特許 5793611 自動薄片研磨装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】5793611

(24)【登録日】2015年8月14日

(45)【発行日】2015年10月14日

(54)【発明の名称】自動薄片研磨装置

(51)【国際特許分類】

   B24B 49/04 20060101AFI20150928BHJP

   B24B 37/07 20120101ALI20150928BHJP

   B24B 37/013 20120101ALI20150928BHJP

   G01B 17/02 20060101ALN20150928BHJP

【ＦＩ】

   B24B49/04 Z

   B24B37/04 D

   B24B37/04 K

   !G01B17/02 Z

【請求項の数】12

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-248838(P2014-248838)

(22)【出願日】2014年12月9日

【審査請求日】2014年12月9日

(31)【優先権主張番号】10-2014-0047915

(32)【優先日】2014年4月22日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】506081530

【氏名又は名称】コリア インスティチュート オブ ジオサイエンス アンド ミネラル リソースズ

(74)【代理人】

【識別番号】100123788

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 昭夫

(74)【代理人】

【識別番号】100127454

【弁理士】

【氏名又は名称】緒方 雅昭

(72)【発明者】

【氏名】ラ−ヘ ハン

(72)【発明者】

【氏名】キ−サン サン

(72)【発明者】

【氏名】チョン−チャン キム

【審査官】 小川 真

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−６６８８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平２−１１０３０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２３２８２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２４Ｂ ４９／０２

Ｂ２４Ｂ ３７／０１３

Ｂ２４Ｂ ３７／０７

Ｇ０１Ｂ １７／０２

Ｇ０１Ｎ １／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

下部に位置する固定ステージと、
前記固定ステージ上に位置し、薄片を把持するための薄片ホルダーと、
前記薄片ホルダーと離隔し、前記固定ステージの上部に位置し、前記薄片ホルダーに配置された前記薄片を研磨するための研磨ディスクが付着されたチャックアセンブリがスピンドルを通じて固定される研磨ヘッド部と、を含み、
前記研磨ヘッド部は、前記薄片の厚さを測定するための厚さ測定機及び前記薄片の硬度を測定するための硬度測定機をさらに含むことを特徴とする、自動薄片研磨装置。

【請求項2】

前記薄片の形状は円形または四角形であり、
前記薄片ホルダーの形状は前記薄片の形状に対応して円形または四角形であることを特徴とする、請求項１に記載の自動薄片研磨装置。

【請求項3】

前記薄片ホルダーは、前記薄片を把持するための３個以上のホルダー把持部をさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載の自動薄片研磨装置。

【請求項4】

前記薄片ホルダーは中央部分が凹に形成され、その深さは前記薄片の高さより小さいことを特徴とする、請求項３に記載の自動薄片研磨装置。

【請求項5】

下部に位置する固定ステージと、
前記固定ステージ上に位置し、互いに平行に延びるレールと、
前記固定ステージ上の前記レールに移動可能に固定されて位置し、薄片を把持するための薄片ホルダーと、
前記薄片ホルダーと離隔し、前記固定ステージの上部に位置し、前記薄片ホルダーに配置された前記薄片を研磨するための研磨ディスクが付着されたチャックアセンブリがスピンドルを通じて固定される研磨ヘッド部と、を含み、
前記研磨ヘッド部は、前記薄片の厚さを測定するための厚さ測定機及び前記薄片の硬度を測定するための硬度測定機をさらに含むことを特徴とする、自動薄片研磨装置。

【請求項6】

前記薄片の形状は円形または四角形であり、
前記薄片ホルダーの形状は前記薄片の形状に対応して円形または四角形であることを特徴とする、請求項５に記載の自動薄片研磨装置。

【請求項7】

前記薄片ホルダーは前記薄片を把持するための３個以上のホルダー把持部をさらに含むことを特徴とする、請求項６に記載の自動薄片研磨装置。

【請求項8】

前記薄片ホルダーは中央部分が凹に形成され、その深さは前記薄片の高さより小さいことを特徴とする、請求項７に記載の自動薄片研磨装置。

【請求項9】

前記研磨ヘッド部は、前記厚さ測定機の測定結果及び前記硬度測定機の測定結果を表示するためのディスプレイ部をさらに含むことを特徴とする、請求項１または５に記載の自動薄片研磨装置。

【請求項10】

前記研磨ヘッド部の前記ディスプレイ部は、総研磨予想時間、または総研磨所要時間を表示するための時間表示部をさらに含むことを特徴とする、請求項９に記載の自動薄片研磨装置。

【請求項11】

前記薄片の研磨時、発熱を制御するための水またはオイル（ｏｉｌ）供給手段、または研磨粉を供給するための供給手段をさらに含むことを特徴とする、請求項１または５に記載の自動薄片研磨装置。

【請求項12】

前記レールに移動可能に固定されて位置する前記薄片ホルダーは、前記薄片の厚さ測定または前記薄片の硬度測定時に左右に移動可能であることを特徴とする、請求項５に記載の自動薄片研磨装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は薄片研磨装置に関し、より詳しくは、薄片の研磨において、耐久性に優れる簡単な構造で形成され、特に研磨が終了するまで人が待機する必要無しで自動的に薄片を研磨することができる自動薄片研磨装置に関する。

【背景技術】

【0002】

薄片研磨は、通常的に、各種の金属試料、半導体素子、試錐孔などから獲得したコア試料のような地質学的試料、その他のプラスチックなどの試料を薄片に研磨する過程を意味することができる。

【0003】

薄片の研磨は各種の試料の光学的特性または結晶構造などを把握するための基盤技術として使われることができ、その光学的特性は、顕微鏡、例えば、偏光顕微鏡などの光学顕微鏡、及びＳＥＭ、ＴＥＭ、ＡＦＭなどの電子顕微鏡などを通じて把握されることができ、その他の結晶構造などは適切な物理化学的処理を通じて把握できることはよく知られている。

【0004】

一方、本技術分野では特許文献１に開示された装置と類似な研磨装置が知られている。

【0005】

従来、適当な厚さの薄片を形成する前まで作業者が薄片を把持していなければならない研磨装置の場合、研磨が終了する前まで作業者が席を守っていなければならないため、薄片の研磨時には他の作業をすることができなかった。

【0006】

また、一部の自動化された研磨装置の場合には、タイマーが装着されているので研磨にかかる時間の把握または所定時間までの研磨作業の遂行などに対しては容易に制御できたが、研磨が始まる前に研磨にかかる時間を予め知ることはできなかった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】大韓民国公開実用新案公報第２０−２００９−０００１５５６号（２００９年０２月１８日公開、発明の名称：“試片研磨用グラインダ装置”）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

したがって、本発明は前述した問題点を解決するためのものであって、薄片の研磨が終了する前まで作業者が席を守らなくてもよい自動薄片研磨装置を提供することをその目的とする。

【0009】

また、発明の好ましい他の実施形態によれば、薄片の研磨が始まる前に研磨作業にかかる時間を予測して表示することができる自動薄片研磨装置を提供することを他の目的とする。

【0010】

本発明が解決しようとする課題は、以上の言及した課題に制限されず、本発明の技術分野に属する通常の技術者であれば、以下の記載から言及されていない更に他の課題に対しても明確に理解することができる。

【課題を解決するための手段】

【0011】

前記の課題を解決するために、本発明の好ましい一実施形態に係る自動薄片研磨装置は、下部に位置する固定ステージ、前記固定ステージ上に位置し、薄片を把持するための薄片ホルダー、及び前記薄片ホルダーと離隔し、前記固定ステージの上部に位置し、前記薄片ホルダーに配置された前記薄片を研磨するための研磨ディスクが付着されたチャックアセンブリがスピンドルを通じて固定される研磨ヘッド部を含み、前記研磨ヘッド部は、前記薄片の厚さを測定するための厚さ測定機及び前記薄片の硬度を測定するための硬度測定機をさらに含むことを特徴とする。

【0012】

ここで、前記薄片の形状は円形または四角形であり、前記薄片ホルダーの形状は前記薄片の形状に対応して円形または四角形のものが好ましい。

【0013】

また、前記薄片ホルダーは前記薄片を把持するための３個以上のホルダー把持部をさらに含むことが好ましい。

【0014】

また、前記薄片ホルダーは中央部分が凹に形成され、その深さは前記薄片の高さより小さいものが好ましい。

【0015】

また、前記課題を解決するために、本発明の好ましい他の実施形態に係る自動薄片研磨装置は、下部に位置する固定ステージ、前記固定ステージ上に位置し、互いに平行に延びるレール、前記固定ステージ上の前記レールに移動可能に固定されて位置し、薄片を把持するための薄片ホルダー、及び前記薄片ホルダーと離隔し、前記固定ステージの上部に位置し、前記薄片ホルダーに配置された前記薄片を研磨するための研磨ディスクが付着されたチャックアセンブリがスピンドルを通じて固定される研磨ヘッド部を含み、前記研磨ヘッド部は、前記薄片の厚さを測定するための厚さ測定機及び前記薄片の硬度を測定するための硬度測定機をさらに含むことを特徴とする。

【0016】

この際、前記薄片の形状は円形または四角形であり、前記薄片ホルダーの形状は前記薄片の形状に対応して円形または四角形のものが好ましい。

【0017】

また、前記薄片ホルダーは前記薄片を把持するための３個以上のホルダー把持部をさらに含むことが好ましい。

【0018】

また、前記薄片ホルダーは中央部分が凹に形成され、その深さは前記薄片の高さより小さいものが好ましい。

【0019】

また、前記研磨ヘッド部は、前記厚さ測定機の測定結果及び前記硬度測定機の測定結果を表示するためのディスプレイ部をさらに含むことが好ましい。

【0020】

また、前記研磨ヘッド部の前記ディスプレイ部は、総研磨予想時間、または総研磨所要時間を表示するための時間表示部をさらに含むことが好ましい。

【0021】

また、前記薄片の研磨時、発熱を制御するための水またはオイル（ｏｉｌ）供給手段、または研磨粉を供給するための供給手段をさらに含むことが好ましい。

【0022】

また、前記レールに移動可能に固定されて位置する前記薄片ホルダーは、前記薄片の厚さ測定または前記薄片の硬度測定時に左右に移動可能なものが好ましい。

【0023】

その他、実施形態の具体的な事項は詳細な説明及び添付図面に含まれている。

【0024】

本発明の利点及び／又は特徴、そしてそれらを達成する方法は添付の図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すると明確になる。しかしながら、本発明は以下に開示される実施形態に限定されるものでなく、互いに異なる多様な形態でも具現されることができ、単に本明細書で説明する実施形態は本発明の開示を完全にし、本発明の技術分野に属する通常の技術者に本発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は請求項の範疇により定義されることを知らなければならない。

【0025】

明細書の全体に亘って同一参照符号は同一構成要素を称し、発明を構成する各構成要素のサイズ、位置、結合関係などは説明の明確性のために誇張して記述されていることがある。

【0026】

また、本発明を説明するに当たって、関連した公知技術などが本発明の要旨を曖昧にすることがあると判断される場合、それに関する詳細な説明は省略されることもある。

【発明の効果】

【0027】

本発明の好ましい実施形態によれば、薄片研磨時、作業者が席を守らなくてもよいので、薄片研磨に不要に消耗される時間を節約することができる。

【0028】

また、本発明の好ましい他の実施形態によれば、薄片の研磨が始まる前に、研磨作業にかかる時間を予測することができるので、薄片の終了と共に他の作業を遂行する時、作業者の便宜を増進させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明の好ましい一実施形態に係る自動薄片研磨装置における薄片の研磨手続を説明する概略順序図である。

【図2】本発明の好ましい一実施形態に係る自動薄片研磨装置の側断面図である。

【図3】本発明の好ましい一実施形態に係る図２の自動薄片研磨装置の概略平面図である。

【図4】本発明の好ましい一実施形態に係る２つ形状の薄片、及びこの薄片を把持する２つ形状の薄片ホルダーを示す概略図である。

【図5】本発明の好ましい一実施形態に係る図１に示す自動薄片研磨装置の研磨ヘッド部に形成したディスプレイ部の詳細図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態に対して詳細に説明する。

【0031】

図１は、本発明の好ましい一実施形態に係る自動薄片研磨装置における薄片の研磨手続を説明する概略順序図である。

【0032】

図１によれば、本発明の好ましい一実施形態に係る自動薄片研磨装置における薄片の研磨手続は、薄片製作ステップ（Ｓ１０）、薄片ホルダーに薄片を付着するステップ（Ｓ２０）、研磨装置に薄片ホルダーを装着するステップ（Ｓ３０）、薄片硬度測定ステップ（Ｓ４０）、薄片厚さ測定ステップ（Ｓ５０）、研磨速度決定ステップ（Ｓ６０）、研磨開始ステップ（Ｓ７０）、研磨ディスクまたは研磨粉を取り替えるステップ（Ｓ８０）、及び練磨された薄片が所定厚さであるかを確認するステップ（Ｓ９０）を含む。

【0033】

まず、薄片製作ステップ（Ｓ１０）は、本発明の好ましい一実施形態に係る自動薄片研磨装置において、最終的に薄片を製作する前に使用する一次材料としての薄片を製作するステップである。

【0034】

本ステップでの薄片は最終生成物、即ちステップＳ９０（後述する）で得られる薄片とは異なり、相当な厚さでありうることを知っていなければならない。

【0035】

また、本発明で使用した薄片という表現は、便宜上、試料またはサンプルを意味する用途として薄片と表現しただけであり、薄片といっても研磨が始まる前の薄片は厚さが厚いこともあることを知っていなければならず、本ステップ（Ｓ１０）での薄片は最終生成物の薄片を製作するための出発物質の意味として薄片という用語を使用したことを理解しなければならない。

【0036】

したがって、最初の薄片は研磨が進行されるにつれて最終的に薄片が形成されるものであることを知っていなければならない。

【0037】

次に、薄片ホルダーに薄片を付着するステップ（Ｓ２０）は、直前ステップ（Ｓ１０）で得られた薄片を薄片ホルダーに付着するステップである。

【0038】

薄片ホルダーに薄片を付着する方法は、接着剤などを使用して行なわれることもでき、好ましくは、後述するホルダー把持部を用いて薄片ホルダーに薄片を付着することもできることを知っていなければならない。

【0039】

次に、研磨装置に薄片ホルダーを装着するステップ（Ｓ３０）は、研磨装置に薄片ホルダーを装着するステップであって、単純に研磨装置のステージ上に置かれることもあり、好ましくは後述する本発明の好ましい実施形態に係るレール２６５（図２参照）に移動可能に固定されて位置することもできる。

【0040】

次に、薄片硬度測定ステップ（Ｓ４０）は、研磨装置に装着された薄片の硬度を測定するステップであり、また薄片厚さ測定ステップ（Ｓ５０）は研磨装置に装着された薄片の厚さを測定するステップである。

【0041】

この際、薄片硬度測定ステップ（Ｓ４０）及び薄片厚さ測定ステップ（Ｓ５０）は、順次的に実行されず、同時に実行されることもでき、反対の順に実行されても構わない。

【0042】

薄片硬度測定ステップ（Ｓ４０）及び薄片厚さ測定ステップ（Ｓ５０）は、研磨装置に装着された薄片を研磨して薄片に製作する前に予め硬度及び厚さを把握するためのものであって、後続するステップで使用するための基本データを収集するステップでありうる。

【0043】

硬度はさまざまな種類の硬度が測定されることができ、例えば、ＨＶ、ＨＢ、ＨＲＢ、ＨＲＣなどの硬度値を測定することができる。

【0044】

この際、作業者は最終薄片の厚さを入力することもでき、または、薄片をある程度に研磨しなければならないかに対するデータを入力することもできることを知っていなければならない。

【0045】

後者の場合には、相当な厚さの薄片の一定部分のみ研磨により除去することを意味することができる。

【0046】

次に、研磨速度決定ステップ（Ｓ６０）は、直前ステップで得られた基本データに基づいて、薄片を最も最適の条件で研磨するための研磨速度を決定するステップである。

【0047】

本ステップ（Ｓ６０）では、２００、４００、６００などで表記されるメッシュ（ｍｅｓｈ）に分類される研磨ディスクの種類を作業者に知らせてくれることができることを知っていなければならない。

【0048】

即ち、硬度の高い薄片の場合にはメッシュ数の低い研磨ディスクを指定し、硬度の低い、例えば未固結試料のような非常に軟らかい薄片の場合には、メッシュ数の高い研磨ディスクを指定してくれることができる。

【0049】

一方、この時の研磨ディスクは耐久性のためにダイアモンドで処理された研磨ディスクのものが好ましい。

【0050】

類似な方式で、研磨ディスクの代りに研磨粉を使用する場合にも硬度の高い薄片はメッシュ数の低い研磨粉を供給するようにし、硬度の低い薄片はメッシュ数の高い研磨粉を供給するように指定してくれることができる。

【0051】

次に、研磨開始ステップ（Ｓ７０）は文字そのままの意味であって、薄片を研磨し始めるステップである。

【0052】

この時の研磨は、研磨ディスクの回転による研磨も可能であり、または、後述する図２及び図３のように、薄片ホルダーがレール上で左右に往復移動しながら研磨する構成も可能であることを知っていなければならない。

【0053】

次に、研磨ディスクまたは研磨粉を取り替えるステップ（Ｓ８０）は、薄片を研磨しながら、周期的に薄片の厚さまたは硬度を測定しながら、適切な瞬間に研磨ディスクまたは研磨粉を取り替えるようにするステップである。

【0054】

本発明では、図示及び説明の便宜のために、研磨ヘッド部が１つ形成された場合に対して説明しているが、互いに異なるメッシュの研磨ディスクが付着された複数個の研磨ヘッド部を備えることもできる。

【0055】

したがって、研磨が始まる時はメッシュ数の低い研磨ディスクを使用し、研磨が進行されて、薄片が薄片になるにつれて、必要によって、より高いメッシュ数の研磨ディスクを取り替えて使用するように構成できる。

【0056】

また、本発明では研磨粉の他にも薄片の研磨時に発生する発熱を制御するための水またはオイル（ｏｉｌ）などを供給するための供給手段をさらに含むことができる。

【0057】

したがって、研磨ヘッド部が複数個形成されることに対応して研磨粉などを供給するための供給手段やはり複数個形成できることを知っていなければならない。

【0058】

最後に、練磨された薄片が所定厚さであるかを確認するステップ（Ｓ９０）を経ることができる。

【0059】

本ステップ（Ｓ９０）では、薄片を持続的に研磨して薄片に形成した場合、作業者が所望の厚さに到達したか、または作業者が所望の量だけ除去されたかを確認することができる。

【0060】

装置２００の具体的な構成に対しては、図２、図３、及び図５を参照して後述する。

【0061】

図２は本発明の好ましい一実施形態に係る自動薄片研磨装置の側断面図であり、図３は本発明の好ましい一実施形態に係る図２の自動薄片研磨装置の概略平面図である。

【0062】

図２によれば、本発明の好ましい一実施形態に係る自動薄片研磨装置２００は、下部に位置する固定ステージ２５０、固定ステージ２５０上に位置し、薄片２７０を把持するための薄片ホルダー２６０、及び薄片ホルダー２６０と離隔し、固定ステージ２５０の上部に位置し、薄片ホルダー２６０に配置された薄片２７０を研磨するための研磨ディスク２１８が付着されたチャックアセンブリ２１４がスピンドル２１２を通じて固定される研磨ヘッド部２１０を含んでいる。

【0063】

この際、研磨ヘッド部２１０は、薄片２７０の厚さを測定するための厚さ測定機２２０及び薄片の硬度を測定するための硬度測定機２３０をさらに含むことができる。

【0064】

図２で、薄片ホルダー２６０は薄片２７０を内部に把持するため、中央部分が凹に形成され、薄片２７０が練磨されて薄片になるにつれて薄片２７０の高さが低くなるという点を勘案して、薄片ホルダー２６０の深さは薄片２７０の高さより小さく設定されている。

【0065】

図２及び図３から、固定ステージ２５０上には互いに平行に延びるレール２６５、２６５、２６７が位置する。

【0066】

この際、薄片ホルダー２６０は固定ステージ２５０上のレール２６５、２６７に左右に移動可能に固定されて位置している。

【0067】

薄片ホルダー２６０の左右移動は、図２で矢印（←及び→）で表した。

【0068】

薄片ホルダー２６０が左右に移動可能に固定されれば、薄片２７０の研磨時に必要によって薄片ホルダー２６０の位置を移動させることができるようになり、したがって、研磨ディスク２１８の回転による研磨の他にも、作業者による手動研磨のように薄片２７０に対する左右方向への移動による水平研磨も可能であるという効果を期待することができる。

【0069】

但し、この場合には回転研磨を念頭に置いた研磨ディスク２１８の代りに、例えば、紙やすりのような研磨パッドを研磨ディスク２１８の個所に付着して置くことができる。

【0070】

また、固定ステージ２５０の下部には水やオイルなどの排水のためのドレイン２５２がさらに形成されていることが好ましい。ドレイン２５２に排出される水やオイルは再循環されてリサイクルできることはよく知るはずである。

【0071】

本発明では水やオイルの他にも、研磨ディスク２１８による高速回転研磨または研磨粉を使用することもできるので、研磨時に発生する飛散ホコリなどを適切に制御するための別途の換気設備（図示せず）を備えていればより好ましい。

【0072】

次に、研磨ヘッド部２１０について説明する。

【0073】

本発明の好ましい実施形態に係る研磨ヘッド部２１０は、その下部に薄片２７０を研磨するためのチャックアセンブリ２１４を備えている。

【0074】

このチャックアセンブリ２１４は、チャック（２１６）の下部に、必要によって、研磨ディスク２１８または研磨パッド（図示せず）が付着できる。

【0075】

本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、研磨ヘッド部２１０に形成したスピンドル２１２を回転させるか、または上昇または下降させるためのモータ（図示せず）をさらに備えていることをよく知るはずである。

【0076】

研磨ヘッド部２１０には、後述するディスプレイ部２８０がさらに形成されることができ、このディスプレイ部２８０に対しては図５を参照して説明する。

【0077】

研磨ヘッド部２１０の下部には、各々薄片２７０の厚さを測定するための厚さ測定機２２０と薄片２７０の硬度を測定するための硬度測定機２３０がさらに形成されている。

【0078】

厚さ測定機２２０及び硬度測定機２３０は、図１を参照して説明したように、研磨速度決定ステップ（Ｓ６０）で研磨速度を決定することに必要とするデータを収集することに使用できる。

【0079】

厚さ測定機２２０及び硬度測定機２３０で得られた厚さデータと硬度データに基づいて、薄片２７０の総研磨所要時間を推定することができる。

【0080】

また、硬度測定機２３０での硬度データに基づいて、硬度の高い薄片２７０の場合にはチャックアセンブリ２１４の薄片２７０への接近速度を遅くし、反対に、薄片２７０の硬度が低い場合には、チャックアセンブリ２１４の薄片２７０への接近速度を速くすることもできる。

【0081】

一方、厚さ測定機２２０と硬度測定機２３０は超音波方式により動作するメカニズムを採択することが好ましく、タッチ棒（図示せず）が薄片２７０まで降りて薄片及び練磨された薄片の厚さと硬度を測定するメカニズムも可能であるが、この場合には、自動薄片研磨装置２００の耐久性を阻害する虞があるので好ましくはない。

【0082】

厚さ測定機２２０と硬度測定機２３０の動作メカニズムには、超音波の他にもレーザー方式も可能であるが、薄片２７０でレーザーが飛散する場合、事故の虞があるので、ハウジング（図示せず）で保護される場合でなければ好ましくない。

【0083】

図３から、レール２６５、２６７は一対に形成されているが分かる。このように、レール２６５、２６７を一対に形成する場合、装置２００内の試片ホルダー２６０の移動と関連して好ましい剛性を維持する効果を期待することができる。

【0084】

一方、図２及び図３から、本発明の好ましい実施形態に係る自動薄片研磨装置２００には水またはオイル供給手段２４０、または研磨粉を供給するための供給手段（図示せず）がさらに具備できる。

【0085】

この際、水またはオイル供給手段２４０は柔軟なパイプで備えられることが好ましい。

【0086】

このために、図面に図示していない水供給タンク及びオイル供給タンクがさらに設置されることができ、好ましくは水とオイルは別途の供給手段（例えば、図面符号２４０と類似なパイプ）を通じて供給できる。

【0087】

この際、水またはオイルなどを供給するためのポンプ（図示せず）またはモータ（図示せず）がさらに設置できる。

【0088】

また、水またはオイルは、図３に示すように、試片ホルダー２６０内の薄片（図３では図示せず）のうち、中央部分に供給されることがより好ましい。

【0089】

図４は、本発明の好ましい一実施形態に係る２つ形状の薄片、及びこの薄片を把持する２つ形状の薄片ホルダーを示す概略図である。

【0090】

図４によれば、薄片２７０の形状は円形または四角形でありうる。薄片２７０の形状は、通常、四角形に準備できるが、試錐孔などから入手する試錐コアなどの場合には、円形の薄片２７０が普遍的である。また、金属棒材を研磨する場合にも薄片２７０は円形に形成できることはよく知るはずである。

【0091】

一方、薄片ホルダー２６０の形状は薄片２７０の円形または四角形の形状に対応して円形または四角形に形成されることが好ましい。これに対し、図４で（ａ）と（ｂ）とに分けて図示した。

【0092】

図４で、（ａ）の場合には薄片２７０が円形の場合を示し、薄片ホルダー２６０内の薄片２７０を固定して把持するために少なくとも３個所にホルダー把持部２６２が形成されていることが分かる。

【0093】

ホルダー把持部２６２は、図示したように、ねじ形式に形成されることが最も好ましく、または、スプリングのような弾性手段の反撥力を用いて薄片２７０を把持する構成も可能であるが、把持力を一義に制御できない反撥力が薄片２７０に加えられることがあるので、最悪の場合、薄片２７０が破損される虞があるので推薦しない。

【0094】

一方、図４の（ｂ）では薄片２７０が四角形の場合に対して示しており、図示したように、薄片２７０は略矩形であると見なせば好ましい。

【0095】

図４で、ホルダー把持部２６２、２６４は薄片２７０を確実に把持するために少なくとも３個以上が形成されていることが好ましい。

【0096】

最後に、図５を参照して、本発明の好ましい一実施形態に係る図１に示した自動薄片研磨装置の研磨ヘッド部に形成したディスプレイ部について説明する。

【0097】

図５から分かるように、研磨ヘッド部２１０内のディスプレイ部２８０は、厚さ測定機２２０が測定した薄片２７０または前述したように練磨されていきながら薄片になる途中の薄片の厚さ（ＴＨＩＣＫＮＥＳＳ）の測定結果を表示するための厚さ表示部２２２と、硬度測定機２３０が測定した薄片２７０または練磨されて行く途中の薄片の硬度（ＨＡＲＤＮＥＳＳ）の測定結果を表示するための硬度表示部２３２を含んでいる。

【0098】

この際、厚さの測定結果の表示の単位は少なくともμｍのものが好ましく、必要によって少数点以下の単位でも表示できることを知っていなければならない。

【0099】

また、硬度表示部２３２は硬度の表示と同時に、薄片２７０の総研磨予想時間、または総研磨所要時間を表示するための時間表示部の役割を同時に遂行することができる。このために、硬度表示部２３２の下に硬度表示選択ボタン２３４または時間表示選択ボタン２３６がさらに形成できる。

【0100】

硬度表示選択ボタン２３４を押さえれば、硬度表示部２３２に硬度が表示されることができ、時間表示選択ボタン２３６を押さえれば、総研磨予想時間、または総研磨所要時間がトグル方式により表示できる。ここで、トグル方式とは、一回押さえれば総研磨予想時間が表示され、もう一度押さえれば総研磨所要時間が表示できることを意味する。

【0101】

また、時間表示選択ボタン２３６を押さえた時、タイマー機能を遂行するようにすることもできるが、これは本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、容易に具現できると判断されて、これに対してはこれ以上の説明を省略する。

【0102】

前述したように、厚さ測定機２２０と硬度測定機２３０は超音波方式により動作することが好ましく、これら測定機２２０、２３０の動作方式が非接触式であるので、耐久性の向上に寄与できることが分かる。

【0103】

厚さ測定機２２０と硬度測定機２３０は、薄片２７０の厚さと硬度をリアルタイムに測定することができ、例えば、前述したように、硬度が高い、即ち薄片２７０が堅い場合にはスピンドル２１２の回転速度を遅く、また薄片２７０へのスピンドル２７０の接近速度を遅くすることができることは、よく知っているはずである。

【0104】

また、厚さ測定機２２０及び硬度測定機２３０の測定結果から薄片２７０の総研磨予想時間を推定できることに注目しなければならない。

【0105】

推定された総研磨予想時間からチャックアセンブリ２１４の回転速度またはレール２６５、２６７上の薄片ホルダー２６０の左右方向移動速度が定まることができる。

【0106】

また、推定された総研磨予想時間及び薄片２７０の厚さの測定結果から、何時研磨ディスク２１８を交換しなければならないか、何時他の研磨粉を供給しなければならないかなどをさらにディスプレイ（図示せず）することもでき、これを通じて作業者は研磨作業に必要とする資源を予め準備するなど、研磨作業をより柔軟に遂行することができる。

【0107】

延いては、ディスプレイ部２８０にはチャックアセンブリ２１４の回転速度も表示されることができ、このために、硬度表示選択ボタン２３４または時間表示選択ボタン２３６と類似な別途のボタン（図示せず）を追加的に設置することができ、または、ディスプレイ部２８０にチャックアセンブリ２１４の回転速度を常時的に表示するようにすることもできる。

【0108】

これと同時に、チャックアセンブリ２１４が薄片２７０を研磨する時、薄片２７０を押さえる力、即ち圧力もさらに表示することができる。

【0109】

チャックアセンブリ２１４の押さえる力を表示する理由は、薄片２７０の硬度が低い場合、例えば、未固結試料に準する位の軟らかい薄片２７０であれば、チャックアセンブリ２１４の押さえる力が相当な場合、薄片２７０の破損が起こることがあるためである。

【0110】

この場合には、作業者をして予め注意を要するようにすることが好ましい。

【0111】

但し、本発明の好ましい実施形態では、非接触式硬度測定機２３０が設置されているので、チャックアセンブリ２１４の押さえる力を別途に測定することは多分補助的な手段であることを知っていなければならない。

【0112】

最後に、レール２６５、２６７に移動可能に固定されて位置する薄片ホルダー２６０は、薄片２７０の厚さ測定または薄片２７０の硬度測定時に左右に移動することもできる。これは、チャックアセンブリ２１４のサイズを薄片２７０のサイズより大きく形成するためで、研磨ヘッド部２１０の下部に設置された厚さ測定機２２０及び／又は硬度測定機２３０が薄片２７０の厚さ及び／又は硬度を測定する時、チャックアセンブリ２１４により妨害を受けるためである。

【0113】

薄片２７０（または、研磨されるにつれて薄片）の厚さ及び／又は硬度を測定するために、まず厚さ測定時にはレール２６５、２６７の上の薄片ホルダー２７０が左側に適切に移動した後、厚さを測定し、また硬度測定時にはレール２６５、２６７の上の薄片ホルダー２７０が左側に適切に移動した後、硬度を測定することができる。

【0114】

一方、このように、レール２６５、２６７の上の薄片ホルダー２７０が左右に移動するようになれば、研磨作業が中間で切れるようになるので、連続的な研磨作業のために、図示してはいないが、厚さ測定機２２０及び／又は硬度測定機２３０が研磨ヘッド部２１０の外部に左右に対角線方向に、即ち‘（矢印Ａ）’方向に入射し、‘（矢印Ｂ）’方向に出射する構成でも具現することができる。

【0115】

【数1】

【0116】

このように、‘（矢印Ａ）’方向入射、及び‘（矢印Ｂ）’方向出射の構成は、本発明の厚さ測定機２２０及び／又は硬度測定機２３０が超音波方式により動作するものであるので可能である構成であることを知っていなければならない。

【0117】

以上のように限定された実施形態と図面により本発明を説明したが、本発明は前記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術分野に属する通常の技術者であれば、以上の記載から多様な修正及び変形が可能であることが分かる。したがって、本発明の思想は、以上の記載に含まれた実施形態に限定されて定まってはならず、後述する特許請求範囲のみにより把握されなければならず、特許請求範囲と均等物、または等価的な変形は、全ての本発明の思想の範疇に属するということができる。

【符号の説明】

【0118】

Ｓ１０ 薄片製作ステップ
Ｓ２０ 薄片ホルダーに薄片を付着するステップ
Ｓ３０ 研磨装置に薄片ホルダーを装着するステップ
Ｓ４０ 薄片硬度測定ステップ
Ｓ５０ 薄片厚さ測定ステップ
Ｓ６０ 研磨速度決定ステップ
Ｓ７０ 研磨開始ステップ
Ｓ８０ 研磨ディスクまたは研磨粉を取り替えるステップ
Ｓ９０ 練磨された薄片が所定厚さであるかを確認するステップ
２００ 自動薄片研磨装置
２１０ 研磨ヘッド部
２１２ スピンドル
２１４ チャックアセンブリ
２１８ 研磨ディスク
２２０ 厚さ測定機
２２２ 厚さ表示部
２３０ 硬度測定機
２３２ 硬度表示部
２５０ 固定ステージ
２５２ ドレイン
２６０ 薄片ホルダー
２６５、２６７ レール
２７０ 薄片
２８０ ディスプレイ部

【要約】

【課題】本発明は、自動薄片研磨装置を提供するためのものである。
【解決手段】本発明に係る自動薄片研磨装置は、下部に位置する固定ステージ、固定ステージ上に位置し、薄片を把持するための薄片ホルダー、及び薄片ホルダーと離隔し、固定ステージの上部に位置し、薄片ホルダーに配置された薄片を研磨するための研磨ディスクが付着されたチャックアセンブリがスピンドルを通じて固定される研磨ヘッド部を含み、研磨ヘッド部は、薄片の厚さを測定するための厚さ測定機及び薄片の硬度を測定するための硬度測定機をさらに含んでいる。本発明に係る自動薄片研磨装置は、固定ステージ上に位置する互いに平行に延びるレールをさらに含むことができ、この際、薄片ホルダーは固定ステージ上のレールに移動可能に固定されて位置することができる。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】