DE19955903C2

DE19955903C2 - Kaschier-Vorrichtung

Info

Publication number: DE19955903C2
Application number: DE1999155903
Authority: DE
Inventors: Linus Heil
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-11-20
Filing date: 1999-11-20
Publication date: 2002-08-29
Anticipated expiration: 2019-11-21
Also published as: DE19955903A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kaschier-Vorrichtung.

Bei dem Polieren von Siliziumscheiben werden als Polierbahn bestimmte hochempfindliche Materialien verwendet, die auf einer Grundbahn und weiteren Schichten aufkaschiert sind, um deren Zerstörung beim Einsatz zu verhindern. Diese Polierbahnen sind auf dem Weltmarkt nur in bestimmten vorgegebenen Breiten, die zudem relativ schmal sind, verfügbar. Seitens der Bearbeiter von Siliziumscheiben besteht jedoch der Bedarf nach viel breiteren Verbundbahnen, deren Deckbahnen die Polierbahnen sind. Durch die hochempfindliche Bearbeitung im Bereich der Siliziumscheiben dürfen sich benachbarte Deckbahnen auf einer Grundbahn niemals überlappen. Zum anderen darf der Abstand benachbarter Deckbahnen einen bestimmten vorgegebenen geringen Wert nicht überschreiten, da der Bahn-Spalt bei der Bearbeitung schädlich wäre.

Aus der GB 2 318 084 A ist eine Kaschier-Vorrichtung bekannt, bei der auf eine Grundbahn mehrere Deckbahnen nebeneinander aufkaschiert werden. Die Deckbahnen sind auf jeweiligen Deckbahn-Rollen aufgewickelt, die axial verschiebbar sind, so daß sichergestellt ist, daß die Deckbahnen auf der Grundbahn einander nicht überlappen, sondern auf Stoß aufkaschiert werden. Die Deckbahn-Rollen sind in einem Maschinengestell verschieb bar und drehbar gelagert. Während des Kaschier-Vorgangs sind die relati ven Positionen der Deckbahn-Rollen in dem Maschinengestell zueinander fixiert. Es findet lediglich eine Nachjustierung des Maschinengestells mit den Deckbahn-Rollen relativ zu der Grundbahn statt. Die Grundbahn ist mit einer Markierungslinie versehen, so daß deren Position während des Kaschierens ständig ermittelt wird. Das Maschinengestell mit den Deck bahn-Rollen wird dann entsprechend nachgeführt. Nachteilig bei dieser bekannten Vorrichtung ist, daß Positionsabweichungen der einzelnen Deckbahn-Rollen zueinander während des Kaschierens nicht korrigiert werden können.

Aus der DE 35 33 275 C2, der EP 0 835 835 A2 und der US 3,177,751 sind Kaschier-Vorrichtungen bekannt, bei denen jeweils eine Deckbahn auf eine Grundbahn aufkaschiert wird. Diese Kaschier-Vorrichtungen sind mit Sen sor-Einrichtungen versehen, um die Kanten der Deckbahn bzw. der Grund bahn zu erfassen, um den Kaschier-Vorgang zu regeln. Nachteilig bei die sen bekannten Sensor-Einrichtungen ist, daß sie nicht geeignet sind, um eine Spaltbreite zwischen zwei nebeneinander verlaufenden Bahnen zu er mitteln.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Kaschier-Vorrich tung bereitzustellen, mit der mehrere Deckbahnen nebeneinander unter Einhaltung vorgebbarer Abstände der Deckbahnen zueinander auf eine Grundbahn kaschiert werden können.

Die Aufgabe wird gelöst durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Zusätzliche Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der Beschreibung der Erfindung anhand der Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Kaschiermaschine mit einer Kaschier-Vorrichtung,

Fig. 2 eine Ausschnittsvergrößerung der Kaschier-Vorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Kaschier-Vorrichtung gemäß dem Sicht pfeil III in Fig. 1, und

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Verbundbahn.

Eine Kaschiermaschine 1, die in Fig. 1 schematisch dargestellt ist, dient der Herstellung mehrlagiger, endloser Verbundbahnen 2. Der Aufbau der Kaschiermaschine 1 wird entlang der Arbeits-Richtung 3 beschrieben. Eine Grundbahn 4 wird von einem Vorrat einer Speicher-Einheit 5 zugeführt, wobei die Grundbahn 4 über zahlreiche Umlenk-Walzen 6 herumgeführt wird, wodurch eine Schwankung der Transportgeschwindigkeit und der Spannung der Grundbahn 4 in den nachgeordneten Einheiten ausgeglichen werden kann. Anschließend wird die Grundbahn 4 einem Streichwerk 7 zugeführt, in dem die Grundbahn 4 einseitig mit einer Klebeschicht 7a, ins besondere aus einem Polyurethan-Kleber, beschichtet wird. Anschließend wird die Grundbahn 4 durch eine Bahndicken-Meßeinrichtung 8 geführt, in der die gleichmäßige Beschichtung der Grundbahn 4 mit dem Kleber ge prüft wird. Danach passiert die Grundbahn 4 einen aus drei Heizelementen 9, 10, 11 bestehenden Trockenkanal 12, in dem die Kleberschicht 7a im Luftstrom vorgetrocknet wird. Die austretenden Lösungsmittel werden über einen Abzug 13 abgeführt. Die Temperaturführung ist derart, daß in den Heizelementen 9 und 11 eine Temperatur von ungefähr 40°C und in dem Heizelement 10 eine Temperatur von ungefähr 80°C herrscht. Anschlie ßend wird die Grundbahn 4 einer Kaschier-Vorrichtung 14 zugeführt. In dieser werden zwei Deckbahnen 15, 16, deren Breite D₁ bzw. D₂ kleiner ist als die Breite G der Grundbahn 4, auf diese nebeneinander aufkaschiert. Es kann sich auch um drei oder mehr Deckbahnen handeln. Die so entstehende Dreischichtbahn 17 wird einer Kühl-Einheit 18 zugeführt, in der diese ab gekühlt wird. Anschließend wird die Dreischichtbahn 17 auf einer Rolle 19 aufgerollt. In weiteren, in Fig. 1 nicht dargestellten Schritten werden an der freien Seite der Grundbahn 4 mehrere sogenannte Fixierstriche 20, 21, 22, d. h. dünne Schichten, aus Polyurethanlösung aufgebracht und erwärmt, um die vorhandenen Lösungsmittel zu entfernen. Anschließend wird auf den Fixierstrich 22 eine selbstklebende Pthalsäureanhydrid(PSA)-Folie 23 aufkaschiert, wodurch die Verbundbahn 2 entsteht.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 der Aufbau der Kaschier-Vorrichtung 14 genauer beschrieben. Die Kaschier-Vorrich tung 14 weist eine um eine Achse 24 drehbar gelagerte Andrück-Walze 25 auf, die wie die nachfolgend erwähnten Walzen an einem Maschinengestell befestigt ist. Parallel zur Walze 25 ist eine um eine Achse 26 drehbar gela gerte Kaschier-Walze 27 vorgesehen, wobei zwischen der Andrück-Walze 25 und der Kaschier-Walze 27 ein Kaschier-Spalt 28 gebildet ist. Die Wal zen 25 und 27 sind zumindest geringfügig länger als die Breite G der Grundbahn 4. Oberhalb der Walzen 25, 27 ist um eine Achse 29 drehbar gelagert eine Rolle 30 mit der Deckbahn 15 angeordnet. Die Rolle 30 ist parallel zur Achse 29 durch einen Stell-Motor 31 über eine Spindel 32 in einem Lager 32a geführt verschiebbar. Es ist auch möglich, die Verschie bung der Rolle 30 parallel zur Achse 29 derart auszugestalten, daß sie von Hand durchführbar ist. Unterhalb der Walzen 25, 27 ist ebenfalls um eine Achse 33 drehbar gelagert eine Rolle 34 mit der Deckbahn 16 vorgesehen. Die einseitig auf ihrer Oberseite 35 mit der Kleberschicht 7a beschichtete Grundbahn 4 wird über eine Steuer-Walze 36, die dafür sorgt, daß die Grundbahn 4 entlang einer ihrer Außenkanten vorpositioniert ist, über die Andrück-Walze 25 dem Kaschier-Spalt 28 zugeführt. Die Deckbahn 15 wird über eine Umlenk-Walze 37 der Kaschier-Walze 27 zugeführt. Eben so wird die Deckbahn 16 der Kaschier-Walze 27 zugeführt. Die Deckbah nen 15 und 16 laufen unmittelbar nebeneinander unter Bildung eines Bahn- Spaltes 38 der Breite B auf die Kaschier-Walze 27, bevor beide Bahnen 15, 16 in den Kaschier-Spalt 28 laufen und dort an die beschichtete Grundbahn 4 gedrückt werden, wodurch die Dreischichtbahn 17 entsteht, die über Um lenk-Walzen 39 der Kühl-Einheit 18 zugeführt wird. Die Breiten der Deck bahnen 15, 16, nämlich D₁ und D₂, sind derart gewählt, daß D₁ + D₂ unge fähr so groß ist wie G und insbesondere etwas kleiner als G ist. Oberhalb des Bahn-Spalts 38 an der Kaschier-Walze 27 ist eine Bahnspaltbreiten- Meßeinrichtung 40 vorgesehen, die die Breite B des Bahnspalts 38 mißt. Diese Messung erfolgt durch eine digitale Kamera mit einer nachgeschalte ten Bildverarbeitungseinheit. Die Bahnspalten-Meßeinrichtung 40 ist über eine Verbindungs-Leitung 41 mit dem Stell-Motor 31 verbunden.

Im folgenden wird die Funktion der Kaschier-Vorrichtung 14 hinsichtlich der Einstellung der Breite B des Bahn-Spaltes 38 beschrieben. Durch die Meßeinrichtung 40 wird zu jedem Zeitpunkt die Breite B des Bahn-Spalts 38 gemessen. Für die Breite B sollte gelten: 0,001 mm ≦ B ≦ 5 mm, insbesondere 0,1 mm ≦ B ≦ 2,5 mm und besonders vorteilhaft 0,2 mm ≦ B ≦ 1 mm. Bei typischen Anwendungen im Halbleiterbereich darf die Breite B nicht bei mehr als 2 mm liegen. Auf der anderen Seite darf es unter keinen Umständen zu einem Überlappen der Deckbahnen 15 und 16 kommen, da die so entstehende Verbundbahn 2 für viele Verwendungszwecke voll kommen ungeeignet wäre. Die von der Meßeinrichtung 40 gemessene Breite B wird an den Stell-Motor 31 weitergegeben. Sollte sie sich als zu klein oder zu groß erweisen, so wird die Rolle 30 parallel zur Achse 29 verschoben, was eine entsprechende Änderung der Breite B zur Folge hat.

Im folgenden erfolgt eine genauere Beschreibung des Aufbaus der Ver bundbahn 2. Bei den Deckbahnen 15, 16 handelt es sich um Bahnen eines Poliermaterials zum Polieren von Siliziumscheiben. Deckbahnen dieser Art werden mit einer Breite D₁, D₂ von bis zu ungefähr 1400 mm produziert. Bei der Grundbahn 4 handelt es sich um ein Vlies, das typischerweise in einer Breite G von ungefähr 1800 mm verarbeitet wird. Es sind jedoch Breiten G von bis zu 3600 mm und mehr möglich. Die Fixierstriche 20, 21, 22 dienen als Sperrschicht gegen die chemischen Materialien, mit denen die Siliziumscheiben behandelt werden. Durch die oben beschriebene Ka schiermaschine 1 ist es möglich, Verbundbahnen 2 in einer Breite bereitzu stellen, bei denen die Deckbahn 15, 16, die aus produktionstechnischen Gründen nur in einer geringeren Breite auf dem Weltmarkt zur Verfügung stehen, auf eine Grundbahn 4 größerer Breite aufkaschiert werden, wo durch Verbundbahnen 2 sehr viel größerer Breite erzeugt werden können. Dies hat in vielen technischen Bereichen, insbesondere bei der Halbleiter herstellung große produktionstechnische Vorteile.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, nicht nur die Rolle 30, sondern auch die Rolle 34 axial verschiebbar vorzusehen. In diesem Fall kann die Breite B sowohl durch eine Verschiebung der Rolle 30 als auch der Rolle 34 eingestellt werden. Es ist darüber hinaus möglich, die Anpassung des Bahn-Spalts 38 durch eine axiale Verschiebung der Umlenk-Walze 37 vorzunehmen. Dies ist vor allem für kleine Änderungen der Breite B besonders geeignet.

Claims

1. Kaschier-Vorrichtung (14)

a) mit einer drehbar gelagerten ersten Kaschier-Walze (25),
b) mit einer drehbar gelagerten, zur ersten Kaschier-Walze (25) par allel angeordneten zweiten Kaschier-Walze (27),
c) wobei zwischen der ersten Kaschier-Walze (25) und der zweiten Kaschier-Walze (27) ein Kaschier-Spalt (28) zum Aufkaschieren mindestens einer ersten Deckbahn (15) und einer neben dieser angeordneten zweiten Deckbahn (16) auf eine Grundbahn (4) ge bildet ist,
d) mit einer Grundbahn-Zuführ-Einrichtung zum Zuführen der Grundbahn (4) zum Kaschier-Spalt (28),
e) mit einer ersten Bahn-Vorrats-Einrichtung zum Bereitstellen und Zuführen der ersten Deckbahn (15) zum Kaschier-Spalt (28),
f) mit einer zweiten Bahn-Vorrats-Einrichtung zum Bereitstellen und Zuführen der zweiten Deckbahn (16) zum Kaschier-Spalt (28),
g) mit einer der ersten Bahn-Vorrats-Einrichtung zugeordneten Po sitionier-Einrichtung zur Einstellung der Position der ersten Deckbahn (15) quer zu ihrer Längsrichtung im Kaschier-Spalt (28), und
h) mit einer Bahnspaltbreiten-Meßeinrichtung (40) zur Messung der Breite B eines zwischen der ersten Deckbahn (15) und der zwei ten Deckbahn (16) begrenzten Bahn-Spalts (38),
i) wobei die Bahnspaltbreiten-Meßeinrichtung (40) mit der Positio nier-Einrichtung zur automatischen Regelung der Breite B des Bahn-Spaltes (38) verbunden ist.

2. Kaschier-Vorrichtung (14) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß eine der zweiten Bahn-Vorrats-Einrichtung zugeordnete Po sitionier-Einrichtung zur Einstellung der Position der zweiten Deck bahn (16) quer zu ihrer Längsrichtung im Kaschier-Spalt (28) vorge sehen ist.

3. Kaschier-Vorrichtung (14) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die erste Bahn-Vorrats-Einrichtung eine um eine Rollen-Achse (29) drehbar gelagerte Rolle (30) mit der ersten Deck bahn (15) aufweist.

4. Kaschier-Vorrichtung (14) gemäß Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Rolle (30) parallel zur Rollen-Achse (29) ver schiebbar ist.

5. Kaschier-Vorrichtung (14) gemäß Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Stell-Motor (31) zur Verschiebung der Rolle (30) vorgesehen ist.

6. Kaschier-Vorrichtung (14) gemäß einem der vorangehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Bahn-Vorrats-Einrich tung eine dem Kaschier-Spalt (28) entgegen der Transport-Richtung der ersten Deckbahn (15) vorgeordnete Umlenk-Walze (37) aufweist.

7. Kaschier-Vorrichtung (14) gemäß Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die Umlenk-Walze (37) um eine Achse drehbar gelagert ist und parallel zu dieser Achse verschiebbar ist.

8. Kaschier-Vorrichtung (14) gemäß Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Bahnspaltbreiten-Meßeinrichtung (40) mit dem Stell-Motor (31) zur automatischen Regelung der Breite B des Bahn- Spaltes (38) elektrisch leitend verbunden ist.

9. Kaschier-Vorrichtung (14) gemäß einem der vorangehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß für die Breite B des Bahn-Spalts (38) gilt: 0,001 mm ≦ B ≦ 5 mm, insbesondere 0,1 mm ≦ B ≦ 2,5 mm und besonders vorteilhaft 0,2 mm ≦ B ≦ 1 mm.