TWI359719B - - Google Patents

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TWI359719B
TWI359719B TW097121414A TW97121414A TWI359719B TW I359719 B TWI359719 B TW I359719B TW 097121414 A TW097121414 A TW 097121414A TW 97121414 A TW97121414 A TW 97121414A TW I359719 B TWI359719 B TW I359719B
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Description

1359719 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13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14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 疋板7之間》—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- 1359719 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1 6 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3a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1 7 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3b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3c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- 1359719 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la的倒角部分3b,因此由該插入件8 之上述金屬板la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is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 - 1359719 . 爲了達成上述目 基板設置用以形成工 定比載具基板更爲軟 爲上述工件保持孔的 周的至少一部分,朝 有角部的角溝形的扣 少一部分,朝該插入 φ 上述扣止溝之角部的 止突條嵌合、扣止在 定在載具基板。 在本發明中,上 . V字形、梯形、3字 在本發明中,亦 預定間隔切割成凹狀 凹部、及介在於相鄰 Φ 插入件的外周係形成 介在於相鄰接的凸部 彼此相嵌合的凹部與 述扣止溝與扣止突條 (發明之效果) 藉由本發明,由 止突條嵌合、扣止在 形的扣止溝,因此該 的,藉由本發明,係在金屬製的載具 件保持孔的開口,在該開口的內周固 質的插入件,將該插入件的內側形成 工件載具,其特徵爲:在上述開口內 該開口的圓周方向延伸設置在溝壁具 止溝,並且在上述插入件之外周的至 件的圓周方向延伸設置具備有適合於 角部的角形剖面的扣止突條,將該扣 上述扣止溝內,藉此將上述插入件固 述扣止溝及扣止突條的剖面形狀係以 衫之任一者爲宜。 可將上述載具基板之開口的口緣隔著 ,藉此在該開口的內周形成有複數個 接之凹部間的突出部,此外,在上述 有:嵌合在上述凹部的複數個凸部; 間且供上述突出部嵌合的凹陷部,在 凸部及/或突出部與凹陷部形成有上 於使形成在插入件之外周的角形的扣 形成於載具基板之開口之內周的角溝 插入件相對於載具基板的扣止力較大 1359719 ,難以產生沿著將圓料狀扣止溝與扣止突條組合而成 知品之類的扣止溝而滑動。結果,確實防止因工件進 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,即 插入件的內外徑方向寬度較寬,該扣止突條係藉由嵌 上述扣止溝而以載具基板由兩側予以覆蓋,因此該插 之延伸於上述開口之內周端更爲內側而在載具的上下 露出的露出寬度較窄,因此,防止工件硏磨加工時之 件的磨損,亦具有防止隨著該插入件的磨損所引起之 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者 工件載具10係呈圓板形,在外周具有齒輪11,並且 具面內具有呈圓形之1個以上的工件保持孔12,因此 14圖所示之周知例相同地,在使圓形的工件W嵌合 在上述工件保持孔1 2內的狀態下,使外周的齒輪1 1 在平面硏磨裝置的太陽齒輪4與內齒輪5而介在於上 板6與下固定板7之間,一面以上述太陽齒輪4與內 5使該工件載具10自轉及公轉,一面藉由上下固定板 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 鋼或鈦等硬質金屬板所構成之圓形載具基板13的外 成上述齒輪11,並且在該載具基板13的板面內形成 之習 行硏 使該 合在 入件 面所 插入 工件 。該 在載 與第 保持 咬合 固定 齒輪 6、 、SK 周形 用以 -8 - 1359719 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Η, 且將該插入件15的內側形成爲上述工件保持孔12。 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15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15之對於載具基板13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13之開口 14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 13的方法、或在將合成樹脂以板狀射出成形在上述開口 14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15及工件保持孔12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 14的口緣隔著一定間隔切成凹狀,藉此以 等間隔位於該開口 14的圓周方向的複數個凹部18;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 - 1359719 在溝內的一部分具有角部22a的角溝形扣止溝22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18與突出部19的開口 14, 對上述插入件15進行射出成形,藉此在該插入件15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21,並且在上述凹陷部21的外周面,以朝該插 φ 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23a的角形剖面的扣止突條23,藉由該扣止突 條23嵌合、扣止在上述扣止溝22,使該插入件15以強固 .地固定在上述載具基板13之開口 14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18a與插入件15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18的內周面18a與凸部20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23,來取代在上述突出部19與凹陷部21設置扣止溝 22與扣止突條23。 上述扣止溝22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22b、22b,在該等側壁22b -10- 1359719 、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2 3 b、2 3 b,在該等側壁相交的前端部 分形成有上述角部23 a。此時,上述扣止溝22及扣止突條 23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 φ 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15的厚度相等,但是 如第7圖所示,上述扣止溝22的最大溝寬及扣止突條23 的最大突條厚度亦可小於載具基板13及插入件15的厚度 〇 上述插入件15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 φ 件15亦可以可更換的方式予以安裝。 其中’若將插入件15如上所述與射出成形同時固定 在載具基板13,該插入件15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13而進行。 如上述所形成的工件載具1 〇係使形成在插入件1 5之 外周面的角形剖面的扣止突條2 3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15安裝在載具基板13,因此插入件15對於該 -11 - 1359719 載具基板13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15係可縮小在載具基板13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15的外周形成上述扣止 突條23,藉此該插入件15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13的 扣止溝22內而由載具基板13以兩側予以覆蓋,因此實際 上由載具基板13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15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13的扣止溝22 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1 〇 圖所示之剖面形狀。 第8圖所示之工件載具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22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2 2 c,在該等側 -12- 1359719 壁22b、22b與底壁22c相交叉的部分形成有2個角部22a 。同樣地,上述扣止突條23亦具有彼此反向而且呈前端 狹窄狀傾斜的2個側壁23b、23b :及將該等側壁彼此相連 結的平坦的端壁23c,在該等側壁23b、23b與端壁23c相 交叉的部分形成有2個角部23a。 此時亦與第7圖所示之例相同地,可將上述扣止溝22 的最大溝寬及扣止突條23之最大突條厚度形成爲小於載 具基板13及插入件15的厚度。 此外,第9圖所示之工件載具10係扣止溝22與扣止 突條23具有大致:3字形的剖面形狀者,上述扣止溝22係 具有保持一定間隔而彼此平行延伸的2個側壁22 d、22d ; 及將該等側壁彼此相連結的平坦的底壁22c,在該等側壁 22d、22d與底壁22c相交叉的部分形成有2個角部22a, 上述扣止突條23亦具有彼此平行延伸的2個側壁23d、 23d及平坦的端壁23c,在該等側壁23d、23d與端壁23c 相交叉的部分形成有2個角部23 a。 此外,在第10圖所示之工件載具10中,扣止溝22 與扣止突條23具有大致V字形的剖面形狀,但是藉由使 2個側壁22b、22b及23b、23b的傾斜角度在中間位置產 生變化,使得在該側壁的中間位置亦形成有角部22a、23a 。此時亦可形成如第8圖所示之平坦的底壁22c及端壁 23c ° 關於形成在載具基板13的突出部19及形成在插入件 1 5的凹陷部21的形狀,亦在第3圖所示之例中,該等係 -13- 1359719 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11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,突出部丨9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13中,與上述突出 部19相鄰接的凹部18係形成內側漸寬狀,在插入件I5 中,與上述凹陷部21相鄰接的凸部20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,當布載具本體的開口 14 安裝插入件15,在該開口 14的口緣與插入件15的外周形 成相互嵌合的凹部18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- 1359719 圖。 弟2圖係弟1圖之局部放大圖。 第3圖係更加放大顯不第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12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- 1359719 第16圖係其他習知之工作 第17圖係另一其他習知 圖。 第18圖係另一其他習知 圖。 :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
【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 3a :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 8b :角溝 8c :部分 1 0 :工件載具 1 1 :齒輪 -16 - 1359719 1 2 :工件保持孔 1 3 :載具基板 1 4 :開口 1 5 :插入件 18 :凹部 1 8a :內周面 19 :突出部
20 :凸部 20a :外周面 2 1 :凹陷部 2 2 :扣止溝 22a :角部
2 2 b :側壁 22c :底壁 2 3 :扣止突條 23a :角部 2 3 b :側壁 23c :端壁 Η :露出寬度 -17

Claims (1)

1359719 第097121414號專利申請案中文申請專利範圍修正本 民國100年12月: 十、申請專利範圍 1. —種工件載具,係在金屬製的載具基板設 形成工件保持孔的開口,在該開口的內周固定比載 更爲軟質的插入件,將該插入件的內側形成爲上述 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 延伸設置在溝壁具有角部的角溝形的扣止溝,並且 插入件之外周的至少一部分,朝該插入件的圓周方 設置具備有適合於上述扣止溝之角部的角部的角形 扣止突條’將該扣止突條嵌合、扣止在上述扣止溝 此將上述插入件固定在載具基板,上述插入件的厚 述載具基板的厚度相同,且上述扣止溝及扣止突條 形狀,相對於上述載具基板及插入件之厚度之中心 形》 2. 如申請專利範圍第1項之工件載具,其中 扣止溝及扣止突條的剖面形狀爲V字形、梯形、12 任一者。 3-如申請專利範圍第1項或第2項之工件載 中,將上述載具基板之開口的口緣隔著預定間隔切 狀,藉此在該開口的內周形成有複數個凹部、及介 鄰接之凹部間的突出部,此外,在上述插入件的外 成有:嵌合在上述凹部的複數個凸部;及介在於相 日修正 置用以 具基板 工件保 周方向 在上述 向延伸 剖面的 內,藉 度與上 之剖面 呈對稱 ,上述 字形之 具,其 割成凹 在於相 周係形 鄰接的 1359719 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。 -2- 1359719 第097121414號專利申請案 中文圖式修正頁 民國1〇〇年12月2曰修正770629 第1圖
1359719
第3圖
1359719
22a 〒 22b 10 第10圖 15 131359119
•15 1? 18
20 第13¾
1359719 第14圖
第15圖 8a
3a 第16圖
3a 1359719 第17圖
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