Hintergrund der Erfindung
(1) Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen einer Scheibe,
beispielsweise einer Halbleiterscheibe, auf eine Halterungsplatte, die in einer
Poliermaschine zum glatten Polieren der Oberfläche der Scheibe anzuordnen ist.
Insbesondere betrifft sie ein Verfahren zum Aufbringen einer Scheibe derart, daß
keine Bläschen zwischen der Scheibe und der Halterungsplatte eingeschlossen
sind.
(2) Hintergrundinformation
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Da Halbleitereinrichtungen extrem integrierte Einrichtungen sind, müssen
Scheiben, die für solche Halbleitereinrichtungen verwendet werden, eine extrem hohe
Flachheit aufweisen. Um eine solche Flachheit mit einer hohen Präzision zu
erreichen, wird die Scheibe an eine Halterungsplatte einer Poliermaschine mit einem
Klebstoff aufgebracht, um sie mittels der Poliermaschine zu polieren. Wenn
jedoch die Scheibe angebracht wird, beult, sofern Bläschen in dem Klebstoff
zwischen der Scheibe und der Halterungsplatte eingeschlossen sind, die Scheibe an
dem Bereich der Bläschen aus, wodurch beim Polieren die Abriebmenge an dem
Bereich der Ausbeulungen größer als an den anderen Bereichen ist und ein
gleichmäßiges und geeignetes Polieren der gesamten Fläche unmöglich ist.
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Entsprechend sind viele Verfahren durchgeführt worden, um die Bläschen zu
beseitigen.
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Als ein Verfahren zum Beseitigen der Bläschen sind herkömmlicherweise
bekanntgeworden ein Verfahren, bei dem eine Scheibe an einer Halterungsplatte
angebracht wird und dann die Bläschen herausgedrückt werden, und ein
Verfahren, bei dem eine Scheibe an einer Halterungsplatte angebracht wird, der Bereich
rund um die Scheibe herum in einen Vakuumzustand verbracht wird und dann die
Scheibe gegen die Halterungsplatte gedrückt bzw. gepreßt wird. Als das
erstgenannte Verfahren ist beispielsweise ein Verfahren vorgeschlagen worden, bei
dem vor dem Aushärten eines Klebstoffs die Scheibe allmählich gegen die
Halterungsplatte mit einem elastischen Element von dem zentralen Bereich der
Scheibe aus in Richtung auf den Umfangsbereich hin gedrückt bzw. gepreßt wird
(Veröffentlichungs-Nr. 4-88 033 des ungeprüften japanischen
Gebrauchsmusters). Des weiteren ist als das letztgenannte Verfahren beispielsweise ein
Verfahren vorgeschlagen worden, bei dem die Fläche rund um die Scheibe mit einem
Mantelbereich umgeben wird und das Innere des Mantelbereichs in einen
Vakuumzustand versetzt wird und dann die Scheibe gegen die Halterungsplatte in
einer Vakuumatmosphäre gedrückt bzw. gepreßt wird, so daß keine Bläschen in
dem Klebstoff eingeschlossen sind (Veröffentlichung Nr. 64-45 547 des
ungeprüften japanischen Patents).
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Wie oben angegeben umfassen die beiden herkömmlichen Verfahren Schritte des
Drückens bzw. Pressens der an der Halterungsplatte angebrachten Scheibe
gegen die Halterungsplatte mit dem elastischen Element oder dergleichen, um die
Bläschen auszuschließen, wodurch der Aufbau der Steuerung der Einstellung der
Drück- bzw. Preßkraft oder der Einstellung der Drück- bzw. Preßzeit usw.
kompliziert werden. Des weiteren kann, da die Scheibe dünn ist, die gedrückte bzw.
gepreßte Markierung auf der Oberfläche der Scheibe, wenn die Scheibe gedrückt
bzw. gepreßt wird, gelegentlich als eine kleine Konkavität zurückbleiben.
Insbesondere bei dem Verfahren, bei dem die durch Sog mit einem Vakuumspannfutter
gehaltene Scheibe gegen die Halterungsplatte in der Vakuumatmosphäre
gedrückt bzw. gepreßt wird, indem das Vakuumspannfutter mittels eines Kolbens
nach unten gedrückt bzw. gepreßt wird, wird die Scheibe stark gepreßt bzw.
gedrückt und ist es hierdurch wahrscheinlich, daß die mittels des Spannfutters
gedrückte bzw. gepreßte Markierung an ihrer Oberfläche verbleibt. Beim Polieren
bildet die gepreßte bzw. gedückte Markierung einen konkaven Bereich, und
verhindert sie das gleichmäßige und glatte Polieren der gesamten Oberfläche der
Scheibe. Des weiteren wird bei dem herkömmlichen Verfahren die Scheibe
gepreßt bzw. gedrückt, indem der Atmosphärendruck auf den Kolben des
Vakuumspannfutters wirkt; hierbei wird das Dücken bzw. Pressen durch den Relativdruck
zwischen dem Vakuumdruck des Vakuumspannfutters und dem
Antmosphärendruck gesteuert. Somit hängt die Haltekraft oder die Drück- bzw. Preßkraft davon
ab, ob der Wetterzustand ein solcher mit einem niedrigen Atmosphärendruck oder
einem hohen Atmosphärendruck ist, wodurch die Scheibe herunterfallen kann
oder die Preß- bzw. Drückkraft während der Arbeit unzureichend werden kann,
was zu einer problemhaften Einstellung führt.
Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Aufbringen einer Scheibe
auf eine Halterungsplatte zu schaffen, ohne die Scheibe gegen die
Halterungsplatte definitiv zu pressen bzw. zu drücken und Bläschen zwischen der Scheibe
und der Halterungsplatte einzuschließen.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren
zum Aufbringen einer Scheibe auf eine Halterungsplatte zu schaffen, wobei die
Scheibe auf der Halterungsplatte aufgebracht wird, ohne von herkömmlichen
komplizierten Verfahren oder dem relativen Druck Gebrauch zu machen, wodurch
die gepreßte bzw. gedrückte Markierung auf der Scheibe verbleibt und Bläschen
zwischen der Scheibe und der Halterungsplatte eingeschlossen sind.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen bzw. geschaffen ein Verfahren zum Aufbringen
einer Scheibe auf eine Halterungsplatte, das umfaßt das Halten einer Scheibe,
deren Unterseite mit einem Klebstoff versehen ist, mittels eines
Unterdruckspannfutters durch Vakuumbeaufschlagung, das Positionieren der Scheibe in der
Nähe der Halterungsplatte und gleichzeitig das Anbringen einer Kappe, die die
Scheibe umgibt, um an der Halterungsplatte anzugrenzen, um einen
abgeschlossenen Raum um die Scheibe zu bilden, das Entleeren bzw. Evakuieren des die
Scheibe umgebenden Raums mit einem Vakuumgrad höher als der Grad des
Vakuums des Vakuumspannfutters, das die Scheibe hält, so daß die Scheibe von
dem Vakuumspannfutter auf die Halterungsplatte herunterfällt. Die vorstehend
angegebenen Aufgaben und weitere Aufgaben können hierdurch gelöst werden.
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Weitere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung sind für den
Fachmann beim Leben der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die
beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Fig. 1 ist eine Querschnittdarstellung eines Beispiels einer
Scheibenhalterungsvorrichtung, an der die vorliegende Erfindung Anwendung
findet:
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Fig. 2 ist eine Querschnittsdarstellung der Scheibenhalterungsvorrichtung
gemäß Darstellung in Fig. 1 unter der Bedingung, daß die Kappe an
der Halterungsplatte angrenzt, wobei Teile weggebrochen sind.
Detailbeschreibung bevorzugter Ausführungsformen
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Die Zeichnungen zeigen ein Beispiel einer Halterungsvorrichtung, an der die
vorliegende Erfindung Anwendung findet. Ein Hauptkörper 1 ist mit einem
Unterdruck- bzw. Vakuumspannfutter 3 zum Haltern einer Scheibe 2 durch Sog und mit
einer Kappe 4, die die Scheibe 2 umgibt, die mittels des Vakuumspannfutters 3
gehalten ist, ausgestattet. An dem unteren Ende der Kappe 4 ist eine elastisches
Dichtungsstück so vorgesehen, daß dann, wenn das untere Ende an der
Halterungsplatte 5 angrenzt, ein Raum 6 in der Kappe 4 abgedichtet wird. Der Raum 6
der Kappe 4 ist vorzugsweise so klein wie möglich, so daß der Raum schnell in
einen Vakuumzustand verbracht werden kann. Der Innendurchmesser des Raums
6 der Kappe 4 ist etwas größer als der Außendurchmesser der Scheibe 2
ausgebildet, um das Herunterfallen der Scheibe mit der Innenwandfläche der Kappe zu
führen.
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In den Zeichnungen ist das Vakuumspannfutter 3 an dem Hauptkörper 1
festgelegt vorgesehen. Die Scheibe wird dem fest in der Kappe 4 vorgesehenen
Vakuumspannfutter mittels eines geeigneten Zuführungsmittels, beispielsweise mittels
eines Roboters, zugeführt und durch Sog gehalten. Die Kappe 4 kann bewegt
werden, so daß sie das Zuführen der Scheibe nicht behindert, wodurch das
Vakuumspannfutter gegenüber der Kappe freigelegt wird, um die Scheibe 2 zu
halten. Des weiteren kann das Vakuumspannfutter 3 in einer axial bewegbaren
Weise mittels einer geeigneten Einrichtung, beispielsweise einer
Zylindereinrichtung oder einer Nockeneinrichtung, ausgebildet sein, die in den Zeichnungen
weggelassen ist, so daß das Vakuumspannfutter 3 die Scheibe 2 an der Position
aufnimmt, an der sie aus der Kappe 4 vorsteht, und die Scheibe 2 innerhalb der
Kappe 4 in der zurückgezogenen Position umschließt.
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Das Vakuumspannfutter 3 und der Raum 6, der die Scheibe 2 mittels der Kappe 4
umgibt, stehen mit einer Vakuumquelle (nicht dargestellt) über Ventile 8 bzw. 9 in
Verbindung. Der Vakuumgrad des Unterdruck- bzw. Vakuumspannfutters wird auf
vorzugsweise von etwa 600 bis etwa 650 mm Hg (1 mm HG = 133Pa) eingestellt,
so daß durch Sog verschiedene Scheiben in unterschiedlichen
Außendurchmessern gehalten werden. Der Vakuumgrad in dem Raum 6 ist um von etwa 90 bis
etwa 160 mm Hg, vorzugsweise etwa 100 mm Hg, höher als der Vakuumgrad des
Vakuumspannfutters 3 und wird auf von etwa 740 bis etwa 760 mm Hg eingestellt,
so daß er den Raum 6 ausreichend entleert bzw. evakuiert. Die Differenz der
Vakuumdrücke kann des weiteren entsprechend dem Gewicht der Scheibe klein
sein.
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Dann wird die Scheibe 2 durch Sog mittels des Vakuumspannfutters 3 in dem
Zustand gehalten, daß sich die Kappe 4 in einer aufwärts gerichteten Richtung
befindet, d.h. in der umgekehrten Richtung zu derienigen des in Fig. 1 dargestellten
Zusands. Der Hauptkörper 1 wird zu dem in Fig. 1 dargestellten Zustand gedreht
bzw. gewendet. In der Position des Aufbringens der Scheibe 2 auf der
Halterungsplatte 5 wird der Hauptkörper 1 auf die Halterungsplatte 5 abgesenkt, damit
das Dichtungsstück 7 an dem unteren Ende der Kappe 4 an der Halterungsplatte
5 angrenzt bzw. anliegt und damit die Scheibe 2 nahe an die Halterungsplatte 5
(Fig. 2) gebracht wird und umgekehrt, d.h. das untere Ende der Kappe 4 kann an
der Halterungsplatte 5 zum Angrenzen bzw. zur Mlage gebracht werden, indem
der Hauptkörper 1 fest plaziert wird und die Halterungsplatte 5 an dem
Hauptkörper 1 nahe angebracht wird. Der Abstand zwischen der Unterseite der Scheibe 2,
an der ein Klebstoff 10 aufgebracht wird, und der Oberseite der Halterungsplatte
5 ist wünschenswerterweise so klein wie möglich, mißt beispielsweise von etwa
0,2 bis 3 mm, vorzugsweise etwa 0,5 mm.
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Der Zustand, bei dem der Raum 6, der die Scheibe 2 umgibt, abgedichtet ist, wie
in Fig. 2 dargestellt ist, wenn das Ventil 8 geöffnet wird und die Luft innerhalb des
Raums 6 mit dem obenangegebenen Vakuumgrad abgesaugt wird, wird die Luft
zwischen der Unterseite der Scheibe 2 und der Halterungsplatte 5 entfernt. Dann
fällt zu dem Zeitpunkt, wenn der Vakuumgrad in dem Raum 6 den Vakuumgrad
des Vakuumspannfutters 3 überschreitet, die Scheibe 2 von dem Spannfutter 3
aus herunter, und wird sie an der Halterungsplatte 5 mittels des Klebstoffs 10
aufgebracht. Leitungen zum Aussaugen des Raums 6 und des
Vakuumspannfutters 3 können mit Druckmeßgeräten ausgestattet sein. Das Herunterfallen der
Scheibe kann bestätigt werden, wenn die angegebenen Werte dieser
Druckmeßgeräte zueinander identisch werden. Hiernach wird Luft in den Raum 6 eingeführt,
und kann der Hauptkörper 1 von der Halterungsplatte 5 gelöst bzw. entfernt
werden.
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Die vorliegende Erfindung ist wie oben angegeben gestaltet, und zwischen dem
Klebstoff zwischen der Scheibe und der Halterungsplatte sind keine Bläschen
eingeschlossen, indem die Luft in den Raum, der die Scheibe umgibt, abgesaugt
wird. Da des weiteren der Vakuumgrad in dem Raum höher als der Vakuumgrad
des Vakuumspannfutters ausgebildet wird, das die Scheibe durch Sog hält, fällt
die Scheibe infolge des Unterschiedes der Vakuumgrade von dem
Vakuumspannfutter auf die Halterungsplatte herunter, ohne das Vakuumspannfutter
gegen die Halterungsplatte zu drücken, und kann die Scheibe an der
Halterungsplatte mittels des Klebstoffs aufgebracht werden, der an der Unterseite der
Scheibe als Beschichtung aufgebracht ist. Entsprechend der Erfindung, bei der
das Halten und das Aufbringen der Scheibe durch den Absolutdruck gesteuert
werden kann, indem nur ein Vakuumdruck verwendet wird, kann das Aufbringen
und ohne durch das Umgebungswetter oder -phänomen unbeeinflußt gesichert
durchgeführt werden. Entsprechend bleibt keine gepreßte bzw. gedrückte
Markierung infolge des Spannfutters wie bei den herkömmlichen Verfahren zurück,
wodurch eine Scheibe mit einer flachen Ausbildung mit hoher Präzision erhalten
werden kann. Des weiteren ist keine solche Ausbildung erforderlich, daß die
Scheibe gegen die Halterungsplatte wie bei den herkömmlichen Verfahren
gedrückt wird, wodurch die Scheibe an der Halterungsplatte mittels einer gänzlich
einfachen Vorrichtung aufgebracht werden kann.