Brevet FR2505713A1 — publié le 19821119

La présente invention a pour objet un portoir pour plaquettes minces, fragiles et déformables,dans une machine à polir. Comme on le sait,une plaquette mince, fragile et déformable,notamment une plaquette d'un matériau semi-conducteur monocristallin,est maintenue, lors du polissage de l'une de ses faces dans une machine à polir,à l'aide d'un support ou portoir fixé à la tête de polissage de la machine.Un tel portoir est généralement cylindrique,dônt la face côté plaquette est agencée de maniére à pouvoir y appliquer une face de cette dernière par l'effet de vide ou de tension de surface. Dans le premier cas, le portoir,généralement en matière plastique,est muni de perforations de faible diamètre, ne dépassant 1,5 mm,permettant de relier sa face munie de rainures circulaires concentriques ou en forme de spirale,à laquelle doit être appliquée la face de la plaquette,à une enceinte à vide.On applique donc la plaquette contre cette face du portoir où elle est maintenue par l'effet du vide.Pour enlever la plaquette polie du portoir,on coupe le vide et on souffle par lesdites perforations, Dans le cas où l'on utilise l'effet de tension de surfa ce,la face d'un portoir métallique,par exemple en acier inoxidable,est une face présentant une surface bien rodée ou une face revêtue d'un tissu poreux.Dans le premier cas,on applique la plaquette contre la face rodée sur laquelle elle adhère grace à l'effet de tension de surface.Dans le cas de la face revêtue d'un tissu poreux, on y applique la plaquette en exerçant sur elle une pression nécessaire à éliminer l'air entre le tissu et la plaquette qui adhère au tissu grace aux microporosités de celui-ci.Pour enlever la plaquette polie, on utilise généralement un filet d'eau ou d'air que l'on fait tomber sur sa tranche légèrement déformable. Les portoirs connus,décrits ci-dessus,présentent certains inconvénients qui portent préjudice à leur utilisation. Ainsi,un portoir à vide présente l'inconvénient de devoir fréquemment être nettoyé ou changé à cause de colmatage ra pide de ses perforations par des poussières qui proviennent du polissage de la plaquette par des abrasifs en solution et qui sont aspirées par le vide.En effet, il n'est pas possible d'augmenter le diamètre des perforations1 pour empêcher leur colmatage, car la plaquette1 lors du polisagge,ne serait pas suffisamment appuyée en regard des perforations, ce qui provoquerait des marques sur sa face à polir.Un portoir à tension de surface ne se prête pas à l'automation La présente invention a pour but d'obvier aux inconvénients précités en proposant un portoir utilisant aussi bien l'effet de vide,donc#des perforations,que l'effet de tension de surface,mais dans lequel les perforations sont protégées des poussières que provoque le polissage et qui se prête à l'automation. A cet effet, le portoir selon la présente invention est caractérisé en ce qu'il comprend un support cylindrique muni d'au moins une perforation axiale destinée à être reliée à une enceinte à vide, une de ses extrémités étant agencée de manière à pouvoir être fixée à la tête de polissage de la machine et l'autre de manière à pouvoir y appliquer de façon étanche et amovible une des faces d'un disque de faible épaisseur,dont l'autre face est agencée de manière à pouvoir maintenir une plaquette par l'effet de tension de surface ou par adhésion. Les caractéristiques et les avantages du portoir selon la présente invention ressortiront plus clairement de la description qui suit,dans laquelle on décrit deux variantes du portoir en se référant aux dessins annexes, donnés à titre d'exemple, dans lesquels: La Fig.l est une coupe axiale du portoir selon une première variante. La Fig.2 est une coupe axiale du portoir selon une deuxième variante, fixé à la tête de polissage d'une machine à polir. et portant une plaquette à polir. Comme on le voit à la Fig.l,le portoir comprend un support cylindrique 1 muni d'une perforation axiale 2 dont les parties suppérieures 2a et 2b sont élargies pour permettre d'y introduire des moyens de fixation du support à la tête de polissage d'une machine à polir, comme cela sera expliqué lors de la description de la Fig.2.L'extrémité inférieure du support 1 comprend un évidement circulaire central 3 au fond duquel est encastré un joint étanche 4 concentrique à la perforation 2.Dans l'évidement 3 est introduite une partie 5a,de forme complémentaire,que comprend la face supérieure 5 d'un disque 6 dont la face inférieure est revêtue d'un tissu poreux 7 entouré d'une bague 8 applatie,en matière connue dans le commerce sous le nom de "Mylar",ayant une épaisseur supérieure à celle du tissu.Le rôle du joint 4 est d'assurer l'étanchéité entre les deux parties de la face Sa qu'il sépare.Le rôle de la bague 8 est d'empêcher les produits de polissage de pénétrer entre le tissu 7 et la plaquette à po- lir,lorsque celle-ci est appliquée sur le tissu,et de provoquer le décollage de la plaquette(érosion hydraulique). Le fonctionnement du portoir décrit ci-dessus et son utilisation dans une machine à polir seront décrits en se référant à la Fig.2 qui montre une deuxième variante du portoir fixé à la tête de polissage d'une machine à polir et portant une plaquette à polir. Le portoir représenté à la Fig.2 diffère de celui de la Fig.l uniquement par la face du disque 6 destinée à maintenir la plaquette.En effet, le disque 6,qui est en l'occurrence en acier inoxidable,présente cette face sous forme d'une surface rodée 9,de sorte que la plaquette lO,à polir est appliquée et maintenue par l'effet de tension de surface. Le support 1 est fixé à la tête de polissage 11 d'une machine à polir, non représentée,par l'intermédiaire d'un axe creux 12 solidaire de la tête ll,qui est introduit dans les perforations 2a et 2b dans la partie supérieure du support 1 et fixé à ce dernier par une fixation à baionnette.Une pièce 14,en forme d'une calotte sphèrîque,percée d'un trou central 15 et s'appuyant contre la paroi en forme de V que présente l'évasement qui relie les perforations 2 et 2a assure l'étanchéité entre l'axe 12 et le support 1 et relie# de manière étanche,par le trou 15,la perforation 2 au creux 12a de l'axe 12,relié lui-même à une enceinte à vide,non représentée.Il va sans dire que le support 1 peut être fixé à la tête 11 par d'autres moyens que ceux décrits et représentés à la Fig.2,l'essentiel étant que la perforation 2 et par conséquent la face 3 du support soit reliée à une enceinte à vide. Comme on le voit à la Fig.2,la bague de protection 8 est remplacée par une collerette 9a laissée autour de la face 9 lors du rodage de sa surface. Il convient aussi de remarquer que le joint 4 pourrait être supprimé lorsque le fond de l'évidement 3 du support et la face du disque à appliquer sur ce fond présentent chacun une surface rodée. Les portoirs décrits ci-dessus fonctionnent de la manière suivante: Après avoir fixé le support 1 à la tête de polissage d'une machine à polir,on met en communication la perforation 2 avec l'enceinte à vide associée à la machine,on introduit la partie Sa du disque 6 dans l'évidement 3 du support 1 et on l'applique contre le joint étanche 4 où il sera maintenu par l'effet de vide.Pour séparer le disque du support, il suffit de couper le vide et de l'éloigner soit manuellement soit automatiquement en soufflant sur sa face par la perforation 2. Le disque 6 qui constitue en quelque sorte un mini-portoir est donc amovible.La plaquette 10 à polir peut être appliquée à sa face inférieure 7,respectivement 9,soit avant soit après son assemblage avec le support l.Grâce à l'amovibilité et à l'encombrement réduit de ce mini-portoir que constitue le disque 6,le portoir selon la présente invention permet un chargement et un déchargement rapide de plaquettes et cela automatiquement du fait que le mini-portoir permet le transport et la manutention automatique des plaquettes tout en les protégeant de chocs ou autres contraintes.D'autre part, la perforation 2 ne risque pas d'être colmatée par les poussières que provoque le polissage de la plaquette. Il est évident qu'au lieu d'une seule perforation 2 le support 1 peut comprendre plusieurs perforations dont le nombre et le diamètre dépendront des dimensions du portoir, c'est-à-dire du diamètre de la plaquette à polir que le portoir doit maintenir. En ce qui concerne le disque 6 du portoir représenté à la Fig.l,il peut être en métal ou en tout autre matériau indéformable à la chaleur et à la pression,tel que,par exemple, le verre stratifié.La bague de protection 8,en l'occurrence en "Slylar",peut être en tout autre matériau convenable. REVENDICATIONS 1. Portoir pour plaquettes mînces,fragileset déformables,dans une machine à polir, caractérisé par le fait qu'il comprend un support cylindrique(l)muni d'au moins une perforation axiale(2)destinée à être reliée à une enceinte à vide, une des extrémités de ce support(l)étant agencée de manière à pouvoir être fixée à la tête de polissage de la machine et l'autre de manière à pouvoir y appliquer de façon étanche et amovible une des faces d'un disque(6)de faible épaisseur,dont l'autre face est agencée de manière à pouvoir maintenir une plaquette(lO)par l'effet de tension de surface ou par adhésion. 2. Portoir selon la revendication l,caractérisé par le fait que ladite autre extrémité du support(l)comprend un évidement(3)circulaire central dans lequel s'emboîte une partie centrale(5a),de forme complémentaire à celle de l'évidement(3) 1que comprend la face(5)dudit disque (6). 3. Portoir selon la revendication 2,caractérisé par le fait que le fond dudit évidement(3)présente une surface ro dée. 4. Portoir selon la revendication 2,caractérisé par le fait qu'un joint étanche (4) est fixé sur le fond dudit évidement(3)de manière que ladite perforation(2) se trouve à l'intérieur du joint. 5. Portoir selon la revendication l,caractérisé par le fait que ladite autre face du disque(6)est formée d'un tissu poreux(7)ent9uré d'une bague de protection (8) ayant une épaisseur supérieure à celle du tissu. 6. Portoir selon la revendication l,caractérisé par le fait que ladite autre face du disque(6)est formée d'une surface rodée(9)entourée d'une collerette(9a).