該等側壁23d、23d 相交叉的部分形成有2個角部2 3 a。 此外，在第10圖所示之工件載具10中 與扣止突條23具有大致V字形的剖面形狀， 2個側壁22b、22b及23b、23b的傾斜角度在 生變化，使得在該側壁的中間位置亦形成有角； 。此時亦可形成如第8圖所示之平坦的底壁 2 3 c 〇 關於形成在載具基板1 3的突出部1 9及形 1 5的凹陷部21的形狀，亦在第3圖所示之例 2個角部22a 而且呈前端 壁彼此相連 端壁2 3 c相 述扣止溝22 成爲小於載 導22與扣止 ：!止溝22係 22d 、 22d ； 在該等側壁 3角部22a， 側壁23d、 與端壁23c ，扣止溝22 但是藉由使 中間位置產 部 22a 、 23a 22c及端壁 成在插入件 中，該等係 -13- 200914199 呈大致矩形’但是並非限定爲如上所示之形狀，亦可形成 爲可相互嵌合的其他任意形狀，例如第1 1圖或第12圖所 示之形狀。 在第11圖所示之例中，突出部19與凹陷部21均形 成鳩尾形’其中’突出部19係呈前端漸寬狀，凹陷部21 係呈內側漸寬狀。因此，在載具基板1 3中，與上述突出 部1 9相鄰接的凹部1 8係形成內側漸寬狀，在插入件i 5 中’與上述凹陷部21相鄰接的凸部2 〇係呈前端漸寬狀。 另一方面’在第12圖所示之例中，突出部19與凹陷部21 係形成爲大致C字形。 此外’在上述實施形態中，當在載具本體的開口 i 4 安裝插入件1 5 ’在該開口 1 4的口緣與插入件！ 5的外周形 成相互嵌合的凹部1 8與凸部20，但是亦可無須形成如上 所示的凹部18與凸部20’在跨及全周具有均一內徑的開 口 14嵌接跨及全周具有均一外徑的插入件15。此時，上 述扣止溝22與扣止突條23係可連續性地形成在上述開口 14的內周全體及插入件15的外周全體，亦可局部性或斷 續性地形成。 其中，上述工件保持孔1 2並不限於上述實施形態所 示之圓形，當應保持的工件爲矩形或其他角形形狀時，則 配合該工件而形成爲矩形或其他角形形狀。 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示本發明之工件載具之一實施形態的俯視 -14- 200914199 圖。 第2圖係第1圖之局部放大圖。 第3圖係更加放大顯示第2圖之一部分的局部放大圖 〇 第4圖係第3圖中A-A線的剖面圖。 第5圖係第4圖中將插入件由載具基板分離之狀態的 分解圖。 第6圖係第3圖中B - B線的剖面圖。 第7圖係顯示扣止溝與扣止突條之不同形狀例之與第 4圖相同位置的剖面圖。 第8圖係顯示扣止溝與扣止突條之另外不同形狀例之 與第4圖相同位置的剖面圖。 第9圖係顯示扣止溝與扣止突條之另外不同形狀例之 與第4圖相同位置的剖面圖。 第1 〇圖係顯示扣止溝與扣止突條之另外不同形狀例 之與第4圖相同位置的剖面圖。 第11圖係顯示突出部與凹陷部之不同形狀例之與第3 圖相同位置的局部放大圖。 第1 2圖係顯示突出部與凹陷部之另外不同形狀例之 與第3圖相同位置的局部放大圖。 第1 3圖係習知之工件載具之俯視圖。 第14圖係顯示使用工件載具而以平面硏磨裝置將工 件進行硏磨加工之態樣的主要部位剖面圖。 第1 5圖係習知之工件載具之局部放大剖面圖。 -15- 200914199 載具之局部放大剖面圖。 之工件載具之局部放大剖面 之工件載具之局部放大剖面 第1 6圖係其他習知之工件 第1 7圖係另一其他習知 圖。 第1 8圖係另一其他習知 圖。 【主要元件符號說明】 W :工件 1 :工件載具 2 :齒輪 3 :工件保持孔 3 a :內周面 3 b :倒角部分 3 c :孔緣 4 :太陽齒輪 5 :內齒輪 6 :上固定板 7 :下固定板 8 :插入件 8a :外周面 8 b :角溝 8 c :部分 1 0 :工件載具 1 1 :齒輪 -16- 200914199 1 2 :工件保持孔 1 3 :載具基板 14 :開口 1 5 :插入件 1 8 :凹部 1 8a :內周面 1 9 :突出部 20 :凸部 20a :外周面 2 1 :凹陷部 22 :扣止溝 2 2 a :角部 22b ：俱丨]壁 22c :底壁 2 3 :扣止突條 2 3 a :角部 2 3 b :側壁 2 3 c :端壁 Η :露出寬度

Claims (1)

1. 200914199 十、申請專利範圍 1 · 一種工件載具，係在金屬製的載具基板 形成工件保持孔的開口，在該開口的內周固定比 更爲軟質的插入件，將該插入件的內側形成爲上 持孔的工件載具，其特徵爲： 在上述開口內周的至少一部分，朝該開口的 延伸設置在溝壁具有角部的角溝形的扣止溝，並 插入件之外周的至少一部分，朝該插入件的圓周 設置具備有適合於上述扣止溝之角部的角部的角 扣止突條’將該扣止突條嵌合、扣止在上述扣止 此將上述插入件固定在載具基板。 2. 如申請專利範圍第1項之工件載具，其 扣止溝及扣止突條的剖面形狀爲V字形、梯形、 任一者。 3. 如申請專利範圍第1項或第2項之工件 中’將上述載具基板之開口的口緣隔著預定間隔 狀’藉此在該開口的內周形成有複數個凹部、及 鄰接之凹部間的突出部，此外，在上述插入件的 成有：嵌合在上述凹部的複數個凸部；及介在於 凸部間且供上述突出部嵌合的凹陷部，在彼此相 部與凸部及/或突出部與凹陷部形成有上述扣止 突條。 設置用以 載具基板 述工件保 圓周方向 且在上述 方向延伸 形剖面的 溝內，藉 中，上述 3字形之 載具，其 切割成凹 介在於相 外周係形 相鄰接的 嵌合的凹 溝與扣止 -18-