JPS6224964A - 円板形工作物の両面研摩加工方法および円板担体 - Google Patents

円板形工作物の両面研摩加工方法および円板担体

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JPS6224964A
JPS6224964A JP61121367A JP12136786A JPS6224964A JP S6224964 A JPS6224964 A JP S6224964A JP 61121367 A JP61121367 A JP 61121367A JP 12136786 A JP12136786 A JP 12136786A JP S6224964 A JPS6224964 A JP S6224964A
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JP
Japan
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workpiece
disc
opening
carrier
disc carrier
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JP61121367A
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English (en)
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ゲルハルト・ブレームト
インゴ・ハレル
オツトー・ローテンアイヘル
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Siltronic AG
Original Assignee
Wacker Siltronic AG
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/07Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool
    • B24B37/08Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for double side lapping

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、円板形工作物の外周に接する駆動装置によっ
て回転操作され、工作物よりも小さい厚さを有する円板
担体の開口内に装入されている工作物を研摩作用のある
懸濁液の添加下に、工作物の上面および下面に亘って移
動する表面形成体の間マ回転運動させることKより、円
板形工作物、殊に半導体円板の両面を研摩加工する方法
ならびに円板担体に関する。
〔従来技術〕
このような方法は、例えば半導体円板の両面をポリシン
グするかまたは粗研摩する際に使用することが1き5例
えば米国特許第3691694号明細書に記載されてい
るかまたはアイ・ビー・エム(IBM)技術内容報告書
、第15巻、&6.1972年11月、第1760頁〜
第1761頁に開示された論説(著者:ゲツツ(F、 
E、 Goetz)およびハウゼ(J、R,Hause
))に記載されている。この場合には、全部金属、例え
ば鋼薄板から完成されているか、または全部合成樹脂か
らなる円板担体が使用される。
金属からなる円板担体は、実際に長い可使時間を示すが
、加工過程の経過半に殊に屡・々脆い、機械的負荷に対
して不安定な半導体円板の際に、例えば端縁破譲のよう
な円板端縁での損島を惹き起こし、したがって加工した
円板の大部分は、もはや後使用することができない。こ
のような問題は、合成樹脂から完成された円板担体の場
合には起こらない。しかし、そのために可使時間は僅か
である。それというのも、殊に円板担体の外周は、駆動
装置、例えば遊星歯車装置による機械的負荷に長時間堪
えることができないから〒ある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従って、本発明の課題は、円板形工作物の両面を粗研摩
するかまたはポリシングするような研摩処理を、工作物
端縁の僅かな機械的応力のもとフ同時に長時間使用でき
る円板担体を使用して可能にする方法を記載することで
あった。
〔問題点を解決するための手段〕
この課題は、少なくとも外周が少なくとも100N/I
n2の引張強さを有する材料からなり、工作物の外周と
接触する範囲内に160〜8.113 N/、。
の弾性率を有する合成樹脂が設けられている円板担体を
使用することを特徴とする方法によって解決される。
この方法は、例えば円板形工作物の両面をポリシングす
るかまたは粗研摩するのに常用されている機械で当業者
に周知の条件のもとで実施することができる。殊に、例
えばシリコン、ゲルマニウム、砒化ガリウム、燐化ガリ
ウム、燐化イン・ジウムからなる半導体円板のように結
晶性材料からなる円板または例えばガリウム−ガドリニ
ウム−ガーネットのような酸化物材料からなる円板を研
摩加工することに適当fある。その上、この方法は、例
えばガラスのような他の脆性材料からなる円板形工作物
を研摩加工するために使用することもできる。
この場合、適当な円板担体材料は、駆動によつつて惹起
される機械的応力、とくに引張荷重および圧縮荷重に対
して十分な機械的安定性を有するようなものである。例
えばアルミニウムまたは殊に種々の鋼のような金属のよ
うに適当な材料は、共通に少なくとも100 N/it
 、有利には少なくとも1000 N/mrtt2の引
張強さを有する。これに関連して、円板担体の寿命を増
大させかつ加工すべき工作物の汚染を十分に克服するた
めに、選択した材料は、そのつど使用される研摩作用の
ある懸濁液、すなわち一般に研摩剤またはラップ剤によ
ってフきるだけ攻撃されないように注意すべき〒ある。
また、原則的((十分な引張強さの合成樹脂、すなわち
例えば多くのベークライト類または繊維強化材料は使用
してもよい。
工作物の外周と接触する合成樹脂としては、弾性によっ
て工作物円周の僅かな機械的負荷が保証されかつ加工過
程の間に同時に機械的安定性によって工作物の確実な取
り付けが保証されているような材料を使用することがで
きる。従って、原則的に適当なのは、1.0〜a、to
N/=〒 の弾性率を有するプラスチック、すなわち殊
にポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ノリエチレンまた
はポリテトラフルオルエチレンを基礎とする材料である
。しかし、この場合には、場合によって円板担体の合成
樹脂からなる範囲の形状寸法により生じる、機械的安定
性に対する影響を考慮に入れることも1きる。
本発明による方法を実施するのに適当な円板担体は、例
えば半導体円板を研摩加工1−るためにこの工作物の厚
さに応じて典型的には約150〜850μの厚さを有し
、種々の方法で形成させることができる。殊に、両面を
ポリリングするのに適当である1つの可能な実・施態様
は、例えば金属、有利に鋼薄板から完成された円形基板
からなる。
この円形基板は、円形の開口を有し、この開口内には合
成樹脂からなる表面形成体が嵌込まれていてもよく、こ
の表面形成体ば、その側で加工すべき工作物を収容する
のKM当な開口を有する。
このような表面形成体は、例えば有利には1〜10mm
の幅を有する合成樹脂からなるリングであり、その外径
は円板担体開口の内径よりも僅かに小さいように選択さ
れ、したがってこのリングは、この僅かな遊びのために
回転可能である。場合によっては、リングの案内は、回
転運動の際に例えば、開口の内部周面を一様に構成する
のではなく、内向きに円錐形になるようにt!1を成す
ることによって改善させることもできる。リングの内径
は、工作物が円形fある場合に一般に工作物の外径より
も僅かに大きくなるように選択され、したがってこのリ
ングは、固有運動、例えば回転のための間隙をも有する
。この円板担体の金属部分ならびに合成樹脂部分は、有
利には所望の形1打抜きによって和尚する厚さの金舅薄
板、有利に鋼薄板および合成樹脂シート、有利にはポリ
塩化ビニルシートから製造することが〕きる。
特に有利には、前記円板担体は、円形の形状寸法から偏
倚する工作物を加工する際に使用される。
このための例は、有利には太@電池基材として使用され
る、注型した、整列されて凝固した珪素からなる正方形
横断面を有する円板であるか、または例えば燐化ガリウ
ムまたは燐化イソ・ジウムのようにぎ一ト引抜法(Bo
otziehverfahren)により得られた半導
体材料からなる円板〒ある。このような円板には、合成
樹脂リングの代りに有利には正方形、矩形または多角形
ないしは棉円形ないし卵形の開口を有する円形合成樹脂
板が使用される。
更に、開口内に装入された工作物は、加工過程の間に実
際に回転可能な合成樹脂板に対して確定された、それぞ
れの間隙内でのみ変動しうる位置に保持されるが、合成
樹脂板と一緒に円板担体の開口内で回転可能のままであ
る。従って、この材料の場合には、従来法と比較して改
善された形状寸法が達成される。
両面を・粗研摩する場合にも有利に使用することがマき
る、本発明方法を実施するための円板担体の他の可能な
実施態様は、円形ないし多角形の開口を有し、この開口
内に固定された、合成樹脂からなる表面形成体を有する
基板からなり、この表面形成体は、研摩加工すべき1個
またはそれ以上の工作物を収容するための開口を備えて
いる。この場合、この固定は、例えば適合するように打
抜きされた合成樹脂部材を金属基板と接着させることに
よって達成させることが1きる。他の方法は、基板の開
口にまず例えば射出成形法により合成樹脂シートを、有
利にはポリプロピレンを原料として注型し、次にこのシ
ートから所望の開口を打抜くことにある。場合によって
は、この固定は、基板の開口内に設けられた、例えば溝
形または歯形の切欠きによってさらに改善させることが
マざる。
更に、この開口は、多角形、例えば三角形、正方形また
は六角形の横断面を有することもマきる。
プラスチック中に設けられた開口の規準には、可動する
合成樹脂嵌込物を有する実施態様の場合と同様に、有利
に装入された工作物に対する間隙をそのままにしておく
という原則が当てはまる。一般に、例えば工作物が円形
〒ある場合には、この工作物は、静止位置マ幅0.1〜
2罪の間隙によって包囲されているのが好適!あること
がわかった。
本発明による方法を実施するための円板担体のもう1つ
の可能な実施態様は、合成樹脂製の円形基板からなり、
この円形基板は、研摩加工すべき工作物を収容するのに
適当な開口を有しかつ金属からなるリングによって包囲
されており、このリングに駆動装置が作用する。このよ
うな円板担体の場合、円板担体の内部範囲上への駆動に
よって規定される回転運動の確実な伝達を保証するため
に、金属部分と合成樹脂部分との間を固定結合すること
は好適マあることが判明した。この結合は、例えば接着
によって補助することがマきおよび/または例えば溝形
もしくは歯形の切欠きにより金属リングと合成樹脂基板
を相互に噛合せることにより、金属リングの内部端縁の
形状によって補助することが!きる。また、金属リング
の多角形、例えば六角形の内周および合成樹脂基板の相
応して形成された外周も考えることがマきる。
円板担体な製造するには、例えば鋼薄板から打抜いた、
所定の包囲リングの内部空間を射出成形法により例えば
ポリプロピレンρ・らなる合成樹脂板!充填し、次にこ
の合成樹脂板から工作物のための開口を適当な大きさ〒
、すなわち間隙を有するように打抜く方法が当てはまる
。他の方法は、リングと基板を別々に予め完成させ、こ
れらの個々の部材を必要な場合に初めて接合して所望の
円板担体にすることにある。
本明細書中に例示的に記載した、円板担体の可能な実施
態様は、問題なく両面をポリシングするかまたは粗研摩
する常用の機械に使用することが↑き、その際固有の加
工過程には、当業者に周知の普通の条件(例えば、この
ことは、使用される研摩用懸濁液、温度、加工圧力等に
関連する。)を維持することが!きるかまたはそれに適
合させることが〒きる。場合によっては、最初に使用す
る前に円板担体は、金属成分とプラスチック成分との間
の場合による厚さの差を補償するために、比較的適度な
処理、例えば粗研摩を行なうことがfきる。しかし、多
くの場合に厚さの差は、全厚の土5%にまで許容するこ
とが1きる。
本発明方法によれば、殊に半導体円板の両面を粗研摩し
および/またはボリシングする場合、端縁範囲内で損傷
した円板の損失は明らかに減少させることが1き、かつ
この場合には全部金属の円板担体の使用可能時間に相当
する円板担体の使用可能時間を達成させることがマきる
〔実施例〕
次に、本発明方法を比較例および実施例につき詳説する
: 例1 半導体円板の両面を研摩する市販の装置に27個の珪素
円板(直径76.2m、円板の厚さ450μ)を負荷し
、その際にそれぞれ3個宛の円板を、全部〒9つの載置
し、外部f噛合せた遊星歯車装置により駆動される鋼薄
板からなる円板担体(厚さ380μ、引張強さ200O
N/l/)のそれぞれの開口内に装入した。
30分間の研摩過程の間に研摩剤として市販の5i02
ゾルを供給し、約40℃の温度を維持し;研摩圧力は0
.5バ一ル″1%あった(円板面積17に対して)。ポ
リエステルフェルトからなる研摩布″t′1被覆された
2つの研摩板は、対向してそれぞれ5Qrpmで回転し
;円板担体の回転数は2Orpmfあった。
研摩の終結後、珪素円板を取り出し、かつ端縁範囲内を
40〜100倍の倍率で顕微鏡検査した。全部の円板は
、明らかに損傷を示し、かつもはや後使用することがt
きなかった。
例2 同じ装置中r!再び同じ規格の27個の珪素円板を研摩
した。この場合には、本発明方法により、鋼薄板(厚さ
380μ、引張強さ200ON/gd)から作られてい
て、その円形に打抜かれた、円板を収容するだめの開口
(内径85im)内に追加的に厚さ680μのPVCシ
ートから打抜きされたリング(外径84,8朋、内径7
7n5弾性率1.5・103N/l112)が嵌込まれ
ている円板担体を使用した。
従って、円板にもリングにも固有運動に対して十分な間
隙が与えられた。
その他は全く同じ条件のもと〒研摩過程を実施した後、
円板を同様に取り出し、かっ端縁範囲内を顕微鏡検査し
た。40〜100倍の倍率f何らの損傷も確認すること
ができず、したがって全部の円板を使用することが!き
た。
PVCIJングを交換することなしに50回の研摩過程
を実施した後、外部の噛合せ部fの摩滅により円板担体
を交換することが必要tあった。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)円板形工作物の外周に接する駆動装置によつて回転
    操作され、工作物よりも小さい厚さを有する円板担体の
    開口内に装入されている工作物を、研摩作用のある懸濁
    液の添加下に、工作物の上面および下面に亘つて移動す
    る表面形成体の間で回転運動させることにより、円板形
    工作物の両面研摩加工方法において、少なくとも外周が
    少なくとも100N/mm^2の引張強さを有する材料
    からなり、工作物の外周と接触する範囲内に1.0〜8
    .10^4N/mm^2の弾性率を有する合成樹脂が設
    けられている円板担体を使用することを特徴とする、円
    板形工作物の両面研摩加工方法。 2)少なくとも100N/mm^2の引張強さを有する
    材料として金属を使用する特許請求の範囲第1項記載の
    方法。 3)材料として鋼を選択使用した特許請求の範囲第1項
    または第2項に記載の方法。 4)プラスチックをポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポ
    リプロピレン、ポリテトラフルオルエチレンの群から選
    択する特許請求の範囲第1項から第3項までのいずれか
    1項に記載の方法。 5)円板形工作物の外周に接する駆動装置によつて回転
    操作され、工作物よりも小さい厚さを有する円板担体の
    開口内に装入されている工作物を研摩作用のある懸濁液
    の添加下に工作物の上面および下面に亘つて移動する表
    面形成体の間で回転運動させることにより、円板形工作
    物の両面研摩加工方法を実施するための円板担体におい
    て、円形開口を有する円形基板が金属からなり、この開
    口内に略適合するように嵌込まれた、回転可能な研摩加
    工すべき工作物を収容するのに適当な開口を有する表面
    形成体が円形の外周を有する合成樹脂からなることを特
    徴とする円板担体。 6)円板形工作物の外周に接する駆動装置によつて回転
    操作され、工作物よりも小さい厚さを有する円板担体の
    開口内に装入されている工作物を研摩作用のある懸濁液
    の添加下に工作物の上面および下面に亘つて移動する表
    面形成体の間で回転運動させることにより、円板形工作
    物の両面研摩加工方法を実施するための円板担体におい
    て、円形ないし多角形の開口を有する円形基板が金属か
    らなり、この開口内に固定された、研摩加工すべき工作
    物を収容するのに適した開口を有する表面形成体が合成
    樹脂からなることを特徴とする円板担体。 7)円板形工作物の外周に接する駆動装置によつて回転
    操作され工作物よりも小さい厚さを有する円板担体の開
    口内に装入されている工作物を研摩作用のある懸濁液の
    添加下に工作物の上面および下面に亘つて移動する表面
    形成体の間で回転運動させることにより、円板形工作物
    の両面研摩加工方法を実施するための円板担体において
    、合成樹脂からなる円形基板が研摩加工すべき工作物を
    収容するのに適した開口を有し、この基板を包囲するリ
    ングが金属からなることを特徴とする円板担体。
JP61121367A 1985-07-12 1986-05-28 円板形工作物の両面研摩加工方法および円板担体 Pending JPS6224964A (ja)

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DE19853524978 DE3524978A1 (de) 1985-07-12 1985-07-12 Verfahren zum beidseitigen abtragenden bearbeiten von scheibenfoermigen werkstuecken, insbesondere halbleiterscheiben
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