KR20150100577A

KR20150100577A - 워크의 평면 연삭 방법

Info

Publication number: KR20150100577A
Application number: KR1020150026470A
Authority: KR
Inventors: 하루유키 히라야마; 가즈히로 유소우
Original assignee: 고요 기카이 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2014-02-25
Filing date: 2015-02-25
Publication date: 2015-09-02
Also published as: TWI642517B; RU2015106005A3; RU2015106005A; TW201544255A; JP2015160249A; US9669511B2; DE102015203109A1; KR102252945B1; RU2686974C2; CN104858737A; JP6243255B2; CN104858737B; US20150239089A1

Abstract

본 발명은 경질 취성 재료, 난삭 재료 등의 워크를 획기적으로 정밀도 좋게 가공할 수 있으며, 가공 레이트가 현격히 향상되도록 하는 것을 목적으로 한다.
지립을 포함하는 슬러리(5)를 공급하면서, 컵형의 지석(3)에 의해 워크(W)를 연삭할 때에, 지석(3)을 저주속(低周速)으로 회전시킨다. 지석(3)의 주속은 500 m/min 이하, 바람직하게는 30 m/min∼430 m/min이 적당하다. 또한 슬러리(5)는 유량 4.0 ml/㎠/h 이하, 바람직하게는 유량 1.0 ml/㎠/h∼2.0 ml/㎠/h를 워크(W)의 연삭면 상에 조금씩 적하 또는 분무한다.

Description

워크의 평면 연삭 방법{SURFACE GRINDING METHOD FOR WORKPIECE}

본 발명은 사파이어 웨이퍼 등의 경질 취성 재료, 난삭(難削) 재료의 워크의 가공에 적합한 워크의 평면 연삭 방법에 관한 것이다.

컵형의 지석(砥石)을 구비한 평면 연삭반에 있어서, 반도체 소자의 제조에 이용하는 사파이어 웨이퍼, 실리콘 웨이퍼 등의 워크를 연삭하는 경우, 지석을 고속 회전시키면서 절입하여 경면 형상으로 연삭한다.

그러나, 워크가 사파이어 웨이퍼 등의 경질 취성 재료인 경우에는, 높은 가공 레이트로 고정밀도로 가공할 수 없다고 하는 문제가 있었다. 즉, 워크가 딱딱한 경우에는, 워크에 대하여 지석의 날이 서기 어렵고, 연삭 중의 지립(砥粒)의 마멸이 빨라 지석 표면의 글레이징(glazing), 로딩(loading), 쉐딩(shedding) 등에 의한 열화가 심하여, 즉시 연삭할 수 없게 된다. 그 때문에 지석만이 닳거나, 지석이 절입할 수 없게 되고, 매우 낮은 가공 레이트로 연삭하게 되어, #1500 정도 이상의 지석으로는, 딱딱한 워크의 실용적인 연삭을 할 수 없는 문제가 있었다.

이 문제의 해결책으로서는, 절삭성이 높은 지석의 개발이나, 지석을 강하게 절입할 수 있는 고강성의 기계의 개발이 있으나, 이러한 일반적인 해결책과는 별도로, 미세 지립을 포함하는 슬러리를 워크의 연삭면 상에 공급하면서, 6000 rpm 정도의 회전수로 고속 회전하는 지석을 절입하여 연삭하는 방법이 있다(특허문헌 1).

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2013-222935호 공보

이 슬러리를 공급하면서 연삭하는 방법은, 그 액체 중의 지립에 의해 지석의 자생발인(自生發刃; self-sharpening)을 재촉하는 작용이 있어, 슬러리를 공급하지 않고 연삭하는 경우와 비교하여 지석을 절삭성 좋게 절입하는 것을 기대할 수 있다.

그러나, 현실의 경질 취성 재료의 워크의 연삭에 있어서는, 워크와 지석 지립의 경도차가 적고, 또한 지석이 6000 rpm 정도의 회전수로 고속 회전하기 때문에, 지석의 지석 지립 등의 적합 범위가 엄격해져서, 연삭 중에 적정하게 지립이 자생발인을 하는 것과 같은 상태로 지석을 사용하는 것이 곤란하다. 그 때문에 가공 상태가 약간 변하는 것만으로도 지석이 맞지 않게 되고, 그 결과, 워크의 면 조도(粗度), 평탄도(TTV)가 저하되는 등, 워크를 정밀도 좋게 연삭할 수 없다고 하는 문제가 있었다.

즉, 지석 지립이 마멸되어 지석의 절삭성이 나빠지면, 그 절삭성이 나쁜 지석 지립의 고속 회전에 의해 워크의 연삭면을 무리하게 긁어 대는 등의 취성 파괴가 발생하여, 워크의 연삭면의 면 조도가 나빠진다. 또한 절삭성이 나쁜 지석이 고속 회전하기 때문에, 연삭 중의 워크 및 척의 발열이 커지고, 양자가 열팽창한 상태로 연삭하게 되어, 연삭 후의 워크의 평탄도(TTV)가 저하된다.

특히 컵형의 지석에 의해 워크를 연삭하는 경우에는, 지석이 항상 접촉하는 워크의 중심 부분의 온도 상승이 현저하고, 중심 부분이 볼록 형상으로 열팽창한 상태에서 워크를 연삭하기 때문에, 연삭 후의 워크의 표면이 오목 형상이 되어 평탄도가 악화된다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 감안하여, 경질 취성 재료, 난삭 재료 등의 워크를 획기적으로 정밀도 좋게 가공할 수 있으며, 가공 레이트가 현격히 향상되는 워크의 평면 연삭 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 지립을 포함하는 슬러리를 공급하면서, 컵형의 지석에 의해 워크를 연삭하는 워크의 평면 연삭 방법에 있어서, 상기 지석을 저주속(低周速)으로 회전시키는 것이다.

상기 지석의 주속은 500 m/min 이하, 바람직하게는 30 m/min∼430 m/min이 적당하다.

상기 슬러리는 워크 상에 적하(滴下) 또는 분무되는 것이 바람직하다. 또한 적하 파이프로부터 적하되는 도중의 상기 슬러리에 분사 노즐로부터 분출하는 에어를 내뿜어, 상기 슬러리를 안개 형상으로 불어 날리면서 상기 워크의 연삭부로 공급해도 좋다.

유량 4.0 ml/㎠/h 이하, 바람직하게는 유량 1.0 ml/㎠/h∼2.0 ml/㎠/h의 상기 슬러리를 조금씩 공급하는 것이 바람직하다.

상기 워크는 경질 취성 재료 또는 난삭 재료가 적당하다. 또한 상기 슬러리는 상기 워크의 연삭 중에 상기 지석의 자생발인을 재촉하는 상기 지립을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 경질 취성 재료, 난삭 재료 등의 워크를 획기적으로 정밀도 좋게 가공할 수 있으며, 가공 레이트가 현격히 향상되는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태를 나타낸 평면 연삭반의 사시도이다.
도 2는 그 평면도이다.
도 3은 그 정면도이다.
도 4는 그 지석 주속과 워크 온도·TTV의 관계를 도시한 도면이다.
도 5는 그 슬러리 유량과 지석 자생발인(마모)량의 관계를 도시한 도면이다.
도 6은 그 지석 주속과 워크 제거량의 관계를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시형태를 나타낸 평면 연삭반의 정면도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3은 본원 발명의 제1 실시형태를 예시하며, 그 도 1은 평면 연삭반의 사시도, 도 2는 평면 연삭반의 평면도, 도 3은 평면 연삭반의 정면도를 각각 나타낸다.

평면 연삭반(1)은 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 세로축선을 중심으로 a화살표 방향으로 회전 가능한 척 테이블(2)과, 이 척 테이블(2) 상측에 상하 이동 가능하게 배치되며 또한 b화살표 방향으로 회전 가능한 지석(3)과, 연삭 중에 척 테이블(2) 상의 워크(W)의 상면에, 지립을 포함하는 슬러리(5)를 적하 또는 분무시켜 조금씩 공급하는 공급 수단(6)을 구비하고 있다.

한편, 척 테이블(2), 워크(W)의 회전 방향은 임의이며, 필요에 따라 그 한쪽 또는 양방을 실시형태와는 상이한 방향으로 회전시키는 것도 가능하다. 또한 이 실시형태에서는, 척 테이블(2), 지석(3)이 세로축선을 중심으로 회전하는 수직 평면 연삭반(1)을 예시하고 있으나, 평면 연삭반(1)은 척 테이블(2) 등이 경사 축선을 중심으로 회전하는 경사식이어도 좋다.

척 테이블(2)은 그 척 수단(7)의 상면에 워크(W)를 대략 동심형으로 장착 가능하며, 500 rpm 미만의 회전수로 세로축선을 중심으로 a화살표 방향으로 회전하도록 되어 있다. 한편, 척 수단(7)은 흡착식 그 외의 적절한 수단에 의해 구성되어 있으며, 그 상면에 워크(W)를 착탈 가능하게 장착하도록 되어 있다. 또한 척 테이블(2)은 500 rpm 이상의 회전수로 회전시켜도 좋다.

지석(3)은 컵형이며, 지석축(4)의 하단에 착탈 가능하게 장착되어 있고, 그 둘레 가장자리측이 워크(W)의 대략 중심 부분을 통과하도록 워크(W)에 대하여 편심 위치에 배치되어 있다. 그리고, 지석(3)은 워크(W)의 연삭시에 500 m/min 이하, 바람직하게는 30 m/min∼430 m/min, 더욱 바람직하게는 대략 50 m/min∼250 m/min 정도의 저주속으로 회전하면서, 연삭 부하가 대략 일정하게 되도록 지석축(4)을 하강시켜 절입하도록 되어 있다. 한편, 지석(3)의 주속은, 예컨대 지석(3)의 직경이 160 ㎜인 경우에는, 그 회전수를 대략 60 rpm∼860 rpm으로 하면, 대략 30 m/min∼430 m/min이 된다.

공급 수단(6)은 워크(W) 상의 중심 부분 또는 그 근방에 슬러리(5)를 조금씩 분무 형상으로 공급하기 위한 것이며, 슬러리(5)를 워크(W)의 중심 부분 또는 그 근방에 상측으로부터 조금씩 적하하는 적하 파이프(8)와, 워크(W)의 중심 부분 또는 그 근방을 향해 에어를 분사하고, 그 에어에 의해 적하 파이프(8)로부터 적하되는 슬러리(5)를 안개 형상으로 불어 날리는 분사 노즐(9)을 갖는다.

슬러리(5)의 시간당의 유량은 유량 4.0 ml/㎠/h 이하, 바람직하게는 유량 1.0 ml/㎠/h∼2.0 ml/㎠/h 정도가 적당하고, 그 유량의 슬러리(5)를 조금씩 연속적 또는 간헐적으로 공급한다. 따라서, 워크(W)의 외경의 대소에 따라 수초에 한 방울 정도의 비율로 조금씩 적하 파이프(8)로부터 적하하면 된다.

분사 노즐(9)은 워크(W)의 중심에 대하여 지석(3)과 대략 반대측에 배치되어 있으며, 워크(W)의 연삭면의 중심 부분을 향해 에어를 분사하도록 되어 있다. 그 때문에 워크(W)의 연삭면 상에서 안개 형상으로 된 슬러리(5)의 외부로의 비산을 지석(3)의 외주면에서 저지하는 것이 가능하다.

한편, 공급 수단(6), 특히 그 분사 노즐(9)은, 적하 파이프(8)로부터 적하되는 슬러리(5)를 워크(W)의 연삭면 상에 손실 없이 분무할 수 있는 방향이면, 그 방향 등은 문제가 아니다. 한편, 분사 노즐(9)을 없애고, 적하 파이프(8)로부터 워크(W) 상에 슬러리(5)를 적하만으로 공급해도 좋다.

슬러리(5)용의 지립은, #8000의 다이아몬드·GC(SiC)가 적당하지만, 다른 지립(WA·CBN·산화세륨 등)이나 입도(粒度)여도 좋다. 따라서, 워크(W)의 면 조도나 사용하는 지석(3)에 의해, 슬러리(5) 중의 지립의 종류, 입도는 적절히 조정하면 된다.

이 평면 연삭반(1)에 있어서, 사파이어 웨이퍼 등의 경질 취성 재료의 워크(W)를 연삭하는 경우에는, 먼저 척 테이블(2) 상에 워크(W)를 장착한다. 다음으로 척 테이블(2)과 일체로 워크(W)를 50 rpm으로 a화살표 방향으로, 지석(3)을 125 m/min의 저주속으로 b화살표 방향으로 각각 회전시키면서, 지석(3)을 하강시켜 워크(W)에 대하여 절입해 간다.

한편, 이 연삭 중에는, 워크(W)의 단위 면적당의 평균 공급량이 4.0 ml/㎠/h 이하, 바람직하게는 유량 1.0 ml/㎠/h∼2.0 ml/㎠/h 정도가 되도록, 공급 수단(6)으로부터 워크(W) 상에 슬러리(5)를 분무 형상으로 공급한다. 예컨대, 적하 파이프(8)의 선단으로부터 수초에 1회 정도의 비율로 0.1 ml 정도의 슬러리(5)를 한 방울씩 적하시키고, 그 적하되는 슬러리(5)를 분사 노즐(9)로부터 분출하는 에어에 의해 워크(W)의 중심 부분으로 안개 형상으로 불어 날리면서 공급하며, 그 상태로 지석(3)에 의해 워크(W)를 연삭한다.

한편, 워크(W)의 연삭 중에는, 지석(3)의 연삭 부하가 대략 일정하게 되도록 속도 제한한다. 이것은 지석(3)의 절입 속도를 일정하게 하면, 속도가 빠르면 과부하가 되고, 속도가 느리면 연삭 효율이 나빠지기 때문이다. 절입 속도는 워크 온도가 일정하게 되도록, 예컨대 일정 범위 내에 들어가도록 속도 제한을 해도 좋다. 또한 지석(3)의 연삭 부하가 일정 범위 내에 들어가는 경우에는, 절입 속도는 그 범위 내에서 대략 일정 속도여도 좋고, 다단의 속도로 해도 좋다.

워크(W)의 연삭 중에는 연삭액은 공급하지 않고, 워크(W)의 연삭 종료 후에, 워크(W)를 세정하고 냉각할 목적으로 세정·냉각액을 공급한다. 그러나, 연삭에 영향이 없는 정도이면, 워크(W)의 연삭 중에 연삭액, 그 외의 액체를 공급하는 것도 가능하다.

이와 같이 워크(W) 상에 슬러리(5)를 조금씩 공급하면서, 저주속으로 회전하는 지석(3)에 의해 워크(W)를 연삭함으로써, 고속 회전하는 지석(3)으로 연삭하는 경우와 같이 약간의 연삭 상태의 변화에 의해 지석(3)이 맞지 않게 되는 등의 문제를 해소할 수 있으며, 지석이 적절히 자생발인을 재촉하는 것과 같은 상태로 지석(3)을 사용할 수 있다.

그 때문에 지석(3)의 절삭성을 드레싱 없이 장기간에 걸쳐 안정적으로 유지하는 것이 가능하고, 워크(W)가 경질 취성 재료 또는 난삭 재료 등이어도, 그 워크(W)를 획기적으로 정밀도 좋게 고정밀도로 가공할 수 있으며, 게다가 가공 레이트가 현격히 향상되는 이점이 있다.

예컨대, 슬러리(5)를 조금씩 공급하면서 지석(3)이 저주속으로 회전하면, #1500 이상의 세립 지석을 사용한 경우라도 지석 지립의 마멸이 적어지고, 슬러리(5) 중의 지립에 의해 지석(3)의 적절한 자생발인 작용을 재촉하여, 지석(3)의 적정한 절삭성을 유지할 수 있으며, 드레싱 없이 워크(W)를 연삭할 수 있다.

특히 지석(3)이 저주속으로 회전하기 때문에, 적절한 자생발인을 재촉하는 것과 같은 상태로 지석(3)을 안정적으로 사용하는 것이 가능하고, 가공 상태의 약간의 변화로 지석(3)이 맞지 않게 되는 등의 문제가 없으며, 양호한 절삭성을 안정적으로 유지할 수 있기 때문에, 가공 레이트가 종래와 비교하여 현격히 향상된다.

또한 적절한 절삭성의 지석(3)이 워크(W)의 연삭면 상을 저주속으로 회전하면서 높은 가공 레이트로 연삭하기 때문에, 워크(W)가 경질 취성 재료 등이어도, 지석 지립이 워크(W)의 연삭면을 무리하게 할퀴어 잡아 뜯는 등의 취성 파괴를 방지할 수 있으며, 워크(W)의 연삭면의 면 조도가 현저히 향상된다.

또한 저주속으로 회전하는 절삭성이 좋은 지석(3)으로 능률적으로 워크(W)를 연삭할 수 있기 때문에, 워크(W) 등의 연삭열을 억제할 수 있고, 척 테이블(2)이나 워크(W)의 열팽창에 의한 연삭 정밀도, 특히 평탄도(TTV)의 저하를 방지할 수 있다.

이와 같이 슬러리(5)를 공급하면서 지석(3)을 저주속으로 회전시켜 워크(W)를 연삭하는 평면 연삭 방법을 개발하는 데 있어서, 지석 주속과 워크 온도·TTV의 관계, 슬러리 유량과 지석 자생발인(마모)량의 관계, 지석 주속과 워크 제거량의 관계에 대해서 실험을 한 결과, 도 4 내지 도 6에 나타낸 바와 같은 결과가 얻어졌다.

도 4는 지석 주속과 워크 온도·TTV의 관계를 도시한다. 사파이어제의 워크(W)에 대해서, 워크(W)의 회전수를 50 rpm으로 하고, 지석(3)과 워크(W)와의 주속을 0 m/min으로부터 850 m/min의 범위에서 7단계로 설정하며, 슬러리(5)를 공급하면서 각 주속의 지석(3)으로 워크(W)를 연삭하고, 각 주속마다의 워크 온도 및 TTV를 측정한 결과, 도 4에 나타낸 바와 같은 결과가 얻어졌다.

그 결과, 주속 0 m/min에서는 워크(W)를 연삭할 수 있었다. 또한 주속 500 m/min보다 위의 주속에서는, 워크 온도가 급격히 상승하고, 그에 따라 TTV가 커지기 때문에, 워크(W)의 연삭 정밀도, 특히 평탄도가 악화되는 것을 알 수 있었다. 한편, 지석(3)의 주속을 500 m/min 이하, 바람직하게는 30 m/min∼430 m/min, 더욱 바람직하게는 대략 50 m/min∼250 m/min 정도의 저주속으로 하면, 워크 온도가 안정되고, 이에 따라 TTV가 낮아지는 것을 알 수 있었다.

따라서, 이 도 4의 결과로부터 보면, 지석(3)은 500 m/min 이하, 바람직하게는 30 m/min∼430 m/min, 더욱 바람직하게는 대략 50 m/min∼250 m/min 정도 이하의 저주속으로 회전시키면, 워크 온도·TTV를 낮게 억제하여 워크(W)의 연삭 정밀도를 확보할 수 있는 것을 알 수 있다.

도 5는 슬러리 유량과 지석 자생발인(마모)량의 관계를 도시한다. 사파이어제의 워크(W)에 대해서, 워크(W)의 회전수를 50 rpm, 지석(3)의 주속을 125 m/min으로 설정하고, 슬러리 유량을 6단계로 변화시키면서 각 워크(W)의 연삭을 행하며, 각 슬러리 유량마다의 지석 자생발인(마모)량을 측정한 결과, 도 5에 나타낸 바와 같은 결과가 얻어졌다.

이 결과로부터, 슬러리 유량을 적게 하면, 슬러리(5) 중의 지립에 의한 자생발인 작용에 의해 지석(3)의 절삭성이 향상되지만 지석 마모가 커지고, 반대로 슬러리 유량을 많게 하면, 지립의 자생발인 작용이 저하되고 지석 마모가 적어지는 경향이 있는 것을 알 수 있었다.

따라서, 도 5의 결과를 보면, 지석 비용과 슬러리 비용의 균형을 고려하면서, 지석(3)의 적절한 자생발인 작용을 확보하고 또한 지석(3)의 마모를 가능한 한 억제하기 위해서는, 슬러리 유량은 4.0 ml/㎠/h 이하, 바람직하게는 유량 1.0 ml/㎠/h∼2.0 ml/㎠/h 정도가 적당한 것을 알 수 있었다.

도 6은 지석 주속과 워크 제거(연삭)량의 관계를 도시한다. 사파이어제의 워크(W)에 대해서, 워크 회전수를 50 rpm, 슬러리 유량을 1.0 ml/㎠/h로 하고, 지석(3)과 워크(W)와의 주속을 10 m/min으로부터 850 m/min의 범위에서 6단계로 설정하여 워크(W)의 연삭을 행하며, 각 주속마다의 워크 제거량을 측정한 결과, 도 6에 나타낸 바와 같은 결과가 얻어졌다.

한편, 도 6에는, 통상의 연삭액을 공급하면서 각 주속으로 워크(W)를 연삭한 경우의 지석 주속과 워크 제거량과의 관계도 대비하여 나타내고 있다. 각 워크 제거량은 지석(3)의 연삭 부하가 일정하며, 동일한 절입량인 경우의 것이다.

이 도 6의 결과로부터, 슬러리(5)를 공급하면서 지석(3)을 저주속으로 회전시켜 연삭하는 경우에는, 통상의 연삭액을 공급하면서 저주속으로 연삭하는 경우와 비교하여, 지석(3)의 절삭성이 향상되어 워크 제거량이 많아져 능률적으로 연삭할 수 있는 것을 알 수 있었다.

또한, 동일한 유량의 슬러리(5)를 공급하는 경우라도, 특히 주속 250 m/min 전후로 지석(3)을 회전시킬 때의 워크 제거량이 최대가 되고, 30 m/min 미만의 주속 및 430 m/min보다 위의 주속에서는 워크 제거량이 감소하며, 주속 250 m/min 전후를 중심으로 하여, 주속 30 m/min과 430 m/min 사이에서 워크 제거량이 크게 변화하는 것을 알 수 있었다.

이것은, 주속이 30 m/min 미만이 되면, 슬러리(5) 중의 지립 등에 의한 지석 마모가 커지고, 또한 430 m/min을 초과하면 지석(3)의 미끄러짐 등이 커짐으로써, 그 주속 영역에서의 워크 제거량이 저하되는 경향이 있는 것으로 생각된다.

따라서, 도 4 및 도 6의 결과로부터, 지석(3)은 주속 500 m/min 이하, 바람직하게는 주속 30 m/min∼430 m/min, 더욱 바람직하게는 주속 대략 50 m/min∼250 m/min 정도로 회전시킴으로써, 지석(3)의 절삭성이 좋은 상태를 안정적으로 유지할 수 있으며, 가공 레이트가 현격히 향상되는 것을 알 수 있었다.

또한 절삭성이 좋은 지석(3)으로 워크(W)를 연삭할 수 있기 때문에, 통상의 연삭액을 공급하면서 연삭하는 경우 등과 비교하여, 워크(W)의 연삭면측의 취성 파괴를 방지할 수 있고, 면 조도나 평탄도가 현저히 향상되는 연삭이 가능하다.

도 7은 본 발명의 제2 실시형태를 예시한다. 적하 파이프(8)로부터 한 방울씩 적하되는 슬러리(5)를 분사 노즐(9)로부터의 에어를 내뿜어 안개 형상으로 하면서 공급하는 경우에는, 도 7에 도시한 바와 같이 적하 파이프(8), 분사 노즐(9)의 선단을 워크(W)의 중심에 대하여 지석(3)으로부터 반대측으로 떼어 놓아 배치하고, 이 적하 파이프(8)의 선단으로부터 적하되는 슬러리(5)를, 분사 노즐(9)로부터의 에어에 의해 워크(W)의 연삭면의 중심 근방에 c화살표 방향으로 내뿜도록 해도 좋다. 이와 같이 하면, 적하 파이프(8), 분사 노즐(9)을 지석(3)으로부터 떼어 놓는 것이 가능하다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대해서 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이 실시형태에 한정되는 것은 아니며 여러 가지 변경이 가능하다. 예컨대, 공급 수단(6)에 의한 슬러리(5)의 공급은, 슬러리(5)를 워크(W)의 연삭면 상에 직접 적하시켜도 좋고, 슬러리(5)를 분사 노즐(9)에 의해 안개 형상으로 분사해도 좋다. 따라서, 슬러리(5)의 공급 형태는 문제가 아니며, 조금씩 공급할 수 있으면 충분하다.

또한 본원 발명에서는 워크(W)의 재질은 문제가 아니다. 사파이어 웨이퍼 등의 경질 취성 재료의 연삭 외에, SiC, GaN 등의 난삭 재료의 연삭에도 적용 가능하다. 이삭(易削) 재료의 연삭에 채용해도 좋다. 슬러리(5)가 포함하는 지립은 다이아몬드 이외의 것, 예컨대 GC 지립이어도 좋다. 또한 그 지립의 입도는 지석(3)과 같은 정도여도 좋고, 지석(3)보다 크거나, 또는 작은 것이어도 좋다.

실시형태와 같은 연삭 방법을 채용하면, 워크(W)의 연삭열에 의한 평탄도의 악화 등, 가공 정밀도의 저하를 방지할 수 있으나, 더욱 가공 정밀도를 올리기 위해서, 별도로, 워크(W)의 마무리 형상을 보정하는 기구를 설치하는 것도 가능하다.

그 보정 수단으로서는, 예컨대 냉각 장치를 부착하여, 가공열의 상승을 억제하는 것이 고려된다. 또한 냉각법에는, 워크(W)에 냉풍을 쐬게 하는 방법, 워크 드라이브에 냉각 기구(수냉식, 펠티에식 등)를 편입시키는 방법, 슬러리(5)를 냉각하여 공급하는 방법 등이 있다.

또한 지석축(4) 또는 워크 드라이브축을 기울여 연삭함으로써 워크 형상을 보정하는 방법, 워크 드라이브의 워크 접촉면을 가운데가 움푹 패이는 등의 형상으로 함으로써 워크 형상을 보정하는 방법 등이 고려된다. 워크 접촉면을 가운데가 움푹 패이도록 하는 경우에는, 평탄도가 악화되는 분만큼 척의 워크 접촉면을 가운데가 움푹 패이도록 해 두면 된다.

워크(W)의 연삭 중에, 또는 워크(W)의 연삭이 종료되어 다른 워크(W)의 연삭으로 이행할 때 등의 적당한 시기에, 공급 수단(6)으로부터 워크(W)의 연삭면 상에 공급해야 할 슬러리(5)의 조건을 그때의 상황에 따라 제어하는 것도 가능하다. 즉, 지립의 크기나 분량, 성분이나 공급량을 변화시켜 지석의 마모량을 변경하도록 해도 좋다.

예컨대, 도 5의 결과로부터도 알 수 있는 바와 같이, 동일한 종류의 슬러리(5)를 공급하는 경우라도, 그 공급량의 대소에 의해 지석(3)의 자생발인(마모)량이 변화한다. 따라서, 공급 수단(6)의 도중에 유량 제어 수단을 설치하고, 지석(3)의 자생발인(마모)량의 변화를 파악하여, 그 자생발인(마모)량이 대략 일정하게 되도록 슬러리(5)의 유량을 제어하도록 해도 좋다.

또한 슬러리(5)에 지석 성분(특히 그 본드 성분 등)과 화학 반응을 일으키는 성분을 혼합하고, 그 성분이 혼합된 슬러리(5)를 워크(W)의 연삭면 상에 공급하도록 해도 좋다. 이 경우, 지석(3)의 본드 성분과의 화학 반응에 의해 지석 지립의 돌출량을 크게 하거나 작게 하는 것이 가능해져, 지석(3)의 절삭성을 변화시킬 수 있다.

1: 평면 연삭반 2: 척 테이블
3: 지석 5: 슬러리
6: 공급 수단 W: 워크

Claims

지립(砥粒)을 포함하는 슬러리를 공급하면서, 컵형의 지석(砥石)에 의해 워크를 연삭하는 워크의 평면 연삭 방법에 있어서,
상기 지석을 저주속(低周速)으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 워크의 평면 연삭 방법.
제1항에 있어서, 상기 지석의 주속은 500 m/min 이하, 바람직하게는 30 m/min∼430 m/min인 것을 특징으로 하는 워크의 평면 연삭 방법.
제1항에 있어서, 상기 슬러리는 워크 상에 적하 또는 분무되는 것을 특징으로 하는 워크의 평면 연삭 방법.
제1항에 있어서, 적하 파이프로부터 적하되는 도중의 상기 슬러리에 분사 노즐로부터 분출하는 에어를 내뿜어, 상기 슬러리를 안개 형상으로 불어 날리면서 상기 워크의 연삭부로 공급하는 것을 특징으로 하는 워크의 평면 연삭 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 유량 4.0 ml/㎠/h 이하, 바람직하게는 유량 1.0 ml/㎠/h∼2.0 ml/㎠/h의 상기 슬러리를 조금씩 공급하는 것을 특징으로 하는 워크의 평면 연삭 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 워크는 경질 취성 재료 또는 난삭(難削) 재료인 것을 특징으로 하는 워크의 평면 연삭 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬러리는 상기 워크의 연삭 중에 상기 지석의 자생발인(自生發刃; self-sharpening)을 재촉하는 상기 지립을 포함하는 것을 특징으로 하는 워크의 평면 연삭 방법.