KR20200009238A - 대상체 연마 장치 및 대상체 연마 방법 - Google Patents

대상체 연마 장치 및 대상체 연마 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20200009238A
KR20200009238A KR1020180083348A KR20180083348A KR20200009238A KR 20200009238 A KR20200009238 A KR 20200009238A KR 1020180083348 A KR1020180083348 A KR 1020180083348A KR 20180083348 A KR20180083348 A KR 20180083348A KR 20200009238 A KR20200009238 A KR 20200009238A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
unit
polishing
magnetic
slurry
magnetic field
Prior art date
Application number
KR1020180083348A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102116179B1 (ko
Inventor
장도상
홍광표
Original Assignee
주식회사 피디티
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 피디티 filed Critical 주식회사 피디티
Priority to KR1020180083348A priority Critical patent/KR102116179B1/ko
Publication of KR20200009238A publication Critical patent/KR20200009238A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102116179B1 publication Critical patent/KR102116179B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B1/00—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes
    • B24B1/005—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes using a magnetic polishing agent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B5/00—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
    • B24B5/02—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work
    • B24B5/025—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work involving indexable work supporting means carrying several work pieces to be operated on in succession
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B57/00—Devices for feeding, applying, grading or recovering grinding, polishing or lapping agents
    • B24B57/02—Devices for feeding, applying, grading or recovering grinding, polishing or lapping agents for feeding of fluid, sprayed, pulverised, or liquefied grinding, polishing or lapping agents

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

자기 유변 유체를 상부에 고정시킬 수 있는 고정부를 구비하는 회전식 연마 유닛, 상기 회전식 연마 유닛과 마주보도록 상기 회전식 연마 유닛의 상부에 이동 가능하게 구비되며, 상기 자기 유변 유체와 마주보도록 대상체를 진공력을 이용하여 홀딩하는 진공척 유닛, 상기 회전식 연마 유닛 상에 상기 자기 유변 유체를 공급할 수 있도록 구비된 자기 유변 유체 공급부 및 상기 자기 유변 유체 및 상기 대상체 사이에 연마 슬러리를 공급하도록 구비된 슬러리 공급부를 포함한다. 따라서, 대면적의 대상체가 전체적으로 균일하게 연마될 수 있다.

Description

대상체 연마 장치 및 대상체 연마 방법{APPARATUS FOR POLISHING AN OBJECT AND METHOD OF POLISHING AN OBJECT}
본 발명의 실시예들은 대상체 연마 장치 및 대상체 연마 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 자기 유변 유체를 이용하여 대상체의 에지 또는 표면을 연마할 수 있는 대상체의 연마 장치 및 대상체 연마 방법에 관한 것이다.
자기 유변 유체는 인가되는 자기장에 수 밀리 초의 반응속도를 갖는 민감한 물질이다. 상기 자기 유변 유체는 카르보닐 철(carbonyl iron) 및 카르보닐 철 분말의 분산을 위한 비자성 운반 유체(carrier fluid)의 혼합으로 이루어진다.
상기 자기 유변 유체는 다양한 분야에 적용되고 있으며 특히, 댐퍼(damper), 연마(polishing) 등의 분야에 사용하고 있다.
한편, 종래의 기계적 연마 장치 및 연마 방법에 따르면, 반도체 웨이퍼를 연마(polishing)하고 평탄화(planarization)하기 위한 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing and Planarization; CMP) 공정이 수행된다.
상기 화학적 기계적 연마 공정에 있어서, 연마 패드가 대상체의 표면을 상대적으로 높은 압력으로 가압하면서, 상기 대상체를 연마한다. 이때, 상기 대상체의 표면에 스크래치, 피트가 발생하거나 잔류응력에 의한 대상체의 파손이 발생할 수 있다.
이를 해결하기 위하여, 자기 유변 유체를 이용한 연마 장치는 휠 형태의 부재가 일정한 속도로 회전하고 그 위를 자기 유변 유체가 도포되어 동시에 회전하게 된다. 이때 대상체 및 자기 유변 유체 사이에 슬러리가 공급된다. 따라서, 상기 대상체 표면에 상기 슬러리가 접촉하면서 전단력이 발생함에 따라 연마 공정이 수행된다.
하지만 종래의 자기 유변 유체를 이용한 연마 방법은 대상체의 형상에 따라 제한될 수 있으며, 대면적을 갖는 대상체 전체에 대한 균일한 연마를 위해서는 많은 공정 시간이 요구된다. 특히, 대면적을 갖는 대상체에 대하여 연마 및 평탄화를 위한 공정이 효과적인 수행되기 위한 대상체 연마 장치가 요구된다.
본 발명의 실시예들은 대면적을 갖는 대상체 전체를 균일하게 연마할 수 있는 대상체 연마 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예들은 대면적을 갖는 대상체 전체를 균일하게 연마할 수 있는 대상체 연마 방법을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예들에 따른 대상체 연마 장치는, 자기 유변 유체를 상부에 고정시킬 수 있는 고정부를 구비하는 회전식 연마 유닛, 상기 회전식 연마 유닛과 마주보도록 상기 회전식 연마 유닛의 상부에 이동 가능하게 구비되며, 상기 자기 유변 유체와 마주보도록 대상체를 진공력을 이용하여 홀딩하는 진공척 유닛, 상기 회전식 연마 유닛 상에 상기 자기 유변 유체를 공급할 수 있도록 구비된 자기 유변 유체 공급부 및 상기 자기 유변 유체 및 상기 대상체 사이에 연마 슬러리를 공급하도록 구비된 슬러리 공급부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 고정부는, 몸체로부터 수직 방향으로 상호 이격되도록 연장된 핑거들을 갖는 하우징부, 상기 하우징부의 핑거들 사이에 내에 구비되고 적어도 하나의 영구 자석을 이용하여 상기 대상체 상에 공급된 자기 유변 유체에 자기장을 인가시켜 상기 자기 유변 유체를 정렬시키는 자기장 발생부, 및 상기 자기장 발생부에 인접하고 전자석을 이용하여 상기 영구 자석의 자기장을 상기 하우징부 내부로 제한하는 자기장 제한부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 영구 자석들은 수평 방향으로 배열될 수 있다.
또한, 상기 영구 자석은 상기 핑거들을 사이에 두고 서로 동일한 극성을 갖도록 배열될 수 있다.
여기서, 상기 영구 자석들 각각은 도우넛 형상을 갖고, 동심원으로 배열될 수 있다.
한편, 상기 고정부는 상기 영구 자석 및 상기 전자석 사이에 자기장의 통로로서 기능하는 자기장 통로부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 회전식 연마 유닛은, 상기 하우징부의 상부에 회전 가능하게 구비된 회전판을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 회전식 연마 유닛은, 상기 회전판의 상부에 안착된 자기 유변 유체를 평탄화 시키는 평탄화 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 진공 척 유닛은, 상기 대상체를 척킹하는 다공성 척, 상기 다공성 척과 기계적으로 연결되고, 상기 다공성 척을 직선 방향으로 이동시키는 직선 구동부, 및 상기 다공성 척과 기계적으로 연결되고, 상기 다공성 척을 회전시키는 서보 모터를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 슬러리 공급부는, 상기 슬러리를 저장하는 슬러리 저장조, 상기 슬러리 저장조로부터 상기 슬러리를 펌핑하여 상기 대상체에 공급하는 펌프 및 상기 대상체로부터 회수된 슬러리를 상기 슬러리 저장조 내에서 교반하는 교반기를 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예들에 따른 대상체 연마 방법에 있어서, 진공력을 이용하여 대상체를 홀딩한다. 한편, 상기 대상체와 마주보도록 자기 유변 유체를 상부에 고정한다. 이후, 상기 자기 유변 유체 및 상기 대상체 사이에 연마 슬러리를 공급한 후, 상기 자기 유변 유체를 연마 패드로 이용하여 상기 대상체를 연마한다. 이후, 상기 자기 유변 유체에 인가된 자기장을 해제시킨다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 연마 슬러리를 공급하기 전, 상기 자기 유변 유체를 평탄화시킬 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 대상체 연마 장치 및 연마 방법에 따르면, 기계적 화학적 연마 공정에서 요구되는 연마 패드를 자기 유변 유체로 대체할 수 있다. 이로써, 기계적 화학적 연마 공정에서 사용되는 연마 패드 및 대상체 사이에 발생할 수 있는 잔류 응력 및 충격이 완화될 수 있다. 또한, 자기 유변 유체가 순환되어 재사용됨으로써, 상기 연마 패드를 교체하기 위한 시간 및 비용이 절감될 수 있다.
한편, 영구 자석이 수평적으로 배치됨으로써 대면적을 갖는 대상체를 전체적으로 균일하게 연마할 수 있으며, 특정 영역에 대한 연마 효과를 개선할 수 있다.
특히, 영구 자석을 이용하여 자기 유변 유체에 자기장을 인가하는 한편, 전자석을 이용하여 상기 자기장을 상기 자기 유변 유체로부터 해제할 수 있다. 따라서, 대상체 연마 장치의 구성이 단순화되며, 전력 소모 또한 감소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대상체 연마 장치를 설명하는 구성도이다.
도 2는 도 1의 회전식 연마 유닛 및 대상체의 구동 관계를 설명하기 위한 평면도이다.
도 3은 도 1의 회전식 연마 유닛을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 도 3의 회전식 연마 유닛에서 발생한 자기장을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 대상체의 연마 방법을 설명하는 순서도이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.
본 발명의 실시예들에서 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들이 이들 사이에 개재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결되는 것으로 설명되는 경우 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 요소들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 요소들의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대상체 연마 장치를 설명하는 구성도이다. 도 2는 도 1의 회전식 연마 유닛 및 대상체의 구동 관계를 설명하기 위한 평면면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 대상체 연마 장치는 회전식 연마 유닛(110), 진공척 유닛(130), 자기 유변 유체 공급부(170) 및 슬러리 공급부(150)를 포함한다.
상기 대상체 연마 장치는 자기 유변 유체(magneto rheological fluid; 20)를 연마 패드로서 이용하여, 대상체(10)에 응력과 전단력을 인가한다. 이로써,상기 대상체 연마 장치는 대상체(10)의 표면을 연마할 수 있다.
상기 자기 유변 유체(20)는 인가되는 자기장에 의하여 점도, 흐름 등과 같은 유동 특성이 제어될 수 있다. 예를 들면, 상기 자기 유변 유체(20)는 카르보닐 철 분말을 포함할 수 있다. 이로서, 상기 자기 유변 유체(20)에 자기장이 인가될 경우, 상기 자기 유변 유체(20)는 컬럼 형상의 체인 구조로 변화될 수 있다. 이때, 상기 자기 유변 유체(20) 및 대상체(10) 사이에는 연마 슬러리가 공급된다. 또한, 상기 자기 유변 유체(20)는 연질 연마 패드로 기능한다.
한편, 상기 대상체(10)는 유리 기판, 반도체 기판, 인쇄 회로 기판 등과 같은 플레이트 형상을 갖는 판재를 포함할 수 있다.
상기 회전식 연마 유닛(110)은 자기 유변 유체(20)를 상부에 고정할 수 있다. 상기 회전식 연마 유닛(110)은 회전 가능하게 구비된다. 상기 회전식 연마 유닛(110)이 회전함에 따라 상기 회전식 연마 유닛의 상부에 공급된 슬러리를 이용하여 대상체(10)를 연마할 수 있다.
상기 회전식 연마 유닛(110)은 제1 회전축(113), 상기 제1 회전축(113)과 연결된 제1 서보 모터(117), 고정부(111) 및 회전판(116)을 포함한다.
상기 제1 회전축(113)은 상하 방향으로 연장된다. 상기 제1 회전축(113)은 상기 제1 서보 모터(117)로부터 상기 회전판(11)에 회전력을 전달한다.
상기 제1 서보 모터(117)는 상기 제1 회전축(113)의 하단부에 연결된다. 상기 제1 서보 모터(117)는, 상기 제1 회전축(113)을 경유하여 상기 회전판(116)에 회전력을 제공한다. 이로써, 상기 회전판(116) 상에 위치한 자기 유변 유체(20)가 회전할 수 있다.
상기 고정부(111)는 상기 회전판(111) 상에 위치한다. 상기 고정부(111)는 자기력을 이용하여 자기 유변 유체(20)의 유동 특성을 제어할 수 있다. 상기 고정부(111)은 그 상부 표면에 자기 유변 유체(20)를 위치시킨다.
상기 회전판(116)은 상기 제1 회전축(113)의 상단부에 연결된다. 또한, 상기 회전판(116)은 고정부(111)를 지지한다. 상기 회전판(116)이 회전함에 따라 상기 회전판(116) 상에 위치한 자기 유변 유체(20)가 함께 회전할 수 있다.
상기 회전판(116)은, 우수한 내부식성을 갖는 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 회전판(116)은, 금속 또는 세라믹 물질로 이루어질 수 있다. 이로써, 상기 회전판(116)이 물 또는 연마재에 노출될 경우, 부식 발생이 억제될 수 있다. 또한, 상기 회전판(116)에 인접하여 발생하는 자기력에 의한 자화가 억제될 수 있다. 이로써, 상기 회전판(116)이 자기력을 왜곡시키는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 고정부(111)는, 수평 방향으로 연장된 하우징 몸체 및 상기 하우징 몸체의 상면으로부터 상방으로 연장되고 상호 이격된 핑거들을 갖는 하우징부(121), 자기장 발생부(123a, 123b) 및 자기장 제한부(128)를 포함한다.(도 3 참조)
상기 하우징부(121)는 상기 자기장 발생부(123a, 123b) 및 자기장 제한부(128)를 전체적으로 둘러싸며, 그 내부에 공간을 제공한다.
상기 자기장 발생부(123a, 123b)는 상기 하우징부(121) 내에 위치한다. 보다 상세하게는, 상기 자기장 발생부(123a, 123b)는 상기 핑거들 사이에 배치되며, 상기 핑거들 각각의 측벽과 연결된다. 상기 자기장 발생부(123a, 123b)는 적어도 하나의 영구 자석(123a, 123b)을 포함한다. 이때, 상기 자기장 발생부 및 영구 자석은 동일한 참조 번호를 이용한다. 따라서, 상기 자기 유변 유체(20)에 별도의 전원 공급부 없이 독자적으로 상기 영구 자석(123a, 123b)이 자기장을 제공할 수 있다. 즉, 상기 자기장 발생부는 영구 자석(123a, 123b)을 포함함으로써, 종래의 전자석을 이용하는 자기력 발생부와 다르게, 코어, 상기 코어를 감싸는 코일 및 상기 코일에 전원을 공급하는 전원부가 생략될 수 있다. 이로써, 자기력 발생부의 구성이 단순화될 수 있다. 결과적으로, 상기 자기장 발생부는 전자석을 대체할 수 있는 영구 자석(123a, 123b)을 포함함으로써, 상대적으로 단순한 구조를 가질 뿐 만 아니라 개선된 전력 효율을 가질 수 있다.
상기 자기장 제한부(128)는 상기 하우징부(121) 내에 위치한다. 또한, 상기 자기장 제한부(128)는, 상기 자기장 발생부(123a, 123b)에 인접하게 위치한다. 상기 자기장 제한부(128)는 전자석을 포함한다. 상기 자기장 제한부(128)는 코어, 상기 코어를 감싸도록 구비된 코일 및 상기 코일에 전원을 인가하는 전원 인가부를 포함할 수 있다. 상기 자기장 제한부는 상기 영구 자석(123a, 123b)로부터 발생한 자기장을 상기 하우징부(121) 내로 제한할 수 있다.
상기 영구 자석(123a, 123b) 및 자기장 제한부(128)에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
상기 진공척 유닛(130)은 상기 대상체(10)를 진공력을 이용하여 홀딩한다. 즉, 상기 진공척 유닛(110)의 하부에는 상기 대상체(10)가 고정될 수 있다.
상기 진공척 유닛(130)은 제2 회전축(133), 상기 제2 회전축과 연결되어 상기 제2 회전축을 회전시키는 제2 서보 모터(137) 및 다공성 척(131)을 포함한다.
상기 다공성 척(131)은 상기 제2 회전축(133)의 하단부와 연결된다. 이로써, 상기 다공성 척(131)은 상기 제2 서보 모터(137)로부터 제공된 회전력을 이용하여 상기 제2 회전축(133)의 회전에 따라 함께 회전할 수 있다. 결과적으로 상기 다공성 척(131)이 홀딩한 대상체(10)가 함께 회전할 수 있다.
상기 다공성 척(131)은 포러스 세라믹 소재 또는 별도 가공된 금속 소재로 이루어질 수 있다.
상기 다공성 척(131)은 진공 발생부(미도시)와 연결된다. 이로써, 상기 다공성 척이 대상체(10)를 진공력을 이용하여 홀딩할 수 있다. 예를 들면, 상기 진공 발생부는 진공 펌프(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 진공척 유닛(130)은 이동 가능하게 구비된다. 예를 들면, 상기 진공척 유닛(130)은 수평 방향, 즉 X 방향 또는 Y 방향으로 이동할 수 있다. 이를 위하여 수평 구동부(135)가 별도로 구비되어 상기 진공척 유닛(130)을 이동시킬 수 있다. 따라서 상기 진공척 유닛(130)은 상기 회전식 연마 유닛(110)에 대하여 상대적으로 수평 이동할 수 있다. 상기 수평 구동부(135)는, 엘엠 가이드, 볼 스크류 등을 포함할 수 있다.
한편, 상기 진공척 유닛(130)은 수직 구동부(136)에 연결된다. 따라서, 상기 수직 구동부(136)는 진공척 유닛(130)을 승강시킴에 따라, 상기 진공척 유닛(130)을 상기 회전식 연마 유닛(110)을 향하여 접근하거나 또는 상기 회전식 연마 유닛(110)으로부터 멀어질 수 있다. 상기 수직 구동부(136)는, 엘엠 가이드, 볼 스크류 등을 포함할 수 있다.
도 3, 도 4a 및 도 4b는 도 1의 회전식 연마 유닛에 발생한 자기장을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 3 및 도 4a를 참조하면, 자기장 제한부가 코일을 포함하고 상기 코일에 전류가 흐르지 않을 경우, 상기 자기장 제한부(128)는 상기 자기장 발생부(123a, 123b)에 영향을 미치지 않는다. 따라서, 상기 자기장 발생부(123a, 123b)에 포함된 영구 자석(123a, 123b) 주위에 독자적으로 자기장이 발생한다. 이때, 상기 자기장은 자기 유변 유체(20)에 인가되어, 상기 자기 유변 유체(20)가 뉴튼 유체 상태로부터 강한 반고체(semi-solid) 상태로 변화한다. 이로써, 상기 자기 유변 유체의 점성 및 항복 응역이 수 배 내지 수 십 배 상승할 수 있다.
도 3 및 도 4b를 참조하면, 자기장 제한부(128)가 코일을 포함하고 상기 코일에 전류가 흐를 경우, 상기 자기장 제한부(128)는 상기 영구 자석(123a, 123b)의 자기장을 상기 하우징 부의 내부로 제한한다. 즉, 상기 영구 자석(123a, 123b)이 자기 유변 유체에 인가된 자기장을 해제할 필요가 있는 경우, 상기 자기장 제한부(128)에 포함된 코일에 전류가 흐른다. 이때, 상기 영구 자석(123a, 123b) 및 상기 코일 사이에 간섭이 발생함으로써, 상기 자기장이 상기 하우징부(121) 내에 자기장 루프를 형성하여 상기 자기장이 상기 하우징부(121) 내부로 제한된다. 반면에, 상기 자기 유변 유체(20)에 인가된 자기장은 해제된다(도 4b 참조).
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 고정부(111)은 자기장 통로부(122)를 더 포함할 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 상기 자기장 통로부(122)는 하우징부(121)와 연결된다. 상기 자기장 제한부(128)는 상기 자기장 통로부(122)를 둘러싸도록 구비된다. 상기 자기장 통로부(122)는 하우징부(121), 상기 영구 자석(123a, 123b) 및 상기 자기장 제한부(128)를 상호 자기적으로 연결시키는 자기장의 통로로서 기능할 수 있다.
이때, 상기 핑거들 사이에 배열된 영구 자석(123a, 123b)의 극성은, 상기 핑거를 중심으로 동일한 극성을 갖도록 구비될 수 있다. 따라서, 상기 영구 자석(123a, 123b)의 연장 방향을 따라 상기 영구 자석(123a, 123b)을 둘러싸는 자기장이 형성된다. 결과적으로 상기 자기장이 자기 유변 유체에 인가됨으로써, 상기 자기 유변 유체의 흐름 특성이 조절될 수 있다.
상기 영구 자석들(123a, 123b) 각각은 도우넛 형상을 갖고, 동심원을 갖도록 배열될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 슬러리 공급부(150)는 상기 자기 유변 유체 및 대상체(10) 사이에 연마 슬러리를 공급한다. 또한, 상기 슬러리 공급부(150)는 대상체(10)에 대한 연마 후 배출되는 슬러리를 회수하여 회수된 슬러리를 재사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 슬러리 공급부(150)는, 슬러리 저장조(151), 제1 펌프(153) 및 교반기(154)를 포함할 수 있다.
상기 슬러리 저장조(151)는 상기 슬러리를 저장하는 용기에 해당한다. 상기 슬러리 저장조(151)의 온도가 조절됨으로써, 일정한 온도로 유지된 슬러리가 자기 유변 유체 상에 공급될 수 있다.
상기 제1 펌프(153)는 상기 슬러리 저장조(151)로부터 상기 슬러리를 펌핑하여 상기 자기 유변 유체(20)에 공급한다.
상기 교반기(154)는 상기 자기 유변 유체(20)로부터 회수된 슬러리를 상기 슬러리 저장조(151) 내에서 교반한다. 이로써, 상기 슬러리 저장조(151) 내에 슬러리 내의 연마 파티클의 침전이 억제될 수 있다.
상기 자기 유변 유체 공급부(170)는, 자기 유변 유체(20)를 회전판(116) 상에 공급한다. 상기 회전판(116) 상에 공급된 자기 유변 유체(20)에는 영구 자석(123a, 123b)에서 발생한 자기장이 인가될 수 있다. 이로써, 상기 자기 유변 유체(20)의 유동 특성이 제어될 수 있다. 따라서, 상기 자기 유변 유체(20)가 연마 패드로 기능할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 회전식 연마 유닛(110)은 평탄화 부재(119; 도 2 참조)를 더 포함할 수 있다.
상기 평탄화 부재(119)는 상기 회전판(116)의 상부에 위치한다. 상기 평탄화 부재(119)는 상기 회전판(116)의 상부에 위치한 상기 자기 유변 유체(20)를 평탄화시킨다. 상기 자기 유변 유체(20)가 평탄화된 상면을 가짐에 따라, 상기 대상체(10)의 전 영역에 걸쳐 균일하게 연마를 수행할 수 있다. 상기 평탄화 부재(119)는 예를 쉐이퍼(shaper)를 들 수 있다. 즉, 상기 세이퍼는 수평 방향으로 연장된 바 형상을 가질 수 있다. 이로써, 상기 세이퍼의 하부에 회전판(116)이 회전함에 따라 상기 회전판(116)의 상부에 구비된 자기 유변 유체(20)가 평탄한 상부 표면을 가질 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 대상체의 연마 방법을 설명하는 순서도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 대상체의 연마 방법에 있어서, 진공력을 이용하여 대상체를 홀딩한다.(S110) 상기 대상체를 홀딩하기 위하여 진공척 유닛(130; 도 1 참조)이 이용될 수 있다. 또한, 상기 대상체의 하면이 연마될 수 있다.
한편, 상기 대상체(10)와 마주보도록 자기 유변 유체(20)를 상부에 고정한다.(S120) 상기 자기 유변 유체(20)를 고정하기 위하여 회전식 연마 유닛(110; 도 1 참조)닛이 이용될 수 있다.
이후, 상기 자기 유변 유체(20) 및 상기 대상체(10) 사이에 연마 슬러리를 공급한다(S140).
상기 자기 유변 유체(20)를 연마 패드로 이용하여 상기 대상체(10)를 연마한다(S150). 상기 대상체(10)을 연마하는 연마 공정 중, 상기 자기 유변 유체의 유동 특성이 영구 자석에 의하여 발생된 자기장에 의하여 제어될 수 있다.
이어서, 상기 연마 공정이 종료될 경우, 상기 영구 자석의 자기장을 제한하는 동안, 상기 자기 유변 유체를 상기 영구 자석으로부터 해제시킨다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 연마 슬러리를 공급하기 전, 상기 자기 유변 유체를 평탄화시키는 공정이 추가적으로 수행될 수 있다. 상기 자기 유변 유체를 평탄화 시키기 위하여 평탄화 부재(119; 도 2 참조)가 이용될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110 : 회전식 연마 유닛 111 : 회전판
113 : 제1 회전축 116 : 고정부
130 : 진공척 유닛 131 : 진공척
133 : 제2 회전축 135 : 수평 구동부
136 : 수직 구동부 137 : 제2 서보 모터
150 : 슬러리 공급부 170 : 자기 유변 유체 공급부

Claims (12)

  1. 자기 유변 유체를 상부에 고정시킬 수 있는 고정부를 구비하는 회전식 연마 유닛;
    상기 회전식 연마 유닛과 마주보도록 상기 회전식 연마 유닛의 상부에 이동 가능하게 구비되며, 상기 자기 유변 유체와 마주보도록 대상체를 진공력을 이용하여 홀딩하는 진공척 유닛;
    상기 회전식 연마 유닛 상에 상기 자기 유변 유체를 공급할 수 있도록 구비된 자기 유변 유체 공급부; 및
    상기 자기 유변 유체 및 상기 대상체 사이에 연마 슬러리를 공급하도록 구비된 슬러리 공급부를 포함하는 대상체 연마 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고정부는,
    몸체로부터 수직 방향으로 상호 이격되도록 연장된 핑거들을 갖는 하우징부;
    상기 하우징부의 핑거들 사이에 내에 구비되고 적어도 하나의 영구 자석을 이용하여 상기 대상체 상에 공급된 자기 유변 유체에 자기장을 인가시켜 상기 자기 유변 유체를 정렬시키는 자기장 발생부; 및
    상기 자기장 발생부에 인접하고 전자석을 이용하여 상기 영구 자석의 자기장을 상기 하우징부 내부로 제한하는 자기장 제한부를 포함하는 것을 특징으로 하는 대상체 연마 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 영구 자석은 수평 방향으로 배열된 것을 특징으로 하는 대상체 연마 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 영구 자석은 상기 핑거들을 사이에 두고 서로 동일한 극성을 갖도록 배열된 것을 특징으로 하는 대상체 연마 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 영구 자석들 각각은 도우넛 형상을 갖고, 동심원으로 배열된 것을 특징으로 하는 대상체 연마 장치.
  6. 제2항에 있어서, 상기 고정부는, 상기 영구 자석 및 상기 전자석 사이에 자기장의 통로로서 기능하는 자기장 통로부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대상체 연마 장치.
  7. 제2항에 있어서, 상기 회전식 연마 유닛은,
    상기 하우징부의 상부에 회전 가능하게 구비된 회전판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대상체 연마 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 회전식 연마 유닛은, 상기 회전판의 상부에 안착된 자기 유변 유체를 평탄화 시키는 평탄화 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대상체 연마 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 진공 척 유닛은
    상기 대상체를 척킹하는 다공성 척;
    상기 다공성 척과 기계적으로 연결되고, 상기 다공성 척을 직선 방향으로 이동시키는 직선 구동부; 및
    상기 다공성 척과 기계적으로 연결되고, 상기 다공성 척을 회전시키는 서보 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 대상체 연마 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 슬러리 공급부는,
    상기 슬러리를 저장하는 슬러리 저장조;
    상기 슬러리 저장조로부터 상기 슬러리를 펌핑하여 상기 대상체에 공급하는 펌프; 및
    상기 대상체로부터 회수된 슬러리를 상기 슬러리 저장조 내에서 교반하는 교반기를 포함하는 것을 특징으로 하는 대상체 연마 장치.
  11. 진공력을 이용하여 대상체를 홀딩하는 단계;
    상기 대상체와 마주보도록 자기 유변 유체를 상부에 고정하는 단계;
    상기 자기 유변 유체 및 상기 대상체 사이에 연마 슬러리를 공급하는 단계;
    상기 자기 유변 유체를 연마 패드로 이용하여 상기 대상체를 연마하는 단계; 및
    상기 자기 유변 유체에 인가된 자기장을 해제시키는 단계를 포함하는 대상체 연마 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 연마 슬러리를 공급하기 전, 상기 자기 유변 유체를 평탄화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대상체 연마 방법.
KR1020180083348A 2018-07-18 2018-07-18 대상체 연마 장치 및 대상체 연마 방법 KR102116179B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180083348A KR102116179B1 (ko) 2018-07-18 2018-07-18 대상체 연마 장치 및 대상체 연마 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180083348A KR102116179B1 (ko) 2018-07-18 2018-07-18 대상체 연마 장치 및 대상체 연마 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200009238A true KR20200009238A (ko) 2020-01-30
KR102116179B1 KR102116179B1 (ko) 2020-05-27

Family

ID=69321388

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180083348A KR102116179B1 (ko) 2018-07-18 2018-07-18 대상체 연마 장치 및 대상체 연마 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102116179B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112247878A (zh) * 2020-10-27 2021-01-22 武海星 一种用于金属加工的夹持固定装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09293214A (ja) * 1996-04-30 1997-11-11 Fujitsu Ltd 磁気抵抗効果型磁気ヘッドとその製造方法及び磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造装置
JP2013530846A (ja) * 2010-07-09 2013-08-01 コーニング インコーポレイテッド 端面仕上げ装置
KR20130100504A (ko) * 2012-03-02 2013-09-11 인하대학교 산학협력단 복합연마시스템
KR101794411B1 (ko) * 2015-08-18 2017-11-08 인하대학교 산학협력단 자기 유변 유체를 이용한 글래스 에지 연마 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09293214A (ja) * 1996-04-30 1997-11-11 Fujitsu Ltd 磁気抵抗効果型磁気ヘッドとその製造方法及び磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造装置
JP2013530846A (ja) * 2010-07-09 2013-08-01 コーニング インコーポレイテッド 端面仕上げ装置
KR20130100504A (ko) * 2012-03-02 2013-09-11 인하대학교 산학협력단 복합연마시스템
KR101794411B1 (ko) * 2015-08-18 2017-11-08 인하대학교 산학협력단 자기 유변 유체를 이용한 글래스 에지 연마 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112247878A (zh) * 2020-10-27 2021-01-22 武海星 一种用于金属加工的夹持固定装置
CN112247878B (zh) * 2020-10-27 2022-07-12 佛山速而森金属设备有限公司 一种用于金属加工的夹持固定装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR102116179B1 (ko) 2020-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103273385B (zh) 一种匀强磁场的面接触磁流变平面抛光装置及方法
KR102058796B1 (ko) 대상체 연마 장치 및 대상체 연마 방법
US7033251B2 (en) Carrier assemblies, polishing machines including carrier assemblies, and methods for polishing micro-device workpieces
US6935929B2 (en) Polishing machines including under-pads and methods for mechanical and/or chemical-mechanical polishing of microfeature workpieces
CN105458839A (zh) 一种磁流变抛光方法及装置
JP4185987B2 (ja) 磁気援用微細研磨装置及び磁気援用微細研磨方法
US6958001B2 (en) Carrier assemblies, planarizing apparatuses including carrier assemblies, and methods for planarizing micro-device workpieces
CN202162633U (zh) 一种基于集群磁流变研磨效应的圆柱面高效研磨装置
US6626742B2 (en) Polishing method and device
KR100408932B1 (ko) 반도체장치의 연마방법
US6332829B1 (en) Polishing method and device
KR102116179B1 (ko) 대상체 연마 장치 및 대상체 연마 방법
KR100567083B1 (ko) 성형 경면 연삭방법 및 장치
CN105014484A (zh) 磁流变抛光设备的磁场发生装置
KR101794411B1 (ko) 자기 유변 유체를 이용한 글래스 에지 연마 장치
EP1321227A1 (en) A polishing method and device using magnetorheological fluid
CN113263438A (zh) 一种用于控制抛光压力的承载头及其使用方法
KR101756431B1 (ko) 연마장치
CN112518572A (zh) 化学机械研磨的方法
JP2021137908A (ja) 研磨ヘッドシステムおよび研磨装置
JP2001252862A (ja) 研摩方法及び研摩装置
KR20020079220A (ko) 화학 기계적 연마 장치 및 연마 방법
JP2000225555A (ja) 研磨加工用治工具及び研磨加工方法
KR20230095499A (ko) 화학적 기계적 연마 장치 및 이를 이용한 화학적 기계적 연마 방법
KR101763488B1 (ko) 자기 유변 유체를 이용한 글래스 에지 연마 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant