專利名稱：表面拋光機械的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種表面拋光機械，更具體地說，涉及這樣一種表面拋光機械，其用于加工盤型工件，如半導體晶片、裝有半導體電路的晶片、磁盤或盤狀工件如玻璃襯底等上的高度平直表面。
在傳統(tǒng)的通過轉動環(huán)狀拋光工具實現(xiàn)的表面拋光中，工件的尺寸自然是受限制的。特別地，這種拋光僅能對直徑小于拋光工具的環(huán)狀拋光工具表面徑向寬度的工件實行，徑向寬度分別是在環(huán)狀拋光工具表面內周和外周的兩點間穿過環(huán)狀拋光工具表面的相同直徑線所測量的距離。
在傳統(tǒng)的如圖6和7所示的結構中，具有預定厚度的環(huán)狀拋光工具102置于轉臺101上。環(huán)狀拋光工具102的外徑D0和轉臺的相同，符號d0指的是環(huán)狀拋光工具的內徑，即，其中形成的中央通孔的直徑。符號W指的是拋光工具102的環(huán)狀拋光工具表面102A的徑向寬度。在圖7所示的結構中，拋光工具表面寬度W由方程W＝(D0-d0)/2表示。
參考標號100代表置于拋光表面102A上的盤型工件，該圓盤形工件100，作為拋光的對象，其直徑D1必須小于拋光工具102的環(huán)狀拋光表面的寬度W。
工件100總是由與工件具有相同直徑的壓力保持板201保持壓向環(huán)狀拋光工具102，從而使工件在拋光中總是受到適當的壓力。在圖6和7的例子中，板201與工件100具有相同的直徑K0。
當拋光工具102轉動時，壓力保持板201與工件100一起旋轉和移動，同時將工件100壓向拋光工具102。參考標號202表示一拋光位置固定機構，用于將壓力保持板201和工件100置于拋光工具表面102A上的預定位置，并將它們固定在那一位置。
在開始拋光工件100時，轉臺101由一驅動電機(未顯示)驅動，并沿箭頭R所指的方向轉動，這樣，置于拋光工具表面102A上的工件100試圖與拋光工具102一起進行旋轉運動，但卻保持在圖7示出的位置，因為，拋光位置固定機構202阻止它進行這樣的轉動。
同時，由于內和外周兩側上拋光工具102的圓周速度之差，工件繞拋光工具表面102A上它的軸沿圖7所示箭頭C的方向轉動，同時受到壓力保持板201的擠壓。因此，在工件和拋光工具表面102A之間產生了磨光動作，從而，工件100被拋光工具102均勻地、高精度地拋光。
隨著拋光工具使用次數的增加，拋光工具被磨損，引起工具的不規(guī)則和粗糙。在這方面，嘗試過使用打磨機來磨削，以從拋光工具表面除去它的組成材料，產生光滑的拋光工具表面，從而可以實現(xiàn)足夠均勻或平整的拋光。
如第7-130688號日本專利KOKAI公開所描述的另一種嘗試是輪流重復地執(zhí)行拋光和擦洗過程以確保拋光總是在潔凈的條件下進行。
在拋光中，通常是通過將研磨液體滴在拋光工具表面部分上，以將其提供到拋光工具表面，或是將其整體地噴射在拋光工具表面。
在上面提供的現(xiàn)有技術例中，要求工件的直徑K0小于拋光工具102的環(huán)形拋光工具表面102A的徑向寬度W。這樣，現(xiàn)有技術的缺點是環(huán)形拋光工具102的直徑變得相當大，因為圓盤形工具的直徑變得更大。
如果拋光是在工件100基本上固定在拋光工具上相同位置的狀況下進行的，拋光通過僅使用拋光工具表面的相應部分來完成。在這種情況下，拋光工具表面很容易刮傷那個部分。
如果使用盤形打磨機來產生平滑拋光工具表面，從而執(zhí)行了具有令人滿意的均勻度的表面拋光，就引出了一個問題，即，由于盤形打磨機的直徑在大部分情況下小于拋光工具表面的寬度，僅有拋光工具表面102A的部分被拋去。
如上所述，圓盤形工件100有時受到拋光和清洗工序，它們輪流重復執(zhí)行，以使總是在清潔狀況下完成拋光。然而，這一技術的問題在于需要更多的步驟，拋光需要很多時間。
如果研磨液體滴在拋光工具表面102A的部分上或如果是噴射在整個工具表面上，研磨液體就會集中在工具表面部分或分散到工具表面的周圍，或擴散到空氣中。這就阻止了研磨液體向工具表面的有效提供。
在另一種已知類型的表面拋光機械中，半導體晶片、磁盤或類似物件的拋光是使用圓盤形拋光工具取代環(huán)形拋光工具來完成的，這在第4-33336，5-69310和5-309559號日本專利申請KOKAI公開中均有說明。
如

圖11所示，這種類型的傳統(tǒng)的表面拋光機械提供有圓盤形拋光工具541，適宜于被旋轉地驅動，并有朝上的加工表面。對于表面拋光，工件542在壓力保持板543的壓力作用下與拋光工具的上表面(拋光工具表面)接觸，而研磨液體544提供給拋光工具表面。
上述傳統(tǒng)的拋光機械存在一個問題，即，工件厚度的均勻性變壞，因為工件內周部分消去的材料小于其外周部分消去的材料，從而使內周部分變得比外周部分厚，如圖12所示。這個問題是由兩個主要因素引起的首先，流入工件加工表面中央部分的研磨液體的量不足，其次，與工件表面中央部分接觸的拋光工具表面的中央部分與拋光工具表面的其它部分相比，受到嚴重的磨損和刨削。
本發(fā)明的一個目的是提供具有較小尺寸的表面拋光機械，能夠完成高精度的拋光。
本發(fā)明的另一目的是提供一表面拋光機械，能夠拋光大直徑的工具，具有優(yōu)良的均勻性或平滑性。
根據本發(fā)明的一個方面，提供了一種表面拋光機械，它包括具有環(huán)形拋光工具表面的環(huán)形拋光工具，適宜于被轉動地驅動；圓盤形加壓元件，置于環(huán)形拋光工具上的工件上，并隨之一起移動，用于均勻地將工件壓向環(huán)形拋光工具；一拋光位置固定機構，用于通過阻止工件和圓盤形加壓元件與環(huán)形拋光工具一起移動來使它們保持在預定的拋光位置，同時，當環(huán)形拋光工具轉動時，允許工件和圓盤形加壓元件轉動。環(huán)形拋光工具的外徑設置為一個值，該值大于拋光工具表面上的工件的外接圓的直徑，小于工件外接圓直徑的兩倍。
在本發(fā)明中，當表面拋光機械操作時，環(huán)形拋光工具沿圖1中所示方向A轉動，如上述現(xiàn)有技術例。此時，置于拋光工具表面上的工件和圓盤形加壓元件試圖沿與拋光工具相同的方向轉動。然而，這樣的旋轉移動被拋光位置固定機構阻止，使得工件和加壓元件保持在圖1所示的預定位置。這樣，在工件和拋光工具表面之間產生了適當的磨擦。而且，工件由于拋光工具內、外徑兩側的圓周速度之差而沿其軸轉動，因此，既使工件的直徑大于環(huán)形拋光工具表面的徑向寬度，工件上突出到拋光工具表面的部分會與拋光工具表面接觸并產生磨擦，從而在整個工件上完成了平滑的拋光。
即，根據本發(fā)明，即使工件的直徑大于拋光工具表面的徑向寬度，工件也能得到有效拋光。這樣，本發(fā)明的拋光機械的優(yōu)點在于它的總體尺寸能小型化。
在本發(fā)明中，優(yōu)選地，拋光位置固定機構具有拋光位置可變設置功能，以便于可變地將工件和圓盤形加壓元件的旋轉中央設置在環(huán)形拋光工具的拋光工具表面上的任意位置，并將它們固定在那個位置。
根據這一優(yōu)選結構，工件和加壓元件可置于拋光工具表面上任意位置，這樣，每個獨立工件的最優(yōu)拋光位置可根據工件的大小等得到。在拋光過程中，由于工件在需要時可通過可變地設置拋光位置而被轉動，拋光機械的優(yōu)點在于它對各種大小的拋光工件具有較大的適應性。
最好，拋光位置固定機構具有工件形心位置設置功能，以使工件的形心位置與環(huán)形拋光工具和工件接觸區(qū)域的中央位置一致。
根據該優(yōu)選的結構，工件加工表面和拋光工具表面間的接觸面積大，使得在穩(wěn)定狀態(tài)下，能夠連續(xù)地執(zhí)行精確有效的拋光。即，該結構的優(yōu)越性在于拋光效率得以提高。
為獲得拋光位置可變設置功能或工件形心位置設置功能，拋光位置固定機構優(yōu)選包括臂元件，置于環(huán)形拋光工具的拋光工具表面之上；固定到臂元件上以與它們一起移動并用于支撐工件的外圓周表面的支撐輥子；驅動機構部分，用于移動臂元件；控制部分，用于傳動地控制驅動機構部分。
在本發(fā)明和上述兩個優(yōu)選的結構中，優(yōu)選地，表面拋光機械還包括圓盤形打磨機，置于環(huán)形拋光工具的拋光工具表面上，沿環(huán)形拋光工具的旋轉方向看是位于工件上游的一位置。圓盤形打磨機的直徑大于環(huán)形拋光工具表面的徑向寬度，用于打磨拋光工具表面。
這個優(yōu)選結構使得可以阻止拋光工具的拋光工具表面不被刨削，從而總是提供新的拋光工具表面，因此，可以有效地繼續(xù)進行工件的拋光操作。
優(yōu)選地，拋光機械還包括研磨液體供應機構，置于環(huán)形拋光工具的拋光表面上，與其相距一預定距離，并位于環(huán)形拋光工具旋轉方向上的工件的上游側，研磨液體供應機構具有多個液體噴嘴，用于向環(huán)形拋光工具的拋光工具表面提供研磨液體；研磨液體抽吸機構，置于環(huán)形拋光工具的拋光工具表面上、并位于環(huán)形拋光工具的旋轉方向上的工件的下游位置，用于從拋光工具表面抽吸并收集用過的研磨液體。
對于該優(yōu)選結構，所用的研磨液體無法停留在拋光工具表面，因此，對于拋光來說，預期的加工條件總能滿足。該結構的優(yōu)點在于精確拋光可持續(xù)很長時間。
在該發(fā)明中，優(yōu)選地，拋光機械還包括研磨液體供應機構，置于環(huán)形拋光工具的拋光表面上，并位于環(huán)形拋光工具旋轉方向在工件的上游側，用于向環(huán)形拋光工具的拋光工具表面提供研磨液體；和研磨液體抽吸機構，置于環(huán)形拋光工具的拋光工具表面上，并位于環(huán)形拋光工具的旋轉方向上的工件的下游位置，用于從拋光工具表面抽吸并收集用過的研磨液體。
對于該結構，研磨液體用于恢復圓盤形打磨機的鋒利，當拋光工具被連續(xù)地用于拋光時，可以有效抑制環(huán)形拋光工具表面的拋光能力隨時間流逝產生的老化。
更為優(yōu)選的是，研磨液體抽吸機構沿環(huán)形拋光工具的拋光工具表面的寬度方向上沿伸，研磨液體抽吸機構的研磨液體抽吸表面面對環(huán)形拋光工具的拋光工具表面，形成了多個研磨液體抽吸孔，它們中的許多形成于研磨液體抽吸機構的研磨液體抽吸表面的內、外徑側區(qū)。
對于該結構，所用的研磨液體可以有效地收集，因此，拋光工具表面的拋光能力可令人滿意地維持。
優(yōu)選地，研磨液體抽吸機構的研磨液體抽吸表面的兩端部提供有多個與外部空氣相通的淺槽。
該優(yōu)選結構的優(yōu)點在于拋光工具表面上使用過的研磨液體可以更為有效地收集。
優(yōu)選地，表面拋光機械還包括研磨液體收集槽，其剖面形成為U型，適宜于與環(huán)形拋光工具一起轉動，研磨液體收集槽有一突出部分，朝向環(huán)形拋光工具的外圓周部分，并距之有一預定的距離；研磨液體回收機構，附接于研磨液體收集槽，用于抽吸收集于研磨液體收集槽的研磨液體并將收集的研磨液體輸送到外側。
對于該優(yōu)選結構，易于從拋光工具表面擴散的研磨液體可有效地回收，這樣，拋光機構的周圍可避免被研磨液體污染。
優(yōu)選地，表面拋光機械還包括再循環(huán)單元，用于再循環(huán)由研磨液體抽吸機構抽吸和回收的研磨液體，并用于將它們傳輸到研磨液體供應機構。
對于這一結構，研磨液體可被回收再利用，因此，研磨液體的消耗量降低了。這種結構實現(xiàn)了拋光操作的產量的提高。
根據本發(fā)明的另一方面，提供了一種表面拋光機械，它包括具有拋光工具面的拋光工具，適宜于被轉動地驅動；加壓元件，用于將置于拋光工具的拋光工具面上的工件壓向拋光工具面；拋光位置固定機構，用于將工件保持在預定的拋光位置，同時當拋光工具轉動時，允許工件轉動；和研磨液體供應機構，用于向環(huán)形拋光工具的拋光工具表面提供研磨液體。拋光工具面形成有與拋光工具的旋轉中心同軸的環(huán)形溝槽，環(huán)形溝槽延伸穿過置于拋光工具的拋光表面上的工件的旋轉中心。
根據上述本發(fā)明的表面拋光機械，研磨液體可通過形成于拋光工具面中的環(huán)形溝槽提供給工件的中央部分，而不會引起研磨液體的過量或不足供應，從而，穿過工件的旋轉中央，而且，由工件和拋光工具間的壓力接觸而引起的拋光工具的彈性變形，由環(huán)形溝槽來緩和，使得減少拋光工具中央部分的磨損和刨削成為可能。結果，工件的加工表面的內部圓周部分可以象外部圓周部分那樣適當地加工，從而可在大直徑工件上加工足夠平坦的表面。
優(yōu)選地，形成于拋光工具的拋光工具面中的環(huán)形溝槽包括單個凹槽或一組凹槽，該組凹槽相互間沿拋光工具的徑向方向上有一小的間距。
對于該優(yōu)選結構，研磨液體可以提供給整個加工面，包括穿過由單個凹槽或一組凹槽構成的環(huán)形溝槽的工件的中央部分。
優(yōu)選地，拋光工具的拋光表面至少形成有一個徑向槽，它沿徑向向拋光工具的外周延伸，并與形成于拋光工具面中的環(huán)形溝槽相通。
對此結構，由拋光產生的碎屑可在流過的研磨液體幫助下，通過形成于拋光工具面的環(huán)形溝槽和徑向溝槽從拋光工具面排出。
優(yōu)選地，表面拋光機械還包括搖擺機構，用于使工件在比環(huán)形溝槽的整體寬度更寬的搖擺寬度范圍在拋光工具的拋光工具面上搖擺。
對于該優(yōu)選結構，工件的加工表面的中央部分可通過在拋光工具面上搖擺或傾斜地(angularly)移動工件而被拋光，具有類似于在加工面的外圍部分可達到的令人滿意的均勻性或平滑性。
優(yōu)選地，拋光工具的拋光工具面由環(huán)形溝槽分成內部圓周部分，外部圓周部分，和環(huán)形溝槽部分。研磨液體供應機構提供有多個噴嘴，以分別向拋光工具面的內部圓周部分、外部圓周部分和環(huán)形溝槽部分提供研磨液體。
對此結構，研磨液體可適當地提供給拋光工具面的各部分，從而使研磨液體可均勻地提供給工件的整個加工表面，確保工件的拋光具有足夠的均勻性。
優(yōu)選地，拋光工具包含漆酚樹酯，作為其組成部分。
對此結構，在工件和由漆酚樹酯制成的拋光工具之間產生大的磨擦，從而可獲得更大的拋光率。
優(yōu)選地，表面拋光機械還包括一打磨機，置于拋光工具的拋光工具面上，并位于拋光工具的旋轉方向上的工件上游的一個位置，該打磨機有一打磨區(qū)域，它的長度大于拋光工具面的半徑，覆蓋了拋光工具面的整個徑向寬度。打磨機包括滾錐形打磨機或是圓盤形打磨機，滾錐形打磨機的直徑向拋光工具的外周方向增加，圓盤形打磨機適宜于沿拋光工具的徑向方向往復運動。
對此結構，整個拋光工具面可由打磨機進行打磨，打磨機的打磨區(qū)長度大于拋光工具面的半徑。
優(yōu)選地，表面拋光機械還包括研磨液體抽吸機構，置于沿拋光工具旋轉方向上打磨機上游方向的一個位置。研磨液體供應機構的位置與打磨機的位置相對于拋光工具的直徑線對稱。研磨液體抽吸機構的抽吸區(qū)域的長度大于拋光工具的拋光工具面的半徑，以覆蓋拋光工具面的整個徑向寬度。
對此結構，通過抽吸和移去用過的研磨液體和碎削，可以穩(wěn)定的方式來完成拋光。
圖1是根據本發(fā)明第一實施例的表面拋光機械的平面簡圖；圖2是一局部省略的垂直剖面簡圖，顯示了圖1所示的拋光機械；圖3示出了圖1所示的環(huán)形拋光工具和工件的大小間的關系，并示出了拋光時它們的位置關系；圖4通過實例示出了圖1所示的研磨液體抽吸機構的研磨液體抽吸表面；圖5是根據本發(fā)明第二實施例的表面拋光機械的平面簡圖；圖6是一側視圖，示出了傳統(tǒng)的表面拋光機械；圖7是圖6所示的拋光機械的平面簡圖；圖8是根據本發(fā)明第三實施例的表面拋光機械的平面簡圖；圖9是圖8所示的表面拋光機械的側視圖；圖10是根據本發(fā)明第四實施例的表面拋光機械的平面圖；圖11是側視圖，示出了傳統(tǒng)的表面拋光機械；和圖12示出了圖11所示的傳統(tǒng)拋光機械拋光的工件的剖面形狀。
參考圖1-4，描述根據本發(fā)明的第1實施例的表面拋光機械。
在圖1和2中，參考標號1表示拋光機械的外殼，1A表示外殼1的上底。轉臺4置于上底1A的中央部分，具有形成為環(huán)形的拋光工具面2A，以水平位置布置，構成水平機械面。
拋光工具2的拋光工具面2A的布置使圓盤形工件10置于其上，工件的加工表面受到拋光。在拋光中，工件10由置于工件上的圓盤形加壓元件11均勻地壓向拋光工具2，使得工件10的加工表面可被均勻、精確地拋光。
在本實施例中，如圖1和2所示，圓盤形加壓元件11的直徑與工件10的直徑D10相同，用于在自身的重量下，將工件10壓向拋光工件2。加壓元件11可很容易地與工件10安裝到一起，并能很容易地從其上拆除，從而提高可維護性。
至于圓盤形加壓元件11，只要它能均勻地將工件壓向環(huán)形拋光工具，它的直徑可以不周于工件10的直徑D10。盡管圖1和2所示的加壓元件11設計為使用自身的重量將工件10壓向拋光工具2，能以其它方式(例如，強制加壓)實現(xiàn)相同加壓功能的其它加壓元件也可采用?？墒褂貌皇潜P形的加壓元件取代圓盤形加壓元件11。
拋光位置固定機械13置于拋光工具2上方，并位于拋光工具2的旋轉方向A上工件10下游的位置。在拋光工具2啟動，開始它的旋轉運動時，固定機械13實現(xiàn)了拋光位置固定功能，以允許工件10和加壓元件11轉動，同時阻止它們與拋光工具2一起移動，從而將工件和加壓元件保持在預定的拋光位置。
更具體地，拋光位置固定機械13至少包含兩個支撐輥子13A和13B，它們安裝在置于拋光工具的拋光工具表面上方的臂元件13C上。臂元件13C形成有兩個彼此獨立的凸臺，在臂元件的長度方向上間隔預定的距離。支撐輥子由臂元件的凸臺可轉動地支撐，以支撐置于拋光工具上的工件10的外圓周面。臂元件13C的側端部分由外殼1通過可延伸的驅動機構部分13D夾持。
驅動機構部分13D具有往復移動功能，即，在需要時，可沿臂元件伸展的方向伸展和收縮臂元件13C。參考標號13E表示操作控制部分，用于控制可伸展驅動機構部分13D的操作。
對此結構，臂元件13C的往復移動位置(有效長度)可改變，從而可改變相對于拋光工具2的兩個支撐輥子13A和13B的位置，從而選擇拋光工具的拋光工具面2A上工件10的最佳拋光位置。
換句話說，基于可伸展的驅動機構部分13D的伸張和收縮動作，拋光位置固定機構13能夠可變地設置工件10和加壓元件11的轉動中心P10為拋光工具2的拋光工具面2A上的任意位置，并能將它們固定在那一位置，從而實現(xiàn)拋光位置可變設置功能。
對于此結構，可確實阻止當工具面的同一部分重復用于大量工件的拋光中時引起的拋光工具2A的不平衡的磨損。
拋光位置固定機械被設計為通過控制部分13E來控制驅動機構部分13D的動作，以實現(xiàn)工件形心位置設置功能，使工件10的形心P10與環(huán)形拋光工具2與工件10接觸區(qū)域的中央位置(形心)Ps一致。
實驗數據表明，如果在環(huán)形拋光工具2和工件10間的接觸面積的中央位置與工件的形心位置P10一致的狀況下進行拋光的話，可以穩(wěn)定地持續(xù)有效的拋光。
圓盤形打磨機14從環(huán)形拋光工具2的旋轉方向看，位于工件的上游側，與環(huán)形拋光工具的拋光工具面接觸。圓盤形打磨機14的直徑稍大于環(huán)形拋光工具面2A的徑向寬度W。打磨機14與一小巧的驅動電機14A一起安裝到從外殼1伸出的臂型夾持元件14B上，用于由驅動電機14A可轉動地驅動。
由于圓盤形打磨機14的存在，拋光工具2的拋光工具面2A不會受到刨削，因而總能提供新的拋光工具面，為此，拋光操作可平滑地執(zhí)行而不會隨時間的流逝降低拋光的效率。
研磨液體供應機構15置于環(huán)形拋光工具2的拋光工具面2A之上，距其一預定的距離。液體供應機構15提供有多個液體噴嘴15A，用于向拋光工具面2A的整個徑向寬度W供應研磨液體。而且，提供了研磨液體抽吸機構16，用于當拋光工具轉動時，從拋光工具面2A的整個寬度W上抽吸和收集用于拋光的研磨液體。
研磨液體供應機構15置于沿環(huán)形拋光工具2的旋轉方向A上的工件10的上游，接近工件10。另一方面，研磨液體抽吸機構16置于沿環(huán)形拋光工具2的旋轉方向A上，位于打磨機14的下游一位置，接近圓盤形打磨機14。
對此結構，噴到工件10的上游的拋光工具面2A的一部分的研磨液體，穿過工件10和圓盤形打磨機14，被研磨液體抽吸機構16抽吸。
同時，對于沒有提供圓盤形打磨機14的結構，研磨液體抽吸機構16可置于拋光工具2的旋轉方向A上工件10的下游。
在本發(fā)明中，研磨液體抽吸機構16沿環(huán)形拋光工具2的拋光工具面2A的徑向寬度延伸。如圖4所示，研磨液體抽吸機構16在其研磨液體抽吸面正對拋光工具2的拋光工具面2A處，提供有多個研磨液體抽吸孔16A。這些形成于液體抽吸機構16的研磨液體抽吸面的內、外徑區(qū)域S1和S2的孔16A在數量上大于形成于其中央區(qū)域的孔。結果，在拋光期間，所用的易于停留在拋光工具面2A的內、外徑側區(qū)域的研磨液體可從其上有效地抽吸。
如圖4所示，與環(huán)境空氣相通的多個淺槽16B提供于研磨液體抽吸面的兩端部，面向研磨液體抽吸機構16的拋光工具面2A，從而使用過的研磨液體很容易被液體抽吸機構16抽吸。
下面將詳細描述環(huán)形拋光工具2。
在該實施例中，如圖3所示，環(huán)形拋光工具2的外徑D2被設置為大于圓盤形工件10的直徑K2(一般地，工件的外接圓的直徑)且小于工件直徑K2的兩倍的一個值。對于非圓盤形的工件，工件的直徑(外接圓直徑)是由當工件在拋光工具面上繞工件與拋光工具面間的接觸面的中心點旋轉時，由工件的最外部畫出的圓盤形軌道的直徑來表示的。
當環(huán)形拋光工具用于-12英寸晶片(外徑300mm)用作圓盤形工件10的情況下，例如(參考圖3)，拋光工具的外徑D2為480mm，內徑d2為120mm，在這種情況下，工件10的旋轉中心P10(即，工件10與環(huán)形拋光工具2間接觸面積的形心(平均中心位置)PS離拋光工具的中心P2為130mm(＝E)另一方面，圖6和7所示的是一傳統(tǒng)環(huán)形拋光工具102。當用于直徑K0為300mm的晶片時，要求環(huán)形拋光工具面102A的徑向寬度W大于300mm，內部直徑大于120mm。這表明傳統(tǒng)的拋光工具102在外徑上大于720mm。
如上所述，該實施例的環(huán)形拋光工具在大小上是很緊湊的，它的外徑是傳統(tǒng)拋光工具的一半。由于面積比率的變化與直徑比率的平方成反比，在相同的工件直徑的條件下，該實施例的拋光工具的面積約為傳統(tǒng)工具的一半。
在使用環(huán)形拋光工具2時，在工件不旋轉的情況下，工件10相應于環(huán)形拋光工具2的內徑部分d2的那部分不能被滿意地拋光，即使拋光工具2的外徑大于工件10的直徑K2也是如此，如圖3所示。
然而，由于工件10在被固定在拋光工具面2A上的預定位置的同時，隨著拋光工具的轉動，繞其在拋光工具面2A上的軸轉動，確保拋光是在工件10的整個加工表面上進行的。
為此，只要環(huán)形拋光工具2的外徑D2大于工件直徑K2，環(huán)形拋光工具面2A的徑向寬度W可設置為一小于工件10的直徑K2的值，在非圓盤形工件的情況下，如上所述，工件直徑D2是由工件的外接圓的直徑來表示的，即，當工件在拋光工具上轉動時，由工件產生的圓盤形軌道的直徑。
圖1和2所示的圓盤形打磨機14的直徑，例如200mm，大于拋光工具面2A的寬度W，如180mm。這樣，打磨是在整個拋光工具面2A上進行的，從而工件10可通過這樣打磨的拋光工具面2A拋光。
為提供具有有效打磨能力的打磨機，同時降低整體成本，少量的天然鉆石顆粒(顆粒大小為150微米)，盡管造價高，但具有高摩擦阻力并能夠鋒利地打磨拋光工具面2A，與大量的人造鉆石顆粒(100微米)(造價低，且能用于打磨到一定程度，盡管它們易于磨損)一起嵌入圓盤形打磨機14的工具面?zhèn)?。合成的打磨機14具有優(yōu)秀的性能/價格比，并能有效打磨。而且由于當環(huán)形拋光工具11轉動時，工具面受到打磨，提供了清潔的拋光工具面2A.。
為避免打磨機14的損壞，研磨液體抽吸機構16的研磨液體抽吸面的外部圓周部分被修正(半徑2mm)。
研磨液體抽吸面形成有研磨液體抽吸孔(直徑約為1mm)16A，以這樣一種方式，使朝向研磨液體易于停留的拋光工具面2A的內部和外部圓周部分的研磨液體抽吸面的每個內、外徑區(qū)域S1和S2上形成的液體抽吸孔在數目上比那些形成于其中央部分得要多三倍。
結果，總是有干凈的研磨液體提供到置于拋光工具面2A上的工件10上，從而使表面拋光總能在清潔的條件下進行，而不會被異物所影響，否則可能會有異物聚集在工具面上。
參考標號21表示具有U型剖面的研磨液體收集槽，環(huán)繞著外部和內部圓周面和環(huán)形拋光工具2的底面。
研磨液體收集槽21提供有環(huán)形突起部分21A，它面對環(huán)形拋光工具2的外部圓周并隔有預定的距離。液體收集槽21具有回收研磨液體的功能，研磨液體在受到離心力時易于從拋光機械的外側分開。液體收集槽21與環(huán)形拋光工具2的同軸，一體形成，適宜于與其一起轉動。
研磨液體回收機構22附接于液體收集槽21，安裝在外殼1上。液體回收機構22用于吸收液體收集槽21中收集的研磨液體，并將收集的研磨液體排到外部?；厥諜C構22的末端部分用作液體抽吸部分，延伸到液體收集槽21的內部底部。
對于此結構，在工件10的拋光過程中，研磨液體有液體收集槽21和液體回收機構22的功能平滑的回收，而不會擴散到外部。結果，大部分用過的研磨液體和碎屑都能有效地回收。
由液體抽吸和回收機構16和22抽吸和回收的研磨液體，通過再生循環(huán)單元31循環(huán)，提供給研磨液體供應機構15。
如圖2所示，再生循環(huán)單元31包括液體回收管道33，它提供有抽吸側的泵32；研磨液體再生槽34A、34B、和34C，具有三段沉降槽，其中由液體回收管道33回收的研磨液體受到過濾，同時從最上游的沉降槽34A流到中間槽34B并從槽34B到最下游的槽34C。單元31還包括液體再供應管道36，它配有供應側的泵35，用于從槽34C抽吸澄清的液體并用于將該液體輸送到液體供應機構15。
除液體回收管道33和液體再供應管道36之外，再生循環(huán)單元31提供在外殼1的較低部位(低于上層部分1A)。
對于此結構，研磨液體與異物(如碎屑)通過研磨液體抽吸和回收機構16、22從拋光工具面2A回收并輸送到液體再生槽34A、34B、和34C，以循環(huán)使用。
供應側的泵35的輸送能力約為每分鐘100cc，其外側提供有過濾器35A，它有50微米網眼和5微米的網眼，從而實現(xiàn)將再液體再生槽34A、34B、和34C中未移去的異物去除的功能。
在槽34A、34B和34C中循環(huán)的研磨液體被吸入到移去精細顆粒的供應側的泵35，接著通過液體再供應管道36(圖2)和再供應管道36E(圖1)被輸送到液體供應機構。
接著，將描述本實施例的拋光機械的操作。
工件10和加壓元件11置于拋光工具的拋光工具面2A上之后，如圖1和2所示，拋光機械開始操作。結果，拋光工具2沿圖1所示方向A轉動。盡管拋光工具面2A上的工件10和加壓元件11也試圖與拋光工具同方向轉動，這樣的旋轉動作被拋光位置固定機構13阻止，從而它們保持在圖1示出的預定位置。
結果，在工件10的加工面和拋光工具的拋光工具面2A之間產生了預定的磨擦。由于在拋光工具面2A的內徑側和外徑側的圓周速率之差，在工具面的內、外徑兩側產生的磨擦力的大小互不相同。由于這一磨擦力的差的存在，工件10沿圖1所示方向C繞拋光工具面2A上的軸轉動。符號P10指示工件10的旋轉中心。
在工件直徑D2大于環(huán)形拋光工具面2A的徑向寬度W的情況下，工件的一部分伸出到拋光工具面。當工件10轉動時，工件的整個加工面，包括伸出的部分，與拋光工具面2A接觸并磨擦，從而在工件10的整個加工面上完成平滑拋光。即，對此實施例，即使工件直徑D2大于拋光工具面2A的徑向寬度W，工件10仍能有效地拋光。這樣，拋光機械在整體尺寸上是很緊湊的。
如上所述，工件10的拋光位置受到拋光位置固定機構13的限制，同時，在控制部分10C的控制下移動(以固定的間隔搖擺或往復)。
在拋光機械的操作開始時，打磨機14和用于驅動打磨機的小巧電機14A開始操作，同時啟動了液體抽吸機構16、液體回收機構22、和再生循環(huán)單元31的操作。
結果，拋光工具面2A總是被打磨機14打磨，同時新鮮的研磨液體總是能通過液體抽吸機構15、液體回收機構22和再生循環(huán)單元31的功能供應到拋光工具面2A。
為此，能平滑地持續(xù)精確的拋光過程，而不會引起拋光工具面2A隨時間的流逝而產生的不期望的刨削。
下面是關于該實施例的拋光機械的實驗結果。
在實驗中，由二氧化硅膜形成的300mm外徑的晶片(12英寸晶片)受到拋光，所用的環(huán)行拋光工具11由聚氨酯制成，外徑是480mm，內徑是120mm，一起使用的研磨液體包含顆粒大小為100埃的膠體硅。實驗進行了5分鐘，條件是拋光工具以24rpm的旋轉速度旋轉，晶片被施加了每平方厘米600克的壓力，由具有40mm搖擺寬度的拋光位置固定機構13搖擺。
當對12英寸晶片的拋光量為15000±500埃時，均勻度是±3％。這個結果表明盡管拋光機械的大小很緊湊(拋光工具的面積約為傳統(tǒng)的一半)，它仍能夠對大直徑的晶片完成高精度的拋光。
接著將參考圖5描述根據本發(fā)明第二實施例的表面拋光機械。
第二實施例的特征在于它包含圓盤形打磨機14和驅動機構，它們在結構上不同于圖1-4所示的打磨機14和驅動機構。
參考圖5，圓盤形打磨機24的直徑較小(例如，外徑為75mm)。具體地說，打磨機24的直徑小于拋光工具面2A的徑向寬度。與小驅動電機24A形成為一體的打磨機24安裝到沿拋光工具徑向伸出的臂元件24B上。打磨機24適用于當由往復運動機構(包括電機24A)驅動時，在預定范圍內在臂元件24B上進行往復運動。例如，往復運動機構包括齒條和齒輪部分，它包括形成于電機24A的輸出軸上的齒輪和形成于臂元件24B中的齒條(齒槽)篩眼。
在往復運動中，由電機24A驅動的打磨機24響應于從安裝在臂元件24B的兩末端的微開關24C和24D發(fā)出的反向信號，在控制裝置(未示出)的控制下進行反向運動。
另一方面，圖5的拋光機械在結構上與圖1-4所示的機械相同。圖5的拋光機械實現(xiàn)了由圖1-4的拋光機械所實現(xiàn)的相同的功能與優(yōu)點。
下面是關于圖5所示的第二實施例的拋光機械的實驗結果。該實驗是在與第一實施例相同的條件下進行的。當對12英寸晶片進行15000±600埃的拋光量時，均勻度是±4％。這表明使用這種大小緊密的實施例的拋光機械可對這種大直徑的晶片進行高精度的拋光。
下面，參考圖8和9描述根據本發(fā)明第三實施例的表面拋光機械。
該實施例的拋光機械的特征在于它包含形成為盤型的拋光工具并具有形成為環(huán)行槽的拋光工具面。
在圖8和9中，具有朝上的加工面的圓盤形拋光工具302可旋轉地安裝在表面拋光機械的基底(外殼)301的外框架301A上，適應于由電機303沿箭頭A的方向(從上看為逆時針方向)旋轉地驅動。拋光工具302由包含漆酚樹酯的組成材料制成，具有在加壓保持板(加壓元件)311的壓力下與工件301接觸的加工面或拋光工具面。
拋光工具302的加工面形成有與拋光工具的旋轉中心同軸的環(huán)行溝槽302B。該實施例的環(huán)行溝槽302B由單個凹槽組成，例如槽深1mm，寬10mm，溝槽302B的半徑(徑向長度)等于拋光工具302的旋轉中心和置于其上的工件310的旋轉中心間的距離，從而使環(huán)行溝槽302B穿過工件310的旋轉中心。拋光工具302的拋光工具面形成有多個徑向槽302C，它們環(huán)繞拋光工具，相互隔開。每個徑向槽302C例如深1mm，寬2mm，其內端與環(huán)行溝槽302B相通，并向拋光工具302的外周徑向延伸。
置于拋光工具302的加工面上的加壓夾板311和工件310適宜于繞其自己的軸旋轉，同時由一對支撐輥子313A，313B支撐，它們反過來由沿拋光工具旋轉方向A上置于工件310下游的水平框架(臂元件)313C支撐。支撐輥子313A、313B由柱體313D往復運動以引起由輥子支撐的工件310沿平行于拋光工具的徑向線(直徑線)方向在拋光工具302上進行往復運動。
元件313A-313D用作拋光位置固定機構，用于將工件310保持在預定的拋光位置，同時，當拋光工具302轉動時，允許工件轉動，它還用作搖擺機構，用于引起工件310在拋光工具的拋光工具面302A上在大于環(huán)形溝槽302B的整個寬度的搖擺寬度范圍內擺動。
研磨液體抽吸裝置316置于拋光工具302的加工面上，隔有一個小縫(小于1mm)。抽吸裝置316置于拋光工具302的旋轉方向上工件310的下游。抽吸裝置316由平行六面體盒子組成，用于從形成于平行六面體的底面(研磨液體抽吸面)中的小直徑孔抽吸拋光工具302的加工面上的研磨液體，以回收研磨液體。滾錐型打磨機314的直徑向沿平行于拋光工具302的徑向線(直徑線)延伸的拋光工具的外部圓周方向增加，并與液體抽吸裝置316關于拋光工具的徑向線(直徑線)對稱。滾錐型打磨機314由電機314A可轉動地驅動，同時與拋光工具302接觸。
提供了研磨液體供應裝置315，它包含噴嘴315A，用于向拋光工具的加工面的內、外部分和環(huán)形溝槽部分提供研磨液體，這些部分由環(huán)形溝槽302B相互分開。液體供應裝置315置于沿從拋光工具302的旋轉方向上看工件310的上游。打磨機314置于拋光工具302的旋轉方向上工件310的上游。液體抽吸裝置316置于打磨機314和液體供應裝置315之間。這些裝置315，316和打磨機314由基底301支撐。這些元件314-316的每個都都有自己的液體供應區(qū)、液體抽吸區(qū)、或打磨區(qū)域，它的長度大于拋光工具302的半徑，從而覆蓋了拋光工具302A的整個徑向寬度，即，連接拋光工具的旋轉中心和其外周的一個點的線段的整個長度。
研磨液體抽吸裝置316的研磨液體抽吸面朝向拋光工具302并形成有研磨液體抽吸孔(相應于圖4中的那些孔，它們的直徑例如為1mm數量級)。這些液體抽吸孔形成于研磨液體抽吸面的內、外部分，在數量上比那些形成于其中央部分的孔多三倍。而且，研磨液體抽吸面的外圓周部分形成有多個淺槽(相應于圖4中所示)，每個淺槽的深度小于1mm。研磨液體抽吸面的外圓周部分(在此研磨液體供應裝置315朝向拋光工具302)被圓整(半徑為2mm)。打磨機314是由天然鉆石顆粒(直徑150微米)和人造鉆石顆粒(直徑100微米)的混合物制成，混合物形成為滾錐形。
如圖9所示，再生循環(huán)單元331(相應于圖2的單元31)置于基底301的上框架301A之下，其中單元331用于循環(huán)由液體抽吸裝置316抽吸并回收的研磨液體并將它提供給液體供應裝置315。再生循環(huán)單元331包括研磨液體槽334和過濾器335A。研磨液體槽334提供有多段(示例中為三段)沉降槽334A、334B、和334C，具有從研磨液體移去異物的沉降和過濾功能，并有不同的間壁高度，允許液體從最上游的槽334A溢流到中間槽334B和到最下游側的槽334C。
液體抽吸裝置316通過管道332的上游側部分(其中提供有泵25)連接到最上游的槽334A，而液體供應裝置315通過管道336的下游側部分(其中置有泵335和過濾器335A)連接到最下游側的槽334C。抽吸側的泵332具有足夠大的容量，用于從液體抽吸裝置316抽吸研磨液體與空氣。供應側的泵335有能力以每分鐘約100cc的流率供應研磨液體。過濾器335A提供有兩段篩眼，尺寸分別為50微米和5微米，用于移去在沉降槽334A、334B、334C中未移去的異物顆粒。
下面，將描述本實施例的表面拋光機械的操作。
拋光工具302開始加工后，研磨液體從液體供應裝置315供應給加工面。提供到工件310上游位置處的加工面的研磨液體隨拋光工具302的旋轉到達工件要加工的部位。由于拋光工具和工件的旋轉，在它們之間產生了磨擦，工件受到拋光。環(huán)形溝槽302B(例如由1mm深10mm寬的單個凹槽組成)提供于拋光工具的徑向位置，相應于工件的旋轉中心。而且，徑向槽302C(1mm深，2mm寬)與環(huán)形溝槽302B溝通。這樣，研磨液體從噴嘴315A提供到工件310的中央部分，而不會造成供應過量或不足。而且，由工件310和拋光工具302間的加壓接觸引起的拋光工具的彈性變形在面向環(huán)形溝槽302B的一位置處減輕，從而減小了合應力，使得減小拋光工具302的中央部分的磨損和刨削成為可能。
當拋光工具受到置于研磨液體流下游的滾錐形打磨機314的打磨時，用于拋光和通過工件的研磨液體從拋光工具302的表面離開，迅速被研磨液體抽吸裝置316抽吸。由于打磨機314(是一小砂輪)，是由天然鉆石顆粒(顆粒大小為150微米)和人造鉆石顆粒(50微米)的混合物制成，通過天然鉆石顆粒的鋒利邊緣實現(xiàn)了優(yōu)良的打磨效果，通過混合的人造鉆石顆粒實現(xiàn)了成本的降低。結果，工件和拋光工具的碎屑與研磨液體一起從拋光工具302的加工面離開，并能以工序的方式消除，從而總能保持干凈的加工表面。
由于形成于研磨液體抽吸裝置316的液體抽吸面的內、外部分的研磨液體抽吸孔在數量上比形成于其中央部分的孔多三倍，抽吸裝置316能有效地抽吸大部分集中在拋光工具302的中央和外圓周部分的研磨液體。而且，由于深度小于1mm的淺槽形成于液體抽吸裝置316的研磨液體抽吸面的外圓周部分，朝向拋光工具，受到離心力并試圖流離拋光工具302的外周部分的研磨液體可由淺槽收集，被有效地吸收。
而且，由于朝向拋光工具302的液體抽吸裝置316的液體抽吸面的外部圓周部分被圓整，拋光工具302不會被類似于液體抽吸裝置316與拋光工具302接觸的意外事件中被損壞。
如上所述，研磨液體被提供給工件的中央部分而不會引起液體供應的過量或不足，與工件中央部分接觸的拋光工具的磨損和刨削得以減少。這樣，工件的內部圓周部分可以象其外部圓周部分一樣加工，即使工件的直徑大也能實現(xiàn)均勻拋光。而且，由于研磨液體提供在拋光工具302的加工面的整個徑向寬度上(相應于連接拋光工具的旋轉中心和其外部圓周上一點的線段的整個長度)并從其上回收，拋光可在相同條件下進行而不用考慮工件310的大小。
下面是關于圖8和9的第三實施例的拋光機械的實驗結果。
除了以30英寸直徑的圓盤狀拋光工具取代480mm外徑和120mm內徑的環(huán)形拋光工具外，實驗是在與第一實施例相同的關于晶片、研磨液體、工具旋轉速度、晶片加壓壓力、晶片搖擺寬度等的條件下進行的。當12英寸晶片拋光量為15000±500埃時，所得均勻度為±3％。
這個實驗結果表明，在使用這個尺寸上緊密的實施例的拋光機械時，可對大直徑晶片進行高精度的拋光，而不會引起研磨液體供應的過量或不足，且液體可穿過環(huán)形溝槽提供到工件的中央部分，拋光中產生的碎削可通過環(huán)形溝槽和徑向溝槽排放，由工件和拋光工具間的壓力接觸引起的拋光工具的彈性變形可由環(huán)形溝槽減輕，從而減少了拋光工具中央部分的磨損和刨削。
下面，參考圖10描述根據本發(fā)明的第四實施例的表面拋光機械，其中圖8，9和圖10共同的元件由類似的標號指示，對這些元件的描述就省略了。
在第四實施例的表面拋光機械中，提供了包含一組凹槽的環(huán)形溝槽402B來取代第三實施例中包含單個凹槽的環(huán)形溝槽302B。環(huán)形溝槽402B形成于與拋光工具同軸的盤型拋光工具302的拋光工具面302A中，穿過置于拋光工具上的工件310的旋轉中心。凹槽(如1mm深)沿拋光工具的徑向方向上相互間隔如2mm間距，構成10mm寬的環(huán)形溝槽402B。環(huán)形溝槽402B與形成于拋光工具面302A中的徑向溝槽302C溝通。
在該實施例中，提供小圓盤形打磨機441C來取代第三實施例中的滾錐型打磨機314。用于打磨拋光工具面302A的打磨機441C置于拋光工具面上研磨液體流向上的下游側，設置為通過結構上類似于圖5所示的往復運動機構的往復機構在拋光工具面上往復運動。往復機構包括與打磨機414C一起安裝到臂元件上的電機414A，它響應于從置于打磨機414C的往復運動極點處的微開關414B發(fā)出的信號，前向或反向旋轉電機414A，從而使打磨機往復運動。
在其它方面，該實施例的表面拋光機械在結構上與第三實施例相同，相應地實現(xiàn)了類似于由第三實施例實現(xiàn)的那些功能和優(yōu)點。
關于第四實施例的表面拋光機械，實驗基本上是在與第三實施例相同的條件下進行的，當12英寸的晶片的拋光量是15000±600埃時，得到±4％的均勻度。這表明該實施例的拋光機械可消除當使用傳統(tǒng)的拋光機械時可觀察到的非均勻性問題。
本發(fā)明不局限于第一至第四實施例，可以各種方式進行改進。
例如，在上述實施例中，可沿拋光工具的圓周邊緣提供一凸壁，以阻止研磨液體流出拋光工具面。凸壁能夠提高液體回收效率和降低拋光機械的運行成本。
盡管在實施例中描述了12英寸晶片的表面拋光，本發(fā)明適用于用于6，8或14英寸的表面拋光機械。
這種改進的拋光機械在大小上也是緊湊的。
在實施例中描述了包含具有二氧化硅膜的晶片的圓盤形工件，然而，工件可以是由金屬線、磁盤、玻璃基底或類似物形成的晶片。
盡管在實施例中描述了具有以水平位置安置的拋光工具面的拋光工具，拋光工具面也可以是垂直的或傾斜的。
權利要求
1.表面拋光機械，其特征在于，包括環(huán)形拋光工具，它具有環(huán)形拋光工具面，適宜于被旋轉地驅動，所述環(huán)形拋光工具的外徑被設置為一值，該值大于置于拋光工具面上的工件的外接圓的直徑，小于工件外接圓的直徑的兩倍；圓盤形加壓元件，置于所述環(huán)形拋光工具上的工件上，并可與之一起移動，用于均勻地將工件壓向所述環(huán)形拋光工具；和拋光位置固定機構，用于通過阻止工件和所述圓盤形加壓元件隨所述環(huán)形拋光工具一起移動，將工件和所述圓盤形加壓元件保持在預定的拋光位置，同時當所述環(huán)形拋光工具旋轉時，允許所述工件和所述圓盤形加壓元件轉動。
2.如權利要求1所述的表面拋光機械，其特征在于，所述拋光位置固定機構具有拋光位置可變設置功能，以將工件和圓盤形加壓元件的旋轉中心可變地設置在所述環(huán)形拋光工具的拋光工具面上的任意位置，并將它們保持在那個位置。
3.如權利要求1所述的表面拋光機械，其特征在于，所述拋光位置固定機構具有工件形心位置設置功能，用于使工件的形心位置與環(huán)形拋光工具和工件接觸區(qū)域的中心位置一致。
4.如權利要求1、2或3所述的表面拋光機械，其特征在于還包括圓盤形打磨機，置于所述環(huán)形拋光工具的拋光工具面上，沿所述環(huán)形拋光工具的旋轉方向上的工件上游的位置，所述圓盤形打磨機的直徑大于環(huán)形拋光工具面的徑向寬度，用于打磨拋光工具面。
5.如權利要求1、2或3所述的表面拋光機械，其特征在于還包括研磨液體供應機構，置于所述環(huán)形拋光工具的拋光工具面上方，與之相距預定的距離，并位于所述環(huán)形拋光工具旋轉方向上的工件的上游側，所述研磨液體供應機構具有多個液體噴嘴，用于向所述環(huán)形拋光工具的拋光工具面提供研磨液體；和研磨液體抽吸機構，置于所述環(huán)形拋光工具的拋光工具面上，位于所述環(huán)形拋光工具旋轉方向上工件的下游的一位置，從拋光工具面上抽吸并收集使用的研磨液體。
6.如權利要求4所述的表面拋光機械，其特征在于還包括研磨液體供應機構，置于所述環(huán)形拋光工具的拋光工具面上方，位于所述環(huán)形拋光工具旋轉方向上工件的上游側，用于向所述環(huán)形拋光工具的拋光工具面提供研磨液體；和研磨液體抽吸機構，置于所述環(huán)形拋光工具的拋光工具面上，位于所述環(huán)形拋光工具旋轉方向上的所述圓盤形打磨機的下游的一位置，用于從拋光工具面上抽吸并收集使用的研磨液體。
7.如權利要求5或6所述的表面拋光機械，其特征在于，所述研磨液體抽吸機構沿所述環(huán)形拋光工具的拋光工具面的寬度方向延伸，所述研磨液體抽吸機構具有研磨液體抽吸面，它面向所述環(huán)形拋光工具的拋光工具面，并形成有多個研磨液體抽吸孔，它們許多形成于所述研磨液體抽吸機構的研磨液體抽吸面的內、外徑區(qū)域。
8.如權利要求5所述的表面拋光機械，其特征在于所述研磨液體抽吸機構的研磨液體抽吸面的兩個端部都提供有多個與外部空氣相通的淺槽。
9.如權利要求5、6、7或8所述的表面拋光機械，其特征在于還包括截面形成為U型的研磨液體收集槽，適宜于與所述環(huán)形拋光工具一起轉動，所述研磨液體收集槽具有一凸起部分，該凸起部分朝向所述環(huán)形拋光工具的外部圓周部分，間隔有預定的距離；和研磨液體回收機構，附接于所述研磨液體收集槽，用于抽吸所述研磨液體收集槽中收集的研磨液體，并用于將收集的研磨液體輸送到外部。
10.如權利要求5、6、7或8所述的表面拋光機械，其特征在于還包括再生循環(huán)單元，用于循環(huán)由所述研磨液體抽吸機構抽吸和回收的研磨液體并用于將它們輸送到所述研磨液體供應機構。
11.表面拋光機構，其特征在于包括拋光工具，具有拋光工具面，適宜于被旋轉地驅動，所述拋光工具面形成有與所述拋光工具的旋轉中心同軸的環(huán)形溝槽；加壓元件，用于將置于所述拋光工具的拋光工具面上的工件壓向拋光工具面；拋光位置固定機構，用于將工件保持在預定的拋光位置，同時當所述拋光工具旋轉時，允許工件轉動，所述環(huán)形溝槽延伸穿過置于所述拋光工具的拋光工具面上的工件的旋轉中心；和研磨液體供應機構，用于將研磨液體供應到所述環(huán)形拋光工具的拋光工具面。
12.如權利要求11所述的表面拋光機械，其特征在于，形成于所述拋光工具的拋光工具面中的環(huán)形溝槽包括一個單個凹槽和一組凹槽，該組凹槽相互間沿所述拋光工具的徑向方向上間隔一小間距。
13.如權利要求11或12所述的表面拋光機械，其特征在于，所述拋光工具的拋光工具面形成有至少一個向所述拋光工具的外部圓周徑向延伸的徑向溝槽，所述的至少一個徑向溝槽與形成于拋光工具面中的環(huán)形溝槽相通。
14.如權利要求11或12所述的表面拋光機械，其特征在于還包括搖擺機構，用于使工件在所述拋光工具的拋光工具面上比所述環(huán)形槽的寬度大的搖擺寬度范圍內搖擺。
15.如權利要求11或12所述的表面拋光機械，其特征在于，所述拋光工具的拋光工具面由所述環(huán)形溝槽分成內部圓周部分、外部圓周部分和環(huán)形溝槽部分，所述研磨液體供應裝置提供有多個噴嘴，用于分別向內部圓周部分、外部圓周部分和拋光工具面的環(huán)形溝槽部分提供研磨液體。
16.如權利要求11或12所述的表面拋光機械，其特征在于，所述拋光工具包含漆酚樹酯作為它的成分。
17.如權利要求11或12所述的表面拋光機械，其特征在于還包括打磨機，置于所述拋光工具的拋光工具面上，位于沿所述拋光工具的旋轉方向上工件上游的位置，其打磨區(qū)域的長度大于拋光工具面的半徑，以覆蓋拋光工具面的整個徑向寬度，打磨機包括滾錐型打磨機或圓盤形打磨機，滾錐型打磨機的直徑向所述拋光工具的外部圓周方向增加，圓盤形打磨機適宜于所述拋光工具的徑向往復運動。
18.如權利要求17所述的表面拋光機械，其特征在于還包括研磨液體抽吸機構，置于所述拋光工具旋轉方向上所述打磨機的上游的位置，所述研磨液體抽吸機構的位置與打磨機的位置關于所述拋光工具的直徑線對稱，所述研磨液體抽吸機構的抽吸區(qū)域的長度大于所述拋光工具的拋光工具面的半徑，以覆蓋拋光工具面的整個徑向寬度。
全文摘要
表面拋光機械包括:具有拋光工具面的拋光工具;加壓元件,置于環(huán)形拋光工具上的工件上并與之一起移動,用于將工件壓向拋光工具;拋光位置固定裝置,用于通過阻止工件與拋光工具一起移動而將工件保持在預定的拋光位置,同時當拋光工具旋轉時,允許它轉動。拋光工具的直徑大于工件的直徑,小于工件直徑的兩倍。另一方面,拋光工具面形成有與拋光工具的旋轉中心同軸的環(huán)形溝槽,環(huán)形溝槽延伸以穿過置于拋光工具上的工件的旋轉中心。
文檔編號B24B37/04GK1240696SQ9910943
公開日2000年1月12日 申請日期1999年6月30日 優(yōu)先權日1998年6月30日
發(fā)明者三橋真成, 大野健一 申請人:日本電氣株式會社