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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Schleifmaschine, die aufweist:
eine Halteeinheit zum Halten eines Werkstücks und eine Schleifplatte,
die eine Schleiffläche
besitzt, mit welcher eine Oberfläche
des Werkstücks
durch eine Relativbewegung der Schleifplatte gegenüber der
Halteeinheit abgeschliffen wird, wobei die Halteeinheit aufweist:
einen inneren Kopf, der einen ersten konkaven Bereich besitzt, dessen Öffnungsbereich
zur Schleiffläche
der Schleifplatte weist; einen äußeren Kopf,
der einen zweiten konkaven Bereich besitzt, in dem der innere Kopf
vorgesehen ist und dessen Öffnungsbereich
zur Schleiffläche
der Schleifplatte weist; eine Halteplatte, die in dem ersten konkaven
Bereich vorgesehen ist und eine Haltefläche besitzt, auf der das Werkstück gehalten
wird; ein elastisches Haltebauteil, das an dem inneren Kopf und
an der Halteplatte befestigt ist und es der Halteplatte erlaubt,
sich bezüglich
des inneren Kopfs zu bewegen, und in dem ersten konkaven Bereich
mit der Halteplatte eine erste Kammer bildet, um das Werkstück anzupressen;
ein äußeres Umschließungsbauteil,
das an dem äußeren Kopf vorgesehen
ist und den inneren Kopf umschließt; ein inneres Umschließungsbauteil,
das zwischen dem äußeren Umschließungsbauteil
und dem inneren Kopf vorgesehen ist und den inneren Kopf umschließt; ein
Anpressbauteil zum Andrücken
auf die Schleiffläche
der Schleifplatte, wobei das Anpressbauteil in einer Ringform ausgebildet
ist, die die Halteplatte umschließt; eine erste Druckeinheit,
die ein Druckfluid in die erste Kammer einführt, so dass das Werkstück mit der
Halteplatte auf die Schleiffläche der
Schleifplatte angedrückt
wird.
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Beispielsweise
schleift die Schleiffläche
eine Oberfläche
eines Halbleiterwafers, in welchem Halbleiterchips ausgebildet sind,
gleichsam wie eine Spiegelfläche.
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In
jüngerer
Vergangenheit hat die Integrationsdichte von Halbleiterbausteinen
zugenommen, so dass die Ebenheit und weitere Oberflächenbedingungen
von Siliziumwafern usw., welche Substrate von Halbleiterbausteinen
darstellen, erheblich verbessert werden müssen. Des Weiteren werden Isolationsschichten
und Leiterbahnstrukturen, die auf dem Wafer zur Bildung der Bausteine
ausgebildet sind, zu größerer Ebenheit
hin geschliffen. Folglich muss eine Schleifmaschine die Oberflächen der
Wafer gleich Spiegelflächen
mit höherer
Genauigkeit schleifen.
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In
einer konventionellen Schleifmaschine wird die gesamte Oberfläche eines
Wafers mit Hilfe eines Airbags einer Halteeinheit für den Wafer
gleichförmig
auf eine Schleiffläche
einer Schleifplatte gedrückt.
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Eine
Halteeinheit für
Wafer entsprechend einer konventionellen Schleifmaschine wird mit
Bezug auf die 9 und 10 erläutert.
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Gemäß 9 wird
eine Schleifplatte 50 um eine vertikale Welle gedreht.
Ein Schleifstoff 51 haftet an der oberen Fläche der
Schleifplatte 50 an, um die Schleiffläche 52 auszubilden.
Die Halteeinheit 60 für den
Wafer wird oberhalb der Schleifplatte 50 bereitgestellt.
Die Halteeinheit 60 für
den Wafer wird dann um eine vertikale Welle gedreht sowie in der
vertikalen Richtung bewegt.
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Die
Halteeinheit 60 für
den Wafer weist auf: einen Kopf 62 mit einem konkaven Bereich 62a,
dessen Öffnungsbereich
nach unten ausgerichtet ist; eine Waferhalteplatte 64 mit
einer Haltefläche,
auf der der Wafer 12 gehalten wird; ein elastisches Bauteil 66,
dessen äußerer Rand 66b an
einem Umschließungsbereich 62b des
Kopfs 62 befestigt ist, und dessen inne rer Rand 66a an
einem äußeren Endabschnitt 64a der
Waferhalteplatte 64 befestigt ist. Das elastische Bauteil 66 ist
als Scheibe ausgebildet und besitzt die Eigenschaft, es der Waferhalteplatte 64 zu
ermöglichen,
sich innerhalb eines kleinen Abschnitts zu bewegen; und eine luftdicht
abgeschlossene Kammer 65, die in dem Kopf 62 durch
die Waferhalteplatte 64 und das elastische Bauteil 66 ausgebildet
ist.
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Eine
Vakuumeinheit 67 zum Ansaugen und Halten des Wafers 12 wirkt
zusammen mit Ansauglöchern 67a,
die zur unteren Oberfläche
der als Waferhaltefläche
wirkenden Waferhalteplatte 64 hin vermittels eines Luftkanals 67b geöffnet sind.
Durch den Betrieb der Vakuumeinheit 67 wird der Wafer 12 angesaugt
und kann somit auf der Waferhaltefläche der Waferhalteplatte 64 gehalten
werden.
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Eine
Druckeinheit 68 liefert ein Druckfluid zu der Kammer 65,
um den Wafer 12 mit der Waferhalteplatte 64 an
die Schleiffläche 52 der
Schleifplatte 50 zu drücken.
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Eine
Druckverringerungseinheit 69 verringert den inneren Druck
der Kammer 65.
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Ein
spitz zulaufender männlicher
Bereich 70, dessen Außendurchmesser
sich in Richtung abwärts allmählich reduziert,
steht nach unten gerichtet von einer inneren Deckenfläche des
Kopfs 62 hervor; ein spitz zulaufender weiblicher Bereich 72,
dessen Innendurchmesser sich nach oben allmählich verjüngt, steht aufwärts gerichtet
von einer oberen Fläche
der Waferhalteplatte 64 hervor. Bei dieser Struktur passt sich
der spitz zulaufende männliche
Bereich 70 genau in den spitz zulaufenden weiblichen Bereich 72 ein,
sobald die Druckverringerungseinheit 69 den Innendruck
der Kammer 65 reduziert.
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Bei
der herkömmlichen
Schleifmaschine ist die zu schleifende Oberfläche 12a des Wafers 12 in der
Lage, sich schnell der Neigung usw. der Schleiffläche 52 aufgrund
der Airbag-Funktion
des elastischen Bauteils 66, beispielsweise einer Gummiplatte,
anzupassen. Infolgedessen kann die gesamte Oberfläche 12a des
Wafers 12 gleichförmig
auf die Schleiffläche 52 gepresst
werden, und zwar sogar dann, wenn die Schleiffläche 52 selbst geneigt
ist. Durch diese Wirkung kann die gesamte Oberfläche 12a gleichförmig geschliffen
oder wie eine Spiegelfläche
poliert werden.
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Durch
Einpassen des spitz zulaufenden männlichen Bereichs 70 in
den spitz zulaufenden weiblichen Bereich 72 kann die Waferhalteplatte 64 präzise positioniert
werden, so dass der Wafer 12 an der korrekten Position
positioniert oder angehaftet werden kann. Folglich werden die Schleifgenauigkeit und
die Schleifeffizienz verbessert, und es können die Schritte des Schleifens
automatisiert durchgeführt
werden.
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Jedoch
wird bei der konventionellen Schleifmaschine die Oberfläche 12a des
Wafers 12 auf die Schleiffläche 52 des an der
Schleifplatte 50 anhaftenden Schleifstoffs 51 gedrückt, während das
Schleifen oder Polieren des Wafers 12 durchgeführt wird.
Ein Teil des Schleifstoffs 51, auf den der Wafer 12 gedrückt wird,
sinkt dadurch im Vergleich zu anderen Teilen etwas nach unten ein,
so dass ein konkaver Abschnitt 51a (siehe 10)
ausgebildet wird. Außerdem
kontaktiert eine untere Außenkante 12b des Wafers 12 eine
innere Fläche
des konkaven Abschnitts 51a und wird dadurch erodiert.
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Wenn
die untere Außenkante 12b des
Wafers 12 durch die Innenfläche des konkaven Abschnitts 51a des
Schleifstoffs 51 erodiert wird, wellt sich die Schleiffläche 52 und
wird dadurch geschädigt,
so dass die erzielbare Ebenheit der geschliffenen Oberfläche 12a des
Wafers 12 verschlechtert wird.
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Die
Schleiffläche 52 des
Schleifstoffs 51, der gewellt und schädigend erodiert wurde, kann
mit Hilfe eines Wiederherstellungsmittels wiederhergestellt werden.
Zum Beispiel wird bei der herkömmlichen Schleifmaschine
das Wiederherstellungsmittel, bei dem es sich um einen Dummy-Wafer
oder eine Keramikplatte handeln kann, an der Waferhalteplatte 64 der
Halteeinheit 60 angebracht, wonach das Wiederherstellungsmittel
auf die Schleiffläche 52 gepresst wird,
um die bisher geschädigte
Schleiffläche 52 wiederherzustellen.
Im Fall eines neuen Schleifstoffs 51 werden die Oberflächenbedingungen
des neuen Schleifstoffs 51 durch ein solches Wiederherstellungsmittel
vereinheitlicht.
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Der
Schritt des Wiederherstellens des Schleifstoffs 51 kann
nicht gleichzeitig mit dem Schleifschritt durchgeführt werden.
Wenn der Wiederherstellungsschritt vor oder nach dem Schleifschritt
durchgeführt
wird, muss die benötigte
Zeit für den
Schleifschritt und für
den Wiederherstellungsschritt länger
ausfallen, wodurch die Arbeitseffizienz nicht verbessert werden
kann.
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Bedingungen,
wie etwa die Andruckkraft oder die Rotationsgeschwindigkeit der
Waferhalteplatte 64 usw. sind bezüglich des Schleifschritts verschieden
von jenen in dem Wiederherstellungsschritt, jedoch wird die Waferhalteplatte 64 in
beiden Schritten verwendet. Daher müssen die Rotationsgeschwindigkeit
der Waferhalteplatte 64 und die Andruckkraft, die auf die
Waferhalteplatte 64 ausgeübt wird (der Innendruck der
Kammer 65), neu eingestellt werden, wenn der Schleifschritt
oder der Wiederherstellungsschritt ausgeführt werden. Die Änderung
der Bedingungen ist mühsam,
so dass die Verarbeitungs- und
die Herstellungseffizienz nicht verbessert werden können.
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Die
Druckschrift
US 5 857 899 offenbart
eine Waferpoliervorrichtung, die eine Waferhalterung aufweist, welche
von einem ringförmigen
Konditionierelement für
das Polierkissen umgeben ist. Entsprechende Stellglieder für das Fluid
richten die Halterung und das Konditionierelement in Bezug auf ein Gehäuse aus.
Druckschrift JP-A-09254020 zeigt ebenfalls ein Konditionierelement,
das eine Waferhalterung umgibt. Beide sind unabhängig voneinander drehbar.
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Es
wäre daher
wünschenswert,
eine Schleifmaschine bereitzustellen, die in der Lage ist, der Deformation
und der schädigenden
Erosion des Schleifstoffs vorzubeugen, während sie die Ebenheit der Schleiffläche der
Schleifplatte erhält
und die Schleifgenauigkeit verbessert.
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Die
Druckschrift JP 04-343658 A zeigt eine Schleifmaschine, die umfasst:
eine
Halteeinheit zum Halten eines Werkstücks; und
eine Schleifplatte
mit einer Schleiffläche,
die eine Oberfläche
des Werkstücks
durch ein Bewegen der Schleifplatte relativ zur Halteeinheit schleift,
wobei
die Halteeinheit aufweist:
einen inneren Kopf mit einem ersten
konkaven Bereich, dessen Öffnung
zu der Schleiffläche
der Schleifplatte hin gerichtet ist;
einen äußeren Kopf mit einem zweiten
konkaven Bereich, innerhalb dessen der innere Kopf vorgesehen ist,
und dessen Öffnung
zu der Schleiffläche
der Schleifplatte hin gerichtet ist;
eine Halteplatte, die
in dem ersten konkaven Bereich vorgesehen ist und eine Haltefläche aufweist,
auf welcher das Werkstück
gehalten wird;
ein elastisches Haltebauteil, das an dem inneren Kopf
und an der Halteplatte befestigt ist, wobei es die Halteplatte in
die Lage versetzt, sich in Bezug auf den inneren Kopf zu be wegen,
und welcher eine erste Kammer zum Andrücken des Werkstücks in dem
ersten konkaven Bereich mit der Halteplatte ausbildet;
ein äußeres Umschließungsbauteil,
das an dem äußeren Kopf
vorgesehen ist und den inneren Kopf umschließt;
ein inneres Umschließungsbauteil,
das zwischen dem äußeren Umschließungsbauteil
und dem inneren Kopf vorgesehen ist und den inneren Kopf umschließt;
ein
Anpressbauteil zum Pressen auf die Schleiffläche der Schleifplatte, wobei
das Anpressbauteil in einer Ringform ausgebildet ist, die die Halteplatte
umschließt;
und
eine erste Druckeinheit, die ein Druckfluid in die erste Kammer
einführt,
so dass das Werkstück
mit der Halteplatte auf die Schleiffläche der Schleifplatte angepresst
wird.
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Eine
Maschine entsprechend der vorliegenden Erfindung ist in Anspruch
1 angegeben.
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Bei
der Schleifmaschine entsprechend der vorliegenden Erfindung wird
das Druckfluid in die erste Kammer des inneren Kopfs eingeführt, so
dass das durch die Halteplatte gehaltene Werkstück auf die Schleiffläche der
Schleifplatte angepresst werden kann. Ferner kann das Anpressbauteil
auf die Schleiffläche
der Schleifplatte durch einen Druckaufbau in der zweiten Kammer
angepresst werden. Durch diesen Vorgang kann das Anpressbauteil
auf die Schleiffläche
der Schleifplatte angepresst werden, während die Oberfläche des
Werkstücks
geschliffen wird, so dass die Ebenheit der Schleiffläche erhalten
werden kann, und so dass außerdem
die Verarbeitungseffizienz und die Schleifgenauigkeit der Schleifmaschine
verbessert werden kann.
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Bei
der Schleifmaschine wird das Druckfluid in die erste Kammer durch
eine erste Druckeinheit eingeführt.
Ferner kann das Druckfluid durch eine zweite Druckeinheit in die
zweite Kam mer eingeführt werden.
Durch diesen Aufbau kann das Anpressbauteil mit einer Druckkraft
auf den Schleifstoff gepresst werden, welche der Druckkraft zum
Anpressen des Werkstücks
auf die Schleiffläche
entspricht. Folglich kann das Werkstück mit höherer Schleifgenauigkeit geschliffen
werden.
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Die
Schleifmaschine kann ferner aufweisen:
eine Antriebseinheit
für den
inneren Kopf, um den inneren Kopf um eine Welle zu rotieren, die
senkrecht zur Oberfläche
des durch die Halteplatte gehaltenen Werkstücks angeordnet ist; und
eine
Antriebseinheit für
den äußeren Kopf,
um den äußeren Kopf
um eine weitere Welle zu rotieren, die senkrecht zu der Oberfläche des
durch die Halteplatte gehaltenen Werkstücks angeordnet ist. Durch diesen
Aufbau können
die Rotationsgeschwindigkeiten des Werkstücks und des Anpressbauteils
jeweils unabhängig
voneinander und in angemessen Weise gesteuert werden, so dass die
Schleifgenauigkeit verbessert wird.
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Bei
dieser Schleifmaschine ist das innere Umschließungsbauteil trennbar von dem äußeren Kopf
mit diesem durch das elastische Ringbauteil verbunden, um dann gemeinsam
mit dem äußeren Kopf
bewegt zu werden. Ferner ist das innere Umschließungsbauteil durch ein Lager
drehbar durch den inneren Kopf gehalten. Durch diesen Aufbau können der
innere Kopf und der äußere Kopf
einschließlich
des inneren Umschließungsbauteils
unabhängig
voneinander gedreht und in geeigneter Weise positioniert werden.
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Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden im folgenden anhand von Beispielen mit
Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen näher
erläutert.
Darin zeigen:
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1 eine
Querschnittsansicht einer Halteeinheit einer Schleifmaschine entsprechend
einem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Querschnittsansicht der Halteeinheit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
wobei darin komprimierte Luft eingeführt wird;
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3 eine
erläuternde
Darstellung, die einen Zustand zeigt, in dem eine Schleiffläche eines Schleifstoffs,
welcher in der Schleifmaschine entsprechend den 1 und 2 verwendet
wird, durch ein Anpressbauteil gepresst wird;
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4 eine
Ansicht der Grundfläche
eines Anpressbauteils von unten, die gerade den Schleifstoff kontaktiert;
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5 einen
Antriebsmechanismus der Schleifmaschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
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6 eine
Querschnittsansicht der Halteeinheit einer Schleifmaschine gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel;
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7 eine
Querschnittsansicht der Halteeinheit gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel,
wobei komprimierte Luft darin eingeführt wird;
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8 eine
Querschnittsansicht der Halteeinheit der Schleifmaschine gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel,
die nicht Teil der Erfindung ist;
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9 eine
Querschnittsansicht einer Waferhalteeinheit einer herkömmlichen
Schleifmaschine; und
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10 eine
erläuternde
Darstellung, die den Zustand zeigt, in welchem die Schleiffläche des Schleifstoffs,
der bei der konventionellen Schleifmaschine gemäß 9 verwendet
wird, durch einen Wafer gepresst wird.
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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1 zeigt
eine Querschnittsansicht einer Halteeinheit einer Schleifmaschine
gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel; 2 zeigt
eine Querschnittsansicht einer Halteeinheit, bei welcher komprimierte
Luft in die Halteeinheit eingeführt
wird; 3 zeigt eine erläuternde Darstellung mit einem Zustand,
in welchem die Schleiffläche
des Schleifstoffs durch ein Anpressbauteil gedrückt wird; 4 zeigt
eine Ansicht einer Grundfläche
eines Anpressbauteils von unten, welches einen Schleifstoff kontaktiert;
und 5 zeigt einen Antriebsmechanismus der Schleifmaschine.
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Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel
schleift oder poliert die Schleifmaschine die Oberfläche eines Siliziumwafers
(eines Werkstücks).
Die Schleifmaschine umfasst eine Halteeinheit 10 zum Halten
des Wafers 12 und eine Schleifplatte 50 mit einer
Schleiffläche 52,
welche die Oberfläche 12a des
Wafers 12 durch eine Relativbewegung der Schleifplatte 50 in Bezug
auf die Halteeinheit 10 schleift. Die Oberfläche 12a des
Wafers 12 kann wie eine Spiegelfläche poliert werden.
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Die
Halteeinheit 10 weist folgendes auf: einen inneren Kopf 20 mit
einem ersten konkaven Bereich 21, dessen Öffnungsbereich
zu der Schleiffläche 52 der
Schleifplatte 50 hin gerichtet ist; und einen äußeren Kopf 30 mit
einem zweiten konkaven Bereich 31, in welchem der innere
Kopf 20 vorgesehen ist, und dessen Öffnungsbereich ebenfalls zu
der Schleiffläche 52 der
Schleifplatte 50 hin gerichtet ist.
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Der
innere Kopf 20 weist folgendes auf: eine Waferhalteplatte
eine Halteplatte) 22, die in dem ersten konkaven Bereich 21 vorgesehen
ist und eine Haltefläche 22a umfasst,
auf welcher der Wafer 12 gehalten wird; und ein elastisches
Haltebauteil 24, das an dem inneren Kopf 20 und
an der Halteplatte 22 befestigt ist, und welches es der
Halteplatte 22 erlaubt, sich in vertikaler Richtung usw.
in Bezug auf den inneren Kopf 20 zu bewegen, und das zusammen
mit der Halteplatte 22 eine ers te Kammer 25 zum
Anpressen des Wafers 12 in dem ersten konkaven Bereich 21 ausbildet.
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Details
des inneren Kopfs 20 und peripherer Bauteile werden nun
erläutert.
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Der
innere Kopf 20 bildet einen Grundbaustein der Halteeinheit 10,
die den Wafer 12 hält.
Wie eingangs beschrieben, weist der innere Kopf 20 einen
ersten konkaven Bereich 21 auf, dessen Öffnungsbereich nach unten gerichtet
ist.
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Eine
Grundfläche 22a der
Halteplatte 22 bildet eine Haltefläche, die den Wafer 12 hält. Die
Halteplatte 22 ist in dem inneren Kopf 20 vorgesehen und
wird von einem äußeren Kantenbereich 20a umschlossen.
Die Haltefläche 22a befindet
sich unterhalb einer Grundfläche
des äußeren Kantenbereichs 20a.
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In
dem ersten Ausführungsbeispiel
haftet der Wafer 12 an der Haltefläche 22a der Halteplatte 22 vermittels
Wassers an. Ein Anhaftbauteil (nicht dargestellt) ist an der Haltefläche 22a angebracht.
Das Anhaftbauteil besitzt eine Oberfläche mit hoher Adsorption, so
dass der Wafer 12 daran sicher durch Oberflächenspannung
und Viskosität
einer Flüssigkeit,
wie etwa Wasser, anhaften kann.
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In
dem Fall, dass der Wafer 12 an die Haltefläche 22a durch
Wasser angehaftet wird, wird eine ringförmige Schablone (nicht dargestellt),
die in er Lage ist, den Wafer 12 zu umschließen, an
der Haltefläche 22a angebracht,
um den Wafer 12 vor einem seitwärtigen Weggleiten zu schützen. Ein
innerer Durchmesser der Schablone beträgt 1 mm oder weniger, zum Beispiel
0,3 mm. Dies ist größer als
ein äußerer Durchmesser
des Wafers 12. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt der äußere Durchmesser
des Wafers 12 ungefähr
300 mm. Wie eingangs beschrieben, ist die Differenz zwischen dem inneren Durchmesser
der Schablone und dem äußeren Durchmesser
des Wafers 12 sehr gering in Bezug auf den äußeren Durchmesser
des Wafers 12. Die Dicke der Schablone ist geringer als
diejenige des Wafers 12.
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Ein
Gleiten des Wafers 12 auf der Haltefläche 22a kann auch
durch andere Mittel als die Schablone vermieden werden. Zum Beispiel
kann der äußere Durchmesser
der Haltefläche 22a gleich
derjenigen des Wafers 12 gewählt werden, wobei die Gleitbewegung
des Wafers 12 durch ein ringförmiges Anpressbauteil 36 vermieden
werden kann. Durch Verwendung des Anpressbauteils 36 kann
einem Überschleifen
der äußeren Kante 12b (siehe 10) des
Wafers 12 vorgebeugt werden. Insbesondere presst das Anpressbauteil 36 den
Schleifstoff 51 in einer Umgebung der äußeren Kante 12b des
Wafers 12, so dass der Schleifstoff 51, der die äußere Kante 12b des
Wafers 12 umgibt, nach unten gedrückt wird. Durch diesen Vorgang
wird die Reibung zwischen der äußeren Kante 12b des
Wafers 12 und dem Schleifstoff 51 verringert,
so dass ein Überschleifen
vermieden werden kann.
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Das
elastische Haltebauteil 24 ist aus einem elastischen Material
hergestellt und als Scheibe ausgebildet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist das elastische Haltebauteil 24 aus einem Hartgummi in
der Form gleich eines Krapfens mit innerem Loch (englisch: doughnut)
ausgebildet, zum Beispiel aus einem Stoff einschließenden Nitrilgummi.
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Eine äußerer Rand 24b des
elastischen Haltebauteils 24 ist an dem äußeren Kantenbereich 20a des
inneren Kopfs 20 befestigt; ein innerer Rand 24a des
elastischen Haltebauteils 24 ist an der oberen Fläche im bereich
der Außenkante
der Halteplatte 22 befestigt. Das heißt, der äußere Rand 24b des
elastischen Haltebauteils 24 ist durch Bauteile, welche den äußeren Kantenbereich 20a des
inneren Kopfs 20 aufbauen, vertikal einge spannt und mittels
nicht dargestellter Schrauben oder Bolzen befestigt. Auf der anderen
Seite ist der innere Rand 24a des elastischen Haltebauteils 24 vertikal
durch die Halteplatte 22 und ein Anpressbauteil 23 eingespannt
und durch nicht dargestellte Schrauben oder Bolzen befestigt.
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Bei
diesem Aufbau hält
das elastische Haltebauteil 24 die Halteplatte 22 und
versetzt es in die Lage, sich in horizontaler und vertikaler Richtung
in Bezug auf den inneren Kopf 20 zu bewegen.
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Die
erste Kammer 25 zum Andrücken des Wafers 12 ist
in dem inneren Kopf 20 durch die Halteplatte 22 und
das elastische Haltebauteil 24 ausgebildet. Ein Druckfluid
wie beispielsweise komprimierte Luft wird durch eine Druckeinheit 28 in
die erste Kammer 25 eingeführt. Durch Anheben des inneren Drucks
in der ersten Kammer 25 durch die Druckeinheit 28 kann
der Wafer 12 mit der Halteplatte 22 an die Schleiffläche 52 der
Schleifplatte 50 angedrückt werden,
so dass die Oberfläche 12a des
Wafers 12 geeignet geschliffen oder poliert werden kann.
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Es
ist anzumerken, dass die Druckeinheit 28 einen nicht dargestellten
Druckregulator zum Anpassen des inneren Drucks der ersten Kammer 25 aufweist.
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Der äußere Kopf 30 weist
folgendes auf: ein äußeres Umschließungsbauteil 30a,
das den inneren Kopf 20 umschließt; und ein inneres Umschließungsbauteil 33,
das zwischen dem äußeren Umschließungsbauteil 30a und
dem inneren Kopf 20 vorgesehen ist und den inneren Kopf 20 umschließt; das
Anpressbauteil 36, das eine L-Querschnittsform besitzt, und
das zum Umschließen
der Halteplatte 22 ringförmig ausgebildet ist und auf
die Schleiffläche 52 der Schleifplatte 50 gedrückt wird;
und ein elastisches Ringbauteil 34, das an dem äußeren Umschließungs bauteil 30a und
dem inneren Umschließungsbauteil 33 befestigt
ist, und welches das Anpressbauteil 36 hält, wobei
es das Anpressbauteil 36 in die Lage versetzt, sich in
Bezug auf den äußeren Kopf 30 in
vertikaler und horizontaler Richtung zu bewegen, wobei es eine zweite
Kammer 35 in dem äußeren Kopf 30 ausbildet.
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Als
nächstes
werden Details des äußeren Kopfs 30 erläutert.
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Der äußere Kopf 30 bildet
einen äußeren Grundbaustein
der Halteeinheit 10, die den Wafer 12 hält. Ein
oberer Abschnitt 30b, der wie eine Scheibe ausgebildet
ist, sowie das ringförmige äußere Umschließungsbauteil 30a sind
integral miteinander in dem äußeren Kopf 30 verbunden.
Der zweite konkave Bereich 31, dessen Öffnungsbereich nach unten geöffnet ist,
ist innerhalb des inneren Umschließungsbauteils 33 ausgebildet.
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Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist das innere Umschließungsbauteil 33 abnehmbar
an dem äußeren Kopf 30 angebracht.
Das elastische Ringbauteil 34 verbindet das innere Umschließungsbauteil 33 mit
dem äußeren Kopf 30.
Durch diesen Aufbau wird das innere Umschließungsbauteil 33 gemeinsam
mit dem äußeren Kopf 30 bewegt.
Ferner ist das innere Umschließungsbauteil 33 mittels
eines Lagers 40 drehbar durch den inneren Kopf 20 gehalten.
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Das
innere Umschließungsbauteil 33 ist
als umgedrehte Glocke ausgebildet und weist im Zentralbereich ein
Durchgangsloch auf. Ein Dichtungsring 41 ist an die Innenkante
des inneren Umschließungsbauteils 33 eingepasst,
so dass er einen Zwischenraum zwischen dem inneren Kopf 20 und
dem inneren Umschließungsbauteil 33 luftdicht
abschließt.
Folglich kann die zweite Kammer 35 luftdicht abgeschlossen
werden.
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Durch
Verwendung des Lagers 40 und des Dichtungsrings 41 kann
die zweite Kammer 35 luftdicht abgeschlossen werden. Der
innere Kopf 20 und der äußere Kopf 30,
welcher das innere Umschließungsbauteil 33 aufweist,
können
unabhängig
voneinander rotiert werden.
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Das
elastische Ringbauteil 34 ist aus elastischem Material
hergestellt und als Ringscheibe ausgebildet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist das elastische Ringbauteil 34 aus einem krapfenförmigen Hartgummi
(englisch: doughnut), wie etwa einem Nitrilgummi, das Stoff mit
einschließt,
gebildet.
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Eine äußerer Rand 34b des
elastischen Ringbauteils 34 ist an dem äußeren Umschließungsbauteil 30a des äußeren Kopfs 30 angebracht.
Eine innerer Rand 34a des elastischen Ringbauteils 34 ist an
dem inneren Umschließungsbauteil 33 befestigt, welches
gemeinsam mit dem äußeren Kopf 30 gedreht
wird. Insbesondere ist der äußere Rand 34b des
elastischen Ringbauteils 34 vertikal durch Bauteile eingespannt,
welche das äußere Umschließungsbauteil 30a zusammensetzen
und welche durch Schrauben oder Bolzen (nicht dargestellt) befestigt
sind. Auf der anderen Seite ist der innere Rand 34a des
elastischen Ringbauteils 34 vertikal durch Bauteile eingespannt,
welche das innere Umschließungsbauteil 33 zusammensetzen
und welche durch Bolzen oder Schrauben (nicht dargestellt) befestigt sind.
Das Anpressbauteil 36, dessen Druckfläche zu der Schleiffläche 52 der
Schleifplatte 50 hin ausgerichtet ist, ist an dem elastischen
Ringbauteil 34 befestigt.
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Mit
diesem Aufbau hält
das elastische Ringbauteil 34 das Anpressbauteil 36 und
erlaubt es diesem, sich in horizontaler und in vertikaler Richtung
in Bezug auf den inneren Kopf 20 zu bewegen.
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Die
zweite Kammer 35 zum Andrücken des Anpressbauteils 36 wird
in dem äußeren Kopf 30 durch
das elastische Ringbauteil 34 ausgebildet. Das Druckfluid,
bei dem es sich um komprimierte Luft handeln kann, wird in die zweite
Kammer 35 durch die Druckeinheit 28 eingeführt. Durch
ein Anheben des inneren Drucks in der zweiten Kammer 35 durch die
Druckeinheit 28 kann das Anpressbauteil 36 auf die
Schleiffläche 52 der
Schleifplatte 50 angedrückt werden,
so dass die Schleiffläche 52 der
Schleifplatte 50 in geeigneter Weise gedrückt wird.
Details dieses Vorgangs werden später genauer erläutert.
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Es
ist anzumerken, dass die Druckeinheit 28 die komprimierte
Luft zu der ersten und der zweiten Kammer 25 und 35 zuführt. Insbesondere
wird, wie in 2 dargestellt ist, die komprimierte
Luft über
einen Luftzufuhrweg 27a zugeführt. Danach wird die komprimierte
Luft in die erste Kammer 25 und simultan in die zweite
Kammer 35 über
die Durchgangslöcher 26 eines
oberen Abschnitts 20b des inneren Kopfs 20 eingeführt. In 2 sind
die mit komprimierter Luft angefüllten
Räume durch
Schraffur angedeutet. Bei diesem Aufbau werden der Wafer 12 und
das Anpressbauteil simultan auf die Schleiffläche 52 angedrückt.
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Die
Wirkung des Anpressbauteils 36 wird mit Bezug auf 3 näher erläutert. Darin
ist ein Zustand gezeigt, in welchem das Anpressbauteil 36 auf den
Schleifstoff 51 angedrückt
wird. Die in die erste Kammer 25 eingeführte komprimierte Luft drückt die Oberfläche 12a des
Wafers 12 auf die Schleiffläche 52 des Schleifstoffs 51 mit
vorbestimmter Kraft. Gleichzeitig drückt die komprimierte Luft,
die in die zweite Kammer 35 eingeführt wurde, die Grundfläche des
Anpressbauteils 36 auf die Schleiffläche 52 des Schleifstoffs 51,
wobei die Grundfläche
des Anpressbauteils 36 parallel zur Schleiffläche 52 eingerichtet ist.
Durch Andrücken
des Anpressbauteils 36 auf die Schleiffläche 52 wird
ein Teil des Schleif stoffs 51, welcher der Grundfläche des
Anpressbauteils 36 entspricht und die unteren Außenkanten 12b (s. 10) des
Wafers 12 umschließt,
nach unten gedrückt.
Bei der herkömmlichen
Schleifmaschine gemäß 10 kontaktiert
die untere Außenkante 12b des
Wafers 12 die Innenfläche
des konkaven Abschnitts 51a, und das Kontaktstück des Schleifstoffs 51 wird
dadurch konzentriert beschädigt,
so dass die Schleiffläche 52 gewellt
und schädigend
erodiert. Demgegenüber
ist bei dem ersten Ausführungsbeispiel
die Reibung nicht auf die untere Außenkante 12b des Wafers 12 (s. 3)
konzentriert, so dass der Schleifstoff 51 auch nicht konzentriert
beschädigt
wird und eine Wellung bzw. ein schädigendes Erodieren des Schleifstoffs 51 vermieden
wird. Ferner kann die Anzahl der Wiederherstellungsvorgänge des
Schleifstoffs 51 reduziert werden.
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Das
Anpressbauteil 36 setzt sich beispielsweise aus einer ringförmigen Metallscheibe
oder einer netzartigen Scheibe zusammen. Ferner können Diamantkörner in
die Grundfläche
des Anpressbauteils 36 aufgenommen sein, und die Grundfläche kann
auch mit einem Diamant-CVD-Film überzogen sein.
Wenn das Anpressbauteil 36 aus abgelagertem Schleifstein
oder einer Keramik mit angemessen rauer Oberfläche gebildet ist, kann die
Schleiffläche 52 der
Schleifplatte 50 effizient konditioniert werden. Folglich
kann ein Konditionierelement als Anpressbauelement 36 eingesetzt
werden.
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Das
Anpressbauteil 36 entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist ringförmig
ausgebildet und an dem elastischen Ringbauteil 34 befestigt.
Um das Anpressbauteil 36 in geeigneter Weise an dem elastischen
Ringbauteil 34 zu befestigen, weist es einen dickeren Bereich 36a auf.
Das elastische Ringbauteil 34 wird dann durch den dickeren Bereich 36a und
ein Ringbauteil 36b eingespannt, welche durch (nicht dargestellte)
Schrauben oder Bolzen mit dem elastischen Ringbau teil 34 integriert werden.
Dadurch wird das Anpressbauteil 36 an dem elastischen Ringbauteil 34 befestigt.
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Die
Anpressfläche 36c (die
Grundfläche)
des Anpressbauteils 36 erstreckt sich von einem unteren Ende
des dicken Bereichs 36a einwärts. Eine Innenkante der Anpressfläche 36c erstreckt
sich bis nahe zu einer äußeren Kante
der Halteplatte 22. Das Anpressbauteil 36 erstreckt
sich und überdeckt
die Grundflächen
jeweils des inneren Umschließungsbauteils 33 und
des äußeren Kantenbereichs 20a. Bei
diesem Aufbau ist die Anpressfläche 36c des
Anpressbauteils 36 hochwirksam positioniert.
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Wenn
das Anpressbauteil 36 eine äußere, umlaufende Kante des
Wafers 12 vollständig
umschließt,
wird es schwierig, den Schleifschlamm zum Schleifen des Wafers 12 der
Schleiffläche 52 des Schleifstoffs 51 zuzuführen.
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Um
diesen Nachteil zu überwinden,
sind Führungsnuten 36d,
in denen der Schleifschlamm zu der Schleiffläche 52 zugeführt wird,
in der Grundfläche
des Anpressbauteils 36 wie in 4 gezeigt
ausgebildet.
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Die
Führungsnuten 36d sind
jeweils in Richtungen entsprechend der Drehrichtung "R" des Anpressbauteils 36 gebogen.
Bei diesem Aufbau kann der Schleifschlamm in geeigneter Weise in
den Innenraum des Anpressbauteils 36 über die Führungsnuten 36d eingeführt werden.
Eine der Flussrichtungen des Schleifschlamms ist als Pfeil "S" dargestellt. Eine Querschnittsform
einer Führungsnut 36d kann durch
eine V-Form, eine U-Form, usw. repräsentiert sein.
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Die
Ausbildung der Führungsnuten 36d ist nützlich im
Falle der Verwendung einer sehr großen Schleifplatte 50,
deren Durchmesser viel größer als derjenige
des Wafers 12 ist. Auf der anderen Seite können in
dem Fall, dass eine Schleifplatte 50 mit einem Durchmesser,
welcher gleich oder nur etwas größer als
derjenige des Wafers 12 ist, verwendet wird, Durchgangslöcher in
der Schleifplatte 50 und dem Schleifstoff 51 ausgebildet
werden, um den Schleifschlamm auf die Schleiffläche 52 über die Durchgangslöcher von
einer unteren Seite her zuzugeben. Im Fall einer kleinen Schleifplatte 50 wird
es schwierig, den Schleifschlamm von außen auf die gesamte Oberfläche 12a des
Wafers 12 in effizienter Weise zu geben.
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Durch
das Andrücken
des Anpressbauteils 36 können das Schleifen des Wafers 12 und
das Andrücken
der Schleiffläche 52 der
Schleifplatte 50 gleichzeitig ausgeführt werden. Aufgrund dessen wird
einer Deformation und einer schädigenden
Abschleifung der Schleiffläche 52 wirksam
vorgebeugt. Die Effizienz der Verarbeitung wird dadurch verbessert.
Ferner werden die Wafer stets durch eine hochwertige Schleiffläche 52 geschliffen,
wobei eine höhere
Schleif- oder Poliergenauigkeit erzielt wird.
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Wenn
das Konditionierelement zum Andrücken
der Schleiffläche 52 eingesetzt
wird, und wenn der Konditionierschritt getrennt von dem Schleifschritt
durchgeführt
wird, kann die Häufigkeit
des Ausführens
des Konditionierschritts reduziert werden, so dass die Verarbeitungs-
bzw. Herstellungseffizienz verbessert werden kann.
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Ein
Mechanismus jeweils für
den Drehantrieb und für
den Vertikalantrieb des inneren Kopfs 20 und des äußeren Kopfs 30 wird
nun erläutert.
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Ein
inneres Lager 42 ist zwischen einer äußeren umlaufenden Oberfläche einer
inneren Welle 27, die integral mit dem inneren Kopf 20 ausgebildet ist,
und einer inneren umlaufenden Oberfläche einer äußeren Welle 37, die
integral mit dem äußeren Kopf 30 ausgeführt ist,
vorgesehen. Bei diesem Aufbau können
der innere Kopf 20 und der äußere Kopf 30 mit verschiedenen
Geschwindigkeiten rotiert werden.
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Ein
innerer Dichtungsring 43 schließt einen Zwischenraum zwischen
der äußeren umlaufenden Oberfläche der
inneren Welle 27 und der inneren umlaufenden Oberfläche der äußeren Welle 37 luftdicht ab.
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Eine
Antriebseinheit 44 für
den inneren Kopf dreht den inneren Kopf 20 um eine Welle,
die an der Halteplatte 22 vorgesehen und senkrecht zur
Oberfläche 12a des
durch die Halteplatte 22 gehaltenen Wafers 12 angeordnet
ist.
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Wie
in 5 gezeigt ist, dreht ein Motor 45 den
inneren Kopf 20. Ein Zahnradgetriebe 45a ist an der
Ausgangswelle des Motors 45 befestigt.
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Ein
angetriebenes Zahnrad 46 ist an einem oberen Ende der inneren
Welle 27 befestigt und wirkt zusammen mit dem Zahnradgetriebe 45a.
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Ein
oberes Lager 47 versetzt die innere Welle 27 in
die Lage, sanft in Bezug auf die äußere Welle 37 rotiert
zu werden.
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Bei
dieser Struktur kann der an dem unteren Ende der langen inneren
Welle 27 befestigte innere Kopf 20 durch den Rotor 45 gedreht
werden. Ferner kann der Wafer 12, der durch die Halteplatte 22 gehalten
wird, gemeinsam mit dem inneren Kopf 20 um eine Achse gedreht
werden, die senkrecht zu der Oberfläche 12a des Wafers 12 steht.
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Eine
Antriebseinheit 54 für
den äußeren Kopf dreht
den äußeren Kopf 30 um
eine Welle, die an der Halteplatte 22 vorgesehen und die
senkrecht zur Oberfläche 12a des
Wafers 12, der durch die Halteplatte 22 gehalten
wird, angeordnet ist.
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Wie
in 5 dargestellt ist, dreht ein Motor 55 den äußeren Kopf 30.
Ein Zahnradgetriebe 55a ist an der Ausgangswelle des Motors 55 befestigt.
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Ein
angetriebenes Zahnrad 56 ist an der äußeren Welle 37 befestigt
und wirkt zusammen mit dem Zahnradgetriebe 55a.
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Vertikal
angeordnete Lager 58 erlauben es der Ausgangswelle 37,
sich in Bezug auf einen Grundkörper 14 sanft
zu drehen.
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Bei
dieser Struktur wird der an einem unteren Ende der langen Ausgangswelle 37 befestigte äußere Kopf 30 durch
den Motor 55 gedreht. Ferner kann das mit dem äußeren Kopf 30 durch
das elastische Ringbauteil 34 verbundene Anpressbauteil 36 gemeinsam
mit dem äußeren Kopf 30 um
eine Achse gedreht werden, die senkrecht zur Oberfläche 12a des
Wafers 12 angeordnet ist.
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Weil
die Antriebseinheit 44 des inneren Kopfs und die Antriebseinheit 54 des äußeren Kopfs getrennt
voneinander eingerichtet sind, können
die Rotationsgeschwindigkeit des Wafers 12 und diejenige
des Anpressbauelements 36 getrennt voneinander in geeignet
Weise gesteuert werden. Folglich können die Schleifbedingungen
angemessen definiert und die Schleifgenauigkeit verbessert werden.
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In 5 bewegt
eine Zylindereinheit 74 einen Kopfbereich in vertikaler
Richtung. Der Kopfbereich schließt den inneren Kopf 20,
die innere Welle 27 und die äußere Welle 37 ein.
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Ein
rückwärtiges Ende 74a der
Zylindereinheit 74 ist an dem Grundkörper 14 befestigt;
ein vorderes Ende eines Zylinderstabs 74b der Zylindereinheit 74 ist
an einem Hebebauelement 76 mittels eines Anschlussstücks 75 befestigt.
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Es
ist anzumerken, dass der Motor 45 zum Drehen des inneren
Kopfs 20 an dem Hebebauelement 76 befestigt ist.
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Die äußere Welle 37 wird
in Bezug auf das Hebebauelement 76 nicht in vertikaler
Richtung bewegt. Jedoch wird die äußere Welle 37 durch
ein Lager 77 drehbar gehalten, welches in der Lage ist,
eine Last in axialer Druckrichtung aufzunehmen.
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An
dem oberen Ende der inneren Welle 27 ist ein Anschlag 79 vorgesehen,
so dass die innere Welle 27 in Bezug auf die äußere Welle 37 in
vertikaler Richtung nicht bewegt wird. Jedoch wird die innere Welle 27 durch
Lager 42 und 47 drehbar gehalten. Bei diesem Aufbau
wird die innere Welle 27 durch das Hebebauelement 76 ebenfalls
drehbar gehalten, so dass es nicht nach unten fällt.
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Ein
Zylinderabschnitt 14a erstreckt sich von dem Grundkörper 14 nach
oben. Die äußere Welle 37 tritt
durch den Zylinderabschnitt 14a hindurch. Die äußere Welle 37 wird
darin vertikal bewegt sowie rotiert. Ein inneres Zylinderbauteil 78 ist
mit der äußeren Welle 37 mittels
eines Schlüssels 16 integriert ausgeführt, so
dass das innere zylindrische Bauteil 78 gemeinsam mit der äußeren Welle 37 gedreht werden
kann. Das angetriebene Zahnrad 56 deckt das innere zylindrische
Bauteil 78 ab und ist daran befestigt. Das Zahnradgetriebe 55a des
Motors 55 steht mit dem angetriebenen Zahnrad 56 im
Eingriff. Es ist anzumerken, dass der Motor 55 zum Drehen des äußeren Kopfs 30 an
dem Grundkörper 14 befestigt
ist.
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Durch
Antreiben des Motors 55 dreht sich der äußere Kopf 30 gemeinsam
mit der äußeren Welle 37.
Ferner gleitet durch Antrieb der Zylindereinheit 74 die äußere Welle 37 in
dem inneren zylindrischen Bauelement 78, so dass der Kopfbereich
in vertikaler Richtung bewegt werden kann.
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Wie
eingangs beschrieben, setzt sich der Antriebsmechanismus zusammen
aus: einem Mittel zum vertikalen Bewegen des Wafers 12,
um die Oberfläche 12a des
Wafers 12 mit der Schleiffläche 52 der Schleifplatte 50 zu
kontaktieren; ein Mittel zum Rotieren des Wafers 12 um
seine eigene Achse; und einem Mittel zum Rotieren des Anpressbauelements 37 um
seine eigene Achse.
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Ein
Einlass 29 ist an dem oberen Ende der inneren Welle 27 vorgesehen
und mit der Druckeinheit 28 verbunden. Der Einlass 29 ist
ebenfalls mit dem Luftzufuhrweg 27a verbunden, der in der
inneren Welle 27 ausgebildet und mit der ersten Kammer 25 verbunden
ist. Es ist anzumerken, dass die Druckeinheit 28 gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
ein Kompressor ist.
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Ein
(nicht dargestellter) Verteiler ist an dem Einlass 29 vorgesehen,
um ein Verdrehen der Luftzufuhrleitungen zu vermeiden, welches ansonsten durch
die Drehung eintreten würde.
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Ferner
weist die Schleifmaschine eine Zuführungseinheit für den Schleifschlamm
auf (nicht dargestellt).
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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Ein
zweites Ausführungsbeispiel
wird mit Bezug auf die 6 und 7 erläutert. Den
beim ersten Ausführungsbeispiel
erläuterten
Elementen werden die gleichen Bezugszeichen zugewiesen, und auf
eine weitere Erläuterung
wird hier verzichtet.
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6 zeigt
eine Querschnittsdarstellung einer Halteeinheit einer Schleifmaschine
gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel.
Ferner zeigt 7 eine Querschnittsdarstellung
der Halteeinheit gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel,
wobei komprimierte Luft darin eingeführt ist.
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Merkmale
des zweiten Ausführungsbeispiels sind
eine erste Druckeinheit 38, die ein Druckfluid in die erste
Kammer 25 einführt,
um die Oberfläche 12a des
Wafers 12, der durch die Halteplatte 22 gehalten wird,
auf die Schleiffläche 52 der
Schleifplatte 50 zu drücken;
ferner eine zweite Druckeinheit, die das Druckfluid in die zweite
Kammer 35 einführt,
um das Anpressbauteil 36 auf die Schleiffläche 52 der Schleifplatte 50 anzudrücken. Folglich
sind zwei Druckeinheiten 38 und 39 getrennt voneinander
vorgesehen. Ein Einlass 39a, welchem das Druckfluid wie
etwa komprimierte Luft von der zweiten Druckeinheit 39 zum
Druckaufbau in der zweiten Kammer 35 zugeführt wird,
ist an einer oberen Oberfläche 30b des äußeren Kopfs 30 vorgesehen.
Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel
sind keine Durchgangslöcher 26 (siehe 1)
ausgebildet.
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Beim
zweiten Ausführungsbeispiel
sind die die erste Kammer 25 einschließenden Räume mit komprimierter Luft
von der ersten Druckeinheit 38 gefüllt und werden in den Zeichnungen
durch Parallelschraffur angezeigt; die zweite Kammer 35 einschließende Räume werden
mit komprimierter Luft von der zweiten Druckeinheit 39 ausgefüllt und
werden in den Zeichnungen durch Kreuzschraffur angezeigt (siehe 7).
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Der
Druck der der ersten Kammer 25 zugeführten komprimierten Luft kann
verschieden von dem Druck der der zweiten Kammer 35 zugeführten komprimierten
Luft sein. Insbesondere können
die Druckkraft auf den Wafer 12 und die Druckkraft auf das
Anpressbauteil 36 getrennt voneinander gesteuert werden.
Bei diesem Aufbau kann das Anpressbauteil 36 auf die Schleiffläche 52 des
Schleifstoffs 51 mit einer Andruckkraft gedrückt werden,
die der Druckkraft des Wafers 12 auf die Schleiffläche 52 entspricht.
Folglich kann der Wafer 12 mit höherer Schleifgenauigkeit geschliffen
werden.
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Es
ist anzumerken, dass ein (nicht dargestellter) Druckregulator, der
den Druck in der ersten Kammer 25 einstellt, und ein Druckverringerungsregulator
(nicht dargestellt), der den Druck in der zweiten Kammer 35 einstellt,
eingerichtet sein können.
In diesen Fall können
der Druck in der ersten und in der zweiten Kammer 25 und 35 sogar
dann getrennt voneinander gesteuert werden, wenn die komprimierte Luft
von einer gemeinsamen Quelle zugeführt wird.
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Wenn
eine Druckverringerungseinheit (nicht dargestellt) mit der ersten
Kammer 25 verbunden ist, kann die Halteplatte 22 nach
oben gezogen werden, während
die Druckverringerungseinheit angetrieben wird. Bei diesem Aufbau
kann auch nur das durch das elastische Ringbauteil 34 gehaltene
Anpressbauteil 36 auf die Schleiffläche 52 gedrückt werden, indem
die zweite Druckeinheit 39 betrieben wird. In diesen Fall
kann, wenn als Anpressbauelement 36 ein Konditionierelement
verwendet wird, die Schleiffläche 52 durch
das Konditionierelement konditioniert werden.
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Wenn
eine (nicht dargestellte) Druckverringerungseinheit mit der zweiten
Kammer 35 verbunden ist, kann das durch das elastische
Ringbauteil 34 gehaltene Anpressbauteil 36 nach
oben gezogen werden, während
die Druckverringerungseinheit angetrieben wird. Bei diesem Aufbau
kann auch nur der durch die Halteplatte 22 gehaltene Wafer 12 auf
die Schleiffläche 52 mittels
eines Betriebs der ersten Druckeinheit 38 angedrückt werden,
so dass die Oberfläche 12a des
Wafers 12 ohne Andrücken
der Schleiffläche 52 durch
das Anpressbauteil 36 geschliffen werden kann.
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(Drittes Ausführungsbeispiel)
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Bei
dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel
ist das innere Umschließungsbauteil 33 trennbar
von einem Grundkörperab schnitt 32 des äußeren Kopfs 30 ausgebildet,
wobei der Grundkörperabschnitt 32 einen
oberen Bereich 30b und das äußere Umschließungsbauteil 30a aufweist.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel,
das nicht Teil der Erfindung ist, wird das innere Umschließungsbauteil 33 integriert mit
dem Grundkörperabschnitt 32 des äußeren Kopfs 30 ausgeführt.
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In
dem Fall, dass das innere Umschließungsbauteil 33 integriert
mit dem Grundkörperabschnitt 32 des äußeren Kopfs 30 ausgeführt wird,
sind komplexe luftdicht abgeschlossene Strukturen in der ersten und
zweiten Kammer 25 und 35 nicht erforderlich, wenn
die Luftzufuhrwege zum Zuführen
komprimierter Luft zu der ersten und zweiten Kammern 25 und 35 getrennt
voneinander ausgebildet sind. Die Strukturen werden dadurch vereinfacht.
Im Fall der Verwendung der Druckeinheit 28 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
verzweigt sich der Luftzufuhrweg von der Druckeinheit 28,
und die verzweigten Wege sind jeweils mit dem Luftzufuhrweg 27a und dem
Einlass 39a verbunden. Im Fall der Verwendung der ersten
und der zweiten Druckeinheit 38 und 39 des zweiten
Ausführungsbeispiel
ist die erste Druckeinheit 38 mit dem Luftzufuhrweg 27a und
die zweite Druckeinheit 39 mit dem Einlass 39a verbunden.
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Auch
im dritten Ausführungsbeispiel
kann die Kraft zum Andrücken
des Wafers 12 und die Kraft zum Andrücken des Anpressbauteils 36 auf
die Schleiffläche 52 entsprechend
durch eine Anpassung des Drucks in der ersten und der zweiten Kammer 25 und 35 eingestellt
werden. Ferner kann die Drehgeschwindigkeit des Wafers 12 und
des Anpressbauteils 36 entsprechend durch Antriebseinheiten 44 und 54 für den inneren
und den äußeren Kopf gesteuert
werden (siehe 5). Daher können die Wirkungen des ersten
und des zweiten Ausführungsbeispiels
durch die Schleifmaschine des dritten Ausführungsbeispiels erzielt werden.
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In
den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen
wird der Wafer 12 an der Haltefläche 22a der Halteplatte 22 durch
Wasser angehaftet. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf
diese Ausführungsbeispiele
beschränkt.
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Beispielsweise
kann der Wafer 12 durch Ansaugen an der Haltefläche 22a der
Halteplatte 22 gehalten werden. In diesen Fall ist eine
Vakuumeinheit mit der Haltefläche 22a der
Halteplatte 22 verbunden, um den Wafer 12 durch
Luftansaugung hochzuziehen.
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Der
Wafer 12 kann auch auf sichere Weise vermittels eines Adhäsivs an
der Halteplatte 22 angehaftet werden.
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Der
spitz zulaufende männliche
Bereich 70 und der spitz zulaufende weibliche Bereich 72 der herkömmlichen
Schleifmaschine (s. 9) können in der vorliegenden Erfindung
eingesetzt werden. Durch Einpassen des spitz zulaufenden männlichen Bereichs 70 in
den spitz zulaufenden weiblichen Bereich 72 kann die Halteplatte 22 präzise positioniert werden,
so dass der Wafer 12 an der richtigen Position positioniert
bzw. angehaftet werden kann.
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In
den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen
wird der durch die Halteplatte 22 gehaltene Wafer 12 auf
die Schleiffläche 52 durch
Luftdruck angedrückt.
Beispielsweise kann anstatt des Luftdrucks auch ein Flüssigkeitsdruck
wie etwa Wasserdruck, Öldruck,
usw. verwendet werden.
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In
den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen
wird die Oberfläche 12a eines
Siliziumwafers 12 als Werkstück geschliffen oder poliert.
Auch können
Oberflächen
anderer waferförmiger
Werkstücke, wie
beispielsweise Glasplatten, Kristallplatten usw. in geeigneter Weise
geschliffen oder poliert werden.
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Die
Erfindung kann auch in anderen speziellen Ausführungen angewendet werden,
ohne vom Umfang der Ansprüche
abzuweichen. Die vorliegenden Ausführungsbeispiele sind daher
in jeder Hinsicht als beispielhaft und nicht einschränkend anzusehen.
Der Schutzbereich der Erfindung wird daher eher durch die beigefügten Ansprüche als
durch die vorhergehende Beschreibung umrissen. Folglich werden alle
Abwandlungen, die sich innerhalb der Bedeutung der Ansprüche bewegen,
als von den Ansprüchen
umfasst angesehen.