DE1110544B - Single disc lapping machine for semiconductor wafers - Google Patents
Single disc lapping machine for semiconductor wafersInfo
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Description
Halbleiteranordnungen, wie Gleichrichter, Transistoren, Fotodioden od. dgl., werden bereits in großem Maße in der Elektrotechnik angewendet. Als Grundkörper dient meistens ein einkristallines Scheibchen des betreffenden Materials von sehr geringer Stärke, z. B. in der Größenordnung von Zehntelmillimetern. Siliziumscheiben müssen besonders dünn sein, weil im Silizium die Ladungsträger eine sehr geringe Lebensdauer, z. B. geringer als in Germanium haben.Semiconductor arrangements, such as rectifiers, transistors, photodiodes or the like, are already being used in large quantities Dimensions used in electrical engineering. A single-crystalline disc usually serves as the base body of the material in question of very low strength, e.g. B. on the order of tenths of a millimeter. Silicon wafers have to be particularly thin because the charge carriers in silicon have a very short lifespan, z. B. have less than in germanium.
Zur Herstellung dieser Halbleiterscheiben von vorgeschriebener, sehr geringer und möglichst gleichmäßiger Stärke sind die bekannten Zweischeiben-Läppmaschinen, bei denen zwischen den Läppscheiben verschiedene Führungsscheiben, die mit einer äußeren Verzahnung versehen sind, mittels je eines zentralen inneren und äußeren Zahnkranzes durch eine relative Umlauf bewegung dieser Zahnkränze, wie Planetenräder, bewegt werden, wenig geeignet, weil diese Führungsscheiben ebenso dünn sein müssen wie die Halbleiterscheiben und mit diesen zusammen immer dünner geschliffen werden. Dann ist aber die Verzahnung nicht mehr standfest und mithin die Führung nicht mehr gewährleistet. Zumindest werden für jeden Einsatz neue Führungsscheiben benötigt.For the production of these semiconductor wafers of prescribed, very small and as uniform as possible The strengths are the well-known two-disc lapping machines, in which between the lapping discs different guide discs, which are provided with an external toothing, by means of one each central inner and outer ring gear by a relative orbital movement of these ring gears, such as Planet gears to be moved are not very suitable because these guide disks have to be just as thin as the semiconductor wafers and with them are ground ever thinner. But then it is The toothing is no longer stable and therefore the guidance is no longer guaranteed. At least be new guide washers are required for each use.
Die Erfindung setzt es sich zum Ziele, hier Abhilfe zu schaffen und eine Dünnläppeinrichtung herzustellen,
die diese Nachteile nicht mehr hat. Sie geht dabei von einer Einscheiben-Läppmaschine bekannter
Bauart aus. Bei dieser schleifen mehrere exzentrisch gelagerte Führungsringe unter ihrem eigenen
Gewicht auf der Läppscheibe, so daß ihnen durch deren Umlaufbewegung ebenfalls eine solche erteilt
wird. Das Läppgut wird innerhalb der Führungsringe möglichst gleichmäßig verteilt angeordnet und über
eine elastische Zwischenlage, ζ. B. eine Filzscheibe, mit einem Gewicht belastet. Der ganze Einsatz dreht
sich im Betrieb dauernd mit dem Führungsring um seine eigene Achse. Die Führungsringe können beliebig
stark sein. Die Läppscheibe hat in ihrer Mitte eine Ausnehmung, so daß die Läppscheibe eine
Kreisringscheibe darstellt, und die Führungsringe haben eine derartige Größe, daß sie über den inneren
und äußeren Rand der Läppscheibe hinauslaufen. Hierdurch ist eine gleichmäßige Abnutzung aller
Schleifebenen gewährleistet, bzw. etwa auftretende Unebenheiten der Schleiffläche werden von selbst
durch bevorzugte Abtragung der erhöhten Stellen beseitigt. Jeder einzelne Führungsring wird mit seinem
Einsatz vermittels einer zentralen Welle an seinen Platz geführt. Diese Führung kann auch durch seitlich
angebrachte Rollen bewirkt werden. . . ' Erfindungsgemäß wird nun bei einer solchen Ein-Emscheiben-Läppmaschine
für HalbleiterscheibenThe aim of the invention is to remedy this situation and to produce a thin lapping device which no longer has these disadvantages. It is based on a single-disc lapping machine of known design. In this case, several eccentrically mounted guide rings grind under their own weight on the lapping disc, so that they are also given such a movement by their rotation. The material to be lapped is distributed as evenly as possible within the guide rings and over an elastic intermediate layer, ζ. B. a felt disc loaded with a weight. The entire insert rotates continuously with the guide ring around its own axis during operation. The guide rings can be of any thickness. The lapping disc has a recess in its center, so that the lapping disc is an annular disc, and the guide rings are of such a size that they extend beyond the inner and outer edge of the lapping disc. This ensures uniform wear of all grinding planes, or any unevenness in the grinding surface that occurs is eliminated by itself through preferred removal of the raised areas. Each individual guide ring is guided to its place with its insert by means of a central shaft. This guidance can also be brought about by laterally attached rollers. . . According to the invention, in such a single-disc lapping machine
for semiconductor wafers
Anmelder:
Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft,Applicant:
Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft,
Berlin und Erlangen,
ίο Erlangen, Werner-vön-Siemens-Str. 50Berlin and Erlangen,
ίο Erlangen, Werner-vön-Siemens-Str. 50
DipL-Phys. Reimer Emeis, Pretzfeld (OFr.),
ist als Erfinder genannt wordenDiploma Phys. Reimer Emeis, Pretzfeld (O.r.),
has been named as the inventor
scheiben-Läppmaschine, bei der das Läppgut innerhalb von exzentrisch auf der Läppscheibe angeordneten, schleifend umlaufenden Führungsringen gelagert und durch Gewichte belastet ist, mindestens einer der Führungsringe durch einen Führungskörper ersetzt, der aus zwei Teilen besteht, einem inneren, dessen Unterseite aus einer ebenen Fläche besteht, an der das Läppgut befestigt wird, und einem äußeren, der auf seiner Unterseite mehrere Abstandsstücke trägt und gegen den inneren in der Höhe verstellbar ist.disc lapping machine in which the material to be lapped within Eccentrically arranged on the lapping disc, supported by rubbing guide rings and is loaded with weights, at least one of the guide rings is replaced by a guide body, which consists of two parts, an inner one, the underside of which consists of a flat surface, to which the lapping material is attached, and an outer one, which has several spacers on its underside and is adjustable in height against the inner one.
Die Abstandsstücke bestehen zweckmäßigerweise aus Hartmetall, damit keine allzu schnelle Abnutzung eintritt. Vorteilhafterweise wird der Führungskörper kreisrund und in der gleichen Größe wie der Führungsring ausgebildet. Die Führung auf der Stelle kann dann in gleicher Weise wie vorher erfolgen. Zweckmäßigerweise werden die beiden Teile des Führungskörpers in vertikaler Richtung federnd gegeneinandergepreßt und mittels Gewindebolzen gegeneinander verstellt. Durch Verwendung an sich bekannter Mikrometerschrauben an Stelle der Gewindebolzen läßt sich eine sehr hohe Genauigkeit bei der Einstellung der Höhe der Abstandsstücke und damit der Scheibenstärke erreichen.The spacers are expediently made of hard metal so that they do not wear out too quickly entry. The guide body is advantageously circular and of the same size as the guide ring educated. The guidance on the spot can then take place in the same way as before. Appropriately the two parts of the guide body are resiliently pressed against each other in the vertical direction and adjusted against each other by means of threaded bolts. By using micrometer screws known per se Instead of the threaded bolts, a very high level of accuracy can be achieved in the setting the height of the spacers and thus the thickness of the pane.
Es ist bereits eine Einscheiben-Läppmaschine bekanntgeworden, bei der das innerhalb eines Führungsringes gelagerte Gewicht mit drei in der Höhe verstellbaren Abstandsstücken versehen ist. Diese bekannte Maschine hat verschiedene Nachteile gegenüber der erfindungsgemäßen.Anordnung. So ist es beispielsweise notwendig, das Läppgut innerhalb eines ! durch die drei Abstandsstücke begrenzten Dreiecks - anzuordnen, wenn eine präzise Bearbeitung des Läpp-A single-disc lapping machine has already become known in which this is done within a guide ring The stored weight is provided with three height-adjustable spacers. This well-known Machine has various disadvantages compared to the arrangement according to the invention. That's the way it is For example, it is necessary to place the lapping material within a! the triangle delimited by the three spacers - to be arranged if precise machining of the lapping
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gutes gefordert wird. Außerdem ist eine außerordentliche Härte des den Läppvorgang begrenzenden Materials der Abstandsstücke erforderlich, weshalb Diamant verwendet wird. Gemäß der Erfindung ist dagegen eine Reihe von Abstandsstücken vorgesehen, die an der Unterseite des äußeren Teiles des Führungskörpers befestigt sind. Dies erlaubt die Verwendung von z. B. Hartmetall, das billiger und leichter zu bearbeiten ist als Diamant. Außerdem wird bei der bekannten Anordnung zwischen den Diamantstücken und der Unterfläche des Haltekörpers mit Hilfe von zusätzlichen äußeren Mitteln gemessen, was weitere Nachteile mit sich bringt.good is required. In addition, the material limiting the lapping process is extremely hard of spacers is required, which is why diamond is used. According to the invention is however, a number of spacers are provided on the underside of the outer part of the guide body are attached. This allows the use of e.g. B. Carbide, which is cheaper and lighter can be worked as a diamond. In addition, in the known arrangement between the diamond pieces and the lower surface of the holding body measured with the aid of additional external means, which has further disadvantages.
Eine weitere bekannte Anordnung verwendet vier Stützbolzen, die aus der Unterfläche des auf das Läppgut drückenden Gewichtes hervorragen und somit zu einer Verminderung und Vergleichmäßigung des ausgeübten Druckes dienen. Da diese Stützbolzen dabei ebenfalls abgeläppt werden, ist eine Abstandsmessung nicht möglich.Another known arrangement uses four support bolts protruding from the lower surface of the Lapping material of pressing weight protrude and thus lead to a reduction and equalization of the pressure exerted. Since these support bolts are also lapped off, a distance measurement is required not possible.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes im Querschnitt. Der Führungskörper besteht aus dem inneren Teil 11 und dem äußeren Teil 12. An dem inneren Teil 11 ist das Läppgut 5, das zweckmäßigerweise vorher bereits einseitig geläppt wurde, z. B. durch ein Klebemittel befestigt und ruht mit der unbearbeiteten Seite auf der Läppscheibe 3, die sich um die Achse 4 dreht. Der innere Teil 11 und der äußere Teil 12 sind durch Federbuchsen 13 miteinander verbunden. Hierdurch werden beide Teile in vertikaler Richtung gegeneinandergepreßt, während durch die Stifte 14 gleichzeitig eine gewisse Führung erfolgt. An dem äußeren Ring 12 sind die Abstandsstücke 15 befestigt, die zweckmäßigerweise aus Hartmetall bestehen können. Die Einstellung der Höhenlage der beiden Teile des Führungskörpers gegeneinander erfolgt durch Mikrometerschrauben 16, deren Mutterteile in Durchbohrungen eines Schulterbundes des inneren Teiles 11, z. B. vermittels Stellschrauben 17, befestigt sind. Als Gegenlager sind Stahlkugeln 18 in den äußeren Ring an den Auflagestellen eingelassen. Vorteilhaft werden zwecks Schaffung einer eindeutigen Dreipunktauflage drei Mikrometerschrauben verwendet und aus Symmetriegründen auch drei Federbuchsen, die am Umfang des Führungskörpers gleichmäßig verteilt sind (Fig. 2). Der Führungskörper ist zweckmäßigerweise kreisrund und nimmt genau die Stelle eines der Führungsringe 2 ein. Die Führung am Platz erfolgt wieder durch eine Achse 8.Fig. 1 shows an embodiment of the subject matter of the invention in cross section. The guide body consists of the inner part 11 and the outer part 12. The lapping material 5 is on the inner part 11, which has expediently been lapped on one side beforehand, e.g. B. attached by an adhesive and rests with the unmachined side on the lapping disc 3, which rotates around the axis 4. The inner one Part 11 and the outer part 12 are connected to one another by spring bushings 13. This will be both parts pressed against each other in the vertical direction, while by the pins 14 one some guidance takes place. The spacers 15 are attached to the outer ring 12, which are expediently can be made of hard metal. Adjusting the height of the two parts of the guide body against each other is done by micrometer screws 16, the nut parts in through holes a shoulder collar of the inner part 11, e.g. B. by means of adjusting screws 17 are attached. as Counter bearings, steel balls 18 are embedded in the outer ring at the support points. Become beneficial three micrometer screws are used to create a clear three-point support and for reasons of symmetry also three spring bushings that are evenly distributed around the circumference of the guide body (Fig. 2). The guide body is expediently circular and takes exactly the place of one of the guide rings 2 a. The guidance at the place takes place again by an axis 8.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf eine Läppscheibe 3 mit darauf befindlichen Führungsringen 2 und einem Führungskörper 11. In diesem Ausführungsbeispiel werden die Führungsringe 2 und der Führungskörper 11 nicht durch zentrale Achsen, sondern durch auf den Seiten angreifende Rollen 20 an ihrem Platz auf der Läppscheibe 3 gehalten. Dies erleichtert das Aufsetzen und Abnehmen der Führungskörper. Die Rollen 20 sitzen auf Haltekörpern 21, die mit Hilfe eines Langloches 22 verstellt werden können.Fig. 2 shows a plan view of a lapping disk 3 with guide rings 2 and one located thereon Guide body 11. In this embodiment, the guide rings 2 and the guide body 11 not by central axes, but by acting on the sides rollers 20 in place the lapping disk 3 held. This makes it easier to put on and remove the guide body. the Rollers 20 sit on holding bodies 21 which can be adjusted with the aid of an elongated hole 22.
In der Nullage, die in Fig. 1 dargestellt ist, liegen die Stirnfläche des inneren Teiles 11 und die freien Flachseiten der Abstandsstücke 15 in einer einzigen Ebene. Dieser Ausgangszustand kann durch einen Leerschleifvorgang mit großer Genauigkeit hergestellt werden. Vor dem Läppvorgang wird das Läppgut, mindestens einseitig ebene Halbleiterscheiben, mit der ebenen Seite an der Unterseite des Führungskörpers befestigt, zweckmäßigerweise angeklebt. Der äußere Teil 12 wird dann vermittels der schwergängigen Mikrometerschrauben 16 um den Betrag der vorgeschriebenen Scheibenstärke nach unten gegen die Läppscheibenfläche vorgeschoben und die Läppmaschine in Gang gesetzt. Werden die Halbleiterscheiben dann dünner geläppt, so kommen schließlich die Abstandsstücke auf der Läppscheibenfläche zur Auflage, womit die vorgeschriebene Scheibenstärke erreicht ist. Da die Abstandsstücke sehr hart sind, ist das Fortschreiten der Stärkenabnahme derart abgebremst, daß man keine Befürchtungen bezüglich einer zu starken Verminderung der Stärke der Halbleiterscheiben zu haben braucht. Das Aufsetzen der Abstandsstücke kann optisch sehr gut beobachtet werden. Zweckmäßigerweise wird der Läppvorgang danach noch kurzzeitig fortgesetzt, um sicher gewährleisten zu können, daß das Läppgut bis auf die vorgeschriebene Stärke abgearbeitet ist.In the zero position, which is shown in Fig. 1, the end face of the inner part 11 and the free Flat sides of the spacers 15 in a single plane. This initial state can be achieved by a Empty grinding process can be produced with great accuracy. Before the lapping process, the lapping material is Semiconductor wafers that are flat on at least one side, with the flat side on the underside of the guide body attached, expediently glued. The outer part 12 is then by means of the stiff micrometer screws 16 by the amount of The prescribed disc thickness is pushed down against the surface of the lapping disc and the lapping machine set in motion. If the semiconductor wafers are then lapped thinner, this will ultimately result the spacers on the lapping disc surface to rest, with which the prescribed disc thickness is achieved. Because the spacers are very hard are, the progress of the decrease in strength is slowed down so that there is no fear of too great a reduction in the thickness of the semiconductor wafers. The putting on of the Spacers can be observed optically very well. The lapping process is expedient then continued for a short time in order to be able to ensure that the lapping material is down to the prescribed Strength is worked off.
Da bei dem Läppvorgang mit Hilfe der erfindungsgemäßen Führungskörper das Läppgut nicht bis an die Ränder der Läppscheibe gelangt, kann zwecks Erhaltung der genau ebenen Gestalt der Läppfläche mindestens einer der ursprünglich vorhandenen Führungsringe 2 mit oder ohne Läppgut mitlaufen. Statt dessen oder zusätzlich kann zum gleichen Zweck nach Bedarf ein zusätzlicher Lauf lediglich mit den ursprünglichen Führungsringen zwischen die zum Dünnläppen dienenden Verfahrensvorgänge eingeschoben werden. Auch der Ausgangszustand des Führungskörpers kann von Zeit zu Zeit durch einen Leerschleifvorgang bei Stellung der Mikrometerschrauben auf Null wiederhergestellt werden.Since during the lapping process with the aid of the guide body according to the invention, the material to be lapped is not up to reaches the edges of the lapping disc, in order to maintain the precisely flat shape of the lapping surface at least one of the originally existing guide rings 2 with or without lapping material. Instead of or in addition to this, an additional run can only be carried out with the original guide rings inserted between the process operations used for thin lapping will. The initial state of the guide body can from time to time by a Empty grinding process can be restored when the micrometer screws are set to zero.
Claims (2)
USA.-Patentschriften Nr. 2 779139, 2722 089,
2412306.Considered publications:
U.S. Patents Nos. 2,779,139, 2,722,089,
2412306.
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| DES56076A DE1110544B (en) | 1957-11-29 | 1957-11-29 | Single disc lapping machine for semiconductor wafers |
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ID=7490856
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1957
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CH366208A (en) | 1962-12-15 |
| US2979868A (en) | 1961-04-18 |
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