KR102057843B1 - 원활한 경사작동이 가능한 씨엠피장치의 컨디셔너 - Google Patents

원활한 경사작동이 가능한 씨엠피장치의 컨디셔너 Download PDF

Info

Publication number
KR102057843B1
KR102057843B1 KR1020180061526A KR20180061526A KR102057843B1 KR 102057843 B1 KR102057843 B1 KR 102057843B1 KR 1020180061526 A KR1020180061526 A KR 1020180061526A KR 20180061526 A KR20180061526 A KR 20180061526A KR 102057843 B1 KR102057843 B1 KR 102057843B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
disk holder
transmission member
disk
shaft portion
conditioning
Prior art date
Application number
KR1020180061526A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190136183A (ko
Inventor
김형재
조한철
Original Assignee
한국생산기술연구원
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 한국생산기술연구원 filed Critical 한국생산기술연구원
Priority to KR1020180061526A priority Critical patent/KR102057843B1/ko
Publication of KR20190136183A publication Critical patent/KR20190136183A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102057843B1 publication Critical patent/KR102057843B1/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
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/017—Devices or means for dressing, cleaning or otherwise conditioning lapping tools
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)

Abstract

본 발명은 높이차를 가지는 연마패드와 접촉하는 컨디셔닝디스크가 작동 중 연마패드 표면의 상태에 따라 보다 원활한 경사동작이 발생할 수 있도록 구성한 컨디셔너를 제공한다. 본 발명은, 중심부의 상면에 제1경사축부가 형성되고 하면에 컨디셔닝디스크가 결합되는 디스크홀더와, 상기 디스크홀더의 상측에 위치하고 제1경사축부에 구면접촉 또는 볼접촉에 의해 결합되는 제2경사축부가 하면의 중심부에 설치됨으로써 디스크홀더의 상대적인 경사작동이 가능하도록 하는 회전전달부재와, 상기 회전전달부재를 회전시키도록 회전전달부재에 결합되는 회전축부와, 상기 제1경사축부 및 제2경사축부를 중심으로 둘레를 따라 형성되는 것으로서 회전전달부재와 디스크홀더를 결합시키는 가동결합구조를 포함하되, 가동결합구조는, 홈과 돌기가 상하방향으로 서로 상대적인 이동이 가능하도록 맞물린 구조이다.

Description

원활한 경사작동이 가능한 씨엠피장치의 컨디셔너{CMP PAD CONDITIONER ENABLE TO BE SMOOTHLY TILTING}
본 발명은 원활한 경사작동이 가능한 씨엠피(Chemical-Mechanical Polishing)장치의 컨디셔너에 관한 것으로서, 연마패드의 컨디셔닝작업을 실시하는 컨디셔너가 연마패드 표면의 불균일한 상태에 적응할 수 있도록 원활한 경사작동이 가능하도록 한 구조에 관한 것이다.
씨엠피(CMP; Chemical-Mechanical Polishing)장치의 연마패드는 연마작업의 진행에 따라 매끄럽고 평탄하게 변화되므로, 슬러리를 고정시키고 연마비를 향상시키기 위해 정상상태로 회복시키는 패드의 컨디셔닝 과정이 필요하다.
도 1을 참고하면, 씨엠피장치의 컨디셔너는 스윙아암(1)과, 일단의 선회축을 중심으로 암을 선회왕복운동시키는 스윙구동부(2) 및 컨디셔닝디스크가 결합되는 헤드부(3)를 포함한다.
이에 따라, 스윙아암(1)이 소정각도범위에서 선회왕복운동하면 헤드부(3)의 컨디셔닝디스크가 연마패드(P)와 마찰운동하면서 표면상태를 복원시시키는 컨디셔닝 가공을 진행한다.
도 2는 한국등록특허공보 제10-0999445호에 기재된 것으로서, 그와 같은 컨디셔너에서 헤드부의 구조를 구체적으로 도시하고 있다.
도 2를 참조하면, 컨디셔너의 헤드부(3)는 메인 하우징(6)과, 상기 메인 하우징(6)에 회전가능하게 설치된 실린더부(7)와, 상기 실린더부(7)에 상하방향으로 왕복이동 가능하게 설치되며 실린더부(7)와 함께 회전하는 피스톤부(8)와, 상기 실린더부(7)와 피스톤부(8) 각각에 양단이 설치되는 이물질 방지부재(9)를 포함한다.
상기에서 피스톤부(8)는 챔버하우징(7a)의 내부에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되어 하면에 부착된 컨디셔닝디스크(8a)를 연마패드(P)에 가압하기 위한 것으로서, 상기 챔버하우징(7a)과 함께 회전할 수 있도록 챔버하우징(7a)에 결합된다.
이러한 피스톤부(8)는 피스톤블록(8b)과 디스크홀더(8c)를 포함함으로써, 피스톤블록(8b)이 압력을 받아 디스크홀더(8c)에 파지된 컨디셔닝디스크(8a)가 가압된다.
이에 따라, 작동시에는 컨디셔닝디스크(8a)가 선회왕복운동 및 회전하면서 연마패드의 표면을 긁어 컨디셔닝 작용이 진행될 수 있다.
그러나, 작업 중 연마패드(P)의 불균일한 마모로 인해 연마패드(P)의 영역별로 높이차가 발생하므로 전체적으로 균일한 연마패드(P)와의 접촉을 위해 컨디셔닝디스크(8a)는 기울어질 수 있는 경사작동이 요구된다.
종래 컨디셔닝디스크(8a)의 경사작동을 위해 플렉시블소재에 의해 디스크홀더(8c)를 결합시켜 연마패드(P)의 불균일한 표면상태에 따라 디스크홀더(8c)가 경사작동하도록 하는 구조가 제시되어 있으나, 그러한 경사작동시 디스크홀더(8c)를 결합시키는 상기 플렉시블소재의 변형이 필요하고, 그 변형에 의해 컨디셔닝디스크의 경사가 발생할 수 있었으나, 플렉시블소재의 변형에는 상당한 변형력이 수반되므로, 경우에 따라 컨디셔닝디스크(8a)의 원활한 경사동작에 문제가 발생하는 경우가 있었다.
본 발명은 높이차를 가지는 연마패드와 접촉하는 컨디셔닝디스크가 작동 중 연마패드 표면의 상태에 따라 보다 원활한 경사동작이 발생할 수 있도록 구성한 컨디셔너를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 컨디셔닝디스크의 상기 경사동작의 발생과 함께 컨디셔닝디스크에 대한 회전의 전달이 원활하게 이루어질 수 있는 작동구조가 보다 용이하게 제작될 수 있도록 설계된 컨디셔너를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 컨디셔너는, 중심부의 상면에 제1경사축부가 형성되고 하면에 컨디셔닝디스크가 결합되는 디스크홀더와, 상기 디스크홀더의 상측에 위치하고 상기 제1경사축부에 구면접촉 또는 볼접촉에 의해 결합되는 제2경사축부가 하면의 중심부에 설치됨으로써 상기 디스크홀더의 상대적인 경사작동이 가능하도록 하는 회전전달부재와, 상기 회전전달부재를 회전시키도록 회전전달부재에 결합되는 회전축부와, 상기 제1경사축부 및 상기 제2경사축부를 중심으로 둘레를 따라 형성되는 것으로서 상기 회전전달부재와 상기 디스크홀더를 결합시키는 가동결합구조를 포함하되, 상기 가동결합구조는, 홈과 돌기가 상하방향으로 서로 상대적인 이동이 가능하도록 맞물린 구조로서, 상기 회전전달부재가 상기 디스크홀더를 회전시킴과 함께 상기 회전전달부재에 대하여 상기 디스크홀더의 상기 경사작동이 가능하도록 한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 회전전달부재가 원판디스크의 형상이고, 상기 가동결합구조는, 상기 회전전달부재의 외주면을 따라 일정간격으로 형성되고 중심방향으로 오목한 걸림홈과, 상기 디스크홀더의 상면에서 상측으로 돌출되도록 둘레를 따라 일정간격으로 설치되고 상기 걸림홈에 각각 끼워져 맞물리는 걸림핀을 포함하는 것을 다른 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 가동결합구조가, 상기 디스크홀더의 둘레를 따라 일정간격으로 형성된 걸림홈과, 상기 회전전달부재의 하면에서 하측으로 돌출되도록 둘레를 따라 일정간격으로 설치되고 상기 걸림홈에 각각 끼워져 맞물리는 걸림핀을 포함하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 걸림홈의 내면을 돌출된 구면이나 라운드된 곡면을 형성하여 상기 걸림핀과 점접촉하도록 함으로써, 상기 회전전달부재가 상기 디스크홀더를 회전시 상기 걸림홈의 내면과 상기 걸림핀이 점접촉한 상태에서 상하방향으로 상대적인 이동이 가능한 것을 또 다른 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 디스크홀더가 상기 회전전달부재에 대하여 경사지는 각도를 제한할 수 있도록, 상기 회전전달부재를 상측에서 덮고, 상기 디스크홀더의 둘레를 따라 상기 디스크홀더에 결합되는 환형의 커버부재를 더 포함하는 것을 또 다른 특징으로 한다.
한편, 다른 관점에서 본 발명은 스윙축을 구비하는 스윙구동부와, 상기 스윙구동부로부터 연마패드 측으로 연장된 스윙아암과, 상기 스윙아암의 단부에 설치되어 상기 스윙구동부의 구동에 의해 스윙(swing)운동하고 상기 연마패드에 대한 컨디셔닝을 수행하는 헤드부를 포함하는 씨엠피장치의 컨디셔너에 있어서, 상기 헤드부에가, 중심부의 상면에 제1경사축부가 형성되고 하면에 컨디셔닝디스크가 결합되는 디스크홀더와, 상기 디스크홀더의 상측에 위치하고 상기 제1경사축부에 구면접촉 또는 볼접촉에 의해 결합되는 제2경사축부가 하면의 중심부에 설치됨으로써 상기 디스크홀더의 상대적인 경사작동이 가능하도록 하는 회전전달부재와, 상기 회전전달부재를 회전시키도록 회전전달부재에 결합되는 회전축부와, 상기 회전축부를 회전시키는 회전구동부와, 상기 제1경사축부 및 상기 제2경사축부를 중심으로 둘레를 따라 형성되는 것으로서 상기 회전전달부재와 상기 디스크홀더를 결합시키는 가동결합구조를 포함하되, 상기 가동결합구조는, 홈과 돌기가 상하방향으로 서로 상대적인 이동이 가능하도록 맞물린 구조로서, 상기 회전전달부재가 상기 디스크홀더를 회전시킴과 함께 상기 회전전달부재에 대하여 상기 디스크홀더의 상기 경사작동이 가능하도록 한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 홈과 돌기가 맞물린 상기 가동결합구조가 걸림홈과 걸림핀이 서로 맞물린 구조이고, 상기 걸림홈의 내면은 돌출된 구면이나 라운드된 곡면을 형성하여 상기 걸림핀과 점접촉하도록 함으로써, 상기 회전전달부재가 상기 디스크홀더를 회전시 상기 걸림홈의 내면과 상기 걸림핀이 점접촉한 상태에서 상하방향으로 상대적인 이동이 가능한 것을 다른 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 디스크홀더가 상기 회전전달부재에 대하여 경사지는 각도를 제한할 수 있도록, 상기 회전전달부재를 상측에서 덮고, 상기 디스크홀더의 둘레를 따라 상기 디스크홀더에 결합되는 환형의 커버부재를 더 포함하는 것을 다른 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 디스크홀더에 외력을 부가하여 상기 컨디셔닝디스크의 컨디셔닝강도를 상기 제1경사축부의 일측편과 타측편에서 서로 차이가 발생하도록 조절하는 가압조절부를 포함하되, 상기 일측편과 타측편은, 각각, 상기 디스크홀더에서, 상기 헤드부가 스윙운동하는 방향을 기준으로 할 때의 일측과 타측의 방향에 대응하는 일측편과 타측편인 것을 또 다른 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 가압조절부의 작동을 제어하는 제어부가 설치되고, 상기 제어부는 상기 헤드부가 스윙운동에 의해 일단측으로 이동시, 상기 컨디셔닝디스크에서 일측편이 타측편보다 더 연마패드를 가압하도록 상기 가압조절부를 제어하고, 타단측으로 이동시는, 상기 컨디셔닝디스크에서 타측편이 일측편보다 더 연마패드를 가압하도록 상기 가압조절부를 제어하는 것을 또 다른 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 가압조절부가, 상기 일측편과 타측편 중 선택적으로 상기 컨디셔닝디스크를 누르는 외력을 부가하도록 상기 디스크홀더의 상측에서 고정된 위치에 설치되는 전자석과, 상기 디스크홀더의 둘레를 따라 일정간격으로 복수개가 설치되고 상기 전자석과의 자력작용에 의해 상기 디스크홀더에 외력이 부가되는 자력작용체를 포함하는 것을 또 다른 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 제어부가 상기 전자석의 전류의 제어를 통해 상기 가압조절부를 제어하는 것이고, 상기 전자석은 상기 회전축부를 둘러싸는 하우징에 설치되며, 상기 자력작용체는 상기 전자석과 척력을 발생시키는 자석인 것을 또 다른 특징으로 한다.
전술한 본 발명에 따른 컨디셔너는, 표면에서 높이차를 가지는 연마패드와 접촉하는 컨디스닝디스크가 작업 중, 연마패드 표면의 높이차에 따라 컨디셔닝디스크 및 디스크홀더가 경사작동하는 경우, 디스크홀더와 회전전달부재 사이의 접촉부에서 작은 저항으로 원활한 경사작동이 가능하면서 회전전달부재가 디스크홀더에 회전력을 원활히 전달할 수 있도록 하는 구조를 형성한다.
또한, 본 발명은 중심부에서 구면접촉하는 제1경사축부 및 제2경사축부가 서로 접촉하도록 디스크홀더에 회전전달부재를 단순히 적층하고 커버부재를 덮어, 회전전달 및 경사작동이 가능한 구조의 조립이 이루어질 수 있으므로 제작 및 조립성이 향상된 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 회전전달부재의 걸림홈의 내면이 돌출된 구면이나 라운드된 곡면으로 형성되고 디스크홀더의 걸림핀과 접촉하는 점접촉이 이루어져 경사작동시 마찰을 최소화하는 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 가압조절부에 의해 컨디셔닝디스크의 일측편과 타측편 중 선택적으로 디스크홀더를 눌러 연마패드에 대한 컨디셔닝강도를 컨디셔닝디스크의 일측과 타측에서 차이가 발생하도록 조절할 수 있는 바, 연마패드의 중심부 근처와 에지부 근처에서 상대적으로 컨디셔닝강도를 높일 수 있도록 조절할 수 있다. 이는 컨디셔닝작용에 따른 연마패드의 마모불균일을 완화 또는 해소하여, 연마패드의 표면이 컨디셔닝 작용에 의해 전체적으로 균일하게 마모될 수 있도록 조절할 수 있고, 연마패드의 수명을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 컨디셔너의 개략적 구성 및 작용을 도시하는 설명도
도 2는 종래 컨디셔너의 헤드부의 구성을 구체적으로 설명하는 구성설명도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 컨디셔너의 구성을 도시하는 사시도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 컨디셔너에서 헤드부의 구성을 도시하는 단면구성도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 컨디셔너에서 헤드부의 구성을 도시하는 분해구성도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 컨디셔너에서 디스크홀더와 회전전달부재의 구성을 도시하는 사시도
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 컨디셔너에서 걸림홈과 걸림돌기가 결합되는 구성을 설명하는 설명도
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 컨디셔너에서 디스크홀더의 경사동작을 설명하는 작용설명도
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 컨디셔너에서 가압조절부가 설치된 구성을 설명하는 단면구성도
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 컨디셔너에서 가압조절부의 전자석 및 자력작용체의 설치구성을 평면상에서 도시하는 구성설명도
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 컨디셔너에서 가압조절부의 작용을 설명하는 작용설명도
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 컨디셔너가 스윙운동시 연마패드상에서 가압조절부의 작용에 따라 연마패드를 가압하는 가압작용의 변화과정을 설명하는 작용설명도
도 13은 종래 연마패드에서 컨디셔닝디스크의 회전 및 스윙운동에 의해 연마패드의 마모가 발생된 상태를 나타내는 시험결과 그래프
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 컨디셔너는, 씨엠피(CMP; Chemical-Mechanical Polishing)장치의 연마가공 중, 연마패드의 표면을 지속적으로 정상상태로 회복시키기 위해 마찰가공하는 장치이다.
본 실시예의 컨디셔너는, 스윙축(10a)을 구비하는 스윙구동부(10)와, 상기 스윙구동부(10)로부터 연마패드(P) 측으로 연장된 스윙아암(20)과, 상기 스윙아암(20)의 단부에 설치되어 스윙구동부(10)의 구동에 의해 스윙(swing)운동하고 연마패드(P)에 대한 컨디셔닝을 수행하는 헤드부(30)를 포함한다.
상기 스윙구동부(10)는 테이블 내에서 스윙축(10a)에 설치되는 서보모터 등을 포함하고 제어부(95)에 의해 제어됨으로써 스윙축(10a)을 중심으로 스윙아암(20)을 좌우로 요동시키는 스윙(swing)운동을 발생시킨다.
상기 스윙운동에 따라 스윙아암(20)의 단부에 설치되는 헤드부(30)는 연마패드(P)의 센터부와 에지부 사이를 왕복이동하면서 연마패드(P)의 표면과 마찰하게 된다.
연마패드(P)는 그 중심축을 중심으로 회전하고 컨디셔너의 헤드부(30)는 연마패드(P)의 센터부와 에지부 사이를 왕복하는 스윙운동과 함께 헤드부(30)의 컨디셔닝디스크(40)가 회전함으로써 연마패드(P)의 표면이 전체적으로 컨디셔닝가공될 수 있다.
한편, 도 4 및 도 5를 참고하면, 상기 헤드부(30)는 중심부의 상면에 제1경사축부(51)가 형성되고 하면에 컨디셔닝디스크(55)가 결합되는 디스크홀더(50)와, 상기 디스크홀더(50)의 상측에 위치하고 제1경사축부(51)에 구면접촉 또는 볼접촉에 의해 결합되는 제2경사축부(61)가 하면의 중심부에 설치됨으로써 디스크홀더(50)의 상대적인 경사작동이 가능하도록 하는 회전전달부재(60)와, 상기 회전전달부재(60)를 회전시키도록 회전전달부재(60)에 결합되는 회전축부(70)와, 상기 회전축부(70)를 회전시키는 회전구동부(43)와, 상기 제1경사축부(51) 및 제2경사축부(61)를 중심으로 둘레를 따라 형성되는 것으로서 회전전달부재(60)와 디스크홀더(50)를 결합시키는 가동결합구조를 포함한다.
상기 디스크홀더(50)는 하면에 연마패드(P)와 접촉하는 컨디셔닝디스크(55)가 부착되어 컨디셔닝디스크(55)와 함께 회전하는 부분이다.
상기 디스크홀더(50)는 중심부의 상면에 제1경사축부(51)가 형성됨으로써 하면에 제2경사축부(61)가 설치된 회전전달부재(60)와 적층에 의해 결합될 수 있다.
제1경사축부(51)와 제2경사축부(61)의 결합은 단순한 접촉에 의한 결합으로서, 구면접촉 또는 볼접촉에 의해 결합되어 디스크홀더(50)가 회전전달부재(60)에 대하여 짐벌(gimbal)운동을 할 수 있도록 한다.
본 실시예에서 제1경사축부(51)와 제2경사축부(61)는 구면접촉을 하도록 구면돌출부와 구면홈으로 각각 형성되어 있고, 회전전달부재(60)가 디스크홀더(50)에 적층됨으로써 제1경사축부(51)와 제2경사축부(61)의 결합이 완료된다. 이러한 짐벌운동가능한 제1경사축부(51)와 제2경사축부(61)의 적층구조는 회전운동 및 경사작동이 가능한 헤드부(30)가 매우 용이하고 단순하게 제작될 수 있도록 한다.
또한, 본 실시에서 제1경사축부(51)와 제2경사축부(61)와 함께 가동결합구조가 함께 구성됨으로써, 디스크홀더(50)에 회전전달부재(60)가 단순히 적층되고 그 상측에서 커버부재(81)가 덮여, 원활한 회전전달과 함께 경사작동구조를 가지도록 조립이 이루어질 수 있는 바, 본 실시예의 구성은 제작 및 조립성이 매우 향상된 구조이다.
상기 회전전달부재(60)는 원판디스크의 형상으로서, 디스크홀더(50)의 상측에 위치하고 하면의 중심부에 설치된 제2경사축부(61)가 디스크홀더(50)의 제1경사축부(51)에 구면접촉에 의해 결합된다.
이에 따라, 회전전달부재(60)의 제2경사축부(61)를 중심으로 디스크홀더(50)의 상대적인 경사작동이 가능하게 된다.
상기 회전전달부재(60)의 중심부에는 수직으로 관통되어 제1경사축부(51)와 제2경사축부(61)에 윤활제가 주입될 있는 중심주입공(63)과, 상기 중심주입공(63)의 둘레를 따라 다수 설치되어 회전축부(70)의 단부에 회전전달부재(60)가 고정될 수 있도록 하는 체결공(64)이 설치된다.
상기 회전축부(70)는 회전전달부재(60)를 회전시키도록 회전전달부재(60)에 결합되는 것으로서, 회전전달부재(60)의 중심부에 수직으로 결합되어 회전전달부재(60)와 일체로 회전한다.
상기 회전구동부(43)는 헤드부(30)의 상측에 설치되고 회전축부(70)에 전동수단(44,45)에 의해 회전력을 전달한다.
도면부호 72는 회전축부(70)을 지지하는 베어링이고, 도면부호 47은 이물질 방지부재이다.
한편, 상기 가동결합구조는 제1경사축부(51) 및 제2경사축부(61)를 중심으로 외측 둘레를 따라 형성되는 것으로서 회전전달부재(60)와 디스크홀더(50)를 결합시키되 회전력의 전달과 함께 회전전달부재(60)에 대하여 디스크홀더(50)의 상대적인 경사작동이 가능하도록 결합시킨 구조이다.
상기 가동결합구조는, 홈과 돌기가 상하방향으로 서로 상대적인 이동이 가능하도록 맞물린 구조로서, 상기 회전전달부재(60)가 디스크홀더(50)를 회전시킴과 함께 회전전달부재(60)에 대하여 디스크홀더(50)의 경사작동이 가능하도록 할 수 있다.
상기 경사작동은 연마패드(P)의 마모가 진행됨에 따라 높이의 차이가 발생하는 연마패드(P)의 표면상태에 대응하여 컨디셔닝디스크(55)와 디스크홀더(50)가 미소하게 기울어진 상태로 연마패드(P)의 표면에 밀착하여 컨디셔닝작용이 발생할 수 있도록 하기 위함이다.
상기 디스크홀더(50)가 회전전달부재(60)에 대하여 경사지는 각도를 제한할 수 있도록, 환형의 커버부재(81)가 회전전달부재(60)를 상측에서 덮은 상태에서 디스크홀더(50)의 둘레를 따라 볼트홈(84)에 체결되는 볼트로 디스크홀더(50)에 결합된다.
이에 따른 상기 가동결합구조는, 도 6과 같이 홈과 돌기가 맞물린 구조로서, 상기 회전전달부재(60)의 외주면을 따라 일정간격으로 형성되고 중심방향으로 오목한 걸림홈(62)과, 상기 디스크홀더(50)의 상면에서 상측으로 돌출되도록 둘레를 따라 일정간격으로 설치되고 걸림홈(62)에 각각 끼워져 맞물리는 걸림핀(52)을 포함하는 구조로 구체화될 수 있다.
디스크홀더(50)의 둘레를 따라 나선공이 상하방향으로 형성되고 그 나선공(54)에 걸림핀(52)의 뿌리부(52a)가 나선결합되어 상측으로 돌출되도록 설치될 수 있고, 걸림홈(62)의 설치위치와 걸림핀(52)의 설치위치가 서로 일치함으로써, 디스크홀더(50)의 상측에 회전전달부재(60)가 단순적층되는 것만으로도 걸림공과 걸림핀(52)의 맞물림 구조가 형성될 수 있다.
이러한 가동결합구조는 걸림핀(52)과 걸림홈(62)의 위치를 서로 바꾸어 구성하는 것도 가능하다. 즉, 디스크홀더(50)의 둘레를 따라 일정간격으로 오목하게 형성된 걸림홈과, 상기 회전전달부재(60)의 하면에서 하측으로 돌출되도록 둘레를 따라 일정간격으로 설치되고 디스크홀더(50)의 걸림홈에 각각 끼워져 맞물리는 걸림핀을 포함하는 구성으로 변경될 수도 있는 것이다.
도 7의 (b)와 같이, 상기 걸림홈(62)의 내면은 돌출된 구면이나 라운드된 곡면(62a)을 형성하여 상기 걸림핀(52)과 점접촉하도록 한다.
이에 따라, 상기 회전전달부재(60)가 디스크홀더(50)를 회전시 걸림홈(62)의 내면과 걸림핀(52)이 도 7의 “A”부분과 같이 점접촉한 상태에서 상하방향으로 상대적인 이동이 가능하다.
이러한 점접촉의 구조는 디스크홀더(50)가 제2경사축부(61)를 중심으로 도 8과 같이 기울어지는 경사작동시, 걸림핀(52)이 최소한의 마찰력으로 걸림홈(62)의 내면과 접촉한 상태로 상하 이동할 수 있도록 하고, 이는 컨디셔닝 작업하고 있는 연마패드(P) 표면에 높이차가 있는 경우, 연마패드(P)에 컨디셔닝디스크(55)가 밀착할 수 있도록 디스크홀더(50) 및 컨디셔닝디스크(55)의 자유로운 경사작동을 매우 원활하게 할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 컨디셔너가 미소한 높이차 또는 미소한 경사면이 있는 연마표면에 밀착하도록 디스크홀더(50)가 경사진 상태를 도시하고 있다.
경사진 디스크홀더(50)는 스윙운동하는 중에 연마패드(P)의 표면상태에서 따라 경사진 상태에서 제1경사축부(51) 및 제2경사축부(61)를 중심으로 수평상태로 복귀하는 짐벌운동이 자유롭게 이루어질 수 있다.
다음은 도 9 및 도 10을 참조하여 전술한 실시예의 구성에 가압조절부가 더 설치된 구성 및 작용을 설명한다.
상기 가압조절부는 디스크홀더(50)에 외력을 부가하여 컨디셔닝디스크(55)의 컨디셔닝강도를 제1경사축부(51)의 일측편과 타측편에서 서로 차이가 발생하도록 조절하기 위한 것이다.
제1경사축부(51)의 일측편과 타측편은, 각각, 상기 디스크홀더(50)에서, 헤드부(30)가 스윙운동하는 방향을 기준으로 할 때의 스윙운동의 일측과 타측의 방향에 대응하는 일측편과 타측편이다.
도 10에서 스윙아암(20)의 스윙운동방향(S)과, 컨디셔닝디스크(55)의 일측편(D1)과 타측편(D2)의 위치를 표시하고 있다.
상기 가압조절부의 작동을 제어하기 위해 제어부(95)가 설치되고, 제어부(95)는 스윙구동부(10)에 의해 스윙운동을 제어함과 함께 스윙운동에 따른 헤드부(30)의 위치에 따라 가압조절부가 디스크홀더(50)를 가압하는 가압력을 조절한다.
즉, 상기 제어부(95)는 헤드부(30)가 스윙운동에 의해 일측으로 이동시는, 컨디셔닝디스크(55)에서 일측편이 타측편보다 더 연마패드(P)를 가압하도록 가압조절부를 제어하고, 타측으로 이동시는, 컨디셔닝디스크(55)에서 타측편이 일측편보다 더 연마패드(P)를 가압하도록 가압조절부를 제어한다.
이와 같은 제어작용은 도 13과 같은 종래 염마패드(P)의 표면을 보다 균일하게 마모시키기 위한 것이다. 종래의 연마패드(P)는 컨디셔너의 스윙운동의 특성상 에지부와 센터부에서 마모량이 작고 그들의 중간부분에서 마모량이 많아 도 13과 같은 표면의 높이차가 발생한다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 가압조절부는 일측편과 타측편 중 선택적으로 컨디셔닝디스크(55)를 누르는 외력을 부가하도록 디스크홀더(50)의 상측에서 고정된 위치에 설치되는 전자석(91)과, 상기 디스크홀더(50)의 둘레를 따라 일정간격으로 복수개가 설치되고 전자석(91)과의 자력작용에 의해 디스크홀더(50)에 외력이 부가되는 자력작용체(92)를 포함한다.
상기 전자석(91)은 회전축부(70)를 둘러싸는 하우징에 설치되어 고정하되, 일측편전자석(91a)과 타측편전자석(91b)이 일측편과 타측편에 각각 설치된다.
가압조절부가 전자석(91)을 이용하여 디스크홀더(50)를 가압하는 가압력이 조절되므로, 상기 제어부(95)는 전자석(91)의 전류를 제어하여 발생하는 자력의 강도를 조절하고 있다.
상기 자력작용체(92)는 전자석(91)과 척력을 발생시키는 자석인 것이 가장 바람직하다.
전술한 구성에 따라, 헤드부(30)가 스윙운동하는 중에, 제어부(95)는 가압조절부를 제어함으로써, 디스크홀더(50)에 외력을 부가하여 연마패드(P)에 대한 컨디셔닝강도를 제1경사축부(51)의 일측편과 타측편에서 서로 차이가 발생하도록 조절한다.
즉, 헤드부(30)가 스윙운동에 의해 일단측으로 이동시, 디스크홀더(50) 내에서 일측편이 타측편보다 더 가압하도록 일측편전자석(91a)의 전류가 더 높게 제어되고, 타단측으로 이동시는, 디스크홀더(50) 내에서 타측편이 일측편보다 더 가압하도록 타측편전자석(91b)의 전류를 더 높게 제어한다.
도 12를 참고하여 보다 상세히 설명하면, 헤드부(30)가 연마패드(P)의 에지부 근방인 P1의 위치에 접근한 상태에서는 연마패드(P)의 외곽에 더 가까운 일측면이 더 가압될 수 있도록 일측편전자석(91a)의 전류가 가장 높다.
다시 스윙운동에 의해 헤드부(30)가 중간영역인 P2로 이동하는 과정에서는 일측편전자석(91a)의 전류가 점차 감소하여 일측편전자석(91a)과 타측편전자석(91b)의 전류가 동일하게 된다. P2에서의 일측편전자석(91a)과 타측편전자석(91b)의 전류는 모두 0이 되는 것이 바람직하다.
다시 P2를 거쳐 P3인 센터부에 접근하는 과정에서는, 디스크홀더(50) 내에서 타측편이 일측편보다 더 가압되도록 타측편전자석(91b)의 전류가 점차 증가하고, 연마패드(P)의 센터에 가장 가까워진 위치에서 전류가 최대치가 된다.
그 이후, 다시 P3에서 P2로 이동시에는 타측편전자석(91b)의 전류가 점차 감소하면서 P2에서는 타측편전자석(91b)과 일측편전자석(91a)이 동일한 전류가 되되, 바람직하게는 모두 전류값이 0이 된다.
이에 따라, 컨디셔닝디스크(55)는 연마패드(P)의 센터부와 에지부 근처로 가면서 보다 강한 강도로 컨디셔닝가공함으로써, 도 13의 그래프에서 보는 바와 같은 종래 연마패드(P)의 마모불균일을 완화 또는 해소할 수 있고, 연마패드(P)의 표면이 컨디셔닝 작용에 의해 전체적으로 균일하게 마모가 진행될 수 있도록 한다.
본 실시예에 따른 컨디셔너에 의해 컨디셔닝 진행시는, 통상 컨디셔닝디스크(55)와 연마패드(P) 사이의 접촉압력보다 약간 작은 압력이 발생하도록 컨디셔닝디스크(55)를 누르는 실린더의 압력이 조절되는 것이 바람직하다.
이는 본 실시예에 따른 구성의 컨디셔너가 에지부와 센터부 근방에서 종래의 컨디셔너보다 마모량을 증가시키게 되고, 종래의 컨디셔너들이 도 13에서 보는 바와 같이 에지부와 센터부의 중간영역에서 과도한 마모가 발생하고 있으므로, 에지부와 센터부의 중간영역에서는 마모량을 종래보다 줄이고 에지부와 센터부 근방에서 종래보다 약간 늘려, 전체적으로 균일한 마모를 유도할 수 있도록 한다.
이에 따라 연마패드(P)의 평균적인 마모량을 줄여 연마패드(P)의 수명을 연장시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 상기의 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에 있는 일 실시예에 불과하며, 동업계의 통상의 기술자에 있어서는, 본 발명의 기술적인 사상 내에서 다른 변형된 실시가 가능함은 물론이다.
10; 스윙구동부 10a; 스윙축
20; 스윙아암 30; 헤드부
40; 컨디셔닝디스크 43; 회전구동부
50; 디스크홀더 51; 제1경사축부
52; 걸림핀 52a; 뿌리부
54; 나선공 55; 컨디셔닝디스크
60; 회전전달부재 61; 제2경사축부
62; 걸림홈 70; 회전축부
72; 베어링 81; 커버부재
84; 볼트홈 91; 전자석
91a; 일측편전자석 91b; 타측편전자석
95; 제어부

Claims (12)

  1. 중심부의 상면에 제1경사축부(51)가 형성되고 하면에 컨디셔닝디스크(55)가 결합되는 디스크홀더(50)와,
    상기 디스크홀더(50)의 상측에 위치하고 원판디스크의 형상이며, 상기 제1경사축부(51)에 구면접촉 또는 볼접촉에 의해 결합되는 제2경사축부(61)가 하면의 중심부에 설치됨으로써 상기 디스크홀더(50)의 상대적인 경사작동이 가능하도록 하는 회전전달부재(60)와,
    상기 회전전달부재(60)를 회전시키도록 회전전달부재(60)에 결합되는 회전축부(70)와,
    상기 제1경사축부(51) 및 상기 제2경사축부(61)를 중심으로 둘레를 따라 형성되는 것으로서 상기 회전전달부재(60)와 상기 디스크홀더(50)를 결합시키는 가동결합구조를 포함하되,
    상기 가동결합구조는,
    상기 회전전달부재(60)가 상기 디스크홀더(50)를 회전시킴과 함께 상기 회전전달부재(60)에 대하여 상기 디스크홀더(50)의 상기 경사작동이 가능하도록, 홈과 돌기가 맞물려 상하방향으로 서로 상대적인 이동이 가능한 구조로서,
    상기 회전전달부재(60)의 외주면을 따라 일정간격으로 형성되고 중심방향으로 오목한 걸림홈(62)과,
    상기 디스크홀더(50)의 상면에서 상측으로 돌출되도록 둘레를 따라 일정간격으로 설치되고 상기 걸림홈(62)에 각각 끼워져 맞물리는 걸림핀(52)을 포함하고,
    상기 디스크홀더(50)가 상기 회전전달부재(60)에 대하여 경사지는 각도를 제한할 수 있도록, 상기 회전전달부재(60)를 상측에서 덮고, 상기 디스크홀더(50)의 둘레를 따라 상기 디스크홀더(50)에 결합되는 환형의 커버부재(81)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컨디셔너
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 걸림홈(62)의 내면은 돌출된 구면이나 라운드된 곡면을 형성하여 상기 걸림핀(52)과 점접촉하도록 함으로써, 상기 회전전달부재(60)가 상기 디스크홀더(50)를 회전시 상기 걸림홈(62)의 내면과 상기 걸림핀(52)이 점접촉한 상태에서 상하방향으로 상대적인 이동이 가능한 것을 특징으로 하는 컨디셔너
  5. 삭제
  6. 스윙축(10a)을 구비하는 스윙구동부(10)와, 상기 스윙구동부(10)로부터 연마패드(P) 측으로 연장된 스윙아암(20)과, 상기 스윙아암(20)의 단부에 설치되어 상기 스윙구동부(10)의 구동에 의해 스윙(swing)운동하고 상기 연마패드(P)에 대한 컨디셔닝을 수행하는 헤드부(30)를 포함하는 씨엠피장치의 컨디셔너에 있어서,
    상기 헤드부(30)에는
    중심부의 상면에 제1경사축부(51)가 형성되고 하면에 컨디셔닝디스크(55)가 결합되는 디스크홀더(50)와,
    상기 디스크홀더(50)의 상측에 위치하고, 원판디스크의 형상이며, 상기 제1경사축부(51)에 구면접촉 또는 볼접촉에 의해 결합되는 제2경사축부(61)가 하면의 중심부에 설치됨으로써 상기 디스크홀더(50)의 상대적인 경사작동이 가능하도록 하는 회전전달부재(60)와,
    상기 회전전달부재(60)를 회전시키도록 회전전달부재(60)에 결합되는 회전축부(70)와,
    상기 회전축부(70)를 회전시키는 회전구동부(43)와,
    상기 제1경사축부(51) 및 상기 제2경사축부(61)를 중심으로 둘레를 따라 형성되는 것으로서 상기 회전전달부재(60)와 상기 디스크홀더(50)를 결합시키는 가동결합구조를 포함하되,
    상기 가동결합구조는,
    상기 회전전달부재(60)가 상기 디스크홀더(50)를 회전시킴과 함께 상기 회전전달부재(60)에 대하여 상기 디스크홀더(50)의 상기 경사작동이 가능하도록, 홈과 돌기가 맞물려 상하방향으로 서로 상대적인 이동이 가능한 구조로서,
    상기 회전전달부재(60)의 외주면을 따라 일정간격으로 형성되고 중심방향으로 오목한 걸림홈(62)과,
    상기 디스크홀더(50)의 상면에서 상측으로 돌출되도록 둘레를 따라 일정간격으로 설치되고 상기 걸림홈(62)에 각각 끼워져 맞물리는 걸림핀(52)을 포함하고,
    상기 디스크홀더(50)가 상기 회전전달부재(60)에 대하여 경사지는 각도를 제한할 수 있도록, 상기 회전전달부재(60)를 상측에서 덮고, 상기 디스크홀더(50)의 둘레를 따라 상기 디스크홀더(50)에 결합되는 환형의 커버부재(81)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 씨엠피장치의 컨디셔너
  7. 제6항에 있어서,
    상기 걸림홈(62)의 내면은 돌출된 구면이나 라운드된 곡면을 형성하여 상기 걸림핀(52)과 점접촉하도록 함으로써, 상기 회전전달부재(60)가 상기 디스크홀더(50)를 회전시 상기 걸림홈(62)의 내면과 상기 걸림핀(52)이 점접촉한 상태에서 상하방향으로 상대적인 이동이 가능한 것을 특징으로 하는 컨디셔너
  8. 삭제
  9. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 디스크홀더(50)에 외력을 부가하여 상기 컨디셔닝디스크(55)의 컨디셔닝강도를 상기 제1경사축부(51)의 일측편과 타측편에서 서로 차이가 발생하도록 조절하는 가압조절부를 포함하되,
    상기 일측편과 타측편은, 각각,
    상기 디스크홀더(50)에서,
    상기 헤드부(30)가 스윙운동하는 방향을 기준으로 할 때의 일측과 타측의 방향에 대응하는 일측편과 타측편인 것을 특징으로 하는 씨엠피장치의 컨디셔너
  10. 제9항에 있어서,
    상기 가압조절부의 작동을 제어하는 제어부(95)가 설치되고,
    상기 제어부(95)는
    상기 헤드부(30)가 스윙운동에 의해 일단측으로 이동시는, 상기 컨디셔닝디스크(55)에서 일측편이 타측편보다 더 연마패드(P)를 가압하도록 상기 가압조절부를 제어하고, 타단측으로 이동시는, 상기 컨디셔닝디스크(55)에서 타측편이 일측편보다 더 연마패드(P)를 가압하도록 상기 가압조절부를 제어하는 것을 특징으로 하는 씨엠피장치의 컨디셔너
  11. 삭제
  12. 삭제
KR1020180061526A 2018-05-30 2018-05-30 원활한 경사작동이 가능한 씨엠피장치의 컨디셔너 KR102057843B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180061526A KR102057843B1 (ko) 2018-05-30 2018-05-30 원활한 경사작동이 가능한 씨엠피장치의 컨디셔너

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180061526A KR102057843B1 (ko) 2018-05-30 2018-05-30 원활한 경사작동이 가능한 씨엠피장치의 컨디셔너

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190136183A KR20190136183A (ko) 2019-12-10
KR102057843B1 true KR102057843B1 (ko) 2019-12-20

Family

ID=69002479

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180061526A KR102057843B1 (ko) 2018-05-30 2018-05-30 원활한 경사작동이 가능한 씨엠피장치의 컨디셔너

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102057843B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001157960A (ja) 1999-12-02 2001-06-12 Systemseiko Co Ltd 研磨方法および研磨装置並びに軸受装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001157960A (ja) 1999-12-02 2001-06-12 Systemseiko Co Ltd 研磨方法および研磨装置並びに軸受装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190136183A (ko) 2019-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102446908B1 (ko) 연결 기구
TWI537099B (zh) 用於修整研磨墊之裝置，化學機械研磨裝置及方法
KR102260613B1 (ko) 연마 장치
KR20000069686A (ko) 화학 기계 연마용 선형 구동 시스템
JP5931084B2 (ja) 偏心回転軸を有する研磨具
US7854645B2 (en) Method for polishing
TWI644761B (zh) 能夠容易更換平行且對置地安裝的兩個砥石的連續壓縮線彈簧研磨裝置
US6540592B1 (en) Carrier head with reduced moment wear ring
KR102629676B1 (ko) 화학 기계적 연마 장치의 컨디셔너
KR102057843B1 (ko) 원활한 경사작동이 가능한 씨엠피장치의 컨디셔너
CA2627884C (en) Height adjustable drive arrangement for a floor care machine
KR102064855B1 (ko) 연마패드에 대한 가압력 조절이 가능한 씨엠피장치의 컨디셔너
KR101951186B1 (ko) 연마패드의 마모를 균일화시키는 화학기계적 연마장치의 컨디셔너
US20200206867A1 (en) Polishing apparatus and polishing method
TWI734904B (zh) 具有偏心旋轉軸之研磨器具
JP3949583B2 (ja) 無段可変伝動機構の伝動板を製造するための方法および装置
KR101799497B1 (ko) 화학 기계적 연마 장치
JP3517679B2 (ja) 球状物製造装置及び製造方法並びに該装置に用いる研削ホイール及び調整ホイール
KR102668403B1 (ko) 화학 기계적 연마 장치의 컨디셔너
KR102629678B1 (ko) 기판 처리 장치
EP0657248A1 (en) Improved lapping head for rocky materials, particularly for granite slabs
JP2011177872A (ja) 研削装置及び研削方法
CN101287908A (zh) 轴向柱塞式压缩机
JP6520357B2 (ja) 球体研磨装置及び球体研磨方法
JPH03111163A (ja) 球面レンズの研磨装置

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant