KR101822377B1 - 반도체용 쿼츠 윈도우 실링 면에 원형 패터닝을 구현하기 위한 폴리싱 장치 - Google Patents

반도체용 쿼츠 윈도우 실링 면에 원형 패터닝을 구현하기 위한 폴리싱 장치 Download PDF

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Abstract

반도체용 쿼츠 윈도우 실링 면에 원형패터닝을 구현하기 위한 폴리싱 장치가 개시된다. 본 발명에 의한폴리싱 장치는 원판형의 쿼츠 윈도우 표면에 원형 패터닝을 구현하기 위한 폴리싱 장치로서, 상기 쿼츠 윈도우가 제공된 다음 복수개의 조우에 의해 고정하는 척 유닛 상기 척 유닛을 회전시키는 쿼츠 윈도우 회전 구동모터 상기 쿼츠 윈도우 표면에 압착된 상태로 회전하면서 폴리싱하는 연마패드를 구비하고, 상기 쿼츠 윈도우 표면에 원형 패터닝이 형성되도록 상기 연마패드의 상기 쿼츠 윈도우 중심으로부터의 거리를 조절할 수 있도록 구비된 복수개의 폴리싱 유닛 및 상기 복수개의 폴리싱 유닛을 승강시키는 작동실린더를 포함한다.

Description

반도체용 쿼츠 윈도우 실링 면에 원형 패터닝을 구현하기 위한 폴리싱 장치{Polishing apparatus for circular lay patterning on sealing surface of window for semiconductor}
본 발명은 반도체용 쿼츠 윈도우 제품의 실링 면에 원형 패터닝(Circular Lay patterning)구현을 위한 폴리싱 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자는 미세화가 계속 이루어지고 있다. 접적회로 디자인 규칙(IC Design rule)이 작아짐에 따라 웨이퍼 수율 향상을 위해서 양산설비의 공정 파라미터 분석은 필수가 되었고 양산설비에 데이터 로그 파일(Data log file)을 토대로 실제 실행된 내용을 토대로 분석하는 일이 일반화된 것이 사실이다.
일반적으로 석영유리 윈도우 제품의 경우 공정 가스 실링(Gas Sealing) 목적으로 표면을 경면 폴리싱 처리를 주로 하게 된다.
보다 구체적으로, 반도체 에칭공정의 경우 공정진행과 동시에 부산물이 반응로 내부에 증착하게 된다. RF전극 인가시간이 증가함에 따라 반응로(Reactor chamber) 내부 벽면의 오염이 진행되어 공정결과(Critical dimension, Etch-rate, Uniformity 등)의 변화가 생기게 된다.
또 다른 하나의 공정변수로 반응로 내부 공정가스 누설이 대두되고 있는데, 현재 실링목적으로 사용되는 석영유리 윈도우(window) 제품의 경우, 대부분의 실링면은 패터닝이 안된(no patterning) 경면연마 처리된 제품이 주류를 이루고 있다. 이와 같은 표면은 공정가스가 미세하게 누설이 생기는 경우가 발생되어 웨이퍼의 온도제어를 불안하게 하고 웨이퍼 수율과 균일성(uniformity)를 저하시키게 되는 문제점이 있었다. 이와 같은 이유로 반도체 공정설비에서 공정가스 누설을 중요한 공정관리요소로 인식하고 있는 상황이다.
등록특허 제1466773호
본 발명의 목적은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 쿼츠 윈도우를 일정한 속도로 회전시킬 수 있도록 고정하고 쿼츠 윈도우의 실링 면인 테두리 부분을 복수개의 연마패드로 연마할 수 있도록 구성된 반도체용 쿼츠 윈도우 실링 면에 원형 패터닝을 구현하기 위한 폴리싱 장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, 원판형의 쿼츠 윈도우 표면에 원형 패터닝을 구현하기 위한 폴리싱 장치로서, 상기 쿼츠 윈도우가 제공된 다음 복수개의 조우에 의해 고정하는 척 유닛 상기 척 유닛을 회전시키는 쿼츠 윈도우 회전 구동모터 상기 쿼츠 윈도우 표면에 압착된 상태로 회전하면서 폴리싱하는 연마패드를 구비하고, 상기 쿼츠 윈도우 표면에 원형 패터닝이 형성되도록 상기 연마패드의 상기 쿼츠 윈도우 중심으로부터의 거리를 조절할 수 있도록 구비된 복수개의 폴리싱 유닛 및 상기 복수개의 폴리싱 유닛을 승강시키는 작동실린더를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 척 유닛은 복수개의 조우를 포함하고, 상기 복수개의 조우는 방사선 방향을 따라 중심으로부터의 거리를 조절할 수 있도록 구성되되, 상기 복수개의 조우가 동일하게 거리가 조절될 수 있다.
바람직하게는, 상기 폴리싱 유닛은, 상기 쿼츠 윈도우에 밀착되어 폴리싱하는 연마패드 상기 연마패드가 하단부에 고정되고 폴리싱용 구동모터에 의해 회전 구동되는 회전축 상기 회전축의 외면에 삽입되어 함께 회전되고 하단부에 내경이 증가되어 회전축과 이격된 제1단이 형성된 슬리브 상기 회전축이 프레임에 회전 가능하게 고정되도록 상기 슬리브와 프레임 사이에 설치된 베어링 부재 상기슬리브 하부 상기 회전축에 고정된 고정링 상기 제1단과 상기 고정링 사이에 설치된 탄성부재 및 상기 슬리브의 상단에 하면이 걸리도록 상기 회전축 상단에 체결 고정된 스톱퍼를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 연마패드는 상기 쿼츠 윈도우에 밀착되는 부분이 링 형태로 이루어지되, 표면에 폴리싱용 파우더가 통과될 수 있도록 방사 방향을 따라 복수개의 드레인 홈이 구비될 수 있다.
바람직하게는, 상기 드레인 홈은 그 단면이 V자 형태로 이루어지고, 서로 다른 깊이를 갖는 홈들이 교번하여 형성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 슬리브의 제1단 하부에는 내경이 확대된 제2단이 구비되고, 상기 제2단에 상기 고정링이 걸려 상기 회전축의 상승이 제한될 수 있다.
바람직하게는, 상기 복수개의 폴리싱 유닛은 프레임 원판에 고정되고, 상기 프레임 원판은 작동실린더에 의해 승강될 수 있다.
바람직하게는, 상기 프레임 원판에는 폴리싱 작업시 비산되는 파우더와 이물질을 막기 위한 커버가 구비될 수 있다.
바람직하게는, 상기 작동실린더는 갠트리 프레임에 고정되되, 상기 갠트리 프레임은 하단부가 베이스 프레임에 각각 고정된 2개의 수직 프레임과 상기 수직 프레임의 상단을 연결하여 고정하는 수평 프레임으로 이루어지고, 상기 작동실린더가 상기 수평 프레임의 중앙에 고정될 수 있다.
바람직하게는, 상기 복수개의 폴리싱 유닛은 프레임 원판에 고정되고, 상기 프레임 원판은 상기 작동실린더에 의해 승강되며, 상기 프레임 원판의 승강을 안내하도록 상기 프레임 원판에는 적어도 하나 이상의 가이드 로드가 수직으로 설치된 다음 상기 수평 프레임을 관통하도록 설치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 폴리싱 장치는 폴리싱용 파우더를 공급하기 위한 파우더 공급부를 더 구비하되, 상기 파우더 공급부는, 상기 폴리싱용 파우더가 보관되는 파우더 탱크 상기 파우더 탱크 내부의 파우더를 교반하기 위하여 모터에 의해 구동되는 교반기 상기 파우더 탱크 내부의 파우더를 이송시키는 펌프 및 상기 폴리싱 유닛에 인접하여 설치되고 상기 펌프에 의해 압송되는 폴리싱용 파우더를 공급하는 플렉시블 파우더 플렉시블 공급 노즐을 포함할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 또 다른 구체적인 수단으로서 본 발명은, 원판형의 쿼츠 윈도우 표면에 원형 패터닝을 구현하기 위한 폴리싱 장치로서, 상기 쿼츠 윈도우가 제공된 다음 복수개의 조우에 의해 고정되는 척 유닛 상기 척 유닛을 회전시키는 쿼츠 윈도우 회전 구동모터 상기 쿼츠 윈도우 표면에 압착된 상태로 회전하면서 폴리싱하는 연마패드를 구비하고, 상기 쿼츠 윈도우 표면에 원형 패터닝이 형성되도록 상기 연마패드가 상기 쿼츠 윈도우 중심으로부터의 거리를 조절할 수 있도록 구비된 복수개의 폴리싱 유닛 상기 복수개의 폴리싱 유닛을 승강시키는 작동실린더 및 하단부가 베이스 프레임에 각각 고정된 4개의 수직 프레임과 상기 수직 프레임의 상단을 연결하여 고정하도록 교차하는 2개의 수평 프레임으로 이루어지고, 상기 작동실린더가 상기 수평 프레임의 교차하는 중앙에 고정된 교차형 갠트리 프레임을 포함하고, 상기 복수개의 폴리싱 유닛은 프레임 원판에 고정되고, 상기 프레임 원판은 상기 작동실린더에 의해 승강되며, 상기 프레임 원판의 승강을 안내하도록 상기 프레임 원판에는 적어도 하나 이상의 가이드 로드가 수직으로 설치된 다음 상기 수평 프레임을 관통하도록 설치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 수평 프레임은 직각으로 교차하고, 상기 가이드 로드는 상기 수평 프레임의 교차점과 상기 수직 프레임 사이에 각각 구비될 수 있다.
바람직하게는, 상기 폴리싱 유닛이 회전할 때 조작자의 안전을 목적으로 비상정지가 될 수 있도록 도어 전후면 상부에 설치된 도어인터록 스위치를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 표면처리(Surface finish)구현 방법 중 하나인 원형 레이 패턴(Circular Lay-pattern)을 적용하여 가스 누설을 방지하기 위한 오링(0-Ring)과 접합되는 면에 세륨 연마패드를 이용해서 폴리싱과 패터닝을 동시에 구현함므로써 제품제조공정 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.
또한, 폴리싱 전용장비를 사용하게 됨으로써 양산수율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 폴리싱 장치의 외관 사시도이다.
도 2는 본 발명에 의한 폴리싱 장치의 정면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 폴리싱 장치의 평면도이다.
도 4는 본 발명에 의한 폴리싱 장치의 내부 구성 사시도이다.
도 5는 본 발명에 의한 폴리싱 장치의 일부 구성요소인 폴리싱 유닛 부분의 단면도이다.
도 6은 본 발명에 의한 폴리싱 장치의 일부 구성요소인 폴리싱 유닛의 사시도이다.
도 7은 본 발명에 의한 폴리싱 장치의 일부 구성요소인 폴리싱 유닛의 단면도이다.
도 8은 본 발명에 의한 폴리싱 장치의 일부 구성요소인 연마패드의 저면도이다.
도 9는 본 발명에 의한 폴리싱 장치의 일부 구성요소인 척 유닛의 사시도이다.
도 10은 본 발명에 의한 폴리싱 장치의 일부 구성요소인 척 유닛의 단면도이다.
도 11은 본 발명에 의한 폴리싱 장치의 일부 구성요소인 파우더 공급부의 단면도이다.
도 12는 본 발명에 의한 폴리싱 장치의 작업 순서도이다.
도 13은 본 발명에 의한 폴리싱 장치의 작업 대상물인 쿼츠 윈도우의 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체용 쿼츠 윈도우 실링 면에 원형 패터닝을 구현하기 위한 폴리싱 장치(1)를 보다 상세히 설명하도록 한다.
본 발명의 제1실시예에 따른 반도체용 쿼츠 윈도우 실링 면에 원형 패터닝을 구현하기 위한 폴리싱 장치(1)는 도 1 내지 도 13에 도시되어 있다. 본 발명에 의한 폴리싱 장치(1)는 쿼츠 윈도우(QW)를 폴리싱하기 위한 장치이다. 도 13을 참고하면, 본 발명에 의한 폴리싱 장치(1)에서 작업되는 대상물인 쿼츠 윈도우(QW) 제품의 일례가 도시되어 있다. 거의 원판형으로 이루어지고, 패터닝이 이루어질 실링면은 도 13에서 A부분으로 표시하였다.
본 발명 따른 반도체용 쿼츠 윈도우 실링 면에 원형 패터닝을 구현하기 위한 폴리싱 장치(1)는 도 13에서 A 부분에 원형 패터닝을 구현하게 된다. 원형 패터닝을 구현하는 이유는 쿼츠 윈도우를 수반한 반도체 작업 공정에서 가스 유출을 막기 위해 A 부분에 실링을 위한 오링이 설치되기 때문이다. 즉 A 부분이 실링 면으로 적용되기 때문에 오링과 접촉 면적을 늘리기 위하여 웨이브 형태의 패터닝을 형성하고자 하는 것이다.
본 발명에 의한 반도체용 쿼츠 윈도우 실링 면에 원형 패터닝을 구현하기 위한 폴리싱 장치(1)는 전술한 바와 같이, 원판형의 쿼츠 윈도우(QW) 표면에 원형 패터닝을 구현하기 위한 폴리싱 장치로서, 척 유닛(70), 쿼츠 윈도우 회전 구동모터(74), 폴리싱 유닛(60), 작동실린더(41)를 포함한다.
본 발명에 의한 폴리싱 장치(1)는 상기 구성요소들을 지지하기 위한프레임 구조물을 구비하는 바, 도 1 내지 도 4를 참고하면, 하단부로부터 네 개의 바퀴가 설치되어 이동이 가능한 스틸 테이블(10)이 위치하여 상부에 모든 하중을 지지한다.
상기 스틸 테이블(10) 상부에는 박스형의 베이스 프레임(20)이 설치되어 있다. 상기 베이스 프레임(20) 내부에는 상기 쿼츠 윈도우 회전 구동모터(74)와 파우더 공급부(80)가 구비된다.
상기 베이스 프레임(20) 상부에는 상기 척 유닛(70), 폴리싱 유닛(60)이 모두 지지되도록 설치되어 있다. 더불어 폴리싱 작업시상기 폴리싱 유닛(60)을 외부와 차단하기 위한 투명 캐비닛(30)을 구비한다. 물론 상기 투명 캐비닛(30)에는 도어와 도어 인터록(door interlock) 장비가 전후면 도어에 구비되어 있음은 물론이다.
또, 상기 베이스 프레임(20) 일측에는 작업을 제어하기 위한 컨트롤 박스(21)가 구비되어 작업자가 이를 제어하도록 되어 있다.
그 외에 상기 베이스 프레임(20)은 갠트리 프레임(40)을 지지하도록 되어 있는 바, 상기 폴리싱 유닛(60)를 승강시키기 위한 상기 작동실린더(41)와 폴리싱 유닛(60)을 모두 지지하는 프레임 구조를 갖는다.
전체적으로 상술한 프레임 구조에 의해 안정적인 작업이 연속적으로 이루어질 수 있게 된다.
한편, 상기 척(chuck) 유닛(70)은 상기 쿼츠 윈도우(QW)가 제공된 다음 복수개의 조우(jaw)(71)에 의해 고정하게 된다.
이때, 상기 척 유닛(70)은 복수개의 조우(71)를 포함하되, 상기 복수개의 조우(71)는 방사선 방향을 따라 중심으로부터의 거리를 조절할 수 있도록 구성되되, 상기 복수개의 조우(71)가 동일하게 거리가 조절된다. 도 9를 참고하면, 상기 복수개의 조우(71)는 기어박스(72) 상부에 기어들에 물리도록 되어 있고, 상기 기어박스(72)의 공구 홀(72a)에 렌치를 삽입하여 돌리면 상기 복수개의 조우(71)의 거리가 동시에 동일하게 조절된다.
이때, 상기 복수개의 조우(71)는 120도 각도로 세 개가 설치되어 있고, 가장 안정적으로 상기 쿼츠 윈도우(QW)를 고정하게 된다.
이때, 상기 복수개의 조우(71)와 상기 기어박스(72)는 상기 베이스 프레임(20) 상부에 설치되되, 작업시 비산되는 파우더와 이물질 등을 배출할 수 있도록 베이신(basin)(73)이 그 외부에 설치되어 있다. 후술하지만 작업시, 도 4를 참고하면, 커버(51)가 상기 베이신(73) 내측으로 겹치도록 내려와 비산되는 파우더와 이물질이 외부로 날리는 것을 원천적으로 봉쇄한다.
상기 척 유닛(70)의 옆에는 홀(22)이 형성되어 있는데, 상기 홀(22)에는 파우더 공급부(80)가 구비된다.
상기 쿼츠 윈도우 회전 구동모터(74)는, 도 10을 참고하면, 상기 척 유닛(70)을 회전시키는 바, 상기 베이스 프레임(20) 내부, 상기 척 유닛(70) 하부에 설치되어 상기 기어박스(72)를 회전 구동한다. 따라서 상기 척 유닛(71)과 장착된 쿼츠 윈도우(QW)도 전체적으로 회전 구동된다.
상기 폴리싱 유닛(60)은, 도 5 내지 도 8을 참고하면, 상기 쿼츠 윈도우 표면에 압착된 상태로 회전하면서 폴리싱하는 연마패드(65)를 구비하고, 상기 쿼츠 윈도우 표면에 원형 패터닝이 형성되도록 상기 연마패드(65)의 상기 쿼츠 윈도우 중심으로부터의 거리를 조절할 수 있도록 복수개가 구비된다.
상기 폴리싱 유닛(60)은, 도 3을 참고하면, 네 개의 폴리싱 유닛(60)이 상기 쿼츠 윈도우 중앙을 중심으로 90도 각도마다 설치되어 있는 것을 볼 수 있다. 물론 이러한 폴리싱 유닛(60)의 개수는 설계자의 설계에 따라 그 이상 또는 그 이하로 설치될 수 있음은 물론이다.
여기서, 상기 폴리싱 유닛(60)은, 연마패드(65), 회전축(61), 슬리브(66,67), 베어링 부재(63), 압축 스프링(64), 스톱퍼(68)를 포함한다.
이때, 상기 연마패드(65)는 상기 쿼츠 윈도우에 밀착되어 폴리싱하는구성요소로서, 통상 세슘으로 이루어진 연마패드를 적용한다.
상기 연마패드(65)는 상기 쿼츠 윈도우와 직접 압착된 상태에서 작업 진행되는 구성요소이다. 도 8을 참고하면, 상기 연마패드(65)는 상기 쿼츠 윈도우에 밀착되는 부분이 링 형태로 이루어지되, 표면에 폴리싱용 파우더가 통과될 수 있도록 방사 방향을 따라 복수개의 드레인 홈(65a)이 구비된다.
이때, 상기 드레인 홈(65a)은 그 단면이 V자 형태로 이루어지고, 서로 다른 깊이를 갖는 홈들이 교번하여 형성될 수 있다. 여기서는, 도 8을 참고하면, 깊이가 두 가지 종류의 드레인 홈(65a)이 교번하여 형성되어 있는 것을 볼 수 있다.
상기 회전축(61)은, 도 5 내지 도 7을 참고하면, 상기 연마패드(65)가 하단부에 고정되고 폴리싱용 구동모터(166)에 의해 회전 구동된다.
이때, 상기 구동모터(166)에는 구동 스프로킷(167)이 설치되어 있고, 상기 구동 스프로킷(167)에는 체인이 맞물려 그 회전력을 상기 회전축(61)에 고정된 종동 스프로킷(62)에 전달하게 된다. 상기 종동 스프로킷(62)에 회전 구동력이 전달되면 상기 회전축(61)이 구동되고, 결국에는 상기 연마패드(65)가 회전 구동된다.
상기 슬리브(66,67)는 상기 회전축(61)의 외면에 삽입되어 함께 회전되고 하단부에 내경이 증가되어 회전축(61)과 이격된 제1단이 형성된다.
이때, 상기 슬리브(66,67)는 상기 회전축(61)과 달리 그 높이가 상대적으로 고정된다. 즉 프레임 원판(50)에 대하여 그 높이가 고정된 구성을 갖는다.
이때, 상기 슬리브(66,67)의 제1단 하부에는 내경이 확대된 제2단(67a)이 구비되고, 상기 제2단(67a)에 상기 고정링(67)이 걸려 상기 회전축(61)의 상승이 제한된다.
상기 슬리브(66,67)는 제1단과 제2단(67a)을 구비하도록 일체로 형성할 수도 있으나, 제작상의 이점을 위하여, 상기 슬리브(66,67)는 제1단을 갖게 되는 제1슬리브(66)와, 제2단을 갖게 되는 제2슬리브(67)로 이루어진다.
따라서 상기 제1슬리브(66)에 의해 상기 압축 스프링(64)의 일단이 고정되고, 상기 제2슬리브(67)에 의해 상기 회전축(61)의 상승이 제한된다.
상기 베어링 부재(63)는, 도 5와 7을 참고하면, 상기 회전축(61)이 프레임 원판(50)에 회전 가능하게 고정되도록 상기 슬리브(66,67)와 프레임 원판(50) 사이에 설치된다.
따라서, 상기 종동 스프로킷(62)에 구동력이 전달되면 상기 폴리싱 유닛(60)에서 상기 베어링 부재(63)를 제외한 모든 구성요소는 회전한다.
상기 고정링(67)은 상기슬리브(66,67) 하부 상기 회전축(61)에 고정되어 상기 압축 스프링(64)이 설치될 수 있도록 한다.
상기 고정링(67)은 상기 연마패드(65)가 상기 쿼츠 윈도우에 압착되어 상기 압축 스프링(64)이 압축되면, 상기 제2슬리브(67) 내측으로 삽입되면서 그 승강이 안내되는 구조이다.
상기 압축 스프링(64)은 전술한 바와 같이, 상기 제1단과 상기 고정링(67) 사이에 설치된다. 따라서 상기 쿼츠 윈도우에 가해지는 상기 연마패드(65)의 압력은 상기 압축 스프링의 스프링 계수에 의해 결정된다.
상기 스톱퍼(68)는 상기 제1슬리브(66)의 상단에 하면이 걸리도록 상기 회전축(61) 상단에 체결볼트(69)에 의해 체결 고정된다.
이러한 구성에 의해, 상기 연마패드(65)는 작업시 상기 쿼츠 윈도우 표면을 상기 압축 스프링(64)의 탄성력을 가압한 상태에서 폴리싱 작업을 진행하게 된다.
한편, 상기 복수개의 폴리싱 유닛(60)은, 도 4를 참고하면, 프레임 원판(50)에 고정되고, 상기 프레임 원판(50)은 작동실린더(41)에 의해 승강된다.
이때, 상기 프레임 원판(50)에는 폴리싱 작업시 비산되는 파우더와 이물질을 막기 위한 커버(51)가 구비된다.
이때, 상기 커버(51)는 전술한 바와 같이, 작업시 하강하여 하단부가 상기 베이신(73)의 상단부 내측으로 들어가 일부분이 겹치도록 한 상태에서 작업이 진행되도록 한다. 그에 따라 비산되는 파우더와 이물질은 상기 커버(51) 또는 베이신(73)에 의해 베이신(73) 하부로 흘러 내리게 되고, 도 10의 드레인 호스(75)를 통과하여 배출된다. 물론 세척 시에도 세척수와 이물질 또한 동일하게 배출된다.
상기 작동실린더(41)는, 도 1 내지 도 4를 참고하면, 상기 복수개의 폴리싱 유닛(60)을 승강시키는 동작을 한다. 여기 실시예에서는 상기 작동실린더(41)는 공압으로 작동하도록 설계되어 있다.
여기서, 상기 작동실린더(41)는 갠트리 프레임(40)에 고정되되, 상기 갠트리 프레임(40)은 하단부가 베이스 프레임(20)에 각각 고정된 2개의 수직 프레임과 상기 수직 프레임의 상단을 연결하여 고정하는 수평 프레임으로 이루어지고, 상기 작동실린더(41)가 상기 수평 프레임의 중앙에 고정된다.
이때, 전술한 바와 같이 상기 복수개의 폴리싱 유닛(50)은 프레임 원판(50)에 고정되고, 상기 프레임 원판(50)은 상기 작동실린더(41)에 의해 승강되며, 상기 프레임 원판(50)의 승강을 안내하도록 상기 프레임 원판(50)에는 2개의 가이드 로드(42)가 수직으로 설치된 다음 상기 수평 프레임을 관통하도록 설치된다.
여기서는 2개를 설치하였지만, 상기 갠트리 프레임(40)을 90도 각도로 교차되도록 구성하고, 그 교차점에 상기 작동실린더(41)를 설치할 수 있다.
또한 상기 교차점과 상기 갠트리 프레임(40)의 수직 프레임 사이에 각각 상기 가이드 로드(42)를 설치할 수도 있다.
상기 폴리싱 장치(1)는 폴리싱용 파우더를 공급하기 위한 파우더 공급부(80)를 더 구비할 수 있다.
이때, 상기 파우더 공급부(80)는, 도 11을 참고하면, 파우더 탱크(84), 교반기(83), 펌프, 플렉시블 파우더 공급 노즐(90)을 포함한다.
상기 파우더 탱크(84)는 상기 폴리싱용 파우더가 보관되는 탱크이다. 상기 탱크(84)는 상기 베이스 프레임(20) 내부에 마련된 것은 전술한 바와 같다. 상기 탱크는 뚜껑(85)에 의해 밀폐되어 있다.
상기 교반기(83)는 상기 파우더 탱크(84) 내부의 파우더를 교반하기 위하여 모터(81)에 의해 구동된다. 상기 파우더가 굳는 것을 방지하게 된다. 모터(81)의 회전축(82)은 커플링(86)과 베어링(87)을 매개로 상기 교반기(83)를 구동한다.
상기 펌프는 상기 파우더 탱크(84) 내부의 파우더를 상기 탱크(84)로부터 상기 노즐(90)로 압송시킨다.
상기 플렉시블 파우더 공급 노즐(90)은 상기 폴리싱 유닛(60)에 인접하여 설치되고 상기 펌프에 의해 압송되는 폴리싱용 파우더를 상기 쿼츠 윈도우 상면에 공급하여 도포되도록 한다.
이때 상기 노즐(90)은 플렉시블한 형태로 구성되기 때문에 작업자가 필요에 따라 분사되는 파우더의 방향을 상기 노즐(90) 방향을 조절함으로써 가능하게 된다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 의한 반도체용 쿼츠 윈도우 실링 면에 원형 패터닝을 구현하기 위한 폴리싱 장치(1)의 작업 동작을 도 12의 작업 순서도를 참고하여 설명한다.
먼저, 상기 쿼츠 윈도우를 척(70)의 조우(71)로 고정한다.
작업자는 작업 대상물인 상기 쿼츠 윈도우를 상기 복수개의 조우(71) 사이에 안착시킨다. 그 다음, 렌치를 상기 기어 박스(72)의 공구 홀(72a)에 끼운 다음에 회전시킨다. 상기 렌치의 회전방향에 따라 상기 복수개의 조우(71)가 상기 쿼츠 윈도우를 조이거나 해제하게 된다. 작업자는 상기 렌치를 적절히 조정하여 상기 쿼츠 윈도우가 고정되도록 한다.
상기 쿼츠 윈도우가 상기 척 유닛(70)에 안정적으로 고정되면, 폴리싱 파우더를 상기 쿼츠 윈도우 표면에 도포한다.
이때, 상기 파우더 탱크(84) 내부의 파우더는 상기 펌프에 의해 상기 노즐(90)로 압송되고 노즐(90)을 통하여 상기 쿼츠 윈도우 표면에 분사되어 도포된다.
파우더 도포 후, 상기 연마패드(65)를 상기 쿼츠 윈도우에 압착한 상태에서 작업을 진행한다. 즉 작동실린더(41)가 하강하여 상기 폴리싱 유닛(60)들을 모두 하강시킨다. 상기 폴리싱 유닛(60)들이 하강되어 각각의 연마패드(65)들이 상기 쿼츠 윈도우 표면에 접촉한다. 상기 작동실린더(41)가 더 하강하게 되면 상기 폴리싱 유닛(60)들의 압축 스프링(64)이 압축하게 되나, 각각의 회전축(61)은 더 이상 하강할 수 없다.
이때, 상기 연마패드(65)는 상기 압축 스프링(64)의 탄성력에 의해 상기 쿼츠 윈도우를 압착한 상태에서 작업이 이루어지게 된다.
이러한 상태에서, 상기 폴리싱용 구동모터(166)가 구동되어 연마패드(65)가 회전하면서 폴리싱 작업이 시작된다.
상술한 바와 같이 상기 연마패드(65)가 상기 쿼츠 윈도우를 압착한 상태에서 상기 폴리싱 작업을 진행한 후, 상기 폴리싱 유닛(60)을 방사 방향으로 거리를 조절하여 레이패턴 작업을 진행한다.
모든 작업이 완료되어 상기 쿼츠 윈도우 제품이 출하되면 세척 작업을 진행한다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
1 : 폴리싱 장치
10 : 스틸 테이블 20 : 베이스 프레임
30 : 투명 캐비닛 40 : 갠트리 프레임
41 : 작동실린더 42 : 가이드 로드
50 : 프레임 원판 51 : 커버
60 : 폴리싱 유닛 61 : 회전축
62 : 종동 스프로킷 63 : 베어링 부재
64 : 압축 스프링 65 : 연마패드
66 : 제1슬리브 67 : 제2슬리브
68 : 스톱퍼 69 : 체결볼트
70 : 척 유닛 71 : 조우
72 : 기어박스 80 : 파우더 공급부
83 : 교반기 166 : 구동모터
167 : 구동 스프로킷

Claims (14)

  1. 원판형의 쿼츠 윈도우 표면에 원형 패터닝을 구현하기 위한 폴리싱 장치로서,
    상기 쿼츠 윈도우가 제공된 다음 복수개의 조우에 의해 고정하는 척 유닛;
    상기 척 유닛을 회전시키는 쿼츠 윈도우 회전 구동모터;
    상기 쿼츠 윈도우 표면에 압착된 상태로 회전하면서 폴리싱하는 연마패드를 구비하고, 상기 쿼츠 윈도우 표면에 원형 패터닝이 형성되도록 상기 연마패드의 상기 쿼츠 윈도우 중심으로부터의 거리를 조절할 수 있도록 구비된 복수개의 폴리싱 유닛 및
    상기 복수개의 폴리싱 유닛을 승강시키는 작동실린더;
    를 포함하되,
    상기 폴리싱 유닛은,
    상기 쿼츠 윈도우에 밀착되어 폴리싱하는 연마패드;
    상기 연마패드가 하단부에 고정되고 폴리싱용 구동모터에 의해 회전 구동되는 회전축;
    상기 회전축의 외면에 삽입되어 함께 회전되고 하단부에 내경이 증가되어 회전축과 이격된 제1단이 형성된 슬리브;
    상기 회전축이 프레임에 회전 가능하게 고정되도록 상기 슬리브와 프레임 사이에 설치된 베어링 부재;
    상기 슬리브 하부 상기 회전축에 고정된 고정링;
    상기 제1단과 상기 고정링 사이에 설치된 탄성부재; 및
    상기 슬리브의 상단에 하면이 걸리도록 상기 회전축 상단에 체결 고정된 스톱퍼;
    를 포함하는 반도체용 쿼츠 윈도우 실링 면에 원형 패터닝을 구현하기 위한 폴리싱 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 척 유닛은 복수개의 조우를 포함하고, 상기 복수개의 조우는 방사선 방향을 따라 중심으로부터의 거리를 조절할 수 있도록 구성되되, 상기 복수개의 조우가 동일하게 거리가 조절되는 반도체용 쿼츠 윈도우 실링 면에 원형 패터닝을 구현하기 위한 폴리싱 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 연마패드는 상기 쿼츠 윈도우에 밀착되는 부분이 링 형태로 이루어지되, 표면에 폴리싱용 파우더가 통과될 수 있도록 방사 방향을 따라 복수개의 드레인 홈이 구비된 반도체용 쿼츠 윈도우 실링 면에 원형 패터닝을 구현하기 위한 폴리싱 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 드레인 홈은 그 단면이 V자 형태로 이루어지고, 서로 다른 깊이를 갖는 홈들이 교번하여 형성된 반도체용 쿼츠 윈도우 실링 면에 원형 패터닝을 구현하기 위한 폴리싱 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 슬리브의 제1단 하부에는 내경이 확대된 제2단이 구비되고, 상기 제2단에 상기 고정링이 걸려 상기 회전축의 상승이 제한되는 반도체용 쿼츠 윈도우 실링 면에 원형 패터닝을 구현하기 위한 폴리싱 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 폴리싱 유닛은 프레임 원판에 고정되고, 상기 프레임 원판은 작동실린더에 의해 승강되는 반도체용 쿼츠 윈도우 실링 면에 원형 패터닝을 구현하기 위한 폴리싱 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 프레임 원판에는 폴리싱 작업시 비산되는 파우더와 이물질을 막기 위한 커버가 구비된 반도체용 쿼츠 윈도우 실링 면에 원형 패터닝을 구현하기 위한 폴리싱 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 작동실린더는 갠트리 프레임에 고정되되,
    상기 갠트리 프레임은 하단부가 베이스 프레임에 각각 고정된 2개의 수직 프레임과 상기 수직 프레임의 상단을 연결하여 고정하는 수평 프레임으로 이루어지고, 상기 작동실린더가 상기 수평 프레임의 중앙에 고정된 반도체용 쿼츠 윈도우 실링 면에 원형 패터닝을 구현하기 위한 폴리싱 장치.
  10. 원판형의 쿼츠 윈도우 표면에 원형 패터닝을 구현하기 위한 폴리싱 장치로서,
    상기 쿼츠 윈도우가 제공된 다음 복수개의 조우에 의해 고정하는 척 유닛;
    상기 척 유닛을 회전시키는 쿼츠 윈도우 회전 구동모터;
    상기 쿼츠 윈도우 표면에 압착된 상태로 회전하면서 폴리싱하는 연마패드를 구비하고, 상기 쿼츠 윈도우 표면에 원형 패터닝이 형성되도록 상기 연마패드의 상기 쿼츠 윈도우 중심으로부터의 거리를 조절할 수 있도록 구비된 복수개의 폴리싱 유닛 및
    상기 복수개의 폴리싱 유닛을 승강시키는 작동실린더;
    를 포함하고,
    상기 작동실린더는 갠트리 프레임에 고정되되,
    상기 갠트리 프레임은 하단부가 베이스 프레임에 각각 고정된 2개의 수직 프레임과 상기 수직 프레임의 상단을 연결하여 고정하는 수평 프레임으로 이루어지고, 상기 작동실린더가 상기 수평 프레임의 중앙에 고정되며,
    상기 복수개의 폴리싱 유닛은 프레임 원판에 고정되고, 상기 프레임 원판은 상기 작동실린더에 의해 승강되며, 상기 프레임 원판의 승강을 안내하도록 상기프레임 원판에는 적어도 하나 이상의 가이드 로드가 수직으로 설치된 다음 상기 수평 프레임을 관통하도록 설치된 반도체용 쿼츠 윈도우 실링 면에 원형 패터닝을 구현하기 위한 폴리싱 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 폴리싱 장치는 폴리싱용 파우더를 공급하기 위한 파우더 공급부를 더 구비하고,
    상기 파우더 공급부는,
    상기 폴리싱용 파우더가 보관되는 파우더 탱크
    상기 파우더 탱크 내부의 파우더를 교반하기 위하여 모터에 의해 구동되는 교반기
    상기 파우더 탱크 내부의 파우더를 이송시키는 펌프 및
    상기 폴리싱 유닛에 인접하여 설치되고 상기 펌프에 의해 압송되는 폴리싱용 파우더를 공급하는 플렉시블 파우더 공급 노즐
    을 포함하는 반도체용 쿼츠 윈도우 실링 면에 원형 패터닝을 구현하기 위한 폴리싱 장치.
  12. 원판형의 쿼츠 윈도우 표면에 원형 패터닝을 구현하기 위한 폴리싱 장치로서,
    상기 쿼츠 윈도우가 제공된 다음 복수개의 조우에 의해 고정되는 척 유닛
    상기 척 유닛을 회전시키는 쿼츠 윈도우 회전 구동모터
    상기 쿼츠 윈도우 표면에 압착된 상태로 회전하면서 폴리싱하는 연마패드를 구비하고, 상기 쿼츠 윈도우 표면에 원형 패터닝이 형성되도록 상기 연마패드가 상기 쿼츠 윈도우 중심으로부터의 거리를 조절할 수 있도록 구비된 복수개의 폴리싱 유닛
    상기 복수개의 폴리싱 유닛을 승강시키는 작동실린더 및
    하단부가 베이스 프레임에 각각 고정된 4개의 수직 프레임과 상기 수직 프레임의 상단을 연결하여 고정하도록 교차하는 2개의 수평 프레임으로 이루어지고, 상기 작동실린더가 상기 수평 프레임의 교차하는 중앙에 고정된 교차형 갠트리 프레임
    을 포함하고,
    상기 복수개의 폴리싱 유닛은 프레임 원판에 고정되고, 상기 프레임 원판은 상기 작동실린더에 의해 승강되며, 상기 프레임 원판의 승강을 안내하도록 상기 프레임 원판에는 적어도 하나 이상의 가이드 로드가 수직으로 설치된 다음 상기 수평 프레임을 관통하도록 설치된 반도체용 쿼츠 윈도우 실링 면에 원형 패터닝을 구현하기 위한 폴리싱 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 수평 프레임은 직각으로 교차하고, 상기 가이드 로드는 상기 수평 프레임의 교차점과 상기 수직 프레임 사이에 각각 구비된 반도체용 쿼츠 윈도우 실링 면에 원형 패터닝을 구현하기 위한 폴리싱 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 폴리싱 유닛이 회전할 때 조작자의 안전을 목적으로 비상정지가 될 수 있도록 도어 전후면 상부에 설치된 도어인터록 스위치를 더 포함하는 반도체용 쿼츠 윈도우 실링 면에 원형 패터닝을 구현하기 위한 폴리싱 장치.
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