KR100336933B1

KR100336933B1 - 표면 연마기

Info

Publication number: KR100336933B1
Application number: KR1019990025704A
Authority: KR
Inventors: 미쓰아시마사시게; 오노겐이치
Original assignee: 가네코 히사시; 닛폰 덴키(주)
Priority date: 1998-06-30
Filing date: 1999-06-30
Publication date: 2002-05-15
Also published as: KR20000006568A; CN1240696A; CN1128695C; US6093088A

Abstract

본 발명의 표면 연마기는 연마 공구면을 갖는 연마 공구, 작업편을 연마 공구쪽으로 가압하기 위해 환상 연마 공구 위에 놓이고 그 위에 놓인 작업편과 일체로 이동할 수 있는 가압 부재, 및 연마 공구가 회전함에 따라 작업편을 회전시키면서 작업편이 연마 공구와 일체로 이동하는 것을 방지함으로써 작업편을 소정의 연마 위치에 지지하기 위한 연마 위치 유지 메카니즘을 포함한다. 연마기의 전체적인 크기를 감소시키고, 고도로 정확한 연마를 수행하기 위해, 연마 공구는 작업편의 직경보다 크고, 작업편의 직경의 2배보다 작은 직경을 갖는다. 선택적으로, 연마 공구면은 환상 홈이 연마 공구 상에 놓인 작업편의 회전 중심을 통해 통과하여 확장되도록 연마 공구의 회전 중심과 동축으로 환상 홈을 구비하여 형성된다.

Description

표면 연마기{Surface polishing machine}

본 발명은 표면 연마기에 관한 것이며, 보다 상세하게는 반도체 웨이퍼, 반도체 회로가 설치된 웨이퍼 및 자기 디스크 등의 디스크-형 작업편, 또는 유리 기판 등의 플레이트-형 작업편 상에 고도로 편평한 표면을 설치하기 위한 표면 연마기에 관한 것이다.

환상 연마 공구를 회전시킴으로써 구현되는 종래의 표면 연마에 있어서, 작업편의 크기는 자연히 제한되었다. 보다 상세하게는, 연마는 연마 공구의 환상 연마 공구면의 반경 폭보다 더 좁은 직경을 갖는 작업편에 대해서만 수행될 수 있으며, 여기서, 반경 폭은 환상 연마 공구면의 동일 직경방향 직선상에 위치되면서, 환상 연마 공구면의 내주 및 외주와 각각 교차하는, 2 지점들 간의 거리로서 측정된다.

도 6 및 7에 나타낸 전형적인 종래의 배치에서, 소정의 두께를 갖는 환상 연마 공구(102)는 턴테이블(101) 위에 놓인다. 환상 연마 공구(102)의 외경(D0)은 턴테이블의 외경과 동일하다. 부호 d0는 환상 연마 공구(101)의 내경, 즉, 내부에 형성된 구멍을 통한 중심의 직경을 나타낸다. 부호 W는 연마 공구(102)의 환상 연마 공구면(102A)의 반경 폭을 나타낸다. 도 7에 나타낸 배치에서, 연마 공구면 폭(W)은 식 W=(D0-d0)/2로 나타낸다.

참조 번호 100은 연마면(102A) 상에 놓인 디스크-형 작업편을 나타낸다. 연마 대상물로서 작용하는 이러한 작업편(100)은 연마 공구(102)의 환상 연마 공구면의 폭(W)보다 더 작은 직경을 가져야 한다.

작업편(100)은 작업편의 직경과 동일한 직경을 갖는 압력 유지판(201)에 의해 환상 연마 공구(102) 쪽으로 항상 가압됨으로써, 작업편에는 연마 중에 항상 적절한 가압력이 인가된다. 도 6 및 도 7의 이러한 예에서, 압력 유지판(201)은 작업편(100)의 직경과 동일한 직경(K0)을 갖는다.

압력 유지판(201)은 작업편(100)과 일체로 회전 및 이동하도록 허용되는 한편, 연마 공구(102)가 회전함에 따라 작업편(100)을 연마 공구(102)쪽으로 가압한다. 참조 부호 202는 압력 유지판(201) 및 작업편(100)을 연마 공구면(102A) 상의 소정의 위치에 고정시키고 이들을 그 위치에 계속 유지하기 위한 연마 위치 유지 메카니즘을 나타낸다.

작업편(100)의 연마를 시작함에 따라, 턴테이블(101)은 도시되지 않은 구동 모터에 의해 구동되고, 화살표 R 방향으로 회전한다. 따라서, 연마 공구면(102A) 상에 놓인 작업편(100)은 연마 공구(102)와 일체로 회전 동작하려 시도하지만, 이러한 회전 동작은 연마 위치 유지 메카니즘(202)에 의해 금지되기 때문에 도 7에 나타낸 위치에 유지된다.

동시에, 내주면 및 외주면 상의 회전 공구(102)의 원주 속도들 간의 차이로 인해, 작업편은 도 7에 나타낸 화살표 C 방향으로 연마 공구면(102A) 상의 그의 축 둘레로 회전하는 한편, 압력 유지판(201)에 의해 가압된다. 이러한 이유 때문에, 작업편과 연마 공구면(102A) 사이에 침식 작용이 발생하므로써, 작업편(100)은 연마 공구(102)에 의해 정확하고 균일하게 연마된다.

연마 공구의 사용 횟수가 증가함에 따라, 연마 공구는 마모되고, 공구가 불규칙해지며, 공구면이 거칠어진다. 이 때문에, 평활한 연마 공구면을 형성하여 적절한 평활도와 평탄도로 연마 작업을 수행할 수 있도록 연마 공구면으로부터 연마 공구 구성 재료를 제거하기 위해 드레서를 사용한 드레싱이 시도되어 왔다.

일본국 특허 공개 공고 제7-130688호에는, 연마 공정과 세척 공정을 교대로 반복적으로 수행함으로써, 연마가 항상 청결한 상태로 행해지도록 보장하는 방법이 개시되어 있다.

무엇보다도, 연마시에, 연마 공구면의 일부에 연마액을 적가(dropping)하거나, 연마 공구면 전체에 걸쳐 연마액을 분무함으로써, 연마액이 연마 공구면에 균일하게 공급된다.

상기 예에서, 작업편은 연마 공구(102)의 환상 연마 공구면(102A)의 반경 폭(W)보다 더 작은 직경(K0)을 가질 필요가 있다. 따라서, 선행 기술은 디스크형 작업편(100)의 직경이 보다 커짐에 따라, 환상 연마 공구(102)의 직경이 현저하게 커지는 단점을 수반한다.

작업편(100)이 연마 공구상의 실질적으로 동일한 위치에 유지되는 상태로 연마가 수행되는 경우, 연마는 연마 공구면 중 대응되는 부분 만을 사용함으로써 수행된다. 이러한 경우, 연마 공구면은 그 부분이 긁혀 패여지기 쉽다.

디스크형 드레서를 사용하여 만족할만한 균형도로 표면 연마를 수행하도록 편평한 연마 공구면을 생성하는 경우, 문제는 디스크형 드레서가 대부분의 경우에 연마 공구면의 폭보다 더 좁기 때문에 연마 공구면(102A)의 일부만이 벗겨질 수 있다는 것이다.

상기한 바와 같이, 디스크형 작업편(100)은 항상 청결한 상태에서 연마를 수행하기 위하여 교대로 반복적으로 수행되는 연마 및 세척 공정을 받게되는 경우도 있다. 그러나, 이러한 기술은 가공 단계의 횟수가 증가되고, 연마에 많은 시간이 필요하다는 문제를 수반한다.

연마액이 연마 공구면(102A)의 일부 상에 적가되거나 또는 공구면의 전체 위에 분무되는 경우, 연마액은 공구면의 일부에 모이거나 또는 공구면의 주변에 분산되거나 또는 대기 중으로 분산되는 경향이 있다. 이는 공구면에 연마액이 충분히 공급되는 것을 방해한다.

일본국 특허 공개 공고 제 4-33336호, 제5-69310호, 및 제5-309559호에는, 반도체 웨이퍼, 자기 디스크 등의 연마가 환상 연마 공구 대신에 디스크형 연마 공구를 사용함으로써 구현되는 또 다른 유형의 표면 연마기가 개시되어 있다.

도 11에 도시된 바와 같이, 이러한 유형의 종래의 표면 연마기는 회전 구동되도록 채택된 디스크형 연마 공구(541)를 갖고 그의 기계 가공면을 상향 배향시킨다. 표면 연마를 위해, 작업편(542)은 연마액(544)이 가공 공구면에 공급되는 동안 압력 지지판(543)의 가압하에 연마 공구(541)의 상면(연마 공구면)과 접촉한다.

상기 종래의 연마기는 작업편의 내주부에서의 재료의 제거량이 그의 외주부에서 제거된 것보다 더 적기 때문에 작업편 두께의 균일도가 악화되는 문제점을 가지므로써, 내주부는 도 12에 나타낸 바와 같이 외주부보다 더 두꺼워진다. 이러한 문제는 2가지 주요인에 의해 야기된다; 즉, 첫째, 작업편의 기계 가공면의 중심부로 흐르는 연마액은 양에 있어서 충분치 못하고, 둘째, 작업편 표면의 중심부와 접촉하는 연마 공구면의 중심부는 연마 공구면의 기타 부분에 비해 현저히 마모되고 패이게 된다.

본 발명의 목적은 전체적인 크기가 감소되고, 매우 정확한 연마를 구현할 수 있는 표면 연마기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 우수한 균등도 또는 평탄도로 큰 직경의 작업편을 연마할 수 있는 표면 연마기를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 회전 구동 가능한 환상 연마 공구면과, 연마 공구면 상에 놓인 작업편의 외접원의 직경보다 크고 작업편의 외접원의 직경의 2배 보다 작은 값으로 설정된 그 외경을 갖는 환상 연마 공구와,

상기 환상 연마 공구 쪽으로 작업편을 균일하게 가압하기 위해 상기 환상 연마 공구 상에 놓인 작업편과 일체로 이동 가능한 디스크형 가압 부재와,

상기 환상 연마 공구가 회전함에 따라 작업편과 상기 디스크형 가압 부재를 회전시키며, 상기 환상 연마 공구와 일체적으로 이동하는 것을 방지함으로써 소정의 연마 위치에서 이들을 지지하기 위한 연마 위치 유지 메카니즘을 구비하는 표면 연마기가 제공된다.

본 발명에서, 표면 연마기가 동작하게 될 때, 환상 연마 공구는 상기 선행 기술 예에서와 같이 도 1에 나타낸 방향 A로 회전한다. 이 때, 연마 공구면 상에 놓인 작업편 및 디스크형 가압 부재는 연마 공구의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전하려 시도한다. 그러나, 이러한 회전 운동은 연마 위치 유지 메카니즘에 의해 방지됨으로써, 작업편 및 가압 부재는 도 1에 나타낸 소정의 위치에 유지된다. 따라서, 작업편과 연마 공구면 사이에 적절한 마찰이 나타난다. 더욱이, 작업편은 그의 내경 측면과 외경 측면 상의 연마 공구의 원주 속도 간의 차이로 인해 그의 축 둘레로 회전한다. 따라서, 작업편이 환상 연마 공구면의 반경 폭보다 더 큰 직경을 갖더라도, 연마 공구면을 벗어나 연장된 작업편의 일부도 연마 공구면과 접촉하게 되고, 그에 거슬러 마찰됨으로써, 원할한 연마가 전체 작업편에 걸쳐 수행된다.

즉, 본 발명에 따라, 작업편의 직경이 연마 공구면의 반경 폭보다 더 크더라도 작업편은 효과적인 연마에 적용된다. 이러한 점에서, 본 발명의 연마기는 전체적인 크기가 축소될 수 있는 장점이 있다.

본 발명에서, 바람직하게는, 상기 연마 위치 유지 메카니즘은 작업편 및 디스크형 가압 부재의 회전 중심을 상기 환상 연마 공구의 연마 공구면 상의 임의의 위치에 가변적으로 설정하고 유지시키는 연마 위치 가변적 설정 기능을 구비하는 표면 연마기가 제공된다.

이러한 바람직한 배치에 따라, 작업편 및 가압 부재는 연마 공구면 상의 임의의 위치에 놓일 수 있으므로, 개별적인 작업편 각각에 대한 최적 연마 위치가 작업편 등의 크기에 따라 얻어질 수 있다. 작업편은 필요할 경우 연마 중에 연마 위치를 가변적으로 설정함으로써 연마 공구면 상에서 스윙될 수 있기 때문에, 연마기는 다양한 크기의 연마 작업편에서 큰 융통성을 갖는 것이 유리하다.

바람직하게는, 상기 연마 위치 유지 메카니즘은 작업편의 중심 위치를 상기 환상 연마 공구가 작업편과 접촉하는 영역의 중심 위치와 일치하게 하는 작업편용 중심 위치 설정 기능을 구비하는 표면 연마기가 제공된다.

이러한 바람직한 배치에 따라, 작업편의 기계 가공된 표면과 연마 공구면 간의 접촉 영역이 크므로, 연마를 적절한 방식으로 정확하고 효율적으로 연속적으로 수행할 수 있게 한다.

연마 위치 가변적 설정 기능 또는 작업편-중심-위치 설정 기능을 얻기 위해, 바람직하게는 연마 위치 유지 메카니즘은 환상 연마 공구의 연마 공구면 위에 배치된 암 부재, 그와 일체로 이동할 수 있도록 암 부재에 설치되고 작업편의 외주면에 반하여 접하도록 채택된 지원 부재, 이 부재를 이동시키기 위한 구동 메카니즘 섹션, 및 구동 메카니즘 섹션을 구동 조절하기 위한 제어 섹션을 포함한다.

본 발명의 상기 2가지 바람직한 배치에서, 환상 연마 공구면의 반경 폭보다 더 큰 직경을 갖고, 연마 공구면을 드레싱하도록 작용하며, 상기 연마 공구의 회전 방향에서 볼 때 작업편의 상류 위치의 상기 환상 연마 공구의 연마 공구면 상에 배치된 디스크형 드레서를 추가로 구비하는 표면 연마기가 제공된다.

이러한 바람직한 배치는 연마 공구의 연마 공구면이 막히는 것을 방지할 수 있으므로써, 항상 새로운 연마 공구면을 제공하고, 따라서, 작업편에 대한 연마 동작이 효율적으로 계속될 수 있다.

바람직하게는, 상기 환상 연마 공구의 연마 공구면에 연마액을 공급하기 위한 복수개의 액체 분사 노즐을 가지며, 상기 환상 연마 공구의 연마 공구면 위에 그로부터 소정의 거리에 배치되고, 상기 연마 공구의 회전 방향으로 작업편의 상류측 상에 배치된 연마액 공급 메카니즘과,

연마 공구면으로부터 사용된 연마액을 흡입하고 수집하기 위해 상기 환상 연마 공구의 회전 방향으로 작업편의 하류 위치에 상기 환상 연마 공구의 연마 공구면 상에 배치된 연마액 흡입 메카니즘을 추가로 구비하는 표면 연마기가 제공된다.

이러한 바람직한 배치에 따라, 사용된 연마액이 연마 공구면 상에 정체되는 것이 방지되므로, 연마를 위해 필요한 기계 가공 조건이 항상 유지될 수 있다. 이러한 배치는 정확한 연마가 장기간 동안 계속될 수 있다는 점에서 유리하다.

본 발명에서, 바람직하게는, 상기 환상 연마 공구의 연마 공구면에 연마액을 공급하기 위해, 상기 환상 연마 공구의 회전 방향으로 작업편의 상류 위치에 상기 환상 연마 공구의 연마 공구면 상에 배치된 연마액 공급 메카니즘; 및

연마 공구면으로부터 사용된 연마액을 흡입하고 수집하기 위해 상기 환상 연마 공구의 회전 방향으로 상기 디스크형 드레서의 하류 위치에 상기 환상 연마 공구의 연마 공구면 상에 배치된 연마액 흡입 메카니즘을 추가로 구비하는 표면 연마기가 제공된다.

이러한 배치에 따라, 연마액은 디스크형 드레서의 날카로움을 복구하도록 작용하므로, 연마 공구가 연마를 위해 연속적으로 사용되는 동안, 시간의 경과에 따른 환상 연마 공구의 연마 공구면의 연마 능력의 열화가 효과적으로 억제될 수 있다.

보다 바람직하게는, 상기 연마액 흡입 메카니즘은 상기 환상 연마 공구의 연마 공구면의 폭 방향으로 확장되며,

상기 환상 연마 공구의 연마 공구면에 대향되며 상기 연마액 흡입 메카니즘의 연마액 흡입면의 내경측 및 외경측 영역에 형성된 복수개의 연마액 흡입 구멍을 구비한 연마액 흡입면을 가지는 표면 연마기가 제공된다.

이러한 배치에 따라, 사용된 연마액은 효율적으로 수집될 수 있고, 따라서, 연마 공구면의 연마 능력은 만족스럽게 유지될 수 있다.

보다 바람직하게는, 연마액 흡입 메카니즘의 연마액 흡입면은 외부 공기와 소통하는 복수개의 얕은 홈을 구비한 양 단부를 갖는 표면 연마기가 제공된다.

이러한 바람직한 배치는 연마 공구면 상에 사용된 연마액이 보다 효율적으로 수집될 수 있다는 점에서 유리하다.

바람직하게는, 소정 간격으로 상기 환상 연마 공구의 외주부에 면하는 상승부를 갖고, 횡단면에 U자 형상으로 형성되고, 상기 환상 연마 공구와 일체로 회전하도록 채택된 연마액 수집조와,

상기 연마액 수집조에서 수집된 연마액을 흡입하고, 수집된 연마액을 외부로전달하기 위해, 상기 연마액 수집조에 부착된 연마액 회수 메카니즘을 추가로 구비하는 표면 연마기가 제공된다.

이러한 바람직한 배치에 따라, 연마 공구면으로부터 분산되기 쉬운 연마액은 효과적으로 회수될 수 있고, 따라서 연마기 주변이 연마액으로 오염되는 것을 방지할 수 있다.

바람직하게는, 상기 연마액 흡입 메카니즘에 의해 흡입 및 회수된 연마액을 재순환시키고, 연마액을 상기 연마액 공급 메카니즘에 공급하는 재생식 순환 유니트를 추가로 구비하는 표면 연마기가 제공된다.

이러한 배치에 따라, 연마액은 재사용을 위해 재순환될 수 있고, 따라서 연마액의 소비량은 감소될 수 있다. 유리하게는, 이러한 배치는 연마 동작에서 개선된 생산성을 얻는다.

본 발명의 또 다른 양태에 따라, 연마 공구의 회전 중심과 동축이면서 연마 공구의 연마 공구면상에 놓인 작업편의 회전 중심을 관통하도록 연장되는 환상 홈을 구비하면서, 회전 구동 가능한 환상 연마 공구면을 가지는 연마 공구와,

상기 연마 공구의 연마 공구면 상에 놓인 작업편을 연마 공구면쪽으로 가압하기 위한 가압 부재와, 상기 환상 연마 공구가 회전함에 따라, 작업편을 회전시키며, 상기 작업편을 소정의 연마 위치에 지지하기 위한 연마 위치 유지 메카니즘과, 연마액을 상기 환상 연마 공구의 연마 공구면에 공급하기 위한 연마액 공급 메카니즘을 구비하는 표면 연마기가 제공 된다.

본 발명의 상기 표면 연마기에 따라, 연마액은 이 연마액의 과도한 공급 또는 불충분한 공급을 유발하지 않고 작업편의 회전 중심을 통해 통과하도록 연마 공구면에 형성된 환상 홈을 통해 작업편의 중심부에 공급될 수 있다. 더욱, 작업편과 연마 공구 간의 가압 접촉에 의해 유발된 연마 공구의 탄성 변형은 환상 홈에 의해 경감되고, 그의 중심부에서 연마 공구의 마모 및 패임을 감소시킬 수 있다. 결과적으로, 작업편의 기계 가공된 표면의 내부 주변부는 그의 외부 주변부에서와 같이 적절히 기계 가공될 수 있으므로, 적절히 평평한 표면이 큰 직경의 작업편 상에 기계 가공될 수 있다.

바람직하게는, 상기 연마 공구의 연마 공구면에 형성된 환상 홈은 상기 연마 공구의 반경 방향에 작은 피치로 서로 일정 간격을 두고 위치하는 리세스된 홈의 그룹 및 단일 리세스된 홈중의 하나로 형성된 표면 연마기가 제공된다.

이러한 바람직한 배치에 따라, 연마액은 리세스된 홈의 그룹 또는 단일 리세스된 홈으로 구성된 환상 홈을 통해 작업편의 중심부를 포함하여 전체 기계 가공된 표면에 공급될 수 있다.

바람직하게는, 상기 연마 공구의 연마 공구면이 상기 연마 공구의 외부 주변부 쪽으로 방사상으로 연장하는 하나이상의 방사상 홈을 구비하고, 하나이상의 방사상 홈은 연마 공구면에 형성된 상기 환상 홈과 연통하는 표면 연마기가 제공된다.

이러한 배치에 따라, 연마에 의해 생성된 칩들은 그를 통해 흐르는 연마액의 보조하에 연마 공구면에 형성된 환상 홈 및 방사상 홈을 통해 연마 공구면으로부터 방출될 수 있다.

바람직하게는, 상기 환상 홈의 폭보다 더 넓은 스윙 폭에 걸쳐 상기 연마 공구의 연마 공구면 상에서 작업편을 스윙시키는 스윙 메카니즘을 추가로 구비하는 표면 연마기가 제공된다.

이러한 바람직한 배치에 따라, 연마 공구면 상의 작업편을 스윙시키거나 또는 각도방향으로 이동시킴으로써, 작업편의 기계 가공된 표면의 중심부가 기계 가공된 표면의 외주부에서 얻어질 수 있는 것과 유사한 만족스러운 균일도 및 평탄도로 연마될 수 있다.

바람직하게는, 상기 연마 공구의 상기 연마 공구면은 상기 환상 홈에 의해 내주부, 외주부, 및 환상 홈부로 분할되고, 상기 연마액 공급 장치는 연마액을 연마 공구면의 내주부, 외주부, 및 환상 홈부 각각으로 공급하는 복수개의 노즐을 구비한 표면 연마기가 제공된다.

이러한 배치에 따라, 연마액이 연마 공구면의 각각의 부분에 적절히 공급됨으로써, 연마액은 작업편이 적절한 균일도로 연마되는 것을 보장하도록 작업편의 전체 기계 가공된 표면에 균일하게 공급될 수 있다.

바람직하게는, 연마 공구는 그의 구성 요소로서 캐슈(cashew) 수지를 함유한다.

이러한 배치에 따라, 캐슈 수지로 제조된 연마 공구와 작업편 간에 큰 마찰이 일어나게 되므로써, 증가된 연마율이 얻어질 수 있다. 예로서, 연마 공구가 캐슈 수지를 5질량% 함유하면, 연마 공구와 작업편의 사이의 마찰력이 커지기 때문에, 그 마찰율이 캐슈 수지를 함유하지 않는 경우에 비해 20%증대된다.

바람직하게는, 연마 공구면의 전체 반경 폭을 커버하도록 연마 공구면의 반경보다 길이가 더 긴 드레싱 영역을 갖고, 상기 연마 공구의 반경방향으로 왕복되도록 채택된 디스크형 드레서 및 연마 공구의 외부 주변부 쪽으로 직경이 증가하는 테이퍼된-롤러형 드레서 중의 하나로 구성된, 상기 연마 공구의 회전 방향으로 작업편의 상류 위치에 상기 연마 공구의 연마 공구면 상에 배치된 드레서를 추가로 구비하는 표면 연마기가 제공된다.

이러한 배치에 따라, 연마 공구면 전체는 그의 드레싱 영역이 연마 공구면의 반경보다 더 긴 길이를 갖는 드레서에 의해 드레싱될 수 있다.

바람직하게는, 상기 연마 공구의 직경 방향에 대하여 드레서의 위치와 대칭적이고, 연마 공구면의 전체 반경 폭을 커버하도록 상기 연마 공구의 연마 공구면의 반경보다 길이가 더 긴 흡입 영역을 갖고, 상기 연마 공구의 회전 방향으로 상기 드레서의 상류의 위치에 배치된 연마액 흡입 메카니즘을 추가로 구비하는 표면 연마기가 제공된다.

이러한 배치에 따라, 연마는 사용된 연마액 및 칩을 흡입 및 제거함으로써 적절한 방식으로 구현될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 표면 연마기의 개략적 평면도.

도 2는 도 1에 나타낸 연마기를 부분적으로 생략시켜 보여주는 개략적 수직 단면도.

도 3은 도 1에 나타낸 작업편의 크기와 환상 연마 공구의 크기 간의 관계 및 연마시에 그들 간의 위치 관계를 보여주는 도면.

도 4는 도 1에 나타낸 연마액 흡입 메카니즘의 연마액 흡입면의 실예를 보여주는 도면.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 표면 연마기의 개략적 평면도.

도 6은 종래의 통상적 표면 연마기를 보여주는 개략적 측면도.

도 7은 도 6에 나타낸 연마기의 개략적 평면도.

도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 표면 연마기의 평면도.

도 9는 도 8에 나타낸 표면 연마기의 측면도.

도 10은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 표면 연마기의 평면도.

도 11은 종래의 통상적인 표면 연마기를 보여주는 측면도.

도 12는 도 11에 나타낸 종래의 연마기에 의해 연마되는 작업편의 단면 형상을 보여주는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 하우징

2, 102, 302: 연마 공구

3: 구동 모터

4: 턴테이블

10, 310: 디스크형 작업편

11: 디스크형 가압 부재

14: 드레서

31: 재생식 순환 유니트

33: 연마액 회수 파이핑

34A-34C: 연마액 재생조

35: 공급측 펌프

36: 연마액 재공급 파이핑

101: 턴테이블

이하에서, 도 1-4를 참조하여 본 발명의 제 1 실시예에 따른 표면 연마기를 설명 한다.

도 1 및 도 2에서, 참조 번호(1)는 연마기의 하우징을 나타내고, 1A는 하우징(1)의 상부 플로어를 나타낸다. 상부 플로어(1A)의 중심부에 배치된 턴테이블(4)은 구동 모터(3)에 의해 회전 구동되도록 채택된다. 턴테이블(4) 상에 배치된 환상 연마 공구(2)는 환상으로 형성된 연마 공구면(2A)을 갖고, 수평 기계 가공면을 구성하는 수평 위치에 배열된다.

연마 공구(2)의 연마 공구면(2A)은 디스크형 작업편(10)이 그 위에 놓이도록 배치됨으로써, 기계 가공된 표면을 갖는 작업편이 연마된다. 연마 중에, 작업편(10)은 작업편 상에 놓인 디스크형 가압 부재(11)에 의해 연마 공구(2) 쪽으로 균일하게 가압되므로써, 작업편(10)의 기계 가공된 표면은 균일하고 정확하게 연마될 수 있다.

본 실시예에서, 디스크형 가압 부재(11)는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 작업편(10)의 직경과 동일한 직경을 갖고, 그 자중에 의해, 작업편(10)을 연마 공구(2) 쪽으로 가압하는 작용을 한다. 따라서, 가압부재(11)를 용이하게 작업편(10)상에 장착할 수 있고 또한, 작업편으로부터 용이하게 분리시킬 수 있기 때문에 작업성이 향상된다.

디스크형 가압 부재(11)는 작업편을 환상 연마 공구 쪽으로 균일하게 압박할 수 있는 한 작업편(10)의 직경과 상이한 직경을 가질 수 있다. 도 1 및 2에 나타낸 가압 부재(11)는 작업편(10)을 연마 공구(2) 쪽으로 가압하는 데 있어서 그 자신의 중량을 이용하도록 설계되지만, 또 다른 형식으로(예, 강제 가압에 의해) 동일한 가압 기능을 얻는 또 다른 가압 부재가 사용될 수 있다. 디스크형 가압 부재(11) 대신에, 디스크 형상 이외의 형상을 갖는 가압 부재가 사용될 수 있다.

연마 위치 유지 메카니즘(13)은 연마 공구(2)의 회전 방향(A)의 작업편(10)의 하류 위치에 연마 공구(2) 위에 배치된다. 연마 공구(2)가 그의 회전 운동을 시작하는 동작에 적용된 후, 연마 위치 유지 메카니즘(13)은 작업편(10) 및 가압 부재(11)가 연마 공구(2)와 일체로 이동하는 것을 방지하면서, 이들을 회전시키는 연마 위치 유지 기능을 달성함으로써, 작업편 및 연마 부재를 소정의 연마 위치에 지지한다.

보다 상세하게는, 연마 위치 유지 메카니즘(13)은 연마 공구(2)의 연마 공구면 위에 배치된 암 부재(13C) 상에 설치된 적어도 2개의 지원 롤러(13A 및 13B)로 구성된다. 암 부재(13C)는 이 암 부재의 길이 방향으로 소정의 거리만큼 서로 떨어진 2개의 돌기를 구비하여 형성된다. 지원 롤러는 연마 공구 상에 놓인 작업편(10)의 외주면에 의해 회전 가능하게 지원된다. 암 부재(13C)는 확장 가능한 구동 메카니즘 섹션(13D)을 통해 하우징(1)에 의해 지지된 그의 인접 단부를 갖는다.

구동 메카니즘 섹션(13D)은 필요할 경우 암 부재가 확장하는 방향으로 왕복 운동, 즉, 확장 및 수축시키는 기능을 갖는다. 참조 번호(13E)는 확장 가능한 구동 메카니즘 섹션(13D)의 동작을 제어하는 동작 제어부를 나타낸다.

이러한 배치에 따라, 암 부재(13C)의 왕복 운동 위치(유효 길이)는 변화될 수 있고, 따라서, 연마 공구(2)에 상대적인 2개의 지원 롤러(13A 및 13B)의 위치는 변화될 수 있으므로, 연마 공구(2)의 연마 공구면(2A) 상의 작업편(10)의 최적 연마 위치를 선택한다.

다시 말해, 확장 가능한 구동 메카니즘 섹션(13D)의 확장 및 수축 작용에 기초하여, 연마 위치 유지 메카니즘(13)은 작업편(10) 및 가압 부재(11)의 회전 중심(P10)을 연마 공구(2)의 연마 공구면(2A) 상의 임의의 위치에 가변적으로 설정할 수 있고, 이들을 그 위치에 유지할 수 있으므로써, 연마 위치 가변적 설정 기능을 달성할 수 있다.

이러한 배치에 의해, 공구면의 동일 부분이 상당한 수의 작업편의 연마에 반복적으로 이용될 때 야기되는 연마 공구면(2A)의 불균형적인 마모는 긍정적으로 방지될 수 있다.

연마 위치 유지 메카니즘은 작업편(10)의 중심 위치(P10)를 환상 연마 공구(2)가 작업편(10)과 접촉하는 영역의 중심 위치(중심)와 일치시키는 작업편-중심-위치 설정 기능을 달성하기 위해, 제어 섹션(13E)에 의해 구동 메카니즘 섹션(13D)의 작용을 제어하도록 설계된다.

실험 데이터는 환상 연마 공구(2)와 작업편(10) 간의 접촉 영역이 작업편의 중심 위치(P10)와 일치하는 조건에서 연마가 수행되는 경우, 정확하고 효율적인 연마가 적절한 방식으로 계속될 수 있음을 나타낸다.

디스크형 드레서(14)는 환상 연마 공구(2)의 회전 방향(A)에서 볼 때 작업편의 상류 측면 상의 환상 연마 공구(2)의 연마 공구면(2A)과 접촉하도록 배치된다. 디스크형 드레서(14)는 환상 연마 공구면(2A)의 반경 폭(W)보다 약간 더 큰 직경을 갖는다. 드레서(14)는 하우징(1)으로부터 확장하는 암-형상의 지지 부재(14B)에 대해 압축 구동 모터(14A)와 함께 설치되고, 구동 모터(14A)에 의해 회전 구동될 수 있도록 채택된다.

디스크형 드레서(14)에 의해, 연마 공구(2)의 연마 공구면(2A)은 항상 막히는 것이 방지됨으로써, 새로운 연마 공구면이 항상 제공될 수 있다. 이러한 이유 때문에, 연마 동작은 시간이 경과함에 따라 연마를 효율적으로 저하시키지 않고 원활하게 수행될 수 있다.

더욱이, 연마액 공급 메카니즘(15)은 환상 연마 공구(2)의 연마 공구면(2A) 위에 그로부터 소정의 거리에 배치된다. 연마액 공급 메카니즘(15)은 연마 공구면(2A)의 전체 반경 폭(W)에 걸쳐 실질적으로 연마액을 공급하기 위해 복수개의 액체 분사 노즐을 구비한다. 또한, 연마 공구가 회전함에 따라 연마 공구면(2A)의 전체 폭(W)으로부터 연마를 위해 사용된 연마액을 흡입 및 수집하기 위한 연마액 흡입 메카니즘(16)이 제공된다.

연마액 공급 메카니즘(15)은 환상 연마 공구(2)의 회전 방향(A)의 작업편(10)의 상류 측면 상의 작업편(10)과 근접하게 배치된다. 다른 한편, 연마액 흡입 메카니즘(16)은 환상 연마 공구(2)의 회전 방향(A)의 드레서(14) 하류 위치에서 디스크형 드레서(14)에 근접하게 배치된다.

이러한 배치에 따라, 작업편(10)의 상류 측면 상의 연마 공구면(2A)의 일부에 분사된 연마액은 작업편(10) 및 디스크형 드레서(14)를 통과하고, 연마액 흡입 메카니즘(16)에 의해 흡입된다.

한편, 디스크형 드레서(14)가 제공되지 않은 또 다른 배치에서, 연마액 흡입 메카니즘(16)은 연마 공구(2)의 회전 방향(A)의 작업편(10)의 하류에 배치될 수 있다.

본 실시예에서, 연마액 흡입 메카니즘(16)은 환상 연마 공구(2)의 연마 공구면(2A)의 반경 폭 방향으로 확장한다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 연마액 흡입 메카니즘(16)은 복수개의 연마액 흡입 구멍(16A)을 갖는 연마 공구(2)의 연마 공구면(2A)에 대향하는 그의 연마액 흡입면에 제공된다. 연마액 흡입 메카니즘(16)의 연마액 흡입면의 내부- 및 외부-직경-측면 영역 각각에 형성된 이들 구멍은 그의 중심 영역에 형성된 구멍보다 수가 더 많다. 결과적으로, 연마 동안 연마 공구면(2A)의 내부- 및 외부-직경-측면 영역에 남기 쉬운 사용된 연마액은 그로부터 효율적으로 흡입될 수 있다.

더욱이, 도 4에 나타낸 바와 같이, 대기와 소통하는 복수개의 얕은 홈(16B)은 연마액 흡입 메카니즘(16)의 연마 공구면(2A)에 대향하는 연마액 흡입면의 양단부에 제공됨으로써, 사용된 연마액이 연마액 흡입 메카니즘(16)에 의해 용이하게 흡입될 수 있다.

다음으로, 환상 연마 공구(2)를 상세히 설명할 것이다.

본 실시예에서, 도 3에 나타낸 바와 같이, 환상 연마 공구(2)의 외경은 디스크형 작업편(10)의 직경(K2)보다 크고(일반적으로, 작업편의 외접원의 직경), 작업편 직경(K2)의 2배보다 작은 값으로 설정된다. 비환상 형태를 갖는 작업편에 대해, 작업편의 직경(외접원 직경)은 작업편 자체와 연마 공구면 간의 접촉 영역의 중심점 둘레로 연마 공구면 상에서 작업편을 회전시킬 때 작업편의 가장 바깥 부분에 의해 규정된 원형 궤도의 직경으로 나타낸다.

디스크형 작업편(10)으로서 작용하는 12인치 웨이퍼(외경이 300 mm)에 사용된 환상 연마 공구(2)의 경우, 연마 공구는 예를 들면 480 mm 외경(D2) 및 120 mm 내경(d2)을 갖는다(도 3 참조). 이러한 경우, 작업편(10)의 회전 중심(P10)(즉, 작업편(10)과 환상 연마 공구(2)의 접촉 영역의 중심(평균 중심 위치)(PS))은 연마 공구의 중심(P2)으로부터 130mm(=E) 떨어진다.

다른 한편, 도 6 및 7에 전형적으로 나타낸 종래의 환상 연마 공구(102)는 직경(K0)이 300 mm인 웨이퍼에 사용될 때 그의 반경 폭(W)이 300 mm 이상이고, 그의 내경이 120 mm 이상인 환상 연마 공구면(2A)을 필요로 한다. 이는 종래의 연마 공구(102)가 외경이 720 mm보다 더 커짐을 나타낸다.

상기한 바와 같이, 본 실시예의 환상 연마 공구는 그의 외경이 종래 연마 공구의 직경의 거의 1/2인 정도까지 크기가 축소될 수 있다. 면적비는 직경비의 제곱과 역으로 변화하기 때문에, 실시예의 연마 공구의 면적은 작업편 직경과 동일한 조건 하에 종래 공구의 면적의 거의 1/2이다.

환상 연마 공구(2)를 사용함으로써, 환상 연마 공구(2)의 내경부(d2)에 대응하는 작업편(10) 부분은 연마 공구(2)의 외경이 도 3에 나타낸 바와 같이 작업편(10)의 직경(K2)보다 더 큰 경우에, 작업편이 회전 불가능하게 유지되면 만족스럽게 연마될 수 없다.

그러나, 작업편(10)은 연마 공구면(2A) 상의 소정의 위치에 유지되면서, 연마 공구의 회전에 따라 연마 공구(2)의 연마 공구면(2A) 상의 그의 축 둘레로 회전하기 때문에, 연마가 작업편(10)의 전체 기계 가공된 표면 상에서 이루어지는 것이 보장된다.

이러한 이유 때문에, 환상 연마 공구면(2A)의 반경 폭(W)은 환상 연마 공구(2)의 외경(D2)이 작업편 직경(K2)보다 더 큰 한, 작업편(10)의 외경(K2)보다 작은 값으로 설정될 수 있다. 비환상 작업편의 경우, 상기한 바와 같이, 작업편 직경은 작업편의 외접원의 직경, 즉, 작업편이 연마 공구 상에서 회전할 때 작업편에 의해 발현된 원형 궤도로 나타낸다.

디스크형 드레서(14)에 대한 상세한 설명이 아래 제공될 것이다.

도 1 및 도 2에 나타낸 디스크형 드레서(14)는 연마 공구면(2A)의 폭(W), 예, 180mm보다 더 큰 직경, 예, 200mm를 갖는다. 따라서, 드레싱은 연마 공구면(2A) 전체에 걸쳐 이루어짐으로써, 작업편(10)은 이와 같이 드레싱된 연마 공구면(2A)에 의해 항상 연마될 수 있다.

전체적인 비용을 저하시키면서, 효율적인 드레싱 능력을 갖는 드레서(14)를 제공하려는 의도에 따라, 고가이지만 큰 마모 저항을 갖고 연마 공구면(2A)을 빈틈없이 드레싱할 수 있는 소량의 천연 다이아몬드 입자(입자 크기는 150 ㎛)가 마모되기 쉽지만 저가이고, 어느 정도까지 드레싱에 기여할 수 있는 대량의 인공 다이아몬드 입자(100 ㎛)와 함께 디스크형 드레서(14)의 공구면 측에 내장된다. 생성된 드레서(14)는 가격대 성능 비 및 드레싱 효율에서 우수하다. 더욱이, 연마 공구는 환상 연마 공구(2)가 회전함에 따라 틀림없이 드레싱되기 때문에 깨끗한 연마 공구면(2A)이 제공된다.

드레서(14)에 대한 손상을 피하기 위해, 연마액 흡입 메카니즘(16)의 연마액 흡입면의 외부 주변부는 둥글게 된다(2mm 반경).

연마액 흡입면은 연마액이 머무르기 쉬운 연마 공구면(2A)의 내부 및 외부 주변부에 대향하는 연마액 흡입면의 내부 및 외부-직경 영역(S1 및 S2) 각각에 형성된 연마액 흡입 구멍이 중심부에 형성된 것보다 수가 약 3배 많은 방식으로 연마액 흡입 구멍(16A)(약 1mm의 직경을 가짐)을 구비하여 형성된다.

결과적으로, 연마 공구면(2A) 상에 놓인 작업편(10)에 항상 깨끗한 연마액이 공급됨으로써, 공구면 상에 축적될 수 있는 이물질에 의한 영향을 받지 않는 깨끗한 상태에서 표면 연마가 항상 이루어질 수 있다.

참조 번호 21은 환상 연마 공구(2)의 외주면 및 내부 주변 표면 및 하부 표면 둘레 및 U-자형 단면을 갖는 연마액 수집조를 나타낸다.

연마액 수집조(21)는 소정의 거리만큼 환상 연마 공구(2)의 외부 주변부에 대향하는 환상 상승부(21A)가 제공된다. 연마액 수집조(21)는 원심력을 받을 때 연마기의 외부로 유출되기 쉬운 연마액을 수집하는 기능을 갖는다. 연마액 수집조(21)는 환상 연마 공구(2)와 동축으로 및 통합적으로 형성되고, 그와 일체로 회전되도록 채택된다.

연마액 수집조(21)에 부착된 연마액 회수 메카니즘(22)은 하우징(1) 상에 설치된다. 연마액 회수 메카니즘(22)은 연마액 수집조(21)에 수집된 연마액을 흡입하고, 수집된 연마액을 외부로 전달하도록 작용한다. 연마액 흡입 섹션으로 작용하는 연마액 회수 메카니즘(22)의 원단부는 연마액 수집조(21)의 내부 하단부로 확장한다.

이러한 배치에 따라, 작업편(10)의 연마 공정 동안, 연마액은 외부로 분산되지 않고, 연마액 수집조(21) 및 연마액 회수 메카니즘(22)의 기능에 의해 원활하게 회수된다. 결과적으로, 대부분의 사용된 연마액 및 칩이 효율적으로 회수된다.

연마액 흡입 및 회수 메카니즘(16 및 22)에 의해 흡입 및 회수된 연마액은 재생적 순환 유니트(31)에 의해 재순환되고, 그로부터 연마액 공급 메카니즘(15)에 공급된다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 재생적 순환 유니트(31)는 흡입-측면 펌프(32)를 구비한 연마액 회수 파이핑(33), 3단계 침전조를 갖는 연마액 재생조(34A, 34B 및 34C)로 구성되고, 여기서 연마액 회수 파이핑(33)에 의해 회수된 연마액은 최상위 측 침전조(34A)로부터 중간 침전조(34B)로 흐르고, 중간 침전조(34B)로부터 최하위측 침전조(34C)로 흐르면서 여과된다. 재생적 순환 유니트(31)는 침전조(34C)로부터 상징액을 흡입하고, 동일물을 연마액 공급 메카니즘(15)에 전달하기 위한 공급측 펌프(35)를 구비한 연마액 재공급 파이핑(36)을 추가로 포함한다.

재생적 순환 유니트(31)는 연마액 회수 파이핑(33) 및 연마액 재공급 파이핑(36)을 제외하고는, 하우징(1)의 하위(상위 플로어 섹션(1A) 아래)에 수용된다.

이러한 구조에 따라, 연마액 및 칩 등의 이물질은 연마액 흡입 및 회수 메카니즘(26, 22)에 의해 연마 공구면(2A)으로부터 회수되고, 연마액 재생조(34A, 34B 및 34C)로 전달됨으로써, 연마액이 재사용을 위해 재순환된다.

공급측 펌프(35)는 예를 들면 1분당 약 100 cc의 전달 용량을 갖고, 50㎛ 메시 및 5㎛ 메시를 갖는 필터(35A)를 그의 출력 측에 구비함으로써, 연마액 재생조(34A, 34B 및 34C)에서 제거되지 않은 이물질을 제거하는 기능을 달성한다.

연마액 재생조(34A, 34B 및 34C)에서 재생된 연마액은 미립자들이 제거된 공급측 펌프(35)에 유입되고, 연마액 재공급 파이핑(도 2) 및 재공급 파이핑(36E)(도 1)을 통해 연마액 공급 메카니즘(15)에 전달된다.

다음으로, 본 실시예의 연마기의 동작을 설명할 것이다.

작업편(10) 및 가압 부재(11)가 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 연마 공구(2)의 연마 공구면(2A) 상에 놓인 후, 연마기는 작동하게 된다. 결과적으로, 연마 공구(2)는 도 1에 나타낸 방향(A)으로 회전한다. 연마 공구면(2A) 상에 놓인 작업편(10) 및 가압 부재(11)는 연마 공구와 일체로 동일한 방향으로 회전하려 시도하지만, 이러한 회전 운동은 연마 위치 유지 메카니즘(13)에 의해 금지되고, 따라서, 이들 동작은 도 1에 예시된 소정의 위치에 유지된다.

결과적으로, 소정의 마찰은 연마 공구의 연마 공구면(2A)과 작업편(10)의 기계 가공된 표면 사이에서 나타난다. 내부-직경층 상의 연마 공구면(2A)의 주변 속도와 외부-직경 측 상의 그것 간의 차이로 인해, 공구면의 내부- 및 외부-직경측 상에 나타난 마찰력은 서로 크기가 상이하다. 이러한 마찰력 차이에 기인하여, 작업편(10)은 도 1에 나타낸 방향(C)의 연마 공구면(2A) 상의 그의 축 둘레로 회전한다. 부호(P10)는 작업편(10)의 회전 중심을 나타낸다.

환상 연마 공구(2)의 반경 폭(W)보다 더 큰 직경을 갖는 작업편의 경우에, 작업편의 일부는 연마 공구면을 벗어나 확장한다. 그러나, 작업편(10)이 회전함에 따라, 확장부를 포함하는 작업편의 전체 기계 가공된 표면은 연마 공구면(2A)과 접촉하고 그에 반하여 마찰됨으로써, 작업편(10)의 전체 기계 가공된 표면에 걸쳐 원활한 연마가 수행된다. 즉, 본 실시예에 따라, 작업편의 직경이 연마 공구면(2A)의 반경 폭(W)보다 더 큰 경우조차 작업편(10)은 효율적으로 연마된다. 따라서, 연마기는 전체적인 크기가 유리하게 축소될 수 있다.

상기한 바와 같이, 작업편(10)의 연마 위치는 연마 위치 유지 메카니즘(13)에 의해 제한되고, 동시에 제어부(10C)의 제어하에 이동된다(고정된 간격으로 스윙 또는 왕복 운동).

연마기의 동작을 시작함에 따라, 드레서(14) 및 드레서(14)를 구동하기 위한 압축 모터(14A)가 작동하게 되고, 동시에 연마액 흡입 메카니즘, 연마액 회수 메카니즘(22) 및 재생적 순환 유니트(31)의 동작이 시작된다.

결과적으로, 연마 공구면(2A)은 드레서(14)에 의해 항상 드레싱되고, 동시에 신선한 연마액은 연마액 흡입 메카니즘(15), 연마액 회수 메카니즘(22) 및 재생적 순환 유니트(31)의 기능에 의해 연마 공구면(2A)에 항상 공급된다.

이러한 이유 때문에, 정확한 연마 공정은 시간이 경과함에 따라 연마 공구면(2A)의 바람직하지 못한 막힘을 유발하지 않고, 원활하게 계속된다.

다음은 실시예의 연마기에 관한 실험 결과이다.

실험에서, 이산화규소 필름으로 형성된 300 mm 외경 웨이퍼(12인치 웨이퍼)는 100Å 입도의 콜로이드성 실리카를 함유하는 연마액과 함께, 480mm 외경 및 120mm 내경을 갖고, 폴리우레탄으로 제조된 환상 연마 공구(11)가 사용된 연마에 적용되었다. 실험은 연마 공구가 24rpm의 회전 속도로 회전하는 조건 하에 5분 동안 수행되었고, 웨이퍼는 제곱 센티미터당 600g의 가압 압력을 인가받고, 40mm 스윙 폭을 갖는 연마 위치 유지 메카니즘(13)에 의해 스윙되었다.

15000±500Å의 연마량으로 12인치 웨이퍼 상에 연마가 이루어질 때 ±3%의 균일도가 얻어졌다. 이러한 결과는 연마기가 크기가 축소되는 것에도 불구하고(연마 공구의 면적은 종래 공구의 약 1/2임), 그와 같이 큰 직경의 웨이퍼 상에서 고도로 정확한 연마를 구현할 수 있음을 나타낸다.

다음으로, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 표면 연마시는 도 5를 참조하여 설명할 것이다.

제 2 실시예는 도 1-4에 나타낸 드레서(14) 및 구동 메카니즘과 구조가 상이한 디스크형 드레서 및 그를 위한 구동 메카니즘을 포함하는 특징이 있다.

도 5를 참조하면, 디스크형 드레서(24)는 직경이 작다(예, 외경이 75mm). 보다 상세하게는, 드레서(24)의 직경은 연마 공구의 환상 연마 공구면(2A)의 반경 폭(W)보다 더 작다. 작은 구동 모터(24A)를 갖는 하나의 조각으로 형성된 드레서(24)는 연마 공구의 반경 방향으로 확장하는 암 부재(24B)에 설치된다. 드레서(24)는 모터(24A)를 포함하는 왕복 운동 메카니즘에 의해 가동될 때 소정의 범위에서 암 부재(24B) 상의 왕복 운동을 행하도록 채택된다. 예를 들면, 왕복 운동 메카니즘은 모터(24A)의 출력 축 상에 형성된 피니언 및 그와 메싱되고 암 부재(24B)에 형성된 랙(톱니 막대)으로 구성된 랙-및-피니언부를 포함한다.

왕복 운동 중에, 모터(24A)에 의해 구동된 드레서(24)는 암 부재(24B)의 양단부에 설치된 마이크로-스위치(24C 및 24D)로부터 전달된 역 신호에 반응성인 제어 수단(도시되지 않음)의 제어하에 반작용을 행한다.

다른 점에서, 도 5의 연마기는 도 1-4에 나타낸 기계와 동일한 구조이다. 도 5의 연마기는 도 1-4의 연마기에 의해 얻어진 것과 동일한 기능 및 장점을 달성한다.

다음은 도 5에 나타낸 제 2 실시예의 연마기에 관한 실험 결과이다. 실험은 제 1 실시예에 대한 것과 동일한 조건으로 수행되었다. 실험은 제 1 실시예에 대한 것과 동일한 조건에서 수행되었다. 15000±600Å의 연마량으로 12인치 웨이퍼의 연마가 이루어질 때 ±4%의 균일도가 얻어졌다. 이는 그와 같이 큰 직경 웨이퍼 상의 고도로 정확한 연마가 본 실시예에서 크기가 축소된 연마기를 사용함으로써 수행될 수 있음을 나타낸다.

다음으로, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 표면 연마기는 도 8 및 9를 참조하여 설명할 것이다.

본 실시예의 연마기는 디스크형상으로 형성되고, 환상 홈을 구비하여 형성된 연마 공구면을 갖는 연마 공구를 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 8 및 도 9에서, 상향 배향된 기계 가공면을 갖는 디스크형 연마 공구(302)는 표면 연마기의 베이스(하우징)(301)의 상부 프레임(301A) 상에 회전 가능하게 설치되고, 화살표 방향(A)(위에서 볼 때 반시계 방향)의 모터(303)에 의해 회전 구동되도록 채택된다. 캐슈 수지를 함유하는 구성 물질로 제조된 연마 공구(302)는 작업편(301)이 가압 홀더판(가압 부재)(311)의 압력 하에 접촉중인 기계 가공면 또는 연마 공구면을 갖는다.

연마 공구(302)의 기계 가공면은 연마 공구의 회전 중심과 동축으로 환상 홈(302B)을 구비하여 형성된다. 본 실시예에서 환상 홈(302B)은 예를 들면 1mm 폭 및 10mm 폭인 단일 리세스된 홈으로 구성된다. 환상 홈(302B)의 반경(반경 길이)은 연마 공구의 회전 중심과 그 위에 놓인 작업편(310)의 그것 간의 거리와 동일하므로, 환상 홈(302B)은 작업편(310)의 회전 중심을 통해 통과한다. 연마 공구(302)의 연마 공구면은 연마 공구의 외접원에 의해 서로 일정한 간격을 둔 복수개의 방사상 홈을 구비하여 형성된다. 예를 들면, 1mm 깊이 및 2mm 폭인 각각의 방사상 홈(302C)은 환상 홈(302B)과 소통하는 내부 단부를 갖고, 연마 공구(302)의 주변부 쪽으로 방사상으로 확장한다.

연마 공구(302)의 기계 가공면 상에 놓인 가압 홀더 플레이트(311) 및 작업편(310)은 한 쌍의 지원 롤러(313A, 313B)에 의해 지원되면서 그들 자신의 축 둘레로 회전하도록 채택되고, 다시 연마 공구의 회전 방향(A)의 작업편(310) 하류에 위치하는 수평 프레임(암 부재)(313C)에 의해 지원된다. 지원 롤러(313A, 313B)는 실린더(313D)에 의해 왕복 운동하여 롤러에 의해 지원되는 작업편(310)을 연마 공구의 반경 직선(직경 직선)에 평행인 방향으로 연마 공구(302)의 왕복 운동을 행할 수 있게 한다.

소자(313A-313D)는 연마 공구(302)가 회전함에 따라 작업편을 회전시키면서 소정의 연마 위치에 작업편(310)을 지지하는 연마 위치 유지 메카니즘으로서 작용하고, 환상 홈(302B)의 전체 폭보다 더 넓은 스윙 폭에 걸쳐 연마 공구의 연마 공구면(302A) 상에서 작업편(310)이 스윙되도록 하는 스윙 메카니즘으로서 작용한다.

연마액-흡입 장치(316)는 약간의 갭(1mm 미만)을 갖는 연마 공구면(302)의 기계 가공면 위에 배치된다. 흡입 장치(316)는 연마 공구(302)의 회전 방향의 작업편(310) 하류에 위치한다. 흡입 장치(316)는 평행 육면체 박스로 구성되고, 이 평행 육면체 박스의 하단 표면(연마액 흡입면)에 형성된 작은-직경 구멍으로부터 연마 공구(302)의 기계 가공면 상에서 연마액을 흡입하도록 작용함으로써 연마액을 흡입한다. 그의 직경이 연마 공구의 외부 주변부 쪽으로 증가하는 테이퍼된 롤러형 드레서(314)는 연마 공구(302)의 반경 직선(직경 직선)에 대하여 연마액 흡입 장치(316)와 대칭이 되도록 배치된다. 테이퍼된 롤러형 드레서(314)는 연마 공구와 접촉하면서 모터(314A)에 의해 회전 구동된다.

연마액을 연마 공구의 기계 가공면의 내부 및 외부 및 환상 홈 부에 공급하기 위한 노즐(315A)을 포함하는 연마액 공급 장치(315)가 제공되고, 이들 부분은 환상 홈(302B)에 의해 서로 분할된다. 연마액 공급 장치(315)는 연마 공구(302)의 회전 방향에서 볼 때 작업편(310)의 상류에 배치된다. 드레서(314)는 연마 공구 (302)의 회전 방향의 작업편(310)의 상류에 배치된다. 연마액 흡입 장치(316)는 드레서(314)와 연마액 공급 장치(315) 사이에 배치된다. 이들 장치(315, 316) 및 드레서(314)는 베이스(301)에 의해 지원된다. 이들 소자(314-316) 각각은 액체 공급 영역, 액체 흡입 영역, 또는 그의 길이가 연마 공구 (302)의 반경보다 더 긴 드레싱 영역을 가지므로써, 연마 공구면(302A)의 전체 반경 폭, 즉, 연마 공구의 회전 중심과 그의 외부 주변부 상의 일 지점을 결합시킨 라인 세그먼트의 전체 길이를 커버한다.

연마액 흡입 장치(316)는 연마 공구(302)에 대향하는 연마액 흡입면을 갖고, 연마액 흡입 구멍(도 4에 나타낸 것들에 대응하고, 예를 들면 1 mm 치수의 직경을 가짐)을 구비하여 형성된다. 연마액 흡입면의 내부 및 외부 각각에 형성된 이들 연마액 흡입 구멍은 그의 중심부에 형성된 것들보다 수적으로 약 3배 크다. 더욱이, 연마액 흡입면은 각각 1mm 미만의 깊이를 갖는 복수개의 얕은 홈(도 4에 나타낸 것들에 대응함)을 구비하여 형성된 외부 주변부를 갖는다. 연마액 공급 장치(315)가 연마 공구(302)에 대향하는 연마액 흡입면의 외부는 둥글게 된다(2mm 반경). 드레서(314)는 천연 다이아몬드 입자(직경이 150㎛)와 인공 다이아몬드 입자(직경이 100㎛)의 혼합물로 이루어지고, 그 혼합물은 테이퍼된-롤러 형상으로 형성된다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 재생적 순환 유니트(331)(도 2에 나타낸 유니트에 대응함)는 베이스(301)의 상부 프레임(301A) 아래에 배치되고, 여기서, 유니트(331)는 연마액 흡입 장치(316)에 의해 흡입 및 회수된 연마액을 재순환시키고, 연마액 공급 장치(315)에 동일물을 공급하도록 작용한다. 재생적 순환유니트(331)는 연마액조(334) 및 필터(335A)로 구성된다. 연마액 조(334)는 연마액으로부터 이물질 입자들을 제거하는 침전 및 여과 기능을 갖고, 연마액이 최상위 측 침전조(334A)로부터 중간 침전조(334B) 및 최하위측 침전조(334C)로 흐르게 하도록 상이한 칸막이 벽을 갖는 다단계(예시된 실시예에서 3단계) 침전조(334A, 334B 및 334C)를 구비한다.

연마액 흡입 장치(316)는 펌프(25)가 제공된 파이프(332)의 상류측 부분을 통해 최상위측 침전조(334A)에 접속되는 한편, 연마액 공급 장치(315)는 펌프(335) 및 필터(335A)가 배치된 파이프(336)의 하류측 부분을 통해 최하위측 침전조(334C)에 접속된다. 흡입측 펌프(332)는 공기와 함께 연마액 흡입 장치(316)로부터 연마액을 흡입하기에 충분히 큰 용량을 갖는다. 공급측 펌프(335)는 1분당 약 100 cc의 유동률로 연마액을 공급하는 능력을 갖는다. 필터(335A)는 침전조(334A, 334B 및 334C)에서 제거되지 않은 이물질 입자들을 제거하기 위해 50 ㎛ 및 5㎛ 각각의 메시 크기를 갖는 2단계 메시를 구비한다.

다음에, 본 실시예의 표면 연마기의 동작을 설명할 것이다.

연마 공구(302)에 의한 기계 가공을 시작함에 따라, 연마액이 연마액 공급 장치(315)로부터 기계 가공면으로 공급된다. 작업편(310)의 상류 위치에서 기계 가공면에 공급된 연마액은 연마 공구(302)가 회전함에 따라 작업편의 기계 가공될 부분에 도달한다. 연마 공구 및 작업편의 회전으로 인해, 그들 사이에 마찰이 발생함으로써 작업편이 연마된다. 예를 들면 1mm 깊이 및 10mm 폭을 갖는 단일 리세스된 홈으로 구성된 환상 홈(302B)은 연마 공구의 작업편의 회전 중심에 대응하는 반경 위치에 제공된다. 더욱이, 각각 1mm 깊이 및 2mm 폭을 갖는 방사상 홈(302C)은 환상 홈(302B)과 소통한다. 따라서, 연마액은 연마액의 과도한 공급 또는 불충분한 공급을 유발하지 않고, 노즐(315A)로부터 작업편(310)의 중심부에 공급된다. 더욱이, 작업편(310)과 연마 공구(302) 사이의 가압 접촉에 위해 유발된 연마 공구의 탄성 변형은 환상 홈(302B)에 대향하는 위치에서 경감되므로써, 생성된 응력이 경감되어, 그의 중심부에 연마 공구(302)의 마모 및 패임을 제거할 수 있다.

연마 공구가 연마액이 흐르는 하류 측에 놓인 테이퍼된 롤러형 드레서(314)에 의해 드레싱됨에 따라, 작업편을 연마 및 통과시키기 위해 사용된 연마액이 연마 공구(302)의 표면으로부터 박리되고, 연마액 흡입 장치(316)에 의해 직접적으로 흡입된다. 작은 맷돌인 드레서(314)는 천연 다이아몬드 입자(150㎛의 입도를 가짐) 및 인공 다이아몬드 입자(50㎛)의 혼합물로 제조되고, 우수한 드레싱 효과는 천연 다이아몬드 입자들의 예리한 연부에 의해 달성되고, 비용의 감소는 혼합된 인공 다이아몬드 입자들에 의해 달성된다. 결과적으로, 작업편의 칩 및 연마 공구는 연마액과 함께 연마 공구(302)의 기계 가공된 표면을 제거하고, 제조 과정 형식으로 제거됨으로써, 깨끗한 기계 가공면이 항상 유지된다.

연마액 흡입 장치(316)의 연마액 흡입면의 내부 및 외부 주변부 각각에 형성된 연마액 흡입 구멍이 그의 중심부에서 형성된 것들보다 수적으로 3배이기 때문에, 흡입 장치(316)는 연마 공구(302)의 중심부 및 외부 주변부에 응집되는 경향이 있는 대부분의 연마액을 효율적으로 흡입한다. 더욱이, 각각 1mm 미만의 깊이를 갖는 얕은 홈은 연마액 흡입 장치(316)의 연마 공구에 대향하는 연마액 흡입면의 외부 주변부에 형성되기 때문에, 원심력을 수용하고, 연마 공구(302)의 외부 주변부 쪽으로 흐르고자 시도하는 연마액은 효율적으로 흡입될 얕은 홈에 의해 포획될 수 있다.

더욱이, 연마액 흡입 장치(316)의 연마액 흡입면의 연마 공구(302)에 대향하는 외부 주변부는 둥글게 되기 때문에, 연마 공구(302)는 연마액 흡입 장치(316)가 연마 공구(302)와 접촉하게 되는 사실과 달리 손상되는 것이 방지될 수 있다.

상기한 바와 같이, 연마액은 과도하거나 또는 불충분한 연마액 공급을 유발하지 않고 작업편의 중심부에 공급되고, 작업편의 중심부와 접촉하는 연마 공구 부분의 마모 및 패임이 감소된다. 따라서, 작업편의 내부 주변부는 그의 외부 주변부의 경우와 같이 기계 가공될 수 있으므로, 작업편의 직경이 큰 경우조차 균일한 연마가 달성될 수 있다. 더욱이, 연마액은 연마 공구(302)의 기계 가공면의 전체 반경 폭(연마 공구의 회전 중심과 외부 주변부의 일 지점을 결합시키는 라인 세그먼트의 전체 길이에 대응함)에 걸쳐 공급되고, 그로부터 회수되기 때문에, 연마는 작업편(310)의 크기가 무관하게 동일한 조건에서 수행될 수 있다.

다음은 도 8 및 도 9의 제 3 실시예의 연마기 각각의 실험 결과이다.

이 실험은 30인치 직경을 갖는 디스크형 연마 공구가 480 mm 외경 및 120 mm 내경을 갖는 환상 연마 공구 대신에 사용된 것을 제외하고는, 제 1 실시예에서와 마찬가지로, 웨이퍼, 연마액, 공구 회전 속도, 웨이퍼-가압 압력, 웨이퍼 스윙 폭 각각에서 동일한 조건으로 수행되었다. 12인치 웨이퍼의 연마가 15000±500Å의 연마량에 의해 이루어졌을 때 ±3%의 균일도가 얻어졌다.

이러한 실험 결과는 그와 같이 큰 직경 웨이퍼 상의 고도로 정확한 연마가 크기가 축소된 본 실시예의 연마기를 사용함으로써 수행될 수 있고, 여기서 연마액은 연마액의 과도하거나 또는 불충분한 공급 없이 환상 홈을 통해 작업편의 중심부에 공급될 수 있고, 연마 중에 생성된 칩은 환상 및 방사상 홈을 통해 배출될 수 있고, 작업편과 연마 공구 사이의 가압 접촉에 의해 유발된 연마 공구의 탄성 변형은 환상 홈에 의해 경감됨으로써 그의 중심 위치에서 연마 공구의 마모 및 패임을 감소시킬 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 표면 연마기는 도 10을 참조하여 설명할 것이고, 여기서, 도 8, 9 및 10에 공통적인 소자는 동일한 번호로 나타내며, 이들 소자에 대한 설명은 생략될 것이다.

제 4 실시예의 표면 연마기에서, 제 3 실시예의 단일 리세스된 홈으로 구성된 환상 홈(302B) 대신에 1군의 리세스된 홈들로 구성된 환상 홈(402B)이 제공된다. 환상 홈(402B)은 연마 공구 상에 놓인 작업편(310)의 회전 중심을 통해 통과하는 방식으로 연마 공구와 동축으로 디스크형 연마 공구(302)의 연마 공구면(302A)에 형성된다. 각각 1mm 깊이를 갖는 리세스된 홈들은 폭이 10mm인 환상 홈(402B)을 구성하기 위해 서로 일정한 간격, 예를 들면 연마 공구의 반경 방향으로 2mm 피치를 두고 위치한다. 환상 홈(402B)은 연마 공구면(302A)에 형성된 방사상 홈(302C)과 소통한다.

본 실시예에서, 작은 디스크형 드레서(441C)가 제 3 실시예에 대한 테이퍼 롤러형 드레서(314) 대신에 제공된다. 연마 공구면(302A)을 드레싱하도록 작용하는 드레서(441C)는 연마 공구면 상의 연마액의 흐름 방향에서 볼 때 하류측에 배치되고, 도 5에 나타낸 왕복 운동 메카니즘과 구조가 유사한 왕복 운동 메카니즘에 의해 연마 공구면 상에서 왕복 운동되도록 배열된다. 왕복 운동 메카니즘은 드레서(414C)와 함께 암 부재에 설치된 모터(414A)를 포함하고, 드레서(414C)의 왕복 운동 한계에 배치된 마이크로-스위치(414B)로부터 전달된 신호에 반응하여 순방향으로 및 역방향으로 모터(414A)를 회전시키도록 배열됨으로써, 드레서를 왕복 운동시킨다.

다른 면에서, 본 실시예의 표면 연마기는 제 3 실시예와 구조가 동일하고, 따라서 제 3 실시예에 의해 달성된 것들과 유사한 기능 및 장점을 달성한다.

제 4 실시예의 표면 연마기에 관하여, 실험은 제 3 실시예에 대한 것과 실질적으로 동일한 조건으로 수행되었다. 12인치 웨이퍼의 연마가 15000±600Å의 연마량으로 이루어질 때 ±4%의 균일도가 얻어졌다. 이는 연마가 종래의 연마기를 사용함으로써 큰 직경의 웨이퍼 상에서 이루어질 때 관찰된 불균일도 문제를 본 실시예의 연마기가 제거할 수 있음을 나타낸다.

본 발명은 제 1 내지 제 4 실시예로만 제한되지 않고, 여러 가지 방식으로 개선될 수 있다.

예를 들면, 상기 실시예에서, 상승벽은 연마 공구의 주변 연부에 따라 제공될 수 있으므로, 연마액이 연마 공구면 외부로 흐르는 것이 방지될 수 있다. 상승벽은 연마기의 연마액 회수 효율을 개선시키고, 가동 단가를 감소시킬 수 있다.

12인치 웨이퍼 상의 표면 연마를 실시예에 기재하였지만, 본 발명은 6, 8 또는 14인치 웨이퍼를 사용하기 위한 표면 연마기에 적용될 수 있다. 이와 같이 개선된 연마기는 크기가 역시 축소된다.

이산화규소 필름을 갖는 웨이퍼로 구성된 디스크형 작업편은 실시예에서 설명될 수 있지만, 작업편은 금속 라인, 자기 디스크, 유리 기판 등을 구비하여 형성된 웨이퍼일 수 있다.

수평 위치로 배열된 연마 공구면을 갖는 연마 공구를 실시예에 설명하였지만, 연마 공구면은 수직으로 또는 비스듬하게 배향될 수 있다.

연마 공구는 작업편의 직경보다 크고, 작업편의 직경의 2배보다 작은 직경을 가지므로, 연마기의 전체적인 크기를 감소시키고, 고도로 정확한 연마를 수행한다.

Claims

회전 구동 가능한 환상 연마 공구면과, 연마 공구면 상에 놓인 작업편의 외접원의 직경보다 크고 작업편의 외접원의 직경의 2배 보다 작은 값으로 설정된 외경을 갖는 환상 연마 공구와,

상기 작업편을 상기 환상 연마 공구를 향해 균일하게 가압하기 위해 상기 환상 연마 공구 상에 놓인 작업편상에 위치되어 상기 작업편과 일체로 이동 가능한 디스크형 가압 부재와,

상기 환상 연마 공구가 회전함에 따라 작업편과 상기 디스크형 가압 부재를 회전시키면서, 상기 환상 연마 공구와 일체적으로 이동하는 것을 방지하여 소정의 연마 위치에서 이들을 지지하는 연마 위치 유지 메카니즘을 구비하는 표면 연마기.
제 1 항에 있어서, 상기 연마 위치 유지 메카니즘은 작업편 및 디스크형 가압 부재의 회전 중심을 상기 환상 연마 공구의 연마 공구면 상의 임의의 위치에 가변적으로 설정하고, 상기 작업편 및 디스크형 가압 부재를 그 위치에 유지시키는 연마 위치 가변적 설정 기능을 구비하는 표면 연마기.
제 1 항에 있어서, 상기 연마 위치 유지 메카니즘은 작업편의 중심 위치를 상기 환상 연마 공구가 작업편과 접촉하는 영역의 중심 위치와 일치하게 하는 작업편 중심 위치 설정 기능을 구비하는 표면 연마기.
제 1 항에 있어서, 상기 환상 연마 공구면의 반경 폭보다 더 큰 직경을 갖고, 연마 공구면을 드레싱하도록 작용하며, 상기 연마 공구의 회전 방향에서 볼 때 작업편의 상류 위치의 상기 환상 연마 공구의 연마 공구면 상에 배치된 디스크형 드레서를 추가로 구비하는 표면 연마기.
제 1 항에 있어서, 상기 환상 연마 공구의 연마 공구면에 연마액을 공급하기 위한 복수개의 액체 분사 노즐을 가지며, 상기 환상 연마 공구의 연마 공구면 위에 그로부터 소정의 거리에 배치되고, 상기 연마 공구의 회전 방향으로 작업편의 상류측 상에 배치된 연마액 공급 메카니즘과,

연마 공구면으로부터 사용된 연마액을 흡입하고 수집하기 위해 상기 환상 연마 공구의 회전 방향으로 작업편의 하류 위치에서 상기 환상 연마 공구의 연마 공구면 상에 배치된 연마액 흡입 메카니즘을 추가로 구비하는 표면 연마기.
제 4 항에 있어서, 상기 환상 연마 공구의 연마 공구면에 연마액을 공급하기 위해, 상기 환상 연마 공구의 회전 방향으로 작업편의 상류 위치에서 상기 환상 연마 공구의 연마 공구면 상에 배치된 연마액 공급 메카니즘 및

연마 공구면으로부터 사용된 연마액을 흡입하고 수집하기 위해 상기 환상 연마 공구의 회전 방향으로 상기 디스크형 드레서의 하류 위치에서 상기 환상 연마 공구의 연마 공구면 상에 배치된 연마액 흡입 메카니즘을 추가로 구비하는 표면 연마기.
제 5 항에 있어서, 상기 연마액 흡입 메카니즘은 상기 환상 연마 공구의 연마 공구면의 폭 방향으로 연장되고,

상기 환상 연마 공구의 연마 공구면에 대면하며, 상기 연마액 흡입 메카니즘의 연마액 흡입면의 내경측 및 외경측 영역에 형성된 복수개의 연마액 흡입 구멍을 구비하는 연마액 흡입면을 가지는 표면 연마기.
제 5 항에 있어서, 상기 연마액 흡입 메카니즘의 연마액 흡입면은 외부 공기와 소통하는 복수개의 얕은 홈을 가지는 양단부를 구비하는 표면 연마기.
제 5 항, 제 6 항, 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 환상 연마 공구의 외주부에 소정 거리를 두고 대면하는 상승부를 갖고, 횡단면이 U자 형상으로 형성되고, 상기 환상 연마 공구와 일체로 회전하도록 채택된 연마액 수집조와,

상기 연마액 수집조에서 수집된 연마액을 흡입하고, 수집된 연마액을 외부로 전달하기 위해, 상기 연마액 수집조에 부착된 연마액 회수 메카니즘을 추가로 구비하는 표면 연마기.
제 5 항, 제 6 항, 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 연마액 흡입 메카니즘에 의해 흡입 및 회수된 연마액을 재순환시키고, 그 연마액을 상기 연마액 공급 메카니즘에 공급하는 재생식 순환 유니트를 추가로 구비하는 표면 연마기.
회전 구동 가능한 환상 연마 공구면을 가지며, 그 회전 중심과 동축인 환상 홈을 구비한 연마 공구와,

상기 연마 공구의 연마 공구면 상에 놓인 작업편을 연마 공구면쪽으로 가압하기 위한 가압 부재와,

상기 환상 연마 공구가 회전함에 따라, 작업편을 회전시키며, 상기 작업편을 상기 환상 홈이 상기 연마 공구의 연마 공구면 상에 놓인 작업편의 회전 중심을 관통하도록 연장되는 소정의 연마 위치에 지지하기 위한 연마 위치 유지 메카니즘과,

상기 연마액을 상기 환상 연마 공구의 연마 공구면에 공급하기 위한 연마액 공급 메카니즘을 구비하는 표면 연마기.
제 11 항에 있어서, 상기 연마 공구의 연마 공구면에 형성된 환상 홈은 상기 연마 공구의 반경 방향으로 작은 피치로 서로 일정 간격을 두고 위치하는 리세스된 홈의 그룹 및 단일의 리세스된 홈중의 하나로 형성된 표면 연마기.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 연마 공구의 연마 공구면이 상기 연마 공구의 외주부 쪽으로 방사상으로 연장하는 하나의 방사상 홈 또는 복수개의 방사상 홈들을 구비하고,

상기 방사상 홈 또는 방사상 홈들은 연마 공구면에 형성된 상기 환상 홈과 연통하는 표면 연마기.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 환상 홈의 폭보다 더 넓은 스윙 폭에 걸쳐 상기 연마 공구의 연마 공구면 상에서 작업편을 스윙시키는 스윙 메카니즘을 추가로 구비하는 표면 연마기.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 연마 공구의 상기 연마 공구면은 상기 환상 홈에 의해 내주부, 외주부, 및 환상 홈부로 분할되고,

상기 연마액 공급 장치는 연마액을 연마 공구면의 내주부, 외주부, 및 환상 홈부 각각으로 공급하는 복수개의 노즐을 구비한 표면 연마기.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 연마 공구가 그 성분으로서 캐슈(cashew) 수지를 함유하는 표면 연마기.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 연마 공구의 회전 방향으로 작업편의 상류 위치에서 상기 연마 공구의 연마 공구면상에 배치되며, 상기 연마 공구면의 전체 반경 폭을 커버하도록 연마 공구면의 반경보다 길이가 더 긴 드레싱 영역을 가지는 드레서를 추가로 구비하고,

상기 드레서는 상기 연마 공구의 방사상으로 왕복되도록 채택된 디스크형 드레서 및 연마 공구의 외주부 쪽으로 직경이 증가하는 테이퍼된-롤러형 드레서 중의 하나로 구성되는 표면 연마기.
제 17 항에 있어서, 상기 연마 공구의 직경 방향에 대하여 드레서의 위치와 대칭적이고, 연마 공구면의 전체 반경 폭을 커버하도록 상기 연마 공구의 연마 공구면의 반경보다 길이가 더 긴 흡입 영역을 갖고, 상기 연마 공구의 회전 방향으로 상기 드레서의 상류의 위치에 배치된 연마액 흡입 메카니즘을 추가로 구비하는 표면 연마기.