EP0208315A1 - Verfahren zum beidseitigen abtragenden Bearbeiten von scheibenförmigen Werkstücken, insbesondere Halbleiterscheiben - Google Patents

Verfahren zum beidseitigen abtragenden Bearbeiten von scheibenförmigen Werkstücken, insbesondere Halbleiterscheiben Download PDF

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EP0208315A1
EP0208315A1 EP86109420A EP86109420A EP0208315A1 EP 0208315 A1 EP0208315 A1 EP 0208315A1 EP 86109420 A EP86109420 A EP 86109420A EP 86109420 A EP86109420 A EP 86109420A EP 0208315 A1 EP0208315 A1 EP 0208315A1
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EP
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openings
plastic
workpiece
carrier
circular
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Gerhard Dr. Dipl.-Ing. Brehm (Tu)
Ingo Haller
Otto Dipl.-Ing. Rothenaicher (Fh)
Karl-Heinz Ing. Grad. Langsdorf
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Siltronic AG
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Wacker Siltronic AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/07—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool
    • B24B37/08—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for double side lapping

Definitions

  • the invention relates to a method for the double-sided machining of disk-shaped workpieces, in particular semiconductor wafers, in which the workpieces, which are inserted into the openings of a carrier disk which has a smaller thickness than the workpiece and which is rotated by a drive unit acting on its outer circumference, are added with the removal of a workpiece acting suspension to be subjected to a circular movement between sheets moving over their top and bottom.
  • Carrier washers are used, which are either made entirely of metal, e.g. Sheet steel, are made or consist entirely of plastic.
  • the carrier disks made of metal are characterized by long service lives, but cause damage to the edge of the wafer, such as edge chipping, in the course of the machining process, in particular in the case of the semiconductor wafers, which are often brittle and sensitive to mechanical loads, so that a large part of the machined disks no longer continue can be used.
  • Such problems do not occur with the carrier disks made of plastic.
  • the service life is short, since in particular the outer circumference of the carrier disks cannot withstand the mechanical loads from the drive unit, for example a planetary gear, for long.
  • the object is achieved by a method which is characterized in that carrier disks are used in which at least the outer circumference is made of a material with a tensile strength of at least 100 N / mm 2 , while in the area coming into contact with the outer circumference of the workpiece a plastic with a modulus of elasticity of 1.0 to 8-10 4 N / mm 2 is provided.
  • This method can be carried out in the customary machines, for example for polishing or lapping disk-shaped workpieces on both sides, under the conditions familiar to the person skilled in the art. It is particularly suitable for the machining of disks made of crystalline material, such as semiconductor wafers made of, for example, silicon, germanium, gallium arsenide, gallium phosphide, indium phosphide or wafers made of oxidic material such as gallium-gadolinium garnet. In addition, it can also be used for the machining of disc-shaped workpieces made of other brittle materials such as glass.
  • Suitable materials are those which have sufficient mechanical stability in relation to the mechanical loads caused by the drive, especially tensile and compressive loads.
  • Suitable materials such as metals such as aluminum or in particular various steels, generally have a tensile strength of at least 100 N / mm 2 , preferably at least 1000 N / mm 2 .
  • care must be taken to ensure that the selected material is attacked as little as possible by the abrasive suspension used, ie generally by the polishing or lapping agent, in order to increase the service life of the carrier disks and contamination of the workpieces to be machined largely excluded.
  • the use of plastics with sufficient tensile strength for example some types of Bakelite or fiber-reinforced materials, is not excluded.
  • plastics that come into contact with the outer circumference of the workpiece materials can be used which, due to their elasticity, ensure a low mechanical load on the workpiece circumference and, due to their mechanical stability, at the same time ensure secure storage of the workpiece during the machining process.
  • plastics with a modulus of elasticity of 1.0 to 8 ⁇ 10 4 N / mm 2 that is to say in particular materials based on polyvinyl chloride, polypropylene, polyethylene or polytetrafluoroethylene.
  • influences on the mechanical stability resulting from the geometry of the area of the carrier disk made of plastic are also to be taken into account.
  • Carrier disks suitable for carrying out the method according to the invention which typically have a thickness of approximately 150-850 ⁇ m, for example for the machining of semiconductor wafers depending on the thickness of the workpiece, can be designed in various ways.
  • a possible embodiment, which is particularly suitable for polishing on both sides, consists, for example, of a round base plate made of metal, preferably sheet steel. This has circular openings, into which flat structures made of plastic can be inserted, which in turn have openings suitable for receiving the material to be processed.
  • Such fabrics can for example be rings made of plastic with a width of favorable 1 to 10 mm, the outer diameter of which is advantageously chosen to be slightly smaller than the inner diameter of the carrier disk openings, so that they can be rotated due to this slight play.
  • the guidance of the rings during the rotary movement can also be improved, for example, by the inner circumferential surface of the openings not being made flat, but tapering inwards.
  • the inside diameter of the rings is generally chosen to be slightly larger than their outside diameter, so that they also have a margin for their own movements, for example rotation.
  • Both the metal and the plastic parts of these carrier disks can be inexpensively produced in the desired shape by punching from metal, preferably steel sheets and plastic, preferably polyvinyl chloride, films of appropriate thickness.
  • the carrier disks mentioned are used with particular advantage when machining workpieces that deviate from a circular geometry.
  • examples of this are disks with a square cross section made of cast, directionally solidified silicon, which are preferably used as the base material for solar cells, or disks made of semiconductor materials obtained by the boat-pulling process, such as gallium or indium phosphide.
  • plastic round plastic discs with square, rectangular or polygonal or elliptical to oval openings are used instead of plastic rings.
  • the workpieces placed in the openings are then in one opposite each other during the machining process the rotatable plastic disc fixed and only variable within the respective range held position, but remain rotatable together with the plastic disc within the opening of the carrier disc. With these materials, an improved geometry can be achieved in comparison with the conventional methods.
  • a carrier disk for carrying out the method according to the invention which can also be used advantageously for lapping on both sides, consists of a base plate provided with circular to polygonal openings with plastic surface structures fixed in these openings, which have openings for receiving the or workpieces to be machined are provided.
  • the fixation can be achieved, for example, by gluing the plastic parts punched out to fit the metal base plate.
  • Another possibility is to first pour the openings of the base plate, for example by injection molding, with a plastic film, preferably made of polypropylene, and then punch the desired opening out of this film. If necessary, the fixation can be further improved by recesses, for example groove-shaped or serrated, machined into the openings in the base plate.
  • these openings can also be polygonal. for example, have a prismatic, square or hexagonal cross section. Applies for the dimensions of the incorporated into the plastic of openings as in the embodiment with movable K unstscherinlagen the principle that a clearance appropriate for the inserted workpiece is left. In general, it has proven itself, for example, for round workpieces if they are surrounded by a gap of 0.1-2 mm width in the rest position.
  • a carrier disk for carrying out the method according to the invention consists of a round base plate made of plastic, which has suitable openings for receiving the workpieces to be machined and is surrounded by a ring made of metal, on which the drive unit acts.
  • a firm connection between the metal and plastic part has proven itself in order to ensure reliable transmission of the rotational movement predetermined by the drive to the inner region of the carrier disk.
  • the connection can be supported for example by gluing and / or the design of the inner edge of the metal ring, for example by using e.g. groove or serrated recesses of the metal ring and the plastic base plate are interlocked.
  • a polygonal, e.g. hexagonal inner circumference of the metal ring and a correspondingly shaped outer circumference of the base plate made of plastic are conceivable.
  • the method in question to fill the interior of the given ring, stamped, for example, from sheet steel, with the aid of the injection molding process, using a plastic plate made of, for example, polypropylene, and from there the openings for the workpieces of the appropriate size, i.e. to punch out with scope.
  • a plastic plate made of, for example, polypropylene
  • Another possibility is to prefabricate the ring and the base plate separately and to assemble the individual parts to the desired carrier disk only when required.
  • the carrier disks must be subjected to a comparative treatment, for example by lapping, before the first use in order to compensate for any differences in thickness between metal and plastic components.
  • differences in thickness of up to + 5% of the total thickness can usually be tolerated.
  • lapping and / or polishing on both sides, in particular of semiconductor wafers significantly reduces losses on wafers damaged in the edge region and thereby achieve service lives for carrier wafers which correspond to those of all-metal carrier wafers.
  • a commercially available apparatus for double-sided polishing of semiconductor wafers was loaded with 27 silicon wafers (diameter 76.2 mm, wafer thickness 450 ⁇ m), 3 wafers each in the openings of one of a total of 9 externally toothed carrier disks made of sheet steel and driven by planetary gears (thickness 380 pm, tensile strength 2000 N / mm 2 ) were inserted.
  • polishing agent a commercially available SiO 2 sol was supplied as the polishing agent and a temperature of approximately 40 ° C. was maintained; the polishing pressure was 0.5 bar (based on cm 2 disc area).
  • the disks were removed and examined microscopically in the edge region at a magnification of 40 to 100 times. All of the windows were clearly damaged and could no longer be used.
  • Carrier washers were used in the manner according to the invention, which were made of sheet steel (thickness 380 pm, tensile strength 2000 N / mm 2 ), and in their round, punched openings (inner diameter 85 mm) for receiving the washers an additional of 380 microns thick PVC - Foil punched ring (outer diameter 84.8 mm, inner diameter 77 mm, modulus of elasticity 1.5 ⁇ 10 3 N / mm 2 ) was inserted. This gave both the discs and the ring sufficient scope for their own movements.
  • the disks were also removed and examined under the microscope in the edge region. At 40- to 100-fold magnification, no damage was found, so that all the panes could be used again.

Abstract

Es wird ein Verfahren zum beidseitigen abtragenden Bearbeiten von scheibenförmigen Werkstücken, insbesondere Halbleiterscheiben angegeben. Erfindungsgemäß werden dabei Trägerscheiben eingesetzt, bei denen der Außenumfang, an welchem die Antriebskräfte angreifen, aus einem Werkstoff mit einer Zugfestigkeit von mindestens 100 N/mm² gefertigt ist, während im mit den zu bearbeitenden Werkstücken in Kontakt kommenden Bereich ein Kunststoff mit Elastizitätsmodul von 1,0 bis 8·10<4>N/mm² vorgesehen ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum beidseitigen abtragenden Bearbeiten von scheibenförmigen Werkstücken, insbesondere Halbleiterscheiben, bei welchem die Werkstücke, welche in die Öffnungen einer durch einean ihrem Außenumfang angreifende Antriebseinheit in Drehung versetzten, geringere Dicke als das Werkstück aufweisenden Trägerscheibe eingelegt sind, unter Zusatz einer abtragend wirkenden Suspension einer kreisenden Bewegung zwischen über ihre Ober- und Unterseite bewegten Flächengebilden unterworfen werden.
  • Ein solches Verfahren, welches beispielsweise beim beidseitigen Polieren oder Läppen von Halbleiterscheiben eingesetzt werden kann, ist z.B. in der US-PS 36 91 694 oder in einem im IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 15, No. 6, November 1972, Seite 1760-1761 veröffentlichten Artikel (Verfasser: F.E. Goetz und J.R. Hause) beschrieben. Dabei kommen Trägerscheiben zum Einsatz, die entweder ganz aus Metall, z.B. Stahlblech, gefertigt sind oder aber ganz aus Kunststoff bestehen.
  • Die Trägerscheiben aus Metall zeichnen sich zwar durch lange Standzeiten aus, verursachen aber im Verlauf des Bearbeitungsvorganges insbesondere bei den vielfach spröden und gegenüber mechanischen Belastungen empfindlichen Halbleiterscheiben Beschädigungen am Scheibenrand wie etwa Randausbrüche, so daß ein großer Teil der bearbeiteten Scheiben nicht mehr weiterverwendet werden kann. Solche Probleme treten bei den aus Kunststoff gefertigten Trägerscheiben nicht auf. Dafür sind aber die Standzeiten gering, da insbesondere der Außenumfang der Trägerscheiben den mechanischen Belastungen durch die Antriebseinheit, z.B. ein Planetengetriebe, nicht lange standzuhalten vermag.
  • Aufgabe der Erfindung war es daher, ein Verfahren anzugeben, welches eine beidseitig abtragende Behandlung wie Läppen oder Polieren von scheibenförmigen Werkstücken unter geringer mechanischer Beanspruchung des Werkstückrandes bei gleichzeitiger hoher Standzeit der eingesetzten Trägerscheiben gestattet.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß Trägerscheiben eingesetzt werden, bei denen zumindest der Außenumfang aus einem Werkstoff mit einer Zugfestigkeit von mindestens 100 N/mm2 gefertigt ist, während im mit dem Außenumfang des Werkstückes in Kontakt kommenden Bereich ein Kunststoff mit einem Elastizitätsmodul von 1,0 bis 8-10 4 N/mm2 vorgesehen ist.
  • Dieses Verfahren kann in den üblichen, beispielsweise zum beidseitigen Polieren oder Läppen von scheibenförmigen Werkstücken gebräuchlichen Maschinen unter den dem Fachmann geläufigen Bedingungen durchgeführt werden. Es eignet sich insbesondere das abtragende Bearbeiten von Scheiben aus kristallinem Material wie Halbleiterscheiben aus beispielsweise Silizium, Germanium, Galliumarsenid, Galliumphosphid, Indiumphosphid oder Scheiben aus oxydischem Material wie z.B. Gallium-Gadolinium-Granat. Daneben kann es auch für das abtragende Bearbeiten von scheibenförmigen Werkstücken aus anderen spröden Werkstoffen wie z.B. Glas angewendet werden.
  • Geeignete Werkstoffe sind dabei solche, die eine gegenüber den durch den Antrieb verursachten mechanischen Beanspruchungen, vor allem Zug- und Druckbelastungen, ausreichende mechanische Stabilität aufweisen. Geeignete Materialien, wie z.B. Metalle wie Aluminium oder insbesondere verschiedene Stähle, besitzen allgemein eine Zugfestigkeit von mindestens 100 N/mm2, vorzugsweise mindestens 1000 N/mmz. In diesem Zusammenhang ist darauf zu achten, daß der gewählte Werkstoff von der jeweils eingesetzten abtragend wirkenden Suspension, d.h. in der Regel von dem Polier- oder Läppmittel, möglichst wenig angegriffen wird, um die Lebensdauer der Trägerscheiben zu erhöhen und eine Kontamination der zu bearbeitenden Werkstücke weitestgehend auszuschließen. Grundsätzlich ist auch die Verwendung von Kunststoffen ausreichender Zugfestigkeit, also z.B. mancher Bakelitarten oder faserverstärkter Materialien, nicht ausgeschlossen.
  • Als Kunststoffe, die mit dem Außenumfang des Werkstückes in Kontakt kommen, können solche Materialien eingesetzt werden, die durch ihre Elastizität eine geringe mechanische Belastung des Werkstückumfanges und durch ihre mechanische Stabilität zugleich während des Bearbeitungsvorganges eine sichere Lagerung des Werkstückes gewährleisten. Grundsätzlich geeignet sind daher Kunststoffe mit einem Elastizitätsmodul von 1,0 bis 8·104 N/mm2, also insbesondere Materialien auf Polyvinylchlorid-, Polypropylen-, Polyethylen- oder Polytetrafluorethylenbasis. Dabei sind jedoch auch gegebenenfalls aus der Geometrie des aus Kunststoff bestehenden Bereiches der Trägerscheibe resultierende Einflüsse auf die mechanische Stabilität zu berücksichtigen.
  • Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Trägerscheiben, welche beispielsweise für das abtragende Bearbeiten von Halbleiterscheiben je nach Dicke des Werkstückes typisch eine Dicke von etwa 150-850 pm aufweisen, können in verschiedener Weise gestaltet sein. Eine mögliche Ausführungsform, welche sich insbesondere für das beidseitige Polieren eignet, besteht beispielsweise aus einer aus Metall, vorzugsweise Stahlblech, gefertigten runden Grundplatte. Diese besitzt kreisförmige Öffnungen, in welche Flächengebilde aus Kunststoff eingelegt werden können, welche ihrerseits zur Aufnahme des zu bearbeitenden Werkstoffes geeignete Öffnungen aufweisen. Solche Flächengebilde können beispielsweise Ringe aus Kunststoff mit einer Breite von günstig 1 bis 10 mm sein, deren Außendurchmesser zweckmäßig geringfügig kleiner gewählt wird als der Innendurchmesser der Trägerscheibenöffnungen, so daß sie aufgrund dieses geringen Spiels drehbar sind. Gegebenenfalls kann auch die Führung der Ringe bei der Drehbewegung beispielsweise dadurch verbessert werden, daß die innere Umfangsfläche der Öffnungen nicht eben, sondern konisch nach innen zulaufend ausgebildet wird. Der Innendurchmesser der Ringe wird im Falle runder Werkstücke im allgemeinen geringfügig größer gewählt als deren Außendurchmesser, so daß auch diese einen Spielraum für Eigenbewegungen, z.B. Rotation, besitzen. Sowohl die Metall-, als auch die Kunststoffteile dieser Trägerscheiben lassen sich günstig in der gewünschten Form durch Stanzen aus Metall-, bevorzugt Stahlblechen und Kunststoff-, bevorzugt Polyvinylchloridfolien entsprechender Dicke herstellen.
  • Mit besonderem Vorteil werden die genannten Trägerscheiben bei der Bearbeitung von Werkstücken eingesetzt, die von einer kreisförmigen Geometrie abweichen. Beispiele hierfür sind Scheiben mit quadratischem Querschnitt aus gegossenem, gerichtet erstarrtem Silicium, welche vorzugsweise als Solarzellengrundmaterial eingesetzt werden, oder Scheiben aus nach dem Bootziehverfahren gewonnenen Halbleitermaterialien, wie etwa Gallium- oder Indiumphosphid. Für solche werden anstelle von Kunststoffringen günstig runde Kunststoffscheiben mit quadratischen, rechteckigen oder polygonalen bzw.elliptischen bis ovalen Öffnungen eingesetzt. Die in die Öffnungen eingelegten Werkstücke werden dann während des Bearbeitungsvorganges zwar in einer gegenüber der drehbaren Kunststoffscheibe festgelegten und nur innerhalb des jeweiligen Spielraumes variierbaren Position gehalten,bleiben aber zusammen mit der Kunststoffscheibe innerhalb der Öffnung der Trägerscheibe drehbar. Damit läßt sich bei diesen Materialien eine im Vergleich zu den herkömmlichen Verfahren verbesserte Geometrie erreichen.
  • Eine weitere mögliche Ausführungsform einer Trägerscheibe zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche mit Vorteil auch beim beidseitigen Läppen eingesetzt werden kann, besteht aus einer mit kreisförmigen bis polygonalen Öffnungen versehenen Grundplatte mit in diesen Öffnungen fixierten Flächengebilden aus Kunststoff, welche mit Öffnungen zur Aufnahme des oder der abtragend zu bearbeitenden Werkstücke versehen sind. Die Fixierung kann dabei beispielsweise dadurch erreicht werden, daß die paßgerecht ausgestanzten Kunststoffteile mit der metallenen Grundplatte verklebt werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Öffnungen der Grundplatte zunächst z.B. nach dem Spritzgußverfahren mit einer Kunststoffolie, bevorzugt aus Polypropylen, auszugießen und aus dieser Folie dann die gewünschte Öffnung auszustanzen. Gegebenenfalls kann die Fixierung durch in die Öffnungen der Grundplatte eingearbeitete, beispielsweise nut- oder zackenförmige Ausnehmungen weiterverbessert werden. Desweiteren können diese Öffnungen auch polygonalen. beispielsweise prismatischen, quadratischen oder hexagonalen Querschnitt aufweisen. Für die Maße der in den Kunststoff eingearbeiteten Öffnungen gilt wie bei der Ausführungsform mit beweglichen Kunststoffeinlagen der Grundsatz, daß zweckmäßig ein Spielraum für das eingelegte Werkstück belassen wird. Allgemein hat es sich z.B. bei runden Werkstücken bewährt, wenn diese in Ruhelage von einem Spalt von 0,1-2 mm Breite umgeben sind.
  • Eine weiteremögliche Ausführungsform einer Trägerscheibe zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht aus einer runden Grundplatte aus Kunststoff, welche zur Aufnahme der abtragend zu bearbeitenden Werkstücke geeignete Öffnungen besitzt und von einem Ring aus Metall umgeben ist, auf den die Antriebseinheit einwirkt. Bei solchen Trägerscheiben hat sich eine feste Verbindung zwischen Metall-und Kunststoffteil bewährt, um eine zuverlässige Übertragung der durch den Antrieb vorgegebenen Drehbewegung auf den Innenbereich der Trägerscheibe zu gewährleisten. Die Verbindung kann beispielsweise durch Verkleben und/oder die Gestaltung des inneren Randes des Metallringes unterstützt werden, beispielsweise indem über z.B. nut- oder zackenförmige Ausnehmungen der Metallring und die Kunststoffgrundplatte miteinander verzahnt werden. Auch ein polygonartiger, z.B. hexagonaler Innenumfang des Metallringes und ein entsprechend geformter Außenumfang der Grundplatte aus Kunststoff sind denkbar.
  • Für die Herstellung kommt z.B. die Methode in Frage, den Innenraum des vorgegebenen, aus beispielweise Stahlblech gestanzten, umgebenden Ringes mit Hilfe des Spritzgußverfahrens mit einer Kunststoff platte aus beispielsweise Polypropylen auszufüllen und aus dieser dann die Öffnungen für die Werkstücke in der geeigneten Größe, d.h. mit Spielraum auszustanzen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Ring und die Grundplatte getrennt vorzufertigen und die Einzelteile erst bei Bedarf zu der gewünschten Trägerscheibe zusammenzufügen.
  • Die hier beispielhaft beschriebenen möglichen Ausführung6formen von Trägerscheiben lassen sich problemlos in den gebräuchlichen Maschinen zum beidseitigen Polieren oder Läppen einsetzen, wobei für den eigentlichen Bearbeitungsvorgang die üblichen, dem Fachmann geläufigen Bedingungen, z.B.
  • was die eingesetzte abtragende Suspension, Temperatur, Bearbeitungsdruck und dergleichen betrifft, beibehalten oder angepaßt werden können. Gegebenenfalls sind vor dem ersten Einsatz die Trägerscheibeneiner vergieichmäßigenden Behandlung, beispielsweise durch Läppen, zu unterziehen, um etwaige Dickeunterschiede zwischen Metall- und Kunststoffbestandteilen auszugleichen. Zumeist können jedoch Dickeunterschiede bis zu + 5 % der Gesamtdicke toleriert werden.
  • Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens gelingt es beim beidseitigen Läppen und/oder Polieren,insbesondere von Halbleiterscheiben,Verluste an im Randbereich beschädigten Scheiben deutlich verringern und dabei Standzeiten für Trägerscheiben zu erreichen, die denen von Ganzmetallträgerscheiben entsprechen.
  • Im folgenden wird das Verfahren anhand von Vergleichsbeispielen näher erläutert:
    • Beispiel 1
  • Eine handelsübliche Apparatur zum beidseitigen Polieren von Halbleiterscheiben wurde mit 27 Siliciumscheiben (Durchmesser 76,2 mm, Scheibendicke 450 µm) beladen, wobei jeweils 3 Scheiben in die Öffnungen je einer von insgesamt 9 aufgelegten, außenverzahnten, und mittels Planetengetriebe angetriebenen Trägerscheiben aus Stahlblech (Dicke 380 pm, Zugfestigkeit 2000 N/mm2) eingelegt wurden.
  • Während des 30-minütigen Poliervorganges wurde als Poliermittel ein handelsübliches SiO2-Sol zugeführt und eine Temperatur von ca. 40°C eingehalten; derPolierdruck betrug 0,5 bar (bezogen auf cm2 Scheibenfläche). Die beiden mit Poliertüchern aus Polyesterfilz belegten Polierplatten rotierten gegensinnig mit je 50 UPM; die Drehzahl der Trägerscheiben betrug 20 UPM.
  • Nach Beendigung des Polierens wurden die Scheiben entnommen und im Randbereich mikroskopisch bei 40-bis 100-facher Vergrößerung untersucht. Sämtliche Scheiben wiesen deutliche Beschädigungen auf und konnten nicht mehr weiter verwendet werden.
  • Nach 50 Polierfahrten wurde die Trägerscheibe wegen des Verschleißes der Außenverzahnung ausgewechselt.
    • Beispiel 2
  • In derselben Apparatur wurden erneut 27 Siliciumscheiben derselben Spezifikation poliert. Dabei wurden in der erfindungsgemäßen Weise Trägerscheiben eingesetzt, die aus Stahlblech (Dicke 380 pm, Zugfestigkeit 2000 N/mm2) gefertigt waren,und in deren runde, ausgestanzte Öffnungen (Innendurchmesser 85 mm) zur Aufnahme der Scheiben zusätzlich ein aus 380 µm dicker PVC-folie ausgestanzter Ring (Außendurchmesser 84,8 mm, Innendurchmesser 77 mm, Elastizitätsmodul 1,5·103 N/mm2) eingelegt war. Damit stand sowohl den Scheiben als auch dem Ring ein ausreichender Spielraum für Eigenbewegungen zur Verfügung.
  • Nach dem unter ansonsten genau gleichen Bedingungen durchgeführten Poliervorgang wurden die Scheiben ebenfalls entnommen und unter dem Mikroskop im Randbereich untersucht. Bei 40- bis 100-facher Vergrößerung konnten keinerlei Beschädigungen festgestellt werden, so daß sich sämtliche Scheiben weiterverwenden ließen.
  • Nach 50 Polierfahrten ohne Wechsel der PVC-Ringe machte der Verschleiß an der Außenverzahnung einen Wechsel der Trägerscheibe erforderlich.

Claims (7)

  1. l.) Verfahren zum beidseitigen abtragenden Bearbeiten von scheibenförmigen Werkstücken, insbesondere Halbleiterscheiben, bei welchem die Werkstücke, welche in die Öffnungen einer durch eine an ihrem Außenumfang angreifende Antriebseinheit in Drehung versetzten, geringere Dicke als das Werkstück aufweisenden Trägerscheibe eingelegt sind, unter Zusatz einer abtragend wirkenden Suspension einer kreisenden Bewegung zwischen über ihre Ober- und Unterseite bewegten Flächengebilden unterworfen werden, dadurch gekennzeichnet, daß Trägerscheiben eingesetzt werden, bei denen zumindest der Außenumfang aus einem Werkstoff mit einer Zugfestigkeit von mindestens 100 N/mm2 gefertigt ist, während im mit dem Außenumfang des Werkstückes in Kontakt kommenden Bereich ein Kunststoff mit einem Elastizitätsmodul von 1,0 bis 8·104 N/mm 2 vorgesehen ist.
  2. 2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff mit einer Zugfestigkeit von mindestens 100 N/mm2 ein Metall eingesetzt wird.
  3. 3.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff Stahl ausgewählt wird.
  4. 4.) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ausgewählt wird aus der Gruppe Polyvinylchlorid, Polyethylen, Polypropylen, Polytetrafluorethylen.
  5. 5.) Trägerscheibe zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine mit kreisförmigen Öffnungen versehene runde Grundplatte aus Metall sowie in diese Öffnungen nahezu paßgerecht eingelegte, drehbare, mit zur Aufnahme des abtragend zu bearbeitenden Werkstückes geeigneten Öffnungen versehene Flächengebilde aus Kunststoff mit kreisförmigem Außenumfang.
  6. 6.) Trägerscheibe zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine mit kreisförmigen bis polygonalen Öffnungen versehene runde Grundplatte aus Metall sowie in diesen Öffnungen fixierte, mit zur Aufnahme des abtragend zu bearbeitenden Werkstückes geeigneten Öffnungen versehene Flächengebilde aus Kunststoff.
  7. 7.) Trägerscheibe zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine aus Kunststoff bestehende runde Grundplatte mit zur Aufnahme der abtragend zu bearbeitenden Werkstücke geeigneten Öffnungen sowie einen die Grundplatte umgebenden Ring aus Metall.
EP86109420A 1985-07-12 1986-07-10 Verfahren zum beidseitigen abtragenden Bearbeiten von scheibenförmigen Werkstücken, insbesondere Halbleiterscheiben Expired - Lifetime EP0208315B1 (de)

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